本實用新型涉及光學(xué)成像領(lǐng)域,特別是涉及一種光學(xué)鏡頭。
背景技術(shù):
目前,車載用的光學(xué)鏡頭大多采用4片結(jié)構(gòu),即光學(xué)鏡頭由4個光學(xué)鏡片組成。其解析力水平集中在VGA水平,水平視場角度一般小于180°。
隨著車載鏡頭的性能需求不斷提高,上述4片結(jié)構(gòu)的光學(xué)鏡頭已經(jīng)不滿足車載鏡頭的發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
基于此,有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)鏡頭解析力低、且視場角度較小的問題,提供一種解析力強且視場角度較大的光學(xué)鏡頭。
一種光學(xué)鏡頭,包括從物方至像方依次設(shè)置的前透鏡群組、光闌、以及后透鏡群組;
所述前透鏡群組包括從物方至像方依次設(shè)置的第一鏡片、第二鏡片、以及第三鏡片;
所述后透鏡群組包括從物方至像方依次設(shè)置的第四鏡片及第五鏡片;所述第四鏡片與所述第五鏡片光學(xué)膠結(jié);
所述第一鏡片為具有負的光焦度的草帽型鏡片;
所述第二鏡片為具有負的光焦度的非球面鏡片;
所述第三鏡片為具有正的光焦度的非球面鏡片;
所述第四鏡片為具有負的光焦度的非球面鏡片;
所述第五鏡片為具有正的光焦度的非球面鏡片;
且,滿足下面的關(guān)系:
-8<F1/EFL<-4,
-4<F2/EFL<-1,
2<F3/EFL<6;
其中,
EFL指所述光學(xué)鏡頭的焦距值;
F1指所述第一鏡片的焦距值;
F2指所述第二鏡片的焦距值;
F3指所述第三鏡片的焦距值。
上述光學(xué)鏡頭,采用5片結(jié)構(gòu),且采用特殊的前透鏡群組的焦距值設(shè)置以及后透鏡群組的光學(xué)膠結(jié)設(shè)計;其可以達到高清的解析力效果,并且視場角度大于180°,從而達到超廣角,使光學(xué)鏡頭的涵蓋面積更大,拍攝的景物范圍更加寬廣。
在其中一個實施例中,所述第一鏡片為光學(xué)玻璃鏡片,所述第二鏡片為光學(xué)樹脂鏡片,所述第三鏡片為光學(xué)樹脂鏡片,所述第四鏡片為光學(xué)樹脂鏡片,所述第五鏡片為光學(xué)樹脂鏡片。
在其中一個實施例中,所述第二鏡片為環(huán)烯烴樹脂鏡片,所述第三鏡片為聚碳酸脂樹脂鏡片,所述第四鏡片為聚碳酸脂樹脂鏡片,所述第五鏡片為環(huán)烯烴樹脂鏡片。
在其中一個實施例中,所述第一鏡片滿足如下關(guān)系:
1.6<Nd1<1.8,40<Vd1<60;
其中,Nd1指所述第一鏡片的折射率;Vd1指所述第一鏡片的阿貝數(shù)。
在其中一個實施例中,膠合面有效徑的一半大于膠合面矢高。
在其中一個實施例中,膠合面矢高為0.75mm~1.5mm,膠合面有效徑為1.5mm~3.0mm。
在其中一個實施例中,所述光學(xué)鏡頭還包括濾光鏡以及保護玻璃;所述濾光鏡位于所述第五鏡片遠離物方的一側(cè);所述保護玻璃位于所述濾光鏡遠離物方的一側(cè)。
在其中一個實施例中,所述光學(xué)鏡頭滿足如下關(guān)系:
10mm≤TTL≤16mm;其中,TTL指所述光學(xué)鏡頭的長度。
在其中一個實施例中,所述光學(xué)鏡頭滿足如下關(guān)系:
FNO≤2.2,F(xiàn)OV>180°;
其中,F(xiàn)NO指所述光學(xué)鏡頭的相對孔徑,F(xiàn)OV指所述光學(xué)鏡頭的最大視場角度。
本實用新型還提供了一種車載鏡頭組件。
一種車載鏡頭組件,包括本實用新型所提供的光學(xué)鏡頭、以及影像傳感器。
上述車載鏡頭組件,由于采用本實用新型所提供的光學(xué)鏡頭,故可以達到高清的解析力效果,并且視場角度大于180°,從而達到超廣角,有利于監(jiān)測到更廣范圍的物體。
附圖說明
圖1為實施例1的光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為實施例1的光學(xué)鏡頭的軸向色差曲線。
圖3為實施例1的光學(xué)鏡頭的像散曲線。
圖4為實施例1的光學(xué)鏡頭的畸變曲線。
圖5為實施例1的光學(xué)鏡頭的相對照度曲線。
圖6為實施例2的光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為實施例2的光學(xué)鏡頭的軸向色差曲線。
圖8為實施例2的光學(xué)鏡頭的像散曲線。
圖9為實施例2的光學(xué)鏡頭的畸變曲線。
圖10為實施例2的光學(xué)鏡頭的相對照度曲線。
具體實施方式
為了便于理解本實用新型,下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施方式。但是,本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn),并不限于本文所描述的實施方式。相反地,提供這些實施方式的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。
需要說明的是,當元件被稱為“設(shè)置于”另一個元件,它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的,不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
參見圖1,本實用新型一實施方式的光學(xué)鏡頭100,包括前透鏡群組、光闌S、以及后透鏡群組;前透鏡群組、光闌S、以及后透鏡群組從物方至像方依次排布設(shè)置。在圖1中,物方位于圖中的左側(cè),像方位于圖中的右側(cè),從圖中的左側(cè)到右側(cè)即為從物方至像方。
其中,前透鏡群組包括從物方至像方依次設(shè)置的第一鏡片L1、第二鏡片L2、以及第三鏡片L3。后透鏡群組包括從物方至像方依次設(shè)置的第四鏡片L4及第五鏡片L5;第四鏡片L4與第五鏡片L5光學(xué)膠結(jié)。
在圖1中,光闌S用線段表示。這樣便于定義鏡片面到光闌面的距離,必須要明確表示光闌面和光軸的交點。光闌S的厚度可以忽視。
為了方便說明,對光學(xué)鏡頭100中所使用的參數(shù)定義如下:
圖1所示ri(i=1,2,3,…,14)及di(i=1,2,3,…,14)等參數(shù)及本文中所給出具體的數(shù)據(jù)中,i表示從物方至像方按順序依次所對應(yīng)的光學(xué)元件各面的編號。即,ri表示第i面的光軸上曲率半徑;di表示第i面至i+1面的面間距;Ni表示第i面至第i+1面的鏡片的折射率;Vi表示第i面至第i+1面的鏡片的阿貝數(shù);hi表示第i面的有效半徑。
具體地,第一鏡片L1為具有負的光焦度的草帽型鏡片。在本實施方式中,第一鏡片L1的光軸ax處的兩面r1、r2均為球面,且均凸向物方,第一鏡片L1為凹透鏡。
第二鏡片L2為具有負的光焦度的非球面鏡片。在本實施方式中,第二鏡片L2的光軸ax處的兩個曲面r3、r4均為非球面,兩面也均凸向物方,第二鏡片L2也為凹透鏡。
第三鏡片L3為具有正的光焦度的非球面鏡片。在本實施方式中,第三鏡片L3的光軸ax處的兩個曲面r5、r6也均為非球面,第三鏡片L3的物方的曲面凸向物方,第三鏡片L3的像方的曲面凹向物方,第三鏡片L3為凸透鏡。
第四鏡片L4為具有負的光焦度的非球面鏡片。在本實施方式中,第四鏡片L4的光軸ax處的兩個曲面r8、r9也均為非球面,兩面也均凸向物方,第四鏡片L4為凹透鏡。
第五鏡片L5為具有正的光焦度的非球面鏡片。在本實施方式中,第五鏡片L5的光軸ax處的兩個曲面r9、r10也均為非球面,第五鏡片L5的物方的曲面r9凸向物方,第五鏡片L5的像方的曲面r10凹向物方,第五鏡片L5為凸透鏡。
具體地,第四鏡片L4的像方的曲面r9與第五鏡片L5物方的曲面r9形狀相同,且凹凸配合。第四鏡片L4像方的曲面r9與第五鏡片L5物方的曲面r9通過點光學(xué)膠貼合的方式膠合在一起。采用光學(xué)膠結(jié)的設(shè)計,可以消除光學(xué)鏡頭100的系統(tǒng)色差。
在本實施方式中,膠合面有效徑的一半大于膠合面矢高。這樣可以有效減小光學(xué)鏡頭100的色差。
更優(yōu)選地,膠合面矢高為0.75mm~1.5mm,膠合面有效徑為1.5mm~3.0mm。這樣可以有效防止膠合面開裂,更加有利于光學(xué)鏡頭100的量產(chǎn)。
為了進一步優(yōu)化光學(xué)鏡頭100的性能,本實施方式的光學(xué)鏡頭100還包括濾光鏡8以及保護玻璃9。具體地,濾光鏡8位于第五鏡片L5遠離物方的一側(cè);保護玻璃9位于濾光鏡8遠離物方的一側(cè)。即從物方到像方,第五鏡片L5、濾光鏡8、以及保護玻璃9依次排布設(shè)置。
濾光鏡8的主要作用是,用于過濾紅外線,起到隔熱的作用。優(yōu)選地,濾光鏡為光學(xué)玻璃鏡。
保護玻璃9的主要作用是,用于保護感光組件。優(yōu)選地,保護玻璃9選用d線折射率為1.51680、阿貝數(shù)為64.2的光學(xué)玻璃BK7。
光學(xué)鏡頭100滿足下面的關(guān)系:
-8<F1/EFL<-4,
-4<F2/EFL<-1,
2<F3/EFL<6;
其中,
EFL指所述光學(xué)鏡頭的焦距值;
F1指所述第一鏡片的焦距值;
F2指所述第二鏡片的焦距值;
F3指所述第三鏡片的焦距值。
優(yōu)選地,第一鏡片L1為光學(xué)玻璃鏡片,第二鏡片L2為光學(xué)樹脂鏡片,第三鏡片L3為光學(xué)樹脂鏡片,第四鏡片L4為光學(xué)樹脂鏡片,第五鏡片L5為光學(xué)樹脂鏡片。
由于第一鏡片L1采用光學(xué)玻璃鏡片,上述光學(xué)鏡頭100可以適用于激烈的暴風(fēng)雨中或砂塵暴中等惡劣的環(huán)境下。其余鏡片采用光學(xué)樹脂鏡片,便于生產(chǎn)非球面鏡片,使光學(xué)鏡頭100的結(jié)構(gòu)更加緊湊。此外,采用光學(xué)玻璃鏡片與光學(xué)樹脂鏡片搭配的方式,能夠降低整個光學(xué)鏡頭100的生產(chǎn)成本;同時結(jié)合其形狀以及位置設(shè)計,可以減小高低溫焦面漂移量,提高光學(xué)鏡頭100耐受環(huán)境溫度的能力。
更優(yōu)選地,第二鏡片L2、第五鏡片L5具有低折射率高阿貝數(shù)的特性,即第二鏡片L2、第五鏡片L5采用低折射率高阿貝數(shù)的樹脂制成;而第三鏡片L3、第四鏡片L4具有高折射率低阿貝數(shù)的特性,即第三鏡片L3、第四鏡片L4采用高折射率低阿貝數(shù)的樹脂制成。
在本實施方式中,第二鏡片L2為環(huán)烯烴樹脂鏡片,第三鏡片L3為聚碳酸脂樹脂鏡片,第四鏡片L4為聚碳酸脂樹脂鏡片,第五鏡片L5為環(huán)烯烴樹脂鏡片。
優(yōu)選地,第一鏡片L1滿足如下關(guān)系:
1.6<Nd1<1.8,40<Vd1<60;
其中,Nd1指第一鏡片L1的折射率;Vd1指第一鏡片L1的阿貝數(shù)。
為了進一步優(yōu)化光學(xué)鏡頭100,在本實施方式中,光學(xué)鏡頭100的長度滿足如下關(guān)系:10mm≤TTL≤16mm。這樣可以有效減少鏡頭尺寸。
為了進一步優(yōu)化光學(xué)鏡頭100,在本實施方式中,光學(xué)鏡頭100還滿足如下關(guān)系:
FNO≤2.2,F(xiàn)OV>180°;
其中,F(xiàn)NO指光學(xué)鏡頭100的相對孔徑,F(xiàn)OV指光學(xué)鏡頭100的最大視場角度。這樣可以確保光學(xué)鏡頭100具有更高的亮度以及更大的視場角。
上述光學(xué)鏡頭,采用5片結(jié)構(gòu),且采用特殊的前透鏡群組的焦距值設(shè)置以及后透鏡群組的光學(xué)膠結(jié)設(shè)計;其可以達到高清的解析力效果,并且視場角度大于180°,從而達到超廣角,使光學(xué)鏡頭的涵蓋面積更大,拍攝的景物范圍更加寬廣。
本實用新型還提供了一種車載鏡頭組件。
一種車載鏡頭組件,包括本實用新型所提供的光學(xué)鏡頭、以及影像傳感器。
其中,影像傳感器的具體結(jié)構(gòu)以及設(shè)置均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的,在此不再贅述。
上述車載鏡頭組件,由于采用本實用新型所提供的光學(xué)鏡頭,故可以達到高清的解析力效果,并且視場角度大于180°,從而達到超廣角,有利于監(jiān)測到更廣范圍的物體。
以下結(jié)合具體實施例對本實用新型做進一步說明。
實施例1
光學(xué)鏡頭中各透鏡的外觀形狀參見圖1。
光學(xué)鏡頭中的第一鏡頭L1、第二鏡頭L2、第三鏡頭L3、光闌S、第四鏡頭L4、第五鏡頭L5、濾光鏡8、以及保護玻璃9等各光學(xué)元件的在光軸ax處的曲率半徑以及各面的間隔等參數(shù)見表1。
其中,光闌S的面r7、濾光鏡8的兩表面r11及r12、保護玻璃9的兩表面r13及r14均為平面,其曲率半徑用∞表示。各個面的曲率半徑的值ri(i=1,2,3,4,5,6,8,9,10),其中,凸向物方的面為正值,凸向像方的面為負值。
本文所用的非球面的定義如下:
Z=ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8
其中,
Z:非球面矢高,
c:非球面近軸曲率,
h:鏡頭口徑,
K:圓錐系數(shù),
A4:4次非球面系數(shù),
A6:6次非球面系數(shù),
A8:8次非球面系數(shù)。
使用指數(shù)值來表示非球面系數(shù)值,例如,“e-1”是指“10的-1次方”。
曲率半徑ri、間隔di、有效半徑hi的單位均為mm。需要說明的,表格中空白處表示該處無意義。
表1
本實施例的F1=-5.81mm,F(xiàn)2=-2.43mm,F(xiàn)3=3.842mm,EFL=0.96mm,膠合面矢高=0.386mm,膠合面有效徑=2.0mm。
圖2為實施例1的光學(xué)鏡頭的軸向色差曲線。圖3為實施例1的光學(xué)鏡頭的像散曲線。圖4為實施例1的光學(xué)鏡頭的畸變曲線。圖5為實施例1的光學(xué)鏡頭的相對照度曲線。
其中,C線為波長656.3nm的光、d線為波長587.6nm的光、及F線為波長486.1nm的光。
從圖2可以看出,實施例1的光學(xué)鏡頭的色差較低。
從圖3可以看出,實施例1的光學(xué)鏡頭的像面彎曲程度較低。
從圖4可以看出,實施例1的光學(xué)鏡頭的影像變形量較小。
從圖5可以看出,實施例1的光學(xué)鏡頭,除最外圍視場外100lp/mm均超過0.6,鏡頭清晰度較高。
實施例2
實施例2中光學(xué)鏡頭與實施例1基本相同,參見結(jié)構(gòu)參見圖6,與實施例1所不同的是各透鏡的外觀形狀略有不同。
光學(xué)鏡頭中的第一鏡頭、第二鏡頭、第三鏡頭、光闌、第四鏡頭、第五鏡頭、濾光鏡、以及保護玻璃等各光學(xué)元件的在光軸處的曲率半徑以及各面的間隔等參數(shù)見表2。
其它說明與實施例1相同,具體請參見實施例1。
表2
本實施例的F1=-5.38mm,F(xiàn)2=-2.5mm,F(xiàn)3=2.911mm,EFL=0.94mm,膠合面矢高=0.702mm,膠合面有效徑=0.995*2mm。
圖7為實施例2的光學(xué)鏡頭的軸向色差曲線。圖8為實施例2的光學(xué)鏡頭的像散曲線。圖9為實施例2的光學(xué)鏡頭的畸變曲線。圖10為實施例2的光學(xué)鏡頭的相對照度曲線。
其中,C線為波長656.3nm的光、d線為波長587.6nm的光、及F線為波長486.1nm的光。
從圖7可以看出,實施例2的光學(xué)鏡頭的色差較低。
從圖8可以看出,實施例2的光學(xué)鏡頭的像面彎曲程度較低。
從圖9可以看出,實施例2的光學(xué)鏡頭的影像變形量較小。
從圖10可以看出,實施例2的光學(xué)鏡頭,除最外圍視場外100lp/mm均超過0.6,鏡頭清晰度較高。
綜上,可以看出,本實用新型所提供的光學(xué)鏡片,具有色差低、像散畸變小、解析力高等優(yōu)點。
以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此,本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。