CN109061842B - 一种光学镜头及行车记录仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学镜头及行车记录仪，其中，光学镜头包括从物方至像方依次设置的：前透镜群组、光阑、以及后透镜群组；前透镜群组包括从物方至像方依次设置的：第一透镜、第二透镜以及第三透镜；所述光阑位于所述前透镜群组和后透镜群组之间；所述后透镜群组包括从物方至像方依次设置的：第四透镜、第五透镜以及第六透镜。本发明的光学镜头中第一透镜至第六透镜，均采用玻璃球面镜片，具有耐高温、耐高湿，且防刮擦，既满足车载镜头对温度变化适应要求，又提高了车载镜头对恶劣环境的适应性。

Description

一种光学镜头及行车记录仪

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种光学镜头及应用该光学镜头的行车记录仪。

背景技术

随着社会的发展，车载镜头的应用需求越来越强烈，相关标准也越来越高，特别是行车记录仪车载镜头。现有的行车记录仪车载镜头，水平视场角普遍在110°以下；且光圈较小，无法满足夜晚行车时对清晰度的要求；对温度变化较为敏感，在高温或低温条件下，影像模糊；光学畸变较大，导致图像变形大，影像判断；成像圆较小，无法满足大靶面传感接收器的尺寸要求。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种光学镜头及应用该光学镜头的行车记录仪，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种光学镜头，其包括从物方至像方依次设置的：前透镜群组、光阑、以及后透镜群组；

所述前透镜群组包括从物方至像方依次设置的：第一透镜、第二透镜以及第三透镜，所述第一透镜为凸向物方的负光焦度弯月型镜片，所述第二透镜为凸向物方或凸向像方的负光焦度弯月型镜片，所述第三透镜为前凸后凹或双凸的正光焦度镜片；所述光阑位于所述前透镜群组和后透镜群组之间；所述后透镜群组包括从物方至像方依次设置的：第四透镜、第五透镜以及第六透镜，所述第四透镜为凸向物方或凸向像方的负光焦度弯月型镜片，所述第五透镜和第六透镜组成一正光焦度胶合镜片，具有正光焦度的第五透镜在前，具有负光焦度的第六透镜在后。

作为本发明的光学镜头的改进，

所述前透镜群组满足下列关系：-5≥F前≥-10，-1.0≥F前/F≥-5；

所述后透镜群组满足下列关系：10≥F后≥2，5.0≥F后/F≥1.0；

所述前透镜群组和后透镜群组满足下列关系：-0.5≥F前/F后≥-5.0；

其中，F前表示前透镜群组的组合焦距值，F后表示后透镜群组的组合焦距值，F表示所述光学镜头的整组焦距值。

作为本发明的光学镜头的改进，

所述第一透镜满足下列关系：1.9≥Nd≥1.7，65≥Vd≥45；

所述第二透镜满足下列关系：1.7≥Nd≥1.5，65≥Vd≥45；

所述第三透镜满足下列关系：1.9≥Nd≥1.7，35≥Vd≥15；

所述第四透镜满足下列关系：1.6≥Nd≥1.4，70≥Vd≥90；

所述第五透镜满足下列关系：1.7≥Nd≥1.5，65≥Vd≥45；

所述第六透镜满足下列关系：2.0≥Nd≥1.8，15≥Vd≥35；

其中，Nd表示第一至第六透镜材料的d光折射率，Vd表示第一至第六透镜材料的d光阿贝常数。

作为本发明的光学镜头的改进，所述的光学镜头总视场角满足下列关系：180°≥2w≥140°。

作为本发明的光学镜头的改进，所述的光学镜头的光学长度满足下列关系：21≥TTL≥10。

作为本发明的光学镜头的改进，所述光圈F.NO满足下列关系：F.NO≤2.0。

作为本发明的光学镜头的改进，所述的光学镜头的像圆尺寸≥￠6.8mm。

作为本发明的光学镜头的改进，所述的第一至第六透镜均采用双球面的玻璃镜片；且第五、第六透镜为双胶合透镜组。

作为本发明的光学镜头的改进，六片玻璃镜片的光焦度分配满足：镜头低温-40℃，高温﹢105℃下，焦移±0.01mm以内的要求。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种行车记录仪，其包括：壳体以及位于所述壳体中的影像传感器和如上所述的光学镜头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的光学镜头中第一透镜至第六透镜，均采用玻璃球面镜片，具有耐高温、耐高湿，且防刮擦，既满足车载镜头对温度变化适应要求，又提高了车载镜头对恶劣环境的适应性。

本发明的光学镜头的监控范围大，水平视场角≥120°，像素达到两百万，提高了成像质量。

本发明的光学镜头的光学畸变(绝对值大小)≤60％，图像变形较小。

本发明的光学镜头的光圈F.NO≤2.0，在暗环境条件下，仍能成清晰像。

本发明的光学镜头的工作温度范围大，在-40℃～﹢105℃温度范围内，保证成像性能稳定。

本发明的光学镜头的成像圆较大，最大成像圆MIC≥￠6.8mm。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的光学镜头平面示意图，其中，图1左侧为物方，图1右侧为像方；

图2为本发明的一实施例MTF曲线图，代表了一个光学系统的综合解像力水平，物距在无穷远；其中，横坐标的是空间频率，单位毫米，纵坐标是对比度，TSDiff.Limit代表衍射极限所能达到的分辨率对比度，TS0.00(deg)代表0°视场角度T子午方向S弧矢方向所能达到的分辨率对比度；

图3为本发明的一实施例场曲、畸变曲线图，由常用的F、d、C三色光的波长表示，场曲的单位是mm，畸变的单位是％，图3中左侧曲线图，横坐标是离焦量，纵坐标是归一化视场，右侧曲线图，横坐标是畸变百分比，纵坐标是归一化视场；

图4为本发明的一实施例光扇图，图4中各曲线图的横坐标代表各视场X归一化孔径Y归一化孔径，纵坐标为主光线偏离量；

图5为本发明的一实施例色差曲线图，由常用的F、d、C三色光的波长表示，单位mm，其中，横坐标代表离焦量，纵坐标代表归一化孔径；

图6为本发明的一实施例温度在-40℃时的离焦曲线图，由常用的F、d、C三色光的波长表示，单位mm，其中，横坐标代表离焦量，TS0.00(deg)代表0°视场角度T子午方向S弧矢方向所能达到的分辨率对比度；

图7为本发明的一实施例温度在﹢105℃时的离焦曲线图，由常用的F、d、C三色光的波长表示，单位mm，其中，TS0.00(deg)代表0°视场角度T子午方向S弧矢方向所能达到的分辨率对比度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种光学镜头包括从物方至像方依次设置的：前透镜群组1、光阑(未图示)、以及后透镜群组2。

所述前透镜群组1包括从物方至像方依次设置的：第一透镜11、第二透镜12以及第三透镜13。其中，所述第一透镜11为凸向物方的负光焦度弯月型镜片，所述第二透镜12为凸向物方或凸向像方的负光焦度弯月型镜片，所述第三透镜13为前凸后凹或双凸的正光焦度镜片。

优选地，所述第二透镜12为凸向物方的弯月镜片。此时第二透镜12的凸面朝向所述第一透镜11像方侧的凹面，第二透镜12的凹面朝向所述三透镜物方侧的凸面。

进一步地，所述前透镜群组1采用如下优化参数设计：所述前透镜群组1满足下列关系：-5≥F前≥-10，-1.0≥F前/F≥-5。其中，F前表示前透镜群组1的组合焦距值，F表示所述光学镜头的整组焦距值。

所述前透镜群组1中，所述第一透镜11满足下列关系：1.9≥Nd≥1.7，65≥Vd≥45。所述第二透镜12满足下列关系：1.7≥Nd≥1.5，65≥Vd≥45。所述第三透镜13满足下列关系：1.9≥Nd≥1.7，35≥Vd≥15。其中，Nd表示透镜材料的d光折射率，Vd表示透镜材料的d光阿贝常数。

所述光阑位于所述前透镜群组和后透镜群组之间。

所述后透镜群组2包括从物方至像方依次设置的：第四透镜14、第五透镜15以及第六透镜16。其中，所述第四透镜14为凸向物方或凸向像方的负光焦度弯月型镜片，所述第五透镜15和第六透镜16组成一正光焦度胶合镜片，具有正光焦度的第五透镜15在前，具有负光焦度的第六透镜16在后。优选地，所述第四透镜14为凸向像方的负光焦度弯月型镜片。此时，所述第四透镜14的凸面朝向正光焦度胶合镜片物方的侧的凸面。

进一步地，所述后透镜群组2采用如下优化参数设计：所述后透镜群组2满足下列关系：10≥F后≥2，5.0≥F后/F≥1.0。其中，F后表示后透镜群组2的组合焦距值，F表示所述光学镜头的整组焦距值。

所述后透镜群组2中，所述第四透镜14满足下列关系：1.6≥Nd≥1.4，70≥Vd≥90。所述第五透镜15满足下列关系：1.7≥Nd≥1.5，65≥Vd≥45。所述第六透镜16满足下列关系：2.0≥Nd≥1.8，15≥Vd≥35。其中，Nd表示透镜材料的d光折射率，Vd表示透镜材料的d光阿贝常数。

此外，所述前透镜群组1和后透镜群组2还采用如下优化参数设计：所述前透镜群组1和后透镜群组2满足下列关系：-0.5≥F前/F后≥-5.0。其中，F前表示前透镜群组1的组合焦距值，F后表示后透镜群组2的组合焦距值。

在一个实施方式中，所述的第一至第六透镜16均采用双球面的玻璃镜片；且第五、第六透镜16为双胶合透镜组。此时，六片玻璃镜片的光焦度分配满足：镜头低温-40℃，高温﹢105℃下，焦移±0.01mm以内的要求。

从而，第一透镜11至第六透镜16通过采用玻璃球面镜片，使得光学镜头具有耐高温、耐高湿，且防刮擦，既满足车载镜头对温度变化适应要求，又提高了车载镜头对恶劣环境的适应性。本发明的光学镜头的工作温度范围大，在-40℃～﹢105℃温度范围内，保证成像性能稳定。

本发明的光学镜头总视场角满足下列关系：180°≥2w≥140°，其中2w即为光学镜头的总视场角。所述的光学镜头的光学长度满足下列关系：21≥TTL≥10，其中TTL即为光学镜头的光学长度。所述光圈F.NO满足下列关系：F.NO≤2.0。所述的光学镜头的像圆尺寸≥￠6.8mm。

从而，使得本发明的光学镜头监控范围大，水平视场角≥120°，像素达到两百万，提高了成像质量，并使得光学镜头的光学畸变(绝对值大小)≤60％，图像变形较小。此外，还使得本发明的光学镜头的光圈F.NO≤2.0，在暗环境条件下，仍能成清晰像。同时，成像圆较大，最大成像圆MIC≥￠6.8mm。

所述光学镜头还包括：滤光镜3和保护玻璃4，所述滤光镜3和保护玻璃4位于所述后透镜群组2靠近像方的一侧。

基于如上所述的光学镜头，本发明还提供一种行车记录仪，其包括：壳体以及位于所述壳体中的影像传感器和如上所述的光学镜头。

下面结合一具体的实施例，对光学镜头的技术效果进行验证，本实施例所设计的参数如下表所示：

表1

如图2-7所示，针对上述实施例提供的光学镜头，通过MTF曲线图、场曲-畸变曲线图、光扇图、色差曲线图、-40℃时的离焦曲线图、﹢105℃时的离焦曲线图对其进行表征。

从而，由图2可知，实施例镜头可以满足高清图像清晰度要求，并且在-40℃～﹢105℃温度范围内，保证成像性能稳定。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种光学镜头，其包括从物方至像方依次设置的：前透镜群组、光阑、以及后透镜群组；其特征在于，

所述前透镜群组包括从物方至像方依次设置的：第一透镜、第二透镜以及第三透镜，所述第一透镜为凸向物方的负光焦度弯月型镜片，所述第二透镜为凸向物方或凸向像方的负光焦度弯月型镜片，所述第三透镜为前凸后凹或双凸的正光焦度镜片；所述光阑位于所述前透镜群组和后透镜群组之间；所述后透镜群组包括从物方至像方依次设置的：第四透镜、第五透镜以及第六透镜，所述第四透镜为凸向物方或凸向像方的负光焦度弯月型镜片，所述第五透镜和第六透镜组成一正光焦度胶合镜片，具有正光焦度的第五透镜在前，具有负光焦度的第六透镜在后；

所述第一透镜满足下列关系：1.9≥Nd≥1.7，65≥Vd≥45；

所述第二透镜满足下列关系：1.7≥Nd≥1.5，65≥Vd≥45；

所述第三透镜满足下列关系：1.9≥Nd≥1.7，35≥Vd≥15；

所述第四透镜满足下列关系：1.6≥Nd≥1.4，70≥Vd≥90；

所述第五透镜满足下列关系：1.7≥Nd≥1.5，65≥Vd≥45；

所述第六透镜满足下列关系：2.0≥Nd≥1.8，15≥Vd≥35；

其中，Nd表示第一至第六透镜材料的d光折射率，Vd表示第一至第六透镜材料的d光阿贝常数；六片玻璃镜片的光焦度分配满足：镜头低温-40℃，高温﹢105℃下，焦移±0.01mm以内的要求。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，

所述前透镜群组满足下列关系：-5≥F前≥-10，-1.0≥F前/F≥-5；

所述后透镜群组满足下列关系：10≥F后≥2，5.0≥F后/F≥1.0；

所述前透镜群组和后透镜群组满足下列关系：-0.5≥F前/F后≥-5.0；

其中，F前表示前透镜群组的组合焦距值，F后表示后透镜群组的组合焦距值，F表示所述光学镜头的整组焦距值。

3.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述的光学镜头总视场角满足下列关系：180°≥2w≥140°。

4.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述的光学镜头的光学长度满足下列关系：21≥TTL≥10。

5.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，光圈F.NO满足下列关系：F.NO≤2.0。

6.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述的光学镜头的像圆尺寸≥￠6.8mm。

7.根据权利要求1至5任一项所述的光学镜头，其特征在于，所述的第一至第六透镜均采用双球面的玻璃镜片；且第五、第六透镜为双胶合透镜组。

8.一种行车记录仪，其特征在于，所述行车记录仪包括：壳体以及位于所述壳体中的影像传感器和如权利要求1-7任一项所述的光学镜头。