一种用于自动驾驶近距探测视觉系统的大像面高清镜头的制作方法

1.本实用新型涉及一种大像面高清镜头，具体涉及一种成像质量高、结构相对简单、像面的杂散光能量少、能有效拍出最真实照片的用于自动驾驶近距探测视觉系统的大像面高清镜头。


背景技术：

2.从2013年开始，自动驾驶便成了ces(国际消费类电子产品展览会)的重头戏，不仅众多的主机厂、零部件厂商会集中展示自动驾驶相关技术和产品，这两年一些it企业如乐视、谷歌等也纷纷加入了“造车”运动，并将他们的最新成果带到一年一度的ces(国际消费类电子产品展览会)大展上。自动驾驶俨然成了最主流的未来汽车技术之一。
3.受到高端汽车智能化影响，人工智能、通讯与感测技术的不断发展，我们距离实现自动驾驶又更近一步。无论是科技企业，还是传统汽车车厂都开始投入大量研发资源推动完全自动化发展。3d摄影技术是实现自动驾驶中的重中之重。
4.目前市面上比较有竞争力的光学产品生产厂商主要有日本理光、台湾系光学厂等。但是其产品的多为塑料结构，且光圈较小。因此，只是第一代车载镜头，在实际应用中的扩展性较弱，且稳定性较差，无法适用于高端的成像系统。并且，日本光学公司的产品成本较高，市场竞争的性价比较弱，而台湾系镜头品质稍差。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种成像质量高、结构相对简单、像面的杂散光能量少、能有效拍出最真实照片的用于自动驾驶近距探测视觉系统的大像面高清镜头。
6.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于自动驾驶近距探测视觉系统的大像面高清镜头，所述用于自动驾驶近距探测视觉系统的大像面高清镜头包括：第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片、第九镜片、第十镜片。
7.从镜头的物体空间到像面依次为：第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片、第九镜片、第十镜片。
8.第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片、第九镜片、第十镜片的像面和物面均镀有bbar膜。
9.第四镜片和第五镜片之间设置有光阑孔板，光阑孔板上设置有光阑孔。
10.第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片、第九镜片、第十镜片与外框安装的面上设置有凸起或台阶或设置有导圆角部分。
11.在本实用新型的具体实施例子中，第一镜片和第二镜片安装后，第一镜片和第二镜片形成与外框配合的凹槽部分，第一镜片的径向长度长于第二镜片的径向长度。
12.第二镜片和第三镜片安装后，第二镜片和第三镜片形成与外框配合的台阶部分，
第三镜片的径向长度等于第二镜片的径向长度。
13.第一镜片的物面设置有与外框配合的斜面部分。
14.第四镜片和第三镜片安装后，第四镜片和第三镜片形成与外框配合的台阶部分，第三镜片的径向长度长于第四镜片的径向长度。
15.第五镜片和第六镜片安装后，第五镜片和第六镜片在第六镜片的像面形成与外框配合的台阶部分，第六镜片的径向长度长于第五镜片的径向长度。
16.第七镜片设置有与外框配合的凸起部分。
17.第八镜片的物面和像面设置有导圆角部分。
18.第九镜片和第十镜片均为平面镜；第九镜片为滤光片，第十镜片为保护玻璃。
19.在本实用新型的具体实施例子中，所述第一镜片的物面为球面，曲率半径为20.721mm，第一镜片的中心厚度为0.81mm；第一镜片的像面为球面，曲率半径为
‑
5.195mm，第一镜片的像面距离第二镜片的物面2.003mm。
20.在本实用新型的具体实施例子中，所述第二镜片的物面为球面，曲率半径为8.824mm，第二镜片的中心厚度为0.5mm；第二镜片的像面为球面，曲率半径为
‑
5.457mm，第二镜片的像面距离第三镜片的物面3.676mm。
21.在本实用新型的具体实施例子中，所述第三镜片的物面为球面，曲率半径为
‑
7.241mm，第三镜片的中心厚度为3.662mm；第三镜片的像面为球面，曲率半径为9.328mm，第三镜片的像面距离第四镜片的物面0.1mm。
22.在本实用新型的具体实施例子中，所述第四镜片的物面为球面，曲率半径为9.616mm，第四镜片的中心厚度为2.353mm；第四镜片的像面为平面，第四镜片的像面距离光阑孔板3.002mm，光阑孔板距离第五镜片物面的中心顶点0.399mm。
23.在本实用新型的具体实施例子中，所述第五镜片的物面为球面，曲率半径为8.491mm，第五镜片的中心厚度为1.984mm；第五镜片的像面为球面，曲率半径为8.064mm，第五镜片的像面到第六镜片的物面的距离为0。
24.在本实用新型的具体实施例子中，所述第六镜片的物面为球面，曲率半径为
‑
8.064mm，第六镜片的中心厚度为0.412mm；第六镜片的像面为球面，曲率半径为
‑
12.086mm，第六镜片的像面距离第七镜片的物面0.295mm。
25.在本实用新型的具体实施例子中，所述第七镜片的物面为球面，曲率半径为8.370mm，第七镜片的中心厚度为1.882mm；第七镜片的像面为球面，曲率半径为21.949mm，第七镜片的像面距离第八镜片的物面1.232mm。
26.在本实用新型的具体实施例子中，所述第八镜片的物面为球面，曲率半径为
‑
49.883mm，第八镜片的中心厚度为1.757mm；第八镜片的像面为球面，曲率半径为
‑
21.435mm，第八镜片的像面距离第九镜片的物面1.545mm。
27.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的用于自动驾驶近距探测视觉系统的大像面高清镜头有如下优点：本实用新型中每个光学镜片都做防光线反射的涂层处理，在光学镜面表面镀上bbar膜以减少反射光，且对金属件进行表面氧化和发黑，能有效避免鬼影的产生，提高镜头在强光环境中的成像质量。
28.本实用新型镜头的结构相对简单且保持大光圈下的像差最优。即便其在阴雨天、夜晚，其成像质量也能得到有效保证。
29.本实用新型在光学设计过程中，综合考虑增加镜片数量、调整排布、优化形状及材料，使用全玻璃镜头，保证了镜头的稳定性。
附图说明
30.图1为本实用新型的整体结构示意图。
31.下面是本实用新型中标号对应的名称：
32.第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7、第八镜片8、第九镜片9、第十镜片10、光阑孔板11。
具体实施方式
33.下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
34.图1为本实用新型的整体结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的用于自动驾驶近距探测视觉系统的大像面高清镜头，包括：第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7、第八镜片8、第九镜片9、第十镜片10。从镜头的物体空间到像面依次为：第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7、第八镜片8、第九镜片9、第十镜片10。第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7、第八镜片8、第九镜片9、第十镜片10的像面和物面均镀有bbar膜。
35.第四镜片4和第五镜片5之间设置有光阑孔板11，光阑孔板11上设置有光阑孔。第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片5、第六镜片6、第七镜片7、第八镜片8、第九镜片9、第十镜片10与外框安装的面上设置有凸起或台阶或设置有导圆角部分。
36.第一镜片1和第二镜片2安装后，第一镜片1和第二镜片2形成与外框配合的凹槽部分，第一镜片1的径向长度长于第二镜片2的径向长度。
37.第二镜片2和第三镜片3安装后，第二镜片2和第三镜片3形成与外框配合的台阶部分，第三镜片3的径向长度等于第二镜片2的径向长度。
38.第一镜片1的物面设置有与外框配合的斜面部分。
39.第四镜片4和第三镜片3安装后，第四镜片4和第三镜片3形成与外框配合的台阶部分，第三镜片3的径向长度长于第四镜片4的径向长度。
40.第五镜片5和第六镜片6安装后，第五镜片5和第六镜片6在第六镜片6的像面形成与外框配合的台阶部分，第六镜片6的径向长度长于第五镜片5的径向长度。
41.第七镜片7设置有与外框配合的凸起部分。
42.第八镜片8的物面和像面设置有导圆角部分。
43.第九镜片9和第十镜片10均为平面镜；第九镜片9为滤光片，第十镜片10为保护玻璃。
44.表格1中列出了该设计的详细参数，第一行列举了该镜头的主要参数焦距f＝3.90389mm，光圈f/#＝1.6，光学轨迹总长ttl＝30.0588。
45.表格1的标题栏中列出了：“表面”，“类型”，“曲率半径”，“厚度”，“折射率”和“阿贝系数”。镜片元件材料由折射率和阿贝系数来定义的。在表格1中，“折射率”列中的一个空白单元格表示其旁边的“厚度”单元格里的值是到下一个镜片表面顶点的距离。“折射率”列提
供的是镜片材料在波长588nm时的折射率。
46.在表格1中，物面曲率半径为无穷大，即平面，距离下一表面(镜片1物面)中心顶点无穷远。
47.表面1为第一镜片1的物面，该面为球面，曲率半径为20.721mm，距离下一表面(第一镜片1的像面)中心顶点0.81mm，即第一镜片1的中心厚度为0.81mm，折射率为1.83481，阿贝系数42.727483。
48.表面2为第一镜片1的像面，该面为球面，曲率半径为
‑
5.195mm，第一镜片的像面中心距离第二镜片2的物面中心2.003mm。
49.表面3为第二镜片2的物面，该面为球面，曲率半径为8.824mm，距离下一表面(第二镜片2的像面)中心顶点0.5mm，即第二镜片2的中心厚度为0.5mm，折射率为1.620412，阿贝系数60.373876。
50.表面4为第二镜片2的像面，该面为球面，曲率半径为
‑
5.457mm，第二镜片2的像面距离第三镜片3的物面3.676mm。
51.表面5为第三镜片3的物面，该面为球面，曲率半径为
‑
7.241，该面中心顶点距离下一表面(第三镜片3的像面)中心顶点3.662mm，即第三镜片3的中心厚度3.662mm，折射率为1.910826，阿贝系数35.255728。
52.表面6为第三镜片3的像面，该面为球面，曲率半径为9.328，距离下一表面(第四镜片4的面)0.1mm。
53.表面7为第四镜片4的物面，该面为球面，曲率半径为9.616mm，该面中心顶点距离下一表面(第四镜片4的像面)中心顶点2.353mm，即第四镜片4的中心厚度2.353mm，折射率为1.806105，阿贝系数33.286897。
54.表面8为第四镜片4的像面，该面为平面，曲率半径为无限，距离下一表面(光阑孔面)3.002mm。
55.表面9为光阑孔面，光阑孔为虚拟面，厚度无穷小,距离下一镜片表面(第五镜片5的物面)0.399mm。
56.表面10为第五镜片5的物面，该面为球面，曲率半径为8.491mm，该面中心顶点距离下一表面(第五镜片5的像面或第六镜片6的物面)中心顶点1.984mm，即第五镜片5的中心厚度1.984mm，折射率为1.592827，阿贝系数68.694744。
57.表面11为第五镜片5的像面，由于该面与第六镜片6的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面11既为第五镜片5的像面亦为第六镜片6的物面，该面为球面，曲率半径为
‑
8.064mm，距离下一表面(第六镜片6的像面)0.412mm，即第六镜片6的中心厚度为0.412mm，折射率为1.84666，阿贝系23.787324。
58.表面12为第六镜片6的像面，该面为球面，曲率半径为
‑
12.086，距离下一表面(第七镜片7的物面)0.295mm。
59.表面13为第七镜片7的物面；该面为球面，曲率半径为8.370mm，距离下一表面(第七镜片7的像面)1.882mm；即第七镜片7的中心厚度1.882mm，折射率为1.617998，阿贝系数63.405767。
60.表面14为第七镜片7的像面；该面为球面，曲率半径为21.949mm，距离下一表面(第八镜片8的物面)1.232mm。
61.表面15为第八镜片8的物面；该面为球面，曲率半径为
‑
49.883mm，距离下一表面(第八镜片8的像面)1.757mm；即第八镜片8的中心厚度1.757mm，折射率为1.809995，阿贝系数41.000073。
62.表面16为第八镜片8的像面；该面为球面，曲率半径为
‑
21.435mm，距离下一表面(滤光片物面)1.545mm。
63.表面17为滤光片物面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(滤光片像面)0.5000mm，即滤光片厚0.5000mm，折射率为1.516797，阿贝系数64.2124。
64.表面18为滤光片(第九镜片9)的像面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(芯片保护玻璃物面)3.175mm。
65.表面19为芯片保护玻璃(第十镜片10)的物面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(芯片保护玻璃像面)0.5000mm，即芯片保护玻璃厚0.5000mm，折射率为1.516797，阿贝系数64.2124。
66.表面20为芯片保护玻璃像面，该面为平面，曲率半径无穷大，距离下一表面(像面)0.124mm。
67.表面21为镜头成像面。
68.[0069][0070]
本实用新型该镜筒使用铝材al6061，既减轻了重量，又提高了镜头的强度，且表面进行氧化和发黑，可以有效吸收杂散光的反射。
[0071]
本实用新型有高环境适应性，能够通过车载用途的可靠性测试，防护等级达到ip6k9k。
[0072]
本实用新型的镜片部分表面镀bbar膜以减少反射光，在很大程度上吸收并分散了镜头内部产生的杂散光，使像面的杂散光能量大幅减少。
[0073]
本实用新型的镜头的畸变小，能有效拍出最真实的照片。
[0074]
本实用新型提供的镜头有大光圈，光圈大可以增大通光量，缩小景深，使画面更明亮，更大的相对亮度，利于夜景拍摄。
[0075]
本实用新型可以在
‑
40～ 125℃工作温度下工作，耐温性能好。
[0076]
本实用新型使镜头的结构相对简单。即便其在阴雨天、夜晚，其成像质量也能得到有效保证。
[0077]
由于行车过程中，光照条件特别多且无序，而此相机应只针对系统光源波长内的像进行摄取，减少其了他光谱像的干扰。且该镜片采用超宽增透膜，确保红外段的光线透过率，减少反射杂光，同时使用红外透过、可见光截至的滤色片截去可见光的成像，只针对951nm附近的波长的光的成像，以实现特定光谱段的成像摄取。
[0078]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型
要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。