一种短焦车载车内监控镜头的制作方法

1.本实用新型涉及镜头技术领域，具体涉及一种短焦车载车内监控镜头。


背景技术：

2.随着科学技术的不断进步以及社会的不断发展，近年来，光学成像镜头也得到了迅猛发展，被广泛应用在智能手机、平板电脑、视频会议、车载监控、安防监控等各个领域，因此，对光学成像镜头的要求也越来越高。但目前的车载车内监控镜头至少还存在以下缺陷：
3.1、现有的车载车内监控镜头，普遍存在通光孔径小、成像画面暗、躁点多的问题，无法满足在夜间弱光环境中的使用。
4.2、现有的车载车内监控镜头，由于广角设计要求，画面边缘的相对照度偏低。
5.3、现有的车载车内监控镜头，分辨率偏低，成像画面模糊。
6.4、现有的车载车内监控镜头，难以满足车载信赖性要求，使用寿命低。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种短焦车载车内监控镜头，以至少解决上述问题的其一。
8.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种短焦车载车内监控镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜及第六透镜，所述第一透镜至第六透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
10.所述第一透镜具负屈光率，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
11.所述第二透镜具负屈光率，所述第二透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
12.所述第三透镜具正屈光率，所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
13.所述第四透镜具负屈光率，所述第四透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
14.所述第五透镜具正屈光率，所述第五透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
15.所述第六透镜具正屈光率，所述第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
16.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述六片，并满足下列条件式：
17.2.0＜|(f1/f)|＜3.5，1.5＜|(f2/f)|＜2.5，1.5＜|(f3/f)|＜2.1，
18.1.5＜|(f4/f)|＜2.0，1.5＜|(f5/f)|＜1.7，2.5＜|(f6/f)|＜3.5，
19.其中，f为镜头的焦距值，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距值。
20.优选地，该镜头符合下列条件式：
21.1.65＜nd1＜1.80，1.41＜nd2＜1.50，1.90＜nd3＜2.10，
22.1.91＜nd4＜2.12，1.50＜nd5＜1.63，1.69＜nd6＜1.84,
23.其中，nd1为第一透镜的折射率，nd2为第二透镜的折射率，nd3为第三透镜的折射
率，nd4为第四透镜的折射率，nd5为第五透镜的折射率，nd6为第六透镜的折射率。
24.优选地，该镜头符合下列条件式：
25.50＜vd1＜59，90＜vd2＜98，25＜vd3＜40,
26.16＜vd4＜21，66＜vd5＜72，50＜vd6＜55，
27.其中，vd1为第一透镜的色散系数，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数。
28.优选地，所述第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：vd5-vd4＞45。
29.优选地，所述第一透镜的hk硬度≥690*107pa，并符合下列条件式：h1＞1.0mm，其中，h1为第一透镜的镜片中心厚度。优选地，所述第五透镜的折射率温度系数dn/dt为负值。
30.优选地，该镜头符合下列条件式：ttl＜15mm，其中，ttl为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离。
31.采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：
32.1、本实用新型沿物侧至像侧方向采用六片透镜，并通过对各个透镜进行相应设计，不仅使镜头的通光f/2.0，成像边缘照度大于55％，确保在夜间弱光行车环境中使用时也能拥有很好的画面亮度，而且镜头的视场角dfov为150
°
，光学f-theta畸变控制在-10％以内，保证边缘画面的成像质量。
33.2、本实用新型匹配1/3.8
″
sensor，可支持120万像素，具有高清的成像效果，成像画面清晰均匀，同时，镜头采用425nm-675nm可见宽光谱设计，轴上focal shift控制在13um以内，later color控制在6um以内，确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性。
34.3、本实用新型中第一透镜的设计可以满足车规落球、碎石等信赖性要求，可以防止第一透镜破裂而影响行车安全，满足车载信赖性要求，提高了车载车内监控镜头的使用寿命。
附图说明
35.图1为实施例一的光路图；
36.图2为实施例一中镜头在可见光436nm-659nm下的mtf曲线图；
37.图3为实施例一中镜头在可见光436nm-659nm下的离焦曲线图；
38.图4为实施例一中镜头在可见光546nm下的横向像差图；
39.图5为实施例一中镜头的色差焦移曲线图；
40.图6为实施例一中镜头在可见光436nm-659nm下的场曲及畸变图；
41.图7为实施例一中镜头在可见光546nm下的相对照度图；
42.图8为实施例二的光路图；
43.图9为实施例二中镜头在可见光436nm-659nm下的mtf曲线图；
44.图10为实施例二中镜头在可见光436nm-659nm下的离焦曲线图；
45.图11为实施例二中镜头在可见光546nm下的横向像差图；
46.图12为实施例二中镜头的色差焦移曲线图；
47.图13为实施例二中镜头在可见光436nm-659nm下的场曲及畸变图；
48.图14为实施例二中镜头在可见光546nm下的相对照度图；
49.图15为实施例三的光路图；
50.图16为实施例三中镜头在可见光436nm-659nm下的mtf曲线图；
51.图17为实施例三中镜头在可见光436nm-659nm下的离焦曲线图；
52.图18为实施例三中镜头在可见光546nm下的横向像差图；
53.图19为实施例三中镜头的色差焦移曲线图；
54.图20为实施例三中镜头在可见光436nm-659nm下的场曲及畸变图；
55.图21为实施例三中镜头在可见光546nm下的相对照度图。
56.附图标记说明：
57.第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、光阑7、保护玻璃8。
具体实施方式
58.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
59.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
60.在本说明书中所说的「透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指该透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为r值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。r值可常见被使用于光学设计软件中，例如zemax或codev。r值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lensdatasheet)中。以物侧面来说，当r值为正时，判定为物侧面为凸面；当r值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当r值为正时，判定像侧面为凹面；当r值为负时，判定像侧面为凸面。
61.本实用新型公开了一种短焦车载车内监控镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、第四透镜、第五透镜及第六透镜，所述第一透镜至第六透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
62.所述第一透镜具负屈光率，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
63.所述第二透镜具负屈光率，所述第二透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
64.所述第三透镜具正屈光率，所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
65.所述第四透镜具负屈光率，所述第四透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
66.所述第五透镜具正屈光率，所述第五透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
67.所述第六透镜具正屈光率，所述第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
68.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述六片，并满足下列条件式：
69.2.0＜|(f1/f)|＜3.5，1.5＜|(f2/f)|＜2.5，1.5＜|(f3/f)|＜2.1，
70.1.5＜|(f4/f)|＜2.0，1.5＜|(f5/f)|＜1.7，2.5＜|(f6/f)|＜3.5，
71.其中，f为镜头的焦距值，f1、f2、f3、f4、f5、f6分别为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜的焦距值，通过合理地分配光焦度，可以提升镜头的光学性能。
72.优选地，该镜头符合下列条件式：
73.1.65＜nd1＜1.80，1.41＜nd2＜1.50，1.90＜nd3＜2.10，
74.1.91＜nd4＜2.12，1.50＜nd5＜1.63，1.69＜nd6＜1.84,
75.其中，nd1为第一透镜的折射率，nd2为第二透镜的折射率，nd3为第三透镜的折射率，nd4为第四透镜的折射率，nd5为第五透镜的折射率，nd6为第六透镜的折射率。
76.优选地，该镜头符合下列条件式：
77.50＜vd1＜59，90＜vd2＜98，25＜vd3＜40,
78.16＜vd4＜21，66＜vd5＜72，50＜vd6＜55，
79.其中，vd1为第一透镜的色散系数，vd2为第二透镜的色散系数，vd3为第三透镜的色散系数，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数，vd6为第六透镜的色散系数。
80.优选地，所述第四透镜的像侧面与第五透镜的物侧面相互胶合，并符合下列条件式：vd5-vd4＞45，所述第四透镜和第五透镜采用高低色散材料结合，有利于校正色差，提升系统性能。
81.优选地，所述第一透镜的hk硬度≥690*107pa，并符合下列条件式：h1＞1.0mm，其中，h1为第一透镜的镜片中心厚度，更优地，所述第一透镜采用高硬度的h-lak5材料，镜片镀防水耐刮擦膜，满足车规落球实验及耐刮擦实验等。
82.优选地，所述第五透镜的折射率温度系数dn/dt为负值，即其折射率随着温度的升高而降低，第五透镜不仅可以矫正镜头色差，还可以抵消温度变化对于镜头后焦偏移的影响，以保证镜头在-40℃～105℃温度区间内使用时，仍画面清晰不失焦，能满足车规的使用环境要求。
83.优选地，该镜头符合下列条件式：ttl＜15mm，其中，ttl为第一透镜的物侧面至成像面在光轴上的距离。
84.下面将以具体实施例对本实用新型的监控镜头进行详细说明。
85.实施例一
86.参考图1所示，本实施例公开了一种短焦车载车内监控镜头，从物侧a1至像侧a2沿一光轴依次包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑7、第四透镜4、第五透镜5及第六透镜6，所述第一透镜1至第六透镜6各自包括一朝向物侧a1且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧a2且使成像光线通过的像侧面；
87.所述第一透镜1具负屈光率，所述第一透镜1的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
88.所述第二透镜2具负屈光率，所述第二透镜2的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
89.所述第三透镜3具正屈光率，所述第三透镜3的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
90.所述第四透镜4具负屈光率，所述第四透镜4的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
91.所述第五透镜5具正屈光率，所述第五透镜5的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
92.所述第六透镜6具正屈光率，所述第六透镜6的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
93.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述六片，所述第四透镜4的像侧面与第五透镜5的物侧面相互胶合，且所述第四透镜4与第五透镜5符合下列条件式：vd5-vd4＞45，其中，vd4为第四透镜的色散系数，vd5为第五透镜的色散系数。
94.本具体实施例的详细光学数据如表1所示。
95.表1实施例一的详细光学数据
96.表面类型口径大小(直径)曲率半径厚度材质折射率色散系数焦距obj被摄物面0.000infinityinfinity
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1第一透镜9.0188.7211.098h-lak53b1.7550052.337-5.3392 4.8552.6152.296
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3第二透镜4.159-7.5870.748fcd1001.4370095.100-3.6284 2.9032.0710.551
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5第三透镜2.8434.7291.958tafd652.0509026.9423.2086 2.026-9.531-0.001
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7sto1.942infinity0.638
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8第四透镜1.980-51.0680.609e-fds22.0027219.317-3.0169第五透镜2.2753.2761.551h-zpk51.5928068.3463.02010 3.005-3.2760.101
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11第六透镜3.7097.8191.450h-lak53a1.7550052.3295.65212 4.004-8.7300.150
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13保护玻璃4.084infinity0.700h-k9l1.5168064.212infinity14 4.161infinity2.897
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ima成像面4.646infinity
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97.本具体实施例中，镜头适用于1/3.8”sensor，光学成像镜头的焦距f＝1.87mm，dfov在150
°
，通光为f/2.0，镜头具通光大、结构紧凑、实用性强等优点。
98.本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图1。镜头在可见光436nm-659nm下的mtf曲线图请参阅图2，从图中可以看出该款镜头的空间频率达133.6lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的分辨率高。镜头在可见光436nm-659nm下的离焦曲线图请参阅图3，从图中可以看出该镜头在可见光下的离焦量小。镜头在可见光546nm下的横向像差图请参阅图4，从图中可以看出，在可见436nm-659nm宽光谱波段，latercolor＜6um,确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性。镜头的色差焦移曲线图请参阅图5，从图中可以看出，focal shift＜13um，色彩的色差小，图像的色彩还原性高。镜头在可见光436nm-659nm下的场曲及畸变图请参阅图6，从图中可以看出光学畸变管控在-10％以内，严格控制了广角畸变，提升图像质量，无需后期图像算法矫正畸变，应用方便。镜头在可见光546nm下的相对照度图请参阅图7，从图中可以看出，相对照度＞55％，保证大通光条件下的相对照度均匀，在夜间或弱光行车环境中使用时，也能保证足够的画面亮度。
99.实施例二
100.配合图8至图14所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
101.本具体实施例的详细光学数据如表2所示。
102.表2实施例二的详细光学数据
103.表面类型口径大小(直径)曲率半径厚度材质折射率色散系数焦距obj被摄物面0.000infinityinfinity
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1第一透镜9.1129.7661.100h-lak521.7291654.669-5.2272 4.8512.6192.312
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3第二透镜4.031-9.3100.745fcd1001.4370095.100-3.7514 2.8072.0440.512
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5第三透镜2.7454.9271.833tafd652.0509026.9423.3866 1.955-10.6860.005
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7sto1.878infinity0.714
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8第四透镜2.014-81.9800.601e-fds22.0027219.317-3.3009第五透镜2.3113.5051.420h-zpk51.5928068.3462.99310 2.944-3.0730.101
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11第六透镜3.6118.1671.385h-lak53a1.7550052.3295.93112 3.903-9.2830.150
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13保护玻璃3.974infinity0.700h-k9l1.5168064.212infinity14 4.066infinity2.929
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ima成像面4.652infinity
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104.本具体实施例中，镜头适用于1/3.8”sensor，光学成像镜头的焦距f＝1.87mm，dfov在150
°
，通光为f/2.0，镜头具通光大、结构紧凑、实用性强等优点。
105.本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图8。镜头在可见光436nm-659nm下的mtf曲线图请参阅图9，从图中可以看出该款镜头的空间频率达133.6lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的分辨率高。镜头在可见光436nm-659nm下的离焦曲线图请参阅图10，从图中可以看出该镜头在可见光下的离焦量小。镜头在可见光546nm下的横向像差图请参阅图11，从图中可以看出，在可见436nm-659nm宽光谱波段，latercolor＜6um,确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性。镜头的色差焦移曲线图请参阅图12，从图中可以看出，focal shift＜13um，色彩的色差小，图像的色彩还原性高。镜头在可见光436nm-659nm下的场曲及畸变图请参阅图13，从图中可以看出光学畸变管控在-10％以内，严格控制了广角畸变，提升图像质量，无需后期图像算法矫正畸变，应用方便。镜头在可见光546nm下的相对照度图请参阅图14，从图中可以看出，相对照度＞55％，保证大通光条件下的相对照度均匀，在夜间或弱光行车环境中使用时，也能保证足够的画面亮度。
106.实施例三
107.配合图15至图21所示，本实施例与实施例一的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
108.本具体实施例的详细光学数据如表3所示。
109.表3实施例三的详细光学数据
110.表面类型口径大小(直径)曲率半径厚度材质折射率色散系数焦距obj被摄物面0.000infinityinfinity
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1第一透镜9.0709.2011.149h-lak521.7291654.669-5.2892 4.7802.5822.206
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3第二透镜4.002-10.5500.525fcd10a1.4586090.195-3.6594 2.8832.0330.509
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5第三透镜2.8395.2051.839tafd652.0509026.9423.5656 2.056-11.2900.100
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7sto1.832infinity0.540
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8第四透镜1.891-101.0311.083e-fds22.0027219.317-3.5169第五透镜2.3943.7191.270h-zpk51.5928068.3463.03410 2.943-3.0590.081
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11第六透镜3.6487.7791.406h-laf50b1.7725049.6145.58812 3.940-9.0312.108
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13保护玻璃4.381infinity0.700h-k9l1.5168064.212infinity14 4.468infinity1.000
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ima成像面4.658infinity
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111.本具体实施例中，镜头适用于1/3.8”sensor，光学成像镜头的焦距f＝1.87mm，dfov在150
°
，通光为f/2.0，镜头具通光大、结构紧凑、实用性强等优点。
112.本具体实施例中的光学成像镜头的光路图请参阅图15。镜头在可见光436nm-659nm下的mtf曲线图请参阅图16，从图中可以看出该款镜头的空间频率达133.6lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于30％，中心至边缘均匀度高，成像质量优良，镜头的分辨率高。镜头在可见光436nm-659nm下的离焦曲线图请参阅图17，从图中可以看出该镜头在可见光下的离焦量小。镜头在可见光546nm下的横向像差图请参阅图18，从图中可以看出，在可见436nm-659nm宽光谱波段，latercolor＜6um,确保画面不会出现蓝紫边色差，具有较高的图像色彩还原性。镜头的色差焦移曲线图请参阅图19，从图中可以看出，focal shift＜13um，色彩的色差小，图像的色彩还原性高。镜头在可见光436nm-659nm下的场曲及畸变图请参阅图20，从图中可以看出光学畸变管控在-10％以内，严格控制了广角畸变，提升图像质量，无需后期图像算法矫正畸变，应用方便。镜头在可见光546nm下的相对照度图请参阅图21，从图中可以看出，相对照度＞55％，保证大通光条件下的相对照度均匀，在夜间或弱光行车环境中使用时，也能保证足够的画面亮度。
113.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。