一种应用于行车记录仪的光学成像镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学成像镜头技术领域，具体是涉及一种应用于行车记录仪的光学成像镜头。


背景技术：

2.行车记录仪是用于实时记录汽车驾驶过程的视频图像信息，用于事故责任判定分析追溯、行车记录存档调查、实施监控车辆状况，从而保护车主的行车驾驶安全与利益。目前应用在行车记录仪的成像镜头还至少存在以下不足之处：
3.1)现有镜头解析力不够高，图像清晰度不够；
4.2)现有镜头制造售价高，生产良率低，容易出现脱胶现象；
5.3)现有镜头体积较大，总长较长无法进一步缩小设备体积；
6.4)现有镜头鬼像严重，容易出现鬼像影响观测物体。


技术实现要素：

7.本实用新型旨在提供一种应用于行车记录仪的光学成像镜头，以解决上述问题的至少一种。
8.具体方案如下：
9.一种应用于行车记录仪的光学成像镜头，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第五透镜以及保护片；该第一透镜至第五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；其中，
10.该第一透镜具负屈光度，该第一透镜的像侧面为凹面；
11.该第二透镜具正屈光度，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凸面；
12.该第三透镜具正屈光度；
13.该第四透镜具正屈光度；
14.该第五透镜具负屈光度；
15.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述五片，光阑位于第二透镜和第三透镜之间。
16.进一步的，还满足关系式：0.5《r12《6、1《r32《8、0.3《r42《7；其中r12为第一透镜像侧表面半径，r32为第三透镜像侧表面半径，r42为第四透镜像侧表面半径。
17.进一步的，还满足关系式：t2/t5》2.5；其中t2为第二透镜在光轴上的厚度，t5为第五透镜在光轴上的厚度。
18.进一步的，还满足关系式：d2/d1》2.5；其中d2为光学系统的岀瞳直径大小，d1为光学系统的入瞳直径大小。
19.进一步的，还满足关系式：0.7《efl/y《1.5；其中efl为光学系统的焦距，y为镜头成像传感器的对角线直径的一半。
20.进一步的，还满足关系式：4《dia/t5《8；其中dia为第五透镜的外径直径，t5为第五透镜在光轴上的厚度。
21.进一步的，还满足关系式：gldia/efl》0.4；其中gldia为光阑直径，efl为光学系统的焦距。
22.进一步的，所述第一透镜和第二透镜为重钡冕火石单透镜，第三透镜为重镧单透镜，第四、第五透镜构成胶合透镜，为重火透镜组。
23.本实用新型提供的光学成像镜头与现有技术相比较具有以下优点：
24.1、通过增加曲率变量，优化球差，提高光学系统的解析力，增大光学系统的分辨率性能。
25.2、通过采用天赛结构的变形，构成非对称式五片结构，前组采用重钡冕火石单透镜、中组采用重镧单透镜，后组采用重火透镜组，该结构对球面像差、色差、像散有良好的校正从而降低了光学系统的敏感度，提高良率降低成本。
26.3、通过控制镜头总长在较小数值，使得镜头总长小，具有体积小巧紧凑，容易集成的优点。
27.4、通过优化镜头透镜曲率半径，减弱光学鬼像。
附图说明
28.图1示出了实施例1的光学成像镜头的示意图。
29.图2示出了实施例1的光学成像镜头的mtf曲线图。
30.图3示出了实施例1的光学成像镜头的场曲畸变图。
31.图4示出了实施例1的光学成像镜头的色差图。
32.图5示出了实施例1的光学成像镜头的透镜镜间反射鬼像能量图。
33.图6示出了实施例2的光学成像镜头的示意图。
34.图7示出了实施例2的光学成像镜头的mtf曲线图。
35.图8示出了实施例2的光学成像镜头的场曲畸变图。
36.图9示出了实施例2的光学成像镜头的色差图。
37.图10示出了实施例2的光学成像镜头的透镜镜间反射鬼像能量图。
38.图11示出了实施例3的光学成像镜头的示意图。
39.图12示出了实施例3的光学成像镜头的mtf曲线图。
40.图13示出了实施例3的光学成像镜头的场曲畸变图。
41.图14示出了实施例3的光学成像镜头的色差图。
42.图15示出了实施例3的光学成像镜头的透镜镜间反射鬼像能量图。
具体实施方式
43.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。
44.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
45.在本说明书中所说的“一透镜具有正屈光率(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。
46.本实用新型提供了一种应用于行车记录仪的光学成像镜头，其从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第五透镜以及保护片；该第一透镜至第五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；其中，
47.该第一透镜具负屈光度，该第一透镜的像侧面为凹面；
48.该第二透镜具正屈光度，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凸面；
49.该第三透镜具正屈光度；
50.该第四透镜具正屈光度；
51.该第五透镜具负屈光度；
52.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述五片。
53.本实用新型提供的光学成像镜头还可包括以下特征的至少一种来实现更佳的效果：
54.1、光阑位于第二透镜和第三透镜之间，大致处于光学系统的中部，其有利于校正轴外彗差和像面主光线角。
55.2、第一透镜、第三透镜、第四透镜的半径满足关系式：0.5《r12《6、1《r32《8、0.3《r42《7。其中r12为第一透镜像侧表面半径，r32为第三透镜像侧表面半径，r42为第四透镜像侧表面半径。
56.3、第二透镜、第五透镜的厚度满足关系式：t2/t5》2.5。其中t2为第二透镜在光轴上的厚度，t5为第五透镜在光轴上的厚度。
57.4、该行车记录仪镜头的入瞳与岀瞳直径满足关系式：d2/d1》2.5。其中d2为光学系统的岀瞳直径大小，d1为光学系统的入瞳直径大小。
58.5、光学系统焦距和像面大小满足关系式：0.7《efl/y《1.5。其中efl为光学系统的焦距，y为镜头成像传感器的对角线直径的一半。
59.6、第五透镜外径直径与其在光轴上的厚度满足关系：4《dia/t5《8。其中dia为第五透镜的外径直径，t5为第五透镜在光轴上的厚度。
60.7、光阑直径与焦距满足以下关系：gldia/efl》0.4。其中gldia为光阑直径，efl为光学系统的焦距。
61.8、五片透镜中的第一、第二透镜为重钡冕火石单透镜、第三透镜为重镧单透镜，第四、第五透镜为胶合透镜，为重火透镜组。
62.实施例1
63.如图1所示，本实施例提供了一种应用于行车记录仪的光学成像镜头，其从物侧a1
至像侧a2沿一光轴i依次包括第一透镜至第五透镜以及保护片；该第一透镜至第五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；其中，
64.该第一透镜1具负屈光度，该第一透镜的物侧面为凹面，该第一透镜的像侧面为凹面；
65.该第二透镜2具正屈光度，该第二透镜的物侧面为凸面，该第二透镜的像侧面为凸面；
66.该第三透镜3具正屈光度，该第三透镜的物侧面为凹面，该第三透镜的像侧面为凸面；
67.该第四透镜4具正屈光度，该第四透镜的物侧面为凸面，该第四透镜的像侧面为凸面；
68.该第五透镜具负屈光度，该第五透镜的物侧面为凹面，该第五透镜的像侧面为凸面；
69.该光学成像镜头具有屈光率的透镜只有上述五片。保护片6位于第五透镜的像侧一侧，光阑7位于第二透镜和第三透镜之间。
70.本具体实施例的详细光学数据如下表1所示。
71.表1
72.表面类型曲率半径厚度折射率焦距1第一透镜-508.70.51.6-4.12 2.51.1
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3第二透镜10.54.32.08.74
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43.50.1
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5stoinfinity0.4
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6第三透镜-7.12.31.810.27
ꢀ‑
4.40.1
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8第四透镜8.31.51.64.79第五透镜-3.91.11.9-9.210
ꢀ‑
8.20.6
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11保护玻璃infinity0.71.5infinity12 infinity5.2
ꢀꢀ
ima成像面infinity
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73.该光学成像镜头的mtf曲线图参见图2，由图2可知，中心视场的mtf在180lp/mm均大于0.4，0.8视场的mtf在180lp/mm大于0.3，1.0视场的mtf在180lp/mm大于0.2，0.8视场以内与横坐标的围城的面积比较大，表明该光学系统的分辨率比较好。
74.该光学成像镜头的场曲畸变图参见图3，图3中的左图为场曲图，从图中可以直观得出：该光学成像镜头的场曲在0.05mm以内，镜头的子午光线与弧矢光线相隔很小，表明镜头的像散校正的比较好，全视场内像散大概在0.01mm左右。图3中的右图为光学相对畸变图，从图中可以直观得出：镜头的相对光学畸变在-50％以内，非测量系统可以满足实际使用要求，后期通过图像算法处理可以得无畸变的图像。
75.该光学成像镜头的色差图参见图4，从图中可以得出：该光学成像镜头在全视场的色差最大值为3.5um，属于656nm波长，其次为435nm波长在全视场的最大色差值为3um左右，均在一个像元大小左右范围内，由此可见该镜头对可见光的不会产生紫边现象，色彩还原度高。
76.该光学成像镜头的透镜镜间反射鬼像能量图参见图5，由上图可得，该镜头有两个红点，其中一个为滤光片内部反射导致，与光源重叠，另一个为第一透镜前表面与保护片反射导致，除此以外该镜头的图像比较干净。
77.实施例2
78.如图6所示，本实施例提供了一种一种应用于行车记录仪的光学成像镜头，其与实施例1提供的光学成像镜头大致相同，其差别在于本实施例和实施例1的某些光学参数不同。
79.本具体实施例的详细光学数据如下表2所示。
80.表2
81.表面类型曲率半径厚度折射率焦距1第一透镜-1407.80.51.6-4.2002 2.51.2
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3第二透镜10.64.22.010.1004
ꢀ‑
221.90.1
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5stoinfinity0.4
ꢀꢀ
6第三透镜-7.42.11.89.8007
ꢀ‑
4.30.1
ꢀꢀ
8第四透镜8.41.51.64.6009第五透镜-3.81.21.9-9.80010
ꢀ‑
7.50.4
ꢀꢀ
11保护玻璃infinity0.71.5infinity12 infinity5.3
ꢀꢀ
ima成像面infinity
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82.该光学成像镜头的mtf曲线图参见图7，由图7可知，中心视场的mtf在180lp/mm均大于0.4，0.8视场的mtf在180lp/mm大于0.3，1.0视场的mtf在180lp/mm大于0.2，0.8视场以内与横坐标的围城的面积比较大，表明该光学系统的分辨率比较好。
83.该光学成像镜头的场曲畸变图参见图8，图8中的左图为场曲图，从图中可以直观得出：该光学成像镜头的场曲在0.05mm以内，镜头的子午光线与弧矢光线相隔很小，表明镜头的像散校正的比较好，全视场内像散大概在0.01mm左右。图3中的右图为光学相对畸变图，从图中可以直观得出：镜头的相对光学畸变在-50％以内，非测量系统可以满足实际使用要求，后期通过图像算法处理可以得无畸变的图像。
84.该光学成像镜头的色差图参见图9，从图中可以得出：该光学成像镜头在全视场的色差最大值为3.5um，属于656nm波长，其次为435nm波长在全视场的最大色差值小于3um，均在一个像元大小左右范围内，由此可见该镜头对可见光的不会产生紫边现象，色彩还原度高。
85.该光学成像镜头的透镜镜间反射鬼像能量图参见图10，由上图可得，该镜头有两个红点，其中一个为滤光片内部反射导致，与光源重叠，另一个为第一透镜前表面与保护片反射导致，除此以外该镜头的图像比较干净。
86.实施例3
87.如图11所示，本实施例提供了一种一种应用于行车记录仪的光学成像镜头，其与实施例1提供的光学成像镜头大致相同，其差别在于本实施例和实施例1的某些光学参数不同。
88.本具体实施例的详细光学数据如下表3所示。
89.表3
90.表面类型曲率半径厚度折射率焦距1第一透镜-1844.40.51.6-4.2002 2.51.2
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3第二透镜10.64.22.010.0004
ꢀ‑
259.00.1
ꢀꢀ
5stoinfinity0.4
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6第三透镜-7.42.11.89.8007
ꢀ‑
4.30.1
ꢀꢀ
8第四透镜8.31.51.64.6009第五透镜-3.81.21.9-9.80010
ꢀ‑
7.50.4
ꢀꢀ
11保护玻璃infinity0.71.5infinity12 infinity5.3
ꢀꢀ
ima成像面infinity
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91.该光学成像镜头的mtf曲线图参见图12，由图12可知，中心视场的mtf在180lp/mm均大于0.4，0.8视场的mtf在180lp/mm大于0.3，1.0视场的mtf在180lp/mm大于0.2，0.8视场以内与横坐标的围城的面积比较大，表明该光学系统的分辨率比较好。
92.该光学成像镜头的场曲畸变图参见图13，图13中的左图为场曲图，从图中可以直观得出：该光学成像镜头的场曲在0.05mm以内，镜头的子午光线与弧矢光线相隔很小，表明镜头的像散校正的比较好，全视场内像散大概在0.01mm左右。图3中的右图为光学相对畸变图，从图中可以直观得出：镜头的相对光学畸变在-50％以内，非测量系统可以满足实际使用要求，后期通过图像算法处理可以得无畸变的图像。
93.该光学成像镜头的色差图参见图14，从图中可以得出：该光学成像镜头在全视场的色差最大值为3.5um，属于656nm波长，其次为435nm波长在全视场的最大色差值小于3um，均在一个像元大小左右范围内，由此可见该镜头对可见光的不会产生紫边现象，色彩还原度高。
94.该光学成像镜头的透镜镜间反射鬼像能量图参见图15，由上图可得，该镜头有两个红点，其中一个为滤光片内部反射导致，与光源重叠，另一个为第一透镜前表面与保护片反射导致，除此以外该镜头的图像比较干净。
95.由以上实施例1至实施例3可知，该光学成像镜头具有以下优点：
96.1、通过增加曲率变量，优化球差，提高光学系统的解析力，增大光学系统的分辨率性能。
97.2、通过采用天赛结构的变形，构成非对称式五片结构，前组采用重钡冕火石单透镜、中组采用重镧单透镜，后组采用重火透镜组，该结构对球面像差、色差、像散有良好的校正从而降低了光学系统的敏感度，提高良率降低成本。
98.3、通过控制镜头总长在较小数值，使得镜头总长小，具有体积小巧紧凑，容易集成的优点。
99.4、通过优化镜头透镜曲率半径，减弱光学鬼像。
100.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。