一种光学镜头组件.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103513401 A (43)申请公布日 2014.01.15 CN 103513401 A (21)申请号 201210212302.6 (22)申请日 2012.06.26 G02B 13/18(2006.01) G02B 13/14(2006.01) G02B 13/00(2006.01) (71)申请人 比亚迪股份有限公司 地址 518118 广东省深圳市坪山新区比亚迪 路 3009 号 (72)发明人 祁高进 庄庆宇 (54) 发明名称 一种光学镜头组件 (57) 摘要 本发明提供了一种光学镜头组件， 包括透镜 组， 其特征在于， 所述透镜组包括同轴且自物

2、方 至像方依次排列的 ： 第一透镜、 第二透镜、 第三透 镜和第四透镜 ； 且所述透镜组满足以下条件 ： L/ F5.9， -1.21 ； 其中第一透镜的 焦距为 f1， 透镜组的焦距为 F， 镜头的光学总长为 L， 光学后焦为 Lh。本发明提供的光学镜头组件仅 用 4 片镜片达到良好的成像效果， 结构简单， 体积 较小， 降低了成本 ； 同时本发明比现有产品光学 成像波段更宽， 可在近红外波段成像， 从而具有更 好的夜视效果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图

3、6页 (10)申请公布号 CN 103513401 A CN 103513401 A 1/2 页 2 1. 一种光学镜头组件， 包括透镜组， 其特征在于， 所述透镜组包括同轴且自物方至像方 依次排列的 ： 第一透镜、 第二透镜、 第三透镜和第四透镜 ； 所述第一透镜为具有负屈光度的双凹非球面透镜 ； 所述第二透镜为具有正屈光度的凸面朝向物方的凸凹球面透镜 ； 所述第三透镜为具有正屈光度的双凸非球面透镜 ； 所述第四透镜为具有正屈光度的凹面朝向物方的凹凸非球面透镜 ； 且所述透镜组满足以下条件 ： L/F 5.9， -1.2 1 ； 其中第一透镜的焦距为 f1， 透镜组的焦距为 F， 镜头的光学

4、总长为 L， 光学后焦为 Lh。 2. 如权利要求 1 所述的光学镜头组件， 其特征在于， 所述透镜组满足以下条件 ： 8D2 其中光阑与第三透镜的距离为 D1， 光阑与第四透镜的距离为 D2。 5. 如权利要求 1 所述的光学镜头组件， 其特征在于， 还包括滤光片， 所述滤光片位于第 四透镜朝向像方的一侧。 6. 如权利要求 5 所述的光学镜头组件， 其特征在于， 所述滤光片的透过波长范围为 420-780nm。 7. 如权利要求 1 所述的光学镜头组件， 其特征在于， 所述透镜组的折射率满足以下条 件 ： n1v2、 v3v2、 v4v2； 其中所述第一透镜、 第二透镜、 第三透镜、 第四

5、透镜的阿贝系数为分别为 v1、 v2、 v3、 v4。 9. 如权利要求 1 所述的光学镜头组件， 其特征在于， 所述第一透镜包括第一表面和第 二表面， 第二透镜包括第三表面和第四表面， 第三透镜包括第五表面和第六表面， 第四透镜 包括第七表面和第八表面 ； 所述透镜组满足以下条件 ： -375.9， -1.2 1 ； 其中第一透镜的焦距为 f1， 透镜组的焦距为 F， 镜头的光学总长为 L， 光学后焦为 Lh。 0006 与现有技术相比 ： 本发明仅用 4 片镜片达到良好的成像效果， 结构简单， 体积较 小， 降低了成本 ； 同时本发明比现有产品光学成像波段更宽， 可在近红外波段清晰成像，

6、从 而具有更好的夜视效果。 附图说明 0007 图 1 是本发明光学镜头组件的结构示意图 ； 图 2 是本发明实施例一光学镜头组件的 MTF（光学传递函数） 示意图 ； 图 3 是本发明实施例一光学镜头组件的场曲图 ； 图 4 是本发明实施例一光学镜头组件的畸变图 ； 图 5 是本发明实施例二光学镜头组件的 MTF（光学传递函数） 示意图 ； 图 6 是本发明实施例二光学镜头组件的场曲图 ； 说 明 书 CN 103513401 A 4 2/5 页 5 图 7 是本发明实施例二光学镜头组件的畸变图。 具体实施方式 0008 为了使本发明所解决的技术问题、 技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下

7、结合 附图及实施例， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明， 并不用于限定本发明。 0009 如图 1 所示， 本发明提供一种光学镜头组件， 适用于车载光学镜头， 包括车辆行车 记录、 车道偏移预警、 行人障碍识别等车载光电智能系统。 0010 所述光学镜头组件， 包括透镜组 1， 所述透镜组 1 包括同轴且自物方至像方依次排 列的 ： 第一透镜 11、 第二透镜 12、 第三透镜 13 和第四透镜 14 ； 所述第一透镜 11 为具有负屈光度的双凹非球面透镜 ； 所述第二透镜 12 为具有正屈光度的凸面朝向物方的凸凹球面透镜 ； 所述第三透镜

8、13 为具有正屈光度的双凸非球面透镜 ； 所述第四透镜 14 为具有正屈光度的凹面朝向物方的凹凸非球面透镜 ； 且所述透镜组 1 满足以下条件 ： L/F 5.9， -1.2 1 ； 其中第一透镜 11 的焦距为 f1， 透镜组 1 的焦距为 F， 镜头的光学总长为 L， 光学后焦为 Lh。 0011 本发明中 L/F 数值较大， 光学镜头成为反远距结构。如此， 一方面可使镜头的角放 大率减小， 成像面最大主光线角减小， 从而使镜头与成像芯片的匹配更加容易 ； 另一方面， Lh/F 相应增大， 从而使镜头后焦变大， 便于后期光学镜头组件调焦装配。 0012 本发明的技术人员付出极大的精力， 经

9、过无数次的实验， 优化设计了光学镜头组 件， 使其光学成像波段更宽， 可在近红外波段 （650nm-780nm） 清晰成像， 从而具有更好的夜 视效果。 0013 进一步， 所述透镜组 1 满足以下条件 ： 8v2、 v3v2、 v4v2； 其中所述第一透镜11、 第二透镜12、 第三透镜13、 第四透镜14的阿贝系数为分别为v1、 v2、 v3、 v4。 0021 进一步， 所述第一透镜 11 包括第一表面 110 和第二表面 111， 第二透镜 12 包括第 三表面 120 和第四表面 121， 第三透镜 13 包括第五表面 130 和第六表面 131， 第四透镜 14 包括第七表面 14

10、0 和第八表面 141 ； 透镜组 1 满足以下条件 ： -375.9， 从而最大主光线角较小， 因此与成像芯片的匹配 更加容易， 像面照度更高。Lh/F1， 后焦较大， 便于调焦装配。 0028 图 2 是本发明实施例一光学镜头组件的调制传递函数 （Modulation Transfer Function， 简称 MTF） 曲线图， 图中横轴表示空间频率， 单位 ： 线对每毫米 （lp/mm） ； 纵轴表 示调制传递函数 （MTF） 的数值， 所述 MTF 的数值用来评价镜头的成像质量， 取值范围为 0-1， MTF 曲线越高越直表示镜头的成像质量越好， 对真实图像的还原能力越强。从图 2

11、可以看 出， 各视场子午方向 (T) 和弧矢方向 (S) 方向的 MTF 曲线很靠近， 其表明 ： 该镜头在各个视 场， 子午方向(T)和弧矢方向(S)这两个方向的成像性能具有良好的一致性， 能保证镜头组 件在整个成像面上都能清晰成像， 而不会出现中间清晰、 边缘模糊的情况。全视场内 MTF 非 常集中， 并且 MTF 曲线下降趋势平直， 可以确保较佳的成像质量。 0029 从图 2 中可知， 在内奎斯特频率 v=1/(2*6um)=83lp/mm 处， MTF 均大于 0.3， 因此使 得镜头对该近红外波段也可较好成像。 0030 图 3 和图 4 分别是本发明实施例一光学镜头组件的场曲和畸

12、变图， 从图 4 和图 5 可以看出， 场曲小于 0.1mm， 畸变在 1% 范围内， 具有良好的光学性能。 0031 实施例二 表 3 镜面参数 说 明 书 CN 103513401 A 7 5/5 页 8 表 4 非球面系数参数 k， a1， a2， a3， a4， a5， a6， a7为非球面系数。 0032 上述参数得出 F=2.99， f1=-3.2， f2=17.15， f3=3.1， f4=6.45， L=18， Lh=3.32。镜头 光学总长 L=18， L/F5.9， 从而最大主光线角较小， 因此与成像芯片的匹配更加容易， 像面照 度更高。Lh/F1， 后焦较大， 便于调焦装

13、配。 0033 图 5 是本发明实施例二的光学镜头组件的调制传递函数 （Modulation Transfer Function， 简称 MTF） 曲线图， 图中横轴表示空间频率， 单位 ： 线对每毫米 （lp/mm） ； 纵轴表 示调制传递函数 （MTF） 的数值， 所述 MTF 的数值用来评价镜头的成像质量， 取值范围为 0-1， MTF 曲线越高越直表示镜头的成像质量越好， 对真实图像的还原能力越强。从图 7 可以看 出， 各视场子午方向 (T) 和弧矢方向 (S) 方向的 MTF 曲线很靠近， 其表明 ： 该镜头在各个视 场， 子午方向(T)和弧矢方向(S)这两个方向的成像性能具有良好

14、的一致性， 能保证镜头组 件在整个成像面上都能清晰成像， 而不会出现中间清晰、 边缘模糊的情况。全视场内 MTF 非 常集中， 并且 MTF 曲线下降趋势平直， 可以确保较佳的成像质量。 0034 从图 5 中可知， 在内奎斯特频率 v=1/(2*6um)=83lp/mm 处， MTF 均大于 0.3， 因此使 得镜头对该近红外波段也可较好成像。 0035 图 6 和图 7 分别是本发明实施例二光学镜头组件的场曲和畸变图， 从图 6 和图 7 可以看出， 场曲小于 0.1mm， 畸变在 1% 范围内， 具有良好的光学性能。 0036 综上所述， 本发明提供的光学镜头组件包括第一透镜、 第二透镜

15、、 第三透镜以及第 四透镜组成的镜片组， 其结构、 排列方式配置合理， 可以有效缩减镜头体积且获得较高的成 像质量 ； 同时本发明比现有产品光学成像波段更宽， 将镜头的光学通过波段扩展到近红外区 域， 可在近红外波段清晰成像， 从而具有更好的夜视效果。 0037 本发明通过一片玻璃透镜、 三片塑胶透镜的混合搭配， 大幅降低了成本。 0038 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103513401 A 8 1/6 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103513401 A 9 2/6 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103513401 A 10 3/6 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103513401 A 11 4/6 页 12 图 5 说 明 书 附 图 CN 103513401 A 12 5/6 页 13 图 6 说 明 书 附 图 CN 103513401 A 13 6/6 页 14 图 7 说 明 书 附 图 CN 103513401 A 14