本發(fā)明涉及一種車載用長焦鏡頭，尤其是大相對(duì)孔徑長焦車載用鏡頭。

背景技術(shù)：

從2015年開始，以谷歌無人駕駛為代表的無人駕駛資訊鋪天蓋地襲來，智能汽車、無人駕駛已經(jīng)成為一個(gè)新的技術(shù)交匯和創(chuàng)新高地。

ADAS高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)功能要求，具有主動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的ADAS系統(tǒng)是自動(dòng)駕駛核心安全功能。

ADAS系統(tǒng)包含視頻傳感器，能夠監(jiān)測圖像信息，比如側(cè)面物體的大小和形狀。視頻傳感器能夠監(jiān)測其他的道路使用者、交通信號(hào)和路標(biāo)等情況，發(fā)出的信息能夠?qū)崿F(xiàn)車道偏離警告和交通信號(hào)識(shí)別功能。

現(xiàn)市面上能在ADAS上應(yīng)用的鏡頭不多，此類鏡頭需要特定的視場角及高清的分辨率，同時(shí)為了能有好的夜視效果，需要大相對(duì)孔徑。為了順應(yīng)市場發(fā)展，急需開發(fā)一款特定視場角的高清大光圈鏡頭。

現(xiàn)有的有關(guān)鏡頭普遍存在下列缺點(diǎn)：

1.相對(duì)孔徑小。

相對(duì)孔徑是光學(xué)鏡頭的重要參數(shù)之一，用鏡頭的入瞳直徑和焦距之比來表示。一般來說，在鏡頭焦距不變的情況下，相對(duì)孔徑的大小決定了鏡頭成像的明亮度，影像的明亮度與相對(duì)孔徑的平方成正比。現(xiàn)有的長焦鏡頭其相對(duì)孔徑都比較小，如專利文獻(xiàn)(CN 104407430B)所述的鏡頭，雖然具備6mm以上的長焦，但是它的FNo(相方孔徑的倒數(shù))為1.6，如果應(yīng)用在車載領(lǐng)域，則難以在夜晚等光線不足的環(huán)境下有較好的成像性能。

2.周邊像質(zhì)差，亮度低。

在長焦光學(xué)系統(tǒng)中，影響像質(zhì)的主要像差是場區(qū)和慧差，光學(xué)系統(tǒng)的場區(qū)越大，其邊緣成像分離越嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的模糊像；光學(xué)系統(tǒng)的慧差越大，其周邊成像會(huì)越模糊。同時(shí)，如果一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的周邊光亮比過低，其成像面邊緣會(huì)出現(xiàn)暗角，這也會(huì)影響畫面的清晰程度。由于長焦鏡頭的諸多像差影響，市場上現(xiàn)有的長焦鏡頭，其邊緣畫質(zhì)普遍較差，同時(shí)多有暗角出現(xiàn)。

3.加工難度大、成本高。

市場上分辨率較好的鏡頭大多采用了非球面技術(shù)，國內(nèi)現(xiàn)有的加工水平難以達(dá)到制造要求，因此往往采用國外廠家專門定制的非球面鏡片材料，因此增加了制作成本，同時(shí)非球面的加工難度大和敏感度高又會(huì)限制產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，難以匹配車載領(lǐng)域巨大的市場需求。

4.定制化程度低

市場上現(xiàn)有的車載鏡頭大多是廣角鏡頭，用于行車記錄或者倒車監(jiān)視。隨著近些年ADAS系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)展，長焦鏡頭也開始成為車載鏡頭的一個(gè)重要分支，不同的廠商因?yàn)楦髯缘腁DAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同，會(huì)出現(xiàn)不同的鏡頭參數(shù)需求。而市場上現(xiàn)有的鏡頭種類過于單一，很少有滿足客戶定制的定焦鏡頭出現(xiàn)，使得鏡頭的定制一直處于瓶頸期。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，提供一種相對(duì)孔徑大、周邊像素高、易加工、定制化程度高的車載用長焦鏡頭。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種長焦鏡頭，從物面到像面依次包括：具有正光焦度的第一鏡片(L1)、具有負(fù)光焦度的第二鏡片(L2)、具有正光焦度的第三鏡片(L3)、具有負(fù)光焦度的第四鏡片(L4)、具有正光焦度的第五鏡片(L5)和具有正光焦度的第六鏡片(L6)組成。其中第二鏡片和第三鏡片之間設(shè)置有配置有規(guī)定著既定的口徑的孔徑光闌(STP)；另外，在第六鏡片(L6)和成像面(IMG)之間，配置有保護(hù)玻璃(CG)和濾光片(ICR)。在成像面(IMG)，配置有CCD和CMOS等的固體攝像元件的光接收面。

上述長焦鏡頭，其特征在于：第六鏡片(L6)為彎月形透鏡并彎向像方；

上述長焦鏡頭，其特征在于：所述第二鏡片(L2)、第四鏡片(L4)均為重火石玻璃鏡片。所述第一鏡片(L1)、第三鏡片(L3)、第五鏡片(L5)、第六鏡片(L6)為低色散玻璃鏡片。通過高折射率和低色散鏡片的組合，可以極大的消除系統(tǒng)軸向色差，實(shí)現(xiàn)周邊視場清晰成像。所述鏡片滿足以下條件：

所述第一鏡片滿足：Nd>1.75，Vd>35；

所述第三鏡片滿足：Nd>1.75，Vd>35；

所述第五鏡片滿足：Nd>1.75，Vd>35；

所述第六鏡片滿足：Nd>1.75，Vd>35；

其中，Nd表示鏡片材料的d光折射率，Vd表示鏡片材料的d光阿貝常數(shù)。

上述長焦鏡頭，其特征在于：所述第四鏡片(L4)和第五鏡片(L5)組合成膠合鏡片，且膠合鏡片的膠合面彎向物方。

上述長焦鏡頭，其特征在于：所述的第一鏡片和第二鏡片滿足以下條件：

-2.3<f1/f2<-1.2

其中f1為第一鏡片的焦距，f2為第二鏡片的焦距；

所述的第五鏡片和第六鏡片滿足以下條件：

2.2<f5/f6<3.3

其中f5為第五鏡的焦距，f6為第六鏡片的焦距；

所述的第三鏡片和第四鏡片滿足以下條件：

6<f34/f<8

其中f34為膠合件的焦距，f為鏡頭的焦距。

如以上說明，本發(fā)明的長焦鏡頭，通過具備上述構(gòu)成，可達(dá)成大相對(duì)孔徑、高相對(duì)照度、低像差、高像質(zhì)等諸多特點(diǎn)。

本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點(diǎn)如下：

1.相對(duì)孔徑大。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的長焦鏡頭，其FNo(相對(duì)孔徑的倒數(shù))＝1.3，相同視場角的情況下，本發(fā)明設(shè)計(jì)的鏡頭獲得的照度是市面上其他長焦鏡頭照度的1.5倍，可以更好地獲得暗光環(huán)境下的物體細(xì)節(jié)。保障了使用者在陰雨天和夜晚行車時(shí)的使用質(zhì)量。

2.周邊像質(zhì)好，整體分辨率高。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的長焦鏡頭，對(duì)于不同頻率的光線的橫向色差大部分都控制在愛里斑范圍內(nèi)，成像色差相對(duì)均勻，軸向色差得到了很好的校正，可以實(shí)現(xiàn)清晰成像。同時(shí)鏡頭的場曲和像散也得到了較好的校正。在全視場的情況下，鏡頭能夠保持50％以上的周邊光亮比，使得像面整體照度均勻。同時(shí)，通過對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的鏡片結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新，使得鏡頭的像質(zhì)得到了很好的校正和提升，可以輕松實(shí)現(xiàn)200萬像素全高清1080P以上的畫面輸出性能。

3.易加工，成本低。

本發(fā)明所設(shè)計(jì)的長焦鏡頭，其采用的鏡片均為球面鏡片，并且降低鏡片的敏感度。在保證了像質(zhì)高的情況下，可以由國內(nèi)一般的廠家進(jìn)行鏡片材料生產(chǎn)，降低了加工成本和組裝難度，更容易批量生產(chǎn)。

4.定制化程度高。

本發(fā)明所設(shè)計(jì)的長焦鏡頭，是針對(duì)具體的設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)的特定市場角高清大光圈鏡頭。整個(gè)鏡頭的設(shè)計(jì)過程即是定制化的過程。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中長焦鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中長焦鏡頭的MTF示意圖；

圖3是本發(fā)明中長焦鏡頭的軸向色差示意圖和像面彎曲圖；

圖4是本發(fā)明中長焦鏡頭的相對(duì)照度圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

附圖中的符號(hào)說明：

L1、L2…L6第一鏡片、第二鏡片…第六鏡片

STP孔徑光闌

IMG成像面

CG保護(hù)玻璃

ICR濾光片

一種長焦鏡頭，從物面到像面依次包括：具有正光焦度的第一鏡片(L1)、具有負(fù)光焦度的第二鏡片(L2)、具有正光焦度的第三鏡片(L3)、具有負(fù)光焦度的第四鏡片(L4)、具有正光焦度的第五鏡片(L5)和具有正光焦度的第六鏡片(L6)組成。其中第二鏡片和第三鏡片之間設(shè)置有配置有規(guī)定著既定的口徑的孔徑光闌(STP)；另外，在第六鏡片(L6)和成像面(IMG)之間，配置有保護(hù)玻璃(CG)和濾光片(ICR)。在成像面(IMG)，配置有CCD和CMOS等的固體攝像元件的光接收面。

其中，長焦鏡頭的各鏡片滿足以下條件：

第六鏡片(L6)為彎月形透鏡并彎向像方，第三鏡片(L3)和第五鏡片(L5)為雙凸透鏡，所述第四鏡片(L4)和第五鏡片(L5)組合成膠合鏡片，且膠合鏡片的膠合面彎向物方。

所述第二鏡片(L2)、第四鏡片(L4)均為重火石玻璃鏡片。所述第一鏡片(L1)、第三鏡片(L3)、第五鏡片(L5)、第六鏡片(L6)為鑭系玻璃鏡片。通過高折射率和低色散鏡片的組合，可以極大的消除系統(tǒng)軸向色差，實(shí)現(xiàn)周邊視場清晰成像。所述鏡片滿足以下條件：

所述第一鏡片滿足：Nd>1.75，Vd>35；

所述第三鏡片滿足：Nd>1.75，Vd>35；

所述第五鏡片滿足：Nd>1.75，Vd>35；

所述第六鏡片滿足：Nd>1.75，Vd>35；

其中，Nd表示鏡片材料的d光折射率，Vd表示鏡片材料的d光阿貝常數(shù)。

所述的第一鏡片和第二鏡片滿足以下條件：

-2.3<f1/f2<-1.2

其中f1為第一鏡片的焦距，f2為第二鏡片的焦距；

這樣的設(shè)計(jì)既不會(huì)因?yàn)榈谝煌哥R光焦度偏小，使得第一透鏡曲率過大，增加高階像差；也不會(huì)因?yàn)榈谝煌哥R光焦度偏大，使得第一透鏡曲率過小，場曲增大。

所述的第五鏡片和第六鏡片滿足以下條件：

2.2<f5/f6<3.3

其中f5為第五鏡的焦距，f6為第六鏡片的焦距；

這樣的設(shè)計(jì)既不會(huì)因?yàn)殓R頭的焦距變大造成視場角變?。灰膊粫?huì)因?yàn)殓R頭焦距變小造成后焦不足。

所述的第三鏡片和第四鏡片滿足以下條件：

6<f34/f<8

其中f34為膠合件的焦距，f為鏡頭的焦距。

這樣的設(shè)計(jì)既不會(huì)因?yàn)槟z合件焦距減小導(dǎo)致后焦減小，場曲增大；也不會(huì)因?yàn)槟z合件焦距增大導(dǎo)致高階像差增大；

以下，示出關(guān)于實(shí)施例的長焦鏡頭的各種數(shù)值數(shù)據(jù)。

有效焦距EFL＝8.5mm；

相對(duì)孔徑FNo＝1.3；

鏡頭全長TTL＝22.2mm；

表1顯示了實(shí)施例長焦鏡頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

表1實(shí)施例長焦鏡頭結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖1是本發(fā)明中長焦鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中長焦鏡頭的MTF示意圖。MTF曲線越高越直表示鏡頭的成像質(zhì)量越好，對(duì)真實(shí)圖像的還原能力越強(qiáng)。從圖2可見像質(zhì)得到了很好的校正，可以輕松實(shí)現(xiàn)200萬像素以上的輸出性能。

圖3是本發(fā)明中長焦鏡頭的軸向色差示意圖和像面彎曲圖。從圖3可以看出，不同頻率的光線的橫向色差大部分都在愛里斑范圍內(nèi)，成像色差相對(duì)均勻，即軸向色差得到了很好的校正，可以實(shí)現(xiàn)清晰成像。而且系統(tǒng)的場曲和畸變都得到了較好的校正，全視場像質(zhì)較為均勻。

圖4是本發(fā)明中長焦鏡頭的相對(duì)照度圖。如圖4可見在全視場能夠保持50％以上的相對(duì)照度，使得像面整體照度均勻。

本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。