一种低成本的DMS镜头及成像方法与流程

本发明涉及镜头，尤其涉及一种低成本的dms镜头及成像方法。

背景技术：

1、目前，我国驾驶员监控系统市场尚处于发展阶段。相关数据显示，dms功能之一的疲劳驾驶预警系统（baws）在2017年的市场渗透率仅为5%，市场规模仅22.2亿元，远低于盲区检测（bsd）、自动紧急刹车系统（aeb）和行人碰撞预警系统（pcw）等其他高级驾驶辅助系统（adas）的市场渗透率和规模。基于我国汽车产量增速为0-2%的预测，到2025年，汽车产量为3250万辆，同时针对dms价格水平和辅助驾驶在不同阶段下dms系统渗透率的估计，预计到2025年国内dms市场空间将达到81.6亿元。

2、驾驶员监控dms系统在其所有技术方案中基于视觉信息，如可见光图像、红外图像的驾驶员监控系统为目前的主流技术方案。其作为车内监控的一种要求镜头需可以在全天候24小时正常使用，如日夜共焦、高低温稳定性等。在此基础上，还需保证其高解像力、大光圈和低畸变等光学性能，因而市场在小体积的限制上多采用玻璃镜片进行设计或将体积放开，导致成本升高或不利于集成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低成本的dms镜头及成像方法，该镜头在满足高解像力、大光圈和低畸变等光学特征的同时，还需满足小体积、较低生产成本且全天候24小时正常使用的要求。

2、本发明的技术方案在于：一种低成本的dms镜头，镜头的光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜构成，光阑为第一透镜的物侧面；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为弯月凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜为弯月凸正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜为双凹负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；其中第一透镜为球面透镜，第二透镜以及第三透镜为非球面透镜。

3、进一步地，所述第一透镜为玻璃球面透镜，第二透镜以及第三透镜为塑胶非球面透镜。

4、进一步地，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：2.0~2.5mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：0.0~0.5mm。

5、进一步地，所述光学系统的焦距为，第一透镜、第二透镜和第三透镜的焦距分别为，其中与满足以下比例：，，。

6、进一步地，所述第一透镜满足关系式：，；第二透镜满足关系式：，；第三透镜满足关系式：，；其中为折射率，为阿贝常数。

7、进一步地，所述光学系统的光学总长度ttl与光学系统的焦距f之间满足：ttl/f≤2.0。

8、进一步地，所述光学系统的f数≤2.0。

9、进一步地，所述光学系统的像高h与光学系统的焦距f之间满足：h/f≤1.0。

10、进一步地，所述第三透镜的右侧与成像面之间还设置有滤光片。

11、一种低成本的dms镜头的成像方法，光线自左向右从物方到像方依次通过第一透镜、第二透镜、第三透镜及滤光片后在成像面成像。

12、与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

13、1、该镜头对物体的成像角度大于52度，同时具有较高成像清晰度、大的通光口径、较低的公差敏感度和较好的高低温稳定性等优点同时，能够更加全面地对车外景象进行监控；

14、2、由一个玻璃球面镜片加两个塑胶非球面镜片构成成像系统。采用成本远低于玻璃镜片的塑胶非球面镜片，在降低生产成本的同时，保证成像质量,通过合理的搭配各光学透镜，使得系统结构紧凑合理，总长小于10 mm，易于装配，公差敏感度低，更适合大规模高良率生产；

15、3、采用玻塑混合结构，具有较低的制造成本、较轻的重量，有利于模组的制造与安装；

16、4、能够在高温和低温时对焦面位移做出较好的补偿，具备复杂环境适应性；

17、5、校正了各轴向色差、垂轴色差以及高阶色差，保证成像系统在大角度时也能具有较高的成像质量。

18、6、充分发挥非球面镜片校正像差的优势，满足高清成像的同时，具有更小的镜片外径和更短的光学总长，保证镜头的小型化,镜头本体长度小于8毫米，外径小于4毫米，保证摄像组的光学性能的同时减小镜头的整体尺寸，提升美观度。

19、7、镜头在第一至第三镜片中设置一片玻璃球面透镜，控制温飘，改善高温或者低温对镜头像质的影响，且由于采用的是球面，从而进一步降低成本。

技术特征：

1.一种低成本的dms镜头，其特征在于，镜头的光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜构成，光阑为第一透镜的物侧面；在不考虑非球面系数造成的反曲的情况下，第一透镜为弯月凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜为弯月凸正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第三透镜为双凹负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；其中第一透镜为球面透镜，第二透镜以及第三透镜为非球面透镜。

2.根据权利要求1所述的一种低成本的dms镜头，其特征在于，所述第一透镜为玻璃球面透镜，第二透镜以及第三透镜为塑胶非球面透镜。

3.根据权利要求1或2所述的一种低成本的dms镜头，其特征在于，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：2.0~2.5mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：0.0~0.5mm。

4.根据权利要求1所述的一种低成本的dms镜头，其特征在于，所述光学系统的焦距为，第一透镜、第二透镜和第三透镜的焦距分别为，其中与满足以下比例：，，。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种低成本的dms镜头，其特征在于，所述第一透镜满足关系式：，；第二透镜满足关系式：，；第三透镜满足关系式：，；其中为折射率，为阿贝常数。

6.根据权利要求1所述的一种低成本的dms镜头，其特征在于，所述光学系统的光学总长度ttl与光学系统的焦距f之间满足：ttl/f≤2.0。

7.根据权利要求1所述的一种低成本的dms镜头，其特征在于，所述光学系统的f数≤2.0。

8.根据权利要求1、2、4、6或7所述的一种低成本的dms镜头，其特征在于，所述光学系统的像高h与光学系统的焦距f之间满足：h/f≤1.0。

9.根据权利要求1所述的一种低成本的dms镜头，其特征在于，所述第三透镜的右侧与成像面之间还设置有滤光片。

10.一种应用于权利要求9所述的一种低成本的dms镜头的成像方法，其特征在于，光线自左向右从物方到像方依次通过第一透镜、第二透镜、第三透镜及滤光片后在成像面成像。

技术总结本发明涉及镜头技术领域，尤其涉及一种低成本的DMS镜头及成像方法，镜头的光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜以及第三透镜构成，光阑为第一透镜的物侧面；其中第一透镜为球面透镜，第二透镜以及第三透镜为非球面透镜。通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上距离等，使设计在满足镜头成像性能要求的同时，采用塑胶非球面镜片与玻璃球面镜片相结合的结构形式，达到缩小镜头的总长以及各镜片的径向尺寸，以实现镜头组小型化以及成本的降低的目的。技术研发人员：林清华,郑新,侯佳欣,丁凤,谢振锋,薛政云,林文斌,罗杰,刘官禄,江伟,黄灯辉,何文波受保护的技术使用者：福建福光天瞳光学有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2