一种低总长8M前视主摄像头及其工作方法与流程

本发明涉及镜头，尤其涉及一种低总长8m前视主摄像头及其工作方法。

背景技术：

1、随着汽车产业的不断发展，前视光学镜头被广泛应用在包括自动驾驶技术、防撞预警、车道偏离警示以及行车记录等智能车载信息系统中，用于采集和识别前方道路行人、车辆及障碍物等路况信息，提高驾驶的舒适度和安全性。

2、为实现单镜头模组，前视光学镜头需满足8m高分辨率、大的视场角度、良好的环境适应性等优点的同时，也存在着镜片数量多，光学总长过长等缺点，不利于整体系统的小型化。

3、目前检索到中国专利“一种大视场、高像素光学系统及采用该光学系统的手机摄像头模组”公开号cn111045196a，其包括从物侧到像侧依次设置的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片，所述第一镜片为凸透镜，第二镜片为凹透镜，第三镜片、第四镜片和第五镜片为反曲形曲面透镜，由于通过对光学系统的非球面轮廓形状特殊的设计及结合各片材料折射率的合理设置，达到光学系统的像面对角线长度h介于7.80mm-10.50mm之间的大像场及高像素设计要求，从而增加了光学系统的整体亮度，降低了生产成本，虽然该专利光学系统的手机摄像头模组采用变形的弹性体嵌合定位结构，保证拍摄解像力的稳定，提高了摄像头模组的装配良品率；但其无法实现行车的视觉感知及识别功能的同时，实现低成本8mp成像，以代替前视广角摄像头与前视窄角摄像头，实现单镜头组成前视摄像模组，大大减低成本以提高市场普及度。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低总长8m前视主摄像头及其工作方法，该主摄像头在实现行车的视觉感知及识别功能的同时，实现低成本8mp成像，以此能够顶替前视广角摄像头与前视窄角摄像头，实现单镜头组成前视摄像模组，大大减低成本以提高市场普及度。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

3、一种低总长8m前视主摄像头，其特征在于：所述主摄像头的光学系统沿光路入射自左向右依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜和第七透镜构成；第一透镜为弯月凹负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜为弯月凹负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜为弯月凸正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第六透镜为双凹负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；第七透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；透镜由塑料和玻璃材料制成，第一、第二、第四、第六、第七透镜为玻璃球面透镜，第三、第五透镜为塑胶非球面透镜，其中第六透镜的像侧面和第七透镜的物侧面胶合形成胶合透镜组。

4、优选的，光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7与f满足以下比例：-3.0<f1/f<-2.0，-3.0<f2/f<-2.0，8.0<f3/f<9.0，2.0<f4/f<3.0，3.0<f5/f<4.0，-2.0<f6/f<-1.0，1.0<f7/f<2.0。

5、优选的，第一透镜满足关系式：2.0≤nd≤2.3，vd≤50.0；第二透镜满足关系式：1.5≤nd≤1.8，vd≤50.0；第三透镜满足关系式：1.5≤nd≤1.8，vd≤50.0；第四透镜满足关系式：1.7≤nd≤2.0，vd≤50.0；第五透镜满足关系式：1.5≤nd≤1.8，vd≥50.0；第六透镜满足关系式：2.0≤nd≤2.3，vd≤50.0；第七透镜满足关系式：1.7≤nd≤2.0，vd≤50.0；其中nd为折射率，vd为阿贝常数。

6、优选的，各镜片之间在光轴上的距离满足以下关系，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：1.0～1.5mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：0.5～1.0mm；第四透镜与光阑的空气间隔为：0.1～0.5mm；光阑与第五透镜的空气间隔为：0.5～1.0mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为：0.1～0.5mm；第六透镜与第七透镜为胶合片，空气间隔为0mm。

7、优选的，第三、第五透镜均为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：

8、

9、其中，z为非球面沿光轴方向在高度为r的位置时，距非球面顶点的离矢高；c为非球面的近轴曲率；k为圆锥常数；α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8均为高次项系数。

10、优选的，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≤10.0。

11、优选的，光学系统的f数≤1.6。

12、优选的，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。

13、优选的，所述第七透镜的后侧设置有滤光片。

14、与现有技术相比，本发明有以下优点：

15、1、该镜头对物体的成像角度大于195度，同时具超高的8m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；

16、2、通过合理的搭配各光学透镜，使得系统结构紧凑合理，总长17mm，易于装配，公差敏感度低，更适合大规模高良率生产；

17、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；

18、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；

19、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。

20、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。

21、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种低总长8m前视主摄像头，其特征在于：所述主摄像头的光学系统沿光路入射自左向右依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜和第七透镜构成；第一透镜为弯月凹负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜为弯月凹负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜为弯月凸正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第六透镜为双凹负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；第七透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；透镜由塑料和玻璃材料制成，第一、第二、第四、第六、第七透镜为玻璃球面透镜，第三、第五透镜为塑胶非球面透镜，其中第六透镜的像侧面和第七透镜的物侧面胶合形成胶合透镜组。

2.根据权利要求1所述的低总长8m前视主摄像头，其特征在于：所述光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7与f满足以下比例：-3.0<f1/f<-2.0，-3.0<f2/f<-2.0，8.0<f3/f<9.0，2.0<f4/f<3.0，3.0<f5/f<4.0，-2.0<f6/f<-1.0，1.0<f7/f<2.0。

3.根据权利要求2所述的低总长8m前视主摄像头，其特征在于：所述第一透镜满足关系式：2.0≤nd≤2.3，vd≤50.0；第二透镜满足关系式：1.5≤nd≤1.8，vd≤50.0；第三透镜满足关系式：1.5≤nd≤1.8，vd≤50.0；第四透镜满足关系式：1.7≤nd≤2.0，vd≤50.0；第五透镜满足关系式：1.5≤nd≤1.8，vd≥50.0；第六透镜满足关系式：2.0≤nd≤2.3，vd≤50.0；第七透镜满足关系式：1.7≤nd≤2.0，vd≤50.0；其中nd为折射率，vd为阿贝常数。

4.根据权利要求1、2或3所述的低总长8m前视主摄像头，其特征在于：所述各镜片之间在光轴上的距离满足以下关系，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：1.0～1.5mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：0.5～1.0mm；第四透镜与光阑的空气间隔为：0.1～0.5mm；光阑与第五透镜的空气间隔为：0.5～1.0mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为：0.1～0.5mm；第六透镜与第七透镜为胶合片，空气间隔为0mm。

5.根据权利要求1、2或3所述的低总长8m前视主摄像头，其特征在于：所述第三、第五透镜均为非球面透镜，非球面曲线方程表达式为：

6.根据权利要求1、2或3所述的低总长8m前视主摄像头，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≤10.0，光学系统的f数≤1.6。

7.根据权利要求1、2或3所述的低总长8m前视主摄像头，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，所述第七透镜的后侧设置有滤光片。

8.根据权利要求1、2或3所述的低总长8m前视主摄像头，其特征在于：所述光学系统实现的技术指标如下：

9.根据权利要求1、2或3所述的低总长8m前视主摄像头，其特征在于：所述光学系统所采用的具体参数见下表：

10.一种低总长8m前视主摄像头的工作方法，其特征在于：所述低总长8m前视主摄像头的光学系统沿光路入射自左向右依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜和第七透镜构成；第一透镜为弯月凹负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二透镜为弯月凹负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第四透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；第五透镜为弯月凸正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；第六透镜为双凹负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；第七透镜为双凸正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；透镜由塑料和玻璃材料制成，第一、第二、第四、第六、第七透镜为玻璃球面透镜，第三、第五透镜为塑胶非球面透镜，其中第六透镜的像侧面和第七透镜的物侧面胶合形成胶合透镜组；当光线入射时，沿光路顺序依次进入第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及等效玻璃平板后在ima成像面进行成像。

技术总结本发明涉及一种低总长8M前视主摄像头及其工作方法，其中低总长8M前视主摄像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、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜以及第七透镜构成。透镜由塑料和玻璃材料制成，第一、第二、第四、第六、第七透镜为玻璃球面透镜，第三、第五透镜为塑料非球面透镜，其中第六透镜、第七透镜为胶合透镜组。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，在满足镜头低总长8M超广角成像性能以顶替前视广角摄像头与前视窄角摄像头要求的同时，缩小镜头的总长以及各镜片的径向尺寸，做到镜头组小型化。技术研发人员：罗杰,林清华,郑新,谢振锋,薛政云,林文斌,何文波,黄灯辉,江伟,刘官禄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：2024/9/2