一种3.24mm焦距行车记录仪高清镜头及其成像方法与流程

本发明涉及一种3.24mm焦距行车记录仪高清镜头及其成像方法。

背景技术：

目前，市场上有各种各样的广角定焦镜头应用于车载系统中，但是，由于很多产品在边缘象差以及高级球差难以矫正，要使用更多镜片以达到市场要求的光学指标，因此大大增加了产品成本。目前，在车载行业中，鲜有真正意义上的低成本高像质的车载镜头。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种经济型、高分辨率和高像质的3.24mm焦距行车记录仪高清镜头及其成像方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种3.24mm焦距行车记录仪高清镜头，包括镜筒和设置在镜筒内的光学系统，所述光学系统包括沿光线自前向后入射方向依次设置的光焦度为负的前组镜片a、光阑c和光焦度为正的后组镜片b；所述前组镜片a包括自前向后依次设置的弯月负透镜a-1和弯月负透镜a-2；所述后组镜片b包括自前向后依次设置的弯月正透镜b-1、由双凸透镜b-2和弯月负透镜b-3密接的胶合组。

进一步的，所述前组镜片a与后组镜片b之间的空气间隔为0.63mm。

进一步的，所述前组镜片a中弯月负透镜a-1和弯月负透镜a-2之间的空气间隔为2.73mm，所述弯月负透镜a-2与弯月正透镜b-1之间的空气间隔为0.7mm；所述后组镜片b中弯月正透镜b-1与由双凸透镜b-2和弯月负透镜b-3密接的胶合组之间的空气间隔为0.1mm。

进一步的，由双凸透镜b-2和弯月负透镜b-3密接的胶合组的后方设置有滤光片。

进一步的，所述弯月负透镜a-2与弯月正透镜b-1之间设置有第一隔圈，所述弯月负透镜a-2与弯月正透镜b-1之间设置有第二隔圈，所述弯月正透镜b-1与胶合组之间设置有第三隔圈。

本发明采用的另一种技术方案是：一种3.24mm焦距行车记录仪高清镜头的成像方法，采用上述的3.24mm焦距行车记录仪高清镜头，工作时，光路顺序进入前组镜片a、光阑c以及后组镜片b后进行成像。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：

（1）光路总长较短，则镜头的体积小；后焦适中，可以与扳机接口的摄像机配合使用；

（2）通光口径大，进光量充足，可在环境较昏暗下使用；

（3）前组镜片a为负光焦度，后组镜片b为正光焦度，两者相配合可保证镜头在高低温环境仍可正常使用；

（4）选用高折射、低色散的火石玻璃与高折射率高色散的冕牌玻璃来消色差以及消像散，实现高分辨率和高像质；

（5）所用的镜片为全球面，r值适中，减轻镜片装配难度，使用低价格玻璃，降低加工以及材料成本，同时降低镜头的光学敏感度。

附图说明：

图1是本发明实施例的光学系统结构示意图；

图2是本发明实施例的构造示意图；

图3是聚焦使得可见光中心视场像质最佳情况下的mtf图。

图中：

1-镜筒；2-第一隔圈；3-第二隔圈；4-第三隔圈；a-前组镜片a；a-1：弯月负透镜a-1；a-2：弯月负透镜a-2；b-后组镜片b；b-1：弯月正透镜b-1；b-2：双凸透镜b-2；b-3：弯月负透镜b-3；c-光阑。

具体实施方式:

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。

如图1～2所示，本发明一种3.24mm焦距行车记录仪高清镜头，包括镜筒1和设置在镜筒1内的光学系统，所述光学系统包括沿光线自前向后入射方向依次设置的光焦度为负的前组镜片a、光阑c和光焦度为正的后组镜片b；所述前组镜片a包括自前向后依次设置的弯月负透镜a-1和弯月负透镜a-2；所述后组镜片b包括自前向后依次设置的弯月正透镜b-1、由双凸透镜b-2和弯月负透镜b-3密接的胶合组。

本实施例中，所述前组镜片a与后组镜片b之间的空气间隔为0.63mm。

本实施例中，所述前组镜片a中弯月负透镜a-1和弯月负透镜a-2之间的空气间隔为2.73mm，所述弯月负透镜a-2与弯月正透镜b-1之间的空气间隔为0.7mm；所述后组镜片b中弯月正透镜b-1与由双凸透镜b-2和弯月负透镜b-3密接的胶合组之间的空气间隔为0.1mm。

本实施例中，由双凸透镜b-2和弯月负透镜b-3密接的胶合组的后方设置有滤光片。

本实施例中，各镜片的参数如下表所示：

由上述镜片组成的光学系统达到了如下的光学指标：

焦距：f′=3.24mm；

相对孔径f=2.2；

视场角：2w≥140°(像方像视场2η′≥ф6.6mm)；

畸变：＜-15.6%；

分辨率：可与200万像素高分辨率ccd或cmos摄像机适配；

光路总长∑≤17.5mm，光学后截距l’≥5.5mm；

适用谱线范围：420nm～700nm。

本实施例中，整个镜头保证镜头折射率和光焦度近似比例分配，保证前、后组镜片的入射角大小的均衡性，以降低镜头的敏感性，提高生产的可能性。同时保证前后组光焦度的反向性，以提高整个镜头使用的广泛性，具体方案如下：

从图3可知，可见光和红外光透过镜头后焦面的距离相差很小，在同一像面上能同时满足两种波段成像要求。可见光成像时，中心视场120线对处大于0.5，边缘视场120线对处大于0.35。

本实施例中，该镜头具备车载领域市场优势，前组负光焦度矫正3阶象差以及5阶球差，后组胶合片由高折射率低色散的火石玻璃和高折射率高色散的冕牌玻璃组成主要矫正色差及象散，合理分配光焦度降低各面入射角，以较低的敏感度达到高清摄像水平，在光学设计时，对镜头玻璃材料进行合理选择，使镜头在480～700nm的波长范围的像差得到合理的校正和平衡。

本实施例中，机械结构的设计需同时满足生产组装工艺要求、满足客户的装配尺寸要求以及满足光路设计中各镜片间的同轴度、有效通光孔径和空气间隔。

本实施例中，所述弯月负透镜a-2与弯月正透镜b-1之间设置有第一隔圈2，用以保证弯月负透镜a-2与弯月正透镜b-1的空气间隔及其光轴装配，同时对无效光线进行拦截与吸收，第一隔圈内部采用消光纹设计能够有效解决镜头杂散光问题。

本实施例中，所述弯月负透镜a-2与弯月正透镜b-1之间设置有第二隔圈3，用以保证弯月负透镜a-2与弯月正透镜b-1的空气价格及其光轴装配，同时对无效光线进行拦截与吸收，第二隔圈内部采用台阶式内勾设计能够有效解决镜头杂散光问题，通过对光阑位置的内孔尺寸管控，能够保证镜头的通光孔径，台阶方便作业人员辨别方向，防止装错。

本实施例中，所述弯月正透镜b-1与胶合组之间设置有第三隔圈4，用以保证弯月正透镜b-1与胶合组的空气间隔及其光轴装配，同时对无效光线进行拦截与吸收，第三隔圈内部采用阶梯式设计能够有效解决镜头杂散光问题。

本实施例中，镜筒作为承载镜片与隔圈的套筒，采用塑料，塑料镜筒价格便宜，一致性较好强度较好也比较耐磨。镜筒内部各阶梯的内径需要严格按照图纸公差加工外，各阶梯之间的同轴度也是确保成像品质的重要因素，即隔圈与镜片接触的平面要有精确的垂直度与同轴度来保证镜片装配的准确性，使其与镜片配合紧密,保证镜片光轴的一致性。该镜筒采用m12x0.5-4h的接口方式，以匹配客户摄像机的使用要求。

本发明一种3.24mm焦距行车记录仪高清镜头的成像方法，工作时，光路顺序进入前组镜片a、光阑c以及后组镜片b后进行成像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。