一种车载后视用广角镜头的制作方法

本发明涉及一种车用广角镜头，尤其是大相对孔径广角车载后视镜头。

背景技术：

随着社会的飞速发展与人民生活水平的快速提高，人们对安全意识变得非常重视，这也体现在汽车行业的车载镜头领域。车载镜头包括了车前端的行车记录镜头、车后端的倒车镜头、流媒体后视镜头以及车周身的其他镜头等等，他们的存在不仅可以为人事纠纷提供证据，同时还能保障自己的生命财产安全。

随着汽车无人驾驶领域的不断发展，车载流媒体用广角后视镜头开始逐渐代替传统的汽车后视镜、为汽车自动驾驶提供信息支持。一般传统的后视镜显示效果可能会受到后座乘客、行李或者汽车的影响，而车载流媒体用广角后视镜头可以打破这些限制，全面的观测驾车、泊车、路况等多种信息。与传统的后视镜相比，车载流媒体用广角后视镜头可以通过一定的数据处理和信息传输，将车后方更大的角度范围内的画面实时记录并通过后视镜(显示屏)传递给驾驶员，供其对周围环境进行观察和判断。这大大提高了驾驶员在行车时的安全性，同时也能够为突如其来的交通事故提供强有力的证据，从而避免不必要的民事纠纷。

目前已有的车载流媒体用广角后视镜头在大广角和大相对孔径这两个影响广角镜头质量的重要参数上无法做到两全。有大的视场角的镜头往往相对孔径较小，在阴天、夜晚等低照度的情况下难以获得较多的画面细节；有大的相对孔径的镜头其焦距又较长，视场角无法达到广角的要求。同时很多车载广角镜头在视场角超过一定程度后像质将变得很差，依靠后期数据处理也无法获得较好的周边成像。

传统的车内后视镜视场角只有20°到30°，观察后方的范围十分有限。而且由于后视镜在车内部，成像仅依靠镜面反射，因此很容易受到后座乘客、行李或者汽车零件的影响，对观察视野产生遮挡。当夜晚时，后方车灯的强光在后视镜内直接反射进入人眼，会使驾驶者产生强烈的眩晕感，甚至造成暂时性失明，给行车带来了极大的安全隐患。

现有车载流媒体用广角后视镜头则有如下缺点：

(1)相对孔径小。

相对孔径是光学镜头的重要参数之一，用镜头的入瞳直径和焦距之比来表示。一般来说，在镜头焦距不变的情况下，相对孔径的大小决定了镜头成像的明亮度，影像的明亮度与相对孔径的平方成正比。镜头的相对孔径每增大一倍，影像的明亮度、射入光束的截面积和光通量都增加四倍。现有的车载广角镜头，其相对孔径都比较小，如专利文献(101561550)所述的广角车载镜头，虽然具备120°以上的广角，但是它的fno(相对孔径的倒数)为2，难以在阴雨天、夜晚等暗环境下有较好的性能。

(2)周边像质差，亮度低。

在视场角较大的光学系统中，影响像质的主要像差是倍率色差和场曲畸变，光学系统的倍率色差越大，其边缘色彩分离越严重，会出现“紫边”、“蓝边”等各种现象。光学系统的倍率色差场曲越大，拍摄一条直线时，这条直线就越弯曲，如果场曲存在一个甚至多个拐点，看到的直线会变成弯弯曲曲的线。同时，一个光学系统的周边光亮比也影响到了成像的质量，周边光亮比低的光学系统，其成像面边缘会出现暗角，影响使用者的观察。市场上现有的车载广角后视镜头，其边缘画质普遍较差，同时多有暗角出现，就是因为没有优化好色差以及场曲畸变等像差，同时没有提高周边光亮比所致。

(3)分辨率低。

市场上现有的车载广角后视镜头大多是130万像素，虽然可以记录车后的情况，但遇到突发事件想要调查细节时，往往因为分辨率不能达到要求而丢失了相关的细节，使得行车记录失去了本身的意义。

技术实现要素：

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种新型车载流媒体用广角后视镜头。

本发明采用的技术方案为：

一种车载后视用广角镜头，从物面到像面依次包括：具有负光焦度的第一镜片l1、具有正光焦度的第二镜片l2、具有正光焦度的第三镜片l3、具有正光焦度的第四镜片l4、具有负光焦度的第五镜片l5和具有正光焦度的第六镜片l6组成；其中第二镜片l2和第三镜片l3之间设置有配置有规定着既定的口径的孔径光阑stp；另外，在第六镜片l6和成像面img之间，配置有保护玻璃和滤光片；在成像面img，配置有ccd和cmos等的固体摄像元件的光接收面；

第二镜片l2、第四镜片l4和第六镜片l6均为双凸透镜；

所述第二镜片l2、第五镜片l5均为高折射率玻璃镜片。所述第一镜片l1、第三镜片l3、第四镜片l4以及第六镜片l6为低色散玻璃镜片。通过高折射率和低色散镜片的组合，可以极大的消除系统轴向色差，实现周边视场清晰成像；

所述镜片满足以下条件：

所述第一透镜l1满足：vd>35；

所述第二透镜l2满足：nd>1.82；

所述第三透镜l3满足：nd>1.75，vd>35；

所述第四透镜l4满足：vd>35；

所述第五透镜l5满足：nd>1.82；

所述第六透镜l6满足：nd>1.75，vd>35；

其中，nd表示透镜材料的d光折射率，vd表示透镜材料的d光阿贝常数。

所述第四镜片l4和第五镜片l5组合成胶合镜片，且胶合镜片的胶合面弯向物方。

有鉴于上述现有的后视镜和广角后视镜头存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的车用流媒体广角后视镜头，能够改进一般现有的镜头，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

本发明的广角镜头，通过具备上述构成，可达成大视场角、大相对孔径、高相对照度、低像差、高像质等诸多特点。，使其可以兼顾大视场角和大相对孔径，同时保证200万1080p高清像素的画质下提高周边画质的成像质量，能够结合汽车多媒体系统，实景导航、行车记录仪、轨迹回放等多种功能。

本发明创造的优点如下：

1.相对孔径大。

本发明设计的广角镜头，其fno(相对孔径的倒数)＝1.3，相同视场角的情况下，本发明设计的镜头获得的照度是市面上其他镜头照度的2.5倍，可以更好地获得暗光环境下的物体细节。保障了使用者在阴雨天和夜晚行车时的使用质量。

2.视场角大，周边像质好，亮度高。

本发明设计的广角镜头其视场角在不同的传感器的情况下可以达到70°至90°，是传统后视镜的3到4倍。同时对于不同频率的光线的横向色差大部分都控制在爱里斑范围内，成像色差相对均匀，轴向色差得到了很好的校正，可以实现清晰成像。镜头的像面弯曲也得到了较好的校正，虽然有着广角视场，但是全视场像质较为均匀。在全视场的情况下，镜头能够保持60％以上的周边光亮比，使得像面整体照度均匀，避免了市面上一些镜头周边较暗的缺点。

3.分辨率高。

通过对光学系统的镜片结构进行创新，使得该广角镜头的像质得到了很好的校正和提升，可以轻松实现200万像素全高清1080p以上的画面输出性能。使用者在使用时，可以从画面中获取更多的细节，使得行车记录更加准确。

附图说明

图1是本发明中广角镜头的结构示意图；

图2是本发明中广角镜头的mtf示意图；

图3是本发明中广角镜头的轴向色差示意图和像面弯曲图；

图4是本发明中广角镜头的相对照度图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。

一种车载后视用广角镜头，从物面到像面依次包括：具有负光焦度的第一镜片l1、具有正光焦度的第二镜片l2、具有正光焦度的第三镜片l3、具有正光焦度的第四镜片l4、具有负光焦度的第五镜片l5和具有正光焦度的第六镜片l6组成。其中第二镜片l2和第三镜片l3之间设置有配置有规定着既定的口径的孔径光阑stp；另外，在第六镜片l6和成像面img之间，配置有保护玻璃和滤光片。在成像面img，配置有ccd和cmos等的固体摄像元件的光接收面。

其中，各镜片满足以下条件：第一镜片l1数弯月形透镜；第二镜片l2、第四镜片l4和第六镜片l6均为双凸透镜；所述第四镜片l4和第五镜片l5组合成胶合镜片，且胶合镜片的胶合面弯向物方。

以下，示出关于实施例的广角镜头的各种数值数据。

efl(有效焦距)＝3.9mm；

fno(相对孔径)＝1.3；

hfov(水平视场角)＝70°～90°(配合不同传感器有不同的水平视场角)；

表1显示了实施例的广角镜头结构参数。

表1

图1是本发明中广角镜头的结构示意图。

图2是本发明中广角镜头的mtf示意图。mtf即调制传递函数，图中横轴表示空间频率，单位是lp/mm；纵轴表示调制传递函数的数值，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可见像质得到了很好的校正，可以轻松实现200万像素以上的输出性能。

图3是本发明中广角镜头的轴向色差示意图以及像面弯曲图。从图3可以看出，不同频率的光线的横向色差大部分都在爱里斑范围内，成像色差相对均匀，即轴向色差得到了很好的校正，可以实现清晰成像。而且系统的场曲较好的校正，虽然有着广角视场，但是全视场像质较为均匀。

图4是本发明中广角镜头的相对照度图。如图4可见在全视场能够保持60％以上的相对照度，使得像面整体照度均匀，避免了市面上一些镜头周边较暗的缺点。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。