一种四片式透镜数字车灯投影镜头的制作方法

本发明涉及镜头，具体涉及一种四片式透镜数字车灯投影镜头。

背景技术：

1、随着科技的不断进步，车灯作为汽车重要的安全件和外观件之一，正经历着重要变革，正逐步走向智能化和数字化，从普通照明大灯到adb/afs大灯，再到像素级数字投影大灯不断进化。像素级数字投影大灯不仅可以根据交通驾驶环境投射出任何所需的交通标识标线，还可以自由的控制照明的区域及照度，从而增强车与环境的交互，为驾驶者和道路参与者提供更加安全有效的照明，最大程度的降低对道路参与者造成的炫目等不良危害，并为用户提供科技感时尚感十足的场景体验。

2、为了实现像素级的汽车照明，需要采用成像光学设计技术，即在满足车规级照明需求的前提下，尽可能提高投影图像的质量，降低产品的重量和成本。在目前现有的技术中，成本最低的方案是采用双胶合透镜组或双分离透镜组，但双胶合透镜组或双分离透镜组校正像差的能力较弱，投射图案成像质量较差，甚至难以分辨，因此实用性不强。在双胶合透镜组或双分离透镜组的基础上增加一片，可以显著提升投射图像的成像质量，达到了实用化的水平。但是三片式镜头所投射的图像质量依旧无法满足车主对高质量的交互式投影图像的需求。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种在满足车规级照明要求的同时具有较高交互式投影图像质量的一种四片式透镜数字车灯投影镜头。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种四片式透镜数字车灯投影镜头，从物方沿光轴到像方依次包括小光焦度的第一透镜l1、孔径光阑stop、负光焦度的第二透镜l2、正光焦度的第三透镜l3和第四透镜l4，孔径光阑stop位于第二透镜l2的前方；所述第一透镜l1的物面和像面分别为s1和s2，第二透镜l2的物面和像面分别为s3和s4，第三透镜l3的物面和像面分别为s5和s6，第四透镜l4的物面和像面分别为s7和s8，第一透镜l1的像面s2与第二透镜l2的物面s3之间的距离为d12，第二透镜l2的像面s4与第三透镜l3的物面s5之间的距离为d23，第三透镜l3的像面s6与第四透镜l4的物面s7之间的距离为d34，且d12> d34，d12> d23；所述第二透镜l2的阿贝数vd2小于35，第三透镜l3的阿贝数vd3和第四透镜l4的阿贝数vd4均大于第二透镜l2的阿贝数vd2，即：vd3 - vd2 > 10，或vd4 - vd2 >12。

3、所述光学系统的有效焦距为f，后截距为f1，f和f1满足以下条件式，

4、所述第一透镜l1为物面是外凸曲面和像面为内凹曲面的弯月透镜，且为树脂非球面透镜。

5、所述第二透镜l2为弯月负透镜或双凹负透镜，第三透镜l3为双凸正透镜或弯月正透镜，第四透镜l4为双凸正透镜或弯月正透镜，且第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4均为球面透镜或非球面透镜。

6、所述具有正光焦度的第四透镜l4承担了镜头的主要光焦度，第二透镜l2和第三透镜l3组成双分离透镜组或双胶合透镜组，用于减小系统的色差，并承担镜头次要的光焦度。

7、所述第二透镜l2物面s3的曲率半径r3大于像面s4的曲率半径r4，第三透镜l3物面s5的曲率半径r5小于像面s6的曲率半径r6，第四透镜l4物面s7的曲率半径r7大于像面s8的曲率半径r8，即:|r3|>|r4|，|r5|<|r6|，|r7|>|r8|。

8、所述第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4中至少一个透镜的物面和像面上镀有能提高光学系统的透过率和光能利用率的ar膜。

9、所述第一透镜l1、孔径光阑stop、第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的参数如下：

10、。

11、本发明采用上述技术方案所设计的一种四片式透镜数字车灯投影镜头，打破了库克三片式等变形结构的固有结构模式，在双分离透镜组的基础上，在其前方加入树脂非球面透镜以减小系统的各阶像差，并在其后方加入正光焦度的玻璃透镜以进一步减小球差对成像质量的影响，实现了像素级图像的成像。本发明专利外观造型精致美观且色差较小，在满足车规级照明要求的同时，能够投射出高质量的交互式图像。相比于市面上现有的智能投影车灯镜头，具体表现在：

12、1.能有效平衡光学系统的各阶像差，保证投影图像的清晰度；

13、2.结构紧凑，重量较轻，且均使用环保型材料，有利于在汽车上进行使用；

14、3.本发明中树脂非球面镜片在高低温高湿环境下镀膜膜层发生开裂的风险较低；

15、4.耐温性好，能在-40℃～85℃温度范围内具有很好的像差稳定性；

16、5.畸变和色差小，能够投射出最真实的图像；

17、6.在光学表面上镀了ar膜以减少反射光，提高了系统的透过率和光能利用率。

技术特征：

1.一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其特征是从物方沿光轴到像方依次包括小光焦度的第一透镜l1、孔径光阑stop、负光焦度的第二透镜l2、正光焦度的第三透镜l3和第四透镜l4，孔径光阑stop位于第二透镜l2的前方；所述第一透镜l1的物面和像面分别为s1和s2，第二透镜l2的物面和像面分别为s3和s4，第三透镜l3的物面和像面分别为s5和s6，第四透镜l4的物面和像面分别为s7和s8，第一透镜l1的像面s2与第二透镜l2的物面s3之间的距离为d12，第二透镜l2的像面s4与第三透镜l3的物面s5之间的距离为d23，第三透镜l3的像面s6与第四透镜l4的物面s7之间的距离为d34，且d12> d34，d12> d23；所述第二透镜l2的阿贝数vd2小于35，第三透镜l3的阿贝数vd3和第四透镜l4的阿贝数vd4均大于第二透镜l2的阿贝数vd2，即：vd3 - vd2 > 10，或vd4 - vd2 >12。

2.根据权利要求1所述的一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其特征是所述光学系统的有效焦距为f，后截距为f1，f和f1满足以下条件式。

3.根据权利要求1所述的一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其特征是所述第一透镜l1为物面是外凸曲面和像面为内凹曲面的弯月透镜，且为树脂非球面透镜。

4.根据权利要求1所述的一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其特征是所述第二透镜l2为弯月负透镜或双凹负透镜，第三透镜l3为双凸正透镜或弯月正透镜，第四透镜l4为双凸正透镜或弯月正透镜，且第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4均为球面透镜或非球面透镜。

5.根据权利要求1所述的一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其特征是所述具有正光焦度的第四透镜l4承担了镜头的主要光焦度，第二透镜l2和第三透镜l3组成双分离透镜组或双胶合透镜组，用于减小系统的色差，并承担镜头次要的光焦度。

6.根据权利要求1所述的一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其特征是所述第二透镜l2物面s3的曲率半径r3大于像面s4的曲率半径r4，第三透镜l3物面s5的曲率半径r5小于像面s6的曲率半径r6，第四透镜l4物面s7的曲率半径r7大于像面s8的曲率半径r8，即:|r3|>|r4|，|r5|<|r6|，|r7|>|r8|。

7.根据权利要求1所述的一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其特征是所述第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4中至少一个透镜的物面和像面上镀有能提高光学系统的透过率和光能利用率的ar膜。

8.根据权利要求1所述的一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其特征是所述第一透镜l1、孔径光阑stop、第二透镜l2、第三透镜l3和第四透镜l4的参数如下：

技术总结
本发明公开了一种一种四片式透镜数字车灯投影镜头，其从物方沿光轴到像方依次包括小光焦度的第一透镜L1、孔径光阑STOP、负光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3和第四透镜L4，孔径光阑STOP位于第二透镜L2的前方；第一透镜L1为弯月透镜，第二透镜L2为弯月负透镜或双凹负透镜，第三透镜L3为双凸正透镜或弯月正透镜，第四透镜L4为双凸正透镜或弯月正透镜，本发明打破了库克三片式等变形结构的固有结构模式，在双分离透镜组的基础上，在其前方加入树脂非球面透镜以减小系统的各阶像差，并在其后方加入正光焦度的玻璃透镜以进一步减小球差对成像质量的影响，实现了像素级图像的成像，是一种具有较高交互式投影图像质量的一种四片式透镜数字车灯投影镜头。

技术研发人员：何玉林,刘维娜,董站岗,刘为,程大川,陈胜利,史明琨,唐朝
受保护的技术使用者：南阳利达光电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13