一种小型DMS光学镜头

技术领域：

本发明属于镜头技术领域，尤其涉及一种小型DMS光学镜头。

背景技术：

在现阶段开始量产的自动驾驶中，都只有在特定条件下才可以实行，很多状况下需要驾驶员能够及时接管车辆进行处置。因此，在驾驶员太信任自动驾驶而放弃或或减弱对驾驶过程的掌握时可能会导致某些事故的发生。而驾驶员监控系统的引入可以有效地减少此类状况的发生。DMS大多基于摄像头的面目识别和眼球跟踪技术，其主要功能是疲劳检测、分心检测、危险行为检测。这一摄像头安装在正对驾驶员的位置，包括车内后视镜、行车记录仪、方向盘、中控屏以及A柱等，但现有的摄像头尺寸过大，不利于镜头集成以及内饰的美观性。

发明内容：

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小型DMS光学镜头，设计合理，在实现清晰成像的同时，具有较小的外形尺寸。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小型DMS光学镜头，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、第三透镜以及第四透镜组成，所述第一透镜为弯月正透镜，所述第二透镜为弯月正透镜，所述第三透镜为弯月正透镜，所述第四透镜为弯月负透镜，第一透镜为玻璃非球面透镜，第二透镜、第三透镜以及第四透镜均为塑胶非球面透镜。

进一步的，所述第一透镜物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面。

进一步的，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：0.1～0.5mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：0.5～1.0mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：0.0～0.5mm。

进一步的，光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距分别为f

进一步的，第一透镜满足关系式：1.5≤N

进一步的，第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜的非球面曲线方程表达式为：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h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；α

进一步的，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≤1.5。

进一步的，光学系统的F数≤2.0。

进一步的，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。

进一步的，光学系统的光阑位于第一透镜的物侧面上。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明设计合理，采用四片光学镜片，由一个玻璃非球面镜片加三个塑胶非球面镜片构成光学系统，在满足镜头成像性能要求的同时，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；另外镜头在第一至第四透镜中设置一片玻璃非球面透镜，可以进一步提升镜头整体像质，控制温飘，改善高温或者低温对镜头像质的影响。

附图说明：

图1是本发明实施例的光学结构示意图；

图2是本发明实施例的全工作波段轴向色差图；

图3是本发明实施例的全工作波段垂轴色差图；

图4是本发明实施例的全工作波段场曲畸变图。

图中：

L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；L4-第四透镜；L5-等效玻璃平板；IMA-成像面；STO-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所示，本发明一种小型DMS光学镜头，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L1、第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4组成，所述第一透镜为弯月正透镜，第一透镜物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜为弯月正透镜，第二透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第三透镜为弯月正透镜，第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第四透镜为弯月负透镜，第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；透镜由玻璃和塑胶材料制成，其中：第一透镜为玻璃非球面透镜，第二透镜、第三透镜以及第四透镜均为塑胶非球面透镜。

本实施例中，各镜片之间的轴上距离满足以下关系：所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：0.1～0.5mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：0.5～1.0mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：0.0～0.5mm。在满足成像要求的情况下，减小各镜片间的距离，有利于镜头的光学总长，保证小型化。

本实施例中，光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的焦距分别为f

本实施例中，第一透镜满足关系式：1.5≤N

本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜的非球面曲线方程表达式为：

其中，Z为非球面沿光轴方向在高度为h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；α

本实施例的光学系统的各非球面透镜的非球面系数如下表：

本实施例中，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≤1.5。

本实施例中，光学系统的F数≤2.0。

本实施例中，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。

本实施例中，光学系统的光阑STO位于第一透镜L1的物侧面上。

本实施例中，所述第四透镜的后侧设置有等效玻璃板L5(也即滤光片)。

本实施例中，镜头总长小于6毫米，外径小于6毫米。

本实施例中，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，在满足镜头成像性能要求的同时，缩小镜头的总长已经各镜片的径向尺寸，做到镜头组小型化。

本实施例中，光学系统实现的技术指标如下：

(1)焦距：4.0≤EFFL≤5.0mm；

(2)光圈F≤2.0；

(3)视场角：2w≥60°；

(4)工作波段：短波红外波段。

为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的具体设计见下表：

本实施例中，如图2至图4所示，通过合理的镜片搭配，有效地优化了系统的各种像差问题，提高成像质量。

本实施例中，光学系统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，在满足镜头成像性能要求的同时，缩小镜头的总长已经各镜片的径向尺寸，做到镜头组小型化。

本发明的优点在于：采用四片光学镜片，由一个玻璃非球面镜片加三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；镜头总长小于6毫米，外径小于6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；另外镜头在第一至第四镜片中设置一片玻璃非球面透镜，可以进一步提升镜头整体像质，控制温飘，改善高温或者低温对镜头像质的影响。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。