一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜制造技术

本发明专利技术公开了一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜。所述车载后视镜提供的物理视镜采用五片式全玻结构，前两片采光透镜采用自由光学曲面优化设计，通过特别设计的各透镜的形状、焦距、折射率、阿贝系数、曲率半径、中心厚度，光阑位置以及各透镜及光阑间的空气间隔的配合，对捕获的信息的空间尺寸和亮度信息需要有较高的还原度，减少了图像畸变与暗角的发生，形成较好的成像效果。本发明专利技术可以减少边缘远景光线到达感光器件上出现暗角、畸变的可能性，克服了现有全球面透镜系统存在的远景成像畸变以及亮度不均匀，远近成像效果差异大的问题，同时其类似后视镜的镜头设计可直接用于模块化汽车车载电子仪，有利于车载辅助系统与机车的一体化设计。车的一体化设计。车的一体化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜


[0001]本专利技术涉及光学镜头的
，特别涉及一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜。

技术介绍

[0002]相关数据表明，大多数道路安全事故直接或间接由驾驶员危险驾驶导致，其中重要的事故缘由是驾驶员对车厢外驾车环境的判断不准而失误，车厢内只能查看两边反射镜面的后视镜，视觉盲区大，镜面成像小，极易导致驾驶员误判行车状况，造成交通事故。
[0003]近年来，在智能设备与无人驾驶技术的融合趋势下，车载辅助视觉系统在汽车电子领域得到快速发展，为了避免行车过程中的视觉盲区，超后视镜头成为车载摄像头采用的第一首选。其具有较大光圈、高分辨率，在与之匹配的结构光和算法结合下，可以很好的识别空间深度，为后续的物空间建模提供精准的三维初始数据。在制造电子后视镜过程中，具有众多技术方法和手段，其中，车辆电子后视镜的控制方法、装置及车辆(2022115040627)，一种车载电子后视镜及其控制电路(2022111921993)，一种隐藏式电子外后视镜、一种车及其控制方法(2022109890179)，车用电子后视系统(2021103925964)，电子后视镜系统、电子后视镜图像卡滞检测方法和装置(202210762635X)，基于FPGA的电子后视镜系统(2022109030172)，均有独立的技术点。但是，一般的车载后视镜头具有光学总长大，远景成像畸变以及亮度不均匀，远近成像效果差异大的问题，具体应用到车载电子领域值得商榷。因此，如何提高后视车载后视镜的成像质量，改善图像畸变问题，同时把设计感与车载辅助视觉系统相结合，是车载摄像头领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的在于提供一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜后视，其中基于物理镜面设计的第一透镜和第二透镜具有自由光学曲面，其与成像系统中其他经过设计的透镜配合，有效地在大光圈下矫正成像畸变，减少光学总长，使成像系统满足高质量成像。同时可以减少边缘远景光线到达感光器件上出现暗角、畸变的可能性，克服了现有全球面透镜系统存在的远景成像畸变以及亮度不均匀，远近成像效果差异大的问题。其类似后视镜的镜头设计可直接用于模块化汽车车载电子仪，有利于车载辅助系统与机车的一体化设计。
[0005]本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0006]一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜，包括ARM中央处理器、DDR3数据存储器，摄像头、接口电路、TF卡储存器、TFT显示屏、物理视镜、移动和旋转控制、电加热控制电路、CAN总线；
[0007]物理镜与电子镜结合的车载后视镜工作原理，ARM中央处理器启动系统工作，摄像头采集图像信息，通过接口电路存储在TF卡储存器内部，以备汽车总控调用及记录，ARM中央处理器接收摄像头的图像信息，对图像进行剪切和处理，之后发送到TFT显示屏，实现电
子视镜实时显示图像；物理视镜是通过镜面正常工作，ARM中央处理器与移动和旋转控制电气连接、ARM中央处理器与电加热控制电路；CAN总线串行进行数据传输，均衡结果与图像增强，数据位宽增大，显示质量提高，有效提升图像读写与处理速度，实现高速行驶路况的图像显示识别；
[0008]摄像头沿光轴从物侧至像侧依次包括：
[0009]具有负光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
[0010]具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
[0011]具有负光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；
[0012]光阑；
[0013]具有正光焦度的第四透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；
[0014]具有正光焦度的第五透镜，其物侧面近光轴处为凸面，像侧面为凸面；
[0015]其中，所述第一透镜和所述第二透镜均为自由光学曲面透镜，所述第三透镜、第四透镜和第五透镜为玻璃球面透镜，且各个透镜的光学中心位于同一直线上。
[0016]进一步地，根据透镜成像公式：
[0017][0018]其中，m为放大系数，u为物体到镜头的距离，f为焦距；
[0019]对于薄透镜，有焦距公式：
[0020][0021]其中，n为透镜材料折射率，R1和R2分别为透镜物侧面和像侧面的曲率半径，d为透镜厚度。
[0022]对于多个透镜组合成的光学透镜系统，有合成焦距：
[0023][0024]其中，f1、f2为两个透镜的焦距，d为两个透镜的光心间距，第一个镜片成像位置作为第二个镜片的物的位置来计算，以此类推算出总光学系统最终焦距。
[0025]根据ISO 16505：2019标准和GB 15084标准，所述车载后视镜应用于Ⅲ类车镜驾驶员侧，满足车镜视野30
°
至65
°
；根据联合国第46号法规III类车镜驾驶员侧最小放大倍数0.29，根据上述公式(1)(2)(3)计算得出，所述车载后视镜满足15mm<TTL<20mm，其中TTL表示所述车载后视镜的光学总长。
[0026]进一步地，第一透镜和第二透镜的表面形状均满足下列方程：
[0027][0028]其中，z表示曲面离开曲面顶点在光轴方向的距离，c表示曲面顶点的曲率，K表示二次曲面系数，h表示光轴到曲面的距离，B、C、D、E和F分别表示四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶曲面系数。
[0029]进一步地，所述车载后视镜满足条件式：0.4＜ET1/CT1＜0.7，9＜R11/R12＜10；其
中，CT1表示所述第一透镜的中心厚度，ET1表示所述第一透镜的边缘厚度，R11表示所述第一透镜物侧面曲率半径，R12表示所述第一透镜像侧面曲率半径；
[0030]所述车载后视镜满足条件式：n1>1.85，22<V1<32；其中，表示所述第一透镜的光焦度，n1表示所述第一透镜的玻璃镜片材料的折射率，V1表示所述第一透镜的玻璃镜片材料的阿贝数，表示所述车载后视镜的光焦度；
[0031]所述车载后视镜满足条件式：其中，表示所述车载后视镜的光焦度，TTL表示所述车载后视镜的光学总长；
[0032]所述车载后视镜满足条件式：1.2<CT2/ET2<1.5,其中，CT2表示所述第二透镜的中心厚度，ET2表示所述第二透镜的边缘厚度，表示所述第二透镜的光焦度，表示所述车载后视镜的光焦度。
[0033]进一步地，所述车载后视镜满足条件式：其中，表示所述第一透镜的光焦度，表示所述第二透镜的光焦度，表示所述车载后视镜的光焦度。
[0034]进一步地，所述车载后视镜满足条件式：10＜TTL/EPD＜12；其中，TTL表示所述车载后视镜的光学总长，EPD表示所述车载后视镜的入瞳直径。
[0035]进一步地，所述车载后视镜满足条件式：0.3＜TH34/TTL＜0.4；其中，TH34表示所述第三透镜像侧面到所述第四透镜物侧面在光轴上距离，TTL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜，其特征在于，包括ARM中央处理器、DDR3数据存储器，摄像头、接口电路、TF卡储存器、TFT显示屏、物理视镜、移动和旋转控制、电加热控制电路、CAN总线；物理镜与电子镜结合的车载后视镜工作原理，ARM中央处理器启动系统工作，摄像头采集图像信息，通过接口电路存储在TF卡储存器内部，以备汽车总控调用及记录，ARM中央处理器接收摄像头的图像信息，对图像进行剪切和处理，之后发送到TFT显示屏，实现电子视镜实时显示图像；物理视镜是通过镜面正常工作，ARM中央处理器与移动和旋转控制电气连接、ARM中央处理器与电加热控制电路；CAN总线串行进行数据传输，均衡结果与图像增强；摄像头沿光轴从物侧至像侧依次包括：具有负光焦度的第一透镜(L1)，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第二透镜(L2)，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有负光焦度的第三透镜(L3)，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；光阑(STO)；具有正光焦度的第四透镜(L4)，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；具有正光焦度的第五透镜(L5)，其物侧面近光轴处为凸面，像侧面为凸面；其中，所述第一透镜(L1)和所述第二透镜(L2)均为自由光学曲面透镜，所述第三透镜(L3)、第四透镜(L4)和第五透镜(L5)为玻璃球面透镜，且各个透镜的光学中心位于同一直线上。2.根据权利要求1所述的一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜，其特征在于，根据透镜成像公式：其中，m为放大系数，u为物体到镜头的距离，f为焦距；对于薄透镜，有焦距公式：其中，n为透镜材料折射率，R1和R2分别为透镜物侧面和像侧面的曲率半径，d为透镜厚度。对于多个透镜组合成的光学透镜系统，有合成焦距：其中，f1、f2为两个透镜的焦距，d为两个透镜的光心间距，第一个镜片成像位置作为第二个镜片的物的位置来计算，以此类推算出总光学系统最终焦距。根据ISO 16505：2019标准和GB 15084标准，所述车载后视镜应用于Ⅲ类车镜驾驶员侧，满足车镜视野30
°
至65
°
；根据联合国第46号法规III类车镜驾驶员侧最小放大倍数0.29，根据上述公式(1)(2)(3)计算得出，所述车载后视镜满足15mm<TTL<20mm，其中TTL表示所述车载后视镜的光学总长。3.根据权利要求1所述的一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜，其特征在于，第一透镜(L1)和第二透镜(L2)的表面形状均满足下列方程：
其中，z表示曲面离开曲面顶点在光轴方向的距离，c表示曲面顶点的曲率，K表示二次曲面系数，h表示光轴到曲面的距离，B、C、D、E和F分别表示四阶、六阶、八阶、十阶和十二阶曲面系数。4.根据权利要求1所述的一种物理镜与电子镜结合的车载后视镜，其特征在于，所述车载后视镜满足条件式：0.4＜ET1/CT1＜0.7，9＜R11/R12＜10；其中，CT1表示所述第一透镜(L1)的中心厚度，ET1表示所述第一透镜(L1)的边缘厚度，R11表示所述第一透镜(L1)物侧面曲率半径，R12表示所述第一透镜(L1)像侧面曲率半径；所述车载后视镜满足条件式：0.55,n1>1.85，22<V1<32；其中，表示所述第一透镜(L1)的光焦度，n1表示所述第一透镜(L1)的玻璃镜片材料的折射率，V1表示所述第一透镜(L1)的玻璃镜片材料的阿贝数，表示所述车载后视镜的光焦度；所述车载后视镜满足条件式：其中，表示所述车载后视镜的光焦度，TTL表示所述车载后视镜的光学总长；所述车载后视镜满足条件式：1.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志友，邓蚁，张业湘，陈春阳，许东梅，谢长鑫，黄翔，
申请(专利权)人：佛山市三目智能电子有限公司，
类型：发明
国别省市：