CN105044885B - 一种用于车载监控的光学成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于车载监控的光学成像系统，包括从物面到像面依次排列具有正光焦度的前镜片组、光阑、具有正光焦度的后镜片组和滤光片，所述前镜片组依次设有具有负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜和正光焦度的第三透镜，所述后镜片组依次设有具有正光焦度的第四透镜、负光焦度的第五透镜和正光焦度的第六透镜，其中，第四透镜和第五透镜组合成胶合透镜。本发明通过对镜头结构进行合理设计，最终设计一款光学总长缩短到小于18.3mm，后截距为4.8mm，总视场角达到143°，分辨率达到200万像素的用于车载监控的光学成像系统，镜头体积更小；相对孔径大，夜间低照度下拍摄仍具备较佳的成像质量，并有效降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学成像系统,具体是指一种应用于行车记录仪、车载监控方面的光学成像系统。
背景技术
随着社会的发展，各个领域对安全及监控的要求越来越高，特别是交通领域及车载监控领域。现在市场上主流的监控、摄像、车载镜头主要是分辨率较低，在光弱的时候特别是夜晚不能正常工作，所拍摄的图像无论是整体的清晰度还是图片的锐度都不够理想，远远不能满足监控、摄像、车载要求的图片的高清晰及24小时都正常工作的要求。随着安防行业的发展和监控技术的日益成熟，对镜头的需求和品质不断提高。而且，目前车载产品正朝着高成像质量、小型化趋势发展，行车记录仪就是其中的典型。现有的车载镜头在清晰度方面不能满足目前行车记录仪高成像质量的需求，而同类型的高清安防镜头一般尺寸较大，长度较长，超过20mm,且视场角不够大，不适合应用在车载系统。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种大角度、高清晰度的用于车载监控的光学成像系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种用于车载监控的光学成像系统，包括从物面到像面依次排列具有正光焦度的前镜片组、光阑、具有正光焦度的后镜片组和滤光片，所述前镜片组依次设有具有负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜和正光焦度的第三透镜，所述后镜片组依次设有具有正光焦度的第四透镜、负光焦度的第五透镜和正光焦度的第六透镜，其中，第四透镜和第五透镜组合成胶合透镜。
具体的，所述前镜片组和后镜片组之间满足以下条件：
2<f前/f后<5，f前为前镜片组焦距，f后为后镜片组焦距。
具体的，所述前镜片组焦距满足以下条件：
18<f前<28,4<f前/f总<12，其中，f总为所述光学成像系统有效焦距。
后镜片组满足以下条件：
2<f后<10，1<f后/f总<4
具体的，所述的第一透镜为弯月型球面透镜，凹面朝向光阑；第二透镜为弯月型球面透镜，凹面朝向物面；第三透镜为双凸球面透镜；第四透镜为平凸透镜，平面朝向光阑，第五透镜为弯月形球面透镜，凹面朝向光阑；第六透镜为平凸透镜，凸面朝向光阑。
具体的，所述第一透镜满足：Nd﹤1.6，色散Vd﹥50，
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。
具体的，所述第一透镜凸面镀有防水防划的光学膜层。
具体的，所述第五透镜满足：Nd﹥1.8，Vd﹤25。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：
1、本发明通过对镜头结构进行合理设计，最终设计一款光学总长缩短到小于18.3mm，后截距为4.8mm，总视场角达到143°，分辨率达到200万像素的用于车载监控的光学成像系统，镜片一外径小于8.6mm，镜头体积更小，而市面上同类型的高清监控镜头镜片一外径大多大于12mm，光学总长大多在20mm以上。
2、本发明的用于车载监控的光学成像系统相对孔径大，F数为2.1，夜间低照度下拍摄仍具备较佳的成像质量。
3、通过合理的镜片组合，有效降低了镜头的敏感度，镜头公差宽松，材料相对低廉，适合生产制造，有效降低了成本。
4、采用六片物化性质稳定的玻璃镜片，工作温度达到汽车行业标准TS16949要求，可满足-40°～+85°正常工作，有效的拓宽了镜头的工作温度，提升了车载行车记录仪镜头应对恶劣环境工作的稳定性。
5、镜头后端加入IR-CUT，过滤红外波段对成像的干扰，有效提升了镜头的成像品质。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。物方处于最左侧位置、像方处于最右侧位置。
图2为本发明提供的用于车载监控的光学成像系统的MTF曲线。
图3为本发明的轴向色差曲线图。
图4为本发明提供的用于车载监控的光学成像系统的畸变曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种用于车载监控的光学成像系统，包括从物面到像面依次排列具有正光焦度的前镜片组、光阑7、具有正光焦度的后镜片组和滤光片8，所述前镜片组依次设有具有负光焦度的第一透镜1、负光焦度的第二透镜2和正光焦度的第三透镜3，所述后镜片组依次设有具有正光焦度的第四透镜4、负光焦度的第五透镜5和正光焦度的第六透镜6，其中，第四透镜4和第五透镜5组合成胶合透镜。本发明通过对镜头结构进行合理设计，最终设计一款光学总长缩短到小于18.3mm，后截距为4.8mm，总视场角达到143°，分辨率达到200万像素的用于车载监控的光学成像系统，镜片一外径小于8.6mm，镜头体积更小；本发明的用于车载监控的光学成像系统相对孔径大，F数为2.1，夜间低照度下拍摄仍具备较佳的成像质量。
同时，通过将镜片合理组合，有效降低了镜头的敏感度，镜头公差宽松，材料相对低廉，适合生产制造，有效降低了成本。
所述前镜片组和后镜片组之间满足以下条件：2<f前/f后<5，f前为前镜片组焦距，f后为后镜片组焦距。通过上述结构，使取像镜头能有短的后焦距，可有效缩短镜头从物件至成像面的距离，以减小镜头的体积，并提升取像镜头的应用性。
所述前镜片组焦距满足以下条件：
18<f前<28，4<f前/f总<12，其中，f总为光学成像系统有效焦距。
后镜片组满足以下条件：
2<f后<10,1<f后/f总<4
这样合理的控制前、后镜片组的光焦分配比例，一方面有利于控制前镜片组的入射光线高度，以减少光学系统高级像差和镜片的外径；另一方面可减少经过后镜片组的主光线出射角度，以提高光学系统的相对亮度。
所述的第一透镜为弯月型球面透镜，凹面朝向光阑；第二透镜为弯月型球面透镜，凹面朝向物面；第三透镜为双凸球面透镜；第四透镜为平凸透镜，平面朝向光阑，第五透镜为弯月形球面透镜，凹面朝向光阑；第六透镜为平凸透镜，凸面朝向光阑。通过上述结构，从而使得光学系统的像方主面前移，从而使得系统长度缩短。
为了有利于镜头收容更大视场角的光线，所述第一透镜满足：Nd﹤1.6，色散Vd﹥50，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。
为了实现与玻璃镜片更好地配合，并且可以更好地消除色差，所述第五透镜满足：Nd﹥1.8，Vd﹤25。
所述第一透镜凸面镀有防水防划的光学膜层。通过在第一透镜前表面采用镀膜防水防划伤设计，在结构上考虑镜头的防水设计，防止水、雾渗入镜头内部，可满足在恶劣的雨、雾天气中正常工作。
图2至图4为相应于实施案例的光学性能曲线图，其中图2为的MTF曲线，代表了一个光学系统的综合解像水平。图3为本发明的轴向色差曲线图(也可叫球差曲线图)，由常用的F、d、C(F＝0.486um，d＝0.587um，C＝0.656um)三色光的波长来表示，单位为毫米mm。图4为本发明提供的用于车载监控的光学成像系统的畸变曲线图，表示不同视场角情况下的畸变大小值，单位为％。由图可知，该光学镜头已将各种像差校正到一个较好的水平。
本用于车载监控的光学成像系统最优的视场角FOV为143°，TTL光学总长小于18.3mm，光圈数F/NO为2.1，
各项参数如下表1：
表1
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于车载监控的光学成像系统，其特征在于：包括从物面到像面依次排列具有正光焦度的前镜片组、光阑、具有正光焦度的后镜片组和滤光片，所述前镜片组依次设有具有负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜和正光焦度的第三透镜，所述后镜片组依次设有具有正光焦度的第四透镜、负光焦度的第五透镜和正光焦度的第六透镜，其中，第四透镜和第五透镜组合成胶合透镜；
所述前镜片组和后镜片组之间满足以下条件：2<f前/f后<5，f前为前镜片组焦距，f后为后镜片组焦距；
所述前镜片组焦距满足以下条件：18<f前<28,4<f前/f总<12，其中，f总为光学成像系统有效焦距；
后镜片组满足以下条件：2<f后<10，1<f后/f总<4。
2.根据权利要求1所述的用于车载监控的光学成像系统，其特征在于：所述的第一透镜为弯月型球面透镜，凹面朝向光阑；第二透镜为弯月型球面透镜，凹面朝向物面；第三透镜为双凸球面透镜；第四透镜为平凸透镜，平面朝向光阑，第五透镜为弯月形球面透镜，凹面朝向光阑；第六透镜为平凸透镜，凸面朝向光阑。
3.根据权利要求1所述的用于车载监控的光学成像系统，其特征在于：所述第一透镜满足：Nd﹤1.6，色散Vd﹥50，
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。
4.根据权利要求3所述的用于车载监控的光学成像系统，其特征在于：所述第五透镜满足：Nd﹥1.8，Vd﹤25。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于车载监控的光学成像系统，其特征在于：所述第一透镜凸面镀有防水防划的光学膜层。
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