CN107621685A - 车载监控光学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了车载监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜；第一透镜为双凹透镜，其光焦度为负；第二透镜为双凸透镜，其光焦度为正；第三透镜为双凹透镜，其光焦度为负；第四透镜为双凸透镜，其光焦度为正；第五透镜为双凸透镜，其光焦度为正；第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负。本发明实施例，其主要由6枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有高像素、大光圈、淡鬼影、小畸变、温度性能优良等良好性能，在‑40℃～+85℃的温度范围内可以保持2M像素的解像性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种光学系统，尤其是一种车载监控光学系统。
背景技术：
随着汽车工业主动安全技术的发展，对车载前视镜头的要求不断提高，畸变小、百万以上像素、大孔径、淡鬼影等已成此类镜头的必备条件。但现有车载监控光学系统存在结构复杂，像素低的缺陷。
发明内容：
为克服现有车载监控光学系统存在结构复杂，像素低的问题，本发明实施例提供了一种车载监控光学系统。
车载监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜；
第一透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负。
本发明实施例，其主要由6枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有高像素、大光圈、淡鬼影、小畸变、温度性能优良等良好性能，在-40℃～+85℃的温度范围内可以保持2M像素的解像性能。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的光学系统的结构示意图；
图2为本发明的光学系统的MTF曲线图；
图3为本发明的光学系统匹配6.8mm长度铝制底座，热膨胀系数2.3*10-5在60lp/mm时+20℃离焦曲线；
图4为本发明的光学系统匹配6.8mm长度铝制底座，热膨胀系数2.3*10-5在60lp/mm时-40℃离焦曲线；
图5为本发明的光学系统匹配6.8mm长度铝制底座，热膨胀系数2.3*10-5在60lp/mm时+85℃离焦曲线。
具体实施方式：
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，车载监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、以及第六透镜6。
第一透镜1的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第三透镜3的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜5的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜6的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负。
本发明实施例，其主要由6枚透镜构成，结构简单；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有高像素、大光圈、淡鬼影、小畸变、温度性能优良等良好性能，在-40℃～+85℃的温度范围内可以保持2M像素的解像性能。
进一步地，本实施例中，第五透镜5由玻璃材料制成，其折射率的温度系数dn/dt<0。
再进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-2.01<f/f1<-0.79；
(2)0.79<f/f2<2.01；
(3)-2.95<f/f3<-1.06；
(4)0.90<f/f4<2.02；
(5)0.81<f/f5<2.12；
(6)-2.71<f/f6<-0.63；
其中，f1为第一透镜1的焦距，f2为第二透镜2的焦距，f3为第三透镜3的焦距，f4为第四透镜4的焦距，f5为第五透镜5的焦距，f6为第六透镜6的焦距，f为整个光学系统的焦距。采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有高像素、大光圈、淡鬼影、小畸变、温度性能优良等良好性能，在-40℃～+85℃的温度范围内可以保持2M像素的解像性能。
又进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，第五透镜5和第六透镜6相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f56满足：12.13mm<f56<68.78mm。结构简单紧凑，可保证良好的光学性能。
更进一步地，作为本方案的优选实施方式而非限定，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)0≤φ1+φ2＜0.1；
(2)0.09<f/f56<0.51；
(3)Vd5-Vd6>30；
其中，φ1、φ2分别为第一透镜1和第二透镜2的光焦度，f56为第五透镜5和第六透镜6的组合焦距，f为整个光学系统的焦距，Vd5、Vd6分别为第五透镜5和第六透镜6的材料阿贝常数。具有高像素、大光圈、淡鬼影、小畸变、温度性能优良等良好性能。
具体地，在本实施中，第一透镜1的焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：-7.83mm<f1<-3.08mm，1.48<Nd1<1.80，40<Vd1。结构简单，可保证良好的光学性能。
进一步地，在本实施中，第二透镜2采用重镧火石玻璃材料制成，其焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：3.08mm<f2<7.83mm，1.89<Nd2<2.06，16<Vd2<40。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，在本实施中，第三透镜3采用重火石玻璃材料制成，其焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：-5.84mm<f3<-2.10mm，1.64<Nd3<1.95，15<Vd3<35。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，在本实施中，第四透镜4采用重镧火石玻璃材料制成，其焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：3.06mm<f4<6.88mm，1.89<Nd4<2.06，16<Vd4<40。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，在本实施中，第五透镜5的焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5、折射率的温度系数dn/dt满足：2.92mm<f5<7.64mm，1.45<Nd5<1.63，60<Vd5<91，dn/dt<0。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，在本实施中，第六透镜6采用重火石玻璃材料制成，其焦距f6、材料折射率Nd6、材料阿贝常数Vd6满足：-9.82mm<f6<-2.28mm，1.64<Nd3<1.95，15<Vd3<35。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，本光学系统的光学总长TTL满足：16mm<TTL<22mm。可保证良好的光学性能。
再进一步地，本光学系统的光阑7位于第三透镜3与第四透镜4之间，靠近第四透镜一侧。结构简单，用来调节光束的强度。
具体地，在本实施例中，本光学系统的焦距f为6.18mm，光阑指数FNo.为1.6，视场角2ω＝70.4°，光学总长TTL为18.7mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
上表中，沿光轴从物面到像面，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；S3、S4对应为第二透镜2的两个表面；S5、S6对应为第三透镜3的两个表面；STO为光阑7；S8、S9对应为第四透镜4的两个表面；S10、S11对应为第五透镜5的两个表面；S11、S12对应为第六透镜6的两个表面；IMA为像面8。
从图2至图5中可以看出，本实施例中的光学系统具有高像素、大光圈、淡鬼影、小畸变、温度性能优良等良好性能，在-40℃～+85℃的温度范围内可以保持2M像素的解像性能。
如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同，或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.车载监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次设有：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、以及第六透镜；其特征在于，
第一透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第五透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负。
2.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，第五透镜由玻璃材料制成，其折射率的温度系数dn/dt<0。
3.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-2.01<f/f1<-0.79；
(2)0.79<f/f2<2.01；
(3)-2.95<f/f3<-1.06；
(4)0.90<f/f4<2.02；
(5)0.81<f/f5<2.12；
(6)-2.71<f/f6<-0.63；
其中，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f为整个光学系统的焦距。
4.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，第五透镜和第六透镜相互胶合形成组合透镜，组合透镜的焦距f56满足：12.13mm<f56<68.78mm。
5.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，该光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)0≤φ1+φ2＜0.1；
(2)0.09<f/f56<0.51；
(3)Vd5-Vd6>30；
其中，φ1、φ2分别为第一透镜和第二透镜的光焦度，f56为第五透镜和第六透镜的组合焦距，f为整个光学系统的焦距，Vd5、Vd6分别为第五透镜和第六透镜的材料阿贝常数。
6.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，第一透镜的焦距f1、材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：-7.83mm<f1<-3.08mm，1.48<Nd1<1.80，40<Vd1。
7.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，第二透镜的焦距f2、材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：3.08mm<f2<7.83mm，1.89<Nd2<2.06，16<Vd2<40。
8.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，第三透镜的焦距f3、材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：-5.84mm<f3<-2.10mm，1.64<Nd3<1.95，15<Vd3<35。
9.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，第四透镜的焦距f4、材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：3.06mm<f4<6.88mm，1.89<Nd4<2.06，16<Vd4<40。
10.根据权利要求1所述的车载监控光学系统，其特征在于，第五透镜的焦距f5、材料折射率Nd5、材料阿贝常数Vd5、折射率的温度系数dn/dt满足：2.92mm<f5<7.64mm，1.45<Nd5<1.63，60<Vd5<91，dn/dt<0。
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