CN109459838A - 广角高分辨率车载光学系统及成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种广角高分辨率车载光学系统，包括从物方到像方依次设置的前组镜片A、光阑C以及后组镜片B，所述前组镜片A包括弯月负透镜A1、双凹负透镜A2以及双凸正透镜A3，所述后组镜片B包括双凸正透镜B1、弯月负透镜B2以及双凸正透镜B3，所述双凸正透镜B1与弯月负透镜B2密接成胶合组；本发明还涉及一种广角高分辨率车载光学系统的成像方法。本发明不仅结构设计简单、合理，而且本发明相对孔径大，拍摄画面亮度高，视场角大，拍摄范围大，主光线入射角较小，减少图像失真，保证图像照度，此光学系统敏感度低，易于装配及调试，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种广角高分辨率车载光学系统及成像方法。
背景技术
镜头是车载摄像头的重要组成部分，目前车载镜头正处于高速发展的阶段，市场上各类车载镜头层出不穷，但大多数镜头存在通光量小、照度低，畸变大等问题。这类镜头配合摄像机使用时，很难真正实现较高的分辨率，并且大部分镜头采用塑料非球面，但塑料非球面的稳定性差，无法很好的满足车载要求的工作温度范围。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种广角高分辨率车载光学系统及成像方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种广角高分辨率车载光学系统，包括从物方到像方依次设置的前组镜片A、光阑C以及后组镜片B，所述前组镜片A包括弯月负透镜A1、双凹负透镜A2以及双凸正透镜A3，所述后组镜片B包括双凸正透镜B1、弯月负透镜B2以及双凸正透镜B3，所述双凸正透镜B1与弯月负透镜B2密接成胶合组。
进一步的，所述弯月负透镜A1与双凹负透镜A2之间的空气间隔为2.9mm；所述双凹负透镜A2与双凸正透镜A3之间的空气间隔为0.8mm；所述弯月负透镜B2与双凸正透镜B3之间的空气间隔为0.1mm。
进一步的，所述前组镜片与后组镜片之间的空气间隔为3.7mm。
进一步的，所述双凸正透镜B3与镜头的成像面IMA之间还设置有平板滤光片。
一种广角高分辨率车载光学系统的成像方法，包括上述任意一项所述的广角高分辨率车载光学系统，包含以下步骤：光线依次经过弯月负透镜A1、双凹负透镜A2、双凸正透镜A3、光阑C、双凸正透镜B1、弯月负透镜B2以及双凸正透镜B3后进行成像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明不仅结构设计简单、合理，而且本发明相对孔径大，拍摄画面亮度高，视场角大，拍摄范围大，主光线入射角较小，减少图像失真，保证图像照度，此光学系统敏感度低，易于装配及调试，具有广阔的应用前景。
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。
附图说明
图1为本发明实施例的镜片构造示意图。
图2为本发明实施例的可见光MTF函数值示意图。
图3为本发明实施例的低温-40度环境下的MTF值示意图。
图4为本发明实施例的高温105度环境下的MTF值示意图。
图5为本发明实施例的离焦曲线示意图。
图中：
A-前组镜片A，A1-弯月负透镜A1，A2-双凹负透镜A2，A3-双凸正透镜A3；
C-光阑C；
B-后组镜片B，B1-双凸正透镜B1，B2-弯月负透镜B2，B3-双凸正透镜B3。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~5所示，一种广角高分辨率车载光学系统，包括从物方到像方依次设置的前组镜片A、光阑C以及后组镜片B，所述前组镜片A包括弯月负透镜A1、双凹负透镜A2以及双凸正透镜A3，所述后组镜片B包括双凸正透镜B1、弯月负透镜B2以及双凸正透镜B3，所述双凸正透镜B1与弯月负透镜B2密接成胶合组。
在本发明实施例中，所述弯月负透镜A1与双凹负透镜A2之间的空气间隔为2.9mm；所述双凹负透镜A2与双凸正透镜A3之间的空气间隔为0.8mm；所述弯月负透镜B2与双凸正透镜B3之间的空气间隔为0.1mm。
在本发明实施例中，所述前组镜片与后组镜片之间的空气间隔为3.7mm。
在本发明实施例中，所述双凸正透镜B3与镜头的成像面IMA之间还设置有平板滤光片。
在本发明实施例中，一种广角高分辨率车载光学系统的成像方法，包括上述任意一项所述的广角高分辨率车载光学系统，包含以下步骤：光线依次经过弯月负透镜A1、双凹负透镜A2、双凸正透镜A3、光阑C、双凸正透镜B1、弯月负透镜B2以及双凸正透镜B3后进行成像。
在本发明实施例中，本发明的具体光学指标为：
（1）焦距：EFFL=3mm；
（2）F数=2.0；
（3）视场角:2w≥145°；
（4）成像圆直径大于Ф6.6；
（5）工作波段：可见光；
（6）畸变：<-20%；
（7）光学总长TTL≤21.6mm，光学后截距≥6.5mm；
（8）本镜头适用于300万像素高分辨率CCD或CMOS摄像机。
在本发明实施例中，上述各个镜片的参数如下表所示：
在本发明实施例中，本发明由六片玻璃球面镜片组成，为前三后三结构，由于视场角较大，采用弯月负透镜A1、双凹负透镜A2起到平缓入射光线的作用，使主光线入射角较小，提高画面亮度，后组采用胶合组，将低折射率高阿贝数的玻璃与高折射率低阿贝数的玻璃进行胶合，平衡了色差，合理选择玻璃材料和玻璃曲率，降低镜头的公差敏感度，易于加工装配。
在本发明实施例中，由附图2可以看出，本发明在可见光下的MTF值较高，分辨率高，可满足300万CCD或CMOS的成像要求；由附图3与附图4可以看出，本发明在-40度及105度的温度下，MTF值基本不变，基本实现零温漂，可满足车载镜头较大的工作温度范围要求；由附图5可以看出，离焦曲线相对集中，最佳像面即像面位置。
在本发明实施例中，本发明具有较大的视场角，视场角大于145度，可拍摄范围较大，且分辨率高；相对孔径大，拍摄画面亮度高，视场角大，拍摄范围大；本发明主光线入射角较小，减少图像失真，保证图像照度；通过对胶合片材料的合理选择，平衡了色差；本发明通过合理的选择前组和后组材料及合理的光焦度分配，使镜头满足车载要求的工作温度范围，实现了热补偿；本发明敏感度低，易于装配及调试；本发明选用材料经济，工艺性好，适合批量生产。
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。
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。
Claims (5)
1.一种广角高分辨率车载光学系统，其特征在于：包括从物方到像方依次设置的前组镜片A、光阑C以及后组镜片B，所述前组镜片A包括弯月负透镜A1、双凹负透镜A2以及双凸正透镜A3，所述后组镜片B包括双凸正透镜B1、弯月负透镜B2以及双凸正透镜B3，所述双凸正透镜B1与弯月负透镜B2密接成胶合组。
2.根据权利要求1所述的广角高分辨率车载光学系统，其特征在于：所述弯月负透镜A1与双凹负透镜A2之间的空气间隔为2.9mm；所述双凹负透镜A2与双凸正透镜A3之间的空气间隔为0.8mm；所述弯月负透镜B2与双凸正透镜B3之间的空气间隔为0.1mm。
3.根据权利要求1所述的广角高分辨率车载光学系统，其特征在于：所述前组镜片与后组镜片之间的空气间隔为3.7mm。
4.根据权利要求1所述的广角高分辨率车载光学系统，其特征在于：所述双凸正透镜B3与镜头的成像面IMA之间还设置有平板滤光片。
5.一种广角高分辨率车载光学系统的成像方法，其特征在于：包括如权利要求1~4任意一项所述的广角高分辨率车载光学系统，包含以下步骤：光线依次经过弯月负透镜A1、双凹负透镜A2、双凸正透镜A3、光阑C、双凸正透镜B1、弯月负透镜B2以及双凸正透镜B3后进行成像。
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