CN109975955A - 疲劳驾驶预警用监控光学系统及其应用的摄像模组 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种疲劳驾驶预警用监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜，第一透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第二透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。另一方面，本发明实施例还提供了一种摄像模组。本发明实施例之光学系统和摄像模组，主要由4枚透镜构成，结构简单，具有体积小、重量轻、成本低等优势；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，可保证镜头长期信赖性要求及其使用寿命，具有解析力高、红外高清、高可靠性和优秀的温度特性。

Description

疲劳驾驶预警用监控光学系统及其应用的摄像模组
技术领域：
本发明涉及一种光学系统及其应用的摄像模组，尤其是一种疲劳驾驶预警用监控光学系统及其应用的摄像模组。
背景技术：
现有疲劳驾驶预警用光学系统或模组，普遍存在结构复杂，不利于长期信赖性要求，使用寿命短的问题。
发明内容：
为克服现有疲劳驾驶预警用光学系统或模组，普遍存在结构复杂，不利于长期信赖性要求，使用寿命短的问题，本发明实施例一方面提供了一种疲劳驾驶预警用监控光学系统。
一种疲劳驾驶预警用监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜，
第一透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第二透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。
另一方面，本发明实施例还提供了一种摄像模组。
一种摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统。
本发明实施例之光学系统和摄像模组，主要由4枚透镜构成，结构简单，具有体积小、重量轻、成本低等优势，可满足2百万像素芯片的使用，便于配合小型化疲劳监控预警系统使用；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，优化镜头像差，可保证镜头长期信赖性要求及其使用寿命，具有解析力高、红外高清、高可靠性以及优秀的温度特性(-40℃-+105℃)等良好性能。
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或摄像模组实施例的结构示意图；
图2为本发明的光学系统或摄像模组实施例的MTF曲线图；
图3为本发明的光学系统或摄像模组实施例的离焦曲线图；
图4为本发明的光学系统或摄像模组实施例的-40℃离焦曲线图；
图5为本发明的光学系统或摄像模组实施例的+105℃离焦曲线图。
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。
当本发明实施例提及“第一”、“第二”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供了一种疲劳驾驶预警用监控光学系统，沿光轴从物面到像面6依次包括：第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、以及第四透镜4。
第一透镜1的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第二透镜2的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
第三透镜3的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜4的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。
本发明实施例之光学系统，主要由4枚透镜构成，结构简单，具有体积小、重量轻、成本低等优势，可满足2百万像素芯片的使用，便于配合小型化疲劳监控预警系统使用；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，优化镜头像差，可保证镜头长期信赖性要求及其使用寿命，具有解析力高、红外高清、高可靠性以及优秀的温度特性(-40℃-+105℃)等良好性能。
进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，光学系统的水平方向视场角HFOV满足：40°＜HFOV＜60°。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，第二透镜2的焦距f2与第三透镜的焦距f3之间满足：∣f2∣＜∣f3∣。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，第二透镜2的焦距f2满足：0.62＜∣f2/f∣＜2，其中，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，第四透镜4的焦距f4满足：1.2＜∣f4/f∣＜5，其中，f为整个光学系统的焦距。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，第一透镜1的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.75<Nd1，Vd1<55。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，第二透镜2的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：1.45<Nd2<1.75，25<Vd2<90。结构简单，可保证良好的光学性能。
又进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，第三透镜3的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：1.75<Nd3，Vd3<55。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，第四透镜4的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.75<Nd4，Vd4<55。结构简单，可保证良好的光学性能。
更进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，光学系统的光阑位于第一透镜与第二透镜之间，靠近第一透镜像面侧。用来调节光束的强度。
又进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，光学总长TTL满足：8mm<TTL<12mm。结构简单，可保证良好的光学性能。
再进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、以及第四透镜4均为玻璃透镜，具有体积小、重量轻、成本低、解析力高、温度特性优秀、高可靠性等优良性能。
具体地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，本发明实施例之光学系统，其焦距f＝4.58mm，光阑指数F/NO＝2.2，水平方向视场角HFOV＝60°，光学总长TTL＝10.0mm，本光学系统的各项基本参数如下表所示：
表面 曲率半径R(mm) 间隔D(mm) 折射率Nd 色散值Vd
S1 -31.06 0.75 1.804 46.57
S2 -8.09 0.01
STO 无限大 0.84
S4 -2.40 0.50 1.500 66.05
S5 -45.14 0.24
S6 -6.82 1.19 2.000 25.44
S7 -3.47 0.05
S8 17.79 1.26 1.804 46.57
S9 -8.88 0.60
IMA 无限大
上表中，沿光轴从物面到像面6，S1、S2对应为第一透镜1的两个表面；STO为光阑；S4、S5对应为第二透镜2的两个表面；S6、S7对应为第三透镜3的两个表面；S8、S9对应为第四透镜4的两个表面；IMA为像面6。
从图2至图5中可以看出，本实施例之光学系统具有解析力高、温度特性优秀、高可靠性等优良性能。
一种摄像模组，至少包括光学镜头，光学镜头内安装有上述所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统。
本发明实施例之摄像模组，主要由4枚透镜构成，结构简单，具有体积小、重量轻、成本低等优势，可满足2百万像素芯片的使用，便于配合小型化疲劳监控预警系统使用；采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度，优化镜头像差，可保证镜头长期信赖性要求及其使用寿命，具有解析力高、红外高清、高可靠性以及优秀的温度特性(-40℃-+105℃)等良好性能。
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)

1.一种疲劳驾驶预警用监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、以及第四透镜；其特征在于，
第一透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第二透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；
第三透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正；
第四透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正。
2.如权利要求1所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统，其特征在于，光学系统的水平方向视场角HFOV满足：40°＜HFOV＜60°。
3.如权利要求1所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统，其特征在于，第二透镜的焦距f2与第三透镜的焦距f3之间满足：∣f2∣＜∣f3∣。
4.如权利要求1所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统，其特征在于，第二透镜的焦距f2满足：0.62＜∣f2/f∣＜2，其中，f为整个光学系统的焦距。
5.如权利要求1所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统，其特征在于，第四透镜的焦距f4满足：1.2＜∣f4/f∣＜5，其中，f为整个光学系统的焦距。
6.如权利要求1-5任一项所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统，其特征在于，第一透镜的材料折射率Nd1、材料阿贝常数Vd1满足：1.75<Nd1，Vd1<55。
7.如权利要求1-5任一项所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统，其特征在于，第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝常数Vd2满足：1.45<Nd2<1.75，25<Vd2<90。
8.如权利要求1-5任一项所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统，其特征在于，第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝常数Vd3满足：1.75<Nd3，Vd3<55。
9.如权利要求1-5任一项所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统，其特征在于，第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝常数Vd4满足：1.75<Nd4，Vd4<55。
10.一种摄像模组，至少包括光学镜头，其特征在于，光学镜头内安装有权利要求1-9任一项所述的疲劳驾驶预警用监控光学系统。
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