CN110908074A - 红外共焦的车内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红外共焦的车内监控光学系统，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、第四透镜、第五透镜以及第六透镜；第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第二透镜的物面侧为凸面，其光焦度为正；第三透镜的像面侧为凹面，其光焦度为负；第四透镜、第五透镜均为双凸透镜，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。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或摄像模组，主要由6枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；同时，不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能，适用于车载镜头领域。

Description

红外共焦的车内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，尤其是一种应用于车内监控领域的光学系统及其应用的摄像模组。
背景技术：
随着汽车安全驾驶系统的应用与普及，车载领域的光学系统或模组也得到了普遍应用。而应用于车内监控领域的镜头需求也越来越多。为了满足对宽视野范围的细节辨识，因此光学系统或模组需具备较大的视场角和更高清的像素。而现有应用于车载领域的光学系统或模组，普遍存在镜片过多、结构复杂或像素过低的缺陷，难以满足市场的需求。
发明内容：
为克服现有应用于车载领域的光学系统或模组，普遍存在镜片过多、结构复杂的问题，本发明实施例提供了一种红外共焦的车内监控光学系统。
一种红外共焦的车内监控光学系统，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、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凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜的物面侧为凸面，其光焦度为正；
第三透镜的像面侧为凹面，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。
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红外共焦的车内监控光学系统。
本发明实施例之光学系统或摄像模组，主要由6枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；同时，不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能，适用于车载镜头领域。
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一；
图2为本发明的光学系统或摄像模组实施例的+25℃、可见光下的畸变曲线图；
图3为本发明的光学系统或摄像模组实施例的+25℃、可见光下的MTF曲线图；
图4为本发明的光学系统或摄像模组实施例的+25℃、940nm波长下的MTF曲线图；
图5为本发明的光学系统或摄像模组实施例的+25℃、可见光下的相对照度图；
图6为本发明的光学系统或摄像模组实施例的-40℃、可见光下的离焦曲线图；
图7为本发明的光学系统或摄像模组实施例的+85℃、可见光下的离焦曲线图；
图8为本发明的光学系统或摄像模组实施例的结构示意图二；
图9为本发明的光学系统或摄像模组实施例的结构示意图三；
图10为本发明的光学系统或摄像模组实施例的结构示意图四；
图11为本发明的光学系统或摄像模组实施例的结构示意图五。
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。
一种红外共焦的车内监控光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：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的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜2的物面侧为凸面，其光焦度为正；
第三透镜3的像面侧为凹面，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；
本发明实施例之光学系统，主要由6枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；同时，不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能，适用于车载镜头领域。
进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，如图1所示，
第一透镜1的物面侧为凸面，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。
再进一步地，作为本发明的另一种优选实施方式而非限定，如图8所示，
第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为平面，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。
更进一步地，作为本发明的另一种优选实施方式而非限定，如图9所示，
第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凹面，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。
更进一步地，作为本发明的另一种优选实施方式而非限定，如图10所示，
第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正；
第三透镜3的物面侧为凸面，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。
更进一步地，作为本发明的另一种优选实施方式而非限定，如图11所示，
第一透镜1的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜2的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正；
第三透镜3的物面侧为凸面，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；
其中，第二透镜2和第三透镜3相互胶合形成组合透镜。
进一步地，作为本发明的一种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。结构简单、紧凑，采用不同透镜相互组合，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能。
再进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，系统光阑7位于第三透镜3和第四透镜4之间。结构简单，可以用来调节光束大小；且光阑位于第三透镜和第四透镜之间，有利于平衡前后两端口径，光学系统或摄像模组整体外形适中；同时，光阑居中设置及不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能。
更进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，光学系统满足TTL/EFL≤5.8，其中TTL为光学系统的第一透镜1物面侧顶点至成像面8之间的距离，EFL为光学系统的有效焦距。结构简单、紧凑，采用不同透镜相互组合，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能。
再进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-10<f1<-1；
(2)2.5<f2<15；
(3)-20<f3<-2；
(4)2<f4<20；
(5)2<f5<20；
(6)-20<f6<-2；
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。采用不同透镜相互组合，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能。
更进一步地，作为本发明的一种优选实施方式而非限定，光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-5<f1/f<-0.2；
(2)1<f2/f<10；
(3)-5<f3/f<-0.2；
(4)0.2<f4/f<5；
(5)0.2<f5/f<5；
(6)-5<f6/f<-0.2；
其中，f为整个光学系统的焦距，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。采用不同透镜相互组合，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能。
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：1.80<Nd1<2.10，20<Vd1<40。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、材料阿贝数Vd2满足：1.80<Nd2<2.10，20<Vd2<40。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、材料阿贝数Vd3满足：1.40<Nd3<1.70，30<Vd3<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，第四透镜4的材料折射率Nd4、材料阿贝数Vd4满足：1.40<Nd4<1.70，60<Vd4<80。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，第五透镜5的材料折射率Nd5、材料阿贝数Vd5满足：1.40<Nd5<1.70，55<Vd5<85。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，第六透镜6的材料折射率Nd6、材料阿贝数Vd6满足：1.70<Nd6<1.95，15<Vd6<45。结构简单，可保证良好的光学性能。
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，第一透镜1的焦距f1＝-2.94mm，第二透镜2的焦距f2＝5.35mm，第三透镜3的焦距f3＝-3.42mm，第四透镜4的焦距f4＝3.52mm，第五透镜5的焦距f5＝4.37mm，第六透镜6的焦距f6＝-6.15mm。本光学系统的各项基本参数如下表所示：
Figure BDA0002296275870000081
Figure BDA0002296275870000091
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对应为光学系统孔径光阑7所在位置；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；S13、S14对应对应为位于第六透镜6与像面8之间的带通滤光片的两个表面；S15对应为Sensor成像面8。
从图2至图7中可以看出，本实施例中的光学系统具有非常好的红外共焦性能；采用不同镜片组合以及合理分配光焦度实现了红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能。
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红外共焦的车内监控光学系统。
本发明实施例之摄像模组，主要由6枚透镜构成，透镜枚数少，结构简单，成本较低；同时，不同透镜相互组合及合理分配光焦度，具有红外共焦、高像素和良好热补偿等光学性能，适用于车载镜头领域。
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 (8)

1.一种红外共焦的车内监控光学系统，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、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凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；
第二透镜的物面侧为凸面，其光焦度为正；
第三透镜的像面侧为凹面，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.如权利要求1所述红外共焦的车内监控光学系统，其特征在于，第五透镜和第六透镜相互胶合形成组合透镜。
3.如权利要求1所述红外共焦的车内监控光学系统，其特征在于，系统光阑位于第三透镜和第四透镜之间。
4.如权利要求1至3任一项所述红外共焦的车内监控光学系统，其特征在于，光学系统满足TTL/EFL≤5.8，其中TTL为光学系统的第一透镜物面侧顶点至像面之间的距离，EFL为光学系统的有效焦距。
5.如权利要求1至3任一项所述红外共焦的车内监控光学系统，其特征在于，光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-10<f1<-1；
(2)2.5<f2<15；
(3)-20<f3<-2；
(4)2<f4<20；
(5)2<f5<20；
(6)-20<f6<-2；
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。
6.如权利要求1至3任一项所述红外共焦的车内监控光学系统，其特征在于，光学系统的各透镜满足如下条件：
(1)-5<f1/f<-0.2；
(2)1<f2/f<10；
(3)-5<f3/f<-0.2；
(4)0.2<f4/f<5；
(5)0.2<f5/f<5；
(6)-5<f6/f<-0.2；
其中，f为整个光学系统的焦距，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。
7.如权利要求1至3任一项所述红外共焦的车内监控光学系统，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：1.80<Nd1<2.10，20<Vd1<40；和/或
第二透镜的材料折射率Nd2、材料阿贝数Vd2满足：1.80<Nd2<2.10，20<Vd2<40；和/或
第三透镜的材料折射率Nd3、材料阿贝数Vd3满足：1.40<Nd3<1.70，30<Vd3<60；和/或
第四透镜的材料折射率Nd4、材料阿贝数Vd4满足：1.40<Nd4<1.70，60<Vd4<80；和/或
第五透镜的材料折射率Nd5、材料阿贝数Vd5满足：1.40<Nd5<1.70，55<Vd5<85；和/或
第六透镜的材料折射率Nd6、材料阿贝数Vd6满足：1.70<Nd6<1.95，15<Vd6<45。
8.一种摄像模组，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1-7任一项所述红外共焦的车内监控光学系统。
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