CN209842198U - 一种小型日夜共焦车载光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种小型日夜共焦车载光学系统，包括从物方到像方依次是前组A、光阑C和后组B，前组A包括第一双凹透镜和第一双凸透镜，后组B包括第二双凹透镜、弯月正透镜和第二双凸透镜，其中弯月正透镜的凹面朝向光阑C。本实用新型具有大通光量、高清像质、结构小型紧凑等优点，本实用新型在‑40℃~+85℃的温度范围内均能保持画面成像清晰，并且具有日夜共焦的功能，可同时在可见光和近红外清晰成像，可用于车内人脸监测、人脸识别及手势识别。

Description

一种小型日夜共焦车载光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种小型日夜共焦车载光学系统。

背景技术

目前车内情景监测越来越重要，通过人脸监测，可以实现驾驶员的疲劳监测预警；通过人脸识别，可以实现身份验证；通过识别手势，可以用手势操作取代实体操作，极大的方便操作体验。由于夜晚车内光线不足，普通车载镜头根本无法监测车内环境，所以此类镜头需要具有日夜共焦性能，因此设计难度要求较高。目前市面上此类镜头普遍采用非球面塑胶镜头方案，由于塑胶镜片膨胀系数大，高温容易发生变形，会导致高温图像模糊。本实用新型和提供了一种全玻璃镜片设计方案，通过选用合理的玻璃材料，实现了良好的日夜共焦性能以及无热化设计。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种小型日夜共焦车载光学系统，能实现日夜共焦、高清像质。

本实用新型的技术方案在于：一种小型日夜共焦车载光学系统，包括从物方到像方依次是前组A、光阑C和后组B，前组A包括第一双凹透镜和第一双凸透镜，后组B包括第二双凹透镜、弯月正透镜和第二双凸透镜，其中弯月正透镜的凹面朝向光阑C。

进一步的，所述第一双凹透镜和第一双凸透镜之间的空气间隔为0.7mm。

进一步的，所述前组A和后组B之间的空气间隔为1.2mm。

进一步的，所述第二双凹透镜和弯月正透镜的空气间隔为0.2mm。

进一步的，所述的第一双凸透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≥30；所述的第二双凹透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤25；所述的第二双凸透镜满足关系式：Nd≥1.55，Vd≥55，其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。

进一步的，所述的第一双凹透镜的焦距F1满足如下关系式：-1.2≤F1/F≤-0.8；所述的第二双凹透镜和弯月正透镜的焦距值F3和F4满足如下关系式：-1.6≤F4/F3≤-1.2，其中F为镜头的总焦距值。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)光路总长较短，尺寸较小，大大的减小了安装空间，能够让摄像头小型化。

2)通光口径较大，夜晚进光量充足，完全适用车内光线不足的环境；

3)采用全玻璃镜片设计，想比于非球面塑胶镜头，高低温环境图像表现更清晰稳定；

4)采用了超低色散玻璃，大大减小了了近红外波段色差，实现了良好的日夜共焦性能。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例的光学结构示意图；

图2是本实用新型实施例的可见光MTF曲线图；

图3是本实用新型实施例的近红外MTF曲线图；

图4是本实用新型实施例的低温-40℃MTF离焦曲线；

图5是本实用新型实施例的高温+85℃MTF离焦曲线。

图中：10-第一双凹透镜；20-第一双凸透镜；30-光阑C；40-第二双凹透镜；50-弯月正透镜；60-第二双凸透镜；70-保护玻璃；80-成像面。

具体实施方式

如图1~5所示，一种小型日夜共焦车载光学系统，包括从物方到像方依次是前组A、光阑C30和后组B，前组A包括第一双凹透镜10和第一双凸透镜20，后组B包括第二双凹透镜40、弯月正透镜50和第二双凸透镜60，其中弯月正透镜50的凹面朝向光阑C30。在胶合组后方还设置有保护玻璃70和成像面80。

本实施例中，所述第一双凹透镜10和第一双凸透镜20之间的空气间隔为0.7mm。

本实施例中，所述前组A和后组B之间的空气间隔为1.2mm。

本实施例中，所述第二双凹透镜40和弯月正透镜50的空气间隔为0.2mm。

本实施例中，所述的第一双凸透镜20满足关系式：Nd≥1.8，Vd≥30；所述的第二双凹透镜40满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤25；所述的第二双凸透镜60满足关系式：Nd≥1.55，Vd≥55，其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。

本实施例中，所述的第一双凹透镜10的焦距F1满足如下关系式：-1.2≤F1/F≤-0.8；所述的第二双凹透镜40和弯月正透镜50的焦距值F3和F4满足如下关系式：-1.6≤F4/F3≤-1.2，其中F为镜头的总焦距值。

表1、具体镜片参数如下表

本实施例中，此光学系统实现的技术指标如下：

（1）焦距：EFFL=3.7mm；（2）光圈F=1.8；（3）视场角：2w≥72°；（4）TV畸变：＜-8%；（5）成像圆直径大于φ4.7；（6）工作波段：420～940nm；（7）光学总长TTL≤12mm，光学后截距BFL≥4mm；（8）该镜头适用于200万像素CCD或CMOS摄像机。

具体实施过程：

该光学镜头采用反远距结构，当镜头开始工作时，负光焦度的前组A能收敛大视角光线的入射角，其中前组A中的第一双凹透镜10采用低折射率材料（K系玻璃）制成，前组A中的第一双凸透镜20采用高折射率材料（ZLAF系玻璃）制成，第一双凹透镜10和第一双凸透镜20配合能有效减小系统的像场曲；后组B中的弯月正透镜50采用同时具有超低色散和负折射率温度系数这两大特性的材料（ZPK系玻璃）制成，超低色散的性能有利于减小光学系统的近红外色差，实现良好的日夜共焦性能，而负折射率温度系数的性能能够有效补偿系统的高低温焦面漂移。

由图2和图3可以看出，该光学系统在可见光和近红外波段的MTF表现良好，具备较好的日夜共焦性能，可以达到两百万高清的解像力需求。

图4和图5为该光学系统的的-40℃低温和+85℃高温的MTF离焦曲线，图中低温的离焦量为6μm，高温的离焦量为4μm，MTF衰减很小，完全满足高低温图像清晰度。

上述操作流程及软硬件配置，仅作为本实用新型的较佳实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种小型日夜共焦车载光学系统，其特征在于：包括从物方到像方依次是前组A、光阑C和后组B，前组A包括第一双凹透镜和第一双凸透镜，后组B包括第二双凹透镜、弯月正透镜和第二双凸透镜，其中弯月正透镜的凹面朝向光阑C。

2.根据权利要求1所述的小型日夜共焦车载光学系统，其特征在于：所述第一双凹透镜和第一双凸透镜之间的空气间隔为0.7mm。

3.根据权利要求1所述的小型日夜共焦车载光学系统，其特征在于：所述前组A和后组B之间的空气间隔为1.2mm。

4.根据权利要求1所述的小型日夜共焦车载光学系统，其特征在于：所述第二双凹透镜和弯月正透镜的空气间隔为0.2mm。

5.根据权利要求1所述的小型日夜共焦车载光学系统，其特征在于：所述的第一双凸透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≥30；所述的第二双凹透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤25；所述的第二双凸透镜满足关系式：Nd≥1.55，Vd≥55，其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。

6.根据权利要求1所述的小型日夜共焦车载光学系统，其特征在于：所述的第一双凹透镜的焦距F1满足如下关系式：-1.2≤F1/F≤-0.8；所述的第二双凹透镜和弯月正透镜的焦距值F3和F4满足如下关系式：-1.6≤F4/F3≤-1.2，其中F为镜头的总焦距值。