CN209842198U - 一种小型日夜共焦车载光学系统 - Google Patents
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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
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。
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CN201920525984.3U CN209842198U (zh) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | 一种小型日夜共焦车载光学系统 |
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CN109960017A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-02 | 福建福光天瞳光学有限公司 | 一种小型日夜共焦车载光学系统及其工作方法 |
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