一種用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)成像系統(tǒng)，具體是指一種應(yīng)用于行車記錄儀、車載監(jiān)控方面 的光學(xué)成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)Π踩氨O(jiān)控的要求越來(lái)越高，特別是交通領(lǐng)域及車 載監(jiān)控領(lǐng)域?，F(xiàn)在市場(chǎng)上主流的監(jiān)控、攝像、車載鏡頭主要是分辨率較低，在光弱的時(shí)候特 別是夜晚不能正常工作，所拍攝的圖像無(wú)論是整體的清晰度還是圖片的銳度都不夠理想， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足監(jiān)控、攝像、車載要求的圖片的高清晰及24小時(shí)都正常工作的要求。隨著安 防行業(yè)的發(fā)展和監(jiān)控技術(shù)的日益成熟，對(duì)鏡頭的需求和品質(zhì)不斷提高。而且，目前車載產(chǎn)品 正朝著高成像質(zhì)量、小型化趨勢(shì)發(fā)展，行車記錄儀就是其中的典型?，F(xiàn)有的車載鏡頭在清晰 度方面不能滿足目前行車記錄儀高成像質(zhì)量的需求，而同類型的高清安防鏡頭一般尺寸較 大，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，超過(guò)20mm，且視場(chǎng)角不夠大，不適合應(yīng)用在車載系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種大角度、高清晰度的用于 車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，包括從物面到像面依次排列具有正光焦度的 前鏡片組、光闌、具有正光焦度的后鏡片組和濾光片，所述前鏡片組依次設(shè)有具有負(fù)光焦度 的第一透鏡、負(fù)光焦度的第二透鏡和正光焦度的第三透鏡，所述后鏡片組依次設(shè)有具有正 光焦度的第四透鏡、負(fù)光焦度的第五透鏡和正光焦度的第六透鏡，其中，第四透鏡和第五透 鏡組合成膠合透鏡。
[0006] 具體的，所述前鏡片組和后鏡片組之間滿足以下條件：
[0007] 2〈fa /?〈5, 為前鏡片組焦距，f后為后鏡片組焦距。
[0008] 具體的，所述前鏡片組焦距滿足以下條件：
[0009] 18〈f前〈28, 4〈f前/f,&〈12,其中，f總為所述光學(xué)成像系統(tǒng)有效焦距。
[0010] 后鏡片組滿足以下條件：
[0011] 2〈f后〈10，沿后"總〈4
[0012] 具體的，所述的第一透鏡為彎月型球面透鏡，凹面朝向光闌；第二透鏡為彎月型球 面透鏡，凹面朝向物面；第三透鏡為雙凸球面透鏡；第四透鏡為平凸透鏡，平面朝向光闌， 第五透鏡為彎月形球面透鏡，凹面朝向光闌；第六透鏡為平凸透鏡，凸面朝向光闌。
[0013] 具體的，所述第一透鏡滿足：Nd < L 6,色散Vd > 50，
[0014] 其中Nd表示透鏡材料的d光折射率，Vd表示透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。
[0015] 具體的，所述第一透鏡凸面鍍有防水防劃的光學(xué)膜層。
[0016] 具體的，所述第五透鏡滿足：Nd > 1.8, Vd < 25。
[0017] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0018] 1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)鏡頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)一款光學(xué)總長(zhǎng)縮短到小于 18. 3mm，后截距為4. 8mm，總視場(chǎng)角達(dá)到143°，分辨率達(dá)到200萬(wàn)像素的用于車載監(jiān)控的光 學(xué)成像系統(tǒng)，鏡片一外徑小于8. 6mm，鏡頭體積更小，而市面上同類型的高清監(jiān)控鏡頭鏡片 一外徑大多大于12mm，光學(xué)總長(zhǎng)大多在20mm以上。
[0019] 2、本發(fā)明的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)相對(duì)孔徑大，F(xiàn)數(shù)為2. 1，夜間低照度下 拍攝仍具備較佳的成像質(zhì)量。
[0020] 3、通過(guò)合理的鏡片組合，有效降低了鏡頭的敏感度，鏡頭公差寬松，材料相對(duì)低 廉，適合生產(chǎn)制造，有效降低了成本。
[0021] 4、采用六片物化性質(zhì)穩(wěn)定的玻璃鏡片，工作溫度達(dá)到汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TS16949要 求，可滿足-40°~+85°正常工作，有效的拓寬了鏡頭的工作溫度，提升了車載行車記錄 儀鏡頭應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境工作的穩(wěn)定性。
[0022] 5、鏡頭后端加入IR-⑶T，過(guò)濾紅外波段對(duì)成像的干擾，有效提升了鏡頭的成像品 質(zhì)。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。物方處于最左側(cè)位置、像方處于最右側(cè)位置。
[0024] 圖2為本發(fā)明提供的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)的MTF曲線。
[0025] 圖3為本發(fā)明的軸向色差曲線圖。
[0026] 圖4為本發(fā)明提供的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)的畸變曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0028] 實(shí)施例
[0029] 如圖1所示，本實(shí)施例提供一種用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，包括從物面到像 面依次排列具有正光焦度的前鏡片組、光闌7、具有正光焦度的后鏡片組和濾光片8,所述 前鏡片組依次設(shè)有具有負(fù)光焦度的第一透鏡1、負(fù)光焦度的第二透鏡2和正光焦度的第三 透鏡3,所述后鏡片組依次設(shè)有具有正光焦度的第四透鏡4、負(fù)光焦度的第五透鏡5和正光 焦度的第六透鏡6,其中，第四透鏡4和第五透鏡5組合成膠合透鏡。本發(fā)明通過(guò)對(duì)鏡頭結(jié) 構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)一款光學(xué)總長(zhǎng)縮短到小于18. 3mm，后截距為4. 8mm，總視場(chǎng)角達(dá) 到143°，分辨率達(dá)到200萬(wàn)像素的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，鏡片一外徑小于8. 6mm， 鏡頭體積更?。槐景l(fā)明的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)相對(duì)孔徑大，F(xiàn)數(shù)為2. 1，夜間低照 度下拍攝仍具備較佳的成像質(zhì)量。
[0030] 同時(shí)，通過(guò)將鏡片合理組合，有效降低了鏡頭的敏感度，鏡頭公差寬松，材料相對(duì) 低廉，適合生產(chǎn)制造，有效降低了成本。
[0031] 所述前鏡片組和后鏡片組之間滿足以下條件/fs〈5, 為前鏡片組焦距，f ；§為后鏡片組焦距。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，使取像鏡頭能有短的后焦距，可有效縮短鏡頭從物件至 成像面的距離，以減小鏡頭的體積，并提升取像鏡頭的應(yīng)用性。
[0032] 所述前鏡片組焦距滿足以下條件：
[0033] 18〈f前<28,4〈f前/f,&〈12,其中，f總為光學(xué)成像系統(tǒng)有效焦距。
[0034] 后鏡片組滿足以下條件：
[0035] 2〈f 后〈10, l〈f 后/f 總〈4
[0036] 這樣合理的控制前、后鏡片組的光焦分配比例，一方面有利于控制前鏡片組的入 射光線高度，以減少光學(xué)系統(tǒng)高級(jí)像差和鏡片的外徑；另一方面可減少經(jīng)過(guò)后鏡片組的主 光線出射角度，以提高光學(xué)系統(tǒng)的相對(duì)亮度。
[0037] 所述的第一透鏡為彎月型球面透鏡，凹面朝向光闌；第二透鏡為彎月型球面透鏡， 凹面朝向物面；第三透鏡為雙凸球面透鏡；第四透鏡為平凸透鏡，平面朝向光闌，第五透鏡 為彎月形球面透鏡，凹面朝向光闌；第六透鏡為平凸透鏡，凸面朝向光闌。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，從 而使得光學(xué)系統(tǒng)的像方主面前移，從而使得系統(tǒng)長(zhǎng)度縮短。
[0038] 為了有利于鏡頭收容更大視場(chǎng)角的光線，所述第一透鏡滿足：Nd < 1. 6,色散Vd > 50,其中Nd表示透鏡材料的d光折射率，Vd表示透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。
[0039] 為了實(shí)現(xiàn)與玻璃鏡片更好地配合，并且可以更好地消除色差，所述第五透鏡滿足： Nd > I. 8, Vd < 25〇
[0040] 所述第一透鏡凸面鍍有防水防劃的光學(xué)膜層。通過(guò)在第一透鏡前表面采用鍍膜防 水防劃傷設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)上考慮鏡頭的防水設(shè)計(jì)，防止水、霧滲入鏡頭內(nèi)部，可滿足在惡劣的 雨、霧天氣中正常工作。
[0041] 圖2至圖4為相應(yīng)于實(shí)施案例的光學(xué)性能曲線圖，其中圖2為的MTF曲線，代表了 一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的綜合解像水平。圖3為本發(fā)明的軸向色差曲線圖（也可叫球差曲線圖），由 常用的F、d、C(F = 0. 486um，d = 0. 587um，C = 0. 656um)三色光的波長(zhǎng)來(lái)表示，單位為毫 米_。圖4為本發(fā)明提供的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)的畸變曲線圖，表示不同視場(chǎng)角 情況下的畸變大小值，單位為％。由圖可知，該光學(xué)鏡頭已將各種像差校正到一個(gè)較好的水 平。
[0042] 本用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)最優(yōu)的視場(chǎng)角FOV為143°，TTL光學(xué)總長(zhǎng)小于 18.3謹(jǐn)，光圈數(shù)？/勵(lì)為2.1，
[0043] 各項(xiàng)參數(shù)如下表1 :
[0044] 表 1
[0045]
[0047] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：包括從物面到像面依次排列具有 正光焦度的前鏡片組、光闌、具有正光焦度的后鏡片組和濾光片，所述前鏡片組依次設(shè)有具 有負(fù)光焦度的第一透鏡、負(fù)光焦度的第二透鏡和正光焦度的第三透鏡，所述后鏡片組依次 設(shè)有具有正光焦度的第四透鏡、負(fù)光焦度的第五透鏡和正光焦度的第六透鏡，其中，第四透 鏡和第五透鏡組合成膠合透鏡。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述前鏡片組 和后鏡片組之間滿足以下條件： 2〈f? /fS〈5, 為前鏡片組焦距，為后鏡片組焦距。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述前鏡片組 焦距滿足以下條件： 18〈fa〈28, 4〈f前/?〈12,其中，f?總為光學(xué)成像系統(tǒng)有效焦距。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：后鏡片組滿足 以下條件： 2〈f后〈10，沿后"總〈4〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一透 鏡為彎月型球面透鏡，凹面朝向光闌；第二透鏡為彎月型球面透鏡，凹面朝向物面；第三透 鏡為雙凸球面透鏡；第四透鏡為平凸透鏡，平面朝向光闌，第五透鏡為彎月形球面透鏡，凹 面朝向光闌；第六透鏡為平凸透鏡，凸面朝向光闌。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第一透鏡 滿足：Nd < 1.6,色散 Vd > 50， 其中Nd表示透鏡材料的d光折射率，Vd表示透鏡材料的d光阿貝常數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第五透鏡 滿足：Nd > L 8, Vd < 25。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述 第一透鏡凸面鍍有防水防劃的光學(xué)膜層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，包括從物面到像面依次排列具有正光焦度的前鏡片組、光闌、具有正光焦度的后鏡片組和濾光片，所述前鏡片組依次設(shè)有具有負(fù)光焦度的第一透鏡、負(fù)光焦度的第二透鏡和正光焦度的第三透鏡，所述后鏡片組依次設(shè)有具有正光焦度的第四透鏡、負(fù)光焦度的第五透鏡和正光焦度的第六透鏡，其中，第四透鏡和第五透鏡組合成膠合透鏡。本發(fā)明通過(guò)對(duì)鏡頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)一款光學(xué)總長(zhǎng)縮短到小于18.3mm，后截距為4.8mm，總視場(chǎng)角達(dá)到143°，分辨率達(dá)到200萬(wàn)像素的用于車載監(jiān)控的光學(xué)成像系統(tǒng)，鏡頭體積更??；相對(duì)孔徑大，夜間低照度下拍攝仍具備較佳的成像質(zhì)量，并有效降低了成本。
【IPC分類】G02B1/00, G02B13/06, G02B13/00
【公開號(hào)】CN105044885
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510353598
【發(fā)明人】冷家開, 陳婷, 陳慶峰, 宋勇
【申請(qǐng)人】信華精機(jī)有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月23日