CN108761731A - 防疲劳驾驶用车载监控光学***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防疲劳驾驶用车载监控光学***,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,像面侧为凹面,其光焦度为正;第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;第四透镜的物面侧为凹面,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***和摄像模组,主要由4枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,体积小,重量轻,成本低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,具有良好光学性能,便于配合小型化防疲劳驾驶用车载监控***的使用。
Description
技术领域:
本发明涉及一种光学***及其应用的摄像模组,尤其是一种防疲劳驾驶用车载监控光学***及其应用的摄像模组。
背景技术:
现有防疲劳驾驶用车载监控光学***或摄像模组,普遍存在结构复杂,体积偏大,像素不高,总长偏长,成本偏高的问题,不利于预警***的小型化。
发明内容:
为克服现有防疲劳驾驶用车载监控光学***或摄像模组,普遍存在结构复杂,体积偏大的问题,本发明实施例提供了一种防疲劳驾驶用车载监控光学***。
一种防疲劳驾驶用车载监控光学***,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,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第四透镜的物面侧为凹面,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防疲劳驾驶用车载监控光学***。
本发明实施例之光学***和摄像模组,主要由4枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,体积小,重量轻,成本低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,优化镜头像差,具有光圈大、解析力高、温度特性(-40℃-+85℃)优秀、满足200万像素芯片的使用等良好光学性能,便于配合小型化防疲劳驾驶用车载监控***的使用。
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***或摄像模组的结构示意图;
图2为本发明的光学***或摄像模组的MTF曲线图;
图3为本发明的光学***或摄像模组的离焦曲线图。
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。
本发明实施例提供了一种防疲劳驾驶用车载监控光学***,如图1所示,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,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第四透镜4的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正。
本发明实施例之光学***,主要由4枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,体积小,重量轻,成本低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,优化镜头像差,具有光圈大、解析力高、温度特性(-40℃-+85℃)优秀、满足200万像素芯片的使用等良好光学性能,便于配合小型化防疲劳驾驶用车载监控***的使用。
进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,镜头的焦距EFL与镜头总长TTL比值满足以下条件:2<TTL/EFL。结构简单,可保证良好的光学性能。
再进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,光学***的各透镜满足如下条件:
(1)0.93<∣f1/f∣<2;
(2)2<∣f2/f3∣;
(3)4.5<∣f4/f∣;
其中,f为整个光学***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。采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,优化镜头像差,具有光圈大、解析力高、温度特性(-40℃-+85℃)优秀、满足200万像素芯片的使用等良好光学性能。
更进一步地,作为本方案的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:1.48<Nd1<1.65,30<Vd1<72;第一透镜1的焦距f1满足:0.93<∣f1/f∣<2,f为整个光学***的焦距。结构简单,可保证良好的光学性能。
又进一步地,作为本方案的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:1.51<Nd2<1.7,20<Vd2<60;第二透镜2的焦距f2与第三透镜的焦距f3满足:2<∣f2/f3∣。结构简单,可保证良好的光学性能。
进一步地,作为本方案的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:1.8<Nd3<2.1,18<Vd3<50;第三透镜3的焦距f3与第二透镜的焦距f2满足:2<∣f2/f3∣。结构简单,可保证良好的光学性能。
再进一步地,作为本方案的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:1.51<Nd4<1.7,20<Vd4<60;第四透镜4的焦距f4满足:4.5<∣f4/f∣,f为整个光学***的焦距。结构简单,可保证良好的光学性能。
更进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,光学***的光学总长TTL满足:5mm<TTL<10mm。结构简单,光学性能良好,总长短,有利于模组的小型化。
又进一步地,作为本方案的优选实施方式而非限定,光学***的光阑5位于第二透镜2与第三透镜3之间。结构简单,用来调节光束的强度。
再进一步地,作为本方案的具体实施方式而非限定,第一透镜1和第三透镜3为玻璃透镜,第二透镜2和第四透镜4为塑胶非球面透镜。采用玻塑混合的结构,有利于提高光学***的解析力。
具体地,结合图1,在本实施例中,光学***的焦距f=2.5mm,光阑指数F/NO=2.0,水平方向视场角HFOV=90°,光学总长TTL=7.0mm。本光学***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 | 22.859118 | 0.490000 | 1.516797 | 64.212351 |
S2 | 1.300803 | 0.290000 | ||
S3 | 2.681592 | 0.500000 | 1.525120 | 56.281563 |
S4 | 5.062319 | 0.140000 | ||
STO | 无限大 | 0.600000 | ||
S6 | 11.013614 | 0.800000 | 2.000689 | 25.435062 |
S7 | -2.573842 | 0.300000 | ||
S8 | -1.537232 | 0.430000 | 1.525120 | 56.281563 |
S9 | -1.480294 | 0.300000 | ||
IMA | 无限大 |
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;STO是光阑所在位置;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对应为像面6。
更具体地,第二透镜2和第四透镜4为塑胶非球面透镜,其满足以下方程式:
其中,参数c=1/R,即为半径所对应的曲率,y为径向坐标,其单位和透镜长度单位相同,k为圆锥二次曲线系数,a1至a5分别为各径向坐标所对应的系数。所述第二透镜2的S3表面和S4表面、第四透镜4的S8表面和S9表面的非球面相关数值如下表所示:
从图2至图3中可以看出,本实施例中的光学***具有光圈大、解析力高、温度特性(-40℃-+85℃)优秀、满足200万像素芯片的使用等良好光学性能。
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的防疲劳驾驶用车载监控光学***。
本发明实施例之摄像模组,主要由4枚透镜构成,透镜枚数少,结构简单,体积小,重量轻,成本低;采用不同透镜相互组合及合理分配光焦度,优化镜头像差,具有光圈大、解析力高、温度特性(-40℃-+85℃)优秀、满足200万像素芯片的使用等良好光学性能,便于配合小型化防疲劳驾驶用车载监控***的使用。
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)
1.一种防疲劳驾驶用车载监控光学***,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,像面侧为凹面,其光焦度为正;
第三透镜的物面侧为凸面,像面侧为凸面,其光焦度为正;
第四透镜的物面侧为凹面,像面侧为凸面,其光焦度为正。
2.如权利要求1所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***,其特征在于,镜头的焦距EFL与镜头总长TTL比值满足以下条件:2<TTL/EFL。
3.如权利要求1或2所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***,其特征在于,光学***的各透镜满足如下条件:
(1)0.93<∣f1/f∣<2;
(2)2<∣f2/f3∣;
(3)4.5<∣f4/f∣;
其中,f为整个光学***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。
4.如权利要求1或2所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***,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:1.48<Nd1<1.65,30<Vd1<72;第一透镜的焦距f1满足:0.93<∣f1/f∣<2,f为整个光学***的焦距。
5.如权利要求1或2所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***,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:1.51<Nd2<1.7,20<Vd2<60;第二透镜的焦距f2与第三透镜的焦距f3满足:2<∣f2/f3∣。
6.如权利要求1或2所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***,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:1.8<Nd3<2.1,18<Vd3<50;第三透镜的焦距f3与第二透镜的焦距f2满足:2<∣f2/f3∣。
7.如权利要求1或2所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***,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:1.51<Nd4<1.7,20<Vd4<60;第四透镜的焦距f4满足:4.5<∣f4/f∣,f为整个光学***的焦距。
8.如权利要求1或2所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***,其特征在于,光学***的光学总长TTL满足:5mm<TTL<10mm。
9.如权利要求1或2所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***,其特征在于,光学***的光阑位于第二透镜与第三透镜之间。
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任一项所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***。
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