CN108761731B - 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

防疲劳驾驶用车载监控光学***及其应用的摄像模组
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 (6)

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由第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、以及第四透镜构成；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，物面的曲率半径为22.859118mm，第一透镜厚度为0.49mm，像面的曲率半径为1.300803mm，第一透镜至第二透镜的距离为0.29mm，第一透镜的材料折射率Nd1为1.516797；
第二透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为正，物面的曲率半径为2.681592mm，第二透镜厚度为0.50mm，像面的曲率半径为5.062319mm，第二透镜至光阑的距离为0.14mm，第二透镜的材料折射率Nd2为1.525120；
光阑至第三透镜的距离为0.60mm；
第三透镜的物面侧为凸面，像面侧为凸面，其光焦度为正，物面的曲率半径为11.013614mm，第三透镜厚度为0.80mm，像面的曲率半径为-2.573842mm，第三透镜至第四透镜的距离为0.30mm，第三透镜的材料折射率Nd3为2.000689；
第四透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为正，物面的曲率半径为-1.537232mm，第四透镜厚度为0.43mm，像面的曲率半径为-1.480294mm，第四透镜的材料折射率Nd4为1.525120。
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，第一透镜的材料阿贝常数Vd1满足： 30<Vd1<72。
3. 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，第二透镜的材料阿贝常数Vd2满足： 20<Vd2<60。
4. 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，第三透镜的材料阿贝常数Vd3满足： 18<Vd3<50。
5. 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，第四透镜的材料阿贝常数Vd4满足： 20<Vd4<60。
6.一种摄像模组，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1-5任一项所述的防疲劳驾驶用车载监控光学***。
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