一种日夜两用车载光学系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种日夜两用车载光学系统，包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，第一透镜为双凹负透镜A，所述第二透镜为双凸正透镜A，第一透镜与第二透镜构成光焦度为负的前组镜头，第三透镜为双凸正透镜B，第四透镜为双凹负透镜B，第五透镜为双凸正透镜C，第三透镜、第四透镜及第五透镜构成光焦度为正的后组镜头，前组镜头与后组镜头之间的空气间隔为0.2mm。本实用新型专利技术设计合理，结构简单，采用2G3P结构，相比于全玻璃设计，系统的整体可靠性更高，不仅具有日夜共焦功能，且在‑40℃~85℃的温度范围内最佳成像面不变。

A day and night vehicle optical system

【技术实现步骤摘要】
一种日夜两用车载光学系统
本技术涉及一种日夜两用车载光学系统。
技术介绍
在车载镜头中，车内监控镜头应用广泛，随着智能汽车行业的发展，要求车内监控系统能提供车包括人脸监测、人脸识别、手势识别等等功能，相应的对车载监控镜头的要求也越来越高。车内监控镜头主要面临以下几个问题：1、车内光线环境早晚差异较大，白日时段要求在可见光波段成像良好，而在黑夜时段需要考虑光学系统对近红外波段的成像质量，因此车内监控需要提供日夜共焦功能，但是现在市面上用于车内监测的小型镜头方案许多没有日夜共焦性能。2、目前市面上用于车内监测的小型镜头方案普遍采用非球面塑胶镜头，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。
技术实现思路
本技术对上述问题进行了改进，即本技术要解决的技术问题是提供一种日夜两用车载光学系统，总体成像质量提高；夜晚进光量足，能适应车内光线不足的环境，实现了良好的日夜共焦，且保证了-40℃~+85℃温度范围内镜头的最佳分辨率成像位置不变。本技术的具体实施方案是：提供一种日夜两用车载光学系统，包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，所述第一透镜为双凹负透镜A，所述第二透镜为双凸正透镜A，第一透镜与第二透镜构成光焦度为负的前组镜头，所述第三透镜为双凸正透镜B，第四透镜为双凹负透镜B，第五透镜为双凸正透镜C，所述第三透镜、第四透镜及第五透镜构成光焦度为正的后组镜头，所述前组镜头与后组镜头之间的空气间隔为0.2mm，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为1.4mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为0.1mm，所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.5mm，所述第二透镜与光阑之间的空气间隔为0.1mm。进一步的，所述前组镜头与后组镜头组成的光学系统的焦距设为f，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜的焦距分别依次设为f1、f2及f3，其比例满足：-1.5＜f1/f＜-0.5，0.5＜f2/f＜1.5，0.5＜f3/f＜1.5。进一步的，所述第四透镜及第五透镜的焦距分别设为f4、f5，其比例满足：-1＜f4/f＜0，1＜f5/f＜2。进一步的，所述第一透镜满足关系式：Nd≧1.5，Vd≧55；所述的第二透镜满足关系式：Nd≧1.7，Vd≦45；所述的第三透镜满足关系式：Nd≧1.5，Vd≧50；所述的第四透镜满足关系式：Nd≧1.5，Vd≦25；所述的第五透镜满足关系式：Nd≧1.5，Vd≧50；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。进一步的，所述第一透镜及第二透镜还为球面透镜，所述第三透镜、第四透镜及第五透镜为非球面透镜。进一步的，所述第一透镜及第二透镜均采用玻璃材质制成，所述第三透镜、第四透镜及第五透镜均采用塑胶材质制成。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本装置结构简单，设计合理，采用2G3P的设计结构，相比于全玻璃设计，具有更小的体型与质量；系统整体可靠性更高，镜组的装配敏感度低、良率高，有较大的成本优势，有利于大规模生产，通光口径较大，增加了边缘进光量，总体成像质量提高，夜晚进光量足，能适应车内光线不足的环境，通过超高色散与低色散玻玻璃之间合理的搭配，有效减少了近红外波段色差，实现了良好的日夜共焦，同时，本技术具有良好的高低温特性，在按照本技术所提出的透镜组合、材料组合的前提下，本技术的镜头保证了-40℃~+85℃温度范围内镜头的最佳分辨率成像位置不变。附图说明图1为本技术实施例的光学结构示意图；图2是本技术实施例的可见光MTF曲线图；图3是本技术实施例的850nmMTF曲线图；图4是本技术实施例的在低温-40℃下离焦曲线图；图5是本技术实施例的在高温+85℃下离焦曲线图；图中：1-第一透镜，2-第二透镜，3-第三透镜，4-第四透镜，5-第五透镜，6-光阑，7-滤光片。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。实施例1：如图1所示，本实施例中，提供一种日夜两用车载光学系统，包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一透镜1、第二透镜2、光阑6、第三透镜3、第四透镜4以及第五透镜5，所述第一透镜为双凹负透镜A，所述第二透镜为双凸正透镜A，第一透镜1与第二透镜2构成光焦度为负的前组镜头，所述第三透镜为双凸正透镜B，第四透镜为双凹负透镜B，第五透镜为双凸正透镜C，所述第三透镜3、第四透镜4及第五透镜5构成光焦度为正的后组镜头，所述前组镜头与后组镜头之间的空气间隔为0.2mm，所述第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔为1.4mm，所述第三透镜3与第四透镜4之间的空气间隔为0.1mm，所述第四透镜4与第五透镜5之间的空气间隔为0.5mm，所述第二透镜2与光阑6之间的空气间隔为0.1mm。本实施例中，所述前组镜头与后组镜头组成的光学系统的焦距设为f，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜的焦距分别依次设为f1、f2及f3，其比例满足：-1.5＜f1/f＜-0.5，0.5＜f2/f＜1.5，0.5＜f3/f＜1.5。本实施例中，所述第四透镜及第五透镜的焦距分别设为f4、f5，其比例满足：-1＜f4/f＜0，1＜f5/f＜2。通过对本技术形成的光学系统的光焦度按照以上比例进行合理分配，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜的焦距相对于系统焦距f成一定比例，使本技术形成的光学系统在420～650nm的波长范围的像差得到合理的校正和平衡。本实施例中，所述第一透镜满足关系式：Nd≧1.5，Vd≧55；所述的第二透镜满足关系式：Nd≧1.7，Vd≦45；所述的第三透镜满足关系式：Nd≧1.5，Vd≧50；所述的第四透镜满足关系式：Nd≧1.5，Vd≦25；所述的第五透镜满足关系式：Nd≧1.5，Vd≧50；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。本实施例中，所述第一透镜及第二透镜还为球面透镜，所述第三透镜、第四透镜及第五透镜为非球面透镜。本实施例中，所述第一透镜及第二透镜均采用玻璃材质制成，所述第三透镜、第四透镜及第五透镜均采用塑胶材质制成。本实施例中，所述第五透镜的后侧设置有滤光片7。本实施例中，光线依次由前往后入射并依次穿过第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜后进行成像。实施例2：在实施例1的基础上，本实施例中，由第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜构成的光学元件参数表（曲率半径R、厚度d、折射率Nd以及阿贝常数Vd），如下表1所示：表1上表中，第一透镜~第五透镜均为双面，第一透镜内第一行参数描述沿光线成像路径第一透镜的第一面，第一透镜内的第二行参数描述沿光线成像路径第一透镜的第二面，剩余第二透镜、第三透镜、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种日夜两用车载光学系统，其特征在于，包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，所述第一透镜为双凹负透镜A，所述第二透镜为双凸正透镜A，第一透镜与第二透镜构成光焦度为负的前组镜头，所述第三透镜为双凸正透镜B，第四透镜为双凹负透镜B，第五透镜为双凸正透镜C，所述第三透镜、第四透镜及第五透镜构成光焦度为正的后组镜头，所述前组镜头与后组镜头之间的空气间隔为0.2mm，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为1.4mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为0.1mm，所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.5mm，所述第二透镜与光阑之间的空气间隔为0.1mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种日夜两用车载光学系统，其特征在于，包括沿光线入射光路自前向后依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，所述第一透镜为双凹负透镜A，所述第二透镜为双凸正透镜A，第一透镜与第二透镜构成光焦度为负的前组镜头，所述第三透镜为双凸正透镜B，第四透镜为双凹负透镜B，第五透镜为双凸正透镜C，所述第三透镜、第四透镜及第五透镜构成光焦度为正的后组镜头，所述前组镜头与后组镜头之间的空气间隔为0.2mm，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为1.4mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为0.1mm，所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.5mm，所述第二透镜与光阑之间的空气间隔为0.1mm。


2.根据权利要求1所述的一种日夜两用车载光学系统，其特征在于，所述前组镜头与后组镜头组成的光学系统的焦距设为f，所述第一透镜、第二透镜及第三透镜的焦距分别依次设为f1、f2及f3，其比例满足：-1.5＜f1/f＜-0.5，0.5＜f2/f＜1.5，0.5＜f3/f＜1.5。


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【专利技术属性】
技术研发人员：冯科，罗杰，黄杰，苏传楷，
申请(专利权)人：福建福光天瞳光学有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35