大相对孔径零温漂车载光学系统及成像方法与流程

本发明涉及一种大相对孔径零温漂车载光学系统及成像方法。

背景技术：

镜头是车载摄像头的重要组成部分，目前车载镜头正处于高速发展的阶段，市场上各类车载镜头层出不穷，但大多数镜头存在通光量小、高低温离焦、照度低，畸变大等问题。这类镜头配合摄像机使用时，很难真正实现较高的分辨率。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种大相对孔径零温漂车载光学系统及成像方法，解决车载镜头通光量小、高低温离焦、照度低，畸变大等问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种大相对孔径零温漂车载光学系统，该光学检像系统沿光线自左向右方向依次设有前组a、光阑c、后组b，所述前组a包括依次设置的弯月负透镜a1、弯月负透镜a2、双凸正透镜a3，所述后组b包括依次弯月正透镜b1、双凸正透镜b2与弯月负透镜b3构成的胶合组。

进一步的，所述前组a与后组b之间的空气间隔为2.55mm，所述弯月负透镜a1与弯月负透镜a2之间的空气间隔为1.4mm，弯月负透镜a2与双凸正透镜a3之间的空气间隔为1.47mm，双凸正透镜a3与光阑c之间的空气间隔为1.15mm，光阑c与双凹负透镜b1之间的空气间隔为1.4mm，弯月正透镜b1与胶合组之间的空气间隔为0.1mm。

进一步的，该光学检像系统的焦距为f，其中，弯月负透镜a1、弯月负透镜a2、双凸正透镜a3、弯月正透镜b1、双凸正透镜b2、弯月负透镜b3的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6；其中与焦距f满足以下比例：-3.5<f1/f<-2.0，-3<f2/f<-2，2.9<f3/f<1.8，5<f4/f<2.5，2.5<f5/f<1，-3.5<f6/f<-2.1。

进一步的，弯月负透镜b3与ima像面之间设置平行平板。

一种大相对孔径零温漂车载光学系统的成像方法：光路顺序进入前组a、光阑c、后组b后进行成像。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，具有较大视场角，较大相对孔径，且畸变较小，在高温和低温环境下离焦量小，可保持正常的成像，该镜头可搭配300万像素的ccd或cmos芯片使用。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为光学系统示意图；

图2为本光学系统可见光mtf函数值；

图3为本光学系统低温-40度环境下的mtf值；

图4为本光学系统高温105度环境下的mtf值。

图中：

a-前组a；b-后组b；c-光阑c；d-ima；a1-弯月负透镜a1；a2-弯月负透镜a2；a3-双凸正透镜a3；b1-弯月正透镜b1；b2-双凸正透镜b2；b3-弯月负透镜b3。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1所示，一种大相对孔径零温漂车载光学系统，该光学检像系统沿光线自左向右方向依次设有前组a、光阑c、后组b，所述前组a包括依次设置的弯月负透镜a1、弯月负透镜a2、双凸正透镜a3，所述后组b包括依次弯月正透镜b1、双凸正透镜b2与弯月负透镜b3构成的胶合组。

在本实施例中，所述前组a与后组b之间的空气间隔为2.55mm，所述弯月负透镜a1与弯月负透镜a2之间的空气间隔为1.4mm，弯月负透镜a2与双凸正透镜a3之间的空气间隔为1.47mm，双凸正透镜a3与光阑c之间的空气间隔为1.15mm，光阑c与双凹负透镜b1之间的空气间隔为1.4mm，弯月正透镜b1与胶合组之间的空气间隔为0.1mm。

在本实施例中，该光学检像系统的焦距为f，其中，弯月负透镜a1、弯月负透镜a2、双凸正透镜a3、弯月正透镜b1、双凸正透镜b2、弯月负透镜b3的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6；其中与焦距f满足以下比例：-3.5<f1/f<-2.0，-3<f2/f<-2，2.9<f3/f<1.8，5<f4/f<2.5，2.5<f5/f<1，-3.5<f6/f<-2.1。

在本实施例中，弯月负透镜b3与ima像面之间设置平行平板。

一种大相对孔径零温漂车载光学系统的成像方法：光路顺序进入前组a、光阑c、后组b后进行成像。

在本实施例中，本发明采用六片式结构，合理分配了光焦度，采用前组三片，后组三片的结构，较好的平衡了各类像差，通过合理选择胶合片玻璃材料，校正了色差，通过对光线主光角的控制，实现了较高照度的要求，通过优化玻璃材料，使镜头在高温和低温的环境下都能正常成像。

本光学系统由六片全玻璃球面透镜组成，前组三片式结构用于压低光线，前组中正片采用较高折射率的材料，可有效降低高级像差，后组中采用胶合件，其中正片用的是阿贝数较高的材料，负片用的是阿贝数较低的材料，平衡了色差，通过镜片与镜片的温度补偿实现了光学热补偿；通过合理的光焦度分配，平衡了其他像差，降低了镜头的公差敏感度。

在本实施例中，各个镜片参数如下表：

此光学结构的具体性能参数为：焦距：effl=2.8mm；f数=1.8；视场角：2w≥100°；畸变：＜-8%；成像圆直径大于ф5；工作光谱范围：可见光成像；光学总长ttl≤16mm，光学后截距≥5mm；该镜头适用于300万像素高分辨率ccd或cmos摄像机。

由图2可以看出，该镜头具有较高的分辨率，满足300万像素cmos芯片的传函需求。

由图3、图4可知，该镜头在高温105度及低温-40度的环境下mtf衰减很小，基本实现了镜头的零温漂性能。

相比其他镜头，该镜头的具备以下优势：ttl短，结构紧凑，适用于车载镜头对于总长的要求；相对孔径较大，照度高，画面亮度表现好；高低温测试环境（-40度到105度）下，基本做到不离焦，成像质量不受温度影响；成本较低，采用六片式结构，选用的玻璃材料相对便宜；通过合理调整玻璃球面结构和距离，公差敏感度较好，易于装配和调试。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种大相对孔径零温漂车载光学系统及成像方法，该光学检像系统沿光线自左向右方向依次设有前组A、光阑C、后组B，所述前组A包括依次设置的弯月负透镜A1、弯月负透镜A2、双凸正透镜A3，所述后组B包括依次弯月正透镜B1、双凸正透镜B2与弯月负透镜B3构成的胶合组，本光学系统结构简单，设计合理，具有较大视场角，较大相对孔径，且畸变较小，在高温和低温环境下离焦量小，可保持正常的成像，该镜头可搭配300万像素的CCD或CMOS芯片使用。

技术研发人员：罗珂珂;冯科;杨明亮;王文敏
受保护的技术使用者：福建福光天瞳光学有限公司
技术研发日：2018.12.18
技术公布日：2019.03.26