專(zhuān)利名稱(chēng)：一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的小體積、高分辨率、紅外共焦的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前車(chē)載、安防、視訊會(huì)議用的大視場(chǎng)或中等視場(chǎng)鏡頭普遍存在外形尺寸較大、分辨率低、夜視效果差等缺點(diǎn)。紅外共焦，是當(dāng)前車(chē)載、監(jiān)控系統(tǒng)的需要而提出的技術(shù)課題。它要求在可見(jiàn)光成像 對(duì)焦清晰后，切換至紅外波段工作時(shí)，無(wú)需調(diào)整像面位置，即可實(shí)現(xiàn)紅外清晰成像的效果。目前市場(chǎng)上的鏡頭為了提升某一方面的效果，卻犧牲了其他方面。比如為了實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)、紅外光共焦，就要犧牲可見(jiàn)光波段的解像力；再如，為了增大畫(huà)角，往往鏡頭體積就會(huì)變大，或提聞了成本。平衡上述缺點(diǎn)的鏡頭，是一個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)的過(guò)程，也是光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。現(xiàn)在市場(chǎng)上流行的車(chē)載、安防、視訊會(huì)議用的中等視場(chǎng)或大視場(chǎng)鏡頭，改善了分辨率卻提高了成本，且體積大。這在使用中造成了很大的不方便，不能滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)鏡頭的小體積、物美價(jià)廉的需求。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)。為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于包括從物方到像方依次設(shè)置的第一枚透鏡I、第二枚透鏡2、第三枚透鏡3、第四枚透鏡4、第五枚透鏡5和感光芯片6，在第二枚透鏡2和第三枚透鏡3之間設(shè)有光闌7，所述的第四枚透鏡和第五枚透鏡為膠合透鏡，所述的第一枚透鏡至第五枚透鏡的所有透鏡均為球面透鏡。如上所述的一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第一枚透鏡I和第五枚透鏡5的焦距為負(fù)，且第一枚透鏡為彎月型透鏡，其凹面朝向像方；所述第二枚透鏡2、第三枚透鏡3和第四枚透鏡4的焦距為正。如上所述的一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第四枚透鏡4和第五枚透鏡5所構(gòu)成的膠合透鏡的整體焦距為正。如上所述的一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于第一枚鏡采用高折射率、低色散的材料，第二枚透鏡采用高折射率、高色散的材料。如上所述的一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于在第五枚透鏡與感光芯片之間設(shè)有濾光片8。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)I、現(xiàn)有大視場(chǎng)或中等視場(chǎng)鏡頭的體積普遍較大，本發(fā)明的鏡頭體積小。
2、現(xiàn)有大視場(chǎng)或中等視場(chǎng)鏡頭的周邊分辨率低，本發(fā)明的鏡頭在整個(gè)畫(huà)面都能清晰成像，可見(jiàn)光波段的分辨率達(dá)到了 2M靜態(tài)照片，且畫(huà)角達(dá)到100度以上。3、現(xiàn)有的車(chē)載、安防鏡頭，為了提升紅外效果，或犧牲可見(jiàn)光波段的像質(zhì)，或者提高了成本，本發(fā)明在控制成本的情況下，實(shí)現(xiàn)了紅外共焦清晰成像，達(dá)到日夜兩用的功能。4、本系統(tǒng)采用全球面玻璃透鏡，光學(xué)性能穩(wěn)定性高、工藝簡(jiǎn)單、成本低。

圖I是本發(fā)明的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述 如圖I所示，一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，本光學(xué)系統(tǒng)由5枚以?xún)?nèi)的全球面玻璃透鏡構(gòu)成，本實(shí)施例中，由5枚全球面透鏡構(gòu)成。本光學(xué)系統(tǒng)包括有從物方到像方依次設(shè)置的第一枚透鏡I、第二枚透鏡2、第三枚透鏡3、第四枚透鏡4、第五枚透鏡5以及感光芯片6。在第二枚透鏡和第三枚透鏡之間設(shè)有光闌7。所述的第四枚透鏡4和第五枚透鏡5采用膠合工藝構(gòu)成的膠合透鏡。所述五枚透鏡均為球面透鏡，所述五枚透鏡的材質(zhì)均為玻璃。所述第一枚透鏡I和第五枚透鏡5的焦距為負(fù)，且第一枚透鏡為彎向像面的彎月負(fù)透鏡。所述第二枚透鏡2、第三枚透鏡3和第四枚透鏡4的焦距為正。所述由第四枚透鏡4和第五枚透鏡5膠合而成的膠合透鏡的整體焦距為正。采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明在可見(jiàn)光波段內(nèi)，分辨率達(dá)到了 200萬(wàn)像素；同時(shí)，在由可見(jiàn)波段切換至紅外波段工作時(shí)，即在峰值波長(zhǎng)為850nm的800nm-900nm紅外波段內(nèi)，不需要調(diào)整像面位置，在全視場(chǎng)內(nèi)可以清晰成像，實(shí)現(xiàn)了日夜兩用的功能。具體來(lái)說(shuō)，小體積主要通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)首先，第一枚透鏡采用彎向像面的彎月形負(fù)透鏡，起到了扭轉(zhuǎn)大畫(huà)角光線(xiàn)的作用，從第一枚透鏡出射的光線(xiàn)，進(jìn)入第二枚透鏡的入射角大幅減小。同時(shí)，把光闌設(shè)置于第二枚透鏡2與第三枚透鏡3之間的靠近鏡頭的中間位置，有效縮小了鏡頭的整體外形尺寸，使其適用于目前市場(chǎng)上主流的M12標(biāo)準(zhǔn)接口。其高分辨率主要通過(guò)以下途徑實(shí)現(xiàn)1、高效率的材料搭配，依據(jù)各個(gè)透鏡的正負(fù)，合理地分配折射率Nd、阿貝數(shù)Vd值，再依此選擇合適的材料。2、設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)提升中心分辨率的同時(shí)，充分重視周邊視場(chǎng)的像差校正，且設(shè)計(jì)的理論解像力適當(dāng)高于理論需要值。3、采用寬光譜設(shè)計(jì)，從而保證了圖像銳利度和色彩還原性。紅外共焦主要通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)1、設(shè)計(jì)階段，加入紅外波段，重視紅外光的像差校正；2、合理有效的選配透鏡的材料，第一枚透鏡I采用高折射率、低色散的材料，第二枚透鏡2采用高折射率、高色散的材料；3、可見(jiàn)波段、紅外波段平衡考慮的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)、紅外光使用同一個(gè)像面的共焦效果。在第五枚透鏡5后面設(shè)置有感光芯片6。同時(shí),在第五枚透鏡5與感光芯片6之間插入濾光片8，以濾掉設(shè)計(jì)波段外的雜光，并在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了濾光片8的襯底材料引入的色差，加以校正，實(shí)現(xiàn)最佳的成像效果。下面舉一個(gè)光學(xué)長(zhǎng)度為20mm、200萬(wàn)像素、紅外共焦的實(shí)際設(shè)計(jì)案例
I編號(hào)面類(lèi)型半徑厚度材料有效直徑
OBJ__#g__Infinity3000__AIR__
—I球面_15.881010.637~-LAF527. 75 一
—2球面_2.84. 783867~IR5.01一
—3球面_34.2793.284~-ZF7LA3.2一
—4球面_-52O. 3339913~IR2. 55 一
'光闌球面■InfinityO. 1383988~IR2.44 一
—6球面_11.9833.987~-LAF522.57 一
—7球面_-8. 520465一 O. I~IR3.6一
—8球面_ . 458I. 389~-LAFlOL3.86一
'9球面_-2.80.689~-ZF52A3.86一
—10球面_42.094643~IR3.94 一
'11球面_InfinityO. 3~94.47 一
'12球面_InfinityI. 193~IR4. 52一
像面球面Infinity4. 權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于包括從物方到像方依次設(shè)置的第一枚透鏡(I)、第二枚透鏡(2)、第三枚透鏡(3)、第四枚透鏡(4)、第五枚透鏡(5)和感光芯片(6)，在第二枚透鏡(2)和第三枚透鏡(3)之間設(shè)有光闌(7)，所述的第四枚透鏡和第五枚透鏡為膠合透鏡，所述的第一枚透鏡至第五枚透鏡的所有透鏡均為球面透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第一枚透鏡(I)和第五枚透鏡(5)的焦距為負(fù)，且第一枚透鏡為彎月型透鏡，其凹面朝向像方；所述第二枚透鏡(2)、第三枚透鏡(3)和第四枚透鏡(4)的焦距為正。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述第四枚透鏡(4)和第五枚透鏡(5)所構(gòu)成的膠合透鏡的整體焦距為正。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于第一枚鏡采用高折射率、低色散的材料，第二枚透鏡采用高折射率、高色散的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于在第五枚透鏡與感光芯片之間設(shè)有濾光片(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，包括從物方到像方依次設(shè)置的第一枚透鏡、第二枚透鏡、第三枚透鏡、第四枚透鏡、第五枚透鏡和感光芯片，在第二枚透鏡和第三枚透鏡之間設(shè)有光闌，所述的第四枚透鏡和第五枚透鏡為膠合透鏡，所述的第一枚透鏡至第五枚透鏡的所有透鏡均為球面透鏡。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供了一種應(yīng)用于車(chē)載、監(jiān)控、視訊會(huì)議系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G02B13/14GK102967921SQ20121044511
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者林合山, 鄒文鑌, 王曉, 龔俊強(qiáng) 申請(qǐng)人:中山聯(lián)合光電科技有限公司