一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統及攝像設備技術方案

本發明專利技術涉及光學成像技術領域，尤其涉及一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統及攝像設備，該光學系統包括沿物側到像側的方向排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡，通過合理的使用玻璃膠合鏡片及限定每個透鏡的光焦度，有效減少了整個透鏡系統的球差、慧差、象散、場曲、位置色差、倍率色差，設計采用低色散材料，優化了物體邊緣的紫邊效果，更好的還原真實景象，小畸變同時使整個光學系統具有熱補償效果，在高溫85℃、低溫

【技術實現步驟摘要】
一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統及攝像設備


[0001]本專利技術涉及光學成像
，具體為一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統及攝像設備。

技術介紹

[0002]現如今，傳統老式人工割草機逐漸被新型智能割草機所取代，智能割草機無須人為直接控制和操作，節省了人工成本，且有效率更高、功耗小等優勢，現有的智能割草機一般通過隨機碰撞的方式在區域內割草，或以GPS定位根據預定設置好的路線進行割草，但以上兩種方式均不能依據真實的草坪環境來進行割草，會存在重復割草導致割草效率低、路線沒有規劃好導致有漏割的情況。想要依據真實的草坪環境來進行割草作業的話，最好是配備圖像采集光學系統及攝像設備，通過采集草坪周圍的環境情況，來更好地輔助芯片進行識別分析，從而規劃好合理的割草路線，這樣割草時就不會出現漏割、重復割草的情況。而現有的割草機圖像采集光學系統及攝像設備中，普遍存在全像高偏小，匹配不了大靶面；畸變大，邊緣圖像會產生形變；在夜間或者亮度低的情況下，采集到的圖像不夠清晰；極端環境條件下，高低溫熱漂移穩定能力差；邊緣紫邊較嚴重的問題。

技術實現思路

[0003]針對現有技術中存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統及攝像設備，該種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統及攝像設備兼顧了日夜共焦、4K高清、大靶面、小畸變、紫邊優化及熱漂移穩定的優點。
[0004]本專利技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統，包括沿物側到像側的方向排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第一膠合透鏡組、第二膠合透鏡組、第三膠合透鏡組和第十一透鏡；所述第一透鏡為光焦度為正的彎月型玻璃透鏡；所述第二透鏡為光焦度為負的彎月型玻璃透鏡；所述第三透鏡為光焦度為負的彎月型玻璃透鏡；所述第四透鏡為光焦度為正的凹凸型玻璃透鏡；所述第一膠合透鏡組為光焦度為正的一組玻璃透鏡；所述第二膠合透鏡組為光焦度為負的一組玻璃透鏡；所述第三膠合透鏡組為光焦度為正的一組玻璃透鏡；所述第十一透鏡為光焦度為負的雙凹型玻璃透鏡。
[0005]在一些實施例中，所述第一膠合透鏡組包括第五透鏡和第六透鏡，其中所述第五透鏡為光焦度為正的彎月型玻璃透鏡，所述第六透鏡為光焦度為正的雙凸型玻璃透鏡；所述第二膠合透鏡組包括第七透鏡和第八透鏡，其中所述第七透鏡為光焦度為負的雙凹型玻璃透鏡，所述第八透鏡為光焦度為正的雙凸型玻璃透鏡；所述第三膠合透鏡組包括第九透鏡和第十透鏡，其中所述第九透鏡為光焦度為正的彎月型玻璃透鏡，所述第十透鏡為光焦度為負的雙凸型玻璃透鏡。
[0006]在一些實施例中，所述第一透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為微凹面；所述第二透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為凹面；所述第三透鏡朝向物側
的一面為凸面，朝向像側的一面為凹面；所述第四透鏡朝向物側的一面為微凸面，朝向像側的一面為微凹面；所述第五透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為凹面；所述第六透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為凸面；所述第七透鏡朝向物側的一面為大凹面，朝向像側的一面為小凹面；所述第八透鏡朝向物側的一面為小凸面，朝向像側的一面為大凸面；所述第九透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為凹面；所述第十透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為微凸面；所述第十一透鏡朝向物側的一面為微凹面，朝向像側的一面為凹面。
[0007]在一些實施例中，所述第三透鏡和第十一透鏡的折射率均等于1.50，阿貝系數均大于78且小于85。
[0008]在一些實施例中，所述第八透鏡和第十透鏡的折射率均等于1.59，阿貝系數均大于65且小于71。
[0009]在一些實施例中，所述第二透鏡和第七透鏡的有效焦距絕對值均大于6且小于11。
[0010]在一些實施例中，所述光學系統的相對孔徑為F2.0。
[0011]在一些實施例中，所述光學系統的有效焦距f滿足如下條件：4.9mm≤f≤5.6mm。
[0012]一種攝像設備，其采用上述任意一項實施例中所述的日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統。
[0013]綜上所述，本專利技術具有以下有益效果：
[0014]該種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統及攝像設備，通過玻璃膠合鏡片有效減少了整個透鏡系統的球差、慧差、象散、場曲、位置色差、倍率色差，提高了最終的成像質量和色差校正，滿足4K高清應用，設計采用低色散鏡片材料，優化了物體邊緣的紫邊效果，更好的還原真實景象，同時使整個光學系統具有熱補償效果，在高溫85℃、低溫
?
40℃時熱漂移穩定，保證了在外界環境下高低溫變化時解析力不變的要求，光圈達到F2.0，能吸收更多的光線，且自帶紅外共焦功能，滿足自動割草機在夜間較暗的環境下使用，焦距長達5.16mm，全像高能夠達到9.43mm，可以拍攝更遠的景物，匹配1/1.9”大靶面芯片，光學畸變小，總體畸變控制在
?
7％以內，不會使畫面邊緣產生變形。
附圖說明
[0015]圖1為本專利技術實施例的透鏡示意圖；
[0016]圖2為本專利技術實施例的20℃時125lp/mmMTF解析圖；
[0017]圖3為本專利技術實施例的20℃時125lp/mm離焦曲線圖；
[0018]圖4為本專利技術實施例的85℃時125lp/mm離焦曲線圖；
[0019]圖5為本專利技術實施例的
?
40℃時125lp/mm離焦曲線圖；
[0020]圖6為本專利技術實施例的場曲圖；
[0021]圖7為本專利技術實施例的光學畸變圖。
[0022]圖中：E1、第一透鏡；E2、第二透鏡；E3、第三透鏡；E4、第四透鏡；E5、第五透鏡；E6、第六透鏡；E7、第七透鏡；E8、第八透鏡；E9、第九透鏡；E10、第十透鏡；E11、第十一透鏡。
具體實施方式
[0023]以下內容將舉出本專利技術實施例光學系統的一個實施例。需要注意的是，下述表中
所列的數據為本專利技術的優選數據，并非用以限定本專利技術，任何本領域技術人員在參照本專利技術之后，當可對其參數或設定作適當的變動，其仍應屬于本專利技術的范疇內。
[0024]透鏡組的各項參數依次列于表一中：
[0025][0026][0027]表一
[0028]非球面系數見表二：
[0029]SURFACE:19K＝1130.993558723E4＝
?
0.002203107542281E6＝0.00002176967313163R1＝152.700146235346
?
SURFACE:20K＝
?
4.634957019301E4＝
?
0.0007240685673266E6＝0.00003857252319936R2＝16.6075303856547
[0030]表二
[0031]非球面系數滿足如下方程：
[0032][0033本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統，其特征在于：包括沿物側到像側的方向排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第一膠合透鏡組、第二膠合透鏡組、第三膠合透鏡組和第十一透鏡；所述第一透鏡為光焦度為正的彎月型玻璃透鏡；所述第二透鏡為光焦度為負的彎月型玻璃透鏡；所述第三透鏡為光焦度為負的彎月型玻璃透鏡；所述第四透鏡為光焦度為正的凹凸型玻璃透鏡；所述第一膠合透鏡組為光焦度為正的一組玻璃透鏡；所述第二膠合透鏡組為光焦度為負的一組玻璃透鏡；所述第三膠合透鏡組為光焦度為正的一組玻璃透鏡；所述第十一透鏡為光焦度為負的雙凹型玻璃透鏡。2.根據權利要求1所述的一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統，其特征在于：所述第一膠合透鏡組包括第五透鏡和第六透鏡，其中所述第五透鏡為光焦度為正的彎月型玻璃透鏡，所述第六透鏡為光焦度為正的雙凸型玻璃透鏡；所述第二膠合透鏡組包括第七透鏡和第八透鏡，其中所述第七透鏡為光焦度為負的雙凹型玻璃透鏡，所述第八透鏡為光焦度為正的雙凸型玻璃透鏡；所述第三膠合透鏡組包括第九透鏡和第十透鏡，其中所述第九透鏡為光焦度為正的彎月型玻璃透鏡，所述第十透鏡為光焦度為負的雙凸型玻璃透鏡。3.根據權利要求2所述的一種日夜共焦的高清割草機圖像采集光學系統，其特征在于：所述第一透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為微凹面；所述第二透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為凹面；所述第三透鏡朝向物側的一面為凸面，朝向像側的一面為凹面；所述第四透鏡朝向物側的一面為微凸面，朝向像側的一面為微凹面；所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳強華，李維其，李純甲，
申請(專利權)人：江西特萊斯光學有限公司，
類型：發明
國別省市：