准直镜头及投影模组制造技术

本发明专利技术提供了一种准直镜头及投影模组，设定激光发射器端为物侧，被测物体端为像侧，沿光轴从物侧到像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜，具有负光焦度的第二透镜，具有正光焦度的第三透镜和光阑。第一透镜的物侧面为凸面；第二透镜的物侧面为凹面；第三透镜的物侧面为凸面或近平面且像侧面为凸面；光阑位于第三透镜与被测物体之间。第一透镜、第二透镜、第三透镜均为塑胶材质；准直镜头满足以下条件式：(dn/dt)1

【技术实现步骤摘要】
准直镜头及投影模组
本专利技术涉及摄像镜头
，特别是涉及一种准直镜头及投影模组。
技术介绍
随着智能手机的快速发展，手机的摄像功能也不断涌现出创新的技术，比如苹果公司主推的3D成像技术，这种基于3D结构光的光学感测技术，可用于人脸、手势辨识，强化照相功能，带来AR新应用，将光学图像从过去的二维向三维空间转换，从而带来更加真实、清晰的感知体验。3D结构光是指将特定的激光信息投射到物体表面后，由摄像头采集，根据物体造成的光信息的变化来计算物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间。这种把特定激光器表面的有特定立体角发射的阵列点光源投影到被测物体表面的准直镜头，是3D成像质量的一个关键环节。然而，在现有的智能手机中，随着使用环境下温度的变化，镜头焦距f发生较大变化，从而导致镜头投射光的角度发生明显变化，这会改变原有的光信息，从而导致整个系统的计算出现误差，影响三维物体的轮廓复原精度，同样还存在随着温度的变化，投影的像点变大的情况，这也会导致系统还原三维物体的清晰度下降，因此在随着使用环境温度变化的情况下，投射到被测物体的光信息的视场角和斑点的大小不发生较大的变化就显得尤为重要。此外，一般传统的准直镜头靠近激光发射器的第一透镜为模造玻璃镜片，这种模造玻璃镜片太小、生产加工难度大、良率低、不易量产，使生产成本大大提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种准直镜头及投影模组，以解决上述问题。本专利技术实施例通过以下技术方案来实现上述目的。第一方面，本专利技术提供一种准直镜头，设定激光发射器端为物侧，被测物体端为像侧，沿光轴从物侧到像侧依次包括：第一透镜，第二透镜，第三透镜和光阑。第一透镜具有正光焦度，且第一透镜的物侧面为凸面；第二透镜具有负光焦度，且第二透镜的物侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度，第三透镜的物侧面为凸面或近平面且像侧面为凸面；光阑位于第三透镜与被测物体之间。第一透镜、第二透镜、第三透镜均为塑胶材质；准直镜头满足以下条件式：(dn/dt)1<-50×10-6/℃；(dn/dt)2<-50×10-6/℃；(dn/dt)3<-50×10-6/℃；其中，(dn/dt)1表示第一透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数；(dn/dt)2表示第二透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数；(dn/dt)3表示第三透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数。第二方面，本专利技术还提供一种投影模组，本专利技术提供的投影模组包括上述准直镜头，投影模组还包括光源以及衍射光学元件，光源发射的光束经准直镜头汇聚并由衍射光学元件扩束后向外投射出结构化图案光束。相较于现有技术，本专利技术提供的准直镜头及投影模组明确限定了三个透镜的折射率随温度的变化率，用于合理地搭配镜片的热膨胀特性，从而实现焦距稳定且成本较低，并适用于不同的温度场合。本专利技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例提供的准直镜头的结构示意图；图2是本专利技术第一实施例中的准直镜头的场曲曲线图；图3是本专利技术第一实施例中的准直镜头的畸变曲线图；图4为本专利技术第一实施例中的准直镜头的像点大小及形状的示意图；图5是根据本专利技术第二实施例提供的准直镜头的结构示意图。图6是本专利技术第二实施例中的准直镜头的场曲曲线图；图7是本专利技术第二实施例中的准直镜头的畸变曲线图；图8为本专利技术第二实施例中的准直镜头的像点大小及形状的示意图；图9是根据本专利技术第三实施例提供的准直镜头的结构示意图。图10是本专利技术第三实施例中的准直镜头的场曲曲线图；图11是本专利技术第三实施例中的准直镜头的畸变曲线图；图12为本专利技术第三实施例中的准直镜头的像点大小及形状的示意图；图13是本本专利技术第四实施例提供的准直镜头的结构示意图。图14是本专利技术第四实施例中的准直镜头的场曲曲线图；图15是本专利技术第四实施例中的准直镜头的畸变曲线图；图16为本专利技术第四实施例中的准直镜头的像点大小及形状的示意图；图17为本专利技术第五实施例中提供的投影模组的结构示意图。主要元素符号说明第一透镜L1第二透镜L2第三透镜L3光阑ST光源60衍射光学元件50如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式为了便于更好地理解本专利技术，下面将结合相关实施例附图对本专利技术进行在一种实施方式中解释。附图中给出了本专利技术的实施例，但本专利技术并不仅限于上述的优选实施例。相反，提供这些实施例的目的是为了使本专利技术的公开面更加得充分。本专利技术提供的准直镜头，设定激光发射器端为物侧，被测物体端为像侧，沿光轴从物侧到像侧依次包括：第一透镜，第二透镜，第三透镜和光阑。第一透镜具有正光焦度，且第一透镜的物侧面为凸面；第二透镜具有负光焦度，且第二透镜的物侧面为凹面；第三透镜具有正光焦度，且第三透镜的物侧面为凸面或近平面且像侧面为凸面；光阑位于第三透镜与被测物体之间。第一透镜、第二透镜、第三透镜均为塑胶材质。第一透镜具有正光焦度，第一透镜的物侧面为凸面，借此汇聚来自激光器的远心光束，且搭配第一透镜提供足够的正光焦度，可有效地控制光学透镜组的整体体积。第二透镜具有负光焦度，第二透镜的物侧面为凹面，可有效地调和第一透镜所产生的像差，亦能控制工作波段的聚焦能力。第三透镜具有正光焦度，第三透镜的像侧面为凸面，可以有效修正光学透镜的像差，可有效地控制光线的出射角度。第一透镜、第二透镜及第三透镜的物侧面及像侧面皆为非球面，也即第一透镜、第二透镜及第三透镜的物侧面及像侧面是制作成球面以外的形状，借此可以获得较多的控制变数，以削减像差。第一透镜、第二透镜和第三透镜均采用塑胶材质，借以有效降低生产成本。本实施方式提供的准直镜头满足以下条件式：(dn/dt)1<-30×10-6/℃；(dn/dt)2<-30×10-6/℃；(dn/dt)3<-30×10-6/℃；其中，(dn/dt)1表示第一透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数；(dn/dt)2表示第二透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数；(dn/dt)3表示第三透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数。此条件限制了第一透镜、第二透镜和第三透镜的折射率随温度的变化率，主要用于合理的搭配镜片的热膨胀，保证在不同温度下镜头焦距的稳定性。在一种实施方式中，本专利技术提供的准直镜头满足条件式：4<f/r1<7；其中，f表示准直镜头的系统焦距，r1表示第一透镜物侧面的曲率半径。此条件限制了第一透镜物侧面的形状，有利于镜片的加工制造，同时可以降低公差敏感度。在一种实施方式中，本专利技术提供的准直镜头满足条件式：-0.7<r1/r6<0；其中，r1表示第一透镜物侧面的曲率半径，r6表示第三透镜像侧面的曲率半径。此条件限制了第一透镜物侧面与第三透镜像侧面的朝向相反，主要用于将经过第三透镜的光线会聚于成像面上，同时减少准直镜头的像差。在一种实施方式中，本专利技术提供的准直镜头满足条件式：-1＜f2/f1＜0；其中，f2表示第二透镜的焦距，f1表示第一透镜的焦距。此条件限制了第一透镜与第二透镜的配比，可以有效减少准直镜头的像差。在一种实施方式中，本专利技术提供的准直镜头满足条件式：0<CT2/CT1<1；其中，CT1表示第一透镜的中心厚度，CT2表示第二透镜的中心厚度。此条件限制了第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准直镜头，其特征在于，设定激光发射器端为物侧，被测物体端为像侧，沿光轴从所述物侧到所述像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面；具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面或近平面，像侧面为凸面；光阑，所述光阑位于所述第三透镜与所述被测物体之间；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜均为塑胶材质；所述准直镜头满足以下条件式：(dn/dt)1

【技术特征摘要】
1.一种准直镜头，其特征在于，设定激光发射器端为物侧，被测物体端为像侧，沿光轴从所述物侧到所述像侧依次包括：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面；具有负光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凸面或近平面，像侧面为凸面；光阑，所述光阑位于所述第三透镜与所述被测物体之间；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜均为塑胶材质；所述准直镜头满足以下条件式：(dn/dt)1<-30×10-6/℃；(dn/dt)2<-30×10-6/℃；(dn/dt)3<-30×10-6/℃；其中，(dn/dt)1表示所述第一透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数；(dn/dt)2表示所述第二透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数；(dn/dt)3表示所述第三透镜在0～60℃范围内的折射率温度系数。2.如权利要求1所述的准直镜头，其特征在于，所述准直镜头满足条件式：4<f/r1<7；其中，f表示所述准直镜头的系统焦距，r1表示所述第一透镜物侧面的曲率半径。3.如权利要求1所述的准直镜头，其特征在于，所述准直镜头满足条件式：-0.7<r1/r6<0；其中，r1表示所述第一透镜物侧面的曲率半径，r6表示所述第三透镜像侧面的曲率半径。4.如权利要求1所述的准直镜头，其特征在于，所述准直镜头满足条件式：-1＜f2/f1＜0；其中，f2表示所述第二透镜的焦距，f1表示所述第一透镜的焦距。5.如权利要求1所述的准直镜头，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绪明，曾昊杰，曾吉勇，
申请(专利权)人：江西联益光学有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36