光学镜头制造技术

本发明专利技术提供一种光学镜头，其自物侧至像侧依序包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜以及一第四透镜，其中所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜和所述第四透镜的像侧表面和物侧表面均为非球面。这样，所述光学镜头能够被应用于诸如扫地机器人、激光雷达、手势识别设备等基于TOF技术的各类智能设备的光学传感器中，并满足其光学性能要求。并满足其光学性能要求。并满足其光学性能要求。

【技术实现步骤摘要】
光学镜头


[0001]本专利技术涉及光学系统，更具体地涉及用于TOF智能设备的广角光学镜头。

技术介绍

[0002]智能设备的多样化给当今社会带来了诸多便利，其研发也越来越受各界关注。在智能设备的传感器中，最重要的是对周边有效信号进行采集的光学传感器。并且，智能设备如基于TOF模块开发的深度感知设备(包括但不限于激光雷达、扫地机器人等)在趋于量产化、小型化以及民用化的方向发展。
[0003]目前，TOF测距技术(Time ofFlight,时间飞行法则)已广泛地被应用于诸如手势识别、扫地机器人以及激光雷达等各类智能设备的光学传感器中。在一些实际应用中，基于TOF测距技术的光学传感器用于对面深度信息进行探测，因此，在这些应用场景中，该光学传感器需要配备具有一定视场角的广角光学镜头，藉此来观测一定立体角范围内的环境深度特征信息。现有的光学镜头通常为基于线性TOF的光学镜头，难以满足应用需求。
[0004]进一步地，本领域技术人员应知晓，光学传感器主要根据感光芯片的感光能力并结合测距范围来设计光学镜头。然而，不同感光芯片的像素单元对应的接受光能量不同。因此，为保证在测试范围内的返回光能够在被感光芯片接收后将像素单元转化为有效像素，需要将该光学传感器的入瞳需尽可能地增大，以确保光学镜头的收光能力和通光量(即所述光学镜头应配置为广角光学镜头)。另外，考虑到深度信息的解读精度，该广角光学镜头的角分辨率应达到应用需求。然而，现有的光学成像系统的优化方式难以满足上述需求。
[0005]此外，相较于现有的基于线性TOF的光学镜头，基于TOF测距的广角光学镜头在同样的水平测试角度下，对应的系统最大信息接收角度明显更大。同时，为保证没有暗角且平衡畸变关系，基于TOF测距的广角光学镜头的设计要求更高，更加难以满足应用需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种光学镜头，其中，所述光学镜头能够应用于诸如扫地机器人、激光雷达等基于TOF技术的各类智能设备的光学传感器中，以用于对面深度信息进行探测。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种光学镜头，其能够平衡畸变与相对照度的关系，并趋于优化的系统平衡点，并提高系统的相对照度。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种光学镜头，其能够扩大视场，减轻大视场光斑的慧差，提高大视场的光斑集中度，缩小光斑尺寸，以更好地匹配芯片的CRA 角度需求，保证整个视场下所有的信号光都能够有效地被接收并感知，提高所述广角光学镜头的工作性能。
[0009]本专利技术的另一个目的在于提供一种光学镜头，其中所述广角光学镜头的各个透镜的面型能够在合理范围内被调整，保证加工可行性，同时更科学地修正光线波前差，有效矫正场曲和像散，使得各镜片之间的镜面配合更加协调，以降低公差敏感性。
[0010]本专利技术的另一个目的在于提供一种光学镜头，其中各视场的通光量能够被预设调整，以降低边缘光线产生的像差的同时维持无渐晕情况下的相对照度。
[0011]本专利技术的另一个目的在于提供一种光学镜头，其中所述广角光学镜头的各个镜片之间均具有一定间距，以避免粘合透镜所产生的问题。
[0012]本专利技术的另一个目的在于提供一种光学镜头，其能够控制光线走向，提供一定的光线角度，以补偿负光角度。
[0013]本专利技术的另一个目的在于提供一种光学镜头，其能够平衡系统屈光度配置，平衡系统畸变和像差。
[0014]本专利技术的另一个目的在于提供一种光学镜头，其结构简单，参数配置优良，满足对TOF深度信息的解读精度的需求。
[0015]依本专利技术的一个方面，提供一种光学镜头，其包括：
[0016]一具有负光焦度的第一透镜；
[0017]一具有正光焦度的第二透镜；
[0018]一具有正光焦度的第三透镜；以及
[0019]一具有正光焦度的第四透镜，其中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜和所述第四透镜设定形成光轴，其中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜和所述第四透镜的像侧表面和物侧表面均为非球面。
[0020]在一些实施例中，所述第一透镜的焦距f1，所述第二透镜的焦距f2和所述第三透镜的焦距f3，满足：12<|(f2+f3)/f|<17.5；以及，0.4<|(f1+f3)/f|<0.6。
[0021]在一些实施例中，所述光学镜头进一步包括设于所述第二透镜和所述第三透镜之间的光阑。
[0022]在一些实施例中，所述第一透镜的有效口径D1和所述光阑的口径DS，满足：4<D1/DS<5.5。
[0023]在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜中任意两相邻者之间具有一定的间距。
[0024]在一些实施例中，所述第一透镜由塑料材料制成。
[0025]在一些实施例中，所述第二透镜的物侧表面靠近光轴的区域为凸面，以及，所述第二透镜的像侧表面靠近光轴的区域为凹面。
[0026]在一些实施例中，所述第三透镜的物侧表面靠近光轴的区域为凸面或者凹面，其中所述第三透镜的像侧表面靠近光轴的区域为凸面。
[0027]在一些实施例中，所述第四透镜的物侧表面靠近光轴的区域为凸面，其中所述第四透镜的像侧表面靠近光轴的区域为凸面。
[0028]通过对随后的描述和附图的理解，本申请进一步的目的和优势将得以充分体现。
[0029]本申请的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
[0030]图1是根据本专利技术的一个优选实施例的第一实施例的光学镜头的结构示意图。
[0031]图2是根据本专利技术的上述优选实施例的第一实施例的光学镜头的相对照度图。
[0032]图3是根据本专利技术的上述优选实施例的第一实施例的光学镜头的像散图。
[0033]图4是根据本专利技术的上述优选实施例的第一实施例的光学镜头的畸变图。
[0034]图5是根据本专利技术的上述优选实施例的第二实施例的光学镜头的结构示意图。
[0035]图6是根据本专利技术的上述优选实施例的第二实施例的光学镜头的相对照度图。
[0036]图7是根据本专利技术的上述优选实施例的第二实施例的光学镜头的像散图。
[0037]图8是根据本专利技术的上述优选实施例的第二实施例的光学镜头的畸变图。
[0038]图9是根据本专利技术的上述优选实施例的第三实施例的光学镜头的结构示意图。
[0039]图10是根据本专利技术的上述优选实施例的第三实施例的光学镜头的相对照度图。
[0040]图11是根据本专利技术的上述优选实施例的第三实施例的光学镜头的像散图。
[0041]图12是根据本专利技术的上述优选实施例的第三实施例的光学镜头的畸变图。
[0042]图13是根据本专利技术的上述优选实施例的第四实施例的光学镜头的结构示意图。
[0043]图14是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学镜头，其特征在于，自物侧至像侧依序包括：一具有负光焦度的第一透镜；一具有正光焦度的第二透镜；一具有正光焦度的第三透镜；以及一具有正光焦度的第四透镜，其中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜和所述第四透镜设定形成光轴，其中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜和所述第四透镜的像侧表面和物侧表面均为非球面。2.根据权利要求1所述的光学镜头，其中，所述光学镜头的焦距f和所述第二透镜的焦距f2，满足：10<|f2/f|<15。3.根据权利要求2所述的光学镜头，其中，所述第一透镜的焦距f1，所述第二透镜的焦距f2和所述第三透镜的焦距f3，满足：12<|(f2+f3)/f|<17.5；以及0.4<|(f1+f3)/f|<0.6。4.根据权利要求1所述的光学镜头，其中，所述第三透镜的像侧表面的最大矢高z7，满足：2<|f/z7|<4.5。5.根据权利要求4所述的光学镜头，其中，所述第四透镜的像侧表...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘冰玉，杜佳玮，
申请(专利权)人：余姚舜宇智能光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：