一种透镜系统、成像模组及深度相机技术方案

本实用新型专利技术公开一种透镜系统、成像模组及深度相机，包括：沿光束入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；其中，所述第一透镜和所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，而所述第一透镜和所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；所述第二透镜的物侧面在近光轴处为凹面，而像侧面在近光轴处为凸面；所述第一透镜和所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度。本实用新型专利技术可实现大光圈的畸变补偿，解决成像模组散斑密度不均匀的问题，在保证结构紧凑的同时可获得好的成像质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种透镜系统、成像模组及深度相机


[0001]本技术涉及光学及电子
，具体涉及一种透镜系统、成像模组及深度相机。

技术介绍

[0002]近年来，随着消费级3D成像电子设备，如：结构光相机、TOF深度相机的发展，光学透镜越来越广泛地被应用。
[0003]在TOF深度相机中，投射模组的光源发出的光经过透镜系统、衍射光学元件(DOE)后向目标视场投射出散斑图案，经反射回被成像模组接收，成像模组接收散斑图案以生成含有目标物体深度信息的深度图像。对于散斑光源，由于图像散斑视场角(FOV)覆盖区域是由DOE对中心散斑区块进行复制扩展而得，因此，当散斑区域视场角增大时，会产生严重的畸变现象，导致成像模组接收端中心的散斑密集，而边角的散斑稀疏，最终影响深度图像的均匀性，导致深度图像的均匀性较差。
[0004]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种透镜系统、成像模组及深度相机，以解决上述
技术介绍
问题中的至少一种问题。
[0006]本技术为达上述目的提出以下技术方案：
[0007]一种透镜系统，包括：沿光束入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；其中，所述第一透镜和所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，而所述第一透镜和所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；所述第二透镜的物侧面在近光轴处为凹面，而像侧面在近光轴处为凸面；所述第一透镜和所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度。
[0008]在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜满足如下条件：
[0009]0<f1/f2<5；
[0010]‑
1<f2/f3<0；
[0011]‑
1<f
12
/f3<0；
[0012]0<f1/f
23
<3；
[0013]1.52<N
d
<1.95；
[0014]0<f/TL<1；
[0015]其中，f为透镜系统的有效焦距；f1为所述第一透镜的有效焦距；f2为所述第二透镜的有效焦距；f3为所述第三透镜的有效焦距；f
12
为所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距；f
23
为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距；N
d
为透镜材料对于D光的折射率；TL为
光轴上第一透镜的物侧面至像侧面的距离。
[0016]在一些实施例中，还包括有孔径光阑，所述孔径光阑设置在任意两个相邻的透镜之间；或者，设置在所述第一透镜的物侧面。
[0017]在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜构成的透镜组的光圈值满足：Fno<1.6。
[0018]在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜为塑料透镜。
[0019]在一些实施例中，所述第三透镜为玻璃透镜。
[0020]本技术实施例另一技术方案为：
[0021]一种成像模组，包括：图像传感器、过滤单元以及接收光学元件；其中，所述接收光学元件用于接收由目标物体反射回的至少部分散斑图案并将所述至少部分散斑图案引导至所述图像传感器上；所述接收光学元件包括有前述任意实施例技术方案所述的透镜系统。
[0022]在一些实施例中，所述过滤单元为红外滤光片，以用于滤除背景光或杂散光。
[0023]本技术实施例又一技术方案为：
[0024]一种深度相机，包括有前述实施例技术方案所述的成像模组、投影模组、处理器以及基底；其中，所述投影模组、所述成像模组以预设的基线距离安装在所述基底上。
[0025]在一些实施例中，所述投影模组包括由一个或多个激光器构成的光源，以用于向目标空间中投射经编码的散斑图案；所述成像模组采集经目标物体反射回的所述散斑图案中的光子并输出光子信号；所述处理器同步所述投影模组与所述成像模组的触发信号以计算光子从发射到反射回被接收所需要的飞行时间，获得所述目标物体的深度信息。
[0026]本技术技术方案的有益效果是：
[0027]相较于现有技术，本技术透镜系统、成像模组及深度相机可实现大光圈的畸变补偿，解决了成像模组散斑密度不均匀的问题，在保证结构紧凑的同时可获得好的成像质量。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本技术一实施例的深度相机的原理框图；
[0030]图2是本技术另一实施例透镜系统的结构示意图；
[0031]图3是本技术另一实施例透镜系统的光路结构示意图。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应
当属于本技术保护的范围。
[0033]需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0034]另需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透镜系统，其特征在于：包括沿光束入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜；其中，所述第一透镜和所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凸面，而所述第一透镜和所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面；所述第二透镜的物侧面在近光轴处为凹面，而像侧面在近光轴处为凸面；所述第一透镜和所述第二透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度。2.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于：所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜满足如下条件：0<f1/f2<5；
‑
1<f2/f3<0；
‑
1<f
12
/f3<0；0<f1/f
23
<3；1.52<N
d
<1.95；0<f/TL<1；其中，f为透镜系统的有效焦距；f1为所述第一透镜的有效焦距；f2为所述第二透镜的有效焦距；f3为所述第三透镜的有效焦距；f
12
为所述第一透镜和所述第二透镜的组合焦距；f
23
为所述第二透镜和所述第三透镜的组合焦距；N
d
为透镜材料对于D光的折射率；TL为光轴上第一透镜的物侧面至像侧面的距离。3.如权利要求1所述的透镜系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凡凡，孙飞，吴俐权，武万多，张太永，王兆民，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：