智慧型汽车用高清晰近红外广角镜头光学系统技术方案

提供一种智慧型汽车用高清晰近红外广角镜头光学系统。近红外广角镜头光学系统从物侧到像侧沿光轴依次包括负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜、正光焦度的第三透镜、正光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜以及负光焦度的第六透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面且像侧面为凹面，所述第二透镜的物侧面为凸面且像侧面为凹面，所述第三透镜至所述第六透镜的像侧面为凸面，所述第三透镜至所述第六透镜均满足以下条件式，2<r/f，r为所述第三透镜至所述第六透镜中的任一个透镜的像侧面的球面半径，f为所述近红外广角镜头光学系统的焦距。由此，能够提供小型化、大视角且保证高成像品质的近红外广角镜头光学系统。质的近红外广角镜头光学系统。质的近红外广角镜头光学系统。

【技术实现步骤摘要】
智慧型汽车用高清晰近红外广角镜头光学系统


[0001]本公开涉及一种近红外广角镜头光学系统，尤其涉及一种智慧型汽车用高清晰近红外广角镜头光学系统。

技术介绍

[0002]TOF(Time of Flight：飞行时间)是如下一种技术：传感器发出经调制的近红外光并接收遇物体后反射的反射光，计算近红外光的发射和反射的时间差或相位差来获得被拍摄景物的距离从而产生深度信息，并且结合传统的相机拍摄来将物体的三维轮廓以用不同颜色代表不同距离的地形图的方式呈现出来。
[0003]TOF技术不易受外界光干扰从而能够在多种环境下工作，并且具有体积小巧、响应速度快、识别精度高、动态感测范围更宽等多重优势，因此TOF技术日渐成为深度传感的首选技术方案。因此，TOF技术近年来在智能手机、汽车、安防、医疗和工业等热门应用市场表现出了极佳的市场潜力。
[0004]在智慧型汽车的应用领域，TOF技术逐渐成为提升车辆安全性的关键技术。一方面，TOF镜头可充当汽车的“眼睛”，可识别前方的障碍物。另一方面，TOF镜头适用于座舱内部的驾驶者疲劳监测、手势识别、人脸识别等。
[0005]市场要求TOF镜头光学系统的视角大，成像品质高，还谋求成本降低、小型化等。现有技术提出了一种具有六个透镜的TOF镜头光学系统，该TOF镜头光学系统具有图1和图2所示的结构。
[0006]在图1中，L28是TOF镜头光学系统的最靠像侧的透镜的第2面，与传感器面S1相对。B1是带通滤波器，C1是传感器的保护玻璃。来自处于附图的左方向的被摄体的反射光的一部分被传感器的保护玻璃C1的表面反射，被L28的表面再次反射。由于L28是朝向传感器面凹的面，因此从保护玻璃C1向透镜面L28入射的反射光的方向被改变为画面的中心方向，成为影响更强的幻象光而导致错误信号。
[0007]在图2中，L29是TOF镜头光学系统的最靠像侧的透镜的第2面，与传感器面S2相对。C2是传感器的保护玻璃，图2中省略带通滤波器。来自处于附图的左方向的被摄体的反射光的一部分被对于反射光的入射方向而言呈凹面的透镜面L29会聚而形成强的反射光，入射到传感器面S2，成为影响更强的幻象光而导致错误信号。
[0008]因此，TOF镜头光学系统当从被摄体返回来的光线在透镜表面、带通滤波器、传感器的保护玻璃等的表面处发生不期望的反射时，形成错误的被摄体信息，从而导致自动驾驶、机器人控制等的误动作。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本公开提出了一种小型化、大视角且保证高成像品质的TOF镜头光学系统。
[0010]根据本公开的一方面，提供了一种近红外广角镜头光学系统，从物侧到像侧沿光
轴依次包括负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜、正光焦度的第三透镜、正光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜以及负光焦度的第六透镜，其中，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第三透镜至所述第六透镜的像侧面为凸面，所述第三透镜至所述第六透镜均满足以下条件式。
[0011]2<r/f，
[0012]r为所述第三透镜至所述第六透镜中的任一个透镜的像侧面的球面半径，f为所述近红外广角镜头光学系统的焦距。
[0013]根据本公开的近红外广角镜头光学系统，通过采用上述第一透镜～第六透镜的优化设计，能够使水平视角为90度以上，能够拥有更大的视角，另外，能够使光学总长小于或等于20mm，减少整体体积，符合产品的小型化的需求，另外，能够防止幻象光的产生，能够保证高质量图像的拍摄。
[0014]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0015]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
[0016]图1是用于说明现有技术的TOF镜头光学系统的问题的图。
[0017]图2是用于说明现有技术的TOF镜头光学系统的问题的图。
[0018]图3是本实施例的TOF镜头光学系统的透镜截面及光路图。
[0019]图4是表示本实施例的TOF镜头光学系统的MTF(调制传递函数)的示意图。
[0020]图5是表示本实施例的TOF镜头光学系统的离焦曲线图。
[0021]附图标记说明
[0022]1：TOF镜头光学系统；L1～L6：第一透镜～第六透镜；STO：光阑；BPF：带通滤光片；IMA：成像面。
具体实施方式
[0023]以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0024]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0025]另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段和元件未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
[0026]本实施方式所涉及的近红外广角镜头光学系统能够应用于智慧型汽车、智能监控、医疗看护、工业视觉等设备上，由于主要由6枚透镜构成而结构简单，通过采用不同透镜相互组合，具有良好的光学性能。
[0027]对本实施方式所涉及的近红外广角镜头光学系统的基本结构进行说明。
[0028]在基本结构中，从物侧到像侧沿光轴依次包括负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜、正光焦度的第三透镜、正光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜以及负光焦度的第六透镜。
[0029]本公开的专利技术人针对图1和图2进行了研究，获得了以下发现：在图1的TOF用透镜系统等将红外光投射到被摄体并且利用反射光进行探测的类型的透镜系统中，最靠像侧的透镜的像侧面设为朝向传感器面凹的形状是不合适的。并且，还获得了以下发现：不仅是光学系统的最靠像侧的透镜，光学系统的特别是从光阑起到像侧的透镜也可能产生同样的现象，因此这些透镜的朝向传感器面凹的像侧面、球面半径小的像侧面会导致有害的幻象光。
[0030]本公开的专利技术人基于上述发现，将近红外广角镜头光学系统的第一透镜至第六透镜设为以下结构。即，第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，第三透镜至第六透镜的像侧面为凸面。对于第三透镜至第六透镜中的任一个透镜而言，当将该透镜的像侧面的球面半径设为r、将近红外广角镜头光学系统的焦距设为f时，均满足以下条件式。
[0031]2<r/f
[0032]通过采用上述的第一透镜～第六透镜的结构设计，本实施方式所涉及的近红外广角镜头光学系统的水平视角为90度以上，能够拥有更大的视角。并且，本实施方式所涉及的近红外广角镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外广角镜头光学系统，其特征在于，从物侧到像侧沿光轴依次包括负光焦度的第一透镜、负光焦度的第二透镜、正光焦度的第三透镜、正光焦度的第四透镜、正光焦度的第五透镜以及负光焦度的第六透镜，其中，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面，所述第三透镜至所述第六透镜的像侧面为凸面，所述第三透镜至所述第六透镜均满足以下条件式，2<r/f，r为所述第三透镜至所述第六透镜中的任一个透镜的像侧面的球面半径，f为所述近红外广角镜头光学系统的焦距。2.根据权利要求1所述的近红外广角镜头光学系统，其特征在于，满足以下条件式，
‑
4.0<f1/f<
‑
2.0，
‑
6.0<f2/f<
‑
3.5，2.0<f3/f<4.0，2.0<f4/f<4.0，3.5<f5/f<6.0，
‑
6.0<f6/f<
‑
3.5，其中，f1为所述第一透镜的焦距，f2为所述第二透镜的焦距，f3为所述第三透镜的焦距，f4为所述第四透镜的焦距，f5为所述第五透镜的焦距，f6为所述第六透镜的焦距。3.根据权利要求1所述的近红外广角镜头光学系统，其特征在于，满足以下条件式，D12/R12<1.85，其中，D12为所述第一透镜的像侧面的有效口径，R12为所述第一透镜的像侧面的曲率半径。4.根据权利要求1所述的近红外广角镜头光学系统，其特征在于，所述第一透镜为弯月型透镜，所述第二透镜为弯月型透镜，所述第三透镜为双凸球面透镜，所述第四透镜为双凸球面透镜，所述第五透镜为双凸球面透镜，所述第六透镜为弯月型透镜。5.根据权利要求1所述的近红外广角镜头光学系统，其特征在于，满足以下条件式，D1>10mm，5mm<R11<15mm，2.0mm<R12<5.0mm，0.7mm<CT1<1.4mm，5.0mm<R21<15mm，3.0mm<R22<6.0mm，2.0mm<CT2<3.5mm，
15mm<R31<30mm，
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5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳妮，陈扬辉，若林央，
申请(专利权)人：深圳市伯森光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：