光学感测系统技术方案

本公开的实施例提供一种光学感测系统，其沿光线传输方向依次包括透镜、介质、以及光学传感器：所述透镜，被配置为对入射到其入光面的入射光线进行折射，所述入射光线被折射为折射光线，所述透镜的入光面位于所述透镜的第一侧，其中，所述入射光线为长波长的不可见光；所述介质，布置在所述透镜的第二侧，并且被配置为在所述透镜和所述介质的界面处对所述折射光线进行折射，折射后的光线在所述介质中传播，并在所述介质和所述光学传感器的界面处被折射为出射光线，所述透镜位于所述介质的第一侧；以及所述光学传感器，布置在所述介质的第二侧，被配置为接收所述出射光线，并且基于所述出射光线产生光学感测信号。述出射光线产生光学感测信号。述出射光线产生光学感测信号。

【技术实现步骤摘要】
光学感测系统


[0001]本公开涉及光学感测
，更具体地，涉及光学镜头和光学感测系统。

技术介绍

[0002]飞行时间(Time Of Flight，TOF)探测技术是指通过探测红外光脉冲的飞行(往返)时间实现目标物体定位的一种技术，由于该技术具备抗干扰性强、每秒传输帧数刷新率高等特性，在人脸识别、立体成像、体感交互等方面具有独特的优势。
[0003]随着TOF探测技术的飞速发展，TOF光学镜头在智能手机、平板电脑、电子阅读器等电子设备中的应用也越来越广泛，业界对TOF光学镜头的要求也越来越高。一方面，随着电子产品的超高清以及轻薄短小化趋势，要求配置在电子产品上的TOF光学镜头具有体积小的特点；另一方面，由于TOF探测技术最标志性的功能是测量景深等数据信息，因此要求TOF光学镜头具有广视角等特点，以满足对更大的场景范围进行探测的需求。
[0004]然而，现有的TOF光学镜头大多采用玻璃透镜，玻璃的折射率较低，导致TOF光学镜头的视场角较小，光学传感器经由光学镜头接收的光线范围小，捕获场景信息少。且目前针对扩大光学镜头视场角的研究，大多集中在如何设计玻璃透镜组以扩大光学镜头的视场角，但采用复杂的玻璃透镜组将导致光学镜头体积、重量增大。因此，需要一种能够接收特定波段光，结构简单并且具有较大的视场角的光学镜头，以捕获更大角度的场景信息，满足对更大的场景范围进行探测的需求。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本公开通过在光学镜头中设置透镜，并在透镜后填充或形成折射率小于等于透镜的介质，从而扩大了接收特定波段光的光学镜头的视场角，能够捕获更大角度的场景信息，满足对更大的场景范围进行探测的需求。
[0006]本公开的实施例提供了一种光学镜头，其沿光线传输方向依次包括：透镜，被配置为对入射到其入光面的入射光线进行折射，所述入射光线被折射为折射光线，所述透镜的入光面位于所述透镜的第一侧，其中，所述入射光线为长波长的不可见光；以及介质，布置在所述透镜的第二侧，并且被配置为在所述透镜和所述介质的界面处对所述折射光线进行折射，其中，所述透镜的折射率大于等于所述介质的折射率，并且所述介质的折射率大于空气的折射率。
[0007]根据本公开实施例，所述光学镜头还包括：至少一个滤光层，其中，每个滤光层位于所述透镜和所述介质之间、或位于所述介质远离所述透镜的一侧、或位于所述透镜远离所述介质的一侧。
[0008]本公开的实施例还提供了一种光学感测系统，沿光线传输方向依次包括透镜、介质、以及光学传感器：所述透镜，被配置为对入射到其入光面的入射光线进行折射，所述入射光线被折射为折射光线，所述透镜的入光面位于所述透镜的第一侧，其中，所述入射光线为长波长的不可见光；所述介质，布置在所述透镜的第二侧，并且被配置为在所述透镜和所
述介质的界面处对所述折射光线进行折射，折射后的光线在所述介质中传播，并在所述介质和所述光学传感器的界面处被折射为出射光线，所述透镜位于所述介质的第一侧；以及所述光学传感器，布置在所述介质的第二侧，被配置为接收所述出射光线，并且基于所述出射光线产生光学感测信号。
[0009]根据本公开实施例，所述透镜的折射率大于等于所述介质的折射率，并且所述介质的折射率大于空气的折射率。
[0010]根据本公开实施例，所述光学感测系统还包括：至少一个滤光层，其中，每个滤光层位于所述透镜和所述介质之间、或位于所述介质远离所述透镜的一侧、或位于所述透镜远离所述介质的一侧。
[0011]根据本公开实施例，在所述光学感测系统中，所述透镜与所述光学传感器共轴。
[0012]根据本公开实施例，所述透镜为正透镜。
[0013]根据本公开实施例，所述正透镜为菲涅尔透镜。
[0014]根据本公开实施例，所述透镜的第一侧为凸面和/或具有台阶结构，且所述透镜的第二侧为平面且与所述介质的第一侧贴合。
[0015]根据本公开实施例，所述透镜的折射率大于第一值。
[0016]根据本公开实施例，所述不可见光为波长大于1微米的光，所述透镜对所述不可见光的穿透率高于第二值，所述光学传感器为红外光传感器。
[0017]根据本公开实施例，所述光学镜头的视场角大于第三值。
[0018]根据本公开实施例，所述第一值为3.5，所述第二值为55％，所述第三值为60度。
[0019]根据本公开实施例，所述透镜为以下任一种：硅透镜、锗透镜、磷化镓透镜、磷化铟透镜、硫化铅透镜。
[0020]根据本公开实施例，所述介质包括：第一介质和第二介质；所述第一介质位于所述透镜和所述第二介质之间，被配置为在所述透镜和所述第一介质的界面处对所述折射光线进行折射，所述折射光线被折射为第一透射光线并传播至所述第一介质和所述第二介质的界面处；以及所述第二介质位于所述第一介质和所述光学传感器之间，被配置为在所述第一介质和所述第二介质的界面处对所述第一透射光线进行折射，所述第一透射光线被折射为第二透射光线并传播至所述第二介质的出光面处，并且所述第二透射光线在所述第二介质的出光面处被折射为出射光线。
[0021]根据本公开实施例，所述第一介质的折射率大于所述第二介质的折射率，且所述第二介质的折射率大于等于空气的折射率。
[0022]根据本公开实施例，所述第一介质为固体介质，所述第二介质为固体、液体或气体介质。
[0023]根据本公开实施例，所述介质为固体、液体或气体介质。
[0024]通过本公开的光学镜头和光学感测系统，能够扩大接收特定波段光的光学镜头的视场角，捕获更大角度的场景信息，满足对更大的场景范围进行探测的需求。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本公开的实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些示例性实
施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本技术的主旨。
[0026]图1A和图1B示出了根据本公开实施例的光学镜头结构的示意图；
[0027]图2A示出了根据本公开实施例的光学镜头中出射光线的出射位置的示意图；
[0028]图2B示出了根据本公开实施例的在光学镜头的介质的出光面处直接布置光学传感器时的成像位置的示意图；
[0029]图2C示出了光学镜头中不填充介质时成像位置的示意图；
[0030]图3示出了根据本公开实施例的光学镜头结构的另一示意图；
[0031]图4A和图4B示出了根据本公开实施例的光学感测系统的结构示意图；
[0032]图5A示出了根据本公开实施例的光学感测系统中成像位置的示意图；
[0033]图5B示出了光学感测系统中不填充介质时的成像位置的示意图；
[0034]图6示出了根据本公开实施例的光学感测系统的另一结构示意图；
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学感测系统，其特征在于：沿光线传输方向依次包括透镜、介质、以及光学传感器：所述透镜，被配置为对入射到其入光面的入射光线进行折射，所述入射光线被折射为折射光线，所述透镜的入光面位于所述透镜的第一侧，其中，所述入射光线为长波长的不可见光；所述介质，布置在所述透镜的第二侧，并且被配置为在所述透镜和所述介质的界面处对所述折射光线进行折射，折射后的光线在所述介质中传播，并在所述介质和所述光学传感器的界面处被折射为出射光线，所述透镜位于所述介质的第一侧；以及所述光学传感器，布置在所述介质的第二侧，被配置为接收所述出射光线，并且基于所述出射光线产生光学感测信号。2.根据权利要求1所述的光学感测系统，其特征在于：所述透镜为正透镜。3.根据权利要求2所述的光学感测系统，其特征在于：所述正透镜为菲涅尔透镜。4.根据权利要求1所述的光学感测系统，其特征在于：所述透镜的第一侧为凸面和/或具有台阶结构，且所述透镜的第二侧为平面且与所述介质的第一侧贴合。5.根据权利要求1所述的光学感测系统，其特征在于：所述透镜的折射率大于第一值。6.根据权利要求5所述的光学感测系统，其特征在于：所述不可见光为波长大于1微米的光，所述透镜对所述不可见光的穿透率高于第二值，所述光学传感器为红外光传感器。7.根据权利要求6所述的光学感测系统，其特征在于：所述光学感测系统的视场角大于第三值。8.根据权利要求7所述的光学感测系统，其特征在于：所述第一值为3.5，所述第二值为55％，所述第三值为60度。9.根据权利要求5所述的光学感测系统，其特征在于：所述透镜为以下任一种：硅透镜、...

【专利技术属性】
技术研发人员：范成至，周正三，
申请(专利权)人：神盾股份有限公司，
类型：新型
国别省市：