一种透镜模组及深度相机制造技术

本申请提供了一种透镜模组及深度相机。其中，透镜模组应用于深度相机的光接收端，包括沿物面指向像面的方向依次排列于光轴上的六个透镜，六个透镜沿物面指向像面的方向依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，第三透镜和第六透镜的光焦度为正，第一透镜、第二透镜、第四透镜和第五透镜的光焦度为负，以使光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移小于预设阈值。本申请通过光焦度为正、负透镜的组合以及对各透镜光焦度的正、负进行合理设置的方式，实现了光接收端在高温或低温下获取的散斑图的较小偏移，从而增强了光接收端的抗高、低温特性，提升了深度相机测量深度信息的准确度，使得深度相机具有较佳的成像性能。佳的成像性能。佳的成像性能。

【技术实现步骤摘要】
一种透镜模组及深度相机


[0001]本申请涉及光学成像
，尤其涉及一种透镜模组及深度相机。

技术介绍

[0002]近些年来，随着3D(3
‑
Dimension，三维)传感技术的不断进步与发展，深度相机的应用也越来越普及。相关技术中，深度相机通常包括光发射端、光接收端及控制与处理器；其中，光发射端用于向目标区域发射光信号，光接收端用于接收经目标区域反射的回波信号，控制与处理器用于根据回波信号生成目标区域的深度图像。但是，现有深度相机的光接收端仍然存在许多弊端，比如：抗高、低温特性较差，从而导致深度相机测量深度信息的准确度较低，不利于深度相机成像性能的提升；体积大，从而增加了深度相机的制造成本，也限制了其在微型3D传感设备中的应用；视场角较小，通常约为70
°
，而由于机器人行业需要监控、获取较大范围的深度信息，即具有大视场角的需求，所以其在机器人行业的应用受到了较大的阻碍。
[0003]因此，有必要对上述光接收端的结构进行改进。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种透镜模组及深度相机，旨在解决相关技术中深度相机内光接收端的抗高、低温特性较差的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种透镜模组，该透镜模组应用于深度相机的光接收端，且包括沿物面指向像面的方向依次排列于光轴上的六个透镜，六个透镜沿物面指向像面的方向依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中，第三透镜和第六透镜的光焦度均为正，第一透镜、第二透镜、第四透镜和第五透镜的光焦度均为负，以使光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移小于预设阈值。
[0006]本申请实施例第二方面提供了一种深度相机，该深度相机包括光发射端以及光接收端，光发射端用于向目标区域发射光信号，光接收端用于接收经目标区域反射的回波信号，并根据回波信号生成目标区域的散斑图；其中，光接收端包括本申请实施例第一方面所述的透镜模组。
[0007]从上述描述可知，与相关技术相比，本申请的有益效果在于：
[0008]在深度相机的光接收端应用透镜模组，该透镜模组由多个透镜组成，多个透镜沿物面指向像面的方向被依次排列在光轴上，同时设置多个透镜中部分透镜的光焦度为正、其余部分透镜的光焦度为负，目的是使得光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移小于预设阈值；可以理解的是，大于预设阈值说明光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移较大，已然超出可接受范围，而小于预设阈值说明光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移较小，依然处于可接受范围之内。由此可见，本申请通过光焦度为正、负透镜的组合以及对各透镜光焦度的正、负进行合理设置的方式，实现了光接收端在高温或低温下
获取的散斑图的较小偏移，从而增强了光接收端的抗高、低温特性，提升了深度相机测量深度信息的准确度，使得深度相机具有较佳的成像性能。
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明相关技术或本申请实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本申请实施例的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申请的一些实施例，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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他的附图。
[0010]图1为本申请实施例提供的透镜模组的结构示意图；
[0011]图2为本申请实施例提供的透镜模组的调制传递函数示意图；
[0012]图3(1)为本申请实施例提供的透镜模组的场曲曲线示意图；
[0013]图3(2)为本申请实施例提供的透镜模组的畸变曲线示意图；
[0014]图4为本申请实施例提供的透镜模组于常温下的离焦状况示意图；
[0015]图5为本申请实施例提供的透镜模组的相对照度示意图；
[0016]图6为本申请实施例提供的透镜模组于低温
‑
20℃下的离焦状况示意图；
[0017]图7为本申请实施例提供的透镜模组于高温60℃下的离焦状况示意图；
[0018]图8为本申请实施例提供的深度相机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本申请的目的、技术方案以及优点更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例以及相应的附图，对本申请进行清楚、完整地描述，其中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解的是，下面所描述的本申请的各个实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，也即基于本申请的各个实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，下面所描述的本申请的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0020]图1为本申请实施例提供的透镜模组的结构示意图，该透镜模组应用于深度相机的光接收端，且由多个透镜10组成，多个透镜10沿物面指向像面的方向x依次排列于光轴上，多个透镜10中部分透镜10的光焦度为正、其余部分透镜10的光焦度为负，以使光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移小于预设阈值。可以理解的是，大于预设阈值说明光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移较大，已然超出可接受范围，而小于预设阈值说明光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移较小，依然处于可接受范围之内。需要说明的是，图1中物面与像面之间穿过多个透镜10的线条表示回波信号，该回波信号由深度相机的光发射端所发射的光信号经目标区域反射而得，即深度相机的光发射端所发射的光信号经目标区域反射后的回波信号会被深度相机的光接收端接收，具体为被光接收端的透镜模组接收。
[0021]作为一种实施方式，透镜10的数量为六个，六个透镜10沿物面指向像面的方向x依次为第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15和第六透镜16，其中，第三透镜13和第六透镜16的光焦度均为正，第一透镜11、第二透镜12、第四透镜14和第五透
镜15的光焦度均为负。
[0022]在本实施方式中，由于透镜模组应用于深度相机的光接收端，所以其不仅包括六个透镜10，还可以包括本领域内在深度相机的光接收端中经常设置的其它器件，比如设置于光轴上且位于第二透镜12与第三透镜13之间的光阑(图1中未示出)、设置于光轴上且位于第六透镜16与像面之间的滤光器件20等，本实施方式在此不再一一列举。
[0023]在本实施方式中，六个透镜10的光学参数满足如下关系：
[0024]2＜f1/f＜
‑
1；
[0025]1<f3/f<2；
[0026]5<f56<7；
[0027]1.6<Nd1，Nd4，Nd6<1.7；
[0028]20＜Vd1，Vd4，Vd6＜25；
[0029]1.5<Nd2，Nd3，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透镜模组，应用于深度相机的光接收端，其特征在于，包括沿物面指向像面的方向依次排列于光轴上的六个透镜，六个所述透镜沿所述物面指向所述像面的方向依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中，所述第三透镜和所述第六透镜的光焦度均为正，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜和所述第五透镜的光焦度均为负，以使所述光接收端在高温或低温下获取的散斑图的偏移小于预设阈值。2.如权利要求1所述的透镜模组，其特征在于，还包括光阑，所述光阑设置于所述光轴上且位于所述第二透镜与所述第三透镜之间。3.如权利要求2所述的透镜模组，其特征在于，还包括滤光器件，所述滤光器件设置于所述光轴上且位于所述第六透镜与所述像面之间。4.如权利要求1所述的透镜模组，其特征在于，所述透镜为非球面透镜。5.如权利要求4所述的透镜模组，其特征在于，所述非球面透镜的面形函数由如下公式表示：其中，r为所述非球面透镜光学表面上的目标点与所述光轴之间的距离，z为所述目标点沿所述光轴方向的矢高，c为所述光学表面的曲率，k为所述光学表面的二次曲面常数，A为4阶非球面系数，B为6阶非球面系数，C为8阶非球面系数，D为10阶非球面系数，E为12阶非球面系数，F为14阶非球面系数。6.如权利要求4所述的透镜模组，其特征在于，所述六个透镜的光学参数满足如下关系：2＜f1/f＜
‑
1；1<f3/f<2；5<f56<7；1.6<Nd1，Nd4，Nd6<1.7；20＜V...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方方，
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：