一種透鏡模組及深度相機制造技術(shù)

本申請?zhí)峁┝艘环N透鏡模組及深度相機。其中，透鏡模組應用于深度相機的光接收端，包括沿物面指向像面的方向依次排列于光軸上的六個透鏡，六個透鏡沿物面指向像面的方向依次為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，第三透鏡和第六透鏡的光焦度為正，第一透鏡、第二透鏡、第四透鏡和第五透鏡的光焦度為負，以使光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移小于預設(shè)閾值。本申請通過光焦度為正、負透鏡的組合以及對各透鏡光焦度的正、負進行合理設(shè)置的方式，實現(xiàn)了光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的較小偏移，從而增強了光接收端的抗高、低溫特性，提升了深度相機測量深度信息的準確度，使得深度相機具有較佳的成像性能。佳的成像性能。佳的成像性能。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種透鏡模組及深度相機


[0001]本申請涉及光學成像
，尤其涉及一種透鏡模組及深度相機。

技術(shù)介紹

[0002]近些年來，隨著3D(3
?
Dimension，三維)傳感技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，深度相機的應用也越來越普及。相關(guān)技術(shù)中，深度相機通常包括光發(fā)射端、光接收端及控制與處理器；其中，光發(fā)射端用于向目標區(qū)域發(fā)射光信號，光接收端用于接收經(jīng)目標區(qū)域反射的回波信號，控制與處理器用于根據(jù)回波信號生成目標區(qū)域的深度圖像。但是，現(xiàn)有深度相機的光接收端仍然存在許多弊端，比如：抗高、低溫特性較差，從而導致深度相機測量深度信息的準確度較低，不利于深度相機成像性能的提升；體積大，從而增加了深度相機的制造成本，也限制了其在微型3D傳感設(shè)備中的應用；視場角較小，通常約為70
°
，而由于機器人行業(yè)需要監(jiān)控、獲取較大范圍的深度信息，即具有大視場角的需求，所以其在機器人行業(yè)的應用受到了較大的阻礙。
[0003]因此，有必要對上述光接收端的結(jié)構(gòu)進行改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0004]本申請?zhí)峁┝艘环N透鏡模組及深度相機，旨在解決相關(guān)技術(shù)中深度相機內(nèi)光接收端的抗高、低溫特性較差的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例第一方面提供了一種透鏡模組，該透鏡模組應用于深度相機的光接收端，且包括沿物面指向像面的方向依次排列于光軸上的六個透鏡，六個透鏡沿物面指向像面的方向依次為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，其中，第三透鏡和第六透鏡的光焦度均為正，第一透鏡、第二透鏡、第四透鏡和第五透鏡的光焦度均為負，以使光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移小于預設(shè)閾值。
[0006]本申請實施例第二方面提供了一種深度相機，該深度相機包括光發(fā)射端以及光接收端，光發(fā)射端用于向目標區(qū)域發(fā)射光信號，光接收端用于接收經(jīng)目標區(qū)域反射的回波信號，并根據(jù)回波信號生成目標區(qū)域的散斑圖；其中，光接收端包括本申請實施例第一方面所述的透鏡模組。
[0007]從上述描述可知，與相關(guān)技術(shù)相比，本申請的有益效果在于：
[0008]在深度相機的光接收端應用透鏡模組，該透鏡模組由多個透鏡組成，多個透鏡沿物面指向像面的方向被依次排列在光軸上，同時設(shè)置多個透鏡中部分透鏡的光焦度為正、其余部分透鏡的光焦度為負，目的是使得光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移小于預設(shè)閾值；可以理解的是，大于預設(shè)閾值說明光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移較大，已然超出可接受范圍，而小于預設(shè)閾值說明光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移較小，依然處于可接受范圍之內(nèi)。由此可見，本申請通過光焦度為正、負透鏡的組合以及對各透鏡光焦度的正、負進行合理設(shè)置的方式，實現(xiàn)了光接收端在高溫或低溫下
獲取的散斑圖的較小偏移，從而增強了光接收端的抗高、低溫特性，提升了深度相機測量深度信息的準確度，使得深度相機具有較佳的成像性能。
【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明相關(guān)技術(shù)或本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對相關(guān)技術(shù)或本申請實施例的描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，而并非是全部實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1為本申請實施例提供的透鏡模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本申請實施例提供的透鏡模組的調(diào)制傳遞函數(shù)示意圖；
[0012]圖3(1)為本申請實施例提供的透鏡模組的場曲曲線示意圖；
[0013]圖3(2)為本申請實施例提供的透鏡模組的畸變曲線示意圖；
[0014]圖4為本申請實施例提供的透鏡模組于常溫下的離焦狀況示意圖；
[0015]圖5為本申請實施例提供的透鏡模組的相對照度示意圖；
[0016]圖6為本申請實施例提供的透鏡模組于低溫
?
20℃下的離焦狀況示意圖；
[0017]圖7為本申請實施例提供的透鏡模組于高溫60℃下的離焦狀況示意圖；
[0018]圖8為本申請實施例提供的深度相機的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本申請的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本申請實施例以及相應的附圖，對本申請進行清楚、完整地描述，其中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。應當理解的是，下面所描述的本申請的各個實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定本申請，也即基于本申請的各個實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。此外，下面所描述的本申請的各個實施例中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0020]圖1為本申請實施例提供的透鏡模組的結(jié)構(gòu)示意圖，該透鏡模組應用于深度相機的光接收端，且由多個透鏡10組成，多個透鏡10沿物面指向像面的方向x依次排列于光軸上，多個透鏡10中部分透鏡10的光焦度為正、其余部分透鏡10的光焦度為負，以使光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移小于預設(shè)閾值。可以理解的是，大于預設(shè)閾值說明光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移較大，已然超出可接受范圍，而小于預設(shè)閾值說明光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移較小，依然處于可接受范圍之內(nèi)。需要說明的是，圖1中物面與像面之間穿過多個透鏡10的線條表示回波信號，該回波信號由深度相機的光發(fā)射端所發(fā)射的光信號經(jīng)目標區(qū)域反射而得，即深度相機的光發(fā)射端所發(fā)射的光信號經(jīng)目標區(qū)域反射后的回波信號會被深度相機的光接收端接收，具體為被光接收端的透鏡模組接收。
[0021]作為一種實施方式，透鏡10的數(shù)量為六個，六個透鏡10沿物面指向像面的方向x依次為第一透鏡11、第二透鏡12、第三透鏡13、第四透鏡14、第五透鏡15和第六透鏡16，其中，第三透鏡13和第六透鏡16的光焦度均為正，第一透鏡11、第二透鏡12、第四透鏡14和第五透
鏡15的光焦度均為負。
[0022]在本實施方式中，由于透鏡模組應用于深度相機的光接收端，所以其不僅包括六個透鏡10，還可以包括本領(lǐng)域內(nèi)在深度相機的光接收端中經(jīng)常設(shè)置的其它器件，比如設(shè)置于光軸上且位于第二透鏡12與第三透鏡13之間的光闌(圖1中未示出)、設(shè)置于光軸上且位于第六透鏡16與像面之間的濾光器件20等，本實施方式在此不再一一列舉。
[0023]在本實施方式中，六個透鏡10的光學參數(shù)滿足如下關(guān)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，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種透鏡模組，應用于深度相機的光接收端，其特征在于，包括沿物面指向像面的方向依次排列于光軸上的六個透鏡，六個所述透鏡沿所述物面指向所述像面的方向依次為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，其中，所述第三透鏡和所述第六透鏡的光焦度均為正，所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第四透鏡和所述第五透鏡的光焦度均為負，以使所述光接收端在高溫或低溫下獲取的散斑圖的偏移小于預設(shè)閾值。2.如權(quán)利要求1所述的透鏡模組，其特征在于，還包括光闌，所述光闌設(shè)置于所述光軸上且位于所述第二透鏡與所述第三透鏡之間。3.如權(quán)利要求2所述的透鏡模組，其特征在于，還包括濾光器件，所述濾光器件設(shè)置于所述光軸上且位于所述第六透鏡與所述像面之間。4.如權(quán)利要求1所述的透鏡模組，其特征在于，所述透鏡為非球面透鏡。5.如權(quán)利要求4所述的透鏡模組，其特征在于，所述非球面透鏡的面形函數(shù)由如下公式表示：其中，r為所述非球面透鏡光學表面上的目標點與所述光軸之間的距離，z為所述目標點沿所述光軸方向的矢高，c為所述光學表面的曲率，k為所述光學表面的二次曲面常數(shù)，A為4階非球面系數(shù)，B為6階非球面系數(shù)，C為8階非球面系數(shù)，D為10階非球面系數(shù)，E為12階非球面系數(shù)，F(xiàn)為14階非球面系數(shù)。6.如權(quán)利要求4所述的透鏡模組，其特征在于，所述六個透鏡的光學參數(shù)滿足如下關(guān)系：2＜f1/f＜
?
1；1<f3/f<2；5<f56<7；1.6<Nd1，Nd4，Nd6<1.7；20＜V...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李方方，
申請(專利權(quán))人：奧比中光科技集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：