深度成像光學系統及其應用的鏡頭的制作方法

本發明涉及一種光學系統及其應用的鏡頭，尤其是一種由三枚鏡片組成的光學系統及鏡頭。
背景技術：
：：隨著激光照明技術以及3D體感交互技術的發展，近紅外光源及深度成像鏡頭的需求及應用越來越廣泛。然而，現有深度成像光學系統或鏡頭，普遍存在鏡片過多、結構復雜的缺陷，無法達到大光圈、大視場，低畸變和消熱差的光學性能要求。技術實現要素：：為克服現有光學系統或鏡頭存在鏡片過多、結構復雜的問題，本發明實施例一方面提供了一種深度成像光學系統。深度成像光學系統，沿光軸從物面到像面依次設有：第一透鏡、第二透鏡、以及第三透鏡；第一透鏡的物面側為凸面，像面側為凹面，其光焦度為負；第二透鏡的物面側為凸面，像面側為凸面，其光焦度為正；第三透鏡的物面側為凸面，像面側為凸面，其光焦度為正；其中，第一透鏡、第三透鏡為非球面透鏡。另一方面，本發明實施例還提供了一種鏡頭。一種鏡頭，鏡頭內安裝有上述所述的深度成像光學系統。本發明實施例，其主要由3枚透鏡構成，透鏡枚數少，結構簡單；采用不同透鏡相互組合，且第一透鏡、第三透鏡為非球面透鏡，具有大光圈、大視角、低畸變和良好消熱差等光學性能。附圖說明：為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例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發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明的光學系統或鏡頭的結構示意圖；圖2為本發明的光學系統或鏡頭在+25℃下的畸變曲線圖；圖3為本發明的光學系統或鏡頭在+25℃下的MTF曲線圖；圖4為本發明的光學系統或鏡頭在+25℃下的相對照度圖；圖5為本發明的光學系統或鏡頭在-40℃下的MTF曲線圖；圖6為本發明的光學系統或鏡頭在+85℃下的MTF曲線圖。具體實施方式：為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。如圖1所示，深度成像光學系統，沿光軸從物面到像面6依次設有：第一透鏡1、第二透鏡2、以及第三透鏡3。第一透鏡1的物面側為凸面，像面側為凹面，其光焦度為負；第二透鏡2的物面側為凸面，像面側為凸面，其光焦度為正；第三透鏡3的物面側為凸面，像面側為凸面，其光焦度為正；其中，第一透鏡1、第三透鏡3為非球面透鏡。本發明實施例，其主要由3枚透鏡構成，透鏡枚數少，結構簡單；采用不同透鏡相互組合，且第一透鏡、第三透鏡為非球面透鏡，具有大光圈、大視角、低畸變和良好消熱差等光學性能。進一步地，該光學系統的各透鏡滿足如下條件：(1)-5<f1<-2；(2)2<f2<10；(3)2<f3<10；其中，f1為第一透鏡1的焦距，f2為第二透鏡2的焦距，f3為第三透鏡3的焦距。結構簡單，采用不同透鏡相互組合，具有大光圈、大視角、低畸變和良好消熱差等光學性能。再進一步地，該光學系統的各透鏡滿足如下條件：(1)-5<f1/f<-1.5；(2)2<f2/f<5.5；(3)1.5<f3/f<5；其中，f為整個光學系統的焦距，f1為第一透鏡1的焦距，f2為第二透鏡2的焦距，f3為第三透鏡3的焦距。結構簡單，采用不同透鏡相互組合，具有大光圈、大視角、低畸變和良好消熱差等光學性能。更進一步地，該光學系統滿足如下條件：2.5<f12/f<10，f為整個光學系統的焦距，f12為第一透鏡1與第二透鏡2的組合焦距。可保證良好的光學性能。又進一步地，該光學系統滿足如下條件：1.0<f23/f<5，f為整個光學系統的焦距，f23為第二透鏡2與第三透鏡3的組合焦距。可保證良好的光學性能。進一步地，第一透鏡1的材料折射率Nd1、材料阿貝常數Vd1滿足：1.48<Nd1<1.65，40<Vd1<60。結構簡單，可保證良好的光學性能。再進一步地，第二透鏡2的材料折射率Nd2、材料阿貝常數Vd2滿足：1.72<Nd2<2.05，15<Vd2<40。結構簡單，可保證良好的光學性能。又進一步地，第三透鏡3的材料折射率Nd3、材料阿貝常數Vd3滿足：1.48<Nd31<1.65，40<Vd3<60。結構簡單，可保證良好的光學性能。更進一步地，第三透鏡3與像面6之間設有窄帶濾光片4，該窄帶濾光片4用于過濾環境中的可見光，以使紅外光穿過并被像面6的深度傳感器接收。具體地，第二透鏡2為玻璃球面透鏡，而第一透鏡1、第三透鏡3為塑料非球面透鏡。采用玻璃球面與塑料非球面相結合的結構，可以有效地消除球面像差對鏡頭性能的影響，提高光學鏡頭的解析力，同時降低鏡頭的加工難度和生產成本。進一步地，光學系統的孔徑光闌5位于第一透鏡1與第二透鏡2之間，靠近第二透鏡2一側。結構簡單，用來調節光束的強度。具體地，在本實施例中，本光學系統的焦距f為1.55mm，光闌指數FNo.為1.09，視場角2ω＝90°，適合于1/6"3DSensor。本光學系統的各項基本參數如下表所示：上表中，沿光軸從物面到像面，S1、S2對應為第一透鏡1的兩個表面；STO對應為光闌5所在的位置；S4、S5對應為第二透鏡2的兩個表面；S6、S7對應為第三透鏡3的兩個表面；S8、S9對應為窄帶濾光片4的兩個表面；S10對應為像面6的表面。更具體地，所述第一透鏡1、第三透鏡3滿足如下非球面公式：第一透鏡1和第三透鏡3的非球面相關數值如下表所示：KA1A2A3A4A5A6A7S13.70000.021304-0.0075520.0003640.000045-0.0000060S2-0.50000.0521290.016760-0.0381790.023722-0.0048160.000266S60.80000.000534-0.0064680.003584-0.000328-0.0001450.000018S7-8.00000.053057-0.0354120.044802-0.0062780.0007920.000016從圖2至圖6中可以看出，本實施例中的光學系統具有非常好的消熱差性能。一種鏡頭，鏡頭內安裝有上述所述的深度成像光學系統。上述深度成像光學系統及其應用的鏡頭采用不同鏡片組合以及合理分配光焦度實現了大光圈、大視角、低畸變等良好性能，采用玻璃球面與塑料非球面相結合的結構，可以有效地實現消球差和低成本生產。如上所述是結合具體內容提供的一種或多種實施方式，并不認定本發明的具體實施只局限于這些說明。凡與本發明的方法、結構等近似、雷同，或是對于本發明構思前提下做出若干技術推演或替換，都應當視為本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3