本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用的鏡頭,尤其是一種由三枚鏡片組成的光學(xué)系統(tǒng)及鏡頭。
背景技術(shù):
::隨著激光照明技術(shù)以及3D體感交互技術(shù)的發(fā)展,近紅外光源及深度成像鏡頭的需求及應(yīng)用越來越廣泛。然而,現(xiàn)有深度成像光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭,普遍存在鏡片過多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷,無法達(dá)到大光圈、大視場,低畸變和消熱差的光學(xué)性能要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素::為克服現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭存在鏡片過多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題,本發(fā)明實(shí)施例一方面提供了一種深度成像光學(xué)系統(tǒng)。深度成像光學(xué)系統(tǒng),沿光軸從物面到像面依次設(shè)有:第一透鏡、第二透鏡、以及第三透鏡;第一透鏡的物面?zhèn)葹橥姑妫衩鎮(zhèn)葹榘济?,其光焦度為?fù);第二透鏡的物面?zhèn)葹橥姑?,像面?zhèn)葹橥姑妫涔饨苟葹檎?;第三透鏡的物面?zhèn)葹橥姑妫衩鎮(zhèn)葹橥姑?,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(fā)明實(shí)施例還提供了一種鏡頭。一種鏡頭,鏡頭內(nèi)安裝有上述所述的深度成像光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施例,其主要由3枚透鏡構(gòu)成,透鏡枚數(shù)少,結(jié)構(gòu)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(xué)性能。附圖說明:為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)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(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(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。圖1為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在+25℃下的畸變曲線圖;圖3為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在+25℃下的MTF曲線圖;圖4為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在+25℃下的相對照度圖;圖5為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在-40℃下的MTF曲線圖;圖6為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭在+85℃下的MTF曲線圖。具體實(shí)施方式:為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示,深度成像光學(xué)系統(tǒng),沿光軸從物面到像面6依次設(shè)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?zhèn)葹橥姑妫衩鎮(zhèn)葹榘济?,其光焦度為?fù);第二透鏡2的物面?zhèn)葹橥姑?,像面?zhèn)葹橥姑?,其光焦度為正;第三透鏡3的物面?zhèn)葹橥姑妫衩鎮(zhèn)葹橥姑?,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(fā)明實(shí)施例,其主要由3枚透鏡構(gòu)成,透鏡枚數(shù)少,結(jié)構(gòu)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(xué)性能。進(jìn)一步地,該光學(xué)系統(tǒng)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(jié)構(gòu)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(xué)性能。再進(jìn)一步地,該光學(xué)系統(tǒng)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(xué)系統(tǒng)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(jié)構(gòu)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(xué)性能。更進(jìn)一步地,該光學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件:2.5<f12/f<10,f為整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距,f12為第一透鏡1與第二透鏡2的組合焦距??杀WC良好的光學(xué)性能。又進(jìn)一步地,該光學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件:1.0<f23/f<5,f為整個光學(xué)系統(tǒng)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(xué)性能。進(jìn)一步地,第一透鏡1的材料折射率Nd1、材料阿貝常數(shù)Vd1滿足:1.48<Nd1<1.65,40<Vd1<60。結(jié)構(gòu)簡單,可保證良好的光學(xué)性能。再進(jìn)一步地,第二透鏡2的材料折射率Nd2、材料阿貝常數(shù)Vd2滿足:1.72<Nd2<2.05,15<Vd2<40。結(jié)構(gòu)簡單,可保證良好的光學(xué)性能。又進(jìn)一步地,第三透鏡3的材料折射率Nd3、材料阿貝常數(shù)Vd3滿足:1.48<Nd31<1.65,40<Vd3<60。結(jié)構(gòu)簡單,可保證良好的光學(xué)性能。更進(jìn)一步地,第三透鏡3與像面6之間設(shè)有窄帶濾光片4,該窄帶濾光片4用于過濾環(huán)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(jié)合的結(jié)構(gòu),可以有效地消除球面像差對鏡頭性能的影響,提高光學(xué)鏡頭的解析力,同時降低鏡頭的加工難度和生產(chǎn)成本。進(jìn)一步地,光學(xué)系統(tǒng)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(cè)。結(jié)構(gòu)簡單,用來調(diào)節(jié)光束的強(qiáng)度。具體地,在本實(shí)施例中,本光學(xué)系統(tǒng)的焦距f為1.55mm,光闌指數(shù)FNo.為1.09,視場角2ω=90°,適合于1/6"3DSensor。本光學(xué)系統(tǒng)的各項基本參數(shù)如下表所示:上表中,沿光軸從物面到像面,S1、S2對應(yīng)為第一透鏡1的兩個表面;STO對應(yīng)為光闌5所在的位置;S4、S5對應(yīng)為第二透鏡2的兩個表面;S6、S7對應(yīng)為第三透鏡3的兩個表面;S8、S9對應(yīng)為窄帶濾光片4的兩個表面;S10對應(yīng)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(guān)數(shù)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(shí)施例中的光學(xué)系統(tǒng)具有非常好的消熱差性能。一種鏡頭,鏡頭內(nèi)安裝有上述所述的深度成像光學(xué)系統(tǒng)。上述深度成像光學(xué)系統(tǒng)及其應(yīng)用的鏡頭采用不同鏡片組合以及合理分配光焦度實(shí)現(xiàn)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(jié)合的結(jié)構(gòu),可以有效地實(shí)現(xiàn)消球差和低成本生產(chǎn)。如上所述是結(jié)合具體內(nèi)容提供的一種或多種實(shí)施方式,并不認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。凡與本發(fā)明的方法、結(jié)構(gòu)等近似、雷同,或是對于本發(fā)明構(gòu)思前提下做出若干技術(shù)推演或替換,都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3