CN121165276A - 一种红外镜头及光学模组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种红外镜头及光学模组。该红外镜头通过将红外成像模块与激光测距模块集成于主镜筒内部，既避免了体积过大，又通过内置设计减少了外界环境干扰；通过在激光测距模块与首面红外透镜之间配置补偿部件，能够针对性调节激光束通过首面红外透镜的光程，解决了激光准直性不足、发散角过大的问题，能够实现精确的激光测距的精度及红外成像；另外，圆形横截面使首面红外透镜在径向各方向的光学性能一致，配合补偿部件的光程补偿设计时，能确保激光束各边缘光线的光程调节均匀性，为实现激光光路上各光线累加光程调节提供结构基础，能够进一步提升激光测距的精度与稳定性。

Description

一种红外镜头及光学模组

技术领域

本申请一般涉及光学镜头技术领域。更具体地，本申请涉及一种红外镜头及光学模组。

背景技术

随着光电技术的发展，激光测距与红外热成像功能的融合已成为智能设备（如安防监控、自动驾驶传感器）的重要发展方向。两者的结合可同时获取目标的距离信息与热特征信息，显著提升设备的环境感知能力。在此类融合系统中，光学结构的集成化与小型化是核心设计目标，既要保证激光测距的精度与有效距离，又需确保红外热成像的清晰度与有效视场。

现有技术中，激光测距模块与红外透镜多采用分离式或外置式设置。分离式设计需为激光模块与红外透镜分别预留安装空间，导致设备整体体积较大，难以满足小型化需求；外置式设置则易受外界环境干扰（如灰尘、振动），影响光学性能稳定性。为解决上述问题，业内提出内置激光测距方案，通过将激光模块集成于红外光学系统内部，可显著缩小设备体积，并保留光学透镜的成像有效区域。然而，内置方案的引入带来了新的技术挑战：激光束在通过红外透镜及其他光学元件时，易因光路叠加产生光程差，导致激光的准直性下降、发散角增大，进而影响测距精度。

有鉴于此，本申请提供一种红外镜头，以便实现激光测距模块内置的同时，能够调节激光束的光程，以实现精确的激光测距及红外成像。

发明内容

为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本申请在多个方面中提出了隐藏式多光谱融合的红外镜头。

在第一方面中，本申请提供一种红外镜头，其特征在于，包括主镜筒和设置在所述主镜筒内部的红外成像模块和激光测距模块；所述红外成像模块包括红外探测器和至少一片红外透镜，所述至少一片红外透镜位于所述红外探测器的感光路径上；所述至少一片红外透镜中首面红外透镜位于所述激光测距模块的物侧；所述首面红外透镜的横截面为圆形；所述首面红外透镜和所述激光测距模块之间配置补偿部件。

在一些实施方式中，所述激光测距模块包括激光发射端和激光接收端；所述补偿部件包括第一补偿镜片和第二补偿镜片；以及所述首面红外透镜与所述激光测距模块构成的激光光路为：所述激光发射端发射激光束，所述激光束经过所述第一补偿镜片与所述首面红外透镜后准直发射，探测到物体后反射，再经过所述首面红外透镜和所述第二补偿镜片后汇聚至所述激光接收端。

在一些实施方式中，所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片的形状根据所述首面红外透镜的形状而变化；所述激光束中各光线在所述激光光路上的累加光程相等。

在一些实施方式中，对于所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片中任一补偿镜片，所述补偿镜片由凸透镜及凹透镜组合形成。

在一些实施方式中，对于所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片中任一补偿镜片，所述补偿镜片的形状为自由曲面，所述自由曲面为双锥面。

在一些实施方式中，在补偿镜片的像侧，上侧光学边缘与下侧光线边缘延伸的夹角为20 -32度。

在一些实施方式中，所述补偿镜片的目标区域的最窄宽度为8-15mm。

在一些实施方式中，所述激光束在经过所述补偿镜片和所述首面红外透镜后，出射光束的最窄宽度为6-12mm。

在一些实施方式中，所述补偿镜片与所述首面红外透镜的组合焦距为20-30mm。

在一些实施方式中，所述首面红外透镜被配置为允许波长为905nm和1064nm的近红外激光波透过，并配置为允许波长为大于等于2000nm且小于等于12000nm的红外光透过。

在一些实施方式中，对于所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片中任一补偿镜片，所述补偿镜片采用透近红外且截止远红外的材料。

在一些实施方式中，所述补偿镜片采用的材料为聚合物材料，所述聚合物材料为聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或环烯烃共聚物（COC）。

在第二方面中，本申请提供一种光学模组，其特征在于，包括：壳体；和前述第一方面及多个实施方式中所述的红外镜头，所述红外镜头安装于所述壳体内。

通过如上所提供的红外镜头，本申请实施例通过将红外成像模块与激光测距模块集成于主镜筒内部，既避免了现有分离式设计体积过大的问题，又通过内置设计减少了外界环境干扰；同时通过在激光测距模块与首面红外透镜之间配置补偿部件，能够针对性调节激光束通过红外透镜的光程，解决了激光准直性不足、发散角过大的问题，能够实现精确的激光测距及红外成像；另外，圆形横截面使首面红外透镜在径向各方向的光学性能一致，配合补偿部件的光程补偿设计时，能确保激光束各边缘光线的光程调节均匀性，为实现激光光路上各光线累加光程调节提供结构基础，能够进一步提升激光测距的精度与稳定性。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示出了本申请的红外镜头的示例性结构图；

图2示出了本申请的红外镜头中主镜筒的示例性结构图；

图3示出了本申请的补偿镜片的一定角度的仰视图；

图4示出了本申请实施例一的红外镜头的激光光路示意图；

图5示出了本申请实施例二的红外镜头的激光光路示意图；

图6示出了本申请实施例的光学模组的示例性结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动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。

应当理解，本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本申请。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本申请说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本申请。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一补偿镜片也可被称作第二补偿镜片或第三补偿镜片。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示出的球面或非球面的形状通过实例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本申请中，物侧是指红外镜头面向被拍摄物体（图中未示出）的一侧，像侧是指红外镜头面向成像面的一侧。下文中，透镜的物侧面是指该透镜朝向被拍摄物体（图中未示出）的一侧表面，透镜的像侧面是指该透镜朝向成像面的一侧表面。在本申请所示的结构示意图中，左侧为物侧，右侧为像侧。

下面结合图1至图2来详细描述本申请提供的红外镜头。图1示出了红外镜头100的示例性结构图，图2示出了红外镜头100中主镜筒的示例性结构图。

如图1所示，在本申请中，红外镜头100包括主镜筒101和设置在主镜筒101内部的红外成像模块和激光测距模块。通过将红外成像模块与激光测距模块集成于主镜筒内部，既避免了现有分离式设计体积过大的问题，又通过内置设计减少了外界环境干扰。

主镜筒101的示例性结构如图2所示，其为红外成像模块和激光测距模块等结构提供了机械支撑，并限定了红外镜头100的总口径和总长。主镜筒101采用多阶环形嵌套设计，其内壁加工有不同直径的同轴环形台阶（平台面）与圆柱面（圆周面），能够与下述第一补偿镜头104、第二补偿镜片106的圆周面、平台面适配，以提供径向定位与轴向承靠。

红外成像模块包括红外探测器和至少一片红外透镜，并且至少一片红外透镜位于红外探测器的感光路径上。

为了达到了隐藏激光测距模块的目的，提升镜头的美观性，在本申请中，首面红外透镜102（即红外镜头100中位于最左侧的红外透镜，也即首片红外透镜）位于激光测距模块的物侧，从而利用红外镜片无法透过可见光的特性，使激光测距模块被隐藏而不被使用者看到，达到了隐藏激光测距模块的目的。

可以理解的是，首面红外透镜102为至少一片红外透镜中的一个。除首面红外透镜102以外，红外成像模块还可以包括的红外透镜的数量为2片、3片、4片或者更多。

在本申请的实施方式中，首面红外透镜为完整透镜，也就是说，首面红外透镜未进行豁口切割处理，其横截面为圆形，有效降低了红外成像模块首面镜片因切割导致强度不足而碎裂的风险。另外，圆形横截面使首面红外透镜在径向各方向的光学性能一致，配合下述补偿部件的光程补偿设计时，能确保激光束各边缘光线的光程调节均匀性，为实现激光光路上各光线累加光程调节提供结构基础，能够进一步提升激光测距的精度与稳定性。

前述激光测距模块包括激光发射端103和激光接收端105。在主镜筒101内部，激光发射端103和激光接收端105的放置策略有多种，例如可以在红外镜头的径向上对侧放置，也可以在红外镜头的径向上同侧放置，还可以在红外镜头的径向上采用一定角度（如90°）关系放置。优选的，激光发射端103和激光接收端105可以采用90°关系放置，这样的设置可以防止激光由激光发射端射出，经一系列反射直接进入激光接收端，导致激光测距范围存在一定盲区。这里，红外镜头的径向，与其所设定的光轴的延伸方向垂直，而光轴为光学系统（即红外镜头）传导光线的方向，参考中心视场的主光线。通常，对于对称透射系统而言，光轴与光学系统旋转中心线重合。

在实际应用中，红外成像模块的主光路沿主镜筒中轴线传播，首面红外透镜102的中心区域是红外光的主要通光路径。若将激光测距模块置于中央（如中轴线附近），其物理结构便会直接遮挡该区域。为了减少激光测距模块遮挡红外光，本申请不会将激光测距模块放置于主镜筒的中轴线附近。另外，为了最大程度的避免激光信号干扰，在实际应用中，激光发射端103和激光接收端105优选垂直放置。

然而，无论激光发射端103和激光接收端105采用上述哪种放置策略，如果激光发射端103发射的激光束直接透过首面红外透镜102射出，由于首面红外透镜102边缘薄，而中心厚，激光束通过时中心与边缘光程不同，将会导致激光束产生发散。为了使激光发射端103发射的激光束透过首面红外透镜102时不会发散，本申请在红外镜头内部，具体地，在首面红外透镜102和激光测距模块之间配置补偿部件，其核心目的是调节激光束通过首面红外透镜102的光程，准直激光束，从而确保激光测距的精度与有效距离。

在本申请的实施方式中，补偿部件可以为一块整体的补偿部件，例如激光发射端及激光接收端同侧设置时，另外优选的，补偿部件分离设置为两块补偿镜片，即第一补偿镜片104及第二补偿镜片106。

图3示出了本申请的补偿镜片的一定角度的仰视图，如图3所示，第一补偿镜片104或第二补偿镜片106，可以通过其上阴影区域所标识的结构承靠区域，与主镜筒101内壁设有的平台面与圆周面之间，实现平台面及圆周面接触承靠。通常补偿镜片通过圆周面可以实现径向定位、通过平台面可以实现轴向承靠，从而能够与主镜筒101形成稳定的机械配合关系。

在通过接触承靠固定的同时，第一补偿镜片104或第二补偿镜片106与主镜筒101之间还可以采用局部点胶的固定方式，既借助面接触保障了补偿镜片与主镜筒101的同轴精度，又通过局部点胶避免胶水对镜片形成全域性应力约束，防止镜片光学面因应力产生形变，从而确保激光束经第一补偿镜片104准直发射、经第二补偿镜片106汇聚接收的光路精度。

基于此，可以将第一补偿镜片104设于首面红外透镜102和激光发射端103之间，第二补偿镜片106设于首面红外透镜102和激光接收端105之间。由此，首面红外透镜102与激光测距模块构成的激光光路为：激光发射端103发射激光束，激光束经过第一补偿镜片104与首面红外透镜102后准直发射，探测到物体后反射，再经过首面红外透镜102和第二补偿镜片106后汇聚至激光接收端105。同时，激光束中各光线在该激光光路上的累加光程相等。

结合上述对激光光路的描述可知，用于激光测距的激光波段和用于红外成像的红外波段都会在主镜筒101内部传播，为了避免激光波段与红外波段的相互干扰，在本申请的实施方式中，前述红外镜头还包括间隔结构107，其被配置用于将激光光路和红外光路间隔开。

在实际应用中，间隔结构107与首面红外透镜102相抵接触，只留有极小的缝隙（缝隙范围为0.3~0.6mm），以实现最大程度靠近。这样的缝隙设计，一方面可以防止首面红外透镜102与间隔结构107直接接触从而刮伤镜片，另一方面可以阻拦激光发射端103发射的激光波段与红外探测器发射的红外波段相互干扰。

在本申请的实施方式中，前述激光测距模块还包括集成电路板108，其可以设于主镜筒101的内部。进一步地，前述激光发射端103、激光接收端105与集成电路板108可以一体化后，与主镜筒101之间采用固定连接，具体地，可以采用螺钉固定连接。

此外，主镜筒101的外部还设置有调焦机构109，调焦结构109用于通过调整红外成像模块中红外透镜的相对位置，来适配不同物距的红外目标，以确保红外光经透镜组折射后在红外探测器的感光面上形成清晰成像，保障红外热成像的清晰度与细节还原能力。在实际应用中，前述激光测距模块设于调焦机构109与主镜筒101之间，并且激光测距模块与调焦机构109之间留有空间，以避免调焦时压坏电子元器件。

为了实现光程差补偿和光束准直，在本申请的实施方式中，第一补偿镜片104和第二补偿镜片106中任一补偿镜片的形状根据首面红外透镜102的形状而变化。

具体而言，补偿镜片的结构形式可以分为两种实施方式：

在一些实施场景中，补偿镜片可以由凸透镜及凹透镜组合形成。凸透镜与凹透镜组合通过两片透镜的曲率配合（即凸透镜中心厚边缘薄、凹透镜中心薄边缘厚），形成“边缘厚、中间薄”的等效结构，本质是通过透镜组合的厚度差实现对激光束中心与边缘光线的差异化光程调节（边缘光线光程增加、中心光线光程相对缩短），使得激光光束中各光线在上述激光光路上的累加光程相等，从而满足“累加光程相等”和光束准直的需求。

在另一些实施场景中，补偿镜片的形状可以为自由曲面形状，如双锥面。通过自身非对称的锥面结构（即边缘厚、中间薄且曲率连续变化），直接对激光束的中心与边缘光线进行差异化光程调节，使得边缘光线在厚区域传播距离长、光程增加，中心光线在薄区域传播距离短、光程相对缩短，由此激光光束中各光线在上述激光光路上的累加光程相等，从而能够满足“累加光程相等”和光束准直的需求。

进一步地，为了提升激光光束的能量利用率并增大激光测距的有效距离，在本申请的实施方式中，可以限定在补偿镜片像侧，上侧光线边缘与下侧光线边缘延伸的夹角为20-32度。

具体而言，若角度小于20度，激光束会因过度汇聚导致能量集中在过窄区域，对目标位置偏差的容错率降低，远距离传播时反射光难以被充分接收，能量利用率下降，进而限制测距有效距离；若角度大于32度，激光束会因过度发散导致能量分散，远距离传播后能量密度不足，无法满足激光接收端的探测阈值，同样缩短有效测距距离。而20-32度的角度范围，既能保证激光束具有足够的能量密度以适应远距离传播需求，又能通过合理的发散范围扩大光束对目标的覆盖面积，使反射光更易被激光接收端捕获，从而显著提升能量利用率。

在控制上述夹角的同时，为了确保激光束在通过补偿镜片与首面红外透镜时既不被遮挡，又不侵入红外成像的核心区域，还可以限定补偿镜片的目标区域的最窄宽度为8-15mm。此处，目标区域为补偿镜片中激光束实际通过的区域，其最窄宽度直接决定了光束的通过范围：若宽度小于8mm，会因过度狭窄导致激光束边缘被补偿片遮挡，造成能量损失且破坏光束完整性；若宽度大于15mm，则可能超出物侧红外透镜的有效透光范围，导致部分光束无法通过红外透镜或干扰红外成像的光路。

为了提升激光探测距离并增大激光接收器的能量接收，进一步地，可以限定激光经过补偿镜片与首面红外镜片后的出射光束的最窄宽为6-12mm。一方面，若最窄宽度小于6mm，虽初始准直性较高，但光束过于集中，在远距离传播时易因微小干扰（如空气散射）导致能量快速衰减，反而缩短探测距离。另一方面，若最窄宽度大于12mm，光束准直性下降，发散角增大，能量分散，同样难以实现远距离探测。6-12mm的宽度使激光束在传播过程中保持稳定的准直状态，减少能量损耗，从而有效提升激光探测距离。

根据激光束的可逆性，该宽度对应的出射光束面积适中，当激光束照射到目标并反射时，反射光束的入射面积与出射面积呈对应关系，此宽度范围下的出射光束经反射后，能形成足够大的入射面积覆盖激光接收端，从而减少反射光的漏失，显著提升激光接收器捕获的能量。

此外，为了兼顾激光出射光束的准直性及激光器的小体积，补偿镜片与首面红外透镜的组合焦距为20-30mm。组合焦距作为衡量两者协同光学性能的核心参数，直接影响激光束准直效果与系统轴向尺寸：若组合焦距小于20mm，激光束经两者作用后准直性不足，易出现快速发散，导致远距离传播时能量分散，无法满足高准直需求；若组合焦距大于30mm，虽能提升准直性，但会显著增加光学系统的轴向长度，破坏激光器的小体积设计目标。20-30mm 的范围设计既保证激光出射光束在传播过程中保持良好的准直性，减少能量衰减以适配远距离探测，又通过控制组合焦距的上限，避免系统体积过大，最终实现准直性能与小体积的兼顾。

结合上述对首面红外透镜102的描述可知，首面红外透镜102需要透过预设波长的激光和另一预设波长的红外光，其中，相应的预设波长根据需求设置，并不为本申请所局限。

在本申请的实施方式中，首面红外透镜102被配置为允许波长为近红外波段905nm和1064nm的近红外激光波透过，并配置为允许波长为大于等于2um且小于等于12um，即大于等于2000nm且小于等于12000nm的红外光透过。

由此，激光波段和用于红外成像的红外波段并不相同，但都需要经过首面红外透镜，因此首面红外透镜的基材及其膜层需要重新经过选型和新工艺才能达到足够的透过率。在本申请的实施方式中，红外透镜的材质选用锗或硫系玻璃。

结合上述对补偿镜片的描述可知，补偿镜片只允许近红外激光波透过，因此其可以采用透近红外且截止远红外的材料。具体地，补偿镜片可以采用聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或环烯烃共聚物（COC）等聚合物材料。可以理解的是，第一补偿镜片104与第二补偿镜头106采用的材料可以相同，也可以不相同，并不为本申请所局限。

如此，通过聚合物材料的光学特性，可确保近红外激光波段（如 905nm、1064nm等）高效透过补偿镜片，保障激光束经其准直或汇聚的光路精度；同时，其截止远红外的特性（对应红外成像的 2~12μm 波段）可避免远红外光进入激光测距模块的接收端，减少红外成像光路对激光信号的干扰，提升激光测距的信噪比与精度。

下面参照附图进一步描述可以适用于上述实施方式的红外镜头的具体结构的举例。

需要说明的是，下述的实施例一与实施例二均针对红外系统焦距为50mm的场景，两者的区别在于，实施例一中补偿镜片采用了双锥面结构，而实施例二中补偿镜片采用了凸透镜与凹透镜组合结构。

实施例一

图4示出了实施例一的红外镜头的激光光路示意图，左侧发散光线代表激光发射端出射的激光束，呈发散状态，中间的薄片代表采用双锥面的补偿镜片，右侧的曲面镜片代表首面红外透镜。激光束经补偿镜片折射后，再通过首面红外透镜进一步整形，最终出射为近似平行的准直光束（即右侧平行光线），实现了补偿光程差和准直激光束的效果。

实施例二

图5示出了实施例二的红外镜头的激光光路示意图，左侧发散光线代表激光发射端出射的激光束，呈发散状态，中间的两个薄片代表采用凸透镜与凹透镜组合结构的补偿镜片，右侧的曲面镜片代表首面红外透镜。激光束经补偿镜片折射后，再通过首面红外透镜进一步整形，最终出射为近似平行的准直光束（即右侧平行光线），同样实现了补偿光程差和准直激光束的效果。

此外，在实施例一中补偿镜片为双锥面的情况下，通过不同参数在上文参数范围内的组合调整，可以获得施例1-1、实施例1-2和实施例1-3共三个例子，这三个例子验证了采用双锥面结构的补偿镜片在不同参数下均能实现“高准直性”与“系统小型化”的协同。

具体地，在实施例1-1中，补偿片像侧上侧光线边缘与下侧光线边缘延伸的夹角设为20°，其目标区域的最窄宽度为8mm；在实施例1-2中，该夹角调整为30.3°，目标区域的最窄宽度为 8.5mm；在实施例1-3中，夹角进一步设定为32°，目标区域的最窄宽度为15mm。

上述三个例子中，激光束经过补偿镜片与首面红外透镜后的出射光束的最窄宽度均控制在6-12mm范围内，且补偿镜片与首面红外透镜的组合焦距限定在20-30mm。这些参数设计通过补偿镜片的结构特性，在适配红外系统50mm焦距的基础上，既保证了激光束的有效光程补偿与光束准直性，又通过组合焦距的控制避免了系统体积过大，从而兼顾了激光出射光束的准直性能与激光器的小型化需求。

本领域的技术人员应可以理解，上述红外镜头100能够与一个或多个壳体以及其他必要元件的配合形成光学模组，以便于本申请所提供的红外镜头100在电子设备和智能终端上得以应用。

相应地，如图6所示，本申请提出一种光学模组200，其中，所述光学模组200包括壳体201和红外镜头100，其中，所述红外镜头100被收容于所述壳体201内。

所述壳体201具有一光窗202，所述光窗202允许光线透过，且所述光窗202对应于首面红外透镜102。

值得一提的是，本申请的激光测距模块位于首面红外透镜102的后侧，因此仅需要为红外成像模块设置一个光窗202。当本申请的光学模组200安装于电子设备时，仅需要为红外成像模块预留可透光位置。在光学模组200中，或者，电子设备中，所述激光测距模块在用户视角上被隐藏，视觉上较为简洁，美观。

综上，根据本申请实施例的红外镜头100和光学模组200被阐明。红外成像模块与激光测距模块集成于主镜筒内部，既避免了现有分离式设计体积过大的问题，又通过内置设计减少了外界环境干扰；同时通过在激光测距模块与首面红外透镜之间配置补偿部件，能够针对性调节激光束通过红外透镜的光程，解决了激光准直性不足、发散角过大的问题，能够实现精确的激光测距及红外成像；另外，圆形横截面使首面红外透镜在径向各方向的光学性能一致，配合补偿部件的光程补偿设计时，能确保激光束各边缘光线的光程调节均匀性，为实现激光光路上各光线累加光程调节提供结构基础，能够进一步提升激光测距的精度与稳定性。

虽然本文已经示出和描述了本申请的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式来提供。本领域技术人员可以在不偏离本申请思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本申请的过程中，可以采用对本文所描述的本申请实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本申请的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的等同或替代方案。

Claims (13)

1.一种红外镜头，其特征在于，包括主镜筒和设置在所述主镜筒内部的红外成像模块和激光测距模块；

所述红外成像模块包括红外探测器和至少一片红外透镜，所述至少一片红外透镜位于所述红外探测器的感光路径上；所述至少一片红外透镜中首面红外透镜位于所述激光测距模块的物侧；

所述首面红外透镜的横截面为圆形；所述首面红外透镜和所述激光测距模块之间配置补偿部件。

2.根据权利要求1所述的红外镜头，其特征在于，所述激光测距模块包括激光发射端和激光接收端；所述补偿部件包括第一补偿镜片和第二补偿镜片；以及

所述首面红外透镜与所述激光测距模块构成的激光光路为：所述激光发射端发射激光束，所述激光束经过所述第一补偿镜片与所述首面红外透镜后准直发射，探测到物体后反射，再经过所述首面红外透镜和所述第二补偿镜片后汇聚至所述激光接收端。

3.根据权利要求2所述的红外镜头，其特征在于，所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片的形状根据所述首面红外透镜的形状而变化；所述激光束中各光线在所述激光光路上的累加光程相等。

4.根据权利要求3所述的红外镜头，其特征在于，对于所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片中任一补偿镜片，所述补偿镜片由凸透镜及凹透镜组合形成。

5.根据权利要求3所述的红外镜头，其特征在于，对于所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片中任一补偿镜片，所述补偿镜片的形状为自由曲面，所述自由曲面为双锥面。

6.根据权利要求4或5所述的红外镜头，其特征在于，在补偿镜片的像侧，上侧光学边缘与下侧光线边缘延伸的夹角为20 -32度。

7.根据权利要求4或5所述的红外镜头，其特征在于，所述补偿镜片的目标区域的最窄宽度为8-15mm。

8.根据权利要求4或5所述的红外镜头，其特征在于，所述激光束在经过所述补偿镜片和所述首面红外透镜后，出射光束的最窄宽度为6-12mm。

9.根据权利要求4或5所述的红外镜头，其特征在于，所述补偿镜片与所述首面红外透镜的组合焦距为20-30mm。

10.根据权利要求1-9任一所述的红外镜头，其特征在于，所述首面红外透镜被配置为允许波长为905nm和1064nm的近红外激光波透过，并配置为允许波长为大于等于2000nm且小于等于12000nm的红外光透过。

11.根据权利要求2-9任一所述的红外镜头，其特征在于，对于所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片中任一补偿镜片，所述补偿镜片采用透近红外且截止远红外的材料。

12.根据权利要求11所述的红外镜头，其特征在于，所述补偿镜头采用的材料为聚合物材料，所述聚合物材料为聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）或环烯烃共聚物（COC）。

13.一种光学模组，其特征在于，包括：

壳体；和

如权利要求1至12中任意一项所述的红外镜头，所述红外镜头安装于所述壳体内。