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CN121165277A - 一种红外镜头及光学模组 - Google Patents

一种红外镜头及光学模组

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Publication number
CN121165277A
CN121165277A CN202511012621.6A CN202511012621A CN121165277A CN 121165277 A CN121165277 A CN 121165277A CN 202511012621 A CN202511012621 A CN 202511012621A CN 121165277 A CN121165277 A CN 121165277A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
infrared
laser
compensation
infrared lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202511012621.6A
Other languages
English (en)
Inventor
沈洪
褚佳男
黄信聪
熊志成
李�荣
李雪健
应文杰
陈绩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Sunny Infrared Technologies Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Sunny Infrared Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Sunny Infrared Technologies Co Ltd filed Critical Ningbo Sunny Infrared Technologies Co Ltd
Priority to CN202511012621.6A priority Critical patent/CN121165277A/zh
Publication of CN121165277A publication Critical patent/CN121165277A/zh
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

本申请公开了一种红外镜头及光学模组,该红外镜头包括红外成像模块和激光测距模块,激光测距模块设置于首面红外透镜后面的空间,使激光测距模块被隐藏,提升了镜头的美观性以及减小了体积;同时,红外透镜所采用的材质既能够满足红外探测器感光路径的红外光透过需求以实现红外热成像,又可透过激光测距模块发射的激光以实现激光测距,且无需对红外成像模块首面镜片进行切割,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;此外,激光发射端与激光接收端在红外镜头的径向上支持同侧、对侧或采用任意角度的灵活布置,该布局方式配合主镜筒内的高度集成设计,能够有效缩减镜头总口径及总长,满足小型化、轻量化的应用需求。

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,本申请涉及一种一种红外镜头及光学模组。
背景技术
在光学镜头领域,红外热成像系统与激光测距系统的融合应用日益广泛,此类融合产品需同时满足热成像清晰成像与激光精准测距的功能需求。然而,如何在实现多光谱功能集成的同时,解决镜头结构设计中的体积限制、光学性能衰减等问题,成为本领域的研究重点。
目前市场上存在红外热成像系统与激光测距系统结合的产品,但含激光测距功能的红外瞄准镜头普遍采用传统设计:通过切除部分红外镜头镜片,将激光测距装置设置在镜片缺口处。这种设计存在显著缺陷:一方面,镜片切割会极大降低镜片强度,导致镜片易碎,影响镜头可靠性;另一方面,激光测距装置无法实现与镜头的高度集成,导致镜头总口径和总长难以减小,难以满足小型化、轻量化的应用需求。
有鉴于此,亟需提供一种改进的多光谱融合的红外镜头,以便避免切割首面红外透镜,提升镜片强度,同时实现激光测距与红外热成像高度集成,有效减小镜头总口径和总长,满足小型化、轻量化的应用需求。
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,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;所述红外透镜材质为硫系玻璃、锗、硅、硫化锌或硒化锌中的一种;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;所述激光测距模块包括激光发射端和激光接收端块;所述激光发射端与所述激光接收端在所述红外镜头的径向上,同侧、对侧或采用任意角度关系放置。
在一些实施方式中,所述激光测距模块与首面红外透镜之间配置补偿部件。
在一些实施方式中,所述补偿部件包括第一补偿镜片和第二补偿镜片;所述第一补偿镜片设于所述首面红外透镜和所述激光发射端之间,所述第二补偿镜片设于所述首面红外透镜和所述激光接收端之间;以及所述首面红外透镜、所述补偿部件和所述激光测距模块被配置为: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,所述激光发射端与所述激光接收端在所述红外镜头的径向上,采用垂直角度关系放置。
在一些实施方式中,所述第一补偿镜片、所述第二补偿镜片与所述主镜筒之间通过圆周面及平台面接触承靠,并采用局部点胶固定。
在一些实施方式中,所述主镜筒内壁具有L型台阶,以承靠及固定所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片。
在一些实施方式中,所述红外镜头还包括间隔结构,其被配置用于将激光光路和红外光路间隔开;所述间隔结构与所述首面红外透镜相抵接触。
在一些实施方式中,所述激光测距模块还包括集成电路板;所述集成电路板设于所述主镜筒的内部或外部;在所述集成电路板设于所述主镜筒的内部的情况下,所述激光发射端、所述激光接收端与所述集成电路板一体化后,与所述主镜筒之间采用固定连接;所述集成电路板设于所述主镜筒的外部的情况下,所述激光发射端、所述激光接收端与所述主镜筒之间通过平台面接触承靠,并且采用四周点胶固定;所述激光发射端、所述激光接收端与所述集成电路板之间通过线束进行信号传输,所述集成电路板与所述主镜筒之间不采用固定连接。
在一些实施方式中,所述主镜筒的外部设置有调焦机构;所述激光测距模块与所述调焦机构之间留有空间;所述主镜筒与所述激光发射端、所述激光接收端之间局部避空。
在一些实施方式中,除所述首面红外透镜以外,所述红外成像模块还包括的红外透镜的数量为2片、3片或4片。
在一些实施例中,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,所述补偿部件采用透近红外且截止远红外的材料。
在第二方面中,本申请提供一种光学模组,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激光测距模块设置于首面红外透镜后面的空间,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,既达到了隐藏激光测距模块的目的,又提升了镜头的美观性以及减小体积;同时,红外透镜采用硫系玻璃、锗、硅、硫化锌或硒化锌等适配多光谱光路的材质,这类材质的红外透镜既能够满足红外探测器感光路径的红外光透过需求以实现红外热成像,又可透过激光测距模块发射的激光以实现激光测距,且无需对红外成像模块首面镜片进行切割,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;此外,激光发射端与激光接收端在红外镜头的径向上支持同侧、对侧或采用任意角度的灵活布置,该布局方式配合主镜筒内的高度集成设计,能够在保障红外热成像与激光测距双功能性能的前提下,有效缩减镜头总口径及总长,进而满足小型化、轻量化的应用需求。
进一步地,在一些实施方式中,首面镜片与激光测距模块之间配置补偿部件,使得激光系统发射的光线透过红外成像模块首面镜片时不会发散,实现了矫正激光束的传播路径,使其透过首面红外透镜时保持准直,从而确保激光测距功能的精度与可靠性。
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示出了本申请的平台面及圆周面承靠示意图;
图2示出了本申请的补偿镜片的一定角度的仰视图;
图3示出了本申请的局部点胶固定示意图;
图4示出了本申请的间隔结构与首面红外透镜相抵接触示意图;
图5示出了图4中一区域的放大视图;
图6示出了本申请实施例一的主镜筒的示例性结构图;
图7示出了本申请实施例一的红外镜头的示例性结构图;
图8示出了本申请实施例二的主镜筒的示例性结构图;
图9示出了本申请实施例二的红外镜头的示例性结构图;
图10示出了本申请实施例三的红外镜头的一示例性结构图;
图11示出了本申请实施例三的红外镜头的又一示例性结构图;
图12示出了本申请实施例四的红外镜头的示例性结构图;
图13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。
下面结合附图来详细描述本申请提供的红外镜头。
在本申请中,红外镜头100包括主镜筒101,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。在主镜筒101内部,设置有红外成像模块和激光测距模块。
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。为了适配近红外激光波长与红外成像波段的协同工作场景,本申请中红外透镜材质可以为硫系玻璃、锗、硅、硫化锌或硒化锌中的一种。为了达到隐藏激光测距模块的目的,提升镜头的美观性,在本申请中,至少一片红外透镜中首面红外透镜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。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成一定角度关系放置。优选的,激光发射端和激光接收端以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,即限定在其圆周范围内的直径方向,该方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。若将激光发射端和激光接收端置于中央(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,本申请不会将激光发射端和激光接收端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,激光发射端和激光接收端优选垂直放置。
然而,无论激光发射端和激光接收端采用上述哪种放置策略,如果激光发射端发射的激光束直接透过首面红外透镜102射出,将会导致激光束发散。为了使激光发射端发射的激光束透过首面红外透镜102时不会发散,本申请在激光测距模块与首面红外透镜之间配置补偿部件,其核心目的是矫正激光束的传播路径,使其透过首面红外透镜102时保持准直,从而确保激光测距功能的精度与可靠性。
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。
基于此,需要将第一补偿镜片104和第二补偿镜片106设于首面红外透镜102和激光测距模块之间,以补偿由于激光束透过首面红外透镜102所造成的各激光光线之间的光程差。具体来讲,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,以对激光发射模块103发射的激光束进行光程补偿,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,以对待测距的物体反射的激光束进行光程补偿。
在本申请的实施方式中,为了形成稳定的机械配合关系,如图1至图3所示,第一补偿镜片104、第二补偿镜片106与主镜筒101之间可以通过圆周面及平台面接触承靠,并在点胶槽内采用局部点胶固定。具体而言,图1和图2所示出的阴影区域为结构承靠区域,第一补偿镜片104与第二补偿镜片106分别通过圆周面实现径向定位、平台面实现轴向承靠,能够与主镜筒101形成稳定的机械配合关系;图3所示出的黑色弧形和点状区域为点胶槽局部点胶固定,局部点胶固定方式既借助面接触保障了镜片与主镜筒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。
此外,主镜筒内壁可以设计为L型台阶,主要用于固定及承靠补偿镜片;相应地,补偿镜片一端剖面同样采用L型台阶结构,该设计既能够精准定位补偿镜片在主镜筒内的相对位置,又为点胶固定操作提供了便利,使镜片可稳定装配于镜筒内壁,进一步强化了整体结构的机械配合稳定性。
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。如图4所示,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。图5为图4中区域A(图中矩形框出的区域)的放大视图,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发射的测距波段光线直接被镜片反射到激光接收端105导致测距不准的问题。
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。此种情况下,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。
在实际应用中,由于集成电路板108上电子元器件较多,致其面积较大,若将其置于主镜筒101内部,可能会挤占红外成像光路的核心通光区域(如遮挡首面红外透镜102中心),引发红外成像暗角、像差增大,还会压缩激光测距模块的安装空间,干扰激光束准直路径,劣化测距精度。
基于此,集成电路板108可以设于主镜筒101的外部。此种情况下,激光发射端103、激光接收端105与集成电路板108之间可以通过线束进行信号传输,激光发射端103、激光接收端105与主镜筒101之间可以通过平台面接触承靠,并且采用四周点胶固定,集成电路板108与主镜筒101之间则不采用固定连接。
将集成电路板108放置在主镜筒101外部,可利用镜筒周边或尾部闲置空间,避免遮挡光学主光路,保障红外成像均匀性与激光测距精度。此外,还能够支持集成电路板独立设计、装配与维护,配合镜筒内光学模块的紧凑集成,助力镜头在功能融合中实现小型化与可靠性提升。
需要注意的是,在本申请中,无论集成电路板108采用上述哪种放置策略,主镜筒101与激光发射端103、激光接收端105之间都采用局部避空设计,即仅通过预设的定位基准(如特定圆周面或平台面)实现必要的配合与限位,在非基准区域预留间隙以减少接触,由此避免因过多接触点形成过定位。
在本申请的实施方式中,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。
具体地,在集成电路板108设于主镜筒101内部的情况下,调焦机构109与集成电路板108之间需留有足够空间,以避免因在调焦时,主镜筒101后移,导致集成电路板108与调焦机构109提前接触,压坏电子元器件。
类似地,在集成电路板108设于主镜筒101外部的情况下,激光发射端103、激光接收端105与调焦机构109之间需留有足够空间,以避免因在调焦时,主镜筒101后移,导致激光发射端103、激光接收端105与调焦机构109提前接触,压坏元器件。
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。
在本申请的一实施方式中,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2000nm且小于等于12000nm的红外光透过。
结合上述对第一补偿镜片104和第二补偿镜片106的描述可知,第一补偿镜片104和第二补偿镜片106可以采用透近红外且截止远红外的材料。具体地,第一补偿镜片104和第二补偿镜头106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、实施例二、实施例三及实施例四均适用于本申请的所有实施方式。
实施例一
如图6和图7所示,描述了实施例一的红外镜头。图6示出了实施例一的红外镜头中主镜筒的示例性结构。图7示出了实施例一的红外镜头的结构示意图。
如图6所示,主镜筒101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。
如图7所示,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。主镜筒101的外部设置有调焦机构109,激光测距模块设于调焦机构109与主镜筒101之间。
红外成像模块包括红外探测器(图中未示出)和至少一片红外透镜,并且至少一片红外透镜中的首面红外透镜102位于激光测距模块的物侧。主镜筒101内部设有间隔结构107,其与首面红外透镜102相抵接触。
激光测距模块包括激光发射端103和激光接收端105。
需要注意的是,在本实施例一中,激光发射端103和激光接收端105在红外镜头100的径向上对侧放置。其中第一补偿镜片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。为了形成稳定的机械配合关系第一补偿镜片104、第二补偿镜片106与主镜筒101之间可以通过圆周面及平台面接触承靠,并采用局部点胶固定。
前述激光测距模块还包括集成电路板108,在本实施例一中,集成电路板108设于主镜筒101的内部。由此,前述激光发射端103、激光接收端105与集成电路板108一体化后,与主镜筒101之间采用螺钉固定连接。主镜筒101与激光发射端103、激光接收端105之间都采用局部避空设计,以避免过定位。集成电路板108与调焦机构109之间留有空间,以避免因在调焦时,主镜筒101后移,导致集成电路板108与调焦机构109提前接触,压坏电子元器件。
实施例二
如图8和图9所示,描述了实施例二的红外镜头。图8示出了实施例二的红外镜头中主镜筒的示例性结构。图9示出了实施例二的红外镜头的示例性结构。
如图8所示,实施例二的红外镜头中主镜筒,与实施例一的红外镜头中主镜筒的区别在于,集成电路板108未放置在主镜筒101内部,而是利用主镜筒101的尾部闲置空间,放置在了主镜筒101外部。
如图9所示,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。主镜筒101的外部设置有调焦机构109,激光测距模块设于调焦机构109与主镜筒101之间。
红外成像模块包括红外探测器(图中未示出)和至少一片红外透镜,并且至少一片红外透镜中的首面红外透镜102位于激光测距模块的物侧。主镜筒101内部设有间隔结构107,其与首面红外透镜102相抵接触。
激光测距模块包括激光发射端103和激光接收端105。
需要注意的是,与上述实施例一相同,在本实施例二中,激光发射端103和激光接收端在红外镜头100的径向上对侧放置。其中第一补偿镜片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。为了形成稳定的机械配合关系第一补偿镜片104、第二补偿镜片106与主镜筒101之间可以通过圆周面及平台面接触承靠,并采用局部点胶固定。
前述激光测距模块还包括集成电路板108,与上述实施例一不同,在本实施例二中,集成电路板108设于主镜筒101的外部。由此,激光发射端103、激光接收端105与集成电路板108之间可以通过线束进行信号传输,激光发射端103、激光接收端105与主镜筒101之间可以通过平台面接触承靠,并且采用四周点胶固定,集成电路板108与主镜筒101之间则不采用固定连接。另外,激光发射端103、激光接收端105与调焦机构109之间需留有足够空间,以避免因在调焦时,主镜筒101后移,导致集成电路板108与调焦机构109提前接触,压坏电子元器件。
实施例三
如图10和图11所示,描述了实施例三的红外镜头。图10示出了实施例三的红外镜头的一结构示意图。图11示出了实施例三的红外镜头的又一结构示意图。
如图10所示,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。主镜筒101的外部设置有调焦机构109,激光测距模块设于调焦机构109与主镜筒101之间。
红外成像模块包括红外探测器(图中未示出)和至少一片红外透镜,并且至少一片红外透镜中的首面红外透镜102位于激光测距模块的物侧。主镜筒101内部设有间隔结构107,其与首面红外透镜102相抵接触。
激光测距模块包括激光发射端103和激光接收端105。
需要注意的是,与上述实施例一和实施例二不同,在本实施例三中,激光发射端103和激光接收端105在红外镜头100的径向上同侧放置。正如图11所示,去除首面红外透镜102后,可以清楚的看到,在实施例三的主镜筒内部,第一补偿镜片104和第二补偿镜片106在红外镜头100的径向上同侧放置。
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。为了形成稳定的机械配合关系第一补偿镜片104、第二补偿镜片106与主镜筒101之间可以通过圆周面及平台面接触承靠,并采用局部点胶固定。
前述激光测距模块还包括集成电路板108,与上述实施例一相同,在本实施例三中,集成电路板108设于主镜筒101的内部。由此,由此,前述激光发射端103、激光接收端105与集成电路板108一体化后,与主镜筒101之间采用螺钉固定连接。主镜筒101与激光发射端103、激光接收端105之间都采用局部避空设计,以避免过定位。集成电路板108与调焦机构109之间留有空间,以避免因在调焦时,主镜筒101后移,导致集成电路板108与调焦机构109提前接触,压坏电子元器件。
实施例四
图12示出了本申请实施例四的红外镜头的结构示意图。通过对比图12和图11,可以以看出,本申请实施例四的红外镜头与上述实施例三的红外镜头的关键区别在于,在本实施例四中,激光发射端103和激光接收端105在红外镜头100的径向上,采用垂直角度关系放置同侧放置。相应地,正如图12所示,去除首面红外透镜102后,可以清楚的看到,在实施例四的主镜筒内部,第一补偿镜片104和第二补偿镜片106在红外镜头100的径向上,采用垂直角度关系放置同侧放置。
可以理解的是,实施例四的红外镜头中,主镜筒101、间隔结构107、集成电路板108及调焦机构109的结构设计可沿用上述实施例一、实施例二或实施例三中的任一方案,关于这些部件的具体结构限定,可参考前述实施例的相关描述,此处不做赘述。
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部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13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。激光测距模块与镜筒高度集成,实现了激光测距模块与镜筒的一体化,可最大程度地减小镜头的总口径及总长,能够满足小型化、轻量化的应用需求。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,有利于提升镜头的美观性。此外,第一补偿镜片和第二补偿镜片的设置,使激光系统发射的光线透过红外成像模块首面镜片时不会发散,从而让镜头能够在同时满足热成像和激光测距功能的情况下,无需对红外成像模块首面镜片进行切割,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。
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;所述红外透镜材质为硫系玻璃、锗、硅、硫化锌或硒化锌中的一种;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;
所述激光测距模块包括激光发射端和激光接收端;所述激光发射端与所述激光接收端在所述红外镜头的径向上,同侧、对侧或采用任意角度关系放置。
2.根据权利要求1所述的红外镜头,其特征在于,所述激光测距模块与首面红外透镜之间配置补偿部件。
3.根据权利要求2所述的红外镜头,其特征在于,所述补偿部件包括第一补偿镜片和第二补偿镜片;所述第一补偿镜片设于所述首面红外透镜和所述激光发射端之间,所述第二补偿镜片设于所述首面红外透镜和所述激光接收端之间;以及
所述首面红外透镜、所述补偿部件和所述激光测距模块被配置为: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。
4.根据权利要求1所述的红外镜头,其特征在于,所述激光发射端与所述激光接收端在所述红外镜头的径向上,采用垂直角度关系放置。
5.根据权利要求3所述的红外镜头,其特征在于,所述第一补偿镜片、所述第二补偿镜片与所述主镜筒之间通过圆周面及平台面接触承靠,并采用局部点胶固定。
6.根据权利要求3所述的红外镜头,其特征在于,所述主镜筒内壁具有L型台阶,以承靠及固定所述第一补偿镜片和所述第二补偿镜片。
7.根据权利要求1所述的红外镜头,其特征在于,还包括间隔结构,其被配置用于将激光光路和红外光路间隔开;所述间隔结构与所述首面红外透镜相抵接触。
8.根据权利要求1所述的红外镜头,其特征在于,所述激光测距模块还包括集成电路板;所述集成电路板设于所述主镜筒的内部或外部;
在所述集成电路板设于所述主镜筒的内部的情况下,所述激光发射端、所述激光接收端与所述集成电路板一体化后,与所述主镜筒之间采用固定连接;
所述集成电路板设于所述主镜筒的外部的情况下,所述激光发射端、所述激光接收端与所述主镜筒之间通过平台面接触承靠,并且采用四周点胶固定;所述激光发射端、所述激光接收端与所述集成电路板之间通过线束进行信号传输,所述集成电路板与所述主镜筒之间不采用固定连接。
9.根据权利要求1所述的红外镜头,其特征在于,所述主镜筒的外部设置有调焦机构;所述激光测距模块与所述调焦机构之间留有空间;所述主镜筒与所述激光发射端、所述激光接收端之间局部避空。
10.根据权利要求1所述的红外镜头,其特征在于,除所述首面红外透镜以外,所述红外成像模块还包括的红外透镜的数量为2片、3片或4片。
11.根据权利要求1-10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。
12.根据权利要求1-10任一所述的红外镜头,其特征在于,所述补偿部件采用透近红外且截止远红外的材料。
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。
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