镜头及双目摄像头的制作方法

1.本说明书涉及镜头技术领域，尤其涉及一种镜头及双目摄像头。

背景技术：

2.双目立体视觉(binocular stereo vision)是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。
3.目前的双目立体视觉方案通常采用rgb+ir的双目摄像头方案，即两颗关键参数一样的镜头，但其工作波段不同，其主要通过对两颗镜头做不同的镀膜来实现。现在镜头是按照可见光波段进行设计，其在可见光波段性能很好，但是在近红外波段其成像效果必然会下降。
4.现有的针对近红外摄像头的性能提升策略为，通过调整近红外镜头的后焦来提升其性能，进而提升其成像效果。但是后焦这个参数属于调整的弱变量，通过这种低成本的方式可以提高镜头的成像效果，但提升量及其有限。

技术实现要素：

5.本说明书提供一种镜头及双目摄像头。
6.第一方面，本说明书实施例提供一种镜头，沿着物侧至像侧依次包括保护玻璃和多个镜片，所述保护玻璃位于所述多个镜片远离成像面的一侧，所述保护玻璃靠近所述成像面一侧的像侧面为具有曲率的非平面。
7.进一步地，所述保护玻璃的像侧面为凹面。
8.进一步地，所述保护玻璃的像侧面为凸面。
9.进一步地，所述保护玻璃的像侧面为曲面。
10.进一步地，所述保护玻璃远离所述成像面一侧的物侧面为具有曲率的非平面。
11.进一步地，所述保护玻璃的物侧面为凹面。
12.进一步地，所述保护玻璃的物侧面为凸面。
13.进一步地，所述保护玻璃的物侧面为曲面。
14.进一步地，所述镜头为可见光镜头或是红外镜头。
15.第二方面，本说明书实施例提供一种双目摄像头，包括第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和所述第二摄像头中的至少一者如第一方面所述的镜头。
16.进一步地，所述第一摄像头为可见光摄像头，所述第二摄像头为是红外摄像头。
17.由以上技术方案可知，本说明书通过将保护玻璃靠近成像面一侧的像侧面设置为具有曲率的非平面，具有曲率的非平面玻璃能够引入新的像差并能校正像差，这样通过这片带有曲率的的非平面的保护玻璃即可继续提升镜头的性能。并且由于镜片曲率属于强变量，其性能提升效果较为显著。
附图说明
18.图1所示为一示例性实施例中本说明书的镜头的结构示意图。
19.图2所示为另一示例性实施例中本说明书的镜头的结构示意图。
20.图3所示为又一示例性实施例中本说明书的镜头的结构示意图。
21.图4所示为一示例性实施例中本说明书的双目摄像头的立体示意图。
22.图5所示为另一示例性实施例中本说明书的双目摄像头的立体示意图。
具体实施方式
23.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置的例子。
24.在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。除非另作定义，本说明书使用的技术术语或者科学术语应当为本说明书所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
25.双目立体视觉(binocular stereo vision)是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。
26.双目立体视觉方案通常采用两颗具有相同光学参数的摄像头，利用同一空间物体在每颗摄像头上的成像位置来计算物体的立体信息；早期双目方案采用两颗可见光摄像头的方案，即两颗摄像头所有参数一致，只是物理摆放位置不同；为了克服暗光环境以及提高计算精度，现在通常采用rgb(可见光)+ir(近红外)的双目摄像头方案，即两颗关键参数一样的镜头，但其工作波段不同，其主要通过对两颗镜头做不同的镀膜来实现。
27.以rgb+ir(即可见光+近红外)双目方案为例，首先依据方案所需确定镜头的主要光学参数(如光圈，焦距，视场角等)，然后依据以上参数进行镜头选型，由于市面上常规镜头大多为可见光镜头，在选取参数符合的可见光镜头后，在通过对镜片20更改镀膜透过波段来制作近红外镜头，这样就完成了改方案的rgb(可见光)镜头和ir(近红外)镜头的选型和制作。
28.前面提到，rgb镜头和ir镜头主要区别为工作波段不同，通过更改镀膜的方式，可以改变镜头对不同波段的透过率，但是无法校正由于工作波段改变带来的像差。镜片20的
折射率不是固定不变的，其随着工作波长的变化和变化，由于之前镜头是按照可见光波段进行设计，其在可见光波段性能很好，但是在近红外波段其成像效果必然会下降。
29.现有的针对近红外摄像头的性能提升策略为，通过调整近红外镜头的后焦来提升其性能，进而提升其成像效果。其具体实现是在模组制作过程中，通过调整镜头和sensor之间的具体来实现后焦的调整，这样在不改变镜头本身的情况下，通过后焦的调整来实现ir摄像头的效果提升。但这种方案的主要缺点为：后焦这个参数属于调整的弱变量，通过这种低成本的方式可以提高镜头的成像效果，但提升量及其有限。
30.本说明书提供一种镜头及双目摄像头，能够提升镜头的性能。下面结合附图，对本说明书的镜头及双目摄像头进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
31.参见图1所示，本说明书实施例提供一种镜头，可以是可见光镜头(rgb镜头)或是红外镜头(ir镜头)，可应用于双目摄像头，或是其它摄像头场景亦可。镜头沿着物侧(可以理解为是远离用于成像待拍摄物体的成像面90的一侧，图中所示为左侧)至像侧(可以理解为是靠近用于成像待拍摄物体的成像面90的一侧，图中所示为右侧)依次包括保护玻璃10(cover glass)和多个镜片20，所述保护玻璃10位于所述多个镜片20远离成像面90的一侧，其主要作用是防止镜片20被刮伤，并且起到防尘防水作用。最靠近保护玻璃10的前两个镜片20之间设有孔径光阑30，光阑种类可以包括耀光光阑(glare stop)或视场光阑(field stop)等，可用以减少杂散光，有助于提升影像质量。最靠近成像面90的镜片20和成像面90之间设有滤光片40。各镜片20的形状大小可根据实际需要设置，例如凹透镜、凸透镜、曲面镜等，本说明书对此不做限制。
32.所述保护玻璃10靠近所述成像面90一侧的像侧面11为具有曲率的非平面。需要说明的是，保护玻璃10的像侧面11的曲率可根据镜头的具体参数经过仿真计算得到，本说明书对此不做限制。
33.由以上技术方案可知，本说明书通过将保护玻璃10靠近成像面90一侧的像侧面11设置为具有曲率的非平面，具有曲率的非平面玻璃能够引入新的像差并能校正像差，这样通过这片带有曲率的非平面的保护玻璃10即可继续提升镜头的性能，不改变镜头内部结构，具有成本低，安装方便的特点。并且由于镜片20曲率属于强变量，其性能提升效果较为显著。
34.参见图1所示，在本实施例中，所述保护玻璃10的像侧面11可以为凹面，物侧面12(可以理解为是远离用于成像待拍摄物体的成像面90的一侧，图中所示为左侧面)为平面，从而形成平凹玻璃，可以引入新的像差并能校正像差，即可提升镜头的性能，有效修正离轴处的周边像差。并且由于镜片曲率属于强变量，其性能提升效果会显著优于现有方案。
35.参见图2所示，在本实施例中，所述保护玻璃10的像侧面11可以为凸面，物侧面12为平面，从而形成平凸玻璃，同样可以引入新的像差并能校正像差，即可提升镜头的性能，有效修正离轴处的周边像差。
36.参见图3所示，在本实施例中，所述保护玻璃10的像侧面11可以为曲面，物侧面12为平面，从而形成平曲玻璃，同样可以引入新的像差并能校正像差，即可提升镜头的性能，有效修正离轴处的周边像差。可选地，所述曲面包括至少两个反曲点(即弯曲处)，以使所述曲面呈波浪形。
37.在一些可选的实施方式中，所述保护玻璃10远离所述成像面90一侧的物侧面12为具有曲率的非平面(未图示)。需要说明的是，保护玻璃10的物侧面12的曲率可根据镜头的具体参数经过仿真计算得到，本说明书对此不做限制。通过将保护玻璃10远离成像面90一侧的物侧面12设置为具有曲率的非平面，具有曲率的非平面玻璃能够引入新的像差并能校正像差，这样通过这片带有曲率的非平面的保护玻璃10即可继续提升镜头的性能。
38.进一步地，所述保护玻璃10的物侧面12可以为凹面、凸面或是曲面。可选地，所述曲面包括至少两个反曲点，(即弯曲处)，以使所述曲面呈波浪形。通过上述设置，可以组成双凹玻璃、凹凸玻璃、凹曲玻璃、双凸玻璃、凸凹玻璃、凸曲玻璃、双曲玻璃、曲凹玻璃、曲凸玻璃，均可引入新的像差并能校正像差，即可提升镜头的性能，有效修正离轴处的周边像差。
39.参见图4和图5所示，本说明书实施例还提供一种双目摄像头，包括第一摄像头91和第二摄像头92，所述第一摄像头91和所述第二摄像头92中的至少一者如上述实施例和实施方式所述的镜头。需要说明的是，上述实施例和实施方式中关于镜头的描述，同样适用于本实施例的双目摄像头。
40.由以上技术方案可知，本说明书通过将第一摄像头91和第二摄像头92中至少一者的保护玻璃10的像侧面11设置为具有曲率的非平面，或是将保护玻璃10的物侧面12设置为具有曲率的非平面，或是将保护玻璃10的像侧面11及物侧面12一同设置为具有曲率的非平面，具有曲率的非平面玻璃能够引入新的像差并能校正像差，这样通过这片带有曲率的非平面的保护玻璃10即可继续提升镜头的性能。并且由于镜片20曲率属于强变量，其性能提升效果较为显著。
41.在一些可选的实施方式中，所述第一摄像头91为可见光摄像头，所述第二摄像头92为是红外摄像头。在图4所示的例子中，第一摄像头91的保护玻璃10为双平面玻璃，第二摄像头92的保护玻璃10为平凹玻璃。在图5所示的例子中，第一摄像头91的保护玻璃10为平凹玻璃，第二摄像头92的保护玻璃10为平凹玻璃。平凹玻璃可以引入新的像差并能校正像差，即可提升镜头的性能，有效修正离轴处的周边像差。并且由于镜片曲率属于强变量，其性能提升效果会显著优于现有方案。当然在其他例子中，第一摄像头91的保护玻璃10和第二摄像头92的保护玻璃10也可以是平凸玻璃、平曲玻璃、双凹玻璃、凹凸玻璃、凹曲玻璃、双凸玻璃、凸凹玻璃、凸曲玻璃、双曲玻璃、曲凹玻璃、曲凸玻璃，本说明书对此不作限制。
42.以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

技术特征：

1.一种镜头，其特征在于，沿着物侧至像侧依次包括保护玻璃和多个镜片，所述保护玻璃位于所述多个镜片远离成像面的一侧，所述保护玻璃靠近所述成像面一侧的像侧面为具有曲率的非平面。2.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述保护玻璃的像侧面为凹面。3.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述保护玻璃的像侧面为凸面。4.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述保护玻璃的像侧面为曲面。5.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述保护玻璃远离所述成像面一侧的物侧面为具有曲率的非平面。6.如权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述保护玻璃的物侧面为凹面。7.如权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述保护玻璃的物侧面为凸面。8.如权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述保护玻璃的物侧面为曲面。9.如权利要求1至8中任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头为可见光镜头或是红外镜头。10.一种双目摄像头，其特征在于，包括第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和所述第二摄像头中的至少一者如权利要求1至8中任一项所述的镜头。11.如权利要求10所述的双目摄像头，其特征在于，所述第一摄像头为可见光摄像头，所述第二摄像头为是红外摄像头。

技术总结

本说明书提供一种镜头及双目摄像头。镜头沿着物侧至像侧依次包括保护玻璃和多个镜片，所述保护玻璃位于所述多个镜片远离成像面的一侧，所述保护玻璃靠近所述成像面一侧的像侧面为具有曲率的非平面。面为具有曲率的非平面。面为具有曲率的非平面。

技术研发人员：

杨小威

受保护的技术使用者：

支付宝（杭州）信息技术有限公司

技术研发日：

2021.08.05

技术公布日：

2022/12/19