[发明专利]一种光学镜头和智能笔

说明书

公开了一种光学镜头和智能笔，光学镜头包括镜片、镜筒、图像传感器和电路板，所述镜片具有正屈折力，所述镜片的物侧面和像侧面均为凸面且所述物侧面的曲率小于所述像侧面的曲率，所述镜片的焦距f满足以下条件式：2.8＜f＜3.2，所述镜片固定于所述镜筒的前端，所述镜筒的中部设置有通光孔，所述图像传感器固定于所述电路板上，所述电路板固定于所述镜筒的末端。该光学镜头可以在单镜片模式下，实现15度视场角、物距在20mm左右、景深达到10mm以上，畸变度小于1％的光学指标，同时，配合镜头结构，能在高达1/30000秒的曝光速度下清晰成像。

技术领域

本发明涉及光学镜头领域，并且特别涉及一种光学镜头和智能笔。

背景技术

微型镜头比较常见的是手机镜头和工业镜头。这类镜头物距至少在100mm以上，镜头可调焦，视场角也都在40度以上。

应用于智能笔的成像镜头，需要是体积小、物距短、视场角15度以下，同时还有具备大亮度大景深的定焦镜头。一般物距在20毫米左右，景深要求在10mm左右。目前常见的手机镜头，在体积、最小物距、景深、明亮和定焦方面，无法兼顾。

现有手机镜头的最小物距大于100mm，在明亮度、体积、最小物距和景深方面也无法做到同时兼顾，达不到智能笔的要求。

另外，微型手机镜头都是多镜片、可调焦设计，在通光孔小于0.5mm以下时，细微的安装误差也会导致失焦。因此这种设计在装配和调试上需要花大量成本，降低了一致性。

发明内容

本发明提出了一种光学镜头和光学设备。

根据本发明的实施例的光学镜头包括镜片、镜筒、图像传感器和电路板，镜片具有正屈折力，镜片的物侧面和像侧面均为凸面且物侧面的口径大于像侧面的口径，物侧面的曲率小于像侧面的曲率，镜片的焦距f满足以下条件式：2.8＜f＜3.2，镜片固定于镜筒的前端，镜筒的中部设置有通光孔，图像传感器固定于电路板上，电路板固定于镜筒的末端。该光学镜头在单镜片模式下，实现15度视场角、物距在20mm左右、景深达到10mm以上，畸变度小于1％的光学指标，同时，配合镜头结构，能在高达1/30000秒的曝光速度下清晰成像。

在一些可选的实施例中，镜筒前端设置有容纳镜片的腔体，腔体内壁设置有凸起，镜片压入腔体与镜筒紧密装配。凭借该凸起设置，可以解决镜片压不紧或压不到位的问题。

在一些优选的实施例中，镜片的像侧面与通光孔贴合。凭借像侧面与通光孔的贴合，避免因通光孔与镜片之间有间隙而影响成像效果。

在一些优选实施例中，镜片的厚度大于镜片的直径。凭借厚透镜的异型镜片设计，使单个镜片上实现低畸变大景深的效果。

在一些具体实施例中，镜头的光圈值F计算公式为其中f表示镜片的焦距，d表示通光孔的直径，光圈值F满足以下条件式：3.5＜f＜5.6。凭借该配置可获得一个较为明亮的微距镜头。

在进一步优选的实施例中，还包括补光灯，补光灯与镜片平行装设于镜筒的前端。凭借补光灯的设置，可以满足高速曝光状态下的正常使用。

在进一步优选的实施例中，补光灯为红外补光灯，红外光波长为850nm。

在进一步优选的实施例中，补光灯与镜片之间的距离小于0.5mm。凭借补光灯与镜片之间的距离控制，可以保证补光灯的聚光斑覆盖在镜头的视场范围。

根据本发明的另一方面，提出了一种智能笔，该智能笔搭载了如上述的光学镜头，光学镜头设置于智能笔的笔尖一侧。

在一些具体的实施例中，笔尖至光学镜头的距离取自15-25mm范围内。凭借该距离的设置，可以保证智能笔在正握和反握的时候都可以获得清晰的成像效果。