CN107627307A - 一种小型高清摄像的智能交互机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种小型高清摄像的智能交互机器人，其摄像头具有可增大入光口径的、高分辨率、高像质的成像镜头模组，该特定的七片式结构成像镜头模组，通过增大入光口径以满足高分辨率的要求，并通过减薄透镜的厚度或透镜间距来保证镜头的小型化，从而获得了相应的小型高清摄像头，利于智能交互机器人的小型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能交互机器人，具体的说是涉及一种具有小型高清摄像头的智能交互机器人。
背景技术
随着人们生活水平的提高，以及机器人技术的不断进步，机器人越来越普及到人们的生活中，机器人可以代替人类进行工作，可以为人类服务，为人类带来了诸多方便。尤其是智能交互机器人的应用，其具有多种模块和功能，很重要的部件是对应的摄像头，对机器人而言，摄像头是机器人的眼睛，能跟踪并拍摄让机器人识别的人或物体的图像。
作为重要的部件，再加上机器人的小型化趋势，其安装的摄像头也需要具有相应的小型化，而且对于摄像的清晰度要求也越来越高，即对于摄像头内的光学镜头也进一步要求高分辨率等性能。目前，一般的高像素薄型镜头，多采用五片式或六片式透镜结构为主，这种系统在小口径的配置中，有效提升了成像品质，同时维持了小型化的特性。但是机器人的小型化趋势，对小型化摄像镜头的像素、成像质量及分辨率等性能提出了进一步更高的要求。已知的五片式或六片式结构在大口径的配置下，将无法进一步缩短系统长度，满足像质要求以及照度需求。
因此，为了实现高分辨率和高像质的要求，本发明提出了一种七片式结构，通过增大入光口径以满足高分辨率的要求，并通过减薄透镜的厚度或透镜间距来保证具有上述摄像镜头的摄像头的小型化，同时，为机器人的进一步小型化提供了保障。
发明内容
根据上述问题，本发明提出了一种智能交互机器人的摄像头，摄像头具有可增大入光口径的、高分辨率、高像质的成像镜头模组，从而获得小型化的高清摄像头。其技术方案如下所述：
一种智能交互机器人，包括：中央处理器，所述中央处理器接收模块反馈的信息，并对信息进行分析处理，作出相应的指令；人机接口模块，所述人机接口模块通过媒介与用户进行人机信息交互，并将接收到的信息传输给中央处理器；小型高清摄像头，所述小型高清摄像头可以摄入影像，并将影像信息传输给中央处理器；
其中，所述小型高清摄像头，其具有一种小型成像镜头模组，所述成像镜头模组由物侧至像侧依次包括沿着光轴排列的：
具有负屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；
具有正屈折力的第二透镜，其物侧表面和像侧表面均为凸面；
具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凸面；
具有负屈折力的第四透镜，其呈弯月状；
光阑，其大小可调节；
具有负屈折力的第五透镜；
具有正屈折力的第六透镜，第五透镜和第六透镜为复合透镜；以及
具有正屈折力的第七透镜，由塑料材质所制成，其物侧表面为凹面，其物侧表面与像侧光学面皆为非球面，且其物侧表面设有至少一个拐点；
其中，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，第五透镜和第六透镜的复合焦距为f5，满足下列关系式：
3.3＜|f/f2|+|f/f3|＜4.5，
10.8<f/f5＜13.5；
另外，还满足下列关系式：0.65<Td/TTL<0.75，其中，Td为第四透镜的像侧表面至第七透镜的物侧表面在光轴上的间距；TTL为整个透镜系统的总长。
进一步的，满足下列关系式：0.6<Du/ft<1，其中，ft为第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距；Du为第五透镜的物侧表面至第七透镜的像侧表面在光轴上的间距。
进一步的，满足下列关系式：0.1＜YC/f＜0.8，其中，切点是所述第七透镜的物侧表面上的切线的切点，所述切线垂直于光轴，且所述切点不位于光轴上，YC为所述切点与光轴的垂直距离。
进一步的，满足关系式1.8＜|R6a/f|＜3.0，其中，R6a表示的所述第六透镜的物体侧表面的曲率半径。
进一步的，满足下列关系式：1.8<SAG7/CT7<3.0，其中，SAG7为第七透镜的物侧表面与光轴的交点至成像表面的最大有效径位置于光轴上的水平位移距离；CT7为第七透镜在光轴上的中心厚度。
进一步的，满足下列关系式：0.3＜(CT1+CT2+CT3+CT4)/f＜0.6，其中，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第一透镜在光轴上的厚度为CT1，所述第二透镜在光轴上的厚度为CT2，所述第三透镜在光轴上的厚度为CT3，所述第四透镜在光轴上的厚度为CT4。
进一步的，满足下列关系式：15＜v1-v2＜30，其中，所述第一透镜的色散系数为v1，所述第二透镜的色散系数为v2。
进一步的，所述第二透镜和第三透镜之间的空气间隔为3.75～5.15mm，所述第六透镜和第七透镜之间的空气间隔为5.55～7.70mm。
进一步地，所述小型高清摄像头还包括芯片和基板，所述成像镜头模组使被摄物成像在芯片的感光区域；所述芯片将所成的像进行光电转换，以电信号输出；所述基板具有进行电信号传输的外部连接端。
优选地，所述智能交互机器人还包括语音模块、手臂电机驱动模块和腿部电机驱动模块、电源模块。
进一步地，所述语音模块可以收集语音信息，并将信息传输给中央处理器，还可以根据中央处理器的指令发出相应的语音指令；所述手臂电机驱动模块服从中央处理器的指令，可以实现手臂的相应运动；所述腿部电机驱动模块服从中央处理器的指令，可以进行前、后、左、右运动；电源模块，所述电源模块为各模块提供电源。
附图说明
图1是本发明提供的智能交互机器人的结构示意图。
图2是本发明提供的成像镜头模组实施例的示意图。
图3是实施例的轴上色差图(mm)。
图4是实施例的像散图(mm)。
图5是实施例的畸变图(％)。
图6是实施例的倍率色差图(μm)。
具体实施方式
本发明提供的一种智能交互机器人，包括：中央处理器1，所述中央处理器1接收模块反馈的信息，并对信息进行分析处理，作出相应的指令；人机接口模块2，所述人机接口模块2通过媒介与用户进行人机信息交互，并将接收到的信息传输给中央处理器1；小型高清摄像头3，所述小型高清摄像头3可以摄入影像，并将影像信息传输给中央处理器1。
所述智能交互机器人还包括语音模块4、手臂电机驱动模块5和腿部电机驱动模块6、电源模块7。
所述语音模块4可以收集语音信息，并将信息传输给中央处理器，还可以根据中央处理器1的指令发出相应的语音指令；所述手臂电机驱动模块5服从中央处理器1的指令，可以实现手臂的相应运动；所述腿部电机驱动模块6服从中央处理器1的指令，可以进行前、后、左、右运动；电源模块7，所述电源模块为各模块提供电源。
所述小型高清摄像头3，其具有一种小型成像镜头模组，所述成像镜头模组由物侧至像侧依次包括沿着光轴排列的：
具有负屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；
具有正屈折力的第二透镜，其物侧表面和像侧表面均为凸面；
具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凸面；
具有负屈折力的第四透镜，其呈弯月状；
光阑，其大小可调节；
具有负屈折力的第五透镜；
具有正屈折力的第六透镜，第五透镜和第六透镜为复合透镜；以及
具有正屈折力的第七透镜，由塑料材质所制成，其物侧表面为凹面，其物侧表面与像侧光学面皆为非球面，且其物侧表面设有至少一个拐点；
其中，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，第五透镜和第六透镜的复合焦距为f5，满足下列关系式：
3.3＜|f/f2|+|f/f3|＜4.5，
10.8<f/f5＜13.5；
另外，还满足下列关系式：0.65<Td/TTL<0.75，其中，Td为第四透镜的像侧表面至第七透镜的物侧表面在光轴上的间距；TTL为整个透镜系统的总长。
所述成像镜头模组同时满足关系式3.3＜|f/f2|+|f/f3|＜4.5和10.8<f/f5＜13.5，能够进一步缩短镜头的系统长度，保证镜头的小型化。当|f/f2|+|f/f3|和f/f5过大时，不利于象散的矫正，且会使中心视场的轴上色差增大；而当|f/f2|+|f/f3|和f/f5过小时，多个透镜的轴上间距过大，不利于镜头的小型化。
具体符合上述条件式的各实施例数值如下表所示：
本发明所述的成像镜头模组中，至少有一个面为非球面，并采用塑料材料，以获得较多的控制变量，通过合理的光焦度分配，有利于像差的修正，提升镜头的成像品质，有效缩短镜头的体积，满足适用于摄像头的高像质且小型化的需求。
本发明实施例提供的成像镜头模组，如图2所示，由物侧至像侧依次包括沿着光轴排列的：
具有负屈折力的第一透镜L1，其物侧表面为凸面；
具有正屈折力的第二透镜L2，其物侧表面和像侧表面均为凸面；
具有正屈折力的第三透镜L3，其物侧表面为凸面；
具有负屈折力的第四透镜L4，其呈弯月状；
光阑，其大小可调节；
具有负屈折力的第五透镜L5；
具有正屈折力的第六透镜L6，第五透镜L5和第六透镜L6为复合透镜；以及
具有正屈折力的第七透镜L7，由塑料材质所制成，其物侧表面为凹面，其物侧表面与像侧光学面皆为非球面，且其物侧表面设有至少一个拐点；
其中，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第二透镜L2的焦距为f2，所述第三透镜L3的焦距为f3，第五透镜L5和第六透镜L6的复合焦距为f5，满足下列关系式：
3.3＜|f/f2|+|f/f3|＜4.5，
10.8<f/f5＜13.5。
另外，还满足下列关系式：0.65<Td/TTL<0.75，其中，Td为第四透镜的像侧表面至第七透镜的物侧表面在光轴上的间距；TTL为整个透镜系统的总长。
其中，ft为第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3和第四透镜L4的组合焦距；Du为第五透镜L5的物侧表面至第七透镜L7的像侧表面在光轴上的间距，满足下列关系式：0.6<Du/ft<1。
切点是所述第七透镜L7的物侧表面上的切线的切点，所述切线垂直于光轴，且所述切点不位于光轴上，YC为所述切点与光轴的垂直距离，满足下列关系式：0.1＜YC/f＜0.8。
满足关系式1.8＜|R6a/f|＜3.0，其中，R6a表示的所述第六透镜的物体侧表面的曲率半径。
SAG7为第七透镜L7的物侧表面与光轴的交点至成像表面的最大有效径位置于光轴上的水平位移距离；CT7为第七透镜L7在光轴上的中心厚度，满足下列关系式：1.8<SAG7/CT7<3.0。
实施例中的成像镜头模组各参数如下所述：|f/f2|+|f/f3|＝4.0，f/f5＝12.5，Td/TTL＝0.69，Du/ft＝0.83，YC/f＝0.55。
系统参数：光阑值3.25
表1
下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14：
表2
| -1.5612E-01 | 7.1981E-03 | 1.0232E-02 | 2.2272E-03 | 0 | 0 |
| -2.3692E-02 | 6.3465E-04 | 1.4016E-03 | 9.2135E-04 | 0 | 0 |
| -4.4245E-02 | 5.0386E-03 | -5.3424E-03 | 2.1275E-03 | 0 | 0 |
| -7.0820E-02 | 4.2424E-03 | 1.4341E-03 | 1.1185E-03 | 0 | 0 |
| -7.3912E-02 | 4.3543E-02 | -1.1592E-02 | 1.1835E-03 | 0 | 0 |
| 4.4218E-02 | -2.8754E-04 | -2.5484E-03 | 4.2749E-04 | 5.8204E-06 | 4.8611E-06 |
| -2.2877E-02 | 2.7012E-03 | -6.8090E-04 | 2.7496E-05 | 2.0269E-06 | -3.2882E-07 |
图3、图4、图5和图6是实施例的轴上色差图、像散图、畸变图和倍率色差图，通过实施例的轴上色差图、像散图、畸变图和倍率色差图，可以看出本发明的小型化高清摄像头具有良好的光学性能。
所述小型高清摄像头3还包括芯片SP和基板，所述成像镜头模组使被摄物成像在芯片的感光区域；所述芯片将所成的像进行光电转换，以电信号输出；所述基板具有进行电信号传输的外部连接端。
虽然上面针对摄像头的成像镜头模组描述了本发明的原理以及具体实施方式，但是在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，而并非用于限制本发明。
Claims (10)
1.一种智能交互机器人，包括：中央处理器，所述中央处理器接收模块反馈的信息，并对信息进行分析处理，作出相应的指令；人机接口模块，所述人机接口模块通过媒介与用户进行人机信息交互，并将接收到的信息传输给中央处理器；小型高清摄像头，所述小型高清摄像头可以摄入影像，并将影像信息传输给中央处理器；
其特征在于，所述小型高清摄像头，其具有一种小型成像镜头模组，所述成像镜头模组由物侧至像侧依次包括沿着光轴排列的：
具有负屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；
具有正屈折力的第二透镜，其物侧表面和像侧表面均为凸面；
具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凸面；
具有负屈折力的第四透镜，其呈弯月状；
光阑，其大小可调节；
具有负屈折力的第五透镜；
具有正屈折力的第六透镜，第五透镜和第六透镜为复合透镜；以及
具有正屈折力的第七透镜，由塑料材质所制成，其物侧表面为凹面，其物侧表面与像侧光学面皆为非球面，且其物侧表面设有至少一个拐点；
其中，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，第五透镜和第六透镜的复合焦距为f5，满足下列关系式：
3.3＜|f/f2|+|f/f3|＜4.5，
10.8< f/f5＜13.5；
另外，还满足下列关系式：0.65<Td/TTL<0.75，其中，Td为第四透镜的像侧表面至第七透镜的物侧表面在光轴上的间距；TTL为整个透镜系统的总长。
2.如权利要求1所述的智能交互机器人，其特征在于，其中，ft为第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距；Du为第五透镜的物侧表面至第七透镜的像侧表面在光轴上的间距，满足下列关系式： 0.6<Du/ft<1 。
3.如权利要求1所述的智能交互机器人，其特征在于，切点是所述第七透镜的物侧表面上的切线的切点，所述切线垂直于光轴，且所述切点不位于光轴上，YC为所述切点与光轴的垂直距离，满足下列关系式：0.1＜YC/f＜0.8。
4.如权利要求1所述的智能交互机器人，其特征在于，满足关系式1.8＜|R6a/f|＜3.0，其中，R6a表示的所述第六透镜的物体侧表面的曲率半径。
5.如权利要求1或2所述的智能交互机器人，其特征在于，其中，SAG7为第七透镜的物侧表面与光轴的交点至成像表面的最大有效径位置于光轴上的水平位移距离；CT7为第七透镜在光轴上的中心厚度，满足下列关系式：1.8<SAG7/CT7<3.0。
6.如权利要求5所述的智能交互机器人，其特征在于，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第一透镜在光轴上的厚度为CT1，所述第二透镜在光轴上的厚度为CT2，所述第三透镜在光轴上的厚度为CT3，所述第四透镜在光轴上的厚度为CT4，满足下列关系式：0.3＜(CT1+CT2+CT3+CT4)/f＜0.6。
7.如权利要求5所述的智能交互机器人，其特征在于，所述第一透镜的色散系数为v1，所述第二透镜的色散系数为v2，满足下列关系式：15＜v1-v2＜30。
8.如权利要求6或7所述的智能交互机器人，其特征在于，所述第二透镜和第三透镜之间的空气间隔为3.75~5.15mm，所述第六透镜和第七透镜之间的空气间隔为5.55~7.70mm。
9.如权利要求1~4任一项所述的智能交互机器人，其特征在于，所述智能交互机器人还包括语音模块、手臂电机驱动模块和腿部电机驱动模块、电源模块。
10.如权利要求9所述的智能交互机器人，其特征在于，所述语音模块可以收集语音信息，并将信息传输给中央处理器，还可以根据中央处理器的指令发出相应的语音指令；所述手臂电机驱动模块服从中央处理器的指令，可以实现手臂的相应运动；所述腿部电机驱动模块服从中央处理器的指令，可以进行前、后、左、右运动；电源模块，所述电源模块为各模块提供电源。
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| WO2017000795A1 (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 芋头科技（杭州）有限公司 | 一种机器人系统及其控制方法 |
| CN107015346A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-08-04 | 孝感市青谷信息科技有限公司 | 一种用于移动通信终端的成像镜头模组 |
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| WO2017000795A1 (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 芋头科技（杭州）有限公司 | 一种机器人系统及其控制方法 |
| CN107015346A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-08-04 | 孝感市青谷信息科技有限公司 | 一种用于移动通信终端的成像镜头模组 |
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