一种光学镜片及应用该镜片的传感器的制作方法

1.本技术涉及光学系统的领域，尤其是涉及一种光学镜片及应用该镜片的传感器。


背景技术：

2.通常，在工控测量的领域，特别是涉及到光学检测的领域，均匀光斑能能够使得仪器的检测精度提高，进而能够得到更准确的结果。参照图1，,通常的led灯因材料的特性，是亮度随发光角度变大而逐渐降低，也即存在得到的照射光斑不均匀这一缺陷。
3.在相关技术中，大都是采用两片以上的透镜系统对led灯光进行准直，但是采用多片透镜进行准直，其成本也较为高昂，且由于原理上造成了准直后的光斑均是中心亮度大于周边，且装配时累计误差随零件尺寸的增加而加大，也会随零件个数增加而误差加大。


技术实现要素：

4.为了降低对led光源准直的成本且提升装配精度，本技术提供一种光学镜片及应用该镜片的传感器。
5.第一方面，本技术提供一种光学镜片，本技术提供的一种光学镜片及应用光学镜片为一颗单独的非球面镜片，如下的技术方案：
6.一种光学镜片，光学镜片包括第一工作面和第二工作面，所述第二工作面为非球面曲面；所述第二工作面在笛卡尔坐标系中的方程为
7.其中，c＝1/r，c＝1/r＝1/-18.6000000000,k＝-0.6500000000,a2＝0,a4＝-1.5509000e-006,a6＝
‑ꢀ
6.0957000e-010,a8＝5.28970000e-013,a10＝-5.6876000e-015,a12＝3.03460000e
‑ꢀ
017,a14＝7.61590000e-019,a16＝-6.4617000e-021；
8.x、y以及z分别为第二工作面在笛卡尔坐标系中对应的x、y以及z轴的坐标；r为所述第二工作面中央顶点处的曲率半径；k为非球面的二次常数。
9.通过采用上述技术方案，通过该光学镜片，能够对led的光线进行准直，便于得到更均匀的光斑，且镜片的数量可以使用一片，使得设计的成本能够降低；且由于本光学镜片的尺寸较小，且通过一个光学镜片就可以对led光源进行准直，这就使得加工误差和装配误差能够降低。
10.在一种可能实现的方式中，所述光学镜片的焦距为35-41mm。
11.在一种可能实现的方式中，所述光学镜片的外径为15-25mm。
12.在一种可能实现的方式中，所述第一工作面到所述第二工作面的最大厚度为2
‑ꢀ
6mm。
13.在一种可能实现的方式中，所述第一工作面为平面或非平面。
14.在一种可能实现的方式中，所述光学镜片适用于单光源，且所述单光源的发光面小于等于1mm*1mm。
15.第二方面，本技术提供一种传感器，本技术提供的一种传感器采用如下的技术方案。
16.一种传感器，包括上述的光学镜片。
17.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
18.通过该光学镜片，能够对led的光线进行准直，便于得到更均匀的光斑，且镜片的数量可以使用一片，使得设计的成本能够降低。
附图说明
19.图1是本技术实施例中led光源光照强度随光照角度变化的示意图；
20.图2是本技术实施例中光学透镜的结构示意图；
21.图3是本技术实施例中权重比例划分的示意图。
22.附图标记说明：1、第一工作面；2、第二工作面。
具体实施方式
23.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
24.本技术实施例公开一种光学镜片，参照图2，该光学镜片包括第一工作面和第二工作面，第一工作面为平面或非平面，第二工作面为非球面曲面。
25.进一步地，第二工作面在笛卡尔坐标系中的方程为
[0026][0027]
其中，c＝1/r，c＝1/r＝1/-18.6000000000,k＝-0.6500000000,a2＝0,a4＝-1.5509000e-006,a6＝
‑ꢀ
6.0957000e-010,a8＝5.28970000e-013,a10＝-5.6876000e-015,a12＝3.03460000e
‑ꢀ
017,a14＝7.61590000e-019,a16＝-6.4617000e-021；
[0028]
x、y以及z分别为第二工作面在笛卡尔坐标系中对应的x、y以及z轴的坐标；r为第二工作面中央顶点处的曲率半径；k为非球面的二次常数。
[0029]
该光学镜片一片即可对led光源进行准直，能够降低相关技术中镜片的使用数量，进而使得成本降低。进一步地，对于本技术实施例中的光学镜片，其适用于对单光源进行准直，且为发光面尺寸小于等于1mm*1mm的光源。
[0030]
其中，光学镜片的焦距可以为35-41mm；光学镜片的外径可以为15-25mm；第一工作面到第二工作面的最大厚度可以为为2-6mm。在本技术实施例中，光学镜片的焦距为 38mm，外径为20mm，第一工作面到第二工作面的最大厚度为4mm。
[0031]
由于本光学镜片的尺寸较小，且通过一个光学镜片就可以对led光源进行准直，这就使得加工误差和装配误差能够降低。
[0032]
进一步地，对于光学镜片的材质，可以为玻璃，也可以为pmma(聚甲基丙烯酸甲酯),也可以为玻璃或者其他能够透光的材料，本技术实施例中不做具体限定。
[0033]
led光源的能量分布，一般都是中央部位的高而周边依次递减，也就是光线的强度随发光角度的增加而递减。相关技术中，大都是采用多个镜片组合对led的光源进行准直，但是经过透镜系统准直后的光斑依然是光轴上的亮度最亮，逐渐开始朝周边减弱。
[0034]
参照图3，本技术实施例中的透镜，基于led的光线亮度随着发光角度变化的特性，
把led光源的使用角度内的能量分布线l，以及l与横轴和纵轴围成的区域切割成若干小单元，即单元1,单元2,单元3......，则每个小单元的面积即图3包络线和分割线包含的面积依次为s1,s2,s3.....，进而得到面积比例s1:s2:s3:.....。
[0035]
在光学优化设计前，光源中心的能量分布较集中，而周边角度的能量分布偏低。在光学优化设计阶段，由于总的子项的权重是一定的，若加大光源中心周边角度的优化权重，就相当于减小了光源中央部位的能量控制的优化权重。在本技术实施例中，通过面积比例来作为对应分割光学镜片从边缘到中央的控制权重比例，也就能够使得光源中央本身较为集中的能量分布按照比例分布到周边，使得光源中央的能量变低，而周边优化设计前偏低的能量在得到光源中央的补充之后，其能量较优化之前提高，这样，就可以得到更均匀的能量分布，也就能够得到更均匀的光线了。
[0036]
本技术实施例公开一种传感器，且该传感器包括上述实施例中的光学透镜，例如该传感器可以为光电传感器，但是对于传感器的具体类型，本技术实施例中不做具体限定。
[0037]
以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。