近紅外交互式投影鏡頭制造技術

本實用新型專利技術提供一種近紅外交互式投影鏡頭，從成像側至像源側依序包括：具負光焦度的第一透鏡，其成像側為凹面；使光路彎曲的反射光學面；具正光焦度的第二透鏡，其像源側為凸面；具有正光焦度的第三透鏡，其像源側為凸面；所述鏡頭滿足下列關系式：0.4<ImgH/D<0.7，其中，ImgH為像源直徑對角線長的一半；D為第一透鏡成像側面至垂直于像源的中心光軸的垂直高度。本實用新型專利技術采用了三片透鏡，具有較大視場角、大孔徑、小型化等特性，同時，通過玻璃和塑料的相混合，不同的光焦度和曲率半徑的合理分配，降低了鏡頭成本，有效的消除了熱差對系統的影響，達到像方遠心的特性。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術提供一種近紅外交互式投影鏡頭，從成像側至像源側依序包括：具負光焦度的第一透鏡，其成像側為凹面；使光路彎曲的反射光學面；具正光焦度的第二透鏡，其像源側為凸面；具有正光焦度的第三透鏡，其像源側為凸面；所述鏡頭滿足下列關系式：0.4<ImgH/D<0.7，其中，ImgH為像源直徑對角線長的一半；D為第一透鏡成像側面至垂直于像源的中心光軸的垂直高度。本技術采用了三片透鏡，具有較大視場角、大孔徑、小型化等特性，同時，通過玻璃和塑料的相混合，不同的光焦度和曲率半徑的合理分配，降低了鏡頭成本，有效的消除了熱差對系統的影響，達到像方遠心的特性。【專利說明】近紅外交互式投影鏡頭
本技術涉及一種由三片透鏡構成的光學投影系統，尤其是涉及一種可應用于近紅外交互式系統的投影鏡頭。
技術介紹
近年來，隨著影像科技的不斷進步，投影鏡頭的應用范圍也越來越廣，交互式投影設備逐步興起。為了適用于小型化電子設備和交互式的需求，投影鏡頭需要在保證小型化的同時，具有足夠的視場角，并保證良好的成像質量和信息的獲取。傳統的投影鏡頭一般用于成像，通過采用較多的鏡片來消除各種像差，以提高分辨率，但會使投影鏡頭全長變長，不利于小型化；且一般的大視場角投影鏡頭，畸變都會較大，成像質量不高；。如專利號為“CN102879888A”的技術專利，該投影鏡頭依序具有七片鏡片和一個全反射棱鏡，該鏡頭的鏡片數目和棱鏡位置，決定了該鏡頭尺寸無法進一步縮小，雖然有較好的成像質量，但是該結構無法保證透鏡系統的遠心特性，使得光線不均勻從而可能出現陰影。 交互設備主要依靠經鏡頭投影產生信號，再經成像鏡頭捕捉圖像，進一步通過圖像處理軟件對信息進行提取，從而實現多點觸控、手勢識別等交互功能。因此，投影鏡頭模擬的信號質量對信息提取的精度有著決定性的作用。而紅外波段因其自身的特性，可以濾去可見光的影響，更容易實現信息的提取。 因此，本技術提出一種應用于紅外波段的交互式投影鏡頭，具有大視場角、大孔徑且小型化的特性，并且有效消除熱差對鏡頭系統的影響，同時達到像方遠心的效果。
技術實現思路
鑒于上述問題，本技術提出了一種具有大視場角、大孔徑、且小型化的近紅外交互式投影鏡頭，采用玻璃和塑料混合使用的設計，降低了生產成本，有效消除了熱差對鏡頭的影響，對整體結構和各透鏡形狀的控制，從而達到了像方遠心的效果。 一種近紅外交互式投影鏡頭，從成像側至像源側依序包括: 具負光焦度的第一透鏡，其成像側為凹面； 使光路彎曲的反射光學面； 具正光焦度的第二透鏡，其像源側為凸面； 具正光焦度的第三透鏡，其像源側為凸面； 本技術近紅外交互式投影鏡頭中，第一透鏡和第二透鏡兩側面均為非球面，第三透鏡兩側均為球面。 本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭中，第一透鏡和第二透鏡之間設置有一光闌，第三透鏡由玻璃制成，這種塑料鏡頭中插入玻璃鏡片的結構，再配合合理的形狀結構設計，能有效的消除熱差對本鏡頭的影響。 本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭中，ImgH為像源直徑對角線長的一半；D為第一透鏡成像側面至垂直于像源的中心光軸的垂直高度，將滿足下列關系式: 0.4<ImgH/D<0.7 滿足以上關系式有利于實現小型化的特性，以便應用于便攜式產品上。 本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭中，f3為第三透鏡的焦距，f為鏡頭系統的整體焦距，將滿足下列關系式: 3<f3/f<6 第三透鏡由玻璃制成，在加之上式要求，能有效的消除熱差對本鏡頭的影響，同時有利于像方遠心的特性。 本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭中，R3、R4分別為第二透鏡成像側面和像源側面的曲率半徑，將滿足下列關系式: 0.2〈 (R3+R4) / (R3-R4)〈1.2 第二透鏡滿足上式要求有利于像方遠心，提高成像質量。 本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭中，R5、R6分別為第三透鏡成像側面和像源側面的曲率半徑，將滿足下列關系式: 0.2〈 (R5+R6) / (R5-R6)〈1.2 第三透鏡符合以上要求，有利于本技術的像方遠心特性，讓光線保持均勻，無暗角，并較好的修正畸變。 優選的，所述第一透鏡像源側面為凸面。 優選的，所述第二透鏡成像側面為凸面。 優選的，所述第三透鏡成像側面為凸面。 優選的，所述使光路彎曲的反射光學面可以是反射棱鏡，也可以是反射平面鏡。 本技術采用了三片透鏡，實現了大視場角、大孔徑、小型化的技術效果，通過塑料和玻璃的相結合及不同的光焦度分配，降低了生產成本，消除了熱差對系統的影響，同時達到了像方遠心的特性。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭的實施例1的主要結構示意圖； 圖2是實施例1中的軸上色差圖(mm)； 圖3是實施例1中的像散圖(mm)； 圖4是實施例1中的畸變圖(％ )； 圖5是實施例1中的倍率色差圖(μ m); 圖6是本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭的實施例2的主要結構示意圖； 圖7是實施例2中的軸上色差圖(mm)； 圖8是實施例2中的像散圖(mm)； 圖9是實施例2中的畸變圖(％ )； 圖10是實施例2中的倍率色差圖(μ m); 圖11是本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭的實施例3的主要結構示意圖； 圖12是實施例3中的軸上色差圖(mm)； 圖13是實施例3中的像散圖(mm)； 圖14是實施例3中的畸變圖(％ )； 圖15是實施例3中的倍率色差圖(μ m); 圖16是本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭的實施例4的主要結構示意圖； 圖17是實施例4中的軸上色差圖(mm)； 圖18是實施例4中的像散圖(mm)； 圖19是實施例4中的畸變圖)； 圖20是實施例4中的倍率色差圖(μ m); 圖21是本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭的實施例5的主要結構示意圖； 圖22是實施例5中的軸上色差圖(mm)； 圖23是實施例5中的像散圖(mm)； 圖24是實施例5中的畸變圖(％ )； 圖25是實施例5中的倍率色差圖(μ m); 圖26是本技術提供的近紅外交互式投影鏡頭的實施例6的主要結構示意圖； 圖27是實施例6中的軸上色差圖(mm)； 圖28是實施例6中的像散圖(mm)； 圖29是實施例6中的畸變圖(％ )； 圖30是實施例6中的倍率色差圖(μ m)。 【具體實施方式】 下面參照附圖對上述
技術實現思路
進行具體描述: 如圖1所示，實施例1中，該近紅外交互式投影鏡頭由成像側至像源側依序包括:具負光焦度的第一透鏡E1，其成像側面為凹面，像源側面為凸面，成像側面和像源側面均為非球面；使光路彎曲的反射棱鏡E2 ;具正光焦度的第二透鏡E3，其成像側面為凸面，像源側面為凸面，且成像側面和像源側面均為非球面；具正光焦度的第三透鏡E4，其成像側面為凸面，像源側面為凸面，且成像側面和像源側面均為球面；光闌位于第一透鏡El和第二透鏡E3之間；所述投影鏡頭系統中第三透鏡E4由玻璃制成。 從成像側至像源側，第一透鏡El的兩面為S1、S2，光闌面為S3，第二透鏡E3的兩面為S本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種近紅外交互式投影鏡頭，其特征在于：從成像側至像源側依序包括：具負光焦度的第一透鏡，其成像側為凹面；使光路彎曲的反射光學面；具正光焦度的第二透鏡，其像源側為凸面；具正光焦度的第三透鏡，其像源側為凸面；光闌置于第一透鏡和第二透鏡之間，所述鏡頭滿足下列關系式：0.4<ImgH/D<0.7其中，ImgH為像源直徑對角線長的一半；D為第一透鏡成像側面至垂直于像源的中心光軸的垂直高度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃林，戴付建，
申請(專利權)人：浙江舜宇光學有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33