[實(shí)用新型]近紅外交互式投影鏡頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420406023.8
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN204009209U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃林;戴付建
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江舜宇光學(xué)有限公司
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B13/14;G02B13/00;G02B1/00
• 代理公司: 北京高文律師事務(wù)所 11359
• 代理人: 徐江華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種由四片透鏡構(gòu)成的光學(xué)投影系統(tǒng)，尤其是涉及一種可應(yīng)用于近紅外交互式系統(tǒng)的投影鏡頭。

背景技術(shù)

近幾年來，隨著科技的不斷進(jìn)步，帶動(dòng)交互設(shè)備的逐步興起，投影鏡頭的應(yīng)用范圍也越來越廣。為了適用于小型化電子設(shè)備和交互式的需求，投影鏡頭需要在保證小型化的同時(shí)，具有足夠的視場角，以在較狹小的場合獲得較大畫面，并保證良好的成像質(zhì)量和信息的獲取。傳統(tǒng)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(huì)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(huì)較大，成像質(zhì)量差。如專利號為“CN102879888A”的實(shí)用新型專利，該投影鏡頭依序具有七片鏡片和一個(gè)全反射棱鏡，該鏡頭的鏡片數(shù)目和棱鏡位置，決定了該鏡頭尺寸無法進(jìn)一步縮小，雖然有較好的成像質(zhì)量，但是該結(jié)構(gòu)無法保證透鏡系統(tǒng)的遠(yuǎn)心特性，使得光線不均勻從而可能出現(xiàn)陰影。

交互設(shè)備主要依靠經(jīng)鏡頭投影產(chǎn)生信號，再經(jīng)成像鏡頭捕捉圖像，進(jìn)一步通過圖像處理軟件對信息進(jìn)行提取，從而實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控、手勢識別等交互功能。因此，投影鏡頭模擬的信號質(zhì)量對信息提取的精度有著決定性的作用。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(shí)現(xiàn)信息的提取。

因此，本實(shí)用新型提出一種應(yīng)用于近紅外波段的投影鏡頭，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(tǒng)的影響，同時(shí)達(dá)到像方遠(yuǎn)心的效果。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于上述問題，本實(shí)用新型提供了一種具有大視場角、大孔徑、小型化的近紅外交互式投影鏡頭，通過采用玻璃和塑料混合使用的設(shè)計(jì)，對整體結(jié)構(gòu)和各透鏡形狀的合理控制，降低了生產(chǎn)成本，有效消除了熱差對鏡頭的影響，達(dá)到了像方遠(yuǎn)心的效果。

一種近紅外交互式投影鏡頭，從成像側(cè)至像源側(cè)依序包括：

具負(fù)光焦度的第一透鏡，其成像側(cè)為凸面，像源側(cè)為凹面；

使光路彎曲的反射光學(xué)面；

具正光焦度的第二透鏡，其像源側(cè)為凸面；

具正光焦度的第三透鏡，其成像側(cè)為凸面，像源側(cè)為凹面；

具正光焦度的第四透鏡；

本實(shí)用新型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(shè)置有一光闌，且第二透鏡和第四透鏡由玻璃制成，這種塑料鏡頭中插入玻璃鏡片的方法，再配合恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能有效的消除熱差對本鏡頭的影響。

本實(shí)用新型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(cè)面至垂直于像源的中心光軸的垂直高度，將滿足下列關(guān)系式：

0.25<ImgH/D<0.55

滿足以上關(guān)系式能讓本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)小型化的特性，以便應(yīng)用于便攜式產(chǎn)品上。

本實(shí)用新型提供的近紅外交互式投影鏡頭中，f1為第一透鏡的焦距，f為鏡頭系統(tǒng)的整體焦距，滿足下列關(guān)系式：

-3<f1/f<-1

第一透鏡滿足上式要求，保證本實(shí)用新型的廣角特征。

本實(shí)用新型提供的近紅外交互式投影鏡頭中，f2為第二透鏡的焦距，f為鏡頭系統(tǒng)的整體焦距，滿足下列關(guān)系式：

2<f2/f<4

第二透鏡為玻璃透鏡，再加之上式要求，能夠很好的消除熱差對本鏡頭系統(tǒng)的影響，獲得更可靠、穩(wěn)定的成像質(zhì)量。

本實(shí)用新型提供的近紅外交互式投影鏡頭中，f4為第四透鏡的焦距，f為所述鏡頭系統(tǒng)的整體焦距，R5、R6分別為第三透鏡成像側(cè)面和像源側(cè)面的曲率半徑，將滿足下列關(guān)系式：

3<f4/f<12

-22<(R5+R6)/(R5-R6)<-5

第三透鏡和第四透鏡符合以上要求，能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型的像方遠(yuǎn)心特性，讓光線保持均勻，無暗角，并較好的修正畸變。

優(yōu)選的，所述第二透鏡成像側(cè)面為凸面。

優(yōu)選的，所述第四透鏡成像側(cè)面為凸面，像源側(cè)面為凸面。

優(yōu)選的，所述使光路彎曲的反射光學(xué)面可以是反射棱鏡，也可以是反射平面鏡。

本實(shí)用新型采用了四片透鏡，實(shí)現(xiàn)了大視場角、大孔徑、小型化的技術(shù)效果，通過塑料和玻璃的相結(jié)合及不同的光焦度和曲率半徑的分配，降低了生產(chǎn)成本，消除了熱差對系統(tǒng)的影響，同時(shí)達(dá)到了像方遠(yuǎn)心的特性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提供的近紅外交互式投影鏡頭的實(shí)施例1的主要結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例1中的軸上色差圖(mm)；

圖3是實(shí)施例1中的像散圖(mm)；