近红外交互式投影镜头的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种近红外交互式投影镜头，从成像侧至像源侧依序包括：具负光焦度的第一透镜，其成像侧为凸面，像源侧为凹面；使光路弯曲的反射光学面；具正光焦度的第二透镜，其像源侧为凸面；具有正光焦度的第三透镜，其成像侧为凸面，像源侧均为凹面；具有正光焦度的第四透镜；所述镜头满足下列关系式：0.25<ImgH/D<0.55，其中，ImgH为像源直径对角线长的一半；D为第一透镜成像侧面至垂直于像源的中心光轴的垂直高度。本实用新型采用了四片透镜，具有较大视场角、大孔径、小型化等特性，同时，通过玻璃和塑料的相混合，不同的光焦度和曲率半径的合理分配，降低了镜头成本，有效的消除了热差对系统的影响，达到了像方远心的特性。
【专利说明】近红外交互式投影镜头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种由四片透镜构成的光学投影系统，尤其是涉及一种可应用于近红外交互式系统的投影镜头。
【背景技术】
[0002]近几年来，随着科技的不断进步，带动交互设备的逐步兴起，投影镜头的应用范围也越来越广。为了适用于小型化电子设备和交互式的需求，投影镜头需要在保证小型化的同时，具有足够的视场角，以在较狭小的场合获得较大画面，并保证良好的成像质量和信息的获取。传统的投影镜头一般用于成像，通过采用较多的镜片来消除各种像差以提高分辨率，但会使投影镜头全长变长，不利于小型化；且一般的大视场角投影镜头，畸变都会较大，成像质量差。如专利号为“CN102879888A”的实用新型专利，该投影镜头依序具有七片镜片和一个全反射棱镜，该镜头的镜片数目和棱镜位置，决定了该镜头尺寸无法进一步缩小，虽然有较好的成像质量，但是该结构无法保证透镜系统的远心特性，使得光线不均匀从而可能出现阴影。
[0003]交互设备主要依靠经镜头投影产生信号，再经成像镜头捕捉图像，进一步通过图像处理软件对信息进行提取，从而实现多点触控、手势识别等交互功能。因此，投影镜头模拟的信号质量对信息提取的精度有着决定性的作用。红外波段因其自身的特性，可以滤去可见光的影响，更容易实现信息的提取。
[0004]因此，本实用新型提出一种应用于近红外波段的投影镜头，具有大视场角、大孔径且小型化的特性，并且有效消除热差对镜头系统的影响，同时达到像方远心的效果。
实用新型内容
[0005]鉴于上述问题，本实用新型提供了一种具有大视场角、大孔径、小型化的近红外交互式投影镜头，通过采用玻璃和塑料混合使用的设计，对整体结构和各透镜形状的合理控制，降低了生产成本，有效消除了热差对镜头的影响，达到了像方远心的效果。
[0006]一种近红外交互式投影镜头，从成像侧至像源侧依序包括:
[0007]具负光焦度的第一透镜，其成像侧为凸面，像源侧为凹面；
[0008]使光路弯曲的反射光学面；
[0009]具正光焦度的第二透镜，其像源侧为凸面；
[0010]具正光焦度的第三透镜，其成像侧为凸面，像源侧为凹面；
[0011]具正光焦度的第四透镜；
[0012]本实用新型提供的近红外交互式投影镜头中，第一透镜和第二透镜之间设置有一光阑，且第二透镜和第四透镜由玻璃制成，这种塑料镜头中插入玻璃镜片的方法，再配合恰当的结构设计，能有效的消除热差对本镜头的影响。
[0013]本实用新型提供的近红外交互式投影镜头中，ImgH为像源直径对角线长的一半；D为第一透镜成像侧面至垂直于像源的中心光轴的垂直高度，将满足下列关系式:
[0014]0.25<ImgH/D<0.55
[0015]满足以上关系式能让本实用新型实现小型化的特性，以便应用于便携式产品上。
[0016]本实用新型提供的近红外交互式投影镜头中，Π为第一透镜的焦距，f为镜头系统的整体焦距，满足下列关系式:
[0017]-3<fl/f<-l
[0018]第一透镜满足上式要求，保证本实用新型的广角特征。
[0019]本实用新型提供的近红外交互式投影镜头中，f2为第二透镜的焦距，f为镜头系统的整体焦距，满足下列关系式:
[0020]2<f2/f<4
[0021]第二透镜为玻璃透镜，再加之上式要求，能够很好的消除热差对本镜头系统的影响，获得更可靠、稳定的成像质量。
[0022]本实用新型提供的近红外交互式投影镜头中，f4为第四透镜的焦距，f为所述镜头系统的整体焦距，R5、R6分别为第三透镜成像侧面和像源侧面的曲率半径，将满足下列关系式:
[0023]3<f4/f<12
[0024]-22〈(R5+R6)/(R5-R6)〈_5
[0025]第三透镜和第四透镜符合以上要求，能够实现本实用新型的像方远心特性，让光线保持均匀，无暗角，并较好的修正畸变。
[0026]优选的，所述第二透镜成像侧面为凸面。
[0027]优选的，所述第四透镜成像侧面为凸面，像源侧面为凸面。
[0028]优选的，所述使光路弯曲的反射光学面可以是反射棱镜，也可以是反射平面镜。
[0029]本实用新型采用了四片透镜，实现了大视场角、大孔径、小型化的技术效果，通过塑料和玻璃的相结合及不同的光焦度和曲率半径的分配，降低了生产成本，消除了热差对系统的影响，同时达到了像方远心的特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本实用新型提供的近红外交互式投影镜头的实施例1的主要结构示意图；
[0031]图2是实施例1中的轴上色差图(mm)；
[0032]图3是实施例1中的像散图(mm)；
[0033]图4是实施例1中的畸变图(％ )；
[0034]图5是实施例1中的倍率色差图(μ m);
[0035]图6是本实用新型提供的近红外交互式投影镜头的实施例2的主要结构示意图；
[0036]图7是实施例2中的轴上色差图(mm)；
[0037]图8是实施例2中的像散图(mm)；
[0038]图9是实施例2中的畸变图(％ )；
[0039]图10是实施例2中的倍率色差图(μ m);
[0040]图11是本实用新型提供的近红外交互式投影镜头的实施例3的主要结构示意图；
[0041]图12是实施例3中的轴上色差图(mm)；
[0042]图13是实施例3中的像散图(mm)；
[0043]图14是实施例3中的畸变图)；
[0044]图15是实施例3中的倍率色差图(μ m);
[0045]图16是本实用新型提供的近红外交互式投影镜头的实施例4的主要结构示意图；
[0046]图17是实施例4中的轴上色差图(mm)；
[0047]图18是实施例4中的像散图(mm)；
[0048]图19是实施例4中的畸变图)；
[0049]图20是实施例4中的倍率色差图(μ m);
[0050]图21是本实用新型提供的近红外交互式投影镜头的实施例5的主要结构示意图；
[0051]图22是实施例5中的轴上色差图(mm)；
[0052]图23是实施例5中的像散图(mm)；
[0053]图24是实施例5中的畸变图(％ )；
[0054]图25是实施例5中的倍率色差图(μ m)。
[0055]图26是本实用新型提供的近红外交互式投影镜头的实施例6的主要结构示意图；
[0056]图27是实施例6中的轴上色差图(mm)；
[0057]图28是实施例6中的像散图(mm)；
[0058]图29是实施例6中的畸变图(％ )；
[0059]图30是实施例6中的倍率色差图(μ m)。
[0060]图31是本实用新型提供的近红外交互式投影镜头的实施例7的主要结构示意图；
[0061]图32是实施例7中的轴上色差图(mm)；
[0062]图33是实施例7中的像散图(mm)；
[0063]图34是实施例7中的畸变图(％ )；
[0064]图35是实施例7中的倍率色差图(μ m);
[0065]图36是本实用新型提供的近红外交互式投影镜头的实施例8的主要结构示意图；
[0066]图37是实施例8中的轴上色差图(mm)；
[0067]图38是实施例8中的像散图(mm)；
[0068]图39是实施例8中的畸变图(％ )；
[0069]图40是实施例8中的倍率色差图(μ m);
【具体实施方式】
[0070]下面参照附图对上述实用新型内容进行具体描述:
[0071]如图1所示，实施例1中，该近红外交互式投影镜头由成像侧至像源侧依序包括:具负光焦度的第一透镜E1，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；使光路弯曲的反射棱镜E2 ;具正光焦度的第二透镜E3，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；具正光焦度的第三透镜E4，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；具有正光焦度的第四透镜E5，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；光阑位于第一透镜El和第二透镜E3之间；所述投影镜头系统中第二透镜E3和第四透镜E5由玻璃制成。
[0072]从成像侧至像源侧，第一透镜El的两面为S1、S2，光阑面为S3，第二透镜E3的两面为S4、S5，第三透镜E4的两面为S6、S7，第四透镜E5的两面为S8、S9，像源为S10。
[0073]实施例1 中，各参数如下所述:TTL= 11.51 ；fl = _2.99 ；f2 = 4.14 ；f3 = 17.65 ；f4 = 6.47 ；f = 1.56
[0074]ImgH/D = 0.53 ；
[0075]fl/f = -1.92 ；
[0076]f2/f = 2.66 ；
[0077]f4/f = 4.15 ；
[0078](R5+R6) / (R5-R6) = -21.59
[0079]系统参数:光阑值2.8
[0080]表I
[0081]
表面编号I表面类型 I曲率半径[jfi [isI有效口径I圆锥系数
obj467.0000414.6592
?非球面4.49520.3487 F52R1.69343.4407
2非球面1.13640.85151.2072-0.8550
32.5000 BK71.1719
40.10000.5849stop 1.2492 0.5132
613.93181.5994 H-ZKll2.0000
7-3.06060.04972.0000
8非球面2.19701.0309 F52R1.7022-0.0806
9非球面2.41051.05751.4583-0.6120
106.71711.3752 BK72.0000T1-6.0355 1.3493 2.0000IMG 1.3018
[0082]下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12:
[0083]表 2
[0084]
a]
?! AlA6mAlOA12A14 ΛΙ6:1i?iIf I
1.1,7H)3H-02-3, 849-1h:-021.145!?':-02 -6, 0228H-01-1, 0.1261;-03:3, 9107KHM -1, 73?6Ι':-05
29.7004E-02-2.4361E-03-2.9879E-02 1.1509E-023.6189E-03-3.1923E-03 3.24WE-04
82.39281-02- 1.4236Π-022.2410!—-03 3—83.丨OF-03-3.0555E-038.4169R-0..1 -8.1523E-05
97, S..128H-02-2.77051:-027.78421-03 9.9937!.:-03-L 09.?3Ι.:-023.699#:-03 -4.026.11.:-(M
[0085]如图6所示，实施例2中，该近红外交互式投影镜头由成像侧至像源侧依序包括:具负光焦度的第一透镜E1，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；使光路弯曲的反射棱镜E2 ;具正光焦度的第二透镜E3，其成像侧为凹面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；具正光焦度的第三透镜E4，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；具有正光焦度的第四透镜E5，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；光阑位于第一透镜El和第二透镜E3之间；所述投影镜头系统中第二透镜E3和第四透镜E5由玻璃制成。
[0086]从成像侧至像源侧，第一透镜El的两面为S1、S2，光阑面为S3，第二透镜E3的两面为S4、S5，第三透镜E4的两面为S6、S7，第四透镜E5的两面为S8、S9，像源为S10。
[0087]实施例2 中，各参数如下所述:TTL = 11.28 ；fl = _2.71 ；f2 = 4.4 ；f3 = 13.7 ；f4 = 5.3 ；f = 1.47
[0088]ImgH/D = 0.44 ；
[0089]fl/f = -1.85 ；
[0090]f2/f = 3.0 ；
[0091]f4/f = 3.61 ；
[0092](R5+R6) / (R5-R6) = -12.6
[0093]系统参数:光阑值2.8
[0094]表3
[0095]
表面编号I表面类型I曲率半径 fn[is I有效口径I圆锥系数
obj467.0000414.7343
?非球面 4.7321 0.4966F52R 1.73513.6498
2非球面1.0587 0.86011.1493-0.6885
32.6515BK71.1226
40.09970.5815stop0.82630.5149
6-100.0015 1.3349H-ZKll 2.00007I球面1-2.7077|θ.0544 |2.0OOO
8非球面2.10451.0310F52R1.4804-0.1226
9非球面2.46741.0119 1.3087-1.1281To5.76171.4809ΒΚ7 2.0OOO
T1-4.64721.4348 2.0OOOIMG 1.1923
[0096]下表是非球面透镜的非球面高次项系数Α4、Α6、Α8、Α10、Α12:
[0097]表4
[0098]
III
Α4Α6ASA1Α12AMΑ16
I57l3761-02:3yH3(>1|；:02 I 丨__.13S5[j'lQ2 ^ 36321^04 ^1.05011-03:.1.91371-()? - 1.55('57t.:-05
"2 丨.:.2丨..I"|7247Si:^02 |::i05-5j；:02 丨].丨:丨浊:02 ^l0673h103 —2.冊邸卜似—-0551-0 !
j 2.0663?^02 -1.1332Η-02 j 2.35913.Β8Η Η.:Η)3 -3.0i76l；-Q3 S, 33331-()-1 -8.15231-05丨 7.0217E-02 -2.7027E-Q2 丨 8.0610E-Q3 1.0050E-02 [ -1.0893E-02 3, 6994E-03 -4.0264Ε-0?
[0099]如图11所示，实施例3中，该近红外交互式投影镜头由成像侧至像源侧依序包括:具负光焦度的第一透镜E1，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；使光路弯曲的反射棱镜E2 ;具正光焦度的第二透镜E3，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；具正光焦度的第三透镜E4，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；具有正光焦度的第四透镜E5，其成像侧为凹面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；光阑位于第一透镜El和第二透镜E3之间；所述投影镜头系统中第二透镜E3和第四透镜E5由玻璃制成。
[0100]从成像侧至像源侧，第一透镜El的两面为S1、S2，光阑面为S3，第二透镜E3的两面为S4、S5，第三透镜E4的两面为S6、S7，第四透镜E5的两面为S8、S9，像源为S10。
[0101]实施例3 中，各参数如下所述=TTL= 11.75 ；fl = -3.01 ；f2 = 4.08 ；f3 = 16.01 ；f4 = 7.32 ；f = 1.63
[0102]ImgH/D = 0.48 ；
[0103]fl/f = -1.84 ；
[0104]f2/f = 2.5 ；
[0105]f4/f = 4.48 ；
[0106](R5+R6) / (R5-R6) = -17.55
[0107]系统参数:光阑值2.8
[0108]表5
[0109]表面编号I表面类型I曲率半径 [jfi[is I有效口径I圆锥系数
obj467.0000414.7388
?非球面 4.4911 0.3348F52R 1.75463.3494
2非球面1.1416 1.00111.2478-0.8161
32.7720BK71.1957
40.12520.6447stop1.18690.5711
612.15321.3018H-ZKll 2.0000
7-3.12150.02372.0000
8非球面2.1605 1.0396F52R 1.5955-0.1075
9非球面2.4215 1.11461.3696-0.5974
10-50.13281.4393BK7 2.0000T1-3.5075 1.40982.0000IMG1.3062
[0110]下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12:
[0111]表6
[0112]
II I
J! A4A6ASAl OA12A14A16
^-----1j 1.f--(>3i:-02 -:l 85职 1+:-02 1.1440E-02 -6.0508E-04 -1.0 丨25K-OT [ ；1 91K51H) I [ - 1.6Bti51:-()5
003Β?:-02 ι.1601Ε-02
2.19621--03 3.8170(-:-039 I 7.5688Ε-02 -2.7237E-Q2 7.7212Ε-03 9.9378Ε-03 -1.0988Ε-02 [ 3.7-187E-Q3 [ -1 1309E-Q4
[0113]如图16所示，实施例4中，该近红外交互式投影镜头由成像侧至像源侧依序包括:具负光焦度的第一透镜Ε1，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；使光路弯曲的反射棱镜Ε2 ;具正光焦度的第二透镜Ε3，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；具正光焦度的第三透镜Ε4，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；具有正光焦度的第四透镜Ε5，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为球面；光阑位于第一透镜El和第二透镜Ε3之间；所述投影镜头系统中第二透镜Ε3和第四透镜Ε3由玻璃制成。
[0114]从成像侧至像源侧，第一透镜El的两面为S1、S2，光阑面为S3，第二透镜Ε3的两面为S4、S5，第三透镜E4的两面为S6、S7，第四透镜E5的两面为S8、S9，像源为S10。
[0115]实施例4 中，各参数如下所述=TTL= 11.59 ；fl = -3.05 ；f2 = 4.12 ；f3 = 15.47 ；f4 = 17.01 ；f = 1.51
[0116]ImgH/D = 0.47 ；
[0117]fl/f = -2.02 ；
[0118]f2/f = 2.73 ；
[0119]f4/f = 11.26 ；
[0120](R5+R6) / (R5-R6) = -14.96
[0121]系统参数:光阑值2.8
[0122]表7
[0123]
表面编号I表面类型ι曲率半径 [jfi [isι有效口径ι圆锥系数
obj467.0000 414.7251
?非球面 4.4350 0.3573 F52R1.69563.4574
2非球面1.1462 0.9313 1.2275-0.8741
32.5366 BK71.1692
40.18170.6072stop1.4606 0.5095
69.02281.7150 H-ZKll2.0000
7-3.36860.0497 2.0000
8非球面2.1832 1.0300 F52R1.7407-0.0726
9非球面2.4960 0.7739 1.4930-0.6516
103.06961.2827 BK72.0000TI4.0813 1.2682 2.0000IMG1.2083
[0124]下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12:
[0125]表8
[0126]
I
g A4Λ6m.\10Al 2Α14Α16
I?.78-1-11:-02~3, 8563M--U2 1.129lf1-~~02 ?^?η^----^Γ--|?^Τ7----?^--Ι^Η? 2.9033Ι',~0*.'Ι?*J.CiTiHlt--Ofi
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[0127]如图21所示，实施例5中，该近红外交互式投影镜头由成像侧至像源侧依序包括:具负光焦度的第一透镜Ε1，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；使光路弯曲的反射棱镜Ε2 ;具正光焦度的第二透镜Ε3，其成像侧为凹面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；具正光焦度的第三透镜Ε4，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；具有正光焦度的第四透镜Ε5，其成像侧为凹面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；光阑位于第一透镜El和第二透镜Ε3之间；所述投影镜头系统中第二透镜Ε3和第四透镜Ε5由玻璃制成。
[0128]从成像侧至像源侧，第一透镜El的两面为S1、S2，光阑面为S3，第二透镜Ε3的两面为S4、S5，第三透镜Ε4的两面为S6、S7，第四透镜E5的两面为S8、S9，像源为S10。
[0129]实施例5 中，各参数如下所述=TTL= 12.02 ；fl = -2.89 ；f2 = 4.36 ；f3 = 12.24 ；f4 = 8.28 ；f = 1.6
[0130]ImgH/D = 0.46 ；
[0131]fl/f = -1.81;
[0132]f2/f = 2.72 ；
[0133]f4/f = 5.17 ；
[0134](R5+R6) / (R5-R6) = -9.9
[0135]系统参数:光阑值2.8
[0136]表9
[0137]
表面编号I表面类型ι曲率半径 [jfi[is ι有效口径ι圆锥系数
obj467.0000414.8015
?非球面 4.7095 0.4765F52R 1.79113.5909
2非球面1.1118 0.90381.2194-0.7191
32.7789BK71.1939
40.14440.6414stop0.94880.5619
6-100.0016 1.6068H-ZKll 2.00007j球面1-2.6862|θ.0544 |2.0OOO
8非球面2.09301.0463F52R1.6320-0.1182
9非球面2.56331.0720 1.4180-1.1893To-998.36881.5278ΒΚ7 2.0OOO
T1-4.20711.4648 2.0OOOIMG 1.2894
[0138]下表是非球面透镜的非球面高次项系数Α4、Α6、Α8、Α10、Α12:
[0139]表10
[0140]
(?] II I I
? A4 I A6A8 I AlOA12ANA16
15, 12-12E-02 | -3, 8397E-02 1.1359R-Q2 -6.1187F-Q) -1.0507E-Q3 3.9172?.:-θΓ -4.53831--Q5
21.12221?-01 1-1.3?61!1-02 ^-3.03101:-02 1.25?61.:-()2 [ 1.33961-03 -2.9389K-Q3 -3, 72321.:-Ol
S2.07811-02 1-1.4-102?-02 Hll223H-03 3.87981-03 -3.0-1801-03 | 8.3476Η-(Μ -8.15231-05
[9 [ 6.9750Ε-02 | -2.7075B-Q2 B.0198E-Q3 | 9.9983E-Q3 [ -1.094911-Q2 [ 3.6994Ε-03 -4.0264Ε-04
[0141]如图26所示，实施例6中，该近红外交互式投影镜头由成像侧至像源侧依序包括:具负光焦度的第一透镜E1，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；使光路弯曲的反射棱镜E2 ;具正光焦度的第二透镜E3，其成像侧为凹面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；具正光焦度的第三透镜E4，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；具有正光焦度的第四透镜E5，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为球面；光阑位于第一透镜El和第二透镜E3之间；所述投影镜头系统中第二透镜E3和第四透镜E5由玻璃制成。
[0142]从成像侧至像源侧，第一透镜El的两面为S1、S2，光阑面为S3，第二透镜E3的两面为S4、S5，第三透镜E4的两面为S6、S7，第四透镜E5的两面为S8、S9，像源为S10。
[0143]实施例6 中，各参数如下所述=TTL = 10.36 ；fl = -2.72 ；f2 = 4.06 ；f3 = 9.08 ；f4 = 8.52 ；f = 1.19
[0144]ImgH/D = 0.47 ；
[0145]fl/f = -2.3;
[0146]f2/f = 3.42 ；
[0147]f4/f = 7.19 ；
[0148](R5+R6) / (R5-R6) =-5.2
[0149]系统参数:光阑值2.8
[0150]表11
[0151]表面编号I表面类型ι曲率半径 [jfi[is ι有效口径ι圆锥系数
obj467.0015414.5714
?非球面 4.7491 0.4241F52R 1.56103.7756
2非球面1.0726 0.64771.0573-0.7280
31.9370BK71.0413
40.30560.5384stop1.00900.3807
6-97.73712.1397H-ZKll 2.0011
7-2.51050.05612.0011
8非球面2.1049 1.0358F52R 1.6404-0.1043
9非球面3.1067 0.43511.4054-1.4966
102.96381.2340BK7 2.0011TI8.0044 1.16422.0011IMG0.9730
[0152]下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12:
[0153]表12
[0154]
II
? A4ΑβASΛΙ0M2AMΑ16
mI
I
14 992llH)2 ^3.7406(-02 1.1059(.ΗΚ~ ^5.42351.ΗΗ-9, 6391 K-043, 765?:-04 -.-1, 65361.:-05
21.103δΗ-O1-L.+1711 K-02 -3.0380('Η)2 1.6101 f':-025, 85ΚΚ-(B-3.54111-03 1.35051-03Y 2, 1025?;-02:L3577fH)2 |2, 5060R-03 3, 7986!+Η}3-2, 8792!+Η)37, 8696?ΗΜ ^?.6l28F>05
96.7257Ε-02 U710E-02 | 8.0420Ι~?Γ 1.0064Ε-02- L0194E-023.4册3Ε-03 -3.7600Ε-04
[0155]如图31所示，实施例7中，该近红外交互式投影镜头由成像侧至像源侧依序包括:具负光焦度的第一透镜Ε1，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；使光路弯曲的反射棱镜Ε2 ;具正光焦度的第二透镜Ε3，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；具正光焦度的第三透镜Ε4，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；具有正光焦度的第四透镜Ε5，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；光阑位于第一透镜El和第二透镜Ε3之间；所述投影镜头系统中第二透镜Ε3和第四透镜Ε5由玻璃制成。
[0156]从成像侧至像源侧，第一透镜El的两面为S1、S2，光阑面为S3，第二透镜Ε3的两面为S4、S5，第三透镜E4的两面为S6、S7，第四透镜E5的两面为S8、S9，像源为S10。
[0157]实施例7 中，各参数如下所述=TTL= 12.01 ；fl = -2.54 ；f2 = 4.02 ；f3 = 10.66 ；f4 = 9.0 ；f = 1.06
[0158]ImgH/D = 0.29 ；
[0159]fl/f = -2.4;
[0160]f2/f = 3.80 ；
[0161]f4/f = 8.5 ；
[0162](R5+R6) / (R5-R6) =-7.66
[0163]系统参数:光阑值2.8
[0164]表13
[0165]
表面编号I表面类型ι曲率半径 [jfi [isι有效口径ι圆锥系数
obj466.9994 414.7163
?非球面 5.3676 0.3681 F52R1.68872.9912
2非球面1.0514 1.2586 1.2203-0.8884
32.5014 BK71.0634
40.40270.5802stop1.4842 0.4327
611.17292.0165 H-ZKll2.0011
7-3.04370.0546 2.0011
8非球面2.0424 1.0062 F52R1.5247-0.2037
9非球面2.6554 0.6359 1.3356-1.5667
107.55801.0437 BK72.0011T1-11.1347 1.2715 2.0011IMG0.8571
[0166]下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12:
[0167]表14
[0168]Iνι I a6 I a8 I ,o I ai2 I …I 16
1I 4.2971E-02 -3.7894E-02 1.1II6E-Q2 -5, 6785E-04 -9.9022E-04 3.6903E-04 -4.3608E-05
2I 9.201 IH-02 -L I618K-02 -3,-備8l.:-02 8.95111-03 2, 8396K-03 -2, 8569l.:-03 6.-10,16K-0..1
8j 1.8Π8Ε-02 -1.3760E-02 2.M45E-03 3.5938E-03 -2.964IE-03 7.7424E-04 -7.8737E-05
9j 6.652611-1^ -2.965-1 Ι?>2 6.16131-:-03 9.03051:-03 -1.05721-02 3, 4337K-03 -3.7877IHM
[0169]如图36所示，实施例8中，该近红外交互式投影镜头由成像侧至像源侧依序包括:具负光焦度的第一透镜E1，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；使光路弯曲的反射平面镜E2 ;具正光焦度的第二透镜E3，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；具正光焦度的第三透镜E4，其成像侧为凸面，像源侧为凹面，且成像侧面和像源侧面均为非球面；具有正光焦度的第四透镜E5，其成像侧为凸面，像源侧为凸面，且成像侧面和像源侧面均为球面；光阑位于第一透镜El和第二透镜E3之间；所述投影镜头系统中第二透镜E3和第四透镜E5由玻璃制成。
[0170]从成像侧至像源侧，第一透镜El的两面为S1、S2，光阑面为S3，第二透镜E3的两面为S4、S5，第三透镜E4的两面为S6、S7，第四透镜E5的两面为S8、S9，像源为S10。
[0171]实施例8 中，各参数如下所述:TTL = 7.74 ；fl = _2.89 ；f2 = 3.97 ；f3 = 19.69 ；f4 = 6.34 ；f = 1.66
[0172]ImgH/D = 0.45 ；
[0173]fl/f = -1.74;
[0174]f2/f = 2.39 ；
[0175]f4/f = 3.82 ；
[0176](R5+R6) / (R5-R6) = -15.83
[0177]系统参数:光阑值2.8
[0178]表15
[0179]
表面编号I表面类型 ι曲率半径[jfi[isι有效口径ι圆锥系数
obj467.0000358.3602
?非球面6.10680.4173F52R1.80646.9581
2非球面1.19112.29371.2498-0.5322
3坐标断点0.0000-0.0000
40.0000MIRROR1.2283
5坐标断点 -1.2938-0.0000stop -0.5169 0.6567
7-10.7516 -0.3820H-ZKll 0.94428j球面|3.20301-0.8897 |θ.9886
9非球面-2.4523-0.9470F52R1.2166-0.3151To非球面-2.7829-0.9906 1.1600 -3.2247T1-5.0984-1.3600BK7 1.3119
128.0502-1.3639 1.3371
[0180]
IMGI球面I无穷Il.2346
[0181]下表是非球面透镜的非球面高次项系数A4、A6、A8、A10、A12:
[0182]表16
[0183]
flI
Α4 Α6 AS.AW Λ12 ΑΙ4 ΛΙ6^-------
16.4210Ε-02 -3, 874IE-02 1.Π36Ε-02 -5.2625E-04 -1.0477E-03 3.8098E-04 -4.4826E-05
21.3056E-01 -1.9727E-02 -2.3982E-02 1.9306E-02 5.9508E-03 -3.4070E-03 -2.3δ70Ε-03 |
9 Ul.75ΜΕ-02 1.1955Ε-02 -L 2737Ε-03 -3.5752Ε-03 3.1419Ε-03 -7.6.487Ε-04 2.0769Ε-04 I1θ| -6.4025Κ-02 2,3048E-02 -6.4058E-03 -6.72521-03 L 0939E-02 -4.46031-03 9.7272E-04
[0184]图2是实施例1的轴上色差图(mm)，图3是实施例1的像散图(mm)，图4是实施例I的畸变图(％ )，图5是实施例1的倍率色差图(μ m)。
[0185]图7是实施例2的轴上色差图(mm)，图8是实施例2的像散图(mm)，图9是实施例2的畸变图(％ )，图10是实施例2的倍率色差图(μ m)。
[0186]图12是实施例3的轴上色差图(mm)，图13是实施例3的像散图(mm)，图14是实施例3的畸变图(％ )，图15是实施例3的倍率色差图(μ m)。
[0187]图17是实施例4的轴上色差图(mm)，图18是实施例4的像散图(mm)，图19是实施例4的畸变图(％ )，图20是实施例4的倍率色差图(μ m)。
[0188]图22是实施例5的轴上色差图(mm)，图23是实施例5的像散图(mm)，图24是实施例5的畸变图(％ )，图25是实施例5的倍率色差图(μ m)。
[0189]图27是实施例6的轴上色差图(mm)，图28是实施例6的像散图(mm)，图29是实施例6的畸变图(％ )，图30是实施例6的倍率色差图(μ m)。
[0190]图32是实施例7的轴上色差图(mm)，图33是实施例7的像散图(mm)，图34是实施例7的畸变图(％ )，图35是实施例7的倍率色差图(μ m)。
[0191]图37是实施例8的轴上色差图(mm)，图38是实施例8的像散图(mm)，图39是实施例8的畸变图(％ )，图40是实施例8的倍率色差图(μ m)。
[0192]通过每个实施例的轴上色差图、像散图、畸变图和倍率色差图，可以看出本实用新型具有良好的光学性能。
[0193] 虽然上面针对近红外交互式投影镜头描述了本实用新型的原理以及【具体实施方式】，但是在本实用新型的上述教导下，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实用新型的保护范围内。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实用新型的目的，而并非用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种近红外交互式投影镜头，其特征在于:从成像侧至像源侧依序包括: 具负光焦度的第一透镜，其成像侧为凸面，像源侧为凹面； 使光路弯曲的反射光学面； 具正光焦度的第二透镜，其像源侧为凸面； 具正光焦度的第三透镜，其成像侧为凸面，像源侧为凹面； 具正光焦度的第四透镜； 光阑置于第一透镜和第二透镜之间，所述镜头满足下列关系式:
0.25〈ImgH/D〈0.55 其中，ImgH为像源直径对角线长的一半；D为第一透镜成像侧面至垂直于像源的中心光轴的垂直高度。
2.根据权利要求1所述的近红外交互式投影镜头，其特征在于:所述镜头中第二透镜和第四透镜由玻璃材质制成。
3.根据权利要求2所述的近红外交互式投影镜头，其特征在于:所述镜头满足下列关系式:
-3<fl/f<-l ； 其中，fl为第一透镜的焦距，f为镜头系统的整体焦距。
4.根据权利要求3所述的近红外交互式投影镜头，其特征在于:所述镜头满足下列关系式:2〈f2/f〈4 其中，f2为第二透镜的焦距，f为镜头系统的整体焦距。
5.根据权利要求4所述的近红外交互式投影镜头，其特征在于:所述镜头满足下列关系式:
3<f4/f<12 ；
-22〈(R5+R6)/(R5-R6)〈_5 其中，f4为第四透镜的焦距，f为所述镜头系统的整体焦距，R5为第三透镜的成像侧面的曲率半径，R6为第三透镜的像源侧面的曲率半径。
6.根据权利要求1-5任一所述的近红外交互式投影镜头，其特征在于:所述镜头中第二透镜成像侧为凸面。
7.根据权利要求6所述近红外交互式投影镜头，其特征在于:所述镜头中第四透镜成像侧面为凸面。
8.根据权利要求7所述近红外交互式投影镜头，其特征在于:所述镜头中第四透镜像源侧面为凸面。
9.根据权利要求1_5、7、8任一所述的近红外交互式投影镜头，其特征在于:所述使光路弯曲的反射光学面是反射棱镜，或者是反射平面镜。
【文档编号】G02B13/00GK204009209SQ201420406023
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】黄林, 戴付建 申请人:浙江舜宇光学有限公司