一款红外识别追踪光学成像系统的制作方法

本发明属于光学成像系统，更具体地，涉及一款应用于智能消费电子产品的眼球追踪光学成像系统。

背景技术：

1、近年来，随着智能家居、电动汽车、虚拟现实交互等行业的更新迭代、不断发展，眼球追踪也逐渐开始逐步应用到这些领域。以往采用基于陀螺仪的头动感知方式来锁定目标，这会让使用者不自然的移动头部去锁定目标，容易产生头晕等不适。正常情况下，头动控制视野，眼动锁定目标才是符合人性与自然。为了实现眼球追踪的可行性，需要一款符合要求的红外识别追踪镜头，本专利是基于此背景下提出的。

技术实现思路

1、本发明提供了一款红外识别追踪光学成像系统，包含五片非球面透镜，从物面至像面依次为：第一透镜(l1)、光阑(sto)、第二透镜(l2)、第三透镜(l3)、第四透镜(l4)、第五透镜(l5)。所述第一透镜(l1)为正透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜(l2)为负透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜(l3)为正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第四透镜(l4)为正透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第五透镜(l5)为负透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面；所述红外识别追踪光学成像系统满足以下关系式：0.7<f1/f<1.1；-4.6<f2/f<-3.7；6.1<f3/f<6.8；1.7<f4/f<2.2；-1.1<f5/f<-0.6；其中，f1为所述第一透镜元件(l1)的有效焦距，f2为所述第二透镜元件(l2)的有效焦距，f3为所述第三透镜元件(l3)的有效焦距，f4为所述第四透镜元件(l4)的有效焦距，f5为所述第五透镜元件(l5)的有效焦距，f为所述红外识别追踪光学成像系统的有效焦距。

2、优选地，所述第一透镜(l1)，第二透镜(l2)，第三透镜(l3)，第四透镜(l4)，第五透镜(l5)的材质均为塑胶且满足下列关系式：2＜ct1/et1＜3；0.5＜ct2/et2＜1；1＜ct3/et3＜2；0.5＜ct4/et4＜1；1＜ct5/et5＜2；其中，ct1为所述第一透镜(l1)在光轴上的厚度，et1为所述第一透镜(l1)最大口径处的厚度；ct2为所述第二透镜(l2)在光轴上的厚度，et2为所述第二透镜(l2)最大口径处的厚度；ct3为所述第三透镜(l3)在光轴上的厚度，et3为所述第三透镜(l3)最大口径处的厚度；ct4为所述第四透镜(l4)在光轴上的厚度，et4为所述第四透镜(l4)最大口径处的厚度；ct5为所述第五透镜(l5)在光轴上的厚度，et5为所述第五透镜(l5)最大口径处的厚度。

3、优选地，还满足下列关系式：f/d<2.3；其中，f为所述红外识别追踪光学成像系统的有效焦距；d为所述红外识别追踪光学成像系统的入瞳直径。

4、优选地，其特征在于，满足下列关系式：0.7<β/α<1；其中，β为最外视场光线汇聚到像面上的光锥角角度；α为中心视场光线汇聚到像面上的光锥角角度。

5、优选地，还满足下列关系式：0.25<t1/∑t<0.30；0.20<t2/∑t<0.25；0.25<t3/∑t<0.30；0.18<t4/∑t<0.23；其中，∑t为第一透镜(l1)、第二透镜(l2)、第三透镜(l3)、第四透镜(l4)、第五透镜(l5)之间在光轴上空气间隔的总和，t1，t2，t3，t4分别为第一透镜(l1)和第二透镜(l2)之间、第二透镜(l2)和第三透镜(l3)之间、第三透镜(l3)和第四透镜(l4)之间、第四透镜(l4)和第五透镜(l5)之间在光轴上的空气间隔。

6、(1)本发明具有较小的f数，光圈大，进光量充足；(2)本发明边缘视场拥有较高的相对照度，保证了整体画面的亮度均匀；(3)本发明的各透镜中心与边缘厚度适中，空气间隔小，有利于减小光学系统总长，有利于实现小型化；(4)本发明通过正负透镜相互组合、平衡各个镜片的光焦度，有利于减小像散、畸变，提高成像质量。

技术特征：

1.一款红外识别追踪光学成像系统，其特征在于，所述红外识别追踪光学成像系统包含五片非球面透镜，从物面至像面依次为：第一透镜(l1)、光阑(sto)、第二透镜(l2)、第三透镜(l3)、第四透镜(l4)、第五透镜(l5)；

2.如权利要求1所述的红外识别追踪光学成像系统，其特征在于，所述第一透镜(l1)，第二透镜(l2)，第三透镜(l3)，第四透镜(l4)，第五透镜(l5)的材质均为塑胶且满足下列关系式：

3.如权利要求1所述的红外识别追踪光学成像系统，其特征在于，满足下列关系式：

4.如权利要求1所述的红外识别追踪光学成像系统，其特征在于，满足下列关系式：

5.如权利要求1所述的红外识别追踪光学成像系统，其特征在于，满足下列关系式：

技术总结
本发明公开了一款红外识别追踪光学成像系统，包含五片非球面透镜，从物面至像面依次为：第一透镜(L1)、光阑(STO)、第二透镜(L2)、第三透镜(L3)、第四透镜(L4)、第五透镜(L5)。第一透镜(L1)为正透镜；第二透镜(L2)为负透镜；第三透镜(L3)为正透镜；第四透镜(L4)为正透镜；第五透镜(L5)为负透镜。所述红外识别追踪成像系统满足关系式：0.7<f1/f<1.1；‑4.6<f2/f<‑3.7；6.1<f3/f<6.8；1.7<f4/f<2.2；‑1.1<f5/f<‑0.6。正负透镜组合有利于降低系统的公差敏感性、降低像差，具有良好的成像效果。

技术研发人员：钟有杰,朱佳巍,王旗
受保护的技术使用者：中山市众盈光学有限公司
技术研发日：20221227
技术公布日：2024/1/12