CN110007424A - 图案投影成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种图案投影成像系统，由物侧至像侧依次设置有曲面图案片、光焦度为负的第一透镜、光焦度为正的第二透镜和第三透镜，第一透镜和第二透镜组成第一透镜组，第三透镜为第二透镜组，图案投影成像系统的系统焦距与第一透镜组的焦距之比大于0.35；图案投影成像系统的系统焦距与第二透镜组的焦距之比大于0.4。其中，第一透镜为凹面朝向像侧的曲面透镜，第二透镜为双凸透镜，第一透镜和第二透镜组成一个胶合透镜。上述方案通过设置具有一定弯曲度的曲面图案片，能够提高图案投影成像系统的成像质量，缩短图案投影成像系统的光学总长度，更能够降低图案投影成像系统的制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及光学领域，特别是涉及一种图案投影成像系统。
背景技术
目前，图案投影成像系统被广泛应用于舞台设备中，主要通过光源照射来实现对图案的清晰投射。
传统的图案投影成像系统，其图案片通常采用光学玻璃镀膜，或是金属薄片加工图形，利用光源照射图案，使图案能够被清晰地成像于被投射面上。
但是，传统的图案投影成像系统由于其本身的结构限制，存在有较大像差及色差，在设计系统时不得不考虑消除其产生的像差和色差，由此需要增加非球面透镜与消色差透镜来消除像差与色差，从而导致图案投影成像系统的总长度增大、成本升高、出光效率降低。
因此，传统的图案投影成像系统存在光学总长度偏大的问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统的图案投影成像系统存在光学总长度较大的问题，提供一种图案投影成像系统。
一种图案投影成像系统，由物侧至像侧依次包括：
曲面图案片、第一透镜组和第二透镜组；
所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第一透镜组的焦距之比大于0.35；所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第二透镜组的焦距之比大于0.4；
所述第一透镜组由所述曲面图案片至所述像侧依次设置有第一透镜和第二透镜；所述第一透镜的光焦度为负；所述第二透镜的光焦度为正；
所述第二透镜组由所述曲面图案片至所述像侧依次设置有第三透镜；所述第三透镜的光焦度为正；
所述曲面图案片为凹面朝向所述像侧、表面具有图案的曲面图案片；
所述第一透镜为凹面朝向所述像侧的曲面透镜，所述第二透镜为双凸透镜，所述第一透镜和所述第二透镜组成一个胶合透镜。
本发明提供的图案投影成像系统，通过设计具有一定弯曲度的曲面图案片，对图案投影成像系统进行场曲补偿，使曲面图案片上的图案在经过图案投影成像系统之后，能够形成无像差的像方图像，以此优化图案投影成像系统的成像效果。该成像系统不仅减少了对光学透镜的大量运用、缩小光学总长度，还提高了图案投影成像系统的成像质量，并具有非常高的像面照度。
在其中一个实施例中，所述第三透镜为凸面朝向所述像侧的弯月形透镜。
在其中一个实施例中，所述第一透镜的折射率与所述第二透镜的折射率之比大于1.15，阿贝数之比大于0.5；所述第三透镜的折射率大于1.48，阿贝数大于55。
在其中一个实施例中，提供一种图案投影成像系统，包括如上一至三中任一项实施例图案投影成像系统，所述图案投影成像系统还包括第三透镜组和第四透镜组。
在其中一个实施例中，所述第三透镜组由所述曲面图案片至所述像侧依次设置有第四透镜；所述第四透镜的光焦度为负；所述第四透镜为凹面朝向所述曲面图案片的曲面透镜。
在其中一个实施例中，所述第四透镜组由所述曲面图案片至所述像侧依次设置有第五透镜和第六透镜；所述第五透镜的光焦度为正，所述第六透镜的光焦度为正；所述第五透镜为凸面朝向所述像侧的弯月形透镜，所述第六透镜为凸面朝向所述像侧的曲面透镜，所述第五透镜和所述第六透镜组成一个凸面朝向所述像侧的胶合透镜。
在其中一个实施例中，所述第四透镜的折射率大于1.6，阿贝数大于27；所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第三透镜组的焦距之比大于1.8。
在其中一个实施例中，所述第五透镜的折射率和所述第六透镜的折射率均大于1.48，阿贝数大于55；所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第四透镜组的焦距之比大于0.6。
在其中一个实施例中，提供一种图案投影成像系统，包括如上四至八中任一项实施例图案投影成像系统，所述第二透镜组与所述第三透镜组可沿所述图案投影成像系统的光轴左右移动，以使所述图案投影成像系统的系统焦距可变。
在其中一个实施例中，提供一种图案投影成像系统，包括如上四至九中任一项实施例图案投影成像系统，所述图案投影成像系统还包括光阑；所述光阑设置于所述第二透镜与所述第三透镜之间。
附图说明
图1为一个实施例中图案投影成像系统的结构示意图；
图2为一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的场曲/畸变曲线图；
图3为另一个实施例中图案投影成像系统的结构示意图；
图4A为一个实施例中图案投影成像系统的长焦距光路图；
图4B为另一个实施例中图案投影成像系统的中焦距光路图；
图4C为另一个实施例中图案投影成像系统的短焦距光路图；
图5A为一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的长焦距点阵图；
图5B为另一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的中焦距点阵图；
图5C为另一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的短焦距点阵图；
图6A为一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的长焦距场曲/畸变曲线图；
图6B为一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的中焦距场曲/畸变曲线图；
图6C为一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的短焦距场曲/畸变曲线图；
图7为一个实施例中图案投影成像系统在不同系统焦距下的场曲拟合曲线图；
图8为一个实施例中图案投影成像系统的曲面图案片的相对弯曲度图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参考图1，图1是一个实施例中图案投影成像系统的结构示意图，在一个实施例中，提供一种图案投影成像系统，由物侧至像侧依次包括：
曲面图案片10、第一透镜组和第二透镜组；
图案投影成像系统的系统焦距与第一透镜组的焦距之比大于0.35；图案投影成像系统的系统焦距与第二透镜组的焦距之比大于0.4；
第一透镜组由曲面图案片10至像侧50依次设置有第一透镜20和第二透镜30；第一透镜20的光焦度为负；第二透镜30的光焦度为正；
第二透镜组由曲面图案片10至像侧50依次设置有第三透镜40；第三透镜40的光焦度为正；
曲面图案片10为凹面朝向像侧50、表面具有图案的曲面图案片；
第一透镜20为凹面朝向像侧50的曲面透镜，第二透镜30为双凸透镜，第一透镜20和第二透镜30组成一个胶合透镜。
其中，第一透镜20与第二透镜30胶合在一起，其制作方法可以是：制作第一透镜20的方法是将液体状态的紫外固化胶滴入曲面模具中，然后将第二透镜30扣入曲面模具中，监控第一透镜20的中心厚度及整体的偏心量，在公差范围内就进行紫外固化、脱模及消应力处理，得到第二透镜30。当然，还可以是通过其他方式制作第一透镜20和第二透镜30，本申请实施例不对第一透镜20与第二透镜30的具体制作方法作限制。
在实际应用中，第一透镜20可以是凹面朝向像侧50的平凹透镜，也可以是凹面朝向像侧50的凹凸透镜；第一透镜20和第二透镜30组成一个凸面朝向像侧50的胶合透镜，也可以是第一透镜20和第二透镜30组成一个双凸形胶合透镜。
在一个实施例中，第三透镜40为凸面朝向像侧50的弯月形透镜。
在一个实施例中，第一透镜20为高折射率、低色散的平凹形或凹凸形玻璃透镜，第二透镜30为高折射率、高色散的双凸形玻璃透镜，第三透镜40为高折射率、高色散的弯月形玻璃透镜；第一透镜20的折射率与第二透镜30的折射率之比大于1.15，阿贝数之比大于0.5，第三透镜40的折射率大于1.48，阿贝数大于55；第一透镜20和第二透镜30胶合成为具有正屈光度的消色差透镜组。此时，图案投影成像系统的系统焦距与第一透镜组的焦距之比大于0.35，图案投影成像系统的系统焦距与第二透镜组的焦距之比大于0.4。
在一个具体实施例中，第一透镜20朝向曲面图案片10的表面为第一表面S1，朝向像侧50的表面为第二表面S2；第二透镜30朝向曲面图案片10的表面为第二表面S2，朝向像侧50的表面为第三表面S3。第三透镜40朝向曲面图案片10的表面为第四表面S4，朝向像侧50的表面为第五表面S5。
具体地，第一表面S1的曲率半径与第二表面的曲率半径之比大于20，第二表面S2的曲率半径与第三表面S3的曲率半径之比大于1.2，第四表面S4的曲率半径与第五表面S5的曲率半径之比大于20。图案投影成像系统的最长焦距与第一透镜组的焦距之比大于0.35，且图案投影成像系统的最长焦距与第二透镜组的焦距之比大于0.4时，图案投影成像系统的有效焦距为260mm，前焦距(曲面图案片距离第一表面之间的焦距)为210mm，入瞳直径为208mm，视场为近轴物高，光源波长为486nm至656nm的可见光，则图案投影成像系统中，各透镜各面的优选参数值见下表：
参考图2，为一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的场曲/畸变曲线图。其中，图2中的曲线具体为486nm蓝光、587nm绿光，以及656nm红光照射图案投影成像系统后的场曲虚线图。若选择其中的587nm绿光下的场曲曲线进行拟合，畸变焦距为262.39503nm，则可在设定近轴物高为30mm，即曲面图案片10上有效图案的口径为30mm、曲面图案片10的直径大于等于60mm时，需将曲面图案片10制作成曲率半径R＝77.5mm的图案片。
因此，将曲面图案片10朝向光源的表面设置为S01，朝向像侧50的表面设置为S02时，S01的曲率半径为77.5mm，S02的曲率半径同样为77.5mm。其中，光源设置于曲面图案片10的物侧。
参考图3，图3为另一个实施例中图案投影成像系统的结构示意图，在一个实施例中，提供一种图案投影成像系统，该图案投影成像系统还包括第三透镜组和第四透镜组。
在一个实施例中，第三透镜组由曲面图案片10至像侧50依次设置有第四透镜60；第四透镜60的光焦度为负；第四透镜60为凹面朝向曲面图案片10的曲面透镜，第四透镜60为高折射率、低色散的曲面形玻璃透镜。
其中，第四透镜60可以是凹面朝向曲面图案片10的平凹透镜，也可以是凹面朝向曲面图案片10的凹凸透镜。
在一个实施例中，第四透镜组由曲面图案片10至像侧50依次设置有第五透镜70和第六透镜80；第五透镜70的光焦度为正，第六透镜80的光焦度为正；第五透镜70为凸面朝向像侧50的弯月形透镜，第六透镜80为凸面朝向像侧50的曲面透镜，第五透镜70和第六透镜80组成一个凸面朝向像侧50的胶合透镜。第五透镜70和第六透镜80的胶合方式可以是利用紫外固化胶进行胶合。
其中，第六透镜60可以是凸面朝向像侧50的平凸透镜，也可以是凸面朝向像侧50的凹凸透镜。
在一个实施例中，第四透镜60的折射率大于1.6，阿贝数大于27；所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第三透镜组的焦距之比大于1.8。
在一个实施例中，第五透镜70的折射率与第六透镜80的折射率大于1.48，阿贝数大于55；所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第四透镜组的焦距之比大于0.6。
在一个实施例中，第一透镜20朝向曲面图案片10的表面为第一表面S11，朝向像侧50的表面为第二表面S12；第二透镜30朝向曲面图案片10的表面为第二表面S12，朝向像侧50的表面为第三表面S13；光阑90设置为第四表面S14；第三透镜40朝向曲面图案片10的表面为第五表面S21，朝向像侧50的表面为第六表面S22；第四透镜60朝向曲面图案片10的表面为第七表面S31，朝向像侧50的表面为第八表面S32；第五透镜70朝向曲面图案片10的表面为第九表面S41，朝向像侧50的表面为第十表面S42；第六透镜80朝向曲面图案片10的表面为第十一表面S43，朝向像侧50的表面为第十二表面S44。
其中，第一表面S11的曲率半径与第二表面S12的曲率半径之比大于30，第三表面S13的曲率半径与第二表面S12的曲率半径之比大于1.5，第五表面S21的曲率半径与第六表面S22的曲率半径之比大于6，第八表面S32的曲率半径与第七表面S31的曲率半径之比大于20，第十表面S42的曲率半径与第九表面S41的曲率半径之比大于1.8，第十二表面S44的曲率半径与第十一表面S43的曲率半径之比大于6。
其中，第一透镜20的折射率与第二透镜30的折射率之比大于1.15，阿贝数之比大于0.5，第三透镜40的折射率大于1.48，阿贝数大于55，第四透镜60的折射率大于1.6，阿贝数大于27。
并且，图案投影成像系统的最长焦距与第一透镜组的焦距之比大于1.8，图案投影成像系统的最长焦距与第二透镜组的焦距之比大于2，图案投影成像系统的最长焦距与第三透镜组的焦距之比大于1.8，图案投影成像系统的最长焦距与第四透镜组的焦距之比大于0.6。
上述实施例对图案投影成像系统中光学参数的设置，将会得到一种焦距可变的成像系统，该系统在满足变焦倍率的前提下，尽可能地优化了系统的色差，但在中焦段会有比较大的场曲，如果图案显示片是平面时，这会导致投影成像时，图像中心部分和图像的边缘部分不在同一对焦点上。
因此，本发明提出将曲面图案片10设计成曲面，以补偿光学透镜带来的场曲，场曲补偿满足以下公式：[a1(Xi,Yi)+a2(Xm,Ym)+a3(Xs,Ys)]≥(Kx,Ky)，且(Kx,Ky)≥[a1(Xi,Yi)+a2(Xm,Ym)+a3(Xs,Ys)]。其中，Kx、Ky为光学补偿场曲曲线的X、Y坐标；Xi为长焦距时场曲曲线的Tan位移值，Yi为长焦距时场曲曲线的实际像高值；Xm为中焦距时场曲曲线的Tan位移值，Ym为中焦距时场曲曲线的实际像高值；Xs为短焦距时场曲曲线的Tan位移值，Ys为短焦距时场曲曲线的实际像高值；a1为长焦距的场曲补偿权重，a2为中焦距的场曲补偿权重，a3为短焦距的场曲补偿权重。需要说明的是，场曲补偿权重的大小由系统存在像差的大小确定，即若短焦距的像差相对中焦距的像差较大，则短焦距的场曲补偿权重大于中焦距的场曲补偿权重。
在一个实施例中，第二透镜组与第三透镜组可沿图案投影成像系统的光轴左右移动，以使图案投影成像系统的系统焦距可变。
在一个实施例中，图案投影成像系统还包括光阑90；光阑90设置于第二透镜30与第三透镜40之间。
在一个具体实施例中，提供一种图案投影成像系统，该图案投影成像系统为系统焦距可变的成像系统。
其中，常见5-8倍数的图案投影成像系统，一般需要9-12片的透镜方可达到理想的成像效果，且即使在系统中加入非球面透镜，其透镜数量也需8片以上方可达到理想成像效果，而本发明提出的图案投影成像系统，可提供低于8片透镜数量的5-8倍数图案投影成像系统。
例如，本发明实施例提供一种6.5倍数的、可变焦的图像透镜成像系统，其系统焦距F在28mm-180mm之间；系统孔径为1.8mm；视场为0°、12.25°、24.5°；后焦距为39.5mm；光源波长为486nm至656nm的可见光，则图案投影成像系统中，各透镜各面的优选参数值见下表：
该具体实施例的图案投影成像系统中，具有正光焦度的第一透镜组，以及具有正光焦度的第四透镜组作为固定组，而具有正光焦度的第二透镜组和具有负光焦度的第三透镜组作为移动组，两组透镜移动组可在图案投影成像系统中沿中心光轴左右移动，用以通过内部变焦的方式改变图案投影成像系统的系统焦距，而此时图案投影成像系统的光学总长度保持不变。更具体地，具有正光焦度的第二透镜组可用于对系统变焦，而具有负光焦度的第三透镜组可用于对系统对焦。
参考图4A，图4A是一个实施例中图案投影成像系统的长焦距光路图。在一个实施例中，提供一种长焦距的图案投影成像系统，该图案投影成像系统的系统焦距为180mm，第四表面S14与第五表面S21之间的距离为64.536mm，第六表面S22与第七表面S31之间的距离为0.774mm，第八表面S32与第九表面S41之间的距离为91.19mm。
参考图4B，图4B是一个实施例中图案投影成像系统的中焦距光路图。在一个实施例中，提供一种中焦距的图案投影成像系统，该图案投影成像系统的系统焦距为100mm，第四表面S14与第五表面S21之间的距离为11.929mm，第六表面S22与第七表面S31之间的距离为51.559mm，第八表面S32与第九表面S41之间的距离为93.012mm。
参考图4C，图4C是一个实施例中图案投影成像系统的短焦距光路图。在一个实施例中，提供一种短焦距的图案投影成像系统，该图案投影成像系统的系统焦距为28mm，第四表面S14与第五表面S21之间的距离为2.604mm，第六表面S22与第七表面S31之间的距离为143.212mm，第八表面S32与第九表面S41之间的距离为10.684mm。
参考图5A至图5C，图5A是一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的长焦距点阵图；图5B是另一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的中焦距点阵图；图5C为是另一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的短焦距点阵图。
如图5A至图5C所示，长焦距的图案投影成像系统具有相对较小RMS(RootMeanSquare)半径值，中焦距的图案投影成像系统具有相对最大的RMS半径值，而短焦距的图案投影成像系统的RMS半径值处于长焦距和中焦距之间，即长焦距的像差为δ1，中焦距的像差为δ2，短焦距的像差为δ3，图5A至图5C的点阵结果可表示为δ2≥δ3≥δ1。
由此可见，本发明提出的图案投影成像系统的像差在中焦距相对最大，长焦距相对最小，而短焦距处于两者之间。因此，可通过成像效果的像差大小来设定各焦距段的场曲补偿权重，即像差大的权重值大，像差小的权重值小。当a1为长焦距的场曲补偿权重，a2为中焦距的场曲补偿权重，a3为短焦距的场曲补偿权重时，a2≥a3≥a1。
参考图6A至图6C，图6A是一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的长焦距场曲/畸变曲线图；图6B是一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的中焦距场曲/畸变曲线图；图6C是一个实施例中图案投影成像系统在486nm至656nm可见光波段下的短焦距场曲/畸变曲线图。
如图6A至图6C所示，长焦距的图案投影成像系统的场曲约为0.9mm，中焦距的图案投影成像系统的场曲约为2.1mm，短焦距的图案投影成像系统的场曲约为1。因此，图6A至图6C的场曲曲线图进一步展示了中焦距的图案投影成像系统存在有最大场曲，而短焦距的图案投影成像系统存在场曲居中，长焦距的图案投影成像系统存在有最小的场曲。
参考图7，图7是一个实施例中图案投影成像系统在不同系统焦距下的拟合曲线图，利用图6A至图6C所示场曲曲线图中波长为546nm的曲线进行数据拟合，将得到如图7所示的长、中、短焦距下，图案投影成像系统的拟合曲线.
如图7所示，本发明提出的图案投影成像系统设置为中焦距时，存在有较大场曲需要补偿，而短焦距和长焦距的场曲相对较小，表示图案投影成像系统的焦距从28mm变焦至100mm时场曲会快速增长，从100mm焦距变焦至180mm时场曲减小速度快于从28mm至100mm变焦过程的增长速度，图案投影成像系统的场曲峰值在焦距为100mm的中焦距段。
在一个具体实施例中，图案投影成像系统可采用内部变焦方式改变系统焦距，则在实际应用中，需要满足在不同系统焦距下，曲面图案片的弯曲度均能提供较好的场曲补偿效果。
因此，利用上述实施例所得到的结果，即a2≥a3≥a1，在本发明实施例中，图案投影成像系统中，曲面图案片在不同焦距下的曲率半径R可由以下公式计算得出：[0.2(Xi,Yi)+0.5(Xm,Ym)+0.3(Xs,Ys)]≥(Kx,Ky)，其中，Kx、Ky为光学补偿场曲曲线的X、Y坐标；Xi为长焦距时场曲曲线的Tan位移值，Yi为长焦距时场曲曲线的实际像高值；Xm为中焦距时场曲曲线的Tan位移值，Ym为中焦距时场曲曲线的实际像高值；Xs为短焦距时场曲曲线的Tan位移值，Ys为短焦距时场曲曲线的实际像高值；a1为长焦距的场曲补偿权重，a2为中焦距的场曲补偿权重，a3为短焦距的场曲补偿权重。
具体地，利用图6A至图6C所示场曲曲线图的曲线数据，可计算出长焦距时曲面图案片的曲率半径Rm＝105.8mm，中焦距时曲面图案片的曲率半径Rm＝32.7mm，短焦距时曲面图案片的曲率半径Rm＝79.3mm。
在实际应用中，参考图8，图8是一个实施例中图案投影成像系统的曲面图案片的相对弯曲度图。通过上述实施例提供的计算公式，曲面图案片的曲率半径Rm＝0.2×105.8+0.3×79.3+0.5×32.7＝20.43mm，因此，在一个具体实施例中，提供一种图案投影成像系统，该系统的曲面图案片的曲率半径为63.95mm，采用该曲面图案片可以提高系统的成像质量，无需设置更多的非球面透镜或消色差透镜，使图案投影成像系统具有较高的像面照度，降低了图案投影成像系统的光学总长度，更降低了图案投影成像系统的制作成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述间接，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了对本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种图案投影成像系统，其特征在于，由物侧至像侧依次包括：
曲面图案片、第一透镜组和第二透镜组；
所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第一透镜组的焦距之比大于0.35；所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第二透镜组的焦距之比大于0.4；
所述第一透镜组由所述曲面图案片至所述像侧依次设置有第一透镜和第二透镜；所述第一透镜的光焦度为负；所述第二透镜的光焦度为正；
所述第二透镜组由所述曲面图案片至所述像侧依次设置有第三透镜；所述第三透镜的光焦度为正；
所述曲面图案片为凹面朝向所述像侧、表面具有图案的曲面图案片；
所述第一透镜为凹面朝向所述像侧的曲面透镜，所述第二透镜为双凸透镜，所述第一透镜和所述第二透镜组成一个胶合透镜。
2.根据权利要求1所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述第三透镜为凸面朝向所述像侧的弯月形透镜。
3.根据权利要求1所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述第一透镜的折射率与所述第二透镜的折射率之比大于1.15，阿贝数之比大于0.5；所述第三透镜的折射率大于1.48，阿贝数大于55。
4.根据权利要求1-3任一项所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述图案投影成像系统还包括第三透镜组和第四透镜组。
5.根据权利要求4所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述第三透镜组由所述曲面图案片至所述像侧依次设置有第四透镜；所述第四透镜的光焦度为负；所述第四透镜为凹面朝向所述曲面图案片的曲面透镜。
6.根据权利要求4所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述第四透镜组由所述曲面图案片至所述像侧依次设置有第五透镜和第六透镜；所述第五透镜的光焦度为正，所述第六透镜的光焦度为正；所述第五透镜为凸面朝向所述像侧的弯月形透镜，所述第六透镜为凸面朝向所述像侧的曲面透镜，所述第五透镜和所述第六透镜组成一个凸面朝向所述像侧的胶合透镜。
7.根据权利要求5所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述第四透镜的折射率大于1.6，阿贝数大于27；所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第三透镜组的焦距之比大于1.8。
8.根据权利要求6所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述第五透镜的折射率和所述第六透镜的折射率均大于1.48，阿贝数大于55；所述图案投影成像系统的系统焦距与所述第四透镜组的焦距之比大于0.6。
9.根据权利要求4-8任一项所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述第二透镜组与所述第三透镜组可沿所述图案投影成像系统的光轴左右移动，以使所述图案投影成像系统的系统焦距可变。
10.根据权利要求4-9任一项所述的图案投影成像系统，其特征在于，所述图案投影成像系统还包括光阑；所述光阑设置于所述第二透镜与所述第三透镜之间。
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