CN207198443U - 一种可用于激光投影散斑检测的镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可用于激光投影散斑检测的镜头，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，所述第一透镜至第四透镜的曲率为正且分别为正弯月牙透镜，位于第二透镜与第三透镜之间设置有光阑。该镜头不仅结构简单，而且可以用来与计算机组合来代替人工检测激光投影散斑。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可用于激光投影散斑检测的镜头。
背景技术
对于激光投影技术而言，激光散斑的存在严重影响了成像质量，成为激光显示发展的阻碍，为了确保产品质量，对产品的激光散斑检测成为一种必然要求，目前在进行散斑检测时以人工识别为主，效率较低，成本较高。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可用于激光投影散斑检测的镜头，不仅结构简单，而且可以用来与计算机组合来代替人工检测激光投影散斑。
本实用新型的技术方案在于：一种可用于激光投影散斑检测的镜头，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，所述第一透镜至第四透镜的曲率为正且分别为正弯月牙透镜，位于第二透镜与第三透镜之间设置有光阑。
进一步地，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为0.125mm，所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为1.709mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为9.713mm，所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为9.412mm。
进一步地，所述第一透镜的前侧面曲率半径为22.306mm，第一透镜的后侧面曲率半径为605.615mm；所述第二透镜的前侧面曲率半径为17.845mm，第二透镜的后侧面曲率半径为42.712mm；所述第三透镜的前侧面曲率半径为470.017mm，第三透镜的后侧面曲率半径为9.941mm；所述第四透镜的前侧面曲率半径为19.004mm，第四透镜的后侧面曲率半径为94.998mm。
进一步地，所述第一透镜为H-ZPK6玻璃，第二透镜为H-LAK12玻璃，第三透镜为H-ZF7LA玻璃，第四透镜为H-ZLAF78A玻璃。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：该镜头不仅结构简单，而且可以用来与计算机组合来代替人工检测激光投影散斑，可以极大地降低人力成本，提高利润。
附图说明
图1为本实用新型的光学镜头的结构示意图；
图2为本实用新型的光学镜头组件的MIF（调制光学传递函数）；
图3为本实用新型的光学镜头组件的均方根半径(RMS)图；
图4为本实用新型的光学镜头组件的场曲/畸变图；
图5为本实用新型的光学镜头组件的系统光线像差曲线图；
图中：A-第一透镜；B-第二透镜；C-第三透镜；D-第四透镜；1-第一表面；2-第二表面；3-第三表面；4-第四表面；5-光阑；6-第六表面；7-第七表面；8-第八表面；9-第九表面。
具体实施方式
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。
参考图1至图5
一种可用于激光投影散斑检测的镜头，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的第一透镜A、第二透镜B、第三透镜C及第四透镜D，所述第一透镜至第四透镜的曲率为正且分别为正弯月牙透镜，位于第二透镜与第三透镜之间设置有光阑。
本实施例中，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为0.125mm，所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为1.709mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为9.713mm，所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为9.412mm。
本实施例中，所述第一透镜的前侧面（第一表面）曲率半径为22.306mm，第一透镜的后侧面（第二表面）曲率半径为605.615mm；所述第二透镜的前侧面（第三表面）曲率半径为17.845mm，第二透镜的后侧面（第四表面）曲率半径为42.712mm；所述第三透镜的前侧面（第六表面）曲率半径为470.017mm，第三透镜的后侧面（第七表面）曲率半径为9.941mm；所述第四透镜的前侧面（第八表面）曲率半径为19.004mm，第四透镜的后侧面（第九表面）曲率半径为94.998mm。
本实施例中，所述第一透镜为H-ZPK6玻璃，第二透镜为H-LAK12玻璃，第三透镜为H-ZF7LA玻璃，第四透镜为H-ZLAF78A玻璃。其F数为2.1，焦距ƒʹ为38.23mm，在所有视场在空间频率112pl/mm处，调制传递函数（MTF）大于0.32，最大畸变量控制在0.04%以下，均方根半径（RMS）均在4µm以内，该镜头能够用于激光投影散斑检测。
本实施例中，采用四片式光学系统结构（如图1），光学总长为42.377mm，其中各镜片的结构参数、各曲面的曲率半径R、镜片厚度、镜片之间的厚度d以及镜片玻璃的折射率和阿贝系数如下表所示：
。
本实施例中，如图2 所示，光学镜头组件的调制传递函数曲线(MTF)，调制传递函数表征了物体频率信息的传递情况，MTF曲线的空间频率大小体现了光学系统对目标物体成像分辨能力，低频率表示物体轮廓，中频率表示物体层次，高频率表示物体细节。当空间频率衰减为零时，则称此频率为截至频率。从图2中可知，零视场、0.3视场、0.5视场、0.7视场和边缘视场的MTF曲线随着空间频率的增加逐渐减低，并且在不同视场其曲线几乎都重合在一起，表明各视场上镜头传递信息水平的无差异。
本实施例中，如图3 所示为本实用新型的光学镜头组件的均方根半径(RMS)图，均方根半径值表示同一视场内的任意光线偏离主光线的程度，RMS值越小，说明光线聚焦性越好。不同视场的点列图的形状能体现存在不同的像差，如图3所示，体现了不同视场下RMS值的分布情况。由图可知，各个视场上的RMS值分布不同，说明各个视场的光线在像面上偏离主光线的程度不同，这主要是系统像差导致的。图中零视场、0.3视场、0.5视场、0.7视场以及边缘视场的RMS值分别为3.303，3.107，2.998，2.936和3.200，与图像传感器CCD 的像元大小4.4相近，因此系统均方根半径值在设计要求范围内。
本实施例中，如图4 所示为本实用新型的光学镜头组件的场曲/畸变图，场曲与畸变是镜头像质评价的主要依据，其中畸变只与光学系统的视场有关，但是对于检测镜头的高精度等要求，畸变的控制显得特别严格，以防止成像的变形而影响检测的精度，而对场曲没有特别严格要求，场曲与视场的关系如图4所示。子午和弧矢场曲均在0.1mm以内，优化后的畸变如图4所示。依据图可知，畸变在全视场范围内变化情况：-0.043%≤q≤0.0294%，并且在波长486nm最大视场处的畸变达到最大值。由此可知在全视场范围内，畸变均小于0.04%的设计要求。
本实施例中，如图5所示为本实用新型的光学镜头组件的系统光线像差曲线，光线像差曲线使光学系统像差的整体表现，其优化后最大视场处的像差曲线如图5所示，从图中可知子午像差和弧矢像差最大值都在10um以内。
通过以上具体实施方式可知，通过本发明的镜头搭配组合能够实现激光投影散斑检测。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种可用于激光投影散斑检测的镜头，其特征在于，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，所述第一透镜至第四透镜的曲率为正且分别为正弯月牙透镜，位于第二透镜与第三透镜之间设置有光阑。
2.根据权利要求1所述的一种可用于激光投影散斑检测的镜头，其特征在于，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为0.125mm，所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为1.709mm，所述第三透镜与第四透镜之间的空气间隔为9.713mm，所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为9.412mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种可用于激光投影散斑检测的镜头，其特征在于，所述第一透镜的前侧面曲率半径为22.306mm，第一透镜的后侧面曲率半径为605.615mm；所述第二透镜的前侧面曲率半径为17.845mm，第二透镜的后侧面曲率半径为42.712mm；所述第三透镜的前侧面曲率半径为470.017mm，第三透镜的后侧面曲率半径为9.941mm；所述第四透镜的前侧面曲率半径为19.004mm，第四透镜的后侧面曲率半径为94.998mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种可用于激光投影散斑检测的镜头，其特征在于，所述第一透镜为H-ZPK6玻璃，第二透镜为H-LAK12玻璃，第三透镜为H-ZF7LA玻璃，第四透镜为H-ZLAF78A玻璃。
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