本实用新型专利技术公开了一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，属于光电投影技术领域，包括一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，包括从投影侧到显示芯片所在侧依次设置的第一透镜、第二透镜组、第三透镜、第四透镜组和第五透镜组，第一透镜到第五透镜组的光焦度分配依次为正、负、正、负、正；第三透镜和第四透镜组之间设置有孔径光阑。本实用新型专利技术可以通过各个透镜及透镜组从投影侧到显示芯片所在侧顺序布置，并且按顺序分配光焦度，使投影光的会聚与发散，各个透镜互相平衡，组合成像。孔径光阑能够限制入射光束的大小，配合各个透镜对像差进行优化，使投影镜头成像更加清晰。使投影镜头成像更加清晰。使投影镜头成像更加清晰。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头
[0001]本技术涉及光电投影
，具体地说，涉及一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头。
技术介绍
[0002]随着半导体行业的发展，半导体芯片的复杂程度越来越高，对于机器视觉检测来说，表面的光学检测的技术方向是往晶圆级缺陷进行检测发展，而对于包含深度信息的问题缺陷检测，传统的表面光学检测显得无能为力。近年来，3D条纹结构光成像是目前的研究热点，该项技术已逐步工业普及化，而投影模块是其中最为关键的一个组件。
[0003]DLP技术是当前投影模块中的主流技术，DMD芯片有按顺序阵列排列的微型反射镜，通过控制微反射镜的偏转将照明光路反射进投影镜头中。远心光路可以改善投影画面的均匀性，照明光路、成像光路、DMD通过TIR棱镜或RTIR棱镜来进行耦合离，并使整个系统的结构更为紧凑。
[0004]当前DLP技术在3D条纹结构光对半导体芯片检测中有所应用，为了投影仪成像景深、投影工作距离以及投射范围恰好满足系统的需求，整个系统的体积需做出平衡。当前市场中的投影仪往往存在在合适的工作距离下投影出的图像尺寸过大的问题，若针对视场添加视场光阑作为遮挡，对能量的损失也会极为严重。
[0005]目前大部分投影机采用非球面光学元件来矫正系统像差，但是添加非球面材料，可能会出现后期发黄，以及成本增加的问题。现有的投影镜头大多使用球面镜，例如公开号为CN114660775A的中国专利文献公开了一种低畸变全高清投影镜头，采用9片透镜形成类高斯结构，实现了较大投射比、超短焦镜头的设计，但是其中有一片不易加工的弯月型厚透镜，增加了镜头的加工难度。因此，如何在有限的体积下实现对投影镜头的像差进行优化，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
[0006]1.技术所要解决的技术问题
[0007]针对现有的投影镜头如何在有限的体积下进行像差优化的问题，本技术提供一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，能够通过各个透镜的互相平衡、组合成像进行像差优化。
[0008]2.技术方案
[0009]为了实现上述目的，本技术提供一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，包括从投影侧到显示芯片所在侧依次设置的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组的光焦度分配依次为正、负、正、负、正；第三透镜组和第四透镜组之间设置有孔径光阑。
[0010]进一步的，所述第一透镜组为第一弯月透镜，具有正光焦度；所述第二透镜组包括第二弯月透镜和第三弯月透镜，第二弯月透镜和第三弯月透镜均具有负光焦度；所述第三透镜组为第三双凸透镜，具有正光焦度；所述第四透镜组包括胶合的第五双凹透镜和第六
双凸透镜，第五双凹透镜具有负光焦度，第六双凸透镜具有正光焦度；所述第五透镜组包括第七双凸透镜和第八弯月透镜，第七双凸透镜和第八弯月透镜均具有正光焦度。
[0011]进一步的，所述第一弯月透镜的焦距范围为20mm<f1<30mm，所述第二弯月透镜的焦距范围为
‑
20mm<f2<
‑
10mm，第三弯月透镜的焦距范围为
‑
25mm<f3<
‑
15mm，第三双凸透镜的焦距范围为25mm<f4<35mm，第五双凹透镜的焦距范围为
‑
20mm<f5<
‑
10mm，第六双凸透镜的焦距范围为20mm<f6<30mm，第七双凸透镜的焦距范围为20mm<f7<30mm，第八弯月透镜的焦距范围为45mm<f8<55mm。
[0012]进一步的，所述第三双凸透镜、第六双凸透镜和第七双凸透镜的曲率差均为Δ<5mm。
[0013]进一步的，所述第一弯月透镜、第二弯月透镜、第三弯月透镜、第三双凸透镜、第五双凹透镜、第六双凸透镜、第七双凸透镜和第八弯月透镜均为球面透镜。
[0014]进一步的，投影镜头的工作距离200mm≤WD≤350mm。
[0015]进一步的，投影镜头的有效焦距18mm≤EFFL≤20mm；投影镜头的投射比2.0≤TR≤2.5。
[0016]进一步的，投影镜头采用像方远心结构设计，远心度<0.03
°
；投影镜头的后截距BFL>28.5mm。
[0017]进一步的，投影镜头的F数为F2.0～F3.0；投影镜头的理论最大景深DOF＝90mm。
[0018]进一步的，投影镜头的畸变<0.1％，场曲<40um；在投影范围内的调制传递函数在高清投影芯片的奈奎斯特频率下93lp/mm@MTF>0.6。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
[0021](1)本技术的一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，通过各个透镜及透镜组从投影侧到显示芯片所在侧顺序布置，并且按顺序分配光焦度，使投影光的会聚与发散，各个透镜互相平衡，组合成像。孔径光阑能够限制入射光束的大小，配合各个透镜对像差进行优化，使投影镜头成像更加清晰。
[0022](2)本技术的一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，总计8片透镜组成的投影镜头，相对现有技术的9片透镜数量更少，而且替代了加工难度大的弯月厚透镜，降低了镜头的加工难度，有利于降低制造成本。各个透镜采用无色高透光学环保玻璃，且均为球面透镜，成本更低且可以避免透镜后期发黄。
[0023](3)本技术的一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，通过各个透镜的光焦度和焦距设置，使投影镜头处于中焦范围，可以形成适合用于半导体3D检测的投影视场。投影镜头的投射比2.0≤TR≤2.5完全适了半导体3D条纹结构光系统中的投影需求，让整个投影光路和3D条纹结构光系统中的成像模块在空间上达成合理的平衡，可以避免大范围能量损失以及防止紧凑空间内各部件发生干涉。
[0024](4)本技术的一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，远心度<0.03
°
相对更小，使倍率变动的范围更小，镜头对工作距敏感度降低，成像更精确。光圈调节范围大，在拥有大景深的同时还可以实现高清投影。调制传递函数在高清投影芯片的奈奎斯特频率下93lp/mm@MTF>0.6，投影镜头成像更加清晰。
附图说明
[0025]在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且
为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。
[0026]图1为本技术实施例的透镜组成结构示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，其特征在于，包括从投影侧到显示芯片(7)所在侧依次设置的第一透镜组、第二透镜组(2)、第三透镜组、第四透镜组(5)和第五透镜组(6)，第一透镜组、第二透镜组(2)、第三透镜组、第四透镜组(5)和第五透镜组(6)的光焦度分配依次为正、负、正、负、正；第三透镜组和第四透镜组(5)之间设置有孔径光阑(4)。2.根据权利要求1所述的一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜组为第一弯月透镜(1)，具有正光焦度；所述第二透镜组(2)包括第二弯月透镜(21)和第三弯月透镜(22)，第二弯月透镜(21)和第三弯月透镜(22)均具有负光焦度；所述第三透镜组为第三双凸透镜(3)，具有正光焦度；所述第四透镜组(5)包括胶合的第五双凹透镜(51)和第六双凸透镜(52)，第五双凹透镜(51)具有负光焦度，第六双凸透镜(52)具有正光焦度；所述第五透镜组(6)包括第七双凸透镜(61)和第八弯月透镜(62)，第七双凸透镜(61)和第八弯月透镜(62)均具有正光焦度。3.根据权利要求2所述的一种应用于半导体3D检测成像的投影镜头，其特征在于，所述第一弯月透镜(1)的焦距范围为20mm<f1<30mm，所述第二弯月透镜(21)的焦距范围为
‑
20mm<f2<
‑
10mm，第三弯月透镜(22)的焦距范围为
‑
25mm<f3<
‑
15mm，第三双凸透镜(3)的焦距范围为25mm<f4<35mm，第五双凹透镜(51)的焦距范围为
‑
20mm<f5<
‑
10mm，第六双凸...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣双全，郑飞，
申请(专利权)人：合肥图迅电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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