本發(fā)明屬于非成像光學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種用于600mm×400mm紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾研究的強(qiáng)光測(cè)試平臺(tái)光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

紅外觸摸屏技術(shù)是在屏幕四周安裝紅外發(fā)射管和紅外接收管，分別在橫、豎方向上不斷掃描探測(cè)，并利用觸摸體阻隔紅外線的工作方式進(jìn)行坐標(biāo)定位的技術(shù)。它具有透光率高、定位精確、無(wú)漂移等優(yōu)點(diǎn)，但是由于采用紅外器件作為傳感器，當(dāng)環(huán)境中的太陽(yáng)光強(qiáng)度較高時(shí)，就會(huì)干擾紅外器件的正常工作，因此研究抗強(qiáng)光干擾的紅外觸摸屏具有重大實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾測(cè)試平臺(tái)的光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)600mm×400mm范圍內(nèi)極高的均勻度和極高的輻照強(qiáng)度，滿足600mm×400mm紅外觸摸屏的抗強(qiáng)光干擾試驗(yàn)研究。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾測(cè)試平臺(tái)的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括：光源、橢球面聚光鏡、微透鏡陣列組件和球面準(zhǔn)直反射鏡；所述光源、橢球面聚光鏡和微透鏡陣列組件從左至右依次同軸排列；所述球面準(zhǔn)直反射鏡的光軸與光源、橢球面聚光鏡和微透鏡陣列組件的光軸成25°夾角，構(gòu)成離軸反射光學(xué)系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出一種可用于光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)平行光光束，在600mm×400mm范圍內(nèi)極高的均勻度和極高的輻照強(qiáng)度，滿足600mm×400mm紅外觸摸屏的抗強(qiáng)光干擾試驗(yàn)研究。其中，輻照強(qiáng)度：≥1367W/m²；輻照不均勻度在600mm×400mm范圍內(nèi)優(yōu)于5％，在400mm×400mm范圍內(nèi)優(yōu)于2％；光譜匹配達(dá)到AM1.5A級(jí)；準(zhǔn)直角(即平行光張角，按對(duì)角線視場(chǎng))優(yōu)于±4°。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾測(cè)試平臺(tái)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾測(cè)試平臺(tái)的光學(xué)系統(tǒng)微透鏡陣列組件主視圖和左視圖。

圖3本發(fā)明紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾測(cè)試平臺(tái)的光學(xué)系統(tǒng)仿真結(jié)果的線圖表。

圖4本發(fā)明紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾測(cè)試平臺(tái)的光學(xué)系統(tǒng)仿真結(jié)果的柵格圖表。

圖中：1、光源，2、橢球面聚光鏡，3、微透鏡陣列組件，4、視場(chǎng)光闌，5、濾光片和6、球面準(zhǔn)直反射鏡。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾測(cè)試平臺(tái)的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括：光源1、橢球面聚光鏡2、微透鏡陣列組件3、視場(chǎng)光闌4、AM1.5濾光片5和球面準(zhǔn)直反射鏡6；所述光源1、橢球面聚光鏡2和微透鏡陣列組件3從左至右依次同軸排列；所述球面準(zhǔn)直反射鏡6的光軸與光源1、橢球面聚光鏡2和微透鏡陣列組件3的光軸成25°夾角，構(gòu)成離軸反射光學(xué)系統(tǒng)。采用與光源1結(jié)構(gòu)相匹配的橢球面聚光鏡2，經(jīng)橢球面聚光鏡2匯聚后的光，經(jīng)微透鏡陣列組件3進(jìn)行光束勻化，視場(chǎng)光闌4位于第二個(gè)微透鏡陣列的主面位置，即球面準(zhǔn)直反射鏡6的前焦面上，用于限制出射平行光的張角AM1.5濾光片5位于微透鏡陣列組件3之后，用于將氙燈光譜校正為標(biāo)準(zhǔn)AM1.5A級(jí)的光譜，尺寸205mm×205mm，厚度5mm。勻化后的光束經(jīng)離軸球面準(zhǔn)直反射鏡6進(jìn)行準(zhǔn)直輸出，最后形成輻照光斑。

光源1采用與陽(yáng)光光譜接近且在紅外波段能量較強(qiáng)的高壓短弧球型氙燈，氙燈功率為10kW。

橢球面聚光鏡2的第一焦距為f₁＝53.7mm，第二焦距f₂＝2148mm，出瞳處口徑為Φ370mm，后開口直徑Φ62.5mm。

微透鏡陣列組件3采用兩組相同的微透鏡陣列3-1，兩者之間的空氣間隔為96.95mm，如圖2所示。從圖2(b)上可以看出，微透鏡3-1-1按照6行4列形式(合計(jì)24個(gè))采用光膠合工藝固定在厚度為15mm的膠合基板3-1-2上而形成的微透鏡陣列3-1的結(jié)構(gòu)圖，如圖2(a)所示；單個(gè)微透鏡3-1-1的長(zhǎng)寬比為3:2，尺寸為49.5mm×33mm，厚度為12mm，球面半徑為SR＝67.31mm。

本實(shí)例視場(chǎng)光闌4根據(jù)球面準(zhǔn)直反射鏡6的焦距和張角要求，視場(chǎng)光闌尺寸為198mm×198mm，對(duì)角線280mm。

AM1.5濾光片5的尺寸為205mm×205mm，厚度5mm

球面準(zhǔn)直反射鏡6對(duì)角線尺寸1064mm，按長(zhǎng)寬比3:2，則尺寸為885.3mm×590.2mm，球面半徑SR＝4000mm，焦距為2000mm，如圖1所示，球面準(zhǔn)直反射鏡6的光軸與其他光學(xué)元件構(gòu)成的光軸的夾角為25°，構(gòu)成離軸反射光學(xué)系統(tǒng)。

如圖3和圖4所示，從仿真結(jié)果可見，輻照面600mm×400mm范圍內(nèi)的輻照強(qiáng)度約為1600W/m²，不均勻度優(yōu)于2％，達(dá)到600mm×400mm紅外觸摸屏抗強(qiáng)光干擾研究的要求。