CN109298512A - 一种短焦工程投影镜头 - Google Patents
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Abstract
一种短焦工程投影镜头，属于投影镜头技术领域。工程投影镜头沿光轴由物侧至像侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜，第二透镜，具有负光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜，具有负光焦度的第五透镜，具有正光焦度的第六透镜，具有负光焦度的第七透镜，具有正光焦度的第八透镜，具有负光焦度的第九透镜，具有正光焦度的第十透镜，具有正光焦度的第十一透镜，具有正光焦度的第十二透镜；第一透镜、第三透镜至第十二透镜均为球面透镜；第二透镜为非球面透镜；第七透镜与第八透镜之间设有光阑。本发明能在较短的投影距离投射出较大的投影画面。
Description
技术领域
本发明属于投影镜头技术领域，尤其涉及一种短焦工程投影镜头。
背景技术
按图像显示器分类，目前前投式投影机的图像显示技术方面，主要分为3LCD、DLP、LCOS三大技术领域。3LCD投影机镜头一般采用远心光学设计，分为两种方式实现：第一种是，采用十片左右的各种球面透镜组合而成，其特点是：投影距离远，大约在3米左右投影约70英寸画面；由于采用球面透镜，可以使用玻璃普通研磨方式加工。第二种是在第一种的基础上将其中的至少二片至三片球面透镜改成塑料非球面透镜，其特点是：可缩短投影距离，从而达到投影距离在1米左右时也能投影相同的约70英寸画面；由于镜片为非球面设计，普通研磨方式很难制作，因此一般会采用塑料成型方式加工制造。由于第二种镜头采用塑料成型方式，非球面面型的控制成为一个难点，因此能达到较高分辨率镜头的加工难度大，开发周期长，而且成本极高。
实用新型专利CN203069866U公开了一种投射比为0.65的短焦投影镜头结构，并具体公开了镜头结构包括依次排列的七片镜片，依次为前组第一片负弯月形非球面树脂透镜，前组第二片正弯月形非球面树脂透镜，后组第三、四篇为胶合透镜，后组第五片为双凸透镜。虽然，而实用新型能获得较大的投射比，能投影出较大影像，然而其需要采用两片非球面透镜，加工不易，难度大，成本较高。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种解决投影距离远，镜头加工难，周期长，成本高问题的短焦工程投影镜头。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
本发明一种短焦工程投影镜头，沿光轴由物侧至像侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜，第二透镜，具有负光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜，具有负光焦度的第五透镜，具有正光焦度的第六透镜，具有负光焦度的第七透镜，具有正光焦度的第八透镜，具有负光焦度的第九透镜，具有正光焦度的第十透镜，具有正光焦度的第十一透镜，具有正光焦度的第十二透镜；
所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十一透镜、所述第十二透镜均为球面透镜；
所述第二透镜为非球面透镜；
所述第七透镜与所述第八透镜之间设有光阑。
作为优选，所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十一透镜、所述第十二透镜均为玻璃球面透镜；所述第二透镜为塑胶非球面透镜。
作为优选，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜中任意两相邻透镜之间均具有间距；所述第十透镜与所述第十一透镜之间具有间距；所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜三者依次紧贴设置；所述第十一透镜与所述第十二透镜紧贴设置。
作为优选，所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜为三片胶合镜片组；所述第十一透镜与所述第十二透镜为两片胶合镜片组。
作为优选，一种短焦工程投影镜头还包括用于装配上述所有透镜的镜头结构组件，所述镜头结构组件为铝制结构组件。
作为优选，所述投影镜头的投射比为0.6±0.05。
作为优选，所述第二透镜按照非球面方程式设计而成：
其中，Z为非球面镜片任一点以光轴方向至透镜0点切平面的距离，C是曲率，Y为镜片高度，K为圆锥系数，A2~A6分别为四~十二阶非球面系数。
本发明具有以下有益效果：
本发明一种短焦工程投影镜头，采用一片塑胶非球面透镜和十一片玻璃球面透镜，大部分透镜采用加工方便的玻璃球面透镜，整体镜头成本较低廉；且能在较短的投影距离投射出较大的投影画面。
附图说明
图1为本发明一种短焦工程投影镜头的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
参见图1，本发明一种短焦工程投影镜头包括十二个透镜、镜头结构组件。所述十二个透镜通过镜头结构组件装配后沿光轴由物侧至像侧依序为具有正光焦度的第一透镜1，第二透镜2，具有负光焦度的第三透镜3，具有负光焦度的第四透镜4，具有负光焦度的第五透镜5，具有正光焦度的第六透镜6，具有负光焦度的第七透镜7，具有正光焦度的第八透镜8，具有负光焦度的第九透镜9，具有正光焦度的第十透镜10，具有正光焦度的第十一透镜11，具有正光焦度的第十二透镜12。所述第七透镜7与所述第八透镜8之间设有光阑。通过对光阑位置的适当选择，能够有效地矫正与光阑有关的像差（例如，慧差，像散，畸变和轴向色差），以提高镜头的成像品质。镜头结构组件包括第一镜筒14和第二镜筒15。所述第一镜筒14和所述第二镜筒15通过紧固件13，如螺钉锁紧在一起。所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜6、所述第七透镜7装配在所述第一镜筒14内；所述第八透镜8、所述第九透镜9、所述第十透镜10、所述第十一透镜11、所述第十二透镜12装配在所述第二镜筒15内。所述镜头结构组件还包括其他结构件，如图中附图标记的结构件16、17、18、19、20、21，该结构件用于稳固装配透镜，可选用通用的结构件如卡圈来固定透镜于镜筒内，不限于其他结构形态。上述结构件可采用铝制结构件。本镜头可采用整组调焦方式调焦。
所述第一透镜1、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜6、所述第七透镜7、所述第八透镜8、所述第九透镜9、所述第十透镜10、所述第十一透镜11、所述第十二透镜12均为球面透镜。优选地，所述球面透镜均采用玻璃球面透镜。玻璃研磨加工方便、加工成本低廉，适合批量生产。所述第二透镜2为非球面透镜。所述非球面透镜参照下述非球面方程式设计而成：
其中，Z为非球面镜片任一点以光轴方向至透镜0点切平面的距离，C是曲率，Y为镜片高度，K为圆锥系数，A2~A6分别为四~十二阶非球面系数。所述第二透镜2优选为塑胶非球面透镜。这样能加工便捷，根据上述公式形成的非球面透镜的分辨率较高。
所述第一透镜1、所述第二透镜2、所述第三透镜3、所述第四透镜4、所述第五透镜5、所述第六透镜6、所述第七透镜7、所述第八透镜8中任意两相邻透镜之间均具有间距。所述第十透镜10与所述第十一透镜11之间具有间距。所述第八透镜8、所述第九透镜9、所述第十透镜10三者依次紧贴设置。所述第十一透镜11与所述第十二透镜12紧贴设置。优选地，所述第八透镜8、所述第九透镜9、所述第十透镜10为三片胶合镜片组。所述第十一透镜11与所述第十二透镜12为两片胶合镜片组。所述胶合透镜组也可以称为消色差透镜组，是由两个单片透镜通过胶合而成，在复色（白光）成像的性能比单透镜性能提高了许多。消色差透镜组由两片材料不同的镜片胶合在一起，校正了玻璃的色散。
采用上述投影镜头，其投射比可达到0.6，上下可浮动5%，也就是说投射比可以达到0.55~0.65。
图1示出了短焦工程投影镜头的结构示意图。采用0.67“（WUXG）芯片，投射比为0.57~0.62。
实例1：
物像间距：1195.2mm。其中，镜头总长152.4mm(即从第一透镜1外表面顶点至第十二透镜12外表面顶点长度)。
物面间距1000mm（即从第一透镜1外表面顶点至物面距离）。
像面间距42.8mm(即从第十二透镜12外表面顶点至像面距离，含1.3mm空气间隔+26mm K9玻璃+15.5mm空气间隔，换算为全空气间隔距离为33.94mm)。
像面尺寸21.1mm，对应物面尺寸为2467.4mm，在如上公布的物像间距情况下的放大倍率约为116.9倍，半视场角度约为50°。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (7)
1.一种短焦工程投影镜头，其特征在于，沿光轴由物侧至像侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜，第二透镜，具有负光焦度的第三透镜，具有负光焦度的第四透镜，具有负光焦度的第五透镜，具有正光焦度的第六透镜，具有负光焦度的第七透镜，具有正光焦度的第八透镜，具有负光焦度的第九透镜，具有正光焦度的第十透镜，具有正光焦度的第十一透镜，具有正光焦度的第十二透镜；
所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十一透镜、所述第十二透镜均为球面透镜；
所述第二透镜为非球面透镜；
所述第七透镜与所述第八透镜之间设有光阑。
2.根据权利要求1所述的一种短焦工程投影镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜、所述第十一透镜、所述第十二透镜均为玻璃球面透镜；所述第二透镜为塑胶非球面透镜。
3.根据权利要求1所述的一种短焦工程投影镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜中任意两相邻透镜之间均具有间距；所述第十透镜与所述第十一透镜之间具有间距；所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜三者依次紧贴设置；所述第十一透镜与所述第十二透镜紧贴设置。
4.根据权利要求3所述的一种短焦工程投影镜头，其特征在于，所述第八透镜、所述第九透镜、所述第十透镜为三片胶合镜片组；所述第十一透镜与所述第十二透镜为两片胶合镜片组。
5.根据权利要求1所述的一种短焦工程投影镜头，其特征在于，还包括用于装配上述所有透镜的镜头结构组件，所述镜头结构组件为铝制结构组件。
6.根据权利要求1所述的一种短焦工程投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的投射比为0.6±0.05。
7.根据权利要求1所述的一种短焦工程投影镜头，其特征在于，所述第二透镜按照非球面方程式设计而成：
其中，Z为非球面镜片任一点以光轴方向至透镜0点切平面的距离，C是曲率，Y为镜片高度，K为圆锥系数，A2~A6分别为四~十二阶非球面系数。
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