CN117849913A - 一种全玻投影镜头 - Google Patents

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薛政云
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黄灯辉
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Abstract

本发明涉及一种全玻投影镜头，所述镜头的光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜组成，第一透镜为双凸正透镜；第二透镜为弯月正透镜；第三透镜为弯月正透镜；第四透镜为弯月负透镜；第五透镜为双凹负透镜；第六透镜为双凸正透镜；第七透镜为双凸正透镜；第八透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面。采用八片球面玻璃镜片，提高镜头的投影像质，可以投射出高像素、高质量的图案或文字；具有F0.65以下的大光圈以及较高的相对照度，保证投影画面亮度高且均匀；采用全玻设计，玻璃材质相对热稳定性高，保证镜头在高温环境下，能够正常投影成像。

Description

一种全玻投影镜头
技术领域：
本发明属于镜头技术领域，尤其涉及一种全玻投影镜头。
背景技术：
投影灯能够将图画以光的方式成像在不透明的平面上(如室内天花板、地板、附近的墙面)，可以投射出高像素、高质量的图案、文字等，投影的画面可以是静态图像也可以是动态画面，广泛应用于商业场景，如广告logo投影灯、室内地面标识、墙面装饰等，相较于传统广告牌或标识，其优势在于可以变换显示内容，具有更高的灵活性和更低的成本。投影灯由照明系统、菲林图案以及投影镜头构成，但目前使用的投影镜头具有画面不均匀、投影图案不清晰、热稳定性差等缺点。
发明内容：
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种全玻投影镜头，设计合理，具有大光圈、高亮度、高投影像质以及较好的热稳定性优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种全玻投影镜头，所述镜头的光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜组成，第一透镜为双凸正透镜；第二透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜为弯月负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第五透镜为双凹负透镜；第六透镜为双凸正透镜；第七透镜为双凸正透镜；第八透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面。
进一步的，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜均为玻璃球面透镜。
进一步的，光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足以下比例：2.0<f1/f<3.0，5.5<f2/f<6.5，2.0<f3/f<3.0，-2.0<f4/f<-1.0，-1.5<f5/f<-0.5，1.0<f6/f<2.0，1.0<f7/f<2.0，1.5<f8/f<2.5。
进一步的，第一透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤50.0；第二透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第四透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第五透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第六透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第七透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第八透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
进一步的，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：0.05～0.15mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：1.2～1.5mm；第四透镜与第五透镜的空气间隔为：9.5～9.7mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为：0.8～1.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm；第七透镜与第八透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm。
进一步的，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.5。
进一步的，光学系统的F数≤0.65。
进一步的，光学系统的像高H与光学系统的焦距f之间满足：H/f≥0.4。
进一步的，光学系统的光阑位于第四透镜和第五透镜之间。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明采用八片球面玻璃镜片，提高镜头的投影像质，可以投射出高像素、高质量的图案或文字；具有F0.65以下的大光圈以及较高的相对照度，保证投影画面亮度高且均匀；采用全玻设计，玻璃材质相对热稳定性高，保证镜头在高温环境下，能够正常投影成像。
附图说明：
图1是本发明实施例的光学结构示意图；
图2是本发明实施例的在5lp/mm的几何传递函数曲线图；
图3是本发明实施例的点列图；
图4是本发明实施例的全工作波段场曲畸变图；
图5是本发明实施例的相对照度图。
图中：
L1-第一透镜；L2-第二透镜；L3-第三透镜；L4-第四透镜；STO-光阑；L5-第五透镜；L6-第六透镜；L7-第七透镜；L8-第八透镜；IMA-成像面。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本发明一种全玻投影镜头，所述镜头的光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜组成。
具体的：第一透镜为双凸正透镜；第二透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜为弯月负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第五透镜为双凹负透镜；第六透镜为双凸正透镜；第七透镜为双凸正透镜；第八透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面。
本实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜均为玻璃球面透镜。采用全玻设计，玻璃材质相对热稳定性高，保证镜头在高温环境下，能够正常投影成像。
本实施例中，光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足以下比例：2.0<f1/f<3.0，5.5<f2/f<6.5，2.0<f3/f<3.0，-2.0<f4/f<-1.0，-1.5<f5/f<-0.5，1.0<f6/f<2.0，1.0<f7/f<2.0，1.5<f8/f<2.5。
本实施例中，第一透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤50.0；第二透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第四透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第五透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第六透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第七透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第八透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
本实施例中，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：0.05～0.15mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：1.2～1.5mm；第四透镜与第五透镜的空气间隔为：9.5～9.7mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为：0.8～1.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm；第七透镜与第八透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm。
本实施例中，光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.5。
本实施例中，光学系统的F数≤0.65。
本实施例中，光学系统的像高H与光学系统的焦距f之间满足：H/f≥0.4。
本实施例中，光学系统的光阑位于第四透镜和第五透镜之间。
本实施例光学系统实现的技术指标如下：
(1)焦距：27≤EFFL≤28mm；(2)光圈F≤0.65；(3)视场角：2w≥20°；(4)工作波段：可见光波段。
为实现上述设计参数，本实施例光学系统所采用的透镜参数见下表：
本发明的优点在于：采用八片球面玻璃镜片，通过合理搭配各镜片R值、厚度及间距，提高镜头的投影像质，可以投射出高像素、高质量的图案或文字；具有F0.65以下的大光圈以及较高的相对照度，保证投影画面亮度高且均匀；采用全玻设计，玻璃材质相对热稳定性高，保证镜头在高温环境下，能够正常投影成像。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种全玻投影镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统由沿光线入射光路自左向右依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜组成，第一透镜为双凸正透镜；第二透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第三透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第四透镜为弯月负透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第五透镜为双凹负透镜；第六透镜为双凸正透镜；第七透镜为双凸正透镜；第八透镜为弯月正透镜，物侧面为凸面，像侧面为凹面。
2.根据权利要求1所述的一种全玻投影镜头，其特征在于：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜均为玻璃球面透镜。
3.根据权利要求1所述的一种全玻投影镜头，其特征在于：光学系统的焦距为f，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜以及第八透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8，其中f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8与f满足以下比例：2.0<f1/f<3.0，5.5<f2/f<6.5，2.0<f3/f<3.0，-2.0<f4/f<-1.0，-1.5<f5/f<-0.5，1.0<f6/f<2.0，1.0<f7/f<2.0，1.5<f8/f<2.5。
4.根据权利要求1所述的一种全玻投影镜头，其特征在于：第一透镜满足关系式：Nd≥1.8，Vd≤50.0；第二透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第三透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第四透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第五透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；第六透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第七透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≥50.0；第八透镜满足关系式：1.5≤Nd≤1.8，Vd≤50.0；其中Nd为折射率，Vd为阿贝常数。
5.根据权利要求1所述的一种全玻投影镜头，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为：0.05～0.15mm；第二透镜与第三透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm；第三透镜与第四透镜的空气间隔为：1.2～1.5mm；第四透镜与第五透镜的空气间隔为：9.5～9.7mm；第五透镜与第六透镜的空气间隔为：0.8～1.0mm；第六透镜与第七透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm；第七透镜与第八透镜的空气间隔为：0.05～0.15mm。
6.根据权利要求1所述的一种全玻投影镜头，其特征在于：光学系统的光学总长度TTL与光学系统的焦距f之间满足：TTL/f≤2.5。
7.根据权利要求1所述的一种全玻投影镜头，其特征在于：光学系统的F数≤0.65。
8.根据权利要求1所述的一种全玻投影镜头，其特征在于：光学系统的像高H与光学系统的焦距f之间满足：H/f≥0.4。
9.根据权利要求1所述的一种全玻投影镜头，其特征在于：光学系统的光阑位于第四透镜和第五透镜之间。
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