一种具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头，设置于一投影机中，自物侧依次序包括：第一透镜群组、第二透镜群组和第三透镜群组；所述第一透镜群组包括：第一非球面透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16；所述第二透镜群组包括：孔径光阑20、第一透镜、第二透镜、第三透镜23、第四透镜24；所述第三透镜群组包括：第一透镜31、第二透镜32；所述投影镜头具有一镜头有效光焦度Φ0及一后焦距BFL，且BFL×Φ0≥1.0，ΦG1/Φ0＞0.5、|ΦG2|/Φ0＞0.7、ΦG3/Φ0＞0.15。本发明专利技术成像质量高、变焦比大、成本低廉，均为玻璃材质，其性能随温度变化小，另外，通过使用非球面透镜，来降低孔径光阑加宽而衍生的像差。

【技术实现步骤摘要】
一种具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头
本专利技术涉及数字光处理投影机领域，具体涉及一种具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头。
技术介绍
随着科技的发展，投影显示技术不断进步，投影机被广泛应用于商务、教育、家庭影院等各个领域。其中，数字光处理投影机(DigitalLightProcession，DLP)已逐渐成为主流投影机之一，对DLP用投影镜头的需求也越来越高，随着投影机亮度的不断提高，现有技术中很多镜头的温度随投影机内部温度的升高而升高，投影性能劣化很严重。另外，现有变焦投影镜头的变焦比比较小，在许多场合需要一组镜头进行更换，增加产品的复杂性和成本。其中，数字光处理投影装置的远心系统(telecentric)的主光线(chiefray)与光轴平行，较以往的非远心系统的投影机，可以使投影画面的亮度均匀性大幅度提高到90％以上。以往的一种非远心系统前投影式投影机，适用于高压汞灯光源，为了价格的考虑通常孔径光阑的孔径小，相对孔径(F‐number)则较大，通常相对孔径大于2.4。而由于近来各式光源发展成熟，因此，如何提供一种适合用于不同光源的小相对孔径且可避免光效率不足的变焦投影镜头，为目前相关业者的研发重点之一。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中投影机的变焦投影镜头光效率不足的缺陷，提供一种适合用于不同光源的小相对孔径投影机且可避免光效率不足的变焦投影镜头。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头，设置于一投影机中，其特征在于，自物侧依次序包括：第一透镜群组，具有一正的光焦度ΦG1；第二透镜群组，具有一负的光焦度ΦG2；第三透镜群组，具有正的光焦度ΦG3；所述第一透镜群组自显示芯片10侧依序包括：第一非球面透镜11，具有正的光焦度Φ11；第二透镜12，具有正的光焦度Φ12；第三透镜13，具有负的光焦度Φ13；第四透镜14，具有正的光焦度Φ14；第五透镜15，具有负的光焦度Φ15；第六透镜16，具有正的光焦度Φ16；所述第二透镜群组自显示芯片10侧依序包括：孔径光阑20；第一透镜21，具有正的光焦度Φ21；第二透镜22，具有负的光焦度Φ22；第三透镜23，具有负的光焦度Φ23；第四透镜24，具有负的光焦度Φ24；所述第三透镜群组自显示芯片10侧依序包括：第一透镜31，具有正的光焦度Φ31；第二透镜32，具有负的光焦度Φ32；所述投影镜头具有一镜头有效光焦度Φ0及一后焦距BFL，且BFL×Φ0≥1.0，ΦG1/Φ0＞0.5、|ΦG2|/Φ0＞0.7、ΦG3/Φ0>0.15。在本专利技术公开的具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头中，所述第一透镜群组光焦度ΦG1和第二透镜群组光焦度ΦG2满足下列条件：0.6＜|ΦG1/ΦG2|＜0.9；所述第二透镜群组光焦度ΦG2和第三透镜群组光焦度ΦG3满足下列条件：4＜|ΦG2/ΦG3|＜6。在本专利技术公开的具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头，所述投影镜头具有一有效焦距长EFL，所述有效焦距长EFL还满足下列条件：17毫米(mm)<EFL<29毫米(mm)。在本专利技术公开的具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头，所述投影镜头具有一镜头F数，且该镜头相对孔径F数(F‐number)满足下列条件：2.0<F<2.4。在本专利技术公开的具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头，第一群组包含有一非球面透镜，所述非球面透镜的光焦度ΦA满足下列条件：0.35＜|ΦA/ΦG1|<0.6。本专利技术的功效在于降低该变焦投影镜头的相对孔径，也就是放大孔径光阑的口径，提升投影机的光效率，另外通过使用非球面透镜，来降低孔径光阑加宽而衍生的像差。本专利技术通过采用全玻璃透镜及无胶合面，避免高亮度投影中很多镜头的温度随投影机内部温度的升高而升高，从而造成投影性能劣化严重的问题。附图说明图1是实施例一的配置示意图。图2是实施例一广角端的球面像差图。图3是实施例一广角端的倍率色像差图。图4是实施例一广角端的像场弯曲图。图5是实施例一广角端的畸变图。图6是实施例一广角端的光学转换函数图。图7是实施例一望远程的球面像差图。图8是实施例一望远程的倍率色像差图。图9是实施例一望远程的像场弯曲图。图10是实施例一望远程的畸变图。图11是实施例一望远程的光学转换函数图。图12是实施例二的配置示意图。图13是实施例三的配置示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。请参阅图1，本专利技术用于投影机的远心变焦投影镜头的较佳实施例，由像端至物端依序包含第一透镜群组1、第二透镜群组2及第三透镜群组3，依序为正、负、正光焦度，通过正、负、正光焦度的三个透镜群组可以有效地增加变焦倍率比值。上述第一透镜群组1，由像端至物端依序包括玻璃非球面透镜11、玻璃球面双凸透镜(biconcave)12、玻璃球面凹凸透镜13、玻璃球面双凸透镜14、玻璃球面双凹透镜15和玻璃球面双凸透镜16。通过使用非球面透镜11，可以有效缩减变焦投影镜头总长、修正投影影像的像差、减少透镜使用数量。上述第二透镜群组2，由像端至物端依序包括孔径光阑(aperturestop)20、玻璃球面双凹透镜21、玻璃球面双凹透镜22、玻璃球面弯月透镜23和玻璃球面弯月透镜24。上述第三透镜群组3，由像端至物端依序包括玻璃球面正透镜31和一片玻璃球面凹凸透镜32。上述变焦投影镜头在广角端的相对孔径(F‐number，F#)小于2.1，也就是放大了孔径光阑口径，提升了投影机的光效率。上述变焦投影镜头满足以下条件式：|ex/bf|>9.5(1)1.9＜|f1/fW|＜2.2(2)1.4＜|f2/fW|＜1.8(3)7.0＜|f3/fW|＜7.8(4)3.1＜|fA/fW|＜3.6(5)其中：ex为系统出瞳位置，bf为镜头后焦长度，fW为该变焦投影镜头在广角端的焦距，f1为该第一透镜群组1的焦距，f2为该第二透镜群组2的焦距，f3为该第三透镜群组3的焦距，fA为该第一透镜群组1中该非球面透镜11的焦距。通过满足条件式(1)，可以进一步拉长变焦投影镜头后焦长度bf，提高广角端(Wild‐Angle)至望远程(Telephoto)的变焦倍率比值；通过满足条件式(2)至条件式(4)，能够有效地缩减变焦投影镜头总长，并修正投影影像的像差；通过满足条件式(5)，可提升该变焦投影镜头的解像能力。实施例一表1‐1为实施例一公开的变焦投影镜头的各式参数。在本实施例中，第一透镜群组1包括玻璃非球面透镜11、玻璃球面双凸透镜12、玻璃球面凹凸透镜13、玻璃球面双凸透镜14、玻璃球面双凹透镜15和玻璃球面双凸透镜16。第二透镜群组2，由像端至物端依序包括孔径光阑20、玻璃球面双凹透镜21、玻璃球面双凹透镜22、玻璃球面弯月透镜23和玻璃球面弯月透镜24。第三透镜群组3，由像端至物端依序包括玻璃球面正透镜31和一片玻璃球面凹凸透镜32。系统出瞳位置ex为‐404.879毫米，镜头后焦长度bf为36.0毫米，变焦投影镜头在广角端的焦距fW为17.8958毫米，第一透镜群组1焦距f1为34.06毫米，第二透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头，设置于一投影机中，其特征在于，自物侧依次序包括：第一透镜群组，具有一正的光焦度ΦG1；第二透镜群组，具有一负的光焦度ΦG2；第三透镜群组，具有正的光焦度ΦG3；所述第一透镜群组自显示芯片(10)侧依序包括：第一非球面透镜(11)，具有正的光焦度Φ11；第二透镜(12)，具有正的光焦度Φ12；第三透镜(13)，具有负的光焦度Φ13；第四透镜(14)，具有正的光焦度Φ14；第五透镜(15)，具有负的光焦度Φ15；第六透(16)，具有正的光焦度Φ16；所述第二透镜群组自显示芯片(10)侧依序包括：孔径光阑(20)；第一透镜(21)，具有正的光焦度Φ21；第二透镜(22)，具有负的光焦度Φ22；第三透镜(23)，具有负的光焦度Φ23；第四透镜(24)，具有负的光焦度Φ24；所述第三透镜群组自显示芯片(10)侧依序包括：第一透镜(31)，具有正的光焦度Φ31；第二透镜(32)，具有负的光焦度Φ32；所述投影镜头具有一镜头有效光焦度Φ0及一后焦距BFL，且BFL×Φ0≥1.0，ΦG1/Φ0＞0.5、|ΦG2|/Φ0＞0.7、ΦG3/Φ0＞0.15。

【技术特征摘要】
1.一种具有长后焦距的大变倍比远心投影镜头，设置于一投影机中，其特征在于，自物侧依次序包括：第一透镜群组，具有一正的光焦度ΦG1；第二透镜群组，具有一负的光焦度ΦG2；第三透镜群组，具有正的光焦度ΦG3；所述第一透镜群组自显示芯片(10)侧依序包括：第一非球面透镜(11)，具有正的光焦度Φ11；第二透镜(12)，具有正的光焦度Φ12；第三透镜(13)，具有负的光焦度Φ13；第四透镜(14)，具有正的光焦度Φ14；第五透镜(15)，具有负的光焦度Φ15；第六透(16)，具有正的光焦度Φ16；所述第二透镜群组自显示芯片(10)侧依序包括：孔径光阑(20)；第一透镜(21)，具有正的光焦度Φ21；第二透镜(22)，具有负的光焦度Φ22；第三透镜(23)，具有负的光焦度Φ23；第四透镜(24)，具有负的光焦度Φ24；所述第三透镜群组自显示芯片(10)侧依序包括：第一透镜(31)，具有正的光焦度Φ31；第二透镜(32)，具有负的光焦度Φ32；所述投影镜头具有一镜头有效光焦度Φ0及一后焦距BFL，且BFL×Φ0...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新民，
申请(专利权)人：合肥科视激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34