本發(fā)明涉及光學(xué)成像顯示，具體公開了一種投影鏡頭。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車發(fā)展，市場車載的投影成像光電技術(shù)有了多方面需求，比如百萬級的高像素的車燈，車載微型動態(tài)迎賓光毯，車內(nèi)投影娛樂系統(tǒng)。這些應(yīng)用多需要采用數(shù)字微鏡技術(shù)(dmd或dlp)。而由于dmd自身不發(fā)光，需要照明模塊(包括光源和照明光學(xué)組件)把光投射到像源dmd上，這就要求投影鏡頭有較長的后焦，有足夠的空間讓光能無阻擋地照射到像源。如圖1所示，該圖展示了典型的dlp投影系統(tǒng)的架構(gòu)，光源2(多為大功率發(fā)光二極管led)光能經(jīng)照明透鏡3準(zhǔn)直，被反射器6調(diào)控光線到像源dmd5上，進而從dmd5上反射，再入射耦合進入投影鏡頭1，最后投射到接收面上。為了達到足夠高的像質(zhì)，一部分投影鏡頭會采用傳統(tǒng)的dlp投影儀的光學(xué)鏡頭，一般鏡片數(shù)多達7片，從而組裝復(fù)雜，重量較重且空間體積較大，如中國發(fā)明專利申請公布號cn115598795a，申請公布日為2023年01月13日，提公開了一種滿足無熱化和大偏置要求的車載投影鏡頭，從物方到像方依次包括第一透鏡組、第二透鏡組、光闌、第三透鏡組、第四透鏡組、分光棱鏡及圖像傳感器；所述第一透鏡組包括具有負(fù)光焦度的第一透鏡和具有正光焦度的第二透鏡；所述第二透鏡組和第三透鏡組均為膠合透鏡組，其中第二透鏡組由具有正光焦度的第三透鏡和具有負(fù)光焦度的第四透鏡膠合而成，第三透鏡組由具有正光焦度的第五透鏡和具有負(fù)光焦度的第六透鏡膠合而成；所述第四透鏡組包括具有正光焦度的第七透鏡和具有正光焦度的第八透鏡。

2、另外，由于汽車的行駛環(huán)境復(fù)雜，因而車燈的應(yīng)用環(huán)境也可能會比較惡劣，需要滿足環(huán)境溫度-45℃到85℃正常工作，性能沒有大變化，從而要求高像素車大燈的投影鏡頭能在大的溫度范圍內(nèi)-45℃到85℃后焦穩(wěn)定。

3、再有成本也是車載投影鏡頭非常重要的考量因素。一個基本事實是，球面玻璃透鏡相比非球玻璃透鏡便宜，而注塑的塑膠透鏡比同樣口徑的球面透鏡成本更低，并且能采用自由曲面或非球面，設(shè)計自由度更大。除此之外，塑膠透鏡質(zhì)量輕，抗震性好。但是注塑的塑膠透鏡有一個明顯的缺點，熱穩(wěn)定差，主要體現(xiàn)在折射率和熱膨脹系數(shù)隨溫度變化大，如果設(shè)計不恰當(dāng)會導(dǎo)致鏡頭光學(xué)性能在高低溫環(huán)境下劇烈惡化。但塑膠透鏡優(yōu)勢是面型可以有更多設(shè)計自由度，并且質(zhì)量輕，成本更低。

4、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，有必要提供一種技術(shù)，針對dlp的長后焦特點，針對應(yīng)用溫度范圍廣的要求，既能充分利用塑膠透鏡和玻璃透鏡的優(yōu)勢，又能避開兩者的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種投影鏡頭，具有長后焦、消熱差、成本低的優(yōu)勢。

2、為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種投影鏡頭，沿著光軸從物側(cè)面至像側(cè)面包括四片透鏡，其依次為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡，所述第一透鏡是至少一面為非球面的彎月透鏡，所述第二透鏡是至少一面為非球面的彎月透鏡，所述第三透鏡和所述第四透鏡設(shè)置為具有相反的光焦度符號，即，當(dāng)?shù)谌哥R具有正光焦度，第四透鏡就具有負(fù)光焦度；當(dāng)?shù)谌哥R具有負(fù)光焦度，第四透鏡就具有正光焦度；其滿足以下條件式：

3、所述第一透鏡的凸面朝向物側(cè)，|r1|>|r2|，其中r1和r2分別為所述第一透鏡的物側(cè)與像側(cè)的曲率半徑；

4、所述第二透鏡的凹面朝向物側(cè)，|r3|<|r4|，其中r3和r4分別為所述第二透鏡的物側(cè)與像側(cè)的曲率半徑；

5、所述第三透鏡的物側(cè)面為凸面，所述第四透鏡的像側(cè)面為凸面；

6、|f1|/f>3.0，其中f為系統(tǒng)的等效焦距，f1為所述第一透鏡的等效焦距；

7、|f2|/f>5，其中f2為所述第二透鏡的等效焦距；

8、f12/f<-3.0，其中f12為所述第一透鏡與所述第二透鏡組合鏡組的等效焦距；

9、1.9>f34/f>1.1，其中f34為所述第三透鏡與所述第四透鏡組合鏡組的等效焦距；

10、d14/oal<0.65，其中d14為所述第一透鏡到所述第四透鏡鏡組的長度，oal為整個光學(xué)投影鏡頭包括鏡組和成像面的系統(tǒng)工作總長。

11、優(yōu)選的，所述第三透鏡與所述第四透鏡的相鄰面設(shè)置為凸面，所述第四透鏡與所述第三透鏡的相鄰面設(shè)置為凹面。

12、優(yōu)選的，所述第三透鏡與所述第四透鏡的相鄰面設(shè)置為凹面，所述第四透鏡與所述第三透鏡的相鄰面設(shè)置為凸面。

13、優(yōu)選的，所述第一透鏡和所述第二透鏡均設(shè)置為注塑非球面透鏡，所述第三透鏡和所述第四透鏡均設(shè)置為球面玻璃透鏡。

14、優(yōu)選的，所述第三透鏡和所述第四透鏡膠合為一體。

15、優(yōu)選的，所述第三透鏡和所述第四透鏡分立設(shè)置。

16、優(yōu)選的，所述第四透鏡與像側(cè)面之間設(shè)置有場鏡，所述場鏡與所述第四透鏡之間的間距大于1.3倍有效焦距。

17、優(yōu)選的，所述第四透鏡與像側(cè)面之間設(shè)置有棱鏡。

18、優(yōu)選的，所述第三透鏡和所述第四透鏡的材料設(shè)置為不同，所述第三透鏡和所述第四透鏡的阿貝數(shù)相差大于20。

19、本發(fā)明的有益效果為：

20、1、本發(fā)明鏡頭具有長后焦的特點，能提供足夠的后部機械空間給dlp的照明光學(xué)模組；

21、2、本發(fā)明具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性，第一透鏡和第二透鏡主要用于矯正系統(tǒng)的高級像差，而光焦度小，可以使得受溫度影響極小，其它鏡片使用玻璃鏡片，而玻璃鏡片相對溫度光學(xué)性能變化小，從而組合應(yīng)用，能使鏡頭適應(yīng)于對溫度應(yīng)用范圍廣的領(lǐng)域；

22、3、本發(fā)明為玻塑混合設(shè)計，能起到提升性能的同時降低成本作用。

技術(shù)特征：

1.一種投影鏡頭，其特征在于，沿著光軸從物側(cè)面至像側(cè)面包括四片透鏡，其依次為第一透鏡(10)、第二透鏡(11)、第三透鏡(12)、第四透鏡(13)，所述第一透鏡(10)是至少一面為非球面的彎月透鏡，所述第二透鏡(11)是至少一面為非球面的彎月透鏡，所述第三透鏡(12)和所述第四透鏡(13)設(shè)置為具有相反的光焦度符號；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡(12)與所述第四透鏡(13)的相鄰面設(shè)置為凸面，所述第四透鏡(13)與所述第三透鏡(12)的相鄰面設(shè)置為凹面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡(12)與所述第四透鏡(13)的相鄰面設(shè)置為凹面，所述第四透鏡(13)與所述第三透鏡(12)的相鄰面設(shè)置為凸面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影鏡頭，其特征在于，所述第一透鏡(10)和所述第二透鏡(11)均設(shè)置為注塑非球面透鏡，所述第三透鏡(12)和所述第四透鏡(13)均設(shè)置為球面玻璃透鏡。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡(12)和所述第四透鏡(13)膠合為一體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡(12)和所述第四透鏡(13)分立設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影鏡頭，其特征在于，所述第四透鏡(13)與像側(cè)面之間設(shè)置有場鏡(14)，所述場鏡(14)與所述第四透鏡(13)之間的間距大于1.3倍有效焦距。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影鏡頭，其特征在于，所述第四透鏡(13)與像側(cè)面之間設(shè)置有棱鏡。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種投影鏡頭，其特征在于，所述第三透鏡(12)和所述第四透鏡(13)的材料設(shè)置為不同，所述第三透鏡(12)和所述第四透鏡(13)的阿貝數(shù)相差大于20。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種投影鏡頭，沿著光軸從物側(cè)面至像側(cè)面包括四片透鏡，其依次為第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡，第一透鏡是至少一面為非球面的彎月透鏡，第二透鏡是至少一面為非球面的彎月透鏡，第三透鏡和第四透鏡設(shè)置為具有相反的光焦度符號；第一透鏡的凸面朝向物側(cè)，|R1|>|R2|，其中R1和R2分別為第一透鏡的物側(cè)與像側(cè)的曲率半徑；第二透鏡的凹面朝向物側(cè)，|R3|<|R4|，其中R3和R4分別為第二透鏡的物側(cè)與像側(cè)的曲率半徑；第三透鏡的物側(cè)面為凸面，第四透鏡的像側(cè)面為凸面；|f1|/f>3.0，其中f為系統(tǒng)的等效焦距，f1為第一透鏡的等效焦距；|f2|/f>5，其中f2為第一透鏡的等效焦距；f12/f<?3.0，其中f12為第一透鏡與第二透鏡組合的等效焦距。具有長后焦、消熱差、成本低的優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：江程,佘俊,南基學(xué)
受保護的技術(shù)使用者：廣東燁嘉光電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23