CN109633871B - 一种广告投影镜头 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种广告投影镜头，包括：同轴依次设置的第一群组玻璃透镜、孔径光阑、第二群组玻璃透镜、分光器件和像源面；所述第一群组玻璃透镜为正焦距，所述第一群组玻璃透镜的焦距为39<f11<42；所述第二群组玻璃透镜为正焦距，所述第二群组玻璃透镜的焦距为15<f12<18。本申请提供的一种广告投影镜头，采用玻璃材质以避免高温而产生的跑焦现象，并通过光学设计提高了数值孔径，满足了亮度高的需求。

Description

一种广告投影镜头

技术领域

本申请涉及投影镜头技术领域，尤其涉及一种广告投影镜头。

背景技术

随着新媒体技术的形式愈加地多样化以及日益成熟，投影光机以体积小、投影画面大以及成本低的优势被广泛应用。

相比于家庭投影，广告投影设备需要更高的亮度且长时间不间断地运行，甚至可能需要在户外环境下工作，因此对于投影设备的稳定性有更高的要求。目前市面上大部分投影镜头采用塑料非球面镜片，但塑料材质不耐高温，容易发黄且容易被刮花损坏，在长时间高亮运行下，容易受温度影响发生跑焦的状况，因此需要提供一种广告投影镜头以满足广告投影中长时间稳定使用、不跑焦以及亮度高的需求。

发明内容

本申请实施例提供了一种广告投影镜头，满足了耐用，不跑焦以及亮度高的需求。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种广告投影镜头，包括：

同轴依次设置的第一群组玻璃透镜、孔径光阑、第二群组玻璃透镜、分光器件和像源面；

所述第一群组玻璃透镜为正焦距，所述第一群组玻璃透镜的焦距为39<f11<42；

所述第二群组玻璃透镜为正焦距，所述第二群组玻璃透镜的焦距为15<f12<18。

可选地，所述第一群组玻璃透镜包括第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片；

所述第一镜片为具有正光焦度平凸型镜片；所述第二镜片为具有负光焦度凸凹型镜片；所述第三镜片为具有负光焦度双凹型镜片；所述第四镜片为具有正光焦度弯月型镜片；所述第五镜片为具有正光焦度平凸型镜片。

可选地，所述第一镜片的有效焦距为46.15<f1<48.15；所述第二镜片的有效焦距为-25.88<f2<-23.88；所述第三镜片的有效焦距为12.27<f3<-10.27；所述第四镜片的有效焦距为41.49<f4<43.49；所述第五镜片的有效焦距为23.61<f5<25.61。

可选地，所述第一镜片的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面；所述第二镜片的两个表面均为球面；所述第三镜片的两个表面均为球面；所述第四镜片的两个表面均为球面，且所述第四镜片的两个表面背向所述孔径光阑；所述第五镜片的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，且球面朝向所述孔径光阑。

可选地，所述第一群组玻璃透镜中，所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片、所述第四镜片和所述第五镜片均为玻璃透镜。

可选地，所述第二群组玻璃透镜包括第六镜片、第七镜片、第八镜片、第九镜片和第十镜片；

所述第六镜片为具有正光焦度双凸型镜片；所述第七镜片为具有负光焦度双凹型镜片；所述第八镜片为具有正光焦度平凸型镜片；所述第九镜片为具有正光焦度双凸型镜片；所述第十镜片为具有正光焦度凸凹型镜片。

可选地，所述第六镜片的有效焦距为9.97<f6<11.97；所述第七镜片的有效焦距为-8.63<f7<-6.63；所述第八镜片的有效焦距为37.37<f8<39.37；所述第九镜片的有效焦距为29.88<f9<31.88；所述第十镜片的有效焦距为29.55<f10<31.55。

可选地，所述第六镜片的两个表面均为球面，且所述第六镜片的两个表面中曲率半径小的表面朝向所述孔径光阑；所述第七镜片的两个均为球面，且所述第七镜片的两个表面中曲率半径小的表面朝向所述孔径光阑；所述第八镜片的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，且所述第八镜片的两个表面中曲率半径小的表面朝向所述孔径光阑；所述第九镜片的两个表面均为球面，且所述第九镜片的两个表面中曲率半径大的表面朝向所述孔径光阑；所述第十镜片的两个表面均为球面，且所述第十镜片的两个表面均背向所述孔径光阑。

可选地，所述第二群组玻璃透镜中，所述第六镜片、所述第七镜片、所述第八镜片、所述第九镜片和所述第十镜片均为玻璃透镜。

可选地，所述分光器件与所述像源面之间还设置有保护玻璃。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中，提供了一种广告投影镜头，包括：同轴依次设置的第一群组玻璃透镜、光阑、第二群组玻璃透镜、分光器件和像源面；所述第一群组玻璃透镜为正焦距，所述第一群组玻璃透镜的焦距为39<f11<42；所述第二群组玻璃透镜为正焦距，所述第二群组玻璃透镜的焦距为15<f12<18。本申请提供的一种广告投影镜头，采用玻璃材质以避免高温而产生的跑焦现象，并通过光学设计提高了数值孔径，满足了亮度高的需求。

附图说明

图1为本申请实施例中一种广告投影镜头的光学结构图；

图2为本申请实施例中一种广告投影镜头的各视场芯片面传递函数MTF图；

图3为本申请实施例中一种广告投影镜头的场曲与畸变图；

图4为本申请实施例中提供的一种广告投影镜头的垂轴色差图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请设计了一种广告投影镜头，满足了耐用，不跑焦以及亮度高的需求。

为了便于理解，请参阅图1，图1为本申请实施例中广告投影镜头的结构示意图，如图1所示，具体为：

同轴依次设置的第一群组玻璃透镜、孔径光阑、第二群组玻璃透镜、分光器件和像源面；

第一群组玻璃透镜为正焦距，第一群组玻璃透镜的焦距为39<f11<42；

第二群组玻璃透镜为正焦距，第二群组玻璃透镜的焦距为15<f12<18。

需要说明的是，本申请实施例中，分光器件即为棱镜。

本申请实施例中，提供了一种广告投影镜头，包括：同轴依次设置的第一群组玻璃透镜、孔径光阑、第二群组玻璃透镜、分光器件和像源面；所述第一群组玻璃透镜为正焦距，第一群组玻璃透镜的焦距为39<f11<42；第二群组玻璃透镜为正焦距，第二群组玻璃透镜的焦距为15<f12<18。本申请提供的一种广告投影镜头，采用玻璃材质以避免高温而产生的跑焦现象，并通过光学设计提高了数值孔径，满足了亮度高的需求。

进一步地，第一群组玻璃透镜包括第一镜片G1、第二镜片G2、第三镜片G3、第四镜片G4和第五镜片G5；

第一镜片G1为具有正光焦度平凸型镜片；第二镜片G2为具有负光焦度凸凹型镜片；第三镜片G3为具有负光焦度双凹型镜片；第四镜片G4为具有正光焦度弯月型镜片；第五镜片G5为具有正光焦度平凸型镜片。

进一步地，第一镜片G1的有效焦距为46.15<f1<48.15；第二镜片G2的有效焦距为-25.88<f2<-23.88；第三镜片G3的有效焦距为12.27<f3<-10.27；第四镜片G4的有效焦距为41.49<f4<43.49；第五镜片G5的有效焦距为23.61<f5<25.61。

进一步地，第一镜片G1的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面；第二镜片G2的两个表面均为球面；第三镜片G3的两个表面均为球面；第四镜片G4的两个表面均为球面，且第四镜片G4的两个表面背向孔径光阑；第五镜片G5的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，且球面朝向孔径光阑。

进一步地，第一群组玻璃透镜中，第一镜片G1、第二镜片G2、第三镜片G3、第四镜片G4和第五镜片G5均为玻璃透镜。

进一步地，第二群组玻璃透镜包括第六镜片G6、第七镜片G7、第八镜片G8、第九镜片G9和第十镜片G10；

第六镜片G6为具有正光焦度双凸型镜片；第七镜片G7为具有负光焦度双凹型镜片；第八镜片G8为具有正光焦度平凸型镜片；第九镜片G9为具有正光焦度双凸型镜片；第十镜片G10为具有正光焦度凸凹型镜片。

进一步地，第六镜片G6的有效焦距为9.97<f6<11.97；第七镜片G7的有效焦距为-8.63<f7<-6.63；第八镜片G8的有效焦距为37.37<f8<39.37；第九镜片G9的有效焦距为29.88<f9<31.88；第十镜片G10的有效焦距为29.55<f10<31.55。

进一步地，第六镜片G6的两个表面均为球面，且第六镜片G6的两个表面中曲率半径小的表面朝向孔径光阑；第七镜片G7的两个均为球面，且第七镜片G7的两个表面中曲率半径小的表面朝向孔径光阑；第八镜片G8的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，且第八镜片G8的两个表面中曲率半径小的表面朝向孔径光阑；第九镜片G9的两个表面均为球面，且第九镜片G9的两个表面中曲率半径大的表面朝向孔径光阑；第十镜片G10的两个表面均为球面，且第十镜片G10的两个表面均背向孔径光阑。

进一步地，第二群组玻璃透镜中，第六镜片G6、第七镜片G7、第八镜片G8、第九镜片G9和第十镜片G10均为玻璃透镜。

进一步地，分光器件与像源面之间还设置有保护玻璃。

需要说明的是，本申请提供的一种广告投影镜头的一个应用例中，各镜片的具体参数如表1所示：

表1：

其中参数包含各镜片的厚度、间距，各镜片的折射率Nd(Refractive index)，曲率半径R(Radius of curvature)，数值孔径F/NO.，焦距F(Focus Length)以及各镜片的阿贝系数Vd(Abbe number)。

具体地：

第一镜片G1为采用玻璃材料(nd＝1.52，vd＝64.2)所制成具有正光焦度平凸型透镜，两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，第一镜片G1的有效焦距为46.15<f1<48.15。

第二镜片G2为采用玻璃材料(nd＝1.61，vd＝64.6)所制成具有负光焦度凸凹透镜，两个表面均为球面，第二镜片G2的有效焦距为-25.88<f2<-23.88。

第三镜片G3为采用玻璃材料(nd＝1.83，vd＝37.2)所制成具有负光焦度双凹型透镜，两个表面均为球面，第三镜片G3的有效焦距为12.27<f3<-10.27。

第四镜片G4为采用玻璃材料(nd＝1.85，vd＝23.8)所制成具有正光焦度弯月型透镜，其中两个表面背向孔径光阑，且两个表面均为球面，第四镜片G4的有效焦距为41.49<f4<43.49。

第五镜片G5为采用玻璃材料(nd＝1.85，vd＝23.8)所制成具有正光焦度平凸型透镜，其中球面朝孔径光阑方面，且两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，第五镜片G5的有效焦距为23.61<f5<25.61。

第六镜片G6为采用玻璃材料(nd＝1.75，vd＝35.0)所制成具有正光焦度双凸型透镜，其中较凸朝向孔径光阑，且两个表面均为球面，第六镜片G6的有效焦距为9.97<f6<11.97。

第七镜片G7为采用玻璃材料(nd＝1.85，vd＝23.8)所制成具有负光焦度双凹型透镜，其中较弯曲的面朝向孔径光阑，且两个表面均为球面，第七镜片G7的有效焦距为-8.63<f7<-6.63。

第八镜片G8为采用玻璃材料(nd＝1.52，vd＝64.2)所制成具有正光焦度平凸型透镜，其中较弯曲的面朝向孔径光阑，且两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，第八镜片G8的有效焦距为37.37<f8<39.37。

第九镜片G9为采用玻璃材料(nd＝1.60，vd＝65.5)所制成具有正光焦度双凸型透镜，其中较平面朝向孔径光阑，且两个表面均为球面，第九镜片G9的有效焦距为29.88<f9<31.88。

第十镜片G10为采用玻璃材料(nd＝1.65，vd＝55.9)所制成具有正光焦度凸凹型透镜，两个表面均背向孔径光阑，且两个表面均为球面，第十镜片G10的有效焦距为29.55<f10<31.55。

参见图2，为本申请实施例中提供的一种广告投影镜头的各视场芯片面传递函数MTF值，MTF(英语名称：Modulation Transfer Function)指标是目前镜头最精确和科学的评价标准。纵坐标为对比度，越接近1，代表镜头成像越完美。横坐标代表分辨率，单位每毫米线对数。本申请采用的像源像素大小为5.4um，对应的设计分辨率为93线对每毫米。投影镜头一般至少要求各个视场的MTF数值在设计分辨率达到0.3以上，而本申请各个视场的MTF值基本在0.5以上，成像效果优秀。

图3为本申请实施例中提供的一种广告投影镜头的场曲与畸变图，图3里左图为场曲评价图，右图为畸变评价图。纵坐标代表该镜头的视场角度。场曲图的横坐标代表场曲值的大小，畸变图的横坐标代表畸变量。畸变是投影镜头的一个非常重要的指标，一般都需要控制在3％以内，本申请的畸变量在1％以内，畸变控制优秀。

图4为本申请实施例中提供的一种广告投影镜头的垂轴色差图，图4中，横坐标为数值大小，单位微米。图4中以主波长为基准，分别绘制蓝光、红光与绿光(主波长)之间各视场的色差值。投影镜头一般要求色差值在一个像源像素大小以内，本申请的垂轴色差控制在2.4um以内，小于0.5个像素大小(即：2.7um)，色差控制十分优秀。

与现有技术相比：

1、本申请的一种广告投影镜头的结构紧凑，成像效果优良，数值孔径大，有助于亮度的提高。

2、本申请的一种广告投影镜头的所有镜片材质均为玻璃，有利于提高广告投影镜头的耐用性，避免发生跑焦的情况。

3、本申请可应用在多种像源显示方案，如DMD、激光、LCOS、LCD等。

4、本申请在满足像质的要求下，采用了三枚平凸透镜，有效降低了研磨成本。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种广告投影镜头，其特征在于，包括：

同轴依次设置的第一群组玻璃透镜、孔径光阑、第二群组玻璃透镜、分光器件和像源面；

所述第一群组玻璃透镜为正焦距，所述第一群组玻璃透镜的焦距为39<f11<42；

所述第二群组玻璃透镜为正焦距，所述第二群组玻璃透镜的焦距为15<f12<18；

所述第一群组玻璃透镜包括第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片和第五镜片；

所述第一镜片为具有正光焦度平凸型镜片；所述第二镜片为具有负光焦度凸凹型镜片；所述第三镜片为具有负光焦度双凹型镜片；所述第四镜片为具有正光焦度弯月型镜片；所述第五镜片为具有正光焦度平凸型镜片；

所述第一镜片的有效焦距为46.15<f1<48.15；所述第二镜片的有效焦距为-25.88<f2<-23.88；所述第三镜片的有效焦距为12.27<f3<-10.27；所述第四镜片的有效焦距为41.49<f4<43.49；所述第五镜片的有效焦距为23.61<f5<25.61；

所述第二群组玻璃透镜包括第六镜片、第七镜片、第八镜片、第九镜片和第十镜片；

所述第六镜片为具有正光焦度双凸型镜片；所述第七镜片为具有负光焦度双凹型镜片；所述第八镜片为具有正光焦度平凸型镜片；所述第九镜片为具有正光焦度双凸型镜片；所述第十镜片为具有正光焦度凸凹型镜片；

所述第六镜片的有效焦距为9.97<f6<11.97；所述第七镜片的有效焦距为-8.63<f7<-6.63；所述第八镜片的有效焦距为37.37<f8<39.37；所述第九镜片的有效焦距为29.88<f9<31.88；所述第十镜片的有效焦距为29.55<f10<31.55。

2.根据权利要求1所述的广告投影镜头，其特征在于，

所述第一镜片的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面；所述第二镜片的两个表面均为球面；所述第三镜片的两个表面均为球面；所述第四镜片的两个表面均为球面，且所述第四镜片的两个表面背向所述孔径光阑；所述第五镜片的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，且球面朝向所述孔径光阑。

3.根据权利要求2所述的广告投影镜头，其特征在于，所述第一群组玻璃透镜中，所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片、所述第四镜片和所述第五镜片均为玻璃透镜。

4.根据权利要求1所述的广告投影镜头，其特征在于，

所述第六镜片的两个表面均为球面，且所述第六镜片的两个表面中曲率半径小的表面朝向所述孔径光阑；所述第七镜片的两个均为球面，且所述第七镜片的两个表面中曲率半径小的表面朝向所述孔径光阑；所述第八镜片的两个表面中一个表面为球面，另一个表面为平面，且所述第八镜片的两个表面中曲率半径小的表面朝向所述孔径光阑；所述第九镜片的两个表面均为球面，且所述第九镜片的两个表面中曲率半径大的表面朝向所述孔径光阑；所述第十镜片的两个表面均为球面，且所述第十镜片的两个表面均背向所述孔径光阑。

5.根据权利要求4所述的广告投影镜头，其特征在于，所述第二群组玻璃透镜中，所述第六镜片、所述第七镜片、所述第八镜片、所述第九镜片和所述第十镜片均为玻璃透镜。

6.根据权利要求1所述的广告投影镜头，其特征在于，所述分光器件与所述像源面之间还设置有保护玻璃。