一种镜头制造技术

本实用新型专利技术实施例提供了一种镜头，该镜头包括：包括第一镜片组、第二镜片组和自由曲面反射镜；第一镜片组包括第一预设数量片非球面透镜，第一预设数量片非球面透镜沿一非球面透镜的主光轴向排列；第二镜片组包括第二预设数量片自由曲面透镜，第二数量片自由曲面透镜沿一自由曲面透镜的主光轴向排列；第一镜片组的入光面为用于接收镜头入射光的面，上述第二镜片组位于上述第一镜片组的出光侧，且位于上述自由曲面反射镜的入光侧。本实用新型专利技术实施例提供的镜头降低了镜头装配的复杂度，避免了由于构成镜头的镜片数量多，造成由镜片组装的误差而引起的图像变形或亮度不均等现象，提升了镜头的安装精度。

【技术实现步骤摘要】
一种镜头
本技术涉及投影光学系统
，特别是涉及一种镜头。
技术介绍
由于高亮度光源、光学加工和超高分辨率像源等技术的日益成熟，投影显示技术近年来获得了长足的发展。尤其是投影显示技术中的短焦投影技术，因为短焦投影技术具有短距离投影大画面的优势，所以短焦投影技术一直是投影机市场的研究热点，在发展过程中受到了广大用户的喜爱。目前，应用短焦投影技术的短焦投影镜头主要有反射式短焦投影镜头和折射式短焦投影镜头。其中，折射式短焦投影镜头由透镜组成，也就是，折射式短焦镜头仅仅包含透镜，由于折射式短焦投影镜头的上述结构特点，使得使用上述折射式短焦投影镜头投影时，会随着视场角和F数(光圈数)的增大，造成投影图像出现色差、轴外像差、场曲和畸变等现象，因此使用折射式短焦投影镜头投影时，难以获得较大的视场角和较短的投影距离；反射式短焦投影镜头由折射透镜组和反射镜组成，反射镜位于折射透镜组的出光侧。现有技术中，一种反射式短焦投影镜头的折射透镜组包括15片非球面透镜，反射镜包括1片凹面非球面反射镜。由于这一反射式短焦投影镜头的结构特点，使得使用上述折射式短焦投影镜头投影时能够获得较大的视场角和较短的投影距离。但是，由于上述折射透镜组由15片透镜构成，透镜数量较多，使得上述反射式短焦投影镜头的装配工艺复杂，造成上述反射式短焦投影镜头的安装精度难以保证。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种镜头，以降低装配的复杂度，提升镜头的安装精度，进而在短距离情况下投影出高质量的大图像。具体技术方案如下：一种镜头，所述镜头包括第一镜片组、第二镜片组和自由曲面反射镜；其中，所述第一镜片组包括第一预设数量片非球面透镜，所述第一预设数量片非球面透镜沿一非球面透镜的主光轴向排列；所述第二镜片组包括第二预设数量片自由曲面透镜，所述第二数量片自由曲面透镜沿一自由曲面透镜的主光轴向排列；所述第一镜片组的入光面为用于接收镜头入射光的面，所述第二镜片组位于所述第一镜片组的出光侧，且位于所述自由曲面反射镜的入光侧。进一步地，所述第一预设数量为5，所述第二预设数量为2。进一步地，所述第一镜片组满足以下关系：F1/F≤2；其中，F1为所述第一镜片组的焦距，F为镜头的焦距。进一步地，所述第一镜片组、所述第二镜片组和所述自由曲面反射镜满足以下关系：H1/H2>0.8；其中，H1为待投影区域的边缘到所述第一镜片组光轴的最短距离；H2为所述自由曲面反光镜的点到投影面的最大距离。进一步地，所述第一镜片组的主光轴和所述第二镜片组的主光轴共轴，或所述第一镜片组的主光轴、所述第二镜片组的主光轴和所述自由曲面反射镜的主光轴共轴。进一步地，5片所述非球面透镜的主光轴共轴，并沿主光轴向依次排列为：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜；其中，所述第一透镜为具有正光焦度的双凸透镜，且所述双凸透镜的小曲率半径对应的面为所述第一透镜(301)的入光面；所述第二透镜为一具有负光焦度的弯月透镜，所述弯月透镜的凸面为第二透镜的出光面；所述第三透镜为一具有正光焦度的平凸透镜，且所述平凸透镜的凸面为所述第三透镜的入光面；所述第四透镜为一具有负光焦度的弯月透镜，且所述弯月透镜的凸面为所述第四透镜的出光面；所述第五透镜为一具有负光焦度的弯月透镜，且所述弯月透镜的凸面为所述第五透镜的出光面；所述第一透镜的入光面为所述第一镜片组的入光面，所述第五透镜的出光面为所述第一镜片组的出光面。进一步地，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜和所述第五透镜均为轴对称非球面透镜。进一步地，所述第一镜片组还包括：孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述第二透镜和所述第三透镜之间。进一步地，所述非球面透镜的材质和所述自由曲面透镜的材质均为光学塑料材质。进一步地，所述第一透镜的材质为E48R；所述第二透镜的材质为OKP4；所述第三透镜的材质为E48R；所述第四透镜的材质为OKP4；所述第五透镜的材质为E48R；所述自由曲面透镜的材质为E48R。进一步地，所述非球面透镜的系数小于或等于十阶。进一步地，所述自由曲面透镜的系数小于或等于65项。进一步地，所述自由曲面反射镜距离所述第一透镜入光面的最大距离小于或等于75mm。本技术实施例提供了一种镜头，该镜头包括：包括第一镜片组、第二镜片组和自由曲面反射镜；其中，第一镜片组包括第一预设数量片非球面透镜，第一预设数量片非球面透镜沿一非球面透镜的主光轴向排列；第二镜片组包括第二预设数量片自由曲面透镜，第二数量片自由曲面透镜沿一自由曲面透镜的主光轴向排列；第一镜片组的入光面为用于接收镜头入射光的面，第二镜片组位于第一镜片组的出光侧，且位于自由曲面反射镜的入光侧。与现有技术相比，由于本技术实施例提供的镜头采用了自由曲面透镜和自由曲面反射镜，这样使得本技术实施例提供的、应用反射式短焦投影技术的镜头无需包含较多数量的折射透镜，进而使得构成镜头的镜片数量减少，因此能够降低镜头装配的复杂度，避免了由于构成镜头的镜片数量多，造成由镜片组装的误差而引起的图像变形或亮度不均等现象，提升了镜头的安装精度，进而使用上述镜头进行投影时，能够在短距离情况下投影出高质量的大图像。当然，实施本技术的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为应用本技术实施提供的镜头构建的投影镜头系统的结构示意图；图2为应用本技术实施提供的镜头投影的示意图。其中，1-显示芯片、2-棱镜、3-镜头、30-第一镜片组、40-第二镜片组、50-自由曲面反射镜、301-第一透镜、302-第二透镜、303-第三透镜、304-第四透镜、305-第五透镜、306-孔径光阑、401-第六透镜、402-第七透镜。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。为了解决现有技术中由于折射透镜数量较多，使得上述反射式短焦投影镜头的装配工艺复杂，造成上述反射式短焦投影镜头的安装精度难以保证的问题，本技术实施例提供了一种镜头。图1为应用本技术实施提供的镜头构建的投影镜头系统的结构示意图；该投影镜头系统包括显示芯片1、棱镜2和镜头3；棱镜2置于显示芯片的出光侧，且置于镜头的入光侧。其中，照明光源发出的照明光束从棱镜2的第一入光面入射至棱镜2内部，光线经过棱镜2内部的折射作用，从棱镜2的第二入光面出射至显示芯片1上，显示芯片1通过调制入射的光线，形成待投影图像的信号光线出射，待投影图中的信号光线经过第二入光面入射至棱镜2中，并经过棱镜2的出光面发射至镜头3的入光面中，最后经过镜头3对待投影图像的信号光线进行处理后出射至投影面中。本实施例中，所述显示芯片1可以是LCOS芯片、DLP芯片或者LCD芯片。所述镜头对信号光线的处理，包括对光线的反射、折射等，以使信号光线投射至投影面后得以形成标准的画面。投影面可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镜头，其特征在于，所述镜头包括第一镜片组(30)、第二镜片组(40)和自由曲面反射镜(50)；其中，所述第一镜片组(30)包括第一预设数量片非球面透镜，所述第一预设数量片非球面透镜沿一非球面透镜的主光轴向排列；所述第二镜片组(40)包括第二预设数量片自由曲面透镜，所述第二预设数量片自由曲面透镜沿一自由曲面透镜的主光轴向排列；所述第一镜片组(30)的入光面为用于接收镜头入射光的面，所述第二镜片组(40)位于所述第一镜片组(30)的出光侧，且位于所述自由曲面反射镜(50)的入光侧。

【技术特征摘要】
1.一种镜头，其特征在于，所述镜头包括第一镜片组(30)、第二镜片组(40)和自由曲面反射镜(50)；其中，所述第一镜片组(30)包括第一预设数量片非球面透镜，所述第一预设数量片非球面透镜沿一非球面透镜的主光轴向排列；所述第二镜片组(40)包括第二预设数量片自由曲面透镜，所述第二预设数量片自由曲面透镜沿一自由曲面透镜的主光轴向排列；所述第一镜片组(30)的入光面为用于接收镜头入射光的面，所述第二镜片组(40)位于所述第一镜片组(30)的出光侧，且位于所述自由曲面反射镜(50)的入光侧。2.如权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一预设数量为5，所述第二预设数量为2。3.如权利要求2所述的镜头，其特征在于，所述第一镜片组(30)满足以下关系：F1/F≤2；其中，F1为所述第一镜片组(30)的焦距，F为镜头的焦距。4.如权利要求3所述的镜头，其特征在于，所述第一镜片组(30)、所述第二镜片组(40)和所述自由曲面反射镜(50)满足以下关系：H1/H2>0.8；其中，H1为待投影区域的边缘到所述第一镜片组(30)光轴的最短距离；H2为所述自由曲面反射镜(50)的点到投影面的最大距离。5.如权利要求2～4中任一项所述的镜头，其特征在于，所述第一镜片组(30)的主光轴和所述第二镜片组(40)的主光轴共轴，或所述第一镜片组(30)的主光轴、所述第二镜片组(40)的主光轴和所述自由曲面反射镜(50)的主光轴共轴。6.如权利要求5所述的镜头，其特征在于，5片所述非球面透镜的主光轴共轴，并沿主光轴向依次排列为：第一透镜(301)、第二透镜(302)、第三透镜(303)、第四透镜(304)和第五透镜(305)；其中，所述第一透镜(301)为具有正光焦度的双凸透镜，且所述双凸透镜的小曲率半径对应的面为所述第一透镜(301)的入光面；所述第二透镜(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：林威志，徐航宇，刘志刚，
申请(专利权)人：北京一数科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11