[发明专利]一种投影机远心变焦镜头

说明书

本发明公开了一种投影机远心变焦镜头，由物端至像端依次包括：第一透镜组(1)，从物端至像端依次包括第一玻璃球面弯月透镜(11)、第二玻璃球面弯月透镜(12)、塑料非球面透镜(13)、双凹玻璃球面透镜(14)、第一双凸玻璃球面透镜(15)、第二双凸玻璃球面透镜(16)和凸凹玻璃球面透镜(17)；第二透镜组(2)，从物端至像端依次包括玻璃球面正透镜(21)和玻璃球面负透镜(22)；第三透镜组(3)，从物端至像端依次包括第一玻璃球面正透镜(31)和第二玻璃球面正透镜(32)。本发明通过使用塑料非球面透镜，可以有效控制变焦过程中投影画面的齐焦性，降低孔径光阑加宽而衍生的像差，提升变焦镜头的解像能力，提高投影图像的品质。

技术领域

本发明属于图像投影技术领域，特别涉及一种投影机远心变焦镜头。

背景技术

现有的数字投影显示技术主要采用DMD或者LCOS作为显示器件，采用偏振分光元件(PBS)或者全反射分光元件(TIR)作为照明或成像分光器件，通过设计合理的投影镜头光路，将从显示器件上反射的图像聚焦到显示投影屏幕上面，形成放大的投影画面。为取得良好的显示图像品质以及较大的投影画面尺寸(投射比1.5的情况下)，投影镜头通常结构复杂，图像的畸变较大，而且产生的放大率色差不易控制，在变焦过程中像面的齐焦性不好。由于玻璃材料价格高，加工以及装配工艺复杂，良率不易控制，现有投影镜头通常价格昂贵。

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。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过使用塑料非球面透镜，可以有效控制变焦过程中投影画面的齐焦性，降低小投射比画面时候的图像畸变，有助于降低孔径光阑加宽而衍生的像差，提升该变焦投影镜头的解像能力的投影机远心变焦镜头。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种投影机远心变焦镜头，由物端至像端依次包括：

第一透镜组，从物端至像端依次包括第一玻璃球面弯月透镜、第二玻璃球面弯月透镜、塑料非球面透镜、双凹玻璃球面透镜、第一双凸玻璃球面透镜、第二双凸玻璃球面透镜和凸凹玻璃球面透镜；

第二透镜组，从物端至像端依次包括彼此胶合的玻璃球面正透镜和玻璃球面负透镜；

第三透镜组，从物端至像端依次包括第一玻璃球面正透镜和第二玻璃球面正透镜。

进一步地，所述第一透镜组为正光焦度透镜组，第一透镜组的焦距f₁与该远心变焦镜头在广角端的焦距f_w满足：1.2＜|f₁/f_w|＜1.9。第二透镜组为负光焦度透镜组，第二透镜组的焦距f₂与该远心变焦镜头在广角端的焦距f_w满足：2＜|f₂/f_w|＜2.9。第三透镜组为正光焦度透镜组，第三透镜组的焦距f₃与该远心变焦镜头在广角端的焦距f_w满足：1.3＜|f₃/f_w|＜1.56。

进一步地，所述塑料非球面透镜为朝物端凸出的月凹透镜，塑料非球面透镜的焦距f_a与该远心变焦镜头在广角端的焦距f_w满足：4.8＜|f_a/f_w|＜6。

进一步地，所述第二透镜组中玻璃球面正透镜的色散系数v₁和玻璃球面负透镜的色散系数v₂满足：1.5＜|v₁/v₂|＜2。

进一步地，投影图像的半视场角ω满足：38°ω48°。

进一步地，所述投影机远心变焦镜头的投影镜头的像方相对孔径FN满足：2.2≤FN≤2.5。