[发明专利]一种低畸变大光圈全高清微型投影镜头

说明书

本发明公开了一种低畸变大光圈全高清微型投影镜头，包括第一凸凹非球面透镜，有负光焦度，投影侧表面和成像侧表面均弯向于光阑；第一镜组，有正光焦度，包括至少三片球面透镜，至少两片弯向于光阑，至少一片双凸透镜；光阑；第二镜组，有正光焦度，包括至少三片球面透镜，至少一片双凸透镜和一片双凹透镜，及至少一片弯月透镜；第三镜组，有正光焦度，包括至少两片球面透镜，至少一片双凸透镜和一片平凸透镜；显示芯片；第一凸凹非球面透镜、第一镜组、光阑、第二镜组、第三镜组和显示芯片依次布设，且置于总长度小于32mm，最大口径小于15mm，光圈数大于1.4，后截距大于14mm的投影镜头内。本发明成像效果好，分辨率高，光圈大，畸变小，镜头体积小。

技术领域

本发明属于机器视觉的工业检测领域，尤其是涉及一种低畸变大光圈全高清微型投影镜头。

背景技术

随着芯片领域的高速发展，投影显示芯片也越来越小，投影设备也逐步应用到家庭、商务、教育和工业检测领域。主流的投影镜头主要采用LCOS技术和DLP技术，其中DLP技术凭借其高清晰度、高亮度的图像、丰富的色彩以及高对比度占据着较大的市场份额。

DLP即为数字光处理技术，这种技术先要把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来，主要是通过数字微镜元件DMD来完成可视数字信息显示的技术。

市面上采用DLP技术的投影机包括照明系统和成像系统，照明系统又分为远心结构和非远心结构，照明系统中光源发出的光入射至数字微镜元件DMD后经过反射进入到成像系统(投影镜头)，并且光源入射至数字微镜元件DMD的角度必须和DMD的偏折角度相匹配，并采用远心结构来提高投影画面的均匀性。

在投影镜头的设计中，畸变、焦距、长度、口径都是重要的约束条件，在这些条件的加持下，使得投影镜头内各个镜片的像差平衡变得更加困难，因为焦距越小，视场角度就越大，那么边缘视场的畸变就会变得难以控制；由于照明光束以及DMD偏折角度的影响使得投影镜头在获得高亮度的同时无法做到很小的尺寸；为了使照明光路和成像光路更好的匹配，一般都会在其之间添加TIR或者RTIR棱镜，那么投影镜头设计的时候就必须保留较长的后截距，使得投影镜头设计困难加大。故很难设计出成像质量高，镜头结构紧凑，畸变小、光圈大、体积又小的投影镜头。

为了解决畸变、大光圈和体积之间的相互平衡关系，很多厂家都尝试了许多办法，例如专利CN 207232497 U采用了全球面镜，但是镜头总长是34.4mm，且畸变达到了5％，难以做到畸变和体积的双向平衡；又例如专利CN 109270668 A采用了两片非球面，总长为37.8mm，光圈只有1.7，远心度也只能做到1度以内，畸变也控制在1％以内，但成像质量中@93lp/mm0.45并不是很突出。现有的专利中很少有能到达平衡的，并且将平衡系数压到最小，本发明在此前提基础上提出，即为了满足大光圈、低畸变和小体积的同时满足较高的成像质量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种满足大光圈、低畸变和小体积的同时，成像质量高的低畸变大光圈全高清微型投影镜头。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低畸变大光圈全高清微型投影镜头，包括：

第一凸凹非球面透镜，具有负光焦度，其投影侧表面和成像侧表面均弯向于光阑；

第一镜组，具有正光焦度，包括至少三片球面透镜，其中至少两片弯向于光阑，至少一片为双凸透镜；

光阑；

第二镜组，具有正光焦度，包括至少三片球面透镜，其中至少一片双凸透镜，至少一片双凹透镜，及至少一片弯月透镜；

第三镜组，具有正光焦度，包括至少两片球面透镜，其中至少一片双凸透镜，至少一片平凸透镜；

显示芯片；