投影用光学镜头的制作方法

本发明涉及光学镜头，特别涉及超短焦投影用光学镜头。
背景技术：
：目前，投影仪得到了广泛的应用，如教育行业，投影用光学镜头是投影仪的核心模块，但通常存在球差大、周边像质差、长度大、角度越大畸变越大、像散和轴向色差大等不足，如：cn2018104678873公开了一种超大投射范围投影光学系统，具体包括：dmd芯片和反射镜之间设置有相对dmd芯片静止的第一透镜群，第一透镜群的光焦度为负，所述dmd芯片和第一透镜群之间设置有能够在dmd芯片第一透镜群之间移动的第二透镜群，第二透镜群的光焦度为正，所述dmd芯片和第二透镜群之间设置有能够在dmd芯片和第二透镜群之间移动的第三透镜群，第三透镜群的光焦度为负，所述dmd芯片和第三透镜群之间设置有相对dmd芯片静止的第四透镜群，第四透镜群的光焦度为正。cn2017203198140公开了一种超短焦投影光学装置，具体包括：能相对dmd芯片前后移动的第一透镜群，所述第一透镜群的光焦度为正；能相对dmd芯片前后移动的第二透镜群，所述第二透镜群的光焦度为正；能相对dmd芯片前后移动的第三透镜群，所述第三透镜群的光焦度为负；相对dmd芯片静止的第四透镜群，所述第四透镜群的光焦度为正。技术实现要素：为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种可靠性好、大光圈、大角度且无畸变、像方远心、4k成像的投影用光学镜头。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种投影用光学镜头，所述投影用光学镜头包括：从物侧到像侧依次设置的凹面反射镜、固定设置且具有负光焦度的第一透镜群、具有正光焦度的沿着所述投影用光学镜头的光轴正向及反向移动的第二透镜群、具有正光焦度的第三透镜群和振镜；所述第三透镜群包括至少两个透镜，光阑设置在所述第三透镜群的透镜之间；所述第一透镜群包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜临着所述凹面反射镜，焦距满足：f11为所述第一透镜的焦距，f12为所述第二透镜的焦距，f13为所述第三透镜的焦距，f1为所述第一透镜群的焦距；所述第三透镜的入射面为朝向所述第二透镜群且向所述第三透镜内凹入的凹面，出射面为朝向所述第二透镜且朝所述第二透镜拱起的凸面，且满足：r32为所述入射面的曲率半径，r31为所述出射面的曲率半径。与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：1.可靠性好；更少的第二透镜群，即更少的移动透镜，降低了结构复杂度和成本，提高了运行的可靠性；2.大角度无畸变；第一透镜群作用为修正系统整体畸变，采用光焦度为负-负-正的三透镜结构，前两个负透镜使光线可以足够发散，保证了设计的视场角，同时最后一个正透镜收束，并矫正畸变；第三透镜为弯月形镜片，镜片前后两个表面曲率半径满足一定比值关系，使得光线在第一透镜群的最后的偏折可以修正因为视场角过大引入的畸变值；3.大光圈；第二透镜群为胶合镜片结构设计，相比于单镜片移动，胶合在移动过程中可不仅能焦节画面尺寸变化带来的像差，同时还能调节大光圈引入的球差与慧差；4.高周边光亮比；第三透镜群的临着光阑后的第一枚透镜为非球面镜片，且该透镜焦距和(该透镜到光阑的)距离满足特殊条件，保证画质的同时，具备高的周边光亮比，从而提升镜头整体的效率；5.实现了4k成像；第三透镜群中包括至少一个非球面透镜，特别是临着(即最靠近)光阑的透镜，折射率和阿贝数特别设计，以保证慧差符合4k成像的要求；6.像方远心；第三透镜群中采用了三胶合与二胶合透镜的连续使用，使上光线与下光线发散角更接近，从而保证镜头远心度小于0.1度。附图说明参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：图1是本发明实施例1-2的投影用光学镜头的结构简图；图2是本发明实施例3的投影用光学镜头的结构简图。具体实施方式图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。下述实施例中，在焦距的单位未标出时，焦距的单位均为毫米。实施例1：图1示意性地给出了本发明实施例1的投影用光学镜头的结构简图，如图1所示，所述投影用光学镜头包括：从物侧到像侧依次设置的凹面反射镜1、固定设置且具有负光焦度的第一透镜群、具有正光焦度的沿着所述投影用光学镜头的光轴正向及反向移动的第二透镜群、具有正光焦度的第三透镜群和振镜。第三透镜群可固定设置，优选地，第三透镜群也可移动的设置，可用来调节和sensor之间的间距的，即适应性调节和像面之间间距，调节范围很小。第三透镜群包括至少两个透镜，光阑a1设置在所述第三透镜群的透镜之间。所述第一透镜群包括依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，所述第一透镜临着所述凹面反射镜，焦距满足：f11为所述第一透镜的焦距，f12为所述第二透镜的焦距，f13为所述第三透镜的焦距，f1为所述第一透镜群的焦距；所述第三透镜的入射面为朝向所述第二透镜群且向所述第三透镜内凹入的凹面，出射面为朝向所述第二透镜且朝所述第二透镜拱起的凸面，且满足：r32为所述入射面的曲率半径，r31为所述出射面的曲率半径。进一步地，所述投影用光学镜头的相对孔径fno满足：fno∈[1.8,2.4]。为了获得大光圈，进一步地，所述第二透镜群包括胶合的第四透镜和第五透镜，焦距满足：f21为所述第四透镜的焦距，f22为所述第五透镜的焦距，f2为所述第二透镜群的焦距。为了获得像方远心，进一步地，所述第三透镜群包括：三胶合透镜群，包括依次设置的光焦度为正、负和正的三个透镜；三胶合透镜群的焦距f3-0-3满足：f3为所述第三透镜群的焦距。进一步地，20mm≤|f3-0-3|≤30mm。二胶合透镜群，包括依次设置的光焦度为负、正的二个透镜，二胶合透镜群的焦距f3-0-2和三胶合透镜群的焦距f3-0-3满足：光依次穿过所述二胶合透镜群、三胶合透镜群和光阑。当前排布状态下，镜片排布方式较优，没有连续的两个光焦度为负的镜片，色差好。为了获得高周边光亮比，进一步地，所述第三透镜群包括：第六透镜，所述第六透镜为非球面镜，设置在所述第二透镜群和光阑之间，且满足：f3-0-1为所述第六透镜的焦距，d为所述第六透镜到所述光阑的距离。为了满足4k成像，进一步地，所述第六透镜满足：1.95≤nd6≤2.05，25≤vd6≤30，nd6为所述第六透镜的折射率，vd6为所述第六透镜的阿贝数。根据上述的投影用光学镜头，优选地，所述第一透镜群的焦距f1、所述第二透镜群的焦距f2、所述第三透镜群的焦距f3、所述投影用光学镜头的焦距f满足：例如，f1∈[-25mm,-15mm]，f2∈[30mm,45mm]，f3∈[20mm,30mm]，f∈[1.6mm,2.4mm]。所述第三透镜群的临着所述振镜的透镜的朝向所述振镜的表面为向该透镜内凹入的凹面，背离所述振镜的表面为朝该透镜外拱起的凸面，以使该临着所述振镜的透镜向远离振镜的方向弯曲，利于远心设计。实施例2：根据本发明实施例1的投影用光学镜头的应用例。如图1所示，在本应用例中；凹面反射镜1的反射面为非球面；第一透镜群包括：光焦度为负的非球面透镜g1，光焦度为负的球面透镜g2，光焦度为正的球面透镜g3，组成的第一透镜群的焦距f1∈[-25mm,-15mm]；透镜g1-g3的焦距满足在：f11为透镜g1的焦距，f12为透镜g2的焦距，f13为透镜g3的焦距；透镜g3的入射面为迎着第二透镜群的凹面，出射面为迎着透镜g2的凸面，且满足：r32为所述入射面的曲率半径，r31为所述出射面的曲率半径。第二透镜群包括：二胶合的光焦度为负的透镜g4和光焦度为正的透镜g5，焦距满足：f21为透镜g4的焦距，f22为透镜g5的焦距，f2为所述第二透镜群的焦距；第三透镜群包括：沿光轴方向从物侧到像侧依次设置的光焦度分别为负、正、正、负、正、负、正和正的透镜g6-g13，其中：处于透镜g5和光阑之间的透镜g6为非球面透镜；透镜g7为非球面透镜，透镜g8-g10为三胶合透镜群，透镜g11-g12为二胶合透镜群；临着振镜的透镜g13向远离振镜的方向弯曲，利于远心设计。表1：镜头结构参数。表2：各非球面透镜参数表3：厚度变量表80寸100寸120寸d1-376-470-564d210.8910.5910.37d31.7322.2实施例3：根据本发明实施例1的投影用光学镜头的应用例。如图2所示，在本应用例中；凹面反射镜1的反射面为非球面；第一透镜群包括：光焦度为负的非球面透镜g1，光焦度为负的球面透镜g2，光焦度为正的球面透镜g3，组成的第一透镜群的焦距f1∈[-25mm,-15mm]；透镜g1-g3的焦距满足在：f11为透镜g1的焦距，f12为透镜g2的焦距，f13为透镜g3的焦距；透镜g3的入射面为迎着第二透镜群的凹面，出射面为迎着透镜g2的凸面，且满足：r32为所述入射面的曲率半径，r31为所述出射面的曲率半径。第二透镜群包括：二胶合的光焦度为负的透镜g4和光焦度为正的透镜g5，焦距满足：f21为透镜g4的焦距，f22为透镜g5的焦距，f2为所述第二透镜群的焦距；第三透镜群包括：沿光轴方向从物侧到像侧依次设置的光焦度分别为负、正、正、负、正、正和正的透镜g6-g12，其中：处于透镜g5和光阑a1之间的透镜g6为非球面透镜；透镜g7为非球面透镜，透镜g8-g10为三胶合透镜群；临着振镜的透镜g12向远离振镜的方向弯曲，利于远心设计。表4：镜头结构参数。表5：各非球面透镜参数表6：厚度变量表80寸100寸120寸d1-372-465-558d210.3110.6110.39d31.7322.2根据上述实施例2-3的投影用光学镜头的光学参数为：镜头参数实施例1实施例2焦距2mm2mm视场角155°155°f数(光圈)2.32.3投射比0.20.2全长190mm以内190mm以内光学畸变小于0.2％小于0.2％远心度小于0.1度小于1度由上可见，在第三透镜群中，连续使用三胶合透镜和二胶合透镜(实施例2)，在远心度方面，明显优于三胶合透镜和单透镜的组合(实施例3)。当前第1页1 2 3