一种三片式非远心大孔径投影镜头及数字投影车灯的制作方法

本发明涉及投影镜头，具体而言，涉及一种三片式非远心大孔径投影镜头及数字投影车灯。

背景技术：

1、车灯作为汽车的眼睛，能为驾驶者照亮前方的道路，是安全驾驶的重要保障。传统车灯在夜间、复杂路段和恶劣天气中的使用表现不尽如人意，为提升驾驶的安全性，数字投影显示智能车灯系统逐渐被应用到汽车上。数字投影车灯具有高像素分辨率，可以最大限度地减少夜间对向来车驾驶员被眩目的风险，像素的on和off状态不断交替，将照射在对向车辆上的危险光束关闭的同时保留有效前部照明的光束，可以有效提升道路交通安全。除此之外，数字智能车灯还需要有更高的路面投射照度以及高宽的照射范围来应对复杂的驾驶环境。为实现以上功能，数字车灯模组需要更高的光通量，更大的视场角度。考虑功能的同时也需要考虑其实用性及车规可靠度，小体积更利于实现装车，满足整车空间有限的需求，还要尽可能降低生产加工成本。

2、数字投影车灯模组由光源、照明系统、像素化可控数字芯片及投影镜头组成，像素化可控数字芯片及投影镜头是整个模组的核心部分。其中，投影镜头光路分成两种：远心光路和非远心光路。远心光路中的照明系统的出射光瞳位于像素化可控数字芯片的无限远处，并且照明光束被像素化可控数字芯片调制后再射出。而远心投影光路在与像素化可控数字芯片和照明系统匹配时，使用了tir棱镜对照明光源进行补偿和平面反射镜改变光束方向。tir棱镜体积较大，再加上平面反射镜的设置，阻碍投影系统的体积缩减。非远心光路中的照明系统的出射光瞳位于像素化可控数字芯片的有限距离处。此时，照明系统和光轴、像素化可控数字芯片表面形成一定的角度，因此，需要将照明光束也要通过一定的角度照射在像素化可控数字芯片上，为了更高效的利用照明光，投影镜头必须有大的孔径。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种三片式非远心大孔径投影镜头及数字投影车灯，具有大视场角、大光圈、非远心、体积小、结构简单、成像质量高、成本低廉的优点，并且能够保证长时间使用时的性能稳定性。

2、本发明的实施例是这样实现的：

3、本发明实施例的一方面，提供一种三片式非远心大孔径投影镜头，包括沿投影光路依次设置的像素化可控数字芯片、保护玻璃、第一光学物镜、第二光学物镜和第三光学物镜，所述第一光学物镜的焦距为f5，所述第二光学物镜的焦距为f7，所述第三光学物镜的焦距为f10，且满足关系式：|f10|>|f7|>|f5|。该三片式非远心大孔径投影镜头具有大视场角、大光圈、非远心、体积小、结构简单、成像质量高、成本低廉的优点，并且能够保证长时间使用时的性能稳定性。

4、可选地，所述保护玻璃与所述第一光学物镜的中心之间的距离小于等于40mm，所述第一光学物镜的中心与所述第二光学物镜的中心之间的距离大于等于1mm，所述第二光学物镜的中心与所述第三光学物镜的中心之间的距离小于18mm。

5、可选地，所述第一光学物镜为双凸透镜，且所述第一光学物镜的焦距f5满足关系式：30mm<|f5|<60mm。

6、可选地，靠近所述像素化可控数字芯片一侧的所述第一光学物镜的凸球面面型半径为小于70mm，远离所述像素化可控数字芯片一侧的所述第一光学物镜的凸球面面型半径为小于-35mm。

7、可选地，所述第二光学物镜为弯月透镜，且所述第二光学物镜的焦距f7满足关系式：60mm<|f7|<100mm。

8、可选地，靠近所述像素化可控数字芯片一侧的所述第二光学物镜的凹球面面型半径小于37mm，远离所述像素化可控数字芯片一侧的所述第二光学物镜的凸球面面型半径小于60mm。

9、可选地，所述第三光学物镜为弯月透镜，且所述第三光学物镜的焦距f10满足关系式：150mm<|f10|<250mm。

10、可选地，靠近所述像素化可控数字芯片一侧的所述第三光学物镜的凹非球面面型半径为小于-50mm，远离所述像素化可控数字芯片一侧的所述第三光学物镜的凸非球面面型半径小于-35mm。

11、可选地，所述三片式非远心大孔径投影镜头的光圈数小于等于1.3，所述三片式非远心大孔径投影镜头的bfl小于等于40mm，所述三片式非远心大孔径投影镜头的ttl/bfl小于等于2.6。

12、本发明实施例的另一方面，提供一种数字投影车灯，包括上述的三片式非远心大孔径投影镜头。该三片式非远心大孔径投影镜头具有大视场角、大光圈、非远心、体积小、结构简单、成像质量高、成本低廉的优点，并且能够保证长时间使用时的性能稳定性。

13、本发明实施例的有益效果包括：

14、该三片式非远心大孔径投影镜头包括沿投影光路依次设置的像素化可控数字芯片、保护玻璃、第一光学物镜、第二光学物镜和第三光学物镜，第一光学物镜的焦距为f5，第二光学物镜的焦距为f7，第三光学物镜的焦距为f10，且满足关系式：|f10|>|f7|>|f5|。该三片式非远心大孔径投影镜头及数字投影车灯，具有大视场角、大光圈、非远心、体积小、结构简单、成像质量高、成本低廉的优点，并且能够保证长时间使用时的性能稳定性。

技术特征：

1.一种三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，包括沿投影光路依次设置的像素化可控数字芯片、保护玻璃、第一光学物镜、第二光学物镜和第三光学物镜，所述第一光学物镜的焦距为f5，所述第二光学物镜的焦距为f7，所述第三光学物镜的焦距为f10，且满足关系式：|f10|>|f7|>|f5|。

2.根据权利要求1所述的三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，所述保护玻璃与所述第一光学物镜的中心之间的距离小于等于40mm，所述第一光学物镜的中心与所述第二光学物镜的中心之间的距离大于等于1mm，所述第二光学物镜的中心与所述第三光学物镜的中心之间的距离小于18mm。

3.根据权利要求1所述的三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，所述第一光学物镜为双凸透镜，且所述第一光学物镜的焦距f5满足关系式：30mm<|f5|<60mm。

4.根据权利要求3所述的三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，靠近所述像素化可控数字芯片一侧的所述第一光学物镜的凸球面面型半径为小于70mm，远离所述像素化可控数字芯片一侧的所述第一光学物镜的凸球面面型半径为小于-35mm。

5.根据权利要求1所述的三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，所述第二光学物镜为弯月透镜，且所述第二光学物镜的焦距f7满足关系式：60mm<|f7|<100mm。

6.根据权利要求5所述的三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，靠近所述像素化可控数字芯片一侧的所述第二光学物镜的凹球面面型半径小于37mm，远离所述像素化可控数字芯片一侧的所述第二光学物镜的凸球面面型半径小于60mm。

7.根据权利要求1所述的三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，所述第三光学物镜为弯月透镜，且所述第三光学物镜的焦距f10满足关系式：150mm<|f10|<250mm。

8.根据权利要求7所述的三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，靠近所述像素化可控数字芯片一侧的所述第三光学物镜的凹非球面面型半径小于-50mm，远离所述像素化可控数字芯片一侧的所述第三光学物镜的凸非球面面型半径小于-35mm。

9.根据权利要求1所述的三片式非远心大孔径投影镜头，其特征在于，所述三片式非远心大孔径投影镜头的光圈数小于等于1.3，所述三片式非远心大孔径投影镜头的bfl小于等于40mm，所述三片式非远心大孔径投影镜头的ttl/bfl小于等于2.6。

10.一种数字投影车灯，其特征在于，包括权利要求1～9中任意一项所述的三片式非远心大孔径投影镜头。

技术总结
本发明公开一种三片式非远心大孔径投影镜头及数字投影车灯，涉及投影镜头技术领域。该三片式非远心大孔径投影镜头包括沿投影光路依次设置的像素化可控数字芯片、保护玻璃、第一光学物镜、第二光学物镜和第三光学物镜，第一光学物镜的焦距为f5，第二光学物镜的焦距为f7，第三光学物镜的焦距为f10，且满足关系式：|f10|>|f7|>|f5|。该三片式非远心大孔径投影镜头及数字投影车灯，具有大视场角、大光圈、非远心、体积小、结构简单、成像质量高、成本低廉的优点，并且能够保证长时间使用时的性能稳定性。

技术研发人员：牛磊,杨珏晶,黄慧,蔡志鹏,王良亮,王鹏飞,徐锋
受保护的技术使用者：华域视觉科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15