本發(fā)明屬于光學鏡頭，具體涉及一種投影變焦鏡頭。

背景技術(shù)：

1、投影具有大畫面、應(yīng)用范圍廣等特點，使得投影在顯示領(lǐng)域占據(jù)的比重越來越大，如在教育、家用等領(lǐng)域被廣泛使用。而隨著投影市場的快速發(fā)展，投影易用性得到大幅提升，鏡頭作為投影機的核心部件，決定了畫面大小可變范圍。

2、但常用投影的投影距離和畫幅大小均有較大限制，無法在多種場景下使用。應(yīng)對不同需求往往需要開發(fā)多款定焦投影鏡頭，成本和易用性無法兼顧；或者采用具有變焦功能的投影機，以滿足不同的投影場所使用需求，這種具有變焦功能的投影機的鏡頭通常包含多個透鏡組，通過改變透鏡組之間的相對位置來改變鏡頭的有效焦距，從而實現(xiàn)變焦功能，但是，現(xiàn)有的變焦投影鏡頭一般體積大，會導(dǎo)致投影機整體體型比較大，同時現(xiàn)有鏡頭各透鏡組的光學參數(shù)設(shè)計，還往往存在如下缺陷：(1)無法有效修正像差和畸變，不利于提高成像質(zhì)量；(2)只能達到較小的變焦比(如1倍-2倍)，f數(shù)為1.7-2.0，無法滿足商業(yè)及家庭等場景的高端化投影需求。

3、因此，提出一種變焦投影方案，可滿足不同畫幅和投影距離的自動調(diào)整以及高質(zhì)量的投影效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提出一種投影變焦鏡頭，該鏡頭具有小體積、大光圈、可調(diào)的投影距離和投射比，且變焦過程總長不變，能夠提供足夠的投影亮度和尺寸，投影畫面清晰銳利，對比度高，顏色還原準確，同時溫度不敏感，變焦形式簡單，易于量產(chǎn)。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明提出的一種投影變焦鏡頭，包括沿光軸方向依次設(shè)置的第一固定組、變倍組、第二固定組和對焦組，第一固定組包括具有負光焦度的第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡和具有正光焦度的第三透鏡，第一透鏡和第二透鏡形成第一膠合鏡組，變倍組包括具有負光焦度的第四透鏡、具有負光焦度的第五透鏡和具有正光焦度的第六透鏡，第五透鏡和第六透鏡形成第二膠合鏡組，第二固定組包括具有正光焦度的第七透鏡、具有負光焦度的第八透鏡、具有正光焦度的第九透鏡、具有負光焦度的第十透鏡和具有正光焦度的第十一透鏡，第九透鏡和第十透鏡形成第三膠合鏡組，對焦組包括具有正光焦度的第十二透鏡、具有正光焦度的第十三透鏡和具有負光焦度的第十四透鏡，第十三透鏡和第十四透鏡形成第四膠合鏡組，第一透鏡至第十四透鏡沿光軸方向依次設(shè)置，變倍組和對焦組能夠沿光軸方向移動調(diào)焦；

4、投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

5、14mm≤fw≤16mm,42mm≤ft≤46mm；

6、其中，fw為投影變焦鏡頭的廣角端的焦距，ft為投影變焦鏡頭的長焦端的焦距。

7、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

8、

9、其中，efl1為第一固定組的組合焦距，efl3為第二固定組的組合焦距，efl2為變倍組的組合焦距，efl4為對焦組的組合焦距。

10、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

11、

12、其中，thi12w為第一固定組和變倍組在廣角端的軸上間隙，ttl為第一透鏡到像面的距離，thi23t為變倍組和第二固定組在長焦端的軸上距離。

13、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

14、95mm≤ttl≤130mm

15、其中，thi34w為第二固定組和對焦組在廣角端的軸上間隙，ttl為第一透鏡到像面的距離。

16、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

17、

18、其中，dwt為變倍組從廣角端到長焦端的移動距離，ttl為第一透鏡到像面的距離。

19、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

20、

21、其中，epdt為投影變焦鏡頭的長焦端的入瞳直徑。

22、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

23、-1°≤craw≤1°，-1.5°≤crat≤1.5°

24、其中，craw為投影變焦鏡頭的廣角端最大成像圓主光線與像面的夾角，crat為投影變焦鏡頭的長焦端最大成像圓主光線與像面的夾角。

25、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

26、

27、其中，ind7為第七透鏡在波長550nm的折射率，ind12為第十二透鏡在波長550nm的折射率，thi7為第七透鏡的中厚，thi12為第十二透鏡的中厚。

28、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

29、

30、其中，sd1為第一透鏡的有效半口徑，sd12為第十二透鏡的有效半口徑。

31、優(yōu)選地，投影變焦鏡頭還包括光闌，光闌位于第六透鏡和第七透鏡之間并與第二固定組固定。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

33、該鏡頭包括沿光軸方向依次設(shè)置的第一固定組、變倍組、第二固定組和對焦組，通過變倍組和對焦組移動調(diào)焦，具有小體積、低成本、大光圈、可調(diào)的投影距離和投射比，且變焦過程總長不變，能夠提供足夠的投影亮度和尺寸，投影畫面清晰銳利，對比度高，顏色還原準確，同時溫度不敏感，變焦形式簡單，易于量產(chǎn)。變焦簡單快捷。具體地，采用十四片透鏡架構(gòu)，尺寸較小，降低成本的同時保證了成像質(zhì)量，并通過合理分配光焦度使鏡頭結(jié)構(gòu)緊湊，鏡頭總長在130mm以內(nèi)；合理分配透鏡使得各種像差得到修正，提升邊緣畫質(zhì)，從而提升成像質(zhì)量；孔徑方面最大可達f1.6大光圈，使鏡頭具備更高出光量的能力，同時合理設(shè)定透鏡材料進行互補使得鏡頭在-20℃～+70℃的環(huán)境條件下不離焦，工作性能更加穩(wěn)定；可適配0.33”dmd芯片，像素高，成像質(zhì)量更好，使得在大范圍內(nèi)變焦及對焦中保持畫面清晰，投影質(zhì)量高、適用范圍廣。

技術(shù)特征：

1.一種投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭包括沿光軸方向依次設(shè)置的第一固定組(g1)、變倍組(g2)、第二固定組(g3)和對焦組(g4)，所述第一固定組(g1)包括具有負光焦度的第一透鏡(l1)、具有正光焦度的第二透鏡(l2)和具有正光焦度的第三透鏡(l3)，所述第一透鏡(l1)和第二透鏡(l2)形成第一膠合鏡組，所述變倍組(g2)包括具有負光焦度的第四透鏡(l4)、具有負光焦度的第五透鏡(l5)和具有正光焦度的第六透鏡(l6)，所述第五透鏡(l5)和第六透鏡(l6)形成第二膠合鏡組，所述第二固定組(g3)包括具有正光焦度的第七透鏡(l7)、具有負光焦度的第八透鏡(l8)、具有正光焦度的第九透鏡(l9)、具有負光焦度的第十透鏡(l10)和具有正光焦度的第十一透鏡(l11)，所述第九透鏡(l9)和第十透鏡(l10)形成第三膠合鏡組，所述對焦組(g4)包括具有正光焦度的第十二透鏡(l12)、具有正光焦度的第十三透鏡(l13)和具有負光焦度的第十四透鏡(l14)，所述第十三透鏡(l13)和第十四透鏡(l14)形成第四膠合鏡組，所述第一透鏡(l1)至第十四透鏡(l14)沿光軸方向依次設(shè)置，所述變倍組(g2)和對焦組(g4)能夠沿光軸方向移動調(diào)焦；

2.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

3.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

4.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

5.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

6.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

7.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

8.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

9.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還滿足如下條件：

10.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其特征在于：所述投影變焦鏡頭還包括光闌(sto)，所述光闌(sto)位于所述第六透鏡(l6)和第七透鏡(l7)之間并與所述第二固定組(g3)固定。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種投影變焦鏡頭，包括沿光軸方向依次設(shè)置的第一固定組、變倍組、第二固定組和對焦組，第一固定組包括第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，變倍組包括第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡，第二固定組包括第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡和第十一透鏡，對焦組包括第十二透鏡、第十三透鏡和第十四透鏡，第一透鏡至第十四透鏡沿光軸方向依次設(shè)置，變倍組和對焦組能夠沿光軸方向移動調(diào)焦；并通過合理設(shè)置廣角端和長焦端的焦距范圍，使得在大范圍內(nèi)變焦及對焦中保持畫面清晰，且該鏡頭移動群組少，總長不變，變焦簡單，具有小體積、低成本特征，同時在溫差較大環(huán)境條件下不離焦，工作性能穩(wěn)定、投影質(zhì)量高、適用范圍廣。

技術(shù)研發(fā)人員：黨緒文,王立忠
受保護的技術(shù)使用者：江西鳳凰光學科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2