本發(fā)明涉及光學(xué)成像系統(tǒng)，尤其涉及一種小型長焦投影成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會進(jìn)入了多媒體信息化時代，投影技術(shù)作為圖像和聲音的主要載體，已廣泛應(yīng)用于家庭、軍事、交通、辦公和航空航天等領(lǐng)域。在投影技術(shù)中，鏡頭設(shè)計是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，承擔(dān)著成像質(zhì)量和投影效果的核心功能。然而，鏡頭設(shè)計面臨著諸多挑戰(zhàn)，在保證成像質(zhì)量的前提下，需要控制成本并兼顧體積小型化，同時在大尺寸成像時確保高解析度，從而提升產(chǎn)品性能成為一大難點。

2、當(dāng)前市場上的長焦距投影產(chǎn)品面臨以下兩個主要問題：

3、1、光學(xué)設(shè)計復(fù)雜性及高成本：長焦投影鏡頭通常具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計，涉及較多的鏡片組合，尤其是廣泛采用的球面玻璃鏡片。這種設(shè)計不僅導(dǎo)致了制造成本的顯著增加，也使得鏡頭的體積龐大，增加了攜帶的難度。這種復(fù)雜的鏡片結(jié)構(gòu)不僅需要精密的加工和裝配，還要求嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確保每個鏡片的光學(xué)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。因此，最終產(chǎn)品的價格往往較高，這在一定程度上限制了其市場競爭力。

4、2、成像質(zhì)量欠佳：現(xiàn)有長焦定焦鏡頭在像差矯正方面的效果普遍不理想，特別是在進(jìn)行大尺寸成像時，畸變現(xiàn)象尤為明顯。這種畸變不僅影響了圖像的直觀效果，還降低了圖像的還原度，使得投影效果難以達(dá)到用戶的期望。此外，由于鏡頭設(shè)計未能有效控制各種光學(xué)像差，整體的光學(xué)成像質(zhì)量常常難以滿足高要求應(yīng)用場景（如專業(yè)展示、教育培訓(xùn)等）的需求，進(jìn)一步影響了用戶的使用體驗。

5、因此，亟需一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，減小鏡頭體積并提高成像質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，能夠使用極少的鏡片數(shù)量，實現(xiàn)高質(zhì)量成像的同時，采用緊湊結(jié)構(gòu)，降低鏡頭制造成本，縮小鏡頭體積。

2、本發(fā)明提供了一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，從光線入射至光線出射方向依次為：光閥、棱鏡、影像偏置鏡和投影鏡頭；

3、所述投影鏡頭從光線入射至光線出射方向同一光軸上依次設(shè)置有后群鏡片組和前群鏡片組，所述后群鏡片組包括具有正光焦度的第一透鏡、具有正光焦度的第二透鏡、具有負(fù)光焦度的第三透鏡，所述前群鏡片組包括具有正光焦度的第四透鏡、具有負(fù)光焦度的第五透鏡；

4、所述前群鏡片組和所述后群鏡片組之間設(shè)置有光闌；

5、所述第二透鏡和所述第三透鏡組合成一個雙膠合透鏡。

6、進(jìn)一步的，所述第一透鏡為玻璃非球面透鏡，所述第五透鏡為塑膠非球面透鏡；

7、所述第五透鏡的塑膠非球面透鏡為彎向光源的彎月型透鏡。

8、進(jìn)一步的，所述第二透鏡、所述第三透鏡和所述第四透鏡均為玻璃球面透鏡。

9、進(jìn)一步的，所述第二透鏡的玻璃球面透鏡為雙凸型，所述第三透鏡的玻璃球面透鏡為雙凹型。

10、進(jìn)一步的，所述第一透鏡的阿貝數(shù)范圍（75，85）。

11、進(jìn)一步的，所述第二透鏡和所述第三透鏡的阿貝數(shù)的差值范圍為（40，50）。

12、進(jìn)一步的，所述第四透鏡的阿貝數(shù)范圍為（20，30）；所述第四透鏡的折射率大于1.6；所述第四透鏡的厚度小于2.2mm。

13、進(jìn)一步的，所述第五透鏡的阿貝數(shù)大于60，所述第五透鏡的折射率小于1.6。

14、進(jìn)一步的，所述光閥、所述棱鏡、所述影像偏置鏡和所述投影鏡頭組成投影系統(tǒng)，所述透鏡系統(tǒng)的長度為l2，l2<55mm，所述投影鏡頭的長度為l1，l1<40mm；

15、所述光閥至所述第一透鏡的距離為后工作距離bfl，bfl符合條件式：0?.05＜bfl/l1＜1。

16、進(jìn)一步的，所述投影鏡頭的總焦距為f，所述前群鏡片組的焦距為f1，所述后群鏡片組的焦距為f2，滿足條件式：1＜f1/f2＜3；0?.18＜f/f1＜1。

17、本發(fā)明實施例具有以下技術(shù)效果：

18、1、通過優(yōu)化鏡頭結(jié)構(gòu)，顯著減少了所需的鏡片數(shù)量，這不僅簡化了生產(chǎn)過程，還降低了生產(chǎn)成本。此外，簡單的裝配工藝進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，減少了人力和時間的投入，從而使產(chǎn)品的市場價格更具競爭力。同時，緊湊的設(shè)計使得鏡頭體積更小，重量更輕，提升了攜帶便利性，滿足了用戶對便攜設(shè)備的需求。

19、2.通過引入非球面鏡片，有效地矯正了傳統(tǒng)鏡頭設(shè)計中的畸變和像散問題，降低了最優(yōu)焦面的偏移。通過優(yōu)化鏡頭的出瞳位置，非球面鏡片能夠在大尺寸成像時實現(xiàn)更清晰的圖像，顯著提升了光學(xué)性能。此外，使用雙膠合透鏡來矯正色差，使得色彩還原更加準(zhǔn)確，進(jìn)一步提高了成像質(zhì)量。這種改進(jìn)確保了在各種應(yīng)用場景中都能獲得高質(zhì)量的投影效果，增強了用戶的視覺體驗和滿意度。

技術(shù)特征：

1.一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，從光線入射至光線出射方向依次為：光閥、棱鏡、影像偏置鏡和投影鏡頭（1）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光學(xué)成像系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種小型長焦投影成像系統(tǒng)，包括：光閥、棱鏡、影像偏置鏡和投影鏡頭；投影鏡頭從光線入射至光線出射方向同一光軸上依次設(shè)置有后群鏡片組和前群鏡片組，后群鏡片組包括具有正光焦度的第一透鏡為玻璃非球面透鏡、具有正光焦度的第二透鏡為玻璃球面透鏡、具有負(fù)光焦度的第三透鏡為玻璃球面透鏡，前群鏡片組包括具有正光焦度的第四透鏡為玻璃球面透鏡、具有負(fù)光焦度的第五透鏡為塑料非球面透鏡；前群鏡片組和后群鏡片組之間設(shè)置有光闌；第二透鏡和第三透鏡組合成一個雙膠合透鏡；本發(fā)明通過采用非球面鏡片優(yōu)化鏡頭出瞳位置，矯正畸變和像散，同時采用緊湊結(jié)構(gòu)，降低了鏡頭制造成本，成功縮小了鏡頭體積。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭浩臣,徐航宇,李文艷,郭躍武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沂普光電（天津）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6