1.本实用新型涉及投影镜头技术领域，具体涉及一种大变倍比非远心投影镜头。


背景技术：

2.近年来，由于激光光源、led光源在dlp投影产品中的应用，解决了dlp投影技术色域覆盖率低，色彩饱和度不高的缺陷，这一技术的突破是dlp投影产品使用范围进一步的拓展。另外，这两种光源的寿命比uhp灯的使用寿命提高了很多，dlp 投影产品的使用成本将会降低。
3.非远心光路系统因系统外形尺寸小，不需要tir棱镜转像，光机成本低，该类系统被广泛应用在便携式投影机上，然而，由于受到出瞳距离范围的限制，现市场上非远心光路投影镜头的变倍比大部分都小于1:1.2，甚至有的变倍比才做到1:1.1，投射比大部分在1.8:1左右。
4.因此，需要研发一种新的大变倍比非远心投影镜头。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供一种大变倍比非远心投影镜头，能够将变倍比提高到1:1.6，投射比提高到1.25:1，大大提高了投影镜头的适用范围。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大变倍比非远心投影镜头，包括沿光线入射方向依次设置的凸凹负透镜、双凹负透镜ⅰ、双凸正透镜ⅰ、凸凹正透镜ⅰ、双凸正透镜ⅱ、双凹负透镜ⅱ、双凸胶合透镜、凹凸胶合透镜和凸凹正透镜ⅱ；所述大变倍比非远心投影镜头的有效焦距为13.7-21.9mm，相对孔径为2-2.4，后工作距离为28mm，光学系统总长为150mm，分辨率为1280x720p像素。
7.进一步地，所述凸凹负透镜为凸凹非球面负透镜，其中，入射凸面r1的半径为47-49.3mm，出射凹面r2为非球面，其顶点半径为22.5-22.9mm，k=-1.227636，a1=0，a2=4.2624754e-006，a3=-6.3100016e-009，a4=5.3381213e-012，a5=-3.078e-014，a6=-8.3995938e-019，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.51-1.55，空气间隔范围为19-21mm。
8.进一步地，所述双凹负透镜ⅰ的入射凹面r3半径范围为23-39.5mm，出射凹面r4的半径范围为28.5-30mm，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.52-1.6，空气间隔范围为15-19mm。
9.进一步地，所述双凸正透镜ⅰ的入射凸面r5的半径范围为115-125mm，出射凸面r6的半径范围为140-150mm，厚度范围为5.5-6.5mm，折射率范围为1.75-1.85，空气间隔范围为0.05-0.3mm。
10.进一步地，所述凸凹正透镜ⅰ的入射凸面r7的半径范围为45-48mm，出射凹面r8的半径范围为160-165mm，厚度范围为5.7-6.3mm；折射率范围为1.76-1.83，空气间隔范围为12.5.5-13.8mm。
11.进一步地，所述双凸正透镜ⅱ的入射凸面r9的半径范围为28-31mm，出射凸面r10
的半径范围为180-185mm；厚度范围为8.4-9.05mm；折射率范围为1.55-1.65，空气间隔范围为0.2-0.52mm。
12.进一步地，所述双凹负透镜ⅱ的入射凹面r11的半径范围为72-76mm，出射凹面r12的半径范围为15-17mm，厚度范围为4.9-5.5mm，折射率范围为1.8-1.9，空气间隔范围为1.0-1.5mm。
13.进一步地，所述双凸胶合透镜包括胶合在一起的双凸正透镜ⅲ和凹凸正透镜，所述双凸正透镜ⅲ的入射凸面的r13的半径范围为25-28mm， 所述双凸正透镜ⅲ的出射凸面r14与所述凹凸正透镜的入射凹面r15胶合在一起且半径范围为12-15mm，所述凹凸正透镜的出射凸面r16半径范围为35.1-37.2mm，所述双凸正透镜ⅲ的厚度为5.8-6.95mm，所述双凸正透镜ⅲ的折射率范围为1.43-1.52，所述凹凸正透镜的厚度范围为7.3-8.5mm，所述凹凸正透镜的折射率范围为1.81-1.9，空气间隔范围为0.05-0.3mm。
14.进一步地，所述凹凸胶合透镜包括胶合在一起的双凹负透镜ⅲ和双凸正透镜ⅳ，所述双凹负透镜ⅲ的入射凹面r17的半径范围为120-128mm，所述双凹负透镜ⅲ的出射凹面r18与双凸正透镜ⅳ的入射凸面r19胶合在一起且半径范围为40-48mm，所述双凸正透镜ⅳ的出射凸面r20的半径范围为20.1-25.3mm，所述双凹负透镜ⅲ的厚度范围为5.8-6.32mm，所述双凹负透镜ⅲ的折射率范围为1.65-1.783，所述双凸正透镜ⅳ的厚度范围为5.5-6.3mm，所述双凸正透镜ⅳ的折射率范围为1.63-1.73，空气间隔范围为0.05-0.3mm。
15.进一步地，所述凸凹正透镜ⅱ的入射凸面r21的半径范围为40.3-43.5mm，出射凹面r22的半径范围为350-423mm，厚度范围为3.95-4.66mm，折射率范围为1.81-1.91，空气间隔范围为3.5-4.3mm。
16.本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：
17.1、本实用新型能够将非远心镜头的变倍比、投射比两项指标提高，变倍比为1:1.6，投射比为1.25:1。该款镜头可用在背投电视上，可用于会展中心背投影产品及家庭使用的背投电视机。
18.2、本实用新型采用了9组11片透镜组合的光学结构，其中第一片镜片采用了光学塑料注塑成型的非球面透镜，主要校正系统的tv畸变，该镜片加工工艺性好，可满足批量生产的要求。
19.3、本实用新型适用于dlp投影光机的芯片dmd尺寸为0.47”，像素点为：1280 x720p。投射比为1.28:1
‑‑‑
2.07:1，mtf：@66lp≥0.5，tv畸变≤0.3%，工作温度≤85
°
时可连续工作。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为本实用新型短焦系统图
22.图3为本实用新型的长焦系统图；
23.图4为本实用新型在短焦的状态时的光学传递函数mtf；
24.图5为本实用新型在长焦的状态时的光学传递函数mtf；
25.图6为本实用新型在短焦的状态时的倍率色差曲线；
26.图7为本实用新型在长焦的状态时的倍率色差曲线；
27.图8为本实用新型在短焦的状态时的光学相对畸变曲线；
28.图9为本实用新型在长焦的状态时的光学相对畸变曲线；
29.附图标记：
30.凸凹负透镜1；双凹负透镜ⅰ2；双凸正透镜ⅰ3；凸凹正透镜ⅰ4；双凸正透镜ⅱ5；双凹负透镜ⅱ6；双凸胶合透镜7；双凸正透镜ⅲ7a；凹凸正透镜7b；凹凸胶合透镜8；双凹负透镜ⅲ8a；双凸正透镜ⅳ8b；凸凹正透镜ⅱ9。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图1-9，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.参阅附图1，一种大变倍比非远心投影镜头，包括沿光线入射方向依次设置的凸凹负透镜1、双凹负透镜ⅰ2、双凸正透镜ⅰ3、凸凹正透镜ⅰ4、双凸正透镜ⅱ5、双凹负透镜ⅱ6、双凸胶合透镜7、凹凸胶合透镜8和凸凹正透镜ⅱ9；所述大变倍比非远心投影镜头的有效焦距为13.7-21.9mm，相对孔径为2-2.4，后工作距离为28mm，光学系统总长为150mm，分辨率为1280x720p像素。
33.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述凸凹负透镜1为凸凹非球面负透镜，其中，入射凸面r1的半径为47-49.3mm，出射凹面r2为非球面，其顶点半径为22.5-22.9mm，k=-1.227636，a1=0，a2=4.2624754e-006，a3=-6.3100016e-009，a4=5.3381213e-012，a5=-3.078e-014，a6=-8.3995938e-019，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.51-1.55，空气间隔范围为19-21mm。
34.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凹负透镜ⅰ2的入射凹面r3半径范围为23-39.5mm，出射凹面r4的半径范围为28.5-30mm，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.52-1.6，空气间隔范围为15-19mm。
35.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凸正透镜ⅰ3的入射凸面r5的半径范围为115-125mm，出射凸面r6的半径范围为140-150mm，厚度范围为5.5-6.5mm，折射率范围为1.75-1.85，空气间隔范围为0.05-0.3mm。
36.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述凸凹正透镜ⅰ4的入射凸面r7的半径范围为45-48mm，出射凹面r8的半径范围为160-165mm，厚度范围为5.7-6.3mm；折射率范围为1.76-1.83，空气间隔范围为12.5.5-13.8mm。
37.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凸正透镜ⅱ5的入射凸面r9的半径范围为28-31mm，出射凸面r10的半径范围为180-185mm；厚度范围为8.4-9.05mm；折射率范围为1.55-1.65，空气间隔范围为0.2-0.52mm。
38.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凹负透镜ⅱ6的入射凹面r11的半径范围为72-76mm，出射凹面r12的半径范围为15-17mm，厚度范围为4.9-5.5mm，折射率范围为1.8-1.9，空气间隔范围为1.0-1.5mm。
39.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凸胶合透镜7包括胶合在一起的双凸正透镜ⅲ7a和凹凸正透镜7b，所述双凸正透镜ⅲ7a的入射凸面的r13的半径范围为
25-28mm， 所述双凸正透镜ⅲ7a的出射凸面r14与所述凹凸正透镜7b的入射凹面r15胶合在一起且半径范围为12-15mm，所述凹凸正透镜7b的出射凸面r16半径范围为35.1-37.2mm，所述双凸正透镜ⅲ7a的厚度为5.8-6.95mm，所述双凸正透镜ⅲ7a的折射率范围为1.43-1.52，所述凹凸正透镜7b的厚度范围为7.3-8.5mm，所述凹凸正透镜7b的折射率范围为1.81-1.9，空气间隔范围为0.05-0.3mm。
40.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述凹凸胶合透镜8包括胶合在一起的双凹负透镜ⅲ8a和双凸正透镜ⅳ8b，所述双凹负透镜ⅲ8a的入射凹面r17的半径范围为120-128mm，所述双凹负透镜ⅲ8a的出射凹面r18与双凸正透镜ⅳ8b的入射凸面r19胶合在一起且半径范围为40-48mm，所述双凸正透镜ⅳ8b的出射凸面r20的半径范围为20.1-25.3mm，所述双凹负透镜ⅲ8a的厚度范围为5.8-6.32mm，所述双凹负透镜ⅲ8a的折射率范围为1.65-1.783，所述双凸正透镜ⅳ8b的厚度范围为5.5-6.3mm，所述双凸正透镜ⅳ8b的折射率范围为1.63-1.73，空气间隔范围为0.05-0.3mm。
41.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述凸凹正透镜ⅱ9的入射凸面r21的半径范围为40.3-43.5mm，出射凹面r22的半径范围为350-423mm，厚度范围为3.95-4.66mm，折射率范围为1.81-1.91，空气间隔范围为3.5-4.3mm。
42.如图2为本实用新型在短焦状态的系统图，短焦状态下的非远心高清投影镜头，有效焦距f’=13.7mm，相对孔径f=2，后截距为28.6mm；改变bc空气间隔由17.82到6.6993；改变de间隔由13.31到0.1；改变ef空气间隔由0.23到8.2242；改变hi空气间隔由0.1到16.4407是系统的长焦距f”=21.9047，见图3为本实用新型在长焦状态的系统图。光学系统总长150 mm，分变率为1280x720p像素，满足于dmd尺寸0.47成像尺寸。
43.如图4至图9所示，为本实用新型在短焦状态下和长焦状态下的各性能曲线图，本实用新型适用于dlp投影光机的芯片dmd尺寸为0.47”，像素点为：1280 x720p。投射比为1.28:1
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2.07:1，mtf：@66lp≥0.5，tv畸变≤0.3%，工作温度≤85
°
时可连续工作。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。