一种投影镜头及HUD设备

本发明涉及光学成像，尤其涉及一种投影镜头及hud设备。

背景技术：

1、在当前智能驾驶技术的发展下，hud(head up display)已做为一个智能驾驶的标准配置应用于各种汽车上。而hud技术则是将车内图像源在驾驶员前方投射成一个虚像，用于显示车辆行驶，如车速、导航地图等各类信息，有效提高了汽车的科技体验感，同时使得驾驶员在驾驶过程中免去了低头观看仪表盘，大大提高了驾驶的安全性。

2、公开号为cn116299989b的中国专利公开了一种投影镜头、车载hud以及车辆；其中，所述投影镜头由物方至像方沿同一光轴包括前透镜组、后透镜组以及光阑；其中，所述光阑位于所述前透镜组与所述后透镜组之间；所述前透镜组包括至少第一透镜及第二透镜，所述第二透镜位于所述第一透镜和所述光阑之间；其中，所述第一透镜的折射力为负，经所述第一透镜出射的光线在射入所述第二透镜时，光线的高度抬升。但上述方案提供的投影镜头的光学结构较为复杂并且投影镜头的成像质量较差，因此，提供一种投影镜头及hud设备，能够在实现投影镜头具有小体量的同时提升投影镜头的成像质量，是非常有必要的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种投影镜头及hud设备，能够在实现投影镜头具有小体量的同时，提升投影镜头的成像质量。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种投影镜头，其特征在于，所述投影镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括具有负折射力的第一透镜、具有正折射力的第二透镜、光阑、具有负折射力的第三透镜、具有正折射力的第四透镜、具有正折射力的第五透镜、具有负折射力的第六透镜以及棱镜，其中，

3、所述第一透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面在近光轴处为凹面，所述第六透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面在近光轴处为凹面，所述第三透镜与所述第四透镜组成胶合透镜组；

4、所述投影镜头满足以下条件式：

5、f1/f6≤0.004；

6、-0.8≤f3/f4≤-0.7；

7、0.2≤f/ttl≤0.3；

8、-2.5≤f34/f5≤-2.0；

9、其中，f表示所述投影镜头的总焦距，ttl表示所述投影镜头的总长，f1表示所述第一透镜的焦距，f2表示所述第二透镜的焦距，f3表示所述第三透镜的焦距，f4表示所述第四透镜的焦距，f5表示所述第五透镜的焦距，f6表示所述第六透镜的焦距，f34表示所述胶合透镜组的焦距。

10、在以上技术方案的基础上，优选的，所述第二透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面在近光轴处为凹面，且所述第二透镜中物侧面的曲率半径大于所述第二透镜中像侧面的曲率半径。

11、在以上技术方案的基础上，优选的，所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凹面，所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面，且所述第三透镜中物侧面的曲率半径小于所述第三透镜中像侧面的曲率半径。

12、更进一步优选的，所述第四透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面在近光轴处为凸面，且所述第四透镜中物侧面的曲率半径小于所述第四透镜中像侧面的曲率半径。

13、更进一步优选的，所述第五透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第五透镜的像侧面在近光轴处为凸面，且所述第五透镜中物侧面的曲率半径小于所述第五透镜中像侧面的曲率半径。

14、更进一步优选的，所述第一透镜和所述第六透镜满足以下条件：

15、1.6≤(r1+r2)/(r1-r2)≤1.7；

16、7.0≤(r11+r12)/(r11-r12)≤7.5；

17、其中，r1表示所述第一透镜物侧面的曲率半径，r2表示所述第一透镜像侧面的曲率半径，r11表示所述第六透镜物侧面的曲率半径，r12表示所述第六透镜像侧面的曲率半径。

18、更进一步优选的，所述第三透镜的折射率大于1.9，所述第三透镜的阿贝系数小于35，所述第四透镜的折射率小于1.6，所述第四透镜的阿贝系数大于65。

19、更进一步优选的，所述投影镜头的视场角大于或等于40°，所述投影镜头的数值孔径小于或等于2.8。

20、更进一步优选的，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜以及所述第六透镜均为球面透镜。

21、第二方面，本发明公开了一种hud设备，包括如上述第一方面所述的投影镜头和位于成像面的图像源。

22、本发明提供的一种投影镜头及hud设备相对于现有技术具有以下有益效果：

23、(1)通过合理分配投影镜头中六个透镜的折射力，并且采用具有负折射力第一透镜，有利于减小入射光线的倾角，并且第一透镜物侧面为凸面，像侧面为凹面，有利于尽可能地收集边缘视场光线进入后方光学镜片，实现大角度光线收集，第二透镜具有正折射力，有助于光线平缓过渡，扩大光学成像镜头的视场角，降低后端透镜矫正畸变和色差的难度，提升光学成像镜头的像质，由于第一透镜具有负折射力且第二透镜具有正折射力，这一正一负的两个透镜的组合，能够有利于矫正投影镜头的轴上球差，第三透镜具有负折射力可有效平衡投影镜头的光程差，实现修正场曲及平滑外视场畸变的设计要求，有利于减小投影镜头产生的畸变，第四透镜具有正折射力，能够有利于扩大投影镜头的视场范围，同时减小投影镜头产生的畸变，并且第五透镜具有正折射力，有利于提高投影镜头的光线汇聚能力，同时能够平衡投影镜头的像差，提高投影镜头的成像质量，第六透镜具有负折射力有利于增大投影镜头的成像面积，提升投影镜头的成像品质，同时第六透镜物侧面为凸面，像侧面为凹面，而且还能降低第六透镜自身产生的球差，提升投影镜头的成像品质；

24、(2)当投影镜头满足关系式f1/f6≤0.004和0.2≤f/ttl≤0.3时，可以使第一透镜具有适当的负折射力，有利于使入射光线折射角度变化较为缓和，避免折射变化过于强烈而产生过多像差，同时有助于更多的光线进入后方透镜提升相对照度并有效地限制投影镜头的长度和体积，实现投影镜头的小型化。

技术特征：

1.一种投影镜头，其特征在于，所述投影镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括具有负折射力的第一透镜、具有正折射力的第二透镜、光阑、具有负折射力的第三透镜、具有正折射力的第四透镜、具有正折射力的第五透镜、具有负折射力的第六透镜以及棱镜，其中，

2.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第二透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第二透镜的像侧面在近光轴处为凹面，且所述第二透镜中物侧面的曲率半径大于所述第二透镜中像侧面的曲率半径。

3.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的物侧面在近光轴处为凹面，所述第三透镜的像侧面在近光轴处为凹面，且所述第三透镜中物侧面的曲率半径小于所述第三透镜中像侧面的曲率半径。

4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第四透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第四透镜的像侧面在近光轴处为凸面，且所述第四透镜中物侧面的曲率半径小于所述第四透镜中像侧面的曲率半径。

5.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第五透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第五透镜的像侧面在近光轴处为凸面，且所述第五透镜中物侧面的曲率半径小于所述第五透镜中像侧面的曲率半径。

6.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第六透镜满足以下条件：

7.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的折射率大于1.9，所述第三透镜的阿贝系数小于35，所述第四透镜的折射率小于1.6，所述第四透镜的阿贝系数大于65。

8.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的视场角大于或等于40°，所述投影镜头的数值孔径小于或等于2.8。

9.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜以及所述第六透镜均为球面透镜。

10.一种hud设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的投影镜头和位于成像面的图像源。

技术总结本发明提出了一种投影镜头及HUD设备，涉及光学成像技术领域，投影镜头沿光轴由物侧至像侧依次包括具有负折射力的第一透镜、具有正折射力的第二透镜、光阑、具有负折射力的第三透镜、具有正折射力的第四透镜、具有正折射力的第五透镜、具有负折射力的第六透镜以及棱镜，其中，所述第一透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第一透镜的像侧面在近光轴处为凹面，所述第六透镜的物侧面在近光轴处为凸面，所述第六透镜的像侧面在近光轴处为凹面，所述第三透镜与所述第四透镜组成胶合透镜组。本发明有助于实现投影镜头小体量的同时提升投影镜头的成像质量。技术研发人员：张牡丹,明扬,李丽娜,谢少勇,李琳莉受保护的技术使用者：武昌理工学院技术研发日：技术公布日：2024/6/5