一种小型长焦投影成像系统的制作方法

本发明涉及光学成像系统，尤其涉及一种小型长焦投影成像系统。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，社会进入了多媒体信息化时代，投影技术作为图像和声音的主要载体，已广泛应用于家庭、军事、交通、办公和航空航天等领域。在投影技术中，镜头设计是关键环节之一，承担着成像质量和投影效果的核心功能。然而，镜头设计面临着诸多挑战，在保证成像质量的前提下，需要控制成本并兼顾体积小型化，同时在大尺寸成像时确保高解析度，从而提升产品性能成为一大难点。

2、当前市场上的长焦距投影产品面临以下两个主要问题：

3、1、光学设计复杂性及高成本：长焦投影镜头通常具有复杂的结构设计，涉及较多的镜片组合，尤其是广泛采用的球面玻璃镜片。这种设计不仅导致了制造成本的显著增加，也使得镜头的体积庞大，增加了携带的难度。这种复杂的镜片结构不仅需要精密的加工和装配，还要求严格的质量控制，以确保每个镜片的光学性能达到标准。因此，最终产品的价格往往较高，这在一定程度上限制了其市场竞争力。

4、2、成像质量欠佳：现有长焦定焦镜头在像差矫正方面的效果普遍不理想，特别是在进行大尺寸成像时，畸变现象尤为明显。这种畸变不仅影响了图像的直观效果，还降低了图像的还原度，使得投影效果难以达到用户的期望。此外，由于镜头设计未能有效控制各种光学像差，整体的光学成像质量常常难以满足高要求应用场景（如专业展示、教育培训等）的需求，进一步影响了用户的使用体验。

5、因此，亟需一种小型长焦投影成像系统，减小镜头体积并提高成像质量。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种小型长焦投影成像系统，能够使用极少的镜片数量，实现高质量成像的同时，采用紧凑结构，降低镜头制造成本，缩小镜头体积。

2、本发明提供了一种小型长焦投影成像系统，从光线入射至光线出射方向依次为：光阀、棱镜、影像偏置镜和投影镜头；

3、所述投影镜头从光线入射至光线出射方向同一光轴上依次设置有后群镜片组和前群镜片组，所述后群镜片组包括具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜，所述前群镜片组包括具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜；

4、所述前群镜片组和所述后群镜片组之间设置有光阑；

5、所述第二透镜和所述第三透镜组合成一个双胶合透镜。

6、进一步的，所述第一透镜为玻璃非球面透镜，所述第五透镜为塑胶非球面透镜；

7、所述第五透镜的塑胶非球面透镜为弯向光源的弯月型透镜。

8、进一步的，所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为玻璃球面透镜。

9、进一步的，所述第二透镜的玻璃球面透镜为双凸型，所述第三透镜的玻璃球面透镜为双凹型。

10、进一步的，所述第一透镜的阿贝数范围（75，85）。

11、进一步的，所述第二透镜和所述第三透镜的阿贝数的差值范围为（40，50）。

12、进一步的，所述第四透镜的阿贝数范围为（20，30）；所述第四透镜的折射率大于1.6；所述第四透镜的厚度小于2.2mm。

13、进一步的，所述第五透镜的阿贝数大于60，所述第五透镜的折射率小于1.6。

14、进一步的，所述光阀、所述棱镜、所述影像偏置镜和所述投影镜头组成投影系统，所述透镜系统的长度为l2，l2<55mm，所述投影镜头的长度为l1，l1<40mm；

15、所述光阀至所述第一透镜的距离为后工作距离bfl，bfl符合条件式：0 .05＜bfl/l1＜1。

16、进一步的，所述投影镜头的总焦距为f，所述前群镜片组的焦距为f1，所述后群镜片组的焦距为f2，满足条件式：1＜f1/f2＜3；0 .18＜f/f1＜1。

17、本发明实施例具有以下技术效果：

18、1、通过优化镜头结构，显著减少了所需的镜片数量，这不仅简化了生产过程，还降低了生产成本。此外，简单的装配工艺进一步提高了生产效率，减少了人力和时间的投入，从而使产品的市场价格更具竞争力。同时，紧凑的设计使得镜头体积更小，重量更轻，提升了携带便利性，满足了用户对便携设备的需求。

19、2.通过引入非球面镜片，有效地矫正了传统镜头设计中的畸变和像散问题，降低了最优焦面的偏移。通过优化镜头的出瞳位置，非球面镜片能够在大尺寸成像时实现更清晰的图像，显著提升了光学性能。此外，使用双胶合透镜来矫正色差，使得色彩还原更加准确，进一步提高了成像质量。这种改进确保了在各种应用场景中都能获得高质量的投影效果，增强了用户的视觉体验和满意度。

技术特征：

1.一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，从光线入射至光线出射方向依次为：光阀、棱镜、影像偏置镜和投影镜头（1）；

2.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的一种小型长焦投影成像系统，其特征在于，

技术总结本发明涉及光学成像系统技术领域，公开了一种小型长焦投影成像系统，包括：光阀、棱镜、影像偏置镜和投影镜头；投影镜头从光线入射至光线出射方向同一光轴上依次设置有后群镜片组和前群镜片组，后群镜片组包括具有正光焦度的第一透镜为玻璃非球面透镜、具有正光焦度的第二透镜为玻璃球面透镜、具有负光焦度的第三透镜为玻璃球面透镜，前群镜片组包括具有正光焦度的第四透镜为玻璃球面透镜、具有负光焦度的第五透镜为塑料非球面透镜；前群镜片组和后群镜片组之间设置有光阑；第二透镜和第三透镜组合成一个双胶合透镜；本发明通过采用非球面镜片优化镜头出瞳位置，矫正畸变和像散，同时采用紧凑结构，降低了镜头制造成本，成功缩小了镜头体积。技术研发人员：郑浩臣,徐航宇,李文艳,郭跃武受保护的技术使用者：沂普光电（天津）有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6