一种调焦筒镜头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及调焦筒镜头，尤其是调焦范围在19°到36°的调焦镜头。
【背景技术】
[0002] 某些LED灯具设有调焦镜头，如舞台摇头灯，调焦镜头可以使灯具在不同的射程范 围内形成清晰的光斑。由于调焦镜头一般在大出光角度的范围进行调焦。人们需要调焦镜 头在小角度如出光角度在19°到36°范围内调焦。
【发明内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种调焦筒镜头，可以实现出光角度19° 至Ij36°范围调焦，且成像清晰。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种调焦筒镜头，按照出光方向 依次包括光阑、第一平凸球面透镜和第二平凸球面透镜，第一平凸球面透镜和第二平凸球 面透镜组成透镜组;镜头出光角度为19°时，第一平凸球面透镜与第二平凸球面透镜分开， 光阑位于透镜组合物焦平面;镜头出光角度为36°时，光阑位于透镜组合物焦平面。设计基 于两个平凸球面透镜，将焦平面处物经过放大成像到无穷远，通过改变两透镜的位置，实现 出光角度19°到36°可调。
[0005] 作为改进，所述第一平凸球面透镜的入射面为平面，出射面的半径为28~32mm，其 直径为38~42mm，厚度为9~11mm;所述第二平凸球面透镜的入射面为平面，出射面的半径 为54~58mm，其直径为50~54mm，厚度为9~11mm。
[0006] 作为改进，所述光阑的口径为24~26mm。
[0007] 本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：
[0008] 本实用新型基于两个平凸球面透镜，将焦平面处物经过放大成像到无穷远，通过 改变两透镜的位置，实现出光角度19°到36°可调，且成像清晰。
【附图说明】
[0009] 图1为19°时的基本光路图。
[0010] 图2为36°时的基本光路图。
[0011]图3为本实用新型光路示意图。
[0012]图4为初始结构光路示意图。
[0013]图5为优化后光路不意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
[0015] -种调焦筒镜头，按照出光方向依次包括光阑3、第一平凸球面透镜1和第二平凸 球面透镜2,第一平凸球面透镜1和第二平凸球面透镜2组成透镜组。设计基于两个平凸球面 透镜，将焦平面处物经过放大成像到无穷远，通过改变两透镜的位置，实现出光角度19°到 36°可调。如图1所示，镜头出光角度为19°时，第一平凸球面透镜1与第二平凸球面透镜2分 开，光阑3位于透镜组合物焦平面;如图2所示，镜头出光角度为36°时，系统为薄透镜组，光 阑3位于透镜组合物焦平面。
[0016] 系统中主要校正的单色像差是像散和彗差，根据对物平面在无限远的单透镜的彗 差、像散性质的讨论，单透镜能同时校正像散和彗差的情况有两种。第一种是平凸型，光阑3 位于透镜前方1/3焦距处；另一种是弯月形透镜，光阑3位于透镜后1/3.5焦距处。因此只有 平凸透镜才满足要求，但单个平凸透镜还不能工作，因为进入系统的光束，如果直接投射到 平凸透镜上，这时对应的出瞳距离不等于1/3焦距，不满足像散和彗差为0的要求。为了满足 这一要求，系统采用两个平凸透镜。
[0017] 根据垂轴放大率公式
[0018] 物像位置高斯公式
[0019] 设定光阑3口径为25mm，可以计算出角度为19°时系统组合焦距为:f1;/ =73.26;
[0020] 角度为36°时系统组合焦距为:f 36 '= 38.01;
[0021] 如图3所示，假定第一平凸球面透镜1的焦距为fV，当满足消像散和彗差的条件 时
[0022]由共辄点方程式：
Z
[0023]
[0024]
[0025]
[0026] 由组合焦距公式
[0027]
[0028] 可得：&，=58.32;5，= 109.89;(1 = 80.73;
[0029] 根据单透镜焦距公式
[0030] 确定第一平凸球面透镜1的结构参数:fi ' = 58.32，透镜用K9玻璃，形状为平凸形， 则可以得到透镜的前后表面的半径：
[0031] η = °°
[0032] r2 = fi' (n-1) = 30.11 ；
[0033] 第一平凸球面透镜1直径取40,厚度取10。
[0034]确定第二平凸球面透镜2的结构参数：f2 ' = 109.89，透镜用K9玻璃，形状为平凸 形，则可以得到透镜的前后表面的半径：
[0035] j-g = 〇〇
[0036] r4=f2，(n-l) = 56.74；
[0037] 第一平凸球面透镜1直径取52,厚度取10.3。
[0038]将上述确定的透镜的结构参数，输入到zemax软件中，模拟出的光路可以看到36° 时，系统存在很大的像差，光路如图4所示，对初始结构参数的曲率值及距离进行优化，可见 19°时变化不大，36°时像差得到明显改善，光路如图5所示。
【主权项】
1. 一种调焦筒镜头，其特征在于:按照出光方向依次包括光阑、第一平凸球面透镜和第 二平凸球面透镜，第一平凸球面透镜和第二平凸球面透镜组成透镜组;镜头出光角度为19° 时，第一平凸球面透镜与第二平凸球面透镜分开，光阑位于透镜组合物焦平面;镜头出光角 度为36°时，光阑位于透镜组合物焦平面。2. 根据权利要求1所述的一种调焦筒镜头，其特征在于:所述第一平凸球面透镜的入射 面为平面，出射面的半径为28~32mm，其直径为38~42mm，厚度为9~11mm;所述第二平凸球 面透镜的入射面为平面，出射面的半径为54~58_，其直径为50~54_，厚度为9~11mm。3. 根据权利要求1所述的一种调焦筒镜头，其特征在于:所述光阑的口径为24~26mm。
【专利摘要】一种调焦筒镜头，按照出光方向依次包括光阑、第一平凸球面透镜和第二平凸球面透镜，第一平凸球面透镜和第二平凸球面透镜组成透镜组；镜头出光角度为19°时，第一平凸球面透镜与第二平凸球面透镜分开，光阑位于透镜组合物焦平面；镜头出光角度为36°时，光阑位于透镜组合物焦平面。设计基于两个平凸球面透镜，将焦平面处物经过放大成像到无穷远，通过改变两透镜的位置，实现出光角度19°到36°可调。
【IPC分类】G02B7/04
【公开号】CN205176360
【申请号】CN201520907388
【发明人】陈志曼
【申请人】广州市雅江光电设备有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月13日