CN106291884A - 一种高清数字放映物镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有三段式连接结构、工艺性良好、高分辨率的放映物镜，它适用于数字放映机。本发明提供的高清数字放映物镜是由前镜筒组件、中镜筒组件和后镜筒组件构成。前镜筒组件包括前镜筒，中镜筒组件包括中镜筒，后镜筒组件包括后镜筒，所述前镜筒后端插入中镜筒前端圆孔内固定连接，所述后镜筒前端插入中镜筒后端圆孔内固定连接。将长镜筒分为三段短镜筒，加工方式改变容易保证零件的精度要求，在短镜筒内装入镜片和隔圈更容易紧固。镜筒组件之间采用插入式连接，由于圆柱面与圆孔面是精密配合，三段短镜筒组成整体后同心度要求也能保证。

Description

一种高清数字放映物镜

技术领域

本发明涉及数字电影放映技术领域，具体涉及一种高清数字放映物镜。

背景技术

目前，数字电影以数字技术和设备将数字信号还原成符合电影技术标准的影像与声音，通过数字放映物镜在银幕上放映影视作品。数字放映机要全面超越35MM胶片放映机的成像水平，必须通过高分辨率放映物镜来实现。当今影院为了配备数字电影放映系统的需要，正朝着大银幕、高亮度、豪华舒适和小型化方向进行升级改造，因此数字放映物镜也面临着大视场、大口径、短焦距、长后工作距和高分辨率等新要求的挑战。然而，已公布的35毫米电影放映物镜仅适用于胶片放映机在大型场所放映影视作品，因为银幕到放映机的距离较远，胶片放映物镜必然呈现出长焦距和小视场等特点；此外物镜到放映机片门(胶片)之间没有其他零件，物镜的后工作距设置较短；另一方面电影胶片本身分辨率较低，胶片多次放映之后还会出现磨损和失真等问题，以前胶片放映物镜还受到材料和工艺条件的约束，只能以镜片较少、结构简单、分辨率较低的产品来满足市场的需求。

数字电影放映物镜与胶片电影放映物镜相比，由于数字电影放映机与胶片放映机内部结构不同，数字放映物镜的后工作距只能采取反远距形式。因此，为了实现大视场、大口径、短焦距、长后工作距和高分辨率等新的技术要求，数字放映物镜设计与制造难度明显增大，主要体现在物镜镜片增多，结构复杂，并且镜片在长镜筒内可能装不到位压不紧，镜片之间的尺寸精度与偏心允差不易保证，制造与装配精度要求提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，数字放映物镜设计与制造难度大，结构复杂，并且镜片在长镜筒内可能装不到位压不紧，镜片之间的尺寸精度与偏心允差不易保证。在保证放映物镜高分辨率的基础上，本发明提供一种具有三段式连接结构、工艺性良好的放映物镜，具有较高的实用价值，它适用于数字电影放映机。

本发明提供一种高清数字放映物镜，包括前镜筒组件、中镜筒组件和后镜筒组件；所述前镜筒组件包括前镜筒，中镜筒组件包括中镜筒，后镜筒组件包括后镜筒；所述前镜筒后端插入中镜筒前端圆孔内固定连接，所述后镜筒前端插入中镜筒后端圆孔内固定连接。本发明采用了前镜筒组件、中镜筒组件和后镜筒组件三部分构成了高清数字放映物镜解决了大口径物镜体积大，不易加工，不易组装等技术难题，此结构能实现放映数字电影的高清影像。上述圆柱面与圆孔面是精密配合关系，通过满足各镜筒表面粗糙度和同心度的加工要求，确保镜片在镜筒内组装时偏心量在允差之内，致使物镜在调焦时放映画面的中心与四角同时清晰。

高清数字放映物镜技术特点决定了光学镜片多，体积大镜筒长，加工难成本高，并且镜片在长镜筒内可能装不到位压不紧，镜片之间的尺寸精度与偏心允差不易保证。将长镜筒分为三段短镜筒，加工方式改变容易保证零件的精度要求，在短镜筒内装入镜片和隔圈更容易紧固。镜筒组件之间采用插入式连接，由于圆柱面与圆孔面是精密配合，三段短镜筒组成整体后同心度要求也能保证。

另一方面，前镜筒、中镜筒和后镜筒内镜片之间的尺寸精度由装入镜筒内金属隔圈尺寸精度来保证。前镜筒镜片三和中镜筒镜片四、中镜筒镜片六和后镜筒镜片七之间的尺寸精度由在加工中严格控制中镜筒定位面之间的尺寸精度来保证。因此，若长镜筒不分段并在镜筒内加工定位面，加工方法变复杂，加工难度与成本必然增加，镜片组之间的尺寸精度也不容易保证。

因此，镜筒组件三段插入式的连接结构能有效保证数字放映物镜高晰度的画面质量，并且物镜在调焦时能使放映画面中心与四角同时清晰。

进一步地，前镜筒组件包括三只镜片，分别为镜片一、镜片二以及镜片三。前镜筒镜片的组合具有较大的负光焦度，其发散作用使入射光线的偏角变小，出射光束变细。中镜筒组件包括三只镜片，分别为镜片四、镜片五以及镜片六，其中镜片五与镜片六组成胶合件一。中镜筒镜片的组合进一步改变入射光线的偏角，使出射光束进入光栏。后镜筒组件包括七只镜片，分别为镜片七、镜片八、镜片九、镜片十、镜片十一、镜片十二以及镜片十三，其中镜片八与镜片九组成胶合件二，镜片十一与镜片十二组成胶合件三。后镜筒镜片的组合具有正光焦度，其主要补偿与平衡前面镜片产生的剩余像差。本发明一共安装十三只镜片，适合于具有大视场、大口径、长后工作距和高分辨率特点的高清数字放映物镜。

进一步地，前镜筒组件还包括前组隔圈一、前组隔圈二和前组压圈，将所述镜片三、前组隔圈二、镜片二依次从前镜筒前端装入，将前镜筒后端圆柱面插入中镜筒前端圆孔内，螺钉连接前镜筒与中镜筒，从前镜筒前端再装入前组隔圈二和镜片一，前组压圈螺纹连接前镜筒前端，将前镜筒内镜片、隔圈压紧；中镜筒组件还包括中组隔圈、中组压圈和镜片座，将所述胶合件一、中组隔圈以及镜片四依次装入镜片座中，再将该镜片座放入中镜筒内，用中组压圈旋入中镜筒以螺纹连接，将中镜筒内的镜片座、镜片和隔圈紧固成一个整体；后镜筒组件还包括后组隔圈一、后组隔圈二、后组隔圈三、后组隔圈四以及后组压圈，从后镜筒后端依次装入镜片七、后组隔圈一、胶合件二、后组隔圈二、镜片十、后组隔圈三、胶合件三、后组隔圈四和镜片十三，用后组压圈旋入后镜筒后端以螺纹连接将后镜筒组件固定成一整体；上述所有组件同轴设置。由于中镜筒较长，从中镜筒前孔装入元件距离较远，组装难度较大。采取先将胶合镜片、镜片和隔圈装入镜片座组成一个整体，再将镜片座组件装入中镜筒内，最后用中组压圈通过螺纹旋入中镜筒内压紧镜片座内的镜片和隔圈，解决了组装难问题。

将装有镜片和隔圈的前镜筒后端插入中镜筒前端圆孔后，用螺钉在前镜筒与中镜筒内部连接，螺钉不与外界接触；后镜筒组件的前端圆柱面插入中镜筒组件的后端圆孔后，用螺钉在中镜筒与后镜筒内部连接，螺钉不与外界接触。上述连接进一步实现了放映物镜的精密配合连接，通过4只螺钉将镜筒与镜筒之间紧固后点胶，螺钉在镜筒内部，避免了日后螺钉与外界长期接触可能引起的松动。

上述的高清数字放映物镜，中镜筒外部装有调焦圈，调焦圈和中镜筒通过螺钉连接固定点胶防止日后松动。调焦圈后部与保护圈螺纹连接，调焦圈外部滚花是为了物镜在放映调焦过程中增加阻尼和手感，以满足精密调焦的要求。

上述的高清数字放映物镜，前镜筒组件内隔圈二端面与镜片凹球面采用直角棱线接触，此棱修刺不倒角，隔圈另一端与镜片平面采用有效端面接触，隔圈所形成台阶有利于加工与组装。采取这些加工措施，既能有效地保证镜片之间的尺寸精度，又便于前镜筒内元件的组装，从而保证数字电影高清放映画面质量的一致性。

为了控制进入放映物镜的光能量，后镜筒内的前端设置有放映物镜的光栏。光栏前后加工成台阶，使得有效轴外光线进入光学系统不阻栏，达到放映画面边缘亮度的指标要求。

上述的高清数字放映物镜，前镜筒、中镜筒、调焦圈、保护圈和后镜筒的金属外表面喷砂，采用亚光氧化黑处理工艺，增加高清数字放映物镜的美感和调焦时的舒适感。镜筒和隔圈内非接触金属内表面加工成散光纹，以达到物镜内消杂光的目的。

上述的高清数字放映物镜的像方为远心光路。采用像方远心光路系统设计，使得高清数字放映物镜在精密调焦过程中，容易获得清晰成像的位置。

本发明的有益效果：本发明提供一种大视场、大口径、短焦距、长后工作距和高分辨率放映物镜，它适用于数字放映机在银幕上放映影视作品。高清数字放映物镜与胶片电影放映物镜相比提出了一些新的要求，致使物镜的镜片增多，内部结构复杂，制造与装配难度增加。本发明采用三段短镜筒连接结构，解决了长镜筒加工难成本高与镜片在长镜筒内可能装不到位压不紧等问题，保证了镜片之间的尺寸精度、偏心允差与同心度的技术要求。从而在数字电影放映过程中能有效地保证高清晰度的画面质量，并且物镜在调焦时能使放映画面中心与四角同时清晰。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的爆炸示意图。

图中标记：

1.镜片一，2.镜片二，3.镜片三，4.镜片四，5.镜片五，6.镜片六，7.镜片七，8.镜片八，9.镜片九，10.镜片十，11.镜片十一，12.镜片十二，13.镜片十三，14.前组压圈，15.前镜筒，16.前组隔圈一，17.前组隔圈二，18.中镜筒，19.调焦圈，20.保护圈，21.中组压圈，22.中组隔圈，23.镜片座，24.后镜筒，25.后组隔圈一，26.后组隔圈二，27.后组隔圈三，28.后组隔圈四，29.后组压圈，301.螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1、2所示的高清数字放映物镜由前镜筒组件、中镜筒组件和后镜筒组件构成。镜片一1、前组隔圈一16、镜片二2、前组隔圈二17、镜片三3、前镜筒15和前组压圈14组成了前镜筒组件。具体是把镜片三3、前组隔圈二17、镜片二2、前组隔圈一16、镜片一1、前组压圈14、依次装入前镜筒15。用前组压圈14旋入前镜筒15前端将前镜筒组件固定组成一个整体，镜筒内部进行消杂光处理。

中镜筒组件是把镜片五5与镜片六6胶合件、中组隔圈22、镜片四4装入中镜筒内镜片座23中，镜片座23内台阶端面对凹镜片五5定位。再将中组压圈21旋入中镜筒18内螺纹中，旋紧中组压圈21用螺纹连接把中镜筒内的镜片座23和镜片五5与镜片六6胶合件、中组隔圈22、镜片四4紧固成一个整体，中镜筒内部进行消杂光处理。中镜筒18外部装有调焦圈19，通过螺钉301把调焦圈19和中镜筒18以螺纹连接固定组成一个整体，在螺钉位置点胶防止日后松动，调焦圈19与保护圈20螺纹连接。调焦圈19外部滚花，其目的是物镜在放映调焦过程增加阻尼和手感，以满足精密调焦的要求，保护圈20作用是防止日后螺钉301与外界接触引起的松动。镜片五5与镜片六6胶合件、中组隔圈22、镜片四4、镜片座23、中组压圈24、中镜筒18、调焦圈19、保护圈20等组成了中镜筒组件。

后镜筒组件是把镜片七7、后组隔圈一25、镜片八8与镜片九9胶合件、后组隔圈二26、镜片十10、后组隔圈三27，镜片十一11与镜片十二12胶合件、后组隔圈四28、镜片十三13依次装入后镜筒24，然后把后组压圈29旋入后镜筒24以螺纹连接固定组成一个整体，后镜筒内部进行消杂光处理。后镜筒内前端加工成放映物镜的光栏，镜片七7、后组隔圈一25、镜片八8与镜片九9胶合件、后组隔圈二26、镜片十10、后组隔圈三27，镜片十一11与镜片十二12胶合件、后组隔圈四28、镜片十三13、后镜筒24和后组压圈29组成了后镜筒组件。从后镜筒后端依次装入镜片和隔圈，再用压圈将后镜筒里面的镜片和隔圈压紧，这种组装方式简单可靠。

前镜筒组件与中镜筒组件通过螺钉301连接固定组成一个整体。在前镜筒组件组装过程中，先把镜片三3、前组隔圈二17、镜片二2装入前镜筒15，再将前镜筒15的后端圆柱面插入中镜筒18的前端圆孔内，然后分别用螺钉301穿过前镜筒15内的通孔旋入中镜筒18内连接固定。

后镜筒组件与中镜筒组件通过螺钉连接固定组成一个整体。将后镜筒24的前端圆柱面插入中镜筒18的后端圆孔内，然后分别用螺钉穿过后镜筒24上的通孔旋入中镜筒18内固定连接。

前镜筒15、中镜筒18、调焦圈19、保护圈20和后镜筒24的金属外表面喷砂，采用亚光氧化黑处理工艺，增加高清数字放映物镜的美感和调焦时的舒适感。

中镜筒外部装有调焦圈，调焦圈和中镜筒用螺钉连接固定点胶，防止日后松动。调焦圈外部滚花是为了使放映物镜在调焦过程中增加阻尼和手感，以满足精密调焦的要求。调焦圈后部与保护圈螺纹连接，避免日后固定螺钉与外界接触可能引起的松动。当转动调焦圈时，高清数字放映物镜可以沿轴线移动，进行调焦。

后镜筒内的前端设置放映物镜的光栏，是为了控制进入放映物镜的光能量，保证有效光线进入光学系统，使得放映画面的中心与边缘亮度达到指标要求。将光栏前后加工成台阶，台阶的作用是避免栏光。

高清数字放映物镜金属外表面采用喷砂与亚光氧化黑处理工艺，镜筒和隔圈内非接触金属表面加工成散光纹。

本发明直接安装在数字电影放映机上，转动设置在物镜筒上的调焦圈，移动数字放映物镜的位置，通过精密调焦后，将数字电影影像清晰地投放在影院的银幕上。

上述实施例仅仅是较佳的实施例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种高清数字放映物镜，其特征在于包括前镜筒组件、中镜筒组件和后镜筒组件，所述前镜筒组件包括前镜筒，中镜筒组件包括中镜筒，后镜筒组件包括后镜筒，所述前镜筒后端插入中镜筒前端圆孔内固定连接，所述后镜筒前端插入中镜筒后端圆孔内固定连接。

2.如权利要求1所述的高清数字放映物镜，其特征在于：所述前镜筒组件包括三只镜片，分别为镜片一、镜片二以及镜片三；中镜筒组件包括三只镜片，分别为镜片四、镜片五以及镜片六，其中镜片五与镜片六组成胶合件一；后镜筒组件包括七只镜片，分别为镜片七、镜片八、镜片九、镜片十、镜片十一、镜片十二以及镜片十三，其中镜片八与镜片九组成胶合件二，镜片十一与镜片十二组成胶合件三。

3.如权利要求2所述的高清数字放映物镜，其特征在于：

前镜筒组件还包括前组隔圈一、前组隔圈二和前组压圈，将所述镜片三、前组隔圈二、镜片二依次从前镜筒前端装入，将前镜筒后端圆柱面插入中镜筒前端圆孔内，螺钉连接前镜筒与中镜筒，从前镜筒前端再装入前组隔圈一和镜片一，前组压圈螺纹连接前镜筒前端，将前镜筒内镜片、隔圈压紧；

中镜筒组件还包括中组隔圈、中组压圈和镜片座，将所述胶合件一、中组隔圈以及镜片四依次装入镜片座中，再将该镜片座放入中镜筒内，用中组压圈旋入中镜筒以螺纹连接，将中镜筒内的镜片座、镜片和隔圈紧固成一个整体；

后镜筒组件还包括后组隔圈一、后组隔圈二、后组隔圈三、后组隔圈四以及后组压圈，从后镜筒后端依次装入镜片七、后组隔圈一、胶合件二、后组隔圈二、镜片十、后组隔圈三、胶合件三、后组隔圈四和镜片十三，用后组压圈旋入后镜筒后端以螺纹连接将后镜筒组件固定成一整体；

上述所有组件同轴设置。

4.如权利要求1所述的高清数字放映物镜，其特征在于：将前镜筒后端插入中镜筒前端圆孔后，用螺钉在前镜筒与中镜筒内部连接，螺钉不与外界接触；后镜筒组件的前端圆柱面插入中镜筒组件的后端圆孔后，螺钉在中镜筒与后镜筒内部连接，螺钉不与外界接触。

5.如权利要求1所述的高清数字放映物镜，其特征在于：中镜筒外部装有调焦圈和保护圈，调焦圈和中镜筒用螺钉连接，保护圈装在调焦圈上并以螺纹连接。

6.如权利要求5所述的高清数字放映物镜，其特征在于：调焦圈外部滚花，转动调焦圈，高清数字放映物镜沿所述轴线移动，进行调焦。

7.如权利要求3所述的高清数字放映物镜，其特征在于：后镜筒内的前端以台阶方式设置放映物镜的光栏。

8.如权利要求5所述的高清数字放映物镜，其特征在于：镜筒、调焦圈和保护圈金属外表面喷砂，采用亚光氧化黑处理工艺。

9.如权利要求3所述的高清数字放映物镜，其特征在于所述镜筒和隔圈内非接触金属表面设置有散光纹。

10.如权利要求1所述的高清数字放映物镜，其特征在于：物镜的像方为远心光路。