CN107422458A - 一种低f数的l型短焦全高清投影镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低F数的L型短焦全高清投影镜头,包括投影面和DMD芯片之间设置的透镜组件,透镜组件包括从左至右依次设置的反射镜、第一凸透镜、双胶合透镜、第二凸透镜、三胶合透镜、第三凸透镜和第四凸透镜,还包括从上至下依次设置的第一负弯月透镜、第二负弯月透镜和双凹透镜,且第一负弯月透镜、第二负弯月透镜和双凹透镜均沿信号光在反射镜上形成的反射光同光轴设置;投影信号光依次经过第四凸透镜、第三凸透镜、三胶合透镜、第二凸透镜、双胶合透镜、第一凸透镜、反射镜、双凹透镜、第二负弯月透镜和第一负弯月透镜在投影屏幕上成像。本发明可以减小画面至镜头之间所占空间,同时满足非球面投影镜头的高清晰度和TV畸变要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学透镜技术,尤其涉及一种低F数的L型短焦全高清投影镜头。
背景技术
目前,较高像素的投影仪普遍使用非球面的投影镜头,清晰度和TV畸变要求比较容易满足。而如果采用塑胶镜片,则在清晰度和TV畸变方面都很难满足。
一般投影镜头的F数在2-2.5之间。而小于1.8的低F数投影镜头在使用中有了更高的光线利用率,配合光源模块,极大提高了投影镜头投影画面的亮度。
但是,现有的投影镜头存在以下缺陷:
(1)降低了投影镜头的F数的同时也导致画面的清晰度降低。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种低F数的L型短焦全高清投影镜头,其能保证画面清晰度,并且减小投影画面与镜头之间所占空间。
本发明的目的采用如下技术方案实现:
一种低F数的L型短焦全高清投影镜头,包括投影面和DMD芯片之间设置的透镜组件,所述透镜组件包括从左至右依次设置的反射镜、第一凸透镜、双胶合透镜、第二凸透镜、三胶合透镜、第三凸透镜和第四凸透镜,其中第一凸透镜、双胶合透镜、第二凸透镜、三胶合透镜、第三凸透镜和第四凸透镜同光轴设置,投影信号光在所述反射镜上形成30至37.5的入射角;还包括从上至下依次设置的第一负弯月透镜、第二负弯月透镜和双凹透镜,且第一负弯月透镜、第二负弯月透镜和双凹透镜均沿信号光在反射镜上形成的反射光同光轴设置;投影信号光依次经过第四凸透镜、第三凸透镜、三胶合透镜、第二凸透镜、双胶合透镜、第一凸透镜、反射镜、双凹透镜、第二负弯月透镜和第一负弯月透镜在投影屏幕上成像。
进一步地,DMD芯片尺寸为047英寸,分辨率为1920×1080;或尺寸0.48英寸,分辨率为1920×1200。
进一步地,还包括棱镜组,所述棱镜组位于第四凸透镜与DMD芯片之间。
进一步地,还包括光阑,所述光阑位于第二凸透镜与三胶合透镜之间。
进一步地,双胶合透镜包括从左至右依次设置的第五凸透镜和第一凹透镜,三胶合透镜包括从左至右依次设置的第二凹透镜、第六凸透镜和第三凹透镜。
进一步地,所述第一负弯月透镜的焦距介于-70mm与-50mm之间;所述第二负弯月透镜的焦距介于-55mm与-35mm之间;所述双凹透镜的焦距介于-60mm与-40mm之间;所述第一凸透镜的焦距介于90mm与130mm之间;所述双胶合透镜的焦距介于80mm与110mm之间;所述第二凸透镜的焦距介于90mm与130mm之间;所述三胶合透镜的焦距介于-15mm与-25mm之间;所述第三凸透镜的焦距介于10mm与30mm之间;所述第四凸透镜的焦距介于30mm与50mm之间。
进一步地,所述第一负弯月透镜的折射率介于1.45与1.60之间;所述第二负弯月透镜的折射率介于1.55与1.65之间;所述双凹透镜的折射率介于1.45与1.60之间;所述第一凸透镜的折射率介于1.45与1.60之间;所述双胶合透镜中,第五凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间,第一凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间;所述第二凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间;所述三胶合透镜中,靠近光阑的第二凹透镜的折射率介于1.75与1.85之间,第六凸透镜的折射率介于1.45与1.55之间,靠近第二凸透镜的第三凹透镜折射率介于1.75与1.85之间;所述第三凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间;所述第四凸透镜的折射率介于1.75与1.85之间。
进一步地,所述L型短焦全高清投影镜头的F数介于1.6至1.8之间。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
(1)短焦镜头可以减小相同画面的投影距离,缩小画面至镜头之间的所占空间,而增加反射镜形成L型镜头的设置可以进一步减小画面至镜头之间所占空间;
(2)基于光学成像原理,提供一款视场角96°,焦距为5.4mm的投影镜头,实现在0.8m位置形成对角线为1.78m的像面,满足非球面投影镜头的高清晰度和TV畸变要求。
附图说明
图1为本发明的一种低F数的L型短焦全高清投影镜头的结构图;
图2为本发明的MTF曲线图;
图3为本发明的点列图。
其中,1、第一负弯月透镜;2、第二负弯月透镜;3、双凹透镜;4、反射镜;5、第一凸透镜;6、双胶合透镜;7、第二凸透镜;8、光阑;9、三胶合透镜;10、第三凸透镜;11、第四凸透镜;12、棱镜组;13、窗口玻璃;14、DMD芯片。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示,本实用新提供一种低F数的L型短焦全高清投影镜头,其包括投影面和DMD芯片14之间设置的透镜组件,所述透镜组件包括第一负弯月透镜1、第二负弯月透镜2、双凹透镜3、反射镜4、第一凸透镜5、双胶合透镜6、第二凸透镜7、三胶合透镜9、第三凸透镜10和第四凸透镜11。其中反射镜4、第一凸透镜5、双胶合透镜6、第二凸透镜7、三胶合透镜9、第三凸透镜10和第四凸透镜11从左至右依次设置,第一凸透镜5、双胶合透镜6、第二凸透镜7、三胶合透镜9、第三凸透镜10和第四凸透镜11同光轴设置,投影信号光在所述反射镜4上形成30至37.5的入射角;第一负弯月透镜1、第二负弯月透镜2和双凹透镜3从上至下依次设置,且第一负弯月透镜1、第二负弯月透镜2和双凹透镜3均沿信号光在反射镜4上形成的反射光同光轴设置,整体上形成L字型;投影信号光依次经过第四凸透镜11、第三凸透镜10、三胶合透镜9、第二凸透镜7、双胶合透镜6、第一凸透镜5、反射镜4、双凹透镜3、第二负弯月透镜2和第一负弯月透镜1在投影屏幕上成像。DMD芯片14的中心与光轴对准,并且垂直于光轴。光轴是光束的中心线,如图1中的虚线表示,本发明中,采用了反射镜4的设计,光经过反射镜4后反射出去,也就是相当于有两条光轴。其中,第一凸透镜5、双胶合透镜6、第二凸透镜7、三胶合透镜9、第三凸透镜10和第四凸透镜11沿反射镜4入射角方向的光轴设置,而第一负弯月透镜1、第二负弯月透镜2和双凹透镜3则沿反射镜4出射角方向的光轴设置。反射镜4的入射角与出射角形成60至75度的夹角。
DMD芯片14尺寸为047英寸,分辨率为1920×1080;或尺寸0.48英寸,分辨率为1920×1200。
本发明还包括棱镜组12和光阑8,棱镜组12位于第四凸透镜11与DMD芯片14之间,光阑8位于第二凸透镜7与三胶合透镜9之间。还设置有窗口玻璃13。以光阑8为界,负组镜片在前,正组在后的反远距型物镜。
其中,双胶合透镜6包括从左至右依次设置的第五凸透镜和第一凹透镜,三胶合透镜9包括从左至右依次设置的第二凹透镜、第六凸透镜和第三凹透镜。
对于焦距的设置,优选的实施方式为第一负弯月透镜1的焦距介于-70mm与-50mm之间;所述第二负弯月透镜2的焦距介于-55mm与-35mm之间;所述双凹透镜3的焦距介于-60mm与-40mm之间;所述第一凸透镜5的焦距介于90mm与130mm之间;所述双胶合透镜6的焦距介于80mm与110mm之间;所述第二凸透镜7的焦距介于90mm与130mm之间;所述三胶合透镜9的焦距介于-15mm与-25mm之间;所述第三凸透镜10的焦距介于10mm与30mm之间;所述第四凸透镜11的焦距介于30mm与50mm之间。折射率的设置优选为第一负弯月透镜1的折射率介于1.45与1.60之间;所述第二负弯月透镜2的折射率介于1.55与1.65之间;所述双凹透镜3的折射率介于1.45与1.60之间;所述第一凸透镜5的折射率介于1.45与1.60之间;所述双胶合透镜6中,第五凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间,第一凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间;所述第二凸透镜7的折射率介于1.70与1.80之间;所述三胶合透镜9中,靠近光阑8的第二凹透镜的折射率介于1.75与1.85之间,第六凸透镜的折射率介于1.45与1.55之间,靠近第二凸透镜7的第三凹透镜折射率介于1.75与1.85之间;所述第三凸透镜10的折射率介于1.55与1.65之间;所述第四凸透镜11的折射率介于1.75与1.85之间。
另外,本发明的L型短焦全高清投影镜头的F数介于1.6至1.8之间,优选为1.7。
以0.47寸的DMD芯片为例,给出发明一种全高清投影镜头实施例的参数,表面序号从第一负弯月透镜1的凸面为第1面,开始从左往右依次递增,透镜组参数如表1所示,非球面数据如表2所示:
表1透镜组参数
表2非球面数据
最终得到视场96度,焦距5.4mm,光学筒长177mm,F1.7,各视场像质均匀并且像质最佳的光学投影镜头。本发明实现在0.8m位置形成对角线为1.78m的像面。
如图2是本发明的MTF曲线图.图中93lp/mm下各视场的MTF曲线紧凑成一束大于0.6,说明该镜头成像画面清晰均匀。1920×1200的0.48芯片的像素是5.4微米,对应奎尼斯线对为93lp/mm,在该线对下MTF数值>0.6即满足该芯片的分辨率要求。0.47芯片小于0.48芯片,像素同样是5.4微米,对应奎尼斯线对为93lp/mm,在该线对下MTF数值>0.6即满足该芯片的分辨率要求。图3是本发明的点列图,从图中知,各视场下的点列图平均弥散斑半径小于3微米,像质很好。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种低F数的L型短焦全高清投影镜头,其特征在于,包括投影面和DMD芯片之间设置的透镜组件,所述透镜组件包括从左至右依次设置的反射镜、第一凸透镜、双胶合透镜、第二凸透镜、三胶合透镜、第三凸透镜和第四凸透镜,其中第一凸透镜、双胶合透镜、第二凸透镜、三胶合透镜、第三凸透镜和第四凸透镜同光轴设置,投影信号光在所述反射镜上形成30至37.5的入射角;还包括从上至下依次设置的第一负弯月透镜、第二负弯月透镜和双凹透镜,且第一负弯月透镜、第二负弯月透镜和双凹透镜均沿信号光在反射镜上形成的反射光同光轴设置;投影信号光依次经过第四凸透镜、第三凸透镜、三胶合透镜、第二凸透镜、双胶合透镜、第一凸透镜、反射镜、双凹透镜、第二负弯月透镜和第一负弯月透镜在投影屏幕上成像。
2.如权利要求1所述的L型短焦全高清投影镜头,其特征在于,DMD芯片尺寸为047英寸,分辨率为1920×1080;或尺寸0.48英寸,分辨率为1920×1200。
3.如权利要求1所述的L型短焦全高清投影镜头,其特征在于,还包括棱镜组,所述棱镜组位于第四凸透镜与DMD芯片之间。
4.如权利要求1所述的L型短焦全高清投影镜头,其特征在于,还包括光阑,所述光阑位于第二凸透镜与三胶合透镜之间。
5.如权利要求4所述的L型短焦全高清投影镜头,其特征在于,双胶合透镜包括从左至右依次设置的第五凸透镜和第一凹透镜,三胶合透镜包括从左至右依次设置的第二凹透镜、第六凸透镜和第三凹透镜。
6.如权利要求5所述的L型短焦全高清投影镜头,其特征在于,所述第一负弯月透镜的焦距介于-70mm与-50mm之间;所述第二负弯月透镜的焦距介于-55mm与-35mm之间;所述双凹透镜的焦距介于-60mm与-40mm之间;所述第一凸透镜的焦距介于90mm与130mm之间;所述双胶合透镜的焦距介于80mm与110mm之间;所述第二凸透镜的焦距介于90mm与130mm之间;所述三胶合透镜的焦距介于-15mm与-25mm之间;所述第三凸透镜的焦距介于10mm与30mm之间;所述第四凸透镜的焦距介于30mm与50mm之间。
7.如权利要求5所述的L型短焦全高清投影镜头,其特征在于,所述第一负弯月透镜的折射率介于1.45与1.60之间;所述第二负弯月透镜的折射率介于1.55与1.65之间;所述双凹透镜的折射率介于1.45与1.60之间;所述第一凸透镜的折射率介于1.45与1.60之间;所述双胶合透镜中,第五凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间,第一凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间;所述第二凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间;所述三胶合透镜中,靠近光阑的第二凹透镜的折射率介于1.75与1.85之间,第六凸透镜的折射率介于1.45与1.55之间,靠近第二凸透镜的第三凹透镜折射率介于1.75与1.85之间;所述第三凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间;所述第四凸透镜的折射率介于1.75与1.85之间。
8.如权利要求1所述的L型短焦全高清投影镜头,其特征在于,所述L型短焦全高清投影镜头的F数介于1.6至1.8之间。
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GR01 | Patent grant | ||
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