CN108535836B - 一种全高清投影镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全高清投影镜头，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同光轴设置的负弯月透镜、第一双凹透镜、第二双凹透镜、第一双胶合透镜、第一凸透镜、第二双胶合透镜、第二凸透镜、第三双胶合透镜和第三凸透镜；投影信号光依次经过所述第三凸透镜、第三双胶合透镜、第二凸透镜、第二双胶合透镜、第一凸透镜、第一双胶合透镜、第二双凹透镜、第一双凹透镜和负弯月透镜在投影屏幕上成像。本发明提供的全高清镜头结构简单，基于光学成像原理，是优化后的成像物镜，能够保证成像画面清晰均匀。

Description

一种全高清投影镜头
技术领域
本发明涉及一种光学透镜技术领域，尤其涉及一种全高清投影镜头。
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。如果采用塑胶镜片，则在清晰度和TV畸变方面都很难满足。另外一方面，0.65英寸和0.67英寸的DMD芯片常规利用F数为2.4。
但是，现有的镜头技术存在以下缺陷：
F数高，如果降低F数的同时会降低画面的清晰度。
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全高清投影镜头，其能保证成像的画面清晰度。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种全高清投影镜头，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同光轴设置的负弯月透镜、第一双凹透镜、第二双凹透镜、第一双胶合透镜、第一凸透镜、第二双胶合透镜、第二凸透镜、第三双胶合透镜和第三凸透镜；投影信号光依次经过所述第三凸透镜、第三双胶合透镜、第二凸透镜、第二双胶合透镜、第一凸透镜、第一双胶合透镜、第二双凹透镜、第一双凹透镜和负弯月透镜在投影屏幕上成像。
进一步地，DMD芯片尺寸为0.65英寸，分辨率为1920×1080；或尺寸0.67英寸，分辨率为1920×1200。
进一步地，还包括棱镜组，所述棱镜组位于第三凸透镜与DMD芯片之间。
进一步地，还包括光阑，所述光阑位于第一凸透镜与第二双胶合透镜之间。
进一步地，所述负弯月透镜的焦距介于-120mm与-80mm之间；所述第一双凹透镜的焦距介于-25mm与-35mm之间；所述第二双凹透镜的焦距介于-40mm与-30mm之间；所述第一双胶合透镜的焦距介于40mm与60mm之间；所述第一凸透镜的焦距介于65mm与85mm之间；所述第二双胶合透镜的焦距介于-20mm与-30mm之间；所述第二凸透镜的焦距介于25mm与40mm之间；所述第三双胶合透镜的焦距介于500mm与600mm之间；所述第三凸透镜的焦距介于35mm与40mm之间。
进一步地，第一双胶合透镜包括从左至右依次分布的第一凹透镜、第四凸透镜；第二双胶合透镜包括从左至右依次分布的第五凸透镜、第二凹透镜；第三双胶合透镜包括从左至右依次分布的第三凹透镜和第六凹透镜。
进一步地，所述负弯月透镜的折射率介于1.50与1.60之间；所述第一双凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间；所述第二双凹透镜的折射率介于1.65与1.75之间；所述第一双胶合透镜中，靠近第二双凹透镜的第一凹透镜的折射率介于1.75与1.85之间；靠近第一凸透镜的第四凸透镜的折射率介于1.80与1.90之间；所述第一凸透镜的折射率介于1.75与1.85之间；所述第二双胶合透镜中，靠近光阑的第五凸透镜折射率介于1.45与1.60之间，靠近第二凸透镜的第二凹透镜折射率介于1.80与1.90之间；所述第二凸透镜的折射率介于1.45与1.55之间；所述第三双胶合透镜中，靠近第二凸透镜的第三凹透镜的折射率介于1.80与1.90之间，靠近第三凸透镜的第六凸透镜的折射率介于1.45与1.55之间；所述第三凸透镜的折射率介于1.70与1.85之间。
进一步地，所述全高清投影镜头的F数介于1.9至2.2之间。
进一步地，所述负弯月透镜的两个端面均为非球面。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供的全高清镜头结构简单，基于光学成像原理，是优化后的成像物镜，能够保证成像画面清晰均匀。
附图说明
图1为本发明的一种全高清投影镜头的结构图；
图2为本发明的点列图；
图3为本发明的场曲和畸变图。
其中，1、负弯月透镜；2、第一双凹透镜；3、第二双凹透镜；4、第一双胶合透镜；5、第一凸透镜；6、光阑；7、第二双胶合透镜；8、第二凸透镜；9、第三双胶合透镜；10、第三凸透镜；11、棱镜组；12、窗口玻璃；13、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所述，本发明提供一种全高清投影镜头，包括投影面和DMD芯片13(也就是DLP背投的核心)之间设置的透镜组件，所述透镜组件包括从左至右依次同光轴设置的负弯月透镜1、第一双凹透镜2、第二双凹透镜3、第一双胶合透镜4、第一凸透镜5、第二双胶合透镜7、第二凸透镜8、第三双胶合透镜9和第三凸透镜10；投影信号光依次经过所述第三凸透镜10、第三双胶合透镜9、第二凸透镜8、第二双胶合透镜7、第一凸透镜5、第一双胶合透镜4、第二双凹透镜3、第一双凹透镜2和负弯月透镜1在投影屏幕上成像。
其中，DMD芯片13的尺寸为0.65英寸，分辨率为1920×1080；或尺寸0.67英寸，分辨率为1920×1200。DMD芯片13的中心对准光轴且与光轴垂直设置。负弯月透镜的两个端面均为非球面。
第一双胶合透镜4包括从左至右依次分布的第一凹透镜、第四凸透镜；第二双胶合透镜7包括从左至右依次分布的第五凸透镜、第二凹透镜；第三双胶合透镜9包括从左至右依次分布的第三凹透镜和第六凹透镜。
本发明还包括棱镜组11和光阑6，其中棱镜组11位于第三凸透镜10与DMD芯片13之间，光阑6位于第一凸透镜5与第二双胶合透镜7之间。进一步的，在棱镜组11和DMD芯片13之间，还设置有窗口玻璃12。以光阑6为界，负组镜片在前，正组在后的反远距型物镜。
负弯月透镜1的焦距介于-120mm与-80mm之间；所述第一双凹透镜2的焦距介于-25mm与-35mm之间；所述第二双凹透镜3的焦距介于-40mm与-30mm之间；所述第一双胶合透镜4的焦距介于40mm与60mm之间；所述第一凸透镜5的焦距介于65mm与85mm之间；所述第二双胶合透镜7的焦距介于-20mm与-30mm之间；所述第二凸透镜8的焦距介于25mm与40mm之间；所述第三双胶合透镜9的焦距介于500mm与600mm之间；所述第三凸透镜10的焦距介于35mm与40mm之间。负弯月透镜1的折射率介于1.50与1.60之间；所述第一双凹透镜2的折射率介于1.55与1.70之间；所述第二双凹透镜3的折射率介于1.65与1.75之间；所述第一双胶合透镜4中，靠近第二双凹透镜3的第一凹透镜的折射率介于1.75与1.85之间；靠近第一凸透镜5的第四凸透镜的折射率介于1.80与1.90之间；所述第一凸透镜5的折射率介于1.75与1.85之间；所述第二双胶合透镜7中，靠近光阑6的第五凸透镜折射率介于1.45与1.60之间，靠近第二凸透镜8的第二凹透镜折射率介于1.80与1.90之间；所述第二凸透镜8的折射率介于1.45与1.55之间；所述第三双胶合透镜9中，靠近第二凸透镜8的第三凹透镜的折射率介于1.80与1.90之间，靠近第三凸透镜10的第六凸透镜的折射率介于1.45与1.55之间；所述第三凸透镜10的折射率介于1.70与1.85之间。
本发明全高清投影镜头的F数介于1.9至2.2之间，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84度，焦距9.2mm,光学筒长215mm，F2.0，畸变小于0.2％,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1m位置形成对角线为1.78m的像面。本MTF(画面清晰度)曲线图中66lp/mm下各视场的MTF曲线紧凑成一束大于0.65，说明该镜头成像画面清晰均匀。1920×1200分辨率的0.67芯片的像素是7.56微米，对应奎尼斯线对为66lp/mm，在该线对下MTF数值>0.65即满足该芯片的分辨率要求。0.65芯片小于0.67芯片，像素同样是7.56微米，对应奎尼斯线对为66lp/mm，在该线对下MTF数值>0.65即满足该芯片的分辨率要求。从图2可以看出各视场下的点列图平均弥散斑半径小于3.5微米，像质很好。根据图3可知本发明的镜头场曲小于0.022mm，畸变小于0.2％。
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 (1)

1.一种全高清投影镜头，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同光轴设置的负弯月透镜、第一双凹透镜、第二双凹透镜、第一双胶合透镜、第一凸透镜、第二双胶合透镜、第二凸透镜、第三双胶合透镜和第三凸透镜；投影信号光依次经过所述第三凸透镜、第三双胶合透镜、第二凸透镜、第二双胶合透镜、第一凸透镜、第一双胶合透镜、第二双凹透镜、第一双凹透镜和负弯月透镜在投影屏幕上成像；
DMD芯片尺寸为0.65英寸，分辨率为1920×1080；或尺寸0.67英寸，分辨率为1920×1200；
还包括棱镜组，所述棱镜组位于第三凸透镜与DMD芯片之间；
还包括光阑，所述光阑位于第一凸透镜与第二双胶合透镜之间；
所述负弯月透镜的焦距介于-120mm与-80mm之间；所述第一双凹透镜的焦距介于-25mm与-35mm之间；所述第二双凹透镜的焦距介于-40mm与-30mm之间；所述第一双胶合透镜的焦距介于40mm与60mm之间；所述第一凸透镜的焦距介于65mm与85mm之间；所述第二双胶合透镜的焦距介于-20mm与-30mm之间；所述第二凸透镜的焦距介于25mm与40mm之间；所述第三双胶合透镜的焦距介于500mm与600mm之间；所述第三凸透镜的焦距介于35mm与40mm之间；
第一双胶合透镜包括从左至右依次分布的第一凹透镜、第四凸透镜；第二双胶合透镜包括从左至右依次分布的第五凸透镜、第二凹透镜；第三双胶合透镜包括从左至右依次分布的第三凹透镜和第六凹透镜；
所述负弯月透镜的折射率介于1.50与1.60之间；所述第一双凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间；所述第二双凹透镜的折射率介于1.65与1.75之间；所述第一双胶合透镜中，靠近第二双凹透镜的第一凹透镜的折射率介于1.75与1.85之间；靠近第一凸透镜的第四凸透镜的折射率介于1.80与1.90之间；所述第一凸透镜的折射率介于1.75与1.85之间；所述第二双胶合透镜中，靠近光阑的第五凸透镜折射率介于1.45与1.60之间，靠近第二凸透镜的第二凹透镜折射率介于1.80与1.90之间；所述第二凸透镜的折射率介于1.45与1.55之间；所述第三双胶合透镜中，靠近第二凸透镜的第三凹透镜的折射率介于1.80与1.90之间，靠近第三凸透镜的第六凸透镜的折射率介于1.45与1.55之间；所述第三凸透镜的折射率介于1.70与1.85之间；
所述全高清投影镜头的F数介于1.9至2.2之间；
所述负弯月透镜的两个端面均为非球面。
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