CN110082893A - 一种适用于4k分辨率3dmd技术投影机的鱼眼投影镜头结构 - Google Patents

一种适用于4k分辨率3dmd技术投影机的鱼眼投影镜头结构 Download PDF

Info

Publication number
CN110082893A
CN110082893A CN201910347780.XA CN201910347780A CN110082893A CN 110082893 A CN110082893 A CN 110082893A CN 201910347780 A CN201910347780 A CN 201910347780A CN 110082893 A CN110082893 A CN 110082893A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
face
eye projection
3dmd
resolution ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910347780.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110082893B (zh
Inventor
刘宵婵
陈琛
宋涛
刘红军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinhuangdao Audio-Visual Machinery Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Qinhuangdao Audio-Visual Machinery Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qinhuangdao Audio-Visual Machinery Research Institute Co Ltd filed Critical Qinhuangdao Audio-Visual Machinery Research Institute Co Ltd
Priority to CN201910347780.XA priority Critical patent/CN110082893B/zh
Publication of CN110082893A publication Critical patent/CN110082893A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110082893B publication Critical patent/CN110082893B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，以芯片的短边长度作为镜头的像高，芯片内切圆的圆形区域为鱼眼投影镜头在芯片上采集到的区域，鱼眼投影镜头采用反远距结构且由具有负光焦度的第一镜组和具有正光焦度的第二镜组组成，第一镜组从银幕方到芯片方依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，第二镜组从银幕方到芯片方依次为第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜，其中光栏设置在第二镜组且位于第八透镜与第九透镜之间。本发明能够将镜头分辨率提高到4K投影镜头的标准，加大了后工作距离，提高了反远比，且提高了成像质量。

Description

一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构
技术领域
本发明涉及投影镜头技术领域，尤其涉及一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构。
背景技术
随着高清晰信号时代的到来，人们对投影图像分辨率的要求越来越高，随着DLP、LCOS等数字化显示技术及相关技术的快速发展，投影机的分辨率得到了不断提升。目前2k分辨率投影机已经成为主流，4K投影机已经开始广泛应用于高端投影市场。投影机自带镜头为标准镜头，视场角不超过60°，而用于球幕投影或大视场弧形幕投影的镜头视场角需达到160°以上，即鱼眼投影镜头。目前已公开的鱼眼投影镜头结构是无法满足4K分辨率(4096×2160，3840X2160)的需求的，而基于3DMD技术的高端投影机，不同于单DMD技术和3LCD技术，在芯片和镜头之间装有大尺寸的分色合色棱镜，需要镜头具有极长的后工作距、反远比，即后工作距与焦距之比需达到17:1以上，给与其适配的鱼眼投影镜头带来更高的设计难度。
目前的鱼眼投影镜头，其机器自带的镜头为标准镜头，角度在60°以内，无法实现大视场球幕或弧幕投影的需求，而现有的鱼眼镜头结构又无法达到4K投影机对分辨率的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，解决现有技术中的鱼眼镜头结构无法达到4K投影机对分辨率的需求的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，以所述芯片的短边长度作为镜头的像高，所述芯片内切圆的圆形区域为所述鱼眼投影镜头在所述芯片上采集到的区域，所述鱼眼投影镜头采用反远距结构且由具有负光焦度的第一镜组和具有正光焦度的第二镜组组成，所述第一镜组从银幕方到芯片方依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第二镜组从银幕方至芯片方依次为第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜，其中光栏设置在所述第二镜组之前，位于所述第五透镜与所述第六透镜之间，所述第七透镜和所述第八透镜构成一对双胶合透镜，所述第九透镜和所述第十透镜构成一对双胶合透镜，所述第十一透镜和所述第十二透镜构成一对双胶合透镜。
进一步的，所述第一透镜的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第二透镜的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第三透镜的第一面位凹面、第二面为凸面，所述第四透镜为双凹形透镜，所述第五透镜的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第六透镜的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第七透镜为双凸形透镜，所述第八透镜的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第九透镜的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第十透镜为双凸形透镜，所述第十一透镜为双凸形透镜，所述第十二透镜的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第十三透镜的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第十四透镜为双凸形透镜。
进一步的，所述第一镜组光焦度绝对值与所述第二镜组光焦度的绝对值之比介于1.1:1与1.5:1之间。
进一步的，所述鱼眼投影镜头的光学性能参数范围是：焦距f'介于3.3mm与7.6mm之间，反远比大于或等于17:1，相对孔径D/f'介于1/2.3与1/3之间,视场角2ω≥160°。
再进一步的，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜、所述第六透镜、所述第八透镜和所述第九透镜采用的材料为镧火石玻璃或重镧火石玻璃。
进一步的，所述第三透镜、所述第七透镜和所述第十透镜采用的材料为火石玻璃。
进一步的，所述第五透镜、所述第十一透镜、所述第十三透镜和所述第十四透镜采用的材料为冕牌玻璃或FK玻璃。
进一步的，所述第十二透镜采用的材料为重镧火石玻璃。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构通过设置通过结构上的优化、材料的选取，能够将镜头分辨率提高到4K投影镜头的标准，加大了后工作距离，提高了反远比，并且尽可能减少了透镜片数，提高了成像质量。
本发明的鱼眼投影镜头结构适用于4K分辨率3DMD技术高端投影机，可应用于球幕电影、高端球幕投影工程，主要包括天象厅、各主题乐园的球幕影院以及商业展览等。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1的适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构在芯片上所采集的区域；
图2为本发明实施例1的适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构的投影示意图；
图3为本发明实施例1的适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构的光学结构示意图；
图4为本发明实施例2的适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构的光学分辨率。
附图标记说明：101、第一透镜；102、第二透镜；103、第三透镜；104、第四透镜；105、第五透镜；106、第六透镜；107、第七透镜；108、第八透镜；109、第九透镜；110、第十透镜；111、第十一透镜；112、第十二透镜；113、第十三透镜；114、第十四透镜。
具体实施方式
实施例1
如图1至图3所示，本实施例1涉及一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，以所述芯片的短边长度作为镜头的像高，所述芯片内切圆的圆形区域为所述鱼眼投影镜头在所述芯片上采集到的区域，所述鱼眼投影镜头采用反远距结构且由具有负光焦度的第一镜组和具有正光焦度的第二镜组组成，所述第一镜组从银幕方到芯片方依次为第一透镜101、第二透镜102、第三透镜103、第四透镜104和第五透镜105，所述第二镜组从银幕方至芯片方依次为第六透镜106、第七透镜107、第八透镜108、第九透镜109、第十透镜110、第十一透镜111、第十二透镜112、第十三透镜113和第十四透镜114，其中光栏设置在所述第二镜组之前,位于所述第五透镜105与所述第六透镜106之间，所述第七透镜107和所述第八透镜108构成一对双胶合透镜，所述第九透镜109和所述第十透镜110构成一对双胶合透镜，所述第十一透镜111和所述第十二透镜112构成一对双胶合透镜。
本实施例1的适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构通过以芯片短边的长度作为镜头的像高，即镜头可成像区域为与芯片上下两个长边相切的内切圆，镜头的成像区域和芯片区域的关系如图1所示，其中，长方形区域为芯片，圆形区域为鱼眼投影镜头在芯片上采集到的区域。使用时将投影机置于球幕的球心附近，即可通过鱼眼镜头将图像投射到整个球幕，如图2所示。此时，鱼眼投影镜头采用反远距结构形式，由具有负光焦度的第一镜组和具有正光焦度的第二镜组组成。
具体的，所述第一透镜101的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第二透镜102的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第三透镜103的第一面位凹面、第二面为凸面，所述第四透镜104为双凹形透镜，所述第五透镜105的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第六透镜106的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第七透镜107为双凸形透镜，所述第八透镜108的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第九透镜109的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第十透镜110为双凸形透镜，所述第十一透镜111为双凸形透镜，所述第十二透镜112的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第十三透镜113的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第十四透镜114为双凸形透镜。其中，第一面为图3中所示的左侧，即靠近银幕方的一侧，第二面为图3中所示的右侧，即远离银幕方的一侧。
本实施例1中，第十三透镜113的第一面为接近平面的凹面，第二面为凸面。
具体的，所述第一镜组光焦度绝对值与所述第二镜组光焦度的绝对值之比介于1.1:1与1.5:1之间。
具体的，所述鱼眼投影镜头的光学性能参数范围是：焦距f'介于3.3mm与7.6mm之间，反远比大于或等于17:1，相对孔径D/f'介于1/2.3与1/3之间,视场角2ω≥160°。需要说明的是，反远比指后工作距与焦距之比。
具体的，所述第一透镜101、所述第二透镜102、所述第四透镜104、所述第六透镜106、所述第八透镜108和所述第九透镜109采用的材料为镧火石玻璃或重镧火石玻璃。
具体的，所述第三透镜103、所述第七透镜107和所述第十透镜110采用的材料为火石玻璃。
具体的，所述第五透镜105、所述第十一透镜111、所述第十三透镜113和所述第十四透镜114采用的材料为冕牌玻璃或FK玻璃。
具体的，所述第十二透镜112采用的材料为重镧火石玻璃。
本实施例1的鱼眼投影镜头结构通过结构上的优化和透镜材料的选取，能够将镜头分辨率提高到4K投影镜头的标准，加大了后工作距离，提高了反远比，并且尽可能减少了透镜片数，提高了成像质量。
实施例2
本实施例2的鱼眼投影镜头结构，该结构的焦距f'为4.3mm，F数为2.53，F数即相对孔径的倒数f'/D，全视场角2ω＝180°，反远比为17.5:1，其余参数如表1所示。该镜头适用于4K分辨率3DMD技术投影机，为达到该分辨率的要求，镜头的光学分辨率需达到130lp/mm。最终，镜头1.0视场的光学分辨率在130lp/mm的频率处可达到0.3，镜头0.7视场以内的光学视场在130lp/mm的频率处可达到0.5，如图4所示，能够满足设计指标。
表1.实施例2中鱼眼投影镜头结构的光学参数
本发明的鱼眼投影镜头结构适用于4K分辨率3DMD技术高端投影机，可应用于球幕电影、高端球幕投影工程，主要包括天象厅、各主题乐园的球幕影院以及商业展览等。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，其特征在于：以所述芯片的短边长度作为镜头的像高，所述芯片内切圆的圆形区域为所述鱼眼投影镜头在所述芯片上采集到的区域，所述鱼眼投影镜头采用反远距结构且由具有负光焦度的第一镜组和具有正光焦度的第二镜组组成，所述第一镜组从银幕方到芯片方依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜，所述第二镜组从银幕方到芯片方依次为第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜和第十四透镜，其中光栏设置在所述第二镜组之前，位于所述第五透镜与所述第六透镜之间，所述第七透镜和所述第八透镜构成一对双胶合透镜，所述第九透镜和所述第十透镜构成一对双胶合透镜，所述第十一透镜和所述第十二透镜构成一对双胶合透镜。
2.根据权利要求1所述的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，其特征在于：所述第一透镜的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第二透镜的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第三透镜的第一面位凹面、第二面为凸面，所述第四透镜为双凹形透镜，所述第五透镜的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第六透镜的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第七透镜为双凸形透镜，所述第八透镜的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第九透镜的第一面为凸面、第二面为凹面，所述第十透镜为双凸形透镜，所述第十一透镜为双凸形透镜，所述第十二透镜的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第十三透镜的第一面为凹面、第二面为凸面，所述第十四透镜为双凸形透镜。
3.根据权利要求1所述的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，其特征在于：所述第一镜组光焦度绝对值与所述第二镜组光焦度的绝对值之比介于1.1:1与1.5:1之间。
4.根据权利要求1所述的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，其特征在于：所述鱼眼投影镜头的光学性能参数范围是：焦距f'介于3.3mm与7.6mm之间，反远比大于或等于17:1，相对孔径D/f'介于1/2.3与1/3之间,视场角2ω≥160°。
5.根据权利要求1所述的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，其特征在于：所述第一透镜、所述第二透镜、所述第四透镜、所述第六透镜、所述第八透镜和所述第九透镜采用的材料为镧火石玻璃或重镧火石玻璃。
6.根据权利要求1所述的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，其特征在于：所述第三透镜、所述第七透镜和所述第十透镜采用的材料为火石玻璃。
7.根据权利要求1所述的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，其特征在于：所述第五透镜、所述第十一透镜、所述第十三透镜和所述第十四透镜采用的材料为冕牌玻璃或FK玻璃。
8.根据权利要求1所述的一种适用于4K分辨率3DMD技术投影机的鱼眼投影镜头结构，其特征在于：所述第十二透镜采用的材料为重镧火石玻璃。
CN201910347780.XA 2019-04-28 2019-04-28 一种适用于4k分辨率3dmd技术投影机的鱼眼投影镜头结构 Active CN110082893B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910347780.XA CN110082893B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 一种适用于4k分辨率3dmd技术投影机的鱼眼投影镜头结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910347780.XA CN110082893B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 一种适用于4k分辨率3dmd技术投影机的鱼眼投影镜头结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110082893A true CN110082893A (zh) 2019-08-02
CN110082893B CN110082893B (zh) 2021-02-09

Family

ID=67417228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910347780.XA Active CN110082893B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 一种适用于4k分辨率3dmd技术投影机的鱼眼投影镜头结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110082893B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673313A (zh) * 2019-09-27 2020-01-10 上海电机学院 一种变焦鱼眼镜头系统及设计方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018004726A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する撮像装置
CN108459403A (zh) * 2018-05-23 2018-08-28 中山联合光电科技股份有限公司 高分辨率、大像面、大倍率、短焦端红外共焦光学系统
US20190064472A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Optical system and optical apparatus including same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018004726A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 キヤノン株式会社 光学系及びそれを有する撮像装置
US20190064472A1 (en) * 2017-08-31 2019-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Optical system and optical apparatus including same
CN108459403A (zh) * 2018-05-23 2018-08-28 中山联合光电科技股份有限公司 高分辨率、大像面、大倍率、短焦端红外共焦光学系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110673313A (zh) * 2019-09-27 2020-01-10 上海电机学院 一种变焦鱼眼镜头系统及设计方法
CN110673313B (zh) * 2019-09-27 2021-09-14 上海电机学院 一种变焦鱼眼镜头系统及设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110082893B (zh) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI413822B (zh) 鏡頭
TWI286659B (en) Fresnel optical element and projection display device
TWI420136B (zh) 定焦鏡頭及成像系統
US20130044294A1 (en) Image displaying apparatus
CN203673215U (zh) 黑栅光学逐变反射角度超短焦正投屏幕
CN101216658A (zh) 数字单机内投整球幕投影系统
CN100538426C (zh) 数字投影机整球形球幕投影用超大视场角鱼眼镜头结构
CN107490846A (zh) 一种投影镜头
CN110082893A (zh) 一种适用于4k分辨率3dmd技术投影机的鱼眼投影镜头结构
CN102944926A (zh) 一种透射比为0.75的短焦投影镜头结构
CN109407288A (zh) 一种折反式超短焦投影镜头系统
CN207457592U (zh) 一种超短焦投影镜头
CN111580247B (zh) 一种整体调焦高清微投投射镜头
CN103135238A (zh) 一种投影光学系统
JPH05281508A (ja) 液晶投写型ディスプレイ装置
CN102944925A (zh) 一种透射比为0.52的短焦投影镜头结构
CN203133401U (zh) 一种投影光学系统
CN205608362U (zh) 投影仪
CN203069867U (zh) 一种投射比为0.52的短焦投影镜头结构
JP5589933B2 (ja) プロジェクター、投写ユニット及び電子黒板
CN202735665U (zh) 折返结合式投影机
JP6167492B2 (ja) 画像表示装置
CN201654437U (zh) 一种背投屏幕
CN206162049U (zh) 立式超短焦投影机
CN205787563U (zh) 基于二次曲面反射的超短焦投影装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant