CN110286475A

CN110286475A - 一种适用迷你厅的超广角投影物镜

Info

Publication number: CN110286475A
Application number: CN201910723721.8A
Authority: CN
Inventors: 徐安成; 王家安; 郭杰; 许清泉
Original assignee: Changzhou Institute of Technology
Current assignee: Changzhou Institute of Technology
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2019-09-27

Abstract

本发明公开了一种适用迷你厅的超广角投影物镜，依次包括第一组：大视场凹形镜头L1；第二组：平凹对称型大视场透镜组L2和L3；第三组：正透镜L4；第四组：正负正透镜L5、L6和L7；第五组：正负正透镜L8、L9和L10，孔径光阑设置在透镜L5和L6之间，在成像面处放置CCD、CMOS或其它成像装置，或者后接中继透镜。本发明可以适用于迷你电影厅及家庭影院的投影镜头使用，成本低且成像质量高的超广角投影物镜。

Description

一种适用迷你厅的超广角投影物镜

技术领域

本发明涉及一种超广角镜头，特别是一种适用迷你厅的超广角投影物镜。

背景技术

电影越来越成为一种大众化的娱乐消遣方式，不过传统的影院往往太嘈杂，而且一些观影者个人言行，也可能给其他人带来不适影响。迷你影院是随着人们的需求与日俱增而出现的一种影院类型，其私密性更强，体验效果更好。该广角镜头就是针对这种小空间环境下设计的电影镜头，适用于迷你影厅使用。

目前传统的放映镜头，适合于几百人以上大厅使用，如果用在小厅缺陷明显，比如色差较大，像面照度不够均匀，杂光系数大，光轴偏移等，本设计能够有效解决。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可以适用于迷你电影厅及家庭影院的投影镜头使用，成本低且成像质量高的超广角投影物镜。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种适用迷你厅的超广角投影物镜，依次包括第一组：大视场凹形镜头L1；第二组：平凹对称型大视场透镜组L2和L3；第三组：正透镜L4；第四组：正负正透镜L5、L6和L7；第五组：正负正透镜L8、L9和L10，孔径光阑设置在透镜L5和L6之间，在成像面处放置CCD、CMOS或其它成像装置，或者后接中继透镜。

所述L1为凹形碗装负透镜，所述L1用于增加视场。

所述L2和L3为对称式负透镜组，所述L2和L3用于扩展视场，所述L1、L2、L3构成了前端负透镜部件，所述L1、L2、L3采用对称设计用于消除大视场带来的畸变。

所述L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10等构成了后端正透镜部件，所述L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10用于压缩视场、并消除了前端产生的像差。

所述L1为广角镜头，焦距-20mm<f1<-19mm。

所述L2和L3组成的对称式负透镜组，焦距-26mm<f2＝f3<-25mm,，组合焦距-12mm<f23<-11mm。

所述L1，L2，L3组合焦距-7mm<f123<-6mm；

所述L4用于压缩光线，焦距11mm<f4<12mm。

所述L5、L6、L7组成正负正透镜组，焦距分别为86mm<f5<87mm，-34mm<f6<-33mm，5mm<f7<6mm，L6和L7组合焦距-52mm<f67<-51mm，L5、L6、L7组合焦距为-145mm<f567<-144mm；所述L8、L9、L10组成正透镜组，焦距分别为2mm<f8<3mm，-3mm<f9<-2mm，7mm<f10<8mm，L8和L9组合焦距7mm<f89<8mm，L8、L9、L10组合焦距为3mm<f8910<4mm。

相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明基于局部对称性设计理念，其表现为主要结构对称，且透镜所使用的材料也一致。

本发明前端负透镜部件结构对称，以平凹对称设计为主，解决大视场问题，同时尽可能降低大视场带来的球差问题。

本发明后端正透镜部件，主要是压缩光线，且通过光阑设置控制轴外光线，同时校正前面负透镜部件带来正球差，完善成像在像面上。本发明可以适用于迷你电影厅及家庭影院的投影镜头使用，成本低且成像质量高。

附图说明

图1为本发明的光学结构图；

图2为本发明的像面相对照度图；

图3为本发明的调制传递函数MTF图；

图4为本发明的纵向色差图；

图5为本发明的像面衍射能量包围圆图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

一种适用迷你厅的超广角投影物镜，视场角达到160°，实际可接近平面、F/2的超广角物镜，依次包括第一组：大视场凹形镜头L1；第二组：平凹对称型大视场透镜组L2和L3；第三组：正透镜L4；第四组：正负正透镜L5、L6和L7；第五组：正负正透镜L8、L9和L10，孔径光阑设置在透镜L5和L6之间，决定了入瞳的大小，S0为虚拟(物)面，S20为成像面，在成像面处放置CCD、CMOS或其它成像装置，或者后接中继透镜。

所述L1为凹形碗装负透镜，所述L1用于增加视场。

所述L1为广角镜头，焦距-20mm<f1<-19mm。

所述L1，L2，L3组合焦距-7mm<f123<-6mm；

所述L4用于压缩光线，焦距11mm<f4<12mm。

本发明设计之镜头，适用于可见光光源，波长范围0.48微米～0.64微米，主波长0.55微米，次波长0.60微米，0.52微米。

图1是该发明光学系统结构图，图中显著标明该系统由10个透镜(或胶合透镜)组成，结构图中已明确标注虚拟(物)面S0，孔径光阑S2和成像面S20，或放置CCD，或CMOS等成像器件所在位置。

本发明设计以反远距结构为依据，采用负正透镜分离的形式，负光焦度的透镜L1，L2，L3组成前组，后组由L4,L5,L6,L7,L8,L9,L10等组成正光焦度的后组，光线经前组发散后，被后组成像在像面S20上。

透镜L1，是一个大曲率半径的碗型凹透镜，主要作用是增加视场，但同时带来较大的球差及畸变；

透镜L2，L3是一组完全对称且材料一致的负透镜，主要目的是消除畸变；

透镜L4，L5将光线压缩至孔径光阑面S11处；孔径光阑与后面的像面S20共轭，S11孔径的大小，决定了像面的大小；

光阑后面的透镜(或胶合透镜组)L6,L7,L8,L9,L10，能够有效压缩光线，且改善视场边缘的色差；L6和L7，L8和L9组成的正光焦度胶合透镜，有效地校正了球差，像散等像差。

本发明的放映(投影)影镜头参数包含各镜片的厚度、间距，各镜片的折射率，曲率半径，焦距F以及各镜片材料折射率。具体下表(系统镜头数据及材料折射率等)。

图1结构具有明显的对称性；

图2相对照度99％；

图3设计已经接近理论极限分辨率；

图4纵向色差非常小，最大不超过0.02毫米；

图5设计已经接近理论极限。

Claims

1.一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于依次包括第一组：大视场凹形镜头L1；第二组：平凹对称型大视场透镜组L2和L3；第三组：正透镜L4；第四组：正负正透镜L5、L6和L7；第五组：正负正透镜L8、L9和L10，孔径光阑设置在透镜L5和L6之间，在成像面处放置CCD、CMOS或其它成像装置，或者后接中继透镜。

2.根据权利要求1所述的一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于所述L1为凹形碗装负透镜，所述L1用于增加视场。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于所述L2和L3为对称式负透镜组，所述L2和L3用于扩展视场，所述L1、L2、L3构成了前端负透镜部件，所述L1、L2、L3采用对称设计用于消除大视场带来的畸变。

4.根据权利要求3所述的一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于所述L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10等构成了后端正透镜部件，所述L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10用于压缩视场、并消除了前端产生的像差。

5.根据权利要求3所述的一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于所述L1为广角镜头，焦距-20mm<f1<-19mm。

6.根据权利要求5所述的一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于所述L2和L3组成的对称式负透镜组，焦距-26mm<f2＝f3<-25mm,，组合焦距-12mm<f23<-11mm。

7.根据权利要求6所述的一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于所述L1，L2，L3组合焦距-7mm<f123<-6mm。

8.根据权利要求1所述的一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于所述L4用于压缩光线，焦距11mm<f4<12mm。

9.根据权利要求4所述的一种适用迷你厅的超广角投影物镜，其特征在于所述L5、L6、L7组成正负正透镜组，焦距分别为86mm<f5<87mm，-34mm<f6<-33mm，5mm<f7<6mm，L6和L7组合焦距-52mm<f67<-51mm，L5、L6、L7组合焦距为-145mm<f567<-144mm；所述L8、L9、L10组成正透镜组，焦距分别为2mm<f8<3mm，-3mm<f9<-2mm，7mm<f10<8mm，L8和L9组合焦距7mm<f89<8mm，L8、L9、L10组合焦距为3mm<f8910<4mm。