CN117270169B - 一种广角微型投影镜头 - Google Patents
一种广角微型投影镜头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117270169B CN117270169B CN202311561596.8A CN202311561596A CN117270169B CN 117270169 B CN117270169 B CN 117270169B CN 202311561596 A CN202311561596 A CN 202311561596A CN 117270169 B CN117270169 B CN 117270169B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- wide
- angle
- miniature projection
- projection lens
- 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.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 80
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 12
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
- G02B1/041—Lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种广角微型投影镜头,共有八片具有屈折力的透镜和一片耦合棱镜,从屏幕端至影像源端沿着光轴依序包括:具有负光焦度的第一透镜,具有负光焦度的第二透镜,具有正光焦度的第三透镜,具有正光焦度的第四透镜,具有负光焦度的第五透镜,具有正光焦度的第六透镜,具有正光焦度的第七透镜,具有正光焦度的第八透镜和一片耦合棱镜;第一透镜和第八透镜为塑料制成的非球面透镜;所述镜头的F数为1.6‑2.0,焦距为10mm,半视场角为40°以及投射比为0.74:1,实现了大视场角,大孔径,总长短,低畸变和2K分辨率,同时解决现有技术中变焦投影镜头的光焦度分配不合理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及投影镜头领域,特别是涉及一种广角微型投影的玻塑混合的低畸变镜头结构。
背景技术
随着投影镜头在诸多领域的应用越来越多,镜头屏幕的形状和尺寸越发多样,广角投影镜头的研究设计已经引起更多光学设计人员的浓厚兴趣,特别是如今的广角微型投影镜头向着视场和相对孔径更大、体积更小、成像更加清晰的方向发展。
现如今有各种各样的投影镜头,以满足不同的投影场所使用需求,如空旷的商业场所或狭小的家庭娱乐场所等等。但是,如果各透镜组的光焦度分配不合理,可能会导致:(1)无法有效修正像差和畸变;(2)无法让变焦投影镜头缩小端满足远心成像要求。
现有的广角微型投影镜头中,使用相同透镜数量的广角微型投影镜头只能达到半视场角为30°,视场过小;F数为2.2-2.8,导致入瞳直径过小,进光量少而相对照度低;投射比在1.1左右,比如需要投射出100英寸屏幕需要投射距离为3米左右,此时投影机需要摆放在客厅中央,浪费空间且影响走动;并且还存在光焦度分配不合理的问题。
发明内容
本发明提出了一款F数为1.6-2.0,焦距为10mm,半视场角为40°以及投射比为0.74:1的广角微型投影镜头,解决了现有技术中广角微型投影镜头视场小,入瞳直径过小,进光量少而相对照度低,投影距离过大,浪费空间和光焦度分配不合理的问题。
为了实现上述目的,本发明提供的技术方案是:
一种广角微型投影镜头,所述投影镜头的焦距为10mm,半视场角为40°,F数为1.6-2.0,投射比为0.74:1,所述镜头共有八片具有屈折力的透镜和一片耦合棱镜,从屏幕端至影像源端沿着光轴依序包括:具有负光焦度的第一透镜,具有负光焦度的第二透镜,具有正光焦度的第三透镜,具有正光焦度的第四透镜,具有负光焦度的第五透镜,具有正光焦度的第六透镜,具有正光焦度的第七透镜,具有正光焦度的第八透镜和一片耦合棱镜;
所述第一透镜为塑料制成的非球面透镜,所述第八透镜为塑料制成的非球面透镜;所述第二透镜至第七透镜为玻璃制成的球面透镜;
所述第四透镜和第五透镜之间设有光阑;
所述广角微型投影镜头满足以下关系式:5.9≤|D/tanw|≤7.5;其中,D为所述广角微型投影镜头的入瞳直径,w为所述广角微型投影镜头的半视场角;
所述广角微型投影镜头还满足以下关系式:0.65≤|d1/f1|≤1.05;其中,d1为所述广角微型投影镜头的第一透镜前表面的半孔径宽度,f1为所述广角微型投影镜头的第一透镜的有效焦距;
所述广角微型投影镜头还满足以下关系式:0.1≤|f/TOTL|≤0.12;其中,f为所述广角微型投影镜头的有效焦距,TOTL为所述广角微型投影镜头的总长。
进一步的,所述广角微型投影镜头的有效焦距为f,所述广角微型投影镜头的入瞳直径为D,其满足关系式:1.6≦|f/D|≦2.0。
进一步的,所述广角微型投影镜头的像面直径IC,满足IC=16.5。
进一步的,所述广角微型投影镜头的第五透镜和第六透镜为胶合透镜,其满足以下关系式:;其中,v5为所述广角微型投影镜头的第五透镜所用光学材料的阿贝数,f5为所述广角微型投影镜头的第五透镜的有效焦距,v6为所述广角微型投影镜头的第六透镜所用光学材料的阿贝数,f6为所述广角微型投影镜头的第六透镜的有效焦距。
进一步的,所述广角微型投影镜头适用于0.65英寸的投影显示芯片。
进一步的,所述广角微型投影镜头的光学畸变小于1.5%。
进一步的,设Z轴是光轴,直角坐标系的原点(x,y,z)与非球面的原点重合,且旋转轴与系统的光轴重合,非球面的面型可表示为:
;
其中,为光线在非球面上的入射高度,k为圆锥系数,A2,A4,A6,...为高次非球面系数,c为非球面顶点处的曲率,Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时距非球面顶点的距离矢高。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明涉及一种广角微型投影镜头,采用了2片塑料非球面透镜、6片玻璃球面透镜和1片耦合棱镜,所述镜头的F数为1.6-2.0,焦距为10mm,半视场角为40°以及投射比为0.74:1,所述镜头实现了大视场角,大孔径,总长短,还实现了低畸变和2K分辨率。同时,解决现有技术中变焦投影镜头的光焦度分配不合理的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例1的结构示意图。
图2是本申请实施例1的纵向球差图。
图3是本申请实施例1的横向色差图。
图4是本申请实施例1的畸变图。
图5是本申请实施例1的调制传递函数解析图。
图6是本申请实施例2的结构示意图。
图7是本申请实施例2的纵向球差图。
图8是本申请实施例2的横向色差图。
图9是本申请实施例2的畸变图。
图10是本申请实施例2的调制传递函数解析图。
图11是本申请实施例3的结构示意图。
图12是本申请实施例3的纵向球差图。
图13是本申请实施例3的横向色差图。
图14是本申请实施例3的畸变图。
图15是本申请实施例3的调制传递函数解析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
如图1所示,本申请的广角微型投影镜头系统,从左至右依次包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜(耦合棱镜)L9;其中,S1为第一透镜的屏幕端,S2为第一透镜的影像源端,S3为第二透镜的屏幕端,S4为第二透镜的影像源端,S5为第三透镜的屏幕端,S6为第三透镜的影像源端,S7为第四透镜的屏幕端,S8为第四透镜的影像源端,S9为第五透镜的屏幕端,S10为第五透镜的影像源端,S10为第六透镜的屏幕端,S11为第六透镜的影像源端,S12为第七透镜的屏幕端,S13为第七透镜的影像源端,S14为第八透镜的屏幕端,S15为第八透镜的影像源端,S16为第九透镜(耦合棱镜)的屏幕端,S17为第九透镜(耦合棱镜)的影像源端,S8和S9之间的虚线为光阑,S17右侧虚线是影像源端(像面)。
本发明公开了一种广角微型投影光学镜头,共有八片具有屈折力的透镜和一片耦合棱镜,从屏幕端至影像源端沿着光轴依序包括:具有负光焦度的第一透镜,具有负光焦度的第二透镜,具有正光焦度的第三透镜,具有正光焦度的第四透镜,具有负光焦度的第五透镜,具有正光焦度的第六透镜,具有正光焦度的第七透镜,具有正光焦度的第八透镜和一片耦合棱镜;
其中,所述广角微型投影镜头的第一透镜为塑料制成的非球面透镜,第八透镜为塑料制成的非球面透镜;第二透镜至第七透镜为玻璃制成的球面透镜;该结构除了有助于修正球面像差,彗形像差,像散,场曲和畸变等,还有助于缩短广角微型投影镜头的体积和重量。
所述广角微型投影镜头,第四透镜和第五透镜之间设有光阑;
所述广角微型投影镜头,满足以下关系式:
5.9≤|D/tanw|≤7.5;
其中,D为所述广角微型投影镜头的入瞳直径,w为所述广角微型投影镜头的半视场角;借由上述设计,可以很好的控制光学系统的入瞳直径大小,从而控制F数大小。
所述广角微型投影镜头,满足以下关系式:
0.65≤|d1/f1|≤1.05;
其中,d1为所述广角微型投影镜头的第一透镜前表面的半孔径宽度,f1为所述广角微型投影镜头的第一透镜的有效焦距;借由上述设计,可以很好的对第一透镜前表面的半孔径大小进行控制,从而缩小光学系统的体积。
所述广角微型投影镜头,满足以下关系式:
0.1≤|f/TOTL|≤0.12;
其中,f为所述广角微型投影镜头的有效焦距,TOTL为所述广角微型投影镜头的总长;借由上述设计,通过对焦距的限定,使总长限制在100mm以内。
所述广角微型投影镜头的有效焦距为f,所述广角微型投影镜头的入瞳直径为D,其满足关系式:1.6≤|f/D|≤2.0;从而将光学系统的F数控制在1.6-2.0。
所述广角微型投影镜头的像面直径IC,满足IC=16.5;借由上述设计,可得广角微型投影镜头适用于0.65inch的投影显示芯片。
所述广角微型投影镜头的第五透镜和第六透镜为胶合透镜,其满足以下关系式:
;
其中,v5为所述广角微型投影镜头的第五透镜所用光学材料的阿贝数,f5为所述广角微型投影镜头的第五透镜的有效焦距,v6为所述广角微型投影镜头的第六透镜所用光学材料的阿贝数,f6为所述广角微型投影镜头的第六透镜的有效焦距;借由上述设计,当上述关系式的绝对值接近于0时,光学系统的轴向色差和垂轴色差将无限趋近于无色差。
所述广角微型投影镜头,广角微型投影镜头的投射比为0.74:1。
所述广角微型投影镜头,广角微型投影镜头的半视场角w为40°。
所述广角微型投影镜头,广角微型投影镜头的光学畸变小于1.5%。
所述广角微型投影镜头,第一透镜和第八透镜表面的非球面面型的表达式为:
设Z轴是光轴,直角坐标系的原点(x,y,z)与非球面的原点重合,且旋转轴与系统的光轴重合,非球面的面型可表示为:
;
其中,为光线在非球面上的入射高度,k为圆锥系数,A2,A4,A6,...为高次非球面系数,c为非球面顶点处的曲率,Z为非球面沿光轴O方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为于光轴O处的曲率,c=1/R(即,近轴曲率c为表1中曲率半径R的倒数);k为锥面系数;Ai是非球面第i阶的修正系数。
实施例1
参照图1所示,本发明公开了一种广角微型投影镜头,采用了2片塑料非球面透镜、6片玻璃球面透镜和1片耦合棱镜,从屏幕端至影像源端沿着光轴依序包括:具有负光焦度的第一透镜,具有负光焦度的第二透镜,具有正光焦度的第三透镜,具有正光焦度的第四透镜,具有负光焦度的第五透镜,具有正光焦度的第六透镜,具有正光焦度的第七透镜,具有正光焦度的第八透镜和一片耦合棱镜。
具体的,该实施例的镜头从左至右依次包括:第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、第八透镜L8以及第九透镜(耦合棱镜)L9;其中,S1为第一透镜的屏幕端,S2为第一透镜的影像源端,S3为第二透镜的屏幕端,S4为第二透镜的影像源端,S5为第三透镜的屏幕端,S6为第三透镜的影像源端,S7为第四透镜的屏幕端,S8为第四透镜的影像源端,S9为第五透镜的屏幕端,S10为第五透镜的影像源端,S10为第六透镜的屏幕端,S11为第六透镜的影像源端,S12为第七透镜的屏幕端,S13为第七透镜的影像源端,S14为第八透镜的屏幕端,S15为第八透镜的影像源端,S16为第九透镜(耦合棱镜)的屏幕端,S17为第九透镜(耦合棱镜)的影像源端,S8和S9之间的虚线为光阑,S17右侧虚线是影像源端(像面)。
具体地,在实施例1中,所述广角微型投影镜头的F数为2.0,焦距为10mm,半视场角为40°,总长为90mm,投射比为0.74:1适用于0.65inch的投影显示芯片,投影距离为1500mm,投影尺寸为100inch,有1920*1080个像元,可达2K分辨率。
在实施例1中的广角微型投影镜头的详细光学数据如下表1-1和表1-2所示,
表1-1
表1-2
其中,设Z轴是光轴,直角坐标系的原点(x,y,z)与非球面的原点重合,且旋转轴与系统的光轴重合,非球面的面型可表示为:
,
其中,为光线在非球面上的入射高度,k为圆锥系数,A2,A4,A6,...为高次非球面系数,c为非球面顶点处的曲率。Z为非球面沿光轴O方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为于光轴O处的曲率,c=1/R(即近轴曲率c为表1中曲率半径R的倒数);k为锥面系数;Ai是非球面第i阶的修正系数。表1-2中给出了可用于实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10。
图1至图5依次为本实施例1的结构示意图、纵向球差图、横向色差图、畸变图和调制传递函数解析图。由图可看出,纵向球差在±0.02mm以内,横向色差在±0.0021mm,畸变在±1.5%以内,调制传递函数在66lp/mm时,中心调制传递函数>0.8,全视场调制传递函数>0.76;图5中,0.00子午和0.00弧矢的评价函数曲线重合,其中0.00子午标注为黑色小圆圈,0.00弧矢标注为斜梯形。
由此可见,实施例1所提供的广角微型投影镜头,能够满足低畸变和2K分辨率的要求。
实施例2
参照图6所示,本发明公开了一种广角微型投影镜头,采用了2片塑料非球面透镜、6片玻璃球面透镜和1片耦合棱镜,从屏幕端至影像源端沿着光轴依序包括:具有负光焦度的第一透镜,具有负光焦度的第二透镜,具有正光焦度的第三透镜,具有正光焦度的第四透镜,具有负光焦度的第五透镜,具有正光焦度的第六透镜,具有正光焦度的第七透镜,具有正光焦度的第八透镜和一片耦合棱镜。
具体的,该实施例的广角微型投影镜头系统,从左至右依次包括:第一透镜L10、第二透镜L11、第三透镜L12、第四透镜L13、第五透镜L14、第六透镜L15、第七透镜L16、第八透镜L17以及第九透镜(耦合棱镜)L18;其中,S18为第一透镜的屏幕端,S19为第一透镜的影像源端,S20为第二透镜的屏幕端,S21为第二透镜的影像源端,S22为第三透镜的屏幕端,S23为第三透镜的影像源端,S24为第四透镜的屏幕端,S25为第四透镜的影像源端,S26为第五透镜的屏幕端,S27为第五透镜的影像源端,S27为第六透镜的屏幕端,S28为第六透镜的影像源端,S29为第七透镜的屏幕端,S30为第七透镜的影像源端,S31为第八透镜的屏幕端,S32为第八透镜的影像源端,S33为第十二透镜(耦合棱镜)的屏幕端,S34为第十二透镜(耦合棱镜)的影像源端,S25和S26之间的虚线为光阑,S34右侧虚线是影像源端(像面)。
具体地,在实施例2中,所述广角微型投影镜头的F数为1.8,焦距为10mm,半视场角为40°,总长为95mm,投射比为0.74:1适用于0.65inch的投影显示芯片,投影距离为1500mm,投影尺寸为100inch,有1920*1080个像元,可达2K分辨率。
在实施例2中的广角微型投影镜头的详细光学数据如下表2-1和表2-2所示,
表2-1
表2-2
其中,设Z轴是光轴,直角坐标系的原点(x,y,z)与非球面的原点重合,且旋转轴与系统的光轴重合,非球面的面型可表示为:
,
其中,为光线在非球面上的入射高度,k为圆锥系数,A2,A4,A6,...为高次非球面系数,c为非球面顶点处的曲率。Z为非球面沿光轴O方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为于光轴O处的曲率,c=1/R(即近轴曲率c为表1中曲率半径R的倒数);k为锥面系数;Ai是非球面第i阶的修正系数。表2-2中给出了可用于实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16。
图6至图10依次为本实施例2的结构示意图、纵向球差图、横向色差图、畸变图和调制传递函数解析图。由图可看出,纵向球差在±0.015mm以内,横向色差在±0.0018mm,畸变在±1.5%以内,调制传递函数在66lp/mm时,中心调制传递函数>0.77,全视场调制传递函数>0.66;图10中,0.00子午和0.00弧矢的评价函数曲线重合,其中0.00子午标注为黑色小圆圈,0.00弧矢标注为斜梯形。
由此可见,实施例2所提供的广角微型投影镜头,能够满足低畸变和2K分辨率的要求。
实施例3
参照图11所示,本发明公开了一种广角微型投影镜头,采用了2片塑料非球面透镜、6片玻璃球面透镜和1片耦合棱镜,从屏幕端至影像源端沿着光轴依序包括:具有负光焦度的第一透镜,具有负光焦度的第二透镜,具有正光焦度的第三透镜,具有正光焦度的第四透镜,具有负光焦度的第五透镜,具有正光焦度的第六透镜,具有正光焦度的第七透镜,具有正光焦度的第八透镜和一片耦合棱镜。
具体的,该实施例的广角微型投影镜头系统,从左至右依次包括:第一透镜L19、第二透镜L20、第三透镜L21、第四透镜L22、第五透镜L23、第六透镜L24、第七透镜L25、第八透镜L26以及第九透镜(耦合棱镜)L27;其中,S35为第一透镜的屏幕端,S36为第一透镜的影像源端,S37为第二透镜的屏幕端,S38为第二透镜的影像源端,S39为第三透镜的屏幕端,S40为第三透镜的影像源端,S41为第四透镜的屏幕端,S42为第四透镜的影像源端,S43为第五透镜的屏幕端,S44为第五透镜的影像源端,S44为第六透镜的屏幕端,S45为第六透镜的影像源端,S46为第七透镜的屏幕端,S47为第七透镜的影像源端,S48为第八透镜的屏幕端,S49为第八透镜的影像源端,S50为第十二透镜(耦合棱镜)的屏幕端,S51为第十二透镜(耦合棱镜)的影像源端,S42和S43之间的虚线为光阑,S51右侧虚线是影像源端(像面)。
具体地,在实施例3中,所述广角微型投影镜头的F数为1.6,焦距为10mm,半视场角为40°,总长为100mm,投射比为0.74:1适用于0.65inch的投影显示芯片,投影距离为1500mm,投影尺寸为100inch,有1920*1080个像元,可达2K分辨率。
在实施例3中的广角微型投影镜头的详细光学数据如下表3-1和表3-2所示,
表3-1
表3-2
其中,设Z轴是光轴,直角坐标系的原点(x,y,z)与非球面的原点重合,且旋转轴与系统的光轴重合,非球面的面型可表示为:
,
其中,为光线在非球面上的入射高度,k为圆锥系数,A2,A4,A6,...为高次非球面系数,c为非球面顶点处的曲率。Z为非球面沿光轴O方向在高度为h的位置时,距非球面顶点的距离矢高;c为于光轴O处的曲率,c=1/R(即近轴曲率c为表1中曲率半径R的倒数);k为锥面系数;Ai是非球面第i阶的修正系数。表3-2中给出了可用于实施例中各非球面镜面的高次项系数A4、A6、A8、A10、A12、A14。
图11至图15依次为本实施例3的结构示意图、纵向球差图、横向色差图、畸变图和调制传递函数解析图。由图可看出,纵向球差在±0.02mm以内,横向色差在±0.004mm,畸变在±1.5%以内,调制传递函数在66lp/mm时,中心调制传递函数>0.69,全视场调制传递函数>0.6;图15中,0.00子午和0.00弧矢的评价函数曲线重合,其中0.00子午标注为黑色小圆圈,0.00弧矢标注为斜梯形。
由此可见,实施例3所提供的广角微型投影镜头,能够满足低畸变和2K分辨率的要求。
综上所述,本发明中的实施例1、2、3的广角微型投影镜头,克服了现有镜头的半视场角小且F数数值大的问题,,所述镜头的F数为1.6-2.0,焦距为10mm,半视场角为40°以及投射比为0.74:1;所述广角微型投影镜头实现了大视场角,大光圈,总长短,实现了低畸变并且达到了2K分辨率。同时,解决现有技术中变焦投影镜头的光焦度分配不合理的问题。
Claims (7)
1.一种广角微型投影镜头,其特征在于,所述广角微型投影镜头的焦距为10mm,半视场角为40°,F数为1.6-2.0,投射比为0.74:1,所述镜头共有八片具有屈折力的透镜和一片耦合棱镜,从屏幕端至影像源端沿着光轴依序包括:具有负光焦度的第一透镜,具有负光焦度的第二透镜,具有正光焦度的第三透镜,具有正光焦度的第四透镜,具有负光焦度的第五透镜,具有正光焦度的第六透镜,具有正光焦度的第七透镜,具有正光焦度的第八透镜和一片耦合棱镜;
所述第一透镜为塑料制成的非球面透镜,所述第八透镜为塑料制成的非球面透镜;所述第二透镜至第七透镜为玻璃制成的球面透镜;
所述第四透镜和第五透镜之间设有光阑;
所述广角微型投影镜头满足以下关系式:5.9≤|D/tanw|≤7.5;其中,D为所述广角微型投影镜头的入瞳直径,w为所述广角微型投影镜头的半视场角;
所述广角微型投影镜头还满足以下关系式:0.65≤|d1/f1|≤1.05;其中,d1为所述广角微型投影镜头的第一透镜前表面的半孔径宽度,f1为所述广角微型投影镜头的第一透镜的有效焦距;
所述广角微型投影镜头还满足以下关系式:0.1≤|f/TOTL|≤0.12;其中,f为所述广角微型投影镜头的有效焦距,TOTL为所述广角微型投影镜头的总长。
2.根据权利要求1所述的广角微型投影镜头,其特征在于,所述广角微型投影镜头的有效焦距为f,所述广角微型投影镜头的入瞳直径为D,其满足关系式:1.6≤|f/D|≤2.0。
3.根据权利要求1所述的广角微型投影镜头,其特征在于,所述广角微型投影镜头的像面直径IC,满足IC=16.5。
4.根据权利要求1所述的广角微型投影镜头,其特征在于,所述广角微型投影镜头的第五透镜和第六透镜为胶合透镜,其满足以下关系式:;其中,v5为所述广角微型投影镜头的第五透镜所用光学材料的阿贝数,f5为所述广角微型投影镜头的第五透镜的有效焦距,v6为所述广角微型投影镜头的第六透镜所用光学材料的阿贝数,f6为所述广角微型投影镜头的第六透镜的有效焦距。
5.根据权利要求1所述的广角微型投影镜头,其特征在于,所述广角微型投影镜头适用于0.65英寸的投影显示芯片。
6.根据权利要求1所述的广角微型投影镜头,其特征在于,所述广角微型投影镜头的光学畸变小于1.5%。
7.根据权利要求1所述的广角微型投影镜头,其特征在于,设Z轴是光轴,直角坐标系的原点(x,y,z)与非球面的原点重合,且旋转轴与系统的光轴重合,第一透镜和第八透镜的非球面的面型可表示为:
;
其中,为光线在非球面上的入射高度,k为圆锥系数,A2,A4,A6,...为高次非球面系数,c为非球面顶点处的曲率,Z为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时距非球面顶点的距离矢高。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311561596.8A CN117270169B (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种广角微型投影镜头 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311561596.8A CN117270169B (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种广角微型投影镜头 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117270169A CN117270169A (zh) | 2023-12-22 |
CN117270169B true CN117270169B (zh) | 2024-02-02 |
Family
ID=89203030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311561596.8A Active CN117270169B (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 一种广角微型投影镜头 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117270169B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117908234A (zh) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 武汉宇熠科技有限公司 | 一种变工作距的广角投影镜头 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000089110A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-31 | Canon Inc | ズームレンズ |
CN104330881A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-04 | 成都市幻多奇软件有限公司 | 用于投影机的短焦投影镜头 |
CN113238360A (zh) * | 2015-12-21 | 2021-08-10 | 康达智株式会社 | 摄像镜头 |
CN116908999A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 武汉宇熠科技有限公司 | 一种大广角低畸变视讯会议镜头 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101627133B1 (ko) * | 2014-03-28 | 2016-06-03 | 삼성전기주식회사 | 렌즈 모듈 |
-
2023
- 2023-11-22 CN CN202311561596.8A patent/CN117270169B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000089110A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-31 | Canon Inc | ズームレンズ |
CN104330881A (zh) * | 2014-11-21 | 2015-02-04 | 成都市幻多奇软件有限公司 | 用于投影机的短焦投影镜头 |
CN113238360A (zh) * | 2015-12-21 | 2021-08-10 | 康达智株式会社 | 摄像镜头 |
CN116908999A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-20 | 武汉宇熠科技有限公司 | 一种大广角低畸变视讯会议镜头 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117270169A (zh) | 2023-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201903687U (zh) | 摄像透镜及摄像装置 | |
US8328369B2 (en) | Projecting zoom lens and projection type display apparatus | |
CN101556372B (zh) | 投射用变焦透镜及投射式显示装置 | |
CN117270169B (zh) | 一种广角微型投影镜头 | |
CN208834076U (zh) | 投射用光学系统及投射型显示装置 | |
CN203786378U (zh) | 投影用变焦透镜和投影型显示装置 | |
CN101876747B (zh) | 变焦镜头和包括该变焦镜头的成像光学装置 | |
US11520128B2 (en) | Zoom projection lens | |
CN104285174B (zh) | 投影用变倍光学系统和投影型显示装置 | |
CN107884907A (zh) | 成像透镜及光学装置 | |
CN204903851U (zh) | 投影用变焦透镜以及投影型显示装置 | |
CN106501918A (zh) | 投影装置以及投影镜头 | |
CN101561551B (zh) | 投射用变焦透镜及投射式显示装置 | |
CN107290841A (zh) | 光学镜头 | |
CN201773215U (zh) | 投射型变焦透镜及投射型显示装置 | |
CN116755216A (zh) | 广角镜头 | |
CN1328609C (zh) | 摄影镜头系统 | |
JP4689147B2 (ja) | 投射用ズームレンズおよび拡大投射装置 | |
CN105487207B (zh) | 一种移动设备镜头模组 | |
CN116908999A (zh) | 一种大广角低畸变视讯会议镜头 | |
CN107678149A (zh) | 投影装置以及投影镜头 | |
CN203786377U (zh) | 投影镜头和投影显示设备 | |
CN110426824A (zh) | 一种人脸识别光学镜头 | |
CN113484985B (zh) | 光学镜头、摄像模组及电子设备 | |
CN107544130A (zh) | 附接光学系统、图像捕获光学系统和图像捕获装置 |
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 |