CN204241744U - 一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，包括前补偿透镜组、变倍透镜组、后补偿透镜组和后固定透镜组，所述的后补偿透镜组和后固定透镜组之间设有视场光阑，所述的后固定透镜组内设有椭圆形孔径光阑；本实用新型采用圆孔形结构的视场光阑L置于光束孔径最小的地方，可有效消除前面的杂散光和成像光束以外的杂散光，透镜圆柱表面涂有消杂光漆，工艺上易于实现，可有效消除圆柱面上的杂散光，透镜较厚的边缘部分设有倾斜平台，结构简单，易于加工，可有效消除边缘的杂散光。

Description

一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体涉及一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置。

背景技术

近年来，数字电影迅猛发展，成为电影技术领域的一次技术革命。数字电影是不同于胶片电影的全新模式，它能够给广大观众提供最高质量的影像。数字电影在制作、发行、放映等方面具有强大优势，在业界受到了极大的欢迎。因此，数字电影放映机系统及其配套的高分辨率大视场投影镜头在市场上有强大的需求。

光学系统在成像过程中，除了成像光束外，还会引入系统外部杂散光、内部辐射杂散光等非成像光线，并在成像探测器表面成像，使得图像质量下降，如对比度下降、信噪比下降等图像干扰；严重时，被探测的目标信号完全湮没在杂散光背景中，系统无法提取目标；或因像面杂散光分布不均匀，在系统探测器上形成虚假信号，致使系统探测失效，高分辨率大视场投影镜头逆光路可以看作成像镜头，杂散光会影响其投影画面的对比度和亮度等。

根据可见光光学系统杂散光的产生原因，可以将其分为两大类：

第一类杂散光是视场外的光线，也称为外部杂散光。光线经过多次反射、折射、散射或者直接照射等进入光学系统，最后在探测器的接收面处成像，甚至形成鬼像。从而影响高分辨率大视场投影镜头的成像质量。

第二类杂散光是由于光学元件或结构件自身缺陷，使得入射光线经过光学元件产生散射光线，探测器接收面有可能接收到这些散射光线，进而形成杂散光。在光学系统中这种杂散光是难以避免的，但是其对光学系统的成像质量影响很小。

高分辨率大视场投影镜头对分辨率的要求很高，目前探测器的分辨能力已经达到光学衍射极限，此时，杂散光对高分辨率大视场投影镜头的影响变得越发突出，成为限制高分辨率大视场投影镜头光学系统分辨能力的重要因素。

光学系统成像过程中影响光学系统杂散光能量传递的三个要素是：杂散光源的辐照度；光学件和结构件的表面性质；杂散光源与接收面之间杂散光辐射传输的几何路径。

因此抑制杂散光的基本思路为：减小入射杂散光的能量；在光学系统的光学件和结构件表面涂上消杂光涂料或做特殊工艺处理，减弱或吸收反射及散射引起的部分杂散光；在光学系统中加入消杂光光阑、遮光罩、挡光环等结构件阻断杂散光的传播，从而消除部分杂散光。

实用新型内容

本实用新型提出一种能够有效消除高分辨率大视场投影镜头杂散光的消杂光装置，使投影镜头的成像质量满足高端巨幕影院的需求。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，包括前补偿透镜组、变倍透镜组、后补偿透镜组和后固定透镜组，所述的后补偿透镜组和后固定透镜组之间设有视场光阑，所述的后固定透镜组内设有椭圆形孔径光阑。

所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其孔径光阑的长短边之比为16：9 。

所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其前补偿透镜组由第一透镜、第二透镜和第三透镜构成。

所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其变倍透镜组由第四透镜和第五透镜构成。

所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其后补偿透镜组由第六透镜和第七透镜构成。

所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其后固定透镜组由第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜和第十三透镜构成，所述的孔径光阑位于第九透镜和第十透镜之间。

所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其透镜圆柱表面涂有消杂光漆。

所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其透镜较厚的边缘部分设有倾斜平台。

本实用新型的有益效果是：采用圆孔形结构的视场光阑L置于光束孔径最小的地方，可有效消除前面，照射在光阑上的杂散光，孔径光阑S长短边比例为大屏幕的长宽比，可有效消除成像光束以外的杂散光，透镜圆柱表面涂有消杂光漆，工艺上易于实现，可有效消除照射在光学件圆柱面上的杂散光，透镜较厚的边缘部分设有倾斜平台，结构简单，易于加工，可有效消除通过光学件边缘的杂散光。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型透镜通过阳极氧化膜消杂光的示意图；

图3是本实用新型透镜通过消杂光漆消杂光的示意图；

图4是本实用新型透镜通过倾斜平台阻挡杂散光的示意图。

各附图标记为：L1—前补偿透镜组，L2—变倍透镜组，L3—后补偿透镜组，L4—后固定透镜组，L—视场光阑，S—孔径光阑,1—第一透镜，2—第二透镜，3—第三透镜，4—第四透镜，5—第五透镜，6—第六透镜，7—第七透镜，8—第八透镜，9—第九透镜，10—第十透镜，11—第十一透镜，12—第十二透镜，13—第十三透镜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1所示，本实用新型公开了一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，包括前补偿透镜组L1、变倍透镜组L2、后补偿透镜组L3和后固定透镜组L4，前补偿透镜组L1由第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3构成，变倍透镜组L2由第四透镜4和第五透镜5构成，后补偿透镜组L3由第六透镜6和第七透镜7构成，后固定透镜组L4由第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12和第十三透镜13构成，所述的后补偿透镜组L3和后固定透镜组L4之间设有视场光阑L，所述的后固定透镜组L4内设有椭圆形孔径光阑S，其中孔径光阑S的长短边之比为16：9 ，孔径光阑S位于第九透镜9和第十透镜10之间。

高分辨数字电影放映镜头在采用视场光阑和16：9的孔径光阑以及光学件边缘做成倾斜平台消杂散光的同时，采用以下三种消杂光处理方法：

1、镜筒/结构件内表面设有阳极氧化膜，即结构件表面有做黑色亚光阳极氧化处理，处理后结构件表面微观结构具有独特的粗糙多孔结构，这种结构对入射杂散光有很强的散射和吸收作用，尤其是当结构件表面微观结构的颗粒尺寸接近于光波的波长时，此时的吸收率最大，吸收来自光学件和结构件的杂散光辐射，从而减弱甚至消除照射到结构件表面的反射杂散光，部分消除高分辨率大视场投影镜头的杂散光，如图2所示，光线I、II射到结构件内表面被减弱，甚至消除，从而起到消杂光效果。

2、透镜圆柱表面涂有消杂光漆，涂消杂光漆的光学件表面微观结构具有独特的粗糙多孔结构，这种结构对入射杂散光有很强的散射和吸收作用，吸收光学零件边缘的光线，进而降低光学系统的杂散光系数；从而减弱甚至消除照射到光学件边缘经光学件圆柱面反射的杂散光，部分消除高分辨率大视场投影镜头的杂散光，如图3所示，杂散光线I、II、III透过玻璃的第一个表面照射到透镜圆柱面上，被消杂光漆吸收消除，从而起到消杂光效果。

3、结构件安装接口零件内表面喷黑色砂漆，喷黑色砂漆表面微观结构具有独特的粗糙多孔结构，这种结构对入射杂散光有很强的散射和吸收作用，尤其是当黑色砂漆微观结构的颗粒尺寸接近于光波的波长时，此时的吸收率最大，吸收来自光学系统的部分杂散光，从而减弱甚至消除照射到安装接口零件内壁的杂散光，部分消除高分辨率大视场投影镜头的杂散光。

工作时，成像光束和杂散光首先通过前补偿透镜组L1中的第一透镜1和第二透镜2，由于第二透镜2的第二面做成倾斜平台，可以阻挡、消除部分杂散光，杂散光光线经过第一面照射在倾斜平台上，被涂有消杂光漆的倾斜平台吸收、消除，光束透过前补偿透镜组L1中的第三透镜3、变倍透镜组L2和后补偿透镜组L3后通过视场光阑L，在通过视场光阑L时，视场光阑L孔径外的杂散光会被阻挡、消除，杂散光1照射到视场光阑L上，由于视场光阑L表面做了黑色亚光阳极氧化处理，因此照射到其上面的杂散光被减弱，甚至消除；而视场光阑L孔径内的成像光束和小部分杂散光会通过视场光阑L，然后再通过后固定透镜组L4中的第八透镜8和第九透镜9，再通过孔径光阑L时，又会阻挡消、除孔径光阑外的杂散光，最后，成像光束通过后固定透镜组L4中的第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12和第十三透镜13成像在像面上。

所述的透镜在不挡光/通光口径较小的情况下，把较厚的边缘部分设有倾斜平台，从而阻挡部分进入光学系统的杂散光，如图4所示，杂散光线I被消除。

在光学系统中，视场光阑L前的视场外的物件都不会直接进入系统像面处，但是从视场光阑L到像面之间的物件表面反射和散射的杂散光却可能进入系统的像面，但是从孔径光阑S到像面之间的物件表面反射和散射的杂散光却可能进入系统的像面，视场光阑L可以有效消除视场光阑孔径以外的杂散光，从而部分消除高分辨率大视场投影镜头的杂散光，孔径光阑S为椭圆形结构，长短边之比为16：9，成像光束恰好通过孔径光阑，有效消除孔径光阑外的杂散光，从而部分消除高分辨率大视场投影镜头的杂散光。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其特征在于：包括前补偿透镜组（L1）、变倍透镜组（L2）、后补偿透镜组（L3）和后固定透镜组（L4），所述的后补偿透镜组（L3）和后固定透镜组（L4）之间设有视场光阑（L），所述的后固定透镜组（L4）内设有椭圆形孔径光阑（S）。

2.根据权利要求1所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其特征在于，所述的孔径光阑（S）的长短边之比为16：9 。

3.根据权利要求2所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其特征在于，所述的前补偿透镜组（L1）由第一透镜（1）、第二透镜（2）和第三透镜（3）构成。

4.根据权利要求2所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其特征在于，所述的变倍透镜组（L2）由第四透镜（4）和第五透镜（5）构成。

5.根据权利要求2所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其特征在于，所述的后补偿透镜组（L3）由第六透镜（6）和第七透镜（7）构成。

6.根据权利要求2所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其特征在于，所述的后固定透镜组（L4）由第八透镜（8）、第九透镜（9）、第十透镜（10）、第十一透镜（11）、第十二透镜（12）和第十三透镜（13）构成，所述的孔径光阑（S）位于第九透镜（9）和第十透镜（10）之间。

7.根据权利要求1至6任意所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其特征在于，所述的透镜圆柱表面涂有消杂光漆。

8.根据权利要求7所述的一种用于高分辨率大视场投影镜头的消杂光装置，其特征在于，所述的透镜较厚的边缘部分设有倾斜平台。