CN208861053U - 高清短焦投影镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高清短焦投影镜头，包括包括设于DMD芯片和投影面之间的反射镜和透镜组件，透镜组件设于反射镜和DMD芯片之间；透镜组件从反射镜和DMD芯片同光轴设置，透镜组件依次包括第一正弯月透镜、第二正弯月透镜、第一凹透镜、第一凸透镜、第五凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜及第四凸透镜；DMD芯片调制的投影光束依次通过透镜组件和反射镜并在投影面上成像。基于光学成像原理，使用光学设计软件对投影物镜反复地进行结构达到像差的优化设计，像质很好，结构新颖，设计巧妙，适用性强，便于推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及投影领域，尤其涉及一种高清短焦投影镜头。
背景技术
目前，超短焦投影镜头设计一般使用非球面反射镜将投影画面直接投影到屏幕上，但大口径的非球面反射镜的加工较难，难以产业化。而使用球面反射镜直接投影到屏幕的效果又不理想。
同时，现有的投影机的投影镜头的F数即光圈数较高，如果降低F数的同时又会降低画面的清晰度。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种高清短焦投影镜头，其能解决投影效果不理想的问题。
本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：
一种高清短焦投影镜头，包括包括设于DMD芯片和投影面之间的反射镜和透镜组件，所述透镜组件设于所述反射镜和所述DMD芯片之间；所述透镜组件从所述反射镜和所述DMD芯片同光轴设置，所述透镜组件依次包括第一正弯月透镜、第二正弯月透镜、第一凹透镜、第一凸透镜、第五凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜及第四凸透镜；所述DMD芯片调制的投影光束依次通过所述透镜组件和所述反射镜并在所述投影面上成像。
进一步地，所述高清短焦投影镜头还包括棱镜组及光阑，所述棱镜组设于所述DMD芯片与所述第四凸透镜之间，所述光阑设于所述第一双胶合透镜和所述第二双胶合透镜之间。
进一步地，所述反射镜为球面反射镜，所述球面反射镜包括一凹面，所述凹面朝向所述第一正弯月透镜。
进一步地，所述反射镜曲率半径介于15mm与40mm之间；所述第一正弯月透镜的焦距介于50mm与70mm之间；所述第二正弯月透镜的焦距介于100mm与正无穷之间；所述第一凹透镜的焦距介于-30mm与-10mm之间；所述第一凸透镜的焦距介于30mm与60mm之间；所述第五凸透镜的焦距介于35mm与65mm之间；所述第一双胶合透镜的焦距介于60mm与80mm之间；所述第二双胶合透镜的焦距介于30mm与60mm之间；所述第四凸透镜的焦距介于10mm与40mm之间。
进一步地，所述第一双胶合透镜包括第二凹透镜及第二凸透镜，所述第二凹透镜靠近第五凸透镜，所述第二凸透镜靠近所述第二双胶合透镜，所述第二凹透镜的折射率介于1.65与1.75之间，所述第二凸透镜折射率介于1.50与1.60之间。
进一步地，所述第二双胶合透镜包括第三凸透镜及第三凹透镜，所述第三凸透镜靠近光阑，所述第三凸透镜的折射率介于1.55与1.70之间，所述第三凹透镜靠近所述第四凸透镜，所述第三凹透镜折射率介于1.70与1.80之间。
进一步地，所述第一正弯月透镜的折射率介于1.45与1.60之间；所述第二正弯月透镜的折射率介于1.65与1.80之间；所述第一凹透镜的折射率介于1.45与1.60之间；所述第一凸透镜的折射率介于1.75与1.90之间；所述第五凸透镜的折射率介于1.65与1.75之间；所述第四凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间。
进一步地，第一正弯月透镜及所述第一凹透镜左右两面为非球面。
进一步地，所述DMD芯片为0.3英寸分辨率为1280×720或0.33英寸1368×768。
进一步地，所述DMD芯片垂直于所述透镜组件的光轴，所述投影镜头的中心在所述DMD芯片的区域之外。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
所述透镜组件设于所述反射镜和所述DMD芯片之间；所述透镜组件从所述反射镜和所述DMD芯片同光轴设置，所述棱镜组设于所述DMD芯片与所述第四凸透镜之间，所述光阑设于所述第一双胶合透镜和所述第二双胶合透镜之间。所述DMD芯片垂直于所述透镜组件的光轴，所述投影镜头的中心在所述DMD芯片的区域之外。所述DMD芯片调制的投影光束依次通过所述透镜组件和所述反射镜并在所述投影面上成像，本申请中所述高清短焦投影镜头100光圈数为2.4，畸变小于1％，焦距为3mm，结构精密，控制低成本，为较小体积的成像物镜。上述透镜系统后在0.5m位置形成对角线为55英寸的像面。本申请是基于光学成像原理，使用光学设计软件对投影物镜反复地进行结构达到像差的优化设计，像质很好，结构新颖，设计巧妙，适用性强，便于推广。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型高清短焦投影镜头中一较佳实施例的示意图；
图2是本实用新型离轴投影的示意图；
图3是本实用新型的MTF曲线图；
图4是本实用新型的点列图。
图中：100、高清短焦投影镜头；1、反射镜；2、DMD芯片；3、透镜组件；31、第一正弯月透镜；32、第二正弯月透镜；33、第一凹透镜；34、第一凸透镜；35、第五凸透镜；36、第一双胶合透镜；361、第二凹透镜；362、第二凸透镜；37、第二双胶合透镜；371、第三凸透镜；372、第三凹透镜；38、第四凸透镜；4、棱镜组；5、窗口玻璃；6、光阑；7、投影面。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，一种高清短焦投影镜头100包括包括设于DMD芯片2和投影面7之间的反射镜1、透镜组件3、棱镜组4、窗口玻璃5、光阑6及投影面7。
所述反射镜1为球面反射镜，所述球面反射镜包括一凹面，所述凹面朝向所述第一正弯月透镜31。
所述DMD芯片2为0.3英寸分辨率为1280×720或0.33英寸1368×768。
所述透镜组件3依次包括第一正弯月透镜31、第二正弯月透镜32、第一凹透镜33、第一凸透镜34、第五凸透镜35、第一双胶合透镜36、第二双胶合透镜37及第四凸透镜38。
具体的，在本实施例中，所述反射镜1曲率半径介于15mm与40mm之间；所述第一正弯月透镜31的焦距介于50mm与70mm之间；所述第二正弯月透镜32的焦距介于100mm与正无穷之间；所述第一凹透镜33的焦距介于-30mm与-10mm之间；所述第一凸透镜34的焦距介于30mm与60mm之间；所述第五凸透镜35的焦距介于35mm与65mm之间；所述第一双胶合透镜36的焦距介于60mm与80mm之间；所述第二双胶合透镜37的焦距介于30mm与60mm之间；所述第四凸透镜38的焦距介于10mm与40mm之间。
所述第一双胶合透镜36包括第二凹透镜361及第二凸透镜362，所述第二凹透镜361靠近第五凸透镜35，所述第二凸透镜362靠近所述第二双胶合透镜37，所述第二双胶合透镜37包括第三凸透镜371及第三凹透镜372，所述第三凸透镜371靠近光阑。
具体的，所述第一正弯月透镜31的折射率介于1.45与1.60之间；所述第二正弯月透镜32的折射率介于1.65与1.80之间；所述第一凹透镜33的折射率介于1.45与1.60之间；所述第一凸透镜34的折射率介于1.75与1.90之间；所述第五凸透镜35的折射率介于1.65与1.75之间；所述第四凸透镜38的折射率介于1.70与1.80之间。所述第二凹透镜361的折射率介于1.65与1.75之间，所述第二凸透镜362折射率介于1.50与1.60之间，所述第三凸透镜371的折射率介于1.55与1.70之间，所述第三凹透镜372靠近所述第四凸透镜38，所述第三凹透镜372折射率介于1.70与1.80之间。
需要说明的是，所述第一正弯月透镜31及所述第一凹透镜33左右两面为非球面，对各透镜的曲率半径、材料、厚度以及透镜之间的间距进行修改，达到对像差的优化。以下是0.33英寸DMD芯片为例，给出本实用新型一种投影镜头光学系统实施例的参数：
非球面系数：
| Surface | x2 | x4 | x6 | x8 |
| 2 | 0 | -9.19482E-05 | -1.26000E-07 | 3.84994E-10 |
| 3 | 0 | -1.28904E-04 | 7.95304E-07 | -3.01751E-09 |
| 6 | 0 | -6.69186E-05 | 6.36768E-07 | -7.64324E-10 |
| 7 | 0 | -3.10317E-05 | 3.11609E-07 | -1.97846E-10 |
最终得到焦距3mm，光学筒长100mm，F2.4，畸变小于1％,各视场像质均匀并且像质最佳的超短焦投影镜头。本实用新型实现在0.5m位置形成对角线为55英寸的像面。
请参阅图2是本实用新型离轴投影的示意图，请参阅图3是本实用新型的MTF曲线图，图中93lp/mm下各视场的MTF曲线紧凑成一束大于0.65，说明所述高清短焦投影镜头100成像画面清晰均匀。1368×768的0.33芯片的像素是5.4微米，对应奎尼斯线对为93lp/mm，在该线对下MTF数值>0.65即满足该芯片的分辨率要求。0.3芯片小于0.33芯片，像素同样是5.4微米，对应奎尼斯线对为93lp/mm，在该线对下MTF数值>0.65即满足该芯片的分辨率要求。
请参阅图4是本实用新型的点列图，从图中知，各视场下的点列图平均弥散斑半径小于4.2微米，像质很好。
组装所述高清短焦投影镜头100时，所述透镜组件3设于所述反射镜1和所述DMD芯片2之间；所述透镜组件3从所述反射镜1和所述DMD芯片2同光轴设置，所述棱镜组4设于所述DMD芯片2与所述第四凸透镜38之间，所述光阑6设于所述第一双胶合透镜36和所述第二双胶合透镜37之间。所述DMD芯片2垂直于所述透镜组件3的光轴，所述投影镜头的中心在所述DMD芯片2的区域之外。所述DMD芯片2调制的投影光束依次通过所述透镜组件3和所述反射镜1并在所述投影面7上成像，本申请中所述高清短焦投影镜头100光圈数为2.4，畸变小于1％，焦距为3mm，结构精密，控制低成本，为较小体积的成像物镜。上述透镜系统后在0.5m位置形成对角线为55英寸的像面。本申请是基于光学成像原理，使用光学设计软件对投影物镜反复地进行结构达到像差的优化设计，像质很好，结构新颖，设计巧妙，适用性强，便于推广。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种高清短焦投影镜头，包括设于DMD芯片和投影面之间的反射镜和透镜组件，其特征在于：所述透镜组件设于所述反射镜和所述DMD芯片之间；所述透镜组件从所述反射镜和所述DMD芯片同光轴设置，所述透镜组件依次包括第一正弯月透镜、第二正弯月透镜、第一凹透镜、第一凸透镜、第五凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜及第四凸透镜；所述DMD芯片调制的投影光束依次通过所述透镜组件和所述反射镜并在所述投影面上成像。
2.如权利要求1所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：所述高清短焦投影镜头还包括棱镜组及光阑，所述棱镜组设于所述DMD芯片与所述第四凸透镜之间，所述光阑设于所述第一双胶合透镜和所述第二双胶合透镜之间。
3.如权利要求1所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：所述反射镜为球面反射镜，所述球面反射镜包括一凹面，所述凹面朝向所述第一正弯月透镜。
4.如权利要求1-3任一所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：
所述反射镜曲率半径介于15mm与40mm之间；
所述第一正弯月透镜的焦距介于50mm与70mm之间；
所述第二正弯月透镜的焦距介于100mm与正无穷之间；
所述第一凹透镜的焦距介于-30mm与-10mm之间；
所述第一凸透镜的焦距介于30mm与60mm之间；
所述第五凸透镜的焦距介于35mm与65mm之间；
所述第一双胶合透镜的焦距介于60mm与80mm之间；
所述第二双胶合透镜的焦距介于30mm与60mm之间；
所述第四凸透镜的焦距介于10mm与40mm之间。
5.如权利要求4所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：所述第一双胶合透镜包括第二凹透镜及第二凸透镜，所述第二凹透镜靠近第五凸透镜，所述第二凸透镜靠近所述第二双胶合透镜，所述第二凹透镜的折射率介于1.65与1.75之间，所述第二凸透镜折射率介于1.50与1.60之间。
6.如权利要求4所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：所述第二双胶合透镜包括第三凸透镜及第三凹透镜，所述第三凸透镜靠近光阑，所述第三凸透镜的折射率介于1.55与1.70之间，所述第三凹透镜靠近所述第四凸透镜，所述第三凹透镜折射率介于1.70与1.80之间。
7.如权利要求1所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：所述第一正弯月透镜的折射率介于1.45与1.60之间；
所述第二正弯月透镜的折射率介于1.65与1.80之间；
所述第一凹透镜的折射率介于1.45与1.60之间；
所述第一凸透镜的折射率介于1.75与1.90之间；
所述第五凸透镜的折射率介于1.65与1.75之间；
所述第四凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间。
8.如权利要求1所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：所述第一正弯月透镜及所述第一凹透镜左右两面为非球面。
9.如权利要求1所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：所述DMD芯片为0.3英寸分辨率为1280×720或0.33英寸1368×768。
10.如权利要求1所述的高清短焦投影镜头，其特征在于：所述DMD芯片垂直于所述透镜组件的光轴，所述投影镜头的中心在所述DMD芯片的区域之外。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108957704A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-07 | 安徽仁和光电科技有限公司 | 高清短焦投影镜头 |
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2018
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