CN209803442U - 一种三片式的高像质组合镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三片式的高像质组合镜头，其能够其能够通过多块镜片组合，且对不同镜片进行特殊的位置形状设置，使镜头像质更加高，全视场畸变小于0.1％，该高像质组合镜头包括光栏、第一镜片、第二镜片和第三镜片，光栏设置在第一镜片和第二镜片之间，光栏紧贴第二镜片，第一镜片的凸面和第二镜片的凸面背向设置，第二镜片的凸面与第三镜片的凸面相对设置。

Description

一种三片式的高像质组合镜头

技术领域

本实用新型涉及镜片领域，具体而言，涉及一种三片式的高像质组合镜头。

背景技术

从原理上来说，数码相机、投影机的镜头都是光学镜头，都是利用了光的折射原理，都用到了透光镜，它们的本质其实是相同的，这是它们二者作为一种最基本的光学器件意义上的相似点。但由于投影机与相机之间的应用性质不同以及所要取得的效果也不同，因此它们各自会在具体的细节设计与功能上表现出不同之处：

第一个区别是有无光圈这个器件。对于数码相机来说，由于感光器件 (CCD或者CMOS)的感光范围是非常狭窄的，所以对于这些设备来说，它需要一个在外界光线超过感光器件的感光范围时控制入射光线的数量的器件，

三片式液晶板投影机比单片式液晶板投影机具有更高的图像质量和更高的亮度。液晶板投影机体积较小、重量较轻，制造工艺较简单，亮度和对比度较高，分辨率适中，是目前市场上占有率最高、应用最广泛的投影机。测定环境如下：投影机与幕之间距离是2.4米；幕为60英寸；纯暗环境用测光笔测量投影画面的9个点的亮度；求出9个点亮度的平均值，就是ANSI流明。目前国内一些厂商的投影机所标称亮度为峰值流明，实际亮度并无标称值高，这是在选择投影机时需要注意的问题。这就是光圈，它是由一组很薄的弧型金属叶片组成的，它们被安装在镜头的透镜中间。用户可以通过调整光圈值，可以使这些叶片均匀的开合，调整成大小不同的光孔，以控制进入镜头光线，以适应不同的拍摄需要。应该说只要是相机，都会具有光圈。但目前来说绝大部分投影机没有光圈这个控制光通量多少的器件。不过，由于近几年来投影机技术的发展，光圈也应用在了投影机的镜头上了，比较典型的是刚推出不久的松下PT-AE700投影机，它使用了“动态虹膜”技术，该“动态虹膜”就是一种可随着投影图像亮度而扩张、收缩的光圈，它的目的是在图像出现大面积黑暗的情况下，收缩光圈，使投射出的光线成倍减少，这样就提高了图像的对比度。随着科技的进步，相信类似的光圈技术会使投影机增色不少。

第二个区别是变焦比区别很大：投影机一般是定焦镜头，即便是变焦镜头的投影机，其变焦比一般也不大于2，而一般的民用级数码相机变焦比一般都在3以上，只有极少量的数码相机采用定焦镜头或变焦比小于3的镜头。

第三个区别就是镜头口径的不同：数码相机的镜头一般口径都很小，而投影机的镜头口径都很大。一方面原因的是因为投影机的芯片(LCD、DLP) 一般都比较大，一般都是1.3、0.9、0.7英寸，在获得同样光圈时所需的镜头口径就大。而数码相机上的芯片(CCD、CMOS)一般比较小，一般都是 1/4英寸，在获得同样光圈时所需的镜头口径小(f值可以简单理解为镜头焦距与光学镜片直径的比值)。为了获得最小的f值(也就是最大光圈)，就要尽可能的加大镜头口径。这样就导致了投影机镜头口径相对于数码相机口径比较大。另一方面的原因是满足数码相机内部的芯片(CCD、CMOS) 所需的光通量少(不够的话，还可以人工补光。)而投影机在满足人们观看要求时需要的通光量大，并且在投影机亮度不足时是没有办法实施补救措施的！所以投影机在设计时就要用最大光圈(最小的光圈值)、最大的镜头口径、最大的灯功率等措施来保障最低亮度值的实现，在投影机设计时，并不是对上述三项参数都取最大值，而是在价格与性能之间寻找一个最佳的平衡点。

对于镜头，除了质量上的差异以外，最关键的参数就是光圈f值的大小，f是镜头的通光率。光圈f越大(f值越小)，镜头的通光率越大。投影机镜头的光圈是用数值来表示的，一般从1.6-4.0，每一个镜头的最大光圈都用数值标在镜头前。在这里要向大家说明的是，镜头的f值在理想状态下所能达到的值为1.0，受制造工艺、价格因素等制约，f值是永远不能做到1.0的。

对于投影机来说，镜头是投影机光路中的最后一个环节，镜头做的好坏，光圈值能否做的最小，和亮度是有直接关系的，光圈的大小和f值成反比，f值越小，光圈越大。投影影象的亮度就高，对于定焦镜头来说，光圈值是一个恒定值，对于变焦镜头来说，通过f值的定义(f值可以简单理解为镜头焦距与光学镜片直径的比值)我们可以看出，由于焦距的改变，它的数值是是在一个范围内。比如f2.8——f3.4。投影机的光圈值是个非常重要的参数，举个例子，同样的机器，使用f值不同的镜头，其亮度的区别是非常大的！比如f2.8的投影机，就是f4的投影机亮度的二倍，是f5.6 投影机亮度的四倍，是f8投影机亮度的八倍……。任何两只镜头，只要它们的f值相同，那么它们所传送的光量就是完全一样的。例如，两只不同的镜头均为f/2.8，那么就会有相同的光量通过镜头到达银幕。不一定投影机镜头大，它的f值就大，它是和镜头的焦距有密切关系的！有可能一支口径小的投影机镜头f值比大镜头的f值还要小，(通光量更大)。

焦距F也是用数值来表示的，通常从50-210，分为短焦、标准和长焦，还有超短和超长焦的。数值越小焦距越短，数值越大焦距越长，投影机对镜头焦距的要求正投一般在50-140，背投一般在35左右，焦距决定了打满预定尺寸时投影机与影幕的距离，焦距越短，投影机与影幕的距离就越近，反之就越远。如果要在短距离投射大画面就需要选择短焦镜头的投影机，反之则需要选择长焦镜头。一般的投影机都为标准镜头。

三片式液晶板投影机比单片式液晶板投影机具有更高的图像质量和更高的亮度。液晶板投影机体积较小、重量较轻，制造工艺较简单，亮度和对比度较高，分辨率适中，是目前市场上占有率最高、应用最广泛的投影机。测定环境如下：投影机与幕之间距离是2.4米；幕为60英寸；纯暗环境用测光笔测量投影画面的9个点的亮度；求出9个点亮度的平均值，就是ANS I流明。目前国内一些厂商的投影机所标称亮度为峰值流明，实际亮度并无标称值高，这是在选择投影机时需要注意的问题。(当然，条件允许，也可考虑在标准镜头投影机上使用光路折射的方法获得大尺寸投射影象的方法。)对于宽大的应用场所，在资金充裕的情况下，优先考虑长焦镜头，因为这样的安装方式，优点是很多的，首先，投影机的风机噪音在观看者的影响得到了很好的抑制，其次在观看者对投影机的影响(抽烟者的烟灰、就餐者的食物残屑、热饮蒸汽)因素中，长焦投影机的影响是最小的！这也为投影机创造了一个舒适的工作环境，便于投影机的长寿运行。但是现有技术中，如幻灯片的器材对最终成像的图像要求越来越高，因此就要求镜片具备高像质特征，并且要保证全视场畸变小于0.1％。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种三片式的高像质组合镜头，其能够其能够通过不同镜片的位置形状设置，使镜头像质更加高，全视场畸变小于 0.1％。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种三片式的高像质组合镜头，该高像质组合镜头包括光栏、第一镜片、第二镜片和第三镜片，光栏设置在第一镜片和第二镜片之间，光栏紧贴第二镜片，第一镜片的凸面和第二镜片的凸面背向设置，第二镜片的凸面与第三镜片的凸面相对设置。

在本实用新型的较佳实施例中，上述高像质组合镜头还包括平面穿透组件和像平面，平面穿透组件和像平面设置在第三镜片的凹面一侧。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一镜片包括第一凸面、第四凸面，第二镜片包括第二凸面和第二凹面，第三镜片包括第三凸面和第三凹面。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一凸面和第四凸面分别距离光栏的距离之比为：11.11:4.4。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第二凸面和第二凹面分别距离光栏的距离之比为：8.22:6.16。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第三凸面和第三凹面分别距离光栏的距离之比为：12.5:19.52。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一镜片、第二镜片、第三镜片和平面穿透组件的厚度之比为：7.01:8.58:9.68:2。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一凸面分别距离平面穿透组件和像平面的距离之比为：137.5:150.87。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一镜片的边缘厚度和第一镜片的凸面厚度之比为：3.44:7。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第二镜片的边缘厚度和第一镜片的凸面厚度之比为：6.17:2.38；第三镜片的边缘厚度和第三镜片的凸面厚度之比为：4.32:7.02。

本实用新型实施例的有益效果是：在本实用新型中的组合镜头为4寸镜头，其设置有三片镜片，光栏紧贴第二镜片，第一镜片的凸面和第二镜片的凸面背向设置，第二镜片的凸面与第三镜片的凸面相对设置，并且光栏紧贴第二镜片设置，使得4寸组合镜头的像质更高，全视场畸变小于0.1％。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例的高像质组合镜头结构示意图；

图2为本实用新型实施例的第一镜片结构示意图；

图3为本实用新型实施例的第二镜片结构示意图；

图4为本实用新型实施例的第三镜片结构示意图。

图标：100-光栏；200-第一镜片；300-第二镜片；400-第三镜片； 500-平面穿透组件；600-像平面；210-第一凸面；220-第四凸面；310-第二凸面；320-第二凹面；410-第三凸面；420-第三凹面。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参见图1，本实施例提供一种三片式的高像质组合镜头，该高像质组合镜头包括光栏100、第一镜片200、第二镜片300和第三镜片400，光栏 100设置在第一镜片200和第二镜片300之间，光栏100紧贴第二镜片300，第一镜片200的凸面和第二镜片300的凸面背向设置，第二镜片300的凸面与第三镜片400的凸面相对设置。

在本实施例中的镜片参数为：焦距：120mm；相对孔径F3.16；后截距 107；像质全视场3.66线对/mm。

在本实用新型的较佳实施例中，上述高像质组合镜头还包括平面穿透组件500和像平面600，平面穿透组件500和像平面600设置在第三镜片 400的凹面一侧。在本实施例汇总的平面穿透组件500采用菲涅尔镜面，像平面600为显示屏，平面穿透组件500和像平面600设置在靠近第三镜片 400的凹面一侧。

请参见图2-4，在本实用新型的较佳实施例中，上述第一镜片200包括第一凸面210、第四凸面220，第二镜片300包括第二凸面310和第二凹面 320，第三镜片400包括第三凸面410和第三凹面420。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一凸面210和第四凸面220分别距离光栏100的距离之比为：11.11:4.4。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第二凸面310和第二凹面320分别距离光栏100的距离之比为：8.22:6.16。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第三凸面410和第三凹面420分别距离光栏100的距离之比为：12.5:19.52。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一镜片200、第二镜片300、第三镜片400和平面穿透组件500的厚度之比为：7.01:8.58:9.68:2。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一凸面210分别距离平面穿透组件500和像平面600的距离之比为：137.5:150.87。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第一镜片200的边缘厚度和第一镜片200的凸面厚度之比为：3.44:7。

在本实用新型的较佳实施例中，上述第二镜片300的边缘厚度和第一镜片200的凸面厚度之比为：6.17:2.38；第三镜片400的边缘厚度和第三镜片400的凸面厚度之比为：4.32:7.02。在本实施例中的边缘厚度为镜片最边上的边缘厚度，本实施例中的凸面厚度为弧形面上的弧形顶点的距离，如第一镜片，其凸面厚度为第一凸面顶点和第四凸面顶点的距离，第二镜片，其凸面厚度为第二凸面的顶点和第二凹面的顶点的距离；第三镜片其凸面厚度为第三凸面的顶点和第三凹面的顶点的距离。

综上所述，在本实用新型中的组合镜头为4寸镜头，其设置有三片镜片，光栏100紧贴第二镜片300，第一镜片200的凸面和第二镜片300的凸面背向设置，第二镜片300的凸面与第三镜片400的凸面相对设置，并且光栏100紧贴第二镜片300设置，使得4寸组合镜头的像质更高，全视场畸变小于0.1％。

本说明书描述了本实用新型的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本实用新型的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本实用新型的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本实用新型的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种三片式的高像质组合镜头，其特征在于，所述高像质组合镜头包括光栏、第一镜片、第二镜片和第三镜片，所述光栏设置在所述第一镜片和所述第二镜片之间，所述光栏紧贴所述第二镜片，所述第一镜片的凸面和所述第二镜片的凸面背向设置，所述第二镜片的凸面与所述第三镜片的凸面相对设置；所述高像质组合镜头还包括平面穿透组件和像平面，所述平面穿透组件和所述像平面设置在所述第三镜片的凹面一侧；所述第一镜片包括第一凸面、第四凸面，所述第二镜片包括第二凸面和第二凹面，所述第三镜片包括第三凸面和第三凹面；所述第一凸面和所述第四凸面分别距离所述光栏的距离之比为：11.11:4.4；所述第二凸面和所述第二凹面分别距离所述光栏的距离之比为：8.22:6.16；所述第三凸面和所述第三凹面分别距离所述光栏的距离之比为：12.5:19.52。

2.根据权利要求1所述的三片式的高像质组合镜头，其特征在于，所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片和所述平面穿透组件的厚度之比为：7.01:8.58:9.68:2。

3.根据权利要求1所述的三片式的高像质组合镜头，其特征在于，所述第一凸面分别距离所述平面穿透组件和所述像平面的距离之比为：137.5:150.87。

4.根据权利要求1所述的三片式的高像质组合镜头，其特征在于，所述第一镜片的边缘厚度和所述第一镜片的凸面厚度之比为：3.44:7。

5.根据权利要求1所述的三片式的高像质组合镜头，其特征在于，所述第二镜片的边缘厚度和所述第一镜片的凸面厚度之比为：6.17:2.38；所述第三镜片的边缘厚度和所述第三镜片的凸面厚度之比为：4.32:7.02。