CN215813525U

CN215813525U - 大变倍比非远心投影镜头

Info

Publication number: CN215813525U
Application number: CN202122416294.4U
Authority: CN
Inventors: 赵青春; 马永珍
Original assignee: NANYANG YIYING PHOTOELECTRIC CO LTD
Current assignee: NANYANG YIYING PHOTOELECTRIC CO LTD
Priority date: 2021-10-08
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2031-10-08

Abstract

本实用新型提供一种大变倍比非远心投影镜头，属于投影镜头技术领域，包括沿光线入射方向依次设置的凸凹负透镜、双凹负透镜Ⅰ、双凸正透镜Ⅰ、凸凹正透镜Ⅰ、双凸正透镜Ⅱ、双凹负透镜Ⅱ、双凸胶合透镜、凹凸胶合透镜和凸凹正透镜Ⅱ；所述大变倍比非远心投影镜头的有效焦距为13.7‑21.9mm，相对孔径为2‑2.4，后工作距离为28mm，光学系统总长为150mm，分辨率为1280x720p像素。本实用新型能够将变倍比提高到1:1.6，投射比提高到1.25:1，大大提高了投影镜头的适用范围。

Description

大变倍比非远心投影镜头

技术领域

本实用新型涉及投影镜头技术领域，具体涉及一种大变倍比非远心投影镜头。

背景技术

近年来，由于激光光源、LED光源在DLP投影产品中的应用，解决了DLP投影技术色域覆盖率低，色彩饱和度不高的缺陷，这一技术的突破是DLP投影产品使用范围进一步的拓展。另外，这两种光源的寿命比UHP灯的使用寿命提高了很多，DLP 投影产品的使用成本将会降低。

非远心光路系统因系统外形尺寸小，不需要TIR棱镜转像，光机成本低，该类系统被广泛应用在便携式投影机上，然而，由于受到出瞳距离范围的限制，现市场上非远心光路投影镜头的变倍比大部分都小于1:1.2，甚至有的变倍比才做到1:1.1，投射比大部分在1.8:1左右。

因此，需要研发一种新的大变倍比非远心投影镜头。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种大变倍比非远心投影镜头，能够将变倍比提高到1:1.6，投射比提高到1.25:1，大大提高了投影镜头的适用范围。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大变倍比非远心投影镜头，包括沿光线入射方向依次设置的凸凹负透镜、双凹负透镜Ⅰ、双凸正透镜Ⅰ、凸凹正透镜Ⅰ、双凸正透镜Ⅱ、双凹负透镜Ⅱ、双凸胶合透镜、凹凸胶合透镜和凸凹正透镜Ⅱ；所述大变倍比非远心投影镜头的有效焦距为13.7-21.9mm，相对孔径为2-2.4，后工作距离为28mm，光学系统总长为150mm，分辨率为1280x720p像素。

进一步地，所述凸凹负透镜为凸凹非球面负透镜，其中，入射凸面R1的半径为47-49.3mm，出射凹面R2为非球面，其顶点半径为22.5-22.9mm，K=-1.227636，A1=0，A2=4.2624754E-006，A3=-6.3100016E-009，A4=5.3381213E-012，A5=-3.078E-014，A6=-8.3995938E-019，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.51-1.55，空气间隔范围为19-21mm。

进一步地，所述双凹负透镜Ⅰ的入射凹面R3半径范围为23-39.5mm，出射凹面R4的半径范围为28.5-30mm，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.52-1.6，空气间隔范围为15-19mm。

进一步地，所述双凸正透镜Ⅰ的入射凸面R5的半径范围为115-125mm，出射凸面R6的半径范围为140-150mm，厚度范围为5.5-6.5mm，折射率范围为1.75-1.85，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

进一步地，所述凸凹正透镜Ⅰ的入射凸面R7的半径范围为45-48mm，出射凹面R8的半径范围为160-165mm，厚度范围为5.7-6.3mm；折射率范围为1.76-1.83，空气间隔范围为12.5.5-13.8mm。

进一步地，所述双凸正透镜Ⅱ的入射凸面R9的半径范围为28-31mm，出射凸面R10的半径范围为180-185mm；厚度范围为8.4-9.05mm；折射率范围为1.55-1.65，空气间隔范围为0.2-0.52mm。

进一步地，所述双凹负透镜Ⅱ的入射凹面R11的半径范围为72-76mm，出射凹面R12的半径范围为15-17mm，厚度范围为4.9-5.5mm，折射率范围为1.8-1.9，空气间隔范围为1.0-1.5mm。

进一步地，所述双凸胶合透镜包括胶合在一起的双凸正透镜Ⅲ和凹凸正透镜，所述双凸正透镜Ⅲ的入射凸面的R13的半径范围为25-28mm，所述双凸正透镜Ⅲ的出射凸面R14与所述凹凸正透镜的入射凹面R15胶合在一起且半径范围为12-15mm，所述凹凸正透镜的出射凸面R16半径范围为35.1-37.2mm，所述双凸正透镜Ⅲ的厚度为5.8-6.95mm，所述双凸正透镜Ⅲ的折射率范围为1.43-1.52，所述凹凸正透镜的厚度范围为7.3-8.5mm，所述凹凸正透镜的折射率范围为1.81-1.9，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

进一步地，所述凹凸胶合透镜包括胶合在一起的双凹负透镜Ⅲ和双凸正透镜Ⅳ，所述双凹负透镜Ⅲ的入射凹面R17的半径范围为120-128mm，所述双凹负透镜Ⅲ的出射凹面R18与双凸正透镜Ⅳ的入射凸面R19胶合在一起且半径范围为40-48mm，所述双凸正透镜Ⅳ的出射凸面R20的半径范围为20.1-25.3mm，所述双凹负透镜Ⅲ的厚度范围为5.8-6.32mm，所述双凹负透镜Ⅲ的折射率范围为1.65-1.783，所述双凸正透镜Ⅳ的厚度范围为5.5-6.3mm，所述双凸正透镜Ⅳ的折射率范围为1.63-1.73，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

进一步地，所述凸凹正透镜Ⅱ的入射凸面R21的半径范围为40.3-43.5mm，出射凹面R22的半径范围为350-423mm，厚度范围为3.95-4.66mm，折射率范围为1.81-1.91，空气间隔范围为3.5-4.3mm。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

1、本实用新型能够将非远心镜头的变倍比、投射比两项指标提高，变倍比为1:1.6，投射比为1.25:1。该款镜头可用在背投电视上，可用于会展中心背投影产品及家庭使用的背投电视机。

2、本实用新型采用了9组11片透镜组合的光学结构，其中第一片镜片采用了光学塑料注塑成型的非球面透镜，主要校正系统的TV畸变，该镜片加工工艺性好，可满足批量生产的要求。

3、本实用新型适用于DLP投影光机的芯片DMD尺寸为0.47”，像素点为：1280X720P。投射比为1.28:1---2.07:1，MTF：@66lp≥0.5，TV畸变≤0.3%，工作温度≤85°时可连续工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型短焦系统图

图3为本实用新型的长焦系统图；

图4为本实用新型在短焦的状态时的光学传递函数MTF；

图5为本实用新型在长焦的状态时的光学传递函数MTF；

图6为本实用新型在短焦的状态时的倍率色差曲线；

图7为本实用新型在长焦的状态时的倍率色差曲线；

图8为本实用新型在短焦的状态时的光学相对畸变曲线；

图9为本实用新型在长焦的状态时的光学相对畸变曲线；

附图标记：

凸凹负透镜1；双凹负透镜Ⅰ2；双凸正透镜Ⅰ3；凸凹正透镜Ⅰ4；双凸正透镜Ⅱ5；双凹负透镜Ⅱ6；双凸胶合透镜7；双凸正透镜Ⅲ7a；凹凸正透镜7b；凹凸胶合透镜8；双凹负透镜Ⅲ8a；双凸正透镜Ⅳ8b；凸凹正透镜Ⅱ9。

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的附图1-9，对本实用新型实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅附图1，一种大变倍比非远心投影镜头，包括沿光线入射方向依次设置的凸凹负透镜1、双凹负透镜Ⅰ2、双凸正透镜Ⅰ3、凸凹正透镜Ⅰ4、双凸正透镜Ⅱ5、双凹负透镜Ⅱ6、双凸胶合透镜7、凹凸胶合透镜8和凸凹正透镜Ⅱ9；所述大变倍比非远心投影镜头的有效焦距为13.7-21.9mm，相对孔径为2-2.4，后工作距离为28mm，光学系统总长为150mm，分辨率为1280x720p像素。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述凸凹负透镜1为凸凹非球面负透镜，其中，入射凸面R1的半径为47-49.3mm，出射凹面R2为非球面，其顶点半径为22.5-22.9mm，K=-1.227636，A1=0，A2=4.2624754E-006，A3=-6.3100016E-009，A4=5.3381213E-012，A5=-3.078E-014，A6=-8.3995938E-019，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.51-1.55，空气间隔范围为19-21mm。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凹负透镜Ⅰ2的入射凹面R3半径范围为23-39.5mm，出射凹面R4的半径范围为28.5-30mm，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.52-1.6，空气间隔范围为15-19mm。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凸正透镜Ⅰ3的入射凸面R5的半径范围为115-125mm，出射凸面R6的半径范围为140-150mm，厚度范围为5.5-6.5mm，折射率范围为1.75-1.85，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述凸凹正透镜Ⅰ4的入射凸面R7的半径范围为45-48mm，出射凹面R8的半径范围为160-165mm，厚度范围为5.7-6.3mm；折射率范围为1.76-1.83，空气间隔范围为12.5.5-13.8mm。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凸正透镜Ⅱ5的入射凸面R9的半径范围为28-31mm，出射凸面R10的半径范围为180-185mm；厚度范围为8.4-9.05mm；折射率范围为1.55-1.65，空气间隔范围为0.2-0.52mm。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凹负透镜Ⅱ6的入射凹面R11的半径范围为72-76mm，出射凹面R12的半径范围为15-17mm，厚度范围为4.9-5.5mm，折射率范围为1.8-1.9，空气间隔范围为1.0-1.5mm。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述双凸胶合透镜7包括胶合在一起的双凸正透镜Ⅲ7a和凹凸正透镜7b，所述双凸正透镜Ⅲ7a的入射凸面的R13的半径范围为25-28mm，所述双凸正透镜Ⅲ7a的出射凸面R14与所述凹凸正透镜7b的入射凹面R15胶合在一起且半径范围为12-15mm，所述凹凸正透镜7b的出射凸面R16半径范围为35.1-37.2mm，所述双凸正透镜Ⅲ7a的厚度为5.8-6.95mm，所述双凸正透镜Ⅲ7a的折射率范围为1.43-1.52，所述凹凸正透镜7b的厚度范围为7.3-8.5mm，所述凹凸正透镜7b的折射率范围为1.81-1.9，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述凹凸胶合透镜8包括胶合在一起的双凹负透镜Ⅲ8a和双凸正透镜Ⅳ8b，所述双凹负透镜Ⅲ8a的入射凹面R17的半径范围为120-128mm，所述双凹负透镜Ⅲ8a的出射凹面R18与双凸正透镜Ⅳ8b的入射凸面R19胶合在一起且半径范围为40-48mm，所述双凸正透镜Ⅳ8b的出射凸面R20的半径范围为20.1-25.3mm，所述双凹负透镜Ⅲ8a的厚度范围为5.8-6.32mm，所述双凹负透镜Ⅲ8a的折射率范围为1.65-1.783，所述双凸正透镜Ⅳ8b的厚度范围为5.5-6.3mm，所述双凸正透镜Ⅳ8b的折射率范围为1.63-1.73，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，所述凸凹正透镜Ⅱ9的入射凸面R21的半径范围为40.3-43.5mm，出射凹面R22的半径范围为350-423mm，厚度范围为3.95-4.66mm，折射率范围为1.81-1.91，空气间隔范围为3.5-4.3mm。

如图2为本实用新型在短焦状态的系统图，短焦状态下的非远心高清投影镜头，有效焦距f’=13.7mm，相对孔径F=2，后截距为28.6mm；改变BC空气间隔由17.82到6.6993；改变DE间隔由13.31到0.1；改变EF空气间隔由0.23到8.2242；改变HI空气间隔由0.1到16.4407是系统的长焦距f”=21.9047，见图3为本实用新型在长焦状态的系统图。光学系统总长150mm，分变率为1280X720p像素，满足于DMD尺寸0.47成像尺寸。

如图4至图9所示，为本实用新型在短焦状态下和长焦状态下的各性能曲线图，本实用新型适用于DLP投影光机的芯片DMD尺寸为0.47”，像素点为：1280 X720P。投射比为1.28:1---2.07:1，MTF：@66lp≥0.5，TV畸变≤0.3%，工作温度≤85°时可连续工作。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的凸凹负透镜、双凹负透镜Ⅰ、双凸正透镜Ⅰ、凸凹正透镜Ⅰ、双凸正透镜Ⅱ、双凹负透镜Ⅱ、双凸胶合透镜、凹凸胶合透镜和凸凹正透镜Ⅱ；所述大变倍比非远心投影镜头的有效焦距为13.7-21.9mm，相对孔径为2-2.4，后工作距离为28mm，光学系统总长为150mm，分辨率为1280x720p像素。

2.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述凸凹负透镜为凸凹非球面负透镜，其中，入射凸面R1的半径为47-49.3mm，出射凹面R2为非球面，其顶点半径为22.5-22.9mm，K=-1.227636，A1=0，A2=4.2624754E-006，A3=-6.3100016E-009，A4=5.3381213E-012，A5=-3.078E-014，A6=-8.3995938E-019，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.51-1.55，空气间隔范围为19-21mm。

3.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述双凹负透镜Ⅰ的入射凹面R3半径范围为23-39.5mm，出射凹面R4的半径范围为28.5-30mm，厚度为2.5-3.5mm，折射率范围为1.52-1.6，空气间隔范围为15-19mm。

4.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述双凸正透镜Ⅰ的入射凸面R5的半径范围为115-125mm，出射凸面R6的半径范围为140-150mm，厚度范围为5.5-6.5mm，折射率范围为1.75-1.85，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

5.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述凸凹正透镜Ⅰ的入射凸面R7的半径范围为45-48mm，出射凹面R8的半径范围为160-165mm，厚度范围为5.7-6.3mm；折射率范围为1.76-1.83，空气间隔范围为12.5.5-13.8mm。

6.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述双凸正透镜Ⅱ的入射凸面R9的半径范围为28-31mm，出射凸面R10的半径范围为180-185mm；厚度范围为8.4-9.05mm；折射率范围为1.55-1.65，空气间隔范围为0.2-0.52mm。

7.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述双凹负透镜Ⅱ的入射凹面R11的半径范围为72-76mm，出射凹面R12的半径范围为15-17mm，厚度范围为4.9-5.5mm，折射率范围为1.8-1.9，空气间隔范围为1.0-1.5mm。

8.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述双凸胶合透镜包括胶合在一起的双凸正透镜Ⅲ和凹凸正透镜，所述双凸正透镜Ⅲ的入射凸面的R13的半径范围为25-28mm，所述双凸正透镜Ⅲ的出射凸面R14与所述凹凸正透镜的入射凹面R15胶合在一起且半径范围为12-15mm，所述凹凸正透镜的出射凸面R16半径范围为35.1-37.2mm，所述双凸正透镜Ⅲ的厚度为5.8-6.95mm，所述双凸正透镜Ⅲ的折射率范围为1.43-1.52，所述凹凸正透镜的厚度范围为7.3-8.5mm，所述凹凸正透镜的折射率范围为1.81-1.9，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

9.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述凹凸胶合透镜包括胶合在一起的双凹负透镜Ⅲ和双凸正透镜Ⅳ，所述双凹负透镜Ⅲ的入射凹面R17的半径范围为120-128mm，所述双凹负透镜Ⅲ的出射凹面R18与双凸正透镜Ⅳ的入射凸面R19胶合在一起且半径范围为40-48mm，所述双凸正透镜Ⅳ的出射凸面R20的半径范围为20.1-25.3mm，所述双凹负透镜Ⅲ的厚度范围为5.8-6.32mm，所述双凹负透镜Ⅲ的折射率范围为1.65-1.783，所述双凸正透镜Ⅳ的厚度范围为5.5-6.3mm，所述双凸正透镜Ⅳ的折射率范围为1.63-1.73，空气间隔范围为0.05-0.3mm。

10.如权利要求1所述的大变倍比非远心投影镜头，其特征在于：所述凸凹正透镜Ⅱ的入射凸面R21的半径范围为40.3-43.5mm，出射凹面R22的半径范围为350-423mm，厚度范围为3.95-4.66mm，折射率范围为1.81-1.91，空气间隔范围为3.5-4.3mm。