CN215813527U - 一种用于微型投影的短焦物镜系统 - Google Patents
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Abstract
本实用公开了一种用于微型投影的短焦物镜系统，第一群组透镜位于光阑之前，第一群组的第一部分为具有正光焦度的单透镜G1，第二部分为具有负光焦度的单透镜G2，第三部分为具有负光焦度的透镜P3，第四部分为负光焦度的双胶合透镜G4‑G5，第五部分为正光焦度的单透镜G6，第六部分为具有负光焦度的单透镜G7；第二群组透镜位于光阑之后，第二群组的第一部分为具有正光焦度的单透镜G8，第二部分为负光焦度的双胶合透镜G9‑G10，第三部分为具有正光焦度的单透镜G11，第四部分为具有正光焦度的单透镜G12；第二群组透镜之后依次设有致动器、分光器件、保护玻璃以及成像面。本实用提供了一种用于微型投影的短焦物镜系统，易于制造，结构简单，公差合理，成像质量高。
Description
技术领域
本实用新型涉及镜头技术领域，更具体的说是涉及一种用于微型投影的短焦物镜系统。
背景技术
随着技术水平的成熟，投影设备被越来越多的领域所使用，例如家庭影音、广告投影、工业投影检测等。其中小体积、高亮度、高分辨率的投影光机需求也愈加强烈。制造出尺寸更小、成像质量更好、成本更低的投影光机镜头，是各大投影设备厂商的目标。
随着微型投影设备的普及，对微型投影设备物镜的指标也日益丰富：更小的投射比，更小的畸变，更均匀的光场分布，更清晰的画质，这都是市场对微型投影设备所提的需求。为满足使用需求，因此如何提供一种用于微型投影的短焦物镜系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种用于微型投影的短焦物镜系统，具有结构精简，使用两片非球面即可实现短焦的投射比系统，物镜系统稳定，易于制造，像差平衡优异，公差合理，成本低廉。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于微型投影的短焦物镜系统，该物镜系统从物方到像方依次包括：一个具有负光焦度的第一群组透镜、光阑、一个具有正光焦度的第二群组透镜、分光器件、保护玻璃以及成像面；
所述第一群组透镜位于光阑之前，第一群组为具有负光焦度的透镜组；第一群组的第一部分为具有正光焦度的单透镜G1，第二部分为具有负光焦度的单透镜G2，第三部分为具有负光焦度的透镜P3，第四部分为负光焦度的双胶合透镜G4-G5，第五部分为具有正光焦度的单透镜G6，第六部分为具有负光焦度的单透镜G7；
所述第二群组透镜位于光阑之后，第二群组为具有正光焦度的透镜组；第二群组的第一部分为具有正光焦度的单透镜G8，第二部分为具有负光焦度的双胶合透镜G9-G10，第三部分为具有正光焦度的单透镜G11，第四部分为具有正光焦度的单透镜G12；
所述第二群组透镜之后依次设有致动器、分光器件、保护玻璃以及成像面。
优选的，在上述一种用于微型投影的短焦物镜系统中，所述该物镜系统使用光波段为0.460μm，0.515μm，0.613μm；F数为：1.8；像面高度为： 5.55mm；焦距为：5.17。
优选的，在上述一种用于微型投影的短焦物镜系统中，所述第一群组透镜满足以下条件：
物镜系统第一群组透镜焦距f1与物镜系统焦距f之比约为-16.7；
单透镜G1的焦距fG1与物镜系统焦距f之比约为35.76；
单透镜G2的焦距fG2与物镜系统焦距f之比约为-6.32；
单透镜P3的焦距fP3与物镜系统焦距f之比约为-5.3；
双胶合透镜G4-G5的焦距fG4-G5与物镜系统焦距f之比约为-13；
单透镜G6的焦距fG6与物镜系统焦距f之比约为7.4；
单透镜G7的焦距fG7与物镜系统焦距f之比约为-18.4。
优选的，在上述一种用于微型投影的短焦物镜系统中，所述第二群组透镜满足以下条件：
物镜系统第二群组透镜焦距f2与物镜系统焦距f之比约为3.6；
单镜片G8的焦距fG8与物镜系统焦距f之比约为6.6；
双胶合镜片G9-G10的焦距fG9G10与物镜系统焦距f之比约为-4.5；
G11镜片的焦距fG11与物镜系统焦距f之比约为8.9；
G12镜片的焦距fG12与物镜系统焦距f之比约为4.1。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型通过光学设计提高相对孔径值的同时，又能保证成像质量，对亮度有不少的提升；在保持焦距不变的情况下，数值孔径越大，意味着入瞳直径越大，入瞳在光学里面代表光学的进光口，进光口越大，能接收到的光能就越大，所以亮度就越高，一般来说，相对孔径值越小，成像质量越容易满足，但是相对孔径值小，通过的光能就变小，导致投影亮度的下降。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本实用新型的物镜系统的2D layout示意图。
图2附图为本实用新型的各个视场空间频率MTF图。
图3附图为本实用新型镜头的垂轴色差图。
图4附图为本实用新型镜头的场曲畸变图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅附图1-4，为本实用新型公开的一种用于微型投影的短焦物镜系统，该物镜系统从物方到像方依次包括：一个具有负光焦度的第一群组透镜、光阑、一个具有正光焦度的第二群组透镜、分光器件、保护玻璃以及成像面；
所述第一群组透镜位于光阑之前，第一群组为具有负光焦度的透镜组；第一群组的第一部分为具有正光焦度的单透镜G1，第二部分为具有负光焦度的单透镜G2，第三部分为具有负光焦度的透镜P3，第四部分为负光焦度的双胶合透镜G4-G5，第五部分为具有正光焦度的单透镜G6，第六部分为具有负光焦度的单透镜G7；
所述第二群组透镜位于光阑之后，第二群组为具有正光焦度的透镜组；第二群组的第一部分为具有正光焦度的单透镜G8，第二部分为具有负光焦度的双胶合透镜G9-G10，第三部分为具有正光焦度的单透镜G11，第四部分为具有正光焦度的单透镜G12；
所述第二群组透镜之后依次设有致动器、分光器件、保护玻璃以及成像面。
为了进一步优化上述技术方案，所述该物镜系统使用光波段为0.460μm， 0.515μm，0.613μm；F数为：1.8；像面高度为：5.55mm；焦距为：5.17。
为了进一步优化上述技术方案，所述第一群组透镜满足以下条件：
物镜系统第一群组透镜焦距f1与物镜系统焦距f之比约为-16.7；
单透镜G1的焦距fG1与物镜系统焦距f之比约为35.76；
单透镜G2的焦距fG2与物镜系统焦距f之比约为-6.32；
单透镜P3的焦距fP3与物镜系统焦距f之比约为-5.3；
双胶合透镜G4-G5的焦距fG4-G5与物镜系统焦距f之比约为-13；
单透镜G6的焦距fG6与物镜系统焦距f之比约为7.4；
单透镜G7的焦距fG7与物镜系统焦距f之比约为-18.4。
为了进一步优化上述技术方案，所述第二群组透镜满足以下条件：
物镜系统第二群组透镜焦距f2与物镜系统焦距f之比约为3.6；
单镜片G8的焦距fG8与物镜系统焦距f之比约为6.6；
双胶合镜片G9-G10的焦距fG9-G10与物镜系统焦距f之比约为-4.5；
G11镜片的焦距fG11与物镜系统焦距f之比约为8.9；
G12镜片的焦距fG12与物镜系统焦距f之比约为4.1。
MTF(英语名称：Modulation Transfer Function)指标是目前镜头最精确和科学的评价标准。纵坐标为对比度，越接近1，代表镜头成像越好。横坐标代表分辨率，单位每毫米线对数。本申请实施例采用的像源像素大小为5.4um，对应的设计分辨率为93线对每毫米。投影镜头一般至少要求各个视场的MTF 数值在设计分辨率达到0.3以上，而本申请实施例各个视场的MTF值都在0.6 以上。
附图3为镜头的垂轴色差图，纵坐标为像高视场值大小，横坐标为数值大小，单位微米。图中以主波长为基准，分别绘制蓝光、红光与绿光(主波长) 之间各视场的色差值。投影镜头一般要求色差值在一个像源像素大小以内，本申请实施例的垂轴色差控制在1.5um以内，色差在艾里斑以内(像素大小 5.4um)。
附图4中，左图为场曲评价图，右图为畸变评价图。纵坐标代表该镜头的视场角度。场曲图的横坐标代表场曲值的大小，畸变图的横坐标代表畸变量。畸变是投影镜头的一个非常重要的指标，一般都需要控制在3％以内，而TV畸变则要求控制在1％以内；本申请实施例的系统TV畸变量在0.3％以内，系统的TV畸变非常优秀。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
物镜系统具体参数表
非球面透镜P3，G12各阶系数如下表所示
根据上述各个透镜的具体参数得出的投影镜头，如附图1的物镜系统所示。
Claims (4)
1.一种用于微型投影的短焦物镜系统，该物镜系统从物方到像方依次包括：一个具有负光焦度的第一群组透镜、光阑、一个具有正光焦度的第二群组透镜、分光器件、保护玻璃以及成像面；其特征在于：
所述第一群组透镜位于光阑之前，第一群组为具有负光焦度的透镜组；第一群组的第一部分为具有正光焦度的单透镜G1，第二部分为具有负光焦度的单透镜G2，第三部分为具有负光焦度的透镜P3，第四部分为负光焦度的双胶合透镜G4-G5，第五部分为具有正光焦度的单透镜G6，第六部分为具有负光焦度的单透镜G7；
所述第二群组透镜位于光阑之后，第二群组为具有正光焦度的透镜组；第二群组的第一部分为具有正光焦度的单透镜G8，第二部分为具有负光焦度的双胶合透镜G9-G10，第三部分为具有正光焦度的单透镜G11，第四部分为具有正光焦度的单透镜G12；
所述第二群组透镜之后依次设有致动器、分光器件、保护玻璃以及成像面。
2.根据权利要求1所述的一种用于微型投影的短焦物镜系统，其特征在于，所述该物镜系统使用光波段为0.460μm，0.515μm，0.613μm；F数为：1.8；像面高度为：5.55mm；焦距为：5.17。
3.根据权利要求1所述的一种用于微型投影的短焦物镜系统，其特征在于，所述第一群组透镜满足以下条件：
物镜系统第一群组透镜焦距f1与物镜系统焦距f之比约为-16.7；
单透镜G1的焦距fG1与物镜系统焦距f之比约为35.76；
单透镜G2的焦距fG2与物镜系统焦距f之比约为-6.32；
单透镜P3的焦距fP3与物镜系统焦距f之比约为-5.3；
双胶合透镜G4-G5的焦距fG4-G5与物镜系统焦距f之比约为-13；
单透镜G6的焦距fG6与物镜系统焦距f之比约为7.4；
单透镜G7的焦距fG7与物镜系统焦距f之比约为-18.4。
4.根据权利要求1所述的一种用于微型投影的短焦物镜系统，其特征在于，所述第二群组透镜满足以下条件：
物镜系统第二群组透镜焦距f2与物镜系统焦距f之比约为3.6；
单镜片G8的焦距fG8与物镜系统焦距f之比约为6.6；
双胶合镜片G9-G10的焦距fG9G10与物镜系统焦距f之比约为-4.5；
G11镜片的焦距fG11与物镜系统焦距f之比约为8.9；
G12镜片的焦距fG12与物镜系统焦距f之比约为4.1。
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