CN220820352U - 一种4k高清光阀镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种4K高清光阀镜头，其光学系统透镜组为7组7片透镜按照不同材质、不同曲率组合形式排列配置组成，光学系统透镜组中沿光线自左向右入射方向依次设为向右弯曲的弯月形负光焦度第一透镜、向右弯曲的弯月形正光焦度第二透镜、向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜、双凸形正光焦度第四透镜，向左弯曲的弯月形正光焦度第五透镜、双凹形负光焦度第六透镜，向左弯曲的弯月形正光焦度第七透镜、菲镜及LCD液晶显示屏，光阑设置于向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜与双凸形正光焦度第四透镜之间。本实用新型通过光学玻璃材料的选型及不同曲率半径的搭配组合，达到4K高清成像效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电显示技术领域的物镜成像镜头系统，具体涉及一种4K高清光阀镜头。
背景技术
现有的光阀镜头，分辨率普遍为 720P 至 1080P，画面成像效果不佳，随着人们对投影仪产品性能要求的提升，亟待开发一款性能优越的 4K 高清光阀镜头。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种4K高清光阀镜头，实现4K高清成像效果。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种4K高清光阀镜头，具有光学系统透镜组，所述光学系统透镜组为7组7片透镜按照不同材质、不同曲率组合形式排列配置组成，光学系统透镜组中沿光线自左向右入射方向依次设为：向右弯曲的弯月形负光焦度第一透镜、向右弯曲的弯月形正光焦度第二透镜、向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜、双凸形正光焦度第四透镜，向左弯曲的弯月形正光焦度第五透镜、双凹形负光焦度第六透镜，向左弯曲的弯月形正光焦度第七透镜、菲镜及LCD液晶显示屏，其中，光阑设置于向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜与双凸形正光焦度第四透镜之间。
所述LCD镜头的焦距定义为f’，后焦距定义为lf’，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距依次定义为f’1、f’2、f’3、f’4、f’5、f’6、f’7，则：
0.03＜∣lf’/f’∣＜0.07；
1.2＜∣f’1/f’∣＜1.7；
0.2＜∣f’2/f’∣＜0.5；
1＜∣f’3/f’∣＜1.5；
0.5＜∣f’4/f’∣＜1；
2＜∣f’5/f’∣＜2.5；
0.2＜∣f’6/f’∣＜0.5；
1.6＜∣f’7/f’∣＜2.3。
所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均采用玻璃球面镜片，其中第一透镜及第五透镜采用折射率介于1.50-1.52之间的冕玻璃，第二透镜、第四透镜与第七透镜采用折射率介于1.8-1.83之间的重镧火石玻璃，第三透镜采用折射率介于1.61-1.63之间的火石玻璃，第六透镜采用折射率介于1.66-1.68之间的重火石玻璃。
所述第一透镜及第五透镜采用折射率为1.51的冕玻璃，第二透镜、第四透镜与第七透镜采用折射率为1.80的重镧火石玻璃，第三透镜采用折射率为1.62的火石玻璃，第六透镜采用折射率为1.67的重火石玻璃。
本实用新型采用上述技术方案所设计的一种4K高清光阀镜头，通过冕玻璃、重镧火石玻璃、火石玻璃、重火石玻璃等光学玻璃材料的选型及不同曲率半径的正、负光焦度搭配组合，使得5inchLCD镜头设计，实现系统有效焦距f´=141mm-143mm，相对孔径数F/#=3.0，投射比1.2-1.25@90inch，无偏轴，光学镜头系统总长小于90mm,投影尺寸范围40-150寸投影画面，镜头后工作距离@80"画面>120mm，MTF>0.4 @90inch， 3840*2160像素分辨率，达到4K高清成像效果。
附图说明
图1是本实用新型实施例的带光线光学玻璃排列图；
图2是本实用新型实施例的总装图；
图3是本实用新型两个实施例的MTF（调制传递函数）曲线图；
图4是本实用新型两个实施例的场曲/畸变效果图；
图5是本实用新型两个实施例的点列图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型一种4K高清光阀镜头作具体说明。
本实用新型一种4K高清光阀镜头，具有光学系统透镜组，光学系统透镜组由7组7片透镜按照不同组合形式排列配置组成。如图1所示，光学系统中沿光线自左向右入射方向依次为第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、光阑STOP、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、第七透镜L7、菲镜L8、LCD液晶屏L9。
本实用新型第一透镜L1为有负光焦度的弯月透镜，第二透镜L2为具有正光焦度的弯月透镜，第三透镜L3为具有负光焦度的弯月透镜，第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，第五透镜L5为具有正光焦度的弯月透镜，第六透镜L6为具有负光焦度的双凹透镜，第七透镜L7为具有正光焦度的第七透镜，光阑STOP位于第三透镜L3与第四透镜L4之间，菲镜位于第七透镜之后，具有汇聚光的作用，LCD液晶显示屏为5inch。
将LCD镜头的焦距定义为f’，后焦距定义为lf’， 第一透镜的焦距定义为f’1，第二透镜的焦距定义为f’2，第三透镜的焦距定义为f’3，第四透镜的焦距定义为f’4，第五透镜的焦距定义为f’5、第六透镜的焦距定义为f’6，第七透镜的焦距定义为f’7，则:
焦距f’与后焦距lf’满足关系式0.03＜∣lf’/f’∣＜0.07;
第一透镜的焦距f’1与镜头的焦距f’满足关系式
1.2＜∣f’1/f’∣＜1.7；
第二透镜的焦距f’2与镜头的焦距f’满足关系式
0.2＜∣f’2/f’∣＜0.5；
第三透镜的焦距f’3与镜头的焦距f’满足关系式
1＜∣f’3/f’∣＜1.5；
第四透镜的焦距f’4与镜头的焦距f’满足关系式
0.5＜∣f’4/f’∣＜1；
第五透镜的焦距f’5与镜头的焦距f’满足关系式
2＜∣f’5/f’∣＜2.5；
第六透镜的焦距f’6与镜头的焦距f’满足关系式
0.2＜∣f’6/f’∣＜0.5；
第七透镜的焦距f’7与镜头的焦距f’满足关系式
1.6＜∣f’7/f’∣＜2.3；
本实用新型第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6及第五透镜L5、第七透镜L7均采用玻璃球面镜片。其中，第一透镜及第五透镜采用折射率介于1.50-1.52之间的冕玻璃，优选1.51，折射率介于1.50-1.52之间的冕玻璃，引起均匀性高、折射率低、色散值不大，且价格相对低廉，有利于保证光学系统成像的稳定性及加工成本可控。第二透镜、第四透镜与第七透镜采用折射率介于1.8-1.83之间的重镧火石玻璃，优选1.80, 折射率介于1.8-1.83之间的重镧火石玻璃抗析晶性能优异、折射率温度系数低（2.4X10-6/℃以下），能有效减小温差导致的热像差。第三透镜采用折射率介于1.61-1.63之间的火石玻璃，优选1.62。第六透镜采用折射率介于1.66-1.68之间的重火石玻璃，优选1.67。冕玻璃与火石玻璃材质的配合，有利于消除系统球差及色差，减少系统光能损失，增加成像质量及亮度。
本实用新型提供的一种4K高清光阀镜头，所能达到的性能参数为：系统有效焦距f´=141mm-143mm，相对孔径数F/#=3.0，投射比1.2-1.25@90inch，无偏轴，光学镜头系统总长小于90mm,投影尺寸范围40-150寸投影画面，镜头后工作距离@80"画面>120mm，MTF>0.4 @90inch， 3840*2160像素分辨率，达到4K高清成像效果。
本实用新型为满足上述性能参数的要求，参照图2所示，所述7片透镜的弯曲半径R（向左弯曲符号为“-”，向右弯曲符号为“+”）、透镜厚度t、折射率n、以及空气间隙d的配置实施例一满足如下要求：
该实施例一中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、菲涅尔透镜的折射率n优选值分别为1.5168、1.804、1.62、1.804、1.5168、1.672、1.804、1.4918。
本实用新型为满足上述性能参数的要求，参照图2所示，所述7片透镜的弯曲半径R（向左弯曲符号为“-”，向右弯曲符号为“+”）、透镜厚度t、折射率n、以及空气间隙d的配置实施例二满足如下要求：
该实施例一中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、菲涅尔透镜的折射率n优选值分别为1.5168、1.804、1.62、1.804、1.517、1.672、1.804、1.4918。
图3是本实用新型两个实施例的MTF（调制传递函数）曲线图，图中横坐标表示空间频率，单位：线对/毫米（lp/mm），纵坐标表示MTF值；从图中可以看出，两实施例MTF曲线集中度比较高，说明两实施例技术方案整个像面的成像一致性优良，在整个像面上都能得到高清晰度的图像。
图4是本实用新型两个实施例的场曲/畸变效果图，图中横坐标表示畸变百分比，纵坐标表示视场范围，从图4可以看出，整个像面中的畸变都在0.8%以下。
以上所述实施例，仅为本实用新型的一部分实施例，本实用新型的构思和范围不限于上述示范性实施例的细节。因此，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域其他技术人员根据本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种4K高清光阀镜头，其特征是具有光学系统透镜组，所述光学系统透镜组为7组7片透镜按照不同材质、不同曲率组合形式排列配置组成，光学系统透镜组中沿光线自左向右入射方向依次设为：向右弯曲的弯月形负光焦度第一透镜、向右弯曲的弯月形正光焦度第二透镜、向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜、双凸形正光焦度第四透镜，向左弯曲的弯月形正光焦度第五透镜、双凹形负光焦度第六透镜，向左弯曲的弯月形正光焦度第七透镜、菲镜及LCD液晶显示屏，其中，光阑设置于向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜与双凸形正光焦度第四透镜之间。
2.根据权利要求1所述的一种4K高清光阀镜头，其特征是所述镜头的焦距定义为f’，后焦距定义为lf’，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距依次定义为f’1、f’2、f’3、f’4、f’5、f’6、f’7，则：
0.03＜∣lf’/f’∣＜0.07；
1.2＜∣f’1/f’∣＜1.7；
0.2＜∣f’2/f’∣＜0.5；
1＜∣f’3/f’∣＜1.5；
0.5＜∣f’4/f’∣＜1；
2＜∣f’5/f’∣＜2.5；
0.2＜∣f’6/f’∣＜0.5；
1.6＜∣f’7/f’∣＜2.3。
3.根据权利要求1所述的一种4K高清光阀镜头，其特征是所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜均采用玻璃球面镜片，其中第一透镜及第五透镜采用折射率介于1.50-1.52之间的冕玻璃，第二透镜、第四透镜与第七透镜采用折射率介于1.8-1.83之间的重镧火石玻璃，第三透镜采用折射率介于1.61-1.63之间的火石玻璃，第六透镜采用折射率介于1.66-1.68之间的重火石玻璃。
4.根据权利要求3所述的一种4K高清光阀镜头，其特征是所述第一透镜及第五透镜采用折射率为1.51的冕玻璃，第二透镜、第四透镜与第七透镜采用折射率为1.80的重镧火石玻璃，第三透镜采用折射率为1.62的火石玻璃，第六透镜采用折射率为1.67的重火石玻璃。
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