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一种低F数低畸变全高清投影镜头 

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摘要:本发明公开一种低F数低畸变全高清投影镜头,所述投影镜头的焦距为8.5~9.5mm之间,F数介于1.6~1.8之间,包括设于投影面和DMD芯片之间的若干个同光轴设置的透镜组件,所述透镜组件从左至右顺序包括第一负弯月透镜、双凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜、第三凸透镜、第一正弯月透镜;所述DMD芯片调制的投影光束依次通过所述透镜组件并在投影面上成像。本发明以光阑为界,负组镜片在前,正组镜片在后,在镜头负透镜组和正透镜组分别使用一片非球面镜片,双非球面镜片设计使低F数的同时保证MTF保持较高数值成为可能。使用双非球面设计也具有低畸变的特点。

主权项:1.一种低F数低畸变全高清投影镜头,包括投影镜头本体,其特征在于,所述投影镜头的焦距为8.5~9.5mm之间,F数介于1.6~1.8之间,所述投影镜头包括设于投影面和DMD芯片之间的若干个同光轴设置的透镜组件,所述透镜组件从左至右顺序包括第一负弯月透镜、双凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜、第三凸透镜、第一正弯月透镜;所述DMD芯片调制的投影光束依次通过所述透镜组件的第一正弯月透镜、第三凸透镜、第二双胶合透镜、第一双胶合透镜、第二凸透镜、第一凸透镜、双凹透镜和第一负弯月透镜并在投影面上成像;所述第一负弯月透镜的焦距介于-30mm与-60mm之间;所述双凹透镜的焦距介于-40mm与-20mm之间;所述第一凸透镜的焦距介于70mm与90mm之间;所述第二凸透镜的焦距介于85mm与115mm之间;所述第一双胶合透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间;所述第二双胶合透镜的焦距介于120mm与160mm之间;所述第三凸透镜的焦距介于25mm与40mm之间;所述第一正弯月透镜的焦距介于90mm与130mm之间;所述第一负弯月透镜的折射率介于1.50与1.60之间;所述双凹透镜的折射率介于1.65与1.75之间;所述第一凸透镜的折射率介于1.65与1.75之间;所述第二凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间;所述第一双胶合透镜中,靠近光阑的第四凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间,靠近第二双胶合透镜的第一凹透镜折射率介于1.85与1.2之间;所述第二双胶合透镜中,靠近第一双胶合透镜的第二凹透镜的折射率介于1.60与1.75之间,靠近第三凸透镜的第五凸透镜折射率介于1.45与1.55之间;所述第三凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间;所述第一正弯月透镜的折射率介于1.60与1.75之间。

全文数据:一种低F数低畸变全高清投影镜头技术领域本发明属于光电投影技术领域,尤其涉及一种低F数低畸变全高清投影镜头。背景技术目前较高像素的投影仪普遍使用非球面的投影镜头,清晰度和TV畸变要求比较容易满足。一般投影镜头使用单非球面镜片就能满足要求。一般投影镜头F数在2到2.5之间。而小于1.8的低F数投影镜头在使用中,具有了更高的光线利用率,配合光源模块,极大提高投影镜头投影画面的亮度。但低F数镜头较难设计,尤其是低F数设计会降低MTF,即画面的清晰度。发明内容为了克服现有技术的不足,本发明以光阑为界,负组镜片在前,正组镜片在后的反远距型物镜,在镜头负透镜组和正透镜组分别使用一片非球面镜片,使用双非球面镜片来设计镜头,达到较高的清晰度;使用低F数设计,同时保证MTF保持较高数值;双非球面设计也满足低畸变的特殊需求。本发明提供以下技术方案:一种低F数低畸变全高清投影镜头,包括投影镜头本体,所述投影镜头的焦距为8.5~9.5mm之间,F数介于1.6~1.8之间,所述投影镜头包括设于投影面和DMD芯片之间的若干个同光轴设置的透镜组件,所述透镜组件从左至右顺序包括第一负弯月透镜、双凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜、第三凸透镜、第一正弯月透镜;所述DMD芯片调制的投影光束依次通过所述透镜组件的第一正弯月透镜、第三凸透镜、第二双胶合透镜、第一双胶合透镜、第二凸透镜、第一凸透镜、双凹透镜和第一负弯月透镜并在投影面上成像。作为优选,所述投影镜头包括设置于DMD与第一正弯月透镜之间的棱镜组。进一步地,所述投影镜头还包含置于第二凸透镜和第一双胶合透镜之间的光阑面。进一步地,所述第一双胶合透镜还包括靠近光阑面的第四凸透镜和靠近第二双胶合透镜的第一凹透镜;所述第二双胶合透镜还包括靠近第一双胶合透镜的第二凹透镜和靠近第三凸透镜的第五凸透镜。进一步地,所述DMD芯片为0.65英寸,分辨率为1920×1080或0.67英寸,分辨率为1920×1200中的一种。进一步地,所述第一负弯月透镜的焦距介于-30mm与-60mm之间;所述双凹透镜的焦距介于-40mm与-20mm之间;所述第一凸透镜的焦距介于70mm与90mm之间;所述第二凸透镜的焦距介于85mm与115mm之间;所述第一双胶合透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间;所述第二双胶合透镜的焦距介于120mm与160mm之间;所述第三凸透镜的焦距介于25mm与40mm之间;所述第一正弯月透镜的焦距介于90mm与130mm之间。进一步地,所述第一负弯月透镜的折射率介于1.50与1.60之间;所述双凹透镜的折射率介于1.65与1.75之间;所述第一凸透镜的折射率介于1.65与1.75之间;所述第二凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间;所述第一双胶合透镜中,靠近光阑的第四凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间,靠近第二双胶合透镜的第一凹透镜折射率介于1.85与1.2之间;所述第二双胶合透镜中,靠近第一双胶合透镜的第二凹透镜的折射率介于1.60与1.75之间,靠近第三凸透镜的第五凸透镜折射率介于1.45与1.55之间;所述第三凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间;所述第一正弯月透镜的折射率介于1.60与1.75之间。进一步地,所述第一负弯月透镜和第一正望月透镜左右两面为非球面。本发明的有益效果为:1、以光阑为界,负组镜片在前,正组镜片在后的反远距型物镜,根据此结构选择相近结构的镜头为初始结构,改换芯片大小,通过更换增减玻璃材质、焦距缩放和像差控制的优化设计,最终达到像质优良的投影镜头设计;2、在镜头负透镜组和正透镜组分别使用一片非球面镜片,达到较高的清晰度;使用低F数设计,同时保证MTF保持较高数值;双非球面设计也满足低畸变的特殊需求;3、本申请提供的低F数低畸变全高清投影镜头的F数为1.7,视场角84°,畸变小于0.11%,焦距为9.2mm。此镜头是一款结构简单,全光学玻璃,成本控制与优化后的成像物镜;4、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。附图说明图1是本发明的结构示意图;图2是本发明的MTF曲线图;图3是本发明的点列图;图4是本发明的场曲和畸变图。图中:1、第一负弯月透镜;2、双凹透镜;3、第一凸透镜;4、第二凸透镜;5、第一双胶合透镜;51、第四凸透镜;52、第一凹透镜;6、第二双胶合透镜;61、第二凹透镜,62、第五凸透镜;7、第三凸透镜;8、第一正弯月透镜;9、DMD芯片,10、棱镜组,11、光阑,12、窗口玻璃。具体实施方式结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明。如图1所示,本发明采用的结构是:一种低F数低畸变全高清投影镜头,包括投影镜头本体,所述投影镜头包括设于投影面和DMD芯片9之间的若干个同光轴设置的透镜组件,所述透镜组件从左至右顺序包括第一负弯月透镜1、双凹透镜2、第一凸透镜3、第二凸透镜4、第一双胶合透镜5、第二双胶合透镜6、第三凸透镜7、第一正弯月透镜8;所述DMD芯片调制的投影光束依次通过所述透镜组件的第一正弯月透镜、第三凸透镜、第二双胶合透镜、第一双胶合透镜、第二凸透镜、第一凸透镜、双凹透镜和第一负弯月透镜并在投影面上成像。所述投影镜头的焦距为8.5~9.5mm之间,F数介于1.6~1.8之间。所述投影镜头还包括设置于DMD芯片与第一正弯月透镜之间的棱镜组10以及置于第二凸透镜和第一双胶合透镜之间的光阑面11。进一步的,在棱镜组11和DMD芯片10之间,还设置有窗口玻璃12。以光阑12为界,负组镜片在前,正组在后的反远距型物镜。所述DMD芯片为0.65英寸,分辨率为1920×1080或0.67英寸,分辨率为1920×1200中的一种。所述第一双胶合透镜5具体可包括实施例中靠近光阑面12的第四凸透镜51和靠近第二双胶合透镜6的第一凹透镜52。所述第二双胶合透镜6具体可包括实施例中靠近第一双胶合透镜5的第二凹透镜61和靠近第三凸透镜7的第五凸透镜62。具体地,本实施例中所述第一负弯月透镜的焦距介于-30mm与-60mm之间;所述双凹透镜的焦距介于-40mm与-20mm之间;所述第一凸透镜的焦距介于70mm与90mm之间;所述第二凸透镜的焦距介于85mm与115mm之间;所述第一双胶合透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间;所述第二双胶合透镜的焦距介于120mm与160mm之间;所述第三凸透镜的焦距介于25mm与40mm之间;所述第一正弯月透镜的焦距介于90mm与130mm之间。所述第一负弯月透镜的折射率介于1.50与1.60之间;所述双凹透镜的折射率介于1.65与1.75之间;所述第一凸透镜的折射率介于1.65与1.75之间;所述第二凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间;所述第一双胶合透镜中,靠近光阑的第四凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间,靠近第二双胶合透镜的第一凹透镜折射率介于1.85与1.2之间;所述第二双胶合透镜中,靠近第一双胶合透镜的第二凹透镜的折射率介于1.60与1.75之间,靠近第三凸透镜的第五凸透镜折射率介于1.45与1.55之间;所述第三凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间;所述第一正弯月透镜的折射率介于1.60与1.75之间。所述第一负弯月透镜和第一正望月透镜左右两面为非球面。需要说明的是,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0.65英寸DMD芯片为例,给出本发明一种投影镜头光学系统实施例的参数。非球面系数:Surfacex2x4x6180-2.58142E-05-5.32334E-09190-1.40176E-051.91951E-09最终得到视场84度,焦距9.2mm,光学筒长180mm,F1.7,畸变小于0.11%,各视场像质均匀并且像质最佳的光学投影镜头。本发明实现在1m位置形成对角线为1.78m的像面。如图2是本发明的MTF曲线图.图中66lpmm下各视场的MTF曲线紧凑成一束大于0.60,说明该镜头成像画面清晰均匀。1920×1200的0.67芯片的像素是7.56微米,对应奎尼斯线对为66lpmm,在该线对下MTF数值0.60即满足该芯片的分辨率要求。0.65芯片小于0.67芯片,像素同样是7.56微米,对应奎尼斯线对为66lpmm,在该线对下MTF数值0.60即满足该芯片的分辨率要求。如图3是本发明的点列图,从图中知,各视场下的点列图平均弥散斑半径小于6.24微米,像质很好。图4是本发明的场曲和畸变图,从图中知畸变小于0.11%。上述低F数低畸变全高清投影镜头以光阑为界,负组镜片在前,正组镜片在后的反远距型物镜,根据此结构选择相近结构的镜头为初始结构,改换芯片大小,通过更换增减玻璃材质、焦距缩放和像差控制的优化设计,最终达到像质优良的投影镜头设计;使用双非球面镜片来设计镜头,达到较高的清晰度;使用低F数设计,同时保证MTF保持较高数值;双非球面设计也满足低畸变的特殊需求。

权利要求:1.一种低F数低畸变全高清投影镜头,包括投影镜头本体,其特征在于,所述投影镜头的焦距为8.5~9.5mm之间,F数介于1.6~1.8之间,所述投影镜头包括设于投影面和DMD芯片之间的若干个同光轴设置的透镜组件,所述透镜组件从左至右顺序包括第一负弯月透镜、双凹透镜、第一凸透镜、第二凸透镜、第一双胶合透镜、第二双胶合透镜、第三凸透镜、第一正弯月透镜;所述DMD芯片调制的投影光束依次通过所述透镜组件的第一正弯月透镜、第三凸透镜、第二双胶合透镜、第一双胶合透镜、第二凸透镜、第一凸透镜、双凹透镜和第一负弯月透镜并在投影面上成像。2.根据权利要求1所述的低F数低畸变全高清投影镜头,其特征在于,所述投影镜头包括设置于DMD芯片与第一正弯月透镜之间的棱镜组。3.根据权利要求1所述的低F数低畸变全高清投影镜头,其特征在于,所述投影镜头还包含置于第二凸透镜和第一双胶合透镜之间的光阑面。4.根据权利要求1-3所述的低F数低畸变全高清投影镜头,其特征在于,所述第一双胶合透镜还包括靠近光阑面的第四凸透镜和靠近第二双胶合透镜的第一凹透镜;所述第二双胶合透镜还包括靠近第一双胶合透镜的第二凹透镜和靠近第三凸透镜的第五凸透镜。5.根据权利要求1所述的低F数低畸变全高清投影镜头,其特征在于:所述DMD芯片为0.65英寸,分辨率为1920×1080或0.67英寸,分辨率为1920×1200中的一种。6.根据权利要求1所述的低F数低畸变全高清投影镜头,其特征在于:所述第一负弯月透镜的焦距介于-30mm与-60mm之间;所述双凹透镜的焦距介于-40mm与-20mm之间;所述第一凸透镜的焦距介于70mm与90mm之间;所述第二凸透镜的焦距介于85mm与115mm之间;所述第一双胶合透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间;所述第二双胶合透镜的焦距介于120mm与160mm之间;所述第三凸透镜的焦距介于25mm与40mm之间;所述第一正弯月透镜的焦距介于90mm与130mm之间。7.根据权利要求4所述的低F数低畸变全高清投影镜头,其特征在于:所述第一负弯月透镜的折射率介于1.50与1.60之间;所述双凹透镜的折射率介于1.65与1.75之间;所述第一凸透镜的折射率介于1.65与1.75之间;所述第二凸透镜的折射率介于1.70与1.80之间;所述第一双胶合透镜中,靠近光阑的第四凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间,靠近第二双胶合透镜的第一凹透镜折射率介于1.85与1.2之间;所述第二双胶合透镜中,靠近第一双胶合透镜的第二凹透镜的折射率介于1.60与1.75之间,靠近第三凸透镜的第五凸透镜折射率介于1.45与1.55之间;所述第三凸透镜的折射率介于1.55与1.65之间;所述第一正弯月透镜的折射率介于1.60与1.75之间。8.根据权利要求1所述的低F数低畸变全高清投影镜头,其特征在于:所述第一负弯月透镜和第一正望月透镜左右两面为非球面。

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