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推荐一种整体调焦高清微投投射镜头的制作方法

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泰宁新闻网 http://www.tainingxinwen.cn 2020-09-17 11:11 出处:网络
本站提供的推荐一种整体调焦高清微投投射镜头的制作方法,下面小编给大家做出了详细介绍。

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本发明涉及光学镜头技术领域,尤其是涉及一种整体调焦高清微投投射镜头。



背景技术:

随着社会发展,出现了采用dlp投影技术的微型投影机,对投射镜头的性能提出了很高的要求。现有的投影镜头,透射比普遍在1.0以上,视场角在60°左右,且大多数的镜头为了追求结构紧凑,会使用较少的镜片,在要求更高成像质量时,像素的校正并不理想,因此,现有微型投射镜头在有限的距离内不能投射大尺寸画面,视场角偏小,不能投射更精细的画面;而且,市场上的dlp微型投影机通常作为无屏幕电视来使用,对于产品的清晰度和细腻度均有更高要求,由于微镜的尺寸(5.4um)的减小,这就对投射镜头的要求进一步提高,尤其对于投射镜头,为了保证组装效率与产品的性能稳定,传统采用的是提高设计要求、收严零件加工要求来保证镜头的产品性能与组装效率。这些措施通常会增加产品成本,而规模化的生产对于成本要求更高,降低成本,保证组装效率与产品性能稳定性至关重要。

公告号为cn209311771u的专利公开了一种微型投影镜头,包括具有正焦距的第一群组透镜,光阑,具有正焦距的第二群组透镜,分光器件,保护玻璃和成像面;所述第一群组透镜的焦距为17.2<f12<27,所述第二群组透镜的焦距为102.6<f13<111.8。该专利公开的一种微型投影镜头,能够有效的解决现有的微型投影镜头在有限距离内不能投射大尺寸画面、不易组装、成像质量不高和投影镜头容易跑焦的技术问题。但是,该专利公开的微型投影镜头不能投射大尺寸画面,视场角偏小,且分辨率低。

公布号为cn109633868a的专利文献公开了一种中焦高清微投投射镜头,属于光学镜头技术领域,该中焦高清微投投射镜头沿光线方向从左到右依次设置有非球面透镜、负弯月透镜、双凹面负透镜、聚焦组、消色差透镜组和屈光透镜组,所述聚焦组包括双凸正透镜和双凹负透镜组,所述消色差透镜组包括双凹透镜组和双凸透镜组,所述屈光透镜组包括第一双凸透镜和第二双凸透镜。该中焦高清微投投射镜头成本低,构工艺采用固定设计形式,能够保证产品组装效率与性能稳定,分辨率高,工艺性好,可规模化生产。但是,该专利文献公开的中焦高清微投投射镜头采用镜片较多,成本升高,组装效率降低。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明针对现有技术的不足,提供的一种解像力高,分辨率高,成像质量好,投影覆盖面大,性能稳定性强,且成本低的整体调焦高清微投投射镜头。

为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种整体调焦高清微投投射镜头,包括沿光线方向从左到右依次设置的偶次非球面透镜、第一新月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组。

进一步的,所述第一消色差透镜组包括第二新月透镜和第一双凸透镜,所述第二消色差透镜组包括双凹透镜和第二双凸透镜。

进一步的,所述屈光透镜组包括第三双凸透镜和第四双凸透镜。

进一步的,所述整体调焦高清微投投射镜头通过整体后焦调整实现画面从40英寸到120英寸清晰。

进一步的,所述整体调焦高清微投投射镜头的有效焦距12.59mm、镜头光圈值为f1.7。

进一步的,所述整体调焦高清微投投射镜头在40英寸到120英寸投射画面下解像力:中心分辨率为100lp/mm、周边分辨率为93lp/mm。

进一步的,所述整体调焦高清微投投射镜头的投射比为1.2。

进一步的,所述偶次非球面透镜的材质为塑料材质,所述第一新月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组的材质均为玻璃材质。

由于dlp投影技术(如无屏幕电视)的快速发展,投射镜头的发展也越来越迅速,对于新技术而言,若要代替传统电视屏幕,本领域技术人员首先想到的是,高清成像和投射面大,从而才能克服传统电视的体积大,移动不便,易破损,以及大屏幕成本高的弊端,而成像高清度依赖于镜头数量,同等条件下,光程增长,自然能够在大的投射面上保证较高成像质量,例如,公布号为cn103631006a的专利文献公开的一种大变倍比连续变焦投射镜头,其光学系统透镜由具有调焦组、变倍组、第一补偿组、第二补偿组以及后固定组组成,其沿光轴从屏幕侧向像平面侧的顺序排列,光阑位于第二补偿组上。调焦是通过调焦组的前后移动来实现变焦是通过变倍组、第一补偿组和第二补偿组从广角端到远摄端沿光轴同向移动来实现,在变焦过程中,投影画面始终保持清楚,从镜头第一面到像面总的距离保持不变,镜头中的透镜全部采用国内使用频度较高的玻璃制作,且均为球面透镜,成本低、工艺性好,适应批量生产,可广泛以应用于微型投影领域;又如公布号为cn109633868a的专利文献公开的一种中焦高清微投投射镜头,属于光学镜头技术领域,该中焦高清微投投射镜头沿光线方向从左到右依次设置有非球面透镜、负弯月透镜、双凹面负透镜、聚焦组、消色差透镜组和屈光透镜组,所述聚焦组包括双凸正透镜和双凹负透镜组,所述消色差透镜组包括双凹透镜组和双凸透镜组,所述屈光透镜组包括第一双凸透镜和第二双凸透镜。该中焦高清微投投射镜头成本低,构工艺采用固定设计形式,能够保证产品组装效率与性能稳定,分辨率高,工艺性好,可规模化生产。

上述两种现有的微投投射镜头,均为了达到上述大投影面高清效果,而采用多达12个镜头,从而现有技术人员容易想到多个镜头相互配合,组成系统光路,才能实现高清投射,降低镜头数量易造成成像质量下降,因此,为了保证成像效果,本领域技术人员容易想到在多镜头基础上提高设计要求、收严零件加工要求来保证镜头的产品性能,而不是反其道行之,减少镜头。

本行业人员知晓,为了节约成本以及减少组装程序,使用的物料越少越好,鉴于以上两种微投投射镜头均采用12个透镜才实现高清、大投射面,本行业人员仅能实现至少12个透镜的微投投射镜头,多个透镜相互作用,形成稳定光路,才能实现满足高清大投射面的效果,如果任意去掉其中一个或几个透镜,对光路的影响巨大,严重影响成像质量,因此,在满足大投射面高清成像的同时,减少透镜的数量,对本领域技术人员来说难以实现。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明提供一种整体调焦高清微投投射镜头,沿光线方向从左到右依次设置偶次非球面透镜、第一新月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组。通过11片透镜进行组合,通过不同透镜的数量、透镜的排列优化,透镜光学材料的选用上偶次非球面透镜的材质为塑料材质,其他均为玻璃材质,该高清微投投射镜头光学性能好,成像质量好,投影尺寸覆盖从小画面到大画面。

本发明提供一种整体调焦高清微投投射镜头,通过mtf曲线图能够得到该高清微投投射镜头在40英寸到120英寸投射画面下解像力:中心分辨率为100lp/mm、周边分辨率为93lp/mm,解像力高,分辨率高,成像质量好,投影覆盖从小画面到大画面,性能稳定性强,能够满足0.47dmd芯片。

附图说明

图1为本发明的光学系统2d图;

图2为本发明的光学系统光线2d图;

图3为本发明镜头投影画面为80英寸时的mtf曲线图;

图4为本发明镜头投影画面为120英寸时的mtf曲线图;

图5为本发明镜头投影画面为40英寸时的mtf曲线图;

图6为本发明镜头投影画面为80英寸时的标准光斑图;

其中,1-偶次非球面透镜,2-第一新月透镜,3-双凹面负透镜,4-第一双凸面透镜,5-第二双凸面透镜,6-第二新月透镜,7-第一双凸透镜,8-双凹透镜,9-第二双凸透镜,10-第三双凸透镜,11-第四双凸透镜。

具体实施方式

为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容,但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

实施例一

如图1~2所示,一种整体调焦高清微投投射镜头,包括沿光线方向从左到右依次设置的偶次非球面透镜1、第一新月透镜2、双凹面负透镜3、第一双凸面透镜4、第二双凸面透镜5、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组。

所述第一消色差透镜组包括第二新月透镜6和第一双凸透镜7,所述第二消色差透镜组包括双凹透镜8和第二双凸透镜9。

所述屈光透镜组包括第三双凸透镜10和第四双凸透镜11。

所述整体调焦高清微投投射镜头通过整体后焦调整实现画面从40英寸到120英寸清晰。

所述整体调焦高清微投投射镜头在40英寸到120英寸投射画面下解像力:中心分辨率为100lp/mm、周边分辨率为93lp/mm。

本发明实施例的整体调焦高清微投投射镜头采用11片透镜光学系统结构,与现有同分辨率的微投投射镜头相比,采用镜片少,成本降低,且组装效率提高,能够保证解像力高,分辨率高,成像质量好,投影覆盖面大,性能稳定性强。

实施例二

如图1~6所示,一种整体调焦高清微投投射镜头,包括沿光线方向从左到右依次设置的偶次非球面透镜1、第一新月透镜2、双凹面负透镜3、第一双凸面透镜4、第二双凸面透镜5、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组。

所述第一消色差透镜组包括第二新月透镜6和第一双凸透镜7,所述第二消色差透镜组包括双凹透镜8和第二双凸透镜9。

所述屈光透镜组包括第三双凸透镜10和第四双凸透镜11。

所述整体调焦高清微投投射镜头通过整体后焦调整实现画面从40英寸到120英寸清晰。

所述整体调焦高清微投投射镜头在40英寸到120英寸投射画面下解像力:中心分辨率为100lp/mm、周边分辨率为93lp/mm。

本发明实施例的整体调焦高清微投投射镜头,与实施例一的不同之处在于:

所述整体调焦高清微投投射镜头的有效焦距12.59mm、镜头光圈值为f1.7。

所述整体调焦高清微投投射镜头的投射比为1.2,该整体调焦高清微投投射镜头投影尺寸覆盖从小画面到大画面,高清晰度。

为满足上述性能参数的要求,下面对整体调焦高清微投投射镜头中11片透镜,每个透镜具有两面,共21面,下面就11片透镜的每一面的结构参数作进一步的描述,从左到右透镜参数结构参数如表1所示:

表1:每个透镜的结构参数

非球面表达式:

非球面系数:

本发明实施例的整体调焦高清微投投射镜头,经过mtf分析后的分析如果如下:投影画面为80英寸时的mtf曲线如图3所示,投影画面为120英寸时的mtf曲线如图4所示,投影画面为40英寸时的mtf曲线如图5所示,投影画面为80英寸时的标准光斑图如图6所示。

从图3~图5可以看出,40-120英寸投影画面,投射镜头在最大光圈f1.7时的对比度和分辨率,镜头的对比度在中心很好,但在边缘略有下降,分辨率是相对平均的,但是边缘也存在略微衰减,整体较平顺,调焦成像稳定性好。

从图6可以看出,投影画面为80英寸时的标准光斑图,其中的弥散斑较小,成像效果好,光学系统稳定,能够进行实际加工。

实施例三

如图1~6所示,一种整体调焦高清微投投射镜头,包括沿光线方向从左到右依次设置的偶次非球面透镜1、第一新月透镜2、双凹面负透镜3、第一双凸面透镜4、第二双凸面透镜5、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组。

所述第一消色差透镜组包括第二新月透镜6和第一双凸透镜7,所述第二消色差透镜组包括双凹透镜8和第二双凸透镜9。

所述屈光透镜组包括第三双凸透镜10和第四双凸透镜11。

所述整体调焦高清微投投射镜头通过整体后焦调整实现画面从40英寸到120英寸清晰。

所述整体调焦高清微投投射镜头在40英寸到120英寸投射画面下解像力:中心分辨率为100lp/mm、周边分辨率为93lp/mm。

所述整体调焦高清微投投射镜头的有效焦距12.59mm、镜头光圈值为f1.7。

所述整体调焦高清微投投射镜头的投射比为1.2,该整体调焦高清微投投射镜头投影尺寸覆盖从小画面到大画面,高清晰度。

本发明实施例的整体调焦高清微投投射镜头,与实施例一、二的不同之处在于:所述偶次非球面透镜的材质为塑料材质,所述第一新月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组的材质均为玻璃材质。

本发明实施例的整体调焦高清微投投射镜头,通过11片透镜进行组合,通过不同透镜的数量、透镜的排列优化,透镜光学材料的选用上偶次非球面透镜的材质为塑料材质,其他均为玻璃材质,该高清微投投射镜头光学性能好,成像质量好,投影尺寸覆盖从小画面到大画面。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。


技术特征:

1.一种整体调焦高清微投投射镜头,其特征在于:包括沿光线方向从左到右依次设置的偶次非球面透镜、第一新月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组。

2.如权利要求1所述的整体调焦高清微投投射镜头,其特征在于:所述第一消色差透镜组包括第二新月透镜和第一双凸透镜,所述第二消色差透镜组包括双凹透镜和第二双凸透镜。

3.如权利要求1所述的整体调焦高清微投投射镜头,其特征在于:所述屈光透镜组包括第三双凸透镜和第四双凸透镜。

4.如权利要求1所述的整体调焦高清微投投射镜头,其特征在于:所述整体调焦高清微投投射镜头通过整体后焦调整实现画面从40英寸到120英寸清晰。

5.如权利要求1所述的整体调焦高清微投投射镜头,其特征在于:所述整体调焦高清微投投射镜头的有效焦距12.59mm、镜头光圈值为f1.7。

6.如权利要求4所述的整体调焦高清微投投射镜头,其特征在于:所述整体调焦高清微投投射镜头在40英寸到120英寸投射画面下解像力:中心分辨率为100lp/mm、周边分辨率为93lp/mm。

7.如权利要求1所述的整体调焦高清微投投射镜头,其特征在于:所述整体调焦高清微投投射镜头的投射比为1.2。

8.如权利要求1所述的整体调焦高清微投投射镜头,其特征在于:所述偶次非球面透镜的材质为塑料材质,所述第一新月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组的材质均为玻璃材质。

技术总结
本发明公开了一种整体调焦高清微投投射镜头,属于光学镜头技术领域,其包括沿光线方向从左到右依次设置的偶次非球面透镜、第一新月透镜、双凹面负透镜、第一双凸面透镜、第二双凸面透镜、第一消色差透镜组、第二消色差透镜组和屈光透镜组,所述第一消色差透镜组包括第二新月透镜和第一双凸透镜,所述第二消色差透镜组包括双凹透镜和第二双凸透镜,所述屈光透镜组包括第三双凸透镜和第四双凸透镜。本发明微投投射镜头解像力高,分辨率高,成像质量好,投影覆盖面大,性能稳定性强,且成本低。

技术研发人员:郭富;马志强;马卫华;杨清波
受保护的技术使用者:南阳南方智能光电有限公司
技术研发日:2020.07.01
技术公布日:2020.08.25

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