CN212341567U - 一种低f数双芯片全高清投影镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种低F数双芯片全高清投影镜头，它包括投影面和芯片之间的若干个沿光轴排布的透镜，所述透镜从投影面到芯片之间的若干个沿光轴排布顺序是第一负弯月透镜、第二负弯月透镜、双凹透镜、第一双胶合透镜、第一正透镜、第二双胶合透镜、第二正透镜、第三双胶合透镜、第三正透镜，所述芯片与第三正透镜之间的棱镜组合，包括两个靠近芯片的入光棱镜和靠近第三正透镜的合光棱镜。本实用新型F数较常规投影镜头更小，介于1.6和1.8之间。本实用新型具有较长的后焦距的同时，解析能力强，均匀性好，畸变小，达到全高清投影的需求。本实用新型适合DLP、LCOS和LCD投影光路的需要。
Description
技术领域
本实用新型属于光电显示行业中的投影技术，尤其涉及一种使用于全高清像质的投影机的低F数双芯片全高清投影镜头。
背景技术
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。本实用新型使用低F数设计，同时保证MTF保持较高数值。
双芯片投影技术，将两个芯片的图像通过合光棱镜完美融合，经过投影镜头投射出去，具有比单芯片更高的亮度，更多的色光光源选择，达到高亮度和高色域的目的。双芯片投影镜头光路需要同时经过合色棱镜和入光棱镜，需要较大的后焦距。较大后焦距和在低F数情况下较高的图像质量，往往难以同时满住。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种低F数双芯片全高清投影镜头，使用塑胶非球面镜片来设计镜头，达到非球面所具有的较高的清晰度和TV畸变要求；F数较常规投影镜头更小，介于1.6和1.8之间。本实用新型具有较长的后焦距的同时，解析能力强，均匀性好，畸变小，达到全高清投影的需求，适合DLP、LCOS和LCD投影光路的需要。
本实用新型采用的结构是：一种低F数双芯片全高清投影镜头，包含透镜镜头本体，所述投影镜头包括从投影面到芯片之间的若干个沿光轴排布的透镜组件，所述透镜组件从投影面到芯片片之间的若干个沿光轴顺序是第一负弯月透镜、第二负弯月透镜、双凹透镜、第一双胶合透镜、第一正透镜、第二双胶合透镜、第二正透镜、第三双胶合透镜、第三正透镜，所述投影镜头包括设置于芯片与第三正透镜之间的棱镜组合，棱镜组合包括两个分别靠近芯片的入光棱镜和靠近第三正透镜的合光棱镜。
作为优选，所述投影镜头还包含置于第一正透镜和第二双胶合透镜之间的光阑面。
进一步地，所述芯片显示面垂直于光轴，芯片中心可离开光轴放置。
进一步地，所述第二负弯月透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间；所述双凹透镜的焦距介于-40mm与-20mm之间；所述第一双胶合透镜的焦距介于50mm与70mm之间；所述第一正透镜的焦距介于40mm与70mm之间；所述第二双胶合透镜的焦距介于-35mm与-15mm之间；所述第二正透镜的焦距介于20mm与40mm之间；所述第三双胶合透镜的焦距介于100mm与正无穷之间；所述第三正透镜的焦距介于25mm与50mm之间。
进一步地，所述第一负弯月透镜的折射率介于1.45与1.60之间；所述第二负弯月透镜的折射率介于1.55与1.70之间；所述双凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间；所述第一双胶合透镜透镜中，负透镜折射率介于1.70与1.85之间，正透镜折射率介于1.65与1.80之间；所述第一正透镜的折射率介于1.70与1.80之间；所述第二双胶合透镜透镜中，正透镜折射率介于1.45与1.55之间，负透镜折射率介于1.70与1.80之间；所述第二正透镜的折射率介于1.45与1.55之间；所述第三双胶合透镜透镜中，负透镜折射率介于1.75与1.85之间，正透镜折射率介于1.60与1.75之间；所述第三正透镜的折射率介于1.70与1.85之间。
进一步地，所述投影镜头的F数介于1.6与1.8之间。
进一步地，所述第一负弯月透镜左右两面为非球面。
本实用新型的有益效果为：1、本实用新型提供低F数介于1.6与1.8之间，一款视场角96°，焦距为11mm的投影镜头；2、此镜头是一款结构简单，成本控制与优化后的成像物镜；3、是基于光学成像原理，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。4.入射光经过入光棱镜照射在显示芯片上，两路芯片的成像光分别经过入光棱镜到达合光棱镜，两路成像光具有不同的色谱区间，在合光棱镜中一路成像光反射，一路成像光透射，合并成一路成像光进入镜头，投影出画面；5、双芯片投影方式比单芯片投影具有高亮度和高色域的优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的MTF曲线图；
图3是本实用新型的点列图。
图中：1、第一负弯月透镜；2、第二负弯月透镜；3、双凹透镜；4、第一双胶合透镜；5、第一正透镜；6、第二双胶合透镜；7、第二正透镜；8、第三双胶合透镜；9、第三正透镜；10、芯片；11、入光棱镜，12、合光棱镜，13、阑面。
具体实施方式
结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明。
从图1中本实用新型为一种低F数双芯片全高清投影镜头，包含投影镜头本体，所述投影镜头包括从投影面到芯片之间的若干个沿光轴排布的透镜组件，所述透镜组件从投影面到像面片之间的若干沿光轴排布顺序是第一负弯月透镜1、第二负弯月透镜2、双凹透镜3、第一双胶合透镜4、第一正透镜5、第二双胶合透镜6、第二正透镜7、第三双胶合透镜8、第三正透镜9，所述投影镜头包括设置于芯片10与第三正透镜9之间的棱镜组合，棱镜组合包括两个分别靠近芯片的入光棱镜11和靠近第三正透镜的合光棱镜12。
所述投影镜头还包含置于第一正透镜和第二双胶合透镜之间的光阑面13。
所述芯片显示面垂直于光轴，芯片中心可离开光轴放置。
其中所述第二负弯月透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间；所述双凹透镜的焦距介于-40mm与-20mm之间；所述第一双胶合透镜的焦距介于50mm与70mm之间；所述第一正透镜的焦距介于40mm与70mm之间；所述第二双胶合透镜的焦距介于-35mm与-15mm之间；所述第二正透镜的焦距介于20mm与40mm之间；所述第三双胶合透镜的焦距介于100mm与正无穷之间；所述第三正透镜的焦距介于25mm与50mm之间。
所述第一负弯月透镜的折射率介于1.45与1.60之间；所述第二负弯月透镜的折射率介于1.55与1.70之间；所述双凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间；所述第一双胶合透镜透镜中，负透镜折射率介于1.70与1.85之间，正透镜折射率介于1.65与1.80之间；所述第一正透镜的折射率介于1.70与1.80之间；所述第二双胶合透镜透镜中，正透镜折射率介于1.45与1.55之间，负透镜折射率介于1.70与1.80之间；所述第二正透镜的折射率介于1.45与1.55之间；所述第三双胶合透镜透镜中，负透镜折射率介于1.75与1.85之间，正透镜折射率介于1.60与1.75之间；所述第三正透镜的折射率介于1.70与1.85之间。
所述投影镜头的F数介于1.6与1.8之间，所述第一负弯月透镜左右两面为非球面。
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。
以下是使用16比9比例0.47英寸DMD芯片且芯片显示区域长边边缘的中心点与镜头中心重合为例，给出本实用新型一种投影镜头光学***实施例的参数。
非球面系数：
| Surface | x2 | x4 | x6 | x8 | x10 | x12 |
| 1 | -1.16198E-02 | 8.27296E-06 | -7.35249E-09 | -1.11597E-12 | 6.12844E-15 | -1.04234E-18 |
| 2 | 4.53886E-04 | 3.92851E-06 | -2.12939E-09 | -4.80730E-13 | -6.70757E-14 | 1.16667E-16 |
| x14 | x16 | x18 | x20 | X22 | X24 |
| -1.93039E-21 | -4.52224E-25 | 8.14243E-29 | 1.23836E-30 | -1.89097E-34 | -5.01012E-37 |
| -6.16922E-22 | 2.50780E-23 | -3.22787E-25 | 1.75751E-28 | 2.57687E-31 | -1.69723E-34 |
| X26 |
| 1.77698E-40 |
| -2.98649E-38 |
最终得到视场77度，焦距11mm,F数为1.7，各视场像质均匀并且像质最佳的光学投影镜头。当16比9比例0.47英寸DMD芯片且芯片显示区域长边边缘的中心点与镜头中心重合时，ANSI标准投射比可达1.0。
如图2是本实用新型的MTF曲线图.图中93lp/mm下各视场的MTF曲线紧凑成一束大于0.48，说明该镜头成像画面清晰均匀。1920×1080的0.47芯片的像素是5.4微米，对应奎尼斯线对为93lp/mm，在该线对下MTF数值>0.48即满足该芯片的分辨率要求。
图3是本实用新型的点列图，从图中知，各视场下的点列图平均弥散斑半径小于4.197微米，像质很好。
Claims (7)
1.一种低F数双芯片全高清投影镜头，包含投影镜头本体，其特征在于，所述投影镜头包括从投影面到芯片之间的若干个沿光轴排布的透镜组件，所述透镜组件从投影面到芯片之间的若干个沿光轴排布顺序是第一负弯月透镜、第二负弯月透镜、双凹透镜、第一双胶合透镜、第一正透镜、第二双胶合透镜、第二正透镜、第三双胶合透镜、第三正透镜，所述投影镜头包括设置于芯片与第三正透镜之间的棱镜组合，棱镜组合包括两个分别靠近芯片的入光棱镜和靠近第三正透镜的合光棱镜。
2.根据权利要求1所述的低F数双芯片全高清投影镜头，其特征在于：还包含置于第一正透镜和第二双胶合透镜之间的光阑面。
3.根据权利要求1所述的低F数双芯片全高清投影镜头，其特征在于：所述芯片显示面垂直于光轴，芯片中心可离开光轴放置。
4.根据权利要求1所述的低F数双芯片全高清投影镜头，其特征在于：所述第二负弯月透镜的焦距介于-70mm与-40mm之间；
所述双凹透镜的焦距介于-40mm与-20mm之间；
所述第一双胶合透镜的焦距介于50mm与70mm之间；
所述第一正透镜的焦距介于40mm与70mm之间；
所述第二双胶合透镜的焦距介于-35mm与-15mm之间；
所述第二正透镜的焦距介于20mm与40mm之间；
所述第三双胶合透镜的焦距介于100mm与正无穷之间；
所述第三正透镜的焦距介于25mm与50mm之间。
5.根据权利要求1所述的低F数双芯片全高清投影镜头，其特征在于：
所述第一负弯月透镜的折射率介于1.45与1.60之间；
所述第二负弯月透镜的折射率介于1.55与1.70之间；
所述双凹透镜的折射率介于1.55与1.70之间；
所述第一双胶合透镜透镜中，负透镜折射率介于1.70与1.85之间，正透镜折射率介于1.65与1.80之间；
所述第一正透镜的折射率介于1.70与1.80之间；
所述第二双胶合透镜透镜中，正透镜折射率介于1.45与1.55之间，负透镜折射率介于1.70与1.80之间；
所述第二正透镜的折射率介于1.45与1.55之间；
所述第三双胶合透镜透镜中，负透镜折射率介于1.75与1.85之间，正透镜折射率介于1.60与1.75之间；
所述第三正透镜的折射率介于1.70与1.85之间。
6.根据权利要求1所述的低F数双芯片全高清投影镜头，其特征在于：所述投影镜头的F数介于1.6与1.8之间。
7.根据权利要求1所述的低F数双芯片全高清投影镜头，其特征在于：所述第一负弯月透镜左右两面为非球面。
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| CN202020860123.3U CN212341567U (zh) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | 一种低f数双芯片全高清投影镜头 |
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