1.8之间。
[0102] 若获得视场为120°，崎变小于1.2%，TV崎变小于0.3%，投射比为0.45，焦距为 6.68mm，投射距离0.6m-l. 8m可调焦的高分辨率超短焦投影镜头，镜片之间的间距需要一定 的要求其中镜片之间的距离为指定值。其中，所述第一非球面透镜1和平凹透镜2的距离为 22.834mm;
[0103] 所述平凹透镜2和弯月透镜3之间的距离为20.165mm;
[0104] 所述弯月透镜3和平凸透镜4之间的距离为0.2mm;
[0105] 所述凸平透镜5为调焦镜片，其调焦行程为1.3mm;可实现对投射距离0.6m-l. 8m清 晰调焦，投射距离为Im时，平凸透镜4和凸平透镜5之间的距离cU为1.486mm，凸平透镜5和第 一双凹透镜6之间的距离ds为22.510mm
[0106] 所述第一双凹透镜6和凹凸透镜7之间的距离为0.2mm;
[0107] 所述凹凸透镜7和凸凹透镜8之间的距离为0.2mm;
[0108] 所述凸凹透镜8和第二非球面透镜9之间的距离为0.2mm;
[0109] 所述第二非球面透镜9和Ξ胶合镜片组10的距离为0.2mm;
[0110] 所述Ξ胶合镜片组10和场镜11之间的距离为21.350mm;
[0111] 所述场镜和DMD忍片之间的距离为1mm。
[0112] 本实用新型一种超短距透镜镜头是一款结构简单，无特殊材料的超广角成像物 镜。经上述透镜系统后在Im处形成对角线为2.4m的像面。本实用新型基于光学成像原理，使 用光学设计软件，根据组合透镜光焦度公式
[0113]
[0114] 对各透镜的曲率、材料W及厚度进行修改W调节各透镜的焦距上公式中的f 为焦距的倒数），对镜组之间的间距上公式中的d)进行反复修改调节并组合计算，在没 有加入复杂的自由曲面反射镜和特殊材料的帮助下，最终得出视场为120度，焦距为 6.68mm，光学筒长152mm，F2.6，崎变小于1.2%，TV崎变小于0.3%，各视场像质均匀并且像 质较佳的光学投影镜头。该镜头使用了偏置放置DMD，其中DMD缘距离物镜光轴偏置0.85mm- 1mm，详见图14。从而保证在正投影工作时出射画面向上偏置110%，实现出射光束高于投影 镜头位置，投影画面不会被投影物镜遮挡。并且实现了在1米距离内投射出100英寸的高清 画面。
[0115] 作为本实用新型的一个优选的实施例，所述第一非球面镜片1为塑料非球面镜片。
[0116] 作为本实用新型的一个优选的实施例，所述第一非球面镜片的口径大于80mm，小 于100mm。
[0117] 作为本实用新型的一个优选的实施例，若W透镜远离所述DMD忍片的面为面A，靠 近所述DMD忍片的面为面B，则
[0118] 第一非球面透镜1的面A曲率等效半径为86mm，面B等效曲率半径为86mm;
[0119] 平凹透镜2的面A为平面，面B曲率半径为19mm;
[0120] 弯月透镜3的面A曲率半径为-22mm，面B曲率半径为-32mm;
[0121] 平凸透镜4的面A为平面，面B曲率半径为-48.414mm;
[0122] 凸平透镜5的面A曲率半径为44mm，面B为平面；
[0123] 第一双凹透镜6的面A曲率半径为-37mm，面B曲率半径为22mm;
[0124] 凸凹透镜7的面A曲率半径为17mm，面B曲率半径为34mm;
[0125] 凸凹透镜8的面A曲率半径为30mm，面B曲率半径为58mm;
[01 %] 第二非球面透镜9曲率等效半径为50mm，面B等效曲率半径为-40mm;
[0127] 第一双凸透镜的面A曲率半径为27mm，面B曲率半径为-10mm;
[012引第二双凹透镜的面A曲率半径为-10mm，面B曲率半径为23mm;
[0129] 第二双凸透镜的面A曲率半径为23mm，面B曲率半径为-17mm;
[0130] 场镜11的面A曲率半径为31mm，面B为平面。
[0131] 作为本实用新型的一个优选的实施例，所述第一非球面透镜的面B通光有效矢高 和有光有效通光口径之间的比例大于0.4且小于0.5,且曲面切线与光轴夹角大于20度。其 中光有效径矢高为顶点到最大通光有效径点的轴向长度，通光有效通光口径为最大通光有 效径点的纵向长度。
[0132] 在图1中，DMD忍片12为德州仪器0.65英寸DMD忍片，可适配于各种高清投影仪。 DMD投影忍片上的画面经上述透镜系统后在Im处形成2.4m的画面。0.65英寸DMD忍片的像素 大小为7.5微米，对应奎尼斯线对为661p/mm。图2、图3、图4中在701p/mm下各视场的MTF曲线 紧凑成一束而且数值均大于0.4，除了边缘视场外均大于0.5值，说明该镜头工作画面清晰 均匀，满足1920 X 1080的高分辨率要求。
[0133] 图2是本发明投影镜头在投射距离为0.6m时的MTF曲线图。
[0134] 图3是本发明投影镜头在投射距离为Im时的MTF曲线图。
[0135] 图4是本发明投影镜头在投射距离为1.8m时的MTF曲线图。
[0136] MTF曲线图中在701p/mm下各视场的MTF曲线紧凑成一束而且数值均大于0.4，除了 边缘视场外均大于0.5值，说明该镜头工作的成像画面清晰均匀，满足1920 X 1080的高分辨 率要求。
[0137] 图5、图6、图7是本发明投影镜头的点列图。从图知，各个视场下的点列图平均尺寸 均小于5微米，小于DMD忍片的像素7.5微米大小，再次说明该物镜像质很好地满足DMD分辨 率1920X1080的要求。
[0138] 图8、图9、图10是本发明投影镜头的场曲和崎变图。从图知，该镜头场曲小于 0.05mm崎变均小于1.2%，TV崎变小于0.3%。
[0139] 图11、图12、图13是本发明投影镜头的网格崎变图。从图知，该镜头场曲小于 0.05mm崎变均小于1.2%，TV崎变小于0.3%。
[0140] 图14为本发明投影镜头的DMD放置位置图。从图知，DMD呈偏置放置距离镜头光轴 0.85mm至1mm，W满足在正投影工作时出射画面向上偏置为110 %。
[0141] W上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润 饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种超短焦投影镜头，其特征在于，包括投射面和DMD芯片之间同光轴设置的前负透 镜组、后正透镜组和场镜，所述前负透镜组包括依次同光轴设置的第一非球面透镜、平凹透 镜、弯月透镜、平凸透镜、凸平透镜、第一双凹透镜、凹凸透镜和凸凹透镜，所述凸凹透镜的 凹面设置有光阑；所述后正透镜组包括依次同光轴设置的低温玻璃模压非球面透镜和三胶 合镜片组;其中： 第一非球面透镜的焦距介于-35mm与-45mm之间； 平凹透镜的焦距介于-25mm与-35mm之间； 弯月透镜的焦距介于-330mm与-380mm之间； 平凸透镜的焦距介于45mm与55mm之间； 凸平透镜的焦距介于75mm与85mm之间； 第一双凹透镜的焦距介于15mm与25mm之间； 凹凸透镜的焦距介于-20mm与-30mm之间； 凸凹透镜的焦距介于15mm与25mm之间； 第二非球面透镜的焦距介于15mm与25mm之间； 三胶合镜片组的焦距介于15mm与25mm之间； 场镜的焦距介于15mm与25mm之间。2. 如权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述三胶合镜片组包括依次设置 的第一双凸透镜、第二双凹透镜和第二双凸透镜。3. 如权利要求2所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述第一非球面透镜的折射率介 于1.5与1.55之间； 所述平凹透镜的折射率介于1.7与1.8之间； 所述弯月透镜的折射率介于1.58与1.68之间； 所述平凸透镜的折射率介于1.6与1.7之间； 所述凸平透镜的折射率介于1.5与1.6之间； 所述第一双凹透镜的折射率介于1.7与1.8之间； 所述凹凸透镜的折射率介于1.78与1.88之间； 所述凸凹透镜的折射率介于1.78与1.88之间； 所述第二非球面透镜的折射率介于1.55与1.6之间； 第一双凸透镜的折射率介于1.48与1.55之间； 第二双凹透镜的折射率介于1.7与1.8之间； 第二双凸透镜折射率介于1.48与1.55之间； 所述场镜的折射率介于1.7与1.8之间。4. 如权利要求1或2所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述第一非球面透镜和平凹 透镜的距离为22.834mm; 所述平凹透镜和弯月透镜之间的距离为20.165mm; 所述弯月透镜和平凸透镜之间的距离为〇.2mm; 所述凸平透镜为调焦镜片，其调焦行程为1.3mm; 所述第一双凹透镜和凹凸透镜之间的距离为〇.2mm; 所述凹凸透镜和凸凹透镜之间的距离为0.2mm; 所述凸凹透镜和第二非球面透镜之间的距离为0.2mm; 所述第二非球面透镜和三胶合镜片组的距离为〇.2mm; 所述三胶合镜片组和场镜之间的距离为21.350mm; 所述场镜和DMD芯片之间的距离为1mm。5. 如权利要求1或2所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述第一非球面镜片为塑料 非球面镜片，所述低温玻璃模压玻璃非球面镜片为低温玻璃模压玻璃非球面镜片。6. 如权利要求1或2所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述第一非球面镜片的口径 大于80mm，小于100mm。7. 如权利要求1或2所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述光轴偏置放置，距所述 DMD 芯片 0 · 85mm 至 1mm。8. 如权利要求2所述的超短焦投影镜头，其特征在于，若以透镜远离所述DMD芯片的面 为面A，靠近所述DMD芯片的面为面B，则 第一非球面透镜的面A曲率等效半径为86mm，面B等效曲率半径为86mm; 平凹透镜的面A为平面，面B曲率半径为19mm; 弯月透镜的面A曲率半径为-22mm，面B曲率半径为-32mm; 平凸透镜的面A为平面，面B曲率半径为-48.414mm; 凸平透镜的面A曲率半径为44_，面B为平面； 第一双凹透镜的面A曲率半径为-37mm，面B曲率半径为22mm; 凹凸透镜的面A曲率半径为17mm，面B曲率半径为34mm; 凸凹透镜的面A曲率半径为30mm，面B曲率半径为58mm; 第二非球面透镜曲率等效半径为50mm，面B等效曲率半径为-40mm; 第一双凸透镜的面A曲率半径为27_，面B曲率半径为-10mm; 第二双凹透镜的面A曲率半径为-10mm，面B曲率半径为23mm; 第二双凸透镜的面A曲率半径为23_，面B曲率半径为-17mm; 场镜的面A曲率半径为31mm，面B为平面。9. 如权利要求1或2所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述第一非球面透镜的面mi 光有效矢高和有光有效通光口径之间的比例大于〇. 4且小于0.5，且曲面切线与光轴夹角大 于20度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种超短焦投影镜头，包括投射面和DMD芯片之间同光轴设置的前负透镜组、后正透镜组和场镜，所述前负透镜组包括依次同光轴设置的第一非球面透镜、平凹透镜、弯月透镜、平凸透镜、凸平透镜、第一双凹透镜、凹凸透镜和凸凹透镜，所述凸凹透镜的凹面设置有光阑；所述后正透镜组包括依次同光轴设置的低温玻璃模压非球面透镜和三胶合镜片组。本实用新型根据超广角的成像特点，最终得到负透镜组在前，正透镜组在后的分离“反远距”型物镜，其成像优良且能实现投射距离0.6m到1.8m的清晰调焦。
【IPC分类】G03B21/14, G02B13/06, G02B13/04, G02B13/24, G02B13/18
【公开号】CN205301690
【申请号】
【发明人】夏登海, 张召世
【申请人】广州市晶华精密光学股份有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月31日