一种高分辨率连续变焦投影镜头的制作方法

本实用新型属于投影机镜头领域，具体涉及一种高分辨率连续变焦投影镜头，该镜头适用于1920*1200高分辨率DLP工程投影机。

背景技术：

近几年，数字投影显示技术迅猛发展，以LCD、LCOS、DLP等技术为主的投影显示产业得到了迅速发展。其中，DLP投影显示技术凭借其丰富的色彩、高质量的画面、高亮度的图像及高对比度的显示得到了迅速发展，广泛应用于数字电影影院及大型会议等。

但是现有的DLP投影机镜头存在如下缺陷，即变焦不连续，存在二级光谱及高级像差、成像质量不高、畸变大、工作距离短，镜头尺寸大、成本高等。

技术实现要素：

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本实用新型提供了一种高分辨率连续变焦投影镜头，具有连续变焦、高分辨率、像方远心、长工作距离、低畸小、低成本及小型化的优点。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种高分辨率连续变焦投影镜头，包括沿光轴方向从前到后依次布置十五片球面透镜，由前固定组、变倍组、补偿组和后固定组四个部分组成；所述变倍组和补偿组可沿光轴方向前后移动；

所述镜头的前固定组为正透镜组，变倍组为负透镜组，补偿组为正透镜组，后固定组为正负透镜组；

其中，沿光轴方向从前到后，所述前固定组包括前组透镜一、前组透镜二，所述变倍组包括变倍组透镜一、变倍组透镜二、变倍组透镜三，所述补偿组包括补偿组透镜一、补偿组透镜二、补偿组透镜三、补偿组透镜四、补偿组透镜五、所述后固定组包括后固定组透镜一、后固定组透镜二，后固定组透镜三、后固定组透镜四、后固定组透镜五；其中，补偿组透镜二和补偿组透镜三为胶合透镜，后固定组透镜二和后固定组透镜三为胶合透镜，后固定组透镜四和后固定组透镜五为胶合透镜。

优选地，所述前固定组中，所述前组透镜一为弯月形负球面透镜，所述前组透镜二为双凸正球面透镜。

优选地，所述变倍组中，所述变倍组透镜一为双凹负球面透镜，所述变倍组透镜二为弯月形负球面透镜，所述变倍组透镜三为弯月形正球面透镜。

优选地，所述补偿组中，补偿组透镜一为弯月形负球面透镜，补偿组透镜二为弯月形负球面透镜，补偿组透镜三为平凸正球面透镜，补偿组透镜四为弯月形负球面透镜，补偿组透镜五为双凸正球面透镜。

优选地，所述的固定组中，后固定组透镜一为弯月形正球面透镜，后固定组透镜二为双凸形正球面透镜，后固定组透镜三为双凹形负球面透镜，后固定组透镜四为弯月形负球面透镜，后固定组透镜五为双凸形正球面透镜。

优选地，所述前固定组、变倍组、补偿组和后固定组的透镜直径依次减小，所述前固定组的透镜直径最大，所述后固定组的透镜直径最小。

优选地，所述镜头的整体光学尺寸≤Φ84mm×175mm。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型的高分辨率连续变焦投影镜头，消除二级光谱及高级像差，提高了投影镜头的成像质量，减小了投影镜头的外观尺寸。

2、本实用新型的高分辨率连续变焦投影镜头，镜头的成像质量好，畸变小；像方远心度＜1°，边缘视场相对照度高，均匀性好。

3、本实用新型的高分辨率连续变焦投影镜头，镜头的像面尺寸大，能够满足工程投影机对镜头上下左右平移的特殊要求。

4、本实用新型的高分辨率连续变焦投影镜头，镜头均采用球面透镜且市场取材容易，例如材料均可取自成都光明玻璃库，成本较低，适于批量化生产。

5、本实用新型高分辨率连续变焦投影镜头的光学尺寸≤Φ84mm×175mm，焦距范围为27mm-38mm，投射比为1.9～2.6；本实用新型高分辨率连续变焦投影镜头适用于0.67inch DMD的DLP投影机，镜头尺寸小，重量轻；视场范围大，成像质量好，边缘视场相对照度较高；镜头均为球面透镜，易于加工，成本较低，适于大批量生产。

附图说明

图1为实用新型的一种高分辨率连续变焦投影镜头的光学示意图；

图2为实用新型的一种高分辨率连续变焦投影镜头的短焦端@50lp/mm时MTF图；

图3为实用新型的一种高分辨率连续变焦投影镜头的中焦端@50lp/mm时MTF图；

图4为实用新型的一种高分辨率连续变焦投影镜头的长焦端@50lp/mm时MTF图；

图5为实用新型的一种高分辨率连续变焦投影镜头的短焦端点列图；

图6为实用新型的一种高分辨率连续变焦投影镜头的中焦端点列图；

图7为实用新型的一种高分辨率连续变焦投影镜头的长焦端点列图；

图8为实用新型的一种高分辨率连续变焦投影镜头的变焦曲线图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。

作为本实用新型的一种较佳实施方式，如图1所示，本实用新型提供一种高分辨率连续变焦投影镜头，包括沿光轴方向从前到后依次布置十五片球面透镜，由前固定组、变倍组、补偿组和后固定组四个部分组成；所述变倍组和补偿组可沿光轴方向前后移动。

所述镜头的前固定组为正透镜组，变倍组为负透镜组，补偿组为正透镜组，后固定组为正负透镜组。

其中，沿光轴方向从前到后，所述前固定组包括前组透镜一1、前组透镜二2，所述变倍组包括变倍组透镜一3、变倍组透镜二4、变倍组透镜三5，所述补偿组包括补偿组透镜一6、补偿组透镜二7、补偿组透镜三8、补偿组透镜四9、补偿组透镜五10、所述后固定组包括后固定组透镜一11、后固定组透镜二12，后固定组透镜三13、后固定组透镜四14、后固定组透镜五15。

优选地，所述前固定组中，所述前组透镜一1为弯月形负球面透镜，所述前组透镜二2为双凸正球面透镜。

优选地，所述变倍组中，所述变倍组透镜一3为双凹负球面透镜，所述变倍组透镜二4为弯月形负球面透镜，所述变倍组透镜三5为弯月形正球面透镜。

优选地，所述补偿组中，补偿组透镜一6为弯月形负球面透镜，补偿组透镜二7为弯月形负球面透镜，补偿组透镜三8为平凸正球面透镜，补偿组透镜四9为弯月形负球面透镜，补偿组透镜五10为双凸正球面透镜，其中补偿组透镜二7和补偿组透镜三8为胶合透镜。

优选地，所述的固定组中，后固定组透镜一11为弯月形正球面透镜，后固定组透镜二12为双凸形正球面透镜，后固定组透镜三13为双凹形负球面透镜，后固定组透镜四14为弯月形负球面透镜，后固定组透镜五15为双凸形正球面透镜，其中后固定组透镜二12和后固定组透镜三13为胶合透镜，后固定组透镜四14和后固定组透镜五15为胶合透镜。

如图1所示，所述前固定组、变倍组、补偿组和后固定组的透镜直径依次减小，所述前固定组的透镜直径最大，所述后固定组的透镜直径最小。

下表给出了该镜头的具体参数：

所述镜头消除了二级光谱及高级像差，提高了投影镜头的成像质量，减小了投影镜头的外观尺寸，整体光学尺寸≤Φ84mm×175mm，焦距范围为27mm-38mm，投射比为1.9～2.6，光学材料均取自常见光学材料，例如可取自成都光明玻璃库，成本较低，适于批量化生产。

如图2-4所示，所述镜头中心视场MTF在50lp/mm时＞0.6，边缘视场在50lp/mm时＞0.45，畸变＜2％。

如图5-7所示，所述镜头成像质量好，畸变小，分辨率高，能够适用于1920*1200高分辨率投影机，并且镜头的像面尺寸大，可以满足工程投影机上下左右平移的特殊要求。所述镜头为像方远心镜头，像方远心度＜1°，边缘视场相对照度高，均匀性好。

如图8所示，本实用新型的高分辨率连续变焦投影镜头，当变倍组和补偿组之间距离最近时为长焦端，距离最远时为短焦端，镜头从长焦端到短焦端变焦的过程中成像清晰且无拐点，适于加工。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。