超广角数字通用型投影镜头设计-论文.pdf

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1、第43卷第8期光子学报Vo1．43No．82014年8月ACTAPHOTONICASINICAAugust2014doi：10．3788／gzxb201443O8．0822005超广角数字通用型投影镜头设计李维善，陈琛，宋涛，张禹，刘宵婵(秦皇岛视听机械研究所，河北秦皇岛066000)摘要：为了解决现有超广角数字投影镜头存在的缺陷和不足，并与不同类型和规格数字投影机的超广角投影匹配，给出了8组9片式超广角数字通用型投影镜头的光学系统设计．镜头焦距为8．76mm、全视场角达到97。、F数为2．12、后工作距离大于34mm、最大口径小于96mm、

2、总长小于200mm，结构中加入了1个偶次非球面，较好地校正了轴外像差与畸变．用减少透镜数量和增大相对孔径的办法提高了像面照度；通过增大光阑慧差及减小像方半视场角，提高了像面相对照度，其值达97．46以上．通过合理确定棱镜等效厚度及调整结构布局，使结构适配光学引擎中棱镜的有效光学厚度为16．5～23mm．设计的镜头分辨率达1201p／mm、全视场相对畸变绝对值小于1．5．结果表明：该镜头可满足0．55in~0．76in3LCD和1DLP类型的各种数字投影机的使用，最小投射比可达0．53：1，投影画面偏移量最大达到389mm，结构简单，体形小，成

3、本低，成像质量好，可批量化生产．关键词：光学设计；超广角投影镜头；非球面；相对照度；光阑彗差；调制传递函数；分辨率；画面偏移量中图分类号：TH703；TH741．5文献标识码：A文章编号：1004—4213(2014)08—0822005—9DesignofUltraWide—angleDigitalUniversalProjectionLensLIWei-shan，CHENChen，SONGTao，ZHANGYu，LIUXiao-chan(QinhuangdaoAudio—visualMachineryResearchInstitute，Q

4、inhuangdao066000，China)Abstract：Tosolvedefectsanddeficienciesoftheexistingultrawide—angledigitalprojectionlensandmatchtheultrawide-angleprojectingfromdifferenttypesandspecsofdigitalprojectors，atypeofultrawide-angledigitaluniversalprojectionlenscomposedofnine1enseswasdesigne

5、d．Thefocallengthis8．76mm，thefullfieldofviewreaches97。，F_numberis2．12，BFLislongerthan34mm，thelargestdiameterislessthan96mmandthetotalopticallengthisshorterthan200mm．Bysettinganeffectiveevenaspheric．theoff-axia1aberrationsanddistortionarecorrectedwel1．Byreducingthenumberoflen

6、sandincreasingtherelativeaperture，illuminationisimproved．ByincreasingtheaperturecomaofthesystemandreducingtheFOVofimage，relativeilluminationisimprovedupto97．46．Bydeterminingtheprimthicknessandadjustingthestructureandlayout，thelenscanmatchprismsofdifferenteffectiveopticalthi

7、cknessesfrom16．5mm~23mminsevera1kindsofdigitalprojectorengines．Theresolutionis120lp／mm。andtheabsolutevalueofrelativedistortionislessthan1．5．Thedesignindicatesthatthelenscanmatchdigitalprojectorsbyusing3LCDand1DLPtechnologieswiththechipsizesfrom0．55into0．76in，minimumproiecti

8、onratioisupto0．53：1andthelargestframeoffsetreaches389mm．Itsimagequalityisexcellent