一种虚像投影物镜和一种超广角物镜制造技术

本发明专利技术公开了一种虚像投影物镜，包括依次排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中，第一透镜的第一光焦度Φ1、第二透镜的第二光焦度Φ2、第三透镜的第三光焦度Φ3和虚像投影物镜的总光焦度Φ之间存在以下关系式：-6≤Φ1/Φ≤-4，-7≤Φ2/Φ≤-5，-29≤Φ3Φ≤-24。本发明专利技术还提供了一种超广角物镜，该超广角物镜的主要结构组成中包括上述虚像投影物镜，其中，虚像投影物镜的入瞳存在光阑球差。根据上述技术方案得出的具体实验结果可以看出，本发明专利技术实施例提供的虚像投影物镜和超广角物镜中的第一透镜、第二透镜和第三透镜可以获取视场角度为170°的超广视场角，在虚拟测试环境中，满足超广角光学系统的成像模拟需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及投影
，特别涉及一种用于虚像投影物镜和一种超广角物镜。
技术介绍
传统的实像投影物镜,可以将被照明的图像源,如LCD (Liquid CrystalDisplay,液晶显示器)、LCoS (Liquid Crystal on Silicon,即娃基液晶)或胶片等,投影成像到具体的接收屏上，如平整的墙面、幕布、背投电视屏幕等。实像投影物镜所成的像是由真实的光线会聚而成。人眼或相机对实像投影物镜成的实像进行再一次成像，从而获得图像信息。因此，从图像源产生图像到图像被人眼或相机接收的整个过程共成二次实像，第一次成像需要屏幕作为转介。 而虚像投影物镜是将被照明的图像源产生的图像投影到虚像空间，所成的像不是由真实的光线会聚而成，而是出射光线反向延长线会聚所表征的虚像，不是真实存在的，因此所成的虚像无法用具体的屏幕接收，但可以采用虚像投影物镜与人眼或相机进行光阑匹配的方式，把虚像投影物镜所成的虚像转换成实像，被人眼或相机接收，获得图像信息。从图像源产生图像到图像被人眼或相机接收，整个过程只成一次实像，不需要屏幕对成像过程中的虚像进行转介，因此无需较大的投影空间放置屏幕，投影系统结构小巧，适合较大场景，特别是超广角场景的模拟显示。虚像投影系统可用于构建虚拟的测试环境，满足待测试光学系统的使用需求。对于超广角光学系统，如果采用实像投影物镜系统，由于其在投影平面上的视场大小与工作距离符合视场角正切关系，为了满足较大工作距离的要求，必须具有超大的投影面积，以±80°视场角为例，为了满足2米的工作距离，则需要对角线长约11. 4米的投影屏幕，而对于更大的工作距离要求，投影屏幕也需成倍率的增大，因此，采用实像投影物镜系统对于超广角光学系统的测试困难较大，而虚像投影物镜不需要投影屏幕做二次成像转介，更适合超广角光学系统对于虚拟测试环境的各种要求。现有技术中，虚像投影物镜的超广视场角度最大可达到120°，但是，还是难以达到某些超广角光学系统对虚拟测试环境中虚像投影物镜的超广视场角度的更高要求。因此，在虚拟测试环境中，如何令虚像投影物镜获取更大的的超广视场角度，以满足超广角光学系统的成像模拟需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种虚像投影物镜和一种超广角物镜，具有高达170°的超广视场角，满足超广角光学系统的成像模拟需要。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种虚像投影物镜，包括依次排列的第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中，所述第一透镜的第一光焦度O1、所述第二透镜的第二光焦度Φ2、所述第三透镜的第三光焦度φ3和所述虚像投影物镜的总光焦度Φ之间存在以下关系式-6 ≤ Φ/Φ ≤ -4 ；-7 ≤ Φ2/Φ ≤ -5 ；-29 ≤ Φ3/Φ ≤ -24。优选地，在上述虚像投影物镜中，所述第二透镜的第一表面为非球面，所述第一表面与所述第三透镜相对。优选地，在上述虚像投影物镜中，还包括依次排列的第四透镜、第五透镜和第六透镜，其中，所述第一透镜和所述第二透镜位于所述第三透镜的一侧，所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜位于所述第三透镜的另一侧，且所述第四透镜的第四光焦度Φ4、所述第五透镜的第五光焦度Φ5、所述第六透镜的第六光焦度06和所述总光焦度Φ之间存在以下关系式-5 ≤ Φ4/Φ v-3;9 ≤ Φ5/Φ ≤ 11 ；-6 ≤ Φ6/Φ ≤ -3。优选地，在上述虚像投影物镜中，所述第四透镜的第二表面为非球面，所述第二表面与所述第三透镜相对。优选地，在上述虚像投影物镜中，所述虚像投影物镜存在虚拟的孔径光阑和视场光阑。优选地，在上述虚像投影物镜中，所述中间实像面位于所述第三透镜和所述第四透镜之间存在中间实像面。一种超广角物镜，包括上述的虚像投影物镜，其中，所述虚像投影物镜的入瞳存在光阑球差。优选地，在上述超广角物镜中，所述虚像投影物镜的入瞳直径大于所述超广角物镜的出瞳直径。优选地，在上述超广角物镜中，所述虚像投影物镜成虚像的位置由所述超广角物镜的最佳成像物距决定。根据上述技术方案得出的具体实验结果可以看出，本专利技术实施例提供的虚像投影物镜和超广角物镜中的第一透镜、第二透镜和第三透镜可以获取视场角度为170°的超广视场角，在虚拟测试环境中，满足超广角光学系统的成像模拟需要。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的光学系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的光学系统的光线追迹示意图；图3为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的场曲率曲线；图4为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的畸变曲线；图5为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的MTF曲线；图6为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的光阑球差分布；图7为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的光阑球差随视场变化曲线。具体实施例方式本专利技术公开了一种虚像投影物镜和超广角物镜，具有高达170°的超广视场角，满足超广角光学系统的成像模拟需要。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 请参阅图1-图7，图1为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的光学系统的结构示意图，图2为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的光学系统的光线追迹示意图，图3为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的场曲率曲线，图4为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的畸变曲线，图5为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的MTF (Modulation ofTransferFunction，调制传递函数)曲线，图6为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的光阑球差分布，图7为本专利技术实施例提供的虚像投影物镜的光阑球差随视场变化曲线。本专利技术实施例提供的虚像投影物镜，包括依次排列的第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3，其中，第一透镜I的第一光焦度O1、第二透镜2的第二光焦度Φ2、第三透镜3的第三光焦度Φ3和虚像投影物镜的总光焦度Φ之间存在以下关系式-6 ( Φ/Φ ( -4, -7 ( Φ2/Φ ( -5, -29 ( Φ3Φ ( -24。请参考图1所示的虚像投影物镜的光学系统的结构示意图，在本实施例中，还包括依次排列的第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6，其中，第一透镜I和第二透镜2位于第三透镜3的一侧，第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6位于第三透镜3的另一侧，且第四透镜4的第四光焦度Φ4、第五透镜5的第五光焦度Φ5、第六透镜6的第六光焦度Φ6和总光焦度 Φ 之间存在以下关系式-5 ( Φ4/Φ ( -3,9 ( Φ5/Φ ( 11，-6 ( Φ6/Φ ( -3。为了进一步优化上述技术方案，本实施例中，第二透镜2的第一表面21和第四透镜4的第二表面41均为非球面，其中，上述第一表面21为第二透镜2上与第三透镜3相对的侧面，上述第二表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚像投影物镜，其特征在于，包括依次排列的第一透镜（1）、第二透镜（2）和第三透镜（3），其中，所述第一透镜（1）的第一光焦度Φ1、所述第二透镜（2）的第二光焦度Φ2、所述第三透镜（3）的第三光焦度Φ3和所述虚像投影物镜的总光焦度Φ之间存在以下关系式：?6≤Φ1/Φ≤?4；?7≤Φ2/Φ≤?5；?29≤Φ3/Φ≤?24。

【技术特征摘要】
1.一种虚像投影物镜，其特征在于，包括依次排列的第一透镜(I)、第二透镜(2)和第三透镜(3)，其中，所述第一透镜(I)的第一光焦度O1、所述第二透镜(2)的第二光焦度Φ2、 所述第三透镜(3)的第三光焦度Φ3和所述虚像投影物镜的总光焦度Φ之间存在以下关系式_6 Φ j/ Φ ~4 ；-7 ( Φ2/Φ ( -5 ；-29 ( Φ3/Φ ( -24。2.根据权利要求1所述的虚像投影物镜，其特征在于，所述第二透镜(2)的第一表面(21)为非球面，所述第一表面(21)与所述第三透镜(3)相对。3.根据权利要求1所述的虚像投影物镜，其特征在于，还包括依次排列的第四透镜(4)、第五透镜(5)和第六透镜(6)，其中，所述第一透镜(I)和所述第二透镜(2)位于所述第三透镜(3)的一侧，所述第四透镜(4)、所述第五透镜(5)和所述第六透镜(6)位于所述第三透镜(3)的另一侧，且所述第四透镜(4)的第四光焦度Φ4、所述第五透镜(5)的第五光焦度 Φ...

【专利技术属性】
技术研发人员：马韬，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：