CN101726833B - 投影镜头 - Google Patents

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Abstract

一种投影镜头，其从放大侧至缩小侧依次包括具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜组以及具有正光焦度的第四透镜。该投影镜头满足条件式：0.3＜|f1/f(2-4)|＜1.0其中，f1为所述第一透镜的焦距，f(2-4)为第二透镜至第四透镜的合焦距。本发明的投影镜头的镜片数量较少，镜头总长较小。该投影镜头具有较大的视场角，因此具有较好的广角特性。

Description

投影镜头
技术领域
本发明涉及投影技术，特别涉及一种投影镜头。
背景技术
近年来，随着投影技术的发展，投影机逐渐朝小型化方向发展。相应地，投影镜头也需缩小尺寸。投影镜头的总长度一般取决于光学镜片的数量，因此减少光学镜片的数量是缩小投影镜头的重要手段。另外，小型化的投影镜头必须具有较好的广角特性，否则无法在短距离内投射出较大的画面。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种尺寸小、广角特性好的投影镜头。
一种投影镜头，其从放大侧至缩小侧依次包括具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜组以及具有正光焦度的第四透镜。该投影镜头满足条件式：
0.3＜|f1/f(2-4)|＜1.0
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f(2-4)为第二透镜至第四透镜的合焦距。
本发明的投影镜头的镜片数量较少，镜头总长较小。该投影镜头满足条件式0.3＜|f1/f(2-4)|＜1.0，因此具有较大的视场角，从而具有较好的广角特性。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的投影镜头的示意图。
图2为图1中的投影镜头的球差特性曲线图。
图3为图1中的投影镜头的场曲特性曲线图。
图4为图1中的投影镜头的畸变特性曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
图1所示为本发明实施方式提供的投影镜头100，其从放大侧至缩小侧依次包括具有负光焦度的第一透镜10、具有正光焦度的第二透镜20、具有负光焦度的第三透镜组30以及具有正光焦度的第四透镜40。所述放大侧是指靠近投影屏幕(图未示)的一侧，所述缩小侧是指靠近投影组件200如数字微镜元件(Digital Micro mirror Device，DMD)的一侧。所述第三透镜组30从放大侧至缩小侧进一步包括一个具有正光焦度的正透镜32和一个具有负光焦度的负透镜34。优选地，该第一透镜10、第二透镜20、第三透镜组30的正透镜32和负透镜34以及第四透镜40均由塑胶材料制成。
投影时，光线自缩小侧射入所述投影镜头100，依次经所述第四透镜40、第三透镜组30、第二透镜20以及第一透镜10后，将图像投影于所述投影屏幕上。
为使该投影镜头100具有较好的广角特性，该投影镜头100应满足以下条件：
(1)0.3＜|f1/f(2-4)|＜1.0
其中，f1为所述第一透镜10的焦距，f(2-4)为第二透镜20至第四透镜40的合焦距。条件(1)要求|f1/f(2-4)|的数值较小，以使该投影镜头100具有较大的视场角，从而可以在短距离内投射出较大的画面，即具有较好的广角特性。
优选地，该投影镜头100满足以下条件：
(2)0.6＜R2/f＜1.2
其中，R2为所述第一透镜10靠近缩小侧的表面S2的曲率半径，f为所述投影镜头100的总焦距。条件(2)限定了所述第一透镜10靠近缩小侧的表面的形状，以降低畸变、慧差及像散等像差，使所述投影镜头100具有较好的成像品质。
优选地，该投影镜头100还满足以下条件：
(3)1.6＜BFL/f
其中，BFL为所述投影镜头100的后焦距。条件(3)使所述投影镜头100具有较长的后焦距，从而便于在所述缩小侧与所述第四透镜40间设置其它光学元件。
所述投影镜头100还包括一个孔径光阑50、一个棱镜60及一个玻璃片70。所述孔径光阑50位于所述第二透镜20与第三透镜组30之间，用于屏蔽杂散光。所述棱镜60设于所述第四透镜40与投影组件200之间，用于改变光路。所述玻璃片70设于所述棱镜60与投影组件200之间，用于防止所述投影组件200受到灰尘的污染。
所述第一透镜10、第二透镜20、第三透镜组30的正透镜32和负透镜34以及第四透镜40均为非球面透镜，其表面均满足非球面的面型表达式：
x = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + Σ A i h i
其中，x是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c为镜面表面中心的曲率半径，k是二次曲面系数，h为从光轴到透镜表面的高度，∑Aihi表示对Aihi累加，i为自然数，Ai为第i阶的非球面面型系数。
在本实施方式中，该投影镜头100的各光学元件满足表1及表2的条件。
表1中分别列有由放大侧至缩小侧的各光学表面的曲率半径(R)、与后一光学表面的间距(D)、折射率(nd)和阿贝数(Abbe Number)(Vd)。其中，请参阅图1，S1至S15依次表示从放大侧至缩小侧的各光学表面，S5代表所述孔径光阑50。
表1
  表面序号   R(mm)   D(mm)   nd   Vd
  S1   -90   1.24   1.53   55.75
  S2   4.35   6.84
  S3   55.00   1.55   1.61   26.65
  S4   -18.59   13.52
  S5   ∞   5.04
  S6   21.10   2.44   1.53   55.75
  S7   -8.41   0.37
  S8   -6.23   1.1   1.61   26.65
  S9   89.99   0.32
  S10   11.02   3.57   1.53   55.75
  S11   -7.82   2
  S12   ∞   9   1.57   56.13
  S13   ∞   1
  S14   ∞   1.05   1.52   58.57
  S15   ∞   1.91
各非球面表面的非球面系数如表2所示：
表2
Figure G20081U4882520081010D000041
本实施方式中所述投影镜头100的球差特性曲线、场曲特性曲线及畸变的特性曲线分别如图2、图3及图4所示。图2中，曲线f，d及c分别为该投影镜头100在f光(波长为460nm)、d光(波长为525nm)及c光(波长为625nm)条件下的球差特性曲线。可见，该投影镜头100对可见光(400-700nm)产生的球差被控制在-0.008mm~0.006mm间。图3中，曲线t及s分别为该投影镜头100在d光条件下的子午场曲(tangential field curvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal field curvature)特性曲线。可见，子午场曲值及弧矢场曲值被控制在-0.01mm~0间。图4所示为该投影镜头100在d光条件下的畸变特性曲线。可见，畸变量被控制在1％以内。综前，投影镜头100产生的球差、场曲及畸变被控制(修正)在较小的范围内。
本发明的投影镜头的镜片数量较少，镜头总长较小。该投影镜头满足条件式0.3＜|f1/f(2-4)|＜1.0，因此具有较大的视场角，从而具有较好的广角特性；条件0.6＜R12/f＜1.3保证了该投影镜头具有较小的畸变、慧差及像散等像差，使其具有较好的成像品质。
应该指出，上述实施方式仅为本发明的较佳实施方式，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种投影镜头，其从放大侧至缩小侧依次包括具有负光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜组以及具有正光焦度的第四透镜，其特征在于，该投影镜头满足条件式：
0.3＜|f1/f(2-4)|＜1.0
其中，f1为所述第一透镜的焦距，f(2-4)为第二透镜至第四透镜的合焦距。
2.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该投影镜头还满足条件式：
0.6＜R2/f＜1.2
其中，R2为所述第一透镜靠近缩小侧的表面的曲率半径，f为所述投影镜头的总焦距。
3.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该投影镜头还满足条件式：
1.6＜BFL/f
其中，BFL为所述投影镜头的后焦距，f为所述投影镜头的总焦距。
4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，第三透镜组从放大侧至缩小侧进一步包括一个具有正光焦度的正透镜和一个具有负光焦度的负透镜。
5.如权利要求4所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜组的正透镜和负透镜、以及第四透镜均为非球面透镜。
6.如权利要求4所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜组的正透镜和负透镜、以及第四透镜均由塑胶材料制成。
7.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头还包括一个设于所述第二透镜与第三透镜组之间的孔径光阑。
8.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头还包括一个棱镜，该棱镜设于所述第四透镜靠近缩小侧的一侧。
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