CN101923204A - 投影镜头 - Google Patents

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Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Abstract

一种投影镜头，其从放大端至缩小端依次包括：一个具有负光焦度的第一透镜、一个具有正光焦度的第二透镜、一个具有负光焦度的第三透镜、一个具有正光焦度的第四透镜及一个具有正光焦度的第五透镜。所述第三透镜及第四透镜胶合成具有负光焦度的复合透镜，所述投影镜头满足条件式0.4＜R12/f＜0.9，其中R12表示第一透镜缩小端表面的曲率半径；f为投影镜头的有效焦距。本发明提供的投影镜头，在满足上述条件式的情况下，所述投影镜头具有一较小的高度，从而满足投影镜头小型化的要求，同时确保第一透镜在缩小端表面的形状，从而可以降低球差，提高成像品质。

Description

投影镜头
技术领域
本发明涉及一种投影镜头。
背景技术
随着半导体技术的发展，数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影仪，液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)投影仪、硅晶(Liquid Crystal on Silicon，LCoS)投影仪采用的空间光调制器(Spatial light modulator，SLM)，包括数字微镜芯片(Digitalmicro-mirror device，DMD)、液晶显示面板(LCD panel)及硅晶芯片(LCoS chip)，在提高像素的同时，朝小型化方向发展，以此满足消费者对投影画面品质的要求及便携性的要求。
应用于小型投影机中的投影镜头，需保证良好投影画面品质要求的同时还需满足小尺寸要求，以方便携带使用。然而现在的小型投影机在实现小型化时，往往会因为像差较大导致投影质量变差。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种像差小、成像品质好，并且实现小型化的投影镜头。
一种投影镜头，其从放大端至缩小端依次包括：一个具有负光焦度的第一透镜、一个具有正光焦度的第二透镜、一个具有负光焦度的第三透镜、一个具有正光焦度的第四透镜及一个具有正光焦度的第五透镜。所述第三透镜及第四透镜胶合成具有负光焦度的复合透镜，所述投影镜头满足条件式0.4＜R12/f＜0.9，其中R12表示第一透镜缩小端表面的曲率半径；f为投影镜头的焦距。
上述投影镜头，在满足条件式的情况下，所述投影镜头具有一较小的高度，从而满足投影镜头小型化的要求，同时确保第一透镜在缩小端表面的形状，从而可以降低球差，提高成像品质。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的一种投影镜头示意图。
图2为本发明投影镜头第一实施方式的球差图。
图3为本发明投影镜头第一实施方式的场曲图。
图4为本发明投影镜头第一实施方式的畸变图。
图5为本发明投影镜头第二实施方式的球差图。
图6为本发明投影镜头第二实施方式的场曲图。
图7为本发明投影镜头第二实施方式的畸变图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图1，其为本发明提供的投影镜头100。该投影镜头100从放大端至缩小端(近SLM端)依次包括：一个具有负光焦度的第一透镜10、一个具有正光焦度的第二透镜20、一个具有负光焦度的第三透镜30、一个具有正光焦度的第四透镜40及一个具有正光焦度的第五透镜50。
所述第一透镜10、第二透镜20及第五透镜50是非球面塑胶镜片。采用非球面可有效降低畸变、慧差、像散等像差，且可有效减少镜片数量，进而缩小投影镜头100的长度。同时第一透镜10、第二透镜20、复合透镜34及第五透镜50采用负正负正结构，在合理的光焦度分配下，可达成广角，从而可以在短距离内投影出大画面。
所述第三透镜30及第四透镜40胶合成具有负光焦度的复合透镜34。所述复合透镜34可以有效降低色像差，并可以缩小投影镜头100的长度。
本实施方式的投影镜头100应用于DLP投影仪。投影时，SLM(本实施方式中为DMD芯片，图未示)调制的投影信号光自SLM表面90投射到投影镜头100，依次经第五透镜50、第四透镜40、第三透镜30、第二透镜20及第一透镜10，投射于屏幕(图未示)上便可得到投影画面。具体地，DLP投影仪投影时，SLM表面90投射出的投影信号光进入投影镜头100。
为实现低像差，高画质的要求，该投影镜头100满足以下条件式：
(1)0.4＜R12/f＜0.9。
其中，R12表示第一透镜10靠近缩小端表面的曲率半径；f为投影镜头100的有效焦距。条件式(1)确保了第一透镜10在靠近缩小端的表面形状，这种形状有助于降低畸变，并且可以确保投影镜头100的广角特性。
优选地，投影镜头100还满足以下条件：
(2)BFL/f＞0.85。
其中，BFL为投影镜头100后焦距，即为第五透镜50靠近缩小端的表面到SLM表面90的距离。条件(2)限制投影镜头100的后焦距长度以保证其他光学投影元件，如滤光片等光学元件可放置于第五透镜50靠近缩小端的表面到SLM表面90之间。
优选地，投影镜头100还满足以下条件：
(3)0.8＜f5/f＜1.2。
其中，f5为所述第五透镜50的焦距。条件式(3)确保第五透镜50的光焦度，使得光线入射角比较小，用来配合工作角度较小的DMD芯片进行工作。
所述投影镜头100还包括一个设置于第二透镜20与第三透镜30之间的光阑60，以限制经过第三透镜30的光线进入第二透镜20的光通量，并让经过第三透镜30后的光锥能更加对称，使投影镜头100的彗差得以修正。为节约成本，可采用不透光材料涂布第三透镜30放大端表面外圈，充当光阑60。可以理解，光阑60如此设置还有利于缩短投影镜头100全长。棱镜70及玻璃盖片80设置于第五透镜50及SLM表面90之间，用于调整光路、保护SLM表面。
下面请参照图2至图4，具体详细说明投影镜头100。以下每个实施方式中，第三透镜30及第四透镜40各表面均为球面玻璃镜片。
f：投影镜头100的有效焦距；FNo：F(光圈)数；2ω：视场角。
第一实施方式
该投影镜头100的各光学元件满足表1的条件，且其f＝10.108，BFL＝13.865649，f5＝9.529965，FNo＝1.961832，2ω＝54°。
表1
Figure B2009103033078D0000031
表2
该第一实施方式的投影镜头100中，其球差、场曲及畸变分别如图2到图4所示。图2中，分别针对F线(λ值625nm)，d线(λ值587nm)，C线(λ值486nm)而观察到的球差值。总体而言，第一实施方式的投影镜头100对可见光产生的球差值在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图3中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图4中的畸变率控制在(-1％，1％)范围内。由此可见，投影镜头100的球差、场曲、畸变都能被很好的校正。
第二实施方式
该投影镜头100的各光学元件满足表2的条件，且其f＝10.1066，BFL＝13.36，f5＝10.787902，FNo＝1.97919，2ω＝55°。
表3
Figure B2009103033078D0000042
Figure B2009103033078D0000051
表4
Figure B2009103033078D0000052
Figure B2009103033078D0000061
该第二实施方式的投影镜头100中，其球差、场曲及畸变分别如图5到图7所示。图5中，分别针对F线(λ值625nm)，d线(λ值587nm)，C线(λ值486nm)而观察到的球差值。总体而言，第二实施方式中的投影镜头100对可见光产生的球差值在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图6中的S(子午场曲值)和T(弧矢场曲值)均控制在(-0.05mm，0.05mm)范围内。图7中的畸变率控制在(-1％，1％)范围内。由此可见，投影镜头100的球差、场曲、畸变都能被很好的校正。
上述投影镜头，在满足条件式的情况下，所述投影镜头具有一较小的高度，从而满足投影镜头小型化的要求，同时确保第一透镜在缩小端表面的形状，从而可以降低球差，提高成像品质。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，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，其从放大端至缩小端依次包括：一个具有负光焦度的第一透镜、一个具有正光焦度的第二透镜、一个具有负光焦度的第三透镜、一个具有正光焦度的第四透镜及一个具有正光焦度的第五透镜，其特征在于：所述第三透镜及第四透镜胶合成具有负光焦度的复合透镜，所述投影镜头满足条件式0.4＜R12/f＜0.9，其中R12表示第一透镜缩小端表面的曲率半径；f为投影镜头的有效焦距。
2.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜及第五透镜是非球面透镜。
3.如权利要求2所述的投影镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜及第五透镜是塑胶镜片。
4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述投影镜头还满足条件式BFL/f＞0.85，其中BFL表示投影镜头的后焦距。
5.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述投影镜头还满足条件式0.8＜f5/f＜1.2，f5为第五透镜的焦距。
6.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光阑，所述光阑位于第二透镜与第三透镜之间。
7.如权利要求6所述的投影镜头，其特征在于：所述光阑设于第三透镜靠近放大端的表面上。
8.如权利要求6所述的投影镜头，其特征在于：所述光阑为设置
在所述第三透镜的靠近放大端的表面上一***环状区域涂黑层。
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