CN101923204A - 投影镜头 - Google Patents
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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
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
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
表4
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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