專利名稱：投影鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影鏡頭。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字光處理(Digital Light Processing, DLP)投影儀， 液晶 (Liquid Crystal Display, LCD) 影儀、 晶(Liquid Crystal on Silicon, LCoS)投影儀采用的空間光調(diào)制器(Spatial light modulator, SLM)，包括數(shù)字微鏡芯 片(Digitalmicro-mirror device, DMD)、液晶顯示面板(LCD panel)及硅晶芯片(LCoS chip)，在提高像素的同時，朝小型化方向發(fā)展，以此滿足消費(fèi)者對投影畫面品質(zhì)的要求及 便攜性的要求。應(yīng)用于小型投影機(jī)中的投影鏡頭，需保證良好投影畫面品質(zhì)要求的同時還需滿足 小尺寸要求，以方便攜帶使用。然而現(xiàn)在的小型投影機(jī)在實(shí)現(xiàn)小型化時，往往會因?yàn)橄癫钶^ 大導(dǎo)致投影質(zhì)量變差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種像差小、成像品質(zhì)好，并且實(shí)現(xiàn)小型化的投影鏡頭。一種投影鏡頭，其從放大端至縮小端依次包括一個具有負(fù)光焦度的第一透鏡、一 個具有正光焦度的第二透鏡、一個具有負(fù)光焦度的第三透鏡、一個具有正光焦度的第四透 鏡及一個具有正光焦度的第五透鏡。所述第三透鏡及第四透鏡膠合成具有負(fù)光焦度的復(fù)合 透鏡，所述投影鏡頭滿足條件式0. 4 < R12/f < 0. 9，其中R12表示第一透鏡縮小端表面的曲 率半徑；f為投影鏡頭的焦距。上述投影鏡頭，在滿足條件式的情況下，所述投影鏡頭具有一較小的高度，從而滿 足投影鏡頭小型化的要求，同時確保第一透鏡在縮小端表面的形狀，從而可以降低球差，提 高成像品質(zhì)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種投影鏡頭示意圖。圖2為本發(fā)明投影鏡頭第一實(shí)施方式的球差圖。圖3為本發(fā)明投影鏡頭第一實(shí)施方式的場曲圖。圖4為本發(fā)明投影鏡頭第一實(shí)施方式的畸變圖。圖5為本發(fā)明投影鏡頭第二實(shí)施方式的球差圖。圖6為本發(fā)明投影鏡頭第二實(shí)施方式的場曲圖。圖7為本發(fā)明投影鏡頭第二實(shí)施方式的畸變圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
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請參閱圖1，其為本發(fā)明提供的投影鏡頭100。該投影鏡頭100從放大端至縮小端 (近SLM端)依次包括一個具有負(fù)光焦度的第一透鏡10、一個具有正光焦度的第二透鏡 20、一個具有負(fù)光焦度的第三透鏡30、一個具有正光焦度的第四透鏡40及一個具有正光焦 度的第五透鏡50。所述第一透鏡10、第二透鏡20及第五透鏡50是非球面塑膠鏡片。采用非球面可 有效降低畸變、慧差、像散等像差，且可有效減少鏡片數(shù)量，進(jìn)而縮小投影鏡頭100的長度。 同時第一透鏡10、第二透鏡20、復(fù)合透鏡34及第五透鏡50采用負(fù)正負(fù)正結(jié)構(gòu)，在合理的光 焦度分配下，可達(dá)成廣角，從而可以在短距離內(nèi)投影出大畫面。所述第三透鏡30及第四透鏡40膠合成具有負(fù)光焦度的復(fù)合透鏡34。所述復(fù)合透 鏡34可以有效降低色像差，并可以縮小投影鏡頭100的長度。本實(shí)施方式的投影鏡頭100應(yīng)用于DLP投影儀。投影時，SLM (本實(shí)施方式中為DMD 芯片，圖未示)調(diào)制的投影信號光自SLM表面90投射到投影鏡頭100，依次經(jīng)第五透鏡50、 第四透鏡40、第三透鏡30、第二透鏡20及第一透鏡10，投射于屏幕(圖未示)上便可得到 投影畫面。具體地，DLP投影儀投影時，SLM表面90投射出的投影信號光進(jìn)入投影鏡頭100。為實(shí)現(xiàn)低像差，高畫質(zhì)的要求，該投影鏡頭100滿足以下條件式(1)0. 4 < R12/f < 0. 9o其中，R12表示第一透鏡10靠近縮小端表面的曲率半徑；f為投影鏡頭100的有效 焦距。條件式(1)確保了第一透鏡10在靠近縮小端的表面形狀，這種形狀有助于降低畸變， 并且可以確保投影鏡頭100的廣角特性。優(yōu)選地，投影鏡頭100還滿足以下條件(2)BFL/f > 0. 85。其中，BFL為投影鏡頭100后焦距，即為第五透鏡50靠近縮小端的表面到SLM表 面90的距離。條件(2)限制投影鏡頭100的后焦距長度以保證其他光學(xué)投影元件，如濾光 片等光學(xué)元件可放置于第五透鏡50靠近縮小端的表面到SLM表面90之間。優(yōu)選地，投影鏡頭100還滿足以下條件(3)0. 8 < f5/f < 1. 2。其中，f5為所述第五透鏡50的焦距。條件式(3)確保第五透鏡50的光焦度，使得 光線入射角比較小，用來配合工作角度較小的DMD芯片進(jìn)行工作。所述投影鏡頭100還包括一個設(shè)置于第二透鏡20與第三透鏡30之間的光闌60， 以限制經(jīng)過第三透鏡30的光線進(jìn)入第二透鏡20的光通量，并讓經(jīng)過第三透鏡30后的光錐 能更加對稱，使投影鏡頭100的彗差得以修正。為節(jié)約成本，可采用不透光材料涂布第三透 鏡30放大端表面外圈，充當(dāng)光闌60?？梢岳斫?，光闌60如此設(shè)置還有利于縮短投影鏡頭 100全長。棱鏡70及玻璃蓋片80設(shè)置于第五透鏡50及SLM表面90之間，用于調(diào)整光路、 保護(hù)SLM表面。下面請參照圖2至圖4，具體詳細(xì)說明投影鏡頭100。以下每個實(shí)施方式中，第三 透鏡30及第四透鏡40各表面均為球面玻璃鏡片。f 投影鏡頭100的有效焦距；Fn。疋(光圈)數(shù)；2 視場角。第一實(shí)施方式該投影鏡頭100的各光學(xué)元件滿足表1的條件，且其f = 10. 108，BFL =
413. 865649，f5 = 9. 529965，F(xiàn)no = 1. 961832，2 ω = 54°。表 1 該第一實(shí)施方式的投影鏡頭100中，其球差、場曲及畸變分別如圖2到圖4所示。 圖2中，分別針對F線(λ值625nm)，d線(λ值587nm)，C線(λ值486nm)而觀察到的球差 值?？傮w而言，第一實(shí)施方式的投影鏡頭100對可見光產(chǎn)生的球差值在(-0.05mm，0.05mm) 范圍內(nèi)。圖3中的S(子午場曲值)和T(弧矢場曲值)均控制在(-0.05mm，0.05mm)范圍 內(nèi)。圖4中的畸變率控制在(_1%，1%)范圍內(nèi)。由此可見，投影鏡頭100的球差、場曲、畸 變都能被很好的校正。第二實(shí)施方式該投影鏡頭100的各光學(xué)元件滿足表2的條件，且其f = 10. 1066，BFL = 13. 36， f5 = 10. 787902，F(xiàn)no = 1. 97919，2 ω = 55°。表3
.投影鏡頭100^曲率半徑(mm)^厚度(mm) ^WWW^阿貝數(shù) 表 4 該第二實(shí)施方式的投影鏡頭100中，其球差、場曲及畸變分別如圖5到圖7所示。 圖5中，分別針對F線(λ值625nm)，d線(λ值587nm)，C線(λ值486nm)而觀察到的 球差值。總體而言，第二實(shí)施方式中的投影鏡頭100對可見光產(chǎn)生的球差值在(-0.05mm， 0. 05mm)范圍內(nèi)。圖6中的S (子午場曲值)和T (弧矢場曲值)均控制在(-0· 05mm, 0. 05mm) 范圍內(nèi)。圖7中的畸變率控制在(_1%，1%)范圍內(nèi)。由此可見，投影鏡頭100的球差、場 曲、畸變都能被很好的校正。上述投影鏡頭，在滿足條件式的情況下，所述投影鏡頭具有一較小的高度，從而滿 足投影鏡頭小型化的要求，同時確保第一透鏡在縮小端表面的形狀，從而可以降低球差，提 高成像品質(zhì)。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明 精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種投影鏡頭，其從放大端至縮小端依次包括一個具有負(fù)光焦度的第一透鏡、一個具有正光焦度的第二透鏡、一個具有負(fù)光焦度的第三透鏡、一個具有正光焦度的第四透鏡及一個具有正光焦度的第五透鏡，其特征在于所述第三透鏡及第四透鏡膠合成具有負(fù)光焦度的復(fù)合透鏡，所述投影鏡頭滿足條件式0.4＜R12/f＜0.9，其中R12表示第一透鏡縮小端表面的曲率半徑；f為投影鏡頭的有效焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的投影鏡頭，其特征在于所述第一透鏡、第二透鏡及第五透鏡是 非球面透鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的投影鏡頭，其特征在于所述第一透鏡、第二透鏡及第五透鏡是 塑膠鏡片。
4.如權(quán)利要求1所述的投影鏡頭，其特征在于所述投影鏡頭還滿足條件式BFL/f> 0. 85，其中BFL表示投影鏡頭的后焦距。
5.如權(quán)利要求1所述的投影鏡頭，其特征在于所述投影鏡頭還滿足條件式0.8<f5/ f < 1.2，f5為第五透鏡的焦距。
6.如權(quán)利要求1所述的投影鏡頭，其特征在于所述投影鏡頭還包括一個光闌，所述光 闌位于第二透鏡與第三透鏡之間。
7.如權(quán)利要求6所述的投影鏡頭，其特征在于所述光闌設(shè)于第三透鏡靠近放大端的 表面上。
8.如權(quán)利要求6所述的投影鏡頭，其特征在于所述光闌為設(shè)置在所述第三透鏡的靠近放大端的表面上一外圍環(huán)狀區(qū)域涂黑層。
全文摘要
一種投影鏡頭，其從放大端至縮小端依次包括一個具有負(fù)光焦度的第一透鏡、一個具有正光焦度的第二透鏡、一個具有負(fù)光焦度的第三透鏡、一個具有正光焦度的第四透鏡及一個具有正光焦度的第五透鏡。所述第三透鏡及第四透鏡膠合成具有負(fù)光焦度的復(fù)合透鏡，所述投影鏡頭滿足條件式0.4＜R12/f＜0.9，其中R12表示第一透鏡縮小端表面的曲率半徑；f為投影鏡頭的有效焦距。本發(fā)明提供的投影鏡頭，在滿足上述條件式的情況下，所述投影鏡頭具有一較小的高度，從而滿足投影鏡頭小型化的要求，同時確保第一透鏡在縮小端表面的形狀，從而可以降低球差，提高成像品質(zhì)。
文檔編號G02B7/00GK101923204SQ20091030330
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者王光儒, 黃俊翔 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司