专利名称：光圈与光学镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光圈与光学镜头，尤其涉及一种具有多个滤光部的光圈与具有这种光圈的光学镜头。
背景技术：
图1A为现有投影镜头的结构示意图，图1B为图1A中光圈的结构示意图。请参照图1A与图1B，现有的投影镜头100包括多个镜片110与光圈120，光圈120配置于镜片110之间。投影镜头100可将光束80投影于屏幕(未示出)上，在屏幕上形成影像。其中，光圈120具有穿透部122与吸收部124，穿透部122用于使光束80透过，吸收部124用于吸收光束80。此外，穿透部122的直径与f值(f-number)的大小有关，f值为镜头焦距(focal length)除以穿透部122的直径值，一般以f/数值(number)表示，数值愈大则穿透部122的直径愈小，数值愈小则穿透部122的直径愈大。
图2A至图2C分别示出了投影镜头使用的f值为f/2.1时蓝光、绿光及红光的光斑(spot)图。请参照图2A至图2C，一般而言，在通过相同f值的光圈后，波长愈短的光所形成的光斑愈大，所以由图2A至图2C中可看出蓝光的光斑最大，而红光的光斑最小。然而，光斑的大小将影响成像质量，而图2A中示出的蓝光的光斑过大，致使成像质量较差。
图3A至图3C分别示出了投影镜头使用的f值为f/2.4时蓝光、绿光及红光的光斑图。请参照图3A至图3C，一般来说，为了提高成像质量，通常采用数值较大的光圈(即穿透部122相对直径值较小)来缩小光斑。与图2A至图2C比较，在图3A至图3C中蓝光、绿光及红光的光斑均缩小，所以使用数值较大的光圈可提高成像质量。
然而，由于数值较大的光圈其穿透部122(如图1所示)的直径值较小，造成光通量减少，因此降低了影像的亮度。
由上述可知，现有的投影镜头中，若采用数值较小的光圈，影像的亮度较高，但成像质量较差。反之，若采用数值较大的光圈，影像的亮度较低，但成像质量较佳。因此，现有技术无法同时兼顾影像的亮度与成像质量。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种能同时兼顾影像的亮度与成像质量的光圈。
本发明的另一目的是提供一种能同时兼顾影像的亮度与成像质量的光学镜头。
基于上述与其他目的，本发明提出一种光圈，其具有一圆形滤光部与至少一环形滤光部，圆形滤光部与环形滤光部构成一圆形区域。其中，圆形滤光部的穿透波长范围大于环形滤光部的穿透波长范围。
本发明还提出一种光学镜头，其包括一镜片与一光圈，光圈配置于镜片之前。光圈具有一圆形滤光部与至少一环形滤光部，且圆形滤光部与环形滤光部构成一圆形区域。其中，圆形滤光部的穿透波长范围大于环形滤光部的穿透波长范围。
圆形滤光部与环形滤光部的最大穿透波长例如相同。
环形滤光部例如可为多个，且位于较内圈的环形滤光部的穿透波长范围较大。其中，环形滤光部例如包括一第一环形滤光部与一第二环形滤光部，而第一环形滤光部位于圆形滤光部与第二环形滤光部之间。此外，第一环形滤光部例如具有第一滤光薄膜，而第二环形滤光部例如具有一第二滤光薄膜。另外，圆形滤光部例如具有一第三滤光薄膜。
圆形滤光部的穿透波长范围例如等于红光、绿光与蓝光波长范围，而第一环形滤光部的穿透波长范围例如等于红光与绿光波长范围，第二环形滤光部的穿透波长范围例如等于红光波长范围。
由于光圈对不同波长的光分别具有不同的f值，所以除了可防止蓝光、绿光及红光的光斑过大而影响成像质量外，还可增加绿光及红光的光通量，以提高投影镜头所投影出的影像的亮度。因此，本发明的光圈与投影镜头可以同时兼顾影像的亮度与成像质量。
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式并结合附图对本发明进行详细说明。
图1A为现有投影镜头的结构示意图；图1B为图1A中光圈的结构示意图；图2A至图2C分别示出了投影镜头使用的f值为f/2.1的光圈时蓝光、绿光及红光的光斑图；图3A至图3C分别示出了投影镜头使用的f值为f/2.4的光圈时蓝光、绿光及红光的光斑图；图4A为本发明一优选实施方式的光学镜头的结构示意图；图4B为图4A中光圈的结构示意图；图5A至图5C分别示出了蓝光、绿光及红光在通过本发明一优选实施方式的投影镜头后的光斑图；图6为不同投影镜头所投影出的影像的亮度比较图。
附图标记说明80光束100、200 投影镜头110、210 镜片120、220 光圈122 穿透部124 吸收部222 圆形滤光部224 环形滤光部226 第一环形滤光部228 第二环形滤光部具体实施方式
图4A为本发明一优选实施方式的光学镜头的结构示意图，图4B为图4A中光圈的结构示意图。请参照图4A与图4B，本实施方式的光学镜头200包括至少一镜片210与一光圈220，光圈220配置于镜片210之前。其中，光圈220具有圆形滤光部222与至少一环形滤光部224，且圆形滤光部222与环形滤光部224构成一圆形区域。此外，圆形滤光部222的穿透波长范围大于环形滤光部224的穿透波长范围。
光学镜头200以投影镜头为例，其适于将光束80投影于屏幕(未绘示)上，而在屏幕上形成影像。当然，本实施方式的光学镜头并非限定为投影镜头，其亦可为其他镜头，如相机镜头或摄影机镜头等。此外，环形滤光部224例如可为多个，且位于较内圈的环形滤光部的穿透波长范围较大。在一实施方式中，环形滤光部224例如包括第一环形滤光部226与第二环形滤光部228，第一环形滤光部226位于圆形滤光部222与第二环形滤光部228之间。另外，第一环形滤光部226的穿透波长范围大于第二环形滤光部228的穿透波长范围。
第一环形滤光部226与第二环形滤光部228例如分别具有第一滤光薄膜与第二滤光薄膜，借助于不同的滤光薄膜可使第一环形滤光部226与第二环形滤光部228具有不同的穿透波长范围。其中，第一滤光薄膜与第二滤光薄膜例如可用镀膜方式形成。由于镀膜技术成熟且成本低，所以可提高光圈220的生产合格率并降低生产成本。此外，本实施方式的圆形滤光部222可具有第三滤光薄膜或不具有滤光薄膜。
在一优选实施方式中，圆形滤光部222与环形滤光部224的最大穿透波长例如相同。举例来说，圆形滤光部222的穿透波长范围例如等于红光、绿光与蓝光波长范围，第一环形滤光部226的穿透波长范围例如等于红光与绿光波长范围，而第二环形滤光部228的穿透波长范围例如等于红光波长范围。红光的穿透波长范围的中心值为625nm，绿光的穿透波长范围的中心值为527nm，蓝光的穿透波长范围的中心值为465nm。
换言之，红光可穿透圆形滤光部222、第一环形滤光部226以及第二环形滤光部228，绿光可穿透圆形滤光部222与第一环形滤光部226，而蓝光仅可穿透圆形滤光部222。更详细地说，若圆形滤光部222的直径长、第一环形滤光部226的外径长以及第二环形滤光部228的外径长分别等于f值为f/2.4、/f/2.26以及f/2.1时所对应的直径长，则就蓝光而言，光圈220的f值为f/2.4。就绿光而言，光圈220的f值为f/2.26。就红光而言，光圈220的f值为f/2.1。借此使波长短的蓝光的f值的数值较红光及绿光大，从而可缩小光斑并提高成像质量。
在现有技术中，为了改善成像质量而采用f值的数值较大的光圈后，造成蓝光、绿光及红光的光通量大幅度降低，因而影响了影像的亮度。本实施方式的光圈220因对蓝光、绿光及红光的f值皆不同，所以除了可防止蓝光、绿光及红光的光斑过大而影响成像质量外，还可增加绿光及红光的光通量，以提高投影镜头200所投影出的影像的亮度。
图5A至图5C分别示出了蓝光、绿光及红光通过本发明一优选实施方式的投影镜头后的光斑图。请参照图5A至图5C，以光圈220对蓝光、绿光及红光的f值分别为f/2.4、f/2.26及f/2.1为例，在图5A至图5C中显示出的蓝光、绿光及红光的光斑都不会太大，因此本实施方式的投影镜头200所投影出的影像具有较高的成像质量。
图6为不同投影镜头所投影出的影像的亮度比较图。请参照图6，其中投影镜头P1、P2的f值分别为f/2.1与f/2.4，而投影镜头P3为本实施方式的投影镜头，即f值分别为f/2.4、f/2.26及f/2.1。由图6中可知，本实施方式的投影镜头P3所投影出的影像亮度明显高于投影镜头P2所投影出的影像亮度，仅略低于投影镜头P1所投影出的影像亮度。因此，本实施方式的投影镜头可以同时兼顾影像的亮度与成像质量。
值得注意的是，以上所示出的各f值、光斑图以及影像亮度的比较图仅为举例之用，并非用以限定本发明。此外，可依照不同的需求对本实施方式的光圈220的圆形滤光部222、第一环形滤光部226与第二环形滤光部224的穿透波长范围进行调整，环形滤光部224的个数也可视需求而改变。另外，本实施方式的光圈220除了可应用于光学镜头200外，还可应用于广泛的成像系统中，如投影装置的照明系统。
综上所述，本发明的光圈与投影镜头至少具有下列优点1.由于光圈对不同波长的光分别具有不同的f值，所以除了可防止蓝光、绿光及红光的光斑过大而影响成像质量外，还可增加绿光及红光的光通量，从而提高投影镜头所投影出的影像的亮度。因此，本发明的投影镜头可以同时兼顾影像的亮度与成像质量。
2.由于镀膜技术成熟且成本低，所以用镀膜的方式形成各滤光部的滤光薄膜可提高光圈的生产合格率并节省生产成本。
虽然本发明已以优选实施方式披露如上，但其并非是对本发明的限制，本领域任何技术人员在不超出本发明的构思和范围的前提下，可作出一些更动与润饰，因此本发明的保护范围应以所附的权利要求界定的范围为准。
权利要求
1.一种光圈，具有一圆形滤光部与至少一环形滤光部，该圆形滤光部与所述环形滤光部构成一圆形区域，其中，该圆形滤光部的穿透波长范围大于所述环形滤光部的穿透波长范围。
2.如权利要求1所述的光圈，其中，所述圆形滤光部与所述环形滤光部的最大穿透波长相同。
3.如权利要求1所述的光圈，其中，所述环形滤光部为多个，且位于较内圈的所述环形滤光部的穿透波长范围较大。
4.如权利要求3所述的光圈，其中，所述环形滤光部包括一第一环形滤光部与一第二环形滤光部，所述第一环形滤光部位于所述圆形滤光部与所述第二环形滤光部之间。
5.如权利要求4所述的光圈，其中，所述第一环形滤光部具有一第一滤光薄膜，所述第二环形滤光部具有一第二滤光薄膜。
6.如权利要求5所述的光圈，其中，所述圆形滤光部具有一第三滤光薄膜。
7.如权利要求4所述的光圈，其中，所述圆形滤光部的穿透波长范围等于红光、绿光与蓝光波长范围，所述第一环形滤光部的穿透波长范围等于红光与绿光波长范围，所述第二环形滤光部的穿透波长范围等于红光波长范围。
8.如权利要求1所述的光圈，其中，所述光圈被设置于光学镜头的一镜片之前。
全文摘要
本发明公开了一种光圈，其具有圆形滤光部与至少一环形滤光部，圆形滤光部与环形滤光部构成圆形区域。其中，圆形滤光部的穿透波长范围大于环形滤光部的穿透波长范围。将此光圈用于投影镜头中，可以使投影镜头所投影出的影像具有较高的质量及亮度。
文档编号G03B9/02GK1862356SQ20051007044
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月9日 优先权日2005年5月9日
发明者刘劲谷 申请人:中强光电股份有限公司