专利名称：投影镜头的制作方法
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 (Liquid Crystal Display, LCD) 影仪、 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。
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。
具体实施例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。
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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. 9o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；Fn。疋(光圈)数；2 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 =
413. 865649，f5 = 9. 529965，Fno = 1. 961832，2 ω = 54°。表 1 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. 97919，2 ω = 55°。表3
.投影镜头100^曲率半径(mm)^厚度(mm) ^WWW^阿贝数 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。
权利要求
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外围环状区域涂黑层。
全文摘要
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。
文档编号G02B7/00GK101923204SQ20091030330
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月16日 优先权日2009年6月16日
发明者王光儒, 黄俊翔 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司