专利名称：一种新型短焦距前投影镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光电显示技术领域的视频投影系统，是一种适应于投影机上使用的可以实现短距离投影大画面的新型短焦距前投影镜头。
背景技术：
随着光电显示技术的发展，市场对投影显示产品的需求千变万化，投影产品的种类也日趋繁多。短焦投影机凭借其“短距离大画面”的独特优势，赢得了消费者的关注，并在投影市场占据一定的份额。特别是在教育市场的发展成为了最大的热点，让用户爱不释手，而短焦投影机所具备的距离优势，在其他领域也得到了绽放，比如在商务领域、家用市场，同样绽放出耀眼光芒。如今，短焦投影机的广阔发展前景让投影厂商们花重兵投入到产品技术研发上，满足不同领域用户的需求。目前的短焦投影机有两种形式，一种是“反光板”式短焦投影，简单地说就是将一块反光板放在投影机镜头前，经过一次反射后投影到幕布上。这种技术的机型结构复杂，缺点是清晰度较差且成本较高。而另一种是利用短焦镜头技术，其中又可细分为两类，一类是使用全球面或者使用一个非球面，这种镜头一般需要十四个或更多的镜片来达到理想效果，造成镜头光路长，重量和体积大，材料成本高，且由于镜片数量过多造装配工艺复杂，精度不易保证，合格率低；另一类是使用含有三个或者更多非球面的系统来达到减少镜片数量的效果，第一片镜片一般使用塑料非球面透镜，这样的系统容差很小，对零件倾斜和间隔等特别敏感，镜片和装配的工艺性较差，且由于裸露在外的塑料非球面膜层牢固度问题影响产品寿命。因此，在这款短焦距前投影镜头设计中，工艺性与成像性能得到了很好优化，图像失真小，成像质量高，适合短焦距前投影机使用。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种短距离投影大画面的新型短焦距前投影镜头，并且图像失真小，性能好，工艺性好，成本低，能够规模化生产，适合投影机使用的短焦距前投影镜头。为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:该新型短焦距前投影镜头，由光学系统透镜组和芯片组成，所述光学系统透镜组从出光线侧到入光线侧依次由第I单负透镜、第2单负透镜、第3单负透镜、第I单正透镜、第2单正透镜、第4单负透镜、第I胶合透镜、第2胶合透镜组成， 所述孔径光栏位于第2单负透镜与第4单负透镜之间，所述第2单负透镜、第4单负透镜为非球面透镜。所述第I单负透镜的半径Rl=52.08mm R2=28.65mm 厚度d=4mm 空气间隔d=7.28mm ;第2单负透镜的半径Rl=39mm R2=ll.27mm厚度d=4mm空气间隔d=17.8mm ;第3单负透镜的半径Rl=-99.79mm R2=23.97mm厚度d= 1.5mm空气间隔d=20mm ;第I单正透镜的半径Rl=45.4mm R2=_72.1mm 厚度d=9mm空气间隔d=0.38mm ;第2单正透镜的半径Rl=18.03mm R2=58.5mm厚度d=5.5mm空气间隔d=13mm ;第3单负透镜的半径Rl=-14.8mm R2=508.99mm 厚度d=l.5mm 空气间隔d=0.15mm ;第I双胶合透镜的半径Rl=-15.6mm R2=-7.1mm R3=-12.81mm 厚度 dl=5.3mm d2=l.5mm 空气间隔 d=0.15mm ；第 2 双胶合透镜的半径 Rl=41.7mm R2=12.8mm R3=_16.158mm 厚度 dl=l.5mm d2=6.1mm ；芯片 11 DLP0.65〃DMD。按照上述方案设计成的短焦距前投影镜头，采用像方非远心光路(主光线与光轴成一定角度)；视场半径> 11.4mm,视场偏离> 110% (采用0.65寸WXGA芯片)；有效焦距^ 7mm;图像分辨率高，传递函数MTF>60%@50 lp/mm，TV图像失真〈0.4%。与现有技术相比，该短焦距前投影镜头视场大，成像质量高，零件工艺性好，尺寸容差大，而且组装结构简单，全部使用常用环保玻璃材料，性价比高，适合规模化生产，能够实现短距离投影大画面的效果O
图1是本实用新型的光学系统图。图2为装配的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示的本实用新型的短焦距前投影镜头，采用8组10片透镜的组合，光学系统采用两片非球面透镜，分别由左向右依次排列成具有第I单负透镜1、第2单负透镜
2、第3单负透镜3、第I单正透镜4、第2单正透镜5、光栏6、第4单负透镜7、第I胶合透镜
8、第2胶合透镜9、芯片10的组合体。该短焦距前投影镜头采用环保玻璃材料以及如图1所示的8组10片透镜光学系统结构，成像质量优越、结构新颖、工艺性良好、适合大批量生产。该短焦距前投影镜头视场大，成像质量高，零件工艺性好，尺寸容差大，而且组装结构简单，全部使用常用环保玻璃材料，性价比高，适合规模化生产，能够实现短距离投影大画面的效果。 本实用新型的投影物镜所要达到的性能参数是:采用像方非远心光路(主光线与光轴成一定角度)；视场半径> 11.4mm,视场偏离> 110% (采用0.65寸WXGA芯片);有效焦距彡7mm;图像分辨率高，传递函数MTF>60%@50 lp/mm，TV图像失真〈0.4%。为满足上述性能参数的要求，下面通过具体实施例对短焦距前投影镜头中每个透镜的结构参数作进一步的描述。在图一中，从左到右:第I单负透镜I的半径Rl=52.08mm R2=28.65mm 厚度d=4mm 空气间隔d=7.28mm。第2单负透镜2的半径Rl=39mm R2=ll.27mm厚度d=4mm空气间隔d=17.8mm。第3单负透镜3的半径Rl=-99.79mm R2=23.97mm 厚度d=l.5mm 空气间隔d=20mmo第I单正透镜4的半径Rl=45.4mm R2=-72.1mm 厚度d=9_空气间隔d=0.38mm。第2单正透镜5的半径Rl=18.03mm R2=58.5mm 厚度d=5.5mm 空气间隔d=13mm。[0019]第3单负透镜7的半径Rl=-14.8mm R2=508.99mm 厚度d=l.5mm 空气间隔d=0.15mm。第I 双胶合透镜 8 的半径 Rl=-15.6mm R2=_7.1mm R3=_12.81mm 厚度 dl=5.3mmd2=l.5mm 空气间隔 d=0.15mm。第2 双胶合透镜 9 的半径 Rl=41.7mm R2=12.8mm R3=_16.158mm 厚度 dl=l.5mmd2=6.1mm。芯片10 DLP0.65〃DMD。在该短焦距前投影镜头的结构中，如图2所示，调焦筒12，其作用是调节整组系统前后移动，补偿由于零件加工误差带来的像面位移，保证像面图像清晰。法栏11起连接固定作用。镜筒13固定8组10片透镜的作用，并与主镜筒通过螺纹连接起来。
权利要求1.一种新型短焦距前投影镜头，由光学系统透镜组和芯片组成，其特征在于:所述光学系统透镜组从出光线侧到入光线侧依次由第I单负透镜、第2单负透镜、第3单负透镜、第I单正透镜、第2单正透镜、第4单负透镜、第I胶合透镜、第2胶合透镜组成，所述孔径光栏位于第2单负透镜与第4单负透镜之间，所述第2单负透镜、第4单负透镜为非球面透镜。
2.根据权利要求1所述的新型短焦距前投影镜头，其特征在于:所述第I单负透镜的半径Rl=52.08mm R2=28.65mm 厚度d=4mm 空气间隔d=7.28mm ;第2单负透镜的半径Rl=39mm R2=ll.27mm 厚度d=4mm 空气间隔d=17.8mm ;第3单负透镜的半径Rl=_99.79_ R2=23.97mm 厚度d=l.5_ 空气间隔d=20mm ;第I单正透镜的半径Rl=45.4mm R2=-72.1mm 厚度d=9mm空气间隔d=0.38mm ;第2单正透镜的半径Rl=18.03mm R2=58.5mm 厚度 d=5.5mm 空气间隔 d=13mm ;第 3 单负透镜的半径 Rl=-14.8mmR2=508.99mm 厚度d=l.5mm 空气间隔d=0.15mm ;第I双胶合透镜的半径Rl=-15.6mmR2=-7.1mm R3=_12.81mm 厚度 dl=5.3_ d2=l.5mm 空气间隔 d=0.15mm ;第 2 双胶合透镜的半径 Rl=41.7mm R2=12.8mm R3=_16.158mm 厚度 dl=l.5mm d2=6.1mm ;芯片 11DLP0.65"DMD0
专利摘要本实用新型公开了一种适应于投影机上使用的可以实现短距离投影大画面的新型短焦距前投影镜头，由光学系统透镜组和芯片组成，其中所述光学系统透镜组从出光线侧到入光线侧依次由第1单负透镜、第2单负透镜、第3单负透镜、第1单正透镜、第2单正透镜、第4单负透镜、第1胶合透镜、第2胶合透镜组成，所述孔径光栏位于第2单负透镜与第4单负透镜之间，所述第2单负透镜、第4单负透镜为非球面透镜。该短焦距前投影镜头视场大，成像质量高，零件工艺性好，尺寸容差大，而且组装结构简单，全部使用常用环保玻璃材料，性价比高，适合规模化生产，能够实现短距离投影大画面的效果。
文档编号G03B21/14GK202975459SQ20122064855
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者陈胜利, 刘海军, 何春生, 李智超 申请人:利达光电股份有限公司