投影镜头系统的制作方法

本发明是有关一种投影镜头系统，尤指一种以长焦镜头与短焦镜头的相互配合，使透镜组合架构简单及成本便宜。
背景技术：
：由于光学科技进步，使投影机不仅可用在办公室进行简报，也逐渐广泛应用于家庭进行观赏视讯、节目，因此，业者为了让投影机便于使用及携带，亦朝向缩小投影机的镜头的体积进行研发，如此一来，当该镜头的体积在缩小时，则使该镜头的透镜组合架构简单及成本便宜，但却影响投影成像质量。次者，该镜头为了投影成像品质，而该镜头的焦距越长，但其视场角较小，反之，该镜头的焦距越短，但其视场角较大，以致光学原理产生的畸变也就越强烈，故该镜头的焦距会影响投影成像质量。但查，该镜头的焦距及透镜组合架构皆影响投影成像质量，而如何以调整该镜头的焦距，并配合该镜头的透镜组合架构简单及成本便宜，也能兼顾投影成像品质，为本发明所欲解决的课题。技术实现要素：本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种投影镜头系统，其以长焦镜头与短焦镜头的相互配合，进而使透镜组合架构简单及成本便宜，也能兼顾投影成像品质的功效；其以长焦镜头与短焦镜头的相互配合，进而使长焦镜头与短焦镜头之间配置光圈大，以提升投影成像品质的功效。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种投影镜头系统，包括：一前群透镜；一光圈，位在该前群透镜的后方，该前群透镜至该光圈形成一长焦镜头，该长焦镜头的焦距设定在30mm～80mm；以及一后群透镜，位在该光圈的后方，该光圈至该后群透镜形成一短焦镜头，该短焦镜头的焦距设定在20mm～30mm。依据前揭特征，该前群透镜包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，该第二透镜及该第四透镜为塑胶非球面透镜。依据前揭特征，该第二透镜的塑胶非球面透镜为弯月型透镜，并具有负功率，且其焦距设定在-20mm～-50mm之间，或其焦距设定在-25mm～-40mm之间。依据前揭特征，该第四透镜的塑胶非球面透镜为弯月型透镜，且其焦距可为正时，而焦距大于300mm或其焦距可为负时，而焦距小于-300mm。依据前揭特征，该第一透镜的阿贝数大于60。依据前揭特征，该后群透镜包括至少一三胶合透镜，其屈光度依序为正负正或负正负，并由一第五透镜、一第六透镜及一第七透镜所组成，且该后群透镜包括一第八透镜，位在该三胶合透镜的后方，而该第五透镜、该第六透镜、该第七透镜及该第八透镜至少二个阿贝数大于60的玻璃透镜。依据前揭特征，该后群透镜包括一最后透镜，该最后透镜的阿贝数小于25。依据前揭特征，该光圈介于1.6～2.0。依据前揭特征，该前群透镜包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，该第二透镜及该第三透镜为塑胶非球面透镜。依据前揭特征，该第三透镜的塑胶非球面透镜为弯月型透镜，且其焦距可为正时，而焦距大于300mm或其焦距可为负时，而焦距小于-300mm。本发明采用的另一技术手段包括：一种投影镜头系统，包括：一前群透镜，包括一第一透镜、一第二透镜、一第三透镜及一第四透镜，该第二透镜为塑胶非球面透镜，该第二透镜的塑胶非球面透镜为弯月型透镜，并具有负功率，且该第二透镜的焦距设定在-25mm～-50mm之间；一光圈，介于1.6～2.0，并位在该前群透镜的后方，该前群透镜至该光圈形成一长焦镜头，该长焦镜头的焦距设定在30mm～80mm；以及一后群透镜，包括至少一三胶合透镜、一第八透镜及一最后透镜，该三胶合透镜的屈光度依序为正负正或负正负，并由一第五透镜、一第六透镜及一第七透镜所组成，且该第五透镜、该第六透镜、该第七透镜及该第八透镜至少二个阿贝数大于60的玻璃透镜与该最后透镜的阿贝数小于25，而该后群透镜位在该光圈的后方，该光圈至该后群透镜形成一短焦镜头，该短焦镜头的焦距设定在20mm～30mm。借助上揭技术手段，本发明以该长焦镜头与该短焦镜头的相互配合，进而使透镜组合架构简单及成本便宜，也能兼顾投影成像质量的功效，及使该长焦镜头与该短焦镜头之间配置光圈大，以提升投影成像质量的功效。本发明的有益效果是，其以长焦镜头与短焦镜头的相互配合，进而使透镜组合架构简单及成本便宜，也能兼顾投影成像品质的功效；其以长焦镜头与短焦镜头的相互配合，进而使长焦镜头与短焦镜头之间配置光圈大，以提升投影成像品质的功效。附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1a是本发明第一实施例态样的透镜配置示意图。图1b是本发明第一实施例态样的成像面呈现0.0000mm像高的横向光线扇形图。图1c是本发明第一实施例态样的成像面呈现5.4620mm像高的横向光线扇形图。图1d是本发明第一实施例态样的成像面呈现7.8030mm像高的横向光线扇形图。图1e是本发明第一实施例态样的场曲图。图1f是本发明第一实施例态样的畸变图。图1g是本发明第一实施例态样的成像面呈现0.000mm像高的斑点图。图1h是本发明第一实施例态样的成像面呈现5.462mm像高的斑点图。图1i是本发明第一实施例态样的成像面呈现7.804mm像高的斑点图。图2a是本发明第二实施例态样的透镜配置示意图。图2b是本发明第二实施例态样的成像面呈现0.0000mm像高的横向光线扇形图。图2c是本发明第二实施例态样的成像面呈现5.4620mm像高的横向光线扇形图。图2d是本发明第二实施例态样的成像面呈现7.8030mm像高的横向光线扇形图。图2e是本发明第二实施例态样的场曲图。图2f是本发明第二实施例态样的畸变图。图2g是本发明第二实施例态样的成像面呈现0.000mm像高的斑点图。图2h是本发明第二实施例态样的成像面呈现5.462mm像高的斑点图。图2i是本发明第二实施例态样的成像面呈现7.804mm像高的斑点图。图3a是本发明第三实施例态样的透镜配置示意图。图3b是本发明第三实施例态样的成像面呈现0.0000mm像高的横向光线扇形图。图3c是本发明第三实施例态样的成像面呈现5.4620mm像高的横向光线扇形图。图3d是本发明第三实施例态样的成像面呈现7.8030mm像高的横向光线扇形图。图3e是本发明第三实施例态样的场曲图。图3f是本发明第三实施例态样的畸变图。图3g是本发明第三实施例态样的成像面呈现0.000mm像高的斑点图。图3h是本发明第三实施例态样的成像面呈现5.463mm像高的斑点图。图3i是本发明第三实施例态样的成像面呈现7.804mm像高的斑点图。图中标号说明：10长焦镜头20短焦镜头30a、30b、30c投影镜头系统c三胶合透镜e光学元件g玻璃盖板g1前群透镜g2后群透镜l1第一透镜l2第二透镜l3第三透镜l4第四透镜l5第五透镜l6第六透镜l7第七透镜l8第八透镜l9最后透镜p穿透式平顺图像装置s光圈λ1第一波长λ2第二波长λ3第三波长ima成像面1r1、1r2、2r1、2r2、3r1、3r2、4r1、4r2、5r1、6r1、7r1、7r2、8r1、8r2、9r1、9r2表面具体实施方式首先，请参阅图1a～图1i、图2a～图2i及图3a～图3i所示，本发明一种投影镜头系统30a、30b、30c的较佳实施例包括：一前群透镜g1，本实施例中，该前群透镜g1包括一第一透镜l1、一第二透镜l2、一第三透镜l3及一第四透镜l4，本实施例中，该第二透镜l2的塑胶非球面透镜为弯月型透镜，并具有负功率(power)，且其焦距设定在-20mm～-50mm之间，另一较最佳实施中，其焦距设定在-25mm～-40mm之间，但不限定于此。一光圈(stop)s，介于1.6～2.0，并位在该前群透镜g1的后方，该前群透镜g1至该光圈a形成一长焦镜头10，该长焦镜头10的焦距设定在30mm～80mm，亦靠近屏幕端。一后群透镜g2，包括至少一三胶合透镜c、一第八透镜l8及一最后透镜l9，该三胶合透镜c的屈光度依序为正负正或负正负，并由一第五透镜l5、一第六透镜l6及一第七透镜l7所组成，且该第五透镜l5、该第六透镜l6、该第七透镜l7及该第八透镜l8至少二个阿贝数大于60的玻璃透镜与该最后透镜l9的阿贝数小于25，而该后群透镜g2位在该光圈s的后方，该光圈s至该后群透镜g2形成一短焦镜头20，该短焦镜头20的焦距设定在20mm～30mm。此外，一穿透式平顺图像装置(transmissivesmoothpictureactuator)p，设在该最后透镜l9的后方，此为一可快速微量旋转的玻璃平板装置，借由影像偏移来合成提高分辨率，如此一来，1080p分辨率可提升至4k2k分辨率；一光学元件e，设在该穿透式平顺图像装置p的后方，本实施例中，该光学元件e可为棱镜，该棱镜的后方依序排列一玻璃盖板(coverglass)g及一数字微镜装置(digitalmicromirrordevice，dmd)的成像面ima，但不限定于此。本发明有三种实施例态样，而第一实施例态样、第二实施例态样及第三实施例态样皆有上述的共同技术特征，而具有单一性。如图1a，其该投影镜头系统30a的第一实施例态样，配合表一，其该第一透镜l1、该第二透镜l2、该第三透镜l3、该第四透镜l4、该第五透镜l5、该第六透镜l6、该第七透镜l7、该第八透镜l8及该最后透镜l9的表面的半径(radius)、厚度(thickness)、折射率(nd)及阿贝数(vd)，依据：表一进一步，该1r1、1r2分别为该的第一透镜l1的投影侧表面、影像源侧表面；该2r1、2r2分别为该第二透镜l2的投影侧表面、影像源侧表面；该3r1、3r2分别为该第三透镜l3的投影侧表面、影像源侧表面；该4r1、4r2分别为该第四透镜l4的投影侧表面、影像源侧表面；该5r1为该第五透镜l5的投影侧表面；该6r1分别为该第六透镜l6的投影侧表面；该7r1、7r2分别为该第七透镜l7的投影侧表面、影像源侧表面；该8r1、8r2分别为该第八透镜l8的投影侧表面、影像源侧表面；该9r1、9r2分别为该最后透镜l9的投影侧表面、影像源侧表面。配合表二，其塑胶非球面透镜(asph)中列出该2r1、2r2分别为该塑胶非球面透镜的投影侧表面、影像源侧表面，并列出该塑胶非球面透镜的conic、4th、6th、8th、10th、12th；配合表三，其塑胶非球面透镜(asph)中列出该4r1、4r2分别为该塑胶非球面透镜的投影侧表面、影像源侧表面，并列出该塑胶非球面透镜的conic、4th、6th、8th、10th、12th。表二asph2r12r2radius15.818.29conic---0.834th-1.57e-04-2.03e-046th5.84e-077.29e-078th-3.41e-09-4.44e-0910th1.08e-111.33e-1112th-2.20e-14-1.55e-14表三承上，本实施例中，该第四透镜l4的塑胶非球面透镜为弯月型透镜，且其焦距可为正时，而焦距大于300mm或其焦距可为负时，而焦距小于-300mm；该第一透镜l1的阿贝数大于60，但不限定于此。是以，该投影镜头系统30a，其以一第一波长λ1、一第二波长λ2及一第三波长λ3分别为0.460um、0.545um及0.620um，并分别可模拟出图1b、图1c及图1d的不同横向光线扇形图，而在同一成像面ima分别呈现0.0000mm、5.4620mmm、7.8030mm的不同像高，且符号ey、py、ex、px分别表示y轴横向像差、y轴瞳高、x轴横向像差、x轴瞳高，该y轴横向像差、该x轴横向像差，其最大刻度±20.000um，而该y轴瞳高、该x轴瞳高，其为归一化比例；图1e的场曲(fieldcurvature)图及图1f的畸变(distortion)图，其最大视场(maximumfield)为31.786度；图1g、图1h、图1i的斑点(spot)图，而在同一成像面ima分别呈现0.000mm、5.462mm、7.804mm的不同像高，当该成像面在0.000mm，则均方根半径值(rmsradius)为2.578um及分布半径(georadius)为5.051um、当该成像面在5.462mm，则均方根半径值(rmsradius)为2.636um及分布半径(georadius)为12.865um、当该成像面在7.804mm，则均方根半径值(rmsradius)为4.563um及分布半径(georadius)为22.942um，借由上述仿真曲线及数据，亦证明该投影镜头系统30a能以透镜组合架构简单及成本便宜进行投影，仍维持良好投影成像质量。如图2a，其该投影镜头系统30b的第二实施例态样，配合表四，其该第一透镜l1、该第二透镜l2、该第三透镜l3、该第四透镜l4、该第五透镜l5、该第六透镜l6、该第七透镜l7、该第八透镜l8及该最后透镜l9的表面的半径(radius)、厚度(thickness)、折射率(nd)及阿贝数(vd)，依据：表四表面半径(mm)厚度(mm)折射率阿贝数1r151.461.701.6163.31r216.792r120.833.001.5356.32r29.823r159.896.841.8342.73r2-54.014r118.246.901.5356.34r215.65sinfinity5r1566.053.791.4981.66r1-15.246.001.8025.47r132.824.871.4981.67r2-25.838r141.174.091.4981.68r2-50.529r132.844.241.9218.909r2118.74进一步，该1r1、1r2分别为该的第一透镜l1的投影侧表面、影像源侧表面；该2r1、2r2分别为该第二透镜l2的投影侧表面、影像源侧表面；该3r1、3r2分别为该第三透镜l3的投影侧表面、影像源侧表面；该4r1、4r2分别为该第四透镜l4的投影侧表面、影像源侧表面；该5r1为该第五透镜l5的投影侧表面；该6r1分别为该第六透镜l6的投影侧表面；该7r1、7r2分别为该第七透镜l7的投影侧表面、影像源侧表面；该8r1、8r2分别为该第八透镜l8的投影侧表面、影像源侧表面；该9r1、9r2分别为该最后透镜l9的投影侧表面、影像源侧表面。配合表五，其塑胶非球面透镜(asph)中列出该2r1、2r2分别为该塑胶非球面透镜的投影侧表面、影像源侧表面，并列出该塑胶非球面透镜的conic、4th、6th、8th、10th、12th、14th；配合表六，其塑胶非球面透镜(asph)中列出该4r1、4r2分别为该塑胶非球面透镜的投影侧表面、影像源侧表面，并列出该塑胶非球面透镜的conic、4th、6th、8th、10th、12th。表五asph2r12r2radius20.839.82conic-6.57-0.894th-1.12e-05-1.31e-046th3.08e-071.04e-068th-2.31e-09-8.61e-0910th8.54e-123.90e-1112th-1.13e-14-7.84e-1414th-6.40e-180.00e+00表六asph4r14r2radius18.2415.65conic0.391.194th-1.67e-05-5.36e-056th-1.97e-08-5.14e-088th-9.33e-10-1.13e-0810th6.06e-121.42e-1012th-2.67e-14-1.10e-12承上，本实施例中，该第四透镜l4的塑胶非球面透镜为弯月型透镜，且其焦距可为正时，而焦距大于300mm或其焦距可为负时，而焦距小于-300mm；该第一透镜l1的阿贝数大于60；该后群透镜g2包括至少一三胶合透镜c，其屈光度依序为正负正，但不限定于此。是以，该投影镜头系统30b，其以一第一波长λ1、一第二波长λ2及一第三波长λ3分别为0.460um、0.545um及0.620um，并分别可模拟出图2b、图2c及图2d的不同横向光线扇形图，而在同一成像面ima分别呈现0.0000mm、5.4620mmm、7.8030mm的不同像高，且符号ey、py、ex、px分别表示y轴横向像差、y轴瞳高、x轴横向像差、x轴瞳高，该y轴横向像差、该x轴横向像差，其最大刻度±20.000um，而该y轴瞳高、该x轴瞳高，其为归一化比例；图2e的场曲(fieldcurvature)图及图2f的畸变(distortion)图，其最大视场(maximumfield)为31.800度；图2g、图2h、图2i的斑点(spot)图，而在同一成像面(ima)分别呈现0.000mm、5.462mmm、7.804mm的不同像高，当该成像面在0.000mm，则均方根半径值(rmsradius)为2.864um及分布半径(georadius)为7.106um、当该成像面在5.462mm，则均方根半径值(rmsradius)为4.134um及分布半径(georadius)为24.451um、当该成像面在7.804mm，则均方根半径值(rmsradius)为8.510um及分布半径(georadius)为42.360um，借由上述仿真曲线及数据，亦证明该投影镜头系统30b能以透镜组合架构简单及成本便宜进行投影，仍维持良好投影成像质量。如图3a，其该投影镜头系统30c的第三实施例态样，配合表七，其该第一透镜l1、该第二透镜l2、该第三透镜l3、该第四透镜l4、该第五透镜l5、该第六透镜l6、该第七透镜l7、该第八透镜l8及该最后透镜l9的表面的半径(radius)、厚度(thickness)、折射率(nd)及阿贝数(vd)，依据：表七进一步，该1r1、1r2分别为该的第一透镜l1的投影侧表面、影像源侧表面；该2r1、2r2分别为该第二透镜l2的投影侧表面、影像源侧表面；该3r1、3r2分别为该第三透镜l3的投影侧表面、影像源侧表面；该4r1、4r2分别为该第四透镜l4的投影侧表面、影像源侧表面；该5r1为该第五透镜l5的投影侧表面；该6r1分别为该第六透镜l6的投影侧表面；该7r1、7r2分别为该第七透镜l7的投影侧表面、影像源侧表面；该8r1、8r2分别为该第八透镜l8的投影侧表面、影像源侧表面；该9r1、9r2分别为该最后透镜l9的投影侧表面、影像源侧表面。配合表八，其塑胶非球面透镜(asph)中列出该2r1、2r2分别为该塑胶非球面透镜的投影侧表面、影像源侧表面，并列出该塑胶非球面透镜的conic、4th、6th、8th、10th、12th、14th；配合表九，其塑胶非球面透镜(asph)中列出该3r1、3r2分别为该塑胶非球面透镜的投影侧表面、影像源侧表面，并列出该塑胶非球面透镜的conic、4th、6th、8th、10th、12th。表八表九asph3r13r2radius-23.93-24.64conic-7.46-2.704th-4.31e-05-9.59e-066th3.88e-073.24e-088th-8.10e-104.01e-1010th8.20e-12-1.33e-1212th-2.51e-145.23e-15承上，本实施例中，该第三透镜l3的塑胶非球面透镜为弯月型透镜，且其焦距可为正时，而焦距大于300mm或其焦距可为负时，而焦距小于-300mm；该后群透镜g2包括至少一三胶合透镜c，其屈光度依序为负正负，但不限定于此。是以，该投影镜头系统30c，其以一第一波长λ1、一第二波长λ2及一第三波长λ3分别为0.460um、0.545um及0.620um，并分别可模拟出图3b、图3c及图3d的不同横向光线扇形图，而在同一成像面ima分别呈现0.0000mm、5.4620mmm、7.8030mm的不同像高，且符号ey、py、ex、px分别表示y轴横向像差、y轴瞳高、x轴横向像差、x轴瞳高，该y轴横向像差、该x轴横向像差，其最大刻度±20.000um，而该y轴瞳高、该x轴瞳高，其为归一化比例；图3e的场曲(fieldcurvature)图及图3f的畸变(distortion)图，其最大视场(maximumfield)为31.710度；图3g、图3h、图3i的斑点(spot)图，而在同一成像面ima分别呈现0.000mm、5.463mmm、7.804mm的不同像高，当该成像面在0.000mm，则均方根半径值(rmsradius)为2.073um及分布半径(georadius)为3.928um、当该成像面在5.462mm，则均方根半径值(rmsradius)为2.216um及分布半径(georadius)为8.737um、当该成像面在7.804mm，则均方根半径值(rmsradius)为3.343um及分布半径(georadius)为14.738um，借由上述仿真曲线及数据，亦证明该投影镜头系统30c能以透镜组合架构简单及成本便宜进行投影，仍维持良好投影成像质量。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页1 2 3