一种微型投影镜头的制作方法

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一种微型投影镜头的制作方法
【技术领域】:
[0001] 本实用新型涉及一种投影显示技术,尤其涉及一种具有低成本、易加工、镜片数量 少且成像质量较高、小尺寸的微型投影镜头。
【背景技术】:
[0002] 投影镜头是投影设备的核心组件:光经过反射式或穿透式的光调变装置后,需要 经过投影镜头投射至投影屏上成像。
[0003] 随着投影设备在生活中扮演的角色越来越多,应用到领域也会越来越多。更多的 设备需要嵌入微型投影设备,这对投影镜头的要求也越来越高,尺寸更小,结构更加紧凑, 成像效果更好,成本更加低。
[0004] 与现有技术比较,本实用新型所用镜片数量少,结构简单、尺寸小易加工,成本低 且成像质量高。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是:提供了一种一种微型投影镜头,其所用镜片 数量少,结构简单、尺寸小易加工,成本低且成像质量高。
[0006] 为解决上述技术问题,本实用新型具体提供一种技术方案:一种微型投影镜头,包 括由成像端依次到像源端并在同一光轴上分布的五个镜头、光阑、分光器件、保护玻璃,其 特征在于:第一镜片P1和第二镜片G1依次分布于成像端和光阑之间,第三镜片G2、第四镜 片G3和第五镜片P2依次分布于光阑和像源端之间,分光器件、保护玻璃一次分布于第五镜 头的后面。光线从像源端摄入分别穿过保护玻璃、分光器件、第五镜片P2、第四镜片G3、第 三镜片G2、光阑、第二镜片G1、第一镜片P1到达成像端成像。
[0007] 进一步优化的技术方案中,第一镜片P1为塑胶材料制成的负光焦度月牙型透镜 并凸面朝成像端,其中两个表面Sl、S2都为非球镜面,第一镜片P1的有效焦距Π应满 足:-2. 15〈fl/F〈-l. 7〇
[0008] 进一步优化的技术方案中,第二镜片G1为玻璃材料制成的正光焦度月牙型透镜, 其中两个表面S3、S4都为球面表面,第二镜片G1的有效焦距f2应满足:1. 7〈f2/F〈2. 15。
[0009] 进一步优化的技术方案中,第三镜片G2为玻璃材料所制成具有负光焦度双凹型 透镜,其中两个表面S6、S7都为球面表面,第三镜片G2的有效焦距f3应满足:-1. 3〈f3/ F<-1. 0〇
[0010] 进一步优化的技术方案中,第四镜片G3为玻璃材料所制成具有正光焦度双凸型 透镜,其中两个表面S7、S8都为球面表面,第四镜片G3的有效焦距f4应满足:3. 46〈f4/ F<3. 85〇
[0011] 进一步优化的技术方案中,第五镜片Ρ2塑胶材料所制成具有正光焦度双凸型透 镜,其中两个表面S9、S10都为非球镜面,第五镜片Ρ2的有效焦距f3应满足:1. 53〈f5/ F〈2. 0〇
[0012] 进一步优化的技术方案中,第一镜片P1到第二镜片G1的有效焦距f6应满足: 2. 15〈f6/F〈2. 84 ;第三镜片G2到第五镜片P2的有效焦距f7应满足:1. 15〈f7/F〈l. 66。
【附图说明】:
[0013] 图1微型投影镜头的光学结构图
[0014] 图2微型投影镜头的各视场芯片面传递函数MTF值
[0015] 图3微型投影镜头的场曲与畸变图
[0016] 图4微型投影镜头的垂轴色差图
【具体实施方式】:
[0017] 图1是本实用新型微型投影镜头的光学结构图。如图1所示,一种微型投影镜头, 包括由成像端依次到像源端并在同一光轴上分布的五个镜片、光阑、分光器件、保护玻璃。 其特征在于:第一镜片P1和第二镜片G1依次分布于成像端和光阑之间,第三镜片G2、第四 镜片G3和第五镜片P2依次分布于光阑和像源端之间,分光器件、保护玻璃一次分布于第五 镜片的后面。
[0018] 第本实用新型微型投影镜头一共有10个光学面。S5为光阑镜面,光学面Sl、S2 和S9、S10为非球面表面,光学面S3、S4、S6、S7、S8为球面表面。第一镜片P1为具有负光 焦度月牙型透镜并凸面朝成像端,第二镜片G1为具有正光焦度月牙型透镜,第三镜片G2为 具有负光焦度双凹型透镜,第四镜片G3为具有正光焦度双凸型透镜,第五镜片P2为具有正 光焦度双凸型透镜。
[0019] 本实用新型微型投影镜头,特征如下:第一镜片P1的有效焦距Π应符 合-2. 15〈f 1/F〈-1. 7,第二镜片G1的有效焦距f2应符合1. 7〈f2/F〈2. 15,第三镜片G2的有 效焦距f3应符合-1. 3〈f3/F〈-l. 0,第四镜片G3的有效焦距f4应符合3. 46〈f4/F〈3. 85,第 五镜片P2的有效焦距f5应符合-1. 53〈f5/F〈2. 0。第一镜片P1到第二镜片G1的有效焦距 f6应满足:2. 15〈f6/F〈2. 84 ;第三镜片G2到第五镜片P2的有效焦距f7应满足:1. 15〈f7/ F<1. 66〇
[0020] 本实用新型所述的微型投影镜头,第一镜片Ρ1和第五镜片Ρ2制作材料为塑胶材 料,第二镜片G1、第三镜片G2、第四镜片G3均用玻璃材料制成。
[0021] 在一个具体实施例中,透镜参数如下:
[0022]
[0023]
[0024] 非球面镜第一镜片P1和第七镜片P2由非球面公式才能得出球面相对应的曲线, 公式如下:
[0025]
[0026] 其中:Z表示非球面上的点离非球面顶点在光轴方向的距离;r表示非球面上的点 到光轴的距离;c表示非球面的中心曲率;k表示圆锥率;&4、&6、38、310表示非球面高次项 系数。
[0027] 非球面透镜P1和P2各阶系数如下:
[0028]
[0029] 根据上述各个透镜的具体参数和成像系统得出的微型透镜镜头,得出镜头光学系 统图1。
[0030] 图2为微型投影镜头的各视场芯片面传递函数MTF值,横坐标为空间频率坐标, 纵坐标为传递函数MTF值。由图2可知,在931p/mm空间频率下全视场光学传递函数 MTF>51% ;
[0031] 图3为微型投影镜头的场曲与畸变图,如图所示场曲在-0. 05~0. 05范围内,畸 变控制在2%以内;
[0032] 图4为微型投影镜头的垂轴色差图,横轴表示色差大小,纵轴表示视场。如图所示 该成像系统垂直色差最大为3. 5微米。
[0033] 综上所述可得知,本实用新型本实用新型所用镜片数量少,结构简单、尺寸小易 加工,成本低且成像质量高。
[0034] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式,但,本实用新型不受上述实施例的限 制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神 和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的 本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种微型投影镜头,包括由成像端依次到像源端并在同一光轴上分布的五个镜片、 光阑、分光器件、保护玻璃,其特征在于:第一镜片P1和第二镜片G1依次分布于成像端和光 阑之间,第三镜片G2、第四镜片G3和第五镜片P2依次分布于光阑和像源端之间,分光器件、 保护玻璃一次分布于第五镜片的后面。2. 如权利要求1所述的微型投影镜头,其特征在于:所述第一镜片P1为塑胶材料制成 的负光焦度月牙型透镜并凸面朝成像端,其中两个表面Sl、S2都为非球镜面,第一镜片P1 的有效焦距Π 应满足:-2. 15〈fl/F〈-l. 7〇3. 如权利要求1所述的微型投影镜头,其特征在于:所述第二镜片G1为玻璃材料制成 的正光焦度月牙型透镜,其中两个表面S3、S4都为球面表面,第二镜片G1的有效焦距f2应 满足:1. 7〈f2/F〈2. 15。4. 如权利要求1所述的微型投影镜头,其特征在于:所述第三镜片G2为玻璃材料所制 成具有负光焦度双凹型透镜,其中两个表面S6、S7都为球面表面,第三镜片G2的有效焦距 f3 应满足:-1. 3〈f3/F〈-l. 0〇5. 如权利要求1所述的微型投影镜头,其特征在于:所述第四镜片G3为玻璃材料所制 成具有正光焦度双凸型透镜,其中两个表面S7、S8都为球面表面,第四镜片G3的有效焦距 f4 应满足:3. 46〈f4/F〈3. 85。6. 如权利要求1所述的微型投影镜头,其特征在于:所述第五镜片P2塑胶材料所制成 具有正光焦度双凸型透镜,其中两个表面S9、S10都为非球镜面,第五镜片P2的有效焦距f3 应满足:1. 53〈f5/F〈2. 0。7. 如权利要求1所述的微型投影镜头,其特征在于:所述第一镜片P1到第二镜片G1的 有效焦距f6应满足:2. 15〈f6/F〈2. 84 ;第三镜片G2到第五镜片P2的有效焦距f7应满足: 1. 15〈f7/F〈l. 66。
【专利摘要】本实用新型涉及一种微型投影镜头,包括由成像端依次到像源端并在同一光轴上分布的五个镜片、光阑、分光器件、保护玻璃;第一镜片和第二镜片依次分布于成像端和光阑之间,第一镜片为负光焦度月牙型透镜并凸面朝成像端,第二镜片为正光焦度月牙型透镜并凸面朝成像端;第三镜片、第四镜片和第五镜片依次分布于光阑和像源端之间,其中第三镜片为负光焦度双凹型透镜,第四镜片为正光焦度双凸型透镜,第五镜片为正光焦度双凸型透镜。本实用新型具有低成本、易加工、镜片数量少且成像质量较高、小尺寸的优势。
【IPC分类】G03B21/14, G02B13/18, G02B1/00
【公开号】CN205176368
【申请号】CN201520699774
【发明人】张敬飞, 陆巍, 罗香石, 贺银波
【申请人】深圳市点睛创视技术有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年9月10日
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