专利名称：投影镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字投影显示技术领域，更具体地说，涉及一种DLP或LCOS投影光机上使用的投影镜头。
背景技术：
现有的数字投影显示技术主要采用DMD或者LCOS作为显示器件，采用偏振分光元件(PBS)或者全反射分光元件(TIR)作为照明/成像分光器件，通过设计合理的投影镜头光路，将从显示器件上反射的图像聚焦到显示屏幕幕上面。为取得良好的显示图像品质以及较大的投影画面尺寸(投射比〈I. 5的情况下)，投影镜头通常结构复杂，镜片数量一般超 过8片；由于玻璃材料价格高，加工以及装配工艺复杂，良率不易控制，现有投影镜头通常价格昂贵。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种投影镜头，该投影镜头工艺简单，价格便宜。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，包括透镜组件，该透镜组件与显示器件、分光器件和显示屏幕幕构成投影成像系统，，其中所述的成像系统满足以下参数条件29° ^ F0V.彡 39°，10. Omm < f，< 14. 0mm,O. 204 彡 NA 彡 O. 232。其中F0V.表示投影成像系统半视场角，f ’表示投影成像系统焦距，NA表示投影成像系统的物方数值孔径。本发明的有益效果在于通过本发明设计的投影镜头，与DMD或LCOS显示器件以及相应照明光路配合使用，将显示器件反射的光束收集并聚焦到显示屏幕，具有显示尺寸大，光利用效率高，成本低等特点。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图I是本发明实施例I的系统图；图2是本发明实施例I的光线追迹图；图3是本发明实施例I的传递函数曲线图；图4是本发明实施例I的场曲和畸变曲线图；图5是本发明实施例I的垂轴色差曲线图；图6是本发明实施例2的系统图；图7是本发明实施例2的光线追迹图8是本发明实施例2的传递函数曲线图；图9是本发明实施例2的场曲和畸变曲线图；图10是本发明实施例2的垂轴色差曲线图；图11是本发明实施例3的系统图；图12是本发明实施例3的光线追迹图；图13是本发明实施例3的传递函数曲线图；图14是本发明实施例3的场曲和畸变曲线图；图15是本发明实施例3的垂轴色差曲线图； 图16是本发明实施例4的系统图；图17是本发明实施例4的光线追迹图；图18是本发明实施例4的传递函数曲线图；图19是本发明实施例4的场曲和畸变曲线图；图20是本发明实施例4的垂轴色差曲线图；图21是本发明实施例5的系统图；图22是本发明实施例5的光线追迹图；图23是本发明实施例5的传递函数曲线图；图24是本发明实施例5的场曲和畸变曲线图；图25是本发明实施例5的垂轴色差曲线图；图26是本发明实施例6的系统图；图27是本发明实施例6的光线追迹图；图28是本发明实施例6的传递函数曲线图；图29是本发明实施例6的场曲和畸变曲线图；图30是本发明实施例6的垂轴色差曲线图。
具体实施例方式本发明提供一种投影镜头，与DMD或LCOS显示器件以及相应照明光路配合使用，将显示器件反射的光束收集并聚焦到显示屏幕，其位置布置从显示器件到显示屏幕依次为显示器件I、分光器件2、透镜组件[L1]-[L6]和显示屏幕，所述的成像系统满足以下参数条件29。^ F0V.彡 39°，10. Omm < f，< 14. 0mm,O. 204 彡 NA 彡 O. 232。其中F0V.表示投影成像系统半视场角，f ’表示投影成像系统焦距，NA表示投影成像系统的物方数值孔径。本发明实施例所述的透镜组件包括依次排列的透镜非球面双凸透镜[LI];球面双凸透镜[L2];球面双凹透镜[L3];球面月牙或平凸透镜[L4]，在显示器件一侧具有凸面；球面双凸透镜[L5];非球面月牙透镜[L6]，在屏幕一侧具有凸面；光阑3位于球面月牙或平凸透镜[L4]与非球面月牙透镜[L5]之间。所述的球面双凸透镜[L2]和球面双凹透镜[L3]胶合形成双胶合透镜，或球面双凸透镜[L2]、球面双凹透镜[L3]和球面月牙或平凸透镜[L4]胶合形成三胶合透镜。本发明实施例所述的各透镜的如下参数
权利要求
1.一种投影镜头，包括透镜组件，该透镜组件与显示器件、分光器件和显示屏幕幕构成投影成像系统，其特征在于所述的成像系统满足以下参数条件 29。( FOV. ( 39°，10. Omm < f’ < 14. 0mm,O. 204 彡 NA 彡 O. 232。
其中F0V.表示投影成像系统半视场角，V表示投影成像系统焦距，NA表示投影成像系统的物方数值孔径。
2.根据权利要求I所述的投影镜头，其特征在于所述的透镜组件包括依次排列的透镜非球面双凸透镜[LI];球面双凸透镜[L2];球面双凹透镜[L3];球面月牙或平凸透镜[L4]，在显示器件一侧具有凸面；球面双凸透镜[L5];非球面月牙透镜[L6]，在屏幕一侧具有凸面；光阑位于球面月牙或平凸透镜[L4]与非球面月牙透镜[L5]之间。
3.根据权利要求I或2所述的投影镜头，其特征在于所述的球面双凸透镜[L2]和球面双凹透镜[L3]胶合形成双胶合透镜，或球面双凸透镜[L2]、球面双凹透镜[L3]和球面月牙或平凸透镜[L4]胶合形成三胶合透镜。
4.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于所述的非球面双凸透镜[LI]和非球面月牙透镜[L6]至少具有一个非球面，非球面的形状按如下多项式得出
5.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于所述的非球面双凸透镜[LI]前后两个面的中心半径分别为2〈Rll/f’〈2. 45 和-2. 2〈R12/f’〈-I. 8 ;厚度为0. 45〈Tl/f’〈O. 7 ；折射率Nd>1.48，色散系数Vd>50 ;焦距为:1.9〈n，/f’〈2.3。
6.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于所述的球面双凸透镜[L2]前后两个面的中心半径分别为1. 8〈R21/f’ <2. 8 和-4. 85〈R22/f’ <-2. 2 ;厚度为0. 25〈T2/f’〈O. 6 ；折射率Nd >1. 48，色散系数Vd>50 ;焦距为1. 75〈f2’/f’〈3. I ;与透镜[LI]的中心间距为O. 008〈Dl/f，〈O. 45。
7.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于所述的球面双凹透镜[L3]前后两个面的中心半径分别为-4. 85 < R31/f’〈-2. 2和I. 0〈R32/f’〈I. 7 ;厚度为0. 08〈T3/r〈O. 15 ;折射率 Nd :>1. 7，色散系数 Vd < 35 ;焦距为-1. 3〈f3’ /f’ <_1· O。
8.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于所述的球面月牙或平凸透镜[L4]前后两个面的中心半径分别为1.0〈R41/f’〈I. 7和2. 6〈R42/f’ <①;厚度为0. 2〈T4/f，〈O. 35 ;折射率Nd >1. 48，色散系数Vd>50 ;焦距为1. 8〈f4’ /f ’ <4. 4 ;与透镜[L3]的中心间隔为0〈D3/f’〈O. 15 ;与光阑的中心间隔为0. 7 < D4/f’〈I。
9.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于所述的球面双凸透镜[L5]前后两个面的中心半径分别为2. 8〈R51/f’ <5. I 和-5. l〈R52/f’ <-2. 8 ;厚度为0. 2〈5/f’〈O. 7 ;折射率Nd:>1.7，色散系数Vd〈50 ;焦距为1.85〈f5’/f’〈2. 5 ;与光阑的中心间隔为0. 4<DS/f，〈O. 8。
10.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于所述的非球面月牙透镜[L6]前后两个面的中心半径分别为:-0. 71〈R61/f’〈-O. 58 和-80. 0〈R62/f’ <-4. 2 ;厚度为0. 12〈T5/f，〈O. 25 ;折射率 Nd:>1.48，色散系数 Vd>50 ;焦距为-1. 6〈f6’ /f’〈-I. I ;与透镜[L5]的中心间隔为0. 8〈D5/f’〈2. O。·
全文摘要
本发明涉及一种投影镜头，包括透镜组件，该透镜组件与显示器件、分光器件和显示屏幕构成投影成像系统，其中所述的成像系统满足以下参数条件29°≤FOV.≤39°，10.0mm≤f’≤14.0mm，0.204≤NA≤0.232。其中FOV.表示投影成像系统半视场角，f’表示投影成像系统焦距，NA表示投影成像系统的物方数值孔径。本通过本发明设计的投影镜头，与DMD或LCOS显示器件以及相应照明光路配合使用，将显示器件调制后的光束收集并聚焦到显示屏幕，具有显示尺寸大，光利用效率高，成本低等特点。
文档编号G02B13/18GK102937739SQ20121041936
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者李恒白, 陈双安 申请人:深圳市安华光电技术有限公司