一种0.23英寸芯片用微投投射镜头的制作方法

本发明属于投射镜头技术领域，具体涉及一种0.23英寸芯片用微投投射镜头。

背景技术：

从历史上第一台投影仪到后来的光学投影仪，再到今天的数字投影机，投影技术发展到今天，已经不单是放映清晰高效的影像效果如此简单的要求了。随着社会发展，出现了采用dlp（美国德州仪器公司开发的数字光学处理技术）投影技术的小芯片微型投影机，对投射镜头的性能提出了很高的要求。

公开号为cn105527698a的专利文献公开了一种dlp微型投影机的投影镜头，包括像方和物方，像方和物方之间依次设有第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、棱镜以及dmd，第二透镜和第三透镜之间设有光阑。该投影镜头采用反远摄结构，保证了镜头的远心度，相对孔径大清晰度高，结构紧凑，体积小，适用于0.3寸dmd的投影光路。

公开号为cn204515225u的专利文献公开了一种用于数字dlp投影显示的投射比为0.7的短焦镜头，包括一个镜框，在镜框内自近物侧至远物侧方向依次设置非球面镜片、第一光学物镜、第二光学物镜、第三光学物镜、胶合物镜、第四光学物镜、第五光学物镜，该短焦镜头具有成像效果好、低畸变率、高像差、高色差以及高透光率等特点。外壳采用高品质铝合金制成，具有耐高温、不宜变形、美观等特点。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种0.23英寸芯片用微投投射镜头，解像力高，分辨率高，能够更好地满足市场需求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种0.23英寸芯片用微投投射镜头，沿光轴从物面到像面方向依次设置有：第一偶次非球面透镜、第二偶次非球面透镜、第一双凹面负透镜、第一双凸面透镜、弯月透镜、消色差透镜组、第二双凸面透镜和第三双凸面透镜，所述消色差透镜组包括依次设置的第二双凹面负透镜和第四双凸面透镜。

进一步的，所述投射镜头的有效焦距6.26mm，镜头光圈值为f1.7。

进一步的，所述投射镜头在40英寸到100英寸投射画面下解像力为：分辨率为93lp/mm时，镜头mtf>50%。

进一步的，所述投射镜头用于0.23dmd芯片的投射比为1.2。

进一步的，所述第一偶次非球面透镜和第二偶次非球面透镜均为塑料材质。

进一步的，所述第一双凹面负透镜、第一双凸面透镜、弯月透镜、第二双凹面负透镜、第四双凸面透镜、第二双凸面透镜和第三双凸面透镜均为玻璃材质。

微型投影的核心是显示光电集成芯片，dlp技术是发展较为充分的技术之一。公知的微型投影镜头的设计优化是由一系列的性能参数和结构参数决定的。因此，在镜头设计过程中，像高、视场角、焦距、相对孔径等相关参数相互制约，对最终的成像质量影响很大，特别是畸变量很难控制，另外，投影镜头与tir棱镜匹配时需要保留较长的后工作距离，这大大增加了镜头长度和轴外像差的控制难度，因此设计出成像质量高，镜头结构紧凑，畸变量又满足使用要求的镜头是比较困难的，例如在cn015527698中，系统采用九片球面镜，其分辨率仅为50lp/mm，畸变约为0.7%。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明投射镜头由9片镜片组成，沿光轴从物面到像面方向依次设置有：第一偶次非球面透镜、第二偶次非球面透镜、第一双凹面负透镜、第一双凸面透镜、弯月透镜、消色差透镜组、第二双凸面透镜和第三双凸面透镜，其中：采用第一偶次非球面透镜和第二偶次非球面透镜组合可使色差最小，且第一偶次非球面透镜和第二偶次非球面透镜为塑料材质，不但可以减少结构中透镜的数量，缩小最大口径的尺寸和光学系统总长且减轻重量，同时还可以有效地平衡轴外像差，提高光学系统的相对孔径，扩大视场角；通过上述透镜的有机组合，所得投射镜头可用于0.23dmd芯片，投射镜头在40英寸到100英寸投射画面下解像力为：分辨率为93lp/mm时，镜头mtf>50%，解像力高，分辨率高，镜头畸变小，在整个视场内的畸变量的绝对值小于0.4%，能够更好地满足市场需求。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1为本发明的光学系统图；

图2为本发明的光学系统光线2d图；

图3为本发明镜头投影画面为40英寸时的mtf曲线图；

图4为本发明镜头投影画面为80英寸时的mtf曲线图；

图5为本发明镜头投影画面为100英寸时的mtf曲线图；

图6为本发明镜头投影画面为80英寸时的畸变曲线图；

其中，1-第一偶次非球面透镜，2-第二偶次非球面透镜，3-第一双凹面负透镜，4-第一双凸面透镜，5-弯月透镜，6-第二双凹面负透镜，7-第四双凸面透镜，8-第二双凸面透镜，9-第三双凸面透镜。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。

如图1-图2所示，一种0.23英寸芯片用微投投射镜头，沿光轴从物面到像面方向依次设置有：第一偶次非球面透镜1、第二偶次非球面透镜2、第一双凹面负透镜3、第一双凸面透镜4、弯月透镜5、消色差透镜组、第二双凸面透镜8和第三双凸面透镜9，所述消色差透镜组包括依次设置的第二双凹面负透镜6和第四双凸面透镜7。

所述投射镜头的有效焦距6.26mm，镜头光圈值为f1.7。

如图3-图5所示，所述投射镜头在40英寸到100英寸投射画面下解像力为：分辨率为93lp/mm时，镜头mtf>50%。

所述投射镜头用于0.23dmd芯片的投射比为1.2。

如图6所示，镜头畸变小，在整个视场内的畸变量的绝对值小于0.4%。

所述第一偶次非球面透镜1和第二偶次非球面透镜2均为塑料材质，不但可以减少结构中透镜的数量，缩小最大口径的尺寸和光学系统总长且减轻重量，同时还可以有效地平衡轴外像差，提高光学系统的相对孔径，扩大视场角。

所述第一双凹面负透镜3、第一双凸面透镜4、弯月透镜5、第二双凹面负透镜6、第四双凸面透镜7、第二双凸面透镜8和第三双凸面透镜9均为玻璃材质。

为满足上述性能参数的要求，下面对投射镜头中9片透镜，每个透镜具有两面，共18面，下面就9片透镜的每一面的结构参数作进一步的描述，从左到右透镜参数结构参数如表1所示：

表1每个透镜的结构参数

，

偶次非球面表达式如下：

，

式中，r为曲率半径，h为径向坐标，径向坐标的单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；

当k＜-1时，透镜的面形曲线为双曲线；

当k=-1时，透镜的面形曲线为抛物线；

当-1＜k＜0时，透镜的面形曲线为椭圆；

当k=0时，透镜的面形曲线为圆形；

当k＞0时，透镜的面形曲线为扁圆；

a~d分别表示各径向坐标所对应的系数。

非球面系数：

，

上述表1和表2中：

面编号1和2分别表示的是第一偶次非球面透镜1的第一面和第二面；

面编号3和4分别表示的是第二偶次非球面透镜2的第一面和第二面；

面编号5和6分别表示的是第一双凹面负透镜3的第一面和第二面；

面编号7和8分别表示的是第一双凸面透镜4的第一面和第二面；

面编号9和10分别表示的是弯月透镜5的第一面和第二面；

面编号11和12分别表示的是第二双凹面负透镜6的第一面和第二面；

面编号13和14分别表示的是第四双凸面透镜7的第一面和第二面；

面编号15和16分别表示的是第二双凸面透镜8的第一面和第二面；

面编号17和18分别表示的是第三双凸面透镜9的第一面和第二面；

其中，所述第一面指朝向物面侧的一面，第二面指朝向像面侧的一面。

mtf特性图反映出镜头由中心区到边缘位置的画质表现。在本发明中，图3为本发明镜头投影画面为40英寸时的mtf曲线图，图4为本发明镜头投影画面为80英寸时的mtf曲线图，图5为本发明镜头投影画面为100英寸时的mtf曲线图，图6为本发明镜头投影画面为80英寸时的畸变数据图。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。