一種超短焦投影鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及光電顯示行業(yè)中的投影儀的投影鏡頭，尤其設(shè)及一種超短焦投影 鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市面上出現(xiàn)的短焦投影儀有兩種形式，一種為反射式投影儀，該工作原理是 在短焦投影鏡頭前面加一塊非球面反光鏡面，經(jīng)過反射后投影到屏幕。運種技術(shù)的缺點在 于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非球面反射鏡的成本相對較高。而另一種為普通短焦投影鏡頭，但該類鏡頭的 分辨率較低。
[0003] 目前的投影鏡頭為了提高投影的畫面質(zhì)量，一般設(shè)計的鏡頭焦距均較長，但其視 角卻很小。眾所周知，焦距越短，視角越大，因光學(xué)原理產(chǎn)生的崎變也就越強烈。隨著電子技 術(shù)的飛速發(fā)展，人們對高清投影器材的需求也日益旺盛。傳統(tǒng)的長焦距、窄視角的投影鏡頭 無論從尺寸還是投影畫面質(zhì)量均難W滿足需要。
[0004] 目前，市面上出現(xiàn)的短焦投影儀有另種形式，一種是常規(guī)投影鏡頭，所有鏡片共一 條光軸，鏡片數(shù)量多，結(jié)構(gòu)長;另一種為反射式投影儀，該投影系統(tǒng)鏡頭與屏幕之間有一塊 曲面反光鏡面，由于運塊曲面反光鏡面的作用，系統(tǒng)鏡片數(shù)量小，系統(tǒng)總長小。
[0005] DLP投影技術(shù)成為投影顯示的主要技術(shù)，其核屯、部件是美國的德州儀器數(shù)字微鏡 晶片(DMD)，通光控制DMD微鏡晶片反射角度來實現(xiàn)數(shù)字光學(xué)處理?；贒MD忍片的反射式工 作方式，提高投影機忍壽命長和光效利用率;同時化P顯示單元的亮度均勻性、色彩均勻性、 灰度等級等技術(shù)指標比和顯示效果比其他的投影技術(shù)有明顯的優(yōu)勢;DMD數(shù)字微鏡晶片體 積小，成像分辨率高，成為主流的投影應(yīng)用技術(shù)。
[0006] 現(xiàn)有的短焦距鏡頭鏡片有很多很小曲率半徑的面，加工裝調(diào)難度較大;此外，鏡筒 光闊W后出現(xiàn)塑料非球面鏡片，由于工作溫度高的影響，容易受熱應(yīng)力破裂，壽命不長;反 射式短焦距鏡片的缺點在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，非球面反射鏡的成本相對較高；同時，其采用的非遠 屯、照明方式會造成屏幕照度均勻性較差。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 本實用新型提供一種具有調(diào)焦功能，且結(jié)構(gòu)簡單、分辨率高和超廣角崎變的超短 焦投影鏡頭。
[000引本實用新型的技術(shù)方案是：
[0009] -種超短焦投影鏡頭，包括投射面和DMD忍片之間同光軸設(shè)置的前負透鏡組、后正 透鏡組和場鏡，所述前負透鏡組包括依次同光軸設(shè)置的第一非球面透鏡、平凹透鏡、彎月透 鏡、平凸透鏡、凸平透鏡、第一雙凹透鏡、凹凸透鏡和凸凹透鏡，所述凸凹透鏡的凹面設(shè)置有 光闊；所述后正透鏡組包括依次同光軸設(shè)置的低溫玻璃模壓非球面透鏡和Ξ膠合鏡片組； 其中：
[0010] 第一非球面透鏡的焦距介于-35mm與-45mm之間；
[0011] 平凹透鏡的焦距介于-25mm與-35mm之間；
[001^ 彎月透鏡的焦距介于-330mm與-380mm之間；
[OOU] 平凸透鏡的焦距介于45mm與55mm之間；
[0014] 凸平透鏡的焦距介于75mm與85mm之間；
[001引第一雙凹透鏡的焦距介于15mm與25mm之間；
[0016] 凹凸透鏡的焦距介于-20mm與-30mm之間；
[0017] 凸凹透鏡的焦距介于15mm與25mm之間；
[001引第二非球面透鏡的焦距介于15mm與25mm之間；
[0019] 立膠合鏡片組的焦距介于15mm與25mm之間；
[0020] 場鏡的焦距介于15mm與25mm之間。
[0021] 優(yōu)選地，所述Ξ膠合鏡片組包括依次設(shè)置的第一雙凸透鏡、第二雙凹透鏡和第二 雙凸透鏡。
[0022] 優(yōu)選地，所述第一非球面透鏡的折射率介于1.5與1.55之間；
[0023] 所述平凹透鏡的折射率介于1.7與1.8之間；
[0024] 所述彎月透鏡的折射率介于1.58與1.68之間；
[0025] 所述平凸透鏡的折射率介于1.6與1.7之間；
[00%]所述凸平透鏡的折射率介于1.5與1.6之間；
[0027]所述第一雙凹透鏡的折射率介于1.7與1.8之間；
[00%]所述凹凸透鏡的折射率介于1.78與1.88之間；
[0029] 所述凸凹透鏡的折射率介于1.78與1.88之間；
[0030] 所述第二非球面透鏡的折射率介于1.55與1.6之間；
[0031] 第一雙凸透鏡的折射率介于1.48與1.55之間；
[0032] 第二雙凹透鏡的折射率介于1.7與1.8之間；
[0033] 第二雙凸透鏡折射率介于1.48與1.55之間；
[0034] 所述場鏡的折射率介于1.7與1.8之間。
[0035] 優(yōu)選地，所述第一非球面透鏡和平凹透鏡的距離為22.834mm;
[0036] 所述平凹透鏡和彎月透鏡之間的距離為20.165mm;
[0037] 所述彎月透鏡和平凸透鏡之間的距離為0.2mm;
[0038] 所述凸平透鏡為調(diào)焦鏡片，其調(diào)焦行程為1.3mm;
[0039] 所述第一雙凹透鏡和凹凸透鏡之間的距離為0.2mm;
[0040] 所述凹凸透鏡和凸凹透鏡之間的距離為0.2mm;
[0041] 所述凸凹透鏡和第二非球面透鏡之間的距離為0.2mm;
[0042] 所述第二非球面透鏡和Ξ膠合鏡片組的距離為0.2mm;
[0043] 所述Ξ膠合鏡片組和場鏡之間的距離為21.350mm;
[0044] 所述場鏡和DMD忍片之間的距離為1mm。
[0045] 優(yōu)選地，所述第一非球面鏡片為塑料非球面鏡片。
[0046] 優(yōu)選地，所述第一非球面鏡片的口徑大于80mm，小于100mm。
[0047] 優(yōu)選地，所述光軸偏置放置，距所述DMD忍片0.85mm至1mm。
[004引優(yōu)選地，若W透鏡遠離所述DMD忍片的面為面A，靠近所述DMD忍片的面為面B，則
[0049] 第一非球面透鏡的面A曲率等效半徑為86mm，面B等效曲率半徑為86mm;
[0050] 平凹透鏡的面A為平面，面B曲率半徑為19mm;
[0051] 彎月透鏡的面A曲率半徑為-22mm，面B曲率半徑為-32mm;
[0化2] 平凸透鏡的面A為平面，面B曲率半徑為-48.414mm;
[0053] 凸平透鏡的面A曲率半徑為44mm，面B為平面；
[0054] 第一雙凹透鏡的面A曲率半徑為-37mm，面B曲率半徑為22mm;
[00對凹凸透鏡的面A曲率半徑為17mm，面B曲率半徑為34mm;
[0056] 凸凹透鏡的面A曲率半徑為30mm，面B曲率半徑為58mm;
[0057] 第二非球面透鏡曲率等效半徑為50mm，面B等效曲率半徑為-40mm;
[005引第一雙凸透鏡的面A曲率半徑為27mm，面B曲率半徑為-10mm;
[0059] 第二雙凹透鏡的面A曲率半徑為-10mm，面B曲率半徑為23mm;
[0060] 第二雙凸透鏡的面A曲率半徑為23mm，面B曲率半徑為-17mm;
[OOW] 場鏡的面A曲率半徑為31mm，面B為平面。
[0062] 優(yōu)選地，所述第一非球面透鏡的面B通光有效矢高和有光有效通光口徑之間的比 例大于0.4且小于0.5,且曲面切線與光軸夾角大于20度。
[0063] 本實用新型的有益效果在于，本實用新型根據(jù)超廣角的成像特點，最終得到負透 鏡組在前，正透鏡組在后的分離"反遠距"型物鏡，其成像優(yōu)良且能實現(xiàn)投射距離0.6m到 1.8m的清晰調(diào)焦。
【附圖說明】
[0064] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065] 圖2是本實用新型的在投射距離為0.6m時的MTF曲線圖。
[0066] 圖3是本實用新型投影鏡頭在投射距離為Im時的MTF曲線圖。
[0067] 圖4是本實用新型投影鏡頭在投射距離為1.8m時的MTF曲線圖。
[0068] 圖5是本實用新型投影鏡頭投射距離為0.6m時的點列圖。
[0069] 圖6是本實用新型投影鏡頭投射距離為Im時的點列圖。
[0070] 圖7是本實用新型投影鏡頭投射距離為1.8m時的點列圖。
[0071] 圖8是本實用新型投影鏡頭投射距離為0.6m時的場曲和崎變圖。
[0072] 圖9是本實用新型投影鏡頭投射距離為16m時的場曲和崎變圖。
[0073] 圖10是本實用新型投影鏡頭投射距離為1.8m時的場曲和崎變圖。
[0074] 圖11是本實用新型投影鏡頭投射距離為0.6m時的網(wǎng)格崎變圖。
[0075] 圖12是本實用新型投影鏡頭投射距離為Im時的網(wǎng)格崎變圖。
[0076] 圖13是本實用新型投影鏡頭投射距離為1.8m時的網(wǎng)格崎變圖。
[0077] 圖14為本實用新型投影鏡頭的DMD放置位置圖。
【具體實施方式】
[0078] 下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0079] 請參見圖1，本實用新型一種超短焦投影鏡頭，包括投射面和DMD忍片之間同光軸 設(shè)置的前負透鏡組、后正透鏡組和場鏡，所述前負透鏡組包括依次同光軸設(shè)置的第一非球 面透鏡1、平凹透鏡2、彎月透鏡3、平凸透鏡4、凸平透鏡5、第一雙凹透鏡6、凹凸透鏡7和凸凹 透鏡8,所述凸凹透鏡8的凹面設(shè)置有光闊；所述后正透鏡組包括依次同光軸設(shè)置的第二非 球面透鏡9和Ξ膠合鏡片組10;其中：
[0080] 第一非球面透鏡1的焦距介于-35mm與-45mm之間；
[0081 ] 平凹透鏡2的焦距介于-25mm與-35mm之間；
[0082] 彎月透鏡3的焦距介于-330mm與-380mm之間；
[0083] 平凸透鏡4的焦距介于45mm與55mm之間；
[0084] 凸平透鏡5的焦距介于75mm與85mm之間；
[0085] 第一雙凹透鏡6的焦距介于15mm與25mm之間；
[0086] 凹凸透鏡7的焦距介于-20mm與-30mm之間；
[0087] 凸凹透鏡8的焦距介于15mm與25mm之間；
[008引第二非球面透鏡9的焦距介于15mm與25mm之間；
[0089] Ξ膠合鏡片組10的焦距介于15mm與25mm之間；
[0090] 場鏡11的焦距介于15mm與25mm之間。場鏡11具有正的光焦度，減少了成像光束的 匯聚角度，成像光束遠屯、結(jié)構(gòu)
[0091] 作為本實用新型的一個較好的實施例，所述第一非球面透鏡1的折射率介于1.5與 1.55之間；
[0092] 所述平凹透鏡2的折射率介于1.7與1.8之間；
[0093] 所述彎月透鏡3的折射率介于1.58與1.68之間；
[0094] 所述平凸透鏡4的折射率介于1.6與1.7之間；
[00M]所述凸平透鏡5的折射率介于1.5與1.6之間；
[0096] 所述第一雙凹透鏡6的折射率介于1.7與1.8之間；
[0097] 所述凹凸透鏡7的折射率介于1.78與1.88之間；
[0098] 所述凸凹透鏡8的折射率介于1.78與1.88之間；
[0099] 所述第二非球面透鏡9的折射率介于1.55與1.6之間；
[0100] 所述Ξ膠合鏡片組10包括依次設(shè)置的第一雙凸透鏡、第二雙凹透鏡和第二雙凸透 鏡，其中所述第一雙凸透鏡的折射率介于1.48與1.55之間，第二雙凹透鏡的折射率介于1.7 與1.8之間，第二雙凸透鏡折射率介于1.48與1.55之間；
[0101] 所述場鏡11的折射率介于1.7與