CN101876744B - 投影镜头 - Google Patents

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Abstract

一种投影镜头，其从放大侧至缩小侧依次包括具有负光焦度的第一镜群和具有正光焦度的第二镜群。所述第二镜群从放大侧至缩小侧依次包括一个具有正光焦度的前镜群和一个具有正光焦度的后镜群。该投影镜头满足条件式：-1.35＜F1/F＜-0.35，3＜F24/F＜5，其中，F1为所述第一镜群的焦距，F24为所述后镜群的焦距，F为投影镜头的总焦距。本发明的投影镜头具有较小的畸变、慧差及像散等像差，因此具有较好的成像品质。

Description

投影镜头
技术领域
本发明涉及投影技术，特别涉及一种投影镜头。
背景技术
近年来，随着投影技术的发展，消费者对投影画面品质的要求越来越高。因此，数字光处理投影仪及液晶显示投影仪等所采用的数字微镜芯片(Digital micro-mirror device，DMD)和液晶显示面板(LCD panel)的像素在不断提高。相应地，具有低像差的投影镜头的市场需求也随之增加。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种像差较小的投影镜头。
一种投影镜头，其从放大侧至缩小侧依次包括具有负光焦度的第一镜群和具有正光焦度的第二镜群。所述第二镜群从放大侧至缩小侧依次包括一个具有正光焦度的前镜群和一个具有正光焦度的后镜群。该投影镜头满足条件式：
-1.35＜F1/F＜-0.35，
3＜F24/F＜5，
其中，F1为所述第一镜群的焦距，F24为所述后镜群的焦距，F为投影镜头的总焦距。
本发明的投影镜头满足条件式-1.35＜F1/F＜-0.35和3＜F24/F＜5，因此具有较小的畸变、慧差及像散等像差，使其具有较好的成像品质。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的投影镜头的示意图。
图2为图1中的投影镜头的球差特性曲线图。
图3为图1中的投影镜头的场曲特性曲线图。
图4为图1中的投影镜头的畸变特性曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
图1所示为本发明实施方式提供的投影镜头100，其用于将一个投影组件200如数字微镜元件(Digital Micro mirror Device，DMD)产生的影像投影到一个投影屏幕(图未示)上。该投影镜头100从放大侧至缩小侧依次包括一个具有负光焦度的第一镜群10和一个具有正光焦度的第二镜群20。所述放大侧是指靠近投影屏幕的一侧，所述缩小侧是指靠近投影组件200的一侧。投影时，光线自缩小侧射入所述投影镜头100，依次经所述第二镜群20和第一镜群10后，将图像投影于所述投影屏幕上。
所述第一镜群10从放大侧至缩小侧依次包括一个第一透镜101、一个第二透镜102、一个第三透镜103、一个第四透镜104及一个第五透镜105。
所述第二镜群20从放大侧至缩小侧依次包括一个具有正光焦度的前镜群22和一个具有正光焦度的后镜群24。该前镜群22从放大侧至缩小侧依次包括一个第六透镜221和一个第七透镜222。所述后镜群24从放大侧至缩小侧依次包括一个第八透镜241、一个第九透镜242、一个第十透镜243、一个第十一透镜244、一个第十二透镜245及一个第十三透镜246。其中，所述第八透镜241、第九透镜242及第十透镜243依次胶合，形成一个复合透镜(图未标)，所述第十一透镜244与第十二透镜245相互胶合。
为使该投影镜头100具有较好的广角特性，该投影镜头100应满足以下条件：
(1)-1.35＜F1/F＜-0.35，
(2)3＜F24/F＜5，
其中，F1为第一镜群10的焦距，F24为第二镜群20的后镜群24的焦距，F为该投影镜头100的总焦距。
条件(1)和(2)确保了第一镜群10和第二镜群20的后镜群24的焦距在整个投影镜头100中的比例，以使第一镜群10产生的像差能得到较好的修正。条件(1)和(2)还可确保该投影镜头100具有足够的后焦长度，以便在所述第十三透镜246与投影组件200间设置其它光学元件。
优选地，该投影镜头100还满足以下条件：
(3)BF/F＞4.5，
其中，BF为该投影镜头100的后焦距，即第十三透镜246的缩小侧表面到投影组件200的距离。条件(3)用于确保该投影镜头100的后焦距在一个适当范围内。
优选地，该投影镜头100还满足以下条件：
(4)-0.15＜F/Ft＜0.1，
其中，Ft为所述复合透镜的焦距。条件(4)用于确保该复合透镜的光焦度在一个适当范围内，以使其产生的像差较小。
优选地，该投影镜头100还满足以下条件：
(5)n9＞1.78
其中，n9为所述第九透镜242在d光(波长为589.3nm)条件下的折射率。条件(5)用于确保第九透镜242具有高折射率。当n9＜1.78时，不利于该投影镜头100的高阶色像差的修正。
所述投影镜头100还包括一个孔径光阑30及一个玻璃片40。所述孔径光阑30位于所述第七透镜222与第八透镜241之间，用于屏蔽杂散光。所述玻璃片40设于所述第十三透镜246与投影组件200之间，用于防止所述投影组件200受到灰尘的污染。
所述第一透镜101为非球面透镜，其表面均满足非球面的面型表达式：
x = ch 2 1 + 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 + Σ A i h i
其中，x是沿光轴方向在高度为h的位置以表面顶点作参考距光轴的位移值，c为镜面表面中心的曲率半径，k是二次曲面系数，h为从光轴到透镜表面的高度，∑Aihi表示对Aihi累加，i为自然数，Ai为第i阶的非球面面型系数。
在本实施方式中，该投影镜头100的各光学元件满足表1及表2的条件，且2ω＝109.8°，FNO.＝2.35，F＝7.42mm，F1＝-6.35mm，F24＝29.45mm，Ft＝-86.71mm，BF＝31.75mm。
表1中分别列有由放大侧至缩小侧的各光学表面的曲率半径(R)、与后一光学表面的间距(D)、折射率(nd)和阿贝数(Abbe Number)(Vd)。其中，请参阅图1，S1至S25依次表示从放大侧至缩小侧的各光学表面。
表1
Figure G20091U1950720090429D000032
Figure G20091U1950720090429D000041
各非球面表面的非球面系数如表2所示：
表2
  表面序号   k   A4   A6   A8   A10   A12   A14   A16
  S1   0   6.01E-6  -3.09E-9   9.66E-13   3.41E-17  -4.61E-20  -2.72E-23   1.11E-26
  S2   0   3.80E-6  -2.49E-9   2.60E-14  -3.53E-16   3.39E-19  -4.05E-23  -1.12E-26
本实施方式中所述投影镜头100的球差特性曲线、场曲特性曲线及畸变的特性曲线分别如图2、图3及图4所示。图2中，曲线f，d及c分别为该投影镜头100在f光(波长为486.1nm)、d光(波长为589.3nm)及c光(波长为656.3nm)条件下的球差特性曲线。可见，该投影镜头100产生的球差被控制在约-0.04mm~0.18mm之间。图3中，曲线t及s分别为该投影镜头100在d光条件下的子午场曲(tangential field curvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal fieldcurvature)特性曲线。可见，子午场曲值及弧矢场曲值被控制在约-0.06mm~0.16mm之间。图4所示为该投影镜头100在d光条件下的畸变特性曲线。可见，畸变量被控制在约-1.6％~0之间。综前，投影镜头100产生的球差、场曲及畸变被控制(修正)在较小的范围内。
本发明的投影镜头满足条件式-1.35＜F1/F＜-0.35和3＜F24/F＜5，因此具有较小的畸变、慧差及像散等像差，使其具有较好的成像品质。
应该指出，上述实施方式仅为本发明的较佳实施方式，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种投影镜头，其从放大侧至缩小侧依次包括具有负光焦度的第一镜群和具有正光焦度的第二镜群，所述第二镜群从放大侧至缩小侧依次包括一个具有正光焦度的前镜群和一个具有正光焦度的后镜群，其特征在于，该投影镜头满足条件式：
-1.35＜F1/F＜-0.35，
3＜F24/F＜5，
BF/F＞4.5
其中，F1为所述第一镜群的焦距，F24为所述后镜群的焦距，F为投影镜头的总焦距，BF为该投影镜头的后焦距。
2.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述后镜群包括一个由三个透镜胶合而成的复合透镜，所述该投影镜头还满足条件式：
-0.15＜F/Ft＜0.1
其中，Ft为所述复合透镜的焦距。
3.如权利要求2所述的投影镜头，其特征在于，所述复合透镜包括一个具有负光焦度的透镜，该透镜满足条件式：
n9＞1.78
其中，n9为该透镜对波长为589.3nm的光线的折射率。
4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一镜群从放大侧至缩小侧依次包括一个第一透镜、一个第二透镜、一个第三透镜、一个第四透镜及一个第五透镜，该第一透镜为非球面透镜。
5.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该投影镜头还包括一个孔径光阑，该孔径光阑设于所述前镜群与后镜群之间。
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