CN103185956A - 微型投影镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微型投影镜头，包含有沿光轴且由成像侧至像源侧依序排列的第一镜片、光圈、第二镜片、第三镜片以及第四镜片，其中，该第一镜片为具有正屈光力的新月型透镜，其凸面朝向该成像侧，且至少一表面为非球面表面；该第二镜片为具有负屈光力的双凹透镜，且至少一表面为非球面表面；该第三镜片为具有正屈光力的双凸透镜；该第四镜片为具有正屈光力的双凸透镜，且至少一表面为非球面表面。

Description

微型投影镜头
技术领域
本发明与镜头有关，更详而言之是指一种微型投影镜头。
背景技术
近年来，随着影像科技的进步，利用投影机进行简报、视讯、会议或是观赏影片的人越来越多。而为使投影机能更便于携带与使用，其用以将影像清晰地呈现在屏幕上的投影镜头的体积也将被大幅地缩小，以满足人们所期望的小型化及轻量化的需求，再者，除了小型化与轻量化外，也要能够具有更高的光学效能，才能使达成高分辨率和高对比的影像展现。因此，小型化和高光学效能是投影镜头不可缺两项要件。
然而，目前投影机所采用的镜头，为达到高光学效能的目的，不外乎使用了多组的镜群，甚至有镜片总合多于十片以上者。另外，亦有为达到使微型投影镜头轻量化与小型化的目的，而仅使用数片镜片，却使得其光学效能无法有效提升。
综合以上所述，已知的微型投影镜头仍未臻完善，且尚有待改进之处。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的投影镜头无法兼顾小型化和高光学效能的缺陷，提供一种微型投影镜头，不仅体积小且具有高光学效能。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种微型投影镜头，包含有沿光轴且由成像侧至像源侧依序排列的第一镜片、光圈、第二镜片、第三镜片以及第四镜片，其中，该第一镜片为具有正屈光力的新月型透镜，其凸面朝向该成像侧，且至少一表面为非球面表面；该第二镜片为具有负屈光力的双凹透镜，且至少一表面为非球面表面；该第三镜片为具有正屈光力的双凸透镜；该第四镜片为具有正屈光力的双凸透镜，且至少一表面为非球面表面。
依据上述构思，该微型投影镜头更满足下列条件：
42mm＜f1＜52mm；
-4.8mm＜f2＜-4.3mm；
7mm＜f3＜7.8mm；
9mm＜f4＜10mm；
其中，f1为第一镜片的有效焦距、f2为第二镜片的有效焦距、f3为第三镜片的有效焦距、f4为第四镜片的有效焦距。
藉此，通过上述设计，将使得该微型投影镜头不仅体积小且同时具有高光学效能。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的镜片配置图；
图2A为本发明较佳实施例的场曲(Field Curvature)图；
图2B为本发明较佳实施例的畸变(Distortion)图；
图2C为本发明较佳实施例的离焦调制传递函数图(Through FocusMTF)；
图2D为本发明较佳实施例的空间频率调制传递函数图(SpatialFrequency MTF)；
图2E为本发明较佳实施例的横向色差(Lateral color)图。
具体实施方式
为能更清楚地说明本发明，兹举较佳实施例并配合附图详细说明如后。
请参阅图1，本发明较佳实施例的微型投影镜头包含有沿光轴Z且由成像侧至像源侧依序排列的第一镜片L1、光圈ST、第二镜片L2、第三镜片L3以及第四镜片L4。另外，该第四镜片L4至像源侧之间更依序设有内部全反射棱镜TP(Total internal reflection Prism)以及玻璃覆盖CG(Cover Glass)，其功用属现有技术，于此容不再赘述。其中：
该第一镜片L1为塑料材料所制成且具有正屈光力的新月型透镜，其凸面S1朝向成像侧，且两个表面S1、S2皆为非球面表面。
该第二镜片L2为塑料材料所制成且具有负屈光力的双凹透镜，且两个表面S4、S5皆为非球面表面。
该第三镜片L3为玻璃材料所制成且具有正屈光力的双凸透镜，且两个表面S6、S7为球面表面。
该第四镜片L4为塑料材料所制成且具有正屈光力的双凸透镜，且两个表面S8、S9皆为非球面表面。
另外，该微型投影镜头为达到提高成像质量、强化成像能力、减少色差以及降低场曲与畸变量的目的，更满足有下列条件：
(1)42mm＜f1＜52mm；
(2)-4.8mm＜f2＜-4.3mm；
(3)7mm＜f3＜7.8mm；
(4)9mm＜f4＜10mm；
其中，f1为第一镜片L1的有效焦距、f2为第二镜片L2的有效焦距、f3为第三镜片L3的有效焦距、f4为第四镜片L4的有效焦距。
为达上述目的并有效提升该微型投影镜头的光学效能，本发明较佳实施例的微型投影镜头的焦距F(Focus Length)、数值孔径FNO(F-number)、各个镜片表面的光轴Z通过处的曲率半径(radius of curvature)、各镜片的厚度、各镜片的间距、各镜片的折射率Nd(refractive index)及各镜片的阿贝系数Vd(Abbe number)，如表一所示：
表一
本实施例的各个镜片中，这些非球面表面S1、S2、S4、S5、S8以及S9的表面凹陷度z由下列公式所得到：
z = ch 2 1 + [ 1 - ( k + 1 ) c 2 h 2 ] 1 2 + Ah 4 + Bh 6 + Ch 8 + Dh 10 + Eh 12 + Fh 14 + Gh 16
其中：
z：非球面表面的凹陷度；
c：曲率半径的倒数；
h：表面的孔径半径；
k：圆锥系数；
A～G：表面的孔径半径h的各阶系数。
在本实施例中，各个非球面表面的圆锥系数k(conic constant)及表面孔径半径h的各阶系数A～G如表二所示：
表二
藉由上述的镜片与光圈的配置，使得本实施例的微型投影镜头不但可有效缩小体积以满足轻量化影像装置的需求，在成像质量上也可达到要求，这可从图2A至图2E看出。
由图2A可知，本实施例的畸变量不超过0.5％；由图2B可知，本实施例的场曲不超过-0.005mm与0.05mm；由图2C可知，本实施例在不一样的视场位置依旧具有良好的分辨率；由图2D可知，本实施例在90lp/mm的时侯，调制光学传递函数值仍可维持在50％以上；由图2E可知，本实施例的红色R、蓝色B相对于绿色G的横向色差小于一个画素大小，显见本实施例的微型投影镜头的分辨率是符合标准的。
综合以上所可得知，本发明的微型投影镜头不仅可以有效地缩小体积且同时可具有高光学效能。
以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，凡应用本发明说明书及权利要求所做的等效结构变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (9)

1.一种微型投影镜头，其特征在于，包含有沿光轴且由成像侧至像源侧依序排列的：
第一镜片，为具有正屈光力的新月型透镜，其凸面朝向该成像侧，且至少一表面为非球面表面；
光圈；
第二镜片，为具有负屈光力的双凹透镜，且至少一表面为非球面表面；
第三镜片，为具有正屈光力的双凸透镜；以及
第四镜片，为具有正屈光力的双凸透镜，且至少一表面为非球面表面。
2.如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于，该第一镜片的两个表面皆为非球面表面。
3.如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于，该第二镜片的两个表面皆为非球面表面。
4.如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于，该第四镜片的两个表面皆为非球面表面。
5.如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于，更满足下列条件：
42mm＜f1＜52mm，其中，f1为第一镜片的有效焦距。
6.如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于，更满足下列条件：
-4.8mm＜f2＜-4.3mm，其中，f2为第二镜片的有效焦距。
7.如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于，更满足下列条件：
7mm＜f3＜7.8mm，其中，f3为第三镜片的有效焦距。
8.如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于，更满足下列条件：
9mm＜f4＜10mm，其中，f4为第四镜片的有效焦距。
9.如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于，该第一镜片、该第二镜片以及该第四镜片以塑料材料制成；该第三镜片以玻璃材料制成。
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