CN105892005A - 投影镜头 - Google Patents

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Asia Optical Co Inc
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Sintai Optical Shenzhen Co Ltd
Asia Optical Co Inc
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Abstract

一种投影镜头，沿着光轴从投影侧至影像源侧依序包括第一透镜群及第二透镜群。第一透镜群具有负屈光力，第一透镜群包括第一透镜，第一透镜具有负屈光力。第二透镜群具有正屈光力，第二透镜群沿着光轴从投影侧至影像源侧依序包括第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜，第二透镜具有正屈光力，第三透镜具有负屈光力，第四透镜具有正屈光力，第五透镜具有正屈光力。第一透镜群及第二透镜群满足以下条件：-1.8＜f1/f2＜-1.42，其中f1为第一透镜群的有效焦距，f2为第二透镜群的有效焦距。

Description

投影镜头
技术领域
本发明有关于一种镜头，特别是有关于一种投影镜头。
背景技术
一般的投影镜头通常采用非球面透镜技术以修正像差问题，但是采用非球面透镜技术往往增加制造难度，使得成本提高。另一方面，投影机使用中所产生的高温往往造成投影镜头的成像质量劣化，尤其是高亮度投影机更严重。所以，需要有一种新的投影镜头设计，能同时克服上述两种问题，才能满足市场需求。
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需要采用非球面透镜修正像差的缺陷，提供一种投影镜头，可修正像差，但是仍具有良好的光学性能与分辨率，可降低制造难度与成本。
本发明的投影镜头，沿着光轴从投影侧至影像源侧依序包括第一透镜群及第二透镜群。第一透镜群具有负屈光力，第一透镜群包括第一透镜，第一透镜具有负屈光力。第二透镜群具有正屈光力，第二透镜群沿着光轴从投影侧至影像源侧依序包括第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜，第二透镜具有正屈光力，第三透镜具有负屈光力，第四透镜具有正屈光力，第五透镜具有正屈光力。第一透镜群及第二透镜群满足以下条件：-1.8<f1/f2<-1.42，其中，f1为第一透镜群的有效焦距，f2为第二透镜群的有效焦距。
其中第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜及第五透镜皆为球面透镜。
其中第一透镜的阿贝系数大于50。
其中第一透镜的折射率小于1.6。
其中第二透镜、第三透镜及第四透镜的阿贝系数小于50。
其中第五透镜的阿贝系数大于50。
其中第三透镜的折射率大于1.65。
其中第二透镜、第四透镜及第五透镜的折射率大于1.65。
本发明的投影镜头其中第二透镜群可更包括光圈，设置于第二透镜与第三透镜之间。
实施本发明的投影透镜，具有以下有益效果：不采用非球面透镜技术以修正像差，但是仍具有良好的光学性能与分辨率，可降低制造难度与成本。另一方面，不使用塑料透镜，采用全玻璃透镜，可降低环境温度对投影镜头的成像质量的影响。
附图说明
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合附图做详细说明。
图1是依据本发明的投影镜头的一实施例的透镜配置与光路示意图。
图2A是图1的投影镜头的场曲图。
图2B是图1的投影镜头的畸变图。
图2C是图1的投影镜头的调变转换函数图。
图2D是图1的投影镜头的离焦调变转换函数图。
图2E是图1的投影镜头的相对照度图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是依据本发明的投影镜头的一实施例的透镜配置与光路示意图。投影时，来自影像源IS1的光线最后投影于投影侧。投影镜头1沿着光轴OA1从投影侧至影像源侧依序包括第一透镜群G1、第二透镜群G2及滤光片OF1。第一透镜群G1具有负屈光力，第一透镜群G1包括第一透镜L1，由冕玻璃制成，冕玻璃的阿贝系数一般大于50，第一透镜L1为凸凹透镜具有负屈光力，其投影侧面S1为凸面，影像源侧面S2为凹面，投影侧面S1与影像源侧面S2皆为球面表面。第二透镜群G2具有正屈光力，沿着光轴OA1从投影侧至影像源侧依序包括第二透镜L2、光圈ST1、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5。第二透镜L2由火石玻璃制成，火石玻璃的阿贝系数一般小于50，第二透镜L2为双凸透镜具有正屈光力，其投影侧面S3与影像源侧面S4皆为球面表面。第三透镜L3由火石玻璃制成，第三透镜L3为双凹镜具有负屈光力，其投影侧面S6与影像源侧面S7皆为球面表面。第四透镜L4由火石玻璃制成，第四透镜L4为凹凸透镜具有正屈光力，其投影侧面S8为凹面，影像源侧面S9为凸面，投影侧面S8与影像源侧面S9皆为球面表面。第五透镜L5由冕玻璃制成，第五透镜L5为双凸透镜具有正屈光力，其投影侧面S10与影像源侧面S11皆为球面表面。滤光片OF1其投影侧面S12与影像源侧面S13皆为平面。
另外，为使本发明的投影镜头能保持良好的光学性能，本实施例中的投影镜头1需满足底下六条件：
-1.8<f1/f2<-1.42 (1)
Nd1<1.6 (2)
Nd2>1.65 (3)
Nd3>1.65 (4)
Nd4>1.65 (5)
Nd5>1.65 (6)
其中，f1为第一透镜群的有效焦距，f2为第二透镜群的有效焦距，Nd1为第一透镜的折射率，Nd2为第二透镜的折射率，Nd3为第三透镜的折射率，Nd4为第四透镜的折射率，Nd5为第五透镜的折射率。
此外，第一透镜L1的阿贝系数大于50，第二透镜L2、第三透镜L3以及第四透镜L4的阿贝系数小于50，而第五透镜的阿贝系数大于50。
利用上述透镜与光圈ST1的设计，使得投影镜头1能有效的修正像差、提升镜头分辨率、降低环境温度对成像质量的影响，以达到良好的成像质量。
表一为图1中投影镜头1的各透镜的相关参数表。
表一
本实施例的投影镜头1其第一透镜群G1的有效焦距f1＝-36.89mm，第二透镜群G2的有效焦距f2＝22.05mm。由上述数据可得到f1/f2＝-1.67，此外，Nd1＝1.52，Nd2＝1.77，Nd3＝1.78，Nd4＝1.79，Nd5＝1.68，皆能满足上述条件(1)至条件(6)的要求。
另外，本实施例的投影镜头1的光学性能也可达到要求，这可从图2A至2E看出。图2A所示的，是本实施例的投影镜头1的场曲(Field Curvature)图。图2B所示的，是本实施例的投影镜头1的畸变(Distortion)图。图2C所示的，是本实施例的投影镜头1的调变转换函数(Modulation TransferFunction)图。图2D所示的，是本实施例的投影镜头1的离焦调变转换函数(Through Focus Modulation Transfer Function)图。图2E所示的，是本实施例的投影镜头1的相对照度(Relative Illumination)图。
由图2A可看出，本实施例的投影镜头1对波长为0.450μm、0.480μm、0.550μm、0.590μm、0.630μm的光线，于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向的场曲介于-0.02㎜至0.20㎜之间。由图2B(图中的五条线几乎重合，以致于看起来只有一条线)可看出，本实施例的投影镜头1对波长为0.450μm、0.480μm、0.550μm、0.590μm、0.630μm的光线所产生的畸变介于-2.5％至0％之间。由图2C可看出，本实施例的投影镜头1对波长范围介于0.450μm至0.630μm的光线，分别于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向，视场高度分别为0.00mm、-1.04mm、-3.12mm、-7.28mm、-9.36mm、-10.40mm，空间频率介于0lp/mm至47lp/mm，其调变转换函数值介于0.50至1.0之间。由图2D可看出，本实施例的投影镜头1对波长范围介于0.450μm至0.630μm的光线，分别于子午(Tangential)方向与弧矢(Sagittal)方向，视场高度分别为0.00mm、-1.04mm、-3.12mm、-7.28mm、-9.36mm、-10.40mm，空间频率等于46lp/mm时，当焦点偏移介于-0.036mm至0.027mm之间其调变转换函数值皆大于0.2。由图2E可看出，本施例的投影镜头1对波长为0.550μm的光线，于Y视场介于0mm至10.4mm之间其相对照度介于0.6至1.0之间。显见本实施例的投影镜头1的场曲、畸变都能被有效修正，镜头分辨率、焦深、相对照度也都能满足要求，从而得到较佳的光学性能。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种投影镜头，其特征在于，沿着光轴从投影侧至影像源侧依序包括：
第一透镜群，该第一透镜群具有负屈光力，该第一透镜群包括第一透镜，该第一透镜具有负屈光力；以及
第二透镜群，该第二透镜群具有正屈光力，该第二透镜群沿着该光轴从该投影侧至该影像源侧依序包括第二透镜、第三透镜、第四透镜以及第五透镜，该第二透镜具有正屈光力，该第三透镜具有负屈光力，该第四透镜具有正屈光力，该第五透镜具有正屈光力；
其中该第一透镜群以及该第二透镜群满足以下条件：
-1.8<f1/f2<-1.42
其中，f1为该第一透镜群的有效焦距，f2为该第二透镜群的有效焦距。
2.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该第一透镜、该第二透镜、该第三透镜、该第四透镜以及该第五透镜皆为球面透镜。
3.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该第一透镜的阿贝系数大于50。
4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该第一透镜的折射率小于1.6。
5.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该第二透镜、该第三透镜以及该第四透镜的阿贝系数小于50。
6.如权利要求5所述的投影镜头，其特征在于，该第五透镜的阿贝系数大于50。
7.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该第三透镜的折射率大于1.65。
8.如权利要求7所述的投影镜头，其特征在于，该第二透镜、该第四透镜以及该第五透镜的折射率大于1.65。
9.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，该第二透镜群更包括光圈，设置于该第二透镜与该第三透镜之间。
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