CN106154506A

CN106154506A - 投影镜头

Info

Publication number: CN106154506A
Application number: CN201510143100.4A
Authority: CN
Inventors: 许德伦
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2016-11-23

Abstract

一种投影镜头，沿其光轴方向从物端到成像面依序包括：一个具有负光焦度的第一透镜组、一个具有正光焦度的第二透镜组、一个具有正光焦度的第三透镜组、及一菱镜；所述第一透镜组至少包括三个透镜且其中至少两个透镜的像侧表面为非球面；所述第二透镜组沿其光轴方向从物端到成像面包括至少一透镜和一光圈；所述第三透镜组至少包括五个透镜且其中至少一个透镜为胶合透镜；所述投影镜头满足以下条件式：18<TT/f<22及0.9<BFL/f，其中，TT为投影镜头总长，f为投影镜头的焦距，BFL为投影镜头后焦距，即从所述第三透镜组的最后一个透镜至成像面的距离。

Description

投影镜头

技术领域

本发明涉及光学镜头领域，尤其涉及一种投影镜头。

背景技术

投影镜头的焦距是影响投影镜头性能的重要参数。如果焦距不够短的话，在有限的尺寸里就无法投射出具有足够大尺寸的投影画面。如何保证投影画面具有高解析度也是本领域技术人员咎待解决的课题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种投影镜头，同时满足高分辨率、短焦距等条件。

满足上述条件的投影镜头，同时具有高分辨率、短焦距等特点。

附图说明

图1系本发明较佳实施方式的投影镜头的结构示意图。

图2系本发明实施方式的投影镜头的场曲图。

图3系本发明实施方式的投影镜头的畸变图。

图4系本发明实施方式的投影镜头的球差图。

主要元件符号说明

投影镜头	100
		第一透镜组	10
第一透镜	11
		第二透镜	12
第三透镜	13
		第一物端表面	S111
第一像端表面	S112
		第二物端表面	S121
第二像端表面	S122
		第三物端表面	S131
第三像端表面	S132
		第二透镜组	20
第四透镜	21
		第五透镜	22
光圈	23
		第四物端表面	S211
第四像端表面	S212
		第五物端表面	S221
第五像端表面	S222
		第三透镜组	30
第六透镜	31
		第七透镜	32
第八透镜	33
		第九透镜	34
第十透镜	35
		第六物端表面	S311
第六像端表面	S312
		第七物端表面	S321
第七像端表面	S322
		第八物端表面	S331
胶合面	S332
		第八像端表面	S333
第九物端表面	S341
		第九像端表面	S342
第十物端表面	S351
		第十像端表面	S352
菱镜	40
		保护盖	50
成像面	61

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

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。

请参阅图1，为本发明实施方式提供的一种投影镜头100，沿其光轴方向从物端到成像面61依序包括：一个具有负光焦度的第一透镜组10、一个具有正光焦度的第二透镜组20、一个具有正光焦度的第三透镜组30、一菱镜40、及一保护盖50。投影时，光线依次经过所述第一透镜组10、所述第二透镜组20、所述第三透镜组30、所述菱镜40及所述保护盖50，成像于所述成像面61上。

该第一透镜组10至少包含三个透镜，且该第一透镜组10的至少两个透镜的像端表面为非球面。在本实施方式中，该第一透镜组10沿其光轴方向从物端到成像面依序包括第一透镜11、第二透镜12及第三透镜13。该第一透镜11包括一个第一物端表面S111及一个第一像端表面S112。该第二透镜12包括一个第二物端表面S121及一个第二像端表面S122。该第三透镜13包括一个第三物端表面S131及一个第三像端表面S132。其中，第一物端表面S111、第一像端表面S112、第三物端表面S131、第三像端表面S132为非球面。第二物端表面S121、第二像端表面S122为球面。其中，第一物端表面S111、第二物端表面S121为凸面。第一像端表面S112、第二像端表面S122、第三物端表面S131、第三物端表面S132为凹面。

该第二透镜组20沿其光轴方向从物端到成像面依序包含至少一透镜和一光圈。在本实施方式中，该第二透镜组20沿其光轴方向从物端到成像面依序包括第四透镜21、第五透镜22及光圈23。该第四透镜21包括一个第四物端表面S211及一个第四像端表面S212。该第五透镜22包括一个第五物端表面S221及一个第五像端表面S222。其中，第四物端表面S211、第四像端表面S212、第五物端表面S221、第五像端表面S222均为球面。其中，第四物端表面S211、第四像端表面S212、第五物端表面S221、第五像端表面S222均为凸面。

该第三透镜组30至少包含五个透镜且其中至少一个透镜为胶合透镜。在本实施方式中，该第三透镜组30沿其光轴方向从物端到成像面依序包括第六透镜31、第七透镜32、第八透镜33、第九透镜34及第十透镜35。该第六透镜31包括一个第六物端表面S311及一个第六像端表面S312。该第七透镜32包括一个第七物端表面S321及一个第七像端表面S322。该第八透镜33为胶合透镜，包括一个第八物端表面S331、一个胶合面S332及一个第八像端表面S333。该第九透镜34包括一个第九物端表面S341及一个第九像端表面S342。该第十透镜35包括一个第十物端表面S351及一个第十像端表面S352。其中，第六物端表面S311、第六像端表面S312为非球面。第七物端表面S321、第七像端表面S322、第八物端表面S331、胶合面S332、第八像端表面S333、第九物端表面S341、第九像端表面S342、第十物端表面S351、第十像端表面S352为球面。其中，第六物端表面S311、第七物端表面S321、第八物端表面S331、第十物端表面S351为凹面。第六像端表面S312、第七像端表面S322、第八像端表面S333、第九物端表面S341、第九像端表面S342、第十像端表面S352为凸面。

该菱镜40的作用是在光机系统中转折光线。该保护盖50以玻璃制成，用以保护上述的第一透镜组10、第二透镜组20、第三透镜组30、菱镜40等元件。

本发明采用远焦点结构，使得镜头可拥有较大视角且较长后焦。除运用负正正之光焦度搭配有效平衡像差外，光圈23置于第二透镜组20与第三透镜组30之间，使得整体镜头结构相对于光圈23对称，能有效平衡彗差与畸变像差。此外，第一透镜组10与第三透镜组30使用了非球面镜片，除可有效提升镜头解析品质与改善畸变程度外，也可降低成本。

所述投影镜头100满足下列条件式：

(1) 18<TT/f<22

(2) 0.9<BFL/f

其中，TT为镜头总长，f为镜头的焦距；BFL为镜头后焦距，即从第三透镜组30的最后一个透镜至成像面61的距离。

条件式(1)限制了所述投影镜头100的整体长度，在负正正的光焦度搭配下，保证了镜头总长与像差之间的平衡；条件式(2)确保了光机系统有足够空间可放置于第三透镜组30与成像面61之间。

进一步，所述投影镜头100还满足以下条件式：

(3) -0.2<f1/f3<-0.5

其中，f1为所述第一透镜组10之焦距，f3为所述第三透镜组30之焦距。

条件式(3)可同时确保控制远心系统与满足广视角之要求。

进一步，所述投影镜头100还满足以下条件式：

(4) 0.92<f2/f3<1.25

其中，f2为所述第二透镜组20之焦距。

条件式(4)确保了所述投影镜头保持负正正之光焦度分配，并使得第二透镜组20与第三透镜组30所产生之像差能互相平衡。

通过将表1-2 (请参阅下文)的资料代入上述表达式，可获得本发明第一实施方式的投影镜头100中各透镜表面的形状。

下列各表中分别列有由物端到像端依序排列的光学表面，其中，R为各透镜的光学表面的曲率半径、D为为对应的光学表面到后一个光学表面的轴上距离(两个光学表面截得光轴的长度)、Nd为对应透镜组对d光(波长为587纳米)的折射率，Vd为d光在对应透镜的阿贝数(Abbe number)。

本发明一实施方式所提供的投影镜头100的各光学组件满足表1-2的条件。

表1

表2

本实施方式的投影镜头100的场曲、畸变、球差分别如图2到图4所示。图2中，曲线T及S分别为子午场曲(tangential field curvature)特性曲线及弧矢场曲(sagittal field curvature )特性曲线。可见，本实施方式的投影镜头100的子午场曲值和弧矢场曲值被控制在(-0.03mm, 0.01mm)范围内。

图3中，曲线为畸变特性曲线。由图可知，本实施方式的投影镜头100的畸变量被控制在(-1.2%，0.4%)范围内。

图4中，所述投影镜头100分别为针对F线(波长为486.1纳米(nm))，d线(波长为587.6nm)，C线(波长为656.3nm)而观察到的像差值曲线。总体而言，本实施方式的投影镜头100对可见光(波长范围在400nm-700nm之间)产生的像差值控制在(-0.004mm，0.014mm)范围内。

本发明的投影镜头，通过上述四个公式的限制，使得所述投影镜头具有高分辨率、短焦距等特点，从而提高所述投影镜头的成像品质。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种投影镜头，沿其光轴方向从物端到成像面依序包括：一个具有负光焦度的第一透镜组、一个具有正光焦度的第二透镜组、一个具有正光焦度的第三透镜组、及一菱镜；所述第一透镜组至少包括三个透镜且其中至少两个透镜的像侧表面为非球面；所述第二透镜组沿其光轴方向从物端到成像面包括至少一透镜和一光圈；所述第三透镜组至少包括五个透镜且其中至少一个透镜为胶合透镜；所述投影镜头满足以下条件式：18<TT/f<22及0.9<BFL/f，其中，TT为投影镜头总长，f为投影镜头的焦距，BFL为投影镜头后焦距，即从所述第三透镜组的最后一个透镜至成像面的距离。

2.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述投影镜头还需满足以下条件式：-0.2<f1/f3<-0.5，其中，f1为所述第一透镜组之焦距，f3为所述第三透镜组之焦距。

3.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述投影镜头还需满足以下条件式：0.92<f2/f3<1.25，其中，f2为所述第二透镜组之焦距，f3为所述第三透镜组之焦距。

4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述投影镜头还包括一个保护盖，所述保护盖位于所述第三透镜组与所述成像面之间。

5.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述第一透镜组沿其光轴方向从物端到成像面依序包括第一透镜、第二透镜及第三透镜；所述第一透镜包括一个第一物端表面及一个第一像端表面；所述第二透镜包括一个第二物端表面及一个第二像端表面；所述第三透镜包括一个第三物端表面及一个第三像端表面；其中，所述第一物端表面、第一像端表面、第三物端表面、第三像端表面为非球面；所述第二物端表面、第二像端表面为球面。

6.如权利要求如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述第二透镜组沿其光轴方向从物端到成像面依序包含至少第四透镜、第五透镜及所述光圈，所述第四透镜包括一个第四物端表面及一个第四像端表面，所述第五透镜包括一个第五物端表面及一个第五像端表面；其中，所述第四物端表面、第四像端表面、第五物端表面、第五像端表面均为球面。

7.如权利要求如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于：所述第三透镜组沿其光轴方向从物端到成像面依序包括第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜及第十透镜，所述第六透镜包括一个第六物端表面及一个第六像端表面，所述第七透镜包括一个第七物端表面及一个第七像端表面，所述第八透镜为所述胶合透镜并包括一个第八物端表面、一个胶合面及一个第八像端表面，所述第九透镜包括一个第九物端表面及一个第九像端表面，所述第十透镜包括一个第十物端表面及一个第十像端表面；其中，所述第六物端表面、第六像端表面为非球面；所述第七物端表面、第七像端表面、第八物端表面、胶合面、第八像端表面、第九物端表面、第九像端表面、第十物端表面、第十像端表面为球面。