CN114879348A - 一种投影镜头以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种投影镜头以及电子设备。所述投影镜头包括:沿着影像光束入射传输的方向依次包括:第一透镜组、第二透镜组和反射镜,所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述反射镜处于同一光轴;所述第二透镜组包括至少一个球面透镜和第一非球面透镜和第二非球面透镜,第一非球面透镜和所述第二非球面透镜之间设置至少一个所述球面透镜,所述第一非球面透镜与所述反射镜相邻设置;所述投影镜头的有效焦距范围为‑1.5mm~‑1mm;所述反射镜的有效焦距范围为8.4mm‑8.6mm;所述第二透镜组的有效焦距范围为‑120mm~‑100mm;所述第一透镜组的有效焦距范围为10mm‑20mm。
Description
技术领域
本申请涉及投影技术领域,更具体地,本申请涉及一种投影镜头以及电子设备。
背景技术
随着投影技术的快速发展,超短焦投影技术凭借其在短距离内能够投影大画面的优势,而得到广泛的关注。
最初实现超短焦投影镜头的设计方式为折射式设计,镜头由球面透镜或非球面透镜组成。随着光线入射角的增大,这种折射结构的镜头很难避免像面的畸变,色差,慧差等现象。
因此如何减小投影镜头体积的情况下,又能够确保像质是亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种投影镜头以及电子设备新技术方案。
根据本申请实施例的第一方面,提供了一种投影镜头。所述投影镜头沿着影像光束入射传输的方向依次包括:第一透镜组、第二透镜组和反射镜,所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述反射镜处于同一光轴;
所述第二透镜组包括至少一个球面透镜和第一非球面透镜和第二非球面透镜,第一非球面透镜和所述第二非球面透镜之间设置至少一个所述球面透镜,所述第一非球面透镜与所述反射镜相邻设置;
所述投影镜头的有效焦距范围为-1.5mm~-1mm;
所述反射镜的有效焦距范围为8.4mm-8.6mm;
所述第二透镜组的有效焦距范围为-120mm~-100mm;
所述第一透镜组的有效焦距范围为10mm-20mm。
可选地,所述第一透镜组包括至少一个球面透镜和第三非球面透镜,所述第三非球面透镜最远离所述反射镜设置。
可选地,所述第一非球面透镜与所述反射镜之间存在第一空气间隔,所述第一空气间隔范围为:35mm~45mm,其中所述第一空气间隔为投影镜头的光学总长的37%~49%。
可选地,所述第一非球面透镜为双凹透镜,所述第二非球面透镜为凹凸透镜;和/或所述第三非球面透镜为双凸透镜。
可选地,沿着影像光束入射传输的方向,所述第二透镜组依次包括:第一球面透镜、第二球面透镜、第二非球面透镜、第三球面透镜和第一非球面透镜,其中上述各透镜的光焦度依次为正负正正负。
可选地,沿着影像光束入射传输的方向,所述第一透镜组依次包括:第三非球面透镜、第四球面透镜和第五球面透镜,其中所述第三非球面透镜的光焦度为正,所述第四球面透镜和所述第五球面透镜的光焦度相反。
可选地,所述第四球面透镜和所述第五球面透镜胶合连接形成胶合透镜,其中光焦度为正的球面透镜的折射率,小于光焦度为负的球面透镜的折射率。
可选地,所述胶合透镜与所述第三非球面透镜之间存在第二空气间隔,所述第二空气间隔小于1mm且大于0.1mm。
可选地,所述投影镜头的投射比范围为:0.32-0.35。
可选地,影像光束经过所述第一透镜组和所述第二透镜组后,在所述第二透镜组和反射镜之间进行第一次成像,所述反射镜将第一次成像反射至投影屏幕形成投影画面,所述投影画面的宽度尺寸为c1;
在所述投影画面的宽度方向上,所述投影画面与所述光轴之间的距离为c2,其中c1/c2的范围为18%-22%。
根据本申请实施例第二方面,提供了一种电子设备。所述电子设备包括如第一方面所述的投影镜头。
在本申请实施例中,提供了一种投影镜头,通过第一透镜组、第二透镜组和反射镜的相互配合,在减小透镜数量的情况下,提升了投影镜头的成像质量。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述,本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本申请的实施例,并且连同说明书一起用于解释本申请的原理。
图1所示为本申请投影镜头的结构示意图。
图2所示为本申请投影镜头的光路图。
图3所示为本申请投影镜头的部分光路图一。
图4所示为本申请投影镜头的部分光路图二。
图5所示为本申请投影镜头的调制传递函数表现图。
图6所示为本申请投影镜头的相对照度图。
图7所示为本申请投影镜头的使用示意图。
附图标记说明:
1、反射镜;2、第一非球面透镜;3、第三球面透镜;4、第二非球面透镜;5、第二球面透镜;6、第一球面透镜;7、第五球面透镜;8、第四球面透镜;9、第三非球面透镜;10、光阑;11、棱镜;12、平板玻璃;13、图像源;30、第一透镜组;40、第二透镜组。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本申请提供了一种投影镜头。参照图1-图2所示,所述投影镜头沿着影像光束入射传输的方向依次包括:第一透镜组30、第二透镜组40和反射镜1,所述第一透镜组30、所述第二透镜组40和所述反射镜1处于同一光轴。所述第二透镜组40包括至少一个球面透镜和第一非球面透镜2和第二非球面透镜4,第一非球面透镜2和所述第二非球面透镜4之间设置至少一个所述球面透镜,所述第一非球面透镜2与所述反射镜1相邻设置。所述投影镜头的有效焦距范围为-1.5mm~-1mm;所述反射镜1的有效焦距范围为8.4mm-8.6mm;所述第二透镜组40的有效焦距范围为-120mm~-100mm;所述第一透镜组30的有效焦距范围为10mm-20mm。
参照图1和图2所示,沿影像光束入射传输的方向,投影镜头包括图像源13、平板玻璃12、棱镜11、第一透镜组30、第二透镜组40和反射镜1。
本申请实施例中,图像源13可选用数字微镜元件(Digital Micromirror Device,DMD)芯片。DMD是由很多矩阵排列的数字微反射镜1组成,工作时每个微反射镜1都能够朝正反两个方向进行偏转并锁定,从而使光线按既定的方向进行投射,并且以数万赫兹的频率进行摆动,将来自照明光源的光束通过微反射镜1的翻转反射进入光学系统成像在屏幕上。DMD具有分辨率高,信号无需数模转换等优点。本实施例采用0.2”DMD芯片。当然,图像源13也可以选用硅上液晶(LiquidCrystal On Silicon,LCOS)芯片或其他可用于出射光线的显示元件,本申请对此不作限制。
在该实施例中,当影像光束射向第一透镜组30时,第一透镜组30矫正影像光束,并将矫正后的影像光束射向第二透镜组40;当影像光束射向第二透镜组40时,第二透镜组40用于矫正影像光束,并将影像光束输出至反射镜1,在反射镜1和第二透镜组40之间进行第一次成像,反射镜1将第一次成像反射至投影屏幕形成第二次成像。例如投影屏幕可以是墙壁或者桌面等。如图2所示,A所示为第一次成像面。B所示为在反射镜1和第二透镜组40之间的虚拟面。
在该实施例中,参照图1和图2所示,第二透镜组40包括至少一个球面透镜和第一非球面透镜2和第二非球面透镜4,第一非球面透镜2和第二非球面透镜4之间设置至少一个球面透镜,第一非球面透镜2与反射镜1相邻设置。由于第二透镜组40包含了第一非球面透镜2和第二非球面透镜4,使得第二透镜组40具有良好的校正像差的能力。从而减少了投影镜头中包括的球面透镜的数量,不仅简化了投影镜头的结构,还大大缩短了投影镜头的焦距,实现了超短焦投影的效果;另外,在该至少两个非球面透镜之间设置有至少一个球面透镜,球面透镜和非球面透镜相邻设置,即时校正球面透镜没有校正的影像光束,使得影像光束得到即时校正。例如第一非球面透镜2与反射镜1相邻设置,第一非球面透镜2能够矫正视场像差,第二非球面透镜4能够矫正孔径像差。投影镜头的有效焦距:-1.5mm~-1mm,投影镜头为超短焦投影镜头。
在该实施例中,参照图2所示,第一非球面透镜2与反射镜1相邻设置,第一非球面透镜2保证光线在第一非球面透镜2与反射镜1之间汇聚,且光学的汇聚点不在一个平面上。在该实施例中,投影镜头的视场角越大,汇聚点距离第一非球面透镜2越近。
在该实施例中,投影镜头的有效焦距范围为-1.5mm~-1mm;反射镜1的有效焦距范围为8.4mm-8.6mm;第二透镜组40的有效焦距范围为-120mm~-100mm;第一透镜组30的有效焦距范围为10mm-20mm。例如投影镜头的有效焦距为f00,第二透镜组40的有效焦距为f22,第一透镜组30的有效焦距为f11,其中有效焦距f00,f11、f22满足:6.7<|f11/f00|<20;67<|f22/f00|<120;本实施例通过对各有效焦距的限制,使得第一透镜组30、第二透镜组40和反射镜1之间相互配合,达到提高投影镜头对影像光束校正能力的效果,提升了投影镜头的成像质量。
在一个实施例中,参照图1-图2所示,所述第一透镜组30包括至少一个球面透镜和第三非球面透镜9,所述第三非球面透镜9最远离所述反射镜1设置。
在该实施例中,第一透镜组30包含了第三非球面透镜9,第三非球面透镜9最远离所述反射镜1设置,即第三非球面透镜9最靠近图像源13设置。由于第一透镜组30包含了第三非球面透镜9,使得第一透镜组30具有良好的校正像差的能力。例如第三非球面透镜9具有校正孔径像差的能力。
在一个实施例中,参照图1-图2所示,所述第一非球面透镜2与所述反射镜1之间存在第一空气间隔,所述第一空气间隔范围为:35mm~45mm,其中所述第一空气间隔为投影镜头的光学总长的37%~49%。
在该实施例中,对第一非球面透镜2和反射镜1之间的空气间隔进行限定,将第一非球面透镜2和反射镜1之间的空气间隔在此范围内,以使第一非球面透镜2和反射镜1之间留有足够的空气间隔,保证光线在第一非球面透镜2和反射镜1之间可以出现汇聚点形成第一次成像。若第一非球面透镜2和反射镜1之间的空气间隔较小,无法在第一非球面透镜2和反射镜1之间形成第一次成像;若第一非球面透镜2和反射镜1之间的空气间隔较大,则不利于投影镜头的小型化设计。
另外在第一非球面透镜2的作用是校正不同视场的像差,需要与其相邻透镜之间有足够的空气间隔来产生校正的效果,第一空气间隔满足第一非球面校正视场像差的间隔。
在一个可选的实施例中,投影镜头的光学总长范围为:90mm-96mm;第一透镜组30和第二透镜组40之间的空气间隔为4.7mm-5.3mm。本实施例对第一透镜组30和第二透镜组40之间的空气间隔,以及第二透镜组40和反射镜1之间的空气间隔进行限定,在不影响投影镜头成像质量的情况下,缩小了投影镜头的整体体积。
在一个实施例中,参照图1-图4所示,所述第一非球面透镜2为双凹透镜,所述第二非球面透镜4为凹凸透镜;和/或所述第三非球面透镜9为双凸透镜。
在该实施例中,第一非球面透镜2的入射面和出射面均为双凹透镜,第一非球面透镜2的光焦度为负。参照图2、图3和图4所示,第一非球面透镜2为负透镜,对于中心视场的光线L1产生发散作用,对于边缘视场的光线L2产生汇聚作用。因此第一非球面透镜2能够矫正不同视场像差,例如第一非球面透镜2主要矫正大视场像差,画面畸变。
在该实施例中,第二非球面透镜4的入射面为凹面,出射面为凸面,第二非球面透镜4用于校正孔径像差。
在该实施例中,第三非球面透镜9的入射面和出射面均为凸面,第二非球面透镜4用于矫正球差和彗差,从而提高第一透镜组30对影像光束的矫正能力。
在一个实施例中,参照图1-图2所示,沿着影像光束入射传输的方向,所述第二透镜组40依次包括:第一球面透镜6、第二球面透镜5、第二非球面透镜4、第三球面透镜3和第一非球面透镜2,其中上述各透镜的光焦度依次为正、负、正、正、负。
在该实施例中,沿着影像光束入射传输的方向,第二透镜组40依次包括:第一球面透镜6、第二球面透镜5、第二非球面透镜4、第三球面透镜3和第一非球面透镜2,上述五个透镜的光焦度依次为正、负、正、正、负,且第二透镜组40中的透镜均处于同一光轴。本实施例对第二透镜组40中透镜的光焦度进行限定,使得第二透镜组40整体的光焦度为正。
以及沿着影像光束入射传输的方向,第一透镜组30依次包括:第三非球面透镜9、第四球面透镜8和第五球面透镜7,其中第三非球面透镜9的光焦度为正,所述第四球面透镜8和所述第五球面透镜7的光焦度相反。
例如沿着影像光束入射传输的方向,第一透镜组30中三个透镜的光焦度依次为正、正、负或者正、负、正,且第一透镜组30中的透镜均处于同一光轴。本实施例对第一透镜组30中透镜的光焦度进行限定,使得第一透镜组30整体的光焦度为正。在该实施例中,第一透镜组30和第二透镜组40组成的折射镜组具有正的光焦度,从而能够进行光学成像。
本申请通过9片透镜,实现了投影镜头的超短焦、大视场角设置,以及在缩小投影镜头体积的情况下,改善了投影镜头的成像效果。
在一个实施例中,参照图1-图2所示,所述第四球面透镜8和所述第五球面透镜7胶合连接形成胶合透镜,其中光焦度为正的球面透镜的折射率,小于光焦度为负的球面透镜的折射率。
在该实施例中,第四球面透镜8和第五球面透镜7胶合为一个整体,得到胶合透镜,其中光焦度为正的球面透镜的折射率,小于光焦度为负的球面透镜的折射率。例如在一个具体的实施例中,第四透镜的光焦度为负,第五透镜的光焦度为正,第五球面透镜7的折射率小于第四球面透镜8的折射率,第五球面透镜7的阿贝数大于第四球面透镜8的阿贝数。其中,折射率用于表示透镜对光线的折射程度,当折射率越大时,折射程度越大,因此,在第一透镜组30和第二透镜组40成像的过程中对影像光束的分光作用越大。其中,阿贝数用于表示透镜介质对光的色散程度,阿贝数越低,色散越厉害,从而折射率越大。
在一个可选的实施例中,光焦度为正的透镜的折射率在1.5~1.65之间,光焦度为负的透镜的折射率在1.9~2.05之间。
在一个实施例中,参照图1-图2所示,所述胶合透镜与所述第三非球面透镜9之间存在第二空气间隔,所述第二空气间隔小于1mm且大于0.1mm。
在该实施例中,在第一透镜组30中,最靠近图像源13的透镜为非球面透镜,将最靠近图像源13的透镜设置为非球面透镜,降低了边缘像差,提升了投影镜头的成像效果。
本实施例对胶合透镜与第三非球面透镜9之间的空气间隔进行了限定,进一步提升非球面透镜对不同视场的像差的校正效果。具体地,因为非球面透镜的作用是校正不同视场的像差,需要与其相邻透镜之间有足够的空气距离来产生校正的效果。另外双胶合透镜与第三非球面透镜9之间的空气间隔小于1mm,确保了投影镜头的光学总长不会过长,缩小投影镜头的体积。
在一个实施例中,参照图7所示,所述投影镜头的投射比范围为:0.32-0.35。
在该实施例中,超短焦投影镜头的投射比在0.32~0.35之间,其中,投射比是指投影镜头和投影屏幕之间的距离b与投影画面的宽度c1之比,投射比越小,投影镜头或者投影设备距离投影屏幕越近,或者投射的画面尺寸越大。本超短焦投影镜头的投射比范围在0.32~0.35之间,使得投影镜头能在一个比较短的距离上投射出较大画面,保证了用户能拥有大屏体验的同时,降低了投影镜头的高度,实现了投影镜头的体积小型化。
在本申请实施例中,超短焦投影镜头的投射比在0.32~0.35之间,若投射比更小,虽然投影画面的尺寸变大了,但是投影画面的边缘视场出现了不清晰的现象。
在一个实施例中,参照图7所示,影像光束经过所述第一透镜组30和所述第二透镜组40后,在所述第二透镜组40和反射镜1之间进行第一次成像,所述反射镜1将第一次成像反射至投影屏幕a形成投影画面,所述投影画面的宽度尺寸为c1;
在所述投影画面的宽度方向上,所述投影画面与所述光轴之间的距离为c2,其中c1/c2的范围为18%-22%。
在该实施中,投影画面与光轴之间的距离,除以投影画面的宽度尺寸为偏移量(offset),将偏移量设置在此范围内,能够保证投影画面不会被其他结构件遮挡,方便投影光机的外形设计。在该实施例中,c1/c2的范围为18%-22%,影像光束是倾斜投射至投影屏幕成像,投影画面与光轴是偏心的。在一个例子中,c1/c2的范围为20%。
在该实施例中,投影屏幕a可以是墙壁或者桌面。
在一个实施例中,本发明实施例超短焦投影镜头还包括光阑10,其中光阑10为孔径光阑10,孔径光阑10位于第一透镜组30与第二透镜组40之间,孔径光阑10与第一透镜组30、第二透镜组40和反射镜1处于同一主光轴,孔径光阑10用于限制该超短焦投影镜头的通光量。
根据本申请实施例第二方面,提供了一种电子设备。所述电子设备包括如第一方面所述的投影镜头。例如电子设备可以是投影光机或者照明光机等。例如可以是应用于桌面投影产品的投影镜头或者墙壁投影产品的投影镜头。在一个具体的实施例中,参照图7所示,投影镜头垂直放在光机中,投影画面打在桌面上,人眼观看桌面上的画面,效果类似于在桌面上观看平板。
实施例1
在一个具体的实施例中,参照图1所示,沿影像光束入射传输的方向,投影镜头包括图像源13、平板玻璃12、棱镜11、第三非球面透镜9、第四球面透镜8、第五球面透镜7、第一球面透镜6、第二球面透镜5、第二非球面透镜4、第三球面透镜3、第一非球面透镜2以及反射镜1。在该实施例中,反射镜1为曲面反射镜。
在该实施例中,参照图1所示,沿影像光束入射传输的方向,上述透镜的光焦度顺序为:正负正/正负正正负。其中第四球面透镜8和第五球面透镜7胶合连接。
在该实施例中,参照图1所示,第三非球面透镜9的第一面为凹面,第二面为凹面;第三球面透镜3的第一面为凹面,第二面为凸面;第二非球面透镜4的第一面为凹面,第二面为凸面;第二球面透镜5的第一面为凸面,第二面为凹面;第一球面透镜6的第一面为凸面,第二面为平面;第五球面透镜7的第一面为凸面,第二面为平面;第四球面透镜8的第一面为凸面,第二面为凹面;第三非球面透镜9的第一面为凸面,第二面为凸面。其中所有透镜的第一面均为靠近图像源13一侧的表面,第二面均为远离图像源13一侧的表面。
在该实施例中,第一非球面透镜2和第二非球面透镜4的材质均为塑料材质,其他透镜的材质均为玻璃材质。
在该实施例中,反射镜1的有效焦距范围为:8.4mm~8.6mm;第一非球面透镜2的有效焦距范围为:-11.5mm~-11.3mm;第三球面透镜3的有效焦距范围为:27mm~29mm;第二非曲面透镜的有效焦距范围为:29mm~31mm;第二球面透镜5的有效焦距范围为:-24mm~-22mm;第一球面透镜6的有效焦距范围为:18mm~20mm;第五球面透镜7的有效焦距范围为:-16.7mm~-16.2mm;第四球面透镜8的有效焦距范围为:-66mm~-64mm;第三非球面透镜9的有效焦距范围为:9.3mm~9.7mm。
在该实施例中,投影镜头具有第一非球面透镜2、第二非球面透镜4和第三非球面透镜9,第一非球面透镜2能够矫正视场像差,第二非球面透镜4和第三非球面透镜9能够矫正孔径像差,使得投影镜头具有较佳的像差矫正能力,以及,反射镜1能够缩短光程,实现短焦投影。通过对各等效焦距的限制,使得第一透镜组30、第二透镜组40和反射镜1之间相互配合,达到提高投影镜头对影像光束校正能力的效果。
上述每片透镜的具体参数如下表1所示:
在本实施例中,反射镜1、第一非球面透镜2、第二非球面透镜4以及第三非球面透镜9均为非球面透镜,其余透镜均为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表2所示,其中A2至A5指非球面高阶系数:
在该实施例中,投影镜头适用于0.2”DMD设计,投影镜头能够达到的效果为:投射比:0.33,投影镜头的系统有效焦距:-1.5mm~-1mm。半视场角:70°~80°,视场角为:140°~160°;像圆直径:7mm~8mm;投影镜头的系统F数:1.65~1.75。
经过测量,得到的上述光学成像模组的各视场参数如图5至图6所示。
如图5所示为本实施例的调制传递函数图(modulation transfer function,MTF))。其中横轴为空间频率(Spatial Frequency in cycles per mm),纵轴为OTF模量(Modulus of the OTF)。由图可知在空间频率在0mm-93mm的区间内图像的OTF模值一直能够保持在0.5以上,通常来说OTF模值越接近1图像的质量越高,但是由于各种因素的影响,并不存在OTF模值为1的情况,一般当OTF模值能够保持在0.5以上时,即表示图像具有很高的成像质量,画面的清晰度极佳,所以由此可知本实施例的超短焦投影镜头具有更高的成像质量。
如图6所示为本实施例相对照度图,从图中可以看出相对照度大,相对照度满足于投影镜头的应用。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于:每片透镜的曲率半径、厚度以及非球面透镜的参数不同。在该实施例中,每片透镜的的具体参数如下表3所示:
在本实施例中,反射镜1、第一非球面透镜2、第二非球面透镜4以及第三非球面透镜9均为非球面透镜,其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表4所示,其中A2至A5指非球面高阶系数:
在该实施例中,投影镜头适用于0.2”DMD设计,投影镜头能够达到的效果为:投射比:0.33,投影镜头的系统有效焦距:-1.5mm~-1mm。半视场角:70°~80°,视场角为:140°~160°;像圆直径:7mm~8mm;投影镜头的系统F数:1.65~1.75。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于:每片透镜的曲率半径、厚度以及非球面透镜的参数不同。在该实施例中,每片透镜的的具体参数如下表5所示:
在本实施例中,反射镜1、第一非球面透镜2、第二非球面透镜4以及第三非球面透镜9均为非球面透镜,其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表6所示,其中A2至A5指非球面高阶系数:
在该实施例中,投影镜头适用于0.2”DMD设计,投影镜头能够达到的效果为:投射比:0.33,投影镜头的系统有效焦距:-1.5mm~-1mm。半视场角:70°~80°,视场角为:140°~160°;像圆直径:7mm~8mm;投影镜头的系统F数:1.65~1.75。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于:每片透镜的曲率半径、厚度以及非球面透镜的参数不同。在该实施例中,每片透镜的的具体参数如下表7所示:
在本实施例中,反射镜1、第一非球面透镜2、第二非球面透镜4以及第三非球面透镜9均为非球面透镜,其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表8所示,其中A2至A5指非球面高阶系数:
在该实施例中,投影镜头适用于0.2”DMD设计,投影镜头能够达到的效果为:投射比:0.33,投影镜头的系统有效焦距:-1.5mm~-1mm。半视场角:70°~80°,视场角为:140°~160°;像圆直径:7mm~8mm;投影镜头的系统F数:1.65~1.75。
上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本申请的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (11)
1.一种投影镜头,其特征在于,所述投影镜头沿着影像光束入射传输的方向依次包括:第一透镜组(30)、第二透镜组(40)和反射镜(1),所述第一透镜组(30)、所述第二透镜组(40)和所述反射镜(1)处于同一光轴;
所述第二透镜组(40)包括至少一个球面透镜和第一非球面透镜(2)和第二非球面透镜(4),第一非球面透镜(2)和所述第二非球面透镜(4)之间设置至少一个所述球面透镜,所述第一非球面透镜(2)与所述反射镜(1)相邻设置;
所述投影镜头的有效焦距范围为-1.5mm~-1mm;
所述反射镜(1)的有效焦距范围为8.4mm-8.6mm;
所述第二透镜组(40)的有效焦距范围为-120mm~-100mm;
所述第一透镜组(30)的有效焦距范围为10mm-20mm。
2.根据权利要求1所述的投影镜头,其特征在于,所述第一透镜组(30)包括至少一个球面透镜和第三非球面透镜(9),所述第三非球面透镜(9)最远离所述反射镜(1)设置。
3.根据权利要求1所述的投影镜头,其特征在于,所述第一非球面透镜(2)与所述反射镜(1)之间存在第一空气间隔,所述第一空气间隔范围为:35mm~45mm,其中所述第一空气间隔为投影镜头的光学总长的37%~49%。
4.根据权利要求1所述的投影镜头,其特征在于,所述第一非球面透镜(2)为双凹透镜,所述第二非球面透镜(4)为凹凸透镜;和/或第三非球面透镜(9)为双凸透镜。
5.根据权利要求1所述的投影镜头,其特征在于,沿着影像光束入射传输的方向,所述第二透镜组(40)依次包括:第一球面透镜(6)、第二球面透镜(5)、第二非球面透镜(4)、第三球面透镜(3)和第一非球面透镜(2),其中上述各透镜的光焦度依次为正、负、正、正、负。
6.根据权利要求1或5所述的投影镜头,其特征在于,沿着影像光束入射传输的方向,所述第一透镜组(30)依次包括:第三非球面透镜(9)、第四球面透镜(8)和第五球面透镜(7),其中所述第三非球面透镜(9)的光焦度为正,所述第四球面透镜(8)和所述第五球面透镜(7)的光焦度相反。
7.根据权利要求6所述的投影镜头,其特征在于,所述第四球面透镜(8)和所述第五球面透镜(7)胶合连接形成胶合透镜,其中光焦度为正的球面透镜的折射率,小于光焦度为负的球面透镜的折射率。
8.根据权利要求7所述的投影镜头,其特征在于,所述胶合透镜与所述第三非球面透镜(9)之间存在第二空气间隔,所述第二空气间隔小于1mm且大于0.1mm。
9.根据权利要求1所述的投影镜头,其特征在于,所述投影镜头的投射比范围为:0.32-0.35。
10.根据权利要求1所述的投影镜头,其特征在于,影像光束经过所述第一透镜组(30)和所述第二透镜组(40)后,在所述第二透镜组(40)和反射镜(1)之间进行第一次成像,所述反射镜(1)将第一次成像反射至投影屏幕形成投影画面,所述投影画面的宽度尺寸为c1;
在所述投影画面的宽度方向上,所述投影画面与所述光轴之间的距离为c2,其中c1/c2的范围为18%-22%。
11.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1-10任一项所述的投影镜头。
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Citations (7)
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---|---|---|---|---|
JP2014098750A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | 投写光学系及び投写型表示装置 |
CN204405927U (zh) * | 2014-12-17 | 2015-06-17 | 深圳市亿思达科技集团有限公司 | 超短焦投影镜头 |
US20150185452A1 (en) * | 2012-10-25 | 2015-07-02 | Young Optics Inc. | Wide-angle projection system |
CN107015427A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-08-04 | 联想(北京)有限公司 | 投影装置以及电子设备 |
JP2017187662A (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | セイコーエプソン株式会社 | 投射光学系及びプロジェクター |
CN110824675A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-02-21 | 嘉兴中润光学科技有限公司 | 投影用光学镜头 |
CN112987264A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-06-18 | 黄国豹 | 一种大视场高亮度的超短焦投影镜头 |
-
2022
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150185452A1 (en) * | 2012-10-25 | 2015-07-02 | Young Optics Inc. | Wide-angle projection system |
JP2014098750A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | 投写光学系及び投写型表示装置 |
CN204405927U (zh) * | 2014-12-17 | 2015-06-17 | 深圳市亿思达科技集团有限公司 | 超短焦投影镜头 |
JP2017187662A (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | セイコーエプソン株式会社 | 投射光学系及びプロジェクター |
CN107015427A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-08-04 | 联想(北京)有限公司 | 投影装置以及电子设备 |
CN110824675A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-02-21 | 嘉兴中润光学科技有限公司 | 投影用光学镜头 |
CN112987264A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-06-18 | 黄国豹 | 一种大视场高亮度的超短焦投影镜头 |
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