以下では、図面を参照しながら本願の実施例による技術的解決手段を説明する。
理解を容易にするために、以下では、本願による技術的用語を解釈及び記述する。
説明すべきものとして、理解及び記述を容易にするために、本願の実施例は、光学レンズの関連パラメータの表現形態を定義し、例えば、TTLは、光軸での第1レンズの物側面から光学レンズの結像面までの距離を表し、ImgHは、光学レンズの最大像高を表し、類似する定義の文字表現は例示的なものに過ぎず、当然ながら、他の形態を使用することもできるが、これは本願では限定されない。
更に説明すべきものとして、以下の関係式による比のパラメータの単位は一致しており、例えば、分子の単位はミリメートル(mm)、分母の単位もミリメートル(mm)である。
更に説明すべきものとして、曲率半径の正負は、光学面が物側又は像側に凸であることを示し、光学面(物側面又は像側面を含む)が物側に凸である場合、該光学面の半径は光学面の曲率は正の値であり、光学面(物側面又は像側面を含む)が像側に凸である場合、光学面が物側に凹であることに相当し、該光学面の曲率半径は負の値である。
更に説明すべきものとして、図面におけるレンズの形状、物側面及び像側面の凸凹程度は例示的に過ぎず、本願の実施例を限定することではない。本願では、レンズの材料は、樹脂(resin)、プラスチック(plastic)、ガラス(glass)であり得る。レンズは、球面レンズ及び非球面レンズを含む。レンズは、固定焦点距離レンズ、又はズームレンズでも、標準レンズ、短焦点距離レンズ又は望遠レンズでもよい。
本明細書では、光学素子に対して物体が位置する側の空間は、光学素子の物側と呼ばれ、それに対応して、光学素子に対して物体によって形成された像が位置する側の空間は、該光学素子の像側と呼ばれる。各レンズにおいて物体の表面に最も近づいた表面は、物側面と呼ばれ、各レンズにおいて結像面に最も近づいた表面は、像側面と呼ばれる。また、物側から像側までの距離を順方向として定義する。
なお、以下の説明では、レンズ表面が凸面で、該凸面の位置を画定しない場合、該レンズ表面が少なくとも光軸の近くで凸面であることを示し、レンズ表面が凹面で、該凹面の位置を画定しない場合、該レンズ表面が少なくとも光軸の近くで凹面であることを示す。本明細書では、光軸の近くは、光軸近傍の領域を意味する。
以下では、本願の特徴、原理及び他の態様を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例による結像アセンブリの構造概略図であり、前記結像アセンブリは、第1レンズ、第2レンズ及び第3レンズなどの3つのレンズを含み、3つのレンズは、光軸に沿って物側から像側まで順次設置される。
第2レンズの物側面は光軸で凸面であり、第2レンズの像側面は光軸で凹面であり、また、第2レンズの焦点距離とシステムの焦点距離との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に制御する。即ち、投影結像の品質を確保するだけでなく、結像アセンブリの長さを短縮し、また、第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に短縮し、その結果、結像アセンブリのコンパクト化を実現する。
本実施例では、前記結像アセンブリは、0.9<|f2/f|<2.4、0.23<Φ11/TTL<0.45の関係式を満たし、式中、f2は、前記第2レンズの焦点距離であり、fは、前記結像アセンブリの焦点距離であり、Φ11は、前記第1レンズの像側面の口径であり、TTLは、前記結像アセンブリの全長である。|f2/f|は、0.958、1.187、1.268、1.578、1.588又は2.334であり得、Φ11/TTLは、0.24、0.25、0.31、0.33、0.37又は0.42であり得る。第2レンズの像側面及び物側面の形状を限定する(即ち、第2レンズの物側面が光軸で凸面であり、第2レンズの像側面が光軸で凹面である)ことにより、第2レンズの焦点距離とシステムの焦点距離との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に制御する。即ち、投影結像の品質を確保するだけでなく、結像アセンブリの長さを短縮し、また、第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に短縮し、その結果、結像アセンブリのコンパクト化を実現する。
一実施例では、前記結像アセンブリは、8mm<TTL<12.1mmの関係式を満たす。本実施例では、前記第1レンズの像側面が前記結像アセンブリの最終透過面とされる。即ち、前記第3レンズ及び前記第2レンズの光学屈折処理を経た後、光は、前記第1レンズの像側面から射出し、前記第1レンズの像側面の口径を調整することにより、前記第1レンズの像側面の光射出範囲を調整しやすく、前記結像アセンブリの投影結像品質を確保するという前提で、前記結像アセンブリの全長を指定された長さ範囲内に制御しやすく、即ち、前記結像アセンブリの全長を8mm~12.1mmの範囲内に制御し、前記結像アセンブリのコンパクト化を実現しやすい。
一実施例では、前記結像アセンブリは、0.17<IH/TTL<0.22の関係式を満たし、式中、IHは、前記結像アセンブリの投影画像の最大像高である。本実施例では、IH/TTLは、0.178、0.189、0.190、0.194、0.212又は0.216であり得る。第2レンズの物側面は光軸で凸面であり、第2レンズの像側面は光軸で凹面であり、また、第2レンズの焦点距離とシステムの焦点距離との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に制御する。即ち、投影結像の品質を確保するだけでなく、結像アセンブリの長さを短縮し、また、第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に短縮し、その結果、結像アセンブリのコンパクト化を実現する。前記結像アセンブリの投影画像の最大高さを調整し、前記結像アセンブリの最大像高と前記結像アセンブリの全長比を調整することにより、前記結像アセンブリの光学全長を効果的に制御できる。即ち、最大像高と全長比を指定された範囲内に制御し、その結果、前記結像アセンブリの結像品質を確保すると同時に、レンズの全長を効果的に短縮し、更に、前記結像アセンブリのコンパクト化を実現しやすい。
一実施例では、前記結像アセンブリは、0.55<CTmax-CTmin<1.8の関係式を満たし、式中、CTmaxは、各レンズの最大厚さであり、CTminは、各レンズの最小厚さである。本実施例では、CTmax-CTminは、0.550、0.569、0.704、0.782、0.788又は1.799であり得る。第2レンズの物側面は光軸で凸面であり、第2レンズの像側面は光軸で凹面であり、また、第2レンズの焦点距離とシステムの焦点距離との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に制御する。即ち、投影結像の品質を確保するだけでなく、結像アセンブリの長さを短縮し、また、第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に短縮し、その結果、結像アセンブリのコンパクト化を実現する。各レンズの厚さの差を比較する。即ち、各レンズの最大厚さと最小厚さとの差を求める方式で、各レンズが位置する空間の範囲を制御しやすく、それにより、前記結像アセンブリの長さを制御しやすく、その結果、前記結像アセンブリの機械構造全体がより均一であり、レンズの厚さの不均一による不確実性を低下させ、更に、投影結像品質を確保すると同時に、前記結像アセンブリの千兆を低減し、更に、前記結像アセンブリのコンパクト化を実現しやすい。
一実施例では、前記結像アセンブリは、-3.8<f1-f<-1.4の関係式を満たし、式中、f1は、前記第1レンズの焦点距離である。本実施例では、f1-fは、-3.734、-2.890、-2.010、-1.972、-1.588又は-1.442であり得る。第2レンズの物側面は光軸で凸面であり、第2レンズの像側面は光軸で凹面であり、また、第2レンズの焦点距離とシステムの焦点距離との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に制御する。即ち、投影結像の品質を確保するだけでなく、結像アセンブリの長さを短縮し、また、第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に短縮し、その結果、結像アセンブリのコンパクト化を実現する。第1レンズの焦点距離及び前記結像アセンブリの焦点距離を制御する。即ち、前記第1レンズの焦点距離と総焦点距離との差を決定することにより、前記第1レンズの焦点距離と総焦点距離との間の偏差を決定しやすく、その結果、前記第1レンズの焦点距離を決定して投影結像品質を確保しやすく、結局のところ、前記第1レンズは、投影結像の最後のレンズとして使用される。前記第1レンズの焦点距離と総焦点距離との差の関係を調整した後、1枚目のレンズと総焦点距離との差を低減することにより、前記結像アセンブリの全長への制御を実現し、更に、前記結像アセンブリのコンパクト化に役立つ。
一実施例では、前記結像アセンブリは、-31<f3-f2<-4.5の関係式を満たし、式中、f3は、前記第3レンズの焦点距離である。本実施例では、f3-f2は、-30.799、-24.867、-19.948、-15.310、-6.168又は-4.822であり得る。第2レンズの物側面は光軸で凸面であり、第2レンズの像側面は光軸で凹面であり、また、第2レンズの焦点距離とシステムの焦点距離との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に制御する。即ち、投影結像の品質を確保するだけでなく、結像アセンブリの長さを短縮し、また、第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係に基づいて、結像アセンブリの光学全長を効果的に短縮し、その結果、結像アセンブリのコンパクト化を実現する。前記第2レンズと前記第3レンズとの間の焦点距離の差を向上させることにより、前記第2レンズと前記第3レンズとの間の距離を調整しやすく、その結果、光の透過角度を効果的に制御し、光の方向を変更して最適化し、前記結像アセンブリの解像能力及び色収差制御能力を効果的に向上させる。
別の実施例では、各レンズの材料は、プラスチックであり、ガラス材料のレンズの使用により、加工難度が大きく、コストが高く、歪みが大きく、重さが大きいという状況をもたらすことを回避し、更に、前記結像アセンブリの全長を効果的に短縮し、前記結像アセンブリの総体積を低減し、更に、前記結像アセンブリのコンパクト化が容易になる。
以下では、図面を参照しながら、上記実施形態に適用できる結像アセンブリの具体的な実施例を更に説明する。
容易に説明するために、以下の実施例では、STOは、絞りの表面を示し、S1は、第1レンズ310の像側面を示し、S2は、第1レンズ310の物側面を示し、S3は、第2レンズ320の像側面を示し、S4は、第2レンズ320の物側面を示し、S5は、第3レンズ330の像側面を示し、S6は、第3レンズ330の物側面を示し、S7は、結像面を示す。
(実施例1)
以下では、図1~図2Fを参照しながら、本願の実施例1による結像アセンブリを説明し、図1における点線は、結像アセンブリの光軸を示す。
図1は、実施例1による結像アセンブリの構造概略図を示す。図1に示すように、結像アセンブリは、光軸に沿って像側から物側までは、絞りSTOと、第1レンズ310と、第2レンズ320と、第3レンズ330とを順次含み、絞り(STO)は、第1レンズの像側に位置する。
第1レンズ310は、負屈折力を有し、その像側面S1及び物側面S2はいずれも非球面であり、また、第1レンズ310の像側面S1は、光軸で凸面、外周で凸面であり、第1レンズ310の物側面S2は、光軸で凸面、外周で凸面である。
第2レンズ320は、負屈折力を有し、その像側面S3及び物側面S4はいずれも非球面であり、また、第2レンズ320の像側面S3は、光軸で凹面、外周で凸面であり、第2レンズ320の物側面S4は、光軸で凸面、外周で凸面である。
第3レンズ330は、正屈折力を有し、その像側面S5及び物側面S6はいずれも非球面であり、また、第3レンズ330の像側面S5は、光軸で凸面、外周で凹面であり、第3レンズ330の物側面S6は、光軸で凹面、外周で凸面である。
絞りSTOは、第1レンズ310の像側に位置し、更に、結像アセンブリの画像の輝度を向上させ、その結果、結像アセンブリの結像解像度を向上させる。
表1は、実施例1による結像アセンブリの各レンズの表面タイプ、曲率半径、厚さ、屈折率及び円錐係数を示し、ここで、結像アセンブリの全長、曲率半径及び厚さの単位はいずれもミリメートル(mm)である。
表1から分かるように、本実施例では、第1レンズ310乃至第3レンズ330はいずれもプラスチックの非球面レンズを使用し、各非球面レンズの表面タイプxは、以下の式で限定される。
式中、xは、非球面が光軸に沿って高さhの位置にある場合の非球面の頂点からの距離の矢高であり、cは、非球面の近軸曲率、c=1/R(即ち、近軸曲率cが表1における曲率半径Rの逆数)であり、kは、円錐係数であり、Aiは、非球面のi次係数である。以下の表2は、実施例1におけるレンズ非球面S1~S6に使用できる高次係数A4、A6、A8、A10及びA12を示す。
理解すべきものとして、結像アセンブリ300における各レンズの非球面は、上記の非球面の式に示された非球面を使用することができ、他の非球面の公式を使用することもでき、本願では、それを限定しない。
表1及び表2のデータから分かるように、実施例1における結像アセンブリは以下を満たし、
|f2/f|=1.268であり、式中、f2は、前記第2レンズの焦点距離であり、fは、前記結像アセンブリの焦点距離である。
Φ11/TTL=0.335であり、式中、Φ11は、前記第1レンズの像側面の口径であり、TTLは、前記結像アセンブリの全長である。
IH/TTL=0.194であり、式中、IHは、前記結像アセンブリの投影画像の最大像高である。
CTmax-CTmin=1.799であり、式中、CTmaxは、各レンズの最大厚さであり、CTminは、各レンズの最小厚さである。
f1-f=-1.588であり、式中、f1は、前記第1レンズの焦点距離である。
f3-f2=-30.799であり、式中、f3は、前記第3レンズの焦点距離である。
図2Aは、実施例1による結像アセンブリの非点収差曲線を示し、それは、子午像面湾曲及びサジタル像面湾曲を示し、図2Bは、実施例1による結像アセンブリの歪み曲線を示し、それは、像高が異なる場合の歪み百分率を示し、図2Cは、実施例1による結像アセンブリの格子歪みを示し、図2Dは、0°、3.63°、9.37°、12.30°及び15.64°のMTF曲線を含む、複数の半対角画角に対応する実施例1による結像アセンブリのMTF曲線を示し、図2Eは、実施例1による結像アセンブリの投影結像の相対照度を示す。図2A~図2Eから分かるように、第2焦点距離とシステム焦点距離との間の関係、及び第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係を調整する。即ち、|f2/f|及びΦ11/TTLの値を調整し、結像アセンブリのコンパクト化を実現すると同時に、投影結像の解像度を確保する。ここで、図2Fは、実施例1による結像アセンブリの具体的な投影結像効果を示す。
(実施例2)
以下では、図3~図4Fを参照しながら、本願の実施例2による結像アセンブリを説明し、図3における点線は、結像アセンブリの光軸を示す。
図3は、実施例2による結像アセンブリの構造概略図を示す。図3に示すように、結像アセンブリは、光軸に沿って像側から物側までは、絞りSTOと、第1レンズ310と、第2レンズ320と、第3レンズ330とを順次含み、絞りは、第1レンズの像側に位置する。
第1レンズ310は、負屈折力を有し、その像側面S1及び物側面S2はいずれも非球面であり、また、第1レンズ310の像側面S1は、光軸で凸面、外周で凸面であり、第1レンズ310の物側面S2は、光軸で凸面、外周で凹面である。
第2レンズ320は、負屈折力を有し、その像側面S3及び物側面S4はいずれも非球面であり、また、第2レンズ320の像側面S3は、光軸で凹面、外周で凸面であり、第2レンズ320の物側面S4は、光軸で凸面、外周で凸面である。
第3レンズ330は、正屈折力を有し、その像側面S5及び物側面S6はいずれも非球面であり、また、第3レンズ330の像側面S5は、光軸で凸面、外周で凹面であり、第3レンズ330の物側面S6は、光軸で凹面、外周で凸面である。
絞りSTOは、第1レンズ310の像側に位置し、更に、結像アセンブリの画像の輝度を向上させ、その結果、結像アセンブリの結像解像度を向上させる。
表3は、実施例2による結像アセンブリの各レンズの表面タイプ、曲率半径、厚さ、屈折率及び円錐係数を示し、ここで、結像アセンブリの全長、曲率半径及び厚さの単位はいずれもミリメートル(mm)である。
表3から分かるように、本実施例では、第1レンズ(310)乃至第3レンズ(330)はいずれもプラスチックの非球面レンズを使用し、各非球面レンズの表面タイプxは、以下の式で限定される。
式中、xは、非球面が光軸に沿って高さhの位置にある場合の非球面の頂点からの距離の矢高であり、cは、非球面の近軸曲率、c=1/R(即ち、近軸曲率cが表3における曲率半径Rの逆数)であり、kは、円錐係数であり、Aiは、非球面のi次係数である。以下の表4は、実施例2におけるレンズ非球面S1~S6に使用できる高次係数A4、A6、A8、A10及びA12を示す。
理解すべきものとして、結像アセンブリ300における各レンズの非球面は、上記の非球面の式に示された非球面を使用することができ、他の非球面の公式を使用することもでき、本願では、それを限定しない。
表3及び表4のデータから分かるように、実施例2における結像アセンブリは以下を満たし、
|f2/f|=0.958であり、式中、f2は、前記第2レンズの焦点距離であり、fは、前記結像アセンブリの焦点距離である。
Φ11/TTL=0.312であり、式中、Φ11は、前記第1レンズの像側面の口径であり、TTLは、前記結像アセンブリの全長である。
IH/TTL=0.216であり、式中、IHは、前記結像アセンブリの投影画像の最大像高である。
CTmax-CTmin=0.550であり、式中、CTmaxは、各レンズの最大厚さであり、CTminは、各レンズの最小厚さである。
f1-f=-3.734であり、式中、f1は、前記第1レンズの焦点距離である。
f3-f2=-4.822であり、式中、f3は、前記第3レンズの焦点距離である。
図4Aは、実施例2による結像アセンブリの非点収差曲線を示し、それは、子午像面湾曲及びサジタル像面湾曲を示し、図4Bは、実施例2による結像アセンブリの歪み曲線を示し、それは、像高が異なる場合の歪み百分率を示し、図4Cは、実施例2による結像アセンブリの格子歪みを示し、図4Dは、0°、3.63°、9.37°、12.30°及び15.64°のMTF曲線を含む、複数の半対角画角に対応する実施例2による結像アセンブリのMTF曲線を示し、図4Eは、実施例2による結像アセンブリの投影結像の相対照度を示す。図4A~図4Eから分かるように、第2レンズの焦点距離とシステム焦点距離との間の関係、及び第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係を調整する。即ち、|f2/f|及びΦ11/TTLの値を調整し、結像アセンブリのコンパクト化を実現すると同時に、投影結像の解像度を確保する。ここで、図4Fは、実施例2による結像アセンブリの具体的な投影結像効果を示す。
(実施例3)
以下では、図5~図6Eを参照しながら、本願の実施例3による結像アセンブリを説明し、図5における点線は、結像アセンブリの光軸を示す。
図5は、実施例3による結像アセンブリの構造概略図を示す。図5に示すように、結像アセンブリは、光軸に沿って像側から物側までは、絞りSTOと、第1レンズ310と、第2レンズ320と、第3レンズ330とを順次含み、絞りは、第1レンズの像側に位置する。
第1レンズ310は、負屈折力を有し、その像側面S1及び物側面S2はいずれも非球面であり、また、第1レンズ310の像側面S1は、光軸で凸面、外周で凸面であり、第1レンズ310の物側面S2は、光軸で凸面、外周で凹面である。
第2レンズ320は、負屈折力を有し、その像側面S3及び物側面S4はいずれも非球面であり、また、第2レンズ320の像側面S3は、光軸で凹面、外周で凸面であり、第2レンズ320の物側面S4は、光軸で凸面、外周で凹面である。
第3レンズ330は、正屈折力を有し、その像側面S5及び物側面S6はいずれも非球面であり、また、第3レンズ330の像側面S5は、光軸で凸面、外周で凹面であり、第3レンズ330の物側面S6は、光軸で凹面、外周で凹面である。
絞りSTOは、第1レンズ310の像側に位置し、更に、結像アセンブリの画像の輝度を向上させ、その結果、結像アセンブリの結像解像度を向上させる。
表5は、実施例3による結像アセンブリの各レンズの表面タイプ、曲率半径、厚さ、屈折率及び円錐係数を示し、ここで、結像アセンブリの全長、曲率半径及び厚さの単位はいずれもミリメートル(mm)である。
表5から分かるように、本実施例では、第1レンズ310乃至第3レンズ330はいずれもプラスチックの非球面レンズを使用し、各非球面レンズの表面タイプxは、以下の式で限定される。
式中、xは、非球面が光軸に沿って高さhの位置にある場合の非球面の頂点からの距離の矢高であり、cは、非球面の近軸曲率、c=1/R(即ち、近軸曲率cが表5における曲率半径Rの逆数)であり、kは、円錐係数であり、Aiは、非球面のi次係数である。以下の表6は、実施例3におけるレンズ非球面S1~S6に使用できる高次係数A4、A6、A8、A10及びA12を示す。
理解すべきものとして、結像アセンブリ300における各レンズの非球面は、上記の非球面の式に示された非球面を使用することができ、他の非球面の公式を使用することもでき、本願では、それを限定しない。
表5及び表6のデータから分かるように、実施例3における結像アセンブリは以下を満たし、
|f2/f|=1.187であり、式中、f2は、前記第2レンズの焦点距離であり、fは、前記結像アセンブリの焦点距離である。
Φ11/TTL=0.373であり、式中、Φ11は、前記第1レンズの像側面の口径であり、TTLは、前記結像アセンブリの全長である。
IH/TTL=0.212であり、式中、IHは、前記結像アセンブリの投影画像の最大像高である。
CTmax-CTmin=0.569であり、式中、CTmaxは、各レンズの最大厚さであり、CTminは、各レンズの最小厚さである。
f1-f=-2.890であり、式中、f1は、前記第1レンズの焦点距離である。
f3-f2=-6.168であり、式中、f3は、前記第3レンズの焦点距離である。
図6Aは、実施例3による結像アセンブリの非点収差曲線を示し、それは、子午像面湾曲及びサジタル像面湾曲を示し、図6Bは、実施例3による結像アセンブリの歪み曲線を示し、それは、像高が異なる場合の歪み百分率を示し、図6Cは、実施例3による結像アセンブリの格子歪みを示し、図6Dは、0°、3.63°、9.37°、12.30°及び15.64°のMTF曲線を含む、複数の半対角画角に対応する実施例3による結像アセンブリのMTF曲線を示し、図6Eは、実施例3による結像アセンブリの投影結像の相対照度を示す。図6A~図6Eから分かるように、第2レンズの焦点距離とシステム焦点距離との間の関係、及び第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係を調整する。即ち、|f2/f|及びΦ11/TTLの値を調整し、結像アセンブリのコンパクト化を実現すると同時に、投影結像の解像度を確保する。
(実施例4)
以下では、図7~図8Eを参照しながら、本願の実施例4による結像アセンブリを説明し、図7における点線は、結像アセンブリの光軸を示す。
図7は、実施例4による結像アセンブリの構造概略図を示す。図7に示すように、結像アセンブリは、光軸に沿って像側から物側までは、絞りSTOと、第1レンズ310と、第2レンズ320と、第3レンズ330とを順次含み、絞りは、第1レンズの像側に位置する。
第1レンズ310は、負屈折力を有し、その像側面S1及び物側面S2はいずれも非球面であり、また、第1レンズ310の像側面S1は、光軸で凸面、外周で凸面であり、第1レンズ310の物側面S2は、光軸で凸面、外周で凹面である。
第2レンズ320は、負屈折力を有し、その像側面S3及び物側面S4はいずれも非球面であり、また、第2レンズ320の像側面S3は、光軸で凹面、外周で凹面であり、第2レンズ320の物側面S4は、光軸で凸面、外周で凹面である。
第3レンズ330は、正屈折力を有し、その像側面S5及び物側面S6はいずれも非球面であり、また、第3レンズ330の像側面S5は、光軸で凸面、外周で凹面であり、第3レンズ330の物側面S6は、光軸で凹面、外周で凹面である。
絞りSTOは、第1レンズ310の像側に位置し、更に、結像アセンブリの画像の輝度を向上させ、その結果、結像アセンブリの結像解像度を向上させる。
表7は、実施例4による結像アセンブリの各レンズの表面タイプ、曲率半径、厚さ、屈折率及び円錐係数を示し、ここで、結像アセンブリの全長、曲率半径及び厚さの単位はいずれもミリメートル(mm)である。
表7から分かるように、本実施例では、第1レンズ310乃至第3レンズ330はいずれもプラスチックの非球面レンズを使用し、各非球面レンズの表面タイプxは、以下の式で限定される。
式中、xは、非球面が光軸に沿って高さhの位置にある場合の非球面の頂点からの距離の矢高であり、cは、非球面の近軸曲率、c=1/R(即ち、近軸曲率cが表7における曲率半径Rの逆数)であり、kは、円錐係数であり、Aiは、非球面のi次係数である。以下の表8は、実施例4におけるレンズ非球面S1~S6に使用できる高次係数A4、A6、A8、A10及びA12を示す。
理解すべきものとして、結像アセンブリ300における各レンズの非球面は、上記の非球面の式に示された非球面を使用することができ、他の非球面の公式を使用することもでき、本願では、それを限定しない。
表7及び表8のデータから分かるように、実施例4における結像アセンブリは以下を満たし、
|f2/f|=1.578であり、式中、f2は、前記第2レンズの焦点距離であり、fは、前記結像アセンブリの焦点距離である。
Φ11/TTL=0.424であり、式中、Φ11は、前記第1レンズの像側面の口径であり、TTLは、前記結像アセンブリの全長である。
IH/TTL=0.189であり、式中、IHは、前記結像アセンブリの投影画像の最大像高である。
CTmax-CTmin=0.788であり、式中、CTmaxは、各レンズの最大厚さであり、CTminは、各レンズの最小厚さである。
f1-f=-1.972であり、式中、f1は、前記第1レンズの焦点距離である。
f3-f2=-19.948であり、式中、f3は、前記第3レンズの焦点距離である。
図8Aは、実施例4による結像アセンブリの非点収差曲線を示し、それは、子午像面湾曲及びサジタル像面湾曲を示し、図8Bは、実施例4による結像アセンブリの歪み曲線を示し、それは、像高が異なる場合の歪み百分率を示し、図8Cは、実施例4による結像アセンブリの格子歪みを示し、図8Dは、0°、3.63°、9.37°、12.30°及び15.64°のMTF曲線を含む、複数の半対角画角に対応する実施例4による結像アセンブリのMTF曲線を示し、図8Eは、実施例4による結像アセンブリの投影結像の相対照度を示す。図8A~図8Eから分かるように、第2レンズの焦点距離とシステム焦点距離との間の関係、及び第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係を調整する。即ち、|f2/f|及びΦ11/TTLの値を調整し、結像アセンブリのコンパクト化を実現すると同時に、投影結像の解像度を確保する。
(実施例5)
以下では、図9~10Eを参照しながら、本願の実施例5による結像アセンブリを説明し、図9における点線は、結像アセンブリの光軸を示す。
図9は、実施例5による結像アセンブリの構造概略図を示す。図9に示すように、結像アセンブリは、光軸に沿って像側から物側までは、絞りSTOと、第1レンズ310と、第2レンズ320と、第3レンズ330とを順次含み、絞りは、第1レンズの像側に位置する。
第1レンズ310は、負屈折力を有し、その像側面S1及び物側面S2はいずれも非球面であり、また、第1レンズ310の像側面S1は、光軸で凸面、外周で凸面であり、第1レンズ310の物側面S2は、光軸で凸面、外周で凸面である。
第2レンズ320は、負屈折力を有し、その像側面S3及び物側面S4はいずれも非球面であり、また、第2レンズ320の像側面S3は、光軸で凹面、外周で凸面であり、第2レンズ320の物側面S4は、光軸で凸面、外周で凸面である。
第3レンズ330は、正屈折力を有し、その像側面S5及び物側面S6はいずれも非球面であり、また、第3レンズ330の像側面S5は、光軸で凸面、外周で凹面であり、第3レンズ330の物側面S6は、光軸で凹面、外周で凹面である。
絞りSTOは、第1レンズ310の像側に位置し、更に、結像アセンブリの画像の輝度を向上させ、その結果、結像アセンブリの結像解像度を向上させる。
表9は、実施例5による結像アセンブリの各レンズの表面タイプ、曲率半径、厚さ、屈折率及び円錐係数を示し、ここで、結像アセンブリの全長、曲率半径及び厚さの単位はいずれもミリメートル(mm)である。
表9から分かるように、本実施例では、第1レンズ310乃至第3レンズ330はいずれもプラスチックの非球面レンズを使用し、各非球面レンズの表面タイプxは、以下の式で限定される。
式中、xは、非球面が光軸に沿って高さhの位置にある場合の非球面の頂点からの距離の矢高であり、cは、非球面の近軸曲率、c=1/R(即ち、近軸曲率cが表9における曲率半径Rの逆数)であり、kは、円錐係数であり、Aiは、非球面のi次係数である。以下の表10は、実施例5におけるレンズ非球面S1~S6に使用できる高次係数A4、A6、A8、A10及びA12を示す。
理解すべきものとして、結像アセンブリ300における各レンズの非球面は、上記の非球面の式に示された非球面を使用することができ、他の非球面の公式を使用することもでき、本願では、それを限定しない。
表9及び表10のデータから分かるように、実施例5における結像アセンブリは以下を満たし、
|f2/f|=1.588であり、式中、f2は、前記第2レンズの焦点距離であり、fは、前記結像アセンブリの焦点距離である。
Φ11/TTL=0.249であり、式中、Φ11は、前記第1レンズの像側面の口径であり、TTLは、前記結像アセンブリの全長である。
IH/TTL=0.190であり、式中、IHは、前記結像アセンブリの投影画像の最大像高である。
CTmax-CTmin=0.782であり、式中、CTmaxは、各レンズの最大厚さであり、CTminは、各レンズの最小厚さである。
f1-f=-2.010であり、式中、f1は、前記第1レンズの焦点距離である。
f3-f2=-15.310であり、式中、f3は、前記第3レンズの焦点距離である。
図10Aは、実施例5による結像アセンブリの非点収差曲線を示し、それは、子午像面湾曲及びサジタル像面湾曲を示し、図10Bは、実施例5による結像アセンブリの歪み曲線を示し、それは、像高が異なる場合の歪み百分率を示し、図10Cは、実施例5による結像アセンブリの格子歪みを示し、図10Dは、0°、3.63°、9.37°、12.30°及び15.64°のMTF曲線を含む、複数の半対角画角に対応する実施例5による結像アセンブリのMTF曲線を示し、図10Eは、実施例5による結像アセンブリの投影結像の相対照度を示す。図10A~図10Eから分かるように、第2レンズの焦点距離とシステム焦点距離との間の関係、及び第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係を調整する。即ち、|f2/f|及びΦ11/TTLの値を調整し、結像アセンブリのコンパクト化を実現すると同時に、投影結像の解像度を確保する。
(実施例6)
以下では、図11~図12Fを参照しながら、本願の実施例6による結像アセンブリを説明し、図11における点線は、結像アセンブリの光軸を示す。
図11は、実施例6による結像アセンブリの構造概略図を示す。図11に示すように、結像アセンブリは、光軸に沿って像側から物側までは、絞りSTOと、第1レンズ310と、第2レンズ320と、第3レンズ330とを順次含み、絞りは、第1レンズの像側に位置する。
第1レンズ310は、負屈折力を有し、その像側面S1及び物側面S2はいずれも非球面であり、また、第1レンズ310の像側面S1は、光軸で凸面、外周で凹面であり、第1レンズ310の物側面S2は、光軸で凸面、外周で凸面である。
第2レンズ320は、負屈折力を有し、その像側面S3及び物側面S4はいずれも非球面であり、また、第2レンズ320の像側面S3は、光軸で凹面、外周で凸面であり、第2レンズ320の物側面S4は、光軸で凸面、外周で凸面である。
第3レンズ330は、正屈折力を有し、その像側面S5及び物側面S6はいずれも非球面であり、また、第3レンズ330の像側面S5は、光軸で凸面、外周で凹面であり、第3レンズ330の物側面S6は、光軸で凹面、外周で凹面である。
絞りSTOは、第1レンズ310の像側に位置し、更に、結像アセンブリの画像の輝度を向上させ、その結果、結像アセンブリの結像解像度を向上させる。
表11は、実施例6による結像アセンブリの各レンズの表面タイプ、曲率半径、厚さ、屈折率及び円錐係数を示し、ここで、結像アセンブリの全長、曲率半径及び厚さの単位はいずれもミリメートル(mm)である。
表11から分かるように、本実施例では、第1レンズ310乃至第3レンズ330はいずれもプラスチックの非球面レンズを使用し、各非球面レンズの表面タイプxは、以下の式で限定される。
式中、xは、非球面が光軸に沿って高さhの位置にある場合の非球面の頂点からの距離の矢高であり、cは、非球面の近軸曲率、c=1/R(即ち、近軸曲率cが表11における曲率半径Rの逆数)であり、kは、円錐係数であり、Aiは、非球面のi次係数である。以下の表12は、実施例6におけるレンズ非球面S1~S6に使用できる高次係数A4、A6、A8、A10及びA12を示す。
理解すべきものとして、結像アセンブリ300における各レンズの非球面は、上記の非球面の式に示された非球面を使用することができ、他の非球面の公式を使用することもでき、本願では、それを限定しない。
表11及び表12のデータから分かるように、実施例6における結像アセンブリは以下を満たし、
|f2/f|=2.334であり、式中、f2は、前記第2レンズの焦点距離であり、fは、前記結像アセンブリの焦点距離である。
Φ11/TTL=0.236であり、式中、Φ11は、前記第1レンズの像側面の口径であり、TTLは、前記結像アセンブリの全長である。
IH/TTL=0.178であり、式中、IHは、前記結像アセンブリの投影画像の最大像高である。
CTmax-CTmin=0.704であり、式中、CTmaxは、各レンズの最大厚さであり、CTminは、各レンズの最小厚さである。
f1-f=-1.442であり、式中、f1は、前記第1レンズの焦点距離である。
f3-f2=-24.867であり、式中、f3は、前記第3レンズの焦点距離である。
図12Aは、実施例6による結像アセンブリの非点収差曲線を示し、それは、子午像面湾曲及びサジタル像面湾曲を示し、図12Bは、実施例6による結像アセンブリの歪み曲線を示し、それは、像高が異なる場合の歪み百分率を示し、図12Cは、実施例6による結像アセンブリの格子歪みを示し、図12Dは、0°、3.63°、9.37°、12.30°及び15.64°のMTF曲線を含む、複数の半対角画角に対応する実施例6による結像アセンブリのMTF曲線を示し、図12Eは、実施例6による結像アセンブリの投影結像の相対照度を示す。図12A~図12Eから分かるように、第2レンズの焦点距離とシステム焦点距離との間の関係、及び第1レンズの像側面の口径とシステム全長との関係を調整する。即ち、|f2/f|及びΦ11/TTLの値を調整し、結像アセンブリのコンパクト化を実現すると同時に、投影結像の解像度を確保する。ここで、図12Fは、実施例6による結像アセンブリの具体的な投影結像効果を示す。
本発明は、照明投影装置に関する。一実施例では、前記照明投影装置は、外筐と、照明アセンブリと、結像アセンブリとを含む。前記外筐は、相互に連通する第1収容空間及び第2収容空間を有し、前記外筐には、光入射孔及び光射出孔が更に開けられる。前記光入射孔は、前記第1収容空間と対応して連通し、前記光入射孔は、光源と対応して設置される。前記光射出孔は、前記第1収容空間と対応して連通する。前記照明アセンブリは、前記第1収容空間内に係止され、前記照明アセンブリは、光源の光を集束するために使用される。前記結像アセンブリは、前記第2収容空間内に係止され、前記結像アセンブリは、光の結像の画角を調整するために使用される。即ち、結像アセンブリは、投影画像の範囲の大きさを調整するために使用される。前記第2収容空間のアパーチャは、前記第1収容空間のアパーチャよりも小さい。結像アセンブリは、光射出孔を塞ぎ、照明アセンブリは、光入射孔を塞ぐので、外筐の内部と外部環境を隔絶し、照明投影装置の密閉性を向上させ、また、第2収容空間のアパーチャは、第1収容空間のアパーチャよりも小さく、結像アセンブリは、第2収容空間内に取り付けられ、照明アセンブリは、第1収容空間内に取り付けられ、そのため、結像アセンブリ及び照明アセンブリを取り付けやすく、その結果、照明投影装置の取り付けの利便性を向上させる。
図13は、本発明の一実施例による照明投影装置の構造概略図を示す。
一実施例による照明投影装置10は、外筐100を含む。同時に、図14に示すように、前記照明投影装置10は、照明アセンブリ200及び結像アセンブリ300を更に含む。前記外筐100は、相互に連通する第1収容空間102及び第2収容空間104を有し、前記外筐100には、光入射孔106及び光射出孔108が更に開けられる。前記光入射孔106は、前記第1収容空間102と対応して連通し、前記光入射孔106は、光源と対応して設置される。前記光射出孔108は、前記第1収容空間102と対応して連通する。前記照明アセンブリ200は、前記第1収容空間102内に係止され、前記照明アセンブリ200は、光源の光を集束するために使用される。前記結像アセンブリ300は、前記第2収容空間104内に係止され、前記結像アセンブリ300は、光の結像の画角を調整するために使用される。即ち、結像アセンブリ300は、照明投影装置の投影画像の範囲の大きさを調整するために使用される。前記第2収容空間104のアパーチャは、前記第1収容空間102のアパーチャよりも小さい。
本実施例では、結像アセンブリ300は、光射出孔108を塞ぎ、照明アセンブリ200は、光入射孔106を塞ぐので、外筐100の内部と外部環境を隔絶し、照明投影装置の密閉性を向上させ、また、第2収容空間104のアパーチャは、第1収容空間102のアパーチャよりも小さく、結像アセンブリ300は、第2収容空間104内に取り付けられ、照明アセンブリ200は、第1収容空間102内に取り付けられ、そのため、結像アセンブリ300及び照明アセンブリ200を取り付けやすく、その結果、照明投影装置の取り付けの利便性を向上させる。ここで、照明アセンブリ200及び結像アセンブリ300は、光入射孔106を順次通過して外筐100内に入り、例えば、まず、結像アセンブリ300は、光入射孔106及び第1収容空間102を順次通過し、最後に、第2収容空間104内に取り付けられ、その後、照明アセンブリ200は、光入射孔106を通過して、第1収容空間102内に取り付けられる。
一実施例では、図14に示すように、前記光入射孔106のアパーチャは、前記第1収容空間102のアパーチャより大きいか又は等しい。本実施例では、前記光入射孔106は、外部の光源に対応し、前記光入射孔106は、外部の光源から出した光が前記外筐100内に入る場合のために使用される。即ち、外部の光源から出した光は、前記光入射孔106を通過して前記照明アセンブリ200の物側に達し、その結果、前記照明アセンブリ200は、外部の光源の光を集束しやすく、外部の光源の発散光を集中光として前記結像アセンブリ300に伝達する。また、前記光入射孔106は、前記第1収容空間102及び前記第2収容空間104と連通し、前記第1収容空間102内に前記照明アセンブリ200が収容され、前記第2収容空間104内に前記結像アセンブリ300が収容され、前記結像アセンブリ300及び前記照明アセンブリ200は、前記光入射孔106を順次通過して前記外筐100内に取り付けられる。即ち、まず、前記結像アセンブリ300を前記光入射孔106を介して前記第2収容空間104内に取り付けて固定し、その後、前記照明アセンブリ200を前記光入射孔106を介して前記第1収容空間102内に取り付けて固定する。このように、前記光入射孔106は、前記照明投影装置のバック式取り付け孔、即ち、前記外筐100のテールを通過する光入射孔106として、前記結像アセンブリ300及び前記照明アセンブリ200を前記外筐100内に段階的に取り付け、また、前記光入射孔106のアパーチャが前記第1収容空間102のアパーチャより大きいか又は等しい場合、前記結像アセンブリ300及び前記前記照明アセンブリ200の通過を容易にし、その結果、前記結像アセンブリ300及び前記前記照明アセンブリ200を前記外筐100内に固定しやすく、更に、前記照明投影装置の取り付けの利便性を向上させる。
一実施例では、図14に示すように、前記光射出孔108のアパーチャは、前記第2収容空間104のアパーチャより小さいか又は等しい。本実施例では、前記光射出孔108は、前記結像アセンブリ300に対応し、前記光射出孔108は、前記結像アセンブリ300の像側に位置し、前記光射出孔108は、前記照明投影装置の結像光射出口として、最後に、前記光射出孔によって光を射出する。即ち、前記光射出孔108は、前記照明投影装置において前記光入射孔106に対応する孔として使用される。前記光射出孔108のアパーチャが前記第2収容空間104のアパーチャより小さいか又は等しいので、前記結像アセンブリ300は、前記光射出孔108を塞ぎ、光だけが光射出孔108を通過することができ、外部環境の空気を隔絶し、その結果、前記外筐100から外部の水分を隔絶しやすく、更に、前記照明投影装置の密閉性を向上させる。
一実施例では、図14に示すように、前記結像アセンブリ300は、順次設置された第1レンズ310、第2レンズ320及び第3レンズ330を含み、前記第1レンズ310は、前記光射出孔108に近づいて設置され、前記第1レンズ310及び前記第2レンズ320のうちの少なくとも1つには係止溝が開けられ、前記第1レンズ310及び前記第2レンズ320のうちの少なくとも1つの一部は、前記係止溝内に位置し、前記第3レンズ330は、前記照明アセンブリ200に近づいて設置される。本実施例では、前記第1レンズ310と前記第2レンズ320は、前記係止溝によって接続され、例えば、前記第1レンズ310において前記第2レンズ320に近づいた面に前記係止溝が開けられ、前記第2レンズ320の一部は、前記係止溝に位置するので、前記第2レンズ320と前記第1レンズ310が相互に係止され、前記第1レンズ310と前記第2レンズ320のモジュラー組み立てが容易になり、その結果、前記結像アセンブリ300を迅速に取り付けやすい。ここで、前記第3レンズ330は、前記結像アセンブリ300の初期結像レンズとして、前記照明アセンブリ200から出した光を初期に調整し、その結果、その後、光の画角及び解像度を調整しやすい。別の実施例では、前記第3レンズ330は更に、上記係合方式によって第2レンズ320に接続され、具体的な構造は、第2レンズ320と前記第1レンズ310との間の係合構造に類似し、例えば、ほぞ構造で接続し、ここでは、細な説明を省く。
更に、前記結像アセンブリは、第1スペーサを更に含み、前記第1スペーサは、前記第1レンズと前記第2レンズとの間に位置し、前記第1スペーサはそれぞれ前記第1レンズ及び前記第2レンズに当接される。本実施例では、前記第1スペーサは、前記第1レンズ及び前記第2レンズを分離する。即ち、前記第1スペーサの片面は、前記第レンズに当接され、前記第1スペーサの他面は、前記第2レンズに当接される。即ち、前記第1レンズ及び前記第2レンズはそれぞれ前記第1スペーサの対向する2つの面に位置する。前記第1レンズと前記第2レンズは係合して接続され、係合接続箇所の接触の以外、前記第1スペーサは他の可能な直接接触位置を分離し、前記第1レンズと前記第2レンズとの間の接触面積を低減し、その結果、前記第1レンズと前記第2レンズとの間の摩擦による破損を低下させ、前記結像アセンブリの耐用年数を伸ばす。
更に、前記結像アセンブリは、第2スペーサを更に含み、前記第2スペーサは、前記第2レンズと前記第3レンズとの間に位置し、前記第2スペーサはそれぞれ前記第2レンズ及び前記第3レンズに当接される。本実施例では、前記第2スペーサは、前記第2レンズ及び前記第3レンズを分離する。即ち、前記第2スペーサの片面は、前記第2レンズに当接され、前記第2スペーサの他面は、前記第3レンズに当接される。即ち、前記第2レンズ及び前記第3レンズはそれぞれ前記第2スペーサの対向する2つの面に位置する。前記第2レンズは、前記第3レンズと接触するので、前記第3レンズは、前記第2レンズを前記第1レンズに当接しやすく、前記第2スペーサは、可能な直接接触位置を分離し、前記第2レンズと前記第3レンズとの間の接触面積を低減し、その結果、前記第2レンズと前記第3レンズとの間の摩擦による破損を低下し、更に、前記結像アセンブリの耐用年数を伸ばす。
一実施例では、図14に示すように、前記外筐100は、筐体110及び2つの係止ポスト120を含み、2つの前記係止ポスト120はいずれも前記筐体110に接続され、2つの前記係止ポスト120はいずれも前記光入射孔106に隣接して設置され、2つの係止ポスト120は、ランプホルダに接続される。本実施例では、前記筐体110は、前記結像アセンブリ300及び前記照明アセンブリ200の保護筐体として、前記結像アセンブリ300及び前記照明アセンブリ200と外部環境を隔絶する。前記係止ポスト120は、前記筐体110のテールに位置し、2つの前記係止ポスト120は、ランプホルダに接続される。即ち、2つの前記係止ポスト120は、前記筐体110をランプホルダに固定し、2つの前記係止ポスト120は、対向して設置され、その結果、前記ランプホルダにおける前記筐体110の取り付けの安定性を向上させる。
更に、図13及び図14に示すように、前記筐体110には配向溝112が開けられ、前記配向溝112は、1つの前記係止ポスト120と対応して設置され、前記配向溝112は更に、ランプホルダの一部を収容するために使用される。本実施例では、前記配向溝112内に前記ランプホルダの一部が収容されるので、前記筐体110を前記ランプホルダに固定しやすく、その結果、前記照明投影装置と前記ランプホルダとの間の接続安定性を向上させる。なお、前記配向溝112は、1つの前記係止ポスト120と対応して設置され、前記筐体110における前記配向溝112の位置により、2つの前記係止ポスト120の設置方向を決定しやすく、その結果、前記ランプホルダにおける前記照明投影装置の取り付け方向を決定しやすく、更に、前記照明投影装置をランプホルダに迅速に取り付けやすい。
更に、図13に示すように、前記結像アセンブリ300の光軸は、前記照明アセンブリ200の光軸と重なり合い、前記外筐100は、取り付け用ガイド凸条130を更に含み、前記取り付け用ガイド凸条130は、前記筐体110に接続され、前記取り付け用ガイド凸条130の延在方向は、前記結像アセンブリ300の光軸と平行になり、前記取り付け用ガイド凸条130は、ランプホルダにおけるガイド溝内に収容される。本実施例では、前記取り付け用ガイド凸条130は、前記ランプホルダに接続される。即ち、前記取り付け用ガイド凸条130は、前記ガイド溝内に摺動することにより、前記照明投影装置を前記ランプホルダに摺動可能に取り付けやすい。また、前記取り付け用ガイド凸条130の延在方法は、前記結像アセンブリ300の光軸と平行になり、前記結像アセンブリ300の光軸が前記照明アセンブリ200の光軸と重なり合う場合、前記照明投影装置を前記ランプホルダに取り付ける過程において、常に前記照明投影装置の光射出方向が前記ランプホルダから離れることを確保する。即ち、前記光射出孔108の開口部の方向が前記ランプホルダから離れることを確保し、前記照明投影装置の光を射出しやすい。
一実施例では、前記照明アセンブリは、第4レンズ2101及び第5レンズ2102を含み、前記第4レンズ2101及び第5レンズ2102は、光軸に沿って像側から物側まで順次分布し、前記第4レンズ2101の物側面は、光軸で平面であり、前記第4レンズ2101の像側面は、光軸で凸面であり、前記第5レンズ2102の物側面は、光軸で平面であり、前記第5レンズ2102の像側面は、光軸で凸面である。本実施例では、前記第4レンズ2101及び前記第5レンズ2102は、光源から出した光を処理し、前記結像アセンブリを透過する光の均一性及び輝度を向上させる。
一実施例では、図14に示すように、前記外筐100は、収容空間101を有し、収容空間101は、第1収容空間102及び第2収容空間104を含む。前記光入射孔106及び前記光射出孔108はそれぞれ前記外筐100の両端に位置し、前記光入射孔106は、光源と対応して設置され、前記光射出孔108は、光透過して結像するために使用される。前記結像アセンブリ300は、前記収容空間101内に位置し、前記結像アセンブリ300は、前記光射出孔108に近づいて設置される。前記照明アセンブリ200は、前記収容空間101内に位置し、前記照明アセンブリ200は、照明レンズ210、フィルムロール220及びフィルム取り付けホルダ230を含む。前記照明レンズ210は、前記光入射孔106に近づいて設置され、前記照明レンズ210は、前記外筐100に接続される。前記フィルム取り付けホルダ230は、前記照明レンズ210において前記結像アセンブリ300に近づいた片側に位置し、前記フィルム取り付けホルダ230は、前記外筐100に接続され、同時に、図3に示すように、前記フィルム取り付けホルダ230には、相互に連通した第1収容溝232及び第2収容溝236が開けられる。前記フィルムロール220の少なくとも一部は、前記第1収容溝232内に収容される。前記第2収容溝236は、前記フィルムロール220と前記フィルム取り付けホルダ230との間の隙間を塞ぐための第1接続用接着剤を収容するために使用される。
本実施例では、第2収容溝236内に第1接続用接着剤を注入することにより、一方で、フィルムロール220とフィルム取り付けホルダ230との間の接続安定性を向上させ、その一方で、フィルムロール220とフィルム取り付けホルダ230との間の隙間を低減し、フィルムロール220とフィルム取り付けホルダ230との間を通過する空気を減少し、結像アセンブリ300と照明レンズ210を分離し、その結果、結像アセンブリ300及び照明レンズ210に形成された水ミストを低減し、照明投影装置10の全体の密閉性を向上させる。別の実施例では、前記フィルム取り付けホルダ230には、更に透過貫通孔234が開けられる。前記透過貫通孔234は、前記フィルム220と対応して設置され、前記第1接続用接着剤により、フィルムロール220とフィルム取り付けホルダ230との間を通過する空気を減少し、透過貫通孔234と照明レンズ210との接触可能性を低下させる。別の実施例では、照明レンズ210は、複数の平凸レンズを含み、各平凸レンズの平面は、光入射孔に近づき、即ち、各平凸レンズの凸面は、光入射孔から離れ、また、各平凸レンズは、ほぞ構造で係合して接続される。
一実施例では、図14に示すように、前記光入射孔106のアパーチャは、前記第1収容空間101のアパーチャよりも大きい。本実施例では、前記光入射孔106は、前記外筐100の光入射ウィンドウとして、外部の光源は、前記光入射孔106を通過して前記外筐100内に入り、前記照明レンズ210及び前記フィルムローラ220の光処理により、光を集束しやすい。また、前記光入射孔106は、前記外筐100の取り付け口として、前記結像アセンブリ300及び前記照明アセンブリ200はいずれも前記光入射孔106を介して前記外筐100内に取り付けられる。即ち、前記結像アセンブリ300及び前記照明アセンブリ200はそれぞれ前記光入射孔106を順次通過して前記収容空間101に入る。前記光入射孔106のアパーチャは、前記収容空間101のアパーチャよりも大きいように設置されるので、前記結像アセンブリ300及び前記照明アセンブリ200は、前記光入射孔106を容易に通過し、前記結像アセンブリ300及び前記照明アセンブリ200の取り付けの利便性を向上させる。
更に、図14に示すように、前記外筐100は、照明ディスペンス面140を有し、前記照明ディスペンス面140は、前記光入射孔106と前記収容空間101のアパーチャの変化場所に位置し、前記照明ディスペンス面140には、前記照明レンズ210と前記外筐100との間の隙間を塞ぐための第2接続用接着剤が搭載される。本実施例では、前記照明ディスペンス面140は、前記収容空間101内に位置し、また、前記光入射孔106と前記収容空間101のアパーチャの変化場所、即ち、前記光入射孔106と前記収容空間101との限界箇所に位置し、前記光入射孔106のアパーチャが前記収容空間101のアパーチャよりも大きいので、この場所に段差構造が形成され、前記照明ディスペンス面140は、この段差に位置する。このように、前記照明レンズ210が前記収容空間101内に取り付けられ、例えば、前記照明レンズ210が前記照明ディスペンス面140に隣接して設置される場合、前記第2接続用接着剤を前記照明ディスペンス面140に設置し、前記第2接続用接着剤の流体作用下で、前記照明レンズ210と前記照明ディスペンス面140を接続するので、前記照明レンズ210は、前記第2接続用接着剤を介して前記外筐100に固定され、また、前記第2接続用接着剤は、前記照明レンズ210と前記外筐100との間の隙間を塞ぎ、その結果、前記照明レンズ210と前記外筐100との間の隙間を低減し、外部の空気が前記光入射孔106及び前記照明レンズ210と前記外筐100との間の隙間を通過してフィルムロール220と接触する可能性を効果的に低減し、更に、前記照明投影装置10の密閉性を向上させる。
一実施例では、図14に示すように、前記光射出孔108のアパーチャは、前記収容空間101のアパーチャよりも小さい。本実施例では、前記光射出孔108は、前記外筐100の光射出ウィンドウとして、前記光射出孔108は、結像アセンブリ300に対応し、前記結像アセンブリ300は、前記収容空間101において前記光射出孔108に近づいた位置に設置され、前記光射出孔108のアパーチャは、前記収容空間101のアパーチャよりも小さいように設置されるので、一方で、前記結像アセンブリ300が前記外筐100から離脱することを回避し、その一方で、前記像アセンブリ300により、前記光射出孔108を塞ぎ、前記照明投影装置10の密閉性を向上させる。
更に、図14に示すように、前記外筐100は、結像ディスペンス面150を有し、前記結像ディスペンス面150は、前記光射出孔108と前記収容空間101のアパーチャの変化場所に位置し、前記結像ディスペンス面150には、前記結像レンズ300と前記外筐100との間の隙間を塞ぐための第3接続用接着剤が搭載される。本実施例では、前記結像ディスペンス面150は、前記収容空間101内に位置し、また、前記光射出孔108と前記収容空間101のアパーチャの変化場所、即ち、前記光射出孔108と前記収容空間101との限界箇所に位置し、前記光射出孔108のアパーチャが前記収容空間101のアパーチャよりも小さいので、この場所に段差構造が形成され、前記結像ディスペンス面150は、この段差に位置する。このように、前記結像レンズ300が前記収容空間101内に取り付けられ、例えば、前記結像レンズ300が前記結像ディスペンス面150に隣接して設置される場合、前記第3接続用接着剤を前記結像ディスペンス面150に設置し、前記第3接続用接着剤の流体作用下で、前記結像レンズ300と前記照結像ディスペンス面150を接続するので、前記結像レンズ300は、前記第3接続用接着剤を介して前記外筐100に固定され、また、前記第3接続用接着剤は、前記結像レンズ300と前記外筐100との間の隙間を塞ぎ、その結果、前記結像レンズ300と前記外筐100との間の隙間を低減し、外部の空気が前記光射出孔108及び前記結像レンズ300と前記外筐100との間の隙間を通過してフィルムロール220と接触する可能性を効果的に低減し、更に、前記照明投影装置10の密閉性を向上させる。ここで、第1接続用接着剤、第2接続用接着剤及び第3接続用接着剤は硬化接着剤であり、各接続部材間の接続強度及び密閉性を容易に向上させる。
一実施例では、図16に示すように、前記フィルム取り付けホルダ230は、第1安定化平面237を有し、前記第1安定化平面237は、前記フィルム取り付けホルダ230の側辺に位置し、前記第1安定化平面237は、前記収容空間101の内壁と揃って当接される。本実施例では、前記フィルム取り付けホルダ230の側辺は、前記収容孔の内壁に当接される。即ち、前記収容空間101の内壁は、径方向において前記フィルム取り付けホルダ230をクランプし、前記第1安定化平面237は、前記フィルム取り付けホルダ230の縁の平面として使用され、前記第1安定化平面237は、前記フィルム取り付けホルダ230の縁の接線平面と平行になる。このように、前記フィルム取り付けホルダ230が前記収容空間101の内壁に当接される場合、前記第1安定化平面237は、前記収容空間101の内壁と揃い、前記収容空間101内の前記フィルム取り付けホルダ230の回転傾向を低減し、前記外筐100内の前記フィルム取り付けホルダ230の取り付けの安定性を確保し、前記フィルムロール220が自由に回転することを回避する。
一実施例では、図16に示すように、前記照明レンズ210は、第2安定化平面212を有し、前記第2安定化平面212は、前記照明レンズ210の側辺に位置し、前記第2安定化平面212は、前記収容空間101の内壁と揃って当接される。本実施例では、前記照明レンズ210の側辺は、前記収容孔の内壁に当接される。即ち、前記収容空間101の内壁は、径方向において前記照明レンズ210をクランプし、前記第2安定化平面212は、前記照明レンズ210の縁の平面として使用され、前記第2安定化平面212は、前記照明レンズ210の縁の線平面と平行になる。このように、前記照明レンズダ210が前記収容空間101の内壁に当接される場合、前記第2安定化平面212は、前記収容空間101の内壁と揃い、前記収容空間101内の前記照明レンズ210の回転傾向を低減し、前記外筐100内の前記照明レンズ210の取り付けの安定性を確保する。
一実施例では、図16に示すように、前記照明アセンブリ200は、前記照明レンズ210に接続された安定化突起部240を更に含み、前記安定化突起部240は、前記照明レンズ210の側辺に位置し、前記安定化突起部240は、前記収容空間101の内壁に当接される。本実施例では、前記安定化突起部240は、前記収容空間101内に位置し、また、前記安定化突起部240は、前記照明レンズ210の側辺に接続され、照明レンズ210が前記外筐100内に取り付けられる場合、前記安定化突起部240は、前記照明レンズ210と前記外筐100の内壁との間に位置する。即ち、安定化突起部240はそれぞれ前記照明レンズ210の側辺及び前記外筐100の内壁に当接される。即ち、前記安定化突起部240は、前記照明レンズ210の側辺と前記外筐100の内壁との間に充填され、その結果、前記照明レンズ210は、前記収容空間101内に安定して取り付けられ、前記外筐100内の前記照明レンズ210の取り付けの安定性を向上させる。
一実施例では、前記照明アセンブリは、照明スペーサを更に含み、前記照明スペーサは、前記フィルム取り付けホルダと前記照明レンズとの間に位置し、前記照明スペーサはそれぞれ前記フィルム取り付けホルダ及び前記照明レンズに当接される。本実施例では、前記照明スペーサは、フィルム取り付けホルダと前記照明レンズとの間の分離部材として使用され、前記照明スペーサは、前記フィルム取り付けホルダと前記照明レンズを分離するために使用され、前記照明レンズと前記フィルム取り付けホルダとの接触面積を低減し、その結果、前記照明レンズの破損可能性を低下させる。即ち、前記照明レンズの表面がフィルム取り付けホルダによって傷つく可能性を低下させる。
一実施例では、本願は、前述の任意の実施例に記載の照明投影装置を含む車載フロアランプを更に提供する。本実施例では、前記照明投影装置は、外筐と、結像アセンブリと、照明アセンブリとを含む。前記外筐は、収容空間を有し、前記外筐には、前記収容空間と連通する光入射孔及び光射出孔が開けられる。前記光入射孔及び前記光射出孔はそれぞれ前記外筐の両端に位置し、前記光入射孔は、光源と対応して設置され、前記光射出孔は、光透過して結像するために使用される。前記結像アセンブリは、前記収容空間内に位置し、前記結像アセンブリは、前記光射出孔に近づいて設置される。前記照明アセンブリは、前記収容空間内に位置し、前記照明アセンブリは、照明レンズ、フィルムロール及びフィルム取り付けホルダを含む。前記照明レンズは、前記光入射孔に近づいて設置され、前記照明レンズは、前記外筐に接続される。前記フィルム取り付けホルダは、前記照明レンズにおいて前記結像アセンブリに近づいた片側に位置し、前記フィルム取り付けホルダは、前記外筐に接続され、前記フィルム取り付けホルダには、相互に連通した第1収容溝及び第2収容溝が開けられる。前記フィルムロールの少なくとも一部は、前記第1収容溝内に収容される。前記第2収容溝は、前記フィルムロールと前記フィルム取り付けホルダとの間の隙間を塞ぐための第1接続用接着剤を収容するために使用される。第2収容溝内に第1接続用接着剤を注入することにより、一方で、フィルムロールとフィルム取り付けホルダとの間の接続安定性を向上させ、その一方で、フィルムロールとフィルム取り付けホルダとの間の隙間を低減し、フィルムロールとフィルム取り付けホルダとの間を通過する空気を減少し、結像アセンブリと照明レンズを分離し、その結果、結像アセンブリ及び照明レンズに形成された水ミストを低減し、照明投影装置の全体の密閉性を向上させる。
一実施例では、本願は、フィルム取り付けホルダを更に提供し、図15は、本発明の一実施例によるフィルム取り付けホルダの構造概略図を示す。
一実施例によるフィルム取り付けホルダ230には、かす収容空間232が開けられる。前記かす収容空間232は、フィルムロールの少なくとも一部を収容するために使用され、前記かす収容空間232は更に、前記フィルムロールの縁のかすを収容するために使用される。前記フィルム取り付けホルダ230には、更に透過貫通孔234が開けられる。前記通過貫通孔234は、前記フィルムロールと対応して設置するために使用される。
本実施例では、フィルムロールがフィルム取り付けホルダ230に取り付けられる場合、フィルムロールにおけるかすは、かす収容空間232に落下する。即ち、かす収容空間232は、かすを収集し、フィルムロールにおけるかすを収集しやすく、かすが透過貫通孔234を通過して落下する可能性を低下させ、その結果、フィルムロールにおけるかすがレンズの結像への影響を低減し、更に画像に黒色スポットがある可能性を低下させる。ここで、かす収容空間は、第1収容溝である。
一実施例では、図15に示すように、前記フィルム取り付けホルダ230には、退避溝236が開けられ、前記退避溝236は、前記かす収容空間232と連通し、前記退避溝236は、前記フィルムロールの頂角を収容するために使用される。本実施例では、前記退避溝236は、前記かす収容空間232の延在空間として、即ち、前記退避溝236は、前記かす収容空間232に対して外向きに延在し、更に、前記退避溝236は、前記かす収容空間232において前記透過貫通孔234から離れる位置にあり、そのため、前記退避溝236は、前記かす収容空間232と連通する場合、更に一部の収容空間を外部に拡張する。このように、前記退避溝236が前記フィルムロールの頂角に対応する場合、前記フィルムロールが前記かす収容空間232内に取り付けられる場合、前記フィルムロールの頂角は、前記フィルムロールの頂角に退避空間を提供するように、前記退避溝236内に対応して伸び込み、前記フィルムロールの頂角と前記かす収容空間232との衝突による破損の可能性を低下させ、また、前記フィルムロールを前記かす収容空間232内に迅速に取り付けやすい。ここで、退避溝は、第2収容溝であり、退避作用を果たし、更に、接着剤を収容する凹溝として使用され得る。
一実施例では、図15に示すように、前記フィルム取り付けホルダ230は、相互に接続されたホルダ本体238及びかす収容リング239を含み、前記かす収容リング239の中部の開口部は、前記通過貫通孔234と対応して設置され、前記かす収容リング239と前記ホルダ本体238の内壁は、前記かす収容空間232を形成し、前記かす収容リング239は更に、前記フィルムロールに当接するために使用される。本実施例では、前記ホルダ本体238は、かす収容凹溝を有し、前記フィルムロールの少なくとも一部は、前記かす収容凹溝内に位置し、前記かす収容リング239は、前記かす収容凹溝の底部に位置し、前記かす収容リング239は、前記フィルムロールを支持するために使用される。即ち、前記かす収容リング239は、前記かす収容凹溝の底部と前記フィルムロールとの間に位置する。前記かす収容リング239は、前記かす収容凹溝の底部から突出し、前記かす収容リング239と前記かす収容凹溝の側壁との間には、前記かす収容空間232が形成される。このように、前記フィルムロールが前記フィルム取り付けホルダ230に取り付けられる場合、前記かす収容リング239は、前記フィルムロールを適切に持ち上げ、そのため、前記フィルムロールは、前記かす収容凹溝の底部から離れ、即ち、前記フィルムロールは、前記かす収容凹溝の底部と接触せず、前記フィルムロールの縁におけるかすを前記かす収容空間232に収容しやすい。
更に、図15に示すように、前記かす収容リング239の中部の開口部のアパーチャは、前記通過貫通孔234のアパーチャより大きいか又は等しい。本実施例では、前記かす収容リング239と前記ホルダ本体238の内壁は、前記かす収容空間232を形成する。即ち、前記かす収容リング239は、前記かす収容空間232の1つの構成部分として、更に、前記かす収容リング239は、前記かす収容空間232において前記透過貫通孔234に近づいた側壁として、前記通過貫通孔234の光通過への影響を低下させるために、前記かす収容リング239の中部の開口部のアパーチャは、前記通過貫通孔234のアパーチャより大きいか又は等しいように設置され、前記かす収容リング239の中部の中空構造で、即ち、前記かす収容リング239は、中部が中空であるリング状構造である場合、前記フィルム取り付けホルダ230における前記かす収容リング239の投影と前記透過貫通孔234との重なり合い面積が0であり、その結果、前記かす収容リング239は、前記通過貫通孔234を遮蔽せず、更に、前記通過貫通孔234のアパーチャの大ききが適切であり、前記フィルムロールを通過する光の通過面積を向上させる。
更に、図15に示すように、前記フィルム取り付けホルダ230は、第1支持リング231を更に含み、前記第1支持リング231は、前記ホルダ238に接続され、前記第1支持リング231は、照明レンズを支持するために使用される。本実施例では、前記第1支持リング231は、前記ホルダ本体238の1つの延在部材として使用される。即ち、前記第1支持リング231は、前記ホルダ本体238から突出する部材として使用される。前記第1支持リング231において前記ホルダ本体238から離れる片側は、前記照明レンズに当接するために使用され、レンズを組み立てる場合、前記第1支持リング231は、前記ホルダ本体238と照明レンズとの間に位置し、前記第1支持リング231は、前記照明レンズとフィルムロールを分離し、照明レンズとフィルムロールとの間の衝突を低減し、照明レンズとフィルムロールが正常に使用できることを確保する。
更に、図17に示すように、前記フィルム取り付けホルダ230は、第2支持リング233を更に含み、前記第2支持リング233は、前記第1支持リング231と対応して設置され、前記第2支持リング233は、前記ホルダ本体238に接続され、前記第2支持リング233は、結像レンズに当接するために使用される。本実施例では、前記第2支持リング233と前記第1支持リング231は同時に前記ホルダ本体238に接続され、また、前記第2支持リング233と前記第1支持リング231は相互に対称に設置される。即ち、前記第2支持リング233と前記第1支持リング231は前記ホルダ本体238を中心として対称に設置され、更に、前記第2支持リング233は、前記ホルダ本体238において前記第1支持リング231から離れる片側に位置する。前記ホルダ本体238の両側には、照明レンズ及び結像レンズがそれぞれ設置され、前記第1支持リング231は、照明レンズに当接するために使用され、前記第2支持リング233は、結像レンズに当接するために使用され、そのため、照明レンズ及び結像レンズを前記ホルダ本体238から離れるように設置し、照明レンズ及び結像レンズを支持すると同時に、前記照明レンズ及び結像レンズとフィルムロールを分離し、フィルムロールと照明レンズ及び結像レンズとの間の剛性押圧を低下させ、その結果、フィルムロール、照明レンズ及び結像レンズの破損可能性を低下させ、更に、フィルムロール、照明レンズ及び結像レンズが正常に使用できることを確保する。
更に、図17に示すように、前記フィルム取り付けホルダ230は、複数の係止突起部235を更に含み、複数の係止突起部235はいずれも前記第2支持リング233に接続され、複数の凹溝を形成し、前記凹溝は、外筐の一部を収容するために使用される。本実施例では、各前記係止突起部235は、前記第2支持リング233に接続され、隣接する2つの前記係止突起部235の間の隙間は、前記第2支持リング233と前記凹溝を形成し、前記凹溝は、前記第2支持リング233の取り付け用ノッチとして、外筐の一部を前記凹溝内に係止しやすく、その結果、前記フィルム取り付けホルダ230を外筐に固定しやすい。ここで、前記外筐は、前記フィルム取り付けホルダ230の外部保護部材であり、即ち、前記フィルム取り付けホルダ230は、前記フィルムロールを前記外筐内に取り付ける。
一実施例では、図15に示すように、前記かす収容空間232は、配向斜面2322を有し、前記配向斜面2322は、前記かす収容空間232の任意の2つの内壁の間に位置し、前記配向斜面2322は、隣接するかす収容空間232の内壁と傾斜して設置される。本実施例では、前記配向斜面2322は、前記かす収容空間232の内壁の一部であり、即ち、前記配向斜面2322は、前記かす収容空間232の1つの内壁として使用され、前記配向斜面2322は、前記かす収容空間232の他の内壁と相互に傾斜して設置され、例えば、前記配向斜面2322と隣接するかす収容空間232の内壁との間に形成された夾角は90度ではなく、前記かす収容空間232の他の隣接する側壁は相互に垂直になる。このように、前記フィルムロールを取り付ける場合、前記配向斜面2322の傾斜方向に基づいて、前記かす収容空間232における前記フィルムロールの表裏を決定しやすく、その結果、前記フィルムロールを前記フィルム取り付けホルダ230に正確に取り付けやすい。
一実施例では、図15に示すように、前記かす収容空間232から離れる方向において、前記透過貫通孔234のアパーチャは徐々に増加する。本実施例では、前記透過貫通孔234は、前記フィルムロールに対応し、前記透過貫通孔234は、前記フィルムロールにおけるパターンを投影するように、光を透過するために使用される。前記透過貫通孔234のアパーチャに対して拡大設計を行うため、より多くの光が前記透過貫通孔234を通過し、その結果、投影したパターンのサイズを調整しやすく、異なる投影画像の結像サイズのニーズを満たし、投影画像への適合性を向上させる。
一実施例では、本願は、フィルムロール及び前述の任意の実施例に記載のフィルム取り付けホルダを含む照明ランプを更に提供し、前記フィルムロールの少なくとも一部は、前記かす収容空間内に位置する。本実施例では、前記フィルム取り付けホルダには、かす収容空間が開けられる。前記かす収容空間は、フィルムロールの少なくとも一部を収容するために使用され、前記かす収容空間は更に、前記フィルムロールの縁のかすを収容するために使用される。記フィルム取り付けホルダには、更に透過貫通孔が開けられる。前記通過貫通孔は、前記フィルムロールと対応して設置するために使用される。フィルムロールがフィルム取り付けホルダに取り付けられる場合、フィルムロールにおけるかすは、かす収容空間に落下する。即ち、かす収容空間は、かすを収集し、フィルムロールにおけるかすを収集しやすく、かすが透過貫通孔を通過して落下する可能性を低下させ、その結果、フィルムロールにおけるかすがレンズの結像への影響を低減し、更に画像に黒色スポットがある可能性を低下させる。
一実施例では、本願は、ウェルカムランプを更に提供し、前記ウェルカムランプは、前述の任意の実施例に記載の照明投影装置を含む。本実施例では、前記照明投影装置は、外筐と、照明アセンブリと、結像アセンブリとを含む。前記外筐は、相互に連通する第1収容空間及び第2収容空間を有し、前記外筐には、光入射孔及び光射出孔が更に開けられる。前記光入射孔は、前記第1収容空間と対応して連通し、前記光入射孔は、光源と対応して設置される。前記光射出孔は、前記第1収容空間と対応して連通する。前記照明アセンブリは、前記第1収容空間内に係止され、前記照明アセンブリは、光源の光を集束するために使用される。前記結像アセンブリは、前記第2収容空間内に係止され、前記結像アセンブリは、光の結像の画角を調整するために使用される前記第2収容空間のアパーチャは、前記第1収容空間のアパーチャよりも小さい。結像アセンブリは、光射出孔を塞ぎ、照明アセンブリは、光入射孔を塞ぐので、外筐の内部と外部環境を隔絶し、照明投影装置の密閉性を向上させ、また、第2収容空間のアパーチャは、第1収容空間のアパーチャよりも小さく、結像アセンブリは、第2収容空間内に取り付けられ、照明アセンブリは、第1収容空間内に取り付けられ、そのため、結像アセンブリ及び照明アセンブリを取り付けやすく、その結果、照明投影装置の取り付けの利便性を向上させる。
なお、地面から離れるウェルカムランプの垂直高さが異なり、ウェルカムランプの設置角度が異なる場合、ウェルカムランプから投影した画像のサイズも異なる。地面から離れるウェルカムランプの垂直高さが異なり、ウェルカムランプの設置角度が異なることにより、ウェルカムランプから投影した画像のサイズも異なるという技術的解決手段はいずれも本発明の保護範囲に属する。
本発明は、好ましい実施例によって説明されるので、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、これらの特徴及び実施例に対して様々な変更又は同等の置換を行うことができることを理解すべきである。本発明は、本明細書に開示された特定の実施例によって限定されず、本願の特許請求の範囲内の他の実施例はいずれも本発明の保護範囲に属する。