专利名称：短焦距前投影镜头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光电显示技术领域的视频投影系统，具体涉及ー种适应于投影机上使用的可以实现短距离投影大画面的短焦距前投影镜头。
背景技术：
随着光电显示技术的发展，市场对投影显示产品的需求千变万化，投影产品的种类也日趋繁多。短焦投影机凭借其“短距离大画面”的独特优势，赢得了消费者的关注，并在投影市场占据一定的份额。特别是在教育市场的发展成为了最大的热点，让用户爱不释手，而短焦投影机所具备的距离优势，在其他领域也得到了绽放，比如在商务领域、家用市场，同样绽放出耀眼光芒。如今，短焦投影机的广阔发展前景让投影厂商们花重兵投入到产品技术研发上，满足不同领域用户的需求。目前的短焦投影机有两种形式，一种是“反光板”式短焦投影，简单地说就是将ー块反光板放在投影机镜头前，经过一次反射后投影到幕布上。这种技术的机型结构复杂，缺点是清晰度较差且成本较高。而另ー种是利用短焦镜头技术，形成复杂且特殊的镜头内部架构实现短焦投影。镜头设计难度大，エ艺性差，并且性能不佳，图像失真大，售价高，规模化生产困难，大多数产品成为了众多厂商的御用宣传品。因此，在这款短焦距前投影镜头设计中，エ艺性与成像性能得到了很好优化，图像失真小，成像质量高，适合短焦距前投影机使用。
实用新型内容本实用新型的目的是提供ー种短距离投影大画面的短焦距前投影镜头，并且图像失真小，性能好，エ艺性好，能够规模化生产，适合投影机使用的短焦距前投影镜头。为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是该短焦距前投影镜头，由光学系统透镜组和芯片构成，其特征在于所述光学系统透镜组从出光线侧到入光线侧依次由第I单负透镜、第2单负透镜、第I单正透镜、第3单负透镜、双胶合透镜、第2单正透镜、第I三胶合透镜、第3单正透镜、第2三胶合透镜和第4单正透镜构成。所述第2单负透镜为塑料非球面。所述第I单负透镜的半径Rl=45. 9mm、R2=24. 72mm、厚度d=3. 6mm、空气间隔d=6. 16mm ;所述第2单负透镜半径Rl=30. 068mm、R2=ll. 221mm、厚度d=4mm、空气间隔d=ll. 1 2mm ;所述第I单正透镜的半径Rl=48. 1mm、R2=_816. 6mm、厚度d=5. 64mm、空气间隔 d=13. 3636 7. 1006mm ;所述第 3 单负透镜的半径 Rl=114. 47mm, R2=13. 577mm、厚度d=l. 5mm、空气间隔d=7. 52mm ;所述双胶合透镜的半径Rl=_52mm、R2=-14. 443mm、R3=_37. 244mm、厚度dl=6. 28mm d2=10mm、空气间隔d=0. 15mm ;所述第2单正透镜的半径Rl=59. 63mm、R2=_108mm、厚度d=10mm、空气间隔d=6. 2mm ;所述第I三胶合透镜的半径 Rl=44. 21mm、R2=10. 4mm、R3=_14. 172mm、R4=36. 181mm、厚度 dl=3. 31mm、d2=8. 23mm、d3=l. 5mm、空气间隔 d=0. 15mm ;第 3 单正透镜的半径 Rl=19. 295mm、R2=_23. 66mm、厚度d=4. 52mm、空气间隔d=0. 99 mm ;所述第2三胶合透镜的半径Rl=59. 2871mm、R2=_14. 3mm、R3=16. 634mm、R4=_18· 63mm、厚度 dl=3. 82mm、d2=l. 5mm、d3=4. 74mm、空气间隔 d=0. 15mm ；所述第4单正透镜的半径Rl=78. 37mm、R2=_26. 601、厚度d=3. 26mm、空气间隔d=27. 07mm ；所述芯片为DLPO. 55〃DMD。按照上述方案设计成的短焦距前投影镜头，采用像方非远心光路(主光线与光轴成一定角度)，视场偏离彡118%,后工作距离长，在空气中距离为28. 9mm，图像分辨率高，传递函数MTF>50%@50 lp/mm，TV图像失真〈O. 4%。与现有技术相比，该短焦距前投影镜头成像质量高，后工作距离长，而且组装结构简単，全部使用常用环保玻璃材料，零件エ艺性好，适合规模化生产，能够实现短距离投影大画面的效果。
图I是本实用新型的光学系统图。图2为结构示意图。·
具体实施方式
如图1、2所示的短焦距前投影镜头，采用10组15片透镜的组合，由光学系统透镜组和芯片构成，所述光学系统透镜组从出光线侧到入光线侧由第I单负透镜、第2单负透镜、第I单正透镜、第3单负透镜、双胶合透镜、第2单正透镜、第I三胶合透镜、第3单正透镜、第2三胶合透镜和第4单正透镜构成。第2单负透镜为塑料非球面。该短焦距前投影镜头采用10组15片透镜光学系统结构，成像质量优越、结构新颖、エ艺性良好、适合大批量生产。该短焦距前投影镜头成像质量高，后工作距离长，而且组装结构简单，全部使用常用环保玻璃材料，零件エ艺性好，适合规模化生产，能够实现短距离投影大画面的效果。本实用新型的投影物镜所要达到的性能參数是采用像方非远心光路(主光线与光轴成一定角度)，视场偏离> 118%,后工作距离长，在空气中距离为28. 9mm，图像分辨率高，传递函数MTF>50%@50 lp/mm, TV图像失真〈O. 4%。为满足上述性能參数的要求，下面通过实施例对短焦距前投影镜头中每个透镜的结构參数作进ー步的描述。在图I中，从左到右第I单负透镜I的半径Rl=45. 9mm R2=24. 72mm 厚度d=3. 6mm 空气间隔 d=6. 16mm。第2单负透镜2的半径Rl=30. 068_ R2=ll. 221mm 厚度d=4mm 空气间隔d=ll. 12mm。第I单正透镜3的半径Rl=48. Imm R2=_816. 6mm 厚度d=5. 64mm 空气间隔d=13. 3636mm (短焦位置)(7. 1006mm长焦位置)。第3单负透镜4的半径Rl=114. 47mm R2=13. 577mm 厚度d=l. 5mm 空气间隔d=7. 52mm。双胶合透镜5 的半径 Rl=-52_ R2=_14. 443mm R3=_37. 244mm 厚度 dl=6. 28mmd2=10mm 空气间隔 d=0. 15mm。第2单正透镜6的半径Rl=59. 63mm R2=-108mm 厚度d=10_ 空气间隔d=6. 2mm。[0021]第I 三胶合透镜 7 的半径 Rl=44. 21mm R2=10. 4mm R3=-14. 172mm R4=36. 181mm厚度 dl=3. 31mm d2=8. 23mm d3=l. 5mm 空气间隔 d=0. 15mm。第3单正透镜8的半径Rl=19. 295mm R2=-23. 66mm 厚度d=4. 52mm 空气间隔d=0. 99 mm。第2 三胶合透镜 9 的半径 Rl=59. 2871mm R2=_14. 3mm R3=16. 634mmR4=-18. 63mm 厚度 dl=3. 82mm d2=l. 5mm d3=4. 74mm 空气间隔 d=0. 15mm。第4单正透镜10的半径Rl=78. 37mm R2=_26. 601 厚度d=3. 26mm 空气间隔d=27. 07mm。芯片11 DLP0.55"DMD。在该短焦距前投影镜头的结构中，如图2中所示，光学系统透镜组中的第I单负透镜、第2单负透镜、第I单正透镜、第3单负透镜、双胶合透镜和第2单正透镜设置 在主镜筒14内，第I三胶合透镜、第3单正透镜、第2三胶合透镜和第4单正透镜设在小镜筒15内，小镜筒15通过螺纹与主镜筒14连接，起连接固定作用法栏12固定在主镜筒14上，调焦筒13设在法栏12上，调节整组系统前后移动，补偿由于零件加工误差带来的像面位移，保证像面图像清晰。
权利要求1.ー种短焦距前投影镜头，由光学系统透镜组和芯片构成，其特征在于所述光学系统透镜组从出光线侧到入光线侧依次由第I单负透镜、第2单负透镜、第I单正透镜、第3单负透镜、双胶合透镜、第2单正透镜、第I三胶合透镜、第3单正透镜、第2三胶合透镜和第4单正透镜构成。
2.根据权利要求I所述的短焦距前投影镜头，其特征在于所述第2单负透镜为塑料非球面。
3.根据权利要求I或2所述的短焦距前投影镜头，其特征在于所述第I单负透镜的半径Rl=45. 9mm、R2=24. 72mm、厚度d=3. 6mm、空气间隔d=6. 16mm ;所述第2单负透镜半径Rl=30. 068mm、R2=ll. 221mm、厚度d=4mm、空气间隔d=ll. 12mm ;所述第I单正透镜的半径 Rl=48. 1mm、R2=_816. 6mm、厚度 d=5. 64mm、空气间隔 d=13. 3636 7. 1006mm ;所述第3单负透镜的半径Rl=114. 47mm、R2=13. 577mm、厚度d=l. 5mm、空气间隔d=7. 52mm ;所述双胶合透镜的半径 Rl=-52mm、R2=-14. 443mm. R3 =_37. 244mm、厚度 dl=6. 28mm d2=1 Omm、空气间隔d=0. 15mm ;所述第2单正透镜的半径Rl=59. 63mm、R2=_108mm、厚度d=10mm、空气间隔 d=6. 2mm ;所述第 I 三胶合透镜的半径 Rl=44. 21mm、R2=10. 4mm、R3=_14. 172mm、R4=36. 181mm、厚度 dl=3. 31mm、d2=8· 23mm、d3=l. 5mm、空气间隔 d=0. 15mm ;第 3 单正透镜的半径 Rl=19. 295mm、R2=_23. 66mm、厚度 d=4. 52mm、空气间隔 d=0. 99 mm ;所述第 2 三胶合透镜的半径 Rl=59. 2871mm、R2=-14. 3mm、R3=16. 634mm、R4=_18. 63mm、厚度 dl=3. 82mm、d2=l. 5mm、d3=4. 74mm、空气间隔d=0. 15mm ;所述第4单正透镜的半径Rl=78. 37mm、R2=-26. 601、厚度 d=3. 26mm、空气间隔 d=27. 07mm ;所述芯片为 DLPO. 55〃DMD。
专利摘要本实用新型公开了一种短焦距前投影镜头，由光学系统透镜组和芯片构成，其中所述光学系统透镜组从出光线侧到入光线侧依次由第1单负透镜、第2单负透镜、第1单正透镜、第3单负透镜、双胶合透镜、第2单正透镜、第1三胶合透镜、第3单正透镜、第2三胶合透镜和第4单正透镜构成。与现有技术相比，实现了短距离投影大画面，并且图像失真小，性能好，工艺性好，能够规模化生产，适合投影机使用。
文档编号G02B13/18GK202433593SQ20122002909
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月30日 优先权日2012年1月30日
发明者刘维娜, 张许娜, 王海湘, 赵武, 陈胜利, 马永珍 申请人:利达光电股份有限公司