一种微型投影镜头的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本实用新型涉及一种投影显示技术，尤其涉及一种具有尺寸小、结构紧凑、成本低 且成像质量高的微型投影镜头。
【背景技术】：
[0002] 投影镜头是投影设备的核心组件：光经过反射式或穿透式的光调变装置后，需要 经过投影镜头投射至投影屏上成像。
[0003] 随着投影设备在生活中扮演的角色越来越多，应用到领域也会越来越多。更多的 设备需要嵌入微型投影设备，这对投影镜头的要求也越来越高，尺寸更小，结构更加紧凑， 成像效果更好，成本更加低。
[0004] 与现有技术比较，本实用新型具有尺寸小、结构紧凑、成本低且成像质量高等一系 列优点。 【实用新型内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种微型投影镜头。
[0006] 解决上述技术问题的技术方案是：一种微型投影镜头，包括具有正光焦度的第一 透镜群组、具有正光焦度的第二透镜群组、位于第一透镜群组和第二透镜群组之间的光阑、 第二透镜群组后面的分光器件和保护玻璃及镜头的成像面，所述第一透镜群组位于光阑前 面，包括第一镜片P1、第二镜片G2及第三镜片G3 ;所述第二透镜群组位于光阑后面，包括 第四镜片G4、第五镜片G5、第六镜片G6、第七镜片P7。所述第一透镜群组中第一镜片P1为 采用塑胶材料所制成具有负光焦度月牙型透镜，其中凸面朝放大端，所述第二镜片G2为采 用玻璃材料所制成具有正光焦度双凸型透镜、第三镜片G3为采用玻璃材料所制成具有正 光焦度月牙型透镜，其中凸面朝放大端。所述第二透镜群组中第四镜片G4为采用玻璃材料 所制成具有负光焦度月牙型透镜，其中凸面朝放大端，所述第五镜片G5为采用玻璃材料所 制成具有负光焦度双凹型透镜，第六镜片G6为采用玻璃材料所制成具有正光焦度双凸型 透镜，第七镜片P7为采用塑胶材料所制成具有正光焦度双凸型透镜。所述第一透镜群组中 第一镜片P1的两个表面Sl、S2均为非球面表面，第二镜片G2的两个表面S3、S4和第三镜 片G3的两个表面S5、S6均为球面表面。所述第二透镜群组中第四镜片G4的两个表面S8、 S9及第五镜片G5的两个表面S10、S11和第六镜片G6的两个表面S11、S12均为球面表面， 第七镜片P7的两个表面S13、S14均为非球面表面，所述第一镜片P1的有效焦距f 1应符 合-1. 82〈f 1/F〈-1. 39,第二镜片G2的有效焦距f2应符合3. 0〈f2/F〈3. 93,第三镜片G3的 有效焦距f3应符合2. 83〈f3/F〈3. 06。所述第四镜片G4的有效焦距f4应符合-4. Il〈f4/ F〈-3. 88,第五镜片G5的有效焦距f5应符合-1. 82〈f5/F〈-l. 66,第六镜片G6的有效焦距f6 应符合5. 9〈f6/F〈6. 36,第七镜片P7的有效焦距f7应符合1. 73〈f7/F〈l. 91 :所述第一透镜 群组的焦距f8应满足1. I〈f8/F〈l. 42,第二透镜群组的焦距f9应满足1. 96〈f9/F〈2. 49。
[0007] 本实用新型的微型投影镜头采用远心光学系统设计，体现该镜头尺寸小、结构紧 凑、成本低且高成像质量。
【附图说明】：
[0008] 图1微型投影镜头的光学结构图
[0009] 图2微型投影镜头的各视场芯片面传递函数MTF值
[0010] 图3微型投影镜头的场曲与畸变图
[0011] 图4微型投影镜头的垂轴色差图
【具体实施方式】：
[0012] 图1是本实用新型微型投影镜头的光学结构图。如图1所示，一种微型投影镜头， 包括具有正光焦度的第一透镜群组、具有正光焦度的第二透镜群组、位于第一透镜群组和 第二透镜群组之间的光阑、第二透镜群组后面的分光器件和保护玻璃及镜头的成像面。
[0013] 第一透镜群组包括顺序排列的第一镜片P1、第二镜片G2及第三镜片G3。和第二 透镜群组包括顺序排列的第四镜片G4、第五镜片G5、第六镜片G6、第七镜片P7。
[0014] 本实用新型微型投影镜头一共有14个光学面。光学面Sl、S2和S13、S14为非球 面表面，光学面S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、Sll、S12为球面表面。第一镜片P1为具有 负光焦度月牙型透镜，其中凸面朝放大端，第二镜片G2为具有正光焦度双凸型透镜，第三 镜片G3为具有正光焦度月牙型透镜，第四镜片G4为具有负光焦度月牙型透镜，第五镜片G5 为具有负光焦度双凹型透镜，第六镜片G6为具有正光焦度双凸型透镜，第七镜片P7为具有 正光焦度双凸型透镜。
[0015] 本实用新型微型投影镜头，特征如下：第一镜片P1的有效焦距Π 应符 合-15. 8〈f 1〈-12. 0,第二镜片G2的有效焦距f2应符合26. 0〈f2〈34. 0,第三镜片G3的有 效焦距f3应符合24. 5〈f3〈26. 5,第四镜片G4的有效焦距f4应符合-33. 5〈f4〈-35. 5， 第五镜片G5的有效焦距f5应符合-15. 8〈f5〈-14. 3,第六镜片G6的有效焦距f6应符合 51. 0〈f6〈55. 0,第七镜片P7的有效焦距f7应符合15. 0〈f7〈16. 5。第一透镜群组的焦距f8 应满足9. 7〈f8〈12. 3,第二透镜群组的焦距f9应满足17. 0〈f9〈21. 5。
[0016] 本实用新型所述的微型投影镜头，第一镜片P1和第七镜片P7制作材料为塑胶材 料，第二镜片G2、第三镜片G3、第四镜片G4、第五镜片G5、第六镜片G6均用玻璃材料制成。
[0017] 在一个具体实施例中，透镜参数如下：
[0018]
[0020] 非球面镜第一镜片P1和第七镜片P7由非球面公式才能得出球面相对应的曲线， 公式如下：
[0022] 其中：Z表示非球面上的点离非球面顶点在光轴方向的距离；r表示非球面上的点 到光轴的距离；c表示非球面的中心曲率；k表示圆锥率；&4、&6、38、310表示非球面高次项 系数。
[0023] 非球面透镜P1和P7各阶系数如下：
[0024]
[0025] 根据上述各个透镜的具体参数和成像系统得出的微型透镜镜头，得出镜头光学系 统图1。
[0026] 图2为微型投影镜头的各视场芯片面传递函数MTF值，横坐标为空间频率坐标， 纵坐标为传递函数MTF值。由图2可知，在931p/mm空间频率下全视场光学传递函数 MTF>53% ；
[0027] 图3为微型投影镜头的场曲与畸变图，如图所示场曲在-0. 05~0. 05范围内，畸 变控制在2%以内；
[0028] 图4为微型投影镜头的垂轴色差图，横轴表示色差大小，纵轴表示视场。如图所示 该成像系统垂直色差最大为2. 8微米。
[0029] 综上所述可得知，本实用新型的微型投影镜头采用远心光学系统设计，体现该镜 头尺寸小、结构紧凑、成本低且高成像质量。
[0030] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，但，本实用新型不受上述实施例的限 制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神 和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的 本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种微型投影镜头，包括具有正光焦度的第一透镜群组、具有正光焦度的第二透镜 群组、位于第一透镜群组和第二透镜群组之间的光阑、第二透镜群组后面的分光器件和保 护玻璃及镜头的成像面，其特征在于：所述第一透镜群组位于光阑前面，包括第一镜片P1、 第二镜片G2及第三镜片G3 ;所述第二透镜群组位于光阑后面，包括第四镜片G4、第五镜片 G5、第六镜片G6、第七镜片P7。2. 如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于：所述第一透镜群组中第一镜片P1 为采用塑胶材料所制成具有负光焦度月牙型透镜，其中凸面朝放大端，所述第二镜片G2为 采用玻璃材料所制成具有正光焦度双凸型透镜、第三镜片G3为采用玻璃材料所制成具有 正光焦度月牙型透镜，其中凸面朝放大端。3. 如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于：所述第二透镜群组中第四镜片G4 为采用玻璃材料所制成具有负光焦度月牙型透镜，其中凸面朝放大端，所述第五镜片G5为 采用玻璃材料所制成具有负光焦度双凹型透镜，第六镜片G6为采用玻璃材料所制成具有 正光焦度双凸型透镜，第七镜片P7为采用塑胶材料所制成具有正光焦度双凸型透镜。4. 如权利要求2所述的微型投影镜头，其特征在于：所述第一透镜群组中第一镜片P1 的两个表面Sl、S2均为非球面表面，第二镜片G2的两个表面S3、S4和第三镜片G3的两个 表面S5、S6均为球面表面。5. 如权利要求3所述的微型投影镜头，其特征在于：所述第二透镜群组中第四镜片G4 的两个表面S8、S9及第五镜片G5的两个表面S10、S11和第六镜片G6的两个表面S11、S12 均为球面表面，第七镜片P7的两个表面S13、S14均为非球面表面。6. 如权利要求2所述的微型投影镜头，其特征在于：所述第一镜片P1的有效焦距Π应 符合-1. 82〈f1/F〈-1. 39,第二镜片G2的有效焦距f2应符合3. 0〈f2/F〈3. 93,第三镜片G3 的有效焦距f3应符合2. 83〈f3/F〈3. 06。7. 如权利要求3所述的微型投影镜头，其特征在于：所述第四镜片G4的有效焦距f4 应符合-4.Il〈f4/F〈_3. 88,第五镜片G5的有效焦距f5应符合-1. 82〈f5/F〈-l. 66,第六镜 片G6的有效焦距f6应符合5. 9〈f6/F〈6. 36,第七镜片P7的有效焦距f7应符合1. 73〈f7/ F<1. 91〇8. 如权利要求1所述的微型投影镜头，其特征在于：所述第一透镜群组的焦距f8应满 足1.I〈f8/F〈l. 42,第二透镜群组的焦距f9应满足1. 96〈f9/F〈2. 49。
【专利摘要】一种微型投影镜头，包括具有一个具有正光焦度的第一群组透镜、光阑、一个具有正光焦度的第二群组透镜、分光器件、保护玻璃、成像面；所述第一群组透镜位于光阑前面，属于放大端，包括第一镜片具有负光焦度的月牙型透镜、第二镜片具有正光焦度双凸型透镜、第三镜片具有正光焦度月牙型透镜；第二群组透镜位于光阑后面，属于缩小端，包括第四镜片具有负光焦度月牙型透镜、第五镜片具有负光焦度双凹型透镜、第六镜片具有正光焦度双凸型透镜、第七镜片具有正光焦度双凸型透镜。本实用新型的一种微型投影镜头具有尺寸小、结构紧凑、成本低且成像质量高等一系列优点。
【IPC分类】G03B21/14, G02B13/00, G02B13/18
【公开号】CN205121048
【申请号】CN201520699602
【发明人】张敬飞, 陆巍, 罗香石, 贺银波
【申请人】深圳市点睛创视技术有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年9月10日