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1、(10)申请公布号 CN 102937739 A (43)申请公布日 2013.02.20 CN 102937739 A *CN102937739A* (21)申请号 201210419363.X (22)申请日 2012.10.29 G02B 13/00(2006.01) G02B 13/18(2006.01) (71)申请人 深圳市安华光电技术有限公司 地址 518000 广东省深圳市罗湖区贝丽南路 国家珠宝检测中心大厦 7 楼 701 (72)发明人 李恒白 陈双安 (74)专利代理机构 深圳市君盈知识产权事务所 ( 普通合伙 ) 44315 代理人 陈琳 (54) 发明名称 投影镜头 。
2、(57) 摘要 本发明涉及一种投影镜头， 包括透镜组 件， 该透镜组件与显示器件、 分光器件和显示 屏幕构成投影成像系统， 其中 ： 所述的成像系 统满足以下参数条件 ： 29 FOV. 39， 10.0mm f 14.0mm， 0.204 NA 0.232。其 中 ： FOV. 表示投影成像系统半视场角， f 表示投 影成像系统焦距， NA 表示投影成像系统的物方数 值孔径。 本通过本发明设计的投影镜头， 与DMD或 LCOS 显示器件以及相应照明光路配合使用， 将显 示器件调制后的光束收集并聚焦到显示屏幕， 具 有显示尺寸大， 光利用效率高， 成本低等特点。 (51)Int.Cl. 权利要。
3、求书 2 页 说明书 9 页 附图 17 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 17 页 1/2 页 2 1. 一种投影镜头， 包括透镜组件， 该透镜组件与显示器件、 分光器件和显示屏幕幕构成 投影成像系统， 其特征在于 ： 所述的成像系统满足以下参数条件 ： 29 FOV. 39， 10.0mm f 14.0mm， 0.204 NA 0.232。 其中 ： FOV. 表示投影成像系统半视场角， f 表示投影成像系统焦距， NA 表示投影成像 系统的物方数值孔径。 2. 根据权利要求 1 所述的投影镜头， 其特征在于 ： 所述。
4、的透镜组件包括依次排列的透 镜 ： 非球面双凸透镜 L1 ； 球面双凸透镜 L2 ； 球面双凹透镜 L3 ； 球面月牙或平凸透镜 L4， 在显示器件一侧具有凸面 ； 球面双凸透镜 L5 ； 非球面月牙透镜 L6， 在屏幕一侧具 有凸面 ； 光阑位于球面月牙或平凸透镜 L4 与非球面月牙透镜 L5 之间。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的投影镜头， 其特征在于 ： 所述的球面双凸透镜 L2 和球 面双凹透镜L3胶合形成双胶合透镜， 或球面双凸透镜L2、 球面双凹透镜L3和球面月 牙或平凸透镜 L4 胶合形成三胶合透镜。 4. 根据权利要求 3 所述的投影镜头， 其特征在于 ： 所述的非球面。
5、双凸透镜 L1 和非球 面月牙透镜 L6 至少具有一个非球面， 非球面的形状按如下多项式得出 ： 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 ； a4、 a6、 a8、 a10表示非球面高次项系数。 5. 根据权利要求 3 所述的投影镜头， 其特征在于 ： 所述的非球面双凸透镜 L1 前后两 个面的中心半径分别为 ： 21.48， 色散系数 Vd50 ； 焦距为 ： 1.91.48， 色散系数Vd50 ； 焦距为 ： 1.751.7， 色散系数 Vd 35 ； 焦距为 ： -1.31.48， 。
6、色散系数 Vd50 ； 焦距为 ： 1.81.7， 色散系数 Vd1.48， 色散系数 Vd50 ； 焦距为 ： -1.644， 如图3所示 ； 最大畸变仅0.5， 如图4 所示 ； 该成像系统垂轴色差最大为 4.0 微米， 如图 5 所示。 0070 实施例 2 0071 本发明实施例 2 仅将与实施例 1 不同部分加以说明， 本实施例 2 提供的成像系统， 说 明 书 CN 102937739 A 7 5/9 页 8 其投影成像系统半视场角 FOV. 38.38， 投影成像系统焦距 f 10.0mm ； 投影成像系 统的物方 NA 0.2316。透镜组件从分光器件到显示屏幕方向依次排列如图。
7、 6 所示， 其中， L4 为球面月牙透镜， 球面双凸透镜 L2 与与球面双凹透镜 L3 胶合形成双胶合透镜。 投影镜头的参数如下表 4 所示 ： 0072 0073 表 4. 实施例 2 透镜结构参数 0074 非球面双凸透镜L1的两个表面序号为6和7， 非球面月牙透镜L6的表面序号 为 17 和 18， 该两个透镜非球面的参数如下表 5 所示 ： 0075 0076 表 5. 实施例 2 非球面参数 0077 根据上述成像系统和各个透镜参数得出的投影镜头， 其光线追迹图如图 7 所示 ； 66lp/mm 空间频率下全视场光学传递函数 MTF45.2， 如图 8 所示 ； 最大畸变仅 0.5。
8、， 如 图 9 所示 ； 该成像系统垂轴色差最大为 3.9 微米， 如图 10 所示。 0078 实施例 3 0079 本发明实施例 3 仅将与实施例 1 不同部分加以说明， 本实施例 3 提供的成像系统， 其投影成像系统半视场角 FOV.=33.43， 投影成像系统焦距 f 12.0mm ； 投影成像系统的 物方 NA 0.204。透镜组件从分光器件到显示屏幕方向依次排列如图 11 所示， 其中， L4 说 明 书 CN 102937739 A 8 6/9 页 9 为球面月牙透镜， 球面双凸透镜 L2 与与球面双凹透镜 L3 胶合形成双胶合透镜。投影 镜头的参数如下表 6 所示 ： 0080。
9、 0081 6. 实施例 3 透镜结构参数 0082 非球面双凸透镜L1的两个表面序号为6和7， 非球面月牙透镜L6的表面序号 为 17 和 18， 该两个透镜非球面的参数如下表 7 所示 ： 0083 0084 表 7. 实施例 3 非球面参数 0085 根据上述成像系统和各个透镜参数得出的投影镜头， 其光线追迹图如图 12 所示 ； 66lp/mm 空间频率下全视场光学传递函数 MTF47.7， 如图 13 所示 ； 最大畸变仅 0.5， 如 图 14 所示 ； 该成像系统垂轴色差最大为 3.7 微米， 如图 15 所示。 0086 实施例 4 0087 本发明实施例 4 仅将与实施例 1。
10、 不同部分加以说明， 本实施例 4 提供的成像系统， 其投影成像系统半视场角 FOV.=33.43， 投影成像系统焦距 f 12.0mm ； 投影成像系统的 物方NA0.2316。 透镜组件从分光器件到显示屏幕方向依次排列如图16所示， 其中， L4 为球面月牙透镜， 球面双凸透镜 L2 与与球面双凹透镜 L3 胶合形成双胶合透镜。投影 镜头的参数如下表 8 所示 ： 说 明 书 CN 102937739 A 9 7/9 页 10 0088 0089 表 8. 实施例 4 透镜结构参数 0090 非球面双凸透镜L1的两个表面序号为6和7， 非球面月牙透镜L6的表面序号 为 17 和 18， 该。
11、两个透镜非球面的参数如下表 9 所示 ： 0091 0092 表 9. 实施例 4 非球面参数 0093 根据上述成像系统和各个透镜参数得出的投影镜头， 其光线追迹图如图 17 所示 ； 66lp/mm 空间频率下全视场光学传递函数 MTF47.9， 如图 18 所示 ； 最大畸变仅 0.5， 如 图 19 所示 ； 该成像系统垂轴色差最大为 3.8 微米， 如图 20 所示。 0094 实施例 5 0095 本发明实施例 5 仅将与实施例 1 不同部分加以说明， 本实施例 5 提供的成像系统， 其投影成像系统半视场角 FOV.=29.39， 投影成像系统焦距 f 14.0mm ； 投影成像系。
12、统的 物方 NA 0.204。透镜组件从分光器件到显示屏幕方向依次排列如图 21 所示， 其中， L4 为球面月牙透镜。投影镜头的参数如下表 10 所示 ： 说 明 书 CN 102937739 A 10 8/9 页 11 0096 0097 0098 表 10. 实施例 5 透镜结构参数 0099 非球面双凸透镜L1的两个表面序号为6和7， 非球面月牙透镜L6的表面序号 为 17 和 18， 该两个透镜非球面的参数如下表 9 所示 ： 0100 0101 表 11. 实施例 5 非球面参数 0102 根据上述成像系统和各个透镜参数得出的投影镜头， 其光线追迹图如图 22 所示 ； 66lp/。
13、mm 空间频率下全视场光学传递函数 MTF46.1， 如图 23 所示 ； 最大畸变仅 0.5， 如 图 24 所示 ； 该成像系统垂轴色差最大为 3.7 微米， 如图 25 所示。 0103 实施例 6 0104 本发明实施例 6 仅将与实施例 1 不同部分加以说明， 本实施例 6 提供的成像系统， 其投影成像系统半视场角 FOV.=33.43， 投影成像系统焦距 f 14.0mm ； 投影成像系统的 物方NA0.2316。 透镜组件从分光器件到显示屏幕方向依次排列如图26所示， 其中， L4 为球面月牙透镜。投影镜头的参数如下表 12 所示 ： 说 明 书 CN 102937739 A 1。
14、1 9/9 页 12 0105 0106 0107 表 12. 实施例 6 透镜结构参数 0108 非球面双凸透镜L1的两个表面序号为6和7， 非球面月牙透镜L6的表面序号 为 17 和 18， 该两个透镜非球面的参数如下表 13 所示 ： 0109 0110 表 13. 实施例 6 非球面参数 0111 根据上述成像系统和各个透镜参数得出的投影镜头， 其光线追迹图如图 27 所示 ； 66lp/mm 空间频率下全视场光学传递函数 MTF43.7， 如图 28 所示 ； 最大畸变仅 0.5， 如 图 29 所示 ； 该成像系统垂轴色差最大为 3.7 微米， 如图 30 所示。 0112 应当理。
15、解的是， 对本领域普通技术人员来说， 可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 说 明 书 CN 102937739 A 12 1/17 页 13 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 13 2/17 页 14 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 14 3/17 页 15 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 15 4/17 页 16 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 16 5/17 页 17 图 9 说 明 书 附 图 CN。
16、 102937739 A 17 6/17 页 18 图 1O 图 11 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 18 7/17 页 19 图 12 图 13 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 19 8/17 页 20 图 14 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 20 9/17 页 21 图 15 图 16 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 21 10/17 页 22 图 17 图 18 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 22 11/17 页 23 图 19 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 23 12/17 页 24 图 20 图 21 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 24 13/17 页 25 图 22 图 23 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 25 14/17 页 26 图 24 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 26 15/17 页 27 图 25 图 26 图 27 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 27 16/17 页 28 图 28 图 29 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 28 17/17 页 29 图 30 说 明 书 附 图 CN 102937739 A 29 。