[发明专利]一种高投射比投影物镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种高投射比投影物镜，尤其是具有高解像力、超低畸变、像面远心、结构紧凑的高投射比投影物镜。

背景技术

投影设备在现代文化、商业、娱乐活动中扮演着日益重要的角色，消费者普遍希望投影设备能在有限的空间内投射出大尺寸、高画质、小图形畸变和高亮度的画面，因此，作为投影设备中的核心部件光学投影镜头，向高投射比发展是必然的。投射比即为投影距离与投影画面的对角线尺寸的比值，投射比越高，表明镜头在有限的空间内投影的画面尺寸越大，显然投射比与镜头的视场角可以等效，所以高投射比的镜头在传统镜头中的分类应该是属于广角、超广角和鱼眼类型镜头。

高投射比投影物镜是从照相机广角、超广角、鱼眼等类型镜头发展过来的，高投射比继承了这些类型镜头大视场角的优点，同时也继承了其固有的缺点：像方非远心、相对照度低、畸变较大、镜头片数较多、结构复杂，公差严格、工艺适应性差、长度过长等。例如专利CN101414049所述的高投射比投影镜头，虽然实现100度至120度的大视场角，但明显有以下缺陷：像方非远心，造成光源利用效率低和照度不均匀；使用多达15片透镜，使得结构复杂成本高昂；镜头长度（不包含像距）为150mm，与镜头有效焦距8.3mm比值为18.1过高，说明镜头长度过长；非球面镜片工艺性差，非球面镜片在通光口径处的表面法线与光轴夹角超过60度，使得该非球面难以测量和制造，且塑料非球面位于第一片位置容易导致划伤；公差要求严格，该镜头在第三、四片之间，第五、六片之间，第十、十一片之间光线偏折角都过大，导致这些镜片之间偏心都要求十分严格，整个镜头的工艺适应性比较差。

发明内容

基于改善以上所述目前高投射比投影物镜都会有的缺点，一种用于投影设备的高投射比投影物镜，包含具有正光焦度的第一镜组、具有正光焦度的第二镜组、光阑及显示芯片，其特征在于: 第一镜组包括第一、第二子镜组，第一子镜组具有负光焦度，靠近投影屏幕面，第二子镜组具有正光焦度，靠近光阑面，第一、第二子镜组组成反摄远式结构；第二镜组包括第三、第四子镜组，第三子镜组具有负光焦度靠近光阑面，第四子镜组具有正光焦度，靠近显示芯片。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影镜组的投射比为0.5。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的第一镜组光焦度为Φ₁，第二镜组光焦度为Φ₂，0.35<Φ₁/Φ₂<0.55。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的投射比为T，总光焦度为Φ，总长度（不含像距）为L，他们之间满足以下关系：15<T*Φ*L<18。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的第一子镜组的光焦度Φ₁₁，第二子镜组光焦度Φ₁₂，2<|Φ₁₁/Φ₁₂|<4。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的第一子镜组由三片负光焦度弯月型镜片组成，其中第一片或第二片为非球面镜片，第一片和第二片镜片的表面定点曲率半径球心都位于显示芯片一侧，第一片镜片光焦度的绝对值小于第二片镜片光焦度的绝对值，第二片镜片光焦度的绝对值小于第三片镜片光焦度的绝对值。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的第二子镜组由两片正光焦度镜片组成，靠近投影屏幕面的镜片的两个表面球心位于投影屏幕一侧，靠近显示芯片的镜片的两个表面球心位于显示芯片一侧。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的光阑位于第一镜组与第二镜组之间，光阑与第一镜组最后一片镜片的后表面的距离为L₁，光阑与第二镜组第一片镜片的前表面的距离为L₂， 0.3<L₂/L₁<0.9。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的第三子镜组由一片正光焦度镜片和两片负光焦度镜片组成的三胶合透镜组，正光焦度镜片位于两片负光焦度镜片之间。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的第四子镜组由三片正光焦度镜片组成，靠近投影屏幕面的镜片的光焦度要比其他两片镜片都大。

上述的一种用于投影设备的高投射比投影物镜的第一子镜组材料选择为冕牌玻璃；第二子镜组材料选择为火石玻璃；第三子镜组中，两片负光焦度镜片材料为火石材料玻璃，正光焦度镜片材料为冕牌玻璃；第四子镜组材料选择为冕牌玻璃。