反射式广角镜头制造技术

本案提供一种具有大光圈(例如，FNO 1.7)及小投射比(例如，TR≦0.2)的反射式广角镜头。该反射式广角镜头可缩短镜头尺寸并减少需要的透镜数量，并同时达到对大范围的屏幕尺寸清晰聚焦的效果。该反射式广角镜头包含一镜头前组、及一镜头后组。该镜头前组包含一第一透镜群及一第二透镜群。该镜头后组包含一曲面反射镜。该第一透镜群至少包含一三胶合透镜、一非球面透镜、及二球面透镜。该第二透镜群至少包含二非球面透镜、及二球面透镜。该曲面反射镜为一内凹式光轴对称非球面反射镜。

【技术实现步骤摘要】
反射式广角镜头
本案涉及使用曲面反射镜的广角镜头，具体为投影用的超短焦反射式投影镜头。
技术介绍
随着投影机的关键元件的进步，显示元件的分辨率已达4K/2K，所搭配的光源不论是LED或雷射，其光源亮度也日益增高，使得投影产品进入家用市场更加成熟化。短焦投影能使投影机与荧幕间的距离大幅缩短，往往只需几十公分的投影距离便可投出上百吋的画面。短焦投影机可放置于电视柜上，与一般电视机所放置的位置相同，故相较于一般长焦投影机更节省空间且具安装等优势，所以短焦投影在使用上比一般投影机更具实用性。近年来短焦投影技术已慢慢成为市场的焦点，而当前的短焦投影的投射比约介于0.24～0.65之间，但要达到投射比0.2以下的超短焦镜头在技术上仍有困难。此外，在使用大光圈投影镜头以增加亮度的情况下，为了达到更小的投射比，镜头出光对荧幕必须具更大的入射角度，从而产生了更多的球差、慧差、像散、及投影影像的畸变。习知上，往往需使用较多的镜片数量以消除这些不良现象。另外，一般组装生产超短焦镜头时，仍需对镜头内某些镜片进行位置上的微调才能够得到较清晰的影像，造成制造工艺较为复杂，不利大量生产的需求。在此背景下本创作产生。
技术实现思路
有鉴于此，依照本创作的一实施例，提供具有大光圈及小投射比的一种反射式广角镜头，该反射式广角镜头系用以投射来自显示元件的光线。该反射式广角镜头包含一镜头前组，该镜头前组系设置于一光轴上。该镜头前组包含一第一透镜群、及一第二透镜群，该第一透镜群系用以接收来自显示元件的光线且具有一第一焦距，该第二透镜群系用以接收来自该第一透镜群的光线。该反射式广角镜头更包含一镜头后组，该镜头后组包含一曲面反射镜，该曲面反射镜具有一第二焦距，其中该第二焦距对该第一焦距的比值的绝对值系大于0.7且小于1.3。从该第一透镜群最靠近显示元件的镜片顶点沿着该光轴至该第二透镜群最远离光源的镜片顶点的距离系定义为一镜头前组总长度，从该第一透镜群最靠近光源的镜片顶点至该曲面反射镜中心点而在该光轴方向上的距离系定义为一总镜头长度，且该总镜头长度对该镜头前组总长度的比值系大于1.8且小于2.2。在一实施例中，该镜头前组与该镜头后组具有相同的光轴。在一实施例中，该第一透镜群至少包含一三胶合透镜、一非球面透镜、及二球面透镜。在一实施例中，该三胶合透镜包含二外侧镜片及一中心镜片，其中该二外侧镜片为负屈光，且该中心镜片为正屈光。在一实施例中，该第二透镜群至少包含二非球面透镜、及二球面透镜。在一实施例中，该第二透镜群至少包含二非球面透镜、及一双胶合透镜。在一实施例中，该曲面反射镜为一内凹式光轴对称非球面反射镜。在一实施例中，该第二透镜群系用进行前后移动以调整该反射式广角镜头的焦距。附图说明从以下配合随图式所做出的详细描述，将更清楚本创作的其他态样。参考以下配合随附图式所做的详细描述将可最好地了解描述的实施例及其优点。该等图式丝毫不限制熟悉本技艺者在不超出实施例的精神及范围下对描述的实施例做出形式及细节上的改变。图1为根据本创作的一实施例的反射式广角镜头的结构示意图。图2为反射式广角镜头的镜头前组及镜头后组的细部示意图。图3A及图3B绘示了广角镜头于不同投影位置时所投出的荧幕尺寸大小。图3C为投射比的示意图。图4A绘示了投影屏幕上的不同取样点。图4B～4D分别绘示了反射式广角镜头用于不同投影尺寸时的广角镜头调变传递函数。图5为反射式广角镜头用于不同投影尺寸时的畸变相像差图。符号说明：100反射式广角镜头101镜头前组103镜头后组105反射镜107光轴110第一透镜群111非球面透镜113球面透镜115三胶合透镜117球面透镜120第二透镜群121非球面镜片123双胶合透镜125非球面透镜S1～S18镜面C显示元件C1稜镜F1～F8取样位置具体实施方式为了提供对本创作周密的了解，接下来的叙述中将提出许多特定的细节。所揭露的实施例可被实行而无须部分或全部的特定细节。为了不对所揭露的实施例造成不必要地混淆，众所周知的操作及原理则没有被详述。当配合特定的案例来描述所揭露的实施例时，应了解我们并非意图限制所揭露的实施例。当以相对性的描述词(例如，「左」与「右」、或「上」与「下」等)来描述特定实施例时，这些术语系为了容易理解而使用，且其意图并非为限制性的。本创作提供了超短焦的反射式广角镜头，其具有适合大光圈使用(FNO1.7)、较少的镜片数目、缩短的镜头长度、无需于制造镜头时进行细部镜片调整、装配简单且符合大量生产的需求、可达0.2以下的投射比、及投影尺寸范围具较大缩放比率等优点。以下将借由随附图式来说明本创作的各种实施例。根据本创作的一实施例，图1显示了范例性反射式广角镜头100的示意图。反射式广角镜头100可为应用于投影显示设备的远心广角镜头(tele-centricwideanglelens)，其具有高分辨率、大光圈(例如，FNO1.7)、及低投射比(例如，0.19的投射比)。现在参照图1，显示了反射式广角镜头100的配置方式。反射式广角镜头100可包含镜头前组101、及镜头后组103。该镜头前组101系设置于光轴107上且包含第一透镜群110及第二透镜群120。反射式广角镜头100系用投射来自显示元件C的光线。来自显示元件C的光线经过稜镜C1、第一透镜群110、第二透镜群120之后，经由凹面非球面反射镜105而将光线投射至屏幕(未显示)上以供观众观看。该显示元件C可为投影显示设备的光学系统中所使用的显示元件，例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、数位微反射镜装置(DMD，DigitalMicromirrorDevice)、硅基液晶(LCoS，LiquidCrystalonSilicon)等光源调变元件。在图1的实施例中，显示元件C搭配稜镜C1，但我们应理解，在其他实施例中显示元件C可依据投影显示设备的需求而搭配有或不搭配有稜镜。该第一透镜群110系用以接收来自显示元件C的光线且具有一第一焦距。第一透镜群110包含非球面透镜111、球面透镜113、三胶合透镜115、及球面透镜117。此外，该三胶合透镜115包含二外侧镜片及一中心镜片，其中该二外侧镜片为负屈光，且该中心镜片为正屈光。该第一透镜群110的主要功能为提升镜头分辨率、及降低光学轴向及侧向色差，其中三胶合透镜的使用可减少镜片的使用片数，并缩短镜头尺寸。第二透镜群120系用以接收来自该第一透镜群的光线。该第二透镜群120包含非球面镜片121、双胶合透镜123、及非球面透镜125。在一些实施例中，该双胶合透镜123亦可为二球面镜片。该第二透镜群120的主要功能为消除光线在传递过程中产生的慧差及像散、降低畸变、增加视场角度、及配合不同投影尺寸进行前后移动以调整该反射式广角镜头的焦距而使得影像聚焦清晰。其中从该第一透镜群110最靠近显示元件的镜片顶点沿着该光轴107至该第二透镜群120最远离显示元件的镜片顶点的距离系定义为镜头前组总长度。镜头后组103包含曲面反射镜105(例如，内凹式光轴对称非球面反射镜)，用以反射从显示元件通过该第一透镜群及该第二透镜群的光线并修正第一透镜群110及第二透镜群120所导致的歪曲像差。该曲面反射镜105具有一第二焦距。从该第一透镜群110最靠近显示元件的镜片顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射式广角镜头，具有大光圈及小投射比，该反射式广角镜头系用以投射来自显示元件的光线，其特征在于：该反射式广角镜头包含：一镜头前组，设置于一光轴上，该镜头前组包含：一第一透镜群，用以接收来自显示元件的光线，该第一透镜群具有一第一焦距；及一第二透镜群，用以接收来自该第一透镜群的光线；及一镜头后组，包含一曲面反射镜用以反射从显示元件通过该第一透镜群及该第二透镜群的光线，该曲面反射镜具有一第二焦距，该第二焦距对该第一焦距的比值的绝对值系大于0.7且小于1.3，其中从该第一透镜群最靠近显示元件的镜片顶点沿着该光轴至该第二透镜群最远离显示元件的镜片顶点的距离系定义为一镜头前组总长度，从该第一透镜群最靠近显示元件的镜片顶点至该曲面反射镜中心点而在该光轴方向上的距离系定义为一总镜头长度，该总镜头长度对该镜头前组总长度的比值系大于1.8且小于2.2。

【技术特征摘要】
2017.09.13 TW 1062136001.一种反射式广角镜头，具有大光圈及小投射比，该反射式广角镜头系用以投射来自显示元件的光线，其特征在于：该反射式广角镜头包含：一镜头前组，设置于一光轴上，该镜头前组包含：一第一透镜群，用以接收来自显示元件的光线，该第一透镜群具有一第一焦距；及一第二透镜群，用以接收来自该第一透镜群的光线；及一镜头后组，包含一曲面反射镜用以反射从显示元件通过该第一透镜群及该第二透镜群的光线，该曲面反射镜具有一第二焦距，该第二焦距对该第一焦距的比值的绝对值系大于0.7且小于1.3，其中从该第一透镜群最靠近显示元件的镜片顶点沿着该光轴至该第二透镜群最远离显示元件的镜片顶点的距离系定义为一镜头前组总长度，从该第一透镜群最靠近显示元件的镜片顶点至该曲面反射镜中心点而在该光轴方向上的距离系定义为一总镜头长度，该总镜头长度对该镜头前组总长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔建平，苏文露，
申请(专利权)人：福建省锐驰智能技术研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：福建,35