定焦投影镜头的制作方法

1.本发明涉及一种光学镜头，尤其涉及一种定焦投影镜头。

背景技术：

2.投影镜头可将来自光阀的影像光束投影至投影目标。使用广角投影镜头可以有效缩短投影目标与投影装置之间的距离。然而，广角投影镜头所衍生出的像差，如畸变(distortion)、场曲(field curvature)、像散(astigmatism)等，皆是目前广角投影镜设计上必须面对的难题。
3.一般广角投影镜头为了要达到差小、低畸变的需求，系统总长较长，且镜片数较多，除增加成本与制造难度，所述镜头也难以达成轻量化、小型化的产品需求。

技术实现要素：

4.本发明提供一种定焦投影镜头，可在系统总长限制的情况下，维持良好的影像品质。
5.本发明的一种定焦投影镜头包括第一透镜组及第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组以镜筒内径最小位置(光阑aperture)区隔，且第一透镜组与第二透镜组自放大侧到缩小侧在光轴上依序排列。其中，第一透镜组包含6至8片具有屈光度的透镜且包括两个非球面透镜表面。第二透镜组的屈光度为正，第二透镜组包含5至8片具有屈光度的透镜且包括两个胶合面，且前述具有屈光度的透镜皆为球面透镜。且定焦投影镜头满足下列条件：0.6《d1/oal《0.8。其中，d1为定焦投影镜头自放大侧数来的第一片透镜的直径，oal为定焦投影镜头两端的最外侧透镜表面之间的最短距离。
6.本发明的一种定焦投影镜头包括第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组自放大侧到缩小侧在光轴上依序排列，且第一透镜组和第三透镜组为固定透镜组，第二透镜组为可动透镜组。其中，定焦投影镜头的镜筒内径最小位置设置于第二透镜组至第三透镜组最外侧透镜之间。第一透镜组包括两个非球面透镜表面。第三透镜组包含6至9片具有屈光度的透镜，且前述具有屈光度的透镜皆为球面镜片，且第三透镜组包括两对相邻透镜表面共两处，其中每处的两对相邻透镜表面各自符合以下条件：相邻透镜表面之间的曲率半径差与相邻透镜表面中较大曲率半径的比值《0.01。且定焦投影镜头总共包含11至16片具有屈光度的透镜，且定焦投影镜头满足下列条件：2《d1/dl《4。其中，d1为定焦投影镜头自放大侧数来的第一片透镜的直径，dl为定焦投影镜头自放大侧数来的最后一片透镜的直径。
7.本发明的一种定焦投影镜头包括11至15片具有屈光度的透镜及光阑(aperture)。其中前述透镜自放大侧到缩小侧在光轴上依序排列为固定的第一透镜组、可动的第二透镜组和固定的第三透镜组。光阑设置于第二透镜组中自放大侧数来的最后一片透镜到第三透镜组中自放大侧数来的最后一片透镜之间。第一透镜组包括两个非球面透镜表面。第三透镜组包含6至9片具有屈光度的透镜，第三透镜组中包括两对相邻透镜表面，其中两对相邻
透镜表面形状实质对应的透镜组合。且定焦投影透镜满足以下两个条件：(1)2《d1/dl《4；及(2)0.06《th23/oal《0.32。其中，d1为定焦投影镜头自放大侧数来的第一片透镜的直径，dl为定焦投影镜头自放大侧数来的最后一片透镜的直径，th23为第二透镜组到第三透镜组之间的最短距离，oal为定焦投影镜头两端的最外侧透镜表面之间在光轴上的距离。
8.基于上述，本发明的实施例的定焦投影镜头，依据定焦投影镜头中各光学元件的整体配置，可以在系统总长限制的情况下，维持良好的影像品质。
附图说明
9.图1至图5为本发明的第一实施例至第五实施例的定焦投影镜头的示意图。
10.图6a、图6b至图16a、图16b为本发明的第六实施例至第十六实施例的定焦投影镜头的示意图以及详细光学数据。
具体实施方式
11.图1为本发明的第一实施例的定焦投影镜头pl的示意图。请先参照图1，本发明的第一实施例的定焦投影镜头pl包括第一透镜组g1及第二透镜组g2。第一透镜组g1与第二透镜组g2自放大侧a1到缩小侧a2在光轴i上依序排列。其中，第一透镜组g1与第二透镜组g2以镜筒内径最小位置s12(即光阑0所在位置)区隔。第一透镜组g1包含6至8片具有屈光度的透镜且包括至少两个非球面透镜表面。在本实施例中，第一透镜组g1包含6片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6，其中包括四个非球面透镜表面s1、s2、s3、s4。在另一实施例中，也可以将非球面透镜的第一透镜1改以1片非球面透镜和1片球面透镜取代，此时，第一透镜组g1包含7片具有屈光度的透镜。在另一实施例中，也可以将非球面透镜的第一透镜1和第二透镜2分别改以1片非球面透镜和1片球面透镜取代，此时，第一透镜组g1包含8片具有屈光度的透镜。
12.详细而言，第一透镜1为塑胶镜片且为非球面透镜。第一透镜1的屈光度为负。第二透镜2为塑胶镜片且为非球面透镜。第二透镜2的屈光度为正。
13.第三透镜3为玻璃镜片且为球面透镜。第三透镜3的屈光度为负且为凸凹透镜，其中第三透镜3中朝向放大侧a1的放大侧表面s5为凸面，朝向缩小侧a2的缩小侧表面s6为凹面，且表面s5、s6为球面透镜表面。
14.第四透镜4为玻璃镜片且为球面透镜。第四透镜4的屈光度为负且为双凹透镜，其中第四透镜4中朝向放大侧a1的放大侧表面s7为凹面，朝向缩小侧a2的缩小侧表面s8为凹面，且表面s7、s8为球面透镜表面。
15.第五透镜5为玻璃镜片且为球面透镜。第五透镜5的屈光度为负且为双凹透镜。第六透镜6为玻璃镜片且为球面透镜。第六透镜6的屈光度为正且为双凸透镜。第五透镜5和第六透镜6在胶合面s10上接合成双胶合透镜。第五透镜5中朝向放大侧a1的放大侧表面s9为凹面，第六透镜6中朝向缩小侧a2的缩小侧表面s11为凸面，且表面s9、s10、s11为球面透镜表面。
16.第二透镜组g2的屈光度为正。第二透镜组g2包含5至8片具有屈光度的透镜，且所述具有屈光度的透镜皆为球面透镜。在本实施例中，第二透镜组g2包含7片具有屈光度的透
镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序包括第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12和第十三透镜13，其中第七透镜7至第十三透镜13皆为球面透镜。在另一实施例中，也可以将球面透镜的第七透镜7改以2片球面透镜取代，此时，第二透镜组g2包含8片具有屈光度的透镜。第二透镜组g2包括至少两个胶合面。在本实施例中，第二透镜组g2包括三个胶合面s16、s17、s20。第二透镜组g2中包含至少4片正屈光度透镜(包括单一镜片的正屈光度透镜以及胶合镜片中的正屈光度透镜)。在本实施例中，第二透镜组g2中包含4片正屈光度透镜。
17.详细而言，第七透镜7为玻璃镜片且为球面透镜。第七透镜7的屈光度为正且为凹凸透镜，其中第七透镜7中朝向放大侧a1的放大侧表面s13为凸面，朝向缩小侧a2的缩小侧表面s14为凹面，且表面s13、s14为球面透镜表面。
18.第八透镜8为玻璃镜片且为球面透镜。第八透镜8的屈光度为负且为凸凹透镜。第九透镜9为玻璃镜片且为球面透镜。第九透镜9的屈光度为正且为双凸透镜。第十透镜10玻璃镜片且为球面透镜。第十透镜10的屈光度为负且为凸凹透镜。第八透镜8和第九透镜9在胶合面s16上接合且第九透镜9和第十透镜10在胶合面s17上接合形成三胶合透镜。第八透镜8中朝向放大侧a1的放大侧表面s15为凸面，第十透镜10中朝向缩小侧a2的缩小侧表面s18为凸面，且表面s15、s16、s17、s18为球面透镜表面。
19.第十一透镜11为玻璃镜片且为球面透镜。第十一透镜11的屈光度为正且为双凸透镜。第十二透镜12为玻璃镜片且为球面透镜。第十二透镜12的屈光度为负且为凸凹透镜。第十一透镜11和第十二透镜12在胶合面s20上接合成双胶合透镜。第十一透镜11中朝向放大侧a1的放大侧表面s19为凸面，第十二透镜12中朝向缩小侧a2的缩小侧表面s21为凸面，且表面s19、s20、s21为球面透镜表面。
20.第十三透镜13为玻璃镜片且为球面透镜。第十三透镜13的屈光度为正且为双凸透镜，其中第十三透镜13中朝向放大侧a1的放大侧表面s22为凸面，朝向缩小侧a2的缩小侧表面s23为凸面，且表面s22、s23为球面透镜表面。
21.在本实施例中，第一透镜1的朝向放大侧a1的放大侧表面s1、朝向缩小侧a2的缩小侧表面s2、第二透镜2的朝向放大侧a1的放大侧表面s3、朝向缩小侧a2的缩小侧表面s4均是非球面(aspheric surface)，而这些非球面是依下列公式定义：
[0022][0023]
其中：
[0024]
r：透镜表面近光轴i处的曲率半径；
[0025]
y：非球面曲面上的点与光轴i的垂直距离；
[0026]
z：非球面的深度(非球面上距离光轴i为y的点，其与相切于非球面光轴i上顶点的切面，两者间的垂直距离)；
[0027]
k：锥面系数(conic constant)；
[0028]
a2i：第2i阶非球面系数。
[0029]
第一透镜1的放大侧表面s1到第二透镜2的缩小侧表面s4在公式(1)中的锥面系数
以及各项非球面系数如表1中所示。其中，表1中栏位编号s1表示其为第一透镜1的放大侧表面s1的锥面系数以及非球面系数，其它栏位依此类推。在各实施例中，第一透镜1的放大侧表面s1到第二透镜2的缩小侧表面s4在公式(1)中的第2阶非球面系数(a2)皆为0。
[0030]
定焦投影镜头pl还包括光阑0。定焦投影镜头pl的镜筒内径最小位置设置于第二透镜组grp2自放大侧a1数来的最后一片至第三透镜组grp3自放大侧a1数来的最后一片透镜之间。在本实施例中，定焦投影镜头pl的镜筒内径最小位置s12(即光阑0)设置于第六透镜6及第七透镜7之间。
[0031]
在本实施例中，定焦投影镜头pl的缩小侧a2设置有第一平板c1、第二平板c2、第三平板c3和光阀e。定焦投影镜头pl与第一平板c1、第二平板c2、第三平板c3和光阀e构成一投影装置。光阀e例如是数字微镜元件(digital micro-mirror device，dmd)、硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel，lcos panel)、穿透式液晶面板或其它适当形式的光阀或光阀模组，本发明不对此加以限制。光阀e的出光面s30朝向定焦投影镜头pl，使得定焦投影镜头pl可将光阀e所投射出的影像光束投影至屏幕、墙面、地面或任何适当的处所。
[0032]
第一平板c1、第二平板c2、第三平板c3可以为任何适合的透光材料的平板。第一平板c1、第二平板c2、第三平板c3分别具有朝向放大侧a1且使影像光束通过的放大侧表面s24、s26、s28及朝向缩小侧a2且使影像光束通过的缩小侧表面s25、s27、s29。来自光阀e的出光面s30的影像光束，可依序穿过第三平板c3、第二平板c2、第一平板c1而投射至定焦投影镜头pl。在一些实例中，第一平板c1、第二平板c2、第三平板c3可调整投影装置的长度，也可对光阀e提供保护作用。
[0033]
定焦投影镜头pl包含11至15片具有屈光度的透镜。在第一实施例中，定焦投影镜头pl包含13片具有屈光度的透镜。定焦投影镜头pl系统总长(ttl)小于130毫米。在第一实施例中，系统总长(ttl)为118.900毫米，光圈值(f-number，fno)为1.800，有效焦距(effective focal length，efl)为5.220毫米，半视场角(half field of view，hfov)为57.700。其中，系统总长(ttl)为自第一透镜1的放大侧表面s1计算至光阀e的出光面s30在光轴上的总长度。
[0034]
定焦投影镜头pl至少包括两个非球面透镜表面。在本实施例中，定焦投影镜头pl包括第一透镜1和第二透镜2两片非球面塑胶镜片，其余第三透镜3至第十三透镜13为玻璃镜片，也就是说，定焦投影镜头pl为玻塑混合镜头。定焦投影镜头pl自放大侧a1数来的第一片透镜为非球面透镜。在本实施例中，第一透镜1为非球面透镜。定焦投影镜头pl自放大侧a1数来的第一片透镜为负屈光度透镜。在本实施例中，第一透镜1为负屈光度透镜。
[0035]
本实施例的定焦投影镜头pl包括一双胶合透镜和一三胶合透镜，其中双胶合透镜中的正屈光度透镜的阿贝数大于70，且三胶合透镜中的负屈光度透镜的阿贝数小于40且折射率大于或等于1.8。在本实施例中，定焦投影镜头pl包括第八透镜8、第九透镜9和第十透镜10接合的三胶合透镜、第十一透镜11和第十二透镜12接合的双胶合透镜，其中，具有正屈光度的第九透镜9与第十一透镜11的阿贝数为81.6。在本实施例中，定焦投影镜头pl包括第八透镜8、第九透镜9和第十透镜10接合的三胶合透镜，其中，具有正屈光度的第九透镜的阿贝数为81.6，且具有负屈光度的第八透镜8的阿贝数为37.9且折射率为1.885、具有负屈光度的第十透镜10的阿贝数为35.9且折射率为1.887。
[0036]
第一实施例的定焦投影镜头pl的其他详细光学数据如下表1所示。其中，“间距/厚
度”栏列出各表面之间的距离，所述距离表示各透镜或平板在光轴i上的厚度，或是各透镜或平板与下一光学元件的表面之间在光轴i上的距离。举例来说，在列“s1”中，“间距/厚度”表示第一透镜1在光轴i上的厚度，而在列“s2”中，“间距/厚度”表示第一透镜1与第二透镜2之间在光轴i上的距离，以此类推。此外，在“备注”栏中，除注记对应的光学元件之外，也标记了对应的透镜的材料以及其他特征。其中，标记“非球面”的透镜为非球面透镜，未标记“非球面”的透镜为球面透镜。
[0037]
表1
[0038]
[0039]
[0040][0041]
在另一观点中，请再参照图1，定焦投影镜头pl包括第一透镜组grp1、第二透镜组grp2和第三透镜组grp3。其中，第一透镜组grp1、第二透镜组grp2和第三透镜组grp3自放大侧a1到缩小侧a2在光轴i上依序排列。第一透镜组grp1和第三透镜组grp3为固定透镜组，第二透镜组grp2为可动透镜组。
[0042]
详细来说，第一透镜组grp1包括上述的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4。第一透镜组grp1包括四个非球面透镜表面s1、s2、s3、s4。第一透镜组grp1不包括胶合透镜。第一透镜组grp1中包含至少两个负屈光度透镜。在本实施例中，第一透镜组grp1中包含三个负屈光度透镜。
[0043]
第二透镜组grp2包括上述的第五透镜5和第六透镜6。在本实施例中，在第二透镜组grp2中最靠近缩小侧a2的表面s11为凸面，且其表面屈光度(surface power)为正。
[0044]
第三透镜组grp3包含6至9片具有屈光度的透镜。在本实施例中，第三透镜组grp3包括上述的第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12和第十三透镜13，包含7片具有屈光度的透镜，且所述透镜皆为球面镜片。在本实施例中，第三透镜组grp3包括至少两对相邻透镜表面，其中第八透镜8的缩小侧表面s16和第九透镜9的放大侧表面s16为一对相邻透镜表面，第九透镜9的缩小侧表面s17和第十透镜10的放大侧表面s17为一对相邻透镜表面、第十一透镜11的缩小侧表面s20和第十二透镜12的放大侧表面s20为一对相邻透镜表面，上述的各对相邻透镜表面各自符合以下条件：一对相邻透镜表面之间的曲率半径差与所述相邻透镜表面中较大曲率半径的比值《0.01。
[0045]
在本实施例中，定焦投影镜头pl可通过下述方式达成调焦：第一透镜组grp1相对于光阀e在光轴i上移动，第二透镜组grp2与第三透镜组grp3相对于光阀e固定；第二透镜组
grp2相对于光阀e在光轴i上移动，第一透镜组grp1与第三透镜组grp3相对于光阀e固定；或第一透镜组grp1与第二透镜组grp2同时分别相对于光阀e在光轴i上移动，第三透镜组grp3相对于光阀e固定。也就是说，在本实施例中，可以通过单独调整第一透镜组grp1或第二透镜组grp2来达成调焦，或是通过同时调整第一透镜组grp1及第二透镜组grp2来达成调焦。
[0046]
在本实施例中，定焦投影镜头pl满足下列条件：
[0047]
0.6《d1/oal《0.8；
[0048]
2《d1/dl《4；
[0049]
0.06《th23/oal《0.32；
[0050]
9≦hfov/efl≦11.5；及
[0051]
19≦ttl/efl≦25。
[0052]
在上述的条件式中：
[0053]
ttl为定焦投影镜头pl的系统总长；
[0054]
efl为定焦投影镜头pl的有效焦距；
[0055]
hfov为定焦投影镜头pl的半视场角；
[0056]
oal为定焦投影镜头pl两端的最外侧透镜表面之间在光轴上的距离；
[0057]
th23为第二透镜组grp2到第三透镜组grp3之间在光轴上的距离；
[0058]
d1为定焦投影镜头pl自放大侧a1数来的第一片透镜的直径；
[0059]
dl为定焦投影镜头pl自放大侧a1数来的最后一片透镜的直径。
[0060]
需特别说明的是，本文中所述的“d1”为定焦投影镜头pl自放大侧a1数来的第一片透镜的直径。其中，直径指光学中心两侧的转折点之间的距离。在本实施例中，第一透镜1的放大侧表面s1的直径，即为为放大侧表面s1的曲面从光学中心往两侧透镜边缘延伸而发生转折的两处之间的距离(图1中的p1点及q1点之间的距离)。当第一透镜1的放大侧表面s1的直径与第一透镜1的缩小侧表面s2的直径不同时，以其中较大者为第一透镜1的直径。本文中所述的“dl”为定焦投影镜头pl自放大侧a1数来的最后一片透镜的直径。其中，直径指光学中心两侧的转折点之间的距离。在本实施例中，第十三透镜13的缩小侧表面s23的直径，即为缩小侧表面s23的曲面从光学中心往两侧透镜边缘延伸而发生转折的两处之间的距离(为图1中的p2点及q2点之间的距离)。当第十三透镜13的放大侧表面s22的直径与第十三透镜13的缩小侧表面s23的直径不同时，以其中较大者为第十三透镜13的直径。因此，所述直径与一般光学模拟软件所输出的光学有效径并不相同。
[0061]
本实施例的定焦投影镜头pl的相关光学数值详列于后附的表6及表7中。其中，表6的“g2-efl”栏位列出各实施例的第二透镜组g2的有效焦距。
[0062]
图2为本发明的第二实施例的定焦投影镜头pl的示意图。请参照图2。本发明的第二实施例的定焦投影镜头pl与第一实施例的定焦投影镜头pl大致相似，两者的差异在于：第一透镜组g1及第二透镜组g2的组成、各元件的光学数据以及各元件之间的间距等参数不完全相同。以下仅就两者不同处为简要说明。
[0063]
在本实施例中，第二透镜组g2包含8片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序包括第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13和第十四透镜14，其中包括第八透镜8、第九透镜9和第十透镜10接合的三胶合透镜、第十二透镜12和第十三透镜13接合的双胶合透镜，第七透镜7、第十一透镜11和第十
四透镜14则为单片透镜。
[0064]
第二实施例的定焦投影镜头pl包含14片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序为第一透镜1至第十四透镜14，其中第一透镜1至第十四透镜14的屈光率依序为：负、正、负、负、负、正、正、负、正、负、正、正、负、正。在本实施例中，系统总长(ttl)为126.000毫米，光圈值(f-number，fno)为1.800，有效焦距(effective focal length，efl)为5.210毫米，半视场角(half field of view，hfov)为57.710。第一透镜1至第十四透镜14的各透镜表面的面型特征如下表2以及图2中所示。
[0065]
第二实施例的定焦投影镜头pl的其他详细光学数据如下表2所示。
[0066]
表2
[0067]
[0068]
[0069][0070]
在本实施例中，第一透镜组grp1包括第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3。第二透镜组grp2包括第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6。而第三透镜组grp3包括第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13和第十四透镜14。第三透镜组grp3包括至少两对相邻透镜表面，其中第八透镜8的缩小侧表面s16和第九透镜9的放大侧表面s16为一对相邻透镜表面，第九透镜9的缩小侧表面s17和第十透镜10的放大侧表面s17为一对相邻透镜表面、第十二透镜12的缩小侧表面s22和第十三透镜13的放大侧表面s22为一对相邻透镜表面，上述的各对相邻透镜表面各自符合以下条件：一对相邻透镜表面之间的曲率半径差与所述相邻透镜表面中较大曲率半径的比值《0.01。
[0071]
本实施例的定焦投影镜头pl的相关光学数值详列于后附的表6及表7中。
[0072]
图3为本发明的第三实施例的定焦投影镜头的示意图。请参照图3。本发明的第三实施例的定焦投影镜头pl与第一实施例的定焦投影镜头pl大致相似，两者的差异在于：第一透镜组g1及第二透镜组g2的组成、各元件的光学数据以及各元件之间的间距等参数不完全相同。以下仅就两者不同处为简要说明。
[0073]
在本实施例中，第二透镜组g2中，第十一透镜11、第十二透镜12和第十三透镜13为单片透镜。
[0074]
第三实施例的定焦投影镜头pl包含13片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序为第一透镜1至第十三透镜13，其中第一透镜1至第十三透镜13的屈光率依序为：负、负、负、正、负、正、正、负、正、负、正、正、正。在本实施例中，系统总长(ttl)为120.000毫米，光圈值(f-number，fno)为1.800，有效焦距(effective focal length，efl)为5.269毫米，半视场角(half field of view，hfov)为57.520。第一透镜1至第十三透镜13的各透镜表面的面型特征如下表3以及图3中所示。
[0075]
第三实施例的定焦投影镜头pl的其他详细光学数据如下表3所示。
[0076]
表3
[0077]
[0078][0079]
在本实施例中，第一透镜组grp1包括第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3。第二透镜组grp2包括第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6。第三透镜组grp3包括第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12和第十三透镜13。第三透镜组grp3包括至少两对相邻透镜表面，其中第八透镜8的缩小侧表面s15和第九透镜9的放大侧表面s15为一对相邻透镜表面，第九透镜9的缩小侧表面s16和第十透镜10的放大侧表面s16为一对相邻透镜表面，上述的各对相邻透镜表面各自符合以下条件：一对相邻透镜表面之间的曲率半径差与所述相邻透镜表面中较大曲率半径的比值《0.01。
[0080]
本实施例的定焦投影镜头pl的相关光学数值详列于后附的表6及表7中。
[0081]
图4为本发明的第四实施例的定焦投影镜头的示意图。请参照图4。本发明的第四实施例的定焦投影镜头pl与第一实施例的定焦投影镜头pl大致相似，两者的差异在于：第一透镜组g1及第二透镜组g2的组成、各元件的光学数据以及各元件之间的间距等参数不完全相同。以下仅就两者不同处为简要说明。
[0082]
在本实施例中，第一透镜组g1包含7片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7。在另一实施例中，也可以将非球面透镜的第一透镜1改以1片非球面透镜和1片球面透镜取代，此时，第一透镜组g1包含8片具有屈光度的透镜。在另一实施例中，也可以将两片相邻的球面透镜改以1片非球面透镜取代，此时，第一透镜组g1包含6片具有屈光度的透镜。第二透镜组g2包含5片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序包括第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11和第十二透镜12，其中第八透镜8、第九透镜9和第十透镜10接合形成三胶合透镜，第十一透镜11和第十二透镜12则为单片透镜。其中，定焦投影镜头pl的镜筒内径最小位置s12(即光阑0)设置于第七透镜7及第八透镜8之间。在另一实施例中，也可以将球面透镜的第十二透镜12改以2片球面透镜取代，此时，第二透镜组g2包含6片具有屈光度的透镜。在另一实施例中，也可以将球面透镜的第十二透镜12改以3片球面透镜取代，此时，第二透镜组g2包含7片具有屈光度的透镜。在另一实施例中，也可以将球面透镜的第十一透镜11改以2片球面透镜取代，并将球面透镜的第十二透镜12改以3片球面透镜取代，此时，第二透镜组g2包含8片具有屈光度的透镜。
[0083]
第四实施例的定焦投影镜头pl包含12片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序为第一透镜1至第十二透镜12，其中第一透镜1至第十二透镜12的屈光率依序为：负、正、负、负、正、正、正、负、正、负、正、正。在本实施例中，系统总长(ttl)为124.500毫米，光圈值(f-number，fno)为1.800，有效焦距(effective focal length，efl)为5.230毫米，半视场角(half field of view，hfov)为57.660。第一透镜1至第十二透镜12的各透镜表面的面型特征如下表4以及图4中所示。
[0084]
第四实施例的定焦投影镜头pl的其他详细光学数据如下表4所示。
[0085]
表4
[0086]
[0087][0088][0089]
在本实施例中，第一透镜组grp1包括第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3。第二透
镜组grp2包括第四透镜4、第五透镜5和第六透镜6。第三透镜组grp3包括第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11和第十二透镜12。第三透镜组grp3包括至少两对相邻透镜表面，其中第八透镜8的缩小侧表面s16和第九透镜9的放大侧表面s16为一对相邻透镜表面，第九透镜9的缩小侧表面s17和第十透镜10的放大侧表面s17为一对相邻透镜表面，上述的各对相邻透镜表面各自符合以下条件：一对相邻透镜表面之间的曲率半径差与所述相邻透镜表面中较大曲率半径的比值《0.01。
[0090]
本实施例的定焦投影镜头pl的相关光学数值详列于后附的表6及表7中。
[0091]
图5为本发明的第五实施例的定焦投影镜头的示意图。请参照图5。本发明的第五实施例的定焦投影镜头pl与第一实施例的定焦投影镜头pl大致相似，两者的差异在于：第一透镜组g1及第二透镜组g2的组成、各元件的光学数据以及各元件之间的间距等参数不完全相同。以下仅就两者不同处为简要说明。
[0092]
在本实施例中，第一透镜组g1包含7片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7，其中。第二透镜组g2包含7片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序包括第第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13和第十四透镜14，其中第九透镜9、第十透镜10和第十一透镜11接合为三胶合透镜，第十二透镜12和第十三透镜13接合成双胶合透镜。第八透镜8和第十四透镜14则为单片透镜。定焦投影镜头pl的镜筒内径最小位置s12(即光阑0)设置于第七透镜7及第八透镜8之间。
[0093]
第五实施例的定焦投影镜头pl包含14片具有屈光度的透镜，自放大侧a1到缩小侧a2依序为第一透镜1至第十四透镜14，其中第一透镜1至第十四透镜14的屈光率依序为：负、正、负、负、负、正、正、正、负、正、负、正、负、正。在本实施例中，系统总长(ttl)为124.700毫米，光圈值(f-number，fno)为1.800，有效焦距(effective focal length，efl)为5.260毫米，半视场角(half field of view，hfov)为57.560。第一透镜1至第十四透镜14的各透镜表面的面型特征如下表5以及图5中所示。
[0094]
第五实施例的定焦投影镜头pl的其他详细光学数据如下表5所示。
[0095]
表5
[0096]
[0097][0098]
在本实施例中，第一透镜组grp1包括第一透镜1、第二透镜2和第三透镜3。第二透镜组grp2包括第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7。第二透镜组grp3包括第八透镜8、第九透镜9、第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12、第十三透镜13和第十四透镜14。第三透镜组grp3包括至少两对相邻透镜表面，其中第九透镜9的缩小侧表面s18和第十透镜10的放大侧表面s18为一对相邻透镜表面，第十透镜10的缩小侧表面s19和第十一透镜11的放大侧表面s19为一对相邻透镜表面、第十二透镜12的缩小侧表面s22和第十三透镜13的放大侧表面s22为一对相邻透镜表面，上述的各对相邻透镜表面各自符合以下条件：一对相邻透镜表面之间的曲率半径差与所述相邻透镜表面中较大曲率半径的比值《0.01。
[0099]
本实施例的定焦投影镜头pl的相关光学数值详列于后附的表6及表7中。
[0100]
本发明的第六实施例的定焦投影镜头的示意图请参照图6a，其详细光学数据请参照图6b以及表6及表7中所示。本发明的第七实施例至第十六实施例的定焦投影镜头的示意
图及其详细光学数据请参照图7a至图16b以及表6及表7中所示。
[0101]
表6及表7列出第一实施例至第十六实施例的定焦投影镜头pl的相关光学数值。
[0102]
表6
[0103][0104][0105]
表7
[0106] d1/oald1/dlth23/oalfov/eflttl/efl第一实施例0.7212.9560.18811.05422.778第二实施例0.7003.0910.17711.07724.184第三实施例0.7502.9420.24310.91722.775第四实施例0.7102.8410.25711.02523.805第五实施例0.7042.7510.24510.94323.707第六实施例0.6762.6590.1569.05920.234第七实施例0.6732.8220.1769.04520.067第八实施例0.7452.9760.14510.82622.945第九实施例0.7482.9850.21211.05222.989第十实施例0.7122.7810.22110.99822.901第十一实施例0.7122.9050.12711.08323.033
第十二实施例0.6972.8710.24710.93222.410第十三实施例0.7062.9710.24011.02123.760第十四实施例0.7223.0450.21211.02123.136第十五实施例0.7222.8980.24110.95823.004第十六实施例0.6962.8080.18011.03423.851
[0107]
综上所述，本发明的实施例的定焦投影镜头，依据本说明书中上述的各光学元件的配置与条件关系，可以在系统总长限制的情况下，维持定焦投影镜头良好的影像品质。此外，本发明的实施例也通过将定焦投影镜头区分为第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，可更容易调焦，而提升镜头生产的效能与制造良率。
[0108]
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视附的权利要求书所界定者为准。

技术特征：

1.一种定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头包括：第一透镜组及第二透镜组，所述第一透镜组与所述第二透镜组以镜筒内径最小位置区隔，且所述第一透镜组与所述第二透镜组自所述定焦投影镜头的放大侧到缩小侧依序排列；其中，所述第一透镜组包含6至8片具有屈光度的透镜且包括两个非球面透镜表面；所述第二透镜组的屈光度为正，所述第二透镜组包含5至8片具有屈光度的透镜且包括两个胶合面，且所述具有屈光度的透镜皆为球面透镜；且所述定焦投影镜头满足下列条件：0.6<d1/oal<0.8；其中，d1为所述定焦投影镜头自所述放大侧数来的第一片透镜的直径，oal为所述定焦投影镜头两端的最外侧透镜表面之间的最短距离。2.一种定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头包括：第一透镜组、第二透镜组和第三透镜组，所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述第三透镜组自所述定焦投影镜头的放大侧到缩小侧依序排列，且所述第一透镜组和所述第三透镜组为固定透镜组，所述第二透镜组为可动透镜组；其中，所述定焦投影镜头的镜筒内径最小位置设置于所述第二透镜组至所述第三透镜组最外侧透镜之间；所述第一透镜组包括两个非球面透镜表面；所述第三透镜组包含6至9片具有屈光度的透镜，且所述具有屈光度的透镜皆为球面镜片，且所述第三透镜组包括两对相邻透镜表面共两处，其中每处的所述两对相邻透镜表面各自符合以下条件：所述相邻透镜表面之间的曲率半径差与所述相邻透镜表面中较大曲率半径的比值<0.01；且所述定焦投影镜头总共包含11至16片具有屈光度的透镜，且所述定焦投影镜头满足下列条件：2<d1/dl<4；其中，d1为所述定焦投影镜头自所述放大侧数来的第一片透镜的直径，dl为所述定焦投影镜头自所述放大侧数来的最后一片透镜的直径。3.一种定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头包括：11至15片具有屈光度的透镜，其中所述透镜自放大侧到缩小侧所述定焦投影镜头的依序排列为固定的第一透镜组、可动的第二透镜组和固定的第三透镜组；及光阑，设置于所述第二透镜组中自所述放大侧数来的最后一片透镜到所述第三透镜组中自所述放大侧数来的最后一片透镜之间；所述第一透镜组包括两个非球面透镜表面；所述第三透镜组包含6至9片具有屈光度的透镜，所述第三透镜组中包括两对相邻透镜表面形状对应的透镜组合；且所述定焦投影透镜满足以下两个条件：(1)2<d1/dl<4；及(2)0.06<th23/oal<0.32；其中，d1为所述定焦投影镜头自所述放大侧数来的第一片透镜的直径，dl为所述定焦
投影镜头自所述放大侧数来的最后一片透镜的直径，th23为所述第二透镜组与所述第三透镜组之间的最短距离，oal为所述定焦投影镜头两端的最外侧透镜表面之间在光轴上的距离。4.如权利要求3所述的定焦投影镜头，其特征在于，相邻透镜表面形状对应的透镜组合是指所述相邻透镜表面之间的曲率半径差与所述相邻透镜表面中较大曲率半径的比值<0.01。5.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头为玻塑混合镜头。6.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头满足下列条件至少其中之一：(1)所述定焦投影镜头的系统总长与所述定焦投影镜头的有效焦距的比值落在19到25的范围内；(2)所述定焦投影镜头的半视场角与所述定焦投影镜头的有效焦距的比值落在9到11.5的范围内；(3)所述定焦投影镜头的系统总长小于130毫米；(4)所述定焦投影镜头的光圈值落在小于2的范围内。7.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头满足下列条件至少其中之一：(1)所述定焦投影镜头至少包括两片塑胶镜片；(2)所述定焦投影镜头自所述放大侧数来的所述第一片透镜为非球面透镜。8.如权利要求1所述的定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头的胶合透镜中的正屈光度透镜的阿贝数大于70，且所述定焦投影镜头的胶合透镜中的负屈光度透镜的阿贝数小于40且折射率大于或等于1.8。9.如权利要求1所述的定焦投影镜头，其特征在于，所述第二透镜组中包含至少4片正屈光度透镜。10.如权利要求2或3所述的定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头满足下列条件至少其中之一：(1)所述第一透镜组中包含至少两个负屈光度透镜；(2)所述第一透镜组不包括胶合透镜；(3)所述第二透镜组中最靠近缩小侧的表面为凸面，且其表面屈光度为正。11.如权利要求2或3所述的定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投影镜头的缩小侧设置有光阀，且所述定焦投影镜头以下述方式达成调焦：所述第一透镜组相对于所述光阀在所述光轴上移动，所述第二透镜组与所述第三透镜组相对于所述光阀固定；所述第二透镜组相对于所述光阀在所述光轴上移动，所述第一透镜组与所述第三透镜组相对于所述光阀固定；或所述第一透镜组与所述第二透镜组同时分别相对于所述光阀在所述光轴上移动，所述第三透镜组相对于所述光阀固定。12.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的定焦投影镜头，其特征在于，所述定焦投
影镜头自所述放大侧数来的所述第一片透镜为负屈光度透镜。

技术总结

一种定焦投影镜头包括第一透镜组及第二透镜组，第一透镜组与第二透镜组以镜筒内径最小位置(光阑)区隔。第一透镜组包含6至8片具有屈光度的透镜且包括两个非球面透镜表面。第二透镜组的屈光度为正，第二透镜组包含5至8片具有屈光度的透镜且包括两个胶合面，且前述具有屈光度的透镜皆为球面透镜。屈光度的透镜皆为球面透镜。屈光度的透镜皆为球面透镜。

技术研发人员：

李明燐 陈信德 张硕杰

受保护的技术使用者：

扬明光学股份有限公司

技术研发日：

2021.08.02

技术公布日：

2022/12/19