基于9c=v的微型投影镜头设计

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1、第!"卷!第#期光!学!仪!器4567!"!.57#$%#&年$月'()*+,-*./)0123.)/89:;<=;>!$%#&!!文章编号"#%%?@?&!%#$%#&$%#@%%XB@%X基于9C=V的微型投影镜头设计黄红林#!许!键#!$##7上海理工大学光电信息与计算机工程学院!上海!$%%%B!'$7宾夕法尼亚州立大学工程科学系!宾夕法尼亚!#&"%$$摘要!利用9C=V光学设计软件设计了一款适用于%7&英寸数字光处理&Q-('的微型投影仪镜头"在满足性能要求的基础上!对普通投影仪加以优化!使投影仪结构更加紧凑!

2、方便携带"系统焦距"7$?CC!后工作距约为#"CC!视场为A%i"在!!6T$CC处!中心2)8值大于%7&!边缘2)8值大于%7X"关键词!光学设计#微型投影镜头#像质评价中图分类号!).$%$!文献标志码!,!!"#"#%7!B&B$J7DKKG7#%%?@?&!%7$%#&7%#7%##K%&#;+"2,#+#45("]%)/"(.'&%!"+^%,'S#!7*4+&'#!$"*:$F"@'(Y+'##7/EF5565L'TMDE=6@369EM;DE=6=GN+5CT

3、>5L/F=GIF=DL5;/ED9GE9=GN)9EFG565I>!/F=GIF=D$%%%B!!+FDG='$7Q9T=;MC9GM5L3GIDG99;DGI/ED9GE9!MF9(9GGK>6R=GD=/M=M91GDR9;KDM>!(9GGK>6R=GD=#&"%$!1/,$6.&/(')/"'GMF9:=KDK5LC99MDGIMF9N9KDIG;9U7,CDGD@T;5J9EM69GKL5;%7&D

4、GNDIDM=66DIFMT;5E9KKDGI#Q-($T;5J9EM5;KDKN9KDIG9NSDMF=G5TMDE=6N9KDIGK5LMS=;99C=V7)F99LL9EMDR9L5E=669GIMFDK"7$?CC7]=EHS5;HDGINDKM=GE9DK=:5

5、MF=G%7X77%83"(!&"5TMDE=6N9KDIG'CDGD@T;5J9EM5;'DC=I99R=6<=MD5G引!言投影仪的原型是幻灯机!最初只是利用光和影将图像显示在屏幕上&随着科学技术的发展!投影仪也不仅仅限于简单的显示了!已广泛应用于娱乐*商业*教育和军事等各个领域&小到投影玩具*手环!大到家庭影院*会议室!到处可见投影仪的踪影&这也就要求投影仪更加高效*轻便!以便更好地和各种移动设备相结合&微型投影仪和普通的投影仪相比!不仅体积小!而且焦距更小!视场更大!能在较小的范围内投射出需要的画面!在这种情况下!微型

6、投影仪越来越受到广大消费者的欢迎&近年来!市场上的投影镜头种类越来越多!但是一般的镜头只考虑性能的提升!大都使用了多个非球面或者二次曲面等非球面设计&目前!我国的非球面的制造和检测技术都还不够全面!所以给生产制造收稿日期!$%#?@%?@$$作者简介!黄红林##B"B%$!女!硕士研究生!主要从事光学设计和微投影方面的研究&3@C=D6"6DG"BA!KDG=7E5C通信作者!许!键##BA%%$!男!教授!主要从事半导体发光器件方面的研究&3@C=D6"JV<65TM5!#&!7E5C!+!?!%+光!学!仪!器第!"卷!和

7、产品检测增加了一定难度&本文基于9C=V软件在适当降低性能的基础上!设计出了一款全部为球面的短焦距数字投影镜头&9!系统结构9<9!投影系统的结构为使投影镜头在较短的距离内投射出尽可能大的投影面积!系统必须要有较大的视场!同时!数字投影机内部都含有照明和折转光路!这就要求了系统要具有较长的工作距离&综合这些基本要求!投影镜头多选用反远距型结构!反远距镜头一般由负的前组透镜和正的后组透镜组成!结构如图#所示&由于(#)反远距镜头后工作距离大于系统焦距!具有焦距短!后截距长的特点!恰好能满足投影镜头的要求&通常!前组结构的复杂程

8、度由视场决定!后组的复杂程度由相对孔径决定&9<>!设计要求设计要求"%7&英寸##DG^$7?XEC$的Q-(#NDIDM=66DIFMT;5E9KKDGI$微型投影镜头&微显示芯片尺寸大小#$CCWBCC!像元大小#?&&CW#?&C要求能在%7&C的投影距离处投射出X%