本发明专利技术涉及一种超短焦投影物镜，包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的反射镜以及显示芯片，所述透镜组包括第一子镜组、光阑和第二子镜组，其中，由显示芯片所反射的光经过透镜组被反射镜反射到指定屏幕上，从而形成清晰画面图像。本发明专利技术的超短焦投影物镜所采用的镜片数量较少，结构简单，具有超低投射比、超低畸变、体积适中、公差适中、工艺性良好等一系列优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种超短焦投影物镜，包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的反射镜以及显示芯片，所述透镜组包括第一子镜组、光阑和第二子镜组，其中，由显示芯片所反射的光经过透镜组被反射镜反射到指定屏幕上，从而形成清晰画面图像。本专利技术的超短焦投影物镜所采用的镜片数量较少，结构简单，具有超低投射比、超低畸变、体积适中、公差适中、工艺性良好等一系列优点。【专利说明】超短焦投影物镜
本专利技术涉及一种应用于投影显示领域的投影物镜，尤其涉及一种超短焦投影物 镜。
技术介绍
投影显示设备在随着高亮度光源、精密光学加工、高分辨率显示芯片、偏振3D等 关键技术获得了长足的发展下，占据着显示领域重要份额。虽然尽管投影显示设备在现代 文化、商业、娱乐活动中扮演着日益重要的角色，但却无法真正进入大众、家庭等大屏幕消 费领域。主要原因是受限于投影显示设备中投影物镜技术的制约。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，向超短焦发展是必然的。超短焦技术的成熟与否，将决定 投影显示设备在大屏幕市场中所占据的份额。 超短焦投影镜头，是指投射比低于0. 4以下的镜头。投射比是指镜头到屏幕的距 离与所投影的画面宽度的比值，通常情况下默认投影画面位于投影显示设备所放置的水平 以上，投射比才有意义。投影显示业内一般按投射比划分投影镜头的焦距类型，投射比在 〇. 9以上的，称为常规焦距镜头，投射比在0. 4?0. 9之内的，称为短焦镜头，投射比在0. 4 以下的，称为超短焦镜头。超短焦镜头的特点是视场角度大，采用传统技术制造的超短焦镜 头会伴随有畸变较大、镜头片数较多、结构复杂，公差严格、工艺适应性差、镜头体积过大等 问题。例如中国专利第200410045523. 4号所描述的超短焦镜头，一共采用了 17片镜片，包 含3片非球面镜片，其结构复杂，工艺适应性差，另外镜头长度与显示芯片比值达到20、最 大镜片口径与显示芯片比值达到7,反应出该镜头体积过大，该专利技术不具有将超短焦镜 头推向产业化的潜力。
技术实现思路
基于改善以上所述超短焦投影物镜的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有超低 投射比、超低畸变、结构紧凑简单、体积适中、公差适中、工艺性良好等一系列优点的超短焦 投影物镜。 本专利技术超短焦投影物镜包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的反射镜以及 显示芯片，所述透镜组包括第一子镜组、光阑和第二子镜组，其中，由显示芯片所反射的光 经过透镜组被反射镜反射到指定屏幕上，从而形成清晰画面图像。 相较于现有技术，本专利技术的超短焦投影物镜所采用的镜片数量较少，结构简单，具 有超低投射比、超低畸变、体积适中、公差适中、工艺性良好等一系列优点。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术超短焦投影物镜的结构示意图，图中包含成像屏幕。 图2是本专利技术超短焦投影物镜的光学结构图。 图3是本专利技术超短焦投影物镜的第四镜组对不同视场具有变化的焦距的示意图。 图4是本专利技术超短焦投影物镜的屏幕上各视场传递函数MTF值，此传递函数值以 投影设备投影距离350_，投影屏幕85寸为判断情况，以显示芯片大小为视场取样。横坐标 为空间频率坐标，纵坐标为传递函数MTF值。 图5是本专利技术超短焦投影物镜各视场在屏幕面的光线点列图。 图6是本专利技术超短焦投影物镜的畸变图。 【具体实施方式】 现在结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步说明。 图1是根据本专利技术超短焦投影物镜的结构示意图，图中包含成像屏幕。如图1所 示，本专利技术的超短焦投影物镜包括具有正光焦度的透镜组20、具有负光焦度的反射镜30以 及像面(显示芯片）1〇。由显示芯片10所反射的光，经过透镜组20被反射镜30反射到指定 屏幕40上，形成清晰画面图像。 图2是实施例所描述的超短焦投影物镜的光学结构图。结合图1和图2所示，透 镜组20焦距为F1，反射镜30焦距为F2, F1与F2的比值的绝对值应满足以下关系： 0. 4< | F1/F2 | <1 (1) 判据（1)合理的分配透镜组20和反射镜30的光焦度，目的在于使得光焦度在两组镜 组间尽量分配均匀，校正大视场像差才变得可能，从而为镜头良好的公差性和工艺性奠定 基础。 当透镜组20和反射镜30的光焦度分配不满足判据左端条件时，透镜组20承担过 大光焦度，导致透镜组20边缘视场出射角增大，反射镜30的口径逼迫增大，所以判据（1)的 左端是为了控制反射镜30 口径，以使得反射镜30能够被制造。同时判据（1)的左端也保 证了透镜组20承担适当的畸变贡献，而不至于光焦度太强无法控制畸变贡献。 当透镜组20和反射镜30的光焦度分配不满足判据右端条件时，反射镜30光焦度 过强，使得反射镜30畸变贡献过大而无法校正，同时也意味着透镜组20承担的光焦度过 小，而无法有效校正大视场像差，在本专利技术超短焦投影物镜里，校正像差的主要贡献是透镜 组20。所以判据（1)的右端保证了大视场像差校正的可能性。 该投影物镜总长度为L，反射镜30通光口径为D，显示芯片10尺寸为H，有以下关 系： H/IX18 ⑵ H/D<8.5 (3) 表明了该投影物镜比传统超短焦技术更好的控制了体积。 如图2所示，透镜组20包括第一子镜组201、光阑203和第二子镜组202。 第一子镜组201具有正光焦度，第一子镜组201的光焦度设置及与光阑203的位 置关系使得透镜组20将光阑203成像于显示芯片10方，且为无穷远，即为远心光路的构成 部分。第一子镜组201由第一镜组201a和第二镜组201b组成。第一镜组201a具有正光 焦度，由3片正光焦度冕牌玻璃组成。第二镜组201b是消色差透镜组，由一片冕牌玻璃和 两片火石玻璃胶合而成，其中冕牌玻璃具有正光焦度，火石玻璃具有负光焦度。 第二子镜组202由第三镜组202a和第四镜组202b组成。第三镜组202a具有正 光焦度，由一片火石玻璃一片冕牌玻璃组成。第四镜组202b由非球面镜片组成，其作用是 使得透镜组20具有不同视场不同焦距的效果，随着视场增加，焦距变长，由正变为负。 图3是本专利技术超短焦投影物镜的第四镜组202b对不同视场具有变化的焦距的示 意图。如图3所示，视场1的焦距fl为58. 65mm，视场2的焦距f2为66. 44mm，视场3的焦 距f3为80. 82mm，视场4的焦距f4为120. 26mm，视场5的焦距f5为209. 87mm，视场6的焦 距f6为^ mm，视场7的焦距f7为-147. 58mm，视场8的焦距f8为-205. 60mm，视场9的焦 距f9为-358. 83mm。这种随视场增加焦距增加的效果很大部分弥补超短焦镜头各个视场投 射距离严重不相等而带来的像差。 反射镜30具有负光焦度，其表面形状为凸面。 以下给出本专利技术所述的超短焦投影物镜的一个实施例数据： 波长：462nm_625nm 投射比：0.2 半视场角：75° 有效焦距：2. 69mm 像高：11. 2mm 像方 F/# :2. 3 结构数据： 【权利要求本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超短焦投影物镜，用于投影显示设备，其特征在于：包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的反射镜以及显示芯片，所述透镜组包括第一子镜组、光阑和第二子镜组，其中，由显示芯片所反射的光经过透镜组被反射镜反射到指定屏幕上，从而形成清晰画面图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张品祥，程琳，
申请(专利权)人：上海三鑫科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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