一种超短焦投影镜头及激光投影设备制造技术

本发明专利技术公开了一种超短焦投影镜头，属于投影技术领域。超短焦投影镜头包括折射镜组和反射镜组，影像光束经过折射镜组后，在折射镜组和反射镜组之间进行第一次成像，反射镜组将第一次成像反射至投影屏幕形成第二次成像；折射镜组包括第一透镜组和第二透镜组，第一透镜组和第二透镜组中均具有两片非球面透镜；反射镜组包括一反射镜，置于所述第二透镜组后；折射镜组和反射镜组处于同一主光轴；第二次成像的图像相对于主光轴的偏移量为140%~150%。本发明专利技术提供的超短焦投影镜头能够实现短焦大尺寸画面的投影，并且具有较佳的像差校正能力，能够提高投影成像质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及投影
，特别涉及一种超短焦投影镜头和激光投影设备。
技术介绍
随着科学技术的提高，投影成像系统在人们工作和生活中的应用越来越广泛，比如教育，办公，家用或娱乐。其中，超短焦投影能够有效缩短投影机的投影距离，并投射出大尺寸画面，受到消费者的青睐。投影镜头是实现投影的关键部件，在实际应用中，投影镜头光学系统会因为加工工艺、组装等原因产生像差，如畸变、像散、场曲、彗差等表现，像差是目前投影镜头设计上必须面对的难题。为了有效克服像差，目前有三种镜头的设计方式，分别为折射式、反射式和混合式。折射式: 投影镜头由球面透镜或非球面透镜组成，经过投影镜头后影像光束大角度出射以达到缩短投影距离的目的。此类投影镜头可以有效消除大视场带来的像差，但是投影镜头的镜片数量大、种类多，此类投影镜头的结构复杂，镜头的长度也不易缩小，可制造性低。反射式: 投影镜头由平面反射镜、球面反射镜、非球面反射镜或自由曲面反射镜组成，通过反复偏转折光达到缩短投影距离的目的。但是此类投影镜头的设计形式存在多片非球面或自由曲面反射镜，在加工、制造、检测等环节中成本高，可制造性低。混合式: 将折射式和反射式进行综合应用，一般分为折射透镜组、反射镜组，是目前市面上超短焦投影镜头的主流设计方式。
技术实现思路
本专利技术提供了一种超短焦投影镜头及应用该超短焦投影镜头的激光投影设备，能够实现克服像差，提高投影成像质量。为实现上述专利技术目的，采用如下技术方案：一种超短焦投影镜头，包括折射镜组和反射镜组，影像光束经过折射镜组后，在折射镜组和反射镜组之间进行第一次成像，反射镜组将第一次成像反射至投影屏幕形成第二次成像；折射镜组包括第一透镜组和第二透镜组，第一透镜组和第二透镜组中均具有两片非球面透镜；反射镜组包括一反射镜，置于第二透镜组后；折射镜组和反射镜组处于同一主光轴；第二次成像的图像相对于主光轴的偏移量为140%~150%；优选地，超短焦投影镜头的投射比在0.2~0.3之间；优选地，折射镜组和反射镜组产生正的屈光度，其中，折射镜组的总长度为L1，折射镜组和反射镜组之间的间距为L2，L1、L2满足：0.65<L1/L2<0.7；优选地，超短焦投影镜头的等效焦距为F1，第一透镜组的等效焦距为F2，第二透镜组的等效焦距为F3，反射镜组的等效焦距为F4，F1、F2、F3、F4满足：5 < | F2/F1 | < 9 ；7 < | F3/F1 | < 100；5 < | F4/F1 | < 15；优选地，超短焦投影镜头的有效焦距为-3.3mm~-3.5mm；优选地，反射镜为凹面非球面反射镜或自由曲面反射镜；优选地，超短焦投影镜头还包括孔径光阑，孔径光阑位于第一透镜组与第二透镜组之间，孔径光阑与折射镜组和反射镜组处于同一主光轴，孔径光阑用于限制超短焦投影镜头的通光量；优选地，第一透镜组包括至少一个球面透镜和第一非球面透镜、第二非球面透镜，两个非球面透镜之间至少设置有一个球面透镜；第二透镜组包括至少一个球面透镜和第三非球面透镜、第四非球面透镜，两个非球面透镜之间至少设置有一个球面透镜；优选地，第一非球面透镜为一凸凹透镜，第二非球面透镜为一双凸透镜，和/或，第三非球面透镜为一凹凸透镜，第四非球面透镜为一双凹透镜；优选地，第一透镜组沿着光束入射的方向依次包括第一非球面透镜、第一球面透镜、第二球面透镜、第三球面透镜、第四球面透镜和第二非球面透镜，上述各透镜的屈光度依次为负、负、负、正、正、负；或者，包括第一球面透镜、第一非球面透镜、第二球面透镜、第三球面透镜、第四球面透镜和第二非球面透镜，上述各透镜的屈光度依次为负、负、负、正、正、负；优选地，第二透镜组沿着光束入射的方向依次包括第三非球面透镜、第五球面透镜、第六球面透镜、第七球面透镜、第八球面透镜、第九球面透镜、第十球面透镜、第十一球面透镜和第四非球面透镜，上述透镜的屈光度依次为正、正、负、负、正、负、正、负、正；优选地，第一非球面透镜的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第一阈值，第二非球面透镜的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第二阈值；以及，第三非球面透镜的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第三阈值，第四非球面透镜的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第四阈值；优选地，第一预设阈值、第二预设阈值、第三预设阈值、第四预设阈值均为大于等于10的整数。第二方面，本专利技术还公开了一种激光投影设备，包括激光光源，用于提供照明光束；光机，包括光阀，用于根据图像处理信号对照明光束进行调制后形成影像光束，其特征在于，还包括上述任一技术方案的超短焦投影镜头，其中，光阀将影像光束反射至超短焦投影镜头，超短焦投影镜头用于对影像光束校正放大后投射至投影屏幕成像；优选地，光阀偏置超短焦投影镜头主光轴的偏移量满足：1.2<A/B<1.5，其中，A指光阀的高度，B指光轴到光阀的上端的距离；优选地，在光阀和超短焦投影镜头之间还包括移动镜片，移动镜片以预设频率振动，并在前一时刻和当前时刻透射或反射影像光束时，分别处于不同的位置，使得对前一时刻和当前时刻透射或反射的影像光束错位重叠。本专利技术实施例中提供的技术方案至少具有以下有益效果：本专利技术实施例提供的超短焦投影镜头包括折射镜组和反射镜组，其中，折射镜组用于对入射的影像光束进行第一次成像，并将第一次成像入射至反射镜组，反射镜组将第一次成像反射至投影屏幕进行第二次成像，第二次成像的图像相对于主光轴具有较大的偏移量，从而利于实现短焦大尺寸投影。其中，折射镜组通过第一透镜组和第二透镜组均具有两片非球面透镜，具有较佳的像差矫正能力，以及，反射镜组能够缩短光程，实现短焦投影的同时，能够对大视场像差进行矫正，提高了镜头的解像能力。本专利技术提供的激光投影设备，能够在实现超短焦投影的同时，像差矫正能力强，能够投射高清晰度、高分辨率的投影图像，投影画面质量高。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并于说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1A是本专利技术实施例一提供的一种超短焦投影镜头的架构示意图；图1B是基于图1的超短焦投影镜头中光路传播示意图；图2A是本专利技术实施例二提供的一种超短焦投影镜头的结构组成示意图；图2B是本专利技术实施例提供的镜头成像效果示意图；图3A是本专利技术实施例三提供的一种激光投影设备架构示意图；图3B为本专利技术实施例三提供的一种激光投影设备光路系统示意图；图4A是本专利技术实施例三提供的又一种激光投影设备光学系统示意图；图4B是基于图4A中的镜片效果示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的例子。实施例一、本专利技术一实施例提供了一种超短焦投影镜头，如图1A所示，超短焦投影镜头包括折射镜组100和反射镜组130。折射镜组100包括第一透镜组110和第二透镜组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超短焦投影镜头，其特征在于，所述超短焦投影镜头包括折射镜组和反射镜组，影像光束经过所述折射镜组后，在所述折射镜组和反射镜组之间进行第一次成像，所述反射镜组将第一次成像反射至投影屏幕形成第二次成像；所述折射镜组包括第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组和第二透镜组中均具有两片非球面透镜；所述反射镜组包括一反射镜，置于所述第二透镜组后；所述折射镜组和反射镜组处于同一主光轴；所述第二次成像的图像相对于主光轴的偏移量为140%~150%。

【技术特征摘要】
1.一种超短焦投影镜头，其特征在于，所述超短焦投影镜头包括折射镜组和反射镜组，影像光束经过所述折射镜组后，在所述折射镜组和反射镜组之间进行第一次成像，所述反射镜组将第一次成像反射至投影屏幕形成第二次成像；所述折射镜组包括第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组和第二透镜组中均具有两片非球面透镜；所述反射镜组包括一反射镜，置于所述第二透镜组后；所述折射镜组和反射镜组处于同一主光轴；所述第二次成像的图像相对于主光轴的偏移量为140%~150%。2.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述超短焦投影镜头的投射比在0.2~0.3之间。3.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述折射镜组和反射镜组产生正的屈光度，其中，所述折射镜组的总长度为L1，所述折射镜组和反射镜组之间的间距为L2，L1、L2满足：0.65<L1/L2<0.7。4.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述超短焦投影镜头的等效焦距为F1，所述第一透镜组的等效焦距为F2，所述第二透镜组的等效焦距为F3，所述反射镜组的等效焦距为F4，F1、F2、F3、F4满足：5 < | F2/F1 | < 9 ；7 < | F3/F1 | < 100；5 < | F4/F1 | < 15。5.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述超短焦投影镜头的有效焦距为-3.3mm~-3.5mm。6.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述反射镜为凹面非球面反射镜或自由曲面反射镜。7.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述超短焦投影镜头还包括孔径光阑，所述孔径光阑位于所述第一透镜组与所述第二透镜组之间，所述孔径光阑与所述折射镜组和反射镜组处于同一主光轴，所述孔径光阑用于限制所述超短焦投影镜头的通光量。8.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括至少一个球面透镜和第一非球面透镜、第二非球面透镜，两个非球面透镜之间至少设置有一个球面透镜；所述第二透镜组包括至少一个球面透镜和第三非球面透镜、第四非球面透镜，两个非球面透镜之间至少设置有一个球面透镜。9.根据权利要求8所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述第一非球面透镜为一凸凹透镜，所述第二非球面透镜为一双凸透镜，和/或，所述第三非球面透镜为一凹凸透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：阴亮，李晓平，
申请(专利权)人：海信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37