一种超短焦投影光学装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超短焦投影光学装置，在投射方向上依次设置有：照明系统、折射透镜组件、非球面反射镜；所述照明系统包括DMD芯片、等效棱镜；所述折射透镜组件包括：能相对DMD芯片前后移动的第一透镜组，所述第一透镜组的光焦度为正；能相对DMD芯片前后移动的第二透镜组，所述第二透镜组的光焦度为正；能相对DMD芯片前后移动的第三透镜组，所述第三透镜组的光焦度为负；相对DMD芯片静止的第四透镜组，所述第四透镜组的光焦度为正。本实用新型专利技术分辨率高，实现了0.18以下投射比，并在高温状态下不虚焦；实现了在不同投射距离下的分辨率不降低和畸变不变大。

An ultra short focal projection optical device

The utility model discloses an ultra short focus projection optical device in the projection direction are orderly arranged on: lighting system, refractive lens component and aspherical mirror; the illumination system includes a DMD chip, the equivalent prism; refractive lens assembly includes a first lens group moves back and forth relative DMD chip, the the first lens group of optical power is positive; second lens group before and after moving relative to the DMD chip, the second lens group of optical power is positive; third lens group before and after moving relative to the DMD chip, the third lens group of optical power is negative; the fourth lens group DMD chip is relatively static the fourth lens group, the optical power of the positive. The utility model has the advantages of high resolution, the projection ratio below 0.18, and under the condition of high temperature is realized in different defocus; projection distance under the resolution is not reduced and large distortion invariant.

【技术实现步骤摘要】
一种超短焦投影光学装置
本技术涉及光电显示行业的投影技术，尤其是一种超短焦投影光学装置。
技术介绍
近年来随着投影技术的发展，投影仪已经广泛应用于家用、教育、办公等领域，其中，超短焦投影能够在短距离投影的情况下投射出大尺寸的画面，备受广大用户的喜爱。目前市场上的超短焦投影镜头有两种设计方式：1、采用折射式的反远距镜头结构，镜头体积大，使用镜片数量较多，为了校正畸变和场曲，不得不牺牲分辨率，导致分辨率偏低，制造公差敏感，无法批量生产；2、混合式的结构即折射透镜组件加反射透镜组，目前采用这种结构的超短焦镜头普遍分辨率偏低、投射比小，亮度低、投射距离变化时场曲和畸变明显变大，导致解像力变差，并且投射距离的范围较小，虽然少数镜头的分辨率达到了1080P，但是为了提高分辨率，却牺牲了投射比，并增加较多非球面，导致制造良率低，无法批量生产；也有少部分镜头为了降低成本，采用塑胶非球面，导致镜头在投影机长时间使用时因高温发热而产生虚焦现象，目前市场上还没有超短焦镜头能够同时克服上述缺点。因此，本技术正是基于以上的不足而产生的。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种超短焦投影光学装置，该装置分辨率高，亮度高，高温不虚焦，投射距离范围大、不同投射距离下解像力不降低、畸变不变大、可批量生产。为解决上述技术问题，本技术采用了下述技术方案：一种超短焦投影光学装置，其特征在于，在投射方向上依次设置有：照明系统、折射透镜组件、非球面反射镜；所述照明系统包括DMD芯片、等效棱镜；所述折射透镜组件包括：能相对DMD芯片前后移动的第一透镜组，所述第一透镜组的光焦度为正；能相对DMD芯片前后移动的第二透镜组，所述第二透镜组的光焦度为正；能相对DMD芯片前后移动的第三透镜组，所述第三透镜组的光焦度为负；相对DMD芯片静止的第四透镜组，所述第四透镜组的光焦度为正。如上所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述的第一透镜组包括沿投射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、光阑和第七透镜；所述第二透镜组包括第八透镜；所述第三透镜组包括第九透镜；所述第四透镜组包括沿投射方向依次设置的第十透镜、第十一透镜、第十二透镜和第十三透镜。如上所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述的DMD芯片相对于光轴偏离放置，使得DMD芯片的中心与光轴偏离距离为0.8mm-1mm。如上所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述第一透镜组的光焦度满足0.03≤|φ210|≤0.04；所述第二透镜组的光焦度满足0.004≤|φ220|≤0.005；所述第三透镜组的光焦度满足0.03≤|φ230|≤0.035；所述第四透镜组的光焦度满足0.007≤|φ240|≤0.008，所述非球面反射镜的光焦度满足0.03≤|φ300|≤0.033。如上所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述第十一透镜的光焦度φ11为负，所述第十透镜的光焦度φ10为正，光焦度满足0.8≤|φ11/φ10|≤0.9；所述第十三透镜的光焦度φ13为负，所述第十二透镜的光焦度φ12为正，光焦度满足0.2≤|φ13/φ12|≤0.3。如上所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述第六透镜的光焦度为负，光焦度φ6满足：0.008≤|φ6|≤0.009；所述第六透镜的两面均弯向DMD芯片；所述第五透镜的光焦度为正，第四透镜的光焦度为负，第四透镜两面均弯向非球面反射镜，光焦度满足0.04≤|φ4/φ5|≤0.041，折射率满足0.3≤(ND4-ND5)≤0.4；所述第三透镜的光焦度为正，所述第二透镜的光焦度为负，第二透镜的两面均弯向非球面反射镜，光焦度满足0.014≤|φ2/φ3|≤0.016，折射率满足0.4≤(ND2-ND3)≤0.43。如上所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述第二透镜与所述第三透镜通过光学胶水粘合，所述第四透镜与所述第五透镜通过光学胶水粘合。如上所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述第一透镜、第六透镜、第八透镜、第九透镜和非球面反射镜为玻璃非球面镜片。如上所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述第一透镜、第六透镜、第八透镜、第九透镜和非球面反射镜的非球面表面形状满足方程式：上述方程式中参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线；当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；α1至α8分别表示各径向坐标所对应的系数。与现有技术相比，本技术的一种超短焦投影光学装置，达到了如下效果：1、本技术分辨率高，实现了0.18以下投射比，并在高温状态下不虚焦。2、本技术实现了在不同投射距离下的分辨率不降低和畸变不变大。3、本技术通过对装置光焦度的合理分配，使装配敏感度大幅度降低，可进行批量化生产。【附图说明】下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明，其中：图1为本技术示意图；图2为本技术光路示意图；附图说明：100、照明系统；110、DMD芯片；120、等效棱镜；200、折射透镜组件；210、第一透镜组；220、第二透镜组；230、第三透镜组；240、第四透镜组；300、非球面反射镜；1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、第七透镜；8、第八透镜；9、第九透镜；10、第十透镜；11、十一透镜；12、第十二透镜；13、第十三透镜；14、光阑。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的实施方式作详细说明。如图1和图2所示，一种超短焦投影光学装置，在投射方向上依次设置有：照明系统100、折射透镜组件200、非球面反射镜300；所述照明系统100包括DMD芯片110、等效棱镜120；所述折射透镜组件200包括：相对DMD芯片110前后移动的第一透镜组210，所述第一透镜组210的光焦度为正；所述第一透镜组相对DMD芯片可前后移动，补偿镜头装配时后焦的变化量。能相对DMD芯片110前后移动的第二透镜组220，所述第二透镜组220的光焦度为正。能相对DMD芯片110前后移动的第三透镜组230，所述第三透镜组230的光焦度为负。第三透镜组和第二透镜组为联动组，相对DMD芯片110一起移动。相对DMD芯片110静止的第四透镜组240，所述第四透镜组240的光焦度为正。如图1和图2所示，在本实施例中，所述的第一透镜组210包括沿投射方向依次设置的第一透镜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、光阑14和第七透镜7；所述第二透镜组220包括第八透镜8；第八透镜8的两面均弯向非球面反射镜300；所述第三透镜组230包括第九透镜9；所述第四透镜组240包括沿投射方向依次设置的第十透镜10、第十一透镜11、第十二透镜12和第十三透镜13。如图1所示，在本实施例中，所述的DMD芯片110相对于光轴偏离放置，使得DMD芯片110的中心与光轴偏离距离为0.8mm-1mm。用来满足折射透镜组件20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超短焦投影光学装置，其特征在于，在投射方向上依次设置有：照明系统(100)、折射透镜组件(200)、非球面反射镜(300)；所述照明系统(100)包括DMD芯片(110)、等效棱镜(120)；所述折射透镜组件(200)包括：能相对DMD芯片(110)前后移动的第一透镜组(210)，所述第一透镜组(210)的光焦度为正；能相对DMD芯片(110)前后移动的第二透镜组(220)，所述第二透镜组(220)的光焦度为正；能相对DMD芯片(110)前后移动的第三透镜组(230)，所述第三透镜组(230)的光焦度为负；相对DMD芯片(110)静止的第四透镜组(240)，所述第四透镜组(240)的光焦度为正。

【技术特征摘要】
1.一种超短焦投影光学装置，其特征在于，在投射方向上依次设置有：照明系统(100)、折射透镜组件(200)、非球面反射镜(300)；所述照明系统(100)包括DMD芯片(110)、等效棱镜(120)；所述折射透镜组件(200)包括：能相对DMD芯片(110)前后移动的第一透镜组(210)，所述第一透镜组(210)的光焦度为正；能相对DMD芯片(110)前后移动的第二透镜组(220)，所述第二透镜组(220)的光焦度为正；能相对DMD芯片(110)前后移动的第三透镜组(230)，所述第三透镜组(230)的光焦度为负；相对DMD芯片(110)静止的第四透镜组(240)，所述第四透镜组(240)的光焦度为正。2.根据权利要求1所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述的第一透镜组(210)包括沿投射方向依次设置的第一透镜(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)、光阑(14)和第七透镜(7)；所述第二透镜组(220)包括第八透镜(8)；所述第三透镜组(230)包括第九透镜(9)；所述第四透镜组(240)包括沿投射方向依次设置的第十透镜(10)、第十一透镜(11)、第十二透镜(12)和第十三透镜(13)。3.根据权利要求1所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述的DMD芯片(110)相对于光轴偏离放置，使得DMD芯片(110)的中心与光轴偏离距离为0.8mm-1mm。4.根据权利要求1所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述第一透镜组(210)的光焦度满足0.03≤|φ210|≤0.04；所述第二透镜组(220)的光焦度满足0.004≤|φ220|≤0.005；所述第三透镜组(230)的光焦度满足0.03≤|φ230|≤0.035；所述第四透镜组(240)的光焦度满足0.007≤|φ240|≤0.008，所述非球面反射镜(300)的光焦度满足0.03≤|φ300|≤0.033。5.根据权利要求2所述的一种超短焦投影光学装置，其特征在于：所述第十一透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：全丽伟，李建华，贾丽娜，朱洪婷，王晓，李源财，龚俊强，
申请(专利权)人：中山联合光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44