一种镜头系统和投影装置制造方法及图纸

本申请保护一种镜头系统，具有光轴，包括：沿光轴在物侧和像侧之间依次设置的调制装置、第一透镜组、第二透镜组以及光阑，其中，所述第一透镜组的光焦度为正，用于将光线会聚，所述第一透镜组至少包含第一透镜，所述第一透镜的有效通光直径小于像圆的大小；所述第二透镜组的光焦度为正，用于将光线进一步会聚；所述光阑的像侧不设置任何透镜；所述调制装置用于出射投影光线，所述投影光线经第一透镜组、第二透镜组和光阑后被投射至屏幕形成投影图像。由于镜头系统为非对称设置，能够使得所在的位置各视场的光线较为分散，能够发挥玻璃非球面透镜校正像差的作用；同时，由于第一透镜为正光焦度的非球面透镜，能够有效适配LTP

【技术实现步骤摘要】
一种镜头系统和投影装置


[0001]本申请涉及显示
，特别是涉及一种镜头系统和投影装置。

技术介绍

[0002]随着信息化技术的提高，人们对于视觉欣赏的要求越来越高。“视觉冲击力
”ꢀ
成为人们评判显示性能的一个标准。视觉冲击力不仅来自于清晰地画面，还来自 于超大尺寸的画面。为了满足这种诉求，大屏显示应运而生。以客厅为例，近年 来的市场销量表明，液晶电视尺寸具有逐渐增大的趋势。然而，信息时代的来临 导致了时间碎片化，客厅不再是视频娱乐的唯一场所，而且由于液晶电视的体积 大、重量大，其无法实现随时随地的应用。另一方面，虽然手机屏幕在尺寸方面 已经有了长足的进步，甚至出现了更大尺寸的专为娱乐而生的智能平板，但是受 限于其显示方式，难以实现真正的大屏显示。因此，要实现灵活的大屏显示，目 前唯有投影的技术路线。
[0003]投影显示系统主要包括照明系统、光机系统、投影镜头等主要部分。光机系 统中空间光调制器，也可以称为“光阀”，是至关重要的器件。光阀通常是像素化 的平面设备，其每个像素可以通过透射或者反射的方式对入射照明光进行独立地 调控，进而调控每个像素的光通量，形成显示图像。投影显示系统按照空间光调 制器的类型，大致可分为反射型的DMD(Digital Micro
‑
Mirror Device，数字微镜 器件)投影、透射型的LCD(Liquid Crystal Display)投影和反射型的LCoS(LiquidCrystal on Silicon，硅基液晶)投影。按照空间光调制器的数量进行分类，又可 以分为单片式投影、双片式投影和三片式投影。
[0004]众所周知，显示的核心原理是采用红、绿、蓝三基色显示原理，即需要通过 光阀分别显示红、绿、蓝三基色的图像显示信息，再通过时间积分(一般是单片 式投影)或者空间积分(一般是三片式投影)的方式将三个单色的图像组合，使 人眼观察到形单一的彩色图像信息。然而，利用时间积分的方式容易受到“彩虹 效应”的限制，因此，这种方式并非实现大屏显示的最优方案。
[0005]三片式投影可以从根本上解决彩虹效应的问题。但是三片式投影的方案，存 在光路系统复杂、硬件成本高、系统体积大等问题，因此，如何从根本上解决三 片式投影的光路复杂、成本高以及体积大等缺点是本领域技术人员亟待解决的问 题。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的的缺陷，本申请一方面提供一种成本低、体积小的镜头 系统以更适应投影系统，镜头系统具有光轴，包括：沿光轴在物侧和像侧之间依 次设置的调制装置、第一透镜组、第二透镜组以及光阑，其中，所述第一透镜组 的光焦度为正，用于将光线会聚，所述第一透镜组至少包含第一透镜，所述第一 透镜的有效通光直径小于像圆的大小；所述第二透镜组的光焦度为正，用于将光 线进一步会聚；所述光阑的像侧不设置任何透镜；所述调制装置用于出射投影光 线，所述投影光线经第一透镜组、第二透镜组和光阑后被投射至屏幕形成投影图 像。
[0007]在一些实施例中，所述第一透镜组还包括从物侧到像侧依次设置的第二透镜 和第三透镜，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为负。
[0008]在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的口径依 次减小。
[0009]在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜为塑料非 球面透镜。
[0010]在一些实施例中，第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面； 所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凸面；所述第三透镜的 物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面。
[0011]在一些实施例中，所述第二透镜组包括从物侧到像侧依次设置的第四透镜和 第五透镜，所述第四透镜和所述第五透镜用于校正像差。
[0012]在一些实施例中，所述第四透镜和第五透镜采用玻璃非球面透镜。
[0013]在一些实施例中，所述第四透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为 平面；所述第五透镜的物侧面为平面，所述第五透镜的像侧面为凹面。
[0014]在一些实施例中，所述第四透镜和所述第五透镜为双胶合透镜。
[0015]在一些实施例中，所述镜头系统的投射比为1.3∶1，畸变为
‑
0.1％
‑
0.5％，在 奈奎斯特频率大于22周期/毫米时，调制传递函数比值大于60％，非远心度＜10
°
。
[0016]在一些实施例中，所述调制装置包括调制面板，所述调制面板为LTP
‑
LCD 面板。
[0017]另一方面，本申请还提供一种投影装置，包括上述任一实施例所述的镜头系 统。
[0018]相对于现有技术，本申请包括沿光轴在物侧和像侧之间依次设置的调制装置、 第一透镜组、第二透镜组以及光阑，其中，第一透镜组的光焦度为正，用于将光 线会聚，第一透镜组且至少包含第一透镜，第一透镜的有效通光直径小于像圆的 大小，光阑的像侧不设置任何透镜，此时的镜头系统为非对称设置，能够使得所 在的位置各视场的光线较为分散，从而能够最大程度的发挥玻璃非球面透镜校正 像差(特别是畸变)的作用，提高镜头系统的成像效果；同时，由于第一透镜为 正光焦度的非球面透镜，能够有效适配LTP
‑
LCD的面板较大的应用场景，减小 了传统镜头对该系统的不适配度。
附图说明
[0019]图1为投影装置的基本光学架构示意图；
[0020]图2为本申请的投影装置的实施例一的结构示意图；
[0021]图3为长边合光以及本申请的短边合光的结构示意图；
[0022]图4为本申请的实施例二的投影装置110的结构示意图；
[0023]图5为平行光(远心照明光)照射合光棱镜以及非远心照明光照射合光棱 镜时的光线轨迹图；
[0024]图6为实施例二的投影装置110反射谱随入射角度变化时的波长偏移示意 图；
[0025]图7为本申请的实施例三的投影装置120的结构示意图；
[0026]图8为本申请的实施例四的投影装置130的结构示意图；
[0027]图9为本申请的实施例五的投影装置140的结构示意图；
[0028]图10为本申请的实施例五的起偏器241g的结构示意图；
[0029]图11为本申请的实施例六的投影装置150的结构示意图；
[0030]图12为本申请的实施例六的起偏器251g的结构示意图；
[0031]图13为本申请的实施例七的投影装置160的结构示意图；
[0032]图14为本申请的实施例八的投影装置170的结构示意图；
[0033]图15为本申请的实施例九的镜头系统41的结构示意图；
[0034]图16为镜头系统41的调制传递函数示意图图；
[0035]图17为镜头系统41的纵向球差值曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；
[0036]图18为镜头系统4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镜头系统，其特征在于，具有光轴，包括：沿光轴在物侧和像侧之间依次设置的调制装置、第一透镜组、第二透镜组以及光阑，其中所述第一透镜组的光焦度为正，用于将光线会聚，所述第一透镜组至少包含第一透镜，所述第一透镜的有效通光直径小于像圆的大小；所述第二透镜组的光焦度为正，用于将光线进一步会聚；所述光阑的像侧不设置任何透镜；所述调制装置用于出射投影光线，所述投影光线经第一透镜组、第二透镜组和光阑后被投射至屏幕形成投影图像。2.一种如权利要求1所述的镜头系统，其特征在于，所述第一透镜组还包括从物侧到像侧依次设置的第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为负。3.一种如权利要求2所述的镜头系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的口径依次减小。4.一种如权利要求2所述的镜头系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜为塑料非球面透镜。5.一种如权利要求2所述的镜头系统，其特征在于，第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凸面；所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：方元戎，陈彦哲，胡飞，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：