一种投影光路结构及投影广告灯制造技术

本申请涉及一种投影光路结构及投影广告灯，包括依次排列的照明模块、折射模块以及反射模块，照明模块包括依次设置于发射光路上的光源、光源保护玻璃、具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜以及玻璃菲林片，光源用于发射影像光束的；折射模块包括依次设置于折射光路上具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有正光焦度的第八透镜以及具有负光焦度的第九透镜，折射模块还包括孔径光阑，孔径光阑设置于折射光路上。本申请有助于改善投影灯的投影质量。的投影质量。的投影质量。

【技术实现步骤摘要】
一种投影光路结构及投影广告灯


[0001]本申请涉及投影光路结构
，尤其是涉及一种投影光路结构及投影广告灯。

技术介绍

[0002]近年来，随着投影技术的发展，超短焦凭借其能够有效缩短投影距离，实现短距离内投射大尺寸画面的优势成为投影机市场的热点。
[0003]目前，投影灯行业成像方式多数为直投，直投方案存在投射距离远，清晰度不高，畸变大，安装问题，导致投射出的像面存在投射比较大，投射的像面畸变大，成像清晰度不高等问题。
[0004]因此，亟需一种投影光路结构及投影广告灯。

技术实现思路

[0005]针对投影灯投影质量不佳的问题，本申请提供一种投影光路结构。
[0006]本申请提供的一种投影光路结构及投影广告灯采用如下的技术方案：第一方面，一种投影光路结构，包括依次排列的照明模块、折射模块以及反射模块，所述折射模块用于将进入所述折射模块的影像光束折射至所述反射模块中；所述反射模块用于将进入所述反射模块的影像光束反射成像至外界的投影屏幕；所述照明模块包括依次设置于发射光路上的光源、光源保护玻璃、具有正光焦度的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜以及玻璃菲林片，所述光源用于发射影像光束；所述折射模块包括依次设置于折射光路上具有正光焦度的第三透镜、具有正光焦度的第四透镜、具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有正光焦度的第八透镜以及具有负光焦度的第九透镜，所述折射模块还包括孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述折射光路上；所述玻璃菲林片(15)设置于所述第二透镜(14)和所述第三透镜(21)之间，以使所述折射模块(2)与所述反射模块(3)配合形成像面，其中，所述像面为所述玻璃菲林片(15)的图案投射形成。
[0007]通过采用上述技术方案，将玻璃菲林片设置于第二透镜与第三透镜之间，以使光源发射的光线经过折射模块和反射模块静态投射出玻璃菲林片上的图案，以此实现静态投影，在没有光机模组也能实现成像，同时客户可以根据自己的需求制作具有不同的图案的玻璃菲林片来达到不同的显示效果，并且本光路结构中通过改善镜片焦距比，并根据每片镜片的材质，对照明模块和折射模块中的镜片进行有序排列和组合，以此提升投影光路结构的成像质量，并有效减少畸变，同时透镜采用玻璃或树脂材料，并将传统的DMD芯片替换为玻璃菲林片，以降低投影光路结构的整体成本，并提升产品再高温下的稳定性，即减少了各种电子元器件不稳定因素，延长了该投影光路再高温环境中的寿命。
[0008]可选的，所述反射模块为凹面反射镜，所述凹面反射镜为非球面反射镜或自由曲
面反射镜。
[0009]通过采用上述技术方案，反射系统采用非球面反射镜或自由曲面反射镜，可以有效压缩光线，校正象散和畸变，并提升了本光路结构的投射比。
[0010]可选的，所述第一透镜为玻璃平凸透镜，所述第二透镜为塑料非球面镜片、玻璃非球面镜片以及球面镜片中的任意一种。
[0011]通过采用上述技术方案，第二透镜为塑料非球面镜片、玻璃非球面镜片以及球面镜片中的任意一种，均提升了光源的光通量，使光源中心与边缘照度更加均匀，并将光源的发光角度从120
°
约束至10
°
，从而提升投影亮度。
[0012]可选的，所述第一透镜靠近所述光源的一侧为平面，所述第一透镜的背离所述光源的一侧为凸面；所述第二透镜的两侧均为凸面。
[0013]可选的，所述第二透镜采用下列公式进行表征：其中，z为矢高，c为曲面顶点处的曲率，r为径向坐标，k为二次曲面系数，a4、a6、a8、a
10
、a
12
以及a
14
均为偶次非球面的高次项系数。
[0014]可选的，所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜以及所述第九透镜均为光学球面透镜，所述孔径光阑位于所述第五透镜和所述第六透镜之间。
[0015]通过采用上述技术方案，通过多个依次设置的球面透镜可以更好地校正投影光路结构的色差，采用衍射光学元件和折射光学元件结合的折衍混合系统结构，具有很好的光学成像特性，在折射组不采用非球面的情况下，确保投影灯的高成像质量。
[0016]可选的，所述第三透镜的两侧均为凸面；所述第四透镜的两侧均为凸面；所述第五透镜的两侧均为凹面；所述第六透镜靠近所述光源的一侧为凹面，所述第六透镜背离所述光源的一侧为凸面；所述第七透镜的两侧均为凸面；所述第八透镜靠近所述光源的一侧为凸面，所述第八透镜背离所述光源的一侧为凹面；所述第九透镜的两侧均为凹面。
[0017]通过采用上述技术方案，在ZEMAX光学设计软件上将上述透镜的R值、厚度、空气间隙与材质设置成变量，并通过约束命令进行设计优化，在最小阻尼二乘法中寻找一个相对较佳的值，以优化折射模块的光学畸变和成像清晰度。
[0018]可选的，所述第四透镜与所述第五透镜组成胶合透镜，所述胶合透镜具有负光焦度。
[0019]通过采用上述技术方案，第四透镜与第五透镜组成胶合透镜，能够有效的消除系统色差且利于装配。
[0020]可选的，所述投影光路结构的投射比为0.37。
[0021]通过采用上述技术方案，投影光路结构的投射比为0.37，满足超短焦的使用需求，大大缩短投影仪与投影屏幕之间的距离，在缩短投影距离的同时可以实现50英寸的图像显示。
[0022]第二方面，一种投影广告灯，包括壳体以及如上任一项所述的投影光路结构，所述投影光路结构设置于所述壳体内。
[0023]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.将玻璃菲林片设置于第二透镜与第三透镜之间，以使光源发射的光线经过折射模块和反射模块静态投射出玻璃菲林片上的图案，以此实现静态投影，在没有光机模组也能实现成像，并且本光路结构中通过改善镜片焦距比，并根据每片镜片的材质，对照明模块和折射模块中的镜片进行有序排列和组合，以此提升投影光路结构的成像质量，并有效减少畸变，同时透镜采用玻璃或树脂材料，并将传统的DMD芯片替换为玻璃菲林片，以降低投影光路结构的整体成本，并提升产品再高温下的稳定性，即减少了各种电子元器件不稳定因素，延长了该投影光路再高温环境中的寿命，通过使用玻璃菲林片来更换不同的显示内容，达到客户对静态广告内容需求，使用玻璃菲林的成本比使用DMD和DLP技术的陈本降低90％。
[0024]2.投影镜头整体架构紧凑，通过设置孔径光阑、非球面透镜和非球面反射镜或自由曲面反射镜对大视场像差进行矫正，提高了投影镜头的解析能力，从而实现高质量的图像显示。
附图说明
[0025]图1是本申请提供的一种投影光路结构的光路图；图2是本申请实施例提供的投影光路结构出射的投影光线投射到屏幕的光路图；图3是本申请实施例提供的投影光路结构的调制传递函数表现图；图4是本申请实施例提供的投影光路结构的光线相差图；图5是本申请实施例提供的投影光路结构垂轴色差图的界面形式图；图6是本申请实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影光路结构，其特征在于，包括依次排列的照明模块(1)、折射模块(2)以及反射模块(3)，所述折射模块(2)用于将进入所述折射模块(2)的影像光束折射至所述反射模块(3)中；所述反射模块(3)用于将进入所述反射模块(3)的影像光束反射成像至外界的投影屏幕；所述照明模块(1)包括光源(11)、依次设置于发射光路上的光源保护玻璃(12)、具有正光焦度的第一透镜(13)、具有正光焦度的第二透镜(14)以及玻璃菲林片(15)，所述光源(11)用于发射影像光束；所述折射模块(2)包括依次设置于折射光路上具有正光焦度的第三透镜(21)、具有正光焦度的第四透镜(22)、具有负光焦度的第五透镜(23)、具有正光焦度的第六透镜(25)、具有正光焦度的第七透镜(26)、具有正光焦度的第八透镜(27)以及具有负光焦度的第九透镜(28)，所述折射模块(2)还包括孔径光阑(24)，所述孔径光阑(24)设置于所述折射光路上；所述玻璃菲林片(15)设置于所述第二透镜(14)和所述第三透镜(21)之间，以使所述折射模块(2)与所述反射模块(3)配合形成像面，其中，所述像面为所述玻璃菲林片(15)的图案投射形成。2.根据权利要求1所述的投影光路结构，其特征在于，所述反射模块(3)包括凹面反射镜(31)，所述凹面反射镜(31)为非球面反射镜或自由曲面反射镜。3.根据权利要求1所述的投影光路结构，其特征在于，所述第一透镜(13)为玻璃平凸透镜，所述第二透镜为塑料非球面镜片、玻璃非球面透镜或球面透镜中的任意一种。4.根据权利要求3所述的投影光路结构，其特征在于，所述第一透镜(13)靠近所述光源(11)的一侧为平面，所述第一透镜(13)的背离所述光源(11)的一侧为凸面；所述第二透镜(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振鹏，胡洋，
申请(专利权)人：广州市小萤成像技术有限公司，
类型：发明
国别省市：