一种折反式超短焦投影镜头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种折反式超短焦投影镜头，它包括数字微镜器件DMD、折射镜组和反射镜组；反射镜组与投影幕布分别位于折射镜组两侧；反射镜组和折射镜组的光学元件为共光轴结构；反射镜组依次包括前表面为平面，后表面为球面的平凸透镜、双胶合透镜组、前表面为平面，后表面为非球面的非球面平凸透镜、双凹透镜、前表面为非球面，后表面为球面的非球面双凹透镜、弯向光线入射方向的弯月透镜，双胶合透镜组由胶合双凹透镜的后表面与胶合双凸透镜的前表面相互胶合构成；反射镜组包括半片弯向光线入射方向的自由曲面反射镜。本实用新型专利技术提供的镜头透镜数量少，结构简单紧凑，投影镜头的投射可达0.24，成像质量高。成像质量高。成像质量高。

【技术实现步骤摘要】
一种折反式超短焦投影镜头


[0001]本技术涉及投影光学
，具体涉及一种折反式超短焦投影镜头。

技术介绍

[0002]超短焦投影技术是近年来兴起的一项新型投影显示技术，超短焦投影系统可以在超短的投影距离上实现大屏幕投影，解决了空间限制的问题，因此在教育、娱乐、军事等领域受到广泛欢迎。
[0003]在投影显示
，超短焦投影系统可以在超短的投影距离上实现大屏幕投影，解决了空间限制的问题。超短焦投影镜头通常要求在尽可能以小的投射距离投射出尽可能大的画面尺寸，投射比就可以很好的衡量投影镜头的这项能力。透射比小于0.38的投影系统称为超短焦投影系统。目前，实现短距离大幅面的投影效果的常见方式有两种折射式和折反式。其中折反式超短焦投影镜头容易实现大的幅面，其存在的不足第一是镜片数量多，且折射光路的镜片可能会干涉到反射镜的反射光线，影响影仪的影仪成像像质；其次是含有较多的非球面镜片，一般4～5片，开模成本高。
[0004]中国专利技术专利CN103777314A公开了一种广角投影镜头,其中折射系统包括多个球面透镜及至少一个非球面透镜的第一透镜群及包括至少二个非球面透镜及至少一个球面透镜的第二透镜群，透镜数量多，且其投射比为0.274～0.278，投射比大，无法实现在较短的投影距离实现较大的投影幅面。中国专利技术专利CN 105652421A所设计的投影仪镜头虽然仅采用了9片镜头，但结构光路较长，无法实现超短焦投影。

技术实现思路

[0005]本技术针对现有技术存在的不足，提供了一种结构紧凑、投射比低、小体积的低投射比折反式超短焦投影镜头。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为提供一种折反式超短焦投影镜头，它包括数字微镜器件DMD、折射镜组和反射镜组；反射镜组与投影幕布分别位于折射镜组两侧；所述反射镜组和折射镜组的光学元件为共光轴结构,数字微镜器件DMD的中心与光轴的偏移量为3.65mm～4.15mm；沿光线入射方向，所述反射镜组依次包括前表面为平面，后表面为球面的平凸透镜、双胶合透镜组、前表面为平面，后表面为非球面的非球面平凸透镜、双凹透镜、前表面为非球面，后表面为球面的非球面双凹透镜、弯向光线入射方向的弯月透镜；所述的双胶合透镜组，由胶合双凹透镜的后表面与胶合双凸透镜的前表面相互胶合构成；所述的反射镜组包括半片弯向光线入射方向的自由曲面反射镜。
[0007]本技术所述的一种折反式超短焦投影镜头，其非球面平凸透镜的后表面和非球面双凹透镜的前表面，以各透镜表面与光轴的交点为原点O构建笛卡尔空间直角坐标系，光线入射方向为Z轴正方向，Y轴正方向向上，X轴正方向为垂直纸面向里，其偶次非球面的矢高方程式z为：
[0008][0009]其中，k为非球面透镜的圆锥系数，a1～a8分别为各项单项式的系数，r为透镜的孔径半径，c为透镜的曲率半径的倒数；
[0010]非球面平凸透镜(5)的后表面的圆锥系数k满足条件：
‑
1<k<1，其单项式各系数满足条件：
‑3×
10
‑
10
<a3<3
×
10
‑
10
、
‑7×
10
‑
14
<a4<7
×
10
‑
14
、
‑4×
10
‑
17
<a5<4
×
10
‑
17
、
‑5×
10
‑
10
<a5<5
×
10
‑
20
；
[0011]非球面双凹透镜(7)的前表面的圆锥系数k满足条件：
‑
2<k<2，其单项式各系数满足条件：
‑2×
10
‑8<a3<2
×
10
‑8、
‑4×
10
‑
11
<a4<4
×
10
‑
11
、
‑4×
10
‑
14
<a5<4
×
10
‑
14
、
‑2×
10
‑
17
<a5<2
×
10
‑
17
。
[0012]所述的一种折反式超短焦投影镜头，其自由曲面反射镜(9)的面型为XY多项式自由曲面，其坐标系为以自由曲面反射镜的顶点为原点O构建的笛卡尔空间直角坐标系，光线入射方向为Z轴正方向，Y轴正方向向上，X轴正方向为垂直纸面向里，所述坐标系中XY多项式自由曲面z(x,y)的方程式为：
[0013][0014]其中，是自由曲面反射镜的半径；c是自由曲面反射镜的曲率,满足条件：
‑6×
10
‑3<c<
‑8×
10
‑3；k是二次曲面系数,满足条件：
‑
1<k<1；A1～A
27
分别是各单项式的系数，其中
‑
1<A2<1,1<A3<1,
‑
2<A5<2,
‑
3<A5<3,
‑
2<A9<2,
‑
2<A
10
<2,
‑
1<A
12
<1,
‑
1<A
14
<1,
‑
1<A
16
<1,1<A
18
<1,
‑
1<A
20
<1，
‑
1<A
21
<1，
‑
1<A
23
<1，
‑
2<A
25
<2，
‑
1<A
27
<1，其余为0。
[0015]本技术提供的一种折反式超短焦投影镜头，其投影镜头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种折反式超短焦投影镜头，其特征在于：它包括数字微镜器件DMD(1)、折射镜组和反射镜组；反射镜组与投影幕布分别位于折射镜组两侧；所述反射镜组和折射镜组的光学元件为共光轴结构,数字微镜器件DMD(1)的中心与光轴的偏移量为3.65mm～4.15mm；沿光线入射方向，所述反射镜组依次包括前表面为平面，后表面为球面的平凸透镜(2)、双胶合透镜组、前表面为平面，后表面为非球面的非球面平凸透镜(5)、双凹透镜(6)、前表面为非球面，后表面为球面的非球面双凹透镜(7)、弯向光线入射方向的弯月透镜(8)；所述的双胶合透镜组，由胶合双凹透镜(3)的后表面与胶合双凸透镜(4)的前表面相互胶合构成；所述的反射镜组包括半片弯向光线入射方向的自由曲面反射镜(9)。2.根据权利要求1所述的一种折反式超短焦投影镜头，其特征在于：非球面平凸透镜(5)的后表面和非球面双凹透镜(7)的前表面，以各透镜表面与光轴的交点为原点O构建笛卡尔空间直角坐标系，光线入射方向为Z轴正方向，Y轴正方向向上，X轴正方向为垂直纸面向里，其偶次非球面的矢高方程式z为：其中，k为非球面透镜的圆锥系数，a1～a8分别为各项单项式的系数，r为透镜的孔径半径，c为透镜的曲率半径的倒数；非球面平凸透镜(5)的后表面的圆锥系数k满足条件：
‑
1<k<1，其单项式各系数满足条件：
‑3×
10
‑
10
<a3<3
×
10
‑
10
、
‑7×
10
‑
14
<a4<7
×
10
‑
14
、
‑4×
10
‑
17
<a5<4
×
10
‑
17
、
‑5×
10
‑
10
<a5<5
×
10
‑
20
；非球面双凹透镜(7)的前表面的圆锥系数k满足条件：
‑
2<k<2，其单项式各系数满足条件：
‑2×
10
‑8<a3<2
×
10
‑8、
‑4×
10
‑
11
<a4<4
×
10
‑
11
、
‑4×
10
‑
14
<a5<4
×
10
‑
14
、
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：季轶群，李旭辉，冯安伟，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：