[发明专利]大变倍比连续变焦投射镜头

说明书

技术领域

本发明属于于数字投影机技术领域，是应用在LED光源的数字投影仪上，与远心照明光路配合使用的大变倍比连续变焦投射镜头。

背景技术

随着半导体技术的发展和深入，LED光源数字投影显示技术得到了发展的春天，基于LED、光源以DLP、LCOS、LCD等技术为主的投影显示产业得到了迅速发展。近几年，LED光源投影显示技术凭借其丰富的色彩、高清晰的画面、高亮度的图像及高对比度的显示得到迅速发展，它可以实现体积更小、重量更轻和超长寿命的产品特性，特别是在微型投影投影技术领域，其优势无可比拟。

基于LED光源的微型投影机在应用方面面临的突出问题就是亮度不高，经过这几年的发展，微型投影机的亮度已经从最初的几十流明提升到500流明， TI公司还专门制造出针对微型投影领域的高清微型投影芯片，采用了全新的封装方式，这样可有效增大系统的光圈，以提升应用DMD芯片微型投影机的亮度。尽管如此，在实际使用中还会受到应用环境的限制，特别是白天的时候需要采取一些挡光措施，或者把投影机移近屏幕，观看较小的投射画面，才能保证较好的观赏效果。

连续变焦投射镜头可以保证变焦过程中投影画面始终清楚，颇受各大厂商青睐。在现有公开的连续变焦投射镜头技术中，一部分应用了非球面技术， 即在变焦投射镜头的光学系统中通过加入非球面透镜来改善系统的成像质量或简化系统结构，但非球面透镜的应用对其加工和装配要求严格，不利于生产效率的提高和成本的降低；而在没有采用非球面透镜的技术中，为了达到较好的光学性能， 其技术措施一般是增加透镜的数量，或是采用高折射率或高色散系数的高档光学材料，例如对像差有显著改善的 FCD1 之类的材料，其价格昂贵、工艺性差、加工效率和成品率很低。中国专利100345188C给出的连续变焦投射镜头的变倍比仅有1.2倍，采用13片球面透镜，使用了折射率大于1.9的ZLAF4、ZF14等重镧火石玻璃或重火石玻璃；美国专利 7177090 技术公开的一种连续变焦投影镜头中，所采用透镜数量达到 15 片， 其中还有一块双面非球面透镜，因而也同样存在造价高、工效低等问题。同时由于投影镜头多采用固定光阑，变焦过程中光圈值会随焦距增大降低，变焦过程会产生能量损失。

发明内容

为解决不同环境条件下，无需移动投影机，只需要通过电力驱动改变投射画面大小，以获得较佳的观赏效果的问题，本发明的目的是提供一种能够与具备远心照明光路的LED光源数字投影机配合使用，且结构紧凑、性价比高、实现变焦过程光圈变化较小、适合批量生产要求的大变倍比连续变焦投射镜头。 

为达到这样的目的，本发明所提供的技术方案是：该大变倍比连续变焦投射镜头，具有光学系统透镜组，其特征在于： 所述光学系统透镜组沿光轴从屏幕侧向像平面侧的顺序依次由具有负光焦度的调焦组、正光焦度的变倍组、正光焦度的第一补偿组、负光焦度的第二补偿组和正光焦度的后固定组组成，所述调焦组从屏幕侧向像面方向由第一正透镜、第一负透镜和第二负透镜组成；所述变倍组从屏幕侧向像面方向由第二正透镜、 第三正透镜组成；第一补偿组由第四正透镜和第三负透镜组成；第二补偿组从屏幕侧向像面方向由第四负透镜、第五负透镜、第五正透镜和第六正透镜组成；后固定组由第七正透镜组成；光阑位于第二补偿组上，且位于第二补偿组靠近屏幕侧；变倍组的组合焦距为f2, 第一补偿组的组合焦距为f3, 第二补偿组的组合焦距为f4，后固定组的组合焦距为f5，满足下列关系：

f2×f3×f4<0

0.2<|f2/f4|<0.5

0.2<|f3/f4|<0.5

|f5/f4|<0.65

所述广角端焦距为F1、F/#为N1，远摄端焦距为F2、F/#为N2，满足下列关系：

F1>15mm，0.4<F1/F2|<0.625

N1<2.0，1<N2/N1<1.2

所述第四正透镜由镧冕玻璃构成，第三负透镜由重镧火石玻璃构成，两者组成双胶合透镜；所述第五负透镜由重火石玻璃构成，第五正透镜由镧冕玻璃构成，两者组成双胶合透镜。

所述光学系统透镜组中各透镜采用球面透镜。