[发明专利]一种桌面超短焦光学模组

说明书

技术领域

本发明属于光学系统领域，特别是涉及一种桌面超短焦光学模组。

背景技术

超短焦光学模组能够有效地缩短投影机的投影距离，是目前市面上短距离投射大尺寸画面的重要解决途径。

在缩短投影镜头焦距的设计上有三种方式：折射式、反射式和混合式。折射式设计的镜头全部由透镜组成，包括球面透镜或非球面透镜，由于这种设计的镜头其透镜镜片的数量较大且种类繁多，因此结构往往较复杂，不利于制造。反射式设计的镜头全部由反射镜组成，包括球面或非球面的反射镜，反射镜可以是凸面、凹面或平面反射镜，但非球面反射镜的加工及检测的难度较大，多片的反射镜无疑增大了镜头的成本和制造难度。混合式设计的镜头综合了折射式和反射式的技术特点，采用了透镜和反射镜相结合的设计方式，是目前市面上超短焦投影镜头的主流方案。

目前也有很多种基于先折射后反射的混合式设计原理的结构被提出。基于先折射后反射的混合式设计原理的镜头或系统，但是由于需要在较短的距离内投射出尺寸较大的画面，要求低投射比，以至于投射出的图像会存在球差等，景深和像面亮度均难以控制，所得的图像质量不高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点与不足，提供一种桌面超短焦光学模组，本发明所述的桌面超短焦光学模组能够短距离投影大图像，并且提高成像质量。

本发明通过下述技术方案实现：一种桌面超短焦光学模组，用于将投影仪光机投射显示的第一图像成像为放大的第二图像，所述的桌面超短焦光学模组包括沿光路前后排列的投影仪光机、聚光透镜、非球面镜头、自由曲面镜头和自由曲面反射镜，所述的自由曲面镜头由一凸透镜和凹凸透镜组成。

所述的桌面超短焦光学模组，还包括投影显示屏幕，所述的投影显示屏幕用于接收自由曲面反射镜反射的放大的第二图像。

所述的非球面镜头用于修正聚光透镜在准直和聚焦系统中所带来的球差，通过调整曲面常数和非球面系数，非球面透镜可以最大限度的消除球差，使成像清晰，从而提高成像质量。

所述的自由曲面反射镜为自由曲面的凹面反射镜。所述的自由曲面反射镜能减少图像变形，提高质量。所述的自由曲面的凹面反射镜具有更多的自由度，其表面光滑有质，能减少光损和画面畸变，使反射的图像亮度高和不变形，从而大大提高光学系统的像质。

所述的投影仪光机为微型投影仪光机。

所述的投影仪光机为激光投影仪光机。

本发明所述的桌面超短焦光学模组的投射比为0.1～0.18，所述第一图像相对于主光轴的偏移量大于120％。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点和效果：

本发明的桌面超短焦光学模组通过非球面镜头3修正了聚光透镜2在准直和聚焦系统中所带来的球差；并通过自由曲面反射镜5增加了光程，实现了短焦投影，且具有较低的透射比，实现了短距离投影大图像，且成像质量高。并且本发明的桌面超短焦光学模组通过上述的超短焦技术，得以大幅缩短投影距离，所述的桌面超短焦光学模组的投射比为0.1～0.18，所述第一图像相对于主光轴的偏移量大于120％。

附图说明

图1是本发明超短焦投影镜头第一实施例的结构示意图。

其中：1投影仪光机，2聚光透镜，3非球面镜头，4自由曲面镜头，5自由曲面反射镜，6投影显示屏幕。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种桌面超短焦光学模组，用于将投影仪光机1投射显示的第一图像成像为放大的第二图像，所述的桌面超短焦光学模组包括沿光路前后排列的投影仪光机1、聚光透镜2、非球面镜头3、自由曲面镜头4和自由曲面反射镜5，所述的自由曲面镜头4由一凸透镜和凹凸透镜组成。

所述的桌面超短焦光学模组，还包括投影显示屏幕6，所述的投影显示屏幕6用于接收自由曲面反射镜5反射的放大的第二图像。

所述的非球面镜头3用于修正聚光透镜2在准直和聚焦系统中所带来的球差，通过调整曲面常数和非球面系数，非球面透镜可以最大限度的消除球差，使成像清晰，从而提高成像质量。

所述的自由曲面反射镜5为自由曲面的凹面反射镜。所述的自由曲面反射镜5能减少图像变形，提高质量。所述的自由曲面的凹面反射镜具有更多的自由度，其表面光滑有质，能减少光损和画面畸变，使反射的图像亮度高和不变形，从而大大提高光学系统的像质。

所述的投影仪光机1为微型投影仪光机。