[发明专利]一种提高投影镜头零部件通用性的设计方法

说明书

本发明提供了一种提高投影镜头零部件通用性的设计方法。该方法将光学特性略有差异的针对同种光学引擎而设计的投影镜头建立为一个族系，该系列投影镜头的投射比范围是：0.3：1‑10:1；该镜头族系至少包含两种规格以上的可单独用以投影的镜头，所述系列镜头中设置了可以通用的光学零件，尽可能增加可通用的光学零件的数量。通过上述设计方法，提高了零件的通用性，促进了投影镜头的规模化生产，大幅度降低了生产成本，提高了生产效率和装配效率。解决了传统数字投影机技术类型不同、规格繁杂，导致所需求的投影镜头规格繁杂，严重影响了批量生产的工艺性，使得生产成本偏高的问题。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及数字投影镜头的一种提高投影镜头零部件通用性的设计方法。

背景技术

投影镜头具有将投影机芯片的光学信息映射到屏幕上的功能。投影镜头是整个投影工程的重要部件。目前市场上推出的各种投射比例的投影镜头，是按照常规思路而设计，如专利号为201210502204，《一种投射比为0.75的短焦投影镜头结构》、201210502204《一种投射比为0.65的短焦投影镜头结构》所公开的技术。即每设计一款镜头只是针对其自身的要素进行设计，并未将结构、特性相近的其他规格的镜头考虑在内，将其作为一个系列统筹设计，未考虑镜头零部件的通用性，因此，常规思路下设计出的投影镜头存在价格较高、零部件通用性不强、生产效率低的情况，不能很好地适应当今投影市场的需求。

一般来说，投影镜头由光学零件和机械零件构成。光学零件即指透镜，可以是玻璃、塑料、液体透镜，或是由其它透明材质制造的透镜，透镜表面可以是球面，也可以是非球面。机械零件包括压圈、隔圈、镜头筒、孔径光栏，可以由金属或工程塑料制造而成。镜头筒将所有的光学零件、压圈、隔圈和孔径光栏收容其中，并起到径向定位的作用。压圈安装于镜头筒的两端，将光学零件或机械零件固定在镜头筒内部，隔圈位于光学零件之间或光学零件与机械零件之间，用以控制光学零件的轴向间隔，每支镜头一般设置一个孔径光栏，安装在光学零件之间，用以限定光束的通过孔径。

目前，由于数字投影机技术类型不同、规格繁杂，导致所需求的投影镜头规格繁杂，严重影响了批量生产的工艺性，使得生产成本偏高。然而，对于相同技术类型的数字投影机来说，光学引擎结构相同，如果把芯片尺寸相近、投射比相近的投影镜头看作一个族系，就有可能统筹设计，而使得镜头零部件在一个族系内重复使用。尤其针对需求量相对不大的短焦和长焦投影镜头，镜头的批量不会很大，如何有效降低成本已经成为本技术领域的制约瓶颈。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种提高投影镜头零部件通用性的设计方法。该方法首先要构建一个投影镜头族系，在镜头族系内统筹设计，即，依据数字投影机技术类型、光学引擎构造、投影机芯片尺寸、投影镜头投射比信息，对各种规格的投影镜头需求进行归纳整理，把性能指标和匹配条件相近的投影镜头作为一个族系，所述族系至少包含两种以上具体规格的投影镜头，所有规格的镜头中存在可通用的光学零部件，尽可能增加可以通用的光学零件的数量, 甚至是机械零件。随着族系的扩大，通用零部件的比例会进一步提高，促进了光学零件的批量化生产，提高了生产效率和装配效率，降低了生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高投影镜头零部件通用性的设计方法，其步骤包括：

步骤1：依据数字投影机技术类型、光学引擎构造、投影机芯片尺寸、镜头投射比等信息，对镜头需求进行归纳整理，将性能指标和匹配条件相近的投影镜头建立为一个族系，进行统筹设计，所述族系中包含至少两种以上规格的可单独使用的投影镜头，族系内任意两镜头之间的焦距差应不大于最小焦距的30％，适配机器的芯片尺寸之差不大于0.25英寸，全视场角之差不大于20度，后工作距之差不大于20mm，所述族系的所有镜头的投射比范围是：0.3：1-10:1；