[发明专利]光学成像系统及投影系统

说明书

本发明提供了一种光学成像系统及投影系统。光学成像系统包括照明镜组、DMD光阀及投影镜头。照明镜组用于将照明光束的发散角压缩，使照明光束投射到DMD光阀的靶面上，照明光束的发散角小于等于20度。投影镜头接收DMD光阀反射的光束，并成像后投射出去。在上述光学成像系统及投影系统中，增大投影镜头的F数，从而可可以降低投影镜头设计复杂度，降低投影镜头的制作难度，并提高屏幕上的图像质量。

技术领域

本发明涉及投影显示领域，特别是一种光学成像系统及投影系统。

背景技术

投影显示技术已经广泛应用于家庭、商务、教育、工程等多个领域。为了缩短投影机与屏幕之间的距离，市场上出现了超短焦投影机。超短焦投影机的特点是，采用焦距很短的光学投影镜头，实现很小的投射比。为了实现较小的投射比，一般做法是在投影镜头与屏幕之间加入反射镜，压缩光路长度，使镜头可以距离屏幕较近。

但是，超短焦投影机随着投射比的不断降低，光学投影镜组的视场角度不断增大。当照明光束发散角度较大时，即进入镜头的光束的发散角度较大。为了接收大发散角的光束，投影镜头的F数将会比较小，从而增加投影镜头的设计和制作难度，投影成像质量也会随之降低。由于镜片的中心部分是其光学性能较佳的部分，而边缘部分光学性能相对较弱。因此，当照明光束发散角度较大的时候，从而使得投影成像质量较差，比如畸变，模糊等。

在投影光路中，为了避免光能量损失，要求光学投影镜组与照明镜组之间的光瞳和F数互相匹配。目前，在超短焦投影系统中，为了尽可能多地收集光源产生的光束，为了使屏幕上图像质量达到较好的水平，投影镜头的F数一般较小，比如小于2.4。这就要求一方面，在超短焦投影镜头中使用多个非球面镜片来提高像差纠正能力，另一方面，还要提高镜头的加工和装调精度。这些措施，不仅降低了超短焦投影镜头的生产效率，增加了成本，而且最终屏幕上的图像质量很难达到非常好的水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够通过减小照明光束发散角度，增大投影镜头的F数，而提高成像质量的光学成像系统及投影系统。

一种光学成像系统，包括照明镜组、DMD光阀及投影镜头，所述照明镜组用于将照明光束的发散角压缩，使照明光束投射到所述DMD光阀的靶面上，所述照明光束的发散角小于等于20度，所述投影镜头接收所述DMD光阀反射的光束，并成像后投射出去。

一种投影系统，包括上述光学成像系统及光源，所述光源用于发出所述照明光束，所述光源位于所述照明镜组远离所述DMD光阀的一侧。

在上述光学成像系统及投影系统中，通过设计光学成像系统的光机照明光路，使用照明镜组大大压缩照明光束的发散角，照明光束的发散角小于等于20度。投影镜头的F数为投影镜头的焦距除以光瞳直径。则发散角的大小与投影镜头的F数相互成反比。当光源的发散角的大小被压缩，从而提高投影镜头的F数。增大投影镜头的F数，从而可以降低投影镜头设计复杂度，降低投影镜头的制作难度，并提高屏幕上的图像质量。

附图说明

图1为本发明实施方式的超短焦投影系统的光路图；

图2为另一发明实施方式的超短焦投影系统的结构示意图。

附图标记说明如下：1、2、超短焦投影系统；10、20、光源；11、21、照明镜组；12、22、DMD光阀；13、23、第一镜组；131、231、第一凹凸形凸透镜；132、232、第二凹凸形凸透镜；14、24、第二镜组；141、平凹形凹透镜；142、凹凸形凸透镜；143、平凸形凸透镜；241、第一平凸形凸透镜；242、第二平凸形凸透镜；15、25、光阑；16、26、全反射棱镜。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。