[发明专利]一种超短焦投影镜头

说明书

技术领域

本发明实施例涉及投影光学系统技术，尤其涉及一种超短焦投影镜头。

背景技术

近年来，超短焦投影镜头在短焦投影市场上越来越受关注。一方面，超短焦投影镜头相对普通投影镜头大大缩短了投影距离，能够在很短的投影距离内投影出大视场的画面，提高了空间利用率，还能避免人影或其他物体的遮挡；另一方面，超短焦投影镜头的设计对分辨率、光强度及各种像差的优化等的要求较高。

目前市场上的超短焦投影仪的镜头包括三种方式：反射式，折射式，混合式。由于投影镜头成像的主要元件为折射透镜，而折射透镜在成像过程中会产生各种像差。为了矫正像差，现有设计中一般会包括至少一片非球面透镜及双胶合透镜，这就导致加工、装配复杂，精度不稳定等问题，且胶合透镜高温下可能会导致胶局部熔化，影响投影效果。

发明内容

本发明提供一种超短焦投影镜头，以实现短距离和高质量投影大图像的目的。

本发明实施例提供一种超短焦投影镜头，包括：

显示芯片，用于显示待投影物面；

设置于所述显示芯片出光侧的折射透镜组，所述折射透镜组包括多个透镜，各所述透镜均为球面透镜，用于平衡所述投影物面光线经过所述折射透镜组形成的像差；

反射镜，位于所述折射透镜组背离所述显示芯片的一侧，用于减少所述折射透镜组引起的场曲和畸变，并反射光线，形成放大的投影像面。

可选的，还包括折射棱镜及照明光源；所述折射棱镜位于所述显示芯片与所述折射透镜组之间，所述折射棱镜包括第一入光面、第二入光面和出光面，所述第一入光面与所述第二入光面和所述出光面均交叉；所述照明光源的出光面与所述折射棱镜的第一入光面相对设置，所述显示芯片的出光侧与所述折射棱镜的所述第二入光面相对设置，所述折射透镜组的入光面与所述折射棱镜的所述出光面相对设置，所述折射棱镜用于折射所述照明光源发出的照明光束至所述显示芯片。

可选的，所述显示芯片为数字微镜器件DMD。

可选的，所述折射透镜组包括十五片球面透镜，所述十五片球面透镜共轴排列，包括沿光路依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜和第十五透镜；

所述第一透镜为一正弯月透镜，所述第二透镜为一正弯月透镜，所述第三透镜为一正弯月透镜，所述第四透镜为一负弯月透镜，所述第五透镜为一双凸透镜，所述第六透镜为一负弯月透镜，所述第七透镜为一双凸透镜，所述第八透镜为一负弯月透镜，所述第九透镜为一正弯月透镜，所述第十透镜为一正弯月透镜，所述第十一透镜为一负弯月透镜，所述第十二透镜为一正弯月透镜，所述第十三透镜为一双凹透镜，所述第十四透镜为一正弯月透镜，所述第十五透镜为一负弯月透镜。

可选的，还包括孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述第四透镜与所述第五透镜之间，用于控制景深、成像物空间的范围以及像的亮度。

可选的，所述折射透镜组包括十五片球面透镜，所述十五片球面透镜共轴排列，包括沿光路依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜和第十五透镜；

所述第一透镜为一双凸透镜，所述第二透镜为一双凸透镜，所述第三透镜为一平凸透镜，所述第四透镜为一双凹透镜，所述第五透镜为一平凸透镜，所述第六透镜为一双凸透镜，所述第七透镜为一双凹透镜，所述第八透镜为一双凸透镜，所述第九透镜为一双凹透镜，所述第十透镜为一双凸透镜，所述第十一透镜为一负弯月透镜，所述第十二透镜为一正弯月透镜，所述第十三透镜为一双凸透镜，所述第十四透镜为一正弯月透镜，所述第十五透镜为一双凹透镜。

可选的，还包括孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述第五透镜与所述第六透镜之间，用于控制景深、成像物空间的范围以及像的亮度。

可选的，所述反射镜为非球面反射镜。

可选的，所述非球面反射镜为凹面，且其面型由公式：

确定，其中，z为矢高，c为曲面顶点处的曲率，r为曲面点坐标在垂直于光轴平面的投影与光轴的距离，k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈表示偶次项对应的系数。