[发明专利]连续变焦投影镜头

说明书

技术领域

本发明属于于数字投影机技术领域，具体涉及一种应用在采用DLP技术的数字投影仪上，与TIR棱镜照明光路配合使用的连续变焦投影镜头。

背景技术

随着半导体技术的发展和深入，数字投影显示技术得到了发展的春天，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，DLP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，重量更轻的产品特性，特别是在电影院数字放映领域，其优势无可比拟。DLP技术中的核心部件主要采用的是DMD数字图像芯片，DMD是美国德州仪器公司独家掌握并开发的数字图像芯片，它是由很多矩阵排列的数字微反射镜组成，工作时微型反光镜随图像数字信号会有10度、12度或14度的翻转，将来自照明光源的光束通过微反射镜的翻转反射进入投影镜头成像在屏幕上。为匹配DMD芯片的入射角度，提高投影显示画面的均匀性，合理布局投影设备部件，照明系统多采用TIR棱镜，这就需要采用与TIR棱镜匹配的投影镜头。

另外，此类DLP系统采用TIR棱镜，连续变焦镜头在与之匹配时需要保留较长的后工作距离，大大增加了镜头长度和轴外像差的控制难度。在现有公开的变焦投影镜头技术中，一部分应用了非球面技术，即在变焦投影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，普遍在12片以上，或是采用国外进口的高折射率的高档光学材料，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。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。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够与采用TIR棱镜照明的DLP系统相匹配，且结构紧凑、性价比高、实现在较长后工作距离达到满意成像质量、适合批量生产要求的连续变焦投影镜头。

为达到这样的目的，本发明所提供的技术方案是：该连续变焦投影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由具有负光焦度的调焦组U1、正光焦度的变焦组U2、负光焦度的补偿组U3以及正光焦度的后固定组U4组成，所述调焦组U1、变焦组U2、补偿组U3以及后固定组U4沿光轴从屏幕侧向像平面侧的顺序排列，其中，变焦组U2和补偿组U3从广角端到远摄端沿光轴同向移动实现变焦，在变焦过程中，从镜头第一面到像面总的距离保持不变，所述调焦组[U1]从屏幕侧向像面方向由负透镜[L1]、负透镜[L2]组成，其组合焦距为负；所述变焦组U2从屏幕侧向像面方向由正透镜[L3]、正透镜[L4]、正透镜[L5]组成，变焦组总的焦距为正；补偿组[U3]从屏幕侧向像面方向由负透镜[L6]、负透镜[L7]、正透镜[L8]以及正透镜[L9]组成；所述后固定组[U4]由正透镜[L10]组成。

所述调焦组的组合焦距为f1，补偿组的焦距f2，两者的符号相反，并且需满足下列不等式：0.2＜|f1/f2|＜0.5。

所述负透镜[L7]、正透镜[L8]组成一个双胶合透镜组，补偿组的总焦距为负。

所述双胶合透镜组中的正、负透镜分别是由重火石玻璃和重冕玻璃构成。

所述光学系统透镜组中各透镜均为球面透镜。