[实用新型]一种变焦投影镜头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变焦投影镜头，是一种适合在高分辨率DMD芯片的DLP投影仪上使用的大视场变焦投影镜头，特别适合在4k的高分辨率DMD芯片的DLP投影仪上使用的大视场变焦投影镜头。

背景技术

近年来，数字电影是电影技术领域的一次技术革命。它是不同于胶片电影的全新模式，展现给广大观众的是目前最高质量的影像，以其在制作、发行、放映的强大优势，在业界得到了迅速的发展。因此，数字电影放映机系统及其配套的投影镜头在市场上有强大的需求。

现有技术的数字电影放映机主要采用了两种技术途径：DLP（(Digital Light Processing，数字光处理)技术和LCOS(Liquid Crystal On Silicon，硅基液晶)技术。目前在数字影院中广泛使用的数字电影放映系统大部分采用基于三片DMD黑芯片的DLP技术。DLP技术基于数字微镜器件(DMD，Digital Micro-mirror Device)芯片，其基本原理是将光线直接投射到数百万个微小反射镜，微镜与像素一一对应，利用数字图像信号高速控制微镜的偏转角，而且以微镜反射光能否投向光学显示系统来起光开关作用，并按照开关状态所占比例形成灰度图像，三片DMD各自产生的红、绿、蓝光在经过合成从而产生色彩鲜艳的图像，具有高亮度、高对比度等优良特性。目前，影院中广泛应用的是2k（2048×1080）的DMD芯片，而4k（4096×2160）的DMD芯片在高端影院中正得到逐步推广。

投影镜头是数字电影放映机的一个重要组成部分。投影镜头的主要功能是将数字芯片发出的三基色光合成图像投射到宽银幕上。数字电影放映系统机对投影镜头的要求是能适应高分辨率放映，要求镜头像质好；能够满足特殊银幕如巨幕的要求，要求镜头视场大；能适应不同影厅和银幕不同尺寸要求，镜头能够变焦；光能利用效率高，要求镜头透过率高；要求在投影银幕中，各个视场边缘都能够看清楚，则要求镜头各个视场都有较好的成像质量和较好的照度均匀性；要求整个投影银幕中像面不失真，不产生视觉能感受到的图像变形，要求系统具有小的畸变；投影镜头和DMD芯片之间有棱镜组，要求镜头有较长的后工作距离。因此，投影镜头的特殊要求使得其不同于普通光学系统的研制。

另外，现有公开的投影镜头技术中，像质难以在72lp/mm仍具有较高的成像质量，不能较好的应用于基于4k的DMD芯片的数字电影放映系统中；一部分镜头技术应用了非球面，但是像质仍不够好，不能保证在基于4k的DMD芯片的数字电影放映系统中具有较好的投影效果；一部分镜头通过采用高折射率的高档材料来补偿系统的色差，但是同时带来了系统材料受材料供求限制、材料价格高的缺点。高分辨率投影镜头要求的像质高、光照度均匀、具有一定的变倍比、长的后工作距离等特点给投影镜头的设计带来困难。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种变焦投影镜头，具有高的成像质量，能够和2k～4k的DMD数字微镜器件匹配，具有大视场，能够满足高端巨幕影院的需求；特别是能用于基于4k的DMD芯片的大视场高分辨率巨幕数字电影放映系统中。

本实用新型的技术方案是：

一种变焦投影镜头，包括光学系统透镜组和凸轮驱动机构，其特征在于，所述光学系统透镜组包括沿光轴从前面的银幕向后面的像平面DMD芯片依次顺序排列的前补偿透镜组、变倍透镜组、后补偿透镜组及后固定透镜组；所述变倍透镜组为正焦距组元，用于实现变倍；前补偿透镜组和后补偿透镜组均为负焦距组元，用于移动进行变倍后的像质补偿，保持变倍过程中像面稳定；后固定透镜组为正焦距组元，用于提高系统的整体像质；前补偿透镜组含有三个透镜；变倍透镜组含有两个透镜；后补偿透镜组含有两个透镜；后固定透镜组含有六个透镜；后固定透镜组中有光阑；所述凸轮驱动机构是只有一个凸轮的凸轮驱动机构，前补偿透镜组和变倍透镜组及后补偿透镜组共三个运动透镜组与该凸轮驱动机构连接，用于整体驱动来实现变焦。

进一步的技术方案是：

所述的变焦投影镜头，其光阑位于后固定透镜组的从前往后数第二个透镜与第三个透镜之间。

所述的变焦投影镜头，其光阑前及光阑后各有一个高次非球面透镜，用于降低或消除光阑前及光阑后透镜所产生的各种高次像差，提高系统的传递函数，保持系统的成像质量。

所述的变焦投影镜头，其光学系统透镜组其系统焦距f为28～35毫米，镜头投射比为1～1.25：1。

本实用新型突出的特点及有益效果是：