[实用新型]超短焦投影物镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于投影显示领域的投影物镜，尤其涉及一种超短焦投影物镜。 

背景技术

投影显示设备在随着高亮度光源、精密光学加工、高分辨率显示芯片、偏振3D等关键技术获得了长足的发展下，占据着显示领域重要份额。虽然尽管投影显示设备在现代文化、商业、娱乐活动中扮演着日益重要的角色，但却无法真正进入大众、家庭等大屏幕消费领域。主要原因是受限于投影显示设备中投影物镜技术的制约。消费者普遍希望投影设备能在有限的空间内投射出大尺寸、高画质、小图形畸变和高亮度的画面，因此，作为投影设备中的核心部件光学投影镜头，向超短焦发展是必然的。超短焦技术的成熟与否，将决定投影显示设备在大屏幕市场中所占据的份额。 

超短焦投影镜头，是指投射比低于0.4以下的镜头。投射比是指镜头到屏幕的距离与所投影的画面宽度的比值，通常情况下默认投影画面位于投影显示设备所放置的水平以上，投射比才有意义。投影显示业内一般按投射比划分投影镜头的焦距类型，投射比在0.9以上的，称为常规焦距镜头，投射比在0.4～0.9之内的，称为短焦镜头，投射比在0.4以下的，称为超短焦镜头。超短焦镜头的特点是视场角度大，采用传统技术制造的超短焦镜头会伴随有畸变较大、镜头片数较多、结构复杂，公差严格、工艺适应性差、镜头体积过大等问题。例如中国专利第200410045523.4号所描述的超短焦镜头，一共采用了17片镜片，包含3片非球面镜片，其结构复杂，工艺适应性差，另外镜头长度与显示芯片比值达到20、最大镜片口径与显示芯片比值达到7，反应出该镜头体积过大，该专利技术不具有将超短焦镜头推向产业化的潜力。 

实用新型内容

基于改善以上所述超短焦投影物镜的缺点，本实用新型的目的在于提供一种具有超低投射比、超低畸变、结构紧凑简单、体积适中、公差适中、工艺性良好等一系列优点的超短焦投影物镜。 

本实用新型超短焦投影物镜包括具有正光焦度的透镜组、具有负光焦度的反射镜以及显示芯片，所述透镜组包括第一子镜组、光阑和第二子镜组，其中，由显示芯片所反射的光经过透镜组被反射镜反射到指定屏幕上，从而形成清晰画面图像。 

相较于现有技术，本实用新型的超短焦投影物镜所采用的镜片数量较少，结构简单，具有超低投射比、超低畸变、体积适中、公差适中、工艺性良好等一系列优点。 

附图说明

图1是本实用新型超短焦投影物镜的结构示意图，图中包含成像屏幕。 

图2是本实用新型超短焦投影物镜的光学结构图。 

图3是本实用新型超短焦投影物镜的第四镜组对不同视场具有变化的焦距的示意图。 

图4是本实用新型超短焦投影物镜的屏幕上各视场传递函数MTF值，此传递函数值以投影设备投影距离350mm，投影屏幕85寸为判断情况，以显示芯片大小为视场取样。横坐标为空间频率坐标，纵坐标为传递函数MTF值。 

 图5是本实用新型超短焦投影物镜的畸变图。

具体实施方式

现在结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。 

图1是根据本实用新型超短焦投影物镜的结构示意图，图中包含成像屏幕。如图1所示，本实用新型的超短焦投影物镜包括具有正光焦度的透镜组20、具有负光焦度的反射镜30以及像面（显示芯片）10。由显示芯片10所反射的光，经过透镜组20被反射镜30反射到指定屏幕40上，形成清晰画面图像。 

图2是实施例所描述的超短焦投影物镜的光学结构图。结合图1和图2所示，透镜组20焦距为F1,反射镜30焦距为F2，F1与F2的比值的绝对值应满足以下关系： 

0.4<︱F1/F2︱<1    (1)

判据（1）合理的分配透镜组20和反射镜30的光焦度，目的在于使得光焦度在两组镜组间尽量分配均匀，校正大视场像差才变得可能，从而为镜头良好的公差性和工艺性奠定基础。

当透镜组20和反射镜30的光焦度分配不满足判据左端条件时，透镜组20承担过大光焦度，导致透镜组20边缘视场出射角增大，反射镜30的口径逼迫增大，所以判据（1）的左端是为了控制反射镜30口径，以使得反射镜30能够被制造。同时判据（1）的左端也保证了透镜组20承担适当的畸变贡献，而不至于光焦度太强无法控制畸变贡献。