[發明專利]連續變焦投影鏡頭

有效

• 申請號: 201010237773.3
• 申請日: 2010-07-27
• 公開（公告）號: CN101915983A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 曹紅曲;趙武;李躍甫;李智超
• 申請（專利權）人: 利達光電股份有限公司
• 主分類號: G02B15/177
• 分類號: G02B15/177;G02B1/00;G02B3/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 莊振乾

技術領域

本發明屬于于數字投影機技術領域，具體涉及一種應用在采用DLP技術的數字投影儀上，與TIR棱鏡照明光路配合使用的連續變焦投影鏡頭。

背景技術

隨著半導體技術的發展和深入，數字投影顯示技術得到了發展的春天，以DLP、LCOS、LCD等技術為主的投影顯示產業得到了迅速發展。近幾年，DLP投影顯示技術憑借其豐富的色彩、高清晰的畫面、高亮度的圖像及高對比度的顯示得到迅速發展，它可以實現體積更小，重量更輕的產品特性，特別是在電影院數字放映領域，其優勢無可比擬。DLP技術中的核心部件主要采用的是DMD數字圖像芯片，DMD是美國德州儀器公司獨家掌握并開發的數字圖像芯片，它是由很多矩陣排列的數字微反射鏡組成，工作時微型反光鏡隨圖像數字信號會有10度、12度或14度的翻轉，將來自照明光源的光束通過微反射鏡的翻轉反射進入投影鏡頭成像在屏幕上。為匹配DMD芯片的入射角度，提高投影顯示畫面的均勻性，合理布局投影設備部件，照明系統多采用TIR棱鏡，這就需要采用與TIR棱鏡匹配的投影鏡頭。

另外，此類DLP系統采用TIR棱鏡，連續變焦鏡頭在與之匹配時需要保留較長的后工作距離，大大增加了鏡頭長度和軸外像差的控制難度。在現有公開的變焦投影鏡頭技術中，一部分應用了非球面技術，即在變焦投影鏡頭的光學系統中通過加入非球面透鏡來改善系統的成像質量或簡化系統結構，但非球面透鏡的應用對其加工和裝配要求嚴格，不利于生產效率的提高和成本的降低，而在沒有采用非球面透鏡的技術中，為了達到較好的光學性能，其技術措施一般是增加透鏡的數量，普遍在12片以上，或是采用國外進口的高折射率的高檔光學材料，例如對像差有顯著改善的FCD1之類的材料，其價格昂貴、工藝性差、加工效率和成品率很低。美國專利7177090技術公開的一種連續變焦投影鏡頭中，所采用透鏡數量達到15片，其中還有一塊雙面非球面透鏡，因而也同樣存在造價高、工效低等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠與采用TIR棱鏡照明的DLP系統相匹配，且結構緊湊、性價比高、實現在較長后工作距離達到滿意成像質量、適合批量生產要求的連續變焦投影鏡頭。

為達到這樣的目的，本發明所提供的技術方案是：該連續變焦投影鏡頭具有光學系統透鏡組，其特征在于：所述光學系統透鏡組由具有負光焦度的調焦組U1、正光焦度的變焦組U2、負光焦度的補償組U3以及正光焦度的后固定組U4組成，所述調焦組U1、變焦組U2、補償組U3以及后固定組U4沿光軸從屏幕側向像平面側的順序排列，其中，變焦組U2和補償組U3從廣角端到遠攝端沿光軸同向移動實現變焦，在變焦過程中，從鏡頭第一面到像面總的距離保持不變，所述調焦組[U1]從屏幕側向像面方向由負透鏡[L1]、負透鏡[L2]組成，其組合焦距為負；所述變焦組U2從屏幕側向像面方向由正透鏡[L3]、正透鏡[L4]、正透鏡[L5]組成，變焦組總的焦距為正；補償組[U3]從屏幕側向像面方向由負透鏡[L6]、負透鏡[L7]、正透鏡[L8]以及正透鏡[L9]組成；所述后固定組[U4]由正透鏡[L10]組成。

所述調焦組的組合焦距為f1，補償組的焦距f2，兩者的符號相反，并且需滿足下列不等式：0.2＜|f1/f2|＜0.5。

所述負透鏡[L7]、正透鏡[L8]組成一個雙膠合透鏡組，補償組的總焦距為負。

所述雙膠合透鏡組中的正、負透鏡分別是由重火石玻璃和重冕玻璃構成。

所述光學系統透鏡組中各透鏡均為球面透鏡。