[發明專利]光學成像系統及投影系統

有效

• 申請號: 201611149276.1
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106647125B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 朱瑞
• 申請（專利權）人: 海信集團有限公司
• 主分類號: G03B21/20
• 分類號: G03B21/20
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 邢雪紅;喬彬

本發明提供了一種光學成像系統及投影系統。光學成像系統包括照明鏡組、DMD光閥及投影鏡頭。照明鏡組用于將照明光束的發散角壓縮，使照明光束投射到DMD光閥的靶面上，照明光束的發散角小于等于20度。投影鏡頭接收DMD光閥反射的光束，并成像后投射出去。在上述光學成像系統及投影系統中，增大投影鏡頭的F數，從而可可以降低投影鏡頭設計復雜度，降低投影鏡頭的制作難度，并提高屏幕上的圖像質量。

技術領域

本發明涉及投影顯示領域，特別是一種光學成像系統及投影系統。

背景技術

投影顯示技術已經廣泛應用于家庭、商務、教育、工程等多個領域。為了縮短投影機與屏幕之間的距離，市場上出現了超短焦投影機。超短焦投影機的特點是，采用焦距很短的光學投影鏡頭，實現很小的投射比。為了實現較小的投射比，一般做法是在投影鏡頭與屏幕之間加入反射鏡，壓縮光路長度，使鏡頭可以距離屏幕較近。

但是，超短焦投影機隨著投射比的不斷降低，光學投影鏡組的視場角度不斷增大。當照明光束發散角度較大時，即進入鏡頭的光束的發散角度較大。為了接收大發散角的光束，投影鏡頭的F數將會比較小，從而增加投影鏡頭的設計和制作難度，投影成像質量也會隨之降低。由于鏡片的中心部分是其光學性能較佳的部分，而邊緣部分光學性能相對較弱。因此，當照明光束發散角度較大的時候，從而使得投影成像質量較差，比如畸變，模糊等。

在投影光路中，為了避免光能量損失，要求光學投影鏡組與照明鏡組之間的光瞳和F數互相匹配。目前，在超短焦投影系統中，為了盡可能多地收集光源產生的光束，為了使屏幕上圖像質量達到較好的水平，投影鏡頭的F數一般較小，比如小于2.4。這就要求一方面，在超短焦投影鏡頭中使用多個非球面鏡片來提高像差糾正能力，另一方面，還要提高鏡頭的加工和裝調精度。這些措施，不僅降低了超短焦投影鏡頭的生產效率，增加了成本，而且最終屏幕上的圖像質量很難達到非常好的水平。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠通過減小照明光束發散角度，增大投影鏡頭的F數，而提高成像質量的光學成像系統及投影系統。

一種光學成像系統，包括照明鏡組、DMD光閥及投影鏡頭，所述照明鏡組用于將照明光束的發散角壓縮，使照明光束投射到所述DMD光閥的靶面上，所述照明光束的發散角小于等于20度，所述投影鏡頭接收所述DMD光閥反射的光束，并成像后投射出去。

一種投影系統，包括上述光學成像系統及光源，所述光源用于發出所述照明光束，所述光源位于所述照明鏡組遠離所述DMD光閥的一側。

在上述光學成像系統及投影系統中，通過設計光學成像系統的光機照明光路，使用照明鏡組大大壓縮照明光束的發散角，照明光束的發散角小于等于20度。投影鏡頭的F數為投影鏡頭的焦距除以光瞳直徑。則發散角的大小與投影鏡頭的F數相互成反比。當光源的發散角的大小被壓縮，從而提高投影鏡頭的F數。增大投影鏡頭的F數，從而可以降低投影鏡頭設計復雜度，降低投影鏡頭的制作難度，并提高屏幕上的圖像質量。

附圖說明

圖1為本發明實施方式的超短焦投影系統的光路圖；

圖2為另一發明實施方式的超短焦投影系統的結構示意圖。

附圖標記說明如下：1、2、超短焦投影系統；10、20、光源；11、21、照明鏡組；12、22、DMD光閥；13、23、第一鏡組；131、231、第一凹凸形凸透鏡；132、232、第二凹凸形凸透鏡；14、24、第二鏡組；141、平凹形凹透鏡；142、凹凸形凸透鏡；143、平凸形凸透鏡；241、第一平凸形凸透鏡；242、第二平凸形凸透鏡；15、25、光闌；16、26、全反射棱鏡。

具體實施方式

體現本發明特征與優點的典型實施方式將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的范圍，且其中的說明及圖示在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。