一种投影镜头及投影系统的制作方法

本发明涉及投影显示，尤其涉及一种投影镜头及投影系统。

背景技术：

1、激光光源由于高亮度、高对比度和高色域的优点，被越来越多的应用于显示产品中，激光电视的工作原理是激光投影设备发出的光线投射至投影屏幕上，投影屏幕再将光线反射至用户眼睛中。目前的激光电视通常采用数字光处理(digital light processing，简称dlp)技术进行图像显示，激光光源发射出的光线经过整形、匀化之后照射到数字微镜器件(digital micro device，简称dmd)上，由dmd上的微镜单元调制反射后照射到投影镜头，并经过投影镜头投射到投影屏幕上形成图像。

2、随着近年来激光电视产品的快速发展，其应用需求模式也越来越多样化，然而目前的激光电视中所采用的超短焦镜头通常其焦数(f.no)为一定值，无法匹配多样化的投影系统。

技术实现思路

1、本发明提供了一种投影镜头及投影系统，用以调节投影镜头的焦数，使之可以适用于多样化的应用场景中。

2、本发明第一方面提供一种投影镜头，包括：折射系统，用于对入射的投影光线进行成像；

3、反射系统，位于所述折射系统的出光侧，用于将所述折射系统的成像光线进行二次成像并向设定位置反射；

4、所述折射系统包括：

5、前群镜组，位于靠近所述反射系统的一侧；

6、中群镜组，位于所述前群镜组背离所述反射系统的一侧；

7、后群镜组，位于所述中群镜组背离所述前群镜组的一侧；

8、所述折射系统包括多个透镜，所述多个透镜中的至少一个透镜为液体透镜。

9、本发明的一些实施例中，所述后群镜组包括沿逐渐靠近所述反射系统的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜；

10、所述第一透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第九透镜、所述第十透镜均为球面透镜；所述第二透镜为非球面透镜；所述第八透镜为非球面透镜；

11、所述第三透镜和所述第四透镜胶合构成双胶合透镜组；

12、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜胶合构成三胶合透镜组，所述第六透镜的折射率大于所述第七透镜的折射率，所述第七透镜的折射率大于所述第五透镜的折射率。

13、本发明的一些实施例中，所述第一透镜的屈光度为正，所述第二透镜的屈光度为正，所述第三透镜的屈光度为正，所述第四透镜的屈光度为正，所述第五透镜的屈光度为正，所述第六透镜的屈光度为负，所述第七透镜的屈光度为负，所述第八透镜的屈光度为正，所述第九透镜的屈光度为正，所述第十透镜的屈光度为负；

14、所述双胶合透镜组和所述三胶合透镜组的焦距满足以下关系：

15、-40＜f1＜-30；

16、15＜f2＜25；

17、其中f1表示所述双胶合透镜组的有效焦距，f2表示所述三胶合透镜组的有效焦距。

18、本发明的一些实施例中，所述中群镜组包括沿靠近所述反射系统方向设置的第十一透镜、第十二透镜和第十三透镜，所述第十一透镜为非球面透镜，所述第十二透镜和所述第十三透镜为球面透镜；

19、所述第十一透镜为液体透镜，所述液体透镜的入光侧表面和出光侧表面的曲率半径随施加于所述液体透镜上的电压变化。

20、本发明的一些实施例中，所述第十一透镜的屈光度为正，所述第十二透镜的屈光度为负；所述第十三透镜的屈光度为正；

21、所述第十一透镜入光侧表面和出光侧表面的曲率半径变化范围满足以下关系：

22、-80＜c1＜-40；

23、45＜c2＜95；

24、其中，c1表示所述第十一透镜入光侧表面的曲率半径，c2表示所述第十一透镜出光侧表面的曲率半径。

25、本发明的一些实施例中，所述前群镜组包括沿靠近所述反射系统方向设置的第十四透镜、第十五透镜、第十六透镜和第十七透镜；

26、所述第十四透镜、所述第十五透镜和所述第十七透镜均为球面透镜，所述第十六透镜为非球面透镜。

27、本发明的一些实施例中，所述第十四透镜的屈光度为正，所述第十五透镜的屈光度为负，所述第十六透镜的屈光度为负，所述第十七透镜的屈光度为负；

28、所述第十六透镜的曲率半径满足以下关系：

29、2＜(r1-r2)/f3＜2.5；

30、其中，r1表示所述第十六透镜入光侧表面的曲率半径，r2表示所述第十六透镜出光侧表面的曲率半径，f3表示所述第十六透镜的有效焦距。

31、本发明的一些实施例中，所述投影镜头满足以下关系：

32、2＜bfl/td1＜2.5；

33、其中bfl表示所述投影镜头的后工作距离，td1表示所述第一透镜的出光侧表面到所述第二透镜的入光侧表面的轴上距离。

34、本发明的一些实施例中，所述投影镜头的投射比为0.2～0.3；

35、所述投影镜头满足以下关系：

36、22＜td2/efl＜27；

37、其中，td2表示所述前群镜组与所述中群镜组的轴上距离，efl表示所述投影镜头的有效焦距。

38、本发明第二方面提供一种投影系统，包括上述任一种投影镜头和位于所述投影镜头出光侧的投影屏幕；所述投影系统还包括：

39、投影光源，用于出射投影光线；

40、照明系统，位于所述投影光源的出光侧；所述照明系统包括光调制部件，所述光调制部件用于对入射光线进行调制；投影镜头位于所述光调制部件的出光侧；

41、所述投影镜头还包括光阑；所述投影系统满足以下关系：

42、0.2＜sl/ttl＜0.4；

43、其中，sl为所述光调制部件到所述光阑之间的距离，ttl为所述光调制部件到所述反射系统之间的距离。

44、本发明有益效果如下：

45、本发明提供一种投影镜头及投影系统，投影镜头包括：折射系统，用于对入射的投影光线进行成像；反射系统，位于折射系统的出光侧，用于将折射系统的成像光线进行二次成像并向设定位置反射；折射系统包括：前群镜组，位于靠近反射系统的一侧；中群镜组，位于前群镜组背离反射系统的一侧；后群镜组，位于中群镜组背离前群镜组的一侧；折射系统包括多个透镜，多个透镜中的至少一个透镜为液体透镜。液体透镜的曲率半径可以随电压变化，通过调节液体透镜的曲率半径可以实现调节投影镜头的有效焦距和f.no，使得投影镜头可以投射出不同尺寸的投影图像，应用于不同尺寸的激光电视产品中。

技术特征：

1.一种投影镜头，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述后群镜组包括沿逐渐靠近所述反射系统的方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜；

3.如权利要求2所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的屈光度为正，所述第二透镜的屈光度为正，所述第三透镜的屈光度为正，所述第四透镜的屈光度为正，所述第五透镜的屈光度为正，所述第六透镜的屈光度为负，所述第七透镜的屈光度为负，所述第八透镜的屈光度为正，所述第九透镜的屈光度为正，所述第十透镜的屈光度为负；

4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述中群镜组包括沿靠近所述反射系统方向设置的第十一透镜、第十二透镜和第十三透镜，所述第十一透镜为非球面透镜，所述第十二透镜和所述第十三透镜为球面透镜；

5.如权利要求4所述的投影镜头，其特征在于，所述第十一透镜的屈光度为正，所述第十二透镜的屈光度为负；所述第十三透镜的屈光度为正；

6.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述前群镜组包括沿靠近所述反射系统方向设置的第十四透镜、第十五透镜、第十六透镜和第十七透镜；

7.如权利要求6所述的投影镜头，其特征在于，所述第十四透镜的屈光度为正，所述第十五透镜的屈光度为负，所述第十六透镜的屈光度为负，所述第十七透镜的屈光度为负；

8.如权利要求2或3所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足以下关系：

9.如权利要求1～7任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的投射比为0.2～0.3；

10.一种投影系统，其特征在于，包括如所述权利要求1～9任一项所述的投影镜头和位于所述投影镜头出光侧的投影屏幕；所述投影系统还包括：

技术总结
本发明公开了一种投影镜头及投影系统，其中投影镜头包括：折射系统，用于对入射的投影光线进行成像；反射系统，位于折射系统的出光侧，用于将折射系统的成像光线进行二次成像并向设定位置反射；折射系统包括：前群镜组，位于靠近反射系统的一侧；中群镜组，位于前群镜组背离反射系统的一侧；后群镜组，位于中群镜组背离前群镜组的一侧；折射系统包括多个透镜，多个透镜中的至少一个透镜为液体透镜。液体透镜的曲率半径可以随电压变化，通过调节液体透镜的曲率半径可以实现调节投影镜头的有效焦距和F.NO，使得投影镜头可以投射出不同尺寸的投影图像，应用于不同尺寸的激光电视产品中。

技术研发人员：张萌,李晓平
受保护的技术使用者：青岛海信激光显示股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12