一种可用于投影的沙姆镜头系统及投影装置的制作方法

本技术涉及投影镜头，更具体地说，涉及一种可用于投影的沙姆镜头系统及投影装置。

背景技术：

1、在电路板缺陷检测领域，投影光机投影出直线的结构光条纹，条纹在被检测物体的曲面上发生变形，相机及算法根据不同角度条纹的变形程度还原出被测物体的3d模型。

2、投影画面的噪声主要是由显示芯片dmd造成的，dmd的像素单元是微米级别的正方形反射镜，反射镜与反射镜之间存在0.3微米左右的间隙，当投影镜头清晰成像时，间隙也可以被投影在成像面上。如果投影一张纯白的画面，则间隙在投影面引起的效果类似于一张黑色的网格线覆盖在纯白的画面上，这种黑色的网格线造成灰度的断崖式下降，会干扰正常的结构光，在相机看来就是噪声。算法虽然可以通过平滑处理将噪声削弱，但这将降低还原精度。

3、由于相机与投影镜头的视场重合，当相机垂直于投影画面时，为避免干涉以及三角测量精度的要求，投影镜头相对相机需要倾斜放置。对于常规的投影系统而言，镜头的倾斜将引起成像面的倾斜，投影面位置将产生不共焦现象，不共焦将引起投影画面的虚焦和模糊，降低成像质量。

4、使用萨姆镜头可以在倾斜的投影面获得清晰的成像质量，操作方式是倾斜dmd显示芯片，但倾斜dmd后，照明系统与镜头收光的数值孔径不匹配，引起投影亮度的下降。

5、考虑到实际产品的封装体积，希望投影镜头口径尽量小，这将进一步压缩光学的有效孔径，加剧亮度的损失；需要一种噪声低、成像好、亮度高和体积小的可用于投影的沙姆镜头系统。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可用于投影的沙姆镜头系统，还提供了一种投影装置。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、构造一种可用于投影的沙姆镜头系统，其中，沿光路方向依次设置的低通滤波器和沙姆镜头，所述沙姆镜头包括沿光路方向依次设置的后组、中组和前组：

4、所述低通滤波器，由两片双折射晶体构成；

5、所述沙姆镜头的后组由两个正透镜和一个双胶合透镜组成；

6、所述沙姆镜头的中组由一对正负分离透镜以及光阑组成；

7、所述沙姆镜头的前组由两个连续排列的负透镜和两个连续排列的正透镜组成。

8、本实用新型所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其中，构成所述低通滤波器的两片所述双折射晶体分离幅分离方向相同且分离幅为2:1。

9、本实用新型所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其中，所述沙姆镜头的后组的两个正透镜靠近所述低通滤波器，所述沙姆镜头的后组的双胶合透镜靠近所述沙姆镜头的中组。

10、本实用新型所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其中，所述沙姆镜头的中组的一对正负分离透镜分别位于所述光阑的两侧，且负分离透镜为弯月形，正分离透镜为双凸形。

11、本实用新型所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其中，所述沙姆镜头的前组的两个连续排列的负透镜靠近所述沙姆镜头的中组，两个连续排列的正透镜靠近投影面，连续排列的正透镜中至少有一个为弯月形。

12、本实用新型所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其中，所述沙姆镜头的后组至少存在两个正透镜的折射率nd≤1.65且阿贝数vd≥60，双胶合透镜中的负透镜阿贝数vd≤35；

13、所述沙姆镜头的中组的负透镜的阿贝数vd≤35；

14、所述沙姆镜头的前组至少存在一个负透镜的阿贝数vd≥60，至少存在一个正透镜的折射率nd≥1.80。

15、本实用新型所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其中，所述沙姆镜头的后组包括沿光路方向设置的第一球面正透镜、第二球面正透镜、第三球面正透镜以及第四球面负透镜，第三球面正透镜和第四球面负透镜构成双胶合透镜；所述沙姆镜头的中组包括沿光路方向设置的第五球面负透镜、光阑以及第六球面正透镜；所述沙姆镜头的前组包括沿光路方向设置的第七球面负透镜、第八球面负透镜、第九球面正透镜以及第十球面正透镜。

16、本实用新型所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其中，所述沙姆镜头系统还包括显示芯片、显示芯片保护玻璃和等效棱镜，显示芯片和显示芯片保护玻璃相对光轴倾斜放置；沿光路方向，所述显示芯片、显示芯片保护玻璃、等效棱镜、低通滤波器和沙姆镜头依次设置。

17、一种投影装置，其中，所述投影装置上设置有如上述的可用于投影的沙姆镜头系统。

18、本实用新型的有益效果在于：沙姆镜头系统中引入低通滤波器，通过对光束一分为二进行微小幅度的叠加可掩盖dmd间隙，从而削弱投影面噪声。沙姆镜头的后组连续使用两个正透镜来分担光焦度，使得光线平滑过渡，高阶像差减少，辅以双胶合透镜校正色差，成像质量得以提升。中组光阑附近使用正透镜，增大相对孔径，增加收光角度，提升亮度。前组连续使用两个靠近投影面的正透镜可为中组降低光线高度，有效压缩体积，最后达到噪声低、成像好、亮度高和体积小的目的。

技术特征：

1.一种可用于投影的沙姆镜头系统，其特征在于，沿光路方向依次设置的低通滤波器和沙姆镜头，所述沙姆镜头包括沿光路方向依次设置的后组、中组和前组：

2.根据权利要求1所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其特征在于，构成所述低通滤波器的两片所述双折射晶体分离幅分离方向相同且分离幅为2:1。

3.根据权利要求1所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其特征在于，所述沙姆镜头的后组的两个正透镜靠近所述低通滤波器，所述沙姆镜头的后组的双胶合透镜靠近所述沙姆镜头的中组。

4.根据权利要求1所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其特征在于，所述沙姆镜头的中组的一对正负分离透镜分别位于所述光阑的两侧，且负分离透镜为弯月形，正分离透镜为双凸形。

5.根据权利要求1所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其特征在于，所述沙姆镜头的前组的两个连续排列的负透镜靠近所述沙姆镜头的中组，两个连续排列的正透镜靠近投影面，连续排列的正透镜中至少有一个为弯月形。

6.根据权利要求1-5任一所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其特征在于，所述沙姆镜头的后组至少存在两个正透镜的折射率nd≤1.65且阿贝数vd≥60，双胶合透镜中的负透镜阿贝数vd≤35；

7.根据权利要求1-5任一所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其特征在于，所述沙姆镜头的后组包括沿光路方向设置的第一球面正透镜、第二球面正透镜、第三球面正透镜以及第四球面负透镜，第三球面正透镜和第四球面负透镜构成双胶合透镜；所述沙姆镜头的中组包括沿光路方向设置的第五球面负透镜、光阑以及第六球面正透镜；所述沙姆镜头的前组包括沿光路方向设置的第七球面负透镜、第八球面负透镜、第九球面正透镜以及第十球面正透镜。

8.根据权利要求1-5任一所述的可用于投影的沙姆镜头系统，其特征在于，所述沙姆镜头系统还包括显示芯片、显示芯片保护玻璃和等效棱镜，显示芯片和显示芯片保护玻璃相对光轴倾斜放置；沿光路方向，所述显示芯片、显示芯片保护玻璃、等效棱镜、低通滤波器和沙姆镜头依次设置。

9.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置上设置有如权利要求1-8任一所述的可用于投影的沙姆镜头系统。

技术总结
本技术涉及一种可用于投影的沙姆镜头系统及投影装置，镜头系统包括沿光路方向依次设置的低通滤波器和沙姆镜头，沙姆镜头包括后组、中组和前组；低通滤波器由两片双折射晶体构成；沙姆镜头的后组由两个正透镜和一个双胶合透镜组成；沙姆镜头中组由一对正负分离透镜以及光阑组成；沙姆镜头前组由两个连续排列的负透镜和两个连续排列的正透镜组成；在沙姆镜头系统中引入低通滤波器，可削弱投影面噪声，沙姆镜头的后组使得光线平滑过渡，高阶像差少，中组光阑附近使用正透镜，有利于增大相对孔径，提升亮度，前组的正透镜靠近投影面可有效压缩体积，最后达到噪声低、成像好、亮度高和体积小的目的。

技术研发人员：张军,黄国豹,黄万周,黄靓
受保护的技术使用者：深微光电科技（深圳）有限公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/1/15