[实用新型]一种动态补偿光焦度的投影镜头系统

说明书

本实用新型公开了一种动态补偿光焦度的投影镜头系统，包括从物侧到像侧方向沿光轴依次排布有空间调制器件、分光棱镜、第一透镜组、光阑、第二透镜组和屏幕，其中第二透镜组中包括从物侧到像侧方向的第一塑胶透镜和第二塑胶透镜。本实用新型动态补偿光焦度的投影镜头系统不需要侦测镜头温度状况或者投影画面情况，而后做光焦度调整，而是利用塑胶透镜的热变形以及折射率随温度变化情况来平衡整个投影镜头的像面偏移，既实现了光焦度动态补偿，又降低了产品成本。

技术领域

本实用新型涉及光学投影技术领域，具体涉及一种动态补偿光焦度的投影镜头系统。

背景技术

投影成像光路中，DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜阵列)、LCD(Liquid Crystal Display，液晶)或LCoS(Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶)等类型的芯片作为空间调制器件，其有效空间调制面作为物面通过镜头成像到显示屏幕，通常投影镜头到显示屏幕的距离即投影距离(相当于像距)远大于镜头焦距，因此有效空间调制面放置在投影镜头的物方焦平面附近略远于焦平面位置。在亮度较高的投影机中，通过投影镜头的光功率较高，开机随后一段时间投影镜头温度会逐步上升。而投影镜头由若干枚透镜或反射器件组成，透镜则采用光学玻璃或光学塑料制作，其材料折射率会随温度变化产生变化，同时透镜折射面也会随温度变化产生形变，若不做特别优化组合，透镜折射率变化会导致镜头的焦距发生变化，等效于投影镜头的物距发生变化，由于物距接近焦距，物距即使变化非常微弱，也会导致像距即投影距离非常显著的变化。因此，如果不做针对性处理，采用该透镜的投影产品在一定投影距离下开机状态聚焦到显示屏幕后，随着温度上升其聚焦面会产生偏移而不再聚焦于显示屏幕，导致画面产生模糊，需要重新调整镜头位置进行聚焦。现有技术对光焦度进行补偿的方式有采用间隔环的方式(专利ZL201110135277)、或者增加热源调节组件的方式(专利201510495184)，采用间隔环随温度变化调整透镜间距，所产生的反向焦距变化补偿镜头温度变化所产生的焦距变化，因为受间隔环材质物理特性的限制其补偿能力有限；采用热源调节组件的方式，一定程度上缓解镜头温度变化产生的焦点偏移问题，但是穿过镜头的投影光能量照样会被透镜部分吸收导致温度上升，特别是采用DMD作为空间调制器件的情形，大量调制光线通过镜头有效通光孔径照射到镜筒内壁导致温度上升。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种动态补偿光焦度的投影镜头系统，克服现有技术对投影镜头系统光焦度的补偿能力弱的缺陷。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种动态补偿光焦度的投影镜头系统，包括从物侧到像侧方向沿光轴依次排布有空间调制器件、分光棱镜、第一透镜组、光阑、第二透镜组和屏幕，其中第二透镜组中包括从物侧到像侧方向的第一塑胶透镜和第二塑胶透镜。

根据本实用新型的实施例，第二塑胶透镜的出光侧设置有玻璃透镜。

根据本实用新型的实施例，第一塑胶透镜和第二塑胶透镜之间设置有玻璃透镜。

根据本实用新型的实施例，第一塑胶透镜和第二塑胶透镜设为非球面透镜。

根据本实用新型的实施例，系统的物方相对孔径小于F3.5，大于F1.5。

根据本实用新型的实施例，所述空间调制器件、所述分光棱镜、第一透镜组、所述光阑、第二透镜组形成的光路设为物方远心光路。

根据本实用新型的实施例，所述空间调制器件设为LCoS空间调制器件，所述分光棱镜设为PBS棱镜。

根据本实用新型的实施例，所述空间调制器件设为DMD空间调制器件，所述分光棱镜设为TIR全反射分光棱镜或者RTIR全反射分光棱镜。

根据本实用新型的实施例，所述空间调制器件设为LCD空间调制器件，所述分光棱镜设为X-Cube合色棱镜。