一种高亮度偏轴式LCD投影镜头系统的制作方法

本技术涉及lcd投影镜头领域，具体是指一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统。

背景技术：

1、投影机水平放置进行投影时，投影画面的下沿会接近地面，当投影距离加大时，投影画面的下沿会直接投射到地面上，为了防止出现这种情况，人们会将投影机固定支架改变画面角度但是又不能解决画面梯形，本系统技术中为避免使画面投射到地面和画面梯形给出了系统方法。根据投影画面尺寸，光学系统设计时，光轴中心向上下或左右1/6屏幕高度时，偏轴率为20％，光轴中心向上下或左右1/4屏幕高度时，偏轴率为50％，光轴中心向上下或左右1/2屏幕高度时，偏轴率为100％，根据投影机使用相对位置的不同，会需要俯仰偏轴和水平偏轴投影系统。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案案例为：一种高亮度偏轴式lcd投影系统，包括凸形镜片、负透镜、正透镜、光阑以及菲涅尔透镜；所述凸形镜片为双凸形镜片，所述负透镜包括双凹形负透镜、近似等厚度的非球面负透镜，所述正透镜为半月形非球面正透镜；由投射面至lcd依次设置为：双凸形镜片、双凹形负透镜、光阑、半月形非球面正透镜、近似等厚度的非球面负透镜、菲涅尔透镜以及lcd。

2、优选地，所述双凸形镜片与双凹形负透镜相贴设置，所述双凹形负透镜、光阑、半月形非球面正透镜、近似等厚度的非球面负透镜、菲涅尔透镜以及lcd均间隔设置。

3、优选地，所述光阑与双凹形负透镜之间的间距大于4mm；所述光阑与半月形非球面正透镜之间的间距小于10mm。

4、优选地，当投影距离为1.2米时，所述近似等厚度的非球面负透镜与菲涅尔透镜之间的间距为62.4mm；所述菲涅尔透镜与lcd之间的间距为12.3mm。

5、优选地，当构成俯仰偏轴投影系统时，所述双凸形镜片、双凹形负透镜、半月形非球面正透镜、近似等厚度的非球面负透镜的光轴要沿x轴倾斜角度＞6°，所述菲涅尔镜片要沿x轴倾斜角度＞3.2°来进行校像。当需要构成水平偏轴投影系统时，所述双凸形镜片、双凹形负透镜、半月形非球面正透镜、近似等厚度的非球面负透镜的光轴要沿y轴倾斜角度＞5°，所述菲涅尔镜片要沿y轴倾斜角度＞2.6°来进行校像。

6、本实用新型与现有技术相比的优点在于：本实用新型lcd偏轴系统相对孔径小于f/2.4mm，光阑直径大于40mm。当光轴俯仰或者水平倾斜时，所有镜片均与光轴同轴而且垂直，因而使得镜片与光束没有切割现象。因此本实用新型镜头屏幕上的照度高。本实用新型通过凸形镜片、负透镜、正透镜菲涅尔透镜的排列组合，将系统光轴俯仰正负9.5度，就可实现偏轴100％的效果；系统光轴水平倾斜正负5度，就可实现水平偏轴60％的效果；因为所有的镜片均与倾斜的光轴同轴并且垂直，镜片与光束没有切割现象，因而本实用新型的偏轴投影系统屏幕上的照度高。

技术特征：

1.一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，包括凸形镜片、负透镜、正透镜、光阑以及菲涅尔透镜；所述凸形镜片为双凸形镜片，所述负透镜包括双凹形负透镜、近似等厚度的非球面负透镜，所述正透镜为半月形非球面正透镜；由投射面至lcd依次设置为：双凸形镜片、双凹形负透镜、光阑、半月形非球面正透镜、近似等厚度的非球面负透镜、菲涅尔透镜以及lcd。

2.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，所述双凸形镜片与双凹形负透镜相贴设置，所述双凹形负透镜、光阑、半月形非球面正透镜、近似等厚度的非球面负透镜、菲涅尔透镜以及lcd均间隔设置。

3.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，所述光阑与双凹形负透镜之间的间距大于4mm；所述光阑与半月形非球面正透镜之间的间距小于10mm。

4.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，当投影距离为1.2米时，所述近似等厚度的非球面负透镜与菲涅尔透镜之间的间距为62.4mm；所述菲涅尔透镜与lcd之间的间距为12.3mm。

5.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，当所述双凸形镜片、双凹形负透镜、半月形非球面正透镜、近似等厚度的非球面负透镜沿x轴的光轴倾斜角度＞6°，则构成俯仰偏轴投影系统；若沿y轴倾斜角度＞5°则构成水平倾斜的偏轴投影系统；所述俯仰偏轴投影系统中菲涅尔镜片的倾斜角度＞3.2°，水平倾斜的偏轴投影系统中菲涅尔镜片的倾斜角度＞2.6°。

6.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，所述双凸形镜片nd<1.73mm，vd>55mm，外径<59mm，中心厚11.4mm，f>75mm。

7.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，所述双凹形负透镜nd>1.67mm，vd>33mm，外径56mm，中心厚7.5mm，f<-103mm。

8.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，所述半月形非球面正透镜nd=1.49mm，vd=57.3mm；所述半月形非球面正透镜采用8阶非球面系数，其s1面参数：r<-80mm，k>-4mm，采用8阶非球面系数；s2面参数：r>-44mm，k>-0.7mm，采用8阶非球面系数，外径47mm，中心厚7.5mm，f<157mm。

9.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，所述近似等厚度的非球面负透镜采用8阶非球面系数，其s1面参数：r>40mm，k<-1mm，采用8阶非球面系数；s2面参数：r>30mm，k>-5mm，采用8阶非球面系数，外径55mm，中心厚7.5mm，f>-430mm。

10.根据权利要求1所述的一种高亮度偏轴式lcd投影镜头系统，其特征在于，所述菲涅尔透镜的厚度为1.8mm，焦距为110mm。

技术总结
本技术公开了一种高亮度偏轴式LCD投影镜头系统，包括凸形镜片、负透镜、正透镜、光阑以及菲涅尔透镜；所述凸形镜片为双凸形镜片，所述负透镜包括双凹形负透镜、近似等厚度的非球面负透镜，所述正透镜为半月形非球面正透镜；由投射面至LCD依次设置为：双凸形镜片、双凹形负透镜、光阑、半月形非球面正透镜、近似等厚度的非球面负透镜、菲涅尔透镜以及LCD，本技术通过凸形镜片、负透镜、正透镜、菲涅尔透镜的排列组合，系统光轴俯仰正负9.5度，就可实现偏轴100％的效果；系统光轴水平倾斜正负5度，就可实现水平偏轴60％的效果；因为所有的镜片均与倾斜的光轴同轴并且垂直，镜片与光束没有切割现象，因而本技术的偏轴投影系统屏幕上的照度高。

技术研发人员：黄孝成,宋春发
受保护的技术使用者：四川谱炬光电科技有限公司
技术研发日：20230524
技术公布日：2024/3/17