CN107817593B - 一种超短焦投影镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超短焦投影镜头。该超短焦投影镜头包括：显示芯片，用于显示待投影物面；设置于显示芯片出光侧的折射透镜组，折射透镜组包括多个透镜，各透镜均为球面透镜，用于平衡投影物面光线经过折射透镜组形成的像差；反射镜，位于折射透镜组背离显示芯片的一侧，用于减少折射透镜组引起的场曲和畸变，并反射光线，形成放大的投影像面。本发明的技术方案通过多个球面透镜配合，平衡投影物面光线经过折射透镜组形成的像差；通过反射镜减少场曲和畸变，并反射光线，形成放大的投影像面，实现短距离和高质量投影大图像。而且折射透镜组全部选用球面透镜，不含非球面透镜及双胶合透镜，有利于加工和量产。

Description

一种超短焦投影镜头

技术领域

本发明实施例涉及投影光学***技术，尤其涉及一种超短焦投影镜头。

背景技术

近年来，超短焦投影镜头在短焦投影市场上越来越受关注。一方面，超短焦投影镜头相对普通投影镜头大大缩短了投影距离，能够在很短的投影距离内投影出大视场的画面，提高了空间利用率，还能避免人影或其他物体的遮挡；另一方面，超短焦投影镜头的设计对分辨率、光强度及各种像差的优化等的要求较高。

目前市场上的超短焦投影仪的镜头包括三种方式：反射式，折射式，混合式。由于投影镜头成像的主要元件为折射透镜，而折射透镜在成像过程中会产生各种像差。为了矫正像差，现有设计中一般会包括至少一片非球面透镜及双胶合透镜，这就导致加工、装配复杂，精度不稳定等问题，且胶合透镜高温下可能会导致胶局部熔化，影响投影效果。

发明内容

本发明提供一种超短焦投影镜头，以实现短距离和高质量投影大图像的目的。

本发明实施例提供一种超短焦投影镜头，包括：

显示芯片，用于显示待投影物面；

设置于所述显示芯片出光侧的折射透镜组，所述折射透镜组包括多个透镜，各所述透镜均为球面透镜，用于平衡所述投影物面光线经过所述折射透镜组形成的像差；

反射镜，位于所述折射透镜组背离所述显示芯片的一侧，用于减少所述折射透镜组引起的场曲和畸变，并反射光线，形成放大的投影像面。

可选的，还包括折射棱镜及照明光源；所述折射棱镜位于所述显示芯片与所述折射透镜组之间，所述折射棱镜包括第一入光面、第二入光面和出光面，所述第一入光面与所述第二入光面和所述出光面均交叉；所述照明光源的出光面与所述折射棱镜的第一入光面相对设置，所述显示芯片的出光侧与所述折射棱镜的所述第二入光面相对设置，所述折射透镜组的入光面与所述折射棱镜的所述出光面相对设置，所述折射棱镜用于折射所述照明光源发出的照明光束至所述显示芯片。

可选的，所述显示芯片为数字微镜器件DMD。

可选的，所述折射透镜组包括十五片球面透镜，所述十五片球面透镜共轴排列，包括沿光路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、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜和第十五透镜；

所述第一透镜为一正弯月透镜，所述第二透镜为一正弯月透镜，所述第三透镜为一正弯月透镜，所述第四透镜为一负弯月透镜，所述第五透镜为一双凸透镜，所述第六透镜为一负弯月透镜，所述第七透镜为一双凸透镜，所述第八透镜为一负弯月透镜，所述第九透镜为一正弯月透镜，所述第十透镜为一正弯月透镜，所述第十一透镜为一负弯月透镜，所述第十二透镜为一正弯月透镜，所述第十三透镜为一双凹透镜，所述第十四透镜为一正弯月透镜，所述第十五透镜为一负弯月透镜。

可选的，还包括孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述第四透镜与所述第五透镜之间，用于控制景深、成像物空间的范围以及像的亮度。

可选的，所述折射透镜组包括十五片球面透镜，所述十五片球面透镜共轴排列，包括沿光路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、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜和第十五透镜；

所述第一透镜为一双凸透镜，所述第二透镜为一双凸透镜，所述第三透镜为一平凸透镜，所述第四透镜为一双凹透镜，所述第五透镜为一平凸透镜，所述第六透镜为一双凸透镜，所述第七透镜为一双凹透镜，所述第八透镜为一双凸透镜，所述第九透镜为一双凹透镜，所述第十透镜为一双凸透镜，所述第十一透镜为一负弯月透镜，所述第十二透镜为一正弯月透镜，所述第十三透镜为一双凸透镜，所述第十四透镜为一正弯月透镜，所述第十五透镜为一双凹透镜。

可选的，还包括孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述第五透镜与所述第六透镜之间，用于控制景深、成像物空间的范围以及像的亮度。

可选的，所述反射镜为非球面反射镜。

可选的，所述非球面反射镜为凹面，且其面型由公式：

确定，其中，z为矢高，c为曲面顶点处的曲率，r为曲面点坐标在垂直于光轴平面的投影与光轴的距离，k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈表示偶次项对应的系数。

可选的，所述折射透镜组与所述反射镜具有同一主光轴。

本发明实施例提供一种超短焦投影镜头，该超短焦投影镜头包括显示芯片、设置于显示芯片出光侧的折射透镜组以及位于折射透镜组背离显示芯片一侧的反射镜；通过显示芯片显示待投影物面，待投影物面的光线入射折射透镜组；折射透镜组由多个球面透镜配合组成，光线经过不同球面透镜会引起正像差和负像差，通过多个球面透镜的配合作用，可以平衡投影物面光线经过折射透镜组形成的像差；经过折射透镜组出射的光线还存在场曲和畸变，反射镜用于减少场曲和畸变，并反射光线，形成放大的投影像面，实现短距离和高质量投影大图像。本发明实施例的技术方案折射透镜组全部选用球面透镜，不含非球面透镜及双胶合透镜，有利于加工和量产。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的超短焦投影镜头结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的超短焦投影镜头的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的超短焦投影镜头的成像光路原理示意图；

图4是本发明实施例二的某一显示画面各视场的调制传递函数MTF曲线示意图；

图5为本发明实施例三提供的超短焦投影镜头的结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的超短焦投影镜头的成像光路原理示意图；

图7是本发明实施例三的某一显示画面各视场的调制传递函数MTF曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。具体实施例中所描述的上、下、左、右等仅是为了便于理解所进行的描述，不应认为是具体方位的限定。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的超短焦投影镜头结构示意图。该超短焦投影镜头包括：显示芯片100，用于显示待投影物面；设置于显示芯片100出光侧的折射透镜组200，折射透镜组200包括多个透镜，各透镜均为球面透镜，用于平衡投影物面光线经过折射透镜200组形成的像差；反射镜300，位于折射透镜组200背离显示芯片100的一侧，用于减少折射透镜组200引起的场曲和畸变，并反射光线，形成放大的投影像面。

可以理解的是，像差是在实际光学***中，由于非近轴光线引起的偏离近轴光线理想成像的现象，像差主要有球差、慧差、色差、像散、场曲、畸变等。举例来说，正透镜对光束起汇聚作用，会产生负球差，负透镜对光束起发散作用，会产生正球差，利用多个球面透镜相互配合，可以有效平衡球差、慧差、色差、像散等，但会留下未矫正的场曲和畸变。光线经过折射透镜组200之后入射到反射镜300，反射镜300可以增加光程，减小投影镜头的体积，且反射镜300面型经过计算拟合，减少场曲和畸变后出射，例如成像在接收屏幕，达到清晰、放大的投影像面。

本发明实施例提供一种超短焦投影镜头，该超短焦投影镜头包括显示芯片、设置于显示芯片出光侧的折射透镜组以及位于折射透镜组背离显示芯片一侧的反射镜；通过显示芯片显示待投影物面，待投影物面的光线入射折射透镜组；折射透镜组由多个球面透镜配合组成，光线经过不同球面透镜会引起正像差和负像差，通过多个球面透镜的配合作用，可以平衡投影物面光线经过折射透镜组形成的像差；经过折射透镜组出射的光线还存在场曲和畸变，反射镜用于减少场曲和畸变，并反射光线，形成放大的投影像面，实现短距离和高质量投影大图像。本发明实施例的技术方案折射透镜组全部选用球面透镜，不含非球面透镜及双胶合透镜，有利于加工和量产。

可选的，本发明实施例提供的超短焦投影***还包括折射棱镜400及照明光源500；折射棱镜400位于显示芯片100与折射透镜组200之间，折射棱镜包括第一入光面、第二入光面和出光面，第一入光面与第二入光面和出光面均交叉；照明光源500的出光面与折射棱镜400的第一入光面相对设置，显示芯片100的出光侧与折射棱镜400的第二入光面相对设置，折射透镜组200的入光面与折射棱镜400的出光面相对设置，折射棱镜400用于折射照明光源500发出的照明光束至显示芯片100。

可以理解的是，以图1为例，照明光源500发出的照明光束从折射棱镜400的第一入光面(图1视图中为折射棱镜400上表面)入射进折射棱镜400，经过折射棱镜400内部折射面的作用，经第二入光面(图1视图中折射棱镜400左表面)出射到显示芯片100上，显示芯片100通过调制照明光束，形成待投影物面出射，由第二入光面入射到折射棱镜400，经过折射棱镜400出光面(图1视图中折射棱镜400右表面)之后入射到折射透镜组200。

可选的，显示芯片100为数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device，DMD)。

数字微镜器件，用于调制照明光束，以显示微图像，作为投影镜头的物面。例如可以是4096×2160分辨率的数字微镜器件，以满足高质量成像的要求。

可选的，反射镜300为非球面反射镜。非球面反射镜为凹面，且其面型由公式：

确定，其中，z为矢高，c为曲面顶点处的曲率，r为曲面点坐标在垂直于光轴平面的投影与光轴的距离，k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈表示偶次项对应的系数。

通过以上公式设计的反射镜300的曲面面型，可以有效减少光线经过折射透镜组200后剩余的场曲和畸变，使成像保持高亮度和不变形，产生高质量的投影大图像。

可选的，折射透镜组200与反射镜300具有同一主光轴。

通过折射透镜组200与反射镜300共轴的设置，降低了镜头设计时的复杂度，可以提高投影精度。整个镜头的显示芯片100、多个透镜组成的折射透镜组200，反射镜300都在同一主光轴上，光线均为近轴光线，满足照明***和成像***的光瞳匹配原则，减少了棱镜***的使用，镜头中各个透镜的距离与相对位置经过计算平衡像差。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的超短焦投影镜头的结构示意图，本实施例是实施例一基础上的一个具体示例，参见图2，本实施例提供的超短焦投影镜头包括显示芯片100、折射透镜组200和反射镜300，其中，显示芯片100可以是4096×2160分辨率的0.65英寸数字微镜器件，用于提供高清投影物面；折射透镜组200包括十五片球面透镜，十五片球面透镜共轴排列，包括沿光路依次设置的第一透镜201、第二透镜202、第三透镜203、第四透镜204、第五透镜205、第六透镜206、第七透镜207、第八透镜208、第九透镜209、第十透镜210、第十一透镜211、第十二透镜212、第十三透镜213、第十四透镜214和第十五透镜215；第一透镜201为一正弯月透镜，第二透镜202为一正弯月透镜，第三透镜203为一正弯月透镜，第四透镜204为一负弯月透镜，第五透镜205为一双凸透镜，第六透镜206为一负弯月透镜，第七透镜207为一双凸透镜，第八透镜208为一负弯月透镜，第九透镜209为一正弯月透镜，第十透镜210为一正弯月透镜，第十一透镜211为一负弯月透镜，第十二透镜212为一正弯月透镜，第十三透镜213为一双凹透镜，第十四透镜214为一正弯月透镜，第十五透镜215为一负弯月透镜。

其中，可选地，折射透镜组200的十五片球面透镜的材质均为环保型玻璃，并且，可选地，十五片球面透镜的具体参数如表1所示，各球面透镜尺寸及间距通过光学成像原理设计而来，通过计算机计算并优化，零件的工艺性好且能保护环境。其中，沿光线传播的方向对各透镜的表面进行编号，得到各透镜每一个表面的表面编号，例如，表面1和表面2分别表示第一透镜201的第一表面与第二表面，以此类推。可以理解的是，表面1半径无限表示表面1为平面。

表1球面透镜参数表

可选的，本实施例超短焦投影镜头还包括孔径光阑(图2中未示出)，孔径光阑设置于第四透镜204与第五透镜205之间，用于控制景深、成像物空间的范围以及像的亮度。

光线在经过第四透镜204之后，会汇聚形成一次中间像，通过孔径光阑的设置，可以改善光轴外点的成像质量，控制景深，改善成像质量，提高像的清晰度。经过第十五透镜215后，会汇聚形成第二次中间像，经反射镜300反射后获得放大的投影画面。

光线进入第五透镜205后，经过第五透镜205与第六透镜206折射后有效的减小了球差和色差，减小光晕的产生。第七透镜207到第十五透镜215的调制，平衡了上述其余几种像差，通过反射镜300反射增大了光程，改变出光角度后形成大且清晰无弯曲的图像，提高成像质量。

可选的，本实施例提供的超短焦投影***还包括折射棱镜400及照明光源500；折射棱镜400位于显示芯片100与折射透镜组200之间，折射棱镜包括第一入光面、第二入光面和出光面，第一入光面与第二入光面和出光面均交叉；照明光源500的出光面与折射棱镜400的第一入光面相对设置，显示芯片100的出光侧与折射棱镜400的第二入光面相对设置，折射透镜组200的入光面与折射棱镜400的出光面相对设置，折射棱镜400用于折射照明光源500发出的照明光束至显示芯片100。

可以理解的是，以图2为例，照明光源500发出的照明光束从折射棱镜400的第一入光面(图2视图中为折射棱镜400上表面)入射进折射棱镜400，经过折射棱镜400内部折射面的作用，经第二入光面(图2视图中折射棱镜400左表面)出射到显示芯片100上，显示芯片100通过调制照明光束，形成待投影物面出射，由第二入光面入射到折射棱镜400，经过折射棱镜400出光面(图2视图中折射棱镜400右表面)之后入射到折射透镜组200。

可选的，反射镜300为非球面反射镜。非球面反射镜为凹面，且其面型由公式：

确定，其中，z为矢高，c为曲面顶点处的曲率，r为曲面点坐标在垂直于光轴平面的投影与光轴的距离，k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈表示偶次项对应的系数，其具体参数如表2所示。

表2反射镜面型参数

通过以上设计的反射镜300的曲面面型，具有较多的自由度，可以有效减少光线经过折射透镜组200后剩余的场曲和畸变，使成像保持高亮度和不变形，产生高质量的投影大图像。

可选的，折射透镜组200与反射镜300具有同一主光轴。

通过折射透镜组200与反射镜300共轴的设置，降低了镜头设计时的复杂度，可以提高投影精度。整个镜头的显示芯片100、十五片透镜组成的折射透镜组200，反射镜300都在同一主光轴上，光线均为近轴光线，满足照明***和成像***的光瞳匹配原则，减少了棱镜***的使用，镜头中各个透镜的距离与相对位置经过计算平衡像差。

设计投影镜头时，投射比指的是投影距离与画面宽度比值的参数，投射比越小，说明相同距离投影出的画面越大，业界一般将投射比小于0.38的投影镜头界定为超短焦投影镜头。

图3为本实施例提供的超短焦投影镜头的成像光路原理示意图，本实施例提供的超短焦投影镜头的投射比为0.21，可提供135°～140°的视场角，放大率为138～169，可以在420mm～510mm投影距离处实现90～110英寸的高清晰显示画面。

图4为本实施例投影的某一显示画面各视场的调制传递函数MTF曲线示意图，本实施例采用0.65英寸的数字微镜器件，分辨率为4096×2160，投影距离为465mm，画面尺寸为100英寸，由于人眼视觉分辨率在不同空间频率下的MTF数值要求不同，本实施例要求MTF应大于0.3。图4中MTF曲线的横坐标0.75lp/mm(线对/毫米)对应的纵坐标数值均大于0.45，因而可以实现高清质量画面成像。

本实施例的技术方案，镜头的投射比为0.21，可提供135°～140°的视场角，放大率为138～169，可以在420mm～510mm投影距离处实现90～110英寸的高清晰显示画面；折射透镜组的十五片透镜全部选用球面透镜，通过在第四透镜与第五透镜之间设置孔径光阑，可以改善光轴外点的成像质量，控制景深，改善成像质量，提高像的清晰度；且设计中不含非球面透镜，有利于加工和量产；不含双胶合透镜，避免高温导致胶合损坏。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的超短焦投影镜头的结构示意图，本实施例是实施例一基础上的另一个具体示例，参见图5，本实施例提供的超短焦投影镜头包括显示芯片100、折射透镜组200和反射镜300，其中，显示芯片100可以是4096×2160分辨率的0.47英寸数字微镜器件，用于提供高清投影物面；折射透镜组200包括十五片球面透镜，十五片球面透镜共轴排列，包括沿光路依次设置的第一透镜201、第二透镜202、第三透镜203、第四透镜204、第五透镜205、第六透镜206、第七透镜207、第八透镜208、第九透镜209、第十透镜210、第十一透镜211、第十二透镜212、第十三透镜213、第十四透镜214和第十五透镜215；第一透镜201为一双凸透镜，第二透镜202为一双凸透镜，第三透镜203为一平凸透镜，第四透镜204为一双凹透镜，第五透镜205为一平凸透镜，第六透镜206为一双凸透镜，第七透镜207为一双凹透镜，第八透镜208为一双凸透镜，第九透镜209为一双凹透镜，第十透镜210为一双凸透镜，第十一透镜211为一负弯月透镜，第十二透镜212为一正弯月透镜，第十三透镜213为一双凸透镜，第十四透镜214为一正弯月透镜，第十五透镜215为一双凹透镜。

其中，可选地，折射透镜组200的十五片球面透镜的材质均为环保型玻璃，并且，可选地，十五片球面透镜的具体参数如表3所示，各球面透镜尺寸及间距通过光学成像原理设计而来，通过计算机计算并优化，零件的工艺性好且能保护环境。其中，沿光线传播的方向对各透镜的表面进行编号，得到各透镜每一个表面的表面编号，例如，表面1和表面2分别表示第一透镜201的第一表面与第二表面，以此类推。

表3球面透镜参数表

可选的，本实施例超短焦投影镜头还包括孔径光阑(图5中未示出)，孔径光阑设置于第五透镜205与第六透镜206之间，用于控制景深、成像物空间的范围以及像的亮度。

光线在经过第五透镜205之后，通过孔径光阑的设置，可以改善光轴外点的成像质量，控制景深，改善成像质量，提高像的清晰度。经过第十五透镜215后，会汇聚形成一次中间像，经反射镜300反射后获得放大的投影画面。

可选的，本发明实施例提供的超短焦投影***还包括折射棱镜400及照明光源500；折射棱镜400位于显示芯片100与折射透镜组200之间，折射棱镜包括第一入光面、第二入光面和出光面，第一入光面与第二入光面和出光面均交叉；照明光源500的出光面与折射棱镜400的第一入光面相对设置，显示芯片100的出光侧与折射棱镜400的第二入光面相对设置，折射透镜组200的入光面与折射棱镜400的出光面相对设置，折射棱镜400用于折射照明光源500发出的照明光束至显示芯片100。

可以理解的是，以图5为例，照明光源500发出的照明光束从折射棱镜400的第一入光面(图5视图中为折射棱镜400上表面)入射进折射棱镜400，经过折射棱镜400内部折射面的作用，经第二入光面(图5视图中折射棱镜400左表面)出射到显示芯片100上，显示芯片100通过调制照明光束，形成待投影物面出射，由第二入光面入射到折射棱镜400，经过折射棱镜400出光面(图5视图中折射棱镜400右表面)之后入射到折射透镜组200。

可选的，反射镜300为非球面反射镜。非球面反射镜为凹面，且其面型由公式：

确定，其中，z为矢高，c为曲面顶点处的曲率，r为曲面点坐标在垂直于光轴平面的投影与光轴的距离，k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈表示偶次项对应的系数，其具体参数如表4所示。

表4反射镜面型参数

通过以上设计的反射镜300的曲面面型，具有较多的自由度，可以有效减少光线经过折射透镜组200后剩余的场曲和畸变，使成像保持高亮度和不变形，产生高质量的投影大图像。

可选的，折射透镜组200与反射镜300具有同一主光轴。

通过折射透镜组200与反射镜300共轴的设置，降低了镜头设计时的复杂度，可以提高投影精度。整个镜头的显示芯片100、十五片透镜组成的折射透镜组200，反射镜300都在同一主光轴上，光线均为近轴光线，满足照明***和成像***的光瞳匹配原则，减少了棱镜***的使用，镜头中各个透镜的距离与相对位置经过计算平衡像差。

图6为本实施例提供的超短焦投影镜头的成像光路原理示意图，本实施例提供的超短焦投影镜头的投射比为0.21，可提供135°～140°的视场角，放大率为148～190，可以在330mm～410mm投影距离处实现70～90英寸的高清晰显示画面。

图7为本实施例投影的某一显示画面各视场的调制传递函数MTF曲线，本实施例采用0.47英寸的数字微镜器件，分辨率为4096×2160，投影距离为370mm，画面尺寸为80英寸，由于人眼视觉分辨率在不同空间频率下的MTF数值要求不同，本实施例要求MTF应大于0.3。图7中MTF曲线的横坐标0.7lp/mm(线对/毫米)对应的纵坐标数值均大于0.5，因而可以实现高清质量画面成像。

本实施例的技术方案，镜头的投射比为0.21，可提供135°～140°的视场角，放大率为148～190，可以在330mm～410mm投影距离处实现70～90英寸的高清晰显示画面；折射透镜组十五片透镜全部选用球面透镜，通过是在第五透镜与第六透镜之间设置孔径光阑，可以改善光轴外点的成像质量，控制景深，改善成像质量，提高像的清晰度；且设计中不含非球面透镜，有利于加工和量产；不含双胶合透镜，避免高温导致胶合损坏。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种超短焦投影镜头，其特征在于，包括：

显示芯片，用于显示待投影物面；

设置于所述显示芯片出光侧的折射透镜组，所述折射透镜组包括多个透镜，各所述透镜均为球面透镜，用于平衡所述投影物面光线经过所述折射透镜组形成的像差；

反射镜，位于所述折射透镜组背离所述显示芯片的一侧，用于减少所述折射透镜组引起的场曲和畸变，并反射光线，形成放大的投影像面；

所述折射透镜组包括十五片球面透镜，所述十五片球面透镜共轴排列，包括沿光路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、第十透镜、第十一透镜、第十二透镜、第十三透镜、第十四透镜和第十五透镜；

所述第一透镜为一正弯月透镜，所述第二透镜为一正弯月透镜，所述第三透镜为一正弯月透镜，所述第四透镜为一负弯月透镜，所述第五透镜为一双凸透镜，所述第六透镜为一负弯月透镜，所述第七透镜为一双凸透镜，所述第八透镜为一负弯月透镜，所述第九透镜为一正弯月透镜，所述第十透镜为一正弯月透镜，所述第十一透镜为一负弯月透镜，所述第十二透镜为一正弯月透镜，所述第十三透镜为一双凹透镜，所述第十四透镜为一正弯月透镜，所述第十五透镜为一负弯月透镜；

或者，所述第一透镜为一双凸透镜，所述第二透镜为一双凸透镜，所述第三透镜为一平凸透镜，所述第四透镜为一双凹透镜，所述第五透镜为一平凸透镜，所述第六透镜为一双凸透镜，所述第七透镜为一双凹透镜，所述第八透镜为一双凸透镜，所述第九透镜为一双凹透镜，所述第十透镜为一双凸透镜，所述第十一透镜为一负弯月透镜，所述第十二透镜为一正弯月透镜，所述第十三透镜为一双凸透镜，所述第十四透镜为一正弯月透镜，所述第十五透镜为一双凹透镜；

所述十五片球面透镜的材质为环保型玻璃。

2.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，还包括折射棱镜及照明光源；

所述折射棱镜位于所述显示芯片与所述折射透镜组之间，所述折射棱镜包括第一入光面、第二入光面和出光面，所述第一入光面与所述第二入光面和所述出光面均交叉；

所述照明光源的出光面与所述折射棱镜的第一入光面相对设置，所述显示芯片的出光侧与所述折射棱镜的所述第二入光面相对设置，所述折射透镜组的入光面与所述折射棱镜的所述出光面相对设置，所述折射棱镜用于折射所述照明光源发出的照明光束至所述显示芯片。

3.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述显示芯片为数字微镜器件DMD。

4.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，还包括孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述第四透镜与所述第五透镜之间，用于控制景深、成像物空间的范围以及像的亮度。

5.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，还包括孔径光阑，所述孔径光阑设置于所述第五透镜与所述第六透镜之间，用于控制景深、成像物空间的范围以及像的亮度。

6.根据权利要求1所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述反射镜为非球面反射镜。

7.根据权利要求6所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述非球面反射镜为凹面，且其面型由公式：

确定，其中，z为矢高，c为曲面顶点处的曲率，r为曲面点坐标在垂直于光轴平面的投影与光轴的距离，k为圆锥系数，a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈表示偶次项对应的系数。

8.根据权利要求1～7任一所述的超短焦投影镜头，其特征在于，所述折射透镜组与所述反射镜具有同一主光轴。