CN114296217A - 一种投影镜头及投影*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影镜头及投影***，包括：折射***和反射***，折射***包括：前群镜组、中群镜组和后群镜组，后群镜组包括两个双胶合透镜组和一个三胶合透镜组；反射***包括反射镜，反射镜包括靠近前群镜组的第一表面和背离前群镜组的第二表面，第二表面用于反射折射***的成像光线。采用两个双胶合透镜组和一个三胶合透镜组来改善不同波长产生的色差，使得投影镜头光谱覆盖到450nm～645nm的范围。采用反射镜的第二表面来反射成像光线，这样第一表面和第二表面均参与二次成像，最大限度地利用两个表面的自由度，并且可以减小两个表面的设计难度，提高反射***的可制造性。

Description

一种投影镜头及投影***

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，尤其涉及一种投影镜头及投影***。

背景技术

随着投影技术的不断发展，投影显示产品开始作为替代电视的大屏幕产品走进了千家万户。作为替代电视的显示产品，为了避免物体遮挡投影镜头影响显示效果，或者设计一体机结构，目前家用投影设备通常配置超短焦镜头。超短焦镜头由于投影距离短，视场要求大，成像要求高，同时还要兼顾成本与小型化，导致设计难度较大。

随着三色激光光源的普及和使用，投影波长由原来的620nm扩展到了645nm，因此基于620nm以内波长设计的投影镜头不再适用，画面成像存在色偏的问题。

发明内容

本发明一些实施例中，投影镜头包括：折射***和反射***，折射***包括：前群镜组、中群镜组和后群镜组，后群镜组包括两个双胶合透镜组和一个三胶合透镜组；反射***包括反射镜，反射镜包括靠近前群镜组的第一表面和背离前群镜组的第二表面，第二表面用于反射折射***的成像光线。采用两个双胶合透镜组和一个三胶合透镜组来改善不同波长产生的色差，使得投影镜头光谱覆盖到450nm～645nm的范围。其中，远离反射***的双胶合透镜组和三胶合透镜组用于改善镜头的垂轴的色差，三胶合透镜组对镜头的球差进行矫正；靠近反射***的双胶合透镜组主要用于矫正***光阑的残余慧差和场曲。采用两个双胶合透镜组配合一个三胶合透镜组可以在保证有效校正色差的前提下降低加工精度，提升可制造性设计。

本发明一些实施例中，投影镜头为采用二次成像架构，投影通过折射***后，在反射***和折射***之间进行第一次成像，第一次成像经反射***反射后，在设定位置进行二次成像。

本发明一些实施例中，反折***包括反射镜，反射镜用于折叠光路进行成像，由此减小投影镜头的长度，减小投影镜头的尺寸。反射***中的反射镜包括靠近前群镜组的第一表面和背离前群镜组的第二表面。采用反射镜的第二表面来反射成像光线，这样第一表面和第二表面均参与二次成像，最大限度地利用两个表面的自由度，并且可以减小两个表面的设计难度。另外，采用第二表面来反射成像光线，会使投影光线的能量主要集中在第二表面，而第二表面为投影镜头的外表面，因此相比于第一表面的位置更容易设置散热装置。

本发明一些实施例中，反射***、前群镜组、中群镜组和后群镜组共轴设置。前群镜组相对反射***可移动调整，实现了不同尺寸下都有较好的畸变表现。通过调整中群镜组相对于前群镜组和后群镜组之间的位移，可以实现不同投影尺寸的聚焦成像。当调整画面尺寸大小时，可以变投影镜头与投影屏幕之间的距离，即可在各个尺寸下均能获得清晰的图像。

本发明一些实施例中，后群镜组包括沿着逐渐靠近反射***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、孔径光阑、第七透镜、第八透镜和第九透镜。其中，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、第八透镜和第九透镜均为球面透镜。第一透镜的屈光度为正，第二透镜的屈光度为正，第三透镜的屈光度为负，第四透镜的屈光度为正，第五透镜的屈光度为负，第六透镜的屈光度为正，第七透镜的屈光度为正，第八透镜的屈光度为正，第九透镜的屈光度为负。

本发明一些实施例中，第二透镜和第三透镜相互胶合，构成一个双胶合透镜组。第二透镜的阿贝数大于第三透镜的阿贝数；第二透镜的折射率小于第三透镜的折射率。第四透镜、第五透镜和第六透镜相互胶合，构成一个三胶合透镜组。第四透镜的阿贝数大于第五透镜的阿贝数，第五透镜的阿贝数小于第六透镜的阿贝数；第四透镜的折射率小于第五透镜的折射率，第五透镜的折射率大于第六透镜的折射率。第八透镜和第九透镜相互胶合，构成一个双胶合透镜组。第八透镜的阿贝数小于第九透镜的阿贝数；第八透镜的折射率大于第九透镜的折射率。

本发明一些实施例中，在第六透镜和第七透镜之间设置孔径光阑，可以限制投影镜头的通光量，与投影镜头的F数相适应，将边缘位置产生较大像差的光线屏蔽掉。

本发明一些实施例中，中群镜组包括第十透镜；第十透镜为球面透镜。第十透镜为屈光度为正。

本发明一些实施例中，前群镜组包括沿着逐渐靠近反射***的方向依次设置的第十一透镜、第十二透镜和第十三透镜。其中，第十一透镜和第十二透镜为球面透镜，第十三透镜为非球面透镜。第十一透镜的屈光度为正，第十二透镜的屈光度为负，第十三透镜的屈光度为负。反射***会将光线进行大比例压缩，将靠近反射***的第十三透镜设置为非球同镜可以有效改善像散和校正畸变。

本发明一些实施例中，第十三透镜可以采用凹凸非球面透镜，采用塑胶非球面透镜，由于靠近反射***的非球面透镜的口径较大，因此为了提高可制造性以及降低成本，第十三透镜可以采用塑胶材质进行制作。

本发明一些实施例中，反射***中的反射镜为凹面反射镜，用于压缩光线角度，具体可以凹凸双非球面反射镜或双自由曲面反射镜。反射***参与成像，有效进行光线压缩，以实现大尺寸图像显示。在对光线进行大比例压缩时不可避免地产生畸变问题，因此采用非球面反射镜或自由曲面反射镜可以有效校正象散和畸变。采用非球面透镜和非球面反射镜或自由曲面反射镜对大视场像差的矫正，提高了镜头的解像能力，从而实现了高分辨率的成像质量。采用反射镜的第二表面来反射成像光线，凹凸双非球面反射镜或双自由曲面反射镜本身也参与到色差矫正的过程中，增加了投影镜头的色差矫正的自由度和能力。

本发明一些实施例中，投影镜头的等效焦距、后群镜组的等效焦距、中群镜组的等效焦距、前群镜组的等效焦距和反射***的等效焦距满足以下关系：

5<|FB/F|<12；

15<|FM/F|<25；

10<|FF/F|<20；

3<|FC/F|<12；

其中，F表示投影镜头的等效焦距，FB表示后群镜组的等效焦距，FM表示中群镜组的等效焦距，FF表示前群镜组的等效焦距，FC表示反射***的等效焦距。

本发明一些实施例中，投影镜头的投射比为0.2～0.25，达到超短焦投影镜头的使用需求，大大缩短了投影设备与投影屏幕之间的距离，在缩短投影距离的同时可以实现70英寸～100英寸的图像显示。

本发明一些实施例中，折射***和反射***的长度满足以下关系：

1.5<L1/L2<2；

投影镜头的后工作距离满足以下关系：

0.35<BFL/L2<0.7；

其中，L1表示折射***的总长度，L2表示折射***和反射***之间的距离，BFL表示投影镜头的后工作距离。

在保证投影镜头整体尺寸在可接受范围的前提下增大后工作距离，由此可以了增加分光棱镜和影像偏移镜组等元件，由此提高显示分辨率。

本发明一些初稿例中，450nm～645nm波段内的色差小于或等于0.3个像素。基于本发明实施例提供的上述投影镜头的设计，可以有效改善不同基色光产生的色差，光谱扩展为450nm～645nm。

本发明一些实施例中，投影***包括：投影光源、分光棱镜、光阀调制部件、影像偏移镜组以及上述任一投影镜头。投影光源，用于按照时序出射不同颜色的光；分光棱镜，位于光阀调制部件与投影镜头之间；分光棱镜用于将投影光源的出射光向光阀调制部件反射，透射光阀调制部件的出射光；光阀调制部件，位于分光棱镜的反射路径上；光阀调制部件用于对入射光线进行调制后反射；影像偏移镜组，位于分光棱镜和投影镜头之间，影像偏移镜组用于对出射光线进行偏移。

本发明一些实施例中，将投影屏幕设置于折射***背离反射***的一侧，投影镜头与投影屏幕之间的距离相对较小，不存在物体进入投影镜头与投影屏幕之间的情况，由此避免画面被遮挡的问题，同时节省使用空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的投影镜头的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的投影镜头的横向色差曲线图；

图3为本发明实施例提供的光线扇面图；

图4为本发明实施例提供的投影***的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的投影***的投影示意图。

其中，100-投影镜头，200-投影光源，300-分光棱镜，400-光阀调制部件，500-影像偏移镜组，600-投影屏幕，10a-折射***，10b-反射***，101-后群镜组，102-中群镜组，103-前群镜组，11-第一透镜，12-第二透镜，13-第三透镜，14-第四透镜，15-第五透镜，16-第六透镜，17-第七透镜，18-第八透镜，19-第九透镜，110-第十透镜，111-第十一透镜，112-第十二透镜，113-第十三透镜，a1-第一双胶合透镜组，a2-三胶合透镜组，a3-第二双胶合透镜组，d-孔径光阑。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

随着投影技术的不断发展，投影显示设备已经从传统的商教等领域发展到替代电视的显示产品。投影显示是由平面图像信息控制光源，利用光学***和投影空间把图像放大并显示在投影屏幕上。

目前投影***可以采用数字光处理(Digital Light Processing，简称DLP)架构，由数字微镜器件(Digital Micromirror Device，简称DMD)作为核心器件，由投影光源出射光线入射到DMD上产生图像，再将DMD产生的图像的出射光入射到投影镜头，由投影镜头进行成像，最终由投影屏幕接收。

投影镜头出射的光线通常会投射到屏幕或墙壁上，再经过投影屏幕或墙壁的反射入射到人眼。目前家用投影仪需要使投影镜头与投影屏幕之间相距一定的距离，以使投影画面清晰。然而如果有物体在投影屏幕与投影镜头之间活动时，活动物体就会将投影镜头出射的光线遮挡，从而使得投影屏幕上画面缺失，影响显示效果。

因此目前家用投影设备均采用超短焦镜头。超短焦镜头由于投影距离短，视场要求大，成像要求高，同时还要兼顾成本与小型化，导致设计难度较大。随着三色激光光源的普及和使用，波长由原来的620nm扩展到了645nm，因此基于620nm以内波长设计的投影镜头不再适用，画面成像存在色偏的问题。

有鉴于此，本发明实施例提供一种投影镜头，可以平衡投影***小型化和色偏校正的问题。

DLP投影***中的信心器件为DMD，DMD作为光阀调制器件可以对投影光源出射的光线进行调制后反射到投影镜头，由投影镜头进行成像显示。

图1为本发明实施例提供的投影镜头的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的投影镜头包括：折射***10a和反射***10b。

折射***10a位于光阀调制部件的出光侧，用于对光阀调制部件出射的影像光线进行成像。

反射***10b位于折射***10a背离光阀调制部件的一侧，即折射***10a的出光侧，用于将折射***的成像光线再次成像并向设定位置反射。

本发明实施例提供的投影镜头为采用二次成像架构，光阀反射光束通过折射***10a后，在反射***10b和折射***10a之间进行第一次成像，第一次成像经反射***10b反射后，在设定位置进行二次成像。通常情况下，在设定位置处可以设置投影屏幕，用于接收投影镜头的成像光线进行图像显示。

在具体应用时，可以将投影屏幕设置于折射***背离反射***的一侧，投影镜头与投影屏幕之间的距离相对较小，不存在物体进入投影镜头与投影屏幕之间的情况，由此避免画面被遮挡的问题，同时节省使用空间。

如图1所示，折射***10a包括：后群镜组101、中群镜组102和前群镜组103。其中，前群镜组103位于靠近所述反射***10b的一侧；中群镜组102位于前群镜组103背离所述反射***10b的一侧；后群镜组101位于中群镜组102背离前群镜组103的一侧。

其中，反射***10b、前群镜组103、中群镜组102和后群镜组101共轴设置。前群镜组103相对反射***10b可移动调整，实现了不同尺寸下都有较好的畸变表现。通过调整中群镜组102相对于前群镜组103和后群镜组101之间的位移，可以实现不同投影尺寸的聚焦成像。当调整画面尺寸大小时，可以变投影镜头与投影屏幕之间的距离，即可在各个尺寸下均能获得清晰的图像。

反折***10b包括反射镜，位于折射***10a的出光侧，用于折叠光路进行成像，由此减小投影镜头的长度，减小投影镜头的尺寸。反射***中的反射镜包括靠近前群镜组103的第一表面s1和背离前群镜组103的第二表面s2。在本发明实施例中采用反射镜的第二表面s2来反射成像光线，这样第一表面s1和第二表面s2均参与二次成像，最大限度地利用两个表面的自由度，充分利用两个表面校正色差的能力，并且可以减小两个表面的设计难度。另外，采用第二表面s2来反射成像光线，会使投影光线的能量主要集中在第二表面s2，而第二表面s2为投影镜头的外表面，因此相比于第一表面s1的位置更容易设置散热装置。

具体地，如图1所示，后群镜组101包括沿着逐渐靠近反射***10b的方向依次设置的第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、孔径光阑d、第七透镜17、第八透镜18和第九透镜19。

其中，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17、第八透镜18和第九透镜19均为球面透镜。

第一透镜11的屈光度为正，第二透镜12的屈光度为正，第三透镜13的屈光度为负，第四透镜14的屈光度为正，第五透镜15的屈光度为负，第六透镜16的屈光度为正，第七透镜17的屈光度为正，第八透镜18的屈光度为正，第九透镜19的屈光度为负。

其中，第二透镜12和第三透镜13相互胶合，构成第一双胶合透镜组a1。第二透镜12的阿贝数大于第三透镜13的阿贝数；第二透镜12的折射率小于第三透镜13的折射率。在实际应用中，第二透镜12的阿贝数Vd2的取值范围为：60＜Vd2＜90，第二透镜12的折射率Nd2＜1.6。在进行光学设计时，可以根据上述取值范围选择合适的材料加工第二透镜12和第三透镜13。

第四透镜14、第五透镜15和第六透镜16相互胶合，构成一个三胶合透镜组a2。第四透镜14的阿贝数大于第五透镜15的阿贝数，第五透镜15的阿贝数小于第六透镜16的阿贝数；第四透镜14的折射率小于第五透镜15的折射率，第五透镜15的折射率大于第六透镜16的折射率。在实际应用中，第五透镜15的阿贝数Vd5的取值范围为：20＜Vd5＜35，第五透镜15的折射率Nd5＞1.85。第六透镜16的阿贝数Vd6的取值范围为：60＜Vd6＜90。在进行光学设计时，可以根据上述取值范围选择合适的材料加工第四透镜14、第五透镜15和第六透镜16。

第八透镜18和第九透镜19相互胶合，构成第二双胶合透镜组a3。第八透镜18的阿贝数小于第九透镜19的阿贝数；第八透镜18的折射率大于第九透镜19的折射率。在实际应用中，第八透镜18的阿贝数Vd8的取值范围为：20＜Vd8＜35，第八透镜18的折射率Nd8＞1.7。第九透镜19的阿贝数Vd9的取值范围为：30＜Vd9＜60。在进行光学设计时，可以根据上述取值范围选择合适的材料加工第八透镜18和第九透镜19。

在本发明实施例中，采用两个双胶合透镜组和一个三胶合透镜组来改善不同波长产生的色差，使得本发明实施例提供的投影镜头光谱覆盖到450nm～645nm的范围。其中，第一双胶合透镜组a1和三胶合透镜组a2用于改善镜头的垂轴的色差，三胶合透镜组a2对镜头的球差进行矫正；第二双胶合透镜组a3主要用于矫正***光阑的残余慧差和场曲。采用两个双胶合透镜组配合一个三胶合透镜组可以在保证有效校正色差的前提下降低加工精度，提升可制造性设计。

在第六透镜16和第七透镜17之间还设置了孔径光阑d，可以限制投影镜头的通光量，与投影镜头的F数相适应，将边缘位置产生较大像差的光线屏蔽掉。

如图1所示，中群镜组102包括第十透镜110；第十透镜110为球面透镜。第十透镜110为屈光度为正。中群镜组102可以相对于前群镜组103和后群镜组101沿着光轴的方向进行相对移动，从而可以实现不同投影尺寸的聚焦成像。

前群镜组103包括沿着逐渐靠近反射***10b的方向依次设置的第十一透镜111、第十二透镜112和第十三透镜113。其中，第十一透镜111和第十二透镜112为球面透镜，第十三透镜113为非球面透镜。第十一透镜11的屈光度为正，第十二透镜12的屈光度为负，第十三透镜13的屈光度为负。

本发明实施例在靠近反射***10b的位置设置非球面透镜，反射***10b会将光线进行大比例压缩，将靠近反射***10b的第十三透镜113设置为非球同镜可以有效改善像散和校正畸变。

在实际应用中，第十三透镜113可以采用凹凸非球面透镜，采用塑胶非球面透镜，由于靠近反射***10b的非球面透镜的口径较大，因此为了提高可制造性以及降低成本，第十三透镜113可以采用塑胶材质进行制作。

反射***中的反射镜为凹面反射镜，用于压缩光线角度，具体可以凹凸双非球面反射镜或双自由曲面反射镜。在本发明实施例中，反射***10b参与成像，有效进行光线压缩，以实现大尺寸图像显示。在对光线进行大比例压缩时不可避免地产生畸变问题，因此采用非球面反射镜或自由曲面反射镜可以有效校正象散和畸变。

本发明实施例通过采用非球面透镜和非球面反射镜或自由曲面反射镜对大视场像差的矫正，提高了镜头的解像能力，从而实现了高分辨率的成像质量。

本发明实施例采用反射镜的第二表面s2来反射成像光线，凹凸双非球面反射镜或双自由曲面反射镜本身也参与到色差矫正的过程中，增加了投影镜头的色差矫正的自由度和能力。

在本发明实施例中，投影镜头的等效焦距、后群镜组的等效焦距、中群镜组的等效焦距、前群镜组的等效焦距和反射***的等效焦距满足以下关系：

5<|FB/F|<12；

15<|FM/F|<25；

10<|FF/F|<20；

3<|FC/F|<12；

其中，F表示投影镜头的等效焦距，FB表示后群镜组101的等效焦距，FM表示中群镜组102的等效焦距，FF表示前群镜组103的等效焦距，FC表示反射***10b的等效焦距。

投影镜头中的折射***10a和反射***10b产生正的屈光度，用于对光线进行会聚。投影镜头采用二次成像架构，光阀调制部件出射的调制光线在经过折射***10a之后在折射***10a和反射***10b之间进行第一次成像，第一次成像经过反射***10b的反射后在投影屏幕上形成二次无畸变的成像。

本发明实施例提供的上述投影镜头整体架构紧凑，通过设置孔径光阑d、非球面透镜和非球面反射镜或自由曲面反射镜对大视场像差进行矫正，提高了投影镜头的解析能力，从而可以在450nm～645nm光谱范围内实现高质量的图像显示。

采用上述远心架构的投影镜头的投射比为0.2～0.25，达到超短焦投影镜头的使用需求，大大缩短了投影设备与投影屏幕之间的距离，在缩短投影距离的同时可以实现70英寸～100英寸的图像显示。

折射***10a和反射***10b的长度满足以下关系：

1.5<L1/L2<2；

投影镜头的后工作距离满足以下关系：

0.35<BFL/L2<0.7；

其中，L1表示折射***10a的总长度，L2表示折射***10a和反射***10b之间的距离，BFL表示投影镜头的后工作距离。

采用本发明实施例提供的上述架构设计的光学***，可以在保证投影镜头整体尺寸在可接受范围的前提下增大后工作距离，由此可以了增加分光棱镜和影像偏移镜组等元件，由此提高显示分辨率。

本发明实施例还对上述投影镜头进行光学仿真，其中投影镜头的F数为2.0，有效焦距(Effective Focal Length，简称FFL)为2.195mm，像面相对光轴的偏移量(光阀调制部件出射光中心与光轴之间的距离与光阀调制部件出光光束的半高度之比)为140％～150％，解析能力可以达到93lp/mm，可以投射出画面尺寸为70英寸～100英寸，投射比(投影距离/画面长度)为0.20～0.25。

图2为本发明实施例提供的投影镜头的横向色差曲线图，其中，横坐标表示横向色差，也可以称为垂轴色差；纵坐标表示视场或物高。

如图2所示，两条对称的且分别位于纵轴两侧的曲线为艾里斑所在的位置，四条曲线分别表示波长分别为450nm、525nm、620nm、645nm产生的垂轴色差。由图2可以看出，红色波段、绿色波段和蓝色波段的色差小于或等于0.3个像素。基于本发明实施例提供的上述投影镜头的设计，可以有效改善不同基色光产生的色差，光谱扩展为450nm～645nm。

图3为本发明实施例提供的光线扇面图。其中，示出了波长为450nm、525nm、620nm、645nm在归一化的各个视场条件下与主波长光线分别在横轴和纵轴的之间的像差值。

如图3所示，示出了10个分别表示归一化的10个视场；每个视场中的两个图表分别为投影镜头在子午方向和弧矢方向以光轴为中心对称的横轴和纵轴；每个图表中的横轴方向为该视场条件下的光瞳高度位置，纵轴方向为各个波长光线与主光线之间的误差。其中，图3中的最大尺规为±15μm。

由图3可以看出，不同波长的曲线在各视场下的重合度较高，且纵轴最大值也在可接受范围，采用本发明实施例提供的上述投影镜头架构可以有效改善色偏，优化显示效果。

本发明实施例的另一方面，提供一种投影***，图4为本发明实施例提供的投影***的结构示意图。

如图4所示，投影***包括：投影光源200、分光棱镜300、光阀调制部件400、影像偏移镜组500以及上述任一投影镜头100。

在本发明实施例中，投影光源200可以采用激光光源，激光光源可以采用单色激光器也可以采用可以出射多种颜色激光的激光器或者多个出射不同颜色激光的激光器。在激光光源采用单色激光器时，激光显示装置还需要设置色轮，色轮用于进行色彩转换，单色激光器配合色轮可以实现按照时序出射不同颜色的基色光。在激光光源采用可以出射多种颜色激光的激光器时，则需要控制激光光源按照时序出射不同颜色的激光作为基色光。

分光棱镜300位于光阀调制部件400与投影镜头100之间；光阀调制部件400位于分光棱镜300的反射路径上；投影光源200位于分光棱镜300的入光侧。

投影光源200出射的光线经过匀光部件和照明光路之后以合适的尺寸照射到分光棱镜300之上，分光棱镜300将光源光线反射到光阀调制部件400之上，光阀调制部件400将入射光线进行调制之后再次向分光棱镜300反射，调制后的光线经过分光棱镜300后向投影镜头100入射。在具体实施时，分光棱镜可以采用TIR棱镜或RTIR棱镜，在此不做限定。

光阀调制部件400用于对入射光线进行调制后反射。在具体实施时，光阀调制部件400可以采用数字微反射镜(Digital Micromirror Device，简称DMD)，DMD为反射式光阀器件，DMD表面包括成千上万个微小反射镜，每个微小反射镜作为一个像素，用于分时的反射红色光、绿色光和蓝色光，从而使得三基色光在同一位置融合为彩色像素点。

影像偏移镜组500位于分光棱镜300和投影镜头100之间，影像偏移镜组500用于对出射光线进行偏移。在具体实施时，影像偏移镜组500可以采用平板玻璃，其所在平面可以产生角度变化，当影像偏移镜组500在不同的放置角度之间以较高频率产生震动时，可以将DMD出射光线投射到投影镜头的不同位置，从而实现影像的偏移，那么配合DMD以其震动频率切换数据，可以在不改变DMD物理分辨率的前提下实现高分辨率的图像显示。

本发明实施例提供的上述投影镜头在配合DMD和影像偏移镜组可以实现4K高分辨率的色差校正图像显示，色差校正的衍射极限达到0.3个像素以内。

图5为本发明实施例提供的投影***的投影示意图。

如图5所示，投影***还可以包括投影屏幕600，该投影屏幕600可以为与投影***一起装配的幕布，也可以为墙面，在此不做限定。由图5可以看出，经过投影镜头100的成像之后最终的图像投射到投影屏幕600上，投影***的后表面与投影屏幕600之间的距离远小于投影画面的尺寸，实现超短焦投影显示。本发明实施例提供的投影***的投射比可以达到0.20～0.25。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种投影镜头，其特征在于，包括：

折射***，用于对入射的影像光线进行成像；

反射***，位于所述折射***的出光则，用于将所述折射***的成像光线再次成像并向设定位置反射；

其中，所述折射***包括：

前群镜组，位于靠近所述反射***的一侧；

中群镜组，位于所述前群镜组背离所述反射***的一侧；

后群镜组，位于所述中群镜组背离所述前群镜组的一侧；所述后群镜组包括两个双胶合透镜组和一个三胶合透镜组；

所述反射***包括反射镜，所述反射镜包括靠近所述前群镜组的第一表面和背离所述前群镜组的第二表面，所述第二表面用于反射所述折射***的成像光线。

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着逐渐靠近所述反射***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、孔径光阑、第七透镜、第八透镜和第九透镜；

其中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜均为球面透镜。

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负，所述第四透镜的屈光度为正，所述第五透镜的屈光度为负，所述第六透镜的屈光度为正，所述第七透镜的屈光度为正，所述第八透镜的屈光度为正，所述第九透镜的屈光度为负；

其中，所述第二透镜和所述第三透镜相互胶合；所述第二透镜的阿贝数大于所述第三透镜的阿贝数；所述第二透镜的折射率小于所述第三透镜的折射率；

所述第四透镜、所述第五透镜和所述第六透镜相互胶合；所述第四透镜的阿贝数大于所述第五透镜的阿贝数，所述第五透镜的阿贝数小于所述第六透镜的阿贝数；所述第四透镜的折射率小于所述第五透镜的折射率，所述第五透镜的折射率大于所述第六透镜的折射率；

所述第八透镜和所述第九透镜相互胶合；所述第八透镜的阿贝数小于所述第九透镜的阿贝数；所述第八透镜的折射率大于所述第九透镜的折射率。

4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述中群镜组包括第十透镜；所述第十透镜为球面透镜。

5.如权利要求4所述的投影镜头，其特征在于，所述第十透镜为屈光度为正。

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着逐渐靠近所述反射***的方向依次设置的第十一透镜、第十二透镜和第十三透镜；

所述第十一透镜和所述第十二透镜为球面透镜，所述第十三透镜为非球面透镜。

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负。

8.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述反射镜为双非球面反射镜或双自由曲面反射镜。

9.如权利要求1-8任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的等效焦距、所述后群镜组的等效焦距、所述中群镜组的等效焦距、所述前群镜组的等效焦距和所述反射***的等效焦距满足以下关系：

5＜|FB/F|＜12；

15＜|FM/F|＜25；

10＜|FF/F|＜20；

3＜|FC/F|＜12；

其中，F表示所述投影镜头的等效焦距，FB表示所述后群镜组的等效焦距，FM表示所述中群镜组的等效焦距，FF表示所述前群镜组的等效焦距，FC表示所述反射***的等效焦距。

10.如权利要求1-8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0.2～0.25；

所述折射***和所述反射***的长度满足以下关系：

1.5＜L1/L2＜2；

所述投影镜头的后工作距离满足以下关系：

0.35＜BFL/L2＜0.7；

其中，L1表示所述折射***的总长度，L2表示所述折射***和所述反射***之间的距离，BFL表示所述投影镜头的后工作距离。

11.一种投影***，其特征在于，包括投影光源、分光棱镜、光阀调制部件、影像偏移镜组及权利要求1-10任一项所述的投影镜头；

所述投影光源，用于按照时序出射不同颜色的光；

所述分光棱镜，位于所述光阀调制部件与所述投影镜头之间；所述分光棱镜用于将所述投影光源的出射光向所述光阀调制部件反射，透射所述光阀调制部件的出射光；

所述光阀调制部件，位于所述分光棱镜的反射路径上；所述光阀调制部件用于对入射光线进行调制后反射；

所述影像偏移镜组，位于所述分光棱镜和所述投影镜头之间，所述影像偏移镜组用于对出射光线进行偏移。

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