CN116125637A - 投影镜头以及投影装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种投影镜头及投影装置；其中，所述投影镜头由物方到像方沿同一光轴包括前透镜组、后透镜组及光阑，其中，所述光阑位于所述前透镜组与所述后透镜组之间；所述前透镜组包括最靠近物方的第一透镜；所述后透镜组包括最靠近像方的第七透镜；所述第一透镜的物方侧表面到所述第七透镜的像方侧表面的距离为L1，所述第一透镜的物方侧表面到成像面的距离为L2，L1与L2的比值满足：L1/L2≤0.6。本申请实施例提供的投影镜头，具有体积小、畸变小及解析力高的特点，利于实现整个投影装置的小型化，而且在投影镜头尺寸较小的情况下可以具有较大的后焦长度。

Description

投影镜头以及投影装置

技术领域

本申请实施例涉及投影成像技术领域，更具体地，本申请实施例涉及一种投影镜头以及投影装置。

背景技术

随着市场环境的不断变化，各种造型的投影机也在不断涌现，在提高性能的同时投影机体积也越来越小巧紧凑，这就对其中的投影镜头提出了新的挑战。

传统的投影镜头因为投影机尺寸较大，普遍光学总长较长，这就无法适应当前的微型/小型投影机造型需求。除此之外，为了提高投影分辨率，在镜片组与分光器件之间设计增加了振镜，使得投影镜头的分辨率得以提高。但是，振镜的加入使得投影镜头的后焦需要预留更多的结构空间，增加了镜头的后焦距长度，使得投影镜头体积随着增大，也增加了投影镜头小型化的设计难度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种投影镜头以及投影装置的新技术方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种投影镜头，所述投影镜头由物方到像方沿同一光轴包括前透镜组、后透镜组及光阑，其中，所述光阑位于所述前透镜组与所述后透镜组之间；

所述前透镜组包括最靠近物方的第一透镜；

所述后透镜组包括最靠近像方的第七透镜；

所述第一透镜的物方侧表面到所述第七透镜的像方侧表面的距离为L1，所述第一透镜的物方侧表面到成像面的距离为L2，L1与L2的比值满足：L1/L2≤0.6。

可选地，所述投影镜头满足：H/L2＞0.165，其中，H为所述投影镜头的成像像圆的直径。

可选地，所述投影镜头满足：L2/F＜7.5，其中，F为所述投影镜头的有效焦距。

可选地，所述投影镜头满足：D/L2＜0.3，其中，D为所述第一透镜的有效光学口径。

可选地，所述投影镜头的光圈值FNO设置为：FNO≤1.8。

可选地，所述第一透镜及所述第七透镜的表面设置为非球面。

可选地，所述前透镜组还包括相邻设置的第二透镜及第三透镜；

所述第二透镜和所述第三透镜相邻的两个表面胶合形成第一胶合镜组，所述第一胶合镜组的光焦度为正；

所述第一胶合镜组位于所述第一透镜与所述光阑之间。

可选地，所述第一透镜的光焦度为负，所述第一透镜的两个表面为偶数非球面，所述第一透镜的光学阿贝数＞50。

可选地，所述第二透镜的光焦度为负，所述第三透镜的光焦度为正。

可选地，所述后透镜组还包括第四透镜、第五透镜及第六透镜；

其中，所述第四透镜靠近所述光阑设置，所述第四透镜与所述第五透镜为相邻且胶合设置，所述第四透镜和所述第五透镜相邻的两个表面胶合形成第二胶合镜组，所述第二胶合镜组的光焦度为正；

所述第六透镜位于所述第二胶合镜组与所述第七透镜之间，所述第六透镜为双凸透镜。

可选地，所述第七透镜的光焦度为正，所述第七透镜的两个表面为偶数非球面，所述第七透镜的光学阿贝数＞50。

可选地，所述第四透镜的光焦度为正，所述第五透镜的光焦度为负；

所述第六透镜的光焦度为正。

可选地，所述投影镜头还包括光学抖动器件及分光器件，所述光学抖动器件及所述分光器件沿所述光轴依次排布在所述后透镜组与所述成像面之间；其中，所述光学抖动器件包括振镜。

第二方面，本申请提供了一种投影装置。所述投影装置包括：

壳体；以及

如上所述的投影镜头，所述投影镜头设置于所述壳体。

根据本申请实施例，提供了一种投影镜头，该投影镜头的光学结构设计较为简单，整个投影镜头的体积小、分辨率高，有效解决现有投影机的投影镜头尺寸过大的问题；而且，在投影镜头尺寸较小的情况下，能使得投影镜头的后焦长度较大，可将振镜等光学元件加入投影镜头的后焦。

通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。

图1为本申请实施例提供的投影镜头的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的投影镜头的结构示意图之二；

图3为实施例1提供的投影镜头的调制传递函数图；

图4为实施例1提供的投影镜头的点列图；

图5为实施例1提供的投影镜头的场曲与畸变图；

图6为实施例1提供的投影镜头的垂轴色差图；

图7为实施例2提供的投影镜头的调制传递函数图；

图8为实施例2提供的投影镜头的点列图；

图9为实施例2提供的投影镜头的场曲与畸变图；

图10为实施例2提供的投影镜头的垂轴色差图；

图11为实施例3提供的投影镜头的调制传递函数图；

图12为实施例3提供的投影镜头的点列图；

图13为实施例3提供的投影镜头的场曲与畸变图；

图14为实施例3提供的投影镜头的垂轴色差图。

附图标记说明：

10、前透镜组；11、第一透镜；12、第二透镜；13、第三透镜；20、后透镜组；21、第四透镜；22、第五透镜；23、第六透镜；24、第七透镜；30、光阑；40、光学抖动器件；50、分光器件；60、透光保护器件；70、图像源；S1、第一表面；S2、第二表面；S3、第三表面；S4、第四表面；S5、第五表面；S6、第六表面；S7、第七表面；S8、第八表面；S9、第九表面；S10、第十表面；S11、第十一表面；S12、第十二表面。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本申请实施例提供了一种投影镜头，其可以应用于投影装置中，该投影镜头的体积及尺寸较小，分辨率较高，满足投影装置小型化的发展趋势。

在本申请的实施例中，如图1和图2所示，所述投影镜头由物方到像方沿同一光轴包括：前透镜组10、后透镜组20及光阑30，其中，所述光阑30位于所述前透镜组10与所述后透镜组20之间；

所述前透镜组10包括最靠近物方的第一透镜11；

所述后透镜组20包括最靠近像方的第七透镜24；

所述第一透镜11的物方侧表面到所述第七透镜24的像方侧表面的距离为L1，所述第一透镜11的物方侧表面到成像面的距离为L2，则设置L1与L2的比值满足：L1/L2≤0.6。

上述实施例提供的投影镜头，其对应的光学结构设计为以光阑30为界，可以包括两个透镜组：其中一个透镜组为前透镜组10，将其靠近物方设置；而其中的另一个透镜组为后透镜组20，将其靠近像方设置。

当然，在投影镜头中还可以设置有其他光学元件如振镜、棱镜等。

需要说明的是，在上述的实施例中，像方是指投影过程中，投影图像(或称投影画面)的光源所在的一侧，如图1和图2中最右侧示出的图像源70。其中的物方是指投影图像成像于投影面(例如为墙面)所在的一侧，如图1和图2中最左侧。

本申请实施例的投影镜头，在后透镜组20背离所述光阑30的一侧还可以设置光源，如显示器/显示屏幕，其可以发射投影光线。

其中，上述实施例中的光阑30例如为孔径光阑。所述光阑30可用于控制所述投影镜头的通光孔径。具体地，本申请的实施例中，在所述前透镜组10与所述后透镜组20之间的合适位置处设置光阑30(STOP)，可以在有效压缩所述投影镜头中第一透镜11口径的同时，尽量的增大通光量，从而使投影光线的成像可以更加清晰。而且，压缩所述第一透镜11的口径还利于减小形成的投影镜头的体积和重量，还能在一定程度上降低投影镜头的成本。

通常，上述的光阑30的孔径为一个固定值。当然，为了灵活调整成像清晰度，使投影镜头能够更好的适应高低分辨率的切换，还可以将光阑30设置为可以调整孔径大小的方式。

投影光线例如由显示器发出，可以自像方朝向物方发射，依次经过所述后透镜组20、所述光阑30及所述前透镜组10之后，最终输出至物方的投影面上，从而可以呈现出投影图像。

根据本申请实施例，提供了一种投影镜头，该投影镜头的光学结构设计较为简单，整个投影镜头的体积小、分辨率高，有效解决现有投影机的投影镜头尺寸过大的问题；而且，在投影镜头尺寸较小的情况下，能使得投影镜头的后焦长度较大，可将振镜等光学元件加入投影镜头的后焦。这样就可以减小整个投影镜头体积和重量。

本申请实施例提供的投影镜头，能在体积/尺寸设计为较小的情况下，通过调整光学参数，例如控制所述第一透镜11的物方侧表面到所述第七透镜24的像方侧表面的距离L1与所述第一透镜11的物方侧表面到成像面的距离L2之间的比值满足该关系L1/L2≤0.6，进而控制形成的投影镜头在有限的体积下具有足够大的后焦长度，这样就可以在有限的尺寸内放下增设的如振镜等光学元件。在投影镜头中加入振镜可以提升分辨率。

需要说明的是，若L1/L2的值超过上述范围，例如L1/L2为0.7或者0.8，甚至更大，则形成的所述投影镜头的后焦长度就会比较小，也就没有足够的结构空间放入上述的振镜等光学元件。

可见，本申请实施例中设计的光学参数，使得所述投影镜头在保证小尺寸的情况下可以拥有较大的后焦长度，便可以在不影响投影镜头小尺寸设计的情况下引入振镜，以提高投影镜头的分辨率。使得最终形成的投影镜头具有体积小、重量轻以及分辨率高的优点。

在本申请的一些示例中，所述投影镜头满足：H/L2＞0.165，其中，H为所述投影镜头的成像像圆的直径。

通常，随着投影镜头尺寸/体积的减小，所搭配的微显示器芯片(即发光芯片)尺寸也会比较小如在0.2英寸以下，这可能会导致投影镜头的成像像圆的直径H较小，进而影响投影镜头的视场角和成像品质。

在本申请上述的示例中，通过光学参数的全新设计，在所述投影镜头尺寸受限的情况下，可以尽量的将所述投影镜头的成像像圆的直径H的尺寸设计的比较大，从而可以匹配例如0.2英寸～0.3英寸的数字微镜元件(DMD)或者其他发光芯片，这利于扩大所述投影镜头的视场角及成像质量。

其中，所述投影镜头还可以包括图像源70(IMAGE)，所述图像源70例如为DMD或LCOS等微显示芯片。具体地，所述图像源70位于所述后透镜组20背离所述光阑30的一侧，所述图像源70可以用于投射投影光线。

本申请实施例的投影镜头，形成的光学结构能够匹配0.2英寸～0.3英寸的数字微镜元件(Digital Micromirror Device，DMD)使用，在保证投影显示效果较佳的同时，不会增加整个投影镜头的尺寸。使得本申请实施例提供的投影镜头尺寸小、结构更为紧凑，有利于实现投影装置的小型化。

DMD是由很多矩阵排列的数字微镜元件组成，工作时每个微反射镜都能够朝正反两个方向进行偏转并锁定，从而使光线按既定的方向进行投射，并且以数万赫兹的频率进行摆动，将来自照明光源的光束通过微反射镜的翻转反射进入投影镜头成像在屏幕上。DMD具有分辨率高，信号无需数模转换等优点。

在本申请的一些示例中，所述投影镜头满足：L2/F＜7.5，其中，F为所述投影镜头的有效焦距。

通过控制所述投影镜头中所述第一透镜11的物方侧表面(参见图2中示出的第一表面S1)到成像面的距离L2与所述投影镜头的有效焦距F的比值在上述范围内，可以控制减小所述第一透镜11的曲率半径及焦距，从而可以适当的减小所述第一透镜11的尺寸及重量，从而利于减小整个投影镜头的体积及重量，同时能保证投影成像的品质较佳。

例如，所述第一透镜11设计为弯月型非球面透镜。所述第一透镜11为负透镜，应用在本申请实施例的投影镜头中能够有效的降低畸变和场曲相差。

所述投影镜头在使用状态下，所述第一透镜11为所述投影镜头最前端的镜片，随着所述第一透镜11的尺寸减小，压缩了所述投影镜头前端口径。

在本申请的一些示例中，所述投影镜头满足：D/L2＜0.3，其中，D为所述第一透镜11的有效光学口径。

上述示例中的光学参数设计范围，也是在一定程度上控制减小了所述第一透镜11的口径及焦距，同时保证了最终投影成像的分辨率。这利于使形成的投影镜头在兼具体积小及重量轻的同时却能具有极佳的成像效果。

在本申请的一些示例中，所述投影镜头的光圈值FNO设置为：FNO≤1.8。

所述投影镜头的光圈值FNO用于控制通光量。

具体而言，FNO值越小通光量越多。也就是说，所述光圈值FNO会影响所述投影镜头的成像亮度。

在本申请的示例中，设计所述投影镜头的光圈值FNO为不大于1.8，其可以保证整个投影镜头的出光亮度较高，光能损失较少。最终投影出的画面亮度较高，视觉体验感较佳。

需要说明的是，若将所述投影镜头的光圈值FNO设计的比较大，例如为2.0，会导致投影成像的画面亮度很低，不能满足投影画面的成像质量要求。

在本申请的一些示例中，如图1和图2所示，所述第一透镜11及所述第七透镜24的表面设置为非球面。

在所述投影镜头中，所述第一透镜11设计为最接近物方的镜片，可以将所述第一透镜11设计为非球面负透镜，能够有效降低畸变和场曲像差，压缩投影镜头前端口径。

在所述投影镜头中，所述第七透镜24设计为最近接像方的镜片，采用非球面的面型设计能够有效校正剩余像差，压缩所述投影镜头的光学总长，同时保证投影出的画面的像质。

可选的是，参见图2，所述第一透镜11的两个表面例如：第一表面S1和第二表面S2均设置为偶数非球面；其中，所述第一表面S1为所述第一透镜11的物方侧表面，所述第二表面S2为所述第一透镜11的像方侧表面。

可选的是，参见图2，所述第七透镜24的两个表面例如：第十一表面S11和第十二表面S12均设置为偶数非球面；其中，所述第十一表面S11为所述第七透镜24的物方侧表面，所述第十二表面S12为所述第七透镜24的像方侧表面。

其中，所述第一透镜11和所述第七透镜24的面型为偶数非球面面型，该面型满足如下公式：

Z＝cy²/{1+[1-(1+k)c²y²]^1/2}+a₁y²+a₂y⁴+a₃y⁶+a₄y⁸+a₅y¹⁰+a₆y¹²+a₇y¹⁴+a₈y¹⁶；

其中：c为半径所对应的曲率，y为径向坐标(其单位与透镜长度单位相同)，k为圆锥二次曲线系数。

当k＜-1时，面型曲线为双曲线。当k＝-1时，面型曲线为抛物线。当k介于-1到0之间时，面型曲线为椭圆。当k＝0时，面型为圆形。当k＞0时，面型为扁圆型曲线。a₁至a₈分别表示各径向坐标所对应的系数，通过以上参数可以精确设定透镜成像光学表面的非球面的形状尺寸。

在本申请的一些示例中，参见图1及图2，所述前透镜组10除了包括上述的第一透镜11之外，所述前透镜组10还可以包括相邻设置的第二透镜12及第三透镜13；所述第二透镜12和所述第三透镜13相邻的两个表面胶合形成第一胶合镜组，所述第一胶合镜组的光焦度为正；所述第一胶合镜组位于所述第一透镜11与所述光阑30之间。

也就是说，本申请的示例中设计，所述前透镜组10可以包括三个透镜，分别为沿同一光轴依次设置的第一透镜11、第二透镜12及第三透镜13。

在上述示例的前透镜组10中：所述第二透镜12和所述第三透镜13胶合，形成的第一胶合镜组被设计放置在所述光阑30的一侧，所述第二透镜12和所述第三透镜13相互配合可用以调整光学入射角度并降低光学畸变，同时二者胶合还可以有效降低色差。

参见图2，所述第二透镜12和所述第三透镜13胶合的面形成第四表面S4，二者形成具有正光焦度的第一胶合镜组。例如，所述第二透镜12为负透镜，可以进一步校正入射光线畸变；所述第三透镜13为正透镜，可以校正场曲像差；如此，所述第二透镜12和所述第三透镜13采用正负透镜胶合，在材质上可以采用光学阿贝数高低结合的方式，降低投影镜头的垂轴色差和轴向色差。

此外，通过镜片胶合可以有效减少所需的结构空间，减少投影镜头的体积。

可选的是，参见图1，所述第一透镜11的光焦度为负，所述第一透镜11的两个表面为偶数非球面，所述第一透镜11的光学阿贝数＞50。

例如，参见图2，所述第一透镜11为具有负光焦度的弯月型非球面镜片，其第一表面S1为凸面，其第二表面S2为凹面。所述第一透镜11采用弯月负透镜可以快速偏转光线。所述第一透镜11采用光学阿贝数>50的镜片材质有利于降低色差。非球面面型可以有效校正光学畸变并减少投影镜头前端口径。

其中，所述第一透镜11的材质例如可以是玻璃材料。这有利于进一步降低畸变，提高镜片的防刮性能，并改善温度稳定性。

可选的是，所述第二透镜12的光焦度为负，所述第三透镜13的光焦度为正。

例如，参见图2，所述第二透镜12为具有负光焦度的球面透镜，其靠近物方的表面为第三表面S3，其靠近像方的表面为第四表面S4。

具体地，参见图2，所述第三透镜13为具有正光焦度的球面透镜，其靠近物方的表面与所述第二透镜12的第四表面S4胶合在一起，其靠近像方的表面为第五表面S5。也可以理解为，所述第二透镜12和所述第三透镜13胶合的面形成第四表面S4。

在本申请实施例提供的投影镜头中，所述第二透镜12与所述第三透镜13可以形成具有正光焦度的第一胶合镜组。所述第二透镜12为负透镜，可以进一步校正入射光线畸变。所述第三透镜13为正透镜，可以校正场曲像差。如此，所述第二透镜12和所述第三透镜13采用正负透镜胶合，在材质上可以采用光学阿贝数高低结合的方式，降低所述投影镜头的垂轴色差和轴向色差。

在本申请的一些示例中，参见图1及图2，所述后透镜组20除了包括前述的第七透镜24之外，所述后透镜组20还包括第四透镜21、第五透镜22及第六透镜23；其中，所述第四透镜21靠近所述光阑30设置，所述第四透镜21与所述第五透镜22为相邻且胶合设置，所述第四透镜21和所述第五透镜22相邻的两个表面胶合形成第二胶合镜组，所述第二胶合镜组的光焦度为正；所述第六透镜23位于所述第二胶合镜组与所述第七透镜24之间，所述第六透镜23为双凸透镜。

在所述投影镜头中，将所述光阑30设计位于所述第三透镜13和所述第四透镜21之间，在保持大孔径通光的同时降低了所述第一透镜11的光学有效口径。在所述光阑30的两侧分别设置有胶合镜组。具体而言，在所述光阑30的一侧设置有由所述第二透镜12及所述第三透镜13胶合形成的第一胶合镜组，在所述光阑30的另一侧设置有由所述第四透镜21及所述第五透镜胶合形成的第二胶合镜组。

所述第四透镜21和所述第五透镜22胶合后有效降低光学球差和轴向色差。

例如，所述第六透镜23为双凸正透镜，折转光线使得投影镜头出光为远心光路，能够满足投影出光需求。

例如，所述第七透镜24采用非球面透镜，其能够有效校正剩余像差，压缩投影镜头的光学总长，以此来保证投影成像的画面像质。

通过以上组合，可以使得形成的所述投影镜头在满足高解析力、小畸变的同时，有效减小了投影镜头的光学总长，满足投影机小型化及轻量化设计趋势。

可选的是，所述第七透镜24的光焦度为正，所述第七透镜24的两个表面为偶数非球面，所述第七透镜24的光学阿贝数＞50。

参见图2，所述第七透镜24例如为具有正光焦度的双凸型非球面透镜，其靠近物方的表面为第十一表面S11，该第十一表面S11为凸面，所述第七透镜24靠近像方的表面为第十二表面S12，该第十二表面S12也为凸面。所述第七透镜24可用于会聚光线，校正剩余像差，并压缩投影镜头的体积，采用非球面面型可以大幅增强校正能力。

所述第七透镜24采用光学阿贝数>50的镜片材质用以进一步降低色差。

此外，所述第七透镜24镜片材质例如采用玻璃材料，可以进一步提高像差校正能力，并大幅提高镜头的温度稳定性，改善热虚焦现象。

可选的是，所述第四透镜21的光焦度为正，所述第五透镜22的光焦度为负；所述第六透镜23的光焦度为正。

参见图2，所述第四透镜21例如为具有正光焦度的弯月型球面透镜，其包括靠近物方的第六表面S6及靠近像方的第七表面S7，所述第六表面S6可以为凹面，所述第七表面S7可以为凸面。

其中，所述第五透镜22例如为具有负光焦度的弯月形球面透镜，其包括靠近物方的表面，该表面为凹面与所述第四透镜21的第七表面S7胶合在一起，所述第五透镜22还包括靠近像方的第八表面S8，所述第八表面S8为凸面。

所述第四透镜21和所述第五透镜22胶合形成具有正光焦度的胶合透镜，可以有效降低球差和轴向色差，并减少场曲像差。

所述第六透镜23例如为具有正光焦度的双凸型球面透镜，其包括靠近物方的第九表面S9及靠近像方的第十表面S10，所述第九表面S9及所述第十表面S10均设计为凸面。所述第六透镜23可以折转并会聚光线，能够降低所述投影镜头出射光线角度，提高远心度，校正彗差及像散像差。此外，所述第六透镜23采用光学阿贝数>50的镜片材质可以降低色差。

在本申请的一些示例中，所述投影镜头还包括光学抖动器件40及分光器件50，所述光学抖动器件40及所述分光器件50沿所述光轴依次排布在所述后透镜组20与所述成像面之间；其中，所述光学抖动器件40包括振镜。

本申请实施例提供的投影镜头，在后焦部分具有足够的结构空间，在其中引入了光学抖动器件40，该光学抖动器件40在工作时可以提高投影镜头的分辨率。需要说明的是，本申请的光学方案在增加光学抖动器件40的情况下，可以缩小投影镜头的体积，同时还兼具良好的投影成像品质。

此外，分光器件50(PRISM)例如为TIR或RTIR棱镜，其在光程上相等。

参见图1及图2，在分光器件50与图像源70之间还可以设置有透光保护器件60。可选的是，所述透光保护器件60为保护玻璃。

其中，所述图像源70(IMAGE)例如为DMD或LCOS等微显示芯片。

在本申请的一个具体例子中，所述投影镜头由物方到像方沿同一光轴依次包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、光阑30、第四透镜21、第五透镜22、第六透镜23、第七透镜24、光学抖动器件40、分光器件50、透光保护器件60以及图像源70；其中：

所述第一透镜11为具有负光焦度的弯月型非球面透镜，光学阿贝数>50；

所述第二透镜12为具有负光焦度的球面玻璃透镜，光学阿贝数>50；

所述第三透镜13为具有正光焦度的球面玻璃透镜，光学阿贝数<35；

所述第四透镜21为具有正光焦度的弯月型球面玻璃透镜，光学阿贝数>50；

所述第五透镜22为具有负光焦度的弯月型球面玻璃透镜；

所述第六透镜23为具有正光焦度的双凸型球面玻璃透镜,光学阿贝数>50；

所述第七透镜24为具有正光焦度的双凸型非球面透镜，光学阿贝数>50；

所述第二透镜12和所述第三透镜12胶合成为具有正光焦度的第一胶合镜组；所述第四透镜21和所述第五透镜22胶合成为具有正光焦度的第二胶合镜组；

所述光学抖动器件40为振镜；

所述第一透镜11的物方侧表面到所述第七透镜24的像方侧表面的距离为L1，所述第一透镜11的物方侧表面到成像面的距离为L2，L1与L2的比值满足：L1/L2≤0.6；

所述投影镜头满足：H/L2＞0.165，其中，H为所述投影镜头的成像像圆的直径；

所述投影镜头满足：L2/F＜7.5，其中，F为所述投影镜头的有效焦距；

所述投影镜头满足：D/L2＜0.3，其中，D为所述第一透镜的有效光学口径；

所述投影镜头的光圈值FNO设置为：FNO≤1.8。

本申请提供的投影镜头采用球面镜片、非球面镜片及胶合镜片相互匹配使用，在满足光学性能的要求上，有效减小了投影镜头的总长度，形成的整个投影镜头具有体积小、畸变小及解析力高的特点。

为了进一步优化投影镜头的性能，以下采用三个例子进行说明。

实施例1

本申请实施例1提供的投影镜头由物方到像方沿同一光轴依次包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、光阑30、第四透镜21、第五透镜22、第六透镜23、第七透镜24、光学抖动器件40、分光器件50、透光保护器件60以及图像源70；其中，各镜片相关参数如表1所示：

表1

实施例1中所述第一透镜11和所述第七透镜24的非球面系数如表2所示：

表2

实施例1中各主要参数如表3所示：

表3

L1(mm)	L2(mm)	H(mm)	F(mm)	D(mm)	FNO.	L1/L2	H/L2	L2/F	D/L2
										25.51	43.813	8	6.3	11.6	1.7	0.58	0.182	6.95	0.265

本实施例1提供的投影镜头的MTF曲线图、点列图、场曲畸变、垂轴色差分别如图3、图4、图5及图6所示。

本实施例1采用的图像源像素大小为5.4μm，对应的设计分辨率为93lp/mm。

从图3示出的MTF曲线图可以看出：本实施例1提出的投影镜头中心视场在93lp/mm处MTF＞0.6，最大视场MTF>0.4，可满足发光芯片MTF>0.3的设计需求。

图4为本实施例1提出的投影镜头的点列图，其中RMS半径为4.1μm，在1个像素以内，保证解析锐利。

图5为本实施例1提出的投影镜头的场曲畸变图，场曲畸变中光学畸变≤1％，成像画面无明显变形。

图6为本实施例1提出的投影镜头的垂轴色差图，垂直色差最大3μm，在1个像素以内，图像无彩边现象。

本实施例1可适用于图像源70为0.23英寸的数字微镜元件(DMD)，投影镜头投射比1.2，光圈值FNO为1.7。

实施例2

本申请实施例2提供的投影镜头由物方到像方沿同一光轴依次包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、光阑30、第四透镜21、第五透镜22、第六透镜23、第七透镜24、光学抖动器件40、分光器件50、透光保护器件60以及图像源70；其中，各镜片相关参数如表4所示：

表4

实施例2中所述第一透镜11和所述第七透镜24的非球面系数如表5所示：

表5

实施例2中各主要参数如表6所示：

表6

L1(mm)	L2(mm)	H(mm)	F(mm)	D(mm)	FNO	L1/L2	H/L2	L2/F	D/L2
										22.59	40.343	7	5.66	10	1.7	0.56	0.173	7.13	0.247

本实施例2提供的投影镜头的MTF曲线图、点列图、场曲畸变、垂轴色差分别如图7、图8、图9及图10所示。

本实施例2采用的图像源像素大小为5.4μm，对应的设计分辨率为93lp/mm。

从图7示出的MTF曲线图可以看出：本实施例2提出的投影镜头中心视场在93lp/mm处MTF＞0.55，最大视场MTF>0.4，可满足发光芯片MTF>0.3的设计需求。

图8为本实施例2提出的投影镜头的点列图，其中RMS半径为3.7μm，在1个像素以内，保证解析锐利。

图9为本实施例2提出的投影镜头的场曲畸变图，场曲畸变中光学畸变≤1％，成像画面无明显变形。

图10为本实施例2提出的投影镜头的垂轴色差图，垂直色差最大3.3μm，在1个像素以内，图像无彩边现象。

本实施例2可适用于图像源70为0.2英寸的数字微镜元件(DMD)，投影镜头投射比1.2，光圈值FNO为1.7。

实施例3

本申请实施例3提供的投影镜头由物方到像方沿同一光轴依次包括：第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、光阑30、第四透镜21、第五透镜22、第六透镜23、第七透镜24、光学抖动器件40、分光器件50、透光保护器件60以及图像源70；其中，各镜片相关参数如表7所示：

表7

实施例3中所述第一透镜11和所述第七透镜24的非球面系数如表8所示：

表8

实施例3中各主要参数如表9所示：

表9

L1(mm)	L2(mm)	H(mm)	F(mm)	D(mm)	FNO	L1/L2	H/L2	L2/F	D/L2
										25.97	44.26	8	5.96	11.5	1.8	0.587	0.181	7.43	0.26

本实施例3提供的投影镜头的MTF曲线图、点列图、场曲畸变、垂轴色差分别如图11、图12、图13及图14所示。

本实施例3采用的图像源像素大小为5.4μm，对应的设计分辨率为93lp/mm。

从图11示出的MTF曲线图可以看出：本实施例3提出的投影镜头中心视场在93lp/mm处MTF＞0.58，最大视场MTF>0.4，可满足发光芯片MTF>0.3的设计需求。

图12为本实施例3提出的投影镜头的点列图，其中RMS半径为5μm，在1个像素以内，保证解析锐利。

图13为本实施例3提出的投影镜头的场曲畸变图，场曲畸变中光学畸变≤1％，成像画面无明显变形。

图14为本实施例3提出的投影镜头的垂轴色差图，垂直色差最大2.9μm，在1个像素以内，图像无彩边现象。

本实施例3可适用于图像源70为0.23英寸的数字微镜元件(DMD)，投影镜头投射比1.15，光圈值FNO为1.8。

本申请实施例还提供了一种投影装置，所述投影装置包括壳体，及如上所述的投影镜头，所述投影镜头设置于所述壳体。

其中的投影镜头的具体结构可参见上述的各个实施例。

由于本申请的投影装置采用上述所有实施例的投影镜头，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种投影镜头，其特征在于，所述投影镜头由物方到像方沿同一光轴包括前透镜组(10)、后透镜组(20)及光阑(30)，其中，所述光阑(30)位于所述前透镜组(10)与所述后透镜组(20)之间；

所述前透镜组(10)包括最靠近物方的第一透镜(11)；

所述后透镜组(20)包括最靠近像方的第七透镜(24)；

所述第一透镜(11)的物方侧表面到所述第七透镜(24)的像方侧表面的距离为L1，所述第一透镜(11)的物方侧表面到成像面的距离为L2，L1与L2的比值满足：L1/L2≤0.6。

2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足：H/L2＞0.165，其中，H为所述投影镜头的成像像圆的直径。

3.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足：L2/F＜7.5，其中，F为所述投影镜头的有效焦距。

4.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足：D/L2＜0.3，其中，D为所述第一透镜(11)的有效光学口径。

5.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的光圈值FNO设置为：FNO≤1.8。

6.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜(11)及所述第七透镜(24)的表面设置为非球面。

7.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述前透镜组(10)还包括相邻设置的第二透镜(12)及第三透镜(13)；

所述第二透镜(12)和所述第三透镜(13)相邻的两个表面胶合形成第一胶合镜组，所述第一胶合镜组的光焦度为正；

所述第一胶合镜组位于所述第一透镜(11)与所述光阑(30)之间。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜(11)的光焦度为负，所述第一透镜(11)的两个表面为偶数非球面，所述第一透镜(11)的光学阿贝数＞50。

9.根据权利要求7所述的投影镜头，其特征在于，所述第二透镜(12)的光焦度为负，所述第三透镜(13)的光焦度为正。

10.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述后透镜组(20)还包括第四透镜(21)、第五透镜(22)及第六透镜(23)；

其中，所述第四透镜(21)靠近所述光阑(30)设置，所述第四透镜(21)与所述第五透镜(22)为相邻且胶合设置，所述第四透镜(21)和所述第五透镜(22)相邻的两个表面胶合形成第二胶合镜组，所述第二胶合镜组的光焦度为正；

所述第六透镜(23)位于所述第二胶合镜组与所述第七透镜(24)之间，所述第六透镜(23)为双凸透镜。

11.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第七透镜(24)的光焦度为正，所述第七透镜(24)的两个表面为偶数非球面，所述第七透镜(24)的光学阿贝数＞50。

12.根据权利要求10所述的投影镜头，其特征在于，所述第四透镜(21)的光焦度为正，所述第五透镜(22)的光焦度为负；

所述第六透镜(23)的光焦度为正。

13.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头还包括光学抖动器件(40)及分光器件(50)，所述光学抖动器件(40)及所述分光器件(50)沿所述光轴依次排布在所述后透镜组与所述成像面之间；

其中，所述光学抖动器件(40)包括振镜。

14.一种投影装置，其特征在于，所述投影装置包括：

壳体；以及

如权利要求1至13中任一项所述的投影镜头，所述投影镜头设置于所述壳体。

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