CN114200647A - 镜头、投影光机及增强现实设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种镜头、投影光机及增强现实设备。所述镜头包括沿所述光信号传输方向依次排布的：具有光焦度的第一透镜；具有光焦度的第二透镜，所述第一透镜与所述第二透镜组成第一胶合透镜；具有负光焦度的第三透镜；具有正光焦度的第四透镜，所述第三透镜与所述第四透镜组成第二胶合透镜；以及具有正光焦度的第五透镜。本申请实施例的镜头具有较小的尺寸。

Description

镜头、投影光机及增强现实设备

技术领域

本申请涉及电子领域，具体涉及一种镜头、投影光机及增强现实设备。

背景技术

增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。增强现实设备不仅可以使佩戴者看到现实的事物，还可以看到虚拟的图像。然而，现有的增强现实设备的投影光机的尺寸相对较大，不利于增强现实设备的小型化、轻薄化。

发明内容

针对上述问题，本申请实施例提供一种镜头，其具有较小的尺寸。

本申请第一方面实施例提供了一种镜头，所述镜头用于对光信号进行调制，所述镜头包括沿所述光信号传输方向依次排布的：

具有光焦度的第一透镜；

具有光焦度的第二透镜，所述第一透镜与所述第二透镜组成第一胶合透镜；

具有负光焦度的第三透镜；

具有正光焦度的第四透镜，所述第三透镜与所述第四透镜组成第二胶合透镜；以及

具有正光焦度的第五透镜。

本申请第二方面实施例提供了一种投影光机，其包括：

显示器，用于出射光信号，所述光信号包括图像信息；

本申请实施例所述的镜头，所述镜头设置于所述显示器的显示面，且所述第一透镜相较于所述第五透镜靠近所述显示器设置，所述镜头用于对所述光信号进行调制，以对所述图像信息进行投影。

本申请第三方面实施例提供一种增强现实设备，其包括：

显示器，所述显示器用于出射光信号，所述光信号包括图像信息；

本申请实施例所述的镜头，所述镜头设置于所述显示器的显示面，且所述第一透镜相较于所述第五透镜靠近所述显示器设置，所述镜头用于对所述光信号进行调制；以及

光波导件，所述光波导件设置于所述镜头背离所述显示器的一侧，用于将经所述镜头调制后的所述光信号传输。

本申请实施例的镜头采用五片透镜即可实现对光信号的调制，相较于当前的六片式、七片式等镜头具有更小的光学总长，从而具有更小的尺寸。此外，本实施例的镜头包括第一胶合透镜及第二胶合透镜，采用两组胶合透镜，可以更好的简化镜头的组装工艺，进一步降低镜头的光学总长。再者，通过胶合透镜可以更好的实现出瞳口径的增加，提高镜头整体的出光亮度，使得经所述镜头调制之后投影的图像的亮度更高、品质更好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请一实施例的镜头的结构示意图。

图2是本申请又一实施例的镜头的结构示意图。

图3是本申请一实施例的投影光机的结构示意图。

图4是本申请又一实施例的投影光机的结构示意图。

图5是本申请一实施例的显示器的结构示意图。

图6是本申请实施例1的投影光机中镜头的调制传递函数图。

图7是本申请实施例1的投影光机中镜头的场曲图。

图8是本申请实施例1的投影光机中镜头的畸变曲线图。

图9是本申请实施例1的投影光机中镜头的离焦曲线图。

图10是本申请实施例2的投影光机中镜头的调制传递函数图。

图11是本申请实施例2的投影光机中镜头的场曲图。

图12是本申请实施例2的投影光机中镜头的畸变曲线图。

图13是本申请实施例2的投影光机中镜头的离焦曲线图。

图14是本申请一实施例的增强现实设备的结构示意图。

附图标记说明：

100-镜头，L1-第一透镜，S1-第一入光面，S2-第一出光面，L2-第二透镜，S3-第二入光面，S4-第二出光面，L3-第三透镜，S5-第三入光面，S6-第三出光面，L4-第四透镜，S7-第四入光面，S8-第四出光面，L5-第五透镜，S9-第五入光面，S10-第五出光面，10-第一胶合透镜，30-第二胶合透镜，50-光阑，200-投影光机，210-显示器，211-显示面，213-发光单元，215-玻璃盖板，300-增强现实设备，310-光波导件。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

需要说明的是，为便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。

本申请实施例提供一种镜头100，该镜头100为微型投影镜头，该镜头100可以应用于增强现实设备300(AR设备，如图14所示)例如增强现实眼镜(AR眼镜)、增强现实头盔、增强现实面罩等，其用于对显示器210(如图3至图5所示)出射的光信号(光信号包括图像信息)进行调制，以使得同一个像素点出射的不同视场角的光线，经过所述镜头100调制后，以平行光的形式出射，以将所述光信号中的图像信息在无穷远的位置，以便肉眼可以观看到。

请参见图1及图2，本申请实施例提供的镜头100包括沿光信号(即光线)传输方向依次排布的：具有光焦度的第一透镜L1；具有光焦度的第二透镜L2，所述第一透镜L1与所述第二透镜L2组成第一胶合透镜10；具有负光焦度的第三透镜L3；具有正光焦度的第四透镜L4，所述第三透镜L3与所述第四透镜L4组成第二胶合透镜30；以及具有正光焦度的第五透镜L5。换言之，所述镜头100包括沿光信号传输方向依次排布的第一胶合透镜10、第二胶合透镜30及第五透镜L5。

“光焦度(focal power)”等于像方光束会聚度与物方光束会聚度之差，它表征光学系统偏折光线的能力。

“胶合透镜”指一个透镜的出光面与另一个透镜的入光面胶合在一起的透镜。

所述第一透镜L1与所述第二透镜L2组成第一胶合透镜10；换言之，所述第一胶合透镜10包括第一透镜L1及第二透镜L2，所述第一透镜L1的出光面与第二透镜L2的入光面胶合在一起。

所述第三透镜L3与所述第四透镜L4组成第二胶合透镜30；换言之，所述第二胶合透镜30包括第三透镜L3及第四透镜L4，所述第三透镜L3的出光面与第四透镜L4的入光面胶合在一起。

可选地，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5同轴设置，镜头100具有光轴，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5分别绕光轴旋转对称。

光信号自第一透镜L1背离第二透镜L2的一侧进入所述镜头100后，依次穿过第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5的分散或会聚之后，从第五透镜L5背离第四透镜L4的表面以平行光的形式出射，从而实现对光信号的调制。

本申请实施例的镜头100采用五片透镜即可实现对光信号的调制，相较于当前的六片式、七片式等镜头100具有更小的光学总长，从而具有更小的尺寸。此外，本实施例的镜头100包括第一胶合透镜10及第二胶合透镜30，采用两组胶合透镜，可以更好的简化镜头100的组装工艺，进一步降低镜头100的光学总长。再者，通过胶合透镜可以更好的实现出瞳口径的增加，提高镜头100整体的出光亮度，使得经所述镜头100调制之后投影的图像的亮度更高、品质更好。

在一些实施例中，所述镜头100满足关系式：tan(FOV/2)/TTL>0.021mm^-1，其中，FOV为所述镜头100的对角线方向视场角(即最大视场角)，TTL为所述镜头100的光学总长(Total Track Length)。具体地，tan(FOV/2)/TTL可以为但不限于为0.022mm^-1、0.023mm^-1、0.025mm^-1、0.028mm^-1、0.03mm^-1等。tan(FOV/2)/TTL越大，同样的尺寸(光学总长)下，可以获得更大的最大视场角，同样的最大视场角可以获得更小的尺寸。当tan(FOV/2)/TTL小于0.021mm^-1时，镜头100的光学总长过大，不利于镜头100的小型化，或者，镜头100的视场过小，看到的图像很小，不利于实际应用。

可选地，镜头100的光学总长TTL小于12mm；具体地，可以为但不限于为11.9mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm等。光学总长太大，不利于镜头100的小型化，光学总长过大，镜头100成像的像差不易控制。

可选地，所述对角线方向的视场角FOV的范围为：25°≤FOV≤32°；具体地，最大视场角可以为但不限于为25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、32°等。当最大视场角过小时，不利于镜头100的实际应用，当最大视场角多大时，则不利于光学镜头100的小型化，且图像的角分辨率变差。

在一些实施例中，所述镜头100的焦距f的范围为5.4mm≤f≤7.6mm；具体地，可以为但不限于为5.4mm、5.6mm、5.8mm、6.0mm、6.2mm、6.4mm、6.6mm、6.8mm、7.0mm、7.2mm、7.4mm、7.6mm等。

在一些实施例中，所述第一胶合透镜10的组合焦距f12与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：0.5＜f12/f＜0.8。具体地，f12/f可以为但不限于为0.51、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.79等。当f12/f小于或等于0.5时，提高了第一胶合透镜10加工的难度，当f12/f大于或等于0.8时，增加镜头100的整体尺寸(如光学总长TTL)，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第一胶合透镜10的焦距f12的范围为3.5mm≤f12≤7mm；具体地，f12可以为但不限于为3.6mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6m、6.5mm、6.9mm等。当f12太小时，提高了第一胶合透镜10加工的难度，当f12太大时，增加镜头100的整体尺寸(如光学总长TTL)，不利于镜头100的小型化，当第一胶合透镜10的组合焦距为3.5mm至7mm之间时，与第二胶合透镜30、第五透镜L5配合，可以使镜头具有更小的尺寸的同时，具有较好的加工性能。

可选地，第一透镜L1包括相背设置的第一入光面S1及第一出光面S2，所述第一入光面S1背离所述第二透镜L2设置，所述第一出光面S2靠近所述第二透镜L2设置。

可选地，第二透镜L2包括相背设置的第二入光面S3及第二出光面S4，所述第二入光面S3贴合所述第一出光面S2设置，所述第二出光面S4背离所述第一透镜L1设置。

请参见图1，在一些实施例中，所述第一透镜L1具有正光焦度，对光线具有会聚作用。所述第二透镜L2具有负光焦度，对光线具有发散作用。

可选地，所述第一入光面S1可以为平面，也可以为凸面，还可以为凹面；所述第一出光面S2可以为凸面。可选地，所述第二入光面S3可以为凹面，所述第二出光面S4可以为凸面。在一具体示例中，所述第一入光面S1为平面；所述第一出光面S2为凸面，所述第二入光面S3为凹面，所述第二出光面S4为凸面。

可选地，所述第一透镜L1的焦距f1与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：0.3<f1/f<0.68；具体地，可以为但不限于为0.31、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.64、0.67等。当f1/f太小时，提高第一透镜L1的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f1/f太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第一透镜L1的焦距f1的范围为1.8mm≤f1≤4.0mm；具体地，可以为但不限于为1.81mm、2.0mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4.0mm等。当f1太小时，提高第一透镜L1的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f1太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，第一透镜L1为玻璃透镜，第一透镜L1的折射率n1的范围可以为1.86≤n1≤2.1；具体地，可以为但不限于为1.86、1.9、1.95、2.0、2.05、2.1等。

可选地，第一透镜L1的阿贝数Vd1的范围可以为17≤Vd1≤39；具体地，可以为但不限于为17、20、22、25、28、30、33、35、37、39等。

可选地，所述第一透镜L1的中心厚度CT1的范围为1.5mm≤CT1≤2.6mm；换言之，第一透镜L1于光轴上的厚度CT1的范围为1.5mm≤CT1≤2.6mm；具体地，可以为但不限于为1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm等。

可选地，所述第二透镜L2的焦距f2与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：-0.88<f2/f<-0.72；具体地，可以为但不限于为-0.87、-0.85、-0.83、-0.80、-0.78、-0.75、-0.73等。当f2/f的绝对值太小时，提高第二透镜L2的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f2/f的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第二透镜L2的焦距f2的范围为-6.5mm≤f2≤-4.2mm；具体地，可以为但不限于为-6.5mm、-6.2mm、-6.0mm、-5.8mm、-5.5mm、-5.2mm、-5.0mm、-4.5mm、-4.2mm等。当f2的绝对值太小时，提高第二透镜L2的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f2的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，第二透镜L2为玻璃透镜，第二透镜L2的折射率n2的范围可以为1.66≤n2≤1.76；具体地，可以为但不限于为1.66、1.68、1.7、1.72、1.74、1.76等。

可选地，第二透镜L2的阿贝数Vd2的范围可以为26≤Vd2≤46；具体地，可以为但不限于为26、28、30、33、35、37、39、41、43、46等。

可选地，所述第二透镜L2的中心厚度CT2的范围为0.4mm≤CT2≤0.8mm；换言之，第二透镜L2于光轴上的厚度CT2的范围为0.4mm≤CT2≤0.8mm；具体地，可以为但不限于为0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.80mm等。

请参见图2，在另一些实施例中，所述第一透镜L1具有负光焦度，对光线具有发散作用。所述第二透镜L2具有正光焦度，对光线具有会聚作用。

可选地，所述第一入光面S1可以为平面，也可以为凸面，还可以为凹面；所述第一出光面S2可以为凹面。可选地，所述第二入光面S3可以为凸面，所述第二出光面S4可以为凸面。在一具体示例中，所述第一入光面S1为凹面；所述第一出光面S2为凹面，所述第二入光面S3为凸面，所述第二出光面S4为凸面。

可选地，所述第一透镜L1的焦距f1与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：-0.62<f1/f<-0.33；具体地，可以为但不限于为-0.61、-0.59、-0.55、-0.50、-0.45、-0.40、-0.36、-0.32等。当f1/f的绝对值太小时，提高第一透镜L1的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f1/f绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第一透镜L1的焦距f1的范围为-4.4mm≤f1≤-2.4mm；具体地，可以为但不限于为-4.4mm、-4mm、-3.8mm、-3.5mm、-3.2mm、-3mm、-2.7mm、-2.4mm等。当f1的绝对值太小时，提高第一透镜L1的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f1的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，第一透镜L1为玻璃透镜，第一透镜L1的折射率n1的范围可以为1.68≤n1≤1.85；具体地，可以为但不限于为1.68、1.7、1.73、1.75、1.78、1.81、1.85等。

可选地，第一透镜L1的阿贝数Vd1的范围可以为17≤Vd1≤36；具体地，可以为但不限于为17、20、22、25、28、30、33、35、36等。

可选地，所述第一透镜L1的中心厚度CT1的范围为0.4mm≤CT1≤0.8mm；换言之，第一透镜L1于光轴上的厚度CT1的范围为1.5mm≤CT1≤2.6mm；具体地，可以为但不限于为0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.80mm等。

可选地，所述第二透镜L2的焦距f2与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：0.3<f2/f<0.48；具体地，可以为但不限于为0.31、0.35、0.38、0.40、0.42、0.45、0.47等。当f2/f太小时，提高第二透镜L2的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f2/f太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第二透镜L2的焦距f2的范围为1.9mm≤f2≤3.1mm；具体地，可以为但不限于为1.9mm、2.1mm、2.3mm、2.5mm、2.7mm、2.9mm、3.1mm等。当f2太小时，提高第二透镜L2的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f2太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，第二透镜L2为玻璃透镜，第二透镜L2的折射率n2的范围可以为1.86≤n2≤2.1；具体地，可以为但不限于为1.86、1.9、1.95、2.0、2.05、2.1等。

可选地，第二透镜L2的阿贝数Vd2的范围可以为16≤Vd2≤36；具体地，可以为但不限于为16、20、22、25、28、30、33、35、36等。

可选地，所述第二透镜L2的中心厚度CT2的范围为1.8mm≤CT2≤2.6mm；换言之，第二透镜L2于光轴上的厚度CT2的范围为0.4mm≤CT2≤0.8mm；具体地，可以为但不限于为1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm等。

可选地，第三透镜L3包括相背设置的第三入光面S5及第三出光面S6，所述第三入光面S5背离所述第四透镜L4设置，所述第三出光面S6靠近所述第四透镜L4设置。所述第三入光面S5及所述第三出光面S6均为凹面。所述第三透镜L3具有负光焦度，对光线具有发散作用。

可选地，第四透镜L4包括相背设置的第四入光面S7及第四出光面S8，所述第四入光面S7贴合所述第三出光面S6设置，所述第四出光面S8背离所述第三透镜L3设置。所述第四入光面S7及所述第四出光面S8均为凸面。所述第四透镜L4具有正光焦度，对光线具有会聚作用。

请参见图1，在一些实施例中，所述第二胶合透镜30的组合焦距f34与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：-6＜f34/f＜-2。具体地，f34/f可以为但不限于为-5.9、-5.5、-5.0、-4.5、-4.0、-3.5、-3、-2.5、-2.1等。当f34/f的绝对值太小时，提高了第二胶合透镜30加工的难度，当f34/f的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸(如光学总长TTL)，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第二胶合透镜30的焦距f34的范围为-32mm≤f34≤-12mm；具体地，f34可以为但不限于为-31mm、-28mm、-25mm、-22mm、-20mm、-18mm、-18mm、-12mm等。当f34的绝对值太小时，提高了第二胶合透镜30加工的难度，当f34的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸(如光学总长TTL)，不利于镜头100的小型化。

请参见图2，在另一些实施例中，所述第二胶合透镜30的组合焦距f34与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：-1.2＜f34/f＜-0.8。具体地，f34/f可以为但不限于为-1.19、-1.15、-1.1、-1.0、-0.95、-0.9、-0.85、-0.81等。当f34/f的绝对值太小时，提高了第二胶合透镜30加工的难度，当f34/f的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸(如光学总长TTL)，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第二胶合透镜30的焦距f34的范围为-8mm≤f34≤-5mm；具体地，f34可以为但不限于为-8mm、-7.5mm、-7mm、-6.5mm、-6mm、-5.5mm、-5mm等。当f34的绝对值太小时，提高了第二胶合透镜30加工的难度，当f34的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸(如光学总长TTL)，不利于镜头100的小型化。

当第二胶合透镜30的组合焦距为-32mm≤f34≤-12mm或者-8mm≤f34≤-5mm时，与第一胶合透镜10、第五透镜L5配合，可以使镜头具有更小的尺寸的同时，具有较好的加工性能

请参见图1及图2，可选地，所述第三透镜L3的焦距f3与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：-0.45<f3/f<-0.22；具体地，可以为但不限于为-0.449、-0.43、-0.4、-0.35、-0.3、-0.25、-0.24、-0.221等。当f3/f的绝对值太小时，提高第三透镜L3的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f3/f绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。在图1的实施例中，所述第三透镜L3的焦距f3与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：-0.4<f3/f<-0.22；在图2的实施例中，所述第三透镜L3的焦距f3与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：-0.45<f3/f<-0.24。

可选地，所述第三透镜L3的焦距f3的范围为-2.2mm≤f3≤-1.45mm；具体地，可以为但不限于为-2.2mm、-2.1mm、-2.0mm、-1.9mm、-1.8mm、-1.7mm、-1.6mm、-1.45mm等。当f3的绝对值太小时，提高第三透镜L3的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f3的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，第三透镜L3为玻璃透镜，第三透镜L3的折射率n3的范围可以为1.86≤n3≤2.1；具体地，可以为但不限于为1.86、1.9、1.95、2.0、2.05、2.1等。

可选地，第三透镜L3的阿贝数Vd3的范围可以为16≤Vd3≤36；具体地，可以为但不限于为16、17、20、22、25、28、30、33、35、36等。

可选地，所述第三透镜L3的中心厚度CT3的范围为0.4mm≤CT3≤0.9mm；具体地，可以为但不限于为0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.80mm、0.90mm等。

可选地，第二出光面S4与第三入光面S5于光轴上的距离T23的范围为T23＞0.8mm；换言之，第二透镜L2与第三透镜L3于光轴上的空气间隔T23的范围为T23＞0.8mm。具体地，T23可以为但不限于为0.81mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm等。

可选地，所述第四透镜L4的焦距f4与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：0.36<f4/f<0.9；具体地，可以为但不限于为0.361、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.8、0.89等。当f4/f的绝对值太小时，提高第四透镜L4的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f4/f绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第四透镜L4的焦距f4的范围为2.4mm≤f4≤5.8mm；具体地，可以为但不限于为2.4mm、2.7mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm、5.4mm、5.8mm等。当f4的绝对值太小时，提高第四透镜L4的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f4的绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，第四透镜L4为玻璃透镜，第四透镜L4的折射率n4的范围可以为1.66≤n4≤1.98；具体地，可以为但不限于为1.66、1.68、1.70、1.73、1.75、1.78、1.80、1.82、1.84、1.86、1.9、1.93、1.96、1.98等。在图1的实施例中，第四透镜L4的折射率n4的范围可以为1.82≤n4≤1.98；在图2的实施例中，第四透镜L4的折射率n4的范围可以为1.66≤n4≤1.83。

可选地，第四透镜L4的阿贝数Vd4的范围可以为24≤Vd4≤45；具体地，可以为但不限于为24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、45等。在图1的实施例中，第四透镜L4的阿贝数Vd4的范围可以为24≤Vd4≤40；在图2的实施例中，第四透镜L4的阿贝数Vd4的范围可以为28≤Vd4≤45。

可选地，所述第四透镜L4的中心厚度CT4的范围为1.4mm≤CT4≤2.8mm；具体地，可以为但不限于为1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、等。在图1的实施例中，所述第四透镜L4的中心厚度CT4的范围为1.8mm≤CT4≤2.8mm；在图2的实施例中，所述第四透镜L4的中心厚度CT4的范围为1.4mm≤CT4≤2.5mm。

在一些实施例中，第五透镜L5具有正光焦度，对光线具有会聚作用。

可选地，所述第五透镜L5具有相背设置的第五入光面S9及第五出光面S10，所述第五入光面S9靠近所述第四透镜L4设置，所述第五出光面S10背离所述第四透镜L4设置。所述第五入光面S9为平面、凸面或凹面，所述第五出光面S10均为凸面。

可选地，所述第五透镜L5的焦距f5与所述镜头100的焦距f的比值满足关系式：1.6<f5/f<2.5；具体地，可以为但不限于为1.61、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.49等。当f5/f太小时，提高第五透镜L5的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f5/f绝对值太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，所述第五透镜L5的焦距f5的范围为8mm≤f5≤16mm；具体地，可以为但不限于为8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm等。当f5太小时，提高第五透镜L5的加工难度，甚至使得面型无法组成镜片，当f5太大时，增加镜头100的整体尺寸，不利于镜头100的小型化。

可选地，第五透镜L5为玻璃透镜，第五透镜L5的折射率n5的范围可以为1.88≤n5≤2.1；具体地，可以为但不限于为1.88、1.9、1.95、2.0、2.05、2.1等。

可选地，第五透镜L5的阿贝数Vd5的范围可以为19≤Vd5≤38；具体地，可以为但不限于为19、20、22、25、28、30、33、35、36、38等。

可选地，所述第五透镜L5的中心厚度T5的范围为0.6mm≤CT5≤1.4mm；具体地，可以为但不限于为0.6mm、0.7mm、0.80mm、0.90mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm等。

在一些实施例中，第四出光面S8与第五入光面S9于光轴上的距离T45的范围为T45＜0.8mm；换言之，第四透镜L4与第五透镜L5于光轴上的空气间隔T45的范围为T45＜0.8mm。进一步地，T45＜0.3mm。具体地，T45可以为但不限于为0.79mm、0.7mm、0.60mm、0.50mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm等。

在一具体实施例中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4及第五透镜L5均为玻璃透镜。相较于采用塑料透镜，采用玻璃透镜可以在更大的温度变化范围内，使镜头100保持更好的稳定性，且可以实现更小的制作及组装成本。

在一些实施例中，所述镜头100的最大光学口径D的范围为4.8mm≤D≤7.2mm；具体地，可以为但不限于为4.8mm、5.0mm、5.2mm、5.5mm、5.8mm、6.0mm、6.3mm、6.5mm、6.7mm、7.0mm、7.2mm等。

本申请实施例中，当涉及到数值范围a至b时，如未特别指明，均表示包括端点数值a，且包括端点数值b。

请再次参见图2，在一些实施例中，所述镜头100还包括光阑50。所述光阑50位于所述第五透镜L5背离所述第一透镜L1的一侧。光阑50包括透光部及环绕所述透光部的遮光部，所述透光部可以为圆形。出瞳为光阑50被其后面镜组在像空间中所成的像，在本实施例中，光阑50设置于透镜组的出光口，因此光阑50与出瞳的位置叠合，当镜头100未设置光阑50，出瞳可以由镜筒侧壁进行限制，换言之，此时出瞳为镜筒侧壁尺寸的像。

在一些实施例中，所述镜头100的出瞳口径的范围为3.5mm至6mm。具体地，可以为但不限于为3.5mm、3.8mm、4.0mm、4.3mm、4.5mm、4.7mm、5mm、5.3mm、5.5mm、5.7mm、6mm。出瞳口径决定了镜头100的光学扩展量，出瞳口径越大，镜头100输出的光信号的能量就越大，出瞳口径过小，则镜头输出光信号的能量低，显示亮度低，因此，出瞳口径不宜过小；但是当出瞳口径过大时，提高了镜头100的尺寸，不利于镜头100的小型化，且像差大，成像质量下降。因此，当出瞳口径为3.5mm至6mm之间时，不仅可以使得镜头100具有较高的输出光能量，而且具有较小的尺寸。

在一些实施例中，所述镜头100的出瞳距离的范围为0.6mm至5mm；换言之，第五出光面S10与出瞳于光轴上的距离。具体地，可以为但不限于为0.6mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm。

请参见图3及图4，本申请实施例还提供一种投影光机200，其包括：显示器210及本申请实施例所述的镜头100。所述显示器210具有显示面211，所述显示器210用于出射光信号，所述光信号包括图像信息。所述镜头100设置于所述显示器210的显示面211，且所述第一透镜L1相较于所述第五透镜L5靠近所述显示器210设置，所述镜头100用于对所述光信号进行调制，以对所述图像信息进行投影。

可选地，所述显示器210可以为微显示器210。请参见图5，所述显示器210包括发光单元213，所述发光单元213可以包括但不限于包括微型发光二极管(Micro LightEmitting Diode，Micro LED)芯片、微有机发光二极管(Micro Organic Light-EmittingDiode，Micro OLED)芯片或微型液晶显示屏(Micro liquid crystal display，Micro LCD)中的至少一种。在相同的工作功率条件下，MicroOLED的亮度通常小于5000nits，LCD的亮度通常小于15000nits，而MicroLED的亮度可达2000000nits，远高于前两者。因此，相较于Micro OLED显示器及Micro LCD显示器，当显示器为Micro LED显示器时，其输出的图像具有更高的亮度。相较于Micro LCD显示器，Micro LED显示器是自发光光源，应用于投影光机200具有更好的对比度及更小的显示延迟。

请参见图5，在一些实施例中，所述显示面211上能够出射光信号的区域成为有效发光区域，所述显示器210的有效发光区域对角线尺寸的范围为0.11inch至0.15inch，有效发光区域长宽比为4:3。在另一些实施例中，所述显示器210的有效发光区域对角线尺寸的范围为0.17inch至0.21inch，有效发光区域长宽比为16:9。

在一些实施例中，所述显示器210还包括玻璃盖板215，所述玻璃盖板215设置于所述显示面211的表面且至少覆盖有效发光区域。可选地，所述玻璃盖板215可以单独设置于发光单元213的表面，也可以与发光单元213封装成为一体结构。可选地，玻璃盖板215厚度范围为0.3mm至0.8mm；具体地，可以为但不限于为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm。

可选地，显示器210出射的光线的颜色可以为但不限于为红光、绿光、蓝光等中的至少一种。在一具体实施例中，所述显示器210为出射绿光的Micro LED，在另一些实施例中，也可以为其它单色光Micro LED或复色光Micro LED。

关于镜头100的详细描述请参见上述实施例对应部分的描述，在此不再赘述。

在一些实施例中，所述第一入光面S1与所述显示面211于光轴的距离的范围为T01＜4mm；换言之，第一透镜L1与显示器210于光轴上的空气间隔的范围为T01＜4mm。进一步地，所述第一入光面S1与所述显示面211于光轴的距离的范围为T01＜1mm。具体地，T01可以为但不限于为3.9mm、3.5mm、3mm、2.5mm、2mm、2.5mm、1mm、0.5mm、0.3mm等。

在一具体实施例中，本申请的投影光机200的尺寸可以做到φ7mm×9mm的尺寸，换言之，可以做到直径为7mm，长度为9mm尺寸的投影光机200。应用于增强现实设备时，可以大大降低增强现实设备的尺寸，有利于增强现实设备的小型化、轻薄化。

以下通过具体实施例对本申请投影光机200做进一步的描述。

实施例1

本实施例的投影光机200包括沿光信号(即光线)的传输方向依次排布的显示器210、具有正光焦度第一透镜L1、具有负光焦度的第二透镜L2、具有负光焦度的第三透镜L3、具有正光焦度的第四透镜L4、具有正光焦度的第五透镜L5及光阑50。

在本实施例中，显示器210为出射绿光的MicroLED显示器210，显示器210的有效发光区域为0.13英寸，本实施例中具体使用了其中的2.56mm×1.92mm的有效发光区域。

在本实施例中，镜头100的对角线方向的视场角FOV为28°，水平视场与垂直视场比为4:3，镜头100的光学总长TTL为9mm，镜头100的焦距f为6.5mm，镜头100的最大光学口径D为5.2mm，出瞳口径为4.6mm。

在本实施例中，第一胶合透镜10的焦距f12为4.5mm，第一透镜L1的焦距f1为2.4mm，第二透镜L2的焦距f2为-5.3mm；第二胶合透镜30的焦距f34为-21.6mm，第三透镜L3的焦距f3为-1.7mm，第四透镜L4的焦距f4为3mm；第五透镜L5的焦距f5为12.9mm。其它相关参数如下表1所示。

表1实施例1各透镜的参数

其中，半口径指该透镜外观尺寸的一半。

对本实施例的投影光机200的各项性能进行测试，各测试结果如图6至图9所述。图6为本实施例中的投影光机200中镜头100的调制传递函数图。图7为本实施例中的投影光机200中镜头100的场曲图，图8为本实施例中的投影光机200中镜头100的畸变曲线图，图9为本实施例中的投影光机200中镜头100的离焦曲线图。调制传递函数(Modulation TransferFunction，MTF)又称空间对比传递函数(spatial contrast transfer function)、空间频率对比敏感度函数(spatial frequencycontrast sensitivity function)。以空间频率的函数，反映光学系统传递各种频率正弦物调制度的能力；调制传递函数可以用于评价镜头100的成像质量，可以体现为成像对原物体细节的还原能力(换言之，对原始图像的还原程度)。场曲图可以表现镜头100所成像面的弯曲度及翘曲度；畸变图可以表示镜头100成像画面的变形程度；离焦曲线可以表示镜头100的焦深信息。

在图6中，不同线条代表不同视场角的调制传递函数。由图6可知，当空间频率逐渐增加时，光学传递函数的模(OTF的模)逐渐减低，但是降低的趋势较慢，当空间频率达到125时，OTF的模都在0.6以上，这说明本实施例的投影光机200的镜头100对图像具有很好的还原能力，图像信息被很好地保存下来,能够复原成清晰图像，具有良好的分辨率及解像能力。

由图7的场曲图中可知，各曲线偏离中心位置数值小，变化趋势平滑无突变，说明本申请实施例的镜头100所成像面的弯曲度及翘曲度都比较小，场曲得到了良好的矫正。

由图8的畸变图中可知，本实施例的镜头100在全视场范围内的光学畸变量小于2.00％，说明本申请实施例的镜头100的成像画面的变形程度比较小。

从图9所示的离焦曲线图可知，几乎所有曲线的峰值都在零偏移垂轴附近，说明镜头100离焦特性为优秀，可以能够得到一个更大的有效焦深值范围，而且所有的离焦特性曲线的峰值都处于较高值区域，成像的对比度优秀。整个离焦曲线的范围较宽，装调的精度范围较松，组装过程对精度的要求较低，有利于镜头100的组装。

可以理解的是，本申请实施例的具有远高于系统奈奎斯特采样评价的成像质量，畸变及场曲都限制在远小于不会被人眼察觉范围之内，且镜头100的组装调试敏感度弱于当前生产常用的精度，便于进行量产流程。

实施例2

本实施例的投影光机200包括沿光信号(即光线)的传输方向依次排布的显示器210、具有负光焦度第一透镜L1、具有正光焦度的第二透镜L2、具有负光焦度的第三透镜L3、具有正光焦度的第四透镜L4、具有正光焦度的第五透镜L5及光阑50。

在本实施例中，显示器210为出射绿光的MicroLED显示器210，显示器210的有效发光区域为0.13英寸，本实施例中具体使用了其中的2.56mm×1.92mm的有效发光区域。

在本实施例中，镜头100的对角线方向的视场角FOV为28°，水平视场与垂直视场比为4:3，镜头100的光学总长TTL为9mm，镜头100的焦距f为6.5mm，镜头100的最大光学口径D为5.2mm，出瞳口径为4.6mm。

在本实施例中，第一胶合透镜10的焦距f12为4.7mm，第一透镜L1的焦距f1为-3.2mm，第二透镜L2的焦距f2为2.3mm；第二胶合透镜30的焦距f34为-5.8mm，第三透镜L3的焦距f3为-1.9mm，第四透镜L4的焦距f4为4.1mm；第五透镜L5的焦距f5为6.9mm。其它相关参数如下表2所示。

表2实施例2各透镜的参数

其中，半口径指该透镜外观尺寸的一半。

对本实施例的投影光机200的各项性能进行测试，各测试结果如图10至图13所述。图10为本实施例中的投影光机200中镜头100的调制传递函数图。图11为本实施例中的投影光机200中镜头100的场曲图，图12为本实施例中的投影光机200中镜头100的畸变曲线图，图13为本实施例中的投影光机200中镜头100的离焦曲线图。调制传递函数(ModulationTransfer Function，MTF)又称空间对比传递函数(spatial contrast transferfunction)、空间频率对比敏感度函数(spatial frequencycontrast sensitivityfunction)。以空间频率的函数，反映光学系统传递各种频率正弦物调制度的能力；调制传递函数可以用于评价镜头100的成像质量，可以体现为成像对原物体细节的还原能力(换言之，对原始图像的还原程度)。场曲图可以表现镜头100所成像面的弯曲度及翘曲度；畸变图可以表示镜头100成像画面的变形程度；离焦曲线可以表示镜头100的焦深信息。

在图10中，不同线条代表不同视场角的调制传递函数。由图11可知，当空间频率逐渐增加时，光学传递函数的模(OTF的模)逐渐减低，但是降低的趋势较慢，当空间频率达到125时，OTF的模都在0.6以上，这说明本实施例的投影光机200的镜头100对图像具有很好的还原能力，图像信息被很好地保存下来,能够复原成清晰图像，具有良好的分辨率及解像能力。

由图11的场曲图中可知，各曲线偏离中心位置数值小，变化趋势平滑无突变，说明本申请实施例的镜头100所成像面的弯曲度及翘曲度都比较小，场曲得到了良好的矫正。

由图12的畸变图中可知，本实施例的镜头100在全视场范围内的光学畸变量小于2.00％，说明本申请实施例的镜头100的成像画面的变形程度比较小。

从图13所示的离焦曲线图可知，几乎所有曲线的峰值都在零偏移垂轴附近，说明镜头100离焦特性为优秀，可以能够得到一个更大的有效焦深值范围，而且所有的离焦特性曲线的峰值都处于较高值区域，成像的对比度优秀。整个离焦曲线的范围较宽，装调的精度范围较松，组装过程对精度的要求较低，有利于镜头100的组装。

可以理解的是，本申请实施例的具有远高于系统奈奎斯特采样评价的成像质量，畸变及场曲都限制在远小于不会被人眼察觉范围之内，且镜头100的组装调试敏感度弱于当前生产常用的精度，便于进行量产流程。

请参见图14，在一些实施例本申请还提供一种增强现实设备300，其包括显示器210、本申请实施例的镜头100以及光波导件310。所述显示器210，用于出射光信号，所述光信号包括图像信息。所述镜头100设置于所述显示器210的显示面211，且所述第一透镜L1相较于所述第五透镜L5靠近所述显示器210设置，所述镜头100用于对所述光信号进行调制。所述光波导件310设置于所述镜头100背离所述显示器210的一侧，用于将经所述镜头100调制后的所述光信号传输。

关于显示器210、镜头100的详细描述请参见上述实施例对应部分的描述，在此不再赘述。

本申请的增强现实设备300可以为但不限于为增强现实眼镜(AR眼镜)、增强现实头盔、增强现实面罩等近眼显示设备。

在一些实施例中，光波导件310还可以对镜头100出射的光信号中的图像信息在一维或二维上进行扩瞳，以增大动眼眶的范围，从而适应更多的人群。光波导件310可以为但不限于为几何光波导(Geometric Waveguide)、衍射光波导((DiffractiveWaveguide)等中的至少一种。几何光波导也就是阵列光波导。衍射光波导可以包括表面浮雕光栅波导(Surface Relief Grating)、全息体光栅波导(Volumetric Holographic Grating)等中的至少一种。

光波导件310的数量可以为一个或多个，当光波导件310的数量为多个时，光信号经上一个光波导件310进行传输和转换后，进入下一个光波导件310中进行传输和转换，直至最后一个光波导件310。对于光波导件310的数量，可以根据实际应用需要进行设计，本申请不作具体限定。“多个”指大于或等于两个。

可以理解地，本实施方式中所述的增强现实设备300仅仅为所述镜头100所应用的增强现实设备300的一种形态，不应当理解为对本申请提供的增强现实设备300的限定，也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的投影光机200的限定。

在本申请中提及“实施例”“实施方式”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。此外，还应该理解的是，本申请各实施例所描述的特征、结构或特性，在相互之间不存在矛盾的情况下，可以任意组合，形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (23)

1.一种镜头，其特征在于，所述镜头用于对光信号进行调制，所述镜头包括沿所述光信号传输方向依次排布的：

具有光焦度的第一透镜；

具有光焦度的第二透镜，所述第一透镜与所述第二透镜组成第一胶合透镜；

具有负光焦度的第三透镜；

具有正光焦度的第四透镜，所述第三透镜与所述第四透镜组成第二胶合透镜；以及

具有正光焦度的第五透镜。

2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有负光焦度；或者所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有正光焦度。

3.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜具有相背设置的第一入光面及第一出光面，所述第一入光面为平面、凸面或凹面，所述第一出光面为凸面或凹面；

所述第二透镜具有相背设置的第二入光面及第二出光面，所述第二入光面为凹面或凸面，所述第二出光面为凸面；

所述第三透镜具有相背设置的第三入光面及第三出光面，所述第三入光面及所述第三出光面均为凹面；

所述第四透镜具有相背设置的第四入光面及第四出光面，所述第四入光面及所述第四出光面均为凸面；

所述第五透镜具有相背设置的第五入光面及第五出光面，所述第五入光面为平面、凸面或凹面，所述第五出光面均为凸面。

4.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足关系式：tan(FOV/2)/TTL>0.021mm^-1，其中，FOV为所述镜头的对角线方向视场角，TTL为所述镜头的光学总长。

5.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述光学总长TTL小于12mm；所述对角线方向的视场角FOV的范围为：25°≤FOV≤32°。

6.根据权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜的中心厚度CT1的范围为1.5mm≤CT1≤2.6mm，或者0.4mm≤CT1≤0.8mm；所述第二透镜的中心厚度CT2的范围为0.4mm≤CT2≤0.8mm，或者1.8mm≤CT2≤2.6mm；所述第三透镜的中心厚度CT3的范围为0.4mm≤CT3≤0.9mm；所述第四透镜的中心厚度CT4的范围为1.4mm≤CT4≤2.8mm；所述第五透镜的中心厚度CT5的范围为0.6mm≤CT5≤1.4mm。

7.根据权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述第二透镜与第三透镜于光轴上的空气间隔T23的范围为T23＞0.8mm；第四透镜L4与第五透镜L5于光轴上的空气间隔T45的范围为T45＜0.8mm。

8.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足关系式：0.5＜f12/f＜0.8，其中，f12为所述第一胶合透镜的组合焦距，f为所述镜头的焦距。

9.根据权利要求8所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足关系式：0.3<f1/f<0.68；或者，-0.62<f1/f<-0.33，其中，f1为所述第一透镜的焦距。

10.根据权利要求9所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足关系式：-0.88<f2/f<-0.72；或者，0.3<f2/f<0.48，其中，f2为所述第二透镜的焦距。

11.根据权利要求10所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距f1的范围为1.8mm≤f1≤4.0mm；所述第二透镜的焦距f2的范围为-6.5mm≤f2≤-4.2mm；所述第一胶合透镜的焦距f12的范围为3.5mm≤f12≤7mm；所述镜头的焦距f的范围为5.4mm≤f≤7.6mm。

12.根据权利要求10所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距f1的范围为-4.4mm≤f1≤-2.4mm；所述第二透镜的焦距f2的范围为1.9mm≤f2≤3.1mm；所述第一胶合透镜的焦距f12的范围为3.5mm≤f12≤7mm；所述镜头的焦距f的范围为5.4mm≤f≤7.6mm。

13.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足关系式：-6＜f34/f＜-2；或者，-1.2＜f34/f＜-0.8；其中，f34为所述第二胶合透镜的组合焦距，f为所述镜头的焦距。

14.根据权利要求13所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足关系式：-0.45<f3/f<-0.22，其中，f3为所述第三透镜的焦距。

15.根据权利要求14所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足关系式：0.36<f4/f<0.9；其中，f4为所述第四透镜的焦距。

16.根据权利要求15所述的镜头，其特征在于，所述第三透镜的焦距f3的范围为-2.2mm≤f3≤-1.45mm；所述第四透镜的焦距f4的范围为2.4mm≤f4≤5.8mm；所述第二胶合透镜的焦距f34的范围为-32mm≤f34≤-12mm或者-8mm≤f34≤-5mm；所述镜头的焦距f的范围为5.4mm≤f≤7.6mm。

17.根据权利要求1-16任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头满足关系式：0.8<f5/f<2.5，8mm≤f5≤16mm；其中，f5为第五透镜的焦距，f为所述镜头的焦距。

18.根据权利要求1-16任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头的最大光学口径D的范围为4.8mm≤D≤7.2mm。

19.根据权利要求1-16任一项所述的镜头，其特征在于，所述镜头的出瞳口径的范围为3.5mm至6mm；所述镜头的出瞳距离的范围为0.6mm至5mm。

20.根据权利要求1-16任一项所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有负光焦度；所述镜头的对角线方向的视场角FOV为28°，所述镜头的光学总长TTL为9mm，所述镜头的焦距f为6.5mm，所述镜头的最大光学口径D为5.2mm，出瞳口径为4.6mm；所述第一胶合透镜的焦距f12为4.5mm，所述第一透镜的焦距f1为2.4mm，所述第二透镜的焦距f2为-5.3mm；所述第二胶合透镜的焦距f34为-21.6mm，所述第三透镜的焦距f3为-1.7mm，所述第四透镜的焦距f4为3mm；所述第五透镜的焦距f5为12.9mm；

或者，所述第一透镜具有负光焦度，所述第二透镜具有正光焦度；所述镜头的对角线方向的视场角FOV为28°，所述镜头的光学总长TTL为9mm，所述镜头的焦距f为6.5mm，所述镜头的最大光学口径D为5.2mm，出瞳口径为4.6mm；所述第一胶合透镜的焦距f12为4.7mm，所述第一透镜的焦距f1为-3.2mm，所述第二透镜的焦距f2为2.3mm；所述第二胶合透镜的焦距f34为-5.8mm，所述第三透镜的焦距f3为-1.9mm，所述第四透镜的焦距f4为4.1mm；所述第五透镜的焦距f5为6.9mm。

21.根据权利要求1-16任一项所述的镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率n1的范围为1.86≤n1≤2.1，或者1.68≤n1≤1.85；所述第二透镜的折射率n2的范围为1.66≤n2≤1.76，或者1.86≤n2≤2.1；所述第三透镜的折射率n3的范围为1.86≤n3≤2.1；第四透镜L4的折射率n4的范围为1.66≤n4≤1.98；第五透镜L5的折射率n5的范围为1.88≤n5≤2.1；

所述第一透镜的阿贝数Vd1的范围为17≤Vd1≤39；所述第二透镜的阿贝数Vd2的范围为16≤Vd2≤46；所述第三透镜的阿贝数Vd3的范围为16≤Vd3≤36；第四透镜L4的阿贝数Vd4的范围为24≤Vd4≤45；第五透镜L5的阿贝数Vd5的范围为19≤Vd5≤38。

22.一种投影光机，其特征在于，包括：

显示器，用于出射光信号，所述光信号包括图像信息；

权利要求1-21任一项所述的镜头，所述镜头设置于所述显示器的显示面，且所述第一透镜相较于所述第五透镜靠近所述显示器设置，所述镜头用于对所述光信号进行调制，以对所述图像信息进行投影。

23.一种增强现实设备，其特征在于，包括：

显示器，所述显示器用于出射光信号，所述光信号包括图像信息；

权利要求1-21任一项所述的镜头，所述镜头设置于所述显示器的显示面，且所述第一透镜相较于所述第五透镜靠近所述显示器设置，所述镜头用于对所述光信号进行调制；以及

光波导件，所述光波导件设置于所述镜头背离所述显示器的一侧，用于将经所述镜头调制后的所述光信号传输。

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