CN114296220A - 一种投影镜头及投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影镜头及投影系统，投影系统包括：投影光源、光阀调制部件和投影镜头。光阀调制部件采用的0.66”的4K高分辨率DMD，可以实现大尺寸高分辨率的显示；投影镜头包括：折射系统和反射系统，折射系统包括：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。反射系统包括反射镜，反射镜用于反射折射系统的成像光线。采用两个双胶合透镜组来解决红绿蓝三色偏差大的问题，提升投影画面质量。其中，第一双胶合透镜组用于改善镜头的不同光谱的球差，并对镜头的轴向色差和垂轴色差进行矫正；第二双胶合透镜组用于矫正系统残余球差和像散。

Description

一种投影镜头及投影系统

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系统。

背景技术

基于数字光处理(Digital Light Processing，简称DLP)的投影系统，将光源发射出的光线经过调制之后照射到数字微镜器件(Digital Micro Device，简称DMD)上，由DMD上的微镜单元反射后照射到投影镜头，并经过投影镜头投射到投影屏幕上形成图像。

目前DLP投影系统通常采用远心光路架构，具有较好的成像质量，但DMD与投影镜头之间需要较大的后工作距离来设置分光棱镜，导致投影系统的整体体积偏大，占据较大的使用空间，同时具有较高的成本。

发明内容

本发明一些实施例中，投影镜头包括：折射系统和反射系统，折射系统包括：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；反射系统包括反射镜，反射镜用于反射折射系统的成像光线。采用两个双胶合透镜组来解决红绿蓝三色偏差大的问题，提升投影画面质量。其中，后群镜组中的第一双胶合透镜组用于改善镜头的不同光谱的球差，并对镜头的轴向色差和垂轴色差进行矫正，第二双胶合透镜组用于矫正系统残余球差和像散。采用两个双胶合透镜组配合使用，可以在保证有效校正色差的前提下降低加工精度，提供可制造性设计。

本发明一些实施例中，投影镜头为采用二次成像架构，影像光线通过折射系统后，在反射系统和折射系统之间进行第一次成像，第一次成像经反射系统反射后，在设定位置进行二次成像。

本发明一些实施例中，反射系统包括反射镜，位于折射系统的出光侧，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。在本发明实施例中，反射镜参与成像，用于将光线进行大比例压缩。

本发明一些实施例中，反射系统与后群镜组、中群镜组、前群镜组共轴设置。其中，通过沿光轴调整中群镜组与前群镜组和后群镜组的相对位置，可以实现不同投影尺寸下的聚焦成像。前群镜组相对反射系统是可移动的，针对不同尺寸的投影条件，调节前群镜组相对反射系统的位移，可以实现不同尺寸下都有良好的畸变表现。

本发明一些实施例中，后群镜组包括沿着逐渐靠近反射系统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、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜。其中，第一透镜为非球面透镜；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、第九透镜和第十透镜均为球面透镜。第一透镜的屈光度为正，第二透镜的屈光度为负，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正，第六透镜的屈光度为正，第七透镜的屈光度为负，第八透镜的屈光度为正，第九透镜的屈光度为负，第十透镜的屈光度为正。

本发明一些实施例中，第一透镜可以采用双凸非球面镜，采用玻璃非球面透镜，用于改善球差和像散，提高投影镜头的解析度。同时玻璃非球面透镜具有较低的热膨胀系数，折射率温度系数小，折射率均一性好，光学性能稳定，因此靠近光源的第一透镜采用玻璃非球面透镜可以保证投影系统具有良好的成像质量。

本发明一些实施例中，第三透镜和第四透镜相互胶合，构成第一双胶合透镜组，第三透镜的阿贝数小于第四透镜的阿贝数，第三透镜的折射率大于第四透镜的折射率；第八透镜和第九透镜相互胶合，构成第二双胶合透镜组，第八透镜的折射率小于第九透镜的折射率，第八透镜的阿贝数小于第九透镜的阿贝数。

本发明一些实施例中，中群镜组包括沿着逐渐靠近反射系统的方向依次设置的第十透镜和第十一透镜。第十透镜和第十一透镜均为球面透镜；第十透镜的屈光度为正，第十一透镜的屈光度为负。通过沿光轴调整中群镜组与前群镜组和后群镜组的相对位置，可以实现不同投影尺寸下的聚焦成像。

本发明一些实施例中，前群镜组包括沿着逐渐靠近所述反射系统的方向依次设置的第十三透镜和第十四透镜。其中，第十三透镜和第十四透镜均为非球面透镜。第十三透镜的屈光度为负，第十四透镜的屈光度为负。反射系统会将光线进行大比例压缩，将靠近反射系统的第十三透镜和第十四透镜设置为双凹非球面透镜可以有效改善像散和场曲。

本发明一些实施例中，第十三透镜和第十四透镜采用塑胶非球面透镜。由于靠近反射系统的非球面透镜的口径较大，因此第十三透镜和第十四透镜采用易成型的塑胶材质制作，可以降低成本和制造难度。

本发明一些实施例中，反射系统可以采用凹面反射镜，用于对成像光线进行二次成像并向设定位置反射。凹面反射镜可以采用非球面反射镜或自由曲面反射镜。凹面反射镜参与成像，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和自由曲面反射镜可以有效校正象散和畸变。

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系统的等效焦距满足以下关系：

1<|FB/F|<15；

110<|FM/F|<130；

5<|FF/F|<20；

5<|FC/F|<15；

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，表示中群镜组的等效焦距，FF表示前群镜组的等效焦距，FC表示反射系统的等效焦距。

本发明一些实施例中，投影镜头的投射比可以为0.2～0.3，满足超短焦投影镜头的使用需求，大大缩短投影仪与投影屏幕之间的距离，在缩短投影距离的同时可以实现大尺寸的图像显示。

本发明一些实施例中，折射系统和反射系统满足以下关系：

1.0<L1/L2<1.4；

投影镜头的后工作距离满足以下关系：

0.15<BFL/L2<0.35；

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

采用非远心架构的投影镜头的后工作距离相对于远心架构的投影镜头的后工作距离更小，可以有效的缩减投影系统的体积。

本发明一些实施例中，投影系统包括投影光源、光阀调制部件和上述任一投影镜头。投影光源，用于按照时序出射不同颜色的光；光阀调制部件，位于投影光源的出光侧，用于对入射光线进行调制后反射；投影镜头位于光阀调制部件的反射光路上用于对光阀调制部件的出射光进行成像。

本发明一些实施例中，光阀调制部件采用0.66”的4K高分辨率数字微反射镜，可以实现大尺寸高分辨率的投影显示。

本发明一些实施例中，投影系统还包括投影屏幕，将投影屏幕设置于折射系统背离反射系统的一侧，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TV畸变示意图；

图3a为本发明实施例提供的成像面(DMD端)的光线扇面图之一；

图3b为本发明实施例提供的成像面(DMD端)的光线扇面图之二；

图3c为本发明实施例提供的成像面(DMD端)的光线扇面图之三；

图4为本发明实施例提供的投影系统的结构示意图之一；

图5为本发明实施例提供的投影系统的结构示意图之二。

其中，100-折射系统，200-反射系统，11-后群镜组，12-中群镜组，13-前群镜组，110-第一透镜，111-第二透镜，112-第三透镜，113-第四透镜，114-第五透镜，115-第六透镜，116-第七透镜，117-第八透镜，118-第九透镜，119-第十透镜，120-第十一透镜，121-第十二透镜，130-第十三透镜，131-第十四透镜，x1-第一双胶合透镜组，x2-第二双胶合透镜组，300-光阀调制部件，400-投影光源，600-投影镜头，500-投影屏幕。

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，利用光学系统和投影空间把图像放大并显示在投影屏幕上。

目前的投影系统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。目前的投影镜头常采用远心光路架构，具有较好的成像质量，但远心光路架构要求用于成像的主光线为平行光，导致投影镜头的设计复杂，且光学系统后端较大，使得投影镜头的体积增大。而光阀调制部件与投影镜头之间需要较大的后工作距离来设置分光棱镜，对光线进行分光和转置，导致投影系统的整体体积偏大，占据较大的使用空间。同时分光棱镜的成本较高，不利于控制投影系统的成本。

有鉴于此，本发明实施例提供一种投影镜头及投影系统，基于0.66”的4K高分辨率DMD，可以实现大尺寸高分辨率的投影成像。投影镜头采用非远心架构，有利于减小投影镜头的体积。同时采用非远心架构的投影镜头，不需要使用分光棱镜，可以减小投影设备的体积和成本。通过合理地光学设计，可以校正像差，提高成像质量。

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，本发明提供的投影镜头包括：折射系统100和反射系统200。

折射系统100通常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。

反射系统200位于折射系统100的出光侧，用于将折射系统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系统100后，在反射系统200和折射系统100之间进行第一次成像，第一次成像经反射系统200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系统背离反射系统的一侧，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，折射系统100包括后群镜组11、中群镜组12和前群镜组13。前群镜组13位于靠近反射系统200的一侧，中群镜组12位于前群镜组13背离反射系统200的一侧，后群镜组11位于中群镜组背离前群镜组13的一侧。

反射系统200包括反射镜，位于折射系统100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。在本发明实施例中，反射镜参与成像，用于将光线进行大比例压缩。

反射系统200与后群镜组11、中群镜组12、前群镜组13共轴设置。其中，通过沿光轴调整中群镜组12与前群镜组13和后群镜组11的相对位置，就可以实现不同投影尺寸下的聚焦成像。前群镜组13相对反射系统200是可移动的，针对不同尺寸的投影条件，调节前群镜组13相对反射系统200的位移，可以实现不同尺寸下都有良好的畸变表现。

如图1所示，后群镜组11包括第一双胶合透镜组x1和第二双胶合透镜组x2，第一双胶合透镜组x1和第二双胶合透镜组x2沿着逐渐靠近反射系统的方向依次设置。第一双胶合透镜组x1主要用于改善投影镜头的不同光谱的球差，并对投影镜头的轴向色差和垂轴色差进行矫正；第二双胶合透镜组x2主要用于矫正系统残余球差和像散。通过第一双胶合透镜组x1和第二双胶合透镜组x2的配合使用，可以有效地矫正色差，解决红绿蓝三色偏差大的问题，提升投影画面质量，同时可以降低加工精度，提供可制造性设计。

具体的，如图1所示，后群镜组11包括沿着逐渐靠近反射系统的方向依次设置的第一透镜110、第二透镜111、第三透镜112、第四透镜113、第五透镜114、第六透镜115、第七透镜116、第八透镜117、第九透镜118和第十透镜119。

其中，第一透镜110为非球面透镜；第二透镜111、第三透镜112、第四透镜113、第五透镜114、第六透镜115、第七透镜116、第八透镜117、第九透镜118和第十透镜119均为球面透镜。

第一透镜110的屈光度为正、第二透镜111的屈光度负、第三透镜112的屈光度为负、第四透镜113的屈光度为正、第五透镜114的屈光度为正、第六透镜115的屈光度为正、第七透镜116的屈光度为负、第八透镜117的屈光度为正、第九透镜118的屈光度为负、第十透镜119的屈光度为正。

本发明实施例在投影镜头后群镜组11中设置非球面镜，可以改善球差和像散。在具体实施时，可以将靠近投影镜头的入光侧的一侧的透镜设置成非球面透镜，例如，可以将第一透镜110设置为非球面透镜，用于改善球差和像散，提高投影镜头的解析度。

在本发明实施例中，第一透镜110采用玻璃非球面透镜。第一透镜110位于投影镜头的入光侧，一般靠近光源设置，温度较高，玻璃非球面透镜具有较低的热膨胀系数，折射率温度系数小，折射率均一性好，光学性能稳定，因此第一透镜110采用玻璃非球面透镜可以保证投影系统具有良好的成像质量。

在具体实施时，第一透镜110可以为轴对称非球面透镜，具体采用双凸非球面透镜。

第三透镜112和第四透镜113相互胶合，构成第一双胶合透镜组x1。第四透镜113的阿贝数大于第三透镜112的阿贝数，第四透镜113的折射率小于第三透镜112的折射率。其中，第三透镜113的阿贝数vd₃的取值范围为：20<vd₃<40，第三透镜113的折射率nd₃>1.8。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三透镜和第四透镜。

第八透镜117和第九透镜118相互胶合，构成第二双胶合透镜组x2。第八透镜117和第九透镜118的阿贝数的取值范围：20<vd<40，第八透镜117和第九透镜118的折射率Nd＞1.7。第八透镜117的折射率小于第九透镜118的折射率；第八透镜117的阿贝数小于第九透镜118的阿贝数。

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和第九透镜。

如图1所示，中群镜组12包括沿着逐渐靠近反射系统200的方向依次设置的第十一透镜120和第十二透镜121；其中，第十一透镜120和第十二透镜121均为球面透镜。第十一透镜120的屈光度为正，第十二透镜121的屈光度为负。通过沿光轴调整中群镜组12与前群镜组13和后群镜组11的相对位置，就可以实现不同投影尺寸下的聚焦成像。

如图1所示，前群镜组13包括沿着逐渐靠近所述反射系统200的方向依次设置的第十三透镜130和第十四透镜131。其中，第十三透镜130和第十四透镜131均为非球面透镜。第十三透镜130的屈光度为负，和第十四透镜131的屈光度为负。

本发明实施例在靠近反射系统200一侧的前群镜组中设置非球面镜，用于改善像散和场曲。在具体实施时，反射系统200会将光线进行大比例压缩，将第十三透镜130和第十四透镜131设置为非球面透镜可以有效改善像散、畸变。在实际应用中，第十三透镜130和第十四透镜131可以采用双凹非球面透镜。

在本发明实施例中，第十三透镜130和第十四透镜131采用塑胶非球面透镜。由于靠近反射系统200的非球面透镜的口径较大，使用玻璃非球面透镜不利于设计和加工。同时，第十三透镜130和第十四透镜131距离光源较远，受热影响较小。因此第十三透镜130和第十四透镜131采用易成型的塑胶非球面透镜，可以降低成本和制造难度。

在具体实施时，第十三透镜130和第十四透镜131采用轴对称非球面透镜。

反射系统200可以采用凹面反射镜，用于对成像光线进行二次成像并向设定位置反射。具体地，凹面反射镜可以采用非球面反射镜或自由曲面反射镜。在本发明实施例中，凹面反射镜参与成像，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和自由曲面反射镜可以有效校正象散和畸变。

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系统的等效焦距满足以下关系：

1<|FB/F|<15；

110<|FM/F|<130；

5<|FF/F|<20；

5<|FC/F|<15；

其中，F表示投影镜头100的等效焦距，FB表示后群镜组11的等效焦距，FM表示中群镜组12的等效焦距，FF表示前群镜组13的等效焦距，FC表示反射系统200的等效焦距。

投影镜头中的折射系统100和反射系统200整体产生正的屈光度，用于对光线进行会聚。该投影镜头采用二次成像架构，入射光线通过折射系统100后在反射系统200和折射系统100之间进行第一次成像，第一次成像经反射系统200的反射后在投影屏幕上形成二次无畸变的图像。本发明实施例中的投影镜头通过非球面透镜、非球面反射镜或自由曲面反射镜对大视场像差的矫正，提高了镜头的解析能力，从而实现了高分辨率的成像质量。

采用上述非远心架构的投影镜头的投射比可以为0.2～0.3，满足超短焦投影镜头的使用需求，大大缩短投影仪与投影屏幕之间的距离，在缩短投影距离的同时可以实现大尺寸的图像显示。

折射系统100和反射系统200满足以下关系：

1.0<L1/L2<1.4；

投影镜头的后工作距离满足以下关系：

0.15<BFL/L2<0.35；

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

通过对前群镜组13、中群镜组12和后群镜组11中的各透镜采用合适的面型和屈光度的设计，控制镜片数量，实现小型化，适用全色激光的投影显示。其中，仅使用两个双胶合透镜组、三片非球面透镜，大大减小了镜头的复杂程度及体积，通过两个双胶合透镜组的搭配使用，有效减少了投影镜头的色差。无论从投影镜头的体积、设计复杂程度、成本及加工方面均进行优化。

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2.25，有效焦距(Effective Focal Length，简称FFL)为3.06mm，偏移量(光阀调制部件出射光中心与光轴之间的距离同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90英寸～120英寸，投射比(投影距离/画面长度)为0.23～0.25。

图2为本发明实施例提供的TV畸变示意图，横轴表示x方向，纵轴表示y方向。

TV畸变性能可以体现出投影镜头的投影图像的扭曲程度，如图2所示，网格的交点表示理想的投影画面像素点位，各个独立的交叉点表示实际的投影画面像素点位。当画面尺寸为100寸(2214×1245mm²)时，采用本发明实施例提供的投影镜头的投影图像的TV畸变最大值为-0.2395％，可以满足实际使用需求。

图3a为本发明实施例提供的成像面(DMD端)的光线扇面图之一，图3b为本发明实施例提供的成像面(DMD端)的光线扇面图之二，图3c为本发明实施例提供的成像面(DMD端)的光线扇面图之三。其中，图3a、图3b和图3c分别示出了波长为450nm、525nm、620nm的光线在归一化的最小视场、中心视场和最大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3a、图3b和图3c所示，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p_x、p_y为该视场条件下的光瞳高度，纵轴e_x、e_y为各个波长光线与主光线之间的横向光学像差的x分量和y分量。其中，图3a、图3b和图3c中的最大尺规为±10μm。

由图3a、图3b和图3c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系统，图4为本发明实施例提供的投影系统的结构示意图之一。

如图4所示，投影系统包括投影光源400、光阀调制部件300和上述任一投影镜头600。

在本发明实施例中，投影光源400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。

光阀调制部件300位于投影光源400的出光侧，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300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。本发明实施例中采用的DMD为0.66”的4K高分辨率DMD，可以实现大尺寸高分辨率的显示。

投影镜头600位于光阀调制部件300的反射光路上用于对光阀调制部件300的出射光进行成像。

如图4所示，本发明提供的投影系统采用非远心的光路架构，经光阀调制部件300调制后反射的反射光路不需要平行于投影镜头600的光轴入射到投影镜头之中，因此不需要另外设置分光棱镜，可以简化投影系统的结构，缩小投影系统的体积，降低设计制造难度，降低成本。同时该投影系统采用了本发明提供的超短焦投影镜头600，超短焦投影镜头600中各光学镜片采用合适的面型和屈光度的设计，控制镜片数量，实现小型化，适用全色激光的投影显示。其中，仅使用两个双胶合透镜组、三片非球面透镜，大大减小了镜头的复杂程度及体积，通过两个双胶合透镜组的搭配使用，解决了单色镜头色差偏差大的问题，并且该镜头从体积、复杂程度、成本及加工方面均有很大提升。

图5为本发明实施例提供的投影系统的结构示意图之二。

如图5所示，本发明实施例提供的投影系统还可以包括投影屏幕500，该投影屏幕500可以为与投影系统一起装配的幕布，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600的成像之后最终的图像投射到投影屏幕500上，投影系统的后表面与投影屏幕500之间的距离远小于投影画面的尺寸，实现超短焦投影显示。

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：

折射系统，用于对入射的影像光线进行成像；

反射系统，位于所述折射系统的出光侧，用于将所述折射系统的成像光线向设定位置反射；

所述折射系统包括：

前群镜组，位于靠近所述反射系统的一侧；

中群镜组，位于所述前群镜组背离所述反射系统的一侧；

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。

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系统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、第七透镜、第八透镜、第九透镜和第十透镜；

其中，所述第一透镜为非球面透镜；所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜、所述第七透镜、所述第八透镜、所述第九透镜和所述第十透镜均为球面透镜。

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负，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正，所述第六透镜的屈光度为正，所述第七透镜的屈光度为负，所述第八透镜的屈光度为正，所述第九透镜的屈光度为负，所述第十透镜的屈光度为正；

所述第三透镜和所述第四透镜相互胶合，构成第一双胶合透镜组；所述第四透镜的折射率小于所述第三透镜的折射率；所述第四透镜的阿贝数大于所述第三透镜的阿贝数；

所述第八透镜和所述第九透镜相互胶合，构成第二双胶合透镜组；所述第八透镜的折射率小于所述第九透镜的折射率；所述第八透镜的阿贝数小于所述第九透镜的阿贝数。

4.如权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述中群镜组包括沿着逐渐靠近所述反射系统的方向依次设置的第十一透镜和第十二透镜；

所述第十一透镜和所述第十二透镜均为球面透镜。

5.如权利要求4所述的投影镜头，其特征在于，所述第十一透镜的屈光度为正，所述第十二透镜的屈光度为负。

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系统的方向依次设置的第十三透镜和第十四透镜；

所述第十三透镜和所述第十四透镜均为非球面透镜。

7.如权利要求6所述的投影镜头，其特征在于，所述第十三透镜的屈光度为负，所述十四透镜的屈光度为负。

8.如权利要求1-7任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述反射系统为凹面反射镜；所述凹面反射镜为非球面反射镜或自由曲面反射镜。

9.如权利要求8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系统的等效焦距满足以下关系：

1<|FB/F|<15；

110<|FM/F|<130；

5<|FF/F|<20；

5<|FC/F|<15；

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表示所述反射系统的等效焦距。

10.如权利要求1-7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0.2～0.3；

所述折射系统和所述反射系统满足以下关系：

1.0<L1/L2<1.4；

所述投影镜头的后工作距离满足以下关系：

0.15<BFL/L2<0.35；

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

11.一种投影系统，其特征在于，包括：投影光源、光阀调制部件和权利要求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；

所述光阀调制部件，位于所述投影光源的出光侧，用于对入射光线进行调制后反射；

所述投影镜头，位于所述光阀调制部件的反射光路上，用于对所述光阀调制部件的出射光进行成像。

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