CN115220198B - 投影镜头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投影镜头，共五片透镜，沿光轴从投影面到像源面依次包括：具有正光焦度的第一透镜，其投影侧为凸面，像源侧为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其投影侧为凹面，像源侧为凸面；光阑；具有负光焦度的第三透镜，其像源侧为凹面；具有正光焦度的第四透镜，其投影侧和像源侧均为凸面；具有正光角度的第五透镜，其投影侧为凸面，像源侧为凹面；投影镜头的有效焦距f与最大视场角所对应的像源面高度IH满足：0.25＜IH/f＜0.35。该投影镜头实现同时具有远距离投影、温漂小、通光孔径大、畸变低和高成像品质的优点。

Description

投影镜头

技术领域

本发明涉及成像镜头的技术领域，特别涉及一种投影镜头。

背景技术

近年来，灯光投影在生活中的应用越来越广泛。投影系统在城市建筑灯光秀和舞台秀中给我们呈现出视觉盛宴，给我们带来全新的感官体验。同时，灯光投影系统在与智能汽车碰撞中也散发出多种绚丽的火花。其中由车向路面投射的静态、半动态和动态投影画面，极大地丰富了驾驶过程的路面信息，提升了舱内驾驶信息与外界信息的交互体验。

灯光投影的原理与幻灯片投影相同，主要是利用光学成像中的反射和虚拟成像原理来实现：根据车载系统提供的信息，由投影仪发出图像，经过反射镜反射到投影镜头上，再由投影镜头投射到屏幕。伴随着人们对驾驶体验的不断提高，灯光投影在智能驾驶上的使用越来越多。然而市面上的投影镜头工作温度为常温，且在一个固定的环境中有相对固定的投影面。而且汽车行驶过程中的温度差异大，光线环境复杂。普通镜头存在温漂大、通光孔径小、边缘视场畸变较大等缺陷，难以满足高端车载的使用需求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种投影镜头，同时具有远距离投影、温漂小、通光孔径大、畸变低和高成像品质的优点。

为实现上述目的，本发明提供了一种投影镜头，共五片透镜，沿光轴从投影面到像源面依次为：

具有正光焦度的第一透镜，其投影侧为凸面，像源侧为凹面；

具有正光焦度的第二透镜，其投影侧为凹面，像源侧为凸面；

光阑；

具有负光焦度的第三透镜，其像源侧为凹面；

具有正光焦度的第四透镜，其投影侧和像源侧均为凸面；

具有正光角度的第五透镜，其投影侧为凸面，像源侧为凹面；

所述投影镜头的有效焦距f与最大视场角所对应的像源面高度IH满足：0.25＜IH/f＜0.35。

较佳地，所述投影镜头的光学总长TTL与有效焦距f满足：TTL/f＜2.0。

较佳地，所述投影镜头的光学后焦BFL与有效焦距f满足：0.15＜BFL/f。

较佳地，所述投影镜头的入瞳直径EPD与最大视场角所对应的像源面高度IH满足：IH/EPD＜0.4。

较佳地，所述第一透镜的焦距f₁与所述第五透镜的焦距f₅满足：1.2＜f₁/f₅＜2.2。

较佳地，所述第三透镜的焦距f₃与所述第四透镜的焦距f₄满足：-1.0＜f₃/f₄＜-0.5。

较佳地，所述第三透镜的折射率Nd₃、阿贝数Vd₃和所述第四透镜的折射率Nd₄、阿贝数Vd₄满足：Nd₃＞1.7，Vd₃＜30；Nd₄＜1.7，Vd₄＞50。

较佳地，所述第二透镜的投影侧曲率半径R₃与像源侧曲率半径R₄满足：0.7＜R₃/R₄＜1.0。

较佳地，所述第二透镜的投影侧曲率半径R₃与所述第一透镜和第二透镜在光轴上的间距CT₁₂满足：-3.0＜R₃/CT₁₂＜-1.5。

较佳地，所述第一透镜的折射率温度系数(dn/dt)₁、所述第四透镜的折射率温度系数(dn/dt)₄和所述第五透镜的折射率温度系数(dn/dt)₅满足：-4.0×10^-6/℃＜(dn/dt)₁+(dn/dt)₄+(dn/dt)₅＜4.0×10^-6/℃。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：本申请的投影镜头通过合理的搭配各透镜之间的镜片形状与光焦度组合，实现同时具有远距离投影、温漂小、通光孔径大、畸变低和高成像品质的优点。

本发明的附加方面与优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：

图1为本发明实施例1中投影镜头的结构示意图；

图2为本发明实施例1中投影镜头的场曲曲线图；

图3为本发明实施例1中投影镜头的F-tanθ畸变曲线图；

图4为本发明实施例1中投影镜头在25℃的离焦MTF曲线图；

图5为本发明实施例1中投影镜头在105℃的离焦MTF曲线图；

图6为本发明实施例2中投影镜头的结构示意图；

图7为本发明实施例2中投影镜头的场曲曲线图；

图8为本发明实施例2中投影镜头的F-tanθ畸变曲线图；

图9为本发明实施例2中投影镜头在25℃的离焦MTF曲线图；

图10为本发明实施例2中投影镜头在105℃的离焦MTF曲线图；

图11为本发明实施例3中投影镜头的结构示意图；

图12为本发明实施例3中投影镜头的场曲曲线图；

图13为本发明实施例3中投影镜头的F-tanθ畸变曲线图；

图14为本发明实施例3中投影镜头在25℃的离焦MTF曲线图；

图15为本发明实施例3中投影镜头在105℃的离焦MTF曲线图；

图16为本发明实施例4中投影镜头的结构示意图；

图17为本发明实施例4中投影镜头的场曲曲线图；

图18为本发明实施例4中投影镜头的F-tanθ畸变曲线图；

图19为本发明实施例4中投影镜头在25℃的离焦MTF曲线图；

图20为本发明实施例4中投影镜头在105℃的离焦MTF曲线图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的实施例的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本发明的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。

在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。

在本文中，近轴区域是指光轴附近的区域。若透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凸面；若透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该透镜表面至少于近轴区域为凹面。每个透镜最靠近投影面的表面称为该透镜的投影侧，每个透镜最靠近像源面的表面称为该透镜的像源侧。

还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

根据本申请实施例的投影镜头沿光轴从投影面到像源面依次包括：第一透镜、第二透镜、光阑、第三透镜、第四透镜和第五透镜。

在一些实施例中，第一透镜可具有正光焦度，投影侧为凸面，像源侧为凹面。能够汇聚来自像源面的远心光束，并且可以有效地压缩投影镜头的光学总长。

在一些实施例中，第二透镜具有正光焦度，投影侧为凹面，像源侧为凸面。能够平衡第二透镜自身产生的球差和慧差，提高投影镜头的投影质量。

在一些实施例中，第三透镜具有负光焦度，像源侧为凹面。能够平衡投影镜头的像差，增大投影镜头的投影面大小。

在一些实施例中，第四透镜具有正光焦度，投影侧和像源侧均为凸面。有利于降低光线偏折角度，让光线走势平稳过渡，同时能够平衡投影镜头的像差，提高投影镜头的投影质量。

在一些实施例中，第五透镜具有正光焦度，投影侧为凸面，像源侧为凹面。能够汇聚来自像源面的远心光束，有利于提升投影面的相对照度，提高投影镜头的投影质量。

在一些实施例中，第二透镜和第三透镜之间可设置用于限制光束的光阑，不仅能够增大投影镜头的投影视场角，而且还能减少投影镜头像散的产生。

在一些实施例中，投影镜头的最大视场角所对应的像源面上的入射角CRA满足：6°＜CRA＜8°。满足上述范围，可以使图像显示面板的CRA与投影镜头的CRA之间的容许误差数值较大，提升投影镜头对于图像显示面板的适配能力。

在一些实施例中，投影镜头的有效焦距f与最大视场角所对应的像源面高度IH满足：0.25＜IH/f＜0.35。满足上述范围，可以使得投影镜头能够匹配大像源面，在投影时具有良好的成像品质。

在一些实施例中，投影镜头的光学总长TTL与有效焦距f满足：TTL/f＜2.0。满足上述范围，可以有效地限制镜头的长度，有利于实现投影镜头小型化。

在一些实施例中，投影镜头的光学后焦BFL与有效焦距f满足：0.15＜BFL/f。满足上述范围，有利于在取得良好地成像品质与易于装配地光学后焦距长度之间取得平衡，保证投影镜头成像品质的同时，避免镜头与其它元件发生干涉，降低摄像头模组装配工艺难度。

在一些实施例中，投影镜头的入瞳直径EPD与最大视场角所对应的像源面高度IH满足：IH/EPD＜0.4。满足上述范围，能够增大射入投影镜头的光线束的宽度，使得投影镜头在投影面处亮度得到提升避免暗角产生。

在一些实施例中，第一透镜的焦距f₁与第五透镜的焦距f₅满足：1.2＜f₁/f₅＜2.2。满足上述范围，有利于矫正投影镜头的球差，提高投影镜头的投影质量。

在一些实施例中，第三透镜的焦距f₃与第四透镜的焦距f₄满足：-1.0＜f₃/f₄＜-0.5；第三透镜的折射率Nd₃、阿贝数Vd₃和第四透镜的折射率Nd₄、阿贝数Vd₄满足：Nd₃＞1.7，Vd₃＜30；Nd₄＜1.7，Vd₄＞50。满足上述范围，能够通过具有高折射率低阿贝数的负光焦度的第三透镜和具有低折射率高阿贝数的正光焦度的第四透镜组合，矫正投影镜头的色差，提高投影镜头的投影质量。

在一些实施例中，第二透镜投影侧曲率半径R₃与像源侧曲率半径R₄满足：0.7＜R₃/R₄＜1.0。满足上述范围，可以使第二透镜投影侧与像源侧取得相似面型，有利于降低场曲对投影镜头的影响，提高投影镜头的投影质量。

在一些实施例中，第二透镜投影侧曲率半径R₃与第一透镜和第二透镜在光轴上的间距CT₁₂满足：-3.0＜R₃/CT₁₂＜-1.5。满足上述范围，能够改善第二透镜投影侧产生的鬼影，提高投影镜头的投影质量。

在一些实施例中，第一透镜的折射率温度系数(dn/dt)₁、第四透镜的折射率温度系数(dn/dt)₄和第五透镜的折射率温度系数(dn/dt)₅满足：-4.0×10^-6/℃＜(dn/dt)₁+(dn/dt)₄+(dn/dt)₅＜4.0×10^-6/℃。满足上述范围，能够通过合理分配折射率温度系数为负的透镜材质，有效弥补镜头的机械结构造成的热焦移，保证所述投影镜头在-40℃至+105℃环境中具有稳定的成像性能。

在一些实施例中，投影镜头的光学总长TTL与第一透镜至第五透镜分别沿光轴的中心厚度的总和∑CT满足：0.3＜∑CT/TTL＜0.5。满足上述范围，可以有效压缩投影镜头的总长，同时有利于投影镜头的结构设计和生产工艺。

下面分多个实施例对本发明进行进一步的说明。在各个实施例中，投影镜头中的各个透镜的厚度、曲率半径、材料选择部分有所不同，具体不同可参见各实施例的参数表。下述实施例仅为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式并不仅仅受下述实施例的限制，其他的任何未背离本发明创新点所作的改变、替代、组合或简化，都应视为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1，所示为本发明实施例1中提供的投影镜头的结构示意图，该投影镜头沿光轴从投影面到像源面依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑ST、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及滤光片G1。

第一透镜L1具有正光焦度，其投影侧S1为凸面，像源侧S2为凹面；

第二透镜L2具有正光焦度，其投影侧S3为凹面，像源侧S4为凸面；

光阑ST；

第三透镜L3具有负光焦度，其投影侧S5和像源侧S6均为凹面；

第四透镜L4具有正光焦度，其投影侧S7和像源侧S8均为凸面；

第五透镜L5具有正光焦度，其投影侧S9为凸面，像源侧S10为凹面；

第三透镜L3与第四透镜L4可胶合组成胶合透镜；

第三透镜L3可采用高折射率低阿贝数的重镧火石材质，第四透镜L4可采用低折射率高阿贝数的冕玻璃材质；

滤光片G1的S11、S12均为平面；

像源面S13为平面。

实施例1中的投影镜头中各透镜的相关参数如表1所示。

表 1

在本实施例中，投影镜头的场曲曲线图、F-tanθ畸变曲线图、在25℃的离焦MTF曲线图、在105℃的离焦MTF曲线图分别如图2、图3、图4、图5所示。

图2示出了实施例1的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.24mm以内，说明投影镜头能够较好地矫正场曲。

图3示出了实施例1的F-tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在像源面上不同像高处的F-tanθ畸变，横轴表示F-tanθ畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，投影镜头的F-tanθ畸变控制在±0.7%以内，边缘角度区域的图像压缩较为平缓，有效提高了展开图像的清晰度。

图4示出了实施例1在25℃时的离焦MFT曲线，其表示不同视场的光线在像源面上不同像高处的MTF值，横轴表示离焦偏移量(单位：mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，25℃时中心视场在焦点处的MTF值大于0.8，边缘视场在焦点处子午方向的MTF值大于0.8，弧矢方向的MTF值大于0.7，说明该镜头在25℃时具有良好的解像力。

图5示出了实施例1在105℃时的MTF离焦曲线，其表示不同视场的光线在像源面上不同像高处的MTF值，横轴表示离焦偏移量(单位：mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，105℃时中心视场在焦点处的MTF值大于0.8，边缘视场在焦点处子午方向的MTF值大于0.8，弧矢方向的MTF值大于0.7。105℃时中心视场和边缘视场与25℃时中心视场和边缘视场相比较：峰值位置偏移量均小于0.02mm，中心视场在焦点处的MTF值和边缘视场在焦点处子午方向的MTF值几乎不变，弧矢方向的MTF值降幅小于10%。说明该镜头在105℃时仍具有良好的解像力。

实施例2

请参阅图6，所示为本发明实施例2中提供的投影镜头的结构示意图，该投影镜头沿光轴从投影面到像源面依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑ST、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及滤光片G1。

第一透镜L1具有正光焦度，其投影侧S1为凸面，像源侧S2为凹面；

第二透镜L2具有正光焦度，其投影侧S3为凹面，像源侧S4为凸面；

光阑ST；

第三透镜L3具有负光焦度，其投影侧S5和像源侧S6均为凹面；

第四透镜L4具有正光焦度，其投影侧S7和像源侧S8均为凸面；

第五透镜L5具有正光焦度，其投影侧S9为凸面，像源侧S10为凹面；

第三透镜L3与第四透镜L4可胶合组成胶合透镜；

第三透镜L3可采用高折射率低阿贝数的重镧火石材质，第四透镜L4可采用低折射率高阿贝数的冕玻璃材质。

实施例2中的投影镜头中各透镜的相关参数如表2所示。

表 2

在本实施例中，投影镜头的场曲曲线图、F-tanθ畸变曲线图、在25℃的离焦MTF曲线图、在105℃的离焦MTF曲线图分别如图7、图8、图9、图10所示。

图7示出了实施例2的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.28mm以内，说明投影镜头能够较好地矫正场曲。

图8示出了实施例2的F-tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在像源面上不同像高处的F-tanθ畸变，横轴表示F-tanθ畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，投影镜头的F-tanθ畸变控制在±0.6%以内，边缘角度区域的图像压缩较为平缓，有效提高了展开图像的清晰度。

图9示出了实施例2在25℃时的离焦MFT曲线，其表示不同视场的光线在像源面上不同像高处的MTF值，横轴表示离焦偏移量(单位：mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，25℃时中心视场在焦点处的MTF值大于0.6，边缘视场在焦点处子午方向的MTF值大于0.7，弧矢方向的MTF值大于0.8，说明该镜头在25℃时具有良好的解像力。

图10示出了实施例2在105℃时的MTF离焦曲线，其表示不同视场的光线在像源面上不同像高处的MTF值，横轴表示离焦偏移量(单位：mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，105℃时中心视场在焦点处的MTF值大于0.8，边缘视场在焦点处子午方向的MTF值大于0.8，弧矢方向的MTF值大于0.7。105℃时中心视场和边缘视场与25℃时中心视场和边缘视场相比较：峰值位置偏移量均小于0.04mm，中心视场在焦点处的MTF值和边缘视场在焦点处子午方向的MTF值几乎不变，弧矢方向的MTF值小幅度增加。说明该镜头在105℃时仍具有良好的解像力。

实施例3

请参阅图11，所示为本发明实施例3中提供的投影镜头的结构示意图，该投影镜头沿光轴从投影面到像源面依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑ST、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及滤光片G1。

第一透镜L1具有正光焦度，其投影侧S1为凸面，像源侧S2为凹面；

第二透镜L2具有正光焦度，其投影侧S3为凹面，像源侧S4为凸面；

光阑ST；

第三透镜L3具有负光焦度，其投影侧S5为凸面，像源侧S6为凹面；

第四透镜L4具有正光焦度，其投影侧S7和像源侧S8均为凸面；

第五透镜L5具有正光焦度，其投影侧S9为凸面，像源侧S10为凹面；

第三透镜L3与第四透镜L4可胶合组成胶合透镜；

第三透镜L3可采用高折射率低阿贝数的重镧火石材质，第四透镜L4可采用低折射率高阿贝数的冕玻璃材质。

实施例3中的投影镜头中各透镜的相关参数如表3-所示。

表 3

在本实施例中，投影镜头的场曲曲线图、F-tanθ畸变曲线图、在25℃的离焦MTF曲线图、在105℃的离焦MTF曲线图分别如图12、图13、图14、图15所示。

图12示出了实施例3的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，投影镜头的子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.24mm以内，说明投影能够较好地矫正场曲。

图13示出了实施例3的F-Tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在像源面上不同像高处的F-Tanθ畸变，横轴表示F-Tanθ畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，投影镜头的F-Tanθ畸变控制在±1.2%以内，边缘角度区域的图像压缩较为平缓，有效提高了展开图像的清晰度。

图14示出了实施例3在25℃时的离焦MFT曲线，其表示不同视场的光线在像源面上不同像高处的MTF值，横轴表示离焦偏移量(单位：mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，25℃时中心视场在焦点处的MTF值大于0.8；边缘视场在焦点处子午方向的MTF值大于0.7，弧矢方向的MTF值大于0.8。说明该镜头在25℃时具有良好的解像力。

图15示出了实施例3在105℃时的MTF离焦曲线，其表示不同视场的光线在像源面上不同像高处的MTF值，横轴表示离焦偏移量(单位：mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，105℃时中心视场在焦点处的MTF值大于0.8；边缘视场在焦点处子午方向的MTF值大于0.7，弧矢方向的MTF值大于0.8。105℃时中心视场和边缘视场与25℃时中心视场和边缘视场相比较：峰值位置偏移量均小于0.02mm；中心视场在焦点处的MTF值和边缘视场在焦点处子午方向的MTF值，弧矢方向的MTF值几乎不变。说明该镜头在105℃时仍具有良好的解像力。

实施例4

请参阅图16，所示为本发明实施例4中提供的投影镜头的结构示意图，该投影镜头沿光轴从投影面到像源面依次包括：第一透镜L1、第二透镜L2、光阑ST、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5以及滤光片G1。

第一透镜L1具有正光焦度，其投影侧S1为凸面，像源侧S2为凹面；

第二透镜L2具有正光焦度，其投影侧S3为凹面，像源侧S4为凸面；

光阑ST；

第三透镜L3具有负光焦度，其投影侧S5和像源侧S6均为凹面；

第四透镜L4具有正光焦度，其投影侧S7和像源侧S8均为凸面；

第五透镜L5具有正光焦度，其投影侧S9为凸面，像源侧S10为凹面；

第三透镜L3可采用高折射率低阿贝数的重镧火石材质，第四透镜L4可采用低折射率高阿贝数的冕玻璃材质。

实施例4中的投影镜头中各透镜的相关参数如表4所示。

表 4

在本实施例中，投影镜头的场曲曲线图、F-tanθ畸变曲线图、在25℃的离焦MTF曲线图、在105℃的离焦MTF曲线图分别如图17、图18、图19、图20所示。

图17示出了实施例4的场曲曲线，其表示不同波长的光线在子午像面和弧矢像面的弯曲程度，横轴表示偏移量(单位：mm)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，投影镜头的子午像面和弧矢像面的场曲控制在±0.24mm以内，说明投影能够较好地矫正场曲。

图18示出了实施例4的F-Tanθ畸变曲线，其表示不同波长的光线在像源面上不同像高处的F-Tanθ畸变，横轴表示F-Tanθ畸变(单位：%)，纵轴表示半视场角(单位：°)。从图中可以看出，投影镜头的F-Tanθ畸变控制在±1.6%以内，边缘角度区域的图像压缩较为平缓，有效提高了展开图像的清晰度。

图19示出了实施例4在25℃时的离焦MFT曲线，其表示不同视场的光线在像源面上不同像高处的MTF值，横轴表示离焦偏移量(单位：mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，25℃时中心视场在焦点处的MTF值大于0.7；边缘视场在焦点处子午方向的MTF值大于0.7，弧矢方向的MTF值大于0.8。说明该镜头在25℃时具有良好的解像力。

图20示出了实施例4在105℃时的MTF离焦曲线，其表示不同视场的光线在像源面上不同像高处的MTF值，横轴表示离焦偏移量(单位：mm)，纵轴表示MTF值。从图中可以看出，105℃时中心视场在焦点处的MTF值大于0.7；边缘视场在焦点处子午方向的MTF值大于0.7，弧矢方向的MTF值大于0.7。105℃时中心视场和边缘视场与25℃时中心视场和边缘视场相比较：峰值位置偏移量均小于0.04mm；中心视场在焦点处的MTF值和边缘视场在焦点处子午方向的MTF值几乎不变，弧矢方向的MTF值降幅小于20%。说明该镜头在105℃时仍具有较好的解像力。

请参阅表5，为上述各实施例对应的光学特性，包括投影镜头的有效焦距f、光学总长TTL、最大视场角所对应的像源面高度IH以及最大投影视场角FOV以及与各实施例中每个条件式对应的数值。

表 5

综合上述实施例，本发明所提供的投影镜头至少具有以下的优点：

（1）本发明提供的投影镜头通过合理搭配五片玻璃透镜的材料及光焦度，可有效弥补机械结构造成的热焦移，使镜头在-40℃至+105℃的环境下都具有优良的光学性能。

（2）本发明提供的投影镜头中光阑之前的第一透镜及第二透镜主要负责对光学系统像差的矫正，并将光线扩大投射入投影面上，光阑之后的第三透镜、第四透镜、第五透镜负责收集光线并对色差矫正，能够使所述镜头具有优秀的投影品质。通过控制入瞳直径大小，使得该投影镜头到达像面的亮度更大。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形与改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种投影镜头，共五片透镜，其特征在于，沿光轴从投影面到像源面依次为：

具有正光焦度的第一透镜，其投影侧为凸面，像源侧为凹面；

具有正光焦度的第二透镜，其投影侧为凹面，像源侧为凸面；

光阑；

具有负光焦度的第三透镜，其像源侧为凹面；

具有正光焦度的第四透镜，其投影侧和像源侧均为凸面；

具有正光角度的第五透镜，其投影侧为凸面，像源侧为凹面；

所述投影镜头的有效焦距f与最大视场角所对应的像源面高度IH满足：0.25＜IH/f＜0.35；

所述投影镜头的入瞳直径EPD与最大视场角所对应的像源面高度IH满足：IH/EPD＜0.4。

2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的光学总长TTL与有效焦距f满足：TTL/f＜2.0。

3.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的光学后焦BFL与有效焦距f满足：0.15＜BFL/f。

4.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的焦距f₁与所述第五透镜的焦距f₅满足：1.2＜f₁/f₅＜2.2。

5.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的焦距f₃与所述第四透镜的焦距f₄满足：-1.0＜f₃/f₄＜-0.5。

6.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的折射率Nd₃、阿贝数Vd₃和所述第四透镜的折射率Nd₄、阿贝数Vd₄满足：Nd₃＞1.7，Vd₃＜30；Nd₄＜1.7，Vd₄＞50。

7.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第二透镜的投影侧曲率半径R₃与像源侧曲率半径R₄满足：0.7＜R₃/R₄＜1.0。

8.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第二透镜的投影侧曲率半径R₃与所述第一透镜和所述第二透镜在光轴上的间距CT₁₂满足：-3.0＜R₃/CT₁₂＜-1.5。

9.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率温度系数(dn/dt)₁、所述第四透镜的折射率温度系数(dn/dt)₄和所述第五透镜的折射率温度系数(dn/dt)₅满足：-4.0×10^-6/℃＜(dn/dt)₁+(dn/dt)₄+(dn/dt)₅＜4.0×10^-6/℃。

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