CN116859557A - 投影镜头及投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影镜头及投影装置，所述投影镜头用于对图像源发射的光线进行成像，所述投影镜头沿光轴从光线传递的反方向依次包括：光阑；具有正光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面；具有负光焦度的第四透镜，其像侧面为凹面；具有负光焦度的第五透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第六透镜，其物侧面为凸面；其中，所述投影镜头满足条件式：TD≥1000mm，TD表示所述第一透镜的物侧面到所述投影镜头的投影面的轴上距离。本发明提供的投影镜头具有投影距离长、口径大、热稳定性好的优点。

Description

投影镜头及投影装置

技术领域

本发明涉及成像镜头技术领域，特别是涉及一种投影镜头及投影装置。

背景技术

增强现实-抬头显示器(Augmented Reality-Head Up Display，AR-HUD)是一种可应用于汽车的抬头显示系统，它是利用光学反射原理，将仪表盘、导航信息等图像内容通过挡风玻璃反射后投向驾驶员，驾驶者可看到位于远处的与现实环境融合的显示信息，可避免驾驶员在行车过程中频繁低头看仪表或车载屏幕，对于行车安全起着很好的辅助作用。

HUD的工作原理与投影仪相似，通过图像生成单元PGU（Picture GenerationUnit）生成画面并投射到光学成像系统上；图像生成单元负责生成HUD输出图像，而光学成像系统则用于显示图像。目前AR-HUD实现的主流方案中使用图像生成单元PGU投影图像至扩散膜后经两级自由曲面反射镜反射至挡风玻璃后反射，图像光进入人眼。传统HUD内部的光学机构较为复杂，加上AR-HUD需要具备大视场角、长投影距离，因此会有体积过大的问题；而基于光波导的AR-HUD凭借其平板光波导超薄的结构和二维扩瞳能力极大减小对光机体积的需求，是未来HUD发展的重要方向，具有巨大的市场价值和前景。

目前市场上AR-HUD光机大多为配合自由曲面方案，光阑一般设置在投影镜头的内部，投影距离较短、口径小、成像效果不佳等缺陷，无法很好适配光波导AR-HUD方案。因此，如何设计一种投影距离远、口径大、成像效果好的投影镜头及系统成了AR-HUD领域内亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种投影镜头，采用光阑前置，具有投影距离长、口径大、成像效果好、热稳定性高的特点，能够很好适配光波导AR-HUD方案。

本发明实施例通过以下技术方案实施上述的目的。

第一方面，本发明提供了一种投影镜头，所述投影镜头用于对图像源发射的光线进行成像，所述投影镜头沿光轴从光线传递的反方向依次包括：光阑；具有正光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面；具有负光焦度的第四透镜，其像侧面为凹面；具有负光焦度的第五透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；具有正光焦度的第六透镜，其物侧面为凸面；其中，所述投影镜头满足条件式：TD≥1000mm，TD表示所述第一透镜的物侧面到所述投影镜头的投影面的轴上距离。

第二方面，本发明提供一种投影装置，包括图像源和第一方面提供的投影镜头；所述图像源用于发射光线；所述投影镜头位于所述图像源的出光侧，且所述第六透镜相较于所述光阑更靠近所述图像源设置，所述投影镜头用于对所述图像源发射的光线进行成像。

相较现有技术，本发明提供的投影镜头及投影装置，采用六片具有特定光焦度的镜片，通过特定的表面形状搭配和合理的光焦度分配，且光阑前置，使镜头具有较长的投影距离，在1m以上的距离均可实现清晰的投射画面（虚像），能够很好实现对图像源的远距离清晰投影；由于采用全玻璃镜片，使镜头具有良好的热稳定性能，能够有效补偿镜头在-40℃~+105℃热膨胀引起的像面偏移；同时所述投影镜头具有较大的口径，可提供较大的画面放大比例，交互效果更好，能够更好适配光波导AR-HUD的成像需求。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第一实施例的投影镜头的结构示意图。

图2为本发明第一实施例的投影镜头的等效结构示意图。

图3为本发明第一实施例的投影镜头的场曲曲线图。

图4为本发明第一实施例的投影镜头的畸变曲线图。

图5为本发明第一实施例的投影镜头的MTF曲线图。

图6为本发明第一实施例的投影镜头的垂轴色差曲线图。

图7为本发明第二实施例的投影镜头的等效结构示意图。

图8为本发明第二实施例的投影镜头的场曲曲线图。

图9为本发明第二实施例的投影镜头的畸变曲线图。

图10为本发明第二实施例的投影镜头的MTF曲线图。

图11为本发明第二实施例的投影镜头的垂轴色差曲线图。

图12为本发明第三实施例的投影镜头的等效结构示意图。

图13为本发明第三实施例的投影镜头的场曲曲线图。

图14为本发明第三实施例的投影镜头的畸变曲线图。

图15为本发明第三实施例的投影镜头的MTF曲线图。

图16为本发明第三实施例的投影镜头的垂轴色差曲线图。

图17为本发明第四实施例的投影镜头的结构示意图。

图18为本发明第四实施例的投影镜头的场曲曲线图。

图19为本发明第四实施例的投影镜头的畸变曲线图。

图20为本发明第四实施例的投影镜头的MTF曲线图。

图21为本发明第四实施例的投影镜头的垂轴色差曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。

在本文中，近光轴处是指光轴附近的区域。如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在近光轴区域为凸面；如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在近光轴区域为凹面。

目前的HUD主要由图像生成单元PGU和光学显示系统两大部分组成，其中图像生成单元用于生成HUD的输出图像，光学显示系统则用于显示图像，由图像生成单元形成的图像经过一系列光学手段被放大拉远后再成像在驾驶员视线前方的设定位置处。

HUD本质上是一个光学投影系统，其中的核心部件PGU由图像源、照明光路、投影镜头和其他光学组件构成，因此PGU是决定整个HUD体积的最大因素。相关技术中的PGU为配合自由曲面方案，光阑一般设置在投影镜头内部，导致投影距离较短；且市面上的投影镜头，大多数用于家庭影音或者广告投影，使用的透镜数量较多，导致投影镜头的体积较大、光学结构复杂，难以与HUD的小空间尺寸相匹配。

基于此，本发明提出一种投影镜头，用于对图像源发射的光线进行成像；所述投影镜头沿光轴从光线传递的反方向依次包括：光阑、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜。

其中，所述第一透镜为具有正光焦度的弯月型镜片，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；第一透镜的有效焦距范围为120mm～250mm。

所述第二透镜为具有正光焦度的弯月型镜片，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；第二透镜的有效焦距范围为100mm～200mm。

所述第三透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面，其像侧面可为凹面或者凸面；第三透镜的有效焦距范围为40mm～80mm。

所述第四透镜具有负光焦度，其物侧面可为凹面或者凸面；其像侧面为凹面；第四透镜的有效焦距范围为-80mm～-15mm。

所述第五透镜为具有负光焦度的弯月型镜片，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；第五透镜的有效焦距范围为-60mm~-20mm。

所述第六透镜具有正光焦度，其物侧面为凸面；第六透镜的有效焦距范围为15mm～60mm。

本发明中的投影镜头将光阑设置于第一透镜的物侧面前面，采用光阑前置，可使从投影镜头中出射的光线投射的距离更远，从而使投影系统具有较长的投影距离。更进一步地，所述投影镜头满足条件式：TD≥1000mm，TD表示所述第一透镜的物侧面到所述投影镜头的投影面的轴上距离。本发明提供的投影镜头采用光阑前置，可使投影镜头在1m以上（如1m、2m等）的距离实现清晰的投射画面，具有更远的虚像距离，且能够很好实现对图像源的远距离清晰投影，应用在HUD中交互效果更好。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：10mm/°<f/θ<16mm/°，其中，f表示所述投影镜头的有效焦距，θ表示所述投影镜头的最大半视场角。满足上述条件，可有效改善镜头的畸变，提高镜头在整个视场内的解析力，使投影镜头实现对图像源的清晰投影。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：1.0<TTL/f<1.5，其中，TTL表示所述投影镜头的光学总长，即所述光阑到所述图像源面在光轴上的距离，f表示所述投影镜头的有效焦距。满足上述条件，可使系统具有更为紧凑的结构，能够更好实现系统的小型化。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：3.5<DM/IH<4，其中，DM表示所述光阑的最大有效口径，IH表示所述投影镜头的最大视场角对应的像高。从图像源发射出来的光线经投影镜头的第六透镜进入，并经投影镜头放大后，从第一透镜射出；本发明提供的投影镜头采用光阑前置，满足上述条件，可使投影镜头具有较大的口径，使经过透镜的光线被较大程度的发散，有利于提供较大的画面放大比例，能够更好适配光波导AR-HUD的使用需求。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：1.2<f1/f<4，0<R1/R2<0.5，其中，f1表示所述第一透镜的有效焦距，R1表示所述第一透镜的物侧面的曲率半径，R2表示所述第一透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件，能够使经过第一透镜收集的图像源侧的光线平缓的改变角度成为准直光线，便于光线的远距离投射；同时有利于像差的矫正，提高镜头的成像品质。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：1<f2/f<3，0.2<R3/R4<1，其中，f2表示所述第二透镜的有效焦距，R3表示所述第二透镜的物侧面的曲率半径，R4表示所述第二透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件，设置第二透镜具有合适的面型及光焦度，便于光线经过第二透镜后平缓的改变角度，同时有利于像差的矫正，提高镜头的成像品质。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：0.5<f3/f<1，-1<f4/f<-0.1，其中，f3表示所述第三透镜的有效焦距，f4表示所述第四透镜的有效焦距。满足上述条件，通过合理设置第三透镜和第四透镜的有效焦距占比，可以有效降低球差和轴向色差，提升成像品质。

在一些实施方式中，所述第三透镜和所述第四透镜组成胶合透镜，且所述投影镜头满足条件式：-2.5<f3/f4<-1，0.8<R5/R7<2，其中，f3表示所述第三透镜的有效焦距，f4表示所述第四透镜的有效焦距，R5表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径，R7表示所述第四透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件，将第三正透镜与第四负透镜形成胶合透镜，可以显著改善所述投影镜头的色差，提升成像清晰度。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：-1<f5/f<-0.1，2<R8/R9<6，其中，f5表示所述第五透镜的有效焦距，R8表示所述第五透镜的物侧面的曲率半径，R9表示所述第五透镜的像侧面的曲率半径。满足上述条件，设置第五透镜具有合适的光焦度及面型，可以将进入投影系统的光线进行适当发散，以利于提供尽可能大的画面放大比例，同时第五透镜有助于改善所述投影镜头的色差，提升成像清晰度。在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：0.2<f6/f<1，-2<f5/f6<-0.5，其中，f5表示所述第五透镜的有效焦距，f6表示所述第六透镜的有效焦距。从图像源射出的光线从第六透镜进入，从第一透镜射出；满足上述条件，通过合理设置第五透镜和第六透镜的有效焦距占比，能够使经过第六透镜收集的图像侧的光线平缓地向第五透镜及镜头前方过渡，有利于像差的矫正，提高镜头的成像品质。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：1<f1/f2<2，其中，f1表示所述第一透镜的有效焦距，f2表示所述第二透镜的有效焦距。满足上述条件，通过合理设置第一透镜和第二透镜的有效焦距占比，能够使光线的偏折程度较大，从而使投影画面的尺寸足够大，更好满足HUD的使用需求。

在一些实施方式中，所述投影镜头满足条件式：0.23<BFL/TTL<0.3，其中，TTL表示所述投影镜头的光学总长，BFL表示所述第六透镜的像侧面到图像源面在光轴上的距离。满足上述条件，可使投影镜头的后端与图像源之间具有较大的空间，保证其他光学元件（如分光器件）放置的空间，避免与其它元件机构产生干涉。

HUD中的图像源可以是DLP、DMD、激光、LCOS或者LCD等。在一些实施方式中，当图像源是DLP或LCOS时，需要提供额外的照明光路，还需要设置一分光器件，具体地，所述分光器件设于所述第六透镜和所述图像源之间，所述分光器件用于将所述图像源发出的光束转向，以使其入射进入投影镜头内。

具体地，所述分光器件元件采用分光棱镜或其它具有分光功能的器件。可选的，所述分光棱镜为全内反射棱镜，如等腰直角反射棱镜，用于对图像源射出的光束进行一定角度的反射。

作为一种实施方式，所述投影镜头可以采用全玻璃镜片，也可以采用玻塑混合搭配，均能取得良好的成像效果；在本申请中，所述投影镜头采用六片全玻璃镜片，加工方便的同时，可使镜头具有良好的热稳定性能，能够有效补偿镜头在-40℃~+105℃热膨胀引起的像面偏移，确保镜头在高低温环境中具有稳定的成像性能。

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。

第一实施例

请参阅图1和图2，所示为本发明第一实施例中提供的投影镜头100的结构示意图，该投影镜头100沿光轴从光线传递的反方向依次包括：光阑ST、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6、分光棱镜G1以及保护玻璃G2。如果投影镜头接收的是DLP或LCOS的图像源发射的光，那么需要在投影镜头中设置分光棱镜G1，如果投影镜头接收的是DMD、激光或者LCD图像源发射的光，那么投影镜头中不需要设置分光棱镜G1。具体地，在第一实施例中，投影镜头100接收的是DLP或LCOS图像源的发射光，因此设置有分光棱镜G1，在其它实施例中，可以根据图像源类型选择是否设置分光棱镜G1。

具体地，在本实施例中第一透镜L1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，其像侧面S2为凹面。

第二透镜L2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，其像侧面S4为凹面。

第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，其像侧面为凹面。

第四透镜L4具有负光焦度，其物侧面为凸面，其像侧面S7为凹面，其中，第三透镜L3和第四透镜L4组成胶合透镜，第三透镜的像侧面和第四透镜的物侧面形成胶合面S6。

第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S8为凸面，其像侧面S9为凹面。

第六透镜L6具有正光焦度，其物侧面S10为凸面，其像侧面S11为凸面。

分光棱镜G1可以采用等腰直角反射棱镜10，其包括入射面S13、反射面11和出射面S12，反射面11将从入射面S13入射的光线以90°弯折后从出射面S12射出，并从第六透镜L6的像侧面S11进入投影镜头中；具体地，光线从图像源射出后，经等腰直角反射棱镜10的反射面11反射后，光线弯折90°后沿直线传播。如图2所示，为直观描述投影镜头的结构示意图，将分光棱镜G1以等效厚度的平板玻璃进行描述示意，此时在光程上是相等的。

保护玻璃G2的物侧面为S14、像侧面为S15。

其中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6均为玻璃球面镜片。

具体地，本实施例提供的投影镜头100的各透镜的设计参数如表1所示。

表1

在本实施例中，投影镜头100的场曲、畸变、MTF和垂轴色差的曲线图分别如图3、图4、图5和图6所示。

图3中场曲曲线表示子午方向和弧矢方向在像面不同像高的场曲，图中横坐标为偏移量（单位：毫米），纵坐标为视场角（单位：度），从图中可知，子午方向和弧矢方向在像面的场曲偏移量都控制在±0.04毫米内，说明投影镜头100的场曲矫正良好。

图4中畸变曲线表示像面上不同视场处对应的F-Tan(θ)畸变，图中横坐标表示畸变大小，纵坐标表示视场角（单位：度）；从图中可知，在镜头的全视场内，镜头的畸变控制在±0.15%以内，说明投影镜头100的畸变被很好的矫正。

图5中为投影镜头100的MTF曲线，MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)指标是目前镜头最精确和科学的评价标准。图中的纵坐标为对比度，其越接近1，表示投影镜头的成像越完美；横坐标代表分辨率，单位为每毫米线对数。由于投影镜头一般至少要求各个视场的MTF数值的设计分辨率达到0 .3以上，从图中可知，全视场的MTF值在33lp/mm时均大于0.7，且曲线紧凑、下降平滑，说明投影镜头100具有较好的分辨率与对比度，边缘位置与中心位置成像具有较好的一致性。

图6中垂轴色差曲线表示各波长相对中心波长在像面上不同像高的色差，图中横坐标表示各波长相对中心波长的垂轴色差值(单位：微米)，纵坐标表示视场角（单位：度），从图中可知，在不同视场内，各波长相对于中心波长的色差都控制在3.5微米内，说明投影镜头100的垂轴色差控制较好。

第二实施例

请参阅图7，所示为本发明第二实施例提供的投影镜头200的等效结构示意图，本实施例中提供的投影镜头200与上述第一实施例中的投影镜头100的结构大致相同，不同之处主要在于，第六透镜的像侧面S11为凹面，以及各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度、材质有所差异。

具体的，本实施例提供的投影镜头200的设计参数如表2所示。

表2

请参照图8、图9、图10以及图11，所示分别为投影镜头200的场曲、畸变、MTF和垂轴色差曲线图，从图8中可以看出场曲控制在±0.07mm以内，说明投影镜头200的场曲矫正较好；从图9中可以看出光学畸变控制在±0.5%以内，说明投影镜头200的畸变得到良好的矫正；从图10中可以看出投影镜头200的MTF值大于0.5；从图11中可以看出不同波长处的垂轴色差控制在3.5微米以内；从图8、图9、图10和图11可以看出，投影镜头200的色差矫正良好，成像性能优异。

第三实施例

如图12所示，为本发明第三实施例提供的投影镜头300的等效结构示意图，本实施例中提供的投影镜头300与上述第一实施例中的投影镜头100的结构大致相同，不同之处在于，第六透镜的像侧面S11为平面，以及各透镜面型的曲率半径、非球面系数、厚度、材质有所差异。

具体的，本实施例提供的投影镜头300的设计参数如表3所示。

表3

请参照图13、图14、图15以及图16，所示分别为投影镜头300的场曲、畸变、MTF和垂轴色差曲线图，从图13中可以看出场曲控制在±0.05mm以内，说明投影镜头300的场曲矫正较好；从图14中可以看出光学畸变控制在±0.4%以内，说明投影镜头300的畸变得到良好的矫正；从图15中可以看出投影镜头300的MTF值大于0.7；从图16中可以看出不同波长处的垂轴色差控制在4微米以内；从图13、图14、图15以及图16可以看出，投影镜头300的色差矫正良好，成像性能优异。

第四实施例

如图17所示，为本发明第四实施例提供的投影镜头400的结构示意图，该投影镜头400沿光轴从光线传递的反方向依次包括：光阑ST、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6以及保护玻璃G2。在本第实施例中，投影镜头400接收的是DLP或LCOS的图像源发射的光，因此未设置分光棱镜G1；光线在投影镜头400中沿直线传播。

第一透镜L1具有正光焦度，其物侧面S1为凸面，其像侧面S2为凹面。

第二透镜L2具有正光焦度，其物侧面S3为凸面，其像侧面S4为凹面。

第三透镜L3具有正光焦度，其物侧面S5为凸面，其像侧面为凸面。

第四透镜L4具有负光焦度，其物侧面为凹面，其像侧面S7为凹面，其中，第三透镜L3和第四透镜L4组成胶合透镜，第三透镜的像侧面和第四透镜的物侧面形成胶合面S6。

第五透镜L5具有负光焦度，其物侧面S8为凸面，其像侧面S9为凹面。

第六透镜L6具有正光焦度，其物侧面S10为凸面，其像侧面S11为凸面。

保护玻璃G2的物侧面为S14、像侧面为S15。

其中，第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4、第五透镜L5、第六透镜L6均为玻璃球面镜片。

具体的，本实施例提供的投影镜头400的设计参数如表4所示。

表4

请参照图18、图19、图20以及图21，所示分别为投影镜头400的场曲、畸变、MTF和垂轴色差曲线图，从图18中可以看出场曲控制在±0.13mm以内，说明投影镜头400的场曲矫正较好；从图19中可以看出光学畸变控制在±0.7%以内，说明投影镜头400的畸变得到良好的矫正；从图20中可以看出投影镜头400的MTF值大于0.35；从图21中可以看出不同波长处的垂轴色差控制在1.6微米以内；从图18、图19、图20以及图21可以看出，投影镜头400的色差矫正良好，成像性能优异。

请参阅表5，所示为上述四个实施例中提供的投影镜头分别对应的光学特性，包括投影镜头的有效焦距f、光学总长TTL、光圈值Fno、最大视场角FOV、最大视场角对应的像高IH（表示图像源面的对角线长度），以及与前述的每个条件式对应的相关数值。

表5

综上，本发明提供的投影镜头至少具有以下优点：

（1）本发明提供的投影镜头由于各透镜面型及光焦度设置合理，并且光阑前置，可使镜头具有较长的投影距离及较大的光圈，在1m以上的距离均可实现清晰的投射画面（虚像），能够很好实现对图像源的远距离清晰投影。

（2）本发明提供的投影镜头由于采用全玻璃镜片，使镜头具有良好的热稳定性能，能够有效补偿镜头在-40℃~+105℃热膨胀引起的像面偏移；且各镜片可采用球面镜片，加工方便，产品良率高。

（3）本发明提供的投影镜头具有较大的口径，可提供较大的画面放大比例，能够更好适配光波导AR-HUD的成像需求。

第五实施例

本发明第五实施例提供一种投影装置，所述投影装置包括图像源和上述任一实施例提供的投影镜头（例如投影镜头100）；所述图像源用于发射光线；所述投影镜头位于所述图像源的出光侧，且所述第六透镜相较于所述光阑更靠近所述图像源设置，所述投影镜头用于对所述图像源发射的光线进行成像。

本实施例提供的投影装置包括投影镜头100，由于投影镜头100具有投影距离长、口径大、热稳定性好的优点，具有投影镜头100的投影装置也具有投影距离长、口径大、热稳定性好的优点，可实现更远的虚像距离（投影距离的范围为1m至无穷），可提供较大的画面放大比例，具有更好的交互效果，能够更好适配光波导AR-HUD的成像需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，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和改进，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 (12)

1.一种投影镜头，所述投影镜头用于对图像源发射的光线进行成像，其特征在于，所述投影镜头沿光轴从光线传递的反方向依次包括：

光阑；

具有正光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；

具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；

具有正光焦度的第三透镜，其物侧面为凸面；

具有负光焦度的第四透镜，其像侧面为凹面；

具有负光焦度的第五透镜，其物侧面为凸面，其像侧面为凹面；

具有正光焦度的第六透镜，其物侧面为凸面；

其中，所述投影镜头满足条件式：TD≥1000mm，TD表示所述第一透镜的物侧面到所述投影镜头的投影面的轴上距离。

2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足条件式：10mm/°<f/θ<16mm/°，其中，f表示所述投影镜头的有效焦距，θ表示所述投影镜头的最大半视场角。

3.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足条件式：3.5<DM/IH<4，其中，DM表示所述光阑的最大有效口径，IH表示所述投影镜头的最大视场角对应的像高。

4.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足条件式：1.2<f1/f<4，0<R1/R2<0.5，其中，f1表示所述第一透镜的有效焦距，R1表示所述第一透镜的物侧面的曲率半径，R2表示所述第一透镜的像侧面的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足条件式：1<f2/f<3，0.2<R3/R4<1，其中，f2表示所述第二透镜的有效焦距，R3表示所述第二透镜的物侧面的曲率半径，R4表示所述第二透镜的像侧面的曲率半径。

6.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足条件式：0.5<f3/f<1，-1<f4/f<-0.1，其中，f3表示所述第三透镜的有效焦距，f4表示所述第四透镜的有效焦距。

7.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足条件式：-2.5<f3/f4<-1，0.8<R5/R7<2，其中，f3表示所述第三透镜的有效焦距，f4表示所述第四透镜的有效焦距，R5表示所述第三透镜的物侧面的曲率半径，R7表示所述第四透镜的像侧面的曲率半径。

8.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足条件式：-1<f5/f<-0.1，2<R8/R9<6，其中，f5表示所述第五透镜的有效焦距，R8表示所述第五透镜的物侧面的曲率半径，R9表示所述第五透镜的像侧面的曲率半径。

9.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头满足条件式：0.2<f6/f<1，-2<f5/f6<-0.5，其中，f5表示所述第五透镜的有效焦距，f6表示所述第六透镜的有效焦距。

10.根据权利要求1-9任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头还包括一分光器件，设于所述第六透镜和所述图像源之间，所述分光器件用于将所述图像源发出的光束转向，以使其入射进入投影镜头内。

11.根据权利要求10所述的投影镜头，其特征在于，所述分光器件为分光棱镜。

12.一种投影装置，其特征在于，包括：图像源和如权利要求1-11中任一项所述的投影镜头；

所述图像源用于发射光线；

所述投影镜头位于所述图像源的出光侧，且所述第六透镜相较于所述光阑更靠近所述图像源设置，所述投影镜头用于对所述图像源发射的光线进行成像。