一种投影镜头以及电子设备的制作方法

1.本技术涉及投影技术领域，更具体地，本技术涉及一种投影镜头以及电子设备。


背景技术：

2.近年来，基于数字显示芯片的投影技术的应用正快速增加，超短焦投影镜头越来越受到市场关注。相对于普通的投影镜头，超短焦投影镜头在短距离上投射大画面，大大的节约了用户的使用空间，同时避免了其他障碍物对投影画面的遮挡。
3.为了使投影镜头的成像具有较高分辨率，通常会增加透镜群数，以及现有的投影镜头为了实现较小的设备体积，通常在光学镜头组中增加使用较多的非球面镜来对光路进行处理。但这会导致成本增加以及镜头组装困难。因此，如何兼顾光学成像品质、投影镜头的体积，便成为投影镜头产品研究的重点之一。


技术实现要素：

4.本技术的一个目的是提供一种投影镜头以及电子设备新技术方案。
5.根据本技术实施例的第一方面，提供了一种投影镜头。投影镜头沿着影像光束入射传输的方向依次包括：第一透镜组、第二透镜组和非球面反射镜，所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述非球面反射镜处于同一光轴，所述第一透镜组的光焦度为正，所述第二透镜组的光焦度为负，所述非球面反射镜的光焦度为负；
6.所述第一透镜组和所述第二透镜组之间存在第一空气间隔，所述第一空气间隔范围为30mm～45mm，所述第一空气间隔占投影镜头的光学总长的12％～17％。
7.可选地，所述第二透镜组和所述非球面反射镜之间具有第二空气间隔，所述第二空气间隔范围为95mm～105mm之间，所述第二空气间隔占所述投影镜头的光学总长的41％～45％。
8.可选地，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二透镜组包括正透镜组和负透镜组，所述正透镜组包括至少一个光焦度为正的透镜，所述负透镜组包括至少一个光焦度为负的透镜。
9.可选地，所述正透镜组的光焦度范围为0.018～0.038，所述负透镜组的光焦度范围为-0.068～-0.048。
10.可选地，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二透镜组包括第四透镜、第三透镜、第二透镜和第一透镜，所述第二透镜组中透镜的光焦度顺序为：正、正、负、负。
11.可选地，所述第四透镜和所述第一透镜均为非球面透镜，所述第三透镜和所述第二透镜均为球面透镜。
12.可选地，所述第一透镜组包括光阑，第一胶合透镜和第二胶合透镜，所述第一胶合透镜和所述第二胶合透镜位于所述光阑两侧，所述第一胶合透镜相对于所述第二胶合透镜更靠近所述第二透镜组。
13.可选地，沿着影像光束入射传输的方向，所述第一胶合透镜包括第六透镜和第五
透镜，所述第六透镜的光焦度为正，所述第五透镜的光焦度为负，所述第六透镜的折射率高于所述第五透镜的折射率。
14.可选地，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二胶合透镜包括第八透镜和第七透镜，所述第八透镜的光焦度为负，所述第七透镜的光焦度为正，所述第七透镜的折射率低于所述第八透镜的折射率。
15.可选地，所述第七透镜的折射率范围为1.48～1.55，所述第八透镜的折射率范围为1.82～1.92。
16.可选地，在所述第一透镜组中，相邻透镜之间存在第三空气间隔，所述第三空气间隔范围为小于1mm且大于或者等于0.1mm。
17.可选地，沿着影像光束入射传输的方向，所述第一透镜组包括第十二透镜、第十一透镜、第十透镜、第九透镜、第八透镜、第七透镜、第六透镜和第五透镜，所述第一透镜组中透镜的光焦度顺序为：正、正、负、正、负、正、正、负。
18.可选地，所述第十一透镜和所述第十透镜胶合连接形成第三胶合透镜。
19.可选地，所述第九透镜为非球面透镜，所述第十二透镜、第十一透镜、第十透镜、第八透镜、第七透镜、第六透镜和第五透镜均为球面透镜。
20.可选地，影像光束经过所述第一透镜组和所述第二透镜组后，在所述第二透镜组和非球面反射镜之间进行第一次成像，所述非球面反射镜将第一次成像反射至投影屏幕形成投影画面，所述投影画面的宽度尺寸为c1；
21.在所述投影画面的宽度方向上，所述投影画面与所述光轴之间的距离为c2，其中c2/c1的范围为38％-42％。
22.第二方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括如第一方面所述的投影镜头。
23.在本技术实施例中，提供了一种投影镜头，投影镜头第一透镜组、第二透镜组和非球面反射镜，对第一透镜组和第二透镜组两者之间的空气间隔进行限定，在确保了投影镜头成像质量的情况下，缩小了投影镜头的整体体积，使得投影镜头的架构更加轻巧。
24.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
25.构成说明书的一部分的附图描述了本技术的实施例，并且连同说明书一起用于解释本技术的原理。
26.图1所示为本技术投影镜头的结构图。
27.图2所示为本技术投影镜头的光路图。
28.图3所示为本技术投影镜头的部分结构光路图一。
29.图4所示为本技术投影镜头的部分结构光路图二。
30.图5所示为本技术投影镜头的部分结构光路图三。
31.图6所示为本技术投影镜头的调制传递函数图。
32.图7所示为本技术投影镜头的相对照度图。
33.图8所示为本技术投影镜头的畸变图。
34.图9所示为本技术投影镜头的使用示意图。
35.附图标记说明：
36.30、第一透镜组；40、第二透镜组；41、正透镜组；42、负透镜组；
37.1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、第七透镜；8、第八透镜；9、第九透镜；10、第十透镜；11、第十一透镜；12、第十二透镜；13、非球面反射镜；14、振镜；15、棱镜；16、平板玻璃；17、图像源。
具体实施方式
38.现在将参照附图来详细描述本技术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技术的范围。
39.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，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
40.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。
41.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。
42.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。
43.本技术提供了一种投影镜头。参照图1-图2所示，所述投影镜头沿着影像光束入射传输的方向依次包括：第一透镜组30、第二透镜组40和非球面反射镜13，所述第一透镜组30、所述第二透镜组40和所述非球面反射镜13处于同一光轴，所述第一透镜组30的光焦度为正，所述第二透镜组40的光焦度为负，所述非球面反射镜13的光焦度为负；
44.所述第一透镜组30和所述第二透镜组40之间存在第一空气间隔，所述第一空气间隔范围为30mm～45mm，所述第一空气间隔占投影镜头的光学总长的12％～17％。
45.在该实施例中，参照图1和图2所示，沿影像光束入射传输的方向，投影镜头包括图像源17、平板玻璃16、棱镜15、振镜14、第一透镜组30、第二透镜组40和非球面反射镜13。
46.本技术实施例中，图像源17可选用数字微镜元件(digital micromirror device，dmd)芯片。dmd是由很多矩阵排列的数字微反射镜组成，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光学系统成像在屏幕上。dmd具有分辨率高，信号无需数模转换等优点。本实施例采用0.33英寸的dmd芯片。当然，图像源17也可以选用硅上液晶(liquidcrystal on silicon，lcos)芯片或其他可用于出射光线的显示元件，本技术对此不作限制。
47.在该实施例中，当影像光束射向第一透镜组30时，第一透镜组30矫正影像光束，并将矫正后的影像光束射向第二透镜组40；当影像光束射向第二透镜组40时，第二透镜组40用于矫正影像光束，并将影像光束传输至非球面反射镜13，在非球面反射镜13和第二透镜组40之间进行第一次成像，非球面反射镜13将第一次成像反射至投影屏幕形成第二次成像。例如投影屏幕可以是墙壁或者桌面等。如图3所示，a所示为第一次成像面。
48.在该实施例中，第一透镜组30的光焦度为正，第二透镜组40的光焦度为负，以及非
球面反射镜13的光焦度为负，对第一透镜组30的光焦度、第二透镜组40的光焦度以及非球面反射镜13的光焦度进行限定，以平衡投影镜头的整体光焦度，使得投影镜头能够更好的修正像差，提升成像质量。
49.在该实施例中个，第一透镜组30和第二透镜组40之间存在第一空气间隔，第一空气间隔范围为30mm～45mm，第一空气间隔占投影镜头的光学总长的12％～17％。
50.具体地，针对光路可逆原理，在正常投影过程中，影像光束依次射向第一透镜组30、第二透镜组40和非球面反射镜13，进而在投影屏幕上成像。在对光路进行模拟过程中，光线其实是从非球面反射镜13依次经过第二透镜组40、第一透镜组30和图像源17。
51.参照图2，从第二透镜组40中出射的光线传输至第一透镜组30，以及第一透镜组30的光焦度为正，从第二透镜组40中出射的光线开始汇聚，若第一透镜组30和第二透镜组40之间存在上述的第一空气间隔，使得第一透镜组30中最靠近第二透镜组40的透镜的镜片口径会越小，使得第一透镜组30整体口径均会较小，投影镜头的体积会更加轻巧。
52.本实施例将第一透镜组30和第二透镜组40之间存在的空气间隔限定在30mm～45mm，若第一透镜组30和第二透镜组40之间的空气间隔尺寸较小，则无法满足缩小第一透镜组30中透镜口径的目的；若第一透镜组30和第二透镜组40之间的空气间隔尺寸较大，反而无法满足缩小投影镜头的整体体积的目的。
53.因此在该实施例中，对第一透镜组30和第二透镜组40两者之间的空气间隔限定在此范围内，在确保了投影镜头成像质量的情况下，缩小了投影镜头的整体体积，使得投影镜头的架构更加轻巧。
54.在一个实施例中，参照图1和图2，所述第二透镜组40和所述非球面反射镜13之间具有第二空气间隔，所述第二空气间隔范围为95mm～105mm之间，所述第二空气间隔占所述投影镜头的光学总长的41％～45％。
55.在该实施例中，第二透镜组40与非球面反射镜13之间具有第二空气间隔，即第二透镜组40中，最靠近非球面反射镜13的透镜与非球面反射镜13之间具有第二空气间隔。
56.本实施例将将最靠近非球面反射镜13的透镜和非球面反射镜13之间的空气间隔限定在此范围内，以使第二透镜组40和非球面反射镜13之间留有足够的空气间隔，保证光线在第二透镜组40和非球面反射镜13之间可以出现汇聚点形成第一次成像。
57.若第二透镜组40和非球面反射镜13之间的空气间隔较小，无法在第二透镜组40和非球面反射镜13之间形成第一次成像；若第二透镜组40和非球面反射镜13之间的空气间隔较大，则不利于投影镜头的小型化设计。
58.另外第二透镜组40中，最靠近非球面反射镜13的透镜为非球面透镜，非球面透镜的作用是校正不同视场的像差，需要与其相邻透镜之间有足够的空气间隔来产生校正的效果，第二空气间隔满足非球面透镜校正视场像差的间隔。
59.在一个实施例中，参照图1和图2，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二透镜组40包括正透镜组41和负透镜组42，所述正透镜组41包括至少一个光焦度为正的透镜，所述负透镜组42包括至少一个光焦度为负的透镜。
60.在该实施例中，第二透镜组40的正透镜组41和负透镜组42分开设置，不会出现光焦度为正的透镜和光焦度为负的透镜交错放置的情况，这样有利于降低投影镜头的公差敏感度。
61.具体地，从第一透镜组30中射出的光线先经过正透镜组41进行传输，由于正透镜组41中透镜的光焦度均为正，每一个光焦度为正的透镜对光线的偏折方向是一致性的，经过正透镜组41的光线，光线沿一个方向进行偏折。
62.从正透镜组41射出的光线进入负透镜组42进行传输，由于负透镜组42中透镜的光焦度均为负，每一个光焦度为负的透镜对光线的偏折方向是一致的，经过负透镜组42的光线，光线沿另一个方向进行偏折。
63.因此从第一透镜组30中射出的光线，射入到第二透镜组40中，各个视场的光线先整体沿一个方向进行传输，进而传输与正透镜组41相邻的光焦度为负的透镜，此时各个视场的光线进入负透镜组42，由于负透镜组42对光线的作用与正透镜组41对光线的偏折方向完全不同，此时各个视场的光线会整体沿另一个方向进行传输。
64.在本技术中，对第二透镜组40中透镜的光焦度进行合理分配，大幅度降低了公差敏感度；在确保成像质量的情况下，降低公差敏感度，降低了投影镜头的装配难度。具体地，由于正透镜组41中透镜对光线的偏折方向一致，在安装过程中，即使对正透镜组41中透镜的安装位置有略微偏差，光线在正透镜组41中的传输也不会因透镜的安装位置的变化而变化，也即不会因透镜的安装位置的变化对最后的成像效果有影响。由于负透镜组42中透镜对光线的偏折方向一致，在安装过程中，即使对负透镜组42中透镜的安装位置有略微偏差，光线在负透镜组42中的传输也不会因透镜的安装位置的变化而变化，也即不会因透镜的安装位置的变化对最后的成像效果有影响。
65.现有技术中，透镜组中光焦度为正的透镜和光焦度为负的透镜交错设置，光线在透镜组中传输，光线的传输方向是不断改变的，此时对透镜组中透镜的安装位置有略微偏差，对最终的成像效果有很大影响，使得成像效果较差。
66.因此相对于现有技术，本技术第二透镜组40包括正透镜组41和负透镜组42，其正透镜组41和负透镜组42分开设置，不会出现光焦度为正的透镜和光焦度为负的透镜交错放置的情况，这样有利于降低投影镜头的公差敏感度。
67.在一个实施例中，所述正透镜组41的光焦度范围为0.018～0.038，所述负透镜组42的光焦度范围为-0.068～-0.048。
68.在该实施例中，对第二透镜组40中负透镜组42的光焦度和正透镜组41的光焦度进行限定，负透镜组42整体的光焦度为负，正透镜组41整体的光焦度为正，并且负透镜组42的光焦度的绝对值大于正透镜组41的光焦度的绝对值，使得第二透镜组40整体的光焦度为负。
69.另外在本实施例中，将负透镜组42的光焦度限定在此范围内，正透镜组41的光焦度限定在此范围内，负透镜组42的光焦度绝对值和正透镜组41的光焦度的差值范围在0.01-0.05，第二透镜组40能够很好的修正像差。
70.在一个实施例中，参照图1和图2，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二透镜组40包括第四透镜4、第三透镜3、第二透镜2和第一透镜1，所述第二透镜组40中透镜的光焦度顺序为：正、正、负、负。
71.在该实施例中，第二透镜组40包括了4片透镜，其中第一透镜1和第二透镜组40成负透镜组42，第三透镜3和第四透镜4组成正透镜组41。在沿影像光束入射传输的方向，第四透镜4和第三透镜3对光线起到汇聚作用，第二透镜2和第一透镜1对光线起到发散作用，进
而传输至非球面反射镜13，非球面反射镜13以将光线投射至屏幕上，使得投影镜头在短距离上投射大画面。
72.另外在第二透镜组40中，透镜的光焦度的排布方式，有利于降低投影镜头的公差敏感度，提升了投影镜头的成像质量。另外本实施例对第二透镜组40中透镜的数量、以及各个透镜的光焦度进行限定，确保成像质量。
73.在一个可选的实施例中，在第二透镜组40中，最靠近非球面反射镜13的透镜为第一透镜1，第一透镜1的第一面和第二面均为凹面，参照图2、图3、图4和图5所示，第一透镜1对于中心视场的光线l1产生发散作用，对于边缘视场的光线l2产生汇聚作用。因此第一透镜1能够矫正不同视场像差，例如第一透镜1主要矫正大视场像差，画面畸变。
74.在一个实施例中，所述第四透镜4和所述第一透镜1均为非球面透镜，所述第三透镜3和所述第二透镜2均为球面透镜。
75.在该实施例中，在第二透镜组40中，最靠近非球面反射镜13的第一透镜1为非球面透镜，以及最远离非球面反射镜13的第四透镜4为非球面透镜。具体地，第一透镜1的第一面和第二面均为凹面，第一透镜1为双凹透镜，第四透镜4的第一面和第二面均为凸面，第四透镜4为双凸透镜，在该实施例中，通过非球面的双凹透镜和非球面的双凸透镜配合，用于修正像差，改善成像质量。
76.在一个实施例中，参照图1和图2，所述第一透镜组30包括光阑，第一胶合透镜和第二胶合透镜，所述第一胶合透镜和所述第二胶合透镜位于所述光阑两侧，所述第一胶合透镜相对于所述第二胶合透镜更靠近所述第二透镜组40。
77.在该实施例中，第一透镜组30包括了两组胶合透镜，其中两组胶合透镜分别位于光阑的两侧，两组胶合透镜的配合，使成像的球差、慧差和色差等近轴象都得到了很好的校正，另一方面两组胶合透镜的配合，可以使得光线以汇聚方式进入第一透镜组30。在一个具体的实施例中，第一胶合透镜可以使得光线以汇聚方式进入第一透镜组30，第二胶合透镜可以起到消除色差的作用。
78.在一个实施例中，参照图1和图2，沿着影像光束入射传输的方向，所述第一胶合透镜包括第六透镜6和第五透镜5，所述第六透镜6的光焦度为正，所述第五透镜5的光焦度为负，所述第六透镜6的折射率高于所述第五透镜5的折射率。
79.在该实施例中，第一胶合透镜中，光焦度为正的第六透镜6的折射率，高于光焦度为负的第五透镜5的折射率，使得第一胶合透镜的整体光焦度为正，对光线起到汇聚作用。因此从第二透镜组40中出射的光线，会首先经过第一胶合透镜进入第一透镜组30，使得从第二透镜组40中出射的光线可以以汇聚方式进入第一透镜组30。
80.另外由于第一胶合透镜和第二胶合透镜位于光阑的两侧，在光阑附近的光线需要进行汇聚，以通过光阑。由于第一胶合透镜更靠近第二透镜组40设置，从第二透镜组40中出射的光线，会依次经过第一胶合透镜、光阑和第二胶合透镜。在该实施例中，对第一胶合透镜中透镜的折射率进行限定，使得从第二透镜组40中出射的光线以汇聚方式经过第一胶合透镜后，可以顺畅地通过光阑，进而在第二胶合透镜内传输。
81.在一个实施例中，参照图1和图2，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二胶合透镜包括第八透镜8和第七透镜7，所述第八透镜8的光焦度为负，所述第七透镜7的光焦度为正，所述第七透镜7的折射率低于所述第八透镜8的折射率。
82.在该实施例中，光焦度为正的透镜的折射率，小于光焦度为负的透镜的折射率。其中，折射率用于表示透镜对光线的折射程度，当折射率越大时，折射程度越大；其中，阿贝数用于表示透镜介质对光的色散程度，阿贝数越低，色散越厉害，从而折射率越大。
83.在该实施例中，对第二胶合透镜中透镜的折射率进行限定，使得第二胶合透镜可以消除色差。
84.在一个可选的实施例中，所述第七透镜7的折射率范围为1.48～1.55，所述第八透镜8的折射率范围为1.82～1.92。
85.在一个实施例中，在所述第一透镜组30中，相邻透镜之间存在第三空气间隔，所述第三空气间隔范围为小于1mm且大于或者等于0.1mm。
86.在该实施例中，对第一透镜组30中相邻透镜的空气间隔进行限定，使得在第一透镜组30中整体透镜口径较小的情况下，第一透镜组30中在沿光轴方向的尺寸也会比较小。
87.在该实施例中，第一透镜组30中相邻透镜之间的空气间隔小于1mm的原因是为了保证投影镜头的光学总长不会过长，缩小投影镜头的体积；第一透镜组30中相邻透镜之间的空气间隔大于或者等于0.1mm是为了防止由于组装公差导致透镜碰撞到一起。
88.因此在该实施例中，主要通过第一透镜组30的架构来达到缩小投影镜头的体积。另外对第一透镜组30和第二透镜组40之间的空气间隔进行限定，以及对非球面反射镜13和第二透镜组40之间的空气间隔进行限定，在缩小第一透镜组30的架构的情况下，可以尽可能大的扩大第一透镜组30和第二透镜组40之间的空气间隔以及尽可能扩大第二透镜组40和非球面反射镜13之间的空气间隔，以达到投影镜头在短距离内可以投射较大画面的目的。
89.在一个实施例中，参照图1和图2，沿着影像光束入射传输的方向，所述第一透镜组30包括第十二透镜12、第十一透镜11、第十透镜10、第九透镜9、第八透镜8、第七透镜7、第六透镜6和第五透镜5；所述第一透镜组30中透镜的光焦度顺序为：正、正、负、正、负、正、正、负。
90.在该实施例中，第一透镜组30包括八片透镜，其中第二透镜组40包括四片透镜，以及与非球面反射镜13的配合，使得投影镜头通过13片透镜，在确保成像质量的情况下，缩小了投影镜头的体积。
91.具体地，第一透镜组30的透镜的数量多于第二透镜组40的透镜的数量，主要尽可能缩小第一透镜组30的透镜口径和第一透镜组30在光轴上尺寸，以最大程度上缩小投影镜头的体积。
92.在该实施例中，第十二透镜12的光焦度为正，第十二透镜12为双凸透镜；第十一透镜11的光焦度为正，第十一透镜11为双凸透镜；第十透镜10的光焦度为负，第十透镜10的第一面为凹面，第二面为平面；第九透镜9的光焦度为正，第九透镜9的第一面为凸面，第二面为平面；第八透镜8的光焦度为负，第八透镜8的第一面为平面，第二面为凹面；第七透镜7的光焦度为正，第七透镜7的第一面为凸面，第二面为凹面；第六透镜6的光焦度为正，第六透镜6的第一面为凸面，第二面为凸面；第五透镜5的光焦度为负，第五透镜5的第一面为凹面，第二面为平面，其中每一透镜的第一面为靠近图像源17的表面，第二面为靠近非球面反射镜13的表面。本实施例对第一透镜组30中透镜的数量、以及各个透镜的光焦度进行限定，确保成像质量。
93.在该实施例中，第一透镜组30的光焦度为正，第二透镜组40的光焦度为负，从而能够进行光学成像。本技术通过13片透镜，实现了投影镜头的超短焦、大视场角设置，以及在降低了投影镜头的公差敏感度的情况下，改善了投影镜头的成像效果。
94.在一个实施例中，参图1和图2，所述第十一透镜11和所述第十透镜10胶合连接形成第三胶合透镜。
95.在该实施例中，第十一透镜11和第十透镜10胶合连接在一起形成第三胶合透镜，通过该第三胶合透镜可以消除色差。
96.因此在该实施例中，第一透镜组30中包括了三组胶合透镜，其中第三胶合透镜位于两个光焦度为正的透镜之间，第一胶合透镜和第二胶合透镜分别位于光阑两侧，以及第二胶合透镜和第三胶合透镜之间设置有一个光焦度为正的非球面透镜，通过对第一透镜组30中透镜的设计，可以进一步缩小第一透镜组30在光轴上的尺寸，以及进一步提升成像画面质量。
97.在一个实施例中，参照图1和图2，所述第九透镜9为非球面透镜，所述第十二透镜12、第十一透镜11、第十透镜10、第八透镜8、第七透镜7、第六透镜6和第五透镜5均为球面透镜。
98.在该实施例中，在第一透镜组30中，只包括了一个非球面透镜，其余七个透镜均为球面透镜，因此第一透镜组30中使用了较少的非球面镜来对光路进行处理，降低了第一透镜组30的装配和组装难度，而且还降低了投影镜头的成本。
99.在一个实施例中，影像光束经过所述第一透镜组30和所述第二透镜组40后，在所述第二透镜组40和非球面反射镜13之间进行第一次成像，所述非球面反射镜13将第一次成像反射至投影屏幕形成投影画面，所述投影画面的宽度尺寸为c1；
100.在所述投影画面的宽度方向上，所述投影画面与所述光轴之间的距离为c2，其中c2/c1的范围为38％-42％。
101.在该实施中，投影画面与光轴之间的距离，除以投影画面的宽度尺寸为偏移量(offset)，将偏移量设置在此范围内，能够保证投影画面不会被其他结构件遮挡，方便投影光机的外形设计。在该实施例中，c1/c2的范围为38％-42％，影像光束是倾斜投射至投影屏幕成像，投影画面与光轴是偏心的。在一个例子中，c2/c1的范围为40％。
102.在该实施例中，参照图9所示，投影屏幕a可以是墙壁或者桌面。在该实施例中，投影镜头的投射比在0.20～0.23之间，例如投射比为0.21，其中，投射比是指投影镜头和投影屏幕之间的距离b与投影画面的宽度c1之比，投射比越小，投影镜头或者投影设备距离投影屏幕越近，或者投射的画面尺寸越大。
103.第二方面，提供了一种电子设备。所述电子设备包括上述所述的投影镜头。例如电子设备可以是投影光机或者照明光机等。例如可以是应用于桌面投影产品的投影镜头或者墙壁投影产品的投影镜头。在一个具体的实施例中，参照图9所示，投影镜头垂直放在光机中，投影画面打在桌面上，人眼观看桌面上的画面，效果类似于在桌面上观看平板。
104.实施例1
105.在一个具体的实施例中，参照图1所示，沿影像光束入射传输的方向，投影镜头包括图像源17、平板玻璃16、棱镜15、振镜14、第十二透镜12、第十一透镜11、第十透镜10、第九透镜9、第八透镜8、第七透镜7、第六透镜6、第五透镜5、第四透镜4、第三透镜3、第二透镜2、
第一透镜1和非球面反射镜13。在该实施例中，非球面反射镜13为曲面非球面反射镜13。
106.在该实施例中，参照图1所示，沿影像光束入射传输的方向，上述透镜的光焦度顺序为：正、正、负、正、负、正、正、负、正、正、负、负、负。
107.其中光阑位于第六透镜6和第七透镜7之间。其中第十一透镜11和第十透镜10胶合形成第三胶合透镜；第八透镜8和第七透镜7胶合形成第二胶合透镜；第六透镜6和第五透镜5胶合形成第一胶合透镜。
108.在该实施例中，参照图1所示，在第一透镜组30中，第十二透镜12为双凸透镜；第十一透镜11为双凸透镜；第十透镜10的第一面为凹面，第二面为平面；，第九透镜9的第一面为凸面，第二面为平面；第八透镜8的第一面为平面，第二面为凹面；第七透镜7的第一面为凸面，第二面为凹面；第六透镜6的第一面为凸面，第二面为凸面；第五透镜5的第一面为凹面，第二面为平面，其中每一透镜的第一面为靠近图像源17的表面，第二面为靠近非球面反射镜13的表面。
109.在该实施例中，在第一透镜组30中，第九透镜9为玻璃非球面透镜，其余透镜均为球面透镜。
110.在第二透镜组40中，第四透镜4为双凸透镜，第三透镜3的第一面为凸面，第二面为凹面；第二透镜2的第一面为凹面，第二面为凸面；第一透镜1的第一面为凹面，第二面为凹面。其中每一透镜的第一面为靠近图像源17的表面，第二面为靠近非球面反射镜13的表面。
111.在该实施例中，第一透镜1和第四透镜4均为塑料非球面透镜，第二透镜2和第三透镜3均为球面透镜。
112.在该实施例中，投影镜头的系统有效焦距为-1.5mm～-1.2mm，投影镜头为超短焦投影镜头。非球面反射镜13的有效焦距范围为：17mm～20mm；第一透镜1的有效焦距范围为：-23mm～-20mm；第二透镜2的有效焦距范围为：-95mm～-92mm；第三透镜3的有效焦距范围为：100mm～110mm；第四透镜4的有效焦距范围为：55mm～58mm；第五透镜5的有效焦距范围为：870mm～880mm；第六透镜6的有效焦距范围为：36mm～39mm；第七透镜7的有效焦距范围为：-17mm～-14mm；第八透镜8的有效焦距范围为：-43mm～-40mm；第九透镜9的有效焦距范围为：16mm～19mm；第十透镜10的有效焦距范围为：-47mm～-44mm；第十一透镜11的有效焦距范围为：-240mm～-250mm；第十二透镜12的有效焦距范围为：21mm～24mm。
113.在该实施例中，对投影镜头中透镜的面型进行限定，以及对透镜的光焦度进行合理分配，有利于降低公差敏感度，降低投影镜头的装配难度。
114.上述每片透镜的具体参数如下表1所示：
[0115][0116]
表1
[0117]
在本实施例中，非球面反射镜13、第一透镜1、第四透镜4和第九透镜9均为非球面透镜，其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表2所示：
[0118][0119]
表2
[0120]
在该实施例中，投影镜头适用于0.33英寸dmd设计，投影镜头能够达到的效果为：投射比：0.21，投影镜头的系统有效焦距：-1.5mm～-1.2mm。半视场角：75
°
～85
°
，视场角为：150
°
～170
°
；像圆直径：11mm～12mm；投影镜头的系统f数：1.65～1.75。
[0121]
经过测量，得到的上述光学成像模组的各视场参数如图6至图8所示。
[0122]
如图6所示为本实施例的调制传递函数图(modulation transfer function，mtf))。其中横轴为空间频率(spatial frequency in cycles per mm)，纵轴为otf模量(modulus of the otf)。由图可知在空间频率在0mm-93mm的区间内图像的otf模值一直能够保持在0.5以上，通常来说otf模值越接近1图像的质量越高，但是由于各种因素的影响，并不存在otf模值为1的情况，一般当otf模值能够保持在0.5以上时，即表示图像具有很高的成像质量，画面的清晰度极佳，所以由此可知本实施例的超短焦投影镜头具有更高的成像质量。
[0123]
如图7所示为本实施例相对照度图，从图中可以看出相对照度满足于投影镜头的应用。相对照度≥0.7。
[0124]
如图8所示为本实施例畸变图，从图中可以看出畸变范围小于1.2％，畸变小。
[0125]
实施例2
[0126]
实施例2与实施例1的区别在于：每片透镜的曲率半径、厚度以及非球面透镜的参数不同。在该实施例中，每片透镜的具体参数如下表3所示：
[0127][0128][0129]
表3
[0130]
在本实施例中，非球面反射镜13、第一透镜1、第四透镜4和第九透镜9均为非球面透镜，其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表4所示：
[0131][0132]
表4
[0133]
在该实施例中，投影镜头适用于0.33英寸dmd设计，投影镜头能够达到的效果为：投射比：0.21，投影镜头的系统有效焦距：-1.5mm～-1.2mm。半视场角：75
°
～85
°
，视场角为：150
°
～170
°
；像圆直径：11mm～12mm；投影镜头的系统f数：1.65～1.75。
[0134]
实施例3
[0135]
实施例3与实施例1的区别在于：每片透镜的曲率半径、厚度以及非球面透镜的参数不同。在该实施例中，每片透镜的具体参数如下表5所示：
[0136][0137][0138]
表5
[0139]
在本实施例中，非球面反射镜13、第一透镜1、第四透镜4和第九透镜9均为非球面透镜，其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表6所示：
[0140][0141]
表6
[0142]
在该实施例中，投影镜头适用于0.33英寸dmd设计，投影镜头能够达到的效果为：投射比：0.21，投影镜头的系统有效焦距：-1.5mm～-1.2mm。半视场角：75
°
～85
°
，视场角为：150
°
～170
°
；像圆直径：11mm～12mm；投影镜头的系统f数：1.65～1.75。
[0143]
实施例4
[0144]
实施例4与实施例1的区别在于：每片透镜的曲率半径、厚度以及非球面透镜的参数不同。在该实施例中，每片透镜的具体参数如下表7所示：
[0145]
[0146]
表7
[0147]
在本实施例中，非球面反射镜13、第一透镜1、第四透镜4和第九透镜9均为非球面透镜，其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表8所示：
[0148][0149][0150]
表8
[0151]
在该实施例中，投影镜头适用于0.33英寸dmd设计，投影镜头能够达到的效果为：投射比：0.21，投影镜头的系统有效焦距：-1.5mm～-1.2mm。半视场角：75
°
～85
°
，视场角为：150
°
～170
°
；像圆直径：11mm～12mm；投影镜头的系统f数：1.65～1.75。
[0152]
实施例5
[0153]
实施例5与实施例1的区别在于：每片透镜的曲率半径、厚度以及非球面透镜的参数不同。在该实施例中，每片透镜的具体参数如下表9所示：
[0154][0155]
表9
[0156]
在本实施例中，非球面反射镜13、第一透镜1、第四透镜4和第九透镜9均为非球面透镜，其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表10所示：
[0157][0158]
表10
[0159]
在该实施例中，投影镜头适用于0.33英寸dmd设计，投影镜头能够达到的效果为：投射比：0.21，投影镜头的系统有效焦距：-1.5mm～-1.2mm。半视场角：75
°
～85
°
，视场角为：150
°
～170
°
；像圆直径：11mm～12mm；投影镜头的系统f数：1.65～1.75。
[0160]
实施例6
[0161]
实施例6与实施例1的区别在于：每片透镜的曲率半径、厚度以及非球面透镜的参
数不同。在该实施例中，每片透镜的具体参数如下表11所示：
[0162][0163][0164]
表11
[0165]
在本实施例中，非球面反射镜13、第一透镜1、第四透镜4和第九透镜9均为非球面透镜，其余透镜为球面透镜。其中非球面透镜对应的球面参数如表12所示：
[0166][0167]
表12
[0168]
在该实施例中，投影镜头适用于0.33英寸dmd设计，投影镜头能够达到的效果为：投射比：0.21，投影镜头的系统有效焦距：-1.5mm～-1.2mm。半视场角：75
°
～85
°
，视场角为：150
°
～170
°
；像圆直径：11mm～12mm；投影镜头的系统f数：1.65～1.75。
[0169]
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。
[0170]
虽然已经通过示例对本技术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，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种投影镜头，其特征在于，所述投影镜头沿着影像光束入射传输的方向依次包括：第一透镜组(30)、第二透镜组(40)和非球面反射镜(13)，所述第一透镜组(30)、所述第二透镜组(40)和所述非球面反射镜(13)处于同一光轴，所述第一透镜组(30)的光焦度为正，所述第二透镜组(40)的光焦度为负；所述第一透镜组(30)和所述第二透镜组(40)之间存在第一空气间隔，所述第一空气间隔范围为30mm～45mm，所述第一空气间隔占投影镜头的光学总长的12％～17％。2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第二透镜组(40)和所述非球面反射镜(13)之间具有第二空气间隔，所述第二空气间隔范围为95mm～105mm之间，所述第二空气间隔占所述投影镜头的光学总长的41％～45％。3.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二透镜组(40)包括正透镜组(41)和负透镜组(42)，所述正透镜组(41)包括至少一个光焦度为正的透镜，所述负透镜组(42)包括至少一个光焦度为负的透镜。4.根据权利要求3所述的投影镜头，其特征在于，所述正透镜组(41)的光焦度范围为0.018～0.038，所述负透镜组(42)的光焦度范围为-0.068～-0.048。5.根据权利要求1-4中任一项所述的投影镜头，其特征在于，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二透镜组(40)包括第四透镜(4)、第三透镜(3)、第二透镜(2)和第一透镜(1)，所述第二透镜组(40)中透镜的光焦度顺序为：正、正、负、负。6.根据权利要求5所述的投影镜头，其特征在于，所述第四透镜(4)和所述第一透镜(1)均为非球面透镜，所述第三透镜(3)和所述第二透镜(2)均为球面透镜。7.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜组(30)包括光阑，第一胶合透镜和第二胶合透镜，所述第一胶合透镜和所述第二胶合透镜位于所述光阑两侧，所述第一胶合透镜相对于所述第二胶合透镜更靠近所述第二透镜组(40)。8.根据权利要求7所述的投影镜头，其特征在于，沿着影像光束入射传输的方向，所述第一胶合透镜包括第六透镜(6)和第五透镜(5)，所述第六透镜(6)的光焦度为正，所述第五透镜(5)的光焦度为负，所述第六透镜(6)的折射率高于所述第五透镜(5)的折射率。9.根据权利要求7所述的投影镜头，其特征在于，沿着影像光束入射传输的方向，所述第二胶合透镜包括第八透镜(8)和第七透镜(7)，所述第八透镜(8)的光焦度为负，所述第七透镜(7)的光焦度为正，所述第七透镜(7)的折射率低于所述第八透镜(8)的折射率。10.根据权利要求9所述的投影镜头，其特征在于，所述第七透镜(7)的折射率范围为1.48～1.55，所述第八透镜(8)的折射率范围为1.82～1.92。11.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，在所述第一透镜组(30)中，相邻透镜之间存在第三空气间隔，所述第三空气间隔范围为小于1mm且大于或者等于0.1mm。12.根据权利要求1、7-11中任一项所述的投影镜头，其特征在于，沿着影像光束入射传输的方向，所述第一透镜组(30)包括第十二透镜(12)、第十一透镜(11)、第十透镜(10)、第九透镜(9)、第八透镜(8)、第七透镜(7)、第六透镜(6)和第五透镜(5)，所述第一透镜组(30)中透镜的光焦度顺序为：正、正、负、正、负、正、正、负。13.根据权利要求12所述的投影镜头，其特征在于，所述第十一透镜(11)和所述第十透镜(10)胶合连接形成第三胶合透镜。14.根据权利要求12所述的投影镜头，其特征在于，所述第九透镜(9)为非球面透镜，所
述第十二透镜(12)、第十一透镜(11)、第十透镜(10)、第八透镜(8)、第七透镜(7)、第六透镜(6)和第五透镜(5)均为球面透镜。15.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，影像光束经过所述第一透镜组(30)和所述第二透镜组(40)后，在所述第二透镜组(40)和非球面反射镜(13)之间进行第一次成像，所述非球面反射镜(13)将第一次成像反射至投影屏幕形成投影画面，所述投影画面的宽度尺寸为c1；在所述投影画面的宽度方向上，所述投影画面与所述光轴之间的距离为c2，其中c2/c1的范围为38％-42％。16.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-15中任一项所述的投影镜头。

技术总结
本申请公开了一种投影镜头以及电子设备。所述投影镜头沿着影像光束入射传输的方向依次包括：第一透镜组、第二透镜组和非球面反射镜，所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述非球面反射镜处于同一光轴，所述第一透镜组的光焦度为正，所述第二透镜组的光焦度为正，所述非球面反射镜的光焦度为负；所述第一透镜组和所述第二透镜组之间存在第一空气间隔，所述第一空气间隔范围为30mm～45mm，所述第一空气间隔占投影镜头的光学总长的12％～17％。隔占投影镜头的光学总长的12％～17％。隔占投影镜头的光学总长的12％～17％。


技术研发人员：姜龙 赵云
受保护的技术使用者：歌尔光学科技有限公司
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/8/16