投影镜头的制作方法

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1.本技术涉及光学元件领域，具体地，涉及一种投影镜头。

背景技术：

2.随着科技日新月异的发展，投影镜头的应用也呈现多样化，镜头应用环境的多样化需求镜头在多样化的环境中保持稳定的性能和成像质量。显示目镜为ar眼镜的核心光学部件，目镜的成像质量、重量、尺寸等关键指标直接关系到人佩戴ar眼镜时的体验感和舒适度，另一方面随着显示技术的发展进步，对于与之匹配的目镜的成像质量和尺寸又提出了更高的要求。
3.合理分配投影镜头的面型、光焦度以及合理排布各透镜、间隔元件与镜筒结构之间的关系对成像质量有很大的影响。镜头追求小型化的同时，其设计难度也越来越大，容易出现杂光、组立稳定性差以及光线汇聚效果不佳的问题，因此当前投影镜头的设计、加工及组立技术仍有很多待提升的空间，轻量化、小型化、成像质量更高清、适用性更广的投影镜头是急需解决的问题。

技术实现要素：

4.本技术提供了这样一种投影镜头，该投影镜头包括：成像透镜组，包括沿着光轴由成像侧至像源侧依序排列的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、第三透镜、具有正光焦度的第四透镜以及第五透镜；其中，第一透镜的成像侧表面为凸面；以及第一透镜与第三透镜的光焦度正负属性不同；多个间隔元件，包括与第一透镜的像源侧表面相接触的第一间隔元件、与第二透镜的像源侧表面相接触的第二间隔元件以及与第四透镜的像源侧表面相接触的第四间隔元件；以及镜筒，用于容纳成像透镜组和多个间隔元件；第一间隔元件的像源侧表面到第四间隔元件的成像侧表面在光轴上的距离ep14、第一间隔元件的成像侧表面与镜筒的成像侧表面在光轴上的距离ep01、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隙t34、第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙t23满足： 2.0《(ep14+ep01)/(t34-t23)《13.5。
5.在一个实施方式中，第一透镜具有正光焦度，第三透镜具有负光焦度，第三透镜的成像侧表面为凸面。
6.在一个实施方式中，第四透镜的成像侧表面为凹面，第四透镜的像源侧表面为凸面。
7.在一个实施方式中，多个间隔元件还包括与第三透镜的像源侧表面相接触的第三间隔元件，第三间隔元件的成像侧表面和像源侧表面的内径相等，第三间隔元件的成像侧表面和像源侧表面的外径相等。
8.在一个实施方式中，投影镜头的有效焦距f、第三透镜在光轴上的中心厚度ct3、第二间隔元件的像源侧表面的外径d2m、第二间隔元件的成像侧表面的内径d2s满足： 10.5《f/ct3+d2m/d2s《20.5。
9.在一个实施方式中，第一间隔元件的像源侧表面的外径d1m、第一间隔元件的像源
侧表面的内径d1m、第一透镜在光轴上的中心厚度ct1、第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙t12满足：5.0《(d1m+d1m)/(ct1+t12)《16.0。
10.在一个实施方式中，第二间隔元件的成像侧表面的外径d2s、第二间隔元件的成像侧表面的内径d2s、第二间隔元件的像源侧表面的外径d2m、第二间隔元件的像源侧表面的内径d2m、第二透镜的有效焦距f2、第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙t12 满足：100.0《(d2s-d2s)/(d2m-d2m)
×
f2/t12《201.5。
11.在一个实施方式中，第二间隔元件的像源侧表面的外径d2m、第一间隔元件的像源侧表面的外径d1m、第二透镜的像源侧表面的曲率半径r2与投影镜头的入瞳直径epd 满足：13.0mm《(d2m+d1m)
×
r2/epd《31.0mm。
12.在一个实施方式中，第二透镜的成像侧表面的曲率半径r3、第一间隔元件的像源侧表面到第二间隔元件的成像侧表面在光轴上的距离ep12与第二透镜在光轴上的中心厚度ct2满足：-20.5《r3/(ep12-ct2)《-2.0。
13.在一个实施方式中，第三透镜的像源侧表面的曲率半径r6、第二间隔元件的像源侧表面到第四间隔元件的成像侧表面的轴上距离ep24、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隙t34与第三透镜的有效焦距f3满足：-21.0mm《r6/(ep24-t34)
×
f3《-1.0mm。
14.在一个实施方式中，第四间隔元件的像源侧表面的外径d4m、第四间隔元件的成像侧表面的内径d4s、第四间隔元件沿光轴方向的最大厚度cp4、第四透镜与第五透镜在光轴上的空气间隙t45、第四透镜的成像侧表面的曲率半径r7与第五透镜在光轴上的中心厚度ct5满足：-64.0《(d4m-d4s+cp4)/t45
×
r7/ct5《-8.0。
15.在一个实施方式中，镜筒的成像侧表面到镜筒的像源侧表面在光轴上的距离l、第一透镜至第五透镜中各透镜在光轴上的中心厚度之和∑ct、投影镜头的有效焦距f、镜筒的像源侧表面的外径d0m与镜筒的像源侧表面的内径d0m满足：3.5mm《(l-∑ct)
×ꢀ
f/(d0m-d0m)《27.5mm。
16.在一个实施方式中，第一透镜的成像侧表面到第五透镜的像源侧表面的在光轴上的距离td、第一间隔元件沿光轴方向的最大厚度cp1、第二间隔元件沿光轴方向的最大厚度cp2与第四间隔元件沿光轴方向的最大厚度cp4满足：2.5《td/(cp1+cp2+cp4)《28.5。
17.在一个实施方式中，第四间隔元件的像源侧表面的外径d4m、第一间隔元件的像源侧表面的外径d1m、第四间隔元件的成像侧表面的内径d4s、第一间隔元件的成像侧表面的内径d1s、第四透镜与第五透镜在光轴上的空气间隙t45满足：
ꢀ‑
153.5《(d4m+d1m)
×
(d4s-d1s)/(t45)2《41.0。
18.在一个实施方式中，第四间隔元件的成像侧表面的内径d4s、第四间隔元件的成像侧表面的外径d4s、第一间隔元件的成像侧表面的内径d1s、第一间隔元件的成像侧表面的外径d1s、第四透镜的有效焦距f4与第一透镜的成像侧表面的曲率半径r1满足：
ꢀ‑
22.5《(d4s-d1s)/(d4s-d1s)
×
f4/r1《10.5。
19.在一个实施方式中，第一透镜和第二透镜中至少一片透镜为玻璃透镜。
20.在一个实施方式中，第一透镜的折射率n1、第二透镜的折射率n2、第一透镜在光轴上的中心厚度ct1、第一透镜的像源侧的曲率半径r2、第一间隔元件的像源侧表面到第二间隔元件的成像侧表面在光轴上的距离ep12满足：-6.0《(n1-n2)/ct1
×ꢀ
r2/ep12《16.5。
21.在一个实施方式中，镜筒的像源侧表面的内径d0m、镜筒的成像侧表面的内径d0s、
镜筒的成像侧表面的外径d0s、投影镜头的最大半视场角semi-fov满足：
ꢀ‑
15.5《(d0m-d0s)/(d0s-d0s)/tan(semi-fov)《5.0。
22.本技术提供的投影镜头由成像透镜组、多个间隔元件以及镜筒组成，合理分配各镜片的光焦度和面型，通过第一透镜至第五透镜的有序组合有效的保证该镜头的性能，同时在透镜之间增加间隔元件能够规避杂光，提高成像质量，合理设计间隔元件的内外径及间隔距离，保证透镜间空气间隙更加合理，降低镜头敏感度，增加镜头稳定性，提高镜头组装良率；此外，通过控制镜筒成像侧表面到第一间隔元件成像侧表面在光轴上的距离，使投影镜头的镜筒的外部尺寸最小化，以提高该投影镜头的市场竞争力同时满足轻量化设计目标。
附图说明
23.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
24.图1示出了根据本技术的一种投影镜头的结构排布图以及部分参数的示意图；
25.图2a至图2c示出了根据本技术实施例1的投影镜头的结构示意图；
26.图3a至图3c分别示出了根据本技术实施例1的投影镜头的象散曲线、畸变曲线以及倍率差曲线；
27.图4a至图4c示出了根据本技术实施例2的投影镜头的结构示意图；
28.图5a至图5c分别示出了根据本技术实施例2的投影镜头的象散曲线、畸变曲线以及倍率差曲线；
29.图6a至图6c示出了根据本技术实施例3的投影镜头的结构示意图；以及
30.图7a至图7c示出了根据本技术实施例3的投影镜头的象散曲线、畸变曲线以及倍率差曲线。
具体实施方式
31.为了更好地理解本技术，将参考附图对本技术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技术的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本技术的范围。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。
32.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，在不背离本技术的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜或第三透镜。
33.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。
34.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。在投影镜头应用于例如vr、ar设备时，每个透镜最靠近人眼一侧的表面称为该透镜的成像侧表面，每个透镜最靠近像源侧的表面称为
该透镜的像源侧表面。
35.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，当描述本技术的实施方式时，使用“可”表示“本技术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。
36.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)均具有与本技术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于形式化意义解释，除非本文中明确如此限定。
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围，例如，本技术的各实施例中的成像透镜组(即第一透镜至第五透镜)、镜筒及间隔元件之间可以任意组合，不限于一个实施例中的透镜组只能与该实施例的镜筒、间隔元件等组合。
38.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。其中，图1示出了根据本技术一种投影镜头的结构排布图以及部分参数的示意图。本领域的技术人员应当理解，一些本领域经常用到的参数例如第三透镜与所述第四透镜在所述光轴上的空气间隙t34未在图1中示出，图1仅示例性示出本技术的一种投影镜头的镜筒以及间隔元件的部分参数，以便于更好地理解本发明，如图1所示，d0s表示镜筒的成像侧表面的外径；d0s表示镜筒的成像侧表面的内径；d1s表示第一间隔元件的成像侧表面的外径；d1s表示第一间隔元件的成像侧表面的内径；d4s表示所述第四间隔元件的成像侧表面的外径；d4s表示所述第四间隔元件的成像侧表面的内径；d4m表示所述第四间隔元件的像源侧表面的外径； d4m表示所述第四间隔元件的像源侧表面的内径；cp1表示第一间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度；ep12表示第一间隔元件的像源侧表面到所述第二间隔元件的成像侧表面在所述光轴上的距离；ep01表示所述第一间隔元件的成像侧表面与所述镜筒的成像侧表面在所述光轴上的距离。
39.以下对本技术的特征、原理和其他方面进行详细描述。
40.如图2a至图2c、图4a至图4c以及图6a至图6c所示，根据本技术示例性实施方式的投影镜头包括镜筒p0以及设置在镜筒p0内的成像透镜组和多个间隔元件，其中，成像透镜组沿着光轴由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜e1、第二透镜e2、第三透镜 e3、第四透镜e4以及第五透镜e5。第一透镜e1可具有正光焦度或负光焦度，其成像侧表面为凸面；第二透镜e2可具有正光焦度；第三透镜e3可具有正光焦度或负光焦度，其与第一透镜的光焦度正负属性不同；第四透镜e4可具有正光焦度；第五透镜e5可具有正光焦度或负光焦度。第一透镜e1至第五透镜e5中的任意相邻两透镜之间均可具有间隔距离，通过合理的分配投影镜头的各透镜的正负光焦度和面型，限制光路在光学系统中的路径，增加透镜成型的工艺性，有效提升投影镜头的解像力，还有利于投影镜头在具有较小尺寸的同时兼具超薄特性，有助于该投影镜头能够更好地满足手机超薄需求。
41.在示例性实施方式中，第三透镜具有负光焦度，第三透镜的成像侧表面为凸面，可以有效的使光线通过第三透镜得到折射汇聚的目的。
42.在示例性实施方式中，第四透镜的成像侧表面为凹面，第四透镜的像源侧表面为凸面，透镜近成像侧表面为凹面，可以有效的折射光线，获取更大的画面，满足ar投影镜头的画面放大成像功能。
43.在示例性实施方式中，如图2a至图2c、图4a至图4c以及图6a至图6c所示，多个间隔元件包括与第一透镜e1的像源侧表面相接触的第一间隔元件p1、与第二透镜 e2的像源侧表面相接触的第二间隔元件p2以及与第四透镜e4的像源侧表面相接触的第四间隔元件p4。
44.在示例性实施方式中，如图4a至图4c以及图6a至图6c所示，多个间隔元件还包括与第三透镜e3的像源侧表面相接触的第三间隔元件p3。第三间隔元件的成像侧表面和像源侧表面的内径相等，第三间隔元件的成像侧表面和像源侧表面的外径相等，第三间隔元件可以选用较薄的间隔元件，在第三透镜近像源面合理增加厚度较薄的间隔元件，可以很好的阻拦多余光线，达到减少杂光目的。
45.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头至少包含三个间隔元件，间隔元件有助于投影镜头拦截多余的折反射光路，减少杂光、鬼影的产生。
46.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足： 2.0《(ep14+ep01)/(t34-t23)《13.5。其中，ep14是第一间隔元件的像源侧表面到第四间隔元件的成像侧表面在光轴上的距离，ep01是第一间隔元件的成像侧表面与镜筒的成像侧表面在光轴上的距离，t34是第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隙，t23是第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙。更具体地，ep14、ep01、t34和t23进一步可满足： 3.0《(ep14+ep01)/(t34-t23)《12.90。满足2.0《(ep14+ep01)/(t34-t23)《13.5，合理的在透镜之间增加间隔元件可以有效的阻拦有效径外多余光线减少了杂光风险，保证了高像质。同时控制第一间隔元件到第四间隔元件的间隔和镜筒成像侧表面到第一间隔元件成像侧表面在光轴上的距离在一定范围内，有效控制了镜头的最大高度，使镜头外部尺寸最小化；同时合理设置第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙和第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隙，有利于降低该镜头敏感度，提高镜头生产组装良率。上述条件式的综合控制，使得投影镜头在提高该镜头的市场竞争力同时满足轻量化设计目标。
47.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：10.5《f/ct3+d2m/d2s《20.5，其中，f是投影镜头的有效焦距，ct3是第三透镜在光轴上的中心厚度，d2m是第二间隔元件的像源侧表面的外径，d2s是第二间隔元件的成像侧表面的内径。更具体地，f、 ct3、d2m和d2s进一步满足：11.55《f/ct3+d2m/d2s《19.45。满足 10.5《f/ct3+d2m/d2s《20.5，有利于限制投影镜头中的光线路径，防止因光线落差过大而导致空气间隙敏感位置的结构感度波动，降低量产过程中镜头对组立的敏感程度，提升量产良率。
48.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足： 5.0《(d1m+d1m)/(ct1+t12)《16.0，其中，d1m是第一间隔元件的像源侧表面的外径，d1m 是第一间隔元件的像源侧表面的内径，ct1是第一透镜在光轴上的中心厚度，t12是第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙。更具体地，d1m、d1m、ct1和t12进一步可满足：7.91《(d1m+d1m)/(ct1+t12)《14.35。满足5.0《(d1m+d1m)/(ct1+t12)《16.0，可以有效的控制第一间隔元件的外径，保证组装精度，同时通过合理的设置第一间隔元件的像源侧表面的内径，可以在设计阶段通过
调整第一间隔元件的内径尺寸阻拦多余光线，很好的规避杂光，提高镜头的成像质量。
49.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：100.0《(d2s-d2s)/(d2m-d2m)
ꢀ×
f2/t12《201.5，其中，d2s是第二间隔元件的成像侧表面的外径，d2s是第二间隔元件的成像侧表面的内径，d2m是第二间隔元件的像源侧表面的外径，d2m是第二间隔元件的像源侧表面的内径，f2是第二透镜的有效焦距，t12是第一透镜与第二透镜在光轴上的空气间隙。更具体地，d2s、d2s、d2m、d2m、f2和t12进一步可满足： 100.0《(d2s-d2s)/(d2m-d2m)
×
f2/t12《200.8。满足 100.0《(d2s-d2s)/(d2m-d2m)
×
f2/t12《201.5，有利于合理的设置第二间隔元件的外径使之与镜筒的内径及透镜的外径相匹配，且合理的设置第二间隔元件的内径可以有效的规避多余光线改善杂光，最后通过合理的设置第一透镜和第二透镜在光轴上的空气间隙来获取更佳的成像质量。
50.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：13.0mm《(d2m+d1m)
×ꢀ
r2/epd《31.0mm，其中，d2m是第二间隔元件的像源侧表面的外径，d1m是第一间隔元件的像源侧表面的外径，r2是第二透镜的像源侧表面的曲率半径，epd是投影镜头的入瞳直径。更具体地，d2m、d1m、r2和epd进一步可满足： 14.46mm《(d2m+d1m)
×
r2/epd《29.32mm。满足13.0mm《(d2m+d1m)
×
r2/epd《31.0mm，可以合理的设置投影镜头的入瞳直径和第二透镜的像源侧表面的曲率半径，控制第二间隔元件的像源侧表面的外径和第一间隔元件的像源侧表面的外径的尺寸，达到整个镜头外形尺寸的最小化和轻量化目标。
51.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：-20.5《r3/(ep12-ct2)《-2.0，其中，r3是第二透镜的成像侧表面的曲率半径，ep12是第一间隔元件的像源侧表面到第二间隔元件的成像侧表面在光轴上的距离，ct2是第二透镜在光轴上的中心厚度。更具体地，r3、ep12和ct2进一步可满足：-19.71《r3/(ep12-ct2)《-3.96。满足
ꢀ‑
20.5《r3/(ep12-ct2)《-2.0，可以有效的控制第二间隔元件的轴向厚度，保证了加工性和承靠的可靠性。
52.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：-21.0mm《r6/(ep24-t34)
×ꢀ
f3《-1.0mm，其中，r6是第三透镜的像源侧表面的曲率半径，ep24是第二间隔元件的像源侧表面到第四间隔元件的成像侧表面的轴上距离，t34是第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隙，f3是第三透镜的有效焦距。更具体地，r6、ep24、t34和f3进一步可满足：-19.47mm《r6/(ep24-t34)
×
f3《-2.65mm。满足-21.0mm《r6/(ep24-t34)
×
f3《-1.0mm，合理的设置第三透镜的像源侧表面的曲率半径和第三透镜、第四透镜在光轴上的空气间隙以及第三透镜的有效焦距，可以合理控制第三透镜的弯曲以及改善第二间隔元件的像源侧表面到第四间隔元件的成像侧表面的轴上距离，从而使得第三透镜的厚薄比和第三间隔元件的轴向厚度更佳合理，减小透镜和间隔元件的加工难度，降低生产成本，提高投影镜头的市场竞争力。
53.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：-81.0《(d4m-d4s+cp4)/t45
×ꢀ
r7/ct5《-8.0，其中，d4m是第四间隔元件的像源侧表面的外径，d4s是第四间隔元件的成像侧表面的内径，cp4是第四间隔元件沿光轴方向的最大厚度，t45是第四透镜与第五透镜在光轴上的空气间隙，r7是第四透镜的成像侧表面的曲率半径，ct5是第五透镜在光轴上的中心厚度。更具体地，d4m、d4s、cp4、t45、r7和ct5进一步可满足：
ꢀ‑
79.85《(d4m-d4s+cp4)/t45
×
r7/ct5《-10.21。满足
ꢀ‑
81.0《(d4m-d4s+cp4)/t45
×
r7/ct5《-8.0，合理的设置第四透镜的成像侧表面的曲率半径和第五透镜的中心厚度及第四透镜和第五透镜在光轴上的空气间隙，使得第四间隔元件获取轴向放置空间，再结合合理的设置第四间隔元件的外径和
内径使之与镜筒内径更好的匹配和获取更好的成像表现。
54.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：3.5mm《(l-∑ct)
×ꢀ
f/(d0m-d0m)《27.5mm，其中，l是镜筒的成像侧表面到镜筒的像源侧表面在光轴上的距离，∑ct是第一透镜至第五透镜中各透镜在光轴上的中心厚度之和，f是投影镜头的有效焦距，d0m是镜筒的像源侧表面的外径，d0m是镜筒的像源侧表面的内径。更具体地， l、∑ct、f、d0m和d0m进一步可满足：4.69mm《(l-∑ct)
×
f/(d0m-d0m)《26.58mm。满足3.5mm《(l-∑ct)
×
f/(d0m-d0m)《27.5mm，第一透镜至第五透镜全部收容于镜筒之内，可以有效的防止镜片外凸及组装和流转过程中镜片划伤进而影响镜头的性能和成像质量。另外，合理的设置镜筒近像源侧表面的外径和内径，在保证合适的镜筒壁厚的同时也保证了镜筒整体尺寸的最小化，从而达到小型化的目的。
55.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：2.5《td/(cp1+cp2+cp4)《28.5，其中，td是第一透镜的成像侧表面到第五透镜的像源侧表面的在光轴上的距离，cp1是第一间隔元件沿光轴方向的最大厚度，cp2是第二间隔元件沿光轴方向的最大厚度，cp4 是第四间隔元件沿光轴方向的最大厚度。更具体地，td、cp1、cp2和cp4进一步可满足：3.61《td/(cp1+cp2+cp4)《27.90。满足2.5《td/(cp1+cp2+cp4)《28.5，结合透镜和间隔元件的工艺加工性，合理的控制第一透镜到第五透镜的轴上距离及合理的安排间隔元件的轴上厚度，并可以通过调整间隔元件的厚度来达到调整场曲的目的，从而提高镜头的性能和成像质量。
56.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：-153.5《(d4m+d1m)
×ꢀ
(d4s-d1s)/(t45)2《41.0，其中，d4m是第四间隔元件的像源侧表面的外径，d1m是第一间隔元件的像源侧表面的外径，d4s是第四间隔元件的成像侧表面的内径，d1s是第一间隔元件的成像侧表面的内径，t45是第四透镜与第五透镜在光轴上的空气间隙。更具体地，d4m、d1m、d4s、d1s和t45进一步可满足：
ꢀ‑
152.56《(d4m+d1m)
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(d4s-d1s)/(t45)2《39.49。满足-153.5《(d4m+d1m)
×ꢀ
(d4s-d1s)/(t45)2《41.0，合理的设置第一间隔元件和第四间隔元件的内径与外径，可以有效的规避多余光路，从而减少镜头的杂光，从而获取更佳的成像质量。
57.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：-22.5《(d4s-d1s)/(d4s-d1s)
ꢀ×
f4/r1《10.5，其中，d4s是第四间隔元件的成像侧表面的内径，d4s是第四间隔元件的成像侧表面的外径，d1s是第一间隔元件的成像侧表面的内径，d1s是第一间隔元件的成像侧表面的外径，f4是第四透镜的有效焦距，r1是第一透镜的成像侧表面的曲率半径。更具体地，d4s、d1s、d4s、d1s、f4和r1进一步可满足：
ꢀ‑
21.5《(d4s-d1s)/(d4s-d1s)
×
f4/r1《10.5。满足-22.5《(d4s-d1s)/(d4s-d1s)
×
f4/r1《10.5，合理的设置第一间隔元件和第四间隔元件的内径与外径，在保证规避杂光的同时，可以优化设置第四透镜的有效焦距获取更佳的性能及更佳合理的第一透镜近成像侧表面的曲率半径，从而兼顾透镜的加工成型，降低成本和工艺要求。
58.在示例性实施方式中，第一透镜和第二透镜中至少一片透镜为玻璃透镜，有利于投影镜头获取更好的温漂表现，使得投影镜头的应用场景更加多样化，拓展了投影镜头的使用范围。玻璃的材料温度特性比塑料好，有利于提高镜头在高温高湿环境下的可靠性。本技术并不具体限定采用塑料和玻璃的透镜数量，若重点关注温度性能时，透镜可以均采用
玻璃镜片。
59.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：-6.0《(n1-n2)/ct1
×ꢀ
r2/ep12《16.5，其中，n1是第一透镜的折射率，n2是第二透镜的折射率，ct1是第一透镜在光轴上的中心厚度，r2是第一透镜的像源侧的曲率半径，ep12是第一间隔元件的像源侧表面到第二间隔元件的成像侧表面在光轴上的距离。更具体地，n1、 n2、ct1、r2和ep12进一步可满足：-4.94《(n1-n2)/ct1
×
r2/ep12《15.39。满足
ꢀ‑
6.0《(n1-n2)/ct1
×
r2/ep12《16.5，合理的控制第一透镜和第二透镜的折射率、第一透镜的中心厚度和其像源侧的曲率半径，从而得到合理的第一间隔元件的像源侧表面到第二间隔元件的成像侧表面的光轴上的距离，进而在保证镜头具有良好的性能的同时利用第二间隔件规避多余光线，获取良好的镜头改善杂光表现，同时，玻璃镜片与塑料镜片混合使用，不仅能改善温漂，提升成像效果；玻璃镜片因其高折射率和透光性能代替一两片塑料镜片，有效缩小镜头厚度，镜片数量的减少更提高了生产组装良率。
60.在示例性实施方式中，根据本技术的投影镜头可满足：
ꢀ‑
15.5《(d0m-d0s)/(d0s-d0s)/tan(semi-fov)《5.0，其中，d0m是镜筒的像源侧表面的内径， d0s是镜筒的成像侧表面的内径，d0s是镜筒的成像侧表面的外径，semi-fov是投影镜头的最大半视场角。更具体地，d0m、d0s、d0s、d0s和semi-fov进一步可满足：
ꢀ‑
14.04《(d0m-d0s)/(d0s-d0s)/tan(semi-fov)《3.26。满足
ꢀ‑
15.5《(d0m-d0s)/(d0s-d0s)/tan(semi-fov)《5.0，可以有效的控制镜筒的成像侧表面的外径，在保证镜筒的加工性的同时可以有效的保证镜筒外形尺寸最小化，从而达到小型化和轻量化的目的。
61.在示例性实施方式中，投影镜头的有效焦距f可以例如在5.33mm至6.02mm的范围内，第一透镜的有效焦距f1可以例如在4.68mm至9.36mm的范围内，第二透镜的有效焦距f2可以例如在3.86mm与8.86mm的范围内，第三透镜的有效焦距f3可以例如在
ꢀ‑
3.20mm至-2.55mm的范围内，第四透镜的有效焦距f4可以例如在4.82mm至9.96mm的范围内，第五透镜的有效焦距f5可以例如在-60.46mm至21.40mm的范围内。第一透镜的成像侧表面至投影镜头的像源面于光轴上的距离ttl可以满足6.0mm《ttl《7.0mm，示例性地，ttl为6.3mm。投影镜头的光圈值fno可以例如在0.87至1.84的范围内，投影镜头的最大半视场角semi-fov满足：semi-fov≥15.0
°
，semi-fov可以例如在 15.00
°
至17.59
°
的范围内。
62.在本技术的实施方式中，各透镜的镜面中的至少一个为非球面镜面，即，第一透镜的成像侧表面至第五透镜的像源侧表面中的至少一个镜面为非球面镜面。非球面透镜的特点是：从透镜中心到透镜周边，曲率是连续变化的。与从透镜中心到透镜周边具有恒定曲率的球面透镜不同，非球面透镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点。采用非球面透镜后，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而改善成像质量。可选地，第一透镜至第五透镜中各透镜的成像侧表面和像源侧表面均为非球面镜面。
63.在示例性实施方式中，上述投影镜头还可包括保护玻璃，保护玻璃的像源侧表面可以为发光面(即像源面)。
64.根据本技术的投影镜头是高清成像质量的小体积光学系统，在应用中，根据本技术示例性实施方式的投影镜头可以适用于ar/vr、头戴式设备。
65.根据本技术的上述实施方式的投影镜头可采用多片镜片，例如上文的五片。然而，本领域的技术人员应当理解，在未背离本技术要求保护的技术方案的情况下，可改变构成
投影镜头的透镜数量，来获得本说明书中描述的各个结果和优点。例如，虽然在实施方式中以五个透镜为例进行了描述，但是该投影镜头不限于包括五个透镜。如果需要，该投影镜头还可包括其它数量的透镜。
66.下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的投影镜头的具体实施例。
67.实施例1
68.以下参照图2a至图3c描述根据本技术实施例1的投影镜头1001、投影镜头1002 和投影镜头1003。图2a至图2c分别示出了根据本技术实施例1的投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003的结构示意图。
69.如图2a至图2c所示，投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003均分别包括镜筒p0、成像透镜组e1～e5以及多个间隔元件p1、p2和p4。
70.如图2a至图2c所示，投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003采用相同的成像透镜组，该成像透镜组由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜e1、第二透镜e2、第三透镜e3、第四透镜e4以及第五透镜e5。其中，第一透镜e1具有正光焦度，其成像侧表面s1为凸面，像源侧表面s2为凹面。第二透镜e2具有正光焦度，其成像侧表面 s3为凸面，像源侧表面s4为凹面。第三透镜e3具有负光焦度，其成像侧表面s5为凸面，像源侧表面s6为凹面。第四透镜e4具有正光焦度，其成像侧表面s7为凹面，像源侧表面s8为凸面。第五透镜e5具有正光焦度，其成像侧表面s9为凹面，像源侧表面 s10为凸面。来自像源面的光依序穿过各表面s10至s1并最终投射至设置于成像侧的光阑(未示出)前无穷远处的投影面(未示出)上。当投影镜头应用于例如vr或ar设备时，来自像源面的光依序穿过各表面s10至s1并可最终投射至人眼进行成像。
71.表1示出了实施例1的投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003的成像透镜组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和有效焦距的单位均为毫米(mm)。
[0072][0073]
表1
[0074]
在本示例中，投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003的有效焦距f为 5.34mm，投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003的最大半视场角semi-fov 为17.58
°
，投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003的光圈值fno为1.06，投影镜头1001、
投影镜头1002和投影镜头1003的第一透镜的成像侧表面至投影镜头的像源面于光轴上的距离ttl为6.3mm。
[0075]
在实施例1中，第一透镜e1至第五透镜e5的成像侧表面和像源侧表面均为非球面，各非球面透镜的面型x可利用但不限于以下非球面公式进行限定：
[0076][0077]
其中，x为非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距非球面顶点的距离矢高；c为非球面的近轴曲率，c＝1/r(即，近轴曲率c为上表1中曲率半径r的倒数)；k 为圆锥系数；ai是非球面第i-th阶的修正系数。表2给出了可用于实施例1中各非球面镜面s1-s10的高次项系数a4、a6、a8、a
10
、a
12
、a
14
和a
16
。
[0078]
面号a4a6a8a10a12a14a16s11.22e-04-7.54e-061.37e-03-1.02e-034.34e-04-9.16e-057.29e-06s2-2.53e-023.68e-02-2.73e-021.23e-02-3.15e-034.13e-04-2.12e-05s3-1.64e-022.48e-02-1.92e-029.08e-03-2.62e-034.34e-04-3.15e-05s43.98e-02-3.43e-022.51e-02-1.67e-027.41e-03-1.71e-031.48e-04s5-4.47e-02-8.11e-032.23e-02-2.64e-021.68e-02-5.28e-036.44e-04s6-7.72e-025.71e-026.22e-02-1.48e-011.65e-01-1.01e-012.64e-02s7-2.20e-012.30e-01-5.88e-011.18e+00-1.18e+005.91e-01-1.27e-01s8-5.01e-018.38e-01-1.14e+001.17e+00-6.90e-012.04e-01-2.30e-02s9-2.29e-013.14e-01-1.99e-017.87e-02-2.00e-022.93e-03-1.81e-04s10-1.58e-018.21e-02-2.19e-02-3.44e-034.92e-03-1.49e-031.54e-04
[0079]
表2
[0080]
如图2a至图2c所示，投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003均分别包括三个间隔元件，这三个间隔元件分别是第一间隔元件p1、第二间隔元件p2以及第四间隔元件p4。其中，第一间隔元件p1设置在第一透镜e1与第二透镜e2之间且与第一透镜e1的像源侧表面s2相接触；第二间隔元件p2设置在第二透镜e2与第三透镜e3之间且与第二透镜e2的像源侧表面s4相接触；第四间隔元件p4设置在第四透镜e4与第五透镜e5之间且与第四透镜e4的像源侧表面s8相接触。
[0081]
在本实施例中，投影镜头1001的第一间隔元件p1和第四间隔元件p4为隔圈，第二间隔元件p2为隔片。投影镜头1002和投影镜头1003的第一间隔元件p1和第四间隔元件p4为隔片，第二间隔元件p2为隔圈。上述三个间隔元件可以阻拦外部多余的光线进入，使镜片与镜筒更好地承靠，并且增强投影镜头1001、投影镜头1002 和投影镜头1003的结构稳定性。
[0082]
表3示出了实施例1的投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003的间隔元件以及镜筒的基本参数，表3中各参数的单位为毫米(mm)。投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003的不同之处在于间隔元件的结构尺寸不同。
[0083]
实施例参数投影镜头1001投影镜头1002投影镜头1003d1s4.3673.7164.015d1m4.33.7164.015d1s5.16.025.826
d1m4.96.025.826d2s3.1574.5393.649d2m3.1574.2093.357d2s5.16.0665.833d2m5.16.1425.914d4s3.5163.012.744d4s4.486.5076.62d4m4.26.5076.62d0s5.5864.0624.1d0m4.96.8637.11d0s5.966.7827.097d0m5.47.7828.243ep011.3831.4271.18cp10.4630.0180.018ep120.3650.6630.775cp20.220.1720.156cp40.790.0220.022ep241.3581.1681.232ep141.7452.0032.143l5.8876.0295.883
[0084]
表3
[0085]
图3a示出了实施例1的投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图3b示出了实施例1的投影镜头 1001、投影镜头1002和投影镜头1003的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图3c示出了实施例1的投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003 的倍率差曲线，其表示光线经由镜头后在不同的像高的偏差。根据图3a至图3c 可知，实施例1所给出的投影镜头1001、投影镜头1002和投影镜头1003能够实现良好的成像品质。
[0086]
实施例2
[0087]
以下参照图4a至图5c描述根据本技术实施例2的投影镜头2001、投影镜头2002 和投影镜头2003。在本实施例及以下实施例中，为简洁起见，将省略部分与实施例 1相似的描述。图4a至图4c分别示出了根据本技术实施例2的投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的结构示意图。
[0088]
如图4a至图4c所示，投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003均分别包括镜筒p0、成像透镜组e1～e5以及多个间隔元件p1～p4。
[0089]
如图4a至图4c所示，投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003采用相同的成像透镜组，该成像透镜组由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜e1、第二透镜e2、第三透镜e3、第四透镜e4以及第五透镜e5。其中，第一透镜e1具有正光焦度，其成像侧表面s1为凸面，像源侧表面s2为凹面。第二透镜e2具有正光焦度，其成像侧表面s3为凸面，像源侧表面s4为凸面。第三透镜e3具有负光焦度，其成像侧表面s5为凸面，像源侧表面s6为凹面。第四透镜
e4具有正光焦度，其成像侧表面s7为凹面，像源侧表面s8为凸面。第五透镜e5具有负光焦度，其成像侧表面 s9为凸面，像源侧表面s10为凹面。来自像源面的光依序穿过各表面s10至s1并最终投射至设置于成像侧的光阑(未示出)前无穷远处的投影面(未示出)上。当投影镜头应用于例如vr或ar设备时，来自像源面的光依序穿过各表面s10至s1 并可最终投射至人眼进行成像。
[0090]
在本示例中，投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的有效焦距f为 6.01mm，投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的最大半视场角semi-fov 为15.85
°
，投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的光圈值fno为1.83，投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的第一透镜的成像侧表面至投影镜头的像源面于光轴上的距离ttl为6.3mm。
[0091]
表4示出了实施例2的投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的成像透镜组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和有效焦距的单位均为毫米(mm)。表5示出了可用于实施例2中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。
[0092][0093][0094]
表4
[0095]
面号a4a6a8a10a12a14a16s1-1.50e-036.23e-04-1.45e-038.95e-04-3.01e-044.98e-05-3.15e-06s29.13e-03-1.81e-021.30e-02-5.24e-031.18e-03-1.36e-046.29e-06s32.68e-02-3.05e-022.29e-02-9.28e-032.19e-03-2.80e-041.52e-05s42.45e-02-1.89e-03-5.46e-035.68e-03-2.45e-035.12e-04-4.13e-05s5-7.34e-022.84e-02-9.59e-035.29e-03-2.19e-035.30e-04-5.25e-05s6-1.05e-019.13e-02-1.21e-012.14e-01-2.27e-011.25e-01-2.64e-02s7-1.15e-01-1.09e-024.20e-02-7.89e-027.61e-02-3.67e-026.42e-03s8-1.08e-017.84e-02-6.10e-024.36e-02-1.59e-022.68e-03-1.48e-04s9-1.03e-011.19e-01-6.07e-021.86e-02-3.53e-033.91e-04-1.95e-05s10-1.29e-016.74e-02-2.71e-027.41e-03-1.30e-031.37e-04-6.41e-06
[0096]
表5
[0097]
如图4a至图4c所示，投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003均分别包括四个间隔元件，这四个间隔元件分别是第一间隔元件p1、第二间隔元件p2、第三间隔元件p3以及第四间隔元件p4。其中，第一间隔元件p1设置在第一透镜e1 与第二透镜e2之间且与第一透镜e1的像源侧表面s2相接触；第二间隔元件p2设置在第二透镜e2与第三透镜e3之间且与第二透镜e2的像源侧表面s4相接触；第三间隔元件p3设置在第三透镜e3与第四透镜e4之间且与第三透镜e3的像源侧表面s6相接触；第四间隔元件p4设置在第四透镜e4与第五透镜e5之间且与第四透镜e4的像源侧表面s8相接触。
[0098]
在本实施例中，投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的第一间隔元件p1以及第四间隔元件p4为隔圈，第二间隔元件p2以及第三间隔元件p3为隔片。上述四个间隔元件可以阻拦外部多余的光线进入，使镜片与镜筒更好地承靠，并且增强投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的结构稳定性。
[0099]
表6示出了实施例2的投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的间隔元件以及镜筒的基本参数，表6中各参数的单位为毫米(mm)。投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的不同之处在于间隔元件的结构尺寸不同。
[0100][0101][0102]
表6
[0103]
图5a示出了实施例2的投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图5b示出了实施例2的投影镜头 2001、投影镜头2002和投影镜头2003的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图5c示出了实施例2的投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003 的倍率差曲线，其表示光线经由镜
头后在不同的像高的偏差。根据图5a至图5c 可知，实施例2所给出的投影镜头2001、投影镜头2002和投影镜头2003能够实现良好的成像品质。
[0104]
实施例3
[0105]
以下参照图6a至图7c描述根据本技术实施例3的投影镜头3001、投影镜头3002 和投影镜头3003。图6a至图6c分别示出了根据本技术实施例3的投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的结构示意图。
[0106]
如图6a至图6c所示，投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003均分别包括镜筒p0、成像透镜组e1～e5以及多个间隔元件p1～p4。
[0107]
如图6a至图6c所示，投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003采用相同的成像透镜组，该成像透镜组由成像侧至像源侧依序包括：第一透镜e1、第二透镜e2、第三透镜e3、第四透镜e4以及第五透镜e5。其中，第一透镜e1具有正光焦度，其成像侧表面s1为凸面，像源侧表面s2为凹面。第二透镜e2具有正光焦度，其成像侧表面s3为凸面，像源侧表面s4为凸面。第三透镜e3具有负光焦度，其成像侧表面s5为凸面，像源侧表面s6为凹面。第四透镜e4具有正光焦度，其成像侧表面s7为凹面，像源侧表面s8为凸面。第五透镜e5具有负光焦度，其成像侧表面 s9为凹面，像源侧表面s10为凹面。来自像源面的光依序穿过各表面s10至s1并最终投射至设置于成像侧的光阑(未示出)前无穷远处的投影面(未示出)上。当投影镜头应用于例如vr或ar设备时，来自像源面的光依序穿过各表面s10至s1 并可最终投射至人眼进行成像。
[0108]
在本示例中，投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的有效焦距f为 5.99mm，投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的最大半视场角semi-fov 为15.00
°
，投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的光圈值fno为0.88，投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的第一透镜的成像侧表面至投影镜头的像源面于光轴上的距离ttl为6.3mm。
[0109]
表7示出了实施例3的投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的成像透镜组的基本参数表，其中，曲率半径、厚度/距离和有效焦距的单位均为毫米(mm)。表8示出了可用于实施例3中各非球面镜面的高次项系数，其中，各非球面面型可由上述实施例1中给出的公式(1)限定。
[0110][0111]
表7
[0112][0113][0114]
表8
[0115]
如图6a至图6c所示，投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003均分别包括四个间隔元件，这四个间隔元件分别是第一间隔元件p1、第二间隔元件p2、第三间隔元件p3以及第四间隔元件p4。其中，第一间隔元件p1设置在第一透镜e1 与第二透镜e2之间且与第一透镜e1的像源侧表面s2相接触；第二间隔元件p2设置在第二透镜e2与第三透镜e3之间且与第二透镜e2的像源侧表面s4相接触；第三间隔元件p3设置在第三透镜e3与第四透镜e4之间且与第三透镜e3的像源侧表面s6相接触；第四间隔元件p4设置在第四透镜e4与第五透镜e5之间且与第四透镜e4的像源侧表面s8相接触。
[0116]
在本实施例中，投影镜头3001的第一间隔元件p1以及第四间隔元件p3为隔圈，第二间隔元件p2以及第三间隔元件p3为隔片。投影镜头3002以及投影镜头3003 的第一间隔元件p1、第二间隔元件p2以及第三间隔元件p3为隔片，第四间隔元件 p4为隔圈。上述四个间隔元件可以阻拦外部多余的光线进入，使镜片与镜筒更好地承靠，并且增强投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的结构稳定性。
[0117]
表9示出了实施例3的投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的间隔元件以及镜筒的基本参数，表9中各参数的单位为毫米(mm)。投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的不同之处在于间隔元件的结构尺寸不同。
[0118]
实施例参数投影镜头3001投影镜头3002投影镜头3003d1s4.054.0254.47d1m4.44.0254.47d1s5.25.86.8d1m5.2235.86.8d2s3.9764.1243.959d2m3.9764.1243.959d2s5.55.96.9d2m5.55.96.9d4s4.5163.2223.222d4s5.55.9886.9d4m5.4965.8966.718d0s4.1464.5775.679d0m5.9856.3847.65d0s7.2137.2138.213d0m7.2137.2138.213ep011.3281.3061.31cp10.2170.0220.018ep120.1510.3340.368cp20.0180.0180.018cp40.740.710.843ep242.2782.3422.263ep142.4472.6942.65l5.7605.7605.760
[0119]
表9
[0120]
图7a示出了实施例3的投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003的象散曲线，其表示子午像面弯曲和弧矢像面弯曲。图7b示出了实施例3的投影镜头 3001、投影镜头3002和投影镜头3003的畸变曲线，其表示不同视场角对应的畸变大小值。图7c示出了实施例3的投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003 的倍率差曲线，其表示光线经由镜头后在不同的像高的偏差。根据图7a至图7c 可知，实施例3所给出的投影镜头3001、投影镜头3002和投影镜头3003能够实现良好的成像品质。
[0121]
综上，实施例1至实施例3的投影镜头1001、1002、1003、2001、2002、2003、 3001、3002和3003满足表10中所示的关系。
[0122]
条件式/投影镜头100110021003200120022003300130023003(ep14+ep01)/(t34-t23)3.033.323.223.463.423.3312.1312.8512.72f/ct3+d2m/d2s13.2813.0213.2911.5611.6211.8019.0819.1219.44(d1m+d1m)/(ct1+t12)10.5411.1511.277.928.309.1812.2412.5014.34(d2s-d2s)/(d2m-d2m)
×
f2/t12128.86101.80110.06152.55152.55152.55200.69200.69200.69(d2m+d1m)
×
r2/epd14.4717.5916.9824.4326.5229.3119.9821.8025.53r3/(ep12-ct2)-3.97-7.02-9.87-17.14-12.90-10.67-14.70-18.70-19.70
r6/(ep24-t34)
×
f3-7.91-19.46-13.04-6.70-6.27-6.27-2.83-2.69-2.86(d4m-d4s+cp4)/t45
×
r7/ct5-10.22-24.41-27.04-38.15-46.81-58.68-31.65-62.27-79.84(l-∑ct)
×
f/(d0m-d0m)19.4111.398.554.734.705.0412.1818.0526.57td/(cp1+cp2+cp4)3.7125.7927.893.953.693.625.547.216.15(d4m+d1m)
×
(d4s-d1s)/(t45)
2-74.68-85.29-152.55-71.99-67.76-55.1639.48-74.22-133.32(d4s-d1s)/(d4s-d1s)
×
f4/r14.78-5.05-5.589.838.366.102.64-7.26-21.21(n1-n2)/ct1
×
r2/ep12-4.93-2.71-2.325.517.6511.3715.386.956.31(d0m-d0s)/(d0s-d0s)/tan(semi-fov)-5.793.253.17-13.07-12.42-14.032.242.562.90
[0123]
表10
[0124]
本技术还提供一种投影装置，该投影装置可包括根据本技术上述实施方式的投影镜头。
[0125]
以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：

1.一种投影镜头，其特征在于，包括：成像透镜组，包括沿着光轴由成像侧至像源侧依序排列的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、第三透镜、具有正光焦度的第四透镜以及第五透镜；其中，所述第一透镜的成像侧表面为凸面；以及所述第一透镜与所述第三透镜的光焦度正负属性不同；多个间隔元件，包括与所述第一透镜的像源侧表面相接触的第一间隔元件、与所述第二透镜的像源侧表面相接触的第二间隔元件以及与所述第四透镜的像源侧表面相接触的第四间隔元件；以及镜筒，用于容纳所述成像透镜组和所述多个间隔元件；所述第一间隔元件的像源侧表面到所述第四间隔元件的成像侧表面在所述光轴上的距离ep14、所述第一间隔元件的成像侧表面与所述镜筒的成像侧表面在所述光轴上的距离ep01、所述第三透镜与所述第四透镜在所述光轴上的空气间隙t34、所述第二透镜与所述第三透镜在所述光轴上的空气间隙t23满足：2.0<(ep14+ep01)/(t34-t23)<13.5。2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，所述第三透镜具有负光焦度，所述第三透镜的成像侧表面为凸面。3.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第四透镜的成像侧表面为凹面，所述第四透镜的像源侧表面为凸面。4.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述多个间隔元件还包括与所述第三透镜的像源侧表面相接触的第三间隔元件，所述第三间隔元件的成像侧表面和像源侧表面的内径相等，所述第三间隔元件的成像侧表面和像源侧表面的外径相等。5.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的有效焦距f、所述第三透镜在所述光轴上的中心厚度ct3、所述第二间隔元件的像源侧表面的外径d2m、所述第二间隔元件的成像侧表面的内径d2s满足：10.5<f/ct3+d2m/d2s<20.5。6.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第一间隔元件的像源侧表面的外径d1m、所述第一间隔元件的像源侧表面的内径d1m、所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度ct1、所述第一透镜与所述第二透镜在所述光轴上的空气间隙t12满足：5.0<(d1m+d1m)/(ct1+t12)<16.0。7.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第二间隔元件的成像侧表面的外径d2s、所述第二间隔元件的成像侧表面的内径d2s、所述第二间隔元件的像源侧表面的外径d2m、所述第二间隔元件的像源侧表面的内径d2m、所述第二透镜的有效焦距f2、所述第一透镜与所述第二透镜在所述光轴上的空气间隙t12满足：100.0<(d2s-d2s)/(d2m-d2m)
×
f2/t12<201.5。8.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第二间隔元件的像源侧表面的外径d2m、所述第一间隔元件的像源侧表面的外径d1m、所述第二透镜的像源侧表面的曲率半径r2与所述投影镜头的入瞳直径epd满足：13.0mm<(d2m+d1m)
×
r2/epd<31.0mm。9.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第二透镜的成像侧表面的曲率半径r3、所述第一间隔元件的像源侧表面到所述第二间隔元件的成像侧表面在所述光轴上的距离ep12与所述第二透镜在所述光轴上的中心厚度ct2满足：-20.5<r3/(ep12-ct2)<-2.0。
10.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的像源侧表面的曲率半径r6、所述第二间隔元件的像源侧表面到所述第四间隔元件的成像侧表面的轴上距离ep24、所述第三透镜与所述第四透镜在所述光轴上的空气间隙t34与所述第三透镜的有效焦距f3满足：-21.0mm<r6/(ep24-t34)
×
f3<-1.0mm。11.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第四间隔元件的像源侧表面的外径d4m、所述第四间隔元件的成像侧表面的内径d4s、所述第四间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度cp4、所述第四透镜与所述第五透镜在所述光轴上的空气间隙t45、所述第四透镜的成像侧表面的曲率半径r7与所述第五透镜在所述光轴上的中心厚度ct5满足：-64.0<(d4m-d4s+cp4)/t45
×
r7/ct5<-8.0。12.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述镜筒的成像侧表面到所述镜筒的像源侧表面在所述光轴上的距离l、所述第一透镜至所述第五透镜中各透镜在所述光轴上的中心厚度之和∑ct、所述投影镜头的有效焦距f、所述镜筒的像源侧表面的外径d0m与所述镜筒的像源侧表面的内径d0m满足：3.5mm<(l-∑ct)
×
f/(d0m-d0m)<27.5mm。13.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的成像侧表面到所述第五透镜的像源侧表面的在所述光轴上的距离td、所述第一间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度cp1、所述第二间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度cp2与所述第四间隔元件沿所述光轴方向的最大厚度cp4满足：2.5<td/(cp1+cp2+cp4)<28.5。14.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第四间隔元件的像源侧表面的外径d4m、所述第一间隔元件的像源侧表面的外径d1m、所述第四间隔元件的成像侧表面的内径d4s、所述第一间隔元件的成像侧表面的内径d1s、所述第四透镜与所述第五透镜在所述光轴上的空气间隙t45满足：-153.5<(d4m+d1m)
×
(d4s-d1s)/(t45)2<41.0。15.根据权利要求1至5任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第四间隔元件的成像侧表面的内径d4s、所述第四间隔元件的成像侧表面的外径d4s、所述第一间隔元件的成像侧表面的内径d1s、所述第一间隔元件的成像侧表面的外径d1s、所述第四透镜的有效焦距f4与所述第一透镜的成像侧表面的曲率半径r1满足：-22.5<(d4s-d1s)/(d4s-d1s)
×
f4/r1<10.5。16.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜中至少一片透镜为玻璃透镜。17.根据权利要求16所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的折射率n1、所述第二透镜的折射率n2、所述第一透镜在所述光轴上的中心厚度ct1、所述第一透镜的像源侧的曲率半径r2、所述第一间隔元件的像源侧表面到所述第二间隔元件的成像侧表面在所述光轴上的距离ep12满足：-6.0<(n1-n2)/ct1
×
r2/ep12<16.5。18.根据权利要求1至5、16、17中任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述镜筒的像源侧表面的内径d0m、所述镜筒的成像侧表面的内径d0s、所述镜筒的成像侧表面的外径d0s、所述投影镜头的最大半视场角semi-fov满足：-15.5<(d0m-d0s)/(d0s-d0s)/tan(semi-fov)<5.0。

技术总结

本申请公开了一种投影镜头，该投影镜头包括：成像透镜组，包括沿着光轴由成像侧至像源侧依序排列的第一透镜、具有正光焦度的第二透镜、第三透镜、具有正光焦度的第四透镜以及第五透镜；其中，第一透镜的成像侧表面为凸面；以及第一透镜与第三透镜的光焦度正负属性不同；多个间隔元件，包括第一间隔元件、第二间隔元件以及第四间隔元件；以及镜筒，用于容纳成像透镜组和多个间隔元件；第一间隔元件的像源侧表面到第四间隔元件的成像侧表面在光轴上的距离EP14、第一间隔元件的成像侧表面与镜筒的成像侧表面在光轴上的距离EP01、第三透镜与第四透镜在光轴上的空气间隙T34、第二透镜与第三透镜在光轴上的空气间隙T23满足：2.0<(EP14+EP01)/(T34-T23)<13.5。T23)<13.5。T23)<13.5。