一种投影透镜的制作方法

本技术涉及光学镜头领域，尤其涉及一种投影透镜。

背景技术：

1、目前，随着科技的不断进步，增强现实(augmented reality)等交互设备的逐步兴起，投影镜头的应用范围也越来越广。ar设备通过近眼显示装置将虚拟显示图像投射到人眼，让用户同时接收到真实世界和虚拟世界的信息，得到超感官的视觉体验；传统的有基于液晶显示器(liquid crystaldisplay，简称lcd)屏幕、有机发光二极管(organic light-emitting diode，简称oled)屏幕主动发光显示源的投影方案，和基于硅基液晶(liquidcrystal on silicon，简称lcos)屏幕、数字光处理技术(digitallightprocessing，简称dlp)屏幕被动发光显示源的投影方案，它们一般体积较大，重量较重，用户长时间佩戴的舒适性不好。所以micro led屏幕作为一种新型高亮度小型化发光显示源设备，以micro led屏幕为发光显示源的投影方案更容易实现轻量化、便携化的舒适佩戴体验，更受到用户的青睐。

2、但是，目前市面上的投影镜头仍然无法满足大视场、轻量化的要求，microled微显示屏以单红(r)，单绿(g)，单蓝(b)为主，其适配的单色投影镜头在提供给用户更加接近真实世界的彩色增强现实显示效果有待增强，已有的microled彩色方案体积大，光效低，在用户可接受的舒适佩戴体积下提供大fov(field of view，视场)有待提高，进而导致近眼显示效果还需提高。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种投影透镜，旨在解决现有技术中ar投影设备的近眼显示效果有待提高的问题。

2、本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种投影透镜，其中，沿着光轴由物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和合色棱镜；

4、所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有负光焦度，所述第四透镜具有正光焦度；

5、所述合色棱镜包括四块相互垂直的直角棱镜，四块所述直角棱镜汇聚形成的中点位于光轴上；

6、所述投影镜头满足以下不等式：

7、

8、其中，efl为所述投影镜头的有效焦距，ttl为所述投影镜头沿光阑面至所述投影镜头的图像源面光轴上的距离。

9、在一种实现方式中，还包括：

10、光阑，位于所述第一透镜背离所述第二透镜的一侧，所述光阑具有设置于光轴上的光阑面；

11、所述投影镜头满足：其中，epd为所述光阑的通光孔直径。

12、在一种实现方式中，所述投影镜头还包括：

13、第一显示屏，设置于光轴上，位于所述合色棱镜背离所述第四透镜的一侧，所述第一显示屏上包括图像源面；

14、第二显示屏，位于所述合色棱镜的一侧；

15、第三显示屏，位于所述合色棱镜的另一侧；

16、所述第二显示屏与所述第三显示屏相对设置，所述第一显示屏靠近所述第二显示屏及所述第三显示屏背离所述第四透镜的一端。

17、在一种实现方式中，所述投影透镜满足：

18、和/或，

19、

20、其中，back为所述第四透镜朝向像侧的表面与所述图像源面的光轴上的距离，ct5为所述合色棱镜的中心厚度；还满足：

21、

22、其中，ct1为所述第一透镜的中心厚度，ct2为所述第二透镜的中心厚度，ct3为所述第三透镜的中心厚度，ct4为所述第四透镜的中心厚度。

23、在一种实现方式中，所述投影透镜满足：

24、1.74≤n1≤1.96，30≤vd1≤50；

25、1.5≤n2≤1.6，50≤vd2≤60；

26、1.61≤n3≤1.68，19≤vd3≤26；

27、1.5≤n4≤1.6，50≤vd4≤60；

28、其中，n1为所述第一透镜的折射率，vd1为所述第一透镜的阿贝数，其中n2为所述第二透镜的折射率，vd2为所述第二透镜的阿贝数，其中n3为所述第三透镜的折射率，vd3为所述第三透镜的阿贝数，其中n4为所述第四透镜的折射率，vd4为所述第四透镜的阿贝数。

29、在一种实现方式中，所述投影透镜满足：

30、c11≤0；和/或，

31、c12≤0；和/或，

32、c21≥0；和/或，

33、c22≥0；

34、其中，c11为所述第一透镜朝向物侧的表面中心点的曲率，c12为所述第一透镜朝向像侧的表面中心点的曲率，其中c21为所述第二透镜朝向物侧的表面中心点的曲率，c22为所述第二透镜朝向像侧的表面中心点的曲率。

35、在一种实现方式中，所述投影透镜满足：

36、0.8≤f1/efl≤1.3；和/或，

37、-12≤f2/efl≤-6；和/或，

38、-2≤f3/efl≤-0.5；和/或，

39、0.4≤f4/efl≤2；

40、其中，f1为所述第一透镜的有效焦距，f2为所述第二透镜的有效焦距，f3为所述第三透镜的有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距。

41、在一种实现方式中，所述投影透镜满足：

42、3.6≤ttl/(imgh*2)≤4.5；和/或，

43、24°≤dfov≤34°；和/或，

44、0.15≤(ct23+ct34)/totl≤0.25；

45、其中，imgh为所述图像源面的有效投影区域内对角线长度的二分之一，dfov为所述投影镜头沿对角线方向的视场角，ct23为所述第二透镜朝向像侧的表面中心点与所述第三透镜朝向物侧的表面中心点之间的间距，ct34为所述第三透镜朝向像侧的表面中心点与所述第四透镜朝向物侧的表面中心点之间的间距，totl为所述第一透镜朝向物侧的表面中心点与所述第四透镜朝向像侧的表面中心点之间的间距。

46、在一种实现方式中，所述投影透镜满足：

47、和/或，

48、

49、其中，其中c31为所述第三透镜朝向物侧的表面中心点的曲率，c32为所述第三透镜朝向像侧的表面中心点的曲率。

50、在一种实现方式中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为非球面透镜；

51、四个所述直角棱镜形成的第一对角面上设有第一光学薄膜，用于透过蓝光、绿光，并反射红光；

52、四个所述直角棱镜形成的第二对角面上设有第二光学薄膜，用于透过蓝光、绿光，并反射红光。

53、有益效果：本实用新型提供一种投影透镜，沿着光轴由物侧至像侧依序包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和合色棱镜；所述第一透镜具有正光焦度，所述第二透镜具有负光焦度，所述第三透镜具有负光焦度，所述第四透镜具有正光焦度；所述合色棱镜包括四块相互垂直的直角棱镜，四块所述直角棱镜汇聚形成的中点位于光轴上；所述投影镜头的有效焦距为efl，所述投影镜头沿物测至像侧方向的光轴上的距离为ttl，满足：本实用新型通过四种透镜依次排布，并配合合色棱镜由四个直角棱镜组成的设置方式，从而实现彩色透镜镜头在小体积下的大视场、大通光孔径，进而提高投影设备的近眼显示效果。