超短焦投影镜头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光学系统领域，特别是涉及超短焦投影镜头。
【背景技术】
[0002]超短焦投影镜头能够有效地缩短投影机的投影距离，是目前市面上短距离投射大尺寸画面的重要解决途径。
[0003]在缩短投影镜头焦距的设计上有三种方式:折射式、反射式和混合式。折射式设计的镜头全部由透镜组成，包括球面透镜或非球面透镜，由于这种设计的镜头其透镜镜片的数量较大且种类繁多，因此结构往往较复杂，不利于制造。反射式设计的镜头全部由反射镜组成，包括球面或非球面的反射镜，反射镜可以是凸面、凹面或平面反射镜，但非球面反射镜的加工及检测的难度较大，多片的反射镜无疑增大了镜头的成本和制造难度。混合式设计的镜头综合了折射式和反射式的技术特点，采用了透镜和反射镜相结合的设计方式，是目前市面上超短焦投影镜头的主流方案。
[0004]目前也有很多种基于先折射后反射的混合式设计原理的结构被提出。基于先折射后反射的混合式设计原理的镜头或系统，但是由于需要在较短的距离内投射出尺寸较大的画面，要求低透射比，以至于投射出的图像会存在畸变、球差或色差等，景深和像面亮度均难以控制，所得的图像质量不高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型主要解决的技术问题是提供一种超短焦投影镜头，能够短距离投影大图像，并且提高成像质量。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种超短焦投影镜头，用于将显示器显示的第一图像成像为放大的第二图像，该超短焦投影镜头包括沿光路前后排列的第一透镜组、孔径光阑、第二透镜组和反射镜。第一透镜组用于将所述第一图像成像为第一中间像。孔径光阑设置在所述第一中间像的成像位置处。第二透镜组用于将所述第一中间像成像为第二中间像。反射镜位于所述第二透镜组的后方，用于将所述第二中间像反射，形成放大的第二图像。所述第一透镜组、所述孔径光阑和所述第二透镜组具有同一主光轴；所述超短焦投影镜头的透射比为0.2?0.25，焦距为-2.9mm?-3.2mm，所述第一图像相对于主光轴的偏移量大于120%。
[0007]其中，所述反射镜为平面镜或者凹面反射镜。
[0008]其中，当所述反射镜为凹面反射镜时，所述凹面反射镜与所述第一透镜组具有同一主光车由。
[0009]其中，所述凹面反射镜的凹面为自由曲面。
[0010]其中，所述反射镜设在所述第二中间像之后。
[0011]其中，所述第一透镜组包括沿光路依次排列的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜；所述第一透镜为一双凸透镜，所述第二透镜为一双凸透镜，所述第三透镜为一凸凹透镜，所述第四透镜为一双凹透镜，所述第五透镜为一凸凹透镜。
[0012]其中，所述第四透镜和所述第五透镜胶合为一个整体。
[0013]其中，所述第四透镜的折射率高于所述第五透镜；所述第四透镜的色散大于第五透镜的色散；所述第四透镜的阿贝数低于所述第五透镜的阿贝数。
[0014]其中，所述第二透镜组中至少包含有一片非球面透镜。
[0015]其中，所述第二透镜组包括沿光路依次排列的第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜，第十二透镜和第十三透镜；所述第六透镜为一双凸透镜，所述第七透镜为一双凸透镜，所述第八透镜为一凸凹透镜，所述第九透镜为一凹凸透镜，所述第十透镜为一双凹透镜，所述第十一透镜为一非球面透镜，所述十二透镜为一凹凸透镜，所述第十三透镜为一凹凸透镜。
[0016]本实用新型的有益效果是:区别于现有技术的情况，本实用新型通过设置具有相同主光轴的第一透镜组和第二透镜组，使进入投影镜头的第一图像经过第一透镜组折射形成第一中间像，第一中间像经过第二透镜组折射成像为第二中间像，且通过反射镜将第二中间像反射而形成放大的第二图像。由于本实用新型先利用第一透镜组形成畸变量小的第一中间像，再通过第二透镜组修正且放大第一中间像而形成第二中间像，最后通过反射镜将第二中间像的影像光束投射至屏幕，使得在屏幕上能形成近乎无扭曲的影像。经过两次形成中间像，能有效改善像差。此外，在第一透镜组和第二透镜组之间还设置了孔径光阑，该孔径光阑能提高像的清晰度，控制景深，改善成像质量，并且还能控制成像物空间的范围以及控制像面的亮度。而将该孔径光阑设在第一中间像的位置处，能改善轴外点的成像质量，使得反射光斑成分被排除，可以获得提高图像对比度的效果。另外，通过在光线传播路径上设置反射镜，增加了光程，从而实现短焦投影。本实用新型的结构使该投影光学系统具有较低的透射比，因此，本实用新型的超短焦投影镜头实现了短距离投影大图像，且成像质量高。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型超短焦投影镜头第一实施例的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型超短焦投影镜头第二实施例的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型超短焦投影镜头第二实施例的成像原理示意图；
[0020]图4是本实用新型超短焦投影镜头第二实施例成像的整体示意图。
[0021]其中，
[0022]第一图像100、200
[0023]第一透镜组101、201
[0024]第二透镜组102、202
[0025]第一中间像103、203
[0026]第二中间像104、204
[0027]反射镜105、205
[0028]孔径光阑106、206
[0029]第一透镜2011
[0030]第二透镜2012
[0031]第三透镜2013
[0032]第四透镜2014
[0033]第五透镜2015
[0034]第六透镜2021
[0035]第七透镜2022
[0036]第八透镜2023
[0037]第九透镜2024
[0038]第十透镜2025
[0039]第^^一透镜2026
[0040]第十二透镜2027
[0041]第十三透镜2028
[0042]超短焦投影镜头 207
[0043]显示器件208
[0044]棱镜209
[0045]屏幕210
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图和实施例对本实用新型超短焦投影镜头进行详细说明。
[0047]参阅图1，是本实用新型超短焦投影镜头第一实施例的结构示意图。
[0048]一种超短焦投影镜头，用于将显示器显示的第一图像100成像为放大的第二图像。该超短焦投影镜头包括沿光路前后排列的第一透镜组101、孔径光阑106、第二透镜组102和反射镜105。
[0049]其中，第一透镜组101用于将第一图像100成像为第一中间像103。第二透镜组102用于将第一中间像103成像为第二中间像104。孔径光阑106设置在第一透镜组101和第二透镜组102之间、第一中间像103的成像位置处。本实施例中，孔径光阑106经过所述第一透镜组101所成的像与第一透镜组101和第二透镜组102组成的光学系统的出瞳相匹配。反射镜105用于将第二中间像104反射，形成放大的第二图像。反射镜105可以是平面镜或者凹面反射镜。该反射镜设置在第二透镜组102之后，可以在第二中间像104成像位置处或者第二中间像104之后。本实施例中，反射镜105是平面镜，并且设置在第二中间像104之后。第一透镜组101、孔径光阑106和第二透镜组102具有同一主光轴。超短焦投影镜头的透射比为0.2?0.25，焦距为-2.9mm?-3.2mm，第一图像100相对于主光轴的偏移量大于120%。
[0050]区别于现有技术，本实用新型通过设置具有相同主光轴的第一透镜组101和第二透镜组102，使进入投影镜头的第一图像100经过第一透镜组101折射形成第一中间像103，第一中间像103经过第二透镜组102折射成像为第二中间像104，且通过反射镜105将第二中间像104反射而形成放大的第二图像。由于本实用新型先利用第一透镜组101形成畸变量小的第一中间像103，再通过第二透镜组102修正且放大第一中间像103而形成第二中间像104，最后通过反射镜105将第二中间像104的影像光束投射至屏幕，使得在屏幕上能