投影镜头和移动终端

技术领域

本发明属于微型投影显示技术领域，具体地讲，涉及一种投影镜头和移动终端。

背景技术

平板电脑是当前受广大用户喜欢的移动终端，用户可以通过触摸屏，语音识别或者其它触控笔和键盘配件与之进行交互。在教育领域，平板电脑可以作为教学工具，有助于帮助孩子提升阅读水平，或者作为网络授课、网络阅卷的辅助工具，丰富教学手段。在商务领域和个人用户领域，平板电脑作为随身携带的工具，可用于个人影音娱乐或者与他人进行信息交互。随着使用的频率和场景越来越多，许多消费者希望平板电脑能具有投影功能，这样可以让消费者获得更良好的视觉体验，同时也能丰富交互手段，为更多的应用方式提供可能性。

目前常见的投影方案有硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，简称LCoS)方案、微发光二极管(MicroLED)方案、数字光处理(Digital Light Processing，简称DLP)投影方案。在便携性和美观性的要求，平板电脑的厚度是相对较薄的。当前市面上的DLP和LCoS投影方式属于被动发光器件，需要额外的照明光路，整体尺寸大，无法集成到轻薄型平板电脑中去，同时额外的照明光路也会增加系统功耗，不利于续航，会缩短用户的使用时间。MicroLED屏幕是一种新型高亮度，高分辨率，小型化主动发光显示源设备，目前市面上搭配MicroLED屏幕的投影镜头视场角在30°左右，投射比约为2.4，当搭配平板电脑进行桌面投影时，投射画面尺寸太小，无法满足平板电脑进行桌面投影的需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：如何增大平板电脑等移动终端上的投影镜头的视场角和投射画面尺寸。

本发明公开了一种投影镜头，所述投影镜头包括沿着同一光轴依次间隔设置的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜和具有正光焦度的第四透镜，所述投影镜头接收到的投影光线依次通过所述第四透镜、所述第三透镜、所述第二透镜、所述第一透镜后出射，所述投影镜头的有效焦距EFL、所述第一透镜的物侧面的中心点与所述投影镜头的图像源面之间的距离TTL满足如下关系：

所述物侧面为所述第一透镜的面向所述投影镜头的光线出射侧的透镜面。

可选地，所述投影镜头还包括光阑，所述光阑设置于所述第一透镜和所述第二透镜之间。

可选地，所述投影镜头满足如下限定条件：

其中，EPD表示所述投影透镜的入瞳直径。

可选地，所述投影镜头还满足如下限定条件：

0.55≤TTL/EFL≤0.67，30°≤H

其中，H

可选地，所述投影镜头还满足如下限定条件：

其中，

可选地，所述投影镜头满足如下限定条件：

1.77≤n

1.61≤n

1.5≤n

1.85≤n

其中，n

可选地，所述投影镜头满足如下限定条件：

1.5≤f1/EFL≤1.8；

-2.9≤f2/EFL≤-2.3；

1.6≤f3/EFL≤2；

2.8≤f4/EFL≤3.2；

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。

可选地，所述投影镜头满足如下限定条件：

C

其中，c

可选地，所述投影镜头满足如下限定条件：

其中，c

可选地，所述第三透镜的物测面至少有一个反曲点。

本发明还公开了一种移动终端，所述移动终端包括上述的投影镜头。

本发明公开的一种投影镜头和移动终端，具有如下技术效果：

移动终端搭配上述的投影镜头后，可以实现较大的视场角和较大投射画面尺寸，同时由于投影镜头的尺寸较小，还有利于移动终端的薄型化设计。

附图说明

图1为本发明的实施例一的投影镜头的光路示意图；

图2为本发明的实施例一的投影镜头的调制传递函数示意图；

图3为本发明的实施例一的投影镜头的场曲和畸变示意图；

图4为本发明的实施例一的投影镜头的轴向色差示意图；

图5为本发明的实施例一的投影镜头的垂轴向色差示意图；

图6为本发明的实施例一的投影镜头的相对照度；

图7为本发明的实施例一的投影镜头在不同温度下的MTF曲线图。

附图标记与部件名称的对应关系如下：

10-第一透镜，20-第二透镜，30-第三透镜，40-第四透镜，50-光阑，60-屏幕保护玻璃，70-图像源面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

在详细描述本申请的各个实施例之前，首先简单描述本申请的技术构思：目前市面上适配MicroLED的投影镜头视场角较小，导致投射出的画面尺寸小，无法满足平板投影设备画面尺寸的需求。为此，本申请提供了一种适配MicroLED的投影镜头，投影镜头包括四个透镜，通过调整投影镜头的有效焦距EFL、第一透镜的物侧面的中心点与所述投影镜头的图像源面之间的距离TTL的比例关系，可以获得较大的视场角和较小的投射比，其中投射比为投影距离与画面宽度的比值，在投影距离一定时，投射比越小，投影画面的宽度越大。

具体地，如图1所示，本实施例一的投影镜头包括沿着同一光轴依次间隔设置的具有正光焦度的第一透镜10、具有负光焦度的第二透镜20、具有正光焦度的第三透镜30和具有正光焦度的第四透镜40，投影镜头接收到的投影光线依次通过所述第四透镜40、所述第三透镜30、所述第二透镜20、所述第一透镜10后出射，所述投影镜头的有效焦距EFL、所述第一透镜10的物侧面的中心点与所述投影镜头的图像源面之间的距离TTL满足如下关系：

所述物侧面为所述第一透镜10的面向所述投影镜头的光线出射侧的透镜面。通过上述的限定，可以使得投影镜头的投影视场角增大以使投射比减小，上述的投影镜头搭配安装在平板电脑上时，在无需增加平板电脑厚度的情况下，可在桌面上投射出合适大小的投影画面。

如图1所示，为了便于后文的相关描述，本实施例一定义投影镜头的光线出射侧为投影镜头的物侧(图1的左侧)，定义投影镜头的图像源面侧为投影镜头的像侧(图1的右侧)，透镜的面向所述光线出射侧的透镜面为物侧面，透镜的背向所述光线出射侧的透镜面为像侧面，图像源面70指的是向投影镜头投射的显示源画面。

进一步地，所述投影镜头还包括光阑50，所述光阑50设置于所述第一透镜10和所述第二透镜20之间。从第二透镜20通过的光线穿过光阑50后到达第一透镜10。

示例性地，本实施例一的投影镜头还满足如下限定条件：

其中，EPD表示所述投影透镜的入瞳直径。

进一步地，投影镜头还满足如下限定条件：

0.55≤TTL/EEL≤0.67，30°≤H

其中，H

进一步地，投影镜头还满足如下限定条件：

其中，

进一步地，本实施例一的各个透镜的折射率和阿贝数满足如下限定条件：第一透镜的折射率n

进一步地，所述投影镜头满足如下限定条件：1.5≤f1/EFL≤1.8，-2.9≤f2/EFL≤-2.3，1.6≤f3/EFL≤2，2.8≤f4/EFL≤3.2。其中，f1为所述第一透镜10的有效焦距，f2为所述第二透镜20的有效焦距，f3为所述第三透镜30的有效焦距，f4为所述第四透镜40的有效焦距。上述的限定条件限定了每个透镜对整个投影镜头光焦度的贡献比例，当玻璃和树脂镜片满足此光焦距分配比例时，正负树脂镜片的温漂可以相互抵消，对投影镜头进行无热化设计，让该投影镜头能在更广的温度范围内良好工作，充分保障用户使用体验。

进一步地，投影镜头满足限定条件：C

其中，c

进一步地，投影镜头还满足如下限定条件：

其中，c

进一步地，所述第三透镜30的物测面至少有一个反曲点。反曲点是指在该点处的曲率符号发生改变的点，第三透镜30为塑胶透镜。在该限定条件下，有利于充分优化塑胶非球面镜片的形状，进而缩小投影镜头尺寸，并降低镜片组装敏感度，进而提升投影镜头解析性能，投射出清晰度更高的画面。

示例性地，第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30均为非球面透镜，第四透镜40为球面透镜。

进一步地，投影镜头还包括屏幕保护玻璃60，屏幕保护玻璃60设置于第四透镜40与图像源面70之间。

表1列出了其中一种实施方式下投影镜头的各个镜片的详细参数，表2列出了其中一种实施方式下投影镜头的各个透镜的非球面系数，表3列出了该投影镜头可以适配的发光源波长相对权重。图2示出了投影镜头的调制传递函数，从该调制传递函数可见本实施例一的投影镜头具有高画质，其中该投影镜头的调制传递函数在50lp/mm大于0.6，有利于投射出清晰度良好的投影画面，能有效匹配单像素大小在4微米左右MicroLED微显示器件，实现高画质桌面投影功能。图3示出了投影镜头的场曲和畸变情况，该投影镜头的光学畸变的绝对值小于5％，有利于保证在大FOV投影条件下图像无明显失真。图4示出了投影镜头的轴向色差，该投影镜头的轴向色差小于25um，有利于保证投影画面颜色无目视可察觉的分离，有利于保证投影画面的颜色均匀性。图5示出了投影镜头的垂轴向色差，该投影镜头的垂轴色差小于10um，大致等同于两个MicroLED的4um像素尺寸大小，有利于保证投影画面边缘无明显的紫边或者红边等偏色现象。图6示出了投影镜头的相对照度，该投影镜头的相对照度大于66％，有利于保证投影画面边缘四角无明显暗角，使投影画面有良好的照度均匀性。图7示出了在不同温度下投影镜头的MTF曲线。该实施方式下的第一透镜10的物侧面的中心点与所述投影镜头的图像源面70之间的距离TTL为6.31mm，投影镜头的图像源有效投影区域对角线长度的一半I

表1

表2

表3

本实施例二还公开了一种移动终端，移动终端包括实施例一所描述的投影镜头。移动终端可以是平板电脑、智能手机。移动终端搭配实施例一的投影镜头后，可以实现较大的视场角和较大投射画面尺寸，同时由于投影镜头的尺寸较小，还有利于移动终端的薄型化设计。

上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。