一种镜头系统和投影装置的制作方法

1.本技术涉及显示技术领域，特别是涉及一种镜头系统和投影装置。

背景技术：

2.随着信息化技术的提高，人们对于视觉欣赏的要求越来越高。“视觉冲击力
”ꢀ
成为人们评判显示性能的一个标准。视觉冲击力不仅来自于清晰地画面，还来自于超大尺寸的画面。为了满足这种诉求，大屏显示应运而生。以客厅为例，近年来的市场销量表明，液晶电视尺寸具有逐渐增大的趋势。然而，信息时代的来临导致了时间碎片化，客厅不再是视频娱乐的唯一场所，而且由于液晶电视的体积大、重量大，其无法实现随时随地的应用。另一方面，虽然手机屏幕在尺寸方面已经有了长足的进步，甚至出现了更大尺寸的专为娱乐而生的智能平板，但是受限于其显示方式，难以实现真正的大屏显示。因此，要实现灵活的大屏显示，目前唯有投影的技术路线。
3.投影显示系统主要包括照明系统、光机系统、投影镜头等主要部分。光机系统中空间光调制器，也可以称为“光阀”，是至关重要的器件。光阀通常是像素化的平面设备，其每个像素可以通过透射或者反射的方式对入射照明光进行独立地调控，进而调控每个像素的光通量，形成显示图像。投影显示系统按照空间光调制器的类型，大致可分为反射型的dmd(digital micro-mirror device，数字微镜器件)投影、透射型的lcd(liquid crystal display)投影和反射型的lcos(liquidcrystal on silicon，硅基液晶)投影。按照空间光调制器的数量进行分类，又可以分为单片式投影、双片式投影和三片式投影。
4.众所周知，显示的核心原理是采用红、绿、蓝三基显示原理，即需要通过光阀分别显示红、绿、蓝三基的图像显示信息，再通过时间积分(一般是单片式投影)或者空间积分(一般是三片式投影)的方式将三个单的图像组合，使人眼观察到形单一的彩图像信息。然而，利用时间积分的方式容易受到“彩虹效应”的限制，因此，这种方式并非实现大屏显示的最优方案。
5.三片式投影可以从根本上解决彩虹效应的问题。但是三片式投影的方案，存在光路系统复杂、硬件成本高、系统体积大等问题，因此，如何从根本上解决三片式投影的光路复杂、成本高以及体积大等缺点是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

6.针对上述现有技术的的缺陷，本技术一方面提供一种成本低、体积小的镜头系统以更适应投影系统，镜头系统具有光轴，包括：沿光轴在物侧和像侧之间依次设置的调制装置、第一透镜组、第二透镜组以及光阑，其中，所述第一透镜组的光焦度为正，用于将光线会聚，所述第一透镜组至少包含第一透镜，所述第一透镜的有效通光直径小于像圆的大小；所述第二透镜组的光焦度为正，用于将光线进一步会聚；所述光阑的像侧不设置任何透镜；所述调制装置用于出射投影光线，所述投影光线经第一透镜组、第二透镜组和光阑后被投射至屏幕形成投影图像。
7.在一些实施例中，所述第一透镜组还包括从物侧到像侧依次设置的第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为负。
8.在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的口径依次减小。
9.在一些实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜为塑料非球面透镜。
10.在一些实施例中，第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凸面；所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面。
11.在一些实施例中，所述第二透镜组包括从物侧到像侧依次设置的第四透镜和第五透镜，所述第四透镜和所述第五透镜用于校正像差。
12.在一些实施例中，所述第四透镜和第五透镜采用玻璃非球面透镜。
13.在一些实施例中，所述第四透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为平面；所述第五透镜的物侧面为平面，所述第五透镜的像侧面为凹面。
14.在一些实施例中，所述第四透镜和所述第五透镜为双胶合透镜。
15.在一些实施例中，所述镜头系统的投射比为1.3∶1，畸变为-0.1％-0.5％，在奈奎斯特频率大于22周期/毫米时，调制传递函数比值大于60％，非远心度＜10
°
。
16.在一些实施例中，所述调制装置包括调制面板，所述调制面板为ltp-lcd 面板。
17.另一方面，本技术还提供一种投影装置，包括上述任一实施例所述的镜头系统。
18.相对于现有技术，本技术包括沿光轴在物侧和像侧之间依次设置的调制装置、第一透镜组、第二透镜组以及光阑，其中，第一透镜组的光焦度为正，用于将光线会聚，第一透镜组且至少包含第一透镜，第一透镜的有效通光直径小于像圆的大小，光阑的像侧不设置任何透镜，此时的镜头系统为非对称设置，能够使得所在的位置各视场的光线较为分散，从而能够最大程度的发挥玻璃非球面透镜校正像差(特别是畸变)的作用，提高镜头系统的成像效果；同时，由于第一透镜为正光焦度的非球面透镜，能够有效适配ltp-lcd的面板较大的应用场景，减小了传统镜头对该系统的不适配度。
附图说明
19.图1为投影装置的基本光学架构示意图；
20.图2为本技术的投影装置的实施例一的结构示意图；
21.图3为长边合光以及本技术的短边合光的结构示意图；
22.图4为本技术的实施例二的投影装置110的结构示意图；
23.图5为平行光(远心照明光)照射合光棱镜以及非远心照明光照射合光棱镜时的光线轨迹图；
24.图6为实施例二的投影装置110反射谱随入射角度变化时的波长偏移示意图；
25.图7为本技术的实施例三的投影装置120的结构示意图；
26.图8为本技术的实施例四的投影装置130的结构示意图；
27.图9为本技术的实施例五的投影装置140的结构示意图；
28.图10为本技术的实施例五的起偏器241g的结构示意图；
29.图11为本技术的实施例六的投影装置150的结构示意图；
30.图12为本技术的实施例六的起偏器251g的结构示意图；
31.图13为本技术的实施例七的投影装置160的结构示意图；
32.图14为本技术的实施例八的投影装置170的结构示意图；
33.图15为本技术的实施例九的镜头系统41的结构示意图；
34.图16为镜头系统41的调制传递函数示意图图；
35.图17为镜头系统41的纵向球差值曲线图、像散曲线图以及畸变曲线图；
36.图18为镜头系统41的系统点列图；
37.图19为镜头系统41的横向像差图；
38.图20为镜头系统41的相对照度曲线；
39.图21为镜头系统41的不同视场的主光线角度示意图。
具体实施方式
40.显示领域中，由于dmd以及lcos各自的制作工艺复杂、成本较高，且二者均为反射式器件，应用到三片式投影中会造成光路更加复杂，体积难以进一步缩小的问题，因此，三片式lcd的投影架构一直是三片式中较为常用的投影方案，然而，传统三片式lcd的投影架构依然存在成本高、体积大的问题。
41.目前，lcd面板根据低温多晶硅(low temperature poly-silicon，ltps)和高温多晶硅(high temperature poly-silicon，htps)两种工艺被分为hltp-lcd 以及ltp-lcd两种，其中htps工艺精度较高，核心的htps工艺大多掌握在国外友商手中，液晶像素尺寸可以达到10um以下，且做到较高的开口率及分辨率，能够符合投影机对光阀的尺寸要求，但是htps对制备工艺的要求极高，因此成本较高，同时，该面板要求光源的扩展量足够小，一般采用灯泡或者激光作为光源，导致其光机体积较大。
42.而采用ltps制备的ltp-lcd面板，也称彩调制面板，由于工艺简单，成本较低，在国内即具备较高的产能。但是，正式由于工艺简单，其精度较低，像素尺寸通常在25um以上，面板较大，也即一定分辨率的情况下，整个ltp-lcd 面板尺寸较大，后续的镜头尺寸大，最终导致整个投影装置尺寸较大，因此， ltp-lcd一般被应用到单片式投影中，而从未被应用到三片式投影中。
43.需要说明的是，本技术权利要求书实际保护的案例以及具体解决的技术问题的技术方案主要记载在实施例一到实施例九中，其余实施例为引出本技术权利要求所要具体保护的方案的前提或扩展，并不因此被认为是现有技术，仅为更清楚陈述本技术所实际解决的技术问题的发明构思而展示。
44.因此，本技术提出一种新的投影架构，采用非成像方式照明三片ltp-lcd 以及短边合光的方案，降低了对入射光源光学扩展量较小的要求，从技术层面解决了ltp-lcd面板尺寸大带来的三片式投影架构技术缺陷、克服了ltp-lcd的面板尺寸大故而不被应用到三片式投影架构中的技术偏见，解决了传统三片式 hltp-lcd架构下的成本较高、不易量产、体积较大，难以适配商教、家用等平民化的投影应用场景的问题，也真正将能够量产的大面板ltp-lcd应用到三片式投影架构，加快投影显示行业的中低端投影产品的快速产业化。可以理解的，本技术的投影装置除了能够用于传统投影行业中的商务机、教育机等投
于发出绿光。
49.在本实施例中，光收集单元为锥形反射器102g，锥形反射器102g的面积较小的一端为入射面，面积较大的一端为出射面，以使第二发光单元101g发射的绿光经入射面入射到锥形反射器内部之后，经锥形反射器的侧壁反射后由出射面出射或直接出射，使得出射光斑的面积大于入射光斑的面积，从而减小了光束的发散角，从而以非成像的方式将第二光束照射到第二液晶调制模组上。本实施例中的锥形反射器102g为实心锥形导光棒，光束通过全反射的方式在锥形反射器 102g的侧面反射。在本技术的其他实施方式中，锥形反射器102g也可以为由反射板/反射面构成的空心锥形反射器，此处不再赘述。
50.本实施例的锥形反射器102g的出射光照射到准直透镜103g上，从而对第二光束进行准直，使其顺利进入光路下游的光学元件。可以理解，在本技术的其他实施方式中，也可以不设置准直透镜，例如，当来自上游光路的第二光束满足小发散角的情况下。
51.在一些实施例中，在上述锥形反射器102g与准直透镜103g之间，或者在准直透镜103g之后，还可以设置一光回收组件(图未示)，此时，以锥形反射器 102g与准直透镜103g之间为例，若第二发光单元102g出射的为非偏振绿光，则部分光透射光回收组件后以单一偏振态继续出射，部分光被光回收组件反射后回到锥形反射器102g内，在锥形反射器102g内来回反射，重新经锥形反射器 102g的出射面出射而到达光回收组件，也即，所述光回收组件用于根据第二发光单元出射的光线的偏振态，选择性的透过某一单一偏振态，而将另一偏振态的光线进行回收，从而提高了对第一光束的利用率。可以理解，若第二发光单元 102g采用的是led或者激光荧光，则上述结构能把从光回收组件返回来的偏振光重新打散成自然光，再继续参与光循环。在一些实施例中，为了使得回收后的第一光束能够减少回收次数，还可以在锥形反射器内设置如1/4波片(图未示) 的结构，对光束的偏振态进行改变。在本技术中，光回收组件可以是例如线栅偏振片的装置。同理，第一光源模组10r包括沿第二方向依次设置的第一发光单元 101r、锥形反射器102r以及准直透镜103a，第一发光单元101a为红光激光器；第三光源模组10b包括沿第二方向依相反方向次设置的第三发光单元101a、锥形反射器102b以及准直透镜103b，第三发光单元101b为红光激光器，具体原理与第二光源装置10g类似，在此不再赘述。
52.继续参见图2，继续以第二光源模组10g为例，来自第二光源模组10g的第一光束入射到第二液晶调制模组20g，第二液晶调制模组20g包括起偏器201g 以及第二调制面板202g，起偏器201g用于将控制第二光束的偏振态，使得第二光束的偏振态与第二调制面板202g的液晶方向平行，从而使得第二调制面板 202g能够对第二光束进行调制，生成第二照明光，在本实施例中，第二调制面板202g包含了设置在其后表面的检偏器(图未示)，检偏器用于将第二调制面板 202g调制后的第二照明光进行检偏，从而能够被人眼识别，可以理解，在一些实施例中，检偏器也可以与第二调制面板202g分离设置，避免了两者直接的热接触，从而避免第二调制面板202g产生的热量造成检偏器的老化、损坏。经第二调制面板202g调制后产生的第二照明光沿第一方向照射至合光模块30，同理，
53.请一并参见图3，为长边合光以及本技术的短边合光的结构示意图。可以理解，为实现较优的显示效果，ltp-lcd面板的标准长宽比一般为16∶9，16∶10，4∶3，因此，ltp-lcd面板并未是正方形，而是存在长边和短边。同时，三片式投影中，除调制颜不同以外，三个面板的规格应该一致。如图3(r)所示的长边合光方式中，绿光面板的长边方向平行于第
一方向，且分别垂直于红光面板、蓝光面板的长边方向，此时，绿光面板到投影镜头40的距离，也即，投影镜头40的后截距至少等于红光面板和蓝光面板的长边长度。而如图3(g)所示的短边合光方案中，第二调制面板202g的长边方向垂直于第一方向，且平行于第一调制面板202a和第三调制面板202b的长边方向，使得第一调制面板202a到投影镜头40的后截距至少等于第一调制面板202a和第三调制面板202b的短边长度，由于ltp-lcd面板的短边一定小于长边，因此，本技术的短边合光方案能够有效降低传统长边合光方案的后截距，进而减小投影装置的体积。
54.请继续参见图3，合光模块30用于将第一照明光、第二照明光以及第三照明光进行合光，可以理解，采用上述短边合光的方案时，合光模块30可采用 x-cube合光棱镜，其中，合光棱镜包括第一镀膜面(图未示)和与之垂直的第二镀膜面，第一镀膜面与第二镀膜面沿顺时针方向依次被分为第一段镀膜311、第二段镀膜312、第三段镀膜313以及第四段镀膜314，第一段镀膜311为透绿反红膜，第二段镀膜312为透红绿反蓝膜，第三段镀膜313为透蓝绿反红膜，第四段膜314为透绿反蓝膜。
55.同时，合光棱镜的长边方向与第二调制面板202g的长边方向平行，且合光棱镜的长边长度大于等于第二调制面板202g的长边方向，合光棱镜的短边方向与第二调制面板202g的短边方向平行，且合光棱镜的短边长度大于等于第二调制面板202g的短边方向，沿与第一方向、第二方向均垂直的方向投影时，合光模块30呈“x”形状，其中，“x”形状即为第一镀膜面和第二镀膜面的投影线。通过这样的设置，能够将第一照明光、第三照明光分别反射到第一方向并与第二照明光进行合光后产生彩的照明光。
56.投影镜头40设置在合光模块30的出射光路上，用于将彩图像投射至预定位置，形成可供观众观看的图像。本实施例中，投影镜头40由多个透镜组成。可以理解，本领域技术人员可根据投影场景需求对产品镜头进行设计，投影镜头还可以包括反射曲面等光学结构，此处暂不赘述。
57.在一些实施例中，还可以在合光模块30和投影镜头40之间设置一像素扩展模块50，像素扩展模块50用于使彩图像的光束沿垂直于光轴的方向平移，使得不同平移位置的彩图像时序叠加，以提高最终投影的显示分辨率。像素扩展模块50可以是通过电流或电压控制转动角度的透明平板光学器件(xpr： expanded pixel resolution)，当像素扩展模块50的透明平板转动一定角度时，通过该透明平板的光经过两次折射后而整体平移，透明平板在转动位置处停留预定时间，然后转动到其他位置。在一个图像帧周期中，像素扩展模块50可以包括 2个稳态或4个稳态，图像被响应的拆成2个子帧或4个子帧，人眼通过时间积分功能，对捕获的2个或4个图像进行叠加，在脑中形成高分辨率的图像，从而实现4k或者1080p的高分辨率投影显示。可以理解，像素偏移装置还可以包括更多的稳态，从而实现更高的分辨率，本技术不对像素的倍增数量做限制。
58.在其他实施方式中，像素偏移装置还可以是液晶双折射装置，通过电压控制液晶分子的偏转角度，从而对通过该液晶双折射(e-shift)装置的光进行平移，从而实现整体像素偏移的作用，效果类似于上述机械转动的像素偏移装置，此处不再赘述。
59.可以理解，上述方案中，由于光源模块10采用了非成像方式照射液晶调制模块20，使得光源模块10到液晶调制模块20的距离较小，有效降低了照明系统的尺寸，同时，由于采用短边合光的合光方案，能够充分利用合光模块30本身的合光结构，且大大减小了第
一调制面板202a到投影镜头40的后截距，减小了整个投影装置的体积。然而，由于合光模块30出射的彩照明光依然是远心照明光从而照射镜头，由于镜头通常有100％以上的偏移(offset)，因此对于远心照明系统，镜头直径d需要满足其中，l为面板有效照明区域长度，w为面板有效照明区域宽度，这会使得镜头尺寸依然不够小、成本高，从而限制了整个投影装置的进一步小型化。为此，本技术还提出了体积被进一步减小的更优方案。
60.具体的，请参见图4所示的本技术的实施例二的投影装置110的结构示意图，图4所示实际上是图2所示的实施例一的变形实施例，因此，元件及编号与图 2相同的部分，请参照实施例一中的描述。本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，投影装置中增加了一光束会聚组件。光束会聚组件可以设置在光源模块的准直透镜到合光模块的之间的任意位置，用于对照明光束进行会聚或部分会聚，在本实施例中，光束会聚组件设置在液晶调制模块的起偏器与调制面板之间。请继续参见图4，以第二光源模组11g到合光模块30之间的光路设置为例，第二光束会聚组件213g设置在第二液晶调制模组21g的起偏器211g和第二调制面板212g之间，从而将第二光源模组11g出射的准直后的绿平行光整形为沿第一方向的主光轴会聚或者部分会聚的光束照射到合光模块中，也即，实现了非远心照明的方式照射面板和合光模块，优选的，第二光束会聚组件213g可以贴附在起偏器211g和第二调制面板212g上。同理，第一光源模组10a和第三光源模组10b也以相同的方式，即，分别在对应位置设置第一光束会聚组件213r、第三光束会聚组件213b，从而实现非远心照明合光模块30，从而进一步减小了光源模块沿第一方向、第二方向以及第二方向相反方向到合光模块的距离，降低了整个照明系统的体积。
61.在一些实施例中，光束会聚组件可以是场镜、菲涅尔透镜或者自由曲面透镜，当然，不限于此，只要能够使得第一光束会聚或者部分会聚的光学元件均可。
62.本实施例中，由于在合光模块前添加了光束会聚组件使照明光在射入合光模块30时被整形为沿主光轴收缩会聚或者部分会聚的非远心光束，使得照明光到达镜头时的有效照明区域面积大大减小，从而降低了镜头直径，大大减小了整个照明系统的体积。
63.不过，需要进一步解决的技术问题时，实施例二中采用的非远心照明方式还需要进一步考虑合光模块的镀膜属性。请参见图5所示的平行光(远心照明光) 照射合光棱镜以及非远心照明光照射合光棱镜时的光线轨迹图。对于本技术所采用的合光棱镜，随着光线入射角的增加，合光棱镜的镀膜膜层的有效光学厚度会随光线斜入射到膜层的角度而减小，导致膜层的反射谱或透射谱向短波方向移动。也就是说，如图5(a)所示，以第一光束及第一照明光为平行光束为例，平行的第一照明光在经过合光棱镜合光时，光线相对于合光棱镜的第一段镀膜311和第三段镀膜313的反射面的入射角为45
°
，此时，该第一段镀膜311和第三段镀膜313的反射谱基本不变；而对于非远心照明光，如图5b所示，第一照明光照射到第一段镀膜311和第三段镀膜313的反射面上时的入射角会改变，当非远心角为θ时，光线入射角会在45
°±
θ之间变化，因此，该第一段镀膜311和第三段镀膜313的反射谱也会随之发生变化。
64.为了解决上述技术问题，请参见图6所示的反射谱随入射角度变化时的波长偏移示意图，本实施例对合光棱镜的第一段镀膜311、第二段镀膜312、第三段镀膜313以及第四段镀膜314进行了镀膜设计。对于图5(b)所示的非远心照明光，假设将第一段镀膜311、第
二段镀膜312、第三段镀膜313以及第四段镀膜314的膜层均按照标准入射角α设计，若α＝45
°
，其中，以第一段镀膜311为透绿反红膜和第三段镀膜313为透蓝绿反红膜为例，设反射镀膜的波长范围为第一波长λ1到第二波长λ2之间的光线，而第一照明光的波谱范围为第三波长λ3到第四波长λ4之间的光线。当第一照明光的入射角增大为45
°
+θ时，将镀膜的反射谱向蓝光波长移动，也即蓝移，此时，反射的波长范围变为第一波长和第二波长均向蓝光波长方向移动预设距离δλ1、δλ2，如图6所示的蓝移光谱曲线，其相对于图6所示的远心照明标准光谱曲线向光谱坐标轴的左端移动，并表示为 λ
1-δλ1～λ
2-δλ2；当第一照明光的入射角减小为45
°‑
θ时，将镀膜的反射谱向红光波长方向移动，也即红移，此时，反射的波长范围变为第一波长和第二波长分别向红光波长方向移动预设距离δλ1、δλ2，如图6所示的红移光谱曲线，其相对于图6所示的远心照明标准光谱曲线向光谱坐标轴的右端移动，表示为λ1+ δλ1～λ2+δλ2。其中，上述δλ1、δλ2的大小取决于第一照明光的波长范围、第一照明光的非远心角θ以及第一段镀膜311和第三段镀膜313的镀膜工艺、厚度等。由于光束会聚组件是对称元件，导致第一照明光的非远心角θ一般都是对称偏移的，也即δλ1＝δλ2。
65.为了确保第一照明光经合光棱镜合光之后出射的照明光的波长不被改变，也即，确保即照明光颜均匀，上述镀膜还需要满足λ3＞λ1+δλ1，且λ4＜λ
2-δλ2的条件，也即反射谱在随入射角偏移之后的最窄的λ1+δλ1～λ
2-δλ2的范围大于且包含第一照明光的光谱范围λ3～λ4，其中，最窄的范围记作第一范围。
66.在本实施例中，采用气相沉积工艺情况下，厚度为500nm时，此时，对于反射第一照明光，也即红光的情况下，λ3＝622nm，λ4＝700nm，λ1+δλ1＜ 622nm、λ
2-δλ2＞700nm，则δλ1/θ＝δλ2/θ≈20nm/5
°
，其中，0＜θ＜45
°
，若非远心角为15
°
，则优选第一段镀膜311和第三段镀膜313的镀膜范围为562nm～760nm；对于反射第三照明光，也即蓝光的情况下，λ3＝455nm，λ4＝ 488nm，λ1+δλ1＜455nm、λ
2-δλ2＞488nm，δλ1/θ＝δλ2/θ≈10nm/5
°
，其中， 0＜θ＜45
°
，若非远心角为15
°
，则优选第一段镀膜311和第三段镀膜313的镀膜范围为425nm～513nm。
67.同理，对于透射镀膜的膜段，也需要满足其透射光谱在随照明光的入射角偏移之后的波段范围大于且包含照明光本身的光谱范围，从而保证照明光的颜均匀性，其镀膜原理与反射镀膜的范围设置一致，在此不再赘述。
68.本实施例中，由于针对合光棱镜的镀膜满足镀膜反射谱在随照明光入射角偏移之后的波谱范围λ1+δλ1～λ
2-δλ2范围大于且包含照明光的光谱范围λ3～λ4的关系，从而能够避免非远心照明光束照射普通合光棱镜时造成的光线偏移，从而使得非远心照明下照射到镜头的光线波长不会发生变化，进而保证了照明光的颜均匀性。
69.可以理解，在一些实施例中，为避免上述镀膜等工艺复杂的修正方式，也可以不在第一光源模组11r、第二光源模组11g、第三光源模组11b到合光模块之间空间设置光束会聚组件，而是合光模块30到投影镜头40之间设置光束会聚组件，从而将均匀的照明光照射到镜头中，通过这样的方式，能够避免复杂的镀膜工艺，也能以非远心照明的方式将照明光照射到投影镜头，从而缩小整个照明系统的体积。
70.在实施例二的方案中，第一光源模组11r、第二光源模组11g、第三光源模组11b分别出射第一光束、第二光束以及第三光束后，经过第一光束会聚组件 213r、第一光束会聚
组件213g、第三光束会聚组件213b的会聚作用后，经过合光模块合光并经镜头投射出去。但是，该装置中，当采用led作为发光组件时，由于第二发光组件111g存在转化效率较低的问题，因此，同等情况下，第二光源模组出射的第二光束会明显弱于第一光源模组及第三光源模组。为此，本技术还针对本问题进一步改进了第二光源模组的光路设置。
71.具体的，请参见图7所示的本技术的实施例三的投影装置120的结构示意图，本实施例与图4所示的实施例类似，区别在于：本实施例中光源模块还包括补充第二光源模组12b1，补充第二光源模组12b1沿第二方向设置，且其与第二光源模组12g的结构(沿第一方向依次设置的第二发光单元121g、光收集单元122g 以及准直透镜123g)基本一致，包括补充第二发光单元(图中未标识)、光收集单元(图中未标识)以及准直透镜(图中未标识)，区别仅在于补充第二光源模组的补充第二发光单元发出的是蓝激光，以及第二发光单元121g的外侧面为反射面且涂布有绿发光材料，如绿荧光粉。且第二光源组件12g及补充第二光源组件12b1的共同出射路径上设置有一补充合光单元320g，补充合光单元320g 上设置有用于将蓝激光反射、红绿荧光透射的膜层，用于将补充第二光源组件 12b1发出的蓝激光反射至第二发光组件121g的绿荧光粉上，激发出绿荧光，从而配合第二发光组件共同发出亮度较高的绿光，也即，通过额外设置的补充第二光源组件12b1，能够对第二发光单元121g上的绿荧光粉进行双面激发，有助于提升受激光的激发效率，进而提升光效率。
72.可选的，补充合光单元320g也可以设置为一个区域膜片(图未示)，包括中间区域和边缘区域，中间区域用于反射补充第二光源组件发出的光学扩展量较小的蓝激光到第二发光组件上，边缘区域用于透射第二发光组件上发出的绿光以及蓝激光激发第二发光组件上的绿荧光粉产生的绿荧光。通过这样的方式，能够进一步提高双面激发的绿光转化和利用效率。
73.进一步的，为了进一步缩小实施例二的光路结构示意图，本技术还提出了实施例四，请参见图8所示的本技术的实施例四的投影装置130的结构示意图，本实施例与图4所示的实施例类似，区别在于：本实施例的第一光源模组和第三光源模组均沿第一方向设置，但第一液晶调制模组23r(包括起偏器231r和第一调制面板232r)以及第一光束会聚组件233r依然沿第二方向设置，第三液晶调制模组23b(包括起偏器231b和第三调制面板232b)以及第三光束会聚组件233b 依然沿第二方向的相反方向设置，在第一光源模组与第一液晶调制模组23r之间，还设置有第一折转组件，第一折转组件包括第一光回收组件631r、第一光传输装置632r以及第一折转元件633r，用于将第一光束的传输方向由第一方向调整为第二方向，通过这样的设置，由于改变了第一光束的传输方向，能够压缩沿第二方向上装置的长度。
74.具体的，第一光回收组件631用于透射第一光源模组发出的第一光束的第一偏振态的光并反射与第一偏振态垂直的第二偏振态的光，从而进一步实现光回收利用，可选的，第一光回收组件631可以采用反射式偏振增透膜(dbef，dualbrightness enhancement film)；在第一光回收组件631的出射方向设置有第一光传输装置632r，用于将第一光束无损的传输至第一折转元件633r，在一些实施例中，第一光传输装置可以采用空心导光器件、方棒或锥棒等；第一折转元件633r 可以采用实心直角棱镜，用于将沿第一方向传输的第一光束的传输方向折转为沿第二方向传输，从而压缩了沿投影装置沿第二方向的体积。
75.进一步的，第一折转元件633r采用空心结构时，其包括一入射面、反射面和出射面，入光面和出光面可以采用镀膜的玻璃片、石英片或塑料，其形状可以为直平面、曲面或者由多个直平面组成的锯齿面，二者的放置位置可以相互垂直，以满足对不同光线的透射、反射要求。
76.第一折转元件633r的反射面与第一方向的夹角可以为-90
°‑0°
之间的任一角度，以实现光线向任一方向的折转。优选的，当反射面与第一方向夹角为-45
°
时，光线折转90
°
，从而使得第一光束的方向被折转为第二方向，通过这样的设置，可实现直角棱镜的功能。
77.同理，在第三光源模组与第三液晶调制模组23b之间，还设置有第三折转组件，其包括第三光回收组件631b、第三光传输装置632b以及第三折转元件633b，用于将第三光束的传输方向由第一方向调整为第二方向的相反方向，通过这样的设置，由于改变了第一光束的传输方向，能够压缩沿第二方向相反方向上装置的长度。同时，第三折转元件633b的反射面与第一方向的夹角可以为0
°‑
90
°
之间的任一角度。其余设置与第一光源模组到合光模块之间的设置基本一致，在此不再赘述。
78.通过沿第一方向传输的第一光束的传输方向折转为沿第二方向传输以及将第三光束的传输方向由第一方向调整为第二方向的相反方向，能够充分利用第二光源模组到合光装置处的沿第一方向的空间，减小了第一光源模组和第三光源模组排布时造成的沿第二方向体积过大的问题，同时，由于折转组件包含了光回收组件、光传输装置以及折转元件，能够将第一光束高效、无损的传输至液晶调制模组，在减小了装置体积的前提下，有效提升了光利用效率。
79.请参见图9所示的本技术的实施例五的投影装置140的结构示意图，本实施例与图4所示的实施例类似，区别在于：本实施例的光收集单元采用了第二透镜 142g，第二透镜142g为收集透镜，用于将第二发光组件出射的光线进行收集，并在准直透镜的准直作用下出射准直的第一光束，由于第二透镜142g和准直透镜出射的第一光束的面分布为圆形，而调制面板需要的照明的部分为矩形，因此需要从圆光斑中切出矩形，而本技术通过设置了特殊形状的起偏器241g实现了光斑整形和光线回收。如图10所示，起偏器241g包括圆光斑面分布2411g、第一区域2412g以及第二区域2413g。优选的，圆光斑面分布2411g即为第一光束传输至调制面板时的光斑形状，第一区域2412g为与调制面板形状适配且内接于圆光斑的矩形区域，且2412g设置为光循环膜层，用于对第一光束的矩形区域光斑做偏振光循环，例如采用上述提及的dbef，从而最大化的提高系统效率，第二区域2413g设置在起偏器241g的圆光斑面分布2412g除第一区域以外的边缘部分，第二区域2413g可以采用镜面反射膜层，从而使得圆光斑中不参与照明的边缘光斑部分会被反射回第二透镜142g重新利用，进一步提高了光利用效率。
80.通过这样的设置，能够将第一光束分为用于照射到调制面板上的矩形光斑以及被反射回收的边缘光斑，从而从空间上以及偏振维度上分别针对不同区域、不同偏振特性的光进行回收和再利用，最大限度保证了光源模块出射的光的光利用效率。
81.请参见图11所示的本技术的实施例六的投影装置150的结构示意图，本实施例与图9所示的实施例类似，区别在于：本实施例中，第二透镜为自由曲面透镜，优选为xy多项式透镜，准直透镜153g采用菲涅尔透镜，使用自由曲面透镜作为第二透镜可以使出射光的
面分布为略大于调制面板照明区域的矩形，从而与面板需要的照明部分相吻合。因此，起偏器251g被设置为如图12所示的结构，包括圆矩形光斑面分布2511g、第一区域2512g以及第二区域2513g。优选的，圆矩形光斑面分布2511g即为第一光束传输至调制面板时的光斑形状，第一区域 2512g为与调制面板形状适配且内接于圆矩形光斑的矩形区域，且2512g设置为光循环膜层，用于对第一光束的矩形区域光斑做偏振光循环，例如采用上述提及的dbef，从而最大化的提高系统效率，第二区域2513g设置在起偏器251g的圆矩形光斑面分布2512g除第一区域以外的边缘部分，第二区域2513g可以采用镜面反射膜层，从而使得圆光斑中不参与照明的边缘光斑部分会被反射回第二透镜重新利用，进一步提高了光利用效率。由于采用了自由曲面透镜与菲涅尔透镜的组合，能够先将圆形光斑整形为圆矩形光斑，进而减小了边缘区域的面积，相较于实施例五，降低了边缘区域处反射光的光损失效率，因此，实现了更高的光利用效率。
82.请参见图13所示的本技术的实施例七的投影装置160的结构示意图，本实施例与图4所示的实施例类似，区别在于：本实施例还在图4所示的实施例二的基础上设置了超短焦镜头，包括反射镜462和反光杯461，用于对照明光束进行偏折，从而避免镜头过长而使系统尺寸变大。这种投影装置将光线折叠后可增加空间利用率，减小投影装置体积，有效解决了采用直投镜头的照明系统体积大、成本高等问题，同时采用超短焦镜头可以使相同透射比的情况下投影装置到投影面的距离小于使用直投镜头的光机，减小用户使用时投影装置占用的空间，提升用户体验。
83.请参见图14所示的本技术的实施例八的投影装置170的结构示意图，本实施例与图8以及图13所示的实施例类似，区别在于：本实施例还在图8所示的实施例四的基础上设置了超短焦镜头，相较于实施例七，本实施例的结构布局能够进一步利用第二光源模组沿第一方向到镜头处的空间，更进一步的减小投影装置的体积。
84.更优的，为了更加适配本技术图2所示的实施例一的直投式投影装置，图4 所示的实施例二的非远心直投投影装置以及图14所示的非远心超短焦投影装置，本技术提出了能够实现适配上述投影装置的镜头系统。
85.针对实施例一的直投式投影装置，由于采用了ltp-lcd，在需要实现较高的分辨率(如1080p)的同时，需要维持一定的开口率，这会导致调制面板相对于同等分辨率的htps-lcd的尺寸要大一些(一般都在1寸以上，甚至两寸)，从而导致镜头体积大，成本高。因此，本技术提出了一种非远心镜头系统，调制面板处对应的像圆尺寸为68mm，根据表1-表7的各项参数，可以得出该非远心镜头系统采用非远心度小于10
°
的非远心照明光，镜头长度小于65mm，f数为 4.0，投射比为1.3∶1。
86.可以理解的，本领域技术人员能够知晓，f数表示镜头的相对孔径的倒数，也即光圈数，能够表征镜头的分辨率，f数越小，能分辨两点间的距离越小，即分辨率越高。投射比等于投影装置镜头到投影屏幕的距离除以投影屏幕宽度，以便于用户根据投射比数值以及投影屏幕大小来安装投影装置。
87.具体的，请参阅图15所示的本技术的实施例九的镜头系统41的结构示意图，镜头系统41采用非对称结构，具有光轴，包括沿光轴o1在物侧a和像侧 b之间依次设置的调制装置411、第一透镜组412、第二透镜组413以及光阑414，其中，第一透镜组412的光焦度为正，用于将光线会聚，第一透镜组412且至少包含第一透镜4121，第一透镜4121的有效通光直
径小于像圆的大小，可以理解，本实施例中，镜头41的光轴与调制装置411的中心重合，也即镜头并不设置偏移(offset)，因此，像圆直径等于调制面板对角线长度；第二透镜组413的光焦度为正，用于将光线进一步会聚，光阑414的像侧不设置任何透镜，从而使得本实施例的镜头结构为非对称设置。调制装置411出射的投影光线依次入射至第一透镜组412、第二透镜组413和光阑414后被投射出去。
88.其中，第一透镜组412、第二透镜组413以及光阑414同光轴设置，第一透镜组412、第二透镜组413以及光阑414的光轴即为光轴o1，投影装置经调制装置411出射的投影光线经第一透镜组412、第二透镜组413和光阑414后被投射至屏幕形成投影图像。
89.本实施例提供的镜头系统41中，第一透镜组412的光焦度为正，用于将光线会聚，第一透镜组412且至少包含第一透镜4121，第一透镜4121为非球面透镜且其有效通光直径小于像圆的大小，第二透镜组413的光焦度为正，用于将光线进一步会聚，光阑414的像侧不设置任何透镜，此时的镜头系统为非对称设置，能够使得所在的位置各视场的光线较为分散，从而能够最大程度的发挥玻璃非球面透镜校正像差(特别是畸变)的作用，提高镜头系统41的成像效果。同时，由于第一透镜4121为正光焦度的非球面透镜，能够有效适配ltp-lcd的面板较大的应用场景，减小了传统镜头对该系统的不适配度。
90.本实施例中，第一透镜组412、第二透镜组413组成了投影装置41的折射透镜组，第一透镜组412位于该折射透镜组的入射端，即第一透镜组412 为最靠近调制装置411的透镜组，第一透镜组412和调制装置411之间无其他透镜，第二透镜组413位于折射透镜组的出射端，即第二透镜组413为最靠近光阑414的透镜组，第二透镜组413和光阑414之间无其他透镜；本领域技术人员可以根据实际在该折射透镜组中增加或减小透镜，只要保证第一透镜组412 和第二透镜组413能够分别位于折射透镜组的两端即可。
91.本实施例中，调制装置411可以包括调制面板等效面4110和棱镜4111，棱镜4111位于调制面板等效面4110和第一透镜组412之间，调制面板即采用本申请所述的ltp-lcd面板，投影装置出射的投影光线为调制面板调制后发出的图像源光线。
92.在一些实施例中，第一透镜组412还包括从物侧a到像侧b依次设置的第二透镜4122和第三透镜4123，第二透镜4122和第三透镜4123均为非球面透镜，且第一透镜4121、第二透镜4122和第三透镜4123均为塑料材料，如此能够最大程度的发挥塑料非球面透镜校正像差的作用，且由于塑料非球面透镜成本较低，能够有效降低第一透镜组412的成本。同时，第一透镜4121、第二透镜4122和第三透镜4123的口径依次减小，从而使得第一透镜4121、第二透镜4122和第三透镜4123的有效通光直径均小于像圆的大小，从而使得投影装置出射的非远心照明下的投影光线均能被第一透镜组412收集，通过这样的方式，降低了非远心照明下的镜头设计难度。
93.进一步地，为了确保上述第一透镜组412的光焦度为正，第一透镜4121为正光焦度的非球面透镜，第二透镜4122为正光焦度的非球面透镜，且第三透镜 4123为负光焦度的非球面透镜，通过这样的设置，能够平衡整个非对称镜头结构的像差。
94.可以理解，第一透镜4121、第二透镜4122和第三透镜4123的非球面表面形状可以满足方程式：
[0095][0096]
上述方程式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同；k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线；当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0 之间时，透镜的面形曲线为椭圆；当k系数等于0时，透镜的面形曲线为圆形；当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形；a_1至a_8分别表示各自径向坐标所对应的系数。
[0097]
本实施例中，在光轴o1上，第一透镜4121可以为第一透镜组412中距离调制装置411最近的透镜，第三透镜4123为第一透镜组412中距离球面反射镜 120第二近的透镜。
[0098]
在一些实施例中，第一透镜4121，第二透镜4122以及第三透镜4123均为塑料非球面透镜，通过这样的设置，能够最大程度的发挥塑料非球面透镜校正像差的作用。其中，第一透镜4121的物侧面可以为凸面，第一透镜4121的像侧面为凹面；第二透镜4122的物侧面为凸面，第二透镜4122的像侧面为凸面；第三透镜4123的物侧面为凹面，第三透镜4123的像侧面为凸面。
[0099]
在一些实施例中，第二透镜组413包括从物侧a到像侧b依次设置的第四透镜4132和第五透镜4131，第四透镜4132和第五透镜4131均采用玻璃球面透镜，如此能够最大程度的发挥玻璃球面透镜校正像差的作用，提高分辨率，且玻璃球面透镜相较于玻璃非球面透镜更易于制造，可有效降低第二透镜组413的成本，同时，由于实施例中的投影装置的f数较大，且功率较高，采用玻璃球面能够有效降低热失焦的风险。
[0100]
本实施例中，在光轴o1上，第四透镜4132可以为第二透镜组413中距离光阑414最近的透镜，第五透镜4131为第二透镜组413中距离光阑414第二近的透镜。其中，第四透镜4132的物侧面可以为凸面，第四透镜4132的像侧面为平面；第五透镜4131的物侧面为平面，第五透镜4131的像侧面为凹面。
[0101]
在一些实施例中，第四透镜4132和第五透镜4131可以胶合为一体，通过采用镜片胶合的方式，可以校正差，提高成像效果。示例性的，第四透镜41 32 和第五透镜4131可以通过光学胶水粘合连接。当然，在另一些实施例中，第四透镜4132和第五透镜4131也可以不胶合。
[0102]
以第一透镜4121为塑料非球面透镜，第二透镜4122为塑料非球面透镜，第三透镜4123为塑料非球面透镜，第四透镜4132为玻璃球面透镜，第五透镜4131 为玻璃球面透镜为例，镜头系统41可以实现1.3∶1的投射比，分辨率满足1080p 的解像要求，畸变能控制在-0.1％-0.5％以内。具体地，在本实施例中，镜头系统 41的镜头设计参数如下表1所示，第一透镜4121的物侧面的非球面参数如下表 2所示，第一透镜4121的像侧面的非球面参数如下表3所示，第二透镜4122的物侧面的非球面参数如下表4所示，第二透镜4122的像侧面的非球面参数如下表5所示，第三透镜4123的物侧面的非球面参数如下表6所示，第三透镜4123 的像侧面的非球面参数如下表7所示。
[0103]
表1：镜头系统41的镜头设计参数表
[0104][0105][0106]
表2：第一透镜4121的物侧面的非球面参数
[0107]
参数值半径20.767213v二次曲面常数(k)-1.835847v4阶系数(a)-0.000015v6阶系数(b)7.163594e-009v8阶系数(c)2.344202e-012v10阶系数(d)-1.726715e-015v12阶系数(e)0.00000014阶系数(f)0.00000016阶系数(g)0.00000018阶系数(h)0.00000020阶系数(j)0.000000
[0108]
表3：第一透镜4121的像侧面的非球面参数
[0109][0110][0111]
表4：第二透镜4122的物侧面的非球面参数
[0112]
参数值半径3431.678774v二次曲面常数(k)32.633406v4阶系数(a)-0.000027v6阶系数(b)-7.157527e-008v8阶系数(c)9.416280e-011v10阶系数(d)-5.549242e-014v12阶系数(e)0.00000014阶系数(f)0.00000016阶系数(g)0.00000018阶系数(h)0.00000020阶系数(j)0.000000
[0113]
表5：第二透镜4122的像侧面的非球面参数
[0114][0115][0116]
表6：第三透镜4123的物侧面的非球面参数
[0117]
参数值半径-8.769225v二次曲面常数(k)-1.001430v4阶系数(a)-0.000090v6阶系数(b)9.808048e-008v8阶系数(c)-9.609611e-010v10阶系数(d)1.0845450e-012v12阶系数(e)0.00000014阶系数(f)0.00000016阶系数(g)0.00000018阶系数(h)0.00000020阶系数(j)0.000000
[0118]
表7：第三透镜4123的像侧面的非球面参数
[0119][0120][0121]
下面通过具体实验对镜头系统41的光学性能进行验证说明。
[0122]
镜头系统41的调制传递函数(modulation transfer function，mtf)表现图如图16所示，图中，横坐标代表空间频率，纵坐标代表调制传递函数比值。从图16可看出，在奈奎斯特频率大于22周期/毫米时，调制传递函数比值仍可大于60％，且调制传递函数比值无明显衰退，代表可清楚的解析每个像素，得到良好的影像品质。
[0123]
镜头系统41的纵向球差值曲线图如图17(a)所示，图17(a)展示了利用波长为455nm、545nm及615nm的光线所做的纵向球差值曲线图，该图可在一定程度上反映镜头系统41的光学畸变水平。
[0124]
镜头系统41的像散曲线图如图17(b)所示，图17(b)展示了利用波长为 455nm、545nm及615nm的光线所做的像散场曲图，从图17(b)可以看出，像散程度较轻，可在一定程度上反映镜头系统41具有较低的光学畸变水平。
[0125]
镜头系统41的畸变曲线图如图17(c)所示，图17(c)展示了利用波长为 455nm、545nm及615nm的光线所畸变曲线图，从图17(c)可以看出镜头系统 41具有比较低的最大畸变率，其光学性能较佳。
[0126]
镜头系统41的系统点列图如图18所示，从图中可以看出，各视场下的点列图平均弥散斑半径较小，像质很好，能够满足1080p的解像要求。
[0127]
镜头系统41的横向像差图如图19所示，图中，s-l(short-long)代表短波长和长波长的差异，s-r(short-ref)代表短波长与参考波长的差异。镜头系统41的相对照度曲线详见图20所示，如图19和图20所示，镜头系统41在横向差及相对照度方面上，皆有良好的成像品质。
[0128]
镜头系统41的不同视场的主光线角度示意图如图21所示，从图中可以看出，像方角度的平均值，也即非远心度，均小于10
°
，符合本投影装置的照明要求。
[0129]
本实施例提供的镜头系统41包括沿光轴o1在物侧a和像侧b之间依次设置的调制装置411、第一透镜组412、第二透镜组413以及光阑414，其中，第一透镜组412的光焦度为正，用于将光线会聚，第一透镜组412且至少包含第一透镜4121，第一透镜4121的有效通光直径小于像圆的大小，光阑414的像侧不设置任何透镜，此时的镜头系统为非对称设置，能够使得所在的位置各视场的光线较为分散，从而能够最大程度的发挥玻璃非球面透镜校正像差(特别是畸变) 的作用，提高镜头系统41的成像效果；同时，由于第一透镜4121为正光焦度的非球面透镜，能够有效适配ltp-lcd的面板较大的应用场景，减小了传统镜头对该系统的不适配度。
[0130]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0131]
以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种镜头系统，其特征在于，具有光轴，包括：沿光轴在物侧和像侧之间依次设置的调制装置、第一透镜组、第二透镜组以及光阑，其中所述第一透镜组的光焦度为正，用于将光线会聚，所述第一透镜组至少包含第一透镜，所述第一透镜的有效通光直径小于像圆的大小；所述第二透镜组的光焦度为正，用于将光线进一步会聚；所述光阑的像侧不设置任何透镜；所述调制装置用于出射投影光线，所述投影光线经第一透镜组、第二透镜组和光阑后被投射至屏幕形成投影图像。2.一种如权利要求1所述的镜头系统，其特征在于，所述第一透镜组还包括从物侧到像侧依次设置的第二透镜和第三透镜，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为负。3.一种如权利要求2所述的镜头系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜的口径依次减小。4.一种如权利要求2所述的镜头系统，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第三透镜为塑料非球面透镜。5.一种如权利要求2所述的镜头系统，其特征在于，第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凸面；所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面。6.一种如权利要求1所述的镜头系统，其特征在于，所述第二透镜组包括从物侧到像侧依次设置的第四透镜和第五透镜，所述第四透镜和所述第五透镜用于校正像差。7.一种如权利要求6所述的镜头系统，其特征在于，所述第四透镜和第五透镜采用玻璃非球面透镜。8.一种如权利要求6所述的镜头系统，其特征在于，所述第四透镜的物侧面为凸面，所述第四透镜的像侧面为平面；所述第五透镜的物侧面为平面，所述第五透镜的像侧面为凹面。9.一种如权利要求8所述的镜头系统，其特征在于，所述第四透镜和所述第五透镜为双胶合透镜。10.一种如权利要求9所述的镜头系统，其特征在于，所述镜头系统的投射比为1.3∶1，畸变为-0.1％-0.5％，在奈奎斯特频率大于22周期/毫米时，调制传递函数比值大于60％，非远心度＜10
°
。11.一种如权利要求1所述的镜头系统，其特征在于，所述调制装置包括调制面板，所述调制面板为ltp-lcd面板。12.一种投影装置，其特征在于，包括如权利要求1-11所述的镜头系统。

技术总结

本申请保护一种镜头系统，具有光轴，包括：沿光轴在物侧和像侧之间依次设置的调制装置、第一透镜组、第二透镜组以及光阑，其中，所述第一透镜组的光焦度为正，用于将光线会聚，所述第一透镜组至少包含第一透镜，所述第一透镜的有效通光直径小于像圆的大小；所述第二透镜组的光焦度为正，用于将光线进一步会聚；所述光阑的像侧不设置任何透镜；所述调制装置用于出射投影光线，所述投影光线经第一透镜组、第二透镜组和光阑后被投射至屏幕形成投影图像。由于镜头系统为非对称设置，能够使得所在的位置各视场的光线较为分散，能够发挥玻璃非球面透镜校正像差的作用；同时，由于第一透镜为正光焦度的非球面透镜，能够有效适配LTP-LCD的面板较大的应用场景。板较大的应用场景。板较大的应用场景。