CN102566007A - 微型投影机的投影透镜单元 - Google Patents

微型投影机的投影透镜单元 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微型投影机的投影透镜单元，其中包含复数塑料透镜及一组单一的玻璃透镜排列，用以减少由于微型投影机内部所产生的热引起的焦距改变。所述微型投影机的投影透镜单元包含透镜列，向场透镜，覆盖玻璃及影像盘，该透镜列包含：第一透镜具有负(-)折射力，第二透镜具有正(+)折射力，第三透镜具有负(-)折射力，第四透镜具有负(-)折射力，第五透镜具有正(+)折射力；其中第一至第五透镜从一投射影像的屏幕起依序排列，该第一至第四透镜是塑料透镜，而该第五透镜是玻璃透镜。

Description

微型投影机的投影透镜单元
本申请案请求韩国专利申请案2010-0139206的优先权利，而于2010年12月30日提出申请。该案的揭示在此完全并入做为参考。
技术领域
本发明涉及一种微型投影机的投影透镜，更详细的说，乃涉及一种微型投影机的投影透镜，其中排列有复数的塑料透镜及一组单一的玻璃透镜，用以减少由于微型投影机内所产生的热量引起的焦距变化。
背景技术
随着显示装置的发展与商业化而使其屏幕也大型化，装置的分辨率也变高，投影机成为最重要零件之一。投影机利用光源所放射的光投射影像显示于显示组件上。
已有一种非常小的投影机以微型(毫奈型)投影机的名称被发展出来。微型投影机装设于移动装置的内外，移动装置包含如行动电话、笔记型计算机或PMP等，或者其它固定装置，如桌上计算机等。
在设计微型投影机的透镜时，制造低价的光透镜甚为重要，以满足较小失真与侧面色差，及较长的后焦距(BFL)。
例如，图1为迷你型投影机的传统透镜单元100的说明图，其全长大约是60mm。如图1所示，迷你型投影机的透镜单元100包含由7个透镜组成的透镜列10，用以组合色彩的棱镜20，覆盖玻璃30及影像盘40。透镜列10自第一透镜11至第七透镜17的长度为全长，而自第七透镜17(位于最远处的透镜)至影像盘40的长度为后焦距(BFL)。
在用塑料透镜列以节省微型投影机制造成本，及减轻其重量的场合，由于微型投影机内部产生热量之故，焦距会有变化。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种微型投影机的投影透镜单元，它即使于微型投影机内部产生热时，也能维持稳定焦距。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种微型投影机的投影透镜单元，包含透镜列，向场透镜，覆盖玻璃，及影像盘，透镜列包含：
具有负(-)折射力的第一透镜，具有正(+)折射力的第二透镜，具有负(-)折射力的第三透镜，具有负(-)折射力的第四透镜，及具有正(+)折射力的第五透镜，其中第一至第五透镜依序由有影像投在其上的屏幕排列。第一至第四透镜为塑料透镜，第五透镜为玻璃透镜。
依照本发明的实施例，其所提供的微型投影机的投影透镜单元包含透镜列，向场透镜，覆盖玻璃，及影像盘。透镜列包含：
具有负(-)折射力的第一透镜，具有正(+)折射力的第二透镜，具有负(-)折射力的第三透镜，及具有正(+)折射力的第四透镜，其中第一至第四透镜依序由有影像投在其上的屏幕排列。第一至第三透镜为塑料透镜，第四透镜为玻璃透镜。
附图说明
本发明上文中所提到者及其它优点，如参照附图参阅本发明实施例的说明，可使在此技术领域中具有一般知识人士更易于了解。附图为：
图1为微型投影机的传统透镜单元的说明图；
图2为本发明第一实施例中微型投影机的透镜单元透镜列的说明图；
图3为本发明第二实施例中微型投影机的透镜单元透镜列的说明图；以及
图4为本发明第三实施例中微型投影机的透镜单元透镜列的说明图；
附图标记：100：传统透镜单元；10：透镜列；11...17：第一至第一透镜；20：棱镜；30：覆盖玻璃；40：影像盘；210：透镜列；230：覆盖玻璃；240：影像盘；250：向场透镜；310：透镜列；330：覆盖玻璃；340：影像盘；350：向场透镜；410：透镜列；430：覆盖玻璃；440：影像盘；450：向场透镜；L1...L5：第一至第五透镜；S：屏幕；S1...S10：侧号码；S11...S12：侧号码。
具体实施方式
在下文中将参照附图更详尽的以具体实施例说明本发明的内容，以便让在本技术领域中具有一般知识的人士可以容易实施本发明。
依照本发明的微型投影机的投影透镜单元，其透镜列包含有复数塑料透镜及一组单一玻璃透镜，塑料透镜被分为数组。一组的有效焦距(EFL)绝对值和其它组有效焦距绝对值相似，但一组有效焦距值的符号和他组有效焦距值的符号相反(亦即当一组EFL的符号为正时，他组EFL的符号为负，反之亦然)，因此可以避免塑料透镜的焦距被产生于微型投影机内部的热所改变。
表1表示当微型投影机的传统透镜单元的内部温度是20℃时，透镜列第一至第五透镜的焦距。具表1所示焦距的透镜列单元包含具有负(-)折射力的第一透镜L1，具有正(+)折射力的第二透镜L2，具有正(+)折射力的第三透镜L3，具有(-)折射力的第四透镜L4，及具有正(+)折射力的第五透镜L5。第一透镜L1及第四透镜L4是塑料透镜，而第二透镜L2及第三透镜L3是玻璃透镜。
表1
  透镜号码   侧号码   焦距
  L1   S1-S2   -9.118481
  L2   S3-S4   6.908526
  L3   S5-S6   13.708476
  L4   S7-S8   -4.606706
  L5   S9-S10   7.142400
  向场透镜250   S11-S12   13.967408
表2表示当微型投影机的传统透镜单元内部温度增加50℃时，透镜列的第1至第5透镜L1、L2、L3、L4、L5的焦距变化。
表2
  透镜号码   侧号码   焦距
  L1   S1-S2   -9.16957
  L2   S3-S4   6.90915
  L3   S5-S6   13.711
  L4   S7-S8   -4.63625
 L5   S9-S10   7.14279
 向场透镜250   S11-S12   13.9672
当微型投影机的透镜单元传统透镜列的透镜被分成二组时，表3表示依照内部温度的变化，第一和第二透镜L1、L2的组合有效焦距及第三和第四透镜L3、L4的组合会有效焦距的变化。
表3
Figure BDA0000048192900000041
第五透镜L5和向场透镜间的后焦距(BFL)在20℃时是7.10000000000mmm及50℃时是6.86190356451757mm。因此，BFL对温度的变化大约是8um/℃。这表示热引起的BFL变化是很大的，因此由于热影响的性能劣化程度也很大。
图2说明依照本发明的第一实施例中微型投影机透镜单元的透镜列210。
依照本发明的第一实施例，微型投影机包含透镜列210，向场透镜250，覆盖玻璃230及影像盘240。透镜列210更包含第一至第五透镜L1、L2、L3、L4、L5，屏幕S向影像投射处依序排列(就是说，第一透镜L1被配置在最靠近屏幕S处，而第五透镜L5位于离屏幕S最远处)。
第一透镜L1具有负(-)折射力，第二透镜L2具有正(+)折射力，第三透镜L3具有负(-)折射力，第四透镜L4具有负(-)折射力，及第五透镜L5具有正(+)折射力。第一至第四透镜L1、L2、L3、L4是塑料透镜，而第五透镜L5是玻璃透镜。
表4表示依照本发明图2中的微型投影机的透镜单元内部温度为20℃时，透镜列210中第一至第五透镜L1、L2、L3、L4、L5的焦距。
表4
  透镜号码   侧号码   焦距
  L1   S1-S2   -19.264410
  L2   S3-S4   5.407018
 L3   S5-S6   -14612166
 L4   S7-S8   -6.534655
 L5   S9-S10   7.812191
 向场透镜250   S11-S12   13.967517
表5表示当依照本发明的微型投影机的透镜单元内部温度增加到50℃时，透镜列210中第一至第五透镜L1、L2、L3、L4、L5的焦距变化。
表5
  透镜号码   侧号码   焦距
  L1   S1-S2   -193516
  L2   S3-S4   5.44657
  L3   S5-S6   -14.7077
  L4   S7-S8   -6.57616
  L5   S9-S10   7.81261
  向场透镜250   S11-S12   13.967517
当依照本发明的微型投影机透镜单元的透镜列210中塑料透镜被分成二组时，表6表示随着内部温度的变化，第一和第二透镜L1、L2的组合有效焦距与第三和第四透镜L3、L4的组合会有效焦距的变化。
表6
Figure BDA0000048192900000051
第五透镜L5和向场透镜250间的(BFL)在20℃时是7.10000000000mm，而50℃时是7.11605148901745mm。因此，BFL对温度的变化大约是0.52um/℃。这表示热引起的BFL变化是很小的，因此由于热影响的性能劣化程度也是轻微的。
图3说明依照本发明的第二实施例中微型投影机透镜单元的透镜列310。
依照本发明的第二实施例，微型投影机包含透镜列310，向场透镜350，覆盖玻璃330及影像盘340。透镜列310更包含第一至第四透镜L1、L2、L3、L4、从屏幕S向影像投影处依序排列(就是说，第一透镜L1被配置在最靠近屏幕S处，而第四透镜L4位于离屏幕S最远处)。
第一透镜L1具有负(-)折射力，第二透镜L2具有正(+)折射力，第三透镜L3具有负(-)折射力，第四透镜L4具有正(+)折射力。
第一至第三透镜L1、L2、L3是塑料透镜，而第四透镜L4是双凸玻璃透镜。
表7表示当依照本发明图3中的微型投影机的透镜单元内部温度增加到20℃时，透镜列310中第一至第四透镜L1、L2、L3、L4的焦距。
表7
  透镜号码   侧号码   焦距
  L1   S1-S2   -18.611838
  L2   S3-S4   8.053367
  L3   S5-S6   -9.211764
  L4   S7-S8   13.000000
  向场透镜350   S9-S10   21.292183
表8表示当依照本发明的微型投影机的透镜单元内部温度增加到50℃时，透镜列310中第一至第四透镜L1、L2、L3、L4的焦距变化。
表8
  透镜号码   侧号码   焦距
  L1   S1-S2   -18.7213
  L2   S3-S4   8.11249
  L3   S5-S6   -9.26631
  L4   S7-S8   13.0011
  向场透镜350   S9-S10   21.2928
当依照本发明的微型投影机的透镜单元透镜列310中的塑料透镜被分成二组时，表9表示第一及第二透镜L1、L2的组合有效焦距变化及第三透镜L3的有效焦距依照内部温度的变化而变化。
表9
Figure BDA0000048192900000061
Figure BDA0000048192900000071
第四透镜L4和向场透镜350间的(BFL)在20℃时是7.3357877546486mm，而50℃时是7.96847819902517mm。因此，BFL对温度的变化大约是1.63um/℃。这表示热引起的BFL变化是很小的，因此由于热影响的性能劣化程度也是微小。
图4说明依照本发明的第三实施例中微型投影机透镜单元的透镜列410。
依照本发明的第三实施例，微型投影机包含透镜列410，向场透镜450，覆盖玻璃430及影像盘440。透镜列410更包含第一至第四透镜L1、L2、L3、L4、从屏幕S向影像投射处依序排列(就是说，第一透镜L1被配置在最靠近屏幕S处，而第四透镜L4位于离屏幕S最远处)。
第一透镜L1具有负(-)折射力，第二透镜L2具有正(+)折射力，第三透镜L3具有负(-)折射力，及第四透镜L4具有正(+)折射力。
第一至第三透镜L1、L2、L3是塑料透镜，而第四透镜L4是平面凸玻璃透镜。
表10表示依照本发明图4中的微型投影机的透镜单元内部温度增加到20℃时，透镜列410中第一至第四透镜L1、L2、L3、L4的焦距。
表10
  透镜号码   侧号码   焦距
  L1   S1-S2   -14.914166
  L2   S3-S4   7.294498
  L3   S5-S6   -8.907194
  L4   S7-S8   12.987345
  向场透镜450   S9-S10   21.292183
表11表示当依照本发明的微型投影机的透镜单元内部温度增加到50℃时，透镜列410中第一至第四透镜L1、L2、L3、L4的焦距变化。
表11
  透镜号码   侧号码   焦距
 L1   S1-S2   -15.0082
 L2   S3-S4   7.34753
 L3   S5-S6   -8.96125
 L4   S7-S8   12.988
 向场透镜450   S9-S10   21.2928
当依照本发明的微型投影机的透镜单元透镜列410中的塑料透镜被分成二组时，表12表示随着内部温度的变化，第一和第二透镜L1、L2的组合有效焦距变化及第三透镜L3的组合有效焦距的变化。
表12
Figure BDA0000048192900000081
第四透镜L4和向场透镜450间的(BFL)在20℃时是8.05169659897082mm，而50℃时是7.96847819902517mm。因此，BFL对温度的变化大约是1.69um/℃。这表示热引起的BFL变化是很小的，因此由于热影响的性能劣化程度也是轻微的。
因此，本发明的微型投影机的透镜单元中的透镜列将其中含有塑料透镜的部分分成二组。如此一来其中一组的有效焦距绝对值就相似于其它一组有效焦距的绝对值，但其中一组的有效焦距绝对值的符号相反于其它一组有效焦距绝对值的符号。如此一来，即使各塑料透镜的焦距被微型投影机内部所产生的热所改变，合起来的组合焦距并不致于改变。
如以上所述，本发明的微型投影机投影透镜单元，其综合焦距可对内部灯源所产生的热稳定的保持不变，所以投影于屏幕上的影像可经常保持清晰。
本发明是以较佳实施例予以说明，然则所须讲明，本发明的范围并不限定于所公开的实施例。反之，发明的范围欲包含各种修饰与替代方案，可使习于本行业技艺人士能易于实施。申请专利范围应符合广泛解释以涵盖这些修饰与同等方案。

Claims (8)

1.一种微型投影机的投影透镜单元，其特征在于，包含透镜列，向场透镜，覆盖玻璃及影像盘，该透镜列包含：
第一透镜具有负折射力，
第二透镜具有正折射力，
第三透镜具有负折射力，
第四透镜具有负折射力，及
第五透镜具有正折射力，
其中所述第一至第五透镜从投射影像的屏幕起依予排列，该第一至第四透镜是塑料透镜，而该第五透镜是玻璃透镜。
2.如权利要求1所述的微型投影机的投影透镜单元，其特征在于，当所述第一至第五透镜的焦距是f1、f2、f3、f4及f5时，该第一至第四透镜被分成二组，而使该第一与第二透镜的组合焦距f1-2及该第三与第四透镜的组合焦距f3-4，互相具有相似的绝对值，但其值的符号互相相反。
3.如权利要求1所述的微型投影机的投影透镜单元，其特征在于，所述第五透镜与向场透镜间的后焦距具有与温度有关的变化率是0.52um/℃。
4.一种微型投影机的投影透镜单元，其特征在于，包含透镜列，向场透镜，覆盖玻璃及影像盘，该透镜列包含：
第一透镜具有负折射力，
第二透镜具有正折射力，
第三透镜具有负折射力，及
第四透镜具有正折射力，
其中所述第一至第四透镜从投射影像的屏幕起依序排列，该第一至第三透镜是塑料透镜，而该第四透镜是玻璃透镜。
5.如权利要求4所述的微型投影机的投影透镜单元，其特征在于，所述第四透镜是双凸透镜或平面凸透镜。
6.如权利要求4所述的微型投影机的投影透镜单元，其特征在于，当所述第一至第四透镜的焦距是f1、f2、f3、及f4时，该第一至第三透镜被分成二组，而使该第一与第二透镜的组合焦距与该第三透镜的焦距具有互相相似的绝对值，而其值的符号互相相反。
7.如权利要求5所述的微型投影机的投影透镜单元，其特征在于，当所述第四透镜是双凸透镜时，该第四透镜与该向场透镜间的后焦距具有与温度有关的变化率是1.63um/℃。
8.如权利要求5所述的微型投影机的投影透镜单元，其特征在于，当所述第四透镜是平面凸透镜时，该第四透镜与该向场透镜间的后焦距具有与温度有关的变化率是1.69um/℃。
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