TW201907191A - 投影機與投影鏡頭 - Google Patents

Abstract

一種投影機及投影鏡頭。投影鏡頭包括從屏幕端至光閥端依序排列的第一透鏡群、第二透鏡群、第三透鏡群。第一透鏡群具有負屈光度，並包括屈光度分別為負、負、負、正及負的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡及第五透鏡。第二透鏡群具有正屈光度，並包括屈光度分別為正及正的第六透鏡及第七透鏡。第三透鏡群具有正屈光度，並包括屈光度分別為負、正、負、負、正及正的第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡、第十二透鏡及第十三透鏡。投影機具有良好的成像品質，投影鏡頭具有良好的光學品質。

Description

投影機與投影鏡頭

本發明是有關於一種投影鏡頭，尤其是有關於一種用於投影機的投影鏡頭。

在現今空間利用率緊繃的環境中，例如是在小型的辦公室中，當需要大尺寸顯示畫面時，能夠進行短距離投影的投影機就顯得相當實用。

然而，目前應用於短焦投影機的投影鏡頭仍具有許多問題尚待克服。投影鏡頭的設計不良導致組裝難度提高、材料及製作成本提高以及大尺寸的投影影像無法具有清晰的解析度等問題。因此，如何針對上述問題進行改善，實為本領域相關人員所關注的焦點。

本”先前技術”段落只是用來幫助瞭解本發明內容，因此在”先前技術”中所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。此外，在”先前技術”中所揭露的內容並不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明的目的之一在於提供一種投影機，其投影出的影像具有良好的影像解析度。

本發明的又一目的在於提供一種投影鏡頭，其結構簡單，有效降低製作成本。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的， 本發明提供一種投影機包括照明系統、光閥以及投影鏡頭。照明系統適於提供照明光束。光閥配置於照明光束的傳遞路徑上，且適於將照明光束轉換成影像光束。投影鏡頭配置於影像光束的傳遞路徑上，且位於屏幕端與光閥端之間。投影鏡頭包括第一透鏡群、第二透鏡群以及第三透鏡群。第一透鏡群配置於屏幕端與光閥端之間，且具有負屈光度，並包括從屏幕端至光閥端依序排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡的屈光度分別為負、負、負、正、負。第二透鏡群配置於第一透鏡群與光閥端之間，且具有正屈光度，並包括從屏幕端至光閥端依序排列的第六透鏡以及第七透鏡。第六透鏡以及第七透鏡的屈光度分別為正、正。第三透鏡群配置於第二透鏡群與光閥端之間，且具有正屈光度，並包括從屏幕端至光閥端依序排列的第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡、第十二透鏡以及第十三透鏡。第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡、第十二透鏡以及第十三透鏡的屈光度分別為負、正、負、負、正、正。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的， 本發明另外提供一種投影鏡頭適於配置於屏幕端與光閥端之間，投影鏡頭包括第一透鏡群、第二透鏡群以及第三透鏡群。第一透鏡群配置於屏幕端與光閥端之間，且具有負屈光度，並包括從屏幕端至光閥端依序排列的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡以及第五透鏡的屈光度分別為負、負、負、正、負。第二透鏡群配置於第一透鏡群與光閥端之間，且具有正屈光度，並包括從屏幕端至光閥端依序排列的第六透鏡以及第七透鏡。第六透鏡以及第七透鏡的屈光度分別為正、正。第三透鏡群配置於第二透鏡群與光閥端之間，且具有正屈光度，並包括從屏幕端至光閥端依序排列的第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡、第十二透鏡以及第十三透鏡。第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡、第十二透鏡以及第十三透鏡的屈光度分別為負、正、負、負、正、正。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的第四透鏡與第五透鏡構成雙膠合透鏡。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的第八透鏡、第九透鏡與第十透鏡構成三膠合透鏡。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的第十一透鏡與第十二透鏡構成雙膠合透鏡。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡、第二透鏡與第十三透鏡的至少其中之一為非球面透鏡。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，投影鏡頭還包括孔徑光欄，孔徑光欄配置於第十二透鏡與第十三透鏡之間。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的第五透鏡的折射率大於1.8。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的第十三透鏡的折射率小於1.52。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的投影鏡頭的有效焦距為f，第一透鏡群的有效焦距為f1，且0.8＜∣f1/f∣＜1.9。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的投影鏡頭的有效焦距為f，第二透鏡群的有效焦距為f2，且1.3＜∣f2/f∣＜4。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的投影鏡頭的有效焦距為f，第三透鏡群的有效焦距為f3，且2.7＜∣f3/f∣＜6.3。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的第二透鏡群適於移動於第一透鏡群與第三透鏡群之間，第一透鏡群與光閥端之間具有第一距離值，第三透鏡群與光閥端之間具有第二距離值，且第一距離值與第二距離值分別為固定值。

在本發明的投影機及投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡為凸面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第二透鏡為凸面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第三透鏡為雙凹透鏡，第四透鏡為凹面朝向屏幕端的凹凸透鏡，第五透鏡為凹面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第六透鏡為雙凸透鏡，第七透鏡為凸面朝向屏幕端的凹凸透鏡，第八透鏡為凸面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第九透鏡為雙凸透鏡，第十透鏡為凹面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第十一透鏡為凸面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第十二透鏡為雙凸透鏡，第十三透鏡為雙凸透鏡。

在本發明實施例的投影機中，投影鏡頭採用三群架構，也就是自屏幕端至光閥端依序排列且屈光度分別為負、正及正的第一透鏡群、第二透鏡群及第三透鏡群。本發明實施例的投影機在這樣的結構設計下，當投影鏡頭與屏幕端之間的距離發生變化而進行調焦時，第一透鏡群與第三透鏡群可保持固定不動，而僅移動第二透鏡群便可達到調焦的目的，以達到結構簡單、製作成本較低以及投射比可符合短焦設計的需求。此外，本發明實施例的投影鏡頭所投影的影像具有良好的影像解析度。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1為本發明一實施例的投影機的功能方塊示意圖。如圖1所示，本實施例的投影機1包括照明系統10、光閥12以及投影鏡頭14。在本實施例中，照明系統10適於提供照明光束IL1。光閥12配置於照明光束IL1的傳遞路徑上，且光閥12適於將照明光束IL1轉換成影像光束IL2。在本實施例中，光閥12可以是數位微型反射鏡元件(Digital Micromirror Device, DMD)、矽基液晶(Liquid Crystal on Silicon, LCoS) 或液晶顯示 (Liquid Crystal Display, LCD)面板，但本發明並不以此為限。投影鏡頭14配置於影像光束IL2的傳遞路徑上，且投影鏡頭14位於屏幕端14a與光閥端14b之間。在本實施例中，屏幕端14a為遠離光閥12的一端，而光閥端14b為靠近光閥12的一端。在本實施例中，照明系統10提供的照明光束IL1可成像在靠近光閥端14b的光閥12上，接著經由光閥12轉換為影像光束IL2後，影像光束IL2可通過投影鏡頭14之後成為(become)投影光束IL3，投影光束IL3再被傳遞至屏幕端14a以投影出影像。在本實施例中，投影鏡頭14例如為定焦鏡頭，但本發明不以此為限。

以下再針對本實施例的投影鏡頭14的詳細構造做更進一步的描述。

圖2為本發明一實施例的投影鏡頭的結構示意圖。如圖2所示，本實施例的投影鏡頭14包括第一透鏡群141、第二透鏡群142以及第三透鏡群143。在本實施例中，第一透鏡群141、第二透鏡群142以及第三透鏡群143沿著光軸H從屏幕端14a至光閥端14b依序排列。在本實施例中，第一透鏡群141配置於屏幕端14a與光閥端14b之間，且第一透鏡群141具有負屈光度。在本實施例中，第二透鏡群142配置於第一透鏡群141與光閥端14b之間，且第二透鏡群142具有正屈光度。在本實施例中，第三透鏡群143配置於第二透鏡群142與光閥端14b之間，第二透鏡群142位於第一透鏡群141與第三透鏡群143之間，且第三透鏡群143具有正屈光度。第一透鏡群141包括從屏幕端14a至光閥端14b依序排列的第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4以及第五透鏡L5，其中第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4以及第五透鏡L5的屈光度分別為負、負、負、正、負。第二透鏡群142包括從屏幕端14a至光閥端14b依序排列的第六透鏡L6以及第七透鏡L7，其中第六透鏡L6以及第七透鏡L7的屈光度分別為正、正。第三透鏡群143包括從屏幕端14a至光閥端14b依序排列的第八透鏡L8、第九透鏡L9、第十透鏡L10、第十一透鏡L11、第十二透鏡L12以及第十三透鏡L13，其中第八透鏡L8、第九透鏡L9、第十透鏡L10、第十一透鏡L11、第十二透鏡L12以及第十三透鏡L13的屈光度分別為負、正、負、負、正、正。

如圖2所示，在本實施例中，第一透鏡L1例如是凸面朝向屏幕端14a的凸凹透鏡，第二透鏡L2例如是凸面朝向屏幕端14a的凸凹透鏡，第三透鏡L3例如是雙凹透鏡，第四透鏡L4例如是凹面朝向屏幕端14a的凹凸透鏡，第五透鏡L5例如是凹面朝向屏幕端14a的凸凹透鏡，第六透鏡L6例如是雙凸透鏡，第七透鏡L7例如是凸面朝向屏幕端14a的凹凸透鏡，第八透鏡L8例如是凸面朝向屏幕端14a的凸凹透鏡，第九透鏡L9例如是雙凸透鏡，第十透鏡L10例如是凹面朝向屏幕端14a的凸凹透鏡，第十一透鏡L11例如是凸面朝向屏幕端14a的凸凹透鏡，第十二透鏡L12例如是雙凸透鏡，第十三透鏡L13例如是雙凸透鏡。

如圖2所示，在本實施例中，投影鏡頭14還包括孔徑光欄(aperture stop) 144。在本實施例中，孔徑光欄144配置於第三透鏡群143的第十二透鏡L12與第十三透鏡L13之間。在本實施例中，孔徑光欄144可控制影像光通量(luminous flux)。

如圖2所示，在本實施例中，第一透鏡群141與光閥端14b之間具有第一距離值D1。在本實施例中，第一距離值D1例如是第一透鏡群141中離光閥端14b最近的鏡片與光閥端14b之間的距離值，也就是第五透鏡L5與光閥端14b之間的距離值。在本實施例中，第三透鏡群143與光閥端14b之間具有第二距離值D2。在本實施例中，第二距離值D2例如是第三透鏡群143中離光閥端14b最近的鏡片與光閥端14b之間的距離值，也就是第十三透鏡L13與光閥端14b之間的距離值。在本實施例中，第一距離值D1與第二距離值D2分別為固定值(fixed value)，換句話說，第一透鏡群141相對於光閥端14b固定不動，且第三透鏡群143相對於光閥端14b固定不動。此外，在本實施例中，第一透鏡群141與第二透鏡群142之間具有第三距離值D3。在本實施例中，第三距離值D3例如是第一透鏡群141中離光閥端14b最近的鏡片與第二透鏡群142中離屏幕端14a最近的鏡片之間的距離值，也就是第五透鏡L5與第六透鏡L6之間的距離值。在本實施例中，第二透鏡群142與第三透鏡群143之間具有第四距離值D4。在本實施例中，第四距離值D4例如是第二透鏡群142中離光閥端14b最近的鏡片與第三透鏡群143中離屏幕端14a最近的鏡片之間的距離值，也就是第七透鏡L7與第八透鏡L8之間的距離值。在本實施例中，第三距離值D3與第四距離值D4分別為可調整(adjustable)值，即變數(variable)。也就是說，在本實施例中，投影鏡頭14調焦或調整畫面清晰度時，第一透鏡群141與第三透鏡群143保持固定不動，而第二透鏡群142則可移動於第一透鏡群141與第三透鏡群143之間，進而可調整第三距離值D3與第四距離值D4來達到投影出清晰投影畫面的目的。

如圖2所示，在本實施例中，第一透鏡群141的第四透鏡L4與第五透鏡L5例如是構成雙膠合透鏡，第三透鏡群143的第八透鏡L8、第九透鏡L9以及第十透鏡L10例如是構成三膠合透鏡，第三透鏡群143的第十一透鏡L11與第十二透鏡L12例如是構成雙膠合透鏡，但本發明並不以此為限。

以下內容將舉出投影鏡頭14的各參數的一實施例。然而，以下各實施例的各表中所列的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可對其參數或設定做適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。

表一

在表一中，表面S1、S2為第一透鏡L1的兩表面，表面S3、S4為第二透鏡L2的兩表面，表面S5、S6為第三透鏡L3的兩表面，第四透鏡L4與第五透鏡L5例如構成雙膠合透鏡，表面S8為第四透鏡L4與第五透鏡L5膠合的表面，表面S7為第四透鏡L4的另一表面，表面S9為第五透鏡的另一表面，表面S10、S11為第六透鏡L6的兩表面，表面S12、S13為第七透鏡L7的兩表面，第八透鏡L8、第九透鏡L9以及第十透鏡L10例如構成三膠合透鏡，表面S15為第八透鏡L8與第九透鏡L9膠合的表面，表面S16為第九透鏡L9與第十透鏡L10膠合的表面，表面S14為第八透鏡L8的另一表面，表面S17為第十透鏡L10的另一表面，第十一透鏡L11與第十二透鏡L12例如構成雙膠合透鏡，表面S19為第十一透鏡L11與第十二透鏡L12的膠合表面，表面S18為第十一透鏡L11的另一表面，表面S20為第十二透鏡L12的另一表面，表面STO為孔徑光欄144所在的平面，表面S21、S22為第十三透鏡的兩表面。在本實施例中，光閥12的成像面(未繪示)例如位於光閥端14b。另外，在本實施例中，也可在光閥12與第三透鏡群143的第十三透鏡L13之間額外地設置保護玻璃(cover glass, 未繪示)以覆蓋光閥12的成像面，以進一步保護光閥12及其成像面，但本發明不以此為限。在表一中，表面S23、S24為保護玻璃的兩表面，其中表面S23為保護玻璃面向屏幕端14a的表面，表面S24為保護玻璃面向光閥端14b/光閥12的表面。在表一中，表面S25例如位於光閥端14b，也可以說，表面S25為光閥12的成像面所在的平面。此外，表一中的間距為兩個相鄰表面於光軸H上的直線距離。舉例來說，表面S1的間距為第一透鏡L1的表面S1與表面S2於光軸H上的直線距離，表面S2的間距為第一透鏡L1的表面S2與第二透鏡L2的表面S3於光軸H上的直線距離，以此類推。在本實施例中，第五透鏡L3的折射率例如是大於1.8(如表一所示第五透鏡L5的折射率為1.883)，第十三透鏡L13的折射率例如是小於1.52(如表一所示第十三透鏡L13的折射率為1.497)。在本實施例中，第五透鏡L3的折射率大於1.8以及第十三透鏡L13的折射率小於1.52的情況下，影像畫面可具有良好的影像解析度，且影像畫面不會有色差的產生。

在本實施例中，投影鏡頭14可具有兩片非球面透鏡。舉例來說，在本實施例中，第一透鏡群141的第一透鏡L1與第二透鏡L2例如是非球面透鏡，而第一透鏡群141的第三透鏡L3、第四透鏡L4以及第五透鏡L5例如是球面透鏡，第二透鏡群142的第六透鏡L6與第七透鏡L7例如是球面透鏡，第三透鏡群143的第八透鏡L8、第九透鏡L9、第十透鏡L10、第十一透鏡L11、第十二透鏡L12與第十三透鏡L13例如是球面透鏡。本實施例的第一透鏡L1的表面S1、S2以及第二透鏡L2的表面S3、S4的形狀符合下列非球面方程式：

上述方程式中，Z 為光軸H方向的偏移量(sag)，r 是接近光軸H處的曲率半徑(如表一內的表面S1、S2、S3及S4的曲率半徑)，k 是二次曲面常數(conic constant)，c 是非球面透鏡的中心曲率，A 、 B 、 C 、 D 、 E 為非球面係數(aspheric coefficient)。此外，關於本實施例的第一透鏡L1與第二透鏡L2的非球面係數，如表二所示。

表二

然而，上述第一透鏡群141的第一透鏡L1與第二透鏡L2為非球面透鏡僅為本發明的其中之一實施例，本發明並不以此為限。在一實施例中，投影鏡頭14例如是具有三片非球面透鏡，舉例來說，第一透鏡群141的第一透鏡L1與第二透鏡L2以及第三透鏡群143的第十三透鏡L13為非球面透鏡。在又一實施例中，投影鏡頭14例如是僅具有一片非球面透鏡，舉例來說，第一透鏡群141的第一透鏡L1、第二透鏡L2以及第三透鏡群143的第十三透鏡L13的其中之一為非球面透鏡。

在上述實施例中，非球面透鏡的第一透鏡L1與非球面透鏡的第二透鏡L2的材質例如是塑膠，而非球面透鏡的第十三透鏡L13的材質例如是玻璃。此外，在本實施例中，投影鏡頭14的投射比(Throw Raito, TR)例如是介於0.5至1.5之間。舉例來說，在上述第一透鏡L1與第二透鏡L2為非球面透鏡的實施例中，投影鏡頭14的投射比可達0.79；在上述第一透鏡L1、第二透鏡L2以及第十三透鏡L13為非球面透鏡的實施例中，投影鏡頭14的投射比可達0.5。

在本實施例中，投影鏡頭14的有效焦距為f，第一透鏡群141的有效焦距為f1，則本實施例的投影鏡頭14符合關係式：0.8＜∣f1/f∣＜1.9。在本實施例中，當第一透鏡群141的有效焦距f1與投影鏡頭14的有效焦距f的比值(即∣f1/f∣)介於0.8與1.9之間時，投影鏡頭14投影出的影像具有良好的影像解析度。在本實施例中，投影鏡頭14的有效焦距為f，第二透鏡群142的有效焦距為f2，則本實施例的投影鏡頭14符合關係式：1.3＜∣f2/f∣＜4。在本實施例中，當第二透鏡群142的有效焦距f2與投影鏡頭14的有效焦距f的比值(即∣f2/f∣)介於1.3與4之間時，投影鏡頭14投影出的影像具有良好的影像解析度。在本實施例中，投影鏡頭14的有效焦距為f，第三透鏡群143的有效焦距為f3，則本實施例的投影鏡頭14符合關係式：2.7＜∣f3/f∣＜6.3，當第三透鏡群143的有效焦距f3與投影鏡頭14的有效焦距f的比值(即∣f3/f∣)介於2.7與6.3之間時，投影鏡頭14投影出的影像具有良好的影像解析度。在本實施例中，透過上述關係式，可確保光閥12的位置位於第三透鏡群143的焦點上，以改善傳統設計導致影像畫面模糊的問題。在本實施例中，投影鏡頭14的有效焦距f例如是介於11.5至11.8之間，第一透鏡群141的有效焦距f1例如是-14.25，第二透鏡群142的有效焦距f2例如是30.43，第三透鏡群143的有效焦距f3例如是45.75，但本發明並不以此為限。

圖3A為本發明一實施例的投影鏡頭的場曲(field curvature)圖，其中T為切向影像(tangential image)，S為矢狀影像(sagittal image)。圖3B為本發明一實施例的投影鏡頭的畸變(distortion)圖。圖3C為本發明一實施例的投影鏡頭的橫向色差(lateral color)圖。圖3D為本發明一實施例的投影鏡頭的縱向球差(longitudinal spherical aberration)圖，其中縱座標為光瞳(pupil)半徑。圖3E是本發明一實施例的投影鏡頭的調變轉換函數(Modulation Transfer Function, MTF)圖，其中橫座標為焦點偏移量(focus shift)，縱座標為光學轉移函數(optical transfer function, OTF)的模數(modulus)。在本實施例中，圖3E例如是在空間頻率(spatial frequency)為可解析67線對/毫米(line pair/mm, lp/mm)的條件下所繪示的圖式，但本發明不以此為限。圖3F是本發明一實施例之投影鏡頭的光扇(ray fan)圖，其中IMA為像高(image height)。請參照圖3A至圖3F，在本實施例中，由於圖3A至圖3F所顯示出的圖型均在標準的範圍內，因此具有投影鏡頭14的投影機1能具有良好成像品質。

綜上所述，在本發明實施例的投影機中，投影鏡頭採用三群架構，也就是自屏幕端至光閥端依序排列且屈光度分別為負、正及正的第一透鏡群、第二透鏡群及第三透鏡群。本發明實施例的投影機在這樣的結構設計下，當投影鏡頭與屏幕端之間的距離發生變化而進行調焦時，第一透鏡群與第三透鏡群可保持固定不動，而僅移動第二透鏡群便可達到調焦的目的，以達到結構簡單、製作成本較低以及投射比可符合短焦設計的需求。此外，本發明實施例的投影鏡頭所投影的影像具有良好的影像解析度。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的”第一”、”第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

1‧‧‧投影機

10‧‧‧照明系統

12‧‧‧光閥

14‧‧‧投影鏡頭

14a‧‧‧屏幕端

14b‧‧‧光閥端

141‧‧‧第一透鏡群

142‧‧‧第二透鏡群

143‧‧‧第三透鏡群

144‧‧‧孔徑光欄

H‧‧‧光軸

D1‧‧‧第一距離值

D2‧‧‧第二距離值

D3‧‧‧第三距離值

D4‧‧‧第四距離值

IL1‧‧‧照明光束

IL2‧‧‧影像光束

IL3‧‧‧投影光束

L1‧‧‧第一透鏡

L2‧‧‧第二透鏡

L3‧‧‧第三透鏡

L4‧‧‧第四透鏡

L5‧‧‧第五透鏡

L6‧‧‧第六透鏡

L7‧‧‧第七透鏡

L8‧‧‧第八透鏡

L9‧‧‧第九透鏡

L10‧‧‧第十透鏡

L11‧‧‧第十一透鏡

L12‧‧‧第十二透鏡

L13‧‧‧第十三透鏡

S1~S22‧‧‧表面

圖1為本發明一實施例的投影機的功能方塊示意圖。 圖2為本發明一實施例的投影鏡頭的結構示意圖。 圖3A為本發明一實施例的投影鏡頭的場曲(field curvature)圖。 圖3B為本發明一實施例的投影鏡頭的畸變(distortion)圖。 圖3C為本發明一實施例的投影鏡頭的橫向色差(lateral color)圖。 圖3D為本發明一實施例的投影鏡頭的縱向球差(longitudinal spherical aberration)圖。 圖3E是本發明一實施例的投影鏡頭的調變轉換函數(Modulation Transfer Function, MTF)圖。 圖3F是本發明一實施例之投影鏡頭的光扇(ray fan)圖。

Claims (26)

1. 一種投影機，包括： 一照明系統，適於提供一照明光束； 一光閥，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且適於將該照明光束轉換成一影像光束；以及 一投影鏡頭，配置於該影像光束的傳遞路徑上，且位於一屏幕端與一光閥端之間，該投影鏡頭包括： 一第一透鏡群，配置於該屏幕端與該光閥端之間，且具有負屈光度，並包括從該屏幕端至該光閥端依序排列的一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡以及一第五透鏡，該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡以及該第五透鏡的屈光度分別為負、負、負、正、負； 一第二透鏡群，配置於該第一透鏡群與該光閥端之間，且具有正屈光度，並包括從該屏幕端至該光閥端依序排列的一第六透鏡以及一第七透鏡，該第六透鏡以及該第七透鏡的屈光度分別為正、正；以及 一第三透鏡群，配置於該第二透鏡群與該光閥端之間，且具有正屈光度，並包括從該屏幕端至該光閥端依序排列的一第八透鏡、一第九透鏡、一第十透鏡、一第十一透鏡、一第十二透鏡以及一第十三透鏡，該第八透鏡、該第九透鏡、該第十透鏡、該第十一透鏡、該第十二透鏡以及該第十三透鏡的屈光度分別為負、正、負、負、正、正。
2. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該第四透鏡與該第五透鏡構成雙膠合透鏡。
3. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該第八透鏡、該第九透鏡與該第十透鏡構成三膠合透鏡。
4. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該第十一透鏡與該第十二透鏡構成雙膠合透鏡。
5. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該第一透鏡、該第二透鏡與該第十三透鏡的至少其中之一為非球面透鏡。
6. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該投影鏡頭還包括一孔徑光欄，該孔徑光欄配置於該第十二透鏡與該第十三透鏡之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該第五透鏡的折射率大於1.8。
8. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該第十三透鏡的折射率小於1.52。
9. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該投影鏡頭的有效焦距為f，該第一透鏡群的有效焦距為f1，且0.8＜∣f1/f∣＜1.9。
10. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該投影鏡頭的有效焦距為f，該第二透鏡群的有效焦距為f2，且1.3＜∣f2/f∣＜4。
11. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該投影鏡頭的有效焦距為f，該第三透鏡群的有效焦距為f3，且2.7＜∣f3/f∣＜6.3。
12. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該第二透鏡群適於移動於該第一透鏡群與該第三透鏡群之間，該第一透鏡群與該光閥端之間具有一第一距離值，該第三透鏡群與該光閥端之間具有一第二距離值，且該第一距離值與該第二距離值分別為一固定值。
13. 如申請專利範圍第1項所述的投影機，其中該第一透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第二透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第三透鏡為雙凹透鏡，該第四透鏡為凹面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第五透鏡為凹面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第六透鏡為雙凸透鏡，該第七透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第八透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第九透鏡為雙凸透鏡，該第十透鏡為凹面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第十一透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第十二透鏡為雙凸透鏡，該第十三透鏡為雙凸透鏡。
14. 一種投影鏡頭，適於配置於一屏幕端與一光閥端之間，該投影鏡頭包括： 一第一透鏡群，配置於該屏幕端與該光閥端之間，且具有負屈光度，並包括從該屏幕端至該光閥端依序排列的一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡以及一第五透鏡，該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡以及該第五透鏡的屈光度分別為負、負、負、正、負； 一第二透鏡群，配置於該第一透鏡群與該光閥端之間，且具有正屈光度，並包括從該屏幕端至該光閥端依序排列的一第六透鏡以及一第七透鏡，該第六透鏡以及該第七透鏡的屈光度分別為正、正；以及 一第三透鏡群，配置於該第二透鏡群與該光閥端之間，且具有正屈光度，並包括從該屏幕端至該光閥端依序排列的一第八透鏡、一第九透鏡、一第十透鏡、一第十一透鏡、一第十二透鏡以及一第十三透鏡，該第八透鏡、該第九透鏡、該第十透鏡、該第十一透鏡、該第十二透鏡以及該第十三透鏡的屈光度分別為負、正、負、負、正、正。
15. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第四透鏡與該第五透鏡構成雙膠合透鏡。
16. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第八透鏡、該第九透鏡與該第十透鏡構成三膠合透鏡。
17. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第十一透鏡與該第十二透鏡構成雙膠合透鏡。
18. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡與該第十三透鏡的至少其中之一為非球面透鏡。
19. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，還包括一孔徑光欄，該孔徑光欄配置於該第十二透鏡與該第十三透鏡之間。
20. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第五透鏡的折射率大於1.8。
21. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第十三透鏡的折射率小於1.52。
22. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該投影鏡頭的有效焦距為f，該第一透鏡群的有效焦距為f1，且0.8＜∣f1/f∣＜1.9。
23. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該投影鏡頭的有效焦距為f，該第二透鏡群的有效焦距為f2，且1.3＜∣f2/f∣＜4。
24. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該投影鏡頭的有效焦距為f，該第三透鏡群的有效焦距為f3，且2.7＜∣f3/f∣＜6.3。
25. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第二透鏡群適於移動於該第一透鏡群與該第三透鏡群之間，該第一透鏡群與該光閥端之間具有一第一距離值，該第三透鏡群與該光閥端之間具有一第二距離值，且該第一距離值與該第二距離值分別為一固定值。
26. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第二透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第三透鏡為雙凹透鏡，該第四透鏡為凹面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第五透鏡為凹面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第六透鏡為雙凸透鏡，該第七透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第八透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第九透鏡為雙凸透鏡，該第十透鏡為凹面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第十一透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第十二透鏡為雙凸透鏡，該第十三透鏡為雙凸透鏡。