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A7 A7 經濟部中央揉準局員工消費合作社印«. 五、發明説明（ 發明背景 1 ·發明領域 本發明係有關於投射光學系統，尤其是含變動放大 的投射光學系統。 2.發明背景 投射顯示器具有多項限制，此為設計光學系統的障 礙。此基本上須要較低的失真以得到較清楚的視域，較廣 的視角以對一區域中多數的觀賞者呈現清楚的圖像，對圖 像品質具高解度，對亮度及均勻幕照明高光通量。由於反 射性空間光調變器的使用更對設計產生限制。 在本文中的空間光調變器為個別可定址元件之陣列， 各元件基本上表示在觀看影像上的一圖像元件，一像素。 反射性空間光調變器通常包含這些元件之陣列，各陣列可 將光反射至顯示表面’或遠離顯示面。比照上，傳輸性調 變器基本上直接位在光路徑中，定址時可傳輸或鎖住光。 某些與照明⑧率及人工缺陷有關的問題可由偏移投射利 用反射性調變器予以消除。基本上，調變器將對齊投射透 鏡的中心軸。但是此可產生稱為棋石（keyst〇ning)的扭 曲。楔石係因投射軸不與銀幕垂直所致。例如—位在桌面 上的投射器向上傾斜以將影像整個投射在桌面上。因為影 像的頂端比底端遠離投射器，影像的上角落更遠離下角^ 尺朗用中關家揉準（CNS )以胁（2歐297公着> 83. 3. !0,〇〇〇 ---------t.------tr------i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局®C工消費合作社印製 A7 ^----——__^_ 五、發明説明（2) 落將調變器拉離投射透鏡軸，可避免此現象。 除了所有上述要求外，反射式調變器之背焦聚長度較 /光穿入調邊器且當調變器反射離開調變器陣列之光時 形=影像。進入光徑及反射光徑必需彼此㈣，否者影像 將又到影響。可由増加進入光徑及離開光徑間的空間量而 增加分隔，因此導致較長的背焦距長度。 *瑕後，在投射器中，如同在變動焦距透鏡中通常需要 具變動的放大率，以符合上述所有的需求，因此某些光學 系統必需符合低失真；視野廣；均勻幕照明；伸縮焦聚及 偏移投射的能力。 發明概述 本發明係有關於投射光學系統。其包含兩種可移動透 射群，即可變焦距透鏡群及補充器透鏡群。可變焦距透鏡 群具負放大率。補充器透鏡群含正放大率，至少包含一非 球面透鏡，且具一開孔止部，其與補充器透鏡群一起移 動。補充器透鏡群亦包含至少兩個其他固定在一起的透鏡 元件。 本發明的投射影像具有低失真及高解析度的優點。 不必使用變動開孔止部爲本發明的另一項優點。 僅需使用有限的遠鏡數爲本發明的另一項優點。 本發明尚有一優異處即將投射系統與反射式空間光調 變器及其照明系統有效耦合。 ---------裝------訂 II線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 本紙張尺度遑用中因國家揉隼（CNS ) A4规格（210X297公釐） 83. 3.10,000 A7 B7 五、發明説明（3 ) 圖式簡述 爲了更進一步了解本發明及其優點，請參閱下列詳細 說明及附圖： 圖1爲反射式空間光調變器之偏移投射系統的實施例。 圖2示在最小焦距型態下投射式光學系統之一實施例。 圖3示在最大聚焦長度下投射式光學系統之一實施例。 較佳實施例之詳細說明 圖1示最小投射系統〗ο，其使用一反射性調變器〗6，且 允許變動放大。光源I2經窗口 U照亮調變器le。基本上空 間光調變器包含定址電路，其動作調變器上各別的陣列元 件。為了防止高低不平及可遷移性，正常時調變器在密封環 境下包封，其頂上有一窗口以使調變器可接收並反射光 線。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 由選擇各別元件中某些元件而使進入光形成一影像。 所選之元件將入射該元件的光反射至第一透射群ls，圖中 以障壁包封顯示，下文中以補充器透鏡群稱之。然後，補 充器透鏡群使光通過而至第二透射群2〇,下文稱為可變隹 距透鏡群。職，放大影絲至視表面。投録視表面: 影像尺寸視補充器透鏡群及可變焦距透鏡群之位址而定。 _ f -- . __ 83. 3. !〇,〇〇〇 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中而家標準（CNS >⑽秘（2丨。χ 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 6 -

A7 B7 五、發明説明（4 兩者均可移動。 圖2及3示來自空間光調變器Μ至視表面之光路徑，及 投影光路徑的側視圖。在這些圖中顯示各群内的透鏡並不 $包封。圖2示整個可變焦距透鏡群在其最小聚焦長度形 恶。透射群1S ’即補充器透鏡群包含開孔止部。開孔止 部2 1與補充器透鏡群lS —起移動。此使得系統的£數隨著險 示放大率故變，維持固定的顯示照明，且不需要使用變動 開孔止部。 變動開孔止部即止改變止部開口的能力，如在— 35mm 照相機透鏡之f部。此項設計通常需機械化且對機械系統增 加相當的複雜度。因為在系統中的開口與開孔止部一起移 動。系統中的f數自然地以保持幕照明（亮度）以固定的方 式改變。 此實施例使用反望遠鏡照相型態’而補充器透鏡群爲 正光功率，可變焦距透鏡群為負放大率，在此補充器透鏡 群以 + Η 型態表示。透射群28 ’ 26及μ均為正放 大率’而透射群24為負放大率。透射群Μ為非球面’其允 序控制光像差。像差指與一透鏡系統所形能之完全影像之 間的偏離度，此根源於所製造的球面並不形成完全影像。 此稱為單色像差，以分別彩色像差。彩色像差系導因於玻 璃與波長之間繞射率的變動，或色彩變動所致。 單色像差基本上會因設計中上透鏡數增加而減少，可 應用非球面以使用較少的透鏡元件達到相似的效能。非球 面可使用較少的透鏡達到相似的效能。另外，由於所用材 83. 3. 10,000 裝 訂 線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __________ B7 五、發明説明（5 ) ' 料及處理方式亦會限制非球 面的使用。 q在本發明的另一實施例中，這些透射群係由丙烯塑膠 製成，其可應用鑽石尖點加工或鑄模以產生非球型表面。 基本上可使用來自不同玻璃中的正或負放大率透鏡元件減 ，形色像差。然後，這些元件可結合其間之機械上的不對 齊，此係因通常單色相差對此不對齊相當敏感。 種亦可用於減低像差的新技術係使用繞射光學元 件。基本上’繞射成份可包含在球面製造程序中，所以不 需要其餘的元件或組成。 透射群2〇 (可變焦距透鏡群）其完全形態為”--- +及負放大率。透鏡元件32，34及％均為負放大率，透 鏡π件3〇為正放大率。透鏡元件32可包含繞射元件以輔助 像差校正。 圏中透射群】8除開孔止部2】外尚包含四個元件，且透 射群2〇亦含四個元件。各群中的元件數並不受此例之限 制。為了校正像差，在各群中有必要有一非球面透鏡。 同樣地，圖不開孔止部2〗介於補充器透鏡群之元件24 及22之間，但圖中開孔止部的位置並不受此例之限制❶有 必要對開孔止部定位。為了上述原因亦有必要允許開孔止 部隨補充器群移動。 各群間的移動決定可變焦距率，即在固定距離處最大 顯示尺寸對最小顯示尺寸比。透射群的位置及其移動的距 離視所需要的焦聚變動率及在顯示器上所維持的焦距而 定。圖3示最大聚焦長度形態之系統。 I 、灯------.it (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 B7 五、發明説明（6 ) 各群至少包含一非球面透鏡且各群於反望遠鏡照相形 態的可移動透射群之投射光學系統具有多項優點。與含變 動放大率之投射系統的現在實施例比較，此系統應用較少 的透鏡得到較低的失真及較高的解析度。另外，本發明之 系統不需變動開孔止部’且可與反射性光調變器及至投射 系統的照明系統充分耦點。 囡此’本文已說明具變動放大率之偏移投射光系統的 特殊實施例’但上列實施例並非在於限制本發明，本發明 係受限於下列申請專利範圍。 ---------r------tr------線’ (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局員工消費合作社印裝 e 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4洗格（210X297公釐） 83.3. 10,000

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 申請專利範圍 1. 一種具變動放大率的光學系統，包含 一包含至少一非球面透鏡的可變焦距透鏡群，該可變 焦距透鏡群含負光學放大率且可移動； 一具正光學放大率且可移動的補充器透鏡群，該補充器 透鏡群包含： 至少一非球面透鏡元件；及 至少兩個其他透鏡元件，其中該至少兩個其他透 鏡元件固定在一起，以使該系統的彩色像差為最小； 及 一與該補充器透鏡群定位的開孔止部，且其與補充器 透鏡群一起移動。 2 .如申請專利範圍第1項之光學系統，其中該可變焦距 透鏡群包含四個透鏡。 3·如申請專利範圍第i項之光學系統，其中該補充器透 鏡群包含四個透鏡。 4. 如申請專利範圍第3項之光學系統，其中該開孔止部 位在該補充器群之第三及第四元件之間。 5. 如申請專利範圍第i項之光學系統，其中該包含在該 焦聚變動群中的非球面鏡包含一繞射鏡。 6. 如申請專利範圍第i項之光學系統，其中該包含補充 器群的非球面透鏡包含一繞射組件。 7 ·—種具有變動放大率的光學系統包含： 一可變焦距透鏡群，其含負放大率且為可移動者，包 含 9 — 本纸張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 棄· Γ A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 第一及第二負放大率之透鏡元件； 第三透鏡元件，其中該第三透鏡元件爲非球面且 具有負放大率；及 一第四具有正放大率之透鏡元件； 一補充器透鏡群，其具正放大率且為可移動者，包含 第一及第二正放大率之透鏡元件； 第三負放大率之透鏡元件，其固定於該第二透鏡 元件上；及 一第四具正放大率之透鏡元件；及 一位在該補充器透鏡群之第三透鏡元件及該第四透鏡 元件之間的開孔止部，該開孔止部可與該補充器透鏡群一 起移動。 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印聚 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）