TWI386701B

TWI386701B - 投影鏡頭

Info

Publication number: TWI386701B
Application number: TW97140867A
Authority: TW
Inventors: Kuang Ju Wang; Chun Hsiang Huang
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2013-02-21
Also published as: TW201017251A

Description

投影鏡頭

本發明涉及投影技術，尤其涉及一種投影鏡頭。

近年來，隨著投影技術之發展，投影機逐漸朝小型化方向發展。相應地，投影鏡頭也需縮小尺寸。投影鏡頭之總長度一般取決於光學鏡片之數量，因此減少光學鏡片之數量係縮小投影鏡頭之重要手段。另外，小型化之投影鏡頭必須具有較好之廣角特性，否則無法在短距離內投射出較大之畫面。

有鑒於此，有必要提供一種尺寸小、廣角特性好之投影鏡頭。

一種投影鏡頭，其從放大側至縮小側依次包括具有負光焦度之第一透鏡、具有正光焦度之第二透鏡、具有負光焦度之第三透鏡組以及具有正光焦度之第四透鏡。該投影鏡頭滿足條件式：0.3<| f1/f(2-4)|<1.0

其中，f1為所述第一透鏡之焦距，f(2-4)為第二透鏡至第四透鏡之合焦距。

本發明之投影鏡頭之鏡片數量較少，鏡頭總長較小。該投影鏡頭滿足條件式0.3<| f1/f(2-4)|<1.0，因此具有較大之視場角，從而具有較好之廣角特性。

下面將結合附圖，舉以下較佳實施方式並配合圖式詳細描述如下。

圖1所示為本發明實施方式提供之投影鏡頭100，其從放大側至縮小側依次包括具有負光焦度之第一透鏡10、具有正光焦度之第二透鏡20、具有負光焦度之第三透鏡組30以及具有正光焦度之第四透鏡40。所述放大側係指靠近投影螢幕(圖未示)之一側，所述縮小側係指靠近投影元件200如數位微鏡元件(Digital Micro mirror Device，DMD)之一側。所述第三透鏡組30從放大側至縮小側進一步包括一具有正光焦度之正透鏡32及一具有負光焦度之負透鏡34。優選地，該第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡組30之正透鏡32與負透鏡34以及第四透鏡40均由塑膠材料製成。

投影時，光線自縮小側射入所述投影鏡頭100，依次經所述第四透鏡40、第三透鏡組30、第二透鏡20以及第一透鏡10後，將圖像投影於所述投影螢幕上。

為使該投影鏡頭100具有較好之廣角特性，該投影鏡頭100應滿足以下條件：(1)0.3<| f1/f(2-4)|<1.0

其中，f1為所述第一透鏡10之焦距，f(2-4)為第二透鏡20至第四透鏡40之合焦距。條件(1)要求| f1/f(2-4)|之數值較小，以使該投影鏡頭100具有較大之視場角，從而可以在短距離內投射出較大之畫面，即具有較好之廣角特性。

優選地，該投影鏡頭100滿足以下條件：(2)0.6<R2/f<1.2

其中，R2為所述第一透鏡10靠近縮小側之表面S2之曲率半徑，f為所述投影鏡頭100之總焦距。條件(2)限定所述第一透鏡10靠近縮小側之表面之形狀，以降低畸變、慧差及像散等像差，使所述投影鏡頭100具有較好之成像品質。

優選地，該投影鏡頭100還滿足以下條件：(3)1.6<BFL/f

其中，BFL為所述投影鏡頭100之後焦距。條件(3)使所述投影鏡頭100具有較長之後焦距，從而便於在所述縮小側與所述第四透鏡40間設置其它光學元件。

所述投影鏡頭100還包括一孔徑光闌50、一棱鏡60及一玻璃片70。所述孔徑光闌50位於所述第二透鏡20與第三透鏡組30之間，用於遮罩雜散光。所述棱鏡60設於所述第四透鏡40與投影元件200之間，用於改變光路。所述玻璃片70設於所述棱鏡60與投影元件200之間，用於防止所述投影元件200受到灰塵污染。

所述第一透鏡10、第二透鏡20、第三透鏡組30之正透鏡32與負透鏡34以及第四透鏡40均為非球面透鏡，其表面均滿足非球面之面型運算式：

其中，x為沿光軸方向在高度為h之位置以表面頂點作參考距光軸之位移值，c為鏡面表面中心之曲率半徑，k為二次曲面係數，h為從光軸到透鏡表面之高度，ΣA _i h ⁱ表示對A_ihⁱ累加，i為自然數，A_i為第i階之非球面面型係數。

在本實施方式中，該投影鏡頭100之各光學元件滿足表1及表2之條件。

表1中分別列有由放大側至縮小側之各光學表面之曲率半徑(R)、與後一光學表面之間距(D)、折射率(nd)和阿貝數(Abbe Number)(Vd)。其中，請參閱圖1，S1至S15依次表示從放大側至縮小側之各光學表面，S5代表所述孔徑光闌50。

各非球面表面之非球面係數如表2所示：

本實施方式中所述投影鏡頭100之球差特性曲線、場曲特性曲線及畸變之特性曲線分別如圖2、圖3及圖4所示。圖2中，曲線f，d及c分別為該投影鏡頭100在f光(波長為460nm)、d光(波長為525nm)及c光(波長為625nm)條件下之球差特性曲線。可見，該投影鏡頭100對可見光(400-700nm)產生之球差被控制在-0.008mm~0.006mm間。圖3中，曲線t及s分別為該投影鏡頭100在d光條件下之子午場曲(tangential field curvature)特性曲線及弧矢場曲(sagittal field curvature)特性曲線。可見，子午場曲值及弧矢場曲值被控制在-0.01mm~0間。圖4所示為該投影鏡頭100在d光條件下之畸變特性曲線。可見，畸變量被控制在1%以內。綜前，投影鏡頭100產生之球差、場曲及畸變被控制(修正)在較小之範圍內。

本發明之投影鏡頭之鏡片數量較少，鏡頭總長較小。該投影鏡頭滿足條件式0.3<| f1/f(2-4)|<1.0，因此具有較大之視場角，從而具有較好之廣角特性；條件0.6<R2/f<1.2保證了該投影鏡頭具有較小之畸變、慧差及像散等像差，使其具有較好之成像品質。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧投影鏡頭

10‧‧‧第一透鏡

20‧‧‧第二透鏡

30‧‧‧第三透鏡組

32‧‧‧正透鏡

34‧‧‧負透鏡

40‧‧‧第四透鏡

50‧‧‧孔徑光闌

60‧‧‧棱鏡

70‧‧‧玻璃片

200‧‧‧投影元件

S1‧‧‧第一透鏡放大側表面

S2‧‧‧第一透鏡縮小側表面

S3‧‧‧第二透鏡放大側表面

S4‧‧‧第二透鏡縮小側表面

S5‧‧‧孔徑光闌

S6‧‧‧正透鏡放大側表面

S7‧‧‧正透鏡縮小側表面

S8‧‧‧負透鏡放大側表面

S9‧‧‧負透鏡縮小側表面

S10‧‧‧第四透鏡放大側表面

S11‧‧‧第四透鏡縮小側表面

S12‧‧‧棱鏡放大側表面

S13‧‧‧棱鏡縮小側表面

S14‧‧‧玻璃片放大側表面

S15‧‧‧玻璃片縮小側表面

圖1為本發明實施方式提供之投影鏡頭之示意圖。

圖2為圖1中之投影鏡頭之球差特性曲線圖。

圖3為圖1中之投影鏡頭之場曲特性曲線圖。

圖4為圖1中之投影鏡頭之畸變特性曲線圖。