TWI395046B - Zoom projection lens - Google Patents

Description

變焦投影鏡頭

本發明涉及一種變焦投影鏡頭，尤指一種適於非遠心投影顯示光學系統或影像擷取光學系統中使用的小型化變焦投影鏡頭。

按，投影機係利用光學投影方式將影像投射至大尺寸螢幕上的一種裝置，依其內部所使用的光引擎(Light Engine)的不同，可分爲LCD(Liquid Crystal Display)投影機、DLP(Digital Light Processor)投影機及LCOS(Liquid Crystal on Silicon)投影機，其中LCD投影機因其運作時光線會透過LCD面板，故屬於穿透式投影機，而LCOS、DLP則係靠光線反射的原理顯像，故稱為反射式投影機。而依光線投影方向的不同，投影機又可分為前投式(Front Projection)與背投式(Rear Projection)兩種，前投式投影機是投影機與觀看者在螢幕的同一邊，主機與螢幕是分離的，背投式投影機則是投影機與觀看者在螢幕不同邊。此外，前投式或背投式投影機依其使用光閥數目的不同，又可分為單片式、兩片式與三片式三種。

在LCD、DLP及LCOS此三種投影機中，採用非遠心光路系統(Non-Telecentric System)的DLP投影機近年來發展迅速，其發展趨勢為在短投影距離中達成大螢幕、高清晰度、高亮度的圖像顯示，其更能獲得體積小、重量輕等產品特性。DLP投影機的關鍵元件爲DMD(Digital Micromirror Device)數位微鏡器件；DMD爲美國德州儀器公司獨家掌握並開發的數位圖像晶片，由於其面世的時間相對較短，故與DMD技術相匹配的有關DLP投影成像光學系統的專利技術並不多，而現有的LCD、LCOS等投影鏡頭由於採用的是遠心光路系統，因而無法完全滿足DMD數位圖像晶片之配套要求。這主要係由於DMD上的微型反光鏡於工作時隨圖像訊號會有10度或12度的翻轉，以將來自照明光源的光束通過微反射鏡的翻轉反射入投影鏡頭的入瞳並聚焦於螢幕上。基於此特點，LCD、LCOS等投影鏡頭通常無法充分滿足DMD數位圖像晶片之配套要求。

此外，對於反射式DLP投影機包括LCOS投影機而言，爲提高投影品質，需使得入射於反射式成像器如DMD數位微鏡器件上的入射光路與出射光路之間的間隔加大以形成隔離，如此可避免出射光路被其他光源干擾。因而，其投影顯示光學系統中的投影鏡頭需具有一足夠長的後焦(BFL，Back Focal Length)。

習用之變焦投影鏡頭多採用多群透鏡組作動且各透鏡組長度較長，故已不符當前投影機小型化之趨勢。美國專利第6,590,716號則揭示一種兩群作動的變焦投影鏡頭，其包括具有負屈光度的第一透鏡組、具有正屈光度的第二透鏡組、具有負屈光度的第三透鏡組及具有正屈光度的第四透鏡組，其中第一、第四透鏡組係固定不動，第二、第三透鏡組可進行作動。惟，由於該變焦投影鏡頭係採用四群透鏡組的架構，透鏡數目多達12片，導致鏡頭總長較長而增加了最終的投影機產品的尺寸、成本與重量，因而亦不符當前投影機小型化、低成本之發展趨勢。此外，該變焦投影鏡頭僅適用於採用遠心光路系統的LCD、LCOS投影機，而並不適用於採用非遠心光路系統的DLP投影機。

另，在變焦投影鏡頭的透鏡形態及材質選擇上，由於傳統的球面研磨玻璃透鏡的材質選擇較多，其對於矯正色差較為有利，故已廣為業界所使用。惟球面研磨玻璃透鏡使用於光圈係數(F Number)較小及視角(Wide-angle)較大的情形時，球差及像散等像差的矯正仍較困難。為了有效矯正像差，如上所述，習知變焦投影鏡頭通常是由多個透鏡組構成，從而造成鏡頭整體尺寸較長、重量較大、成本較高。而採用非球面透鏡可解決上述問題，其可大幅提高成像品質並減小廣角鏡頭的桶狀變形，且一片非球面透鏡可替代數枚球面透鏡補償像差，可以相當顯著地簡化鏡頭的光學設計，減小其體積和重量。

無論是球面透鏡還是非球面透鏡，其製作材質主要有玻璃與塑膠，其中玻璃透鏡的透光係數較大，成像效果好，但價格較高，主要應用於高階產品；塑膠透鏡的透光係數較小，價格低廉，主要應用於低階產品。但因塑膠材質輕便，而玻璃材質卻比較厚重，故在鏡頭設計時會採用玻璃透鏡與塑膠透鏡之組合，藉此取長補短，從而設計出所需的鏡頭組。若採用全塑膠透鏡之組合則不但會影響鏡頭之光學性能，而且對公差要求亦會比較嚴格。

因此，綜合上述，如何設計出一款適於非遠心投影顯示光學系統或影像擷取光學系統中使用的變焦投影鏡頭，使其具有尺寸短小、結構簡單、成本較低、成像品質良好等諸多優點，且同時具有較長後焦的特點，已成爲業界的共同訴求。

本發明的主要目的即在於提供一種變焦投影鏡頭，可適用於非遠心投影顯示光學系統或影像擷取光學系統，其具有尺寸短小、結構簡單、成本較低且成像品質良好等特點。

本發明的另一目的在於提供一種具有上述變焦投影鏡頭的投影顯示光學系統。

本發明的再一目的在於提供一種具有上述變焦投影鏡頭的影像擷取光學系統。

依據本發明之主要目的而提供之變焦投影鏡頭，可適用於非遠心投影顯示光學系統或影像擷取光學系統，其係由一具有負屈光度的第一透鏡組及一具有正屈光度的第二透鏡組組成，其中第一透鏡組係設置於螢幕側，其可沿光軸移動並包含有至少一枚塑膠非球面透鏡；第二透鏡組係設置於像平面側，其亦可沿光軸移動並包含有至少一枚玻璃非球面透鏡。於第二透鏡組的其中兩相鄰透鏡之間另設有一孔徑光闌，該孔徑光闌可隨第二透鏡組一起移動。該變焦投影鏡頭滿足以下條件式：

其中，f1爲第一透鏡組之焦距，f2爲第二透鏡組之焦距，fw爲該變焦投影鏡頭作為一整體於廣角端之焦距。

依據本發明第一實施例之變焦投影鏡頭，該第一透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一新月型負透鏡及一新月型正透鏡，其中該新月型正透鏡係一塑膠非球面透鏡。該第二透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一新月型正透鏡、一雙凹透鏡及一平凸透鏡，其中該雙凹透鏡係一玻璃非球面透鏡。該孔徑光闌係設置於該第二透鏡組的該新月型正透鏡與該雙凹透鏡之間。

依據本發明第二實施例之變焦投影鏡頭，該第一透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一新月型負透鏡及一新月型正透鏡，其中該新月型正透鏡係一塑膠非球面透鏡。該第二透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一第一雙凸透鏡、一新月型正透鏡、一雙凹透鏡及一第二雙凸透鏡，其中該第二雙凸透鏡係一玻璃非球面透鏡。該孔徑光闌係設置於該第二透鏡組的該新月型正透鏡與該雙凹透鏡之間。

依據本發明第三實施例之變焦投影鏡頭，該第一透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一新月型負透鏡及一複合透鏡，其中該複合透鏡係由一雙凹透鏡與一雙凸透鏡相互接合而成，該新月型負透鏡係一塑膠非球面透鏡。該第二透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一第一雙凸透鏡、一新月型正透鏡、一雙凹透鏡及一第二雙凸透鏡，其中該第二雙凸透鏡係一玻璃非球面透鏡。該孔徑光闌係設置於該第二透鏡組的該新月型正透鏡與該雙凹透鏡之間。

本發明三個實施例之變焦投影鏡頭更滿足以下條件式：

其中，fw爲該變焦投影鏡頭作為一整體於廣角端之焦距，bf為該變焦投影鏡頭之後焦長度，tt為該變焦投影鏡頭之光學系統總長，ex為該變焦投影鏡頭的系統出瞳位置，lt為該變焦投影鏡頭的鏡頭總長。

相較於習知技藝，本發明變焦投影鏡頭僅有屈光率分別為負、正的兩組透鏡組組成，僅包括5至7個透鏡，因此具有尺寸短小、結構簡單、成本較低之優點；藉由採用至少兩枚非球面透鏡與玻璃、塑膠透鏡之組合配置，以及特定條件式之滿足，可在縮減鏡頭總長的同時有效矯正各種像差，因此本發明變焦投影鏡頭亦具有較佳之成像品質。此外，本發明變焦投影鏡頭亦具有較長之後焦，可適用於非遠心系統或反射式投影機例如DLP投影機以及有長後焦要求的影像擷取光學系統。。

本發明之變焦投影鏡頭可應用於非遠心投影顯示光學系統或影像擷取光學系統中，例如DLP投影機的顯示光學系統中，用來將DMD成像器上的影像投射至螢幕上。

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較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。

第一實施例

第一圖所示為本發明第一實施例之變焦投影鏡頭的光學結構示意圖。該變焦投影鏡頭從螢幕側(對應第一圖的左側)至像平面側(對應第一圖的右側，即像平面IP的一側)沿光軸OA依序包含有：一具有負屈光度的第一透鏡組G1及一具有正屈光度的第二透鏡組G2。所謂的螢幕係指影像可投射於其上的一平面，而像平面係指成像器如DMD數位微鏡器件的設置位置。

第一透鏡組G1可沿光軸OA移動，其係由第一透鏡L1與第二透鏡L2兩個透鏡組成，第一透鏡L1與第二透鏡L2的形式分別為一新月型負透鏡與一新月型正透鏡。該新月型負透鏡L1係由全球面玻璃硝材製成，其具有位於螢幕側的一凸面R1及位於像平面側的一凹面R2。該新月型正透鏡L2係藉由射出成型法製成的一塑膠非球面透鏡，其具有位於螢幕側的一凹面R3及位於像平面側的一凸面R4。較佳地，該新月型正透鏡L2的凹面R3與凸面R4皆爲非球面。

第二透鏡組G2亦可沿光軸OA移動，其係由第三透鏡L3、第四透鏡L4與第五透鏡L5三個透鏡組成。該等透鏡L3、L4與L5係皆由全球面玻璃硝材製成，其形式分別爲一新月型正透鏡、一雙凹透鏡與一平凸透鏡。其中，該新月型正透鏡L3具有位於螢幕側的一凸面R5及位於像平面側的一凹面R6，該雙凹透鏡L4具有位於螢幕側的一凹面R7及位於像平面側的一凹面R8，該平凸透鏡L5具有位於螢幕側的一平面R9及位於像平面側的一凸面R10。該雙凹透鏡L4係藉由玻璃模造成型法製成的一玻璃非球面透鏡，其凹面R7與R8較佳地皆爲非球面。

第二透鏡組G2的新月型正透鏡L3與雙凹透鏡L4之間另設有一孔徑光闌ST，其可隨第二透鏡組G2一起移動。在第二透鏡組G2與像平面IP(即成像器)之間設有一玻璃平板GP。

本發明第一實施例之變焦投影鏡頭的各透鏡參數可參照下表一所示，其中，“F”代表鏡頭的焦距；“W”代表廣角端；“M”代表中間角度端；“T”代表望遠端；“Fno.”代表鏡頭的光圈係數或F值；“表面序號”R1至R12依次代表從螢幕側至像平面側的各透鏡表面(參第一圖)；“曲率半徑R”代表相對應之透鏡表面的曲率半徑；“距離/厚度D”代表各透鏡沿著光軸OA測量所得之厚度，或者是代表兩相鄰透鏡沿光軸OA的間距；“折射率Nd”及“阿貝係數Vd”則代表各透鏡對d光線的折射率與阿貝係數。

如上所述，在本發明第一實施例之變焦投影鏡頭中，較佳地，第一透鏡組G1的新月型凸透鏡L2的兩表面R3、R4以及第二透鏡組G2的雙凹透鏡L4的兩表面R7、R8皆爲非球面。該些非球面的設計公式表示如下：

其中：D爲沿光軸方向在高度爲H的位置以表面頂點作參考距光軸的位移值；K爲錐度常數；C=1/R，R代表曲率半徑；H代表鏡片高度；E₄ 代表四次的非球面係數；E6代表六次的非球面係數；E₈ 代表八次的非球面係數；E₁₀ 代表十次的非球面係數；E₁₂ 代表十二次的非球面係數；E₁₄ 代表十四次的非球面係數。表二示出了本發明第一實施例之變焦投影鏡頭的各非球面表面的相關參數。

依照表一及表二所列之參數進行設計，如第二A圖至第二E圖(廣角端各像差表現圖)、第三A圖至第三E圖(中間角度端各像差表現圖)及第四A圖至第四E圖(望遠端各像差表現圖)所示，本發明第一實施例之變焦投影鏡頭於廣角端、中間角度端及望遠端對各種像差皆有良好之矯正表現。其中，第二A、三A及四A圖分別顯示本發明第一實施例之變焦投影鏡頭於廣角端、中間角度端及望遠端之縱向球差(Longitudinal Spherical Aberration)表現；第二B、三B及四B圖分別顯示本發明第一實施例之變焦投影鏡頭於廣角端、中間角度端及望遠端之橫向色差(Lateral Color)表現；第二C、三C及四C圖分別顯示本發明第一實施例之變焦投影鏡頭於廣角端、中間角度端及望遠端之場曲(Field Curvature)表現；第二D、三D及四D圖則分別顯示本發明第一實施例之變焦投影鏡頭於廣角端、中間角度端及望遠端之MTF(Modulation Transfer Function)調制傳遞函數特性曲線，顯示本發明第一實施例之變焦投影鏡頭具有良好的反差特性及解像性能。

第二實施例

請參照第五圖所示的本發明變焦投影鏡頭的第二實施例，其與第一圖所示之第一實施例在結構上的不同之處在於第二透鏡組G2的構成不同。在第二實施例中，第二透鏡組G2係由4個透鏡組成，包括第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5及第六透鏡L6。該等透鏡L3、L4、L5與L6亦皆由全球面玻璃硝材製成，其形式分別為一第一雙凸透鏡、一新月型正透鏡、一雙凹透鏡及一第二雙凸透鏡。孔徑光闌ST係設置於新月型正透鏡L4與雙凹透鏡L5之間並可隨第二透鏡組G2一起移動。

本發明第二實施例之變焦投影鏡頭的各透鏡參數可參照下表三所示。

表四示出了本發明第二實施例之變焦投影鏡頭的各非球面表面的相關參數。

由表四可知，在本發明第二實施例之變焦投影鏡頭中，第一透鏡組G1的新月型凸透鏡L2的兩表面R3、R4以及第二透鏡組G2的第二雙凸透鏡L6的兩表面R11、R12皆為非球面。較佳地，該新月型凸透鏡L2為藉由射出成型法製成的一塑膠非球面透鏡，該雙凸透鏡L6為藉由玻璃模造成型法製成的一玻璃非球面透鏡。

依照表三及表四所列之參數進行設計，如第六A圖至第六E圖(廣角端各像差表現圖)、第七A圖至第七E圖(中間角度端各像差表現圖)及第八A圖至第八E圖(望遠端各像差表現圖)所示，本發明第二實施例之變焦投影鏡頭於廣角端、中間角度端及望遠端對各種像差皆有良好之矯正表現而可獲得較佳之成像品質。

第三實施例

請參照第九圖所示的本發明微型取像鏡頭的第三實施例，其與第五圖所示之第二實施例在結構上的主要不同之處在於第一透鏡組G1的構成不同。在第三實施例中，第一透鏡組G1係由3個透鏡組成，包括一新月型負透鏡L1、一雙凹透鏡L2及一雙凸透鏡L3，其中該雙凹透鏡L2與該雙凸透鏡L3係皆由全球面玻璃硝材製成並相互接合成一體而構成一複合透鏡，該新月型負透鏡L1則係一非球面塑膠透鏡。

本發明第三實施例之變焦投影鏡頭的各透鏡參數可參照下表五所示。

表六示出了本發明第三實施例之變焦投影鏡頭的各非球面表面的相關參數。

由表六可知，在本發明第三實施例之變焦投影鏡頭中，第一透鏡組G1的新月型負透鏡L1的兩表面R1、R2以及第二透鏡組G2的雙凸透鏡即第七透鏡L7的兩表面R12、R13皆爲非球面。較佳地，該新月型負透鏡L1為藉由射出成型法製成的一塑膠非球面透鏡，該雙凸透鏡L7爲藉由玻璃模造成型法製成的一玻璃非球面透鏡。

依照表五及表六所列之參數進行設計，如第十A圖至第十E圖(廣角端各像差表現圖)、第十一A圖至第十一E圖(中間角度端各像差表現圖)及第十二A圖至第十二E圖(望遠端各像差表現圖)所示，本發明第三實施例之變焦投影鏡頭於廣角端、中間角度端及望遠端對各種像差皆有良好之矯正表現而可獲得較佳之成像品質。

由上述三個實施例概括可知，本發明之變焦投影鏡頭僅由負屈光度之第一透鏡組G1及正屈光度之第二透鏡組G2兩透鏡組構成，其中第一透鏡組G1包含有一枚塑膠非球面透鏡(在三個實施例中分別爲新月型正透鏡L2、新月型正透鏡L2及新月型負透鏡L1)，第二透鏡組G2包含有一枚玻璃非球面透鏡(在三個實施例中分別爲雙凹透鏡L4、雙凸透鏡L6及雙凸透鏡L7)且於其兩相鄰透鏡之間設有一孔徑光闌ST。較佳地，該等非球面透鏡L1、L2、L4、L6及L7的螢幕側表面及像平面側表面皆爲非球面。本發明變焦投影鏡頭藉由採用負、正兩組透鏡組結構及非球面設計，可大幅縮減鏡頭總長，降低鏡頭之組立及製造成本並有效矯正各種像差，從而獲得一尺寸短小、結構簡單、成本較低且成像品質良好的變焦投影鏡頭。

在本發明變焦投影鏡頭的上述三個實施例中，第一透鏡組G1僅包含有一枚塑膠非球面透鏡，第二透鏡組G2亦僅包含有一枚玻璃非球面透鏡，其他透鏡係皆爲全球面玻璃透鏡，以藉由玻璃透鏡與塑膠透鏡兩者之組合同時達成大幅縮減透鏡之使用數目並有效修正各種像差的最佳效果。然而，本發明並不限定於此。第一透鏡組G1亦可包含一枚以上的塑膠非球面透鏡，第二透鏡組G2亦可包含一枚以上的玻璃非球面透鏡。溫度變化對塑膠非球面透鏡之光學性能的影響可藉由透鏡組前、後間距或鏡頭後焦來加以補償，如此可避免鏡頭因溫度變化而導致影像品質降低之現象。

爲有效縮減鏡頭總長並修正各種像差而獲得較佳之成像品質，本發明上述三個實施例之變焦投影鏡頭皆滿足以下條件式(1)~(3)：

其中，f1爲第一透鏡組G1之焦距，f2爲第二透鏡組G2之焦距，fw係本發明變焦投影鏡頭作為一整體於廣角端之焦距。

如第一圖至第三圖之鏡頭光學結構圖所示，本發明三個實施例之變焦投影鏡頭皆具有較長之後焦，該後焦係指鏡頭最後一個透鏡表面至像平面IP之距離。例如，第一圖所示的第一實施例中，該後焦係指平凸透鏡L5的表面R10至像平面IP之間的距離。該較長之後焦係適應於反射式或非遠心系統投影機例如DLP投影機要求入射光路與出射光路之間的間隔加大這一需求。對於影像擷取光學系統而言，較長之後焦可滿足放置額外光學元件如合光棱鏡、紅外濾波片的需求，以獲得更佳之光學性能。本發明三個實施例之變焦投影鏡頭於廣角端之後焦滿足以下條件式(4)~(6)：

其中，fw爲本發明變焦投影鏡頭作為一整體於廣角端之焦距，bf為本發明變焦投影鏡頭之後焦長度，tt為本發明變焦投影鏡頭之光學系統總長(係指第一個透鏡之螢幕側表面至像平面IP之間的距離)。滿足上述條件式(4)~(6)可使本發明變焦投影鏡頭於廣角狀態下的後焦顯著拉長，並且亦可有效縮減鏡頭總長並修正各種像差。

本發明三個實施例之變焦投影鏡頭另滿足以下條件式(7)及(8)：

其中，ex為本發明變焦投影鏡頭的系統出瞳位置，bf為本發明變焦投影鏡頭的後焦長度，lt為本發明變焦投影鏡頭的鏡頭總長(係指第一個透鏡之螢幕側表面至最後一個透鏡之像平面側表面的距離)，tt為本發明變焦投影鏡頭的光學系統總長。滿足於條件式(7)與(8)亦可使本發明變焦投影鏡頭的鏡頭總長有效縮減並增加後焦長度。

綜上所述，與習知技藝相比較，本發明變焦投影鏡頭僅有屈光率分別爲負、正的兩組透鏡組G1、G2組成，僅包括5至7個透鏡，因此具有尺寸短小、結構簡單、成本較低之優點；藉由採用至少兩枚非球面透鏡與玻璃、塑膠透鏡之組合配置，以及特定條件式之滿足，可在縮減鏡頭總長的同時有效矯正各種像差，因此本發明變焦投影鏡頭亦具有較佳之成像品質。此外，本發明變焦投影鏡頭亦具有較長之後焦，可適用於非遠心系統或反射式投影機例如DLP投影機以及有長後焦要求的影像擷取光學系統。

本發明變焦投影鏡頭可適用於非遠心系統的前投式投影機，尤其是DLP投影機，不僅使該投影機小型化，亦可提高裝置性能而獲得高品質之影像。此外，本發明變焦投影鏡頭亦可應用於影像擷取光學系統中，以縮減該光學系統的總長並提高其光學性能。事實上，本發明三個實施例所揭示之變焦投影鏡頭皆構成一倒置的遠攝結構，其中螢幕側(即影像可投影於其上的平面)可作爲一像面，而像平面側(即顯示裝置表面，例如DMD成像器)則可作爲一物面。惟，在顯示裝置側對變焦投影鏡頭之光學性能進行評估時，該螢幕側係被視爲物面，而該變焦投影鏡頭則係被視爲一縮影光學系統(ROS，Reduction Optical System)。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅爲本發明之較佳實施方式，舉凡熟習本案技術之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆涵蓋於後附之申請專利範圍內。

G1．．．第一透鏡組

G2．．．第二透鏡組

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

ST．．．孔徑光闌

GP．．．玻璃平板

IP．．．像平面

OA．．．光軸

R1~R15．．．透鏡表面

第一圖爲本發明第一實施例之變焦投影鏡頭的光學結構示意圖。

第二A至二E圖分別爲本發明第一實施例之變焦投影鏡頭位於廣角端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

第三A至三E圖分別爲本發明第一實施例之變焦投影鏡頭位於中間角度端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

第四A至四E圖分別爲本發明第一實施例之變焦投影鏡頭位於望遠端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

第五圖係本發明第二實施例之變焦投影鏡頭的光學結構示意圖。

第六A至六E圖分別爲本發明第二實施例之變焦投影鏡頭位於廣角端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

第七A至七E圖分別爲本發明第二實施例之變焦投影鏡頭位於中間角度端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

第八A至八E圖分別爲本發明第二實施例之變焦投影鏡頭位於望遠端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

第九圖係本發明第三實施例之變焦投影鏡頭的光學結構示意圖。

第十A至十E圖分別爲本發明第三實施例之變焦投影鏡頭位於廣角端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

第十一A至十一E圖分別爲本發明第三實施例之變焦投影鏡頭位於中間角度端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

第十二A至十二E圖分別爲本發明第三實施例之變焦投影鏡頭位於望遠端時的縱向球差、橫向色差、場曲、畸變及MTF曲線示意圖。

G1．．．第一透鏡組

G2．．．第二透鏡組

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

ST．．．孔徑光闌

GP．．．玻璃平板

IP．．．像平面

OA．．．光軸

R1~R12．．．透鏡表面

Claims (18)

1. 一種變焦投影鏡頭，其係由一具有負屈光度的第一透鏡組及一具有正屈光度的第二透鏡組組成，其中第一透鏡組係設置於螢幕側，其可沿光軸移動並包含有至少一枚塑膠非球面透鏡；第二透鏡組係設置於像平面側，其亦可沿光軸移動並包含有至少一枚玻璃非球面透鏡；於第二透鏡組的其中兩相鄰透鏡之間另設有一孔徑光闌，該孔徑光闌可隨第二透鏡組一起移動；該變焦投影鏡頭滿足以下條件式： ；及 其中，f1為第一透鏡組之焦距，f2為第二透鏡組之焦距，fw為該變焦投影鏡頭作為一整體於廣角端之焦距，bf為該變焦投影鏡頭之後焦長度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之變焦投影鏡頭，其中該第一透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一新月型負透鏡及一新月型正透鏡。
3. 如申請專利範圍第2項所述之變焦投影鏡頭，其中該第一透鏡組的該新月型正透鏡係一塑膠非球面透鏡。
4. 如申請專利範圍第2項所述之變焦投影鏡頭，其中該第二透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一新月型正透鏡、一雙凹透鏡及一平凸透鏡。
5. 如申請專利範圍第4項所述之變焦投影鏡頭，其中該第二透鏡組的該雙凹透鏡係一玻璃非球面透鏡。
6. 如申請專利範圍第4項所述之變焦投影鏡頭，其中該孔徑光闌係設置於該第二透鏡組的該新月型正透鏡與該雙凹透鏡之間。
7. 如申請專利範圍第2項所述之變焦投影鏡頭，其中該第二透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一第一雙凸透鏡、一新月型正透鏡、一雙凹透鏡及一第二雙凸透鏡。
8. 如申請專利範圍第7項所述之變焦投影鏡頭，其中該第二透鏡組的該第二雙凸透鏡係一玻璃非球面透鏡。
9. 如申請專利範圍第7項所述之變焦投影鏡頭，其中該孔徑光闌係設置於該第二透鏡組的該新月型正透鏡與該雙凹透鏡之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之變焦投影鏡頭，其中該第一透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一新月型負透鏡及一複合透鏡，該複合透鏡係由一雙凹透鏡與一雙凸透鏡相互接合而成。
11. 如申請專利範圍第10項所述之變焦投影鏡頭，其中該第一透鏡組的該新月型負透鏡係一塑膠非球面透鏡。
12. 如申請專利範圍第10項所述之變焦投影鏡頭，其中該第二透鏡組從螢幕側至像平面側沿光軸依序包含有一第一雙凸透鏡、一新月型正透鏡、一雙凹透鏡及一第二雙凸透鏡。
13. 如申請專利範圍第12項所述之變焦投影鏡頭，其中該第二透鏡組的該第二雙凸透鏡係一玻璃非球面透鏡。
14. 如申請專利範圍第12項所述之變焦投影鏡頭，其中該孔徑光闌係設置於該第二透鏡組的該新月型正透鏡與該雙凹透鏡之間。
15. 如申請專利範圍第1項所述之變焦投影鏡頭，更滿足以下條件式： 其中，tt為該變焦投影鏡頭之光學系統總長，fw為該變焦投影鏡頭作為一整體於廣角端之焦距。
16. 如申請專利範圍第1項所述之變焦投影鏡頭，更滿足以下條件式： 其中，tt為該變焦投影鏡頭之光學系統總長，bf為該變焦投影鏡頭之後焦長度。
17. 如申請專利範圍第1項所述之變焦投影鏡頭，更滿足以下條件式： 其中，ex為該變焦投影鏡頭的系統出瞳位置，bf為該變焦投影鏡頭的後焦長度。
18. 如申請專利範圍第1項所述之變焦投影鏡頭，更滿足以下條件式： 其中，lt為該變焦投影鏡頭的鏡頭總長，tt為該變焦投影鏡頭的光學系統總長。