TWI407150B

TWI407150B - 投影鏡頭

Info

Publication number: TWI407150B
Application number: TW98116233A
Authority: TW
Inventors: Kuang Ju Wang; Chun Hsiang Huang
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2013-09-01
Also published as: TW201040583A

Description

投影鏡頭

本發明涉及投影技術，特別涉及一種投影鏡頭。

近年來，隨著投影技術之發展，消費者對投影畫面品質之要求越來越高。因此，數位光處理投影儀及液晶顯示投影儀所採用之數位微鏡元件(Digital micro-mirror device,DMD)和液晶顯示面板(LCD panel)之圖元在不斷提高。相應地，具有低像差之投影鏡頭之市場需求也隨之增加。

有鑒於此，有必要提供一種像差較小之投影鏡頭。

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鏡群和具有正光焦度之第二鏡群。所述第二鏡群從放大側至縮小側依次包括一具有正光焦度之前鏡群和一具有正光焦度之後鏡群。該投影鏡頭滿足條件式：-1.35<F1/F<-0.35，3<F24/F<5，其中，F1為所述第一鏡群之焦距，F24為所述後鏡群之焦距，F為投影鏡頭之總焦距。

本發明之投影鏡頭滿足條件式-1.35<F1/F<-0.35和3<F24/F<5，因此具有較小之畸變、慧差及像散等像差，使其具有較好之成像品質。

100‧‧‧投影鏡頭

101‧‧‧第一透鏡

103‧‧‧第三透鏡

105‧‧‧第五透鏡

22‧‧‧前鏡群

222‧‧‧第七透鏡

241‧‧‧第八透鏡

243‧‧‧第十透鏡

245‧‧‧第十二透鏡

30‧‧‧孔徑光闌

200‧‧‧投影元件

S2‧‧‧第一透鏡縮小側表面

S4‧‧‧第二透鏡縮小側表面

S6‧‧‧第三透鏡縮小側表面

S8‧‧‧第四透鏡縮小側表面

S10‧‧‧第五透鏡縮小側表面

S12‧‧‧第六透鏡縮小側表面

S14‧‧‧第七透鏡縮小側表面

第八透鏡縮小側表面

S16‧‧‧第九透鏡放大側表面

S18‧‧‧第十透鏡縮小側表面

第十一透鏡縮小側表面

S20‧‧‧第十二透鏡放大側表面

S22‧‧‧第十三透鏡放大側表面

S24‧‧‧玻璃片放大側表面

10‧‧‧第一鏡群

102‧‧‧第二透鏡

104‧‧‧第四透鏡

20‧‧‧第二鏡群

221‧‧‧第六透鏡

24‧‧‧後鏡群

242‧‧‧第九透鏡

244‧‧‧第十一透鏡

246‧‧‧第十三透鏡

40‧‧‧玻璃片

S1‧‧‧第一透鏡放大側表面

S3‧‧‧第二透鏡放大側表面

S5‧‧‧第三透鏡放大側表面

S7‧‧‧第四透鏡放大側表面

S9‧‧‧第五透鏡放大側表面

S11‧‧‧第六透鏡放大側表面

S13‧‧‧第七透鏡放大側表面

S15‧‧‧第八透鏡放大側表面

第九透鏡縮小側表面

S17‧‧‧第十透鏡放大側表面

S19‧‧‧第十一透鏡放大側表面

S21‧‧‧第十二透鏡縮小側表面

S23‧‧‧第十三透鏡縮小側表面

S25‧‧‧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。

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，其用於將一投影元件200如數位微鏡元件產生之影像投影到一投影螢幕(圖未示)上。該投影鏡頭100從放大側至縮小側依次包括一具有負光焦度之第一鏡群10和一具有正光焦度之第二鏡群20。所述放大側是指靠近投影螢幕之一側，所述縮小側是指靠近投影組件200之一側。投影時，光線自縮小側射入所述投影鏡頭100，依次經所述第二鏡群20和第一鏡群10後，將圖像投影於所述投影螢幕上。

所述第一鏡群10從放大側至縮小側依次包括一第一透鏡101、一第二透鏡102、一第三透鏡103、一第四透鏡104及一第五透鏡105。

所述第二鏡群20從放大側至縮小側依次包括一具有正光焦度之前鏡群22和一具有正光焦度之後鏡群24。該前鏡群22從放大側至縮小側依次包括一第六透鏡221和一第七透鏡222。所述後鏡群24從放大側至縮小側依次包括一第八透鏡241、一第九透鏡242、一第十透鏡243、一第十一透鏡244、一第十二透鏡245及一第十三透鏡246。其中，所述第八透鏡241、第九透鏡242及第十透鏡243依次膠合，形成一複合透鏡(圖未標)，所述第十一透鏡244與第十二透鏡245相互膠合。

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)-1.35<F1/F<-0.35，(2)3<F24/F<5，其中，F1為第一鏡群10之焦距，F24為第二鏡群20之後鏡群24之焦距，F為該投影鏡頭100之總焦距。

條件(1)和(2)確保了第一鏡群10和第二鏡群20之後鏡群24之焦距在整個投影鏡頭100中之比例，以使第一鏡群10產生之像差能得到較好之修正。條件(1)和(2)還可確保該投影鏡頭100具有足夠之後焦長度，以便在所述第十三透鏡246與投影元件200間設置其它光學元件。

優選地，該投影鏡頭100還滿足以下條件：(3)BF/F>4.5，其中，BF為該投影鏡頭100之後焦距，即第十三透鏡246之縮小側表面到投影元件200之距離。條件(3)用於確保該投影鏡頭100之後焦距在一適當範圍內。

優選地，該投影鏡頭100還滿足以下條件：(4)-0.15<F/Ft<0.1，其中，Ft為所述複合透鏡之焦距。條件(4)用於確保該複合透鏡之光焦度在一適當範圍內，以使其產生之像差較小。

優選地，該投影鏡頭100還滿足以下條件：(5)n9>1.78

其中，n9為所述第九透鏡242在d光(波長為589.3nm)條件下之折射率。條件(5)用於確保第九透鏡242具有高折射率。當n9<1.78時，不利於該投影鏡頭100之高階色像差之修正。

所述投影鏡頭100還包括一孔徑光闌30及一玻璃片40。所述孔徑光闌30位於所述第七透鏡222與第八透鏡241之間，用於遮罩雜散光。所述玻璃片40設於所述第十三透鏡246與投影元件200之間，用於防止所述投影元件200受到灰塵之污染。

所述第一透鏡101為非球面透鏡，其表面均滿足非球面之面型運算式：

其中，x是透鏡中心到鏡面表面任一點的距離沿光軸方向的投影，c為鏡面表面中心之曲率，k是二次曲面係數，h為從光軸到透鏡表面之高度，ΣA _i h ⁱ表示對A_i hⁱ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，且2 ω=109.8°，FNO.=2.35，F=7.42mm，F1=-6.35mm，F24=29.45mm，Ft=-86.71mm，BF=31.75mm。

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S25依次表示從放大側至縮小側之各光學表面。

表1

各非球面表面之非球面係數如表2所示：表2

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486.1nm)、d光(波長為589.3nm)及c光(波長為656.3nm)條件下之球差特性曲線。可見，該投影鏡頭100產生之球差被控制在約-0.04mm~0.18mm之間。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約-0.06mm~0.16mm之間。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，畸變量被控制在約-1.6%~0之間。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。

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。