TWI413851B - Projector lens - Google Patents

Description

投影機鏡頭

本發明係與投影機有關，更詳而言之是指一種投影機鏡頭。

近年來，隨著影像科技的進步，利用投影機進行簡報、視訊、會議或是觀賞影片之人越來越多，而為能使人們可輕易攜帶投影機至不同場合(如客廳、會議室或教室)中使用，投影機之體積與重量日漸輕巧，且為避免因使用者移動投影機時，投影機鏡頭內之鏡片因受到震動而移位的情況發生，在投影機鏡頭中便設有複數個使用同一材質製成之間隔環分佈於各鏡片間，藉以將鏡片固定於預設之位置上。

然而，投影機在使用過程中，該等間隔環將受投影機內部光源所產生之廢熱加熱而逐漸膨脹，將會導致投影機鏡頭內部之鏡片移位而有移焦現象產生。換言之，投影機使用一段時間後，於成像面(如屏幕、布幕或牆壁)上所形成之影像將逐漸因鏡片移位而逐漸模糊，此時則須再重新對焦一次才能得到清晰之影像，不僅造成投影機之便利性不彰，更會影響到人們使用投影機時之心情。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種投影機鏡頭，在投影機使用一段時間後，其投影之影像不會有逐漸模糊之現象產生。

緣以達成上述目的，本發明所提供之投影機鏡頭包含有至少三片鏡片以及至少二個間隔環。其中，該二間隔環用以在一第一工作溫度時，使該三鏡片相間隔一第一組間距，以及在一第二溫度時，使該三鏡片相間隔一第二組間距；而該三鏡片在第一組間距時具有一第一像平面、在第二組間距時具有一第二像平面，且該第一像平面與該第二像平面位於同一成像面上。

另外，本發明更提供有另一投影機鏡頭，其包含有至少三片鏡片以及至少二個間隔環。其中，該二間隔環分別位於第一片該鏡片與該第二片該鏡片之間、以及第二片該鏡片與該三片該鏡片之間，且該二間隔環係以不同熱膨脹係數之材質製作而成。

再者，本發明更提供有再一投影機鏡頭，其包含有一鏡筒、至少三片鏡片以及至少二個間隔環。其中，該三片鏡片設於該鏡筒中；該二個間隔環設於該鏡筒中，且分別位於第一片該鏡片與該第二片該鏡片之間、以及第二片該鏡片與該三片該鏡片之間；又，該二間隔環至少其中之一者係以與該鏡筒不同熱膨脹係數之材質製成。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後。

請參閱圖1，本發明較佳實施例之投影機鏡頭1包含有一鏡筒10、五片鏡片21~25以及四個間隔環31~34。該五片鏡片21~25設於該鏡筒10中，且依序區分為一第一鏡片21、一第二鏡片22、一第三鏡片23、一第四鏡片24以及一第五鏡片25。該第四個間隔環31~34分別為一第一間隔環31、一第二間隔環32、一第三間隔環33以及一第四間隔環34，其中，該第一間隔環31位於該第一鏡片21與該第二鏡片22之間；該第二間隔環32位於該第二鏡片22與該第三鏡片23之間；該第三間隔環33位於該第三鏡片23與該第四鏡片24之間；該第四間隔環34則位於該第四鏡片24與該第五鏡片25之間。

為使該投影機鏡頭1受一加熱光源(圖未示)加熱一段時間後，不會有移焦現象產生，本發明投影機鏡頭1之間隔環31~34在設計時滿足下列條件：

1.　該等間隔環31~34至少其中之二者係以不同熱膨脹係數之材質製作而成；

2.　該等間隔環31~34至少其中之一者選用與該鏡筒10不同熱膨脹係數之材質製成而成；

藉此，利用上述設計條件，使該等間隔環31~34在初始時之一第一工作溫度下，令該等鏡片21~25相間隔一第一組間距，且該等鏡片21~25在第一組間距時具有一第一像平面，而該第一像平面位於一成像面(如布幕、牆壁)上，以形成清晰的影像。

該等間隔環31~34在受熱一段時間後，其溫度將提升至一第二工作溫度，該等間隔環31~34將因受熱膨脹而使該等鏡片21~25相間隔一第二組間距，且該等鏡片21~25在該第二組間距時具有一第二像平面，而該第二像平面同樣位於上述之成像面上，藉以使得投影機使用一段時間後，投射在該成像面之影像依然清晰。

援以達成上述目的，以下茲說明可使用之材質及其使用效果：

於本實施例中，該第一工作溫度為20℃，該第二工作溫度為85℃。該鏡筒10係選用線性熱膨脹係數為0.105之鎳鋼合金(又稱因瓦合金、不變鋼)所製成。該第一間隔環31同樣係選用線性熱膨脹係數為0.105之鎳鋼合金所製成。該第二間隔環32係選用線性熱膨脹係數為0.167之銅製材質所製成。該第三間隔環33同樣選用線性熱膨脹係數為0.167之銅製材質所製成。該第四間隔環34則是選用線性熱膨脹係數為0.207之鋁製材質所製成。

上述之該等間隔環31~34在該第一工作溫度與第二工作溫度下之厚度以及厚度變化量如下表一所示：

另外，該鏡筒10區分為A、B兩段進行量測，該鏡筒10之A段與B段在該第一工作溫度與該第二工作溫度之間的長度變化量如表二所示：

藉此，從圖2至圖3可知悉，利用上述材質之設計使該投影機鏡頭1於該第一工作溫度以及該第二工作溫度時之成像品質上也可達到要求。圖2所示的，是本實施例之投影機鏡頭1在第一工作溫度下之離焦調制傳遞函數圖(Through Focus MTF)；圖3所示的，是本實施例之投影機鏡頭1在第二工作溫度下之離焦調制傳遞函數圖。

由圖2及圖3可看出，該投影機鏡頭1在第二工作溫度下之離焦調制傳遞函數圖與第一工作溫度下之離焦調制傳遞函數圖相比，雖然該投影機鏡頭1在第二工作溫度下之像平面產生些許正向偏移，但因偏移量微小，故，第二像平面仍可與第一像平面一樣維持位於該成像面上，而使得投射在該成像面上之影像依然保持清晰。

必須要說明的是，除利用上述多種不同材質之間隔環31~34來達到維持成像清晰之目的外，亦可透過將相同熱膨脹係數材質之間隔環配合上不同熱膨脹係數材質之鏡筒的方式來達到相同之效果；另外，本發明可使用之材質亦不以上所述之材質為限，只要是透過不同熱膨脹係數之材質來達到調整鏡片間距，而使得成像維持清晰者，亦屬本發明另外之實施態樣而已。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構及製作方法變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

1．．．投影機鏡頭

10．．．鏡筒

21．．．第一鏡片

22．．．第二鏡片

23．．．第三鏡片

24．．．第四鏡片

25．．．第五鏡片

31．．．第一間隔環

32．．．第二間隔環

33．．．第三間隔環

34．．．第四間隔環

圖1為本發明投影機鏡頭之配置圖。

圖2為本發明於第一工作溫度下之離焦調制傳遞函數圖。

圖3為本發明於第二工作溫度下之離焦調制傳遞函數圖。

1．．．投影機鏡頭

10．．．鏡筒

21．．．第一鏡片

22．．．第二鏡片

23．．．第三鏡片

24．．．第四鏡片

25．．．第五鏡片

31．．．第一間隔環

32．．．第二間隔環

33．．．第三間隔環

34．．．第四間隔環

Claims (9)

1. 一種投影機鏡頭，包含：至少三片鏡片；至少二個間隔環，用以在一第一工作溫度時，使該三鏡片相間隔一第一組間距，以及在一第二溫度時，使該三鏡片相間隔一第二組間距；另外，該三鏡片在第一組間距時形成一第一像平面、在第二組間距時形成一第二像平面，且該第一像平面與該第二像平面位於同一成像面上。
2. 如請求項1所述之投影機鏡頭，其中，該二間隔環係分別以不同熱膨脹係數之材質製作而成。
3. 如請求項1所述之投影機鏡頭，更包含有一鏡筒，該鏡筒中設有該三鏡片以及該二間隔環，且該鏡筒係以與該二間隔環至少其中之一者不同熱膨脹係數之材質製成。
4. 一種投影機鏡頭，包含：至少三片鏡片；至少二個間隔環，分別位於第一片該鏡片與該第二片該鏡片之間、以及第二片該鏡片與該三片該鏡片之間，且該二間隔環係以不同熱膨脹係數之材質製作而成。
5. 如請求項4所述之投影機鏡頭，其中，該二間隔環用以在一第一工作溫度時，使該三鏡片相間隔一第一組間距，以及在一第二溫度時，使該三鏡片相間隔一第二組間距；當該三鏡片在第一組間距時形成一第一像平面，而在第二組間距時形成一第二像平面，且該第一像平面與該第二像平面位於同一成像面上。
6. 如請求項4所述之投影機鏡頭，更包含有一鏡筒，該鏡筒中設有該三鏡片以及該二間隔環，且該鏡筒係以與該二間隔環至少其中之一者不同熱膨脹係數之材質製成。
7. 一種投影機鏡頭，包含：一鏡筒；至少三片鏡片，設於該鏡筒中；至少二個間隔環，設於該鏡筒中，且分別位於第一片該鏡片與該第二片該鏡片之間、以及第二片該鏡片與該三片該鏡片之間；又，該二間隔環至少其中之一者係以與該鏡筒不同熱膨脹係數之材質製成。
8. 如請求項7所述之投影機鏡頭，其中，該二間隔環用以在一第一工作溫度時，使該三鏡片相間隔一第一組間距，以及在一第二溫度時，使該三鏡片相間隔一第二組間距；當該三鏡片在第一組間距時形成一第一像平面，而在第二組間距時形成一第二像平面，且該第一像平面與該第二像平面位於同一成像面上。
9. 如請求項7所述之投影機鏡頭，其中，該二間隔環係分別以不同熱膨脹係數之材質製作而成。