TWI556006B - 投影裝置以及投影鏡頭 - Google Patents

投影裝置以及投影鏡頭 Download PDF

Info

Publication number
TWI556006B
TWI556006B TW104129289A TW104129289A TWI556006B TW I556006 B TWI556006 B TW I556006B TW 104129289 A TW104129289 A TW 104129289A TW 104129289 A TW104129289 A TW 104129289A TW I556006 B TWI556006 B TW I556006B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lens
projection
group
screen end
positive
Prior art date
Application number
TW104129289A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201710733A (zh
Inventor
郭道宏
林子淵
蔡幸妏
魏慶全
鄭權得
Original Assignee
中強光電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中強光電股份有限公司 filed Critical 中強光電股份有限公司
Priority to TW104129289A priority Critical patent/TWI556006B/zh
Priority to CN201610395288.6A priority patent/CN106501918B/zh
Priority to US15/202,570 priority patent/US9791680B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI556006B publication Critical patent/TWI556006B/zh
Publication of TW201710733A publication Critical patent/TW201710733A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0025—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having one lens only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
    • G02B13/006—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/04—Reversed telephoto objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/16—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use in conjunction with image converters or intensifiers, or for use with projectors, e.g. objectives for projection TV
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/142—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only
    • G02B15/1425—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having two groups only the first group being negative
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G02B15/16—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group
    • G02B15/177—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective with interdependent non-linearly related movements between one lens or lens group, and another lens or lens group having a negative front lens or group of lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

投影裝置以及投影鏡頭
本發明是有關於一種投影裝置與投影鏡頭。
投影鏡頭的光學品質對投影裝置的成像品質具有關鍵性的影響。就目前市場而言，投影鏡頭主要朝向小型化的設計趨勢發展。因此，在競爭激烈的市場中，如何縮減投影鏡頭的重量及體積，同時又能兼顧投影鏡頭的光學品質，便成為研發人員亟欲解決的問題之一。
“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的先前技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。
本發明提供一種投影鏡頭，其尺寸小、重量輕且光學品質良好。
本發明提供一種投影裝置，其可具有尺寸小、重量輕及良好的成像品質等優點。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提供一種投影裝置包括照明系統、光閥以及投影鏡頭。照明系統適於提供照明光束。光閥配置於照明光束的傳遞路徑上，且適於將照明光束轉換為影像光束。投影鏡頭配置於影像光束的傳遞路徑上，且配置於屏幕端以及影像端之間。投影鏡頭包括第一透鏡群以及第二透鏡群。第一透鏡群具有負屈光度，且包括從屏幕端至影像端依序排列的第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡。第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡的屈光度分別為負、負、正。第二透鏡群具有正屈光度，並配置在第一透鏡群與影像端之間，且包括從屏幕端至影像端依序排列的第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡及第十透鏡。第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡以及第十透鏡的屈光度分別為正、正、負、負、負、正、正。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提供一種投影鏡頭適於配置於屏幕端以及影像端之間。投影鏡頭包括第一透鏡群以及第二透鏡群。第一透鏡群具有 負屈光度，且包括從屏幕端至影像端依序排列的第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡。第一透鏡、第二透鏡以及第三透鏡的屈光度分別為負、負、正。第二透鏡群具有正屈光度，並配置在第一透鏡群與影像端之間，且包括從屏幕端至影像端依序排列的第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡及第十透鏡。第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡以及第十透鏡的屈光度分別為正、正、負、負、負、正、正。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡為非球面透鏡，且第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡以及第十透鏡為球面透鏡。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的第五透鏡與第六透鏡形成雙膠合鏡片，且第七透鏡、第八透鏡以及第九透鏡形成三膠合鏡片。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡群以及第二透鏡群適於在屏幕端與影像端之間移動，以使投影鏡頭在廣角端與望遠端之間做切換。第一透鏡群與第二透鏡群之間的距離在廣角端與望遠端分別為DW以及DT，且5.9<(DW/DT)<14。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡群的焦距及第二透鏡群的焦距分別為F1及F2，且1< |F1/F2|<1.5。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的投影鏡頭更包括孔徑光闌。孔徑光闌位於第九透鏡與第十透鏡之間。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡為凸面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第二透鏡為雙凹透鏡，第三透鏡為凸面朝向屏幕端的凹凸透鏡，第四透鏡為雙凸透鏡，第五透鏡為雙凸透鏡，第六透鏡為雙凹透鏡，第七透鏡為雙凹透鏡，第八透鏡為凸面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第九透鏡為凸面朝向屏幕端的凹凸透鏡，且第十透鏡為雙凸透鏡。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡群更包括第十一透鏡。第十一透鏡的屈光度為正，且第十一透鏡配置在屏幕端與第一透鏡之間。第二透鏡群更包括第十二透鏡。第十二透鏡的屈光度為正，且第十二透鏡配置在第一透鏡群與第四透鏡之間。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡以及第十二透鏡皆為球面透鏡。
在本發明的投影裝置與投影鏡頭的一實施例中，上述的第一透鏡為凸面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第二透鏡為雙凹透鏡，第三透鏡為凸面朝向屏幕端的凹凸透鏡，第四透鏡為凸面朝向屏 幕端的平凸透鏡，第五透鏡為雙凸透鏡，第六透鏡為雙凹透鏡，第七透鏡為雙凹透鏡，第八透鏡為凸面朝向屏幕端的凸凹透鏡，第九透鏡為凸面朝向屏幕端的凹凸透鏡，第十透鏡為雙凸透鏡，且第十一透鏡以及第十二透鏡分別為雙凸透鏡。
基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。在本發明的上述實施例中，投影鏡頭可藉由第一透鏡群以及第二透鏡群進行調焦及/變焦，還可修正像差。因此，投影鏡頭可具有尺寸小、重量輕且光學品質良好等優點，且應用此投影鏡頭的投影裝置可具有尺寸小、重量輕及良好的成像品質等優點。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200‧‧‧投影裝置
110‧‧‧照明系統
120‧‧‧光閥
130、130A‧‧‧投影鏡頭
140‧‧‧玻璃蓋
A‧‧‧光軸
AS‧‧‧孔徑光闌
B1‧‧‧照明光束
B2‧‧‧影像光束
D1、D2、D3‧‧‧距離
G1、G1A‧‧‧第一透鏡群
G2、G2A‧‧‧第二透鏡群
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
L8‧‧‧第八透鏡
L9‧‧‧第九透鏡
L10‧‧‧第十透鏡
L11‧‧‧第十一透鏡
L12‧‧‧第十二透鏡
SC‧‧‧屏幕
X1‧‧‧屏幕端
X2‧‧‧影像端
圖1A及圖1B分別是依照本發明的第一實施例的一種投影裝置在廣角端(wide-end)及望遠端(tele-end)的示意圖。
圖2是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的縱向色差(longitudinal color/chromatic aberration)圖。
圖3是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的橫向色差(lateral color/chromatic aberration)圖。
圖4是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的像散場曲(field curvature)圖。
圖5是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的畸變(distortion)圖。
圖6是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的光束扇形圖(ray fan plot)。
圖7A及圖7B分別是依照本發明的第二實施例的一種投影裝置在廣角端及望遠端的示意圖。
圖8是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的縱向色差圖。
圖9是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的橫向色差圖。
圖10是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的像散場曲圖。
圖11是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的畸變圖。
圖12是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的光束扇形圖。
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一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是 用來說明並非用來限制本發明。
圖1A及圖1B分別是依照本發明的第一實施例的一種投影裝置在廣角端(wide-end)及望遠端(tele-end)的示意圖，所謂廣角端與望遠端是指同一投影鏡頭中，將焦距調整到最長與最短的狀況。請參照圖1A及圖1B，投影裝置100包括照明系統110、光閥120以及投影鏡頭130。照明系統110適於提供照明光束B1，且照明系統110可以是任何適於提供照明光束至光閥120的光學系統。光閥120配置於照明光束B1的傳遞路徑上，且光閥120適於將照明光束B1轉換為影像光束B2。舉例而言，光閥120可以是數位微鏡元件(Digital Micro-mirror Device,DMD)、矽基液晶面板(Liquid-Crystal-On-Silicon panel,LCOS panel)或其他適當的空間光調變器(Spatial Light Modulator,SLM)。投影鏡頭130配置於影像光束B2的傳遞路徑上，且配置於屏幕端X1以及影像端X2之間，並接收來自光閥120的影像光束B2，進一步將影像光束B2投射於屏幕SC、牆壁或是其他可成像的物件上。在本實施例中，屏幕端X1以屏幕SC的位置界定之，而影像端X2以光閥120的位置界定之。
投影鏡頭130包括第一透鏡群G1以及第二透鏡群G2。第一透鏡群G1具有負屈光度，且第一透鏡群G1包括從屏幕端X1至影像端X2依序排列的第一透鏡L1、第二透鏡L2以及第三透鏡L3。第一透鏡L1、第二透鏡L2以及第三透鏡L3的屈光度分別為負、負、正。第二透鏡群G2具有正屈光度，且第二透鏡群G2配 置在第一透鏡群G1與影像端X2之間。第二透鏡群G2包括從屏幕端X1至影像端X2依序排列的第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6、第七透鏡L7、第八透鏡L8、第九透鏡L9及第十透鏡L10。第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6、第七透鏡L7、第八透鏡L8、第九透鏡L9及第十透鏡L10的屈光度分別為正、正、負、負、負、正、正。
在本實施例中，第一透鏡L1為凸面朝向屏幕端X1的凸凹透鏡，第二透鏡L2為雙凹透鏡，第三透鏡L3為凸面朝向屏幕端X1的凹凸透鏡，第四透鏡L4為雙凸透鏡，第五透鏡L5為雙凸透鏡，第六透鏡L6為雙凹透鏡，第七透鏡L7為雙凹透鏡，第八透鏡L8為凸面朝向屏幕端X1的凸凹透鏡，第九透鏡L9為凸面朝向屏幕端X1的凹凸透鏡，且第十透鏡L10為雙凸透鏡，但本發明不以此為限。
在本實施例的投影鏡頭130中，第一透鏡L1最靠近屏幕端X1。在本實施例中，藉由使第一透鏡L1為非球面透鏡，除了有助於修正像差(如球面像差、彗形像差、像散場曲或畸變等)之外，還有助於縮減第一透鏡L1的直徑，從而可縮減投影鏡頭130的重量、體積及製作成本。
此外，在本實施例的投影鏡頭130中，第十透鏡L10最靠近影像端X2。藉由使第十透鏡L10為球面透鏡，比起習知模造玻璃的成本低廉，因此有助於降低投影鏡頭130的製作成本。另一方面，在本實施例中，第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡 L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6、第七透鏡L7、第八透鏡L8以及第九透鏡L9可皆為球面透鏡，以進一步降低投影鏡頭130整體的製作成本。
再者，在本實施例中，第五透鏡L5與第六透鏡L6可形成雙膠合鏡片，且第七透鏡L7、第八透鏡L8以及第九透鏡L9可形成三膠合鏡片。如此，除了有助於修正像差之外，還有助於縮減第二透鏡群G2的總長度，從而可進一步縮減投影鏡頭130的體積。
在本實施例的投影鏡頭130中，第一透鏡群G1中相鄰兩透鏡之間的距離為定值，且第二透鏡群G2中相鄰兩透鏡之間的距離為定值，亦即本實施例的每一透鏡群中任兩相鄰的透鏡之間的距離不隨投影鏡頭130之焦距的改變而變化。具體而言，在本實施例的第一透鏡群G1中，第一透鏡L1與第二透鏡L2之間的距離是固定的，且第二透鏡L2與第三透鏡L3之間的距離是固定的。在本實施例的第二透鏡群G2中，第四透鏡L4與第五透鏡L5之間的距離是固定的，以此類推。上述距離是指在投影鏡頭130的光軸A上，兩相鄰透鏡中心之間的直線距離。
另一方面，在本實施例中，第一透鏡群G1與屏幕SC之間的距離D1、第一透鏡群G1與第二透鏡群G2之間的距離D2以及第二透鏡群G2與光閥120之間的距離D3是可變的。具體地，在本實施例中，第一透鏡群G1以及第二透鏡群G2適於在屏幕端X1與影像端X2之間移動，以使投影鏡頭130可在圖1A中的廣角 端與圖1B中的望遠端之間做切換，而進行調焦(focus)及/或變焦(zoom)。本實施例的投影鏡頭130可以是齊焦鏡頭(true zoom lens)，亦即投影鏡頭130在廣角端及望遠端之間作切換時，同時可調整第一透鏡群G1與第二透鏡群G2的位置，因而可以不用額外進行對焦的步驟，便可調整畫面的清晰度。在本實施例中，第一透鏡群G1與第二透鏡群G2之間的距離D2在廣角端代表DW，第一透鏡群G1與第二透鏡群G2之間的距離D2在望遠端代表DT，且符合5.9<(DW/DT)<14。此外，在本實施例中，第一透鏡群G1的焦距為F1，第二透鏡群G2的焦距為F2，且符合1<|F1/F2|<1.5，但本發明不以此為限。
在本實施例中，投影鏡頭130可進一步包括孔徑光闌AS，其中孔徑光闌AS配置在第九透鏡L9與第十透鏡L10之間。此外，在本實施例中，第二透鏡群G2與光閥120之間可設有玻璃蓋(cover glass)140，以保護光閥120。
由上述可知，藉由第一透鏡群G1以及第二透鏡群G2，本實施例調整投影鏡頭130之焦距以及修正像差(如球面像差、彗形像差、像散場曲或畸變等)，進而使投影鏡頭130可具有尺寸小、重量輕且光學品質良好等優點。如此一來，應用此投影鏡頭130的投影裝置100可具有輕薄尺寸與良好的投影品質等優點。
以下內容將舉出投影鏡頭130之一實施例。需注意的是，以下內容所列的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可對其參數或設定作 適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。
請參照圖1A及表一，表一中列出第一透鏡L1至第十透鏡L10以及玻璃蓋140的表面；具體而言，表面S1為第一透鏡L1面向屏幕端X1的表面，而表面S2為第一透鏡L1面向影像端X2 的表面，表面S16為孔徑光闌AS所在平面，而表面S21為光閥120面向屏幕端X1的表面，以此類推。另外，表一中的距離是指於光軸A上兩相鄰表面之間的直線距離；具體而言，對應表面S1的距離，即於光軸A上表面S1至表面S2之間的直線距離，而對應表面S2的間距，即於光軸A上表面S2至表面S3之間的直線距離，以此類推。此外，表一中的表面的曲率半徑為無限大(∞)是指所述表面為平面。
在本實施例中，第一透鏡L1可為非球面透鏡。非球面透鏡的公式如下所示：
上式中，X為光軸A方向的偏移量(sag)。R是密切球面(osculating sphere)的半徑，也就是接近光軸A處的曲率半徑(如表一所列的曲率半徑)。k是二次曲面係數(conic)。Y是非球面高度，即為從透鏡中心往透鏡邊緣的高度，而係數A2、A4、A6、A8、A10、A12、A14為非球面係數(aspheric coefficient)。在本實施例中，係數A2為0。以下表二所列出的是第一透鏡L1的表面S1、S2的參數值。
圖2是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的縱向色差(longitudinal color/chromatic aberration)圖。圖3是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的橫向色差(lateral color/chromatic aberration)圖。圖4是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的像散場曲(field curvature)圖。圖5是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的畸變(distortion)圖。圖6是本發明之第一實施例的投影裝置的投影鏡頭的光束扇形(ray fan)圖。圖2至圖6所顯示出的圖形均在標準的範圍內，由此可驗證本實施例的投影鏡頭130能夠達到良好的光學品質。
圖7A及圖7B分別是依照本發明的第二實施例的一種投影裝置在廣角端及望遠端的示意圖。請參照圖7A及圖7B，投影裝置200相似於圖1A及圖1B的投影裝置100，且相同或相似的元件以相同或相似的標號表示，於此不再贅述。投影裝置200與投影裝置100的主要差異在於：在投影鏡頭130A中，第一透鏡群G1A更包括第十一透鏡L11，且第二透鏡群G2A更包括第十二透鏡L12。在本實施例中，第十一透鏡L11的屈光度為正，且第十一透鏡L11配置在屏幕端X1與第一透鏡L1之間。在本實施例中，第十二透鏡L12的屈光度為正，且第十二透鏡L12配置在第一透鏡群G1A與第四透鏡L4之間。
在本實施例的投影鏡頭130A中，第十一透鏡L11最靠近屏幕端X1，且第十二透鏡L12為第二透鏡群G2A中最靠近第一 透鏡群G1A的透鏡。因此，本實施例的第一透鏡群G1A與屏幕SC之間的距離D1為第十一透鏡L11與屏幕SC在光軸A上的直線距離，而本實施例的第一透鏡群G1A與第二透鏡群G2A之間的距離D2為第十二透鏡L12與第三透鏡L3在光軸A上的直線距離。
在本實施例中，第十一透鏡L11與第十二透鏡L12的設置有助於修正像差，因此，本實施例的第一透鏡L1可以不是非球面透鏡。進一步而言，本實施例的第一透鏡L1、第二透鏡L2、第三透鏡L3、第四透鏡L4、第五透鏡L5、第六透鏡L6、第七透鏡L7、第八透鏡L8、第九透鏡L9、第十透鏡L10、第十一透鏡L11以及第十二透鏡L12可皆為球面透鏡。如此，有助於降低投影鏡頭130A的製作成本。
由上述可知，在本實施例中，在第一透鏡L1不是非球面透鏡的情況下，可透過增設兩片球面透鏡(第十一透鏡L11與第十二透鏡L12)，以有效地改善像散及畸變，進而使投影鏡頭130具有良好的光學品質。
在本實施例中，第一透鏡L1為凸面朝向屏幕端X1的凸凹透鏡，第二透鏡L2為雙凹透鏡，第三透鏡L3為凸面朝向屏幕端X1的凹凸透鏡，第四透鏡L4為凸面朝向屏幕端X1的平凸透鏡，第五透鏡L5為雙凸透鏡，第六透鏡L6為雙凹透鏡，第七透鏡L7為雙凹透鏡，第八透鏡L8為凸面朝向屏幕端X1的凸凹透鏡，第九透鏡L9為凸面朝向屏幕端X1的凹凸透鏡，第十透鏡L10為雙凸透鏡，且第十一透鏡L11以及第十二透鏡L12分別為雙凸 透鏡，但不以此為限。
以下內容將舉出投影鏡頭130A之一實施例。需注意的是，以下內容所列的數據資料並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在參照本發明之後，當可對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明之範疇內。
圖8是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的縱向色差圖。圖9是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的橫向色差圖。圖10是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的像散場曲圖。圖11是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的畸變圖。圖12是本發明之第二實施例的投影裝置的投影鏡頭的光束扇形圖。圖8至圖12所顯示出的圖形均在標準的範圍內，由此可驗證本實施例的投影鏡頭130A能夠達到良好的光學品質。
綜上所述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。在本發明的上述實施例中，投影鏡頭可藉由第一透鏡群以及第二透鏡群進行調焦及/變焦，還可修正像差。因此，投影鏡頭可具有尺寸小、重量輕且光學品質良好等優點，且應用此投影鏡頭的投影裝置可具有尺寸小、重量輕及良好的投影品質等優點。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範 圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
100‧‧‧投影裝置
110‧‧‧照明系統
120‧‧‧光閥
130‧‧‧投影鏡頭
140‧‧‧玻璃蓋
A‧‧‧光軸
AS‧‧‧孔徑光闌
B1‧‧‧照明光束
B2‧‧‧影像光束
D1、D2、D3‧‧‧距離
G1‧‧‧第一透鏡群
G2‧‧‧第二透鏡群
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
L8‧‧‧第八透鏡
L9‧‧‧第九透鏡
L10‧‧‧第十透鏡
SC‧‧‧屏幕
X1‧‧‧屏幕端
X2‧‧‧影像端

Claims (20)

  1. 一種投影裝置，包括：一照明系統，適於提供一照明光束；一光閥，配置於該照明光束的傳遞路徑上，且適於將該照明光束轉換為一影像光束；以及一投影鏡頭，配置於該影像光束的傳遞路徑上，且配置於一屏幕端以及一影像端之間，該投影鏡頭包括：一第一透鏡群，具有負屈光度，該第一透鏡群包括從該屏幕端至該影像端依序排列的一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡，且該第一透鏡、該第二透鏡以及該第三透鏡的屈光度分別為負、負、正；以及一第二透鏡群，具有正屈光度，該第二透鏡群配置在該第一透鏡群與該影像端之間，且包括從該屏幕端至該影像端依序排列的一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡、一第九透鏡及一第十透鏡，且該第四透鏡、該第五透鏡、該第六透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡、該第九透鏡以及該第十透鏡的屈光度分別為正、正、負、負、負、正、正。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該第一透鏡為非球面透鏡，且該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡、該第六透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡、該第九透鏡以及該第十透鏡為球面透鏡。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該第五透鏡與該第六透鏡形成雙膠合鏡片，且該第七透鏡、該第八透鏡以及該第九透鏡形成三膠合鏡片。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該第一透鏡群以及該第二透鏡群適於在該屏幕端與該影像端之間移動，以使該投影鏡頭在一廣角端與一望遠端之間做切換，該第一透鏡群與該第二透鏡群之間的距離在該廣角端與該望遠端分別為DW以及DT，且符合5.9<(DW/DT)<14。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該第一透鏡群的焦距及該第二透鏡群的焦距分別為F1及F2，且符合1<|F1/F2|<1.5。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該投影鏡頭更包括一孔徑光闌，該孔徑光闌位於該第九透鏡與該第十透鏡之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該第一透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第二透鏡為雙凹透鏡，該第三透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第四透鏡為雙凸透鏡，該第五透鏡為雙凸透鏡，該第六透鏡為雙凹透鏡，該第七透鏡為雙凹透鏡，該第八透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第九透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，且該第十透鏡為雙凸透鏡。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該第一透鏡群更包括一第十一透鏡，該第十一透鏡的屈光度為正，且該第十一透鏡配置在該屏幕端與該第一透鏡之間，該第二透鏡群更包括一第十二透鏡，該第十二透鏡的屈光度為正，且該第十二透鏡配置在該第一透鏡群與該第四透鏡之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的投影裝置，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡、該第六透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡、該第九透鏡、該第十透鏡、該第十一透鏡以及該第十二透鏡皆為球面透鏡。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的投影裝置，其中該第一透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第二透鏡為雙凹透鏡，該第三透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第四透鏡為凸面朝向該屏幕端的平凸透鏡，該第五透鏡為雙凸透鏡，該第六透鏡為雙凹透鏡，該第七透鏡為雙凹透鏡，該第八透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第九透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第十透鏡為雙凸透鏡，且該第十一透鏡以及該第十二透鏡分別為雙凸透鏡。
  11. 一種投影鏡頭，適於配置於一屏幕端以及一影像端之間，該投影鏡頭包括：一第一透鏡群，具有負屈光度，該第一透鏡群包括從該屏幕端至該影像端依序排列的一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡，且該第一透鏡、該第二透鏡以及該第三透鏡的屈光度分別為 負、負、正；以及一第二透鏡群，具有正屈光度，該第二透鏡群配置在該第一透鏡群與該影像端之間，且包括從該屏幕端至該影像端依序排列的一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡、一第九透鏡及一第十透鏡，且該第四透鏡、該第五透鏡、該第六透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡、該第九透鏡以及該第十透鏡的屈光度分別為正、正、負、負、負、正、正。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡為非球面透鏡，且該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡、該第六透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡、該第九透鏡以及該第十透鏡為球面透鏡。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的投影鏡頭，其中該第五透鏡與該第六透鏡形成雙膠合鏡片，且該第七透鏡、該第八透鏡以及該第九透鏡形成三膠合鏡片。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡群以及該第二透鏡群適於在該屏幕端與該影像端之間移動，以使該投影鏡頭在一廣角端與一望遠端之間做切換，該第一透鏡群與該第二透鏡群之間的距離在該廣角端與該望遠端分別為DW以及DT，且符合5.9<(DW/DT)<14。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡群的焦距及該第二透鏡群的焦距分別為F1及F2，且符合1<|F1/F2|<1.5。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的投影鏡頭，更包括：一孔徑光闌，位於該第九透鏡與該第十透鏡之間。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第二透鏡為雙凹透鏡，該第三透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第四透鏡為雙凸透鏡，該第五透鏡為雙凸透鏡，該第六透鏡為雙凹透鏡，該第七透鏡為雙凹透鏡，該第八透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第九透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，且該第十透鏡為雙凸透鏡。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡群更包括一第十一透鏡，該第十一透鏡的屈光度為正，且該第十一透鏡配置在該屏幕端與該第一透鏡之間，該第二透鏡群更包括一第十二透鏡，該第十二透鏡的屈光度為正，且該第十二透鏡配置在該第一透鏡群與該第四透鏡之間。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡、該第三透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡、該第六透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡、該第九透鏡、該第十透鏡、該第十一透鏡以及該第十二透鏡皆為球面透鏡。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第二透鏡為雙凹透鏡，該第三透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第四透鏡為凸面朝向該屏幕端的平凸透鏡，該第五透鏡為雙凸透鏡，該第六透鏡 為雙凹透鏡，該第七透鏡為雙凹透鏡，該第八透鏡為凸面朝向該屏幕端的凸凹透鏡，該第九透鏡為凸面朝向該屏幕端的凹凸透鏡，該第十透鏡為雙凸透鏡，且該第十一透鏡以及該第十二透鏡分別為雙凸透鏡。
TW104129289A 2015-09-04 2015-09-04 投影裝置以及投影鏡頭 TWI556006B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104129289A TWI556006B (zh) 2015-09-04 2015-09-04 投影裝置以及投影鏡頭
CN201610395288.6A CN106501918B (zh) 2015-09-04 2016-06-06 投影装置以及投影镜头
US15/202,570 US9791680B2 (en) 2015-09-04 2016-07-05 Projection apparatus and projection lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104129289A TWI556006B (zh) 2015-09-04 2015-09-04 投影裝置以及投影鏡頭

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI556006B true TWI556006B (zh) 2016-11-01
TW201710733A TW201710733A (zh) 2017-03-16

Family

ID=57851431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104129289A TWI556006B (zh) 2015-09-04 2015-09-04 投影裝置以及投影鏡頭

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9791680B2 (zh)
CN (1) CN106501918B (zh)
TW (1) TWI556006B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107102422B (zh) * 2017-05-09 2023-08-15 东莞市宇瞳光学科技股份有限公司 一种大光圈超广角超高清变焦镜头
CN209765153U (zh) 2019-05-29 2019-12-10 中强光电股份有限公司 变焦投影镜头
CN112578543B (zh) * 2019-09-29 2022-10-04 中强光电股份有限公司 变焦投影镜头及投影机
CN110927927B (zh) * 2019-12-11 2021-09-14 广州长步道光电科技有限公司 一种高像素全景镜头系统
CN112433342B (zh) * 2020-12-03 2022-05-03 四川长虹电器股份有限公司 一种超高分辨率微型投影镜头
CN114019661B (zh) * 2021-12-07 2023-09-26 广东省科学院半导体研究所 投影物镜系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020196560A1 (en) * 2000-12-22 2002-12-26 Hiroshi Endo Zoom lens and optical instrument using the same
JP2011107269A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Nikon Corp レンズ系、光学機器、レンズ系の製造方法
TW201135278A (en) * 2010-04-14 2011-10-16 Young Optics Inc Zoom lens
JP2013145408A (ja) * 2013-04-26 2013-07-25 Canon Inc 光学系およびそれを有する光学機器
JP2014067066A (ja) * 2014-01-06 2014-04-17 Nikon Corp ズームレンズ系、及び、このズームレンズ系を備えた光学機器
JP2014232248A (ja) * 2013-05-30 2014-12-11 リコーイメージング株式会社 ズームレンズ系
TW201516458A (zh) * 2013-10-31 2015-05-01 Young Optics Inc 投影鏡頭

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5695211A (en) 1979-12-28 1981-08-01 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Wide angle zoom lens
JP3503631B2 (ja) 2001-04-27 2004-03-08 セイコーエプソン株式会社 投映用ズームレンズ及びこれを備えたプロジェクター
TWI288290B (en) * 2005-05-12 2007-10-11 Asia Optical Co Inc Variable focus projection lens
JP4917823B2 (ja) 2006-04-03 2012-04-18 日東光学株式会社 ズームレンズシステムおよび表示装置
JP2010128318A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Samsung Electronics Co Ltd 投影光学系及び画像投影装置
US8000023B2 (en) 2009-12-28 2011-08-16 Young Optics Inc. Zoom lens
CN202615033U (zh) * 2012-03-29 2012-12-19 福州市浩邦电子科技有限公司 可见光和红外光共焦镜头
CN202600247U (zh) * 2012-05-31 2012-12-12 苏州智能泰克有限公司 一种变焦投影镜头
JP6354196B2 (ja) * 2014-02-19 2018-07-11 株式会社リコー ズームレンズおよびこのズームレンズを用いた撮像装置
TWI512329B (zh) 2015-01-12 2015-12-11 Coretronic Corp 變焦鏡頭

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020196560A1 (en) * 2000-12-22 2002-12-26 Hiroshi Endo Zoom lens and optical instrument using the same
JP2011107269A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Nikon Corp レンズ系、光学機器、レンズ系の製造方法
TW201135278A (en) * 2010-04-14 2011-10-16 Young Optics Inc Zoom lens
JP2013145408A (ja) * 2013-04-26 2013-07-25 Canon Inc 光学系およびそれを有する光学機器
JP2014232248A (ja) * 2013-05-30 2014-12-11 リコーイメージング株式会社 ズームレンズ系
TW201516458A (zh) * 2013-10-31 2015-05-01 Young Optics Inc 投影鏡頭
JP2014067066A (ja) * 2014-01-06 2014-04-17 Nikon Corp ズームレンズ系、及び、このズームレンズ系を備えた光学機器

Also Published As

Publication number Publication date
TW201710733A (zh) 2017-03-16
US20170068077A1 (en) 2017-03-09
CN106501918A (zh) 2017-03-15
US9791680B2 (en) 2017-10-17
CN106501918B (zh) 2019-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI556006B (zh) 投影裝置以及投影鏡頭
JP5871743B2 (ja) 結像光学系、及びそれを用いた投射型画像表示装置、撮像装置
CN209765153U (zh) 变焦投影镜头
TWI439722B (zh) 定焦鏡頭
US10139606B2 (en) Zoom lens for forming high-definition image and image projection apparatus having the same
TWI512329B (zh) 變焦鏡頭
JP5709640B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
JP6415258B2 (ja) 結像光学系および画像投射装置
JP2011107312A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US20140226219A1 (en) Projection zoom lens and projection type display device
CN203799102U (zh) 投影用变焦透镜和投影型显示装置
WO2023273441A1 (zh) 一种投影光学系统
JP6198862B2 (ja) 結像光学系、及びそれを用いた投射型画像表示装置、撮像装置
US8422140B2 (en) Fixed focal length lens
TWI530710B (zh) 投影裝置以及投影鏡頭
TWI410671B (zh) 投影鏡頭
TWI442085B (zh) 投影鏡頭和投影裝置
US10168602B2 (en) Projection optical system and projector
TWI454728B (zh) 投影鏡頭
JPWO2012081251A1 (ja) 投写用ズームレンズおよび投写装置
JP4877478B2 (ja) 撮像素子用ズームレンズ
JP6597086B2 (ja) ズームレンズ系
CN112578543B (zh) 变焦投影镜头及投影机
JP2019066730A (ja) 投射用ズームレンズおよび投射型画像表示装置
US20160170187A1 (en) Zoom lens

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees