TWM554571U - 反射式廣角鏡頭 - Google Patents

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Abstract

本創作係關於具有大光圈(例如，FNO 1.7)及小投射比(例如，TR≦0.2)之反射式廣角鏡頭。該反射式廣角鏡頭可縮短鏡頭尺寸並減少需要的透鏡數量，並同時達到對大範圍之屏幕尺寸清晰聚焦的效果。該反射式廣角鏡頭包含一鏡頭前組、及一鏡頭後組。該鏡頭前組包含一第一透鏡群及一第二透鏡群。該鏡頭後組包含一曲面反射鏡。該第一透鏡群至少包含一三膠合透鏡、一非球面透鏡、及二球面透鏡。該第二透鏡群至少包含二非球面透鏡、及二球面透鏡。該曲面反射鏡為一內凹式光軸對稱非球面反射鏡。

Description

反射式廣角鏡頭
本案係關於使用曲面反射鏡之廣角鏡頭，具體而言係關於投影用之超短焦反射式投影鏡頭。
隨著投影機的關鍵元件之進步，顯示元件的解析度已達4K/2K，所搭配之光源不論是LED或雷射，其光源亮度也日益增高，使得投影產品進入家用市場更加成熟化。
短焦投影能使投影機與螢幕間的距離大幅縮短，往往只需幾十公分的投影距離便可投出上百吋的畫面。短焦投影機可放置於電視櫃上，與一般電視機所放置的位置相同，故相較於一般長焦投影機更節省空間且具安裝等優勢，所以短焦投影在使用上比一般投影機更具實用性。
近年來短焦投影技術已慢慢成為市場的焦點，而當前的短焦投影之投射比約介於0.24~0.65之間，但要達到投射比0.2以下的超短焦鏡頭在技術上仍有困難。此外，在使用大光圈投影鏡頭以增加亮度的情況下，為了達到更小的投射比，鏡頭出光對螢幕必須具更大的入射角度，從而產生了更多的球差、慧差、像散、及投影影像的畸變。習知上，往往需使用較多的鏡片數量以消除這些不良現象。另外，一般組裝生產超短焦鏡頭時，仍需對鏡頭內某些鏡片進行位置上的微調才能夠得到較清晰的影像，造成製造工藝較為複雜，不利大量生產之需求。
在此背景下本創作產生。
有鑒於此， 依照本創作之一實施例，提供具有大光圈及小投射比的一種反射式廣角鏡頭，該反射式廣角鏡頭係用以投射來自顯示元件之光線。該反射式廣角鏡頭包含一鏡頭前組，該鏡頭前組係設置於一光軸上。該鏡頭前組包含一第一透鏡群、及一第二透鏡群，該第一透鏡群係用以接收來自顯示元件之光線且具有一第一焦距，該第二透鏡群係用以接收來自該第一透鏡群之光線。該反射式廣角鏡頭更包含一鏡頭後組，該鏡頭後組包含一曲面反射鏡，該曲面反射鏡具有一第二焦距，其中該第二焦距對該第一焦距之比值的絕對值係大於0.7且小於1.3。從該第一透鏡群最靠近顯示元件之鏡片頂點沿著該光軸至該第二透鏡群最遠離光源之鏡片頂點的距離係定義為一鏡頭前組總長度，從該第一透鏡群最靠近光源之鏡片頂點至該曲面反射鏡中心點而在該光軸方向上的距離係定義為一總鏡頭長度，且該總鏡頭長度對該鏡頭前組總長度之比值係大於1.8且小於2.2。
在一實施例中，該鏡頭前組與該鏡頭後組具有相同之光軸。在一實施例中，該第一透鏡群至少包含一三膠合透鏡、一非球面透鏡、及二球面透鏡。在一實施例中，該三膠合透鏡包含二外側鏡片及一中心鏡片，其中該二外側鏡片為負屈光，且該中心鏡片為正屈光。在一實施例中，該第二透鏡群至少包含二非球面透鏡、及二球面透鏡。在一實施例中，該第二透鏡群至少包含二非球面透鏡、及一雙膠合透鏡。在一實施例中，該曲面反射鏡為一內凹式光軸對稱非球面反射鏡。在一實施例中，該第二透鏡群係用進行前後移動以調整該反射式廣角鏡頭之焦距。
從以下配合隨圖式所做出之詳細描述，將更清楚本創作的其他態樣。
為了提供對本創作周密的了解，接下來的敘述中將提出許多特定的細節。所揭露的實施例可被實行而無須部分或全部的特定細節。為了不對所揭露的實施例造成不必要地混淆，眾所周知的操作及原理則沒有被詳述。當配合特定的案例來描述所揭露的實施例時，應了解吾人並非意圖限制所揭露之實施例。當以相對性的描述詞(例如，「左」與「右」、或 「上」與 「下」等)來描述特定實施例時，這些術語係為了容易理解而使用，且其意圖並非為限制性的。
本創作提供了超短焦的反射式廣角鏡頭，其具有適合大光圈使用(FNO1.7)、較少之鏡片數目、縮短之鏡頭長度、無需於製造鏡頭時進行細部鏡片調整、裝配簡單且符合大量生產之需求、可達0.2以下之投射比、及投影尺寸範圍具較大縮放比率等優點。以下將藉由隨附圖式來說明本創作之各種實施例。
根據本創作的一實施例，圖1顯示了範例性反射式廣角鏡頭100之示意圖。反射式廣角鏡頭100可為應用於投影顯示設備之遠心廣角鏡頭(tele-centric wide angle lens)，其具有高分辨率、大光圈(例如，FNO1.7)、及低投射比(例如，0.19之投射比)。現在參照圖1，顯示了反射式廣角鏡頭100之配置方式。反射式廣角鏡頭100可包含鏡頭前組101、及鏡頭後組103。該鏡頭前組101係設置於光軸107上且包含第一透鏡群110及第二透鏡群120。反射式廣角鏡頭100係用投射來自顯示元件C之光線。來自顯示元件C之光線經過稜鏡C1、第一透鏡群110、第二透鏡群120之後，經由凹面非球面反射鏡105而將光線投射至屏幕(未顯示)上以供觀眾觀看。該顯示元件C可為投影顯示設備之光學系統中所使用的顯示元件，例如陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、數位微反射鏡裝置(DMD，Digital Micromirror Device)、矽基液晶(LCoS，Liquid Crystal on Silicon)等光源調變元件。在圖1之實施例中，顯示元件C搭配稜鏡C1，但吾人應理解，在其他實施例中顯示元件C可依據投影顯示設備之需求而搭配有或不搭配有稜鏡。
該第一透鏡群110係用以接收來自顯示元件C之光線且具有一第一焦距。第一透鏡群110包含非球面透鏡111、球面透鏡113、三膠合透鏡115、及球面透鏡117。此外，該三膠合透鏡115包含二外側鏡片及一中心鏡片，其中該二外側鏡片為負屈光，且該中心鏡片為正屈光。該第一透鏡群110之主要功能為提升鏡頭分辨率、及降低光學軸向及側向色差，其中三膠合透鏡之使用可減少鏡片的使用片數，並縮短鏡頭尺寸。
第二透鏡群120係用以接收來自該第一透鏡群之光線。該第二透鏡群120包含非球面鏡片121、雙膠合透鏡123、及非球面透鏡125。在一些實施例中，該雙膠合透鏡123亦可為二球面鏡片。該第二透鏡群120之主要功能為消除光線在傳遞過程中產生的慧差及像散、降低畸變、增加視場角度、及配合不同投影尺寸進行前後移動以調整該反射式廣角鏡頭之焦距而使得影像聚焦清晰。其中從該第一透鏡群110最靠近顯示元件的鏡片頂點沿著該光軸107至該第二透鏡群120最遠離顯示元件的鏡片頂點之距離係定義為鏡頭前組總長度。
鏡頭後組103包含曲面反射鏡105(例如，內凹式光軸對稱非球面反射鏡)，用以反射從顯示元件通過該第一透鏡群及該第二透鏡群之光線並修正第一透鏡群110及第二透鏡群120所導致之歪曲像差。該曲面反射鏡105具有一第二焦距。從該第一透鏡群110最靠近顯示元件的鏡片頂點至該曲面反射鏡105中心點而在該光軸107方向上的距離係定義為總鏡頭長度。根據本創作之反射式廣角鏡頭可同時滿足下列之條件式： (I) 0.7 ＜ |第二焦距/第一焦距| ＜ 1.3 (II)1.8 ＜ 總鏡頭長度/鏡頭前組總長度 ＜ 2.2
吾人須注意，雖然圖1顯示鏡頭後組103係設置於與鏡頭前組101相同之光軸上，但在其他實施例中，鏡頭後組103亦可相對於光軸107而向上或向下偏移、及/或偏轉一角度，在此情況下，只要滿足該第一透鏡群110最靠近顯示元件的鏡片頂點至該曲面反射鏡105中心點而在該光軸107方向上的距離保持不變(換言之，總鏡頭長度不改變)即可。
本創作之鏡頭鏡片排列方式可縮短廣角鏡頭之外型尺寸及鏡頭內使用透鏡之鏡片數，可達到從小投影屏幕尺寸到大投影屏幕尺寸都可清晰聚焦的效果，並具有大光圈(例如，FNO 1.7)及非常小的投射比(例如，例如，投射比≦0.2)。
現在參照圖2，吾人應理解圖2之目的僅為示例性的，且並非用以顯示該等鏡片之間的相對位置或比例。圖2中針對各鏡片所包含之鏡面加以標示以利說明。如圖2中所示，曲面反射鏡105包含鏡面S1。在第二透鏡群120中，非球面透鏡125包含鏡面S2及鏡面S3，雙膠合透鏡123包含鏡面S4、鏡面S5、及鏡面S6，且非球面鏡片121包含鏡面S7及鏡面S8。在第一透鏡群110中，球面透鏡117包含鏡面S9及鏡面S10，三膠合透鏡115包含鏡面S11、鏡面S12、鏡面S13、及鏡面S14，球面透鏡113包含鏡面S15及鏡面S16，且非球面透鏡111包含鏡面S17及鏡面S18。以下將以表格來說明反射式廣角鏡頭100之較佳實施例的範例性參數。吾人應注意，其中厚度係指從該鏡面/屏幕與光軸之交點位置至下一鏡面之距離(換言之，所標註厚度為鏡片之厚度或該鏡面與下一鏡面之間的間隔距離)。舉例而言，屏幕欄位所標註之厚度為屏幕至鏡面S1之間距，鏡面S1欄位所標註之厚度為鏡面S1至鏡面S2之間距，而鏡面S2欄位所標註之厚度為鏡面S2至鏡面S3之間距(換言之，透鏡125之厚度)。吾人應理解，因本文中所述之尺寸係可按比率而加以放大縮小，因此其單位係未加以標註。另外，其中以星號加以標註者代表其在調整對焦時是可移動的。 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 鏡面　 </td><td> 曲率半徑(RDY) </td><td> 厚度 </td><td> 反射鏡 </td><td> 透鏡參數(折射率.Abbe) </td></tr><tr><td> 屏幕 </td><td> 無限大 </td><td> 449.021649* </td><td> 　 </td><td></td></tr><tr><td> S1 </td><td> -49.2 </td><td> -110* </td><td> 　 </td><td> 反射鏡 </td></tr><tr><td> S2 </td><td> 142.31 </td><td> -6.278 </td><td> 　 </td><td> 525.565 </td></tr><tr><td> S3 </td><td> -14.85 </td><td> -11.38 </td><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S4 </td><td> -154.6 </td><td> -2.5 </td><td> 　 </td><td> 846.237 </td></tr><tr><td> S5 </td><td> -30.65 </td><td> -12.28 </td><td> 　 </td><td> 654.398 </td></tr><tr><td> S6 </td><td> 44.344 </td><td> -0.4 </td><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S7 </td><td> -85.95 </td><td> -3.995 </td><td> 　 </td><td> 585.3 </td></tr><tr><td> S8 </td><td> -470 </td><td> -26.833* </td><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S9 </td><td> -26.85 </td><td> -3.262 </td><td> 　 </td><td> 761.265 </td></tr><tr><td> S10 </td><td> 128.56 </td><td> -9.427 </td><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S11 </td><td> 31.136 </td><td> -2 </td><td> 　 </td><td> 805.255 </td></tr><tr><td> S12 </td><td> -11.64 </td><td> -8.034 </td><td> 　 </td><td> 618.634 </td></tr><tr><td> S13 </td><td> 9.0904 </td><td> -2 </td><td> 　 </td><td> 762.265 </td></tr><tr><td> S14 </td><td> 74.155 </td><td> -0.494 </td><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S15 </td><td> -111.1 </td><td> -5.498 </td><td> 　 </td><td> 805.255 </td></tr><tr><td> S16 </td><td> 22.338 </td><td> 0.1284 </td><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S17 </td><td> -427.4 </td><td> -6.845 </td><td> 　 </td><td> 583.595 </td></tr><tr><td> S18 </td><td> 19.468 </td><td> 　 </td><td> 　 </td><td> 　 </td></tr></TBODY></TABLE>(表1)
下列的表2~表4詳述了非球面的鏡面S1、S2、S3、S7~S8、及S17~S18之參數，其中K為錐形常數，AR為非球面係數。此外，表5為調整對焦時相互間的空氣間隔厚度。 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 鏡面 </td><td> </td></tr><tr><td> S1 </td><td> K: -1.4931E+00 AR1: -5.1909E-03 AR2: -1.8804E-03 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR3: -9.5638E-06 AR4: 4.8482E-07 AR5: -7.1698E-10 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR6: -2.0724E-10 AR7: -2.2154E-13 AR8: -4.8756E-14 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR9: -1.0092E-17 AR10: 4.0387E-17 AR11: 5.9148E-21 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR12: -1.6989E-23 AR13: 2.1201E-24 AR14: -4.9561E-24 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR15: 3.5035E-28 AR16: 6.5474E-28 AR17: 8.3812E-32 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR18: 2.1957E-31 AR19: -2.2656E-35 AR20: -4.2904E-35 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR21: -1.3332E-38 AR22: -2.5345E-40 AR23: -4.4518E-42 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR24: -7.1328E-44 AR25: -9.5582E-46 AR26: -8.7108E-48 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR27: -2.2166E-37 AR28: -3.2869E-39 AR29: 1.9156E-40 </td></tr><tr><td> 鏡面　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S2 </td><td> K: 1.8696E+01 AR1: -6.8682E-03 AR2: 8.5046E-03 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR3: -5.1566E-04 AR4: 2.7521E-06 AR5: 9.3295E-07 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR6: -7.1388E-08 AR7: -9.4582E-11 AR8: 2.2777E-10 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR9: -1.3898E-12 AR10: -8.5403E-13 AR11: -7.7560E-16 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR12: 2.0839E-15 AR13: 2.7014E-18 AR14: -2.0395E-18 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR15: 5.6887E-21 AR16: 1.5722E-22 AR17: -1.5983E-26 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR18: -3.7469E-24 AR19: -1.1013E-26 AR20: 9.3002E-27 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR21: 1.5503E-29 AR22: 8.3474E-32 AR23: -2.5224E-32 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR24: -2.4668E-33 AR25: -1.3235E-34 AR26: -5.3233E-36 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR27: -2.2166E-37 AR28: -3.2869E-39 AR29: 1.9156E-40 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR30: 2.0830E-41 </td></tr></TBODY></TABLE>(表2) <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 鏡面 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S3 </td><td> K: -1.9427E+00 AR1: -3.4702E-03 AR2: -4.6541E-04 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR3: -4.3994E-04 AR4: 3.3725E-05 AR5: 5.7448E-07 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR6: -1.8726E-07 AR7: 2.6132E-09 AR8: 2.1786E-09 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR9: -4.9035E-12 AR10: -2.0245E-11 AR11: -2.6413E-14 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR12: 9.5873E-14 AR13: -1.2351E-17 AR14: -1.9931E-16 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR15: 1.6646E-19 AR16: 2.0274E-20 AR17: 6.0601E-22 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR18: 3.7762E-22 AR19: 8.3521E-25 AR20: 8.4194E-26 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR21: -1.5881E-27 AR22: -1.9356E-28 AR23: -1.3504E-29 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR24: -7.5651E-31 AR25: -3.6872E-32 AR26: -1.5321E-33 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR27: -5.9020E-35 AR28: -2.7463E-37 AR29: 1.6361E-37 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> AR30: 1.8304E-38 </td></tr></TBODY></TABLE>(表3) <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 鏡面 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S7 </td><td> K : 0.687122 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> A :-.152395E-04 B :0.661396E-07 C :-.619365E-10 D :-.190811E-12 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S8 </td><td> K : -90.000000 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> A :-.178425E-04 B :0.678306E-07 C :-.880812E-10 D :-.186814E-12 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S17 </td><td> K : -69.000000 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> A :0.724142E-04 B :-.473579E-07 C :0.753054E-09 D :-.785791E-11 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> 　 </td></tr><tr><td> S18 </td><td> K : -6.694240 </td></tr><tr><td> 　 </td><td> A :0.113676E-03 B :-.635555E-06 C :0.348107E-08 D :-.111848E-10 </td></tr></TBODY></TABLE>(表4) <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> Thickness S0 </td><td> 449.02165 408.55099 368.42385 </td></tr><tr><td> Thickness S1 </td><td> -110.00000 -110.18834 -110.41555 </td></tr><tr><td> Thickness S8 </td><td> -26.83300 -26.64466 -26.41745 </td></tr></TBODY></TABLE>(表5)
將上述表格之參數帶入下述算式，即可得到該等鏡面之座標參數(原點位置係定義於鏡片之頂點)。須注意，在下述算式中，CURV為上述曲率半徑的倒數(換言之，1/RDY)，RADIUS係指鏡片之曲率半徑，且 A、B、C、及D為非球面係數。對於鏡面S1~S3而言，而其非球面表面之算式為：
對於鏡面S7~S8及S17~18而言，其非球面常數之算式為：
根據上述較佳實施例之反射式廣角鏡頭其第二焦距對第一焦距之比值的絕對值約為0.98，其總鏡頭長度對鏡頭前組總長度之比值約為2.09，皆符合上述之二個條件式。雖然上面詳述了一較佳實施例之參數，但吾人應理解，上述參數僅為例示性而非限制性，且熟悉本技藝者可在不脫離本創作之架構及範圍的情況下對該等參數進行修改，同時仍滿足本揭露內容所述之二個條件式。
圖3A及圖3B說明了本創作之廣角鏡頭100於不同投影位置時所投出的螢幕尺寸大小。圖3C繪示了投射比之示意圖，其為投影鏡頭前端至投影屏幕的距離D對投射影像寬邊L之比值(換言之，D/L)，根據本創作之反射式廣角鏡頭可達到 0.19 之投射比。
圖4A繪示了投影屏幕上的不同取樣點F1~F9。圖4B~4D分別繪示了根據此實施例之反射式廣角鏡頭用於110吋、98吋、及83吋投影尺寸時的廣角鏡頭調變傳遞函數，該等圖式中不同的曲線係分別對應於螢幕上F1~F9的位置之廣角鏡頭調變傳遞函數曲線，其中每一位置又細分為x方向(sagittal)、及y方向(tangential)。
圖5為根據此實施例之反射式廣角鏡頭用於投影尺寸110吋、98吋、及83吋時之畸變相像差圖(Distortion)。如圖所示，本創作之反射式廣角鏡頭的畸變量於整個視場中均小於1%。吾人應注意，圖5所示的畸變相像差圖之目的僅為示例性的，其詳係數據係載於下述之表6中。 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 110 英吋 </td><td> 98 英吋 </td><td> 83 英吋 </td></tr><tr><td> 場域 </td><td> 畸變(%) </td><td> 場域 </td><td> 畸變(%) </td><td> 場域 </td><td> 畸變(%) </td></tr><tr><td> 0.2 </td><td> -0.39914 </td><td> 0.2 </td><td> -0.35005 </td><td> 0.2 </td><td> -0.28908 </td></tr><tr><td> 0.3 </td><td> 0.55477 </td><td> 0.3 </td><td> 0.6523 </td><td> 0.3 </td><td> 0.77393 </td></tr><tr><td> 0.4 </td><td> 0.64838 </td><td> 0.4 </td><td> 0.77273 </td><td> 0.4 </td><td> 0.929 </td></tr><tr><td> 0.5 </td><td> 0.4027 </td><td> 0.5 </td><td> 0.52795 </td><td> 0.5 </td><td> 0.68723 </td></tr><tr><td> 0.6 </td><td> 0.05944 </td><td> 0.6 </td><td> 0.15805 </td><td> 0.6 </td><td> 0.28633 </td></tr><tr><td> 0.7 </td><td> -0.22331 </td><td> 0.7 </td><td> -0.17172 </td><td> 0.7 </td><td> -0.09974 </td></tr><tr><td> 0.8 </td><td> -0.27243 </td><td> 0.8 </td><td> -0.28037 </td><td> 0.8 </td><td> -0.28047 </td></tr><tr><td> 0.9 </td><td> -0.06287 </td><td> 0.9 </td><td> -0.13741 </td><td> 0.9 </td><td> -0.2188 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0.29988 </td><td> 1 </td><td> 0.15888 </td><td> 1 </td><td> -0.00434 </td></tr></TBODY></TABLE>(表6)
從以上實施例可看出本創作的大光圈(例如，FNO1.7)廣角鏡頭可達成0.19的投射比，投影尺寸可達成大尺寸(例如，110~83吋)之大範圍使用。另外，本創作之鏡頭調變傳遞函數於各種投影尺寸的各個位置均可達到約在0.5以上，其中以98吋較佳，其鏡頭傳遞函數可達到約0.6。因此，根據本揭露內容之廣角鏡頭在生產裝配鏡頭時有足夠的裕度可補償組裝時的公差，因此於生產時無需對內部之鏡片進行單獨調整，工藝簡單，從而達成了廣角鏡頭量產上的需要。
雖然已對前述的發明進行詳細地描述以利於清楚理解的目的，顯而易見的，仍可在隨附申請專利範圍的範圍內實行某些改變及修改。因此，本文中之實施例應被認為是說明性的而非限制性的，且本創作不受限於本文中所提供的細節，而係可在隨附申請專利範圍的範圍及同等物內修改。
100‧‧‧反射式廣角鏡頭
101‧‧‧鏡頭前組
103‧‧‧鏡頭後組
105‧‧‧反射鏡
107‧‧‧光軸
110‧‧‧第一透鏡群
111‧‧‧非球面透鏡
113‧‧‧球面透鏡
115‧‧‧三膠合透鏡
117‧‧‧球面透鏡
120‧‧‧第二透鏡群
121‧‧‧非球面鏡片
123‧‧‧雙膠合透鏡
125‧‧‧非球面透鏡
S1~S18‧‧‧鏡面
C‧‧‧顯示元件
C1‧‧‧稜鏡
F1~F8‧‧‧取樣位置
參考以下配合隨附圖式所做的詳細描述將可最好地了解描述之實施例及其優點。該等圖式絲毫不限制熟悉本技藝者在不超出實施例之精神及範圍下對描述之實施例做出形式及細節上的改變。
圖1為根據本創作之一實施例的反射式廣角鏡頭的結構示意圖。
圖2為反射式廣角鏡頭的鏡頭前組及鏡頭後組之細部示意圖。
圖3A及圖3B繪示了廣角鏡頭於不同投影位置時所投出的螢幕尺寸大小。
圖3C為投射比之示意圖。
圖4A繪示了投影屏幕上之不同取樣點。
圖4B~4D分別繪示了反射式廣角鏡頭用於不同投影尺寸時的廣角鏡頭調變傳遞函數。
圖5為反射式廣角鏡頭用於不同投影尺寸時之畸變相像差圖。
100‧‧‧反射式廣角鏡頭
101‧‧‧鏡頭前組
103‧‧‧鏡頭後組
105‧‧‧曲面反射鏡
107‧‧‧光軸
110‧‧‧第一透鏡群
111‧‧‧非球面透鏡
113‧‧‧球面透鏡
115‧‧‧三膠合透鏡
117‧‧‧球面透鏡
120‧‧‧第二透鏡群
121‧‧‧非球面鏡片
123‧‧‧雙膠合透鏡
125‧‧‧非球面透鏡
C‧‧‧顯示元件
C1‧‧‧稜鏡

Claims (8)

  1. 一種反射式廣角鏡頭，具有大光圈及小投射比，該反射式廣角鏡頭係用以投射來自顯示元件之光線，該反射式廣角鏡頭包含： 一鏡頭前組，設置於一光軸上，該鏡頭前組包含： 一第一透鏡群，用以接收來自顯示元件之光線，該第一透鏡群具有一第一焦距；及 一第二透鏡群，用以接收來自該第一透鏡群之光線；及 一鏡頭後組，包含一曲面反射鏡用以反射從顯示元件通過該第一透鏡群及該第二透鏡群之光線，該曲面反射鏡具有一第二焦距，該第二焦距對該第一焦距之比值的絕對值係大於0.7且小於1.3， 其中從該第一透鏡群最靠近顯示元件之鏡片頂點沿著該光軸至該第二透鏡群最遠離顯示元件之鏡片頂點的距離係定義為一鏡頭前組總長度，從該第一透鏡群最靠近顯示元件之鏡片頂點至該曲面反射鏡中心點而在該光軸方向上的距離係定義為一總鏡頭長度，該總鏡頭長度對該鏡頭前組總長度之比值係大於1.8且小於2.2。
  2. 如申請專利範圍第1項之反射式廣角鏡頭，其中該鏡頭前組與該鏡頭後組具有相同之光軸。
  3. 如申請專利範圍第1項之反射式廣角鏡頭，其中該第一透鏡群至少包含一三膠合透鏡、一非球面透鏡、及二球面透鏡。
  4. 如申請專利範圍第3項之反射式廣角鏡頭，其中該三膠合透鏡包含二外側鏡片及一中心鏡片，其中該二外側鏡片為負屈光，且該中心鏡片為正屈光。
  5. 如申請專利範圍第1項之反射式廣角鏡頭，其中該第二透鏡群至少包含二非球面透鏡、及二球面透鏡。
  6. 如申請專利範圍第1項之反射式廣角鏡頭，其中該第二透鏡群至少包含二非球面透鏡、及一雙膠合透鏡。
  7. 如申請專利範圍第1項之反射式廣角鏡頭，其中該曲面反射鏡為一內凹式光軸對稱非球面反射鏡。
  8. 如申請專利範圍第1項之反射式廣角鏡頭，其中該第二透鏡群係用進行前後移動以調整該反射式廣角鏡頭之聚焦。
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