專利名稱：用于投影機的變焦投影鏡頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種變焦投影鏡頭，特別是指一種用于投影機的變焦投影鏡頭。
背景技術：
近年來陰極射像管投影裝置(Cathode Ray Tube, CRT)逐漸被液晶投影裝置(Liquid Crystal Display)、數(shù)字光源處理投影裝置(Digital Light Processing,DLP)等較輕薄短小的投影裝置所取代。其中，數(shù)字光源處理投影裝置的非遠心系統(tǒng)(Non-telecentric)的主光線(chiefray)與光軸不平行，該非遠心系統(tǒng)的變焦投影鏡頭相較于遠心系統(tǒng)的變焦投影鏡頭可以省 略一個全內反射棱鏡，以節(jié)省變焦投影鏡頭的成本。此外，由于非遠心系統(tǒng)的主光線與光軸不平行，是以一角度入射進入變焦投影鏡頭，造成投影畫面在投影屏幕上朝上偏移，符合前投影式投影機的需求。以往的一種非遠心系統(tǒng)前投影式投影機，例如中國臺灣專利第1288290號專利所揭露，適用于高壓汞燈光源，為了價格的考慮通常孔徑光闌的孔徑小，相對孔徑(F-number)則較大，通常相對孔徑大于2. 4。而由于近來各式光源發(fā)展成熟，因此，如何提供一種適合用于不同光源且可避免光效率不足的變焦投影鏡頭，為目前相關業(yè)者的研發(fā)重點之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術中投影機的變焦投影鏡頭光效率不足的缺陷，提供一種適合用于不同光源的投影機且可避免光效率不足的變焦投影鏡頭。本發(fā)明為解決其技術問題所采用的技術方案是，提供一種用于投影機的變焦投影鏡頭，由物端至像端依序包含第一透鏡組、第二透鏡組，及第三透鏡組，依序為負、正、正屈光率，該第一透鏡組包括非球面透鏡，該第三透鏡組包括非球面透鏡及孔徑光闌，該變焦投影鏡頭在廣角端的相對孔徑小于2. I。本發(fā)明的功效在于降低該變焦投影鏡頭的相對孔徑，也就是放大孔徑光闌的徑寬，提升投影機的光效率，另外通過使用非球面透鏡，來降低孔徑光闌加寬而衍生的像差。


圖I是配置示意圖，說明本發(fā)明用于投影機的變焦投影鏡頭的第一具體實施例；圖2是本第一具體實施例廣角端的球面像差圖；圖3是本第一具體實施例廣角端的倍率色像差圖；圖4是本第一具體實施例廣角端的像場彎曲圖；圖5是本第一具體實施例廣角端的畸變圖；圖6是本第一具體實施例廣角端的光學轉換函數(shù)圖；圖7是本第一具體實施例望遠程的球面像差圖8是本第一具體實施例望遠程的倍率色像差圖；圖9是本第一具體實施例望遠程的像場彎曲圖；圖10是本第一具體實施例望遠程的畸變圖；圖11是本第一具體實施例望遠程的光學轉換函數(shù)圖；圖12是配置示意圖，說明本發(fā)明用于投影機的變焦投影鏡頭的第二具體實施例；及圖13是配置示意圖，說明本發(fā)明用于投影機的變焦投影鏡頭的第三具體實施例。
具體實施例方式有關本發(fā)明的前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合附圖的數(shù)個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。在本發(fā)明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的組件是以相同的編號來表不。參閱圖1，本發(fā)明用于投影機的變焦投影鏡頭的較佳實施例，由物端至像端依序包含第一透鏡組I、第二透鏡組2，及第三透鏡組3，依序為負、正、正屈光率，通過負、正、正屈光率的三個透鏡組可以有效地增加變焦倍率比值。該第一透鏡組I由物端至像端依序包括塑料非球面透鏡11、玻璃球面雙凹透鏡12(bic0ncaVe)，及玻璃球面凸透鏡13，該非球面透鏡11為朝物端凸出的月凹透鏡(negative meniscus),通過使用非球面透鏡11,以有效縮減變焦投影鏡頭總長、修正投影影像的像差、減少透鏡使用數(shù)量。該第二透鏡組2可以包括一片或兩片玻璃球面凸透鏡21。該第三透鏡組3包括彼此接合的負透鏡31及正透鏡32，還包括玻璃非球面透鏡33及孔徑光闌34(aperture stop),通過使用非球面透鏡33,以有效縮減變焦投影鏡頭總長、修正投影影像的像差、減少透鏡使用數(shù)量。該變焦投影鏡頭在廣角端的相對孔徑(F-number，F(xiàn)#)小于2. 1，也就是放大孔徑光闌34的徑寬，提升投影機的光效率。該變焦投影鏡頭滿足以下條件式I. 20 < I ex/bf I < I. 36 (I)2. O < If/fJ < 2. 45 (2)I. 5 < |f2/fw| < 2· 7 (3)2. I < I f3/fw I < 4. 6 (4)3. I < |fL1/fff| < 4. 5 (5)0. 31 < I fA/f31 < 0. 65 (6)0. 31 < Iv1A2I < 0. 49 (7)ex為系統(tǒng)出瞳位置，bf為鏡頭后焦長度，fw為該變焦投影鏡頭在廣角端的焦距，f\為該第一透鏡組I的焦距，f2為該第二透鏡組2的焦距，f3為該第三透鏡組3的焦距，fL1為該第一透鏡組I中該非球面透鏡11的焦距，fA為該第三透鏡組3中該非球面透鏡33的焦距，V1為該第三透鏡組3的負透鏡31的色散系數(shù)，V2為該第三透鏡組3的正透鏡32的色散系數(shù)。
通過滿足條件式(I)，可以進一步拉長變焦投影鏡頭后焦長度bf，提高廣角端(Wild-Angle)至望遠程(Telephoto)的變焦倍率比值。通過滿足條件式⑵至條件式(6),能夠有效地縮減變焦投影鏡頭總長，并修正投影影像的像差。通過滿足條件式(7)，可修正投影影像的像差。通過滿足條件式(5)至條件式(7)，可提升該變焦投影鏡頭的解像能力。而通過該第一透鏡組I與該第二透鏡組2間的間距，以及通過后焦長度bf，可以補償因為溫度變化而導致投影影像質量降低的現(xiàn)象。<第一具體實施例>表1-1為該變焦投影鏡頭第一具體實施例的各式參數(shù)。本第一具體實施例中，該第一透鏡組I的凸透鏡13為朝物端凸出的月凸透鏡13(postivemeniscus)，該第二透鏡組2包括數(shù)量為一的玻璃球面雙凸透鏡21，該第三透鏡組3在該彼此接合負透鏡31、正透鏡32與該非球面透鏡33間還包括球面雙凸透鏡35，自該非球面透鏡33朝像端依序還包括該孔徑光闌34、球面雙凹透鏡36及朝像端凸出的月凸透鏡37。
系統(tǒng)出瞳位置ex為-37. 6304毫米，鏡頭后焦長度bf為31. O毫米，該變焦投影鏡頭在廣角端的焦距fw為21. 05041毫米，該第一透鏡組I焦距為-51. 6057毫米，該第二透鏡組2焦距f2為52. 8869毫米,該第一透鏡組I中該非球面透鏡11的焦距fu為-88. 4085毫米，該第三透鏡組3中該非球面透鏡33的焦距fA為33. 5388毫米，該第三透鏡組3的負透鏡31的色散系數(shù)V1為30. 13，該第三透鏡組3的正透鏡32的色散系數(shù)V2為81. 55，滿足前述條件式⑴至(7)。此外，相對孔徑由廣角端、中間狀態(tài)、望遠程依序為2. 0,2. 217,2. 428，該變焦投影鏡頭焦距由廣角端、中間狀態(tài)、望遠程依序為21. 5041毫米、26. 7915毫米、32. 0464毫米，孔徑光闌34孔徑寬為18. 5毫米。
權利要求
1.一種用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，由物端至像端依序包含 第一透鏡組、第二透鏡組，及第三透鏡組，依序為負、正、正屈光率，該第一透鏡組包括非球面透鏡，該第三透鏡組包括非球面透鏡及孔徑光闌，該變焦投影鏡頭在廣角端的相對孔徑小于2. I。
2.根據(jù)權利要求I所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該變焦投影鏡頭滿足1.20 < ex/bf < I. 36， ex為系統(tǒng)出瞳位置，bf為鏡頭后焦長度。
3.根據(jù)權利要求I所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該變焦投影鏡頭滿足2.O < If1ZfJ < 2. 45， f為該第一透鏡組的焦距，fw為該變焦投影鏡頭在廣角端的焦距。
4.根據(jù)權利要求I所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該變焦投影鏡頭滿足1.5 < f2/fff| < 2. 7， f2為該第二透鏡組的焦距，fw為該變焦投影鏡頭在廣角端的焦距。
5.根據(jù)權利要求I所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該變焦投影鏡頭滿足2.I < f3/fw < 4. 6， f3為該第三透鏡組的焦距，fw為該變焦投影鏡頭在廣角端的焦距。
6.根據(jù)權利要求I所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該變焦投影鏡頭滿足3.I < fL1/fff < 4. 5， fL1為該第一透鏡組中該非球面透鏡的焦距，fw為該變焦投影鏡頭在廣角端的焦距。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該第一透鏡組由物端至像端依序由該非球面透鏡及兩個球面透鏡組成。
8.根據(jù)權利要求I所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該變焦投影鏡頭滿足O. 31 < fA/f3 < O. 65， fA為該第三透鏡組中該非球面透鏡的焦距，f3為該第三透鏡組的焦距。
9.根據(jù)權利要求8所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該第三透鏡組還包括彼此接合的負透鏡及正透鏡，該變焦投影鏡頭滿足O. 31 < I V1Zv21 < O. 49， V1為該負透鏡的色散系數(shù)，V2為該正透鏡的色散系數(shù)。
10.根據(jù)權利要求9所述的用于投影機的變焦投影鏡頭，其特征在于，該第三透鏡組由物端至像端依序為該負透鏡、正透鏡及該非球面透鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于投影機的變焦投影鏡頭，由物端至像端依序包含第一透鏡組、第二透鏡組及第三透鏡組，依序為負、正、正屈光率，該第一透鏡組包括非球面透鏡，該第三透鏡組包括非球面透鏡及孔徑光闌，降低該變焦投影鏡頭的相對孔徑，該變焦投影鏡頭在廣角端的相對孔徑小于2.1，也就是放大孔徑光闌的徑寬，提升投影機的光效率，另外，通過使用非球面透鏡，來降低孔徑光闌加寬而衍生的像差。
文檔編號G02B3/00GK102890339SQ201110200398
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月18日 優(yōu)先權日2011年7月18日
發(fā)明者李贊樺 申請人:亞洲光學股份有限公司