TWI454728B - 投影鏡頭 - Google Patents

Description

投影鏡頭

本發明是有關於一種光學鏡頭，且特別是有關於一種投影鏡頭。

一般而言，投影機若要投影到較大的螢幕，則必須要有較長的投影距離。然而，若要在較短的投影距離投影大尺寸的畫面，則必須使用特殊廣角鏡頭以縮短投影屏幕至投影機的距離。雖然廣角鏡頭能夠有效縮短投影屏幕至投影機之間的距離進而能產生大尺寸的投影畫面，但使用廣角投影鏡頭所衍生出的像差是設計者必須面對的難題。

改善像差的方法很多，包含使用多片非球面透鏡、增加鏡頭總長以及使用較多透鏡數目來修正像差等方法。例如，美國專利第6,621,645號使用至少14片透鏡，美國專利第7,184,219號使用至少14片透鏡以及中華民國專利第I247915號使用較多的透鏡數目，然而其成本亦隨之增加。另一方面，美國專利第6,560,041號使用至少3片非球面透鏡使得製造成本與組裝困難度增加。若要使用較少數目的非球面透鏡，並且有效改善像差，則會使得鏡 頭總長增加，投影系統體積變大。例如，美國專利第6,999,247號及美國專利第6,542,316號所揭露之鏡頭總長大於150毫米。或者，亦可透過增加鏡頭群數來修正像差。例如美國專利第7,342,723號、美國專利第6,016,229號、美國專利第7,423,819號、美國專利第7,656,591號以及美國專利第7,952,817號使用較多鏡頭群數目來修正像差，然其亦存在製造成本與組裝困難度較高之情形。

另外，美國專利第7,057,825號揭露的定焦鏡頭包括由物側至像側依序排列的第一鏡群、第二鏡群及第三鏡群，其中第一鏡群包括一非球面透鏡，第三鏡群包含兩個雙膠合透鏡。中華民國專利公開第201144855號揭露的鏡頭符合：F/H>0.23時可達到廣角且像差最小，其中，F為鏡頭的有效焦距，H為像高。鏡頭專利還揭露於許多專利，例如，美國專利第6,471,359號及美國專利公開第2012/0314303號。

由上述可知，如何設計一種鏡頭，使其能夠兼顧較低的製造成本以及較佳的成像品質便成為相關從業人員所亟欲研究的重點。

本發明提供一種投影鏡頭，其兼具較低成本與較佳的光學特性。

本發明的一實施例中的投影鏡頭包括一第一透鏡群以及一第二透鏡群。第一透鏡群配置於一放大側與一縮小側之間，並 具有負屈光度，其中第一透鏡群包括由放大側往縮小側依序排列之一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡，且第一透鏡、第二透鏡及第三透鏡的屈光度均為負。第二透鏡群配置於第一透鏡群與縮小側之間，並具有正屈光度，其中第二透鏡群包括由放大側往縮小側依序排列之一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡、一第九透鏡以及一第十透鏡，其中第四透鏡、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依序為正、正、負、正、正、負、正。

本發明之實施例可達到下列優點或功效之至少其一。本發明之實施例之投影鏡頭包括兩個透鏡群，其中第一透鏡群具有負屈光度且第二透鏡群具有正屈光度，並且兩個透鏡群所包括的十個透鏡由放大側往縮小側的屈光度依序為負、負、負、正、正、負、正、正、負、正，此架構能有效改善像差、縮小投影系統體積、降低透鏡製作與組裝困難度，大幅減少整體光學元件成本與鏡頭機構成本。

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、700、800、900‧‧‧投影鏡頭

110、710、810、910‧‧‧第一透鏡群

120、720、820、920‧‧‧第二透鏡群

122、722、822、922‧‧‧第一三膠合透鏡

124、724、824、924‧‧‧第二三膠合透鏡

130‧‧‧影像處理元件

140‧‧‧透光保護蓋

A‧‧‧光軸

AS‧‧‧孔徑光欄

G1‧‧‧第一透鏡

G2‧‧‧第二透鏡

G3、G3A、G3C‧‧‧第三透鏡

G4‧‧‧第四透鏡

G5‧‧‧第五透鏡

G6‧‧‧第六透鏡

G7、G7B‧‧‧第七透鏡

G8‧‧‧第八透鏡

G9‧‧‧第九透鏡

G10、G10C‧‧‧第十透鏡

S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18‧‧‧表面

H‧‧‧像高

圖1為本發明第一實施例之投影鏡頭的結構示意圖。

圖2繪示本發明一實施例之配置於縮小側的影像處理元件之 概要示意圖。

圖3為圖1之投影鏡頭的成像光學模擬數據圖中的橫向光線扇形圖。

圖4為圖1之投影鏡頭的成像光學模擬數據圖中的場曲圖。

圖5為圖1之投影鏡頭的成像光學模擬數據圖中的畸變圖。

圖6為圖1之投影鏡頭的成像光學模擬數據圖中的橫向色差圖。

圖7為本發明第二實施例之投影鏡頭的結構示意圖。

圖8為本發明第三實施例之投影鏡頭的結構示意圖。

圖9為本發明第四實施例之投影鏡頭的結構示意圖。

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。

第一實施例

圖1為本發明第一實施例之投影鏡頭的結構示意圖。請參考圖1，在本實施例中，投影鏡頭100具有一光軸A，並包括一第一透鏡群110以及一第二透鏡群120。

第一透鏡群110配置於一放大側與一縮小側之間，並具 有負屈光度，其中第一透鏡群110包括由放大側往縮小側依序排列之一第一透鏡G1、一第二透鏡G2以及一第三透鏡G3，且第一透鏡G1、第二透鏡G2及第三透鏡G3的屈光度均為負。第二透鏡群120配置於第一透鏡群110與縮小側之間，並具有正屈光度，其中第二透鏡群120包括由放大側往縮小側依序排列之一第四透鏡G4、一第五透鏡G5、一第六透鏡G6、一第七透鏡G7、一第八透鏡G8、一第九透鏡G9以及一第十透鏡G10。其中，第四透鏡G4、第五透鏡G5、第六透鏡G6、第七透鏡G7、第八透鏡G8、第九透鏡G9以及第十透鏡G10的屈光度依序為正、正、負、正、正、負、正。

在本實施例中，第二鏡頭群120為固定群，且第一鏡頭群110為對焦群，適於在不同的投影距離下進行調焦補償。換言之，第二透鏡群120在投影鏡頭100中的位置維持固定，第一透鏡群110可相對於第二透鏡群120沿著光軸移動，用於對焦。

一般而言，縮小側可設置有一影像處理元件130(image processing device)。在本實施例中，影像處理元件130例如是光閥(light valve)，而光閥例如為一數位微鏡元件(digital micro-mirror device，DMD)、一矽基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel，LCOS panel)或一穿透式液晶面板(transmissive liquid crystal panel，transmissive LCD)。此外，在本實施例中，投影鏡頭100適於將影像處理元件130所提供的影像成像於放大側。舉例而言，在本實施例中，投影鏡頭100例如是一應用於投影裝置中的投影 鏡頭，放大側例如是一螢幕(未繪示)，則位於縮小側的影像處理元件130的影像透過投影鏡頭100投射至放大側的螢幕。

除此之外，如圖1所示，本實施例之投影鏡頭100還包括一孔徑光欄(aperture stop,AS)，其配置於第七透鏡G7與第八透鏡G8之間。另外，在影像處理元件130和第十透鏡G10之間還配置一透光保護蓋140以保護影像處理元件130。

此外，為了確保光學成像品質，在本實施例中，可使投影鏡頭100滿足下列條件：F/H>0.34。其中F為投影鏡頭100的一有效焦距，H為位於縮小側的一像高，即影像處理元件130的主動表面之距離光軸A的最遠距離。藉此，投影鏡頭100可提供良好成像品質以及縮小投影系統體積。

進一步而言，在本實施例中，投影鏡頭100亦可滿足：0.64<| F1/F |<1.50，2.10<| F2/F |<6.00，其中F1為第一透鏡群110的焦距，且F2為第二透鏡群120的焦距。其中，若超出此一範圍，例如當| F1/F |>1.50或| F1/F |<0.64時，或是| F2/F |>6.00或| F2/F |<2.10時，像差會逐漸變大，成像品質會受到影響，除非再使用非球面透鏡、增加透鏡，否則像差會變得難以補償。若在此範圍內，則投影鏡頭100可提供良好的影像品質以及縮小投影系統體積。

以下內容將舉出投影鏡頭100的一實施例。需注意的是，下述之表一中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。

在表一中，間距是指兩相鄰表面間於光軸A上之直線距 離。舉例來說，表面S1之間距，即表面S1至表面S2間於光軸A上之直線距離。備註欄中各透鏡所對應之厚度、折射率與阿貝數(abbe number)請參照同列中各間距、折射率與阿貝數對應之數值。其中，由於本實施例之第二透鏡群120在投影鏡頭100中的位置維持固定，且第一透鏡群110可相對於第二透鏡群120移動沿著光軸A移動，用於對焦，因此表面S6之間距標示為可變。在一較短的投影距離的實施態樣中，表面S6之間距例如是14.49毫米。在一較長的投影距離的實施態樣中，表面S6之間距例如是14.43毫米。

此外，在表一中，表面S1、S2為第一透鏡G1的兩表面，表面S3、S4為第二透鏡G2的兩表面，表面S5、S6為第三透鏡G3的兩表面，表面S7、S8為第四透鏡G4的兩表面，表面S9為第五透鏡G5面向放大側的表面，表面S10為第五透鏡G5與第六透鏡G6相連的表面，表面S11為第六透鏡G6與第七透鏡G7相連的表面，表面S12為第七透鏡G7面向縮小側的表面。表面S13為第八透鏡G8面向放大側的表面，表面S14為第八透鏡G8與第九透鏡G9相連的表面，表面S15為第九透鏡G9與第十透鏡G10相連的表面，表面S16為第十透鏡G10面向縮小側的表面。表面S17為透光保護蓋140面向放大側的表面，表面S18為透光保護蓋140面向縮小側的表面。有關於各表面之曲率半徑、間距等參數值，請參照表一，在此不再重述。

在本實施例中，第一透鏡G1為非球面透鏡。換言之，第 一透鏡G1的表面S1、S2為非球面，且其可用下列公式表示： Z為光軸方向之偏移量，c是密切球面的半徑之倒數，也就是接近光軸A處之曲率半徑(如表格內S1、S2的曲率半徑)的倒數。K是二次曲面係數，y是非球面高度，而A₁ 至A₁₄ 為非球面係數。舉例而言，在本實施例中，表面S1的密切球面半徑約為57.10，表面S2的密切球面半徑約為17.71，且表二所列出表面S1、S2的各參數值。

由此可知，在本實施例中，第一透鏡G1為非球面透鏡，因此能有效改善投影鏡頭100的彗形像差(coma)、像散 (astigmatism)或畸變(distortion)。另外，在本實施例中，投影鏡頭100之有效焦距的範圍最佳範圍為6.414毫米至6.427毫米，但不限此範圍，數值孔徑(F/#)為2.782至2.785，且視角(2 ω)為大於123.27度。

另一方面，本實施例之投影鏡頭100符合F/H>0.34，其中F為投影鏡頭100的有效焦距、H為像高。當F/H>1時，投影鏡頭100的視角(2 ω)小於90度。由於此時投影角度較不廣角，故成像品質較不受影響。然而，當F/H<0.34時，由於此時投影鏡頭100的投影視角(2 ω)大於145度，像差會變大，故必須藉由增加非球面透鏡與鏡片才能補償像差。

圖2繪示本發明一實施例之配置於縮小側的影像處理元件之概要示意圖，其視角係由投影鏡頭100的放大側往縮小側看入。本實施例之影像處理元件130例如是光閥，而光閥例如為一數位微鏡元件。以此為例，投影鏡頭100的光軸A與影像處理元件130的左下角端點之間的距離可定義為本發明揭露之像高H。以光軸A為圓心，H為半徑，可作出一個通過影像處理元件130的下方兩個端點的外接圓。

請繼續參照圖1，在本實施例中的第一透鏡群110中，第一透鏡G1及第二透鏡G2各為一凸面朝向放大側的凸凹透鏡，第三透鏡G3為一雙凹透鏡。此外，第二透鏡G2以及第三透鏡G3例如各為一球面透鏡。在本實施例中，第一透鏡群110由於有第一透鏡G1的非球面補償，因此至少能有效改善畸變(distortion)。

另一方面，在本實施例的第二透鏡群120中，第六透鏡G6及第九透鏡G9各為一雙凹透鏡，第四透鏡G4、第五透鏡G5、第七透鏡G7、第八透鏡G8及第十透鏡G10各為一雙凸透鏡。進一步而言，在本實施例中，第五透鏡G5、第六透鏡G6以及第七透鏡G7可組成一第一三膠合透鏡122，第八透鏡G8、第九透鏡G9以及第十透鏡G10可組成一第二三膠合透鏡124。此舉能有效改善投影鏡頭100的球面球差(spherical aberration)、場曲(field curvature)以及色差(color aberration)。另外，第二透鏡群120之透鏡例如皆為球面透鏡。並且，第十透鏡G10為一凸透鏡，能有效收集縮小側的光強度，以經過投影鏡頭100投影至放大側。

圖3至圖6為圖1之投影鏡頭100的成像光學模擬數據圖。在此分別以波長550nm的綠光作為參考波段進行模擬。請參考圖3至圖6，其中圖3是橫向光線扇形圖(transverse ray fan plot)，而圖3中的x軸為參考光線通過光瞳半徑(Pupil Radius)的位置，y軸為參考光線打到像平面(例如影像處理元件130)相對於主光線的位置。圖4是場曲圖，其中曲線上標示之T代表子午場曲，S則代表弧矢場曲。圖5是畸變(distortion)圖。圖6是橫向色差圖(lateral color)，其中橫軸為像平面上三波長(例如為480 nm、550 nm以及590 nm)主光線的交點到中心波長(在本實施例中例如為550nm)主光線交點的距離，而縱軸為視場半徑。圖3至圖6所顯示出的圖形均在標準的範圍內，由此可知本實施例之投影鏡頭100具有良好的成像品質。

第二實施例

圖7為本發明第二實施例之投影鏡頭的結構示意圖。請參考圖7，在本實施例中，投影鏡頭700具有一光軸A，並包括一第一透鏡群710以及一第二透鏡群720。與第一實施例中的投影鏡頭100相似，投影鏡頭700中的第一透鏡G1至第十透鏡G10的屈光度正負與投影鏡頭100中的第一透鏡G1至第十透鏡G10的屈光度正負相同，且第二鏡頭群720為固定群，且第一鏡頭群710為對焦群。然而，不同之處在於，在本實施例中，第一透鏡G1及第三透鏡G3A皆為一非球面透鏡。

除此之外，如圖7所示，本實施例之投影鏡頭700亦包括一孔徑光欄AS，其配置於第七透鏡G7與第八透鏡G8之間。另外，在影像處理元件130和第十透鏡G10之間還配置一透光保護蓋140以保護影像處理元件130。

此外，為了確保光學成像品質，在本實施例中，可使投影鏡頭700滿足下列條件：F/H>0.34。其中F為投影鏡頭700的一有效焦距，H為位於縮小側的一像高，或使投影鏡頭700滿足0.64<| F1/F |<1.50及2.10<| F2/F |<6.00，其中F1為第一透鏡群710的焦距，且F2為第二透鏡群720的焦距。藉此，投影鏡頭700可提供良好成像品質以及縮小投影系統體積。

以下內容將舉出投影鏡頭700之一實施例。需注意的是，下述之表三中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。

在表三中，各參數的意義可參照第一實施例中的說明，在此不再贅述。於本實施例中，在一較短的投影距離的實施態樣 中，表面S6之間距例如是15.25毫米。在一較長的投影距離的實施態樣中，表面S6之間距例如是15.19毫米。

此外，在表三中，表面S5、S6為第三透鏡G3A的兩表面，其餘各表面與各透鏡的關係可參照第一實施例中所述，在此不再贅述。有關於各表面之曲率半徑、間距等參數值，請參照表三，在此不再重述。

在本實施例中，第一透鏡G1以及第三透鏡G3A為非球面透鏡。換言之，第一透鏡G1的表面S1、S2為非球面，第三透鏡G3A的表面S5、S6為非球面。舉例而言，在本實施例中，表面S1的密切球面半徑約為52.81，表面S2的密切球面半徑約為20.73，表面S5的密切球面半徑約為75.3，表面S6的密切球面半徑約為17.16，且表四所列出表面S1、S2、S5、S6的各參數值。

由此可知，在本實施例中，第一透鏡G1與第三透鏡G3A為非球面透鏡，因此能有效改善投影鏡頭700的彗形像差(coma)、像散(astigmatism)或畸變(distortion)。另外，在本實施例中，投影鏡頭700之有效焦距的範圍最佳範圍為7.932毫米 至7.944毫米，但不限此範圍，數值孔徑(F/#)為2.801至2.803，且視角(2 ω)為大於112.94度。

請繼續參照圖7，在本實施例中，第一透鏡G1、第二透鏡G2及第三透鏡G3A各為一凸面朝向放大側的凸凹透鏡，其中第三透鏡G3A的表面S5在靠近光軸A的中心部份為朝向放大側的凸面，在遠離光軸A的邊緣部份為凹面。此外，第二透鏡G2例如為一球面透鏡。在本實施例中，第一透鏡群710由於有第一透鏡G1以及第三透鏡G3A的非球面補償，因此至少能有效改善畸變(distortion)。

另一方面，在本實施例的第二透鏡群720中，第六透鏡G6及第九透鏡G9各為一雙凹透鏡，第四透鏡G4、第五透鏡G5、第七透鏡G7、第八透鏡G8及第十透鏡G10各為一雙凸透鏡。進一步而言，在本實施例中，第五透鏡G5、第六透鏡G6以及第七透鏡G7可組成一第一三膠合透鏡722，第八透鏡G8、第九透鏡G9以及第十透鏡G10可組成一第二三膠合透鏡724。此舉能有效改善投影鏡頭700的球面球差(spherical aberration)、場曲(field curvature)以及色差(color aberration)。另外，第二透鏡群720之透鏡例如皆為球面透鏡。並且，第十透鏡G10為一凸透鏡，能有效收集縮小側的光強度，以經過投影鏡頭700投影至放大側。

第三實施例

圖8為本發明第三實施例之投影鏡頭的結構示意圖。請參考圖8，在本實施例中，投影鏡頭800具有一光軸A，並包括一 第一透鏡群810以及一第二透鏡群820。與第一實施例中的投影鏡頭100相似，投影鏡頭800中的第一透鏡G1至第十透鏡G10的屈光度正負與投影鏡頭100中的第一透鏡G1至第十透鏡G10的屈光度正負相同，且第二鏡頭群820為固定群，且第一鏡頭群810為對焦群。然而，不同之處在於，在本實施例中，第一透鏡G1及第七透鏡G7B皆為一非球面透鏡。

除此之外，如圖8所示，本實施例之投影鏡頭800亦包括一孔徑光欄AS，其配置於第七透鏡G7B與第八透鏡G8之間。另外，在影像處理元件130和第十透鏡G10之間還配置一透光保護蓋140以保護影像處理元件130。

此外，為了確保光學成像品質，在本實施例中，可使投影鏡頭800滿足下列條件：F/H>0.34。其中F為投影鏡頭800的一有效焦距，H為位於縮小側的一像高，或使投影鏡頭800滿足0.64<| F1/F |<1.50及2.10<| F2/F |<6.00，其中F1為第一透鏡群810的焦距，且F2為第二透鏡群820的焦距。藉此，投影鏡頭800可提供良好成像品質以及縮小投影系統體積。

以下內容將舉出投影鏡頭800之一實施例。需注意的是，下述之表五中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。

在表五中，各參數的意義可參照第一實施例中的說明，在此不再贅述。於本實施例中，在一較短的投影距離的實施態樣中，表面S6之間距例如是13.56毫米。在一較長的投影距離的實 施態樣中，表面S6之間距例如是13.51毫米。

此外，在表五中，表面S11為第六透鏡G6與第七透鏡G7B相連的表面，表面S12為第七透鏡G7B面向縮小側的表面。其餘各表面與各透鏡的關係可參照第一實施例中所述，在此不再贅述。有關於各表面之曲率半徑、間距等參數值，請參照表五，在此不再重述。

在本實施例中，第一透鏡G1以及第七透鏡G7B為非球面透鏡。換言之，第一透鏡G1的表面S1、S2為非球面，第七透鏡G7B的表面S12為非球面。舉例而言，在本實施例中，表面S1的密切球面半徑約為54.75，表面S2的密切球面半徑約為18.33，表面S12的密切球面半徑約為-15.08，且表六所列出表面S1、S2、S12的各參數值。

由此可知，在本實施例中，第一透鏡G1以及第七透鏡G7B為非球面透鏡，因此能有效改善投影鏡頭800的彗形像差(coma)、像散(astigmatism)或畸變(distortion)。另外，在本實施例中，投影鏡頭800之有效焦距的範圍最佳範圍為6.417毫米至6.431毫米，但不限此範圍，數值孔徑(F/#)為2.790至2.793，且視角(2 ω)為大於123.24度。

請繼續參照圖8，在本實施例中，第一透鏡G1及第二透 鏡G2各為一凸面朝向放大側的凸凹透鏡，第三透鏡G3為一雙凹透鏡。此外，第二透鏡G2與第三透鏡G3例如為一球面透鏡。在本實施例中，第一透鏡群810由於有第一透鏡G1的非球面補償，因此至少能有效改善畸變(distortion)。

另一方面，在本實施例的第二透鏡群820中，第六透鏡G6及第九透鏡G9各為一雙凹透鏡，第四透鏡G4、第五透鏡G5、第七透鏡G7B、第八透鏡G8及第十透鏡G10各為一雙凸透鏡。進一步而言，在本實施例中，第五透鏡G5、第六透鏡G6以及第七透鏡G7B可組成一第一三膠合透鏡822，第八透鏡G8、第九透鏡G9以及第十透鏡G10可組成一第二三膠合透鏡824。此舉能有效改善投影鏡頭800的球面球差(spherical aberration)、場曲(field curvature)以及色差(color aberration)。另外，第二透鏡群820中的第四透鏡G4、第五透鏡G5、第六透鏡G6、第八透鏡G8、第九透鏡G9以及第十透鏡G10例如皆為球面透鏡，由於有第七透鏡G7B的非球面補償，因此至少能有效改善像差與畸變(distortion)。並且，第十透鏡G10為一凸透鏡，能有效收集縮小側的光強度，以經過投影鏡頭800投影至放大側。

第四實施例

圖9為本發明第四實施例之投影鏡頭的結構示意圖。請參考圖9，在本實施例中，投影鏡頭900具有一光軸A，並包括一第一透鏡群910以及一第二透鏡群920。與第一實施例中的投影鏡頭100相似，投影鏡頭900中的第一透鏡G1至第十透鏡G10C的 屈光度正負與投影鏡頭100中的第一透鏡G1至第十透鏡G10的屈光度正負相同，且第二鏡頭群920為固定群，第一鏡頭群910為對焦群。然而，不同之處在於，在本實施例中，第一透鏡G1、第三透鏡G3C以及第十透鏡G10C皆為一非球面透鏡。

除此之外，如圖9所示，本實施例之投影鏡頭900還包括一孔徑光欄AS，其配置於第七透鏡G7與第八透鏡G8之間。另外，在影像處理元件130和第十透鏡G10C之間還配置一透光保護蓋140以保護影像處理元件130。

此外，為了確保光學成像品質，在本實施例中，可使投影鏡頭900滿足下列條件：F/H>0.34。其中F為投影鏡頭900的一有效焦距，H為位於縮小側的一像高。或使投影鏡頭900滿足0.64<| F1/F |<1.50及2.10<| F2/F |<6.00，其中F1為第一透鏡群910的焦距，且F2為第二透鏡群920的焦距。藉此，投影鏡頭900可提供良好成像品質以及縮小投影系統體積。

以下內容將舉出投影鏡頭900之一實施例。需注意的是，下述之表七中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。

在表七中，各參數的意義可參照第一實施例中的說明，在此不再贅述。於本實施例中，在一較短的投影距離的實施態樣中，表面S6之間距例如是10.70毫米。在一較長的投影距離的實 施態樣中，表面S6之間距例如是10.67毫米。

此外，在表七中，表面S5、S6為第三透鏡G3C的兩表面，表面S15為第九透鏡G9與第十透鏡G10C相連的表面，表面S16為第十透鏡G10C面向縮小側的表面，其餘各表面與各透鏡的關係可參照第一實施例中所述，在此不再贅述。有關於各表面之曲率半徑、間距等參數值，請參照表七，在此不再重述。

在本實施例中，第一透鏡G1、第三透鏡G3C以及第十透鏡G10C為非球面透鏡。換言之，第一透鏡G1的表面S1、S2為非球面，第三透鏡G3C的表面S5、S6為非球面，第十透鏡G10C的表面S16為非球面。舉例而言，在本實施例中，表面S1的密切球面半徑約為120.99，表面S2的密切球面半徑約為19.52，表面S5的密切球面半徑約為-29.82，表面S6的密切球面半徑約為43.62，表面S16的密切球面半徑約為-13.69，且表八所列出表面S1、S2、S5、S6、S16的各參數值。

由此可知，在本實施例中，第一透鏡G1、第三透鏡G3C以及第十透鏡G10C為非球面透鏡，因此能有效改善投影鏡頭900的彗形像差(coma)、像散(astigmatism)或畸變(distortion)。另外，在本實施例中，投影鏡頭900之有效焦距的範圍最佳範圍為8.279毫米至8.288毫米，但不限此範圍，數值孔徑(F/#)為2.818至2.819，且視角(2 ω)為大於113.35度。

詳細而言，請繼續參照圖9，在本實施例的第一透鏡群910中，第一透鏡G1、第二透鏡G2各為一凸面朝向放大側的凸凹透鏡，第三透鏡G3C為一雙凹透鏡。此外，第二透鏡G2例如為一球面透鏡。在本實施例中，第一透鏡群910由於有第一透鏡G1及第三透鏡G3C的非球面補償，因此至少能有效改善畸變(distortion)。

另一方面，在本實施例的第二透鏡群920中，第五透鏡G5為一凹面朝向該縮小側的凹凸透鏡，第六透鏡G6為一凸面朝向放大側的凸凹透鏡，第九透鏡G9為一雙凹透鏡，第四透鏡G4、第七透鏡G7、第八透鏡G8及第十透鏡G10C各為一雙凸透鏡。進一步而言，在本實施例中，第五透鏡G5、第六透鏡G6以及第七透鏡G7可組成一第一三膠合透鏡922，第八透鏡G8、第九透鏡G9以及第十透鏡G10C可組成一第二三膠合透鏡924。此舉能有效改善投影鏡頭900的球面球差(spherical aberration)、場曲(field curvature)以及色差(color aberration)。另外，第二透鏡群920中的第四透鏡G4、第五透鏡G5、第六透鏡G6、第七透鏡 G7、第八透鏡G8、以及第九透鏡G9例如皆為球面透鏡，由於有第十透鏡G10C的非球面補償，因此至少能有效改善像差與畸變(distortion)。並且，第十透鏡G10C為一凸透鏡，能有效收集縮小側的光強度，以經過投影鏡頭900投影至放大側。

綜上所述，本發明之實施例包括以下優點或功效之至少其中之一。在本發明之實施例中，由於投影鏡頭的透鏡群中包括十片透鏡，因此相較於習知的鏡頭，本發明之投影鏡頭具有減少透鏡數量以簡化設計的優點。再者，由於本發明之實施例的第一透鏡為非球面透鏡，因此能夠有效改善此投影鏡頭的畸變。除此之外，第二透鏡至第十透鏡可皆為球面透鏡，以使製造成本能有效地降低，並可在不需增加額外透鏡的情況下，提供良好的成像品質。

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。

100‧‧‧投影鏡頭

110‧‧‧第一透鏡群

120‧‧‧第二透鏡群

122‧‧‧第一三膠合透鏡

124‧‧‧第二三膠合透鏡

130‧‧‧影像處理元件

140‧‧‧透光保護蓋

A‧‧‧光軸

AS‧‧‧孔徑光欄

G1‧‧‧第一透鏡

G2‧‧‧第二透鏡

G3‧‧‧第三透鏡

G4‧‧‧第四透鏡

G5‧‧‧第五透鏡

G6‧‧‧第六透鏡

G7‧‧‧第七透鏡

G8‧‧‧第八透鏡

G9‧‧‧第九透鏡

G10‧‧‧第十透鏡

S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18‧‧‧表面

Claims (16)

1. 一種投影鏡頭，包括：一第一透鏡群，配置於一放大側與一縮小側之間，並具有負屈光度，其中該第一透鏡群包括由該放大側往該縮小側依序排列之一第一透鏡、一第二透鏡以及一第三透鏡，且該第一透鏡、該第二透鏡及該第三透鏡的屈光度均為負；以及一第二透鏡群，配置於該第一透鏡群與該縮小側之間，並具有正屈光度，其中該第二透鏡群包括由該放大側往該縮小側依序排列之一第四透鏡、一第五透鏡、一第六透鏡、一第七透鏡、一第八透鏡、一第九透鏡以及一第十透鏡，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依序為正、正、負、正、正、負、正。
2. 如申請專利範圍第1項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡為非球面透鏡。
3. 如申請專利範圍第2項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡及該第二透鏡各為一凸面朝向該放大側的凸凹透鏡，該第三透鏡、該第六透鏡及該第九透鏡各為一雙凹透鏡，該第四透鏡、該第五透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡及該第十透鏡各為一雙凸透鏡。
4. 如申請專利範圍第2項所述的投影鏡頭，其中該第三透鏡為非球面。
5. 如申請專利範圍第4項所述的投影鏡頭，其中該第一透 鏡、該第二透鏡及該第三透鏡各為一凸面朝向該放大側的凸凹透鏡，該第六透鏡及該第九透鏡各為一雙凹透鏡，且該第四透鏡、該第五透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡及該第十透鏡各為一雙凸透鏡。
6. 如申請專利範圍第4項所述的投影鏡頭，其中該第十透鏡為非球面。
7. 如申請專利範圍第6項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡、該第二透鏡及該第六透鏡各為一凸面朝向該放大側的凸凹透鏡，該第五透鏡為一凹面朝向該縮小側的凹凸透鏡，該第三透鏡及該第九透鏡各為一雙凹透鏡，該第四透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡及該第十透鏡各為一雙凸透鏡。
8. 如申請專利範圍第2項所述的投影鏡頭，其中該第七透鏡為非球面。
9. 如申請專利範圍第8項所述的投影鏡頭，其中該第一透鏡及該第二透鏡各為一凸面朝向該放大側的凸凹透鏡，該第三透鏡、該第六透鏡及該第九透鏡各為一雙凹透鏡，該第四透鏡、該第五透鏡、該第七透鏡、該第八透鏡及該第十透鏡各為一雙凸透鏡。
10. 如申請專利範圍第2項所述的投影鏡頭，其中該第十透鏡為非球面。
11. 如申請專利範圍第1項所述的投影鏡頭，其中該第二透鏡群為固定群，且該第一透鏡群為對焦群。
12. 如申請專利範圍第1項所述的投影鏡頭，其中該投影鏡頭符合F/H>0.34，F為該投影鏡頭的一有效焦距，H為位於該縮小側的一像高。
13. 如申請專利範圍第1項所述的投影鏡頭，其中該投影鏡頭滿足下式：0.64<| F1/F |<1.50，2.10<| F2/F |<6.00，其中F為該投影鏡頭的一有效焦距，F1為該第一透鏡群的焦距，且F2為該第二透鏡群的焦距。
14. 如申請專利範圍第1項所述的投影鏡頭，其中該第五透鏡、該第六透鏡以及該第七透鏡形成一第一三膠合透鏡、該第八透鏡、該第九透鏡以及該第十透鏡形成一第二三膠合透鏡。
15. 如申請專利範圍第14項所述的投影鏡頭，其中該第二透鏡群更包括一孔徑光欄，其中該孔徑光欄配置於該第一三膠合透鏡與該第二三膠合透鏡之間。
16. 如申請專利範圍第1項所述的投影鏡頭，其中該第十透鏡為一凸透鏡。