TWI803955B - 投影鏡頭及投影裝置 - Google Patents

Abstract

一種投影鏡頭，包括由縮小側至放大側沿光軸依序排列的第一透鏡群、光欄、第二透鏡群以及反射光學元件。第一透鏡群具有正屈光度。第二透鏡群具有負屈光度。反射光學元件具有正屈光度。投影鏡頭符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，其中F ₂為反射光學元件的有效焦距，且F ₁為第一透鏡群與第二透鏡群的有效焦距。一種投影裝置亦被提出。

Description

投影鏡頭及投影裝置

本發明是有關於一種光學鏡頭及光學裝置，且特別是有關於一種投影鏡頭及投影裝置。

現有的超短焦投影鏡頭通常包括第一光學系統、第二光學系統、第一光欄、第二光欄以及反射光學系統（可為凹面反射鏡）。光閥位於縮小側，第一光學系統包括多個透鏡，用以將來自光閥且從縮小側入射的影像形成第一中間像。第二光學系統包括多個透鏡，用以接收來自第一光學系統的第一中間像並形成第二中間像。反射光學系統具有正屈光度，並且比第二中間像更靠近放大側。第一光欄設置在光閥的出光面和第一中間像之間。第二光欄設置在第一中間像和第二中間像之間。來自第二光學系統的第二中間像藉由反射光學系統的反射面被放大投影在成像螢幕上。

然而，現有的超短焦投影鏡頭因架構太多鏡片，導致生產成本變高。而且，基於前述的光學系統，在機構設計上相對複雜，且鏡頭整體長度變長。因此，現有的超短焦投影鏡頭存在不適用於小尺寸投影機的問題。

“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習知技術。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，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，其可縮減系統內的鏡片數。

本發明提供一種使用上述投影鏡頭的投影裝置，其系統長度較小，且成本降低。

本發明的一實施例提供一種投影鏡頭，其包括由縮小側至放大側沿光軸依序排列的第一透鏡群、光欄、第二透鏡群以及反射光學元件。第一透鏡群具有正屈光度。第二透鏡群具有負屈光度。反射光學元件具有正屈光度。投影鏡頭符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，其中F ₂為反射光學元件的有效焦距，且F ₁為第一透鏡群與第二透鏡群的有效焦距。

在本發明的一實施例中，上述的第一透鏡群包括七片透鏡。七片透鏡的屈光度從縮小側至放大側依序為正、正、負、正、負、負、正。七片透鏡的至少其中之二的阿貝數大於等於70。

在本發明的一實施例中，上述的第二透鏡群包括四片透鏡。四片透鏡的屈光度從縮小側至放大側依序為正、負、負、負。

在本發明的一實施例中，上述的第一透鏡群包括六片透鏡。六片透鏡的屈光度從縮小側至放大側依序為正、正、負、正、負、正。六片透鏡的至少其中之二的阿貝數大於等於70。

在本發明的一實施例中，上述的第一透鏡群包括至少一組膠合透鏡。

在本發明的一實施例中，上述的第一透鏡群包括至少一片非球面透鏡。第二透鏡群包括至少一片非球面透鏡。

在本發明的一實施例中，上述的投影鏡頭的光圈落在1.7至2.0的範圍內。

在本發明的一實施例中，在上述的第一透鏡群為一補償群，第二透鏡群為一調焦群，當投影鏡頭進行對焦時，第一透鏡群及第二透鏡群適於沿光軸移動。

本發明的一實施例提供一種投影裝置，其包括照明系統、光閥以及投影鏡頭。照明系統適於提供照明光束。光閥設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。投影鏡頭設置於影像光束的傳遞路徑上，且適於接收來自光閥的影像光束並投射出投影光束。投影鏡頭包括由縮小側至放大側沿光軸依序排列的第一透鏡群、光欄、第二透鏡群以及反射光學元件。第一透鏡群具有正屈光度。第二透鏡群具有負屈光度。反射光學元件具有正屈光度。投影鏡頭符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，其中F ₂為反射光學元件的有效焦距，且F ₁為第一透鏡群與第二透鏡群的有效焦距。

在本發明的一實施例中，上述的第一透鏡群包括七片透鏡。七片透鏡的屈光度從縮小側至放大側依序為正、正、負、正、負、負、正。七片透鏡的至少其中之二的阿貝數大於等於70。

在本發明的一實施例中，上述的第二透鏡群包括四片透鏡。四片透鏡的屈光度從縮小側至放大側依序為正、負、負、負。

在本發明的一實施例中，上述的第一透鏡群包括六片透鏡。六片透鏡的屈光度從縮小側至放大側依序為正、正、負、正、負、正。六片透鏡的至少其中之二的阿貝數大於等於70。

在本發明的一實施例中，上述的第一透鏡群包括至少一組膠合透鏡。

在本發明的一實施例中，上述的第一透鏡群包括至少一片非球面透鏡。第二透鏡群包括至少一片非球面透鏡。

在本發明的一實施例中，上述的投影鏡頭的光圈落在1.7至2.0的範圍內。

在本發明的一實施例中，在上述的第一透鏡群為一補償群，第二透鏡群為一調焦群，當投影鏡頭進行對焦時，第一透鏡群及第二透鏡群適於沿光軸移動。

在本發明的一實施例中，上述的投影光束從投影裝置投射出後於成像面上形成影像。

在本發明的一實施例中，上述的光閥的中心所發出的中心影像光束被投影鏡頭投射而對應至成像面上的影像的中心。中心影像光束與光軸之間具有兩個交會處。

基於上述，在本發明的一實施例中，由於投影鏡頭或投影裝置被設計為符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，因此，投影鏡頭或投影裝置的光學架構較簡單，使機構設計也較為容易。

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。

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1是根據本發明的第一實施例的投影裝置的方塊圖。請參考圖1，本發明的一實施例提供一種投影裝置10，其包括照明系統50、光閥60以及投影鏡頭100。照明系統50適於提供照明光束I。光閥60設置於照明光束I的傳遞路徑上，且適於將照明光束I轉換為影像光束IB。投影鏡頭100設置於影像光束IB的傳遞路徑上，且適於接收來自光閥60的影像光束IB並投射出投影光束PB。其中，投影光束PB從投影裝置10投射出後於成像面IP上形成影像。

詳細來說，本實施例的照明系統50例如包含多個發光元件、波長轉換元件、勻光元件、濾光元件以及多個分合光元件，用以提供不同波長的光以作為影像光的來源。其中多個發光元件例如為金屬鹵素燈泡（Lamp）、高壓汞燈泡，或者是固態發光源（solid-state illumination source），例如是發光二極體（light emitting diode）、雷射二極體（laser diode）等。然而，本發明並不限定投影裝置10中照明系統50的種類或形態，其詳細結構及實施方式可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在本實施例中，光閥60例如是液晶覆矽板（Liquid Crystal On Silicon panel, LCoS panel）、數位微鏡元件（Digital Micro-mirror Device, DMD）等反射式光調變器。於一些實施例中，光閥60也可以是透光液晶面板（Transparent Liquid Crystal Panel），電光調變器（Electro-Optical Modulator）、磁光調變器（Magneto-Optic modulator）、聲光調變器（Acousto-Optic Modulator, AOM）等穿透式光調變器。本發明對光閥60的型態及其種類並不加以限制。光閥60將照明光束I轉換為影像光束IB的方法，其詳細步驟及實施方式可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。在本實施例中，光閥60的數量為一個，例如是使用單個數位微鏡元件(DMD)的投影裝置10，但在其他實施例中則可以是多個，本發明並不限於此。

圖2是圖1的投影裝置中的投影鏡頭的示意圖。請參考圖2，在本實施例中，投影鏡頭100包括由縮小側A1至放大側A2沿光軸OA依序排列的第一透鏡群G1、光欄ST、第二透鏡群G2以及反射光學元件110。在本實施例中，光閥60配置於縮小側A1，來自光閥60的影像光束IB從縮小側A1依序穿過第一透鏡群G1、光欄ST與第二透鏡群G2後形成傳遞至反射光學元件110，影像光束IB藉由反射光學元件110反射而朝放大側A2形成投影光束PB。

在本實施例中，光閥60的中心所發出的中心影像光束CP被投影鏡頭100投射而對應至成像面IP上的影像的中心。中心影像光束CP與光軸OA之間具有兩個交會處P1、P2。

在本實施例中，第一透鏡群G1包括由縮小側A1至放大側A2沿著光軸OA依序排列的七片透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7。第一透鏡群G1具有正屈光度。而且，七片透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7的屈光度從縮小側A1至放大側A2依序為正、正、負、正、負、負、正。第一透鏡群G1中七片透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7的至少其中之二的阿貝數大於等於70，例如透鏡L2與透鏡L4，其例如使用阿貝數大於等於70的硝材製成。第二透鏡群G2包括由縮小側A1至放大側A2沿著光軸OA依序排列的四片透鏡L8、L9、L10、L11。第二透鏡群G2具有負屈光度。而且，四片透鏡L8、L9、L10、L11的屈光度從縮小側A1至放大側A2依序為正、負、負、負。因此，相較於習知的鏡頭，本發明的投影鏡頭100使用的透鏡總數減少至11片，使鏡頭長度縮減，系統的材料體積也可縮小，進一步使成本降低。由於投影鏡頭100的長度縮減，因此投影鏡頭100適用於各種不同尺寸的投影裝置。而且，利用膠合透鏡的特性，搭配阿貝數被設計為大於等於70的透鏡，可有助於減少光學色差。

在本實施例中，第一透鏡群G1包括至少一組膠合透鏡。例如透鏡L2、L3、L4為一組膠合透鏡，並且透鏡L5、L6、L7為另一組膠合透鏡。

在本實施例中，第一透鏡群G1包括至少一片非球面透鏡。第二透鏡群G2包括至少一片非球面透鏡。例如第一透鏡群G1中的透鏡L1或第二透鏡群G2中的透鏡L9、透鏡L11為非球面透鏡。

在本實施例中，反射光學元件110具有正屈光度，且反射光學元件110包括反射面S25。反射面S25具有正屈光度，且為非球面。

以下以表1至表2列出投影鏡頭100的一較佳實施例的數據資料。然而，下文所列出的數據資料並非用以限定本發明。任何熟習此領域技術的人士在參照本發明之後，當可對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明的範疇內。

在本實施例中，前述的各元件的實際設計可見於下列表1。

表1

元件	表面	類型	曲率 （1/mm）	距離 （mm）	折射率 （Nd）	阿貝數 （Vd）
110	S25	非球面	-0.032	-71.36
L11	S24	非球面	0.038	-2.20	1.53	56.28
S23	非球面	-0.068	-2.23
L10	S22	球面	-0.060	-1.20	1.78	45.70
S21	球面	-0.089	-1.78
L9	S20	非球面	-0.070	-3.68	1.53	56.28
S19	非球面	-0.076	-3.71
L8	S18	球面	-0.045	-3.50	1.65	28.59
S17	球面	-0.003	-14.07
ST		平面	0.000	-2.43
L7	S16	球面	-0.036	-4.30	1.59	35.23
L6	S15	球面	0.162	-1.00	1.57	52.28
L5	S14	球面	0.121	-1.00	1.80	37.39
S13	球面	0.058	-0.74
L4	S12	球面	-0.008	-3.45	1.50	81.59
L3	S11	球面	0.092	-0.80	1.81	24.99
L2	S10	球面	-0.003	-4.28	1.50	81.59
S9	球面	0.081	-0.20
L1	S8	非球面	-0.037	-3.10	1.60	59.52
S7	非球面	0.019	-1.70

在表1中，透鏡L1由縮小側A1至放大側A2具有表面S7與表面S8，即表面S7朝向光閥60，表面S8朝向反射光學元件110，透鏡L2由縮小側A1至放大側A2依序具有表面S9與表面S10，即表面S9朝向光閥60，表面S10朝向反射光學元件110。其中，透鏡L2、L3、L4為一組膠合透鏡，因此透鏡L2朝放大側A2的表面與透鏡L3朝縮小側A1的表面為同一表面S10，且透鏡L3朝放大側A2的表面與透鏡L4朝縮小側A1的表面為同一表面S11。依此類推，各元件所對應的表面則不再重複贅述。此外，在表1中，“距離”是指相鄰兩表面之間在光軸OA上的距離。在投影鏡頭100中，影像光束是從位在縮小側A1的光閥60的表面S0出射，進入投影鏡頭100後再從放大側A2出射。舉例來說，對應表面S25的距離是指表面S25與表面S24之間在光軸OA上的距離，而對應表面S24的距離，即表面S24至表面S23之間於光軸OA上的直線距離，以此類推。

在本實施例中，透鏡L1的表面S7與表面S8、透鏡L9的表面S19與表面S20、透鏡L11的表面S23與表面S24以及反射光學元件110的反射面S25皆為非球面，而其餘透鏡的表面皆為球面。非球面的公式如下所示：

在上式中，x為光軸方向的偏移量（sag）。c’是密切球面（Osculating Sphere）的半徑的倒數，也就是接近光軸處的曲率半徑的倒數，K是二次曲面係數，y是非球面高度，即為從透鏡中心往透鏡邊緣的高度。A-G分別代表非球面多項式的各階非球面係數（aspheric coefficient）。表2列出透鏡L1的表面S7與表面S8、透鏡L9的表面S19與表面S20、透鏡L11的表面S23與表面S24以及反射光學元件110的反射面S25的參數值，其中二階非球面係數A皆為0。

表2

	S7	S8	S19	S20
K	0	0	0	0
B	1.53E-04	1.73E-04	-1.09E-03	-1.23E-03
C	-7.98E-08	5.02E-07	2.09E-05	2.63E-05
D	5.16E-08	4.65E-08	-6.35E-07	-4.47E-07
E	-3.57E-10	-8.82E-11	2.23E-08	7.44E-09
F			-3.77E-10	-6.76E-11
G			3.04E-12	2.79E-13
H			-1.01E-14	-2.69E-16
	S23	S24	S25
K	1.094	0	-1.100
B	-4.06E-04	-2.86E-04	1.26E-06
C	4.75E-06	2.40E-06	-2.32E-09
D	2.50E-07	-2.45E-08	1.83E-12
E	-7.83E-09	1.81E-10	-1.13E-15
F	1.05E-10	-1.02E-12	4.08E-19
G	-7.19E-13	3.72E-15	-7.07E-23
H	2.09E-15	-6.49E-18

在本實施例中，投影鏡頭100符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，其中F ₂為反射光學元件110的有效焦距，且F ₁為第一透鏡群G1與第二透鏡群G2的有效焦距。

在本實施例中，投影鏡頭100的光圈落在1.7至2.0的範圍內。

在本實施例中，投影鏡頭100的第一透鏡群G1為補償群，第二透鏡群G2為調焦群。當投影鏡頭100進行對焦時，第一透鏡群G1適於沿光軸OA移動，用以補償近軸影像的清晰度，第二透鏡群G2適於沿光軸OA移動，用以調整離軸視場之影像的解析度。由於投影鏡頭100的焦距可調整，因此可維持清晰的投影畫面。

此外，在本實施例中，投影鏡頭100更包括設置在光閥60與第一透鏡群G1之間的玻璃件130、150以及稜鏡140，玻璃件130例如為光閥60的保護蓋，其中玻璃件130、稜鏡140與玻璃件150由縮小側A1至放大側A2沿光軸OA依序排列。

圖3至圖7分別為圖2的投影鏡頭在不同物高（object height）的橫向光束扇形圖（Transverse ray fan plot），其中ex、ey、Px及Py軸的最大刻度與最小刻度分別為+20微米（μm）與-20微米。請參考圖3至圖7，圖3至圖7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100能夠達到良好的光學成像品質。

圖8至圖12分別為不同波長的光在通過圖2的投影鏡頭後在不同像高（image height）與物高的光斑圖，其中x軸與y軸的最大範圍為20微米。請參考圖8至圖12，各波長的光在通過投影鏡頭100後的光斑都不會太大，因此本實施例之投影鏡頭100所投影出的影像具有較高的成像品質。

圖13為圖2的投影鏡頭的調製傳遞函數圖。圖13為投影鏡頭100在不同像高的調製傳遞函數圖（modulation transfer function, MTF），其中橫軸為焦點偏移量（focus shift），縱軸為光學轉移函數的模數（modulus of the optical transfer function），T代表在子午方向的曲線，S代表在弧矢方向的曲線，而“TS”旁標示的數值代表像高。由此可驗證，本實施例的投影鏡頭100所顯示出的光學轉移函數曲線在標準範圍內，故具有良好的光學成像品質，如圖13所顯示。

基於上述，在本發明的一實施例中，投影鏡頭100或投影裝置10設有反射光學元件100，並藉由將投影鏡頭設計為符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，使投影鏡頭100或投影裝置10的光學架構較簡單，使機構設計也較為容易。

圖14是根據本發明的第二實施例的投影鏡頭的示意圖。請參考圖14，本發明第二實施例的投影鏡頭100’與第一實施例的投影鏡頭100大致相似，而兩者的差異如下所述：各光學數據及透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9及L10之間的參數或多或少有些不同。

在本實施例中，第一透鏡群G1包括由縮小側A1至放大側A2沿著光軸OA依序排列的六片透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6。六片透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6的屈光度從縮小側A1至放大側A2依序為正、正、負、正、負、正。第一透鏡群G1中六片透鏡L1、L2、L3、L4、L5、L6的至少其中之二的阿貝數大於等於70，例如透鏡L2與透鏡L4，其例如使用阿貝數大於等於70的硝材製成。第一透鏡群G1包括至少一組膠合透鏡。例如透鏡L2、L3、L4為一組膠合透鏡，並且透鏡L5、L6為另一組膠合透鏡。第一透鏡群G1包括至少一片非球面透鏡。例如透鏡L1為非球面透鏡。

此外，第二透鏡群G2包括由縮小側A1至放大側A2沿著光軸OA依序排列的四片透鏡L7、L8、L9、L10，其中透鏡L8、L10為非球面透鏡。

以下以表3至表4列出投影鏡頭100’的一較佳實施例的數據資料。然而，下文所列出的數據資料並非用以限定本發明。任何熟習此領域技術的人士在參照本發明之後，當可對其參數或設定作適當的更動，惟其仍應屬於本發明的範疇內。

在本實施例中，前述的各元件的實際設計可見於下列表3。

表3

元件	表面	類型	曲率 （1/mm）	距離 （mm）	折射率 （Nd）	阿貝數 （Vd）
110	S24	非球面	-0.033	-71.36
L10	S23	非球面	0.043	-2.20	1.53	56.28
S22	非球面	-0.067	-2.24
L9	S21	球面	-0.056	-1.20	1.77	49.60
S20	球面	-0.090	-1.81
L8	S19	非球面	-0.053	-3.67	1.53	56.28
S18	非球面	-0.056	-2.72
L7	S17	球面	-0.059	-3.50	1.87	19.99
S16	球面	-0.016	-14.17
ST		平面	0.000	-2.46
L6	S15	球面	-0.019	-2.70	1.51	56.50
L5	S14	球面	0.113	-0.60	1.75	50.71
S13	球面	0.068	-1.00
L4	S12	球面	-0.032	-3.45	1.50	81.59
L3	S11	球面	0.092	-0.80	1.86	23.05
L2	S10	球面	-0.017	-4.28	1.50	81.59
S9	球面	0.078	-0.20
L1	S8	非球面	-0.003	-3.10	1.92	18.9
S7	非球面	0.043	-1.70

表4列出透鏡L1的表面S7與表面S8、透鏡L8的表面S18與表面S19、透鏡L10的表面S22與表面S23以及反射光學元件110的反射面S24的參數值，其中二階非球面係數A皆為0。

表4

	S7	S8	S18	S19
K	0	0	0	0
B	2.02E-04	2.37E-04	-1.12E-03	-1.34E-03
C	8.59E-07	2.12E-06	1.84E-05	2.66E-05
D	5.96E-09	-5.11E-09	-6.57E-07	-4.52E-07
E	2.24E-10	7.96E-10	2.28E-08	7.42E-09
F			-3.77E-10	-6.76E-11
G			3.04E-12	2.79E-13
H			-1.01E-14	-2.69E-16
	S22	S23	S24
K	1.152	0	-1.104
B	-3.97E-04	-2.97E-04	1.28E-06
C	5.19E-06	2.40E-06	-2.31E-09
D	2.49E-07	-2.39E-08	1.81E-12
E	-7.85E-09	1.76E-10	-1.13E-15
F	1.05E-10	-1.02E-12	4.11E-19
G	-7.19E-13	3.72E-15	-7.30E-23
H	2.09E-15	-6.49E-18

圖15至圖19分別為圖14的投影鏡頭100’在不同物高的橫向光束扇形圖，其中ex、ey、Px及Py軸的最大刻度與最小刻度分別為+20微米（μm）與-20微米。請參考圖15至圖19，圖15至圖19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100’能夠達到良好的光學成像品質。

圖20至圖24分別為不同波長的光在通過圖14的投影鏡頭後在不同像高與物高的光斑圖，其中x軸與y軸的最大範圍為20微米。請參考圖20至圖24，各波長的光在通過投影鏡頭100’後的光斑都不會太大，因此本實施例的投影鏡頭100’所投影出的影像具有較高的成像品質。

圖25為圖14的投影鏡頭的調製傳遞函數圖。由此可驗證，本實施例的投影鏡頭100’所顯示出的光學轉移函數曲線在標準範圍內，故具有良好的光學成像品質。

基於上述，相較於習知的鏡頭，由於本發明的第二實施例的投影鏡頭100’使用的透鏡總數減少至10片，使鏡頭長度縮減，系統的材料體積也可縮小，進一步使成本降低。

綜上所述，在本發明的一實施例中，投影鏡頭或投影裝置設有反射光學元件，並藉由將投影鏡頭設計為符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，使投影鏡頭或投影裝置的光學架構較簡單，使機構設計也較為容易。

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。

60:光閥 100、100’:投影鏡頭 110:反射光學元件 130、150:玻璃件 140:稜鏡 A1:縮小側 A2:放大側 CP:中心影像光束 G1:第一透鏡群 G2:第二透鏡群 IP:成像面 L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11:透鏡 OA:光軸 P1、P2:交會處 S0、S1、S2、S3、S4、S6、S5、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22、S23、S24:表面 S25:反射面 ST:光欄

圖1是根據本發明的第一實施例的投影裝置的方塊圖。 圖2是圖1的投影裝置中的投影鏡頭的示意圖。 圖3至圖7分別為圖2的投影鏡頭在不同物高的橫向光束扇形圖。 圖8至圖12分別為不同波長的光在通過圖2的投影鏡頭後在不同像高與物高的光斑圖。 圖13為圖2的投影鏡頭的調製傳遞函數圖。 圖14是根據本發明的第二實施例的投影鏡頭的示意圖。 圖15至圖19分別為圖14的投影鏡頭在不同物高的橫向光束扇形圖。 圖20至圖24分別為不同波長的光在通過圖14的投影鏡頭後在不同像高與物高的光斑圖。 圖25為圖14的投影鏡頭的調製傳遞函數圖。

60:光閥 100:投影鏡頭 110:反射光學元件 130、150:玻璃件 140:稜鏡 A1:縮小側 A2:放大側 CP:中心影像光束 G1:第一透鏡群 G2:第二透鏡群 L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11:透鏡 OA:光軸 P1、P2:交會處 S0、S1、S2、S3、S4、S6、S5、S7、S8、S9、S10、S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17、S18、S19、S20、S21、S22、S23、S24:表面 S25:反射面 ST:光欄

Claims (18)

1. 一種投影鏡頭，包括由一縮小側至一放大側沿一光軸依序排列的一第一透鏡群、一光欄、一第二透鏡群以及一反射光學元件；其中 所述第一透鏡群具有正屈光度； 所述第二透鏡群具有負屈光度；以及 所述反射光學元件具有正屈光度； 其中所述投影鏡頭符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，其中F ₂為所述反射光學元件的有效焦距，且F ₁為所述第一透鏡群與所述第二透鏡群的有效焦距。
2. 如請求項1所述的投影鏡頭，其中所述第一透鏡群包括七片透鏡，所述七片透鏡的屈光度從所述縮小側至所述放大側依序為正、正、負、正、負、負、正，所述七片透鏡的至少其中之二的阿貝數大於等於70。
3. 如請求項1所述的投影鏡頭，其中所述第二透鏡群包括四片透鏡，所述四片透鏡的屈光度從所述縮小側至所述放大側依序為正、負、負、負。
4. 如請求項1所述的投影鏡頭，其中所述第一透鏡群包括六片透鏡，所述六片透鏡的屈光度從所述縮小側至所述放大側依序為正、正、負、正、負、正，所述六片透鏡的至少其中之二的阿貝數大於等於70。
5. 如請求項1所述的投影鏡頭，其中所述第一透鏡群包括至少一組膠合透鏡。
6. 如請求項1所述的投影鏡頭，其中所述第一透鏡群包括至少一片非球面透鏡，所述第二透鏡群包括至少一片非球面透鏡。
7. 如請求項1所述的投影鏡頭，其中所述投影鏡頭的光圈落在1.7至2.0的範圍內。
8. 如請求項1所述的投影鏡頭，其中所述第一透鏡群為一補償群，所述第二透鏡群為一調焦群，當所述投影鏡頭進行對焦時，所述第一透鏡群及所述第二透鏡群適於沿所述光軸移動。
9. 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，設置於所述照明光束的傳遞路徑上，適於將所述照明光束轉換為一影像光束；以及 一投影鏡頭，設置於所述影像光束的傳遞路徑上，適於接收來自所述光閥的所述影像光束並投射出一投影光束，所述投影鏡頭包括由一縮小側至一放大側沿一光軸依序排列的一第一透鏡群、一光欄、一第二透鏡群以及一反射光學元件；其中 所述第一透鏡群具有正屈光度； 所述第二透鏡群具有負屈光度；以及 所述反射光學元件具有正屈光度； 其中所述投影鏡頭符合1.2 ＜ | F ₂/F ₁| ＜ 3.5，其中F ₂為所述反射光學元件的有效焦距，且F ₁為所述第一透鏡群與所述第二透鏡群的有效焦距。
10. 如請求項9所述的投影裝置，其中所述第一透鏡群包括七片透鏡，所述七片透鏡的屈光度從所述縮小側至所述放大側依序為正、正、負、正、負、負、正，所述七片透鏡的至少其中之二的阿貝數大於等於70。
11. 如請求項9所述的投影裝置，其中所述第二透鏡群包括四片透鏡，所述四片透鏡的屈光度從所述縮小側至所述放大側依序為正、負、負、負。
12. 如請求項9所述的投影裝置，其中所述第一透鏡群包括六片透鏡，所述六片透鏡的屈光度從所述縮小側至所述放大側依序為正、正、負、正、負、正，所述六片透鏡的至少其中之二的阿貝數大於等於70。
13. 如請求項9所述的投影裝置，其中所述第一透鏡群包括至少一組膠合透鏡。
14. 如請求項9所述的投影裝置，其中所述第一透鏡群包括至少一片非球面透鏡，所述第二透鏡群包括至少一片非球面透鏡。
15. 如請求項9所述的投影裝置，其中所述投影鏡頭的光圈落在1.7至2.0的範圍內。
16. 如請求項9所述的投影裝置，其中所述第一透鏡群為一補償群，所述第二透鏡群為一調焦群，當所述投影鏡頭進行對焦時，所述第一透鏡群及所述第二透鏡群適於沿所述光軸移動。
17. 如請求項9所述的投影裝置，其中所述投影光束從所述投影裝置投射出後於一成像面上形成一影像。
18. 如請求項17所述的投影裝置，其中從所述光閥的中心所發出的一中心影像光束被所述投影鏡頭投射而對應至所述成像面上的所述影像的中心，所述中心影像光束與所述光軸之間具有兩個交會處。

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