投影鏡頭與光學引擎的製作方法
2023-08-02 17:09:01 1
投影鏡頭與光學引擎的製作方法
【專利摘要】一種投影鏡頭，配置於一放大側與一縮小側之間。此投影鏡頭包括由放大側往縮小側依序排列的一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡及一第六透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡的屈光度分別為負、正、正、負、正及正。第三透鏡的焦距大於等於20毫米且小於等於200毫米。一種光學引擎亦被提出。
【專利說明】投影鏡頭與光學引擎
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鏡頭與光學裝置，且特別是有關於一種投影鏡頭與光學引擎。
【背景技術】
[0002]一般而言，在大光圈投影鏡頭設計中，由於光圈較大，為了要保持光學成像品質，常常需要多片透鏡的設計才能達成需求。比較良好的架構可以僅用到6片透鏡就達到設計需求，但是使用非球面透鏡來消除像差。
[0003]此外,對於為了消除像差所使用的非球面透鏡而言，當孔徑光闌(aperture stop)附近的非球面透鏡的結構設計不良時，會大幅增加此非球面透鏡對成像品質的敏感度，使得投影鏡頭不易量產。
[0004]另外，時下投影機講究輕薄短小，造成光機內部溫度不易降低，而非球面透鏡受到較高溫度的影響會造成熱漂移(thermal drift)現象的發生，這樣會導致投影機開機後，投影畫面逐漸模糊。
[0005]美國專利第6715889號揭露了投影鏡頭、支撐單元、分光稜鏡及光調變裝置。美國專利第7612951號揭露了一可熱變形鏡筒，具有一可移動鏡筒及雙金屬元件。當溫度提升時，雙金屬元件會受熱影響而達到變形，進而帶動可移動鏡筒使透鏡移動，而造成光學系統的背焦位置移動。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種投影鏡頭，具有良好的光學成像品質。
[0007]本發明提供一種光學引擎，可有效改善熱漂移現象。
[0008]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。
[0009]為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種投影鏡頭，配置於一放大側與一縮小側之間。此投影鏡頭包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡及一第六透鏡。第一透鏡配置於放大側與縮小側之間，且具有負屈光度。第二透鏡配置於第一透鏡與縮小側之間，且具有正屈光度。第三透鏡配置於第二透鏡與縮小側之間，且具有正屈光度，其中第三透鏡的焦距大於等於20毫米且小於等於200毫米。第四透鏡配置於第三透鏡與縮小側之間，且具有負屈光度。第五透鏡配置於第四透鏡與縮小側之間，且具有正屈光度。第六透鏡配置於第五透鏡與縮小側之間，且具有正屈光度。
[0010]本發明的一實施例提出一種光學引擎，包括一機殼、一影像源及一投影鏡頭。機殼具有一開口，且影像源配置於機殼內。投影鏡頭配置於開口上，且配置於一放大側與一縮小側之間。影像源配置於縮小側。投影鏡頭包括一第一透鏡、一第二透鏡、一第三透鏡、一第四透鏡、一第五透鏡及一第六透鏡。第一透鏡配置於放大側與縮小側之間，且具有負屈光度。第二透鏡配置於第一透鏡與縮小側之間，且具有正屈光度。第三透鏡配置於第二透鏡與縮小側之間，且具有正屈光度。第四透鏡配置於第三透鏡與縮小側之間，且具有負屈光度。第五透鏡配置於第四透鏡與縮小側之間，且具有正屈光度。第六透鏡配置於第五透鏡與縮小側之間，且具有正屈光度。當機殼與投影鏡頭受熱時，第三透鏡的光學參數隨著第三透鏡受熱而發生變化，並抵償機殼因受熱膨脹而產生的光學效應。
[0011]在本發明的實施例的投影鏡頭中，由於第三透鏡的焦距大於等於20毫米且小於等於200毫米，且第一至第六透鏡的屈光度依序為負、正、正、負、正及正，因此第三透鏡對於成像品質的組裝敏感度較小。如此一來，投影鏡頭便可投影出清晰的成像品質，且投影鏡頭的量產優良率亦可增加。此外，在本發明的實施例的光學引擎中，由於當機殼與投影鏡頭受熱時，第三透鏡的光學參數隨著第三透鏡受熱而發生變化，並抵償機殼因受熱膨脹而產生的光學效應，因此可有效改善光學引擎的熱漂移現象。
[0012]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，並配合附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的一實施例的光學引擎的結構示意圖。
[0014]圖2A至圖2C為圖1的投影鏡頭的成像光學模擬數據圖。
[0015]圖3A至圖3C為圖1的投影鏡頭在表五的溫度梯度下的成像光學模擬數據圖。
[0016]【主要元件符號說明】
[0017]100:投影鏡頭
[0018]110:第一透鏡
[0019]120:第二透鏡
`[0020]130:第三透鏡
[0021]140:第四透鏡
[0022]150:第五透鏡
[0023]160:第六透鏡
[0024]170:孔徑光闌
[0025]200:光學引擎
[0026]210:影像源
[0027]220:玻璃蓋
[0028]230:內部全反射稜鏡
[0029]240:機殼
[0030]242:開口[0031 ]SI ~S17:表面
[0032]A:光軸
[0033]L:間距
【具體實施方式】
[0034]有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考附圖的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，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
[0035]圖1為本發明的一實施例的光學引擎的結構示意圖。請參照圖1，本實施例的光學引擎200包括一機殼240、一影像源210及一投影鏡頭100。機殼240具有一開口 242，且影像源210配置於機殼240內。在本實施例中，影像源210為光閥(lightvalve),例如為數碼微鏡元件(digital micro-mirror device, DMD)、娃基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel, LCOS panel)或穿透式液晶面板。然而,在其他實施例中，影像源210亦可以是自行發光顯示器。
[0036]投影鏡頭100配置於開口 242上，且配置於一放大側與一縮小側之間，其中影像源210配置於縮小側。投影鏡頭100包括一第一透鏡110、一第二透鏡120、一第三透鏡130、一第四透鏡140、一第五透鏡150及一第六透鏡160。第一透鏡110配置於放大側與縮小側之間，且具有負屈光度。第二透鏡120配置於第一透鏡110與縮小側之間，且具有正屈光度。第三透鏡130配置於第二透鏡120與縮小側之間，且具有正屈光度。第四透鏡140配置於第三透鏡130與縮小側之間，且具有負屈光度。第五透鏡150配置於第四透鏡140與縮小側之間，且具有正屈光度。第六透鏡160配置於第五透鏡150與縮小側之間，且具有正屈光度。
[0037]在本實施例中，投影鏡頭100還包括一孔徑光闌170，配置於第二透鏡120與第三透鏡130之間。此外，第一透鏡110例如為凸面朝向放大側的凸凹透鏡，第二透鏡120例如為雙凸透鏡，第三透鏡130例如為凸面朝向縮小側的凹凸透鏡，第四透鏡140例如為雙凹透鏡，第五透鏡150例如為雙凸透鏡，且第六透鏡160例如為雙凸透鏡。
[0038]在本實施例中，第一透鏡110及第三透鏡130例如為非球面透鏡(asphericlens),且第二透鏡120、第四透鏡140、第五透鏡150及第六透鏡160例如為球面透鏡(spherical lens)。此外，在本實施例中，第一透鏡110及第三透鏡130可為塑膠透鏡，且第二透鏡120、第四透鏡140、第五透鏡150及第六透鏡160可為玻璃透鏡。
[0039]在本實施例的投影鏡頭100中，由於第三透鏡130 (即在孔徑光闌170附近的透鏡)的焦距大於等於20毫米且小於等於200毫米，且第一至第六透鏡110?160的屈光度依序為負、正、正、負、正及正，因此第三透鏡130對於成像品質的組裝敏感度較小。如此一來，投影鏡頭100便可投影出清晰的成像品質，且投影鏡頭100的量產優良率亦可增加。
[0040]以下內容將舉出投影鏡頭100的一實施例。需注意的是，下述表一至表八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的範疇內。
[0041](表一)
[0042]
【權利要求】
1.一種投影鏡頭，配置於一放大側與一縮小側之間，該投影鏡頭包括: 一第一透鏡，配置於該放大側與該縮小側之間，且具有負屈光度； 一第二透鏡，配置於該第一透鏡與該縮小側之間，且具有正屈光度； 一第三透鏡，配置於該第二透鏡與該縮小側之間，且具有正屈光度，其中該第三透鏡的焦距大於等於20毫米且小於等於200毫米； 一第四透鏡，配置於該第三透鏡與該縮小側之間，且具有負屈光度； 一第五透鏡，配置於該第四透鏡與該縮小側之間，且具有正屈光度；以及 一第六透鏡，配置於該第五透鏡與該縮小側之間，且具有正屈光度。
2.如權利要求1所述的投影鏡頭，其特徵在於，該第一透鏡及該第三透鏡為非球面透鏡，且該第二透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡及該第六透鏡為球面透鏡。
3.如權利要求1所述的投影鏡頭，其特徵在於，該第一透鏡為凸面朝向該放大側的凸凹透鏡，該第二透鏡為雙凸透鏡，該第三透鏡為凸面朝向該縮小側的凹凸透鏡，該第四透鏡為雙凹透鏡，該第五透鏡為雙凸透鏡，且該第六透鏡為雙凸透鏡。
4.如權利要求1所述的投影鏡頭，其特徵在於，該第一透鏡及該第三透鏡為塑膠透鏡，且該第二透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡及該第六透鏡為玻璃透鏡。
5.如權利要求1所述的投影鏡頭，其特徵在於，該投影鏡頭還包括一孔徑光闌，其配置於該第二透鏡與該第三透鏡之間。
6.一種光學引擎，包括: 一機殼，具有一開口 ； 一影像源，配置於該機殼內；以及 一投影鏡頭，配置於該開口上，且配置於一放大側與一縮小側之間，該影像源配置於該縮小側，該投影鏡頭包括: 一第一透鏡，配置於該放大側與該縮小側之間，且具有負屈光度； 一第二透鏡，配置於該第一透鏡與該縮小側之間，且具有正屈光度； 一第三透鏡，配置於該第二透鏡與該縮小側之間，且具有正屈光度； 一第四透鏡，配置於該第三透鏡與該縮小側之間，且具有負屈光度； 一第五透鏡，配置於該第四透鏡與該縮小側之間，且具有正屈光度；以及 一第六透鏡，配置於該第五透鏡與該縮小側之間，且具有正屈光度， 其中，當該機殼與該投影鏡頭受熱時，該第三透鏡的光學參數隨著該第三透鏡受熱而發生變化，並抵償該機殼因受熱膨脹而產生的光學效應。
7.如權利要求6所述的光學引擎，特徵在於，該第一透鏡及該第三透鏡為非球面透鏡，且該第二透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡及該第六透鏡為球面透鏡。
8.如權利要求6所述的光學引擎，特徵在於，該第一透鏡為凸面朝向該放大側的凸凹透鏡，該第二透鏡為雙凸透鏡，該第三透鏡為凸面朝向該縮小側的凹凸透鏡，該第四透鏡為雙凹透鏡，該第五透鏡為雙凸透鏡，且該第六透鏡為雙凸透鏡。
9.如權利要求6所述的光學引擎，特徵在於，該第一透鏡及該第三透鏡為塑膠透鏡，且該第二透鏡、該第四透鏡、該第五透鏡及該第六透鏡為玻璃透鏡。
10.如權利要求6所述的光學引擎，特徵在於，該第三透鏡的該光學參數包括折射率、厚度、表面的曲率半徑及非球面係數的至少其中之一。
11.如權利要求6所述的光學引擎，特徵在於，該第三透鏡的焦距大於等於20毫米且小於等於200毫米。
12.如權利要求6所述的 光學引擎，特徵在於，該投影鏡頭還包括一孔徑光闌，配置於該第二透鏡與該第三透鏡之間。
【文檔編號】G03B21/14GK103713376SQ201210370135
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月28日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】郭道宏 申請人:中強光電股份有限公司