专利名称：用于投影机的变焦投影镜头的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种变焦投影镜头，特别是指一种用于投影机的变焦投影镜头。
背景技术：
近年来阴极射像管投影装置(Cathode Ray Tube, CRT)逐渐被液晶投影装置(Liquid Crystal Display)、数字光源处理投影装置(Digital Light Processing,DLP)等较轻薄短小的投影装置所取代。其中，数字光源处理投影装置的非远心系统(Non-telecentric)的主光线(chiefray)与光轴不平行，该非远心系统的变焦投影镜头相较于远心系统的变焦投影镜头可以省 略一个全内反射棱镜，以节省变焦投影镜头的成本。此外，由于非远心系统的主光线与光轴不平行，是以一角度入射进入变焦投影镜头，造成投影画面在投影屏幕上朝上偏移，符合前投影式投影机的需求。以往的一种非远心系统前投影式投影机，例如中国台湾专利第1288290号专利所揭露，适用于高压汞灯光源，为了价格的考虑通常孔径光阑的孔径小，相对孔径(F-number)则较大，通常相对孔径大于2. 4。而由于近来各式光源发展成熟，因此，如何提供一种适合用于不同光源且可避免光效率不足的变焦投影镜头，为目前相关业者的研发重点之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中投影机的变焦投影镜头光效率不足的缺陷，提供一种适合用于不同光源的投影机且可避免光效率不足的变焦投影镜头。本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种用于投影机的变焦投影镜头，由物端至像端依序包含第一透镜组、第二透镜组，及第三透镜组，依序为负、正、正屈光率，该第一透镜组包括非球面透镜，该第三透镜组包括非球面透镜及孔径光阑，该变焦投影镜头在广角端的相对孔径小于2. I。本发明的功效在于降低该变焦投影镜头的相对孔径，也就是放大孔径光阑的径宽，提升投影机的光效率，另外通过使用非球面透镜，来降低孔径光阑加宽而衍生的像差。
图I是配置示意图，说明本发明用于投影机的变焦投影镜头的第一具体实施例；图2是本第一具体实施例广角端的球面像差图；图3是本第一具体实施例广角端的倍率色像差图；图4是本第一具体实施例广角端的像场弯曲图；图5是本第一具体实施例广角端的畸变图；图6是本第一具体实施例广角端的光学转换函数图；图7是本第一具体实施例望远程的球面像差图8是本第一具体实施例望远程的倍率色像差图；图9是本第一具体实施例望远程的像场弯曲图；图10是本第一具体实施例望远程的畸变图；图11是本第一具体实施例望远程的光学转换函数图；图12是配置示意图，说明本发明用于投影机的变焦投影镜头的第二具体实施例；及图13是配置示意图，说明本发明用于投影机的变焦投影镜头的第三具体实施例。
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的数个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表不。参阅图1，本发明用于投影机的变焦投影镜头的较佳实施例，由物端至像端依序包含第一透镜组I、第二透镜组2，及第三透镜组3，依序为负、正、正屈光率，通过负、正、正屈光率的三个透镜组可以有效地增加变焦倍率比值。该第一透镜组I由物端至像端依序包括塑料非球面透镜11、玻璃球面双凹透镜12(bic0ncaVe)，及玻璃球面凸透镜13，该非球面透镜11为朝物端凸出的月凹透镜(negative meniscus),通过使用非球面透镜11,以有效缩减变焦投影镜头总长、修正投影影像的像差、减少透镜使用数量。该第二透镜组2可以包括一片或两片玻璃球面凸透镜21。该第三透镜组3包括彼此接合的负透镜31及正透镜32，还包括玻璃非球面透镜33及孔径光阑34(aperture stop),通过使用非球面透镜33,以有效缩减变焦投影镜头总长、修正投影影像的像差、减少透镜使用数量。该变焦投影镜头在广角端的相对孔径(F-number，F#)小于2. 1，也就是放大孔径光阑34的径宽，提升投影机的光效率。该变焦投影镜头满足以下条件式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为系统出瞳位置，bf为镜头后焦长度，fw为该变焦投影镜头在广角端的焦距，f\为该第一透镜组I的焦距，f2为该第二透镜组2的焦距，f3为该第三透镜组3的焦距，fL1为该第一透镜组I中该非球面透镜11的焦距，fA为该第三透镜组3中该非球面透镜33的焦距，V1为该第三透镜组3的负透镜31的色散系数，V2为该第三透镜组3的正透镜32的色散系数。
通过满足条件式(I)，可以进一步拉长变焦投影镜头后焦长度bf，提高广角端(Wild-Angle)至望远程(Telephoto)的变焦倍率比值。通过满足条件式⑵至条件式(6),能够有效地缩减变焦投影镜头总长，并修正投影影像的像差。通过满足条件式(7)，可修正投影影像的像差。通过满足条件式(5)至条件式(7)，可提升该变焦投影镜头的解像能力。而通过该第一透镜组I与该第二透镜组2间的间距，以及通过后焦长度bf，可以补偿因为温度变化而导致投影影像质量降低的现象。<第一具体实施例>表1-1为该变焦投影镜头第一具体实施例的各式参数。本第一具体实施例中，该第一透镜组I的凸透镜13为朝物端凸出的月凸透镜13(postivemeniscus)，该第二透镜组2包括数量为一的玻璃球面双凸透镜21，该第三透镜组3在该彼此接合负透镜31、正透镜32与该非球面透镜33间还包括球面双凸透镜35，自该非球面透镜33朝像端依序还包括该孔径光阑34、球面双凹透镜36及朝像端凸出的月凸透镜37。
系统出瞳位置ex为-37. 6304毫米，镜头后焦长度bf为31. O毫米，该变焦投影镜头在广角端的焦距fw为21. 05041毫米，该第一透镜组I焦距为-51. 6057毫米，该第二透镜组2焦距f2为52. 8869毫米,该第一透镜组I中该非球面透镜11的焦距fu为-88. 4085毫米，该第三透镜组3中该非球面透镜33的焦距fA为33. 5388毫米，该第三透镜组3的负透镜31的色散系数V1为30. 13，该第三透镜组3的正透镜32的色散系数V2为81. 55，满足前述条件式⑴至(7)。此外，相对孔径由广角端、中间状态、望远程依序为2. 0,2. 217,2. 428，该变焦投影镜头焦距由广角端、中间状态、望远程依序为21. 5041毫米、26. 7915毫米、32. 0464毫米，孔径光阑34孔径宽为18. 5毫米。
权利要求
1.一种用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，由物端至像端依序包含 第一透镜组、第二透镜组，及第三透镜组，依序为负、正、正屈光率，该第一透镜组包括非球面透镜，该第三透镜组包括非球面透镜及孔径光阑，该变焦投影镜头在广角端的相对孔径小于2. I。
2.根据权利要求I所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足1.20 < ex/bf < I. 36， ex为系统出瞳位置，bf为镜头后焦长度。
3.根据权利要求I所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足2.O < If1ZfJ < 2. 45， f为该第一透镜组的焦距，fw为该变焦投影镜头在广角端的焦距。
4.根据权利要求I所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足1.5 < f2/fff| < 2. 7， f2为该第二透镜组的焦距，fw为该变焦投影镜头在广角端的焦距。
5.根据权利要求I所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足2.I < f3/fw < 4. 6， f3为该第三透镜组的焦距，fw为该变焦投影镜头在广角端的焦距。
6.根据权利要求I所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足3.I < fL1/fff < 4. 5， fL1为该第一透镜组中该非球面透镜的焦距，fw为该变焦投影镜头在广角端的焦距。
7.根据权利要求6所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该第一透镜组由物端至像端依序由该非球面透镜及两个球面透镜组成。
8.根据权利要求I所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足O. 31 < fA/f3 < O. 65， fA为该第三透镜组中该非球面透镜的焦距，f3为该第三透镜组的焦距。
9.根据权利要求8所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该第三透镜组还包括彼此接合的负透镜及正透镜，该变焦投影镜头满足O. 31 < I V1Zv21 < O. 49， V1为该负透镜的色散系数，V2为该正透镜的色散系数。
10.根据权利要求9所述的用于投影机的变焦投影镜头，其特征在于，该第三透镜组由物端至像端依序为该负透镜、正透镜及该非球面透镜。
全文摘要
本发明涉及一种用于投影机的变焦投影镜头，由物端至像端依序包含第一透镜组、第二透镜组及第三透镜组，依序为负、正、正屈光率，该第一透镜组包括非球面透镜，该第三透镜组包括非球面透镜及孔径光阑，降低该变焦投影镜头的相对孔径，该变焦投影镜头在广角端的相对孔径小于2.1，也就是放大孔径光阑的径宽，提升投影机的光效率，另外，通过使用非球面透镜，来降低孔径光阑加宽而衍生的像差。
文档编号G02B3/00GK102890339SQ201110200398
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者李赞桦 申请人:亚洲光学股份有限公司