專利名稱:光學(xué)引擎及其廣角投影鏡頭模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種廣角投影鏡頭模塊,特別是涉及一種具有短投射距離的廣角投影鏡頭模塊。
背景技術(shù):
數(shù)字投影已被廣泛的應(yīng)用以顯示影音或是電子信號。數(shù)字投影機需要適當(dāng)?shù)娘@示裝置,無論是用于教育、家庭、廣告或是視訊會議等用途。
投射率(throwratio)是決定一適當(dāng)投影裝置的重要參數(shù)。 一般來說,投射率(throw ratio)—詞可以被限定為投射距離除以畫面尺寸(例如,畫面寬度)?,F(xiàn)有投影機的典型投射率大約等于2。然而,當(dāng)顯示裝置的投影尺寸變大時,其厚度也隨著投影尺寸增加。因此,針對大尺寸的顯示裝置,有降低投射率的必要。
發(fā)明內(nèi)容
在一第一實施例中,本發(fā)明提供一種廣角投影鏡頭模塊,依序從一出光側(cè)包4舌以下元件
(a) —第一鏡頭組,具有一凸面非球面反射面;
(b) —第二鏡頭組,具有負折射能力,具有至少一非球面;
(c) 一第三鏡頭組,具有大致上零折射能力,其中,該廣角投影鏡頭模塊的一孔徑欄(aperturestop)位于該第三鏡頭組之中,或,鄰近該第三鏡頭組;以及
(d) —第四鏡頭組,具有正折射能力,其中,以下公式(1)至(4)被滿足10〈If!/fI <30 公式(1);4.0 < I f2/f I < 8,0 7>式(2);25<|f3/f| <50 7>式(3);以及3.5<|f4/f| <6 公式(4),其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;Fi代表該第一鏡頭組的焦距; F2代表該第二鏡頭組的焦距;F3代表該第三鏡頭組的焦距;F4代表該第四鏡 頭組的焦距。
該第一實施例的廣角投影鏡頭模塊,其更滿足以下公式(5):
l成像圓的直徑/Fl >4,5 公式(5)
其中,該成像圓的直徑等于一后影像高度的兩倍。
在第一實施例中,該廣角投影鏡頭模塊更具有一曝光率,該曝光率小于 或大約等于F/2.8,且具有一有效焦距約為4毫米。
在第一實施例中,該第四鏡頭組包括至少四正鏡頭元件,且該第四鏡頭 組的該多個正4t頭元件的平均阿貝值(Abbe)大于70。
在第一實施例中,其中,該第四鏡頭組的該多個正鏡頭元件的平均阿貝 值(Abbe)大于80。
在本發(fā)明第二實施例中,提供了一種廣角投影鏡頭模塊,依序從一出光 側(cè)包括以下元件
(a) —第一鏡頭組,具有一凸面非球面反射面;
(b) —第二鏡頭組,具有負折射能力,具有至少一非球面;
(c) 一第三鏡頭組,具有大致上零折射能力,其中,該廣角投影鏡頭模塊 的一孔徑欄位于該第三鏡頭組之中,或,鄰近該第三鏡頭組;以及
(d) —第四鏡頭組,具有正折射能力, 其中,以下公式(1)至(4)被滿足 -25〈(Fi/F)〈畫15 公式(1); 5 <(F2/F) < 6 公式(2); 35<(F3/F)<40 公式(3);以及 -4.5<(F4/F)<-3.5 公式(4),
其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;Fi代表該第一鏡頭組的焦距; F2代表該第二鏡頭組的焦距;F3代表該第三鏡頭組的焦距;F4代表該第四鏡 頭組的焦距。
在該第二實施例中,該廣角投影鏡頭模塊更滿足以下公式(5):
I成像圓的直徑/F I > 4.5 公式(5)
其中,該成像圓的直徑等于一后影像高度的兩倍。
本發(fā)明第三實施例提供了 一種廣角投影鏡頭模塊,依序從一 出光側(cè)包括以下元件
(a) —第一鏡頭組,具有一凸面非球面反射面;
(b) —第二鏡頭組,具有負折射能力,具有至少一非球面;
(c) 一第三鏡頭組,具有大致上零折射能力,其中,該廣角投影鏡頭模塊 的一孔徑欄位于該第三鏡頭組之中,或,鄰近該第三鏡頭組;以及
(d) —第四鏡頭組,具有正折射能力, 其中,以下公式(1)至(4)被滿足 15〈If^1 <25 公式(1); 5.0<|F2/F| <7.0 7>式(2); 35<|F3/F| <40 公式(3);以及 4.0<|f4/f| <4.5 公式(4),
其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;F!代表該第一鏡頭組的焦距; F2代表該第二鏡頭組的焦距;F3代表該第三鏡頭組的焦距;F4代表該第四鏡 頭組的焦距。
第三實施例中,該廣角投影鏡頭模塊,其更滿足以下公式(5):
任何主光束與光軸之間的夾角<5度 公式(5)。
第三實施例的廣角投影鏡頭模塊中,該第四鏡頭組包括至少四正鏡頭元 件,且該第四鏡頭組的該多個正鏡頭元件的平均阿貝值(Abbe)大于70。
第三實施例的廣角投影鏡頭模塊中,該第四鏡頭組的該多個正鏡頭元件 的平均阿貝值(Abbe)大于80。
本發(fā)明第四實施例提供了一種光學(xué)引擎,用于一顯示裝置,包括
一光源,提供一光束;
一中繼光學(xué)系統(tǒng);以及
一廣角投影鏡頭模塊,包括
一第一鏡頭組,具有一凸面非球面折光鏡,設(shè)于該廣角投影鏡頭模塊的 一出光側(cè);
一第二鏡頭組,具有負折射能力,具有至少一非球面,其中,該光束從 該光源行進經(jīng)過該中繼光學(xué)系統(tǒng)以及該廣角投影鏡頭模塊,以產(chǎn)生一輸出影 像具有一半視場角約為65°,且該輸出影像大致上沒有畸變(distortion)。
本發(fā)明第四實施例中,該輸出影像的一投影影像尺寸至少為50英寸(對 角線長度),并且不需要梯形4交正(keystone correction)。本發(fā)明第四實施例中,該輸出影像的一投影影像規(guī)格可以為4x3、 5x3 或16x9。
本發(fā)明第四實施例中,該第二鏡頭組包括一第 一鏡頭元件以及一第二鏡 頭元件,該第一鏡頭元件具有負折射能力,該第二鏡頭元件具有一非球面, 其中,該第二透鏡組的焦距與該廣角投影鏡頭模塊的焦距比率(F2/F)具有以 下關(guān)系
5<F2/F<6。
本發(fā)明第四實施例中,該廣角投影鏡頭模塊更包括一第三透鏡組,鄰近 該第二透鏡組,該第三透鏡組具有折射能力,其中,該第三透鏡組的焦距與 該廣角投影鏡頭模塊的焦距比率(F3/F)具有以下關(guān)系
35<F3/F<40。
本發(fā)明第四實施例中,該廣角投影鏡頭模塊更包括一第四透鏡組,鄰近 該第三透鏡組,該第四透鏡組具有正折射能力,其中,該第四透鏡組的焦距 與該廣角投影鏡頭模塊的焦距比率(F4/F)具有以下關(guān)系
-4.5< F4/F<-4。
本發(fā)明第四實施例中,該廣角投影鏡頭模塊更包括 一第三鏡頭組,具有大致上零折射能力,其中,該廣角投影鏡頭模塊的 一孔徑欄位于該第三鏡頭組之中,或,鄰近該第三鏡頭組;以及 一第四鏡頭組,具有正折射能力, 其中,以下公式(1)至(4)被滿足 15<|F"F| <25 公式(l); 5.0<|F2/F| <7.0 7>式(2); 35<|F3/F| <40 乂>式(3);以及
4.0<|F4/F| <4.5 公式(4),
其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;F,代表該第一鏡頭組的焦距; F2代表該第二鏡頭組的焦距;F3代表該第三鏡頭組的焦距;F4代表該第四鏡 頭組的焦距。
本發(fā)明第五實施例提供了一種廣角投影鏡頭模塊,包括 一凸面非球面反射鏡;以及 一折射透鏡組,具有正折射能力, 其中,以下公式(1)至(2)被滿足15< I Freflective/F I <25 公式(1);以及
1.5<|Frefractive/F| <2.0 公式(2),
其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;Frefleetive代表該凸面非球面反 射鏡的焦距;Frefraetive代表該折射透鏡組的焦距。
本發(fā)明第五實施例中,該廣角投影鏡頭模塊更滿足以下公式(3):
I成像圓的直徑/F I > 4.5 7>式(3)
其中,該成像圓的直徑等于一后影像高度的兩倍。
本發(fā)明第五實施例中,該廣角投影鏡頭模塊更滿足以下公式(3):
|d/F| >10 公式(3)
其中,d代表該凸面非球面反射鏡與一第 一折射透鏡(L2)表面的距離。 本發(fā)明的廣角投影鏡頭模塊應(yīng)用 一緊密的投影鏡頭,具有較短的路徑距 離,因此,最小化一光學(xué)引擎所需要的空間。
圖l是顯示本發(fā)明一實施例的廣角投影鏡頭模塊;
圖2A是顯示該實施例的一投影光路的前視圖2B是顯示該第一鏡頭元件的一實施例;
圖2C是顯示該實施例的投影光路的側(cè)視圖;以及
圖3是顯示本發(fā)明實施例的一光學(xué)引擎。
主要元件符號說明
1 ~廣角投影鏡頭模塊
Gl 第一鏡頭組
G2 第二鏡頭組
G3-第三鏡頭組
G4 第四鏡頭組
Ll 第一鏡頭元件
L2 第二鏡頭元件
L3 第三鏡頭元件
10~光學(xué)引擎
12~光源
15 ~中繼元件16~成像器
r 廣角投影鏡頭模塊
151 ~聚焦元件 152~平板折光鏡 153 ~棱鏡
具體實施例方式
圖l是顯示本發(fā)明一實施例的廣角投影鏡頭模塊1,其包括四個鏡頭組 (從一出光側(cè)排序) 一第一鏡頭組G1、 一第二鏡頭組G2、 一第三鏡頭組G3、 以及一第四鏡頭組G4。 「出光側(cè)」是指該廣角投影鏡頭模塊1的具有一大非 球面反射折光鏡(第一鏡頭組Gl)的那一側(cè)。
如圖1所顯示的,該第一透鏡組G1包括一第一鏡頭元件Ll,其為一非 球面反射鏡。特別是,該第一透鏡組G1為一凸面非球面鏡。該第一鏡頭組 Gl中的F"F比值可以為-3(KF,/F《10,其中,F(xiàn)1代表該第一鏡頭組的焦距, F代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距,該第一鏡頭組Gl提供一負折射能力。 該第二鏡頭組G2包括一第二鏡頭元件L2以及一第三鏡頭元件L3,該第二 鏡頭元件L2具有負折射能力,該第三鏡頭元件L3具有一非球面。較佳地, 該第二鏡頭組G2具有負折射能力。該第二鏡頭組G2中的F2/F比值可以為 4.0<F2/F<8.0,其中,F(xiàn)2代表該第二鏡頭組的焦距。該第三透鏡組G3包括三 個透鏡元件,其通過粘著材料貼附或是膠合。該第三鏡頭組G3大致上具有 些微的折射能力。較佳地,該第三鏡頭組G3稍稍具有負折射能力。該第三 鏡頭組G3中的F3/F比值可以為25<F3/F<50,其中,F(xiàn)3代表該第三鏡頭組的 焦距。在此例子中,該廣角投影鏡頭模塊1的一孔徑欄位于該第三鏡頭組 G3之中或,鄰近該第三鏡頭組G3。該第四鏡頭組G4包括六個透鏡元件。 特別是,該第四鏡頭組G4具有正折射能力。該第四鏡頭組G4中的F4/F比 值可以為3.5<|F4/F|<6.0,其中,F(xiàn)4代表該第四鏡頭組的焦距。
該第一鏡頭組G1較佳為一凸面非球面鏡,特別是一高階非球面折光鏡, 相對于一光軸,具有可旋轉(zhuǎn)對稱性。該折光鏡表面的非球面輪廓降低了該廣 角投影鏡頭模塊l的畸變。例如,該第一鏡頭元件Ll,位于鄰近該出光側(cè), 可具有四組鏡頭組中最大的直徑。在一變形例中,該第一鏡頭組G1的該第 一鏡頭元件Ll具有充分大的直徑以將一影^象投影至一大區(qū)域,例如,具有半視場角大于60°,較佳大于70°,最佳約為68。,朝出光側(cè)的方向,大致上 沒有畸變。
在一實施例中,該第一鏡頭組的該第一鏡頭元件L1的直徑大于300mm 并小于350mm。在一變形例中,該第一鏡頭元件L1的直徑為316mm。因此, 該第一鏡頭元件可提供大約120°至140°的視場。
該第一鏡頭元件Ll可以為一反射鏡,僅有單一非球面反射面,其可降 低畸變效果,并提供大視場。該非球面的形狀可以由以下公式所限定
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中,Z代表距離系統(tǒng)光軸一距離r的位置的表面凹陷(surface sag), c 代表鏡片位于光軸的曲率(l/mm), r代表徑向座標(mm), k代表圓錐常數(shù),"2 代表二階項的參數(shù),"4代表四階項的參數(shù),^代表六階項的參數(shù),"s代表八 階項的參數(shù),"i。代表十階項的參數(shù),"12代表十二階項的參數(shù)。
如圖1、圖2A以及圖2C所顯示的,搭配參照圖2B,該第一鏡頭元件 Ll在前投影影用時的使用區(qū)域位于一離軸(off-axial)位置,也因此該第一鏡 頭元件L1的外孔徑形狀較佳為矩形(約為125mm X 165mm)或是梯形(具有 高度125.2mm,頂部寬度為120mm,以及底部寬度為165mm)。在一方面, 該第一鏡頭元件可以為光學(xué)迭合拋光的玻璃或金屬,例如銅或是鋁。其也可 以通過將聚合物模具成形,例如曱基丙烯酸酯聚合物(PMMA)或是丙烯酸聚 合物。
在一變形例中,該第一鏡頭元件具有稍;微的曲面并具有一致的厚度。 該第二鏡頭元件G2較佳具有負折射能力。在一實施例中,該第二鏡頭
元件G2包括多個透鏡元件。例如,該第二鏡頭元件L2鄰近于該出光側(cè),
具有該第二鏡頭組G2的透鏡中最大的直徑。
在一變形例中,該第二鏡頭元件L2的直徑介于60mm以及70mm之間,
較佳為63mm。
參照圖1,該第二鏡頭組G2更包括該第三鏡頭元件L3,具有至少一非 球面。該非球面可降低畸變,并仍提供大視場。在一方面,該第三鏡頭元件 L3可以為光學(xué)聚合物,具有折射系數(shù)約1.49以及阿貝值(Abbe)約為57.2, 例如曱基丙烯酸酯聚合物(PMMA)。該非球面的形狀也可以由上述等式I所 限定。該第二鏡頭元件L2表面的曲率半徑大致上等于該第三鏡頭元件L3的相 對應(yīng)表面的曲率半徑。
在一變形例之中,該第二鏡頭元件G2包括二彎月形并彼此套迭的元件, 一第一彎月形元件的材質(zhì)為玻璃, 一第二彎月形元件的材質(zhì)為塑膠。
在另一實施例中,該第三鏡頭元件L3為一半球形非球面透鏡,具有大 致上均勻的厚度。該半球形設(shè)計可減少熱量累積所產(chǎn)生的問題,并且容易制 造。
在一變形例中,該第二鏡頭元件L2以及該第三鏡頭元件L3由^^莫具成形 為一單一元件。特別是,該第二鏡頭元件L2以及該第三鏡頭元件L3的材質(zhì) 不同。例如,該第二鏡頭元件L2可以為一玻璃元件,該第三鏡頭元件L3 可以為塑膠(例如,PMMA)元件。
在另一實施例中,該第二鏡頭組G2可以為一單一元件(例如,單一的 PMMA元件),具有單一非球面,或,具有兩個非球面。
如圖l所顯示的,該第三鏡頭組G3大致上具有微小的折射能力。該第 三鏡頭組G3包括多個透鏡元件。該廣角投影鏡頭組的孔徑欄可以位于該第 三鏡頭組G3或鄰近該第三鏡頭組G3。
在一實施例中,該第三鏡頭組G3的所有透鏡元件具有球面。該第三鏡 頭組G3包括一膠合三件式套件以控制球面畸變以及慧星像差(coma)。
在另 一實施例中,該第三鏡頭組G3提供一較長的有效焦距。
在另 一實施例中, 一兩件式套件可以被應(yīng)用于該第三鏡頭組G3之中, 其可包括一非i^面。
該第四鏡頭組G4可以具有正折射能力,且該第四鏡頭組G4中的所有 透鏡元件可以具有球面。該第四鏡頭組G4提供色彩畸變4交正(例如,主色 散以及次色散的補償)。
在圖1所顯示的實施例中,該廣角投影鏡頭模塊具有有效的整體焦距 -4.35mm,并于出光側(cè)方向具有一半視場角68.2°,曝光率約等于F/2.8。該第 一鏡頭組Gl具有有效焦距92.6mm,該第二鏡頭組G2具有有效焦距 -26.4mm,該第三鏡頭組G3具有一有效焦距-164.4mm,該第四鏡頭組G4 具有一有效焦距18.5mm。在此例子中,該才殳影鏡頭具有總路徑約為156mm。
此外,該投影鏡頭可以被限定為兩個群組。其中一組是反射組(Grefleetive), 其為一凸面非球面折光鏡,而另一組是折射組(G
refractive
)。該反射纟且Greflective具有有效焦距92.6mm,該折射組Grefraetive具有有效焦距7.66mm。
圖3是顯示本發(fā)明一實施例的光學(xué)引擎10,包括下述元件 一光源12、 一積分元件14、 一中繼元件15、 一成像器16以及一廣角投影鏡頭模塊1,。 該光源12可以為一弧光燈(具有反射器),或是發(fā)光二極管(LED)光源。該積 分元件14可以為一積分通道或是一積分透鏡陣列,或是,被省略。該中繼 元件15包括一聚焦元件151、 一平板折光鏡152以及一棱鏡153。在該圖3 中,當(dāng)該棱鏡153為一全積分反射(TIR)棱鏡,該成像器16為一反射成像器, 例如數(shù)字照明處理器(DLP)以及一硅基液晶元件(LCOS)。當(dāng)該棱鏡153為一 合光棱鏡(X-tube),該成像器可以為一傳遞型成像器,例如液晶顯示裝置 (LCD)。圖3顯示了一光學(xué)引擎應(yīng)用于一投影顯示系統(tǒng)。光學(xué)引擎的每一元 件以下將被仔細討論。
該光源12包括一燈泡單元、 一濾光片(例如一紅外線以及/或紫外線遮擋 濾光片)以及一色彩分離手段。在一實施例中,該燈泡單元包括一反射器以 及一燈泡。
該積分單元14用于調(diào)整光密度分布,以改善光的均勻度。然而,某些 光源例如發(fā)光二極管(LED)可以具有充分的均勻度,也因此可省略積分元件。
在一實施例中,該中繼元件15可用于4妄續(xù)該通道端部或該多個發(fā)光二 極管于該成像器16之上。在圖3中, 一非球面聚焦面可用于改善中繼影像 的銳利度。
該成像器16可以為一XGA數(shù)字微鏡裝置(DMD),具有一對角長度約為 14mm?;颍?一傳遞或是反射液晶顯示器(LCD)可以被當(dāng)作成像器。在一實施 例中,該成像器的表面大致上平行于一投影熒幕的表面。
本發(fā)明實施例的光學(xué)引擎具有一 V形布局、一Z形布局、一T形布局 或是一L形布局,端視該成像器或是照明系統(tǒng)的形式而定。如一廣角/短投 射型光學(xué)引擎可提供一大區(qū)域的影像,例如,具有半視場角大于50°,較佳 大于60°,更佳大于70°,其投影距離可以較傳統(tǒng)的前投影顯示裝置短。例如, 當(dāng)應(yīng)用一0.55,,成像器時,該投影距離可以為23英寸,且該影像對角尺寸可 以約等于77英寸。該投影距離可以通過調(diào)整熒幕對角尺寸或是影像格式而 變化。
此外,該光學(xué)引擎可以被設(shè)計為僅需要微小的或不需要梯形校正,當(dāng)消 除畸變時。例如,投影影像的畸變數(shù)值可以小于或等于2%,較佳的,小于或等于1%,更佳為小于或等于0.5%(例如,其中畸變(d)可以限定為 d=(H-h)/h*100,其中,h代表近軸影像高度,且H代表實際影像高度)。
在一光學(xué)引擎的例子中,當(dāng)使用簡化的TIR部件,可得到低價、短投射 距離的前投影顯示器裝置設(shè)計。大尺寸(例如,大于40英寸(對角))影像可以 從在短距離的情況下取得,并具有最大程度的離軸位置,并同時維持顯示器 的薄度。此外,該光學(xué)引擎大致上沒有畸變,并僅需要微小的或不需要梯形 校正。
雖然結(jié)合以上具體的較佳實施例揭露了本發(fā)明,然而其并非用以限定本 發(fā)明,任何熟悉此技術(shù)者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),可作一些的更 動與潤飾,因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
1、一種廣角投影鏡頭模塊,依序從一出光側(cè)包括以下元件(e)第一鏡頭組,具有一凸面非球面反射面;(f)第二鏡頭組,具有負折射能力,具有至少一非球面;(g)第三鏡頭組,具有大致上零折射能力,其中,該廣角投影鏡頭模塊的一孔徑欄(aperture stop)位于該第三鏡頭組之中,或,鄰近該第三鏡頭組;以及(h)第四鏡頭組,具有正折射能力,其中,以下公式(1)至(4)被滿足10<|F1/F|<30 公式(1);4.0<|F2/F|<8.0公式(2);25<|F3/F|<50 公式(3);以及3.5<|F4/F|<6 公式(4),其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;F1代表該第一鏡頭組的焦距;F2代表該第二鏡頭組的焦距;F3代表該第三鏡頭組的焦距;F4代表該第四鏡頭組的焦距。
2、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該廣角投影鏡頭模 塊被整合于一前投影顯示系統(tǒng)之中。
3、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該廣角投影鏡頭模 塊被整合于一后投影顯示系統(tǒng)之中。
4、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第一鏡頭組包括 一可旋轉(zhuǎn)對稱凸面非球面折光鏡。
5、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第二鏡頭組包括 一第一鏡頭元件以及一第二鏡頭元件,該第一鏡頭元件的一第一表面的曲率 半徑大致上等于該第二鏡頭元件的一第二表面的曲率半徑,且該第一表面接 觸該第二表面。
6、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其還滿足以下公式(5): I成像圓的直徑/f I > 4.5 公式(5)其中,該成像圓的直徑等于一后影像高度的兩倍。
7、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,還具有一曝光率,該曝光率小于或大約等于F/2.8,且具有一有效焦距約為4毫米。
8、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第二鏡頭組包括 二彎月形鏡頭元件,該多個彎月形鏡頭元件彼此套迭。
9、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第三鏡頭組包括 至少二膠合鏡頭元件(cement lens elements)。
10、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第四鏡頭組包括 至少四正鏡頭元件,以及至少二負鏡頭元件。
11、 如權(quán)利要求1所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第四鏡頭組包括 至少四正鏡頭元件,且該第四鏡頭組的該多個正鏡頭元件的平均阿貝值 (Abbe)大于70。
12、 如權(quán)利要求11所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第四鏡頭組的 該多個正鏡頭元件的平均阿貝值(Abbe)大于80。
13、 一種廣角投影鏡頭模塊,依序從一出光側(cè)包括以下元件(e) 第一鏡頭組,具有一凸面非球面反射面;(f) 第二鏡頭組,具有負折射能力,具有至少一非球面;(g) 第三鏡頭組,具有大致上零折射能力,其中,該廣角投影鏡頭模塊 的一孔徑欄位于該第三鏡頭組之中,或,鄰近該第三鏡頭組;以及(h) 第四鏡頭組,具有正折射能力, 其中,以下公式(1)至(4)被滿足 -25〈(F,/F)〈-15 公式(1); 5 <(F2/F) < 6 公式(2); 35<(F3/F)<40 公式(3);以及 -4.5<(F4/F)<-3.5 ,>式(4),其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;F!代表該第一鏡頭組的焦距; F2代表該第二鏡頭組的焦距;F3代表該第三鏡頭組的焦距;F4代表該第四鏡 頭組的焦距。
14、 如權(quán)利要求13所述的廣角投影鏡頭模塊,其還滿足以下公式(5): I成像圓的直徑/F I > 4.5 公式(5)其中,該成像圓的直徑等于一后影像高度的兩倍。
15、 一種廣角投影鏡頭模塊,依序從一出光側(cè)包括以下元件 (e)第一鏡頭組,具有一凸面非球面反射面;(f) 第二鏡頭組,具有負折射能力,具有至少一非球面;(g) 第三鏡頭組,具有大致上零折射能力,其中,該廣角投影鏡頭模塊的一孔徑欄位于該第三鏡頭組之中,或,鄰近該第三鏡頭組;以及(h) —第四鏡頭組,具有正折射能力, 其中,以下公式(1)至(4)被滿足 15〈If!/fI <25 公式(1); 5.0<|F2/F| <7.0 7>式(2); 35<|F3/F|<40 7>式(3);以及 4.0<|F4/F| <4.5 公式(4),其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;F!代表該第一鏡頭組的焦距; F2代表該第二鏡頭組的焦距;F3代表該第三鏡頭組的焦距;F4代表該第四鏡 頭組的焦距。
16、 如權(quán)利要求15所述的廣角投影鏡頭模塊,其還滿足以下公式(5): 任何主光束與光軸之間的夾角<5度 公式(5)。
17、 如權(quán)利要求15所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該廣角投影鏡頭 模塊被整合于一前投影顯示系統(tǒng)。
18、 如權(quán)利要求15所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第一鏡頭組包 括單一可旋轉(zhuǎn)對稱凸面非球面折光鏡。
19、 如權(quán)利要求15所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第二鏡頭組包 括第一彎月形鏡頭元件以及一第二彎月形鏡頭元件,該第一彎月形鏡頭元件 套迭該第二彎月形鏡頭元件。
20、 如權(quán)利要求15所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第三鏡頭組包 括至少二膠合鏡頭元件(cement lens elements)。
21、 如權(quán)利要求15所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第四鏡頭組包 括至少四正鏡頭元件,且該第四鏡頭組的該多個正鏡頭元件的平均阿貝值 (Abbe)大于70。
22、 如權(quán)利要求21所述的廣角投影鏡頭模塊,其中,該第四鏡頭組的 該多個正鏡頭元件的平均阿貝值(Abbe)大于80。
23、 一種光學(xué)引擎,用于一顯示裝置,包括 光源,提供一光束;中繼光學(xué)系統(tǒng);以及廣角投影鏡頭模塊,包括第一鏡頭組,具有一凸面非球面折光鏡,設(shè)于該廣角投影鏡頭模塊的一出光側(cè);第二鏡頭組,具有負折射能力,具有至少一非球面,其中,該光束 從該光源行進經(jīng)過該中繼光學(xué)系統(tǒng)以及該廣角投影鏡頭模塊,以產(chǎn)生一輸出 影像具有一半視場角約為65°,且該輸出影像大致上沒有畸變(distortion)。
24、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該輸出影像具有一半視場 角約為60°。
25、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該輸出影像具有一半視場 角約為55°。
26、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該輸出影像的一投影影像 尺寸至少為50英寸(對角線長度),并且不需要梯形校正(keystonecorrection)。
27、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該輸出影像的一投影影像 -見才各可以為4x3、 5x3或16x9。
28、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該光學(xué)引擎被整合于一前 投影顯示系統(tǒng)。
29、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該光學(xué)引擎被整合于一后 投影顯示系統(tǒng)。
30、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該第二鏡頭組包括第一鏡 頭元件以及第二鏡頭元件,該第一鏡頭元件具有負折射能力,該第二鏡頭元 件具有一非球面,其中,該第二透鏡組的焦距與該廣角投影鏡頭模塊的焦距比率(F2/F)具有以下關(guān)系 5< F2/F<6。
31、 如權(quán)利要求30所述的光學(xué)引擎,其中,該廣角投影鏡頭模塊還包 括第三透鏡組,鄰近該第二透鏡組,該第三透鏡組具有折射能力,其中,該 第三透鏡組的焦距與該廣角投影鏡頭模塊的焦距比率(F3/F)具有以下關(guān)系35<F3/F<40。
32、 如權(quán)利要求31所述的光學(xué)引擎,其中,該廣角投影鏡頭模塊的孔 徑欄大致位于該第三鏡頭組。
33、 如權(quán)利要求31所述的光學(xué)引擎,其中,該廣角投影鏡頭模塊還包 括第四透鏡組,鄰近該第三透鏡組,該第四透鏡組具有正折射能力,其中,該第四透鏡組的焦距與該廣角投影鏡頭模塊的焦距比率(F4/F)具有以下關(guān) 系<formula>formula see original document page 6</formula>
34、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該第二鏡頭組包括第一鏡 頭元件以及第二鏡頭元件,該第一鏡頭元件具有負折射能力,該第二鏡頭元 件具有大致上一致的厚度。
35、 如權(quán)利要求23所述的光學(xué)引擎,其中,該廣角投影鏡頭模塊還包括第三鏡頭組,具有大致上零折射能力,其中,該廣角投影鏡頭模塊的一 孔徑欄位于該第三鏡頭組之中,或,鄰近該第三鏡頭組;以及 第四鏡頭組,具有正折射能力, 其中,以下公式(1)至(4)被滿足 15〈If!/fI <25 公式(1);<formula>formula see original document page 6</formula>其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;F,代表該第一鏡頭組的焦距; F2代表該第二鏡頭組的焦距;F3代表該第三鏡頭組的焦距;F4代表該第四鏡 頭組的焦3巨。
36、 如權(quán)利要求35所述的光學(xué)引擎,其中,該第二鏡頭組包括一第一 鏡頭元件以及一第二鏡頭元件,該第一鏡頭元件具有負折射能力,該第二鏡 頭元件具有大致上一致的厚度。
37、 一種廣角投影鏡頭模塊,包括 一凸面非球面反射鏡;以及 一折射透鏡組,具有正折射能力, 其中,以下公式(1)至(2)被滿足 15<|Freflective/F| <25 公式(l);以及 1.5<|Frefraetive/F| <2.0 公式(2),其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;Freflective代表該凸面非球面反 射鏡的焦距;Frefraetive代表該折射透鏡組的焦距。
38、 如權(quán)利要求37所述的廣角投影鏡頭模塊,其還滿足以下公式(3):I成像圓的直徑/F I > 4.5 公式(3)其中,該成像圓的直徑等于一后影像高度的兩倍。
39、如權(quán)利要求37所述的廣角投影鏡頭模塊,其還滿足以下公式(3): |d/F| >10 公式(3)其中,d代表該凸面非球面反射鏡與 一第 一折射透鏡(L2)表面的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光學(xué)引擎及其廣角投影鏡頭模塊。該廣角投影鏡頭模塊包括一凸面非球面反射鏡以及一折射透鏡組。折射透鏡組具有正折射能力,其中,以下公式(1)至(2)被滿足15<|F<sub>reflective</sub>/F|<25公式(1);以及1.5<|F<sub>refractive</sub>/F|<2.0公式(2),其中,F(xiàn)代表該廣角投影鏡頭模塊的焦距;F<sub>reflective</sub>代表該凸面非球面反射鏡的焦距;F<sub>refractive</sub>代表該折射透鏡組的焦距。
文檔編號G03B21/14GK101685199SQ20091000254
公開日2010年3月31日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者盧開昌 申請人:美川國際光電有限公司