專利名稱：投影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影裝置，尤其指一種使用球面透鏡的非遠心投影鏡頭的投影裝置。
背景技術(shù)：
隨著科技日新月異，投影裝置在家庭、娛樂或商務(wù)用途上已逐漸扮演著不可或缺的角色。傳統(tǒng)投影裝置由光閥以及投影鏡頭所組成，光閥用于產(chǎn)生影像，并藉由投影鏡頭放大且投射至一投影幕上。一般投影裝置可區(qū)分為遠心投影裝置與非遠心投影裝置。由于非遠心投影裝置的主光線與光軸不平行，使得主光線是以一角度射入變焦投影鏡頭，因此投影畫面可在投影幕上朝上偏移，以符合需求。于傳統(tǒng)非遠心投影裝置中，為了節(jié)省成本，需使用非球面透鏡來縮減投影鏡頭中的透鏡數(shù)量，且非球面透鏡通常是由塑膠所構(gòu)成，以降低透鏡成本。然而，當投影鏡頭中使用大量非球面透鏡時，非球面透鏡之間的光學(xué)成像上的匹配并不容易，因此在制作投影鏡頭時容易導(dǎo)致良率不佳。并且，隨著投影裝置的亮度越來越高，例如達到2500到3000流明，光源所產(chǎn)生的溫度越高，使得投影鏡頭需承受越高的溫度變化。然而，由塑膠所構(gòu)成的非球面透鏡具有高膨脹系數(shù)，因此在高溫度變化的情況下容易會有脫膜或光學(xué)特性的變化，使得投影鏡頭無法在高溫度變化下維持穩(wěn)定的成像。有鑒于此，降低投影裝置受到溫度變化的影響，且滿足投影裝置具有輕薄短小的特性，以節(jié)省成本，成為業(yè)界努力的方向和目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的之一在于提供一種投影裝置，以降低受到溫度變化的影響，并節(jié)省成本。為達上述目的，本發(fā)明提供一種投影裝置，用于投射影像至投影幕上。投影裝置包含有光閥以及非遠心投影鏡頭，該光閥用于提供該影像；該非遠心投影鏡頭包含有復(fù)數(shù)個球面透鏡，該非遠心投影鏡頭用于投射該影像，且該復(fù)數(shù)個球面透鏡包含有第一透鏡組和第二透鏡組，第一透鏡組設(shè)置于該光閥與該投影幕之間，該第一投影組具有負折射率，且該第一透鏡組包含有第一彎月型透鏡；第二透鏡組設(shè)置于該第一透鏡組與該光閥之間，該第二透鏡組具有正折射率，且該第二透鏡組包含有第二彎月型透鏡。作為可選的技術(shù)方案，該第二透鏡組還包含有第一透鏡和第二透鏡，該第二彎月型透鏡位于該第一透鏡與該第二透鏡之間。作為可選的技術(shù)方案，該復(fù)數(shù)個球面透鏡還包含有第三透鏡組，該第三透鏡組設(shè)置于該第一透鏡組與該第二透鏡組之間，并具有正折射率。作為可選的技術(shù)方案，該第三透鏡組包含有第三彎月型透鏡。作為可選的技術(shù)方案，該第三透鏡組包含有第三透鏡，該第三透鏡為雙凸透鏡。作為可選的技術(shù)方案，該非遠心投影鏡頭滿足第一關(guān)系式代/#<1.2，其中ft為該非遠心投影鏡頭于望遠模式時的有效焦距，fw為該非遠心投影鏡頭于廣角模式時的有效焦距。作為可選的技術(shù)方案，該非遠心投影鏡頭滿足第二關(guān)系式ft/fw ^1.1。作為可選的技術(shù)方案，該非遠心投影鏡頭滿足第三關(guān)系式bfl/fw ^ O. 8，以及第四關(guān)系式18厘米=fw含23厘米，其中bfl為該第二透鏡組與該光閥間的間距。作為可選的技術(shù)方案，該非遠心投影鏡頭還包含有光欄，該光欄設(shè)置于該第一透鏡組與該第二透鏡組之間。作為可選的技術(shù)方案，該第一彎月型透鏡為該復(fù)數(shù)個球面透鏡中最鄰近該投影幕者。作為可選的技術(shù)方案，該第一透鏡組僅由該第一彎月型透鏡所構(gòu)成。作為可選的技術(shù)方案，當該非遠心投影鏡頭從廣角模式向望遠模式改變時，該第一透鏡組朝向該第二透鏡組移動。作為可選的技術(shù)方案,該復(fù)數(shù)個球面透鏡的數(shù)量為5個或者6個。本發(fā)明的非遠心投影鏡頭僅使用球面透鏡，使得投影裝置具有輕薄短小的特性，且由于球面透鏡相較于非球面透鏡具有較低的成本，因此本發(fā)明的投影裝置可降低生產(chǎn)成本。又由于玻璃相較于塑膠具有較低的膨脹系數(shù)，因此由玻璃所構(gòu)成的球面透鏡相較于由塑膠所構(gòu)成的球面透鏡與非球面透鏡更可避免因受到溫度變化的影響所產(chǎn)生的脫膜或光學(xué)特性的變化， 使得投影裝置受到溫度變化的影響可被降低，且在高溫度變化下維持穩(wěn)定的成像。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明的投影裝置的示意圖；圖2為本發(fā)明第一實施例的投影裝置的示意圖；圖3為本發(fā)明第二實施例的投影裝置的示意圖。
具體實施例方式請參考圖1，圖1為本發(fā)明的投影裝置的示意圖。如圖1所示，投影裝置100包括光閥(light valve) 102以及非遠心投影鏡頭104，投影裝置100用于投射影像106至投影幕108上。其中，光閥102具有復(fù)數(shù)個像素單元，以用于提供影像106，即影像106于光閥102的位置處生成，光閥102可為一反射式顯示面板或一數(shù)碼微鏡元件(digital micro-mirrordevice, DMD)，但不限于此。舉例來說，投影裝置100可藉由光源與照明透鏡將光束照射于光閥102上，且透過光閥102上的微鏡元件反射部分光束，使得所反射的光束具有影像106，但本發(fā)明并不限于此。另外，非遠心投影鏡頭104包含有復(fù)數(shù)個球面透鏡，設(shè)置于光閥102與投影幕108之間，以用于將光閥102所提供的影像106投射至投影幕108上，非遠心投影鏡頭104具有光軸104a，而投射在投影幕108上的投影影像110的中心與光閥102的中心分別位在光軸104a的兩側(cè)。并且，非遠心投影鏡頭104于望遠模式時具有的有效焦距為ft，且于廣角模式時具有的有效焦距為fw，使得非遠心投影鏡頭104于望遠模式時的有效焦距ft與于廣角模式時的有效焦距fw的比值為非遠心投影鏡頭104的變焦倍率(zoomratio)ft/fW。本發(fā)明的非遠心投影鏡頭104滿足第一關(guān)系式ft/fw蘭1. 2，較佳地，非遠心投影鏡頭104還滿足第二關(guān)系式ft/fV 31.1。再者，非遠心投影鏡頭104具有后焦距bfl，且本發(fā)明的非遠心投影鏡頭104滿足第三關(guān)系式和第四關(guān)系式，其中，第三關(guān)系式為bfl/fw ^ O. 8,第四關(guān)系式為18厘米(mm) ^ fw = 23厘米。以下將進一步詳細說明本發(fā)明的投影裝置的實施方式。請參考圖2，圖2為本發(fā)明第一實施例的投影裝置的示意圖。如圖2所示，非遠心投影鏡頭104包含有光欄(aperturestop) 112、第一透鏡組114、第二透鏡組116以及第三透鏡組118，光欄112設(shè)置于第一透鏡組114與第二透鏡組116之間。于本實施例中，第一透鏡組114由第一彎月型透鏡(meniscus lens) LI I所組成，且具有負折射率。第二透鏡組116設(shè)置于第一透鏡組114與光閥102之間，并具有正折射率及后焦距bfl (第二透鏡組116與光閥102兩者間的間距)，且第二透鏡組116由第二彎月型透鏡L12、第一透鏡L14以及第二透鏡L15所組成。第三透鏡組118設(shè)置于第一透鏡組114與第二透鏡組116之間，并具有正折射率，且第三透鏡組118由第三彎月型透鏡L13與第三透鏡L16所組成。并且，第一彎月型透鏡LI1、第二彎月型透鏡L12、第一透鏡L14、第二透鏡L15、第三彎月型透鏡L13以及第三透鏡L16皆為球面透鏡，因此非遠心投影透鏡104的球面透鏡的數(shù)量為6個。球面透鏡從鄰近投影幕108的一側(cè)至鄰近光閥102的一側(cè)的順序依序為第一彎月型透鏡L11、第三透鏡L16、第三彎月型透鏡L13、第一透鏡L14、第二彎月型透鏡L12以及第二透鏡L15，其中第一彎月型透鏡Lll為球面透鏡中最鄰近投影幕108者，且光欄112位于第三彎月型透鏡L13與第一透鏡L14之間，而光欄112與第三彎月型透鏡L13間的間距大于光欄112與第一透鏡L14間的間距，但本發(fā)明不限于此。當非遠心投影鏡頭104從廣角模式向望遠模式改變時，第一透鏡組114朝向第二透鏡組116與第三透鏡組118移動，且第二透鏡組116與第三透鏡組118之間的配置關(guān)系并未改變，使第一透鏡組114與第三透鏡組118間的間距縮小，且第二透鏡組116與光閥102間的間距增加。本實施例的投影裝置100還包含透明保護基板120，例如玻璃基板。透明保護基板120設(shè)置于光閥102與第二透鏡組116之間，用以保護光閥102。并且，本實施例的光閥102的對角線長度可約為O. 55英寸(inch)，但本發(fā)明不限于此。另外，本發(fā)明的非遠心投影鏡頭的球面透鏡數(shù)量并不限為6個，且第一透鏡組、第二透鏡組以及第三透鏡組的透鏡組合亦不限于上述。于本發(fā)明的其他實施例中，第一透鏡組除了第一彎月型透鏡之外亦可包含其他球面透鏡，第二透鏡組除了第二彎月型透鏡、第一透鏡與第二透鏡之外亦可包含其他球面透鏡，且第三透鏡組除了第三彎月型透鏡與第三透鏡之外亦可包含其他球面透鏡。于本實施例中，第一彎月型透鏡Lll具有面對投影幕108的凸鏡面Sll與面對光閥102的凹鏡面S12。第三透鏡L16為雙凸透鏡，且具有面對投影幕108的凸鏡面S13與面對光閥102的凸鏡面S14。第三彎月型透鏡L13具有面對投影幕108的凸鏡面S15以及面對光閥102的凹鏡面S16。第一透鏡L14為雙凹透鏡，且具有面對投影幕108的凹鏡面S17與面對光閥102的凹鏡面S18。第二彎月型透鏡L12具有面對投影幕108的凹鏡面S19與面對光閥102的凸鏡面S110。第二透鏡L15為雙凸透鏡，且具有面對投影幕108的凸鏡面Slll與面對光閥102的凸鏡面S112。透明保護基板120具有面對投影幕108 的平鏡面S113與面對光閥102的平鏡面S114。本實施例的球面透鏡由玻璃所構(gòu)成，但不限于此，本發(fā)明的球面透鏡亦可由其他透明材料所構(gòu)成，例如塑膠。當非遠心投影鏡頭104處于廣角模式時，球面透鏡與透明保護基板120的鏡面的光學(xué)資料與配置關(guān)系列舉于表I中，但本發(fā)明并不以此為限。于表I中，“厚度”的值代表對應(yīng)于此列的表面至下一列的表面的距離，即此列的鏡面與下一列的鏡面間的間距。表I
權(quán)利要求
1.一種投影裝置，用于投射影像至投影幕上，其特征在于該投影裝置包含有 光閥，用于提供該影像；以及 非遠心投影鏡頭，包含有復(fù)數(shù)個球面透鏡，該非遠心投影鏡頭用于投射該影像，且該復(fù)數(shù)個球面透鏡包含有 第一透鏡組，設(shè)置于該光閥與該投影幕之間，該第一投影組具有負折射率，且該第一透鏡組包含有第一彎月型透鏡；以及 第二透鏡組，設(shè)置于該第一透鏡組與該光閥之間，該第二透鏡組具有正折射率，且該第二透鏡組包含有第二彎月型透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于該第二透鏡組還包含有第一透鏡和第二透鏡，該第二彎月型透鏡位于該第一透鏡與該第二透鏡之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于該復(fù)數(shù)個球面透鏡還包含有第三透鏡組，該第三透鏡組設(shè)置于該第一透鏡組與該第二透鏡組之間，并具有正折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投影裝置，其特征在于該第三透鏡組包含有第三彎月型透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的投影裝置，其特征在于該第三透鏡組包含有第三透鏡，該第三透鏡為雙凸透鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于該非遠心投影鏡頭滿足第一關(guān)系式ft/fw (1. 2，其中ft為該非遠心投影鏡頭于望遠模式時的有效焦距，fw為該非遠心投影鏡頭于廣角模式時的有效焦距。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投影裝置，其特征在于該非遠心投影鏡頭滿足第二關(guān)系式ft/fw ≥1.1 ο
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的投影裝置，其特征在于該非遠心投影鏡頭滿足第三關(guān)系式bfl/fw ≥ O. 8，以及第四關(guān)系式18厘米蘭fw蘭23厘米，其中bfl為該第二透鏡組與該光閥間的間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于該非遠心投影鏡頭還包含有光欄，該光欄設(shè)置于該第一透鏡組與該第二透鏡組之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于該第一彎月型透鏡為該復(fù)數(shù)個球面透鏡中最鄰近該投影幕者。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于該第一透鏡組僅由該第一彎月型透鏡所構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于當該非遠心投影鏡頭從廣角模式向望遠模式改變時，該第一透鏡組朝向該第二透鏡組移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影裝置，其特征在于該復(fù)數(shù)個球面透鏡的數(shù)量為5個或者6個。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種投影裝置，用于投射影像至投影幕上，投影裝置包含有用于提供影像的光閥以及用于投射影像的非遠心投影鏡頭。非遠心投影鏡頭包含有復(fù)數(shù)個球面透鏡，該復(fù)數(shù)個球面透鏡包含第一透鏡組以及第二透鏡組。第一透鏡組設(shè)置于光閥與投影幕之間，具有負折射率，第一透鏡組包含第一彎月型透鏡。第二透鏡組設(shè)置于第一透鏡組與光閥之間，具有正折射率，第二透鏡組包含第二彎月型透鏡。本發(fā)明僅使用球面透鏡，使得投影裝置輕薄短小，且生產(chǎn)成本降低。由于玻璃相較于塑膠具有較低的膨脹系數(shù)，因此可避免因受到溫度變化的影響所產(chǎn)生的脫膜或光學(xué)特性的變化，使得投影裝置受到溫度變化的影響被降低，且在高溫度變化下維持穩(wěn)定的成像。
文檔編號G02B1/00GK103048857SQ20121048863
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者林明坤, 吳宗訓(xùn) 申請人:蘇州佳世達光電有限公司, 佳世達科技股份有限公司