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1、(10)申请公布号 CN 102789045 A(43)申请公布日 2012.11.21CN102789045A*CN102789045A*(21)申请号 201110130309.9(22)申请日 2011.05.18G02B 15/177(2006.01)G02B 1/00(2006.01)G02B 3/00(2006.01)(71)申请人亚洲光学股份有限公司地址中国台湾台中县潭子乡台中加工出口区南二路22-3号(72)发明人李赞桦(74)专利代理机构深圳市顺天达专利商标代理有限公司 44217代理人王小青(54) 发明名称变焦投影镜头(57) 摘要本发明涉及一种变焦投影镜头，由物端至像端。
2、依序包含第一透镜组及第二透镜组，依序为负、正屈光率，该第一透镜组为第一透镜，该第二透镜组由第二透镜、第三透镜、第四透镜及位于该第二透镜与第三透镜间的孔径光阑组成，该第一透镜为非球面塑料透镜，该第三透镜、第四透镜其中一者为非球面玻璃透镜，该变焦投影镜头满足1.463|tt/lt|1.505，tt为变焦投影镜头总长，lt为变焦投影镜头长度，该变焦投影镜头仅由四片透镜组成，减少透镜数量以节省成本，并能满足轻薄短小需求，而通过非球面透镜，有效修正投影影像的像差。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书7页 附图11页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书。
3、 7 页 附图 11 页1/1页21.一种变焦投影镜头，其特征在于，由物端至像端依序包含：第一透镜组及第二透镜组，依序为负、正屈光率，该第一透镜组为第一透镜，该第二透镜组由第二透镜、第三透镜、第四透镜及位于该第二透镜与第三透镜间的孔径光阑组成，该第一透镜为非球面塑料透镜，该第三透镜、第四透镜其中一者为非球面玻璃透镜，该变焦投影镜头满足：，为变焦投影镜头总长，为变焦投影镜头长度。2. 根据权利要求1所述的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足：，为系统出瞳位置，为变焦投影镜头后焦长度。3. 根据权利要求2所述的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足：。4. 根据权利要求3所述的变焦投。
4、影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足：，为该第一透镜组的焦距，为该为该第二透镜组的焦距，为该变焦投影镜头在广角端的焦距。5. 根据权利要求4所述的变焦投影镜头，其特征在于，该变焦投影镜头满足：。6. 根据权利要求5所述的变焦投影镜头，其特征在于，该第二透镜组的第二透镜、第三透镜、第四透镜依序为正、负、正屈光率。7.根据权利要求6所述的变焦投影镜头，其特征在于，该第四透镜为非球面玻璃透镜。8.根据权利要求6所述的变焦投影镜头，其特征在于，该第三透镜为非球面玻璃透镜。权 利 要 求 书CN 102789045 A1/7页3变焦投影镜头技术领域0001 本发明是有关于一种光学镜头，特别是指一种用于。
5、投影机的变焦投影镜头。背景技术0002 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。0003 其中，数字光源处理投影装置的非远心系统(Non-telecentric)的主光线(chief ray)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。
6、画面在投影屏幕上朝上偏移，符合前投影式投影机的需求。0004 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I288290号专利所揭露，包含两组透镜组，而这些透镜组分别由四片与七片透镜组成，不但因为透镜数量多而无法有效节省成本，还会造成变焦投影镜头长度无法缩减，不能满足轻薄短小的需求。发明内容0005 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的变焦投影镜头不能满足轻薄短小的需求的缺陷，提供一种可以节省成本且满足轻薄短小需求的变焦投影镜头。0006 本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，提供一种变焦投影镜头，由物端至像端依序包含第一透镜组及第二透镜组，依序为负、正屈光率，该第一透镜。
7、组为第一透镜，该第二透镜组由第二透镜、第三透镜、第四透镜及位于该第二透镜与第三透镜间的孔径光阑组成，该第一透镜为非球面塑料透镜，该第三透镜、第四透镜其中一者为非球面玻璃透镜，该变焦投影镜头满足：0007 1.463|tt/lt|1.505，0008 tt为变焦投影镜头总长，lt为变焦投影镜头长度。0009 本发明的功效在于该变焦投影镜头仅由四片透镜组成，减少透镜数量以节省成本，并能满足轻薄短小需求，而通过非球面塑料透镜或玻璃透镜，有效修正投影影像的像差。附图说明0010 图1是配置示意图，说明本发明变焦投影镜头的第一具体实施例；0011 图2是本第一具体实施例广角端的球面像差图；0012 图3。
8、是本第一具体实施例广角端的倍率色像差图；0013 图4是本第一具体实施例广角端的子午光线的像场弯曲图；0014 图5是本第一具体实施例广角端的弧矢光线的像场弯曲图；说 明 书CN 102789045 A2/7页40015 图6是本第一具体实施例广角端的畸变图；0016 图7是本第一具体实施例广角端的光学转换函数图；0017 图8是本第一具体实施例望远程的球面像差图；0018 图9是本第一具体实施例望远程的倍率色像差图；0019 图10是本第一具体实施例望远程的子午光线的像场弯曲图；0020 图11是本第一具体实施例望远程的弧矢光线的像场弯曲图；0021 图12是本第一具体实施例望远程的畸变图；。
9、0022 图13是本第一具体实施例望远程的光学转换函数图；及0023 图14是配置示意图，说明本发明变焦投影镜头的第二具体实施例。具体实施方式0024 有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的两个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。0025 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示。0026 参阅图1，本发明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1及第二透镜组2，依序为负、正屈光率。0027 该第一透镜组1为第一透镜11，该第一透镜11为非球面塑料透镜，以有效缩减变焦投影镜头总长与修正投影影像的像差，且该第一。
10、透镜11为朝物端凸出的月凹透镜(negative meniscus)。0028 该第二透镜组2由第二透镜21、第三透镜22、第四透镜23，及位于该第二透镜21与第三透镜22间的孔径光阑24(aperture stop)组成，该第二透镜组2的第二透镜21、第三透镜22、第四透镜23依序为正、负、正屈光率，该第二透镜21为球面玻璃透镜，该第二透镜21为朝物端凸出的平凸透镜或月凸透镜(postive meniscus)，该第三透镜22为双凹透镜(biconcave)，该第四透镜23为双凸透镜(biconvex)，该第三透镜22、第四透镜23其中一者为非球面玻璃透镜，通过使用非球面玻璃透镜，以修正投影。
11、影像的像差并拉长变焦投影镜头后焦长度。0029 该变焦投影镜头仅由四片透镜组成，减少透镜数量以节省成本，并能满足轻薄短小需求，对于环境温度变化则通过该第一透镜组1与第二透镜组2间的间距长度，或变焦投影镜头后焦长度来补偿调整，修正因环境温度变化而产生的投影影像的像差。0030 其中，该变焦投影镜头满足以下条件式：0031 |f1/f2|1.59 (1)0032 0.696|(f1+f2)/fw|0.732 (2)0033 2.985|tt/bf|3.161 (3)0034 1.463|tt/lt|1.505 (4)0035 1.311|ex/bf|1.383 (5)0036 f1为该第一透镜组1。
12、的焦距，f2为该为该第二透镜组2的焦距，fw为该变焦投影镜头在广角端的焦距，tt为变焦投影镜头总长，bf为变焦投影镜头在广角端的后焦长度，lt为变焦投影镜头长度，ex为系统出瞳位置。说 明 书CN 102789045 A3/7页50037 通过满足条件式(1)与(2)，能够有效地缩减变焦投影镜头总长tt，并修正投影影像的像差；通过满足条件式(3)，有效拉长变焦投影镜头后焦长度bf；通过满足条件式(4)与(5)，可以进一步缩减变焦投影镜头总长tt，并进一步拉长变焦投影镜头后焦长度bf，变焦投影镜头总长tt的缩减可以满足轻薄短小需求，变焦投影镜头后焦长度bf的拉长可以提高广角端(Wild-Angl。
13、e)至望远程(Telephoto)的变焦倍率比值。0038 0039 表1-1为该变焦投影镜头第一具体实施例的各式参数，S1至S8由物端至像端依序为该第一透镜11物端面S1、该第一透镜111像端面S2，以此类推至第四透镜23像端面S8。0040 本第一具体例中，该第二透镜21为平凸透镜，该第三透镜22为球面玻璃透镜，该第四透镜23为非球面玻璃透镜，该第一透镜组1焦距f1为-41.6498毫米，该第二透镜组2焦距f2为26.1888毫米，该变焦投影镜头在广角端的焦距fw为21.1343毫米，变焦投影镜头总长tt为82毫米，变焦投影镜头后焦长度bf为25.9446毫米，变焦投影镜头长度lt为56.。
14、0554毫米，系统出瞳位置ex为-34.0751毫米，满足前述条件式(1)至(5)。0041 此外，数值孔径(F-number)由广角端、中间状态、望远程依序为2.64、2.70、2.75，该变焦投影镜头焦距由广角端、中间状态、望远程依序为21.1343毫米、22.1594毫米、23.0025毫米。0042 说 明 书CN 102789045 A4/7页60043 非球面可由下列条件式表示：0044 0045 ，以表面顶点作为参考点，D为沿光轴方向在高度H位置距光轴的位移值，K为锥度系数(conic coefficient)，C为曲率半径的倒数，E4至E16为高阶非球面系数，该第一透镜11与第。
15、四透镜23的非球面系数如下表1-2所示：0046 说 明 书CN 102789045 A5/7页70047 本第一具体实施例在广角端时的球面像差(longitudinal aberration)图如图2所示，其中瞳半径(pupil radius)为4.0576毫米。图3为倍率色像差图(lateral color)，纵轴的最高成像半高为10.2毫米。图4与图5为表现非点像差的像场弯曲(field curvature)图，表面不同高度的成像位置，图4代表子午光线，图5代表弧矢光线，横坐标为成像点到理想像面的距离，纵坐标为理想像高。图6为表现歪曲像差的畸变(distortion)图，表现横向放大率，。
16、横坐标为成像点到理想像点的百分比差，纵坐标为理想像高。图7为光学转换函数图(MTF，modulation transfer function)，显示对应空间频率(spatial frequency)变化的光学转换函数模数(modulus of the OTF，optical transfer function)。0048 本第一具体实施例在望远程时球面像差图、倍率色像差图、子午光线的像场弯曲图、弧矢光线的像场弯曲图、畸变图、光学转换函数图依序为图8至图13。0049 0050 表2-1为该变焦投影镜头第二具体实施例的各式参数，该第二透镜21为双凸透镜，该第三透镜22为非球面玻璃透镜，该第四透镜。
17、23为球面玻璃透镜，该第一透镜组1焦距f1为-41.4927毫米，该为该第二透镜组2焦距f2为26.7895毫米，该变焦投影镜头在广角端的焦距fw为21.1367毫米，变焦投影镜头总长tt为77.4095毫米，变焦投影镜头后焦长度bf为25.9365毫米，变焦投影镜头长度lt为51.4730毫米，系统出瞳位置ex为-35.8658毫米，满足前述条件式(1)至(5)。0051 此外，数值孔径(F-number)由广角端、中间状态、望远程依序为2.64、2.70、2.76，该变焦投影镜头焦距由广角端、中间状态、望远程依序为21.1367毫米、22.1754毫米、23.1736毫米。0052 说 明。
18、 书CN 102789045 A6/7页80053 该第一透镜11与第三透镜22的非球面系数如下表2-2所示：0054 0055 0056 综上所述，本发明的功效整理如下：0057 一、该第一透镜11为非球面塑料透镜，以有效缩减变焦投影镜头总长与修正投影影像的像差。说 明 书CN 102789045 A7/7页90058 二、该第三透镜22、第四透镜23其中一者为非球面玻璃透镜，通过使用非球面玻璃透镜，以修正投影影像的像差并拉长变焦投影镜头后焦长度。0059 三、该变焦投影镜头仅由四片透镜组成，减少透镜数量以节省成本，并能满足轻薄短小需求。0060 四、通过满足条件式(1)至(5)，缩减变焦投影镜头总长tt，并变焦投影镜头后焦长度bf，以满足轻薄短小需求，与提高广角端至望远程的变焦倍率比值。0061 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，均仍属本发明专利涵盖的范围内。说 明 书CN 102789045 A1/11页10图1说 明 书 附 图CN 102789045 A10。