[實用新型]投影鏡頭和投影顯示設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420178717.0
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN203786377U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 永利由紀(jì)子;馬場智之
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B13/06;G03B21/14
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 湯雄軍

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及投影鏡頭和投影顯示設(shè)備，并且更具體地，涉及優(yōu)選用于放大和投影例如通過光閥形成的原始圖像到屏幕上的投影鏡頭，以及采用該投影鏡頭的投影顯示設(shè)備。

背景技術(shù)

近年來，采用DMD(數(shù)字微鏡裝置：注冊商標(biāo))顯示裝置作為光閥的投影儀(投影顯示設(shè)備)已經(jīng)用來代替液晶顯示設(shè)備。與液晶顯示設(shè)備不同，DMD顯示設(shè)備具有較少的光損失量，這是因為相對于液晶顯示設(shè)備DMD不需要偏振投影光并且在灰度表示的精確度上是出色的。在投影顯示設(shè)備中，DMD根據(jù)輸入的視頻信號采用具有高反射率的小矩形反射鏡控制來自光源的光的反射方向，其中所述反射鏡能夠在約10度或更大的范圍內(nèi)改變傾角以僅將希望的反射光束聚焦在屏幕上，從而使得能夠進(jìn)行圖像的投影。這例如通過在基板上布置數(shù)百萬個反射鏡并獨立地數(shù)字控制所有的反射鏡來實現(xiàn)，其中每個反射鏡對應(yīng)于被投影圖像的每個像素。

關(guān)于應(yīng)用于采用DMD作為光閥的投影顯示設(shè)備的投影鏡頭，提出了在日本未審查專利公開No.2012-220875和日本專利No.4683944中描述的投影鏡頭。日本未審查專利公開No.2012-220875描述了由10或11個透鏡形成的投影鏡頭，其中非球面塑料透鏡用于最靠近放大側(cè)透鏡和從放大側(cè)開始的第三個透鏡。日本專利No.4683944描述了由14個透鏡形成的投影鏡頭，其中非球面塑料透鏡設(shè)置在最靠近放大側(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

由于DMD顯示裝置具有前述優(yōu)點，因此采用DMD顯示裝置的投影顯示設(shè)備需要具有能夠投影適合DMD顯示設(shè)備的清晰的高分辨率圖像的光學(xué)特性的投影鏡頭。進(jìn)一步，需要投影鏡頭具有寬的視場角以允許在小的變焦范圍內(nèi)以短的投影距離投影大的圖像。廣角投影鏡頭具有的優(yōu)點在于，通過僅少量地改變屏蔽和設(shè)備之間的距離，可以調(diào)節(jié)屏幕尺寸，這是因為與狹角投影鏡頭相比，廣角投影鏡頭的屏幕尺寸相對于投影距離變化具有大的變化。除了前述需求，還需要投影鏡頭具有成本低的緊湊結(jié)構(gòu)，從而符合近年來對移動應(yīng)用和投影顯示設(shè)備的價格降低的不斷需求。

然而，不能說日本未審查專利公開No.2012-220875中描述的投影鏡頭充分地校正了包括縱向色像差、像散等的各種像差。日本專利No.4683944中描述的投影鏡頭可能還需要擴(kuò)大視場角以響應(yīng)于近年來的需求。

已經(jīng)考慮到上述情況開發(fā)了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種投影鏡頭，它的視場角增加，像差被很好地校正，并且能夠提供令人滿意的投影性能，同時維持成本降低的緊湊結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供設(shè)置有這種投影鏡頭的投影顯示設(shè)備。

本發(fā)明的投影鏡頭將在縮小側(cè)共軛位置上顯示的圖像信息投影到放大側(cè)共軛位置上，該投影鏡頭包括具有正折射本領(lǐng)的非球面透鏡，該非球面透鏡同時滿足以下給出的條件表達(dá)式(1)至(5)，并且

該透鏡鏡頭滿足以下給出的條件表達(dá)式(6)和(7)：

|hfb/hfa|＜0.8----------------------(1)

|hrb/hra|＜0.8----------------------(2)

0＜(Xr(y)-Xf(y))/f----------------(3)

NdA＜1.65---------------------------(4)

50＜vdA＜62--------------------------(5)

Bf/f＞2-----------------------------(6)

其中：

hfa是在非球面透鏡的放大側(cè)表面上的軸向光線的最大高度；

hfb是在非球面透鏡的放大側(cè)表面上的最大視場角處的主光線的高度；

hra是在非球面透鏡的縮小側(cè)表面上的軸向光線的最大高度；

hrb是在非球面透鏡的縮小側(cè)表面上的最大視場角處的主光線的高度；

Xf(y)是在非球面透鏡的放大側(cè)表面和該非球面透鏡的近軸球面表面在高度y處之間在光軸方向上的差值；

Xr(y)是在非球面透鏡的縮小側(cè)表面和它該非球面透鏡的近軸球面表面在高度y處之間在光軸方向上的差值；

NdA是非球面透鏡在d線處的折射率；

vdA是基于d線的阿貝數(shù)；

Bf是在縮小側(cè)為后側(cè)時整個系統(tǒng)的后焦距；

f是整個系統(tǒng)的焦距；

是在縮小側(cè)的最大有效圖像圓直徑；以及

Dexp是從縮小側(cè)共軛位置至縮小側(cè)光瞳位置的距離，

其中，