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本发明的投影系统包括投影装置和观测表面。所述投影装置被构造用于将图像投影到观测表面上。所述观测表面具有第一面和第二面。当从所述第一面观测时，所述观测表面基本上是漫反射性的，而当从所述第二面观测时，所述观测表面基本上是透明的。所述观测表面还可以包括多个遮板，这些多个遮板适于使穿过所述观测表面的光衰减。所述观测表面和所述多个遮板可以是投影屏幕的一部分。所述投影系统可以包括在机动车辆中。

1.  一种投影系统，包括：
投影装置，所述投影装置包括光学引擎；以及
观测表面，所述观测表面具有第一面和第二面，其中，当从所述第一面观测时，所述观测表面基本上是漫反射性的，而当从所述第二面观测时，所述观测表面基本上是透明的，
其中，所述投影装置被构造用于将图像投影到所述观测表面上。

2.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述观测表面包括穿孔投影屏幕。

3.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述观测表面包括：
透明基底；
反光涂层，所述反光涂层设置在所述透明基底的一个面上并且具有多个开口；以及
吸光涂层，所述吸光涂层设置在所述反光涂层上并且与所述反光涂层对准。

4.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述观测表面包括多个遮板，所述多个遮板适于使穿过所述观测表面的光衰减。

5.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述光学引擎的投射比为约2.0或更小。

6.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述光学引擎的投射比为1.5或更小。

7.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述光学引擎的投射比为1.0或更小。

8.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述光学引擎设置在壳体内。

9.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述投影系统具有0％至300％的偏移量。

10.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述投影系统具有100％至200％的偏移量。

11.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述图像包括活动图像。

12.  根据权利要求1所述的投影系统，其中所述投影装置被构造用于将两个或更多个单独的图像投影到一个或多个观测表面上。

13.  一种投影屏幕，包括：
观测表面，所述观测表面具有第一面和第二面，其中，当从所述第一面观测时，所述观测表面基本上是漫反射性的，而当从所述第二面观测时，所述观测表面基本上是透明的；以及
多个遮板，所述多个遮板连接到所述观测表面，并且适于使穿过所述观测表面的光衰减。

14.  根据权利要求13所述的投影屏幕，其中所述多个遮板具有约50％或更大的开口区域。

15.  根据权利要求13所述的投影屏幕，其中所述多个遮板具有约70％或更大的开口区域。

16.  根据权利要求13所述的投影屏幕，其中所述多个遮板具有约90％或更大的开口区域。

17.  根据权利要求13所述的投影屏幕，其中所述多个遮板的遮板宽度与遮板间距之比为约50或更小。

18.  根据权利要求13所述的投影屏幕，其中所述多个遮板的遮板宽度与遮板间距之比为约20或更小。

19.  一种机动车辆，包括：
投影系统，所述投影系统包括：
投影装置，所述投影装置包括光学引擎；以及
观测表面，所述观测表面具有第一面和第二面，其中，当从所述第一面观测时，所述观测表面基本上是漫反射性的，而当从所述第二面观测时，所述观测表面基本上是透明的，
其中，所述投影装置被构造用于将图像投影到所述观测表面上。

20.  根据权利要求19所述的机动车辆，其中所述观测表面包括穿孔投影屏幕。

21.  根据权利要求19所述的机动车辆，其中所述投影装置和所述观测表面中的至少一者设置于所述机动车辆的后排乘客隔室内。

22.  根据权利要求19所述的机动车辆，其中所述投影装置连接到所述机动车辆的顶篷。

23.  根据权利要求19所述的机动车辆，其中所述投影装置连接到所述机动车辆的地板。

24.  根据权利要求19所述的机动车辆，其中所述投影装置设置在所述机动车辆的顶篷的内部隔室内。

25.  根据权利要求19所述的机动车辆，其中所述投影装置与所述机动车辆的顶灯设置在相同的位置。

26.  根据权利要求19所述的机动车辆，其中所述图像包括活动图像。

27.  根据权利要求19所述的机动车辆，其中所述投影装置被构造用于将两个或更多个单独的图像投影到一个或多个观测表面上。

用于汽车和其它应用的投影系统
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2007年6月1日提交的美国临时专利申请No.60/941507的优先权，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于汽车和其它应用的投影系统，特别是短投射距离的投影系统。
背景技术
投影系统是能够呈现视频或电子成像的装置。无论是在家中使用还是个人娱乐、广告、视频会议或团体会议中使用，都存在对合适的投影系统的需求。
图像质量是消费者用于确定投影系统是否合适的因素之一。一般来讲，借助如图像分辨率和图像色彩之类的因素，能够定性地判定图像质量。当某些消费者期望投影系统具有较大的画面尺寸时，图像质量会下降。
虽然现今在市场上可以得到许多种投影系统，但是仍然需要继续开发其它系统，例如用于汽车、航线和动态标牌市场的其它系统。
发明内容
在一个方面，本发明提供了一种投影系统，该投影系统包括投影装置和观测表面，该观测表面具有第一面和第二面，当从第一面观测时，观测表面基本上是漫反射性的，而当从第二面观测时，观测表面基本上是透明的。该投影装置包括光学引擎，该光学引擎被构造用于将诸如活动图像的图像投影到观测表面上。光学引擎可以设置在壳体中。可供选择的，观测表面包括穿孔投影屏幕，并且可以具有多个遮板，这多个遮板适于使穿过观测表面的光衰减。这多个遮板可以适于输入光线的角度。
在另一个方面，本发明提供了一种投影屏幕，该投影屏幕包括观测表面和多个遮板，这多个遮板连接到观测表面并且适于使穿过观测表面的光衰减。观测表面包括第一面和第二面，并且当从第一面观测时，观测表面基本上是漫反射性的，而当从第二面观测时，观测表面基本上是透明的。可选地，这多个遮板适于输入光线的角度。
在又一个方面，本发明提供了一种机动车辆，该机动车辆具有包括投影装置和观测表面的投影系统。观测表面包括第一面和第二面，并且当从第一面观测时，观测表面基本上是漫反射性的，而当从第二面观测时，观测表面基本上是透明的。投影装置包括光学引擎，该光学引擎被构造用于将诸如活动图像的图像投影到观测表面上。在一个方面，投影装置和观测表面中的至少一者设置于机动车辆的后排乘客隔室内。投影装置可以连接到机动车辆的顶篷或地板、设置于机动车辆的顶篷或地板的内部隔室内或者与机动车辆的顶灯设置在一起。
本发明的以上概述并不旨在描述本发明的每一个公开的实施例或每一种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地说明示例性实施例。
附图说明
图1A至图1B是根据本发明的投影系统示例性实施例的侧视图。
图2是可以用在本发明投影装置中的示例性光学引擎的示意图。
图3是可以用在本发明光学引擎中的示例性投影光学器件的示意图。
图4A至图4B是可以用在本发明光学引擎中的示例性投影光学器件的示意图。
图5是根据本发明方面的观测表面示例性实施例的片断投影视图。
图6A至图6B是根据本发明方面的观测表面另一个示例性实施例的剖视图。
图7A至图7B是根据本发明方面的观测表面另一个示例性实施例的剖视图。
图8是根据本发明方面的观测表面另一个示例性实施例的剖视图。
图9是根据本发明方面的观测表面另一个示例性实施例的剖视图。
图10是根据本发明方面的包括具有多个遮板的观测表面的投影系统示例性实施例的侧视图。
图11是根据本发明方面的包括具有多个遮板的观测表面的投影系统另一个示例性实施例的侧视图
图12A至图12B分别是根据本发明方面的机动车辆示例性实施例的侧视图和俯视图。
图13是根据本发明方面的机动车辆另一个示例性实施例的侧视图。
具体实施方式
在下面优选实施例的具体实施方式中，参照作为具体实施方式一部分的附图。附图通过举例说明的方式示出了可以实践本发明的具体实施例。应该理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构性或逻辑性的修改。因此，并不会局限于以下采用的具体实施方式，并且本发明的范围由所附的权利要求书所限定。
本发明涉及具有投影装置和观测表面的投影系统。在一个示例性实施例中，当从一面观测时，观测表面基本上是漫反射性的，而当从另一面观测时，观测表面基本上是透明的。在另一个示例性实施例中，当从一面观测时，观测表面基本上是漫反射性的，而当从另一面观测时，观测表面基本上是透明的，并且投影系统是短投射距离的投影系统，其中，投影装置具有以短投射距离产生图像的光学引擎。
图1A示出了根据本发明的投影系统示例性实施例。投影系统101包括投影装置102和观测表面104。投影装置102可以将接收到的图像(例如，4×3格式的图像或16×9格式的图像)投影到观测表面104上。
投影装置102包括光学引擎108。在一个方面，投影装置102还包括壳体106，壳体106优选地由重量轻但粗糙的材料构造而成，例如由热塑性树脂(例如，聚碳酸酯)构造而成。
光学引擎108包括能够将电子图像投影到观测表面上的照明光源和成像系统。在优选的方面中，光学引擎108可以以高品质并且以短投射距离得到相对大的图像尺寸。通常，在汽车或其它机动车辆应用中，大的画面尺寸是指当沿着屏幕的对角线测量时屏幕尺寸等于或超过约15英寸的画面尺寸。在优选的方面，光学引擎108可以是诸如在美国专利No.7,126,767、No.7,123,426、No.7,173,777、No.7,271,964、No.7,342,723和待审的美国专利公布No.2006/0285090-A1以及美国专利公布No.2005/0122484-A1中所描述的光学引擎。
在一个方面，光学引擎108可以设置在壳体106中。在另一个方面，光学引擎108可以设置在没有外部壳体的容纳区域(contained area)(例如机动车辆的顶篷、地面或门隔室)内。
以下参照图2、图3、图4A和图4B更详细地描述光学引擎和投影透镜的具体实施例。可设置透镜保护盖(未示出)，用于在不使用投影系统时覆盖投影透镜的外表面。投影装置102还可以包括多个输入/输出端口或插口(未示出)，这些输入/输出端口或插口可以用于将(例如)视频播放器(例如DVD播放器、VCR、MPEG播放器、游戏系统或计算机)产生的声音/视频图像源耦合到投影装置。输入/输出端口或插口可以被构造用于接纳电子连接器(例如RCA插头、s-端子、HDMI等)。投影装置102还可以包括一个或多个安装结构(未示出)，用于将投影装置安装到(例如)基座(例如机动车辆的顶篷、壁、门、内部隔室或者安装框架)。投影装置102可以可旋转地安装到(例如)多工位转台。另外，投影装置102可以包括控制面板(未示出)，该控制面板给用户提供了控制菜单和调节投影图像参数的途径，所述投影图像参数例如是图像尺寸、图像距离或图像失真(线性失真(例如梯形失真)和非线性失真(例如桶形失真))。在示例性的方面，控制面板可以手动访问，也可通过使用遥控装置(未示出)访问。如图1A所示，光学引擎108设置在壳体106内。另外，为了通过外部扬声器(未示出)输出声音，壳体106还可以包含扬声器(未示出)和除了扬声器之外或者替代扬声器的音频输出插口。另外，在壳体106中还可以设置冷却组件、电源和/或另外的控制电子器件。投影装置102可以设置有无线连接结构，(例如)用于将投影装置无线连接到外围设备，例如DVD播放器、VCR、MPEG播放器、游戏系统或计算机。
当从第一面(I面)观测时，观测表面104基本上是漫反射性的，而当从第二面(II面)观测时，观测表面104基本上是透明的。观测表面的漫反射功能和透射功能可以由透过观测表面的透光量和可视度来决定，即由观测表面中开口区域的量来决定。在图1A所示的示例性实施例中，当从设置有投影装置102的这一面(I面)观察时，观测表面104基本上是漫反射性的。这样使得位于I面的人能够看到由投影装置102投影到观测表面104上的电子图像，例如动态或活动图像。为了适应这项功能，观测表面104可以具有约75％或更小的开口区域，优选地50％或更小的开口区域，更优选地25％或更小的开口区域。在一个方面，非开口区域优选地为漫反射率高的材料或颜色，例如白色。当从II面观测时，观测表面104基本上是透明的。因此，位于II面的人将不能看到由投影装置102投影的图像，并且将能够看到大量(例如，25％或更多)的后视图112。为了适应这项功能，观测表面104可以具有约25％或更大的开口区域，优选地50％或更大的开口区域，更优选地75％或更大的开口区域。在一个方面，II面的非开口区域优选地为漫反射率非常低的材料和通常暗或者甚至黑色的颜色。为了同时适应观测表面104的基本上漫反射性的功能和基本上透明的功能，观测表面104可以具有25％至75％的开口区域，优选地35％至65％的开口区域，更优选地45％至55％的开口区域。对于50％的开口区域而言，当从II面观测时，观测表面的整体透射率也是约50％。
在一个示例性实施例中，观测表面104是穿孔的投影屏幕。该穿孔的投影屏幕可以包括多个叠堆层，包括第一层和第二层，第一层设置有被构造用于有助于电子图像投影的反光涂层，第二层设置有吸光的暗涂层或黑色涂层。这些层叠堆在一起并且被穿孔，从而具有使光能够透射穿过层组件的多个穿通孔。可以在组装这些层之前或者在组装这些层之后，在这些层中设置穿通孔。通常，在将这些层组装成层组件之后再形成穿通孔。穿通孔使得在没有看到投影电子图像的情况下能够沿着一个方向通过层组件观测，然而通过从相反方向看层组件可以观察到投影电子图像。穿通孔的大小和数量密度可以被优化，以实现最佳的观测体验并且符合(例如在汽车或其它机动车辆应用中)的可以参照感测表面的最小透射率应用的定律或规则。穿通孔的大小优选地接近0.025mm至5mm或者更大。观测表面104的示例性实施例可以基于美国专利No.5,609,938中提供的信息来构造，该专利的全文以引用方式并入本文。如以下更详细描述的，图5至图9提供了观测表面和其构造的一些示例性实施例。
投影系统101的投影装置102和观测表面104可以相对于彼此以任何合适或期望的位置设置。可以对投影系统101进行调节，(例如)以优化位于I面的人观测到的投影图像质量和/或以使位于II面的人的后视图112的阻碍或防碍最小化。可以采用各种方式对投影装置102和/或观测表面104进行调节，这些方式可以单独应用或者结合起来应用。例如，投影装置102的光学引擎108可以包括偏移量，其中，图像的中心线没有位于光学轴线上(例如，偏移量可以是垂直的、水平的或者其组合)。在一个示例性实施例中，合适的偏移量可以从100％(即，图像的顶部中心位于光学轴线上)至200％(由此具有垂直向下的偏移量，图像的顶部与图像的底部位于相同的垂直方向且偏移量为0％)。可以对投影系统101进行调节的另一个实例是：旋转投影装置102和/或其光学引擎108。在这种情况下，对所得的梯形失真或其它图像失真的校正可以按电学方式进行和/或通过旋转观测表面104进行。可以对投影系统101进行调节的另一个实例是：使用成形的成像器作为投影装置102的光学引擎108的一部分。另外，观测表面104可以包括多个遮板(如以下详细讨论的)，这些遮板可以起到调节投影系统101的作用。图1B是通过使光学引擎108偏移对观测表面104相对于投影装置102的位置进行示例性调节的图形视图。位置X、Y和Z示出了当偏移量分别为0％、100％和200％时观测表面104的位置。
设计用于具体应用的投影系统的因素之一是所使用的光学引擎的投射比(throw ratio)。在本文中，投射比被定义为：观测表面和光学引擎的第一透镜组之间的距离与投影图像宽度之比。在本发明的示例性实施例中，光学引擎的投射比为约2.0或更小，优选地为约1.5或更小、更优选地为1.0或更小。在本发明的一个示例性实施例中，观测表面和光学引擎的第一透镜组之间的距离为18英寸，并且投影图像宽度为30英寸。其结果是，投射比为18/30＝0.6。在另一个实例中，观测表面和光学引擎的第一透镜组之间的距离为30英寸，并且投影图像宽度为20英寸。其结果是，投射比为30/20＝1.5。在一个示例性实施例中，可以通过使用装配在光学引擎中的缩放透镜来变化投射比。
如以上所提及的，本发明示例性实施例的投影系统可以包括光学引擎，该光学引擎能够以短投射比来投影相对大尺寸(大于(例如)15英寸的对角线)的高品质图像。图2示出了示例性光学引擎60的示意图，光学引擎60具有一个或多个以下的组件：照明系统62或62′、成像系统64、聚焦机构65和投影光学器件66。虽然示出了两个不同的照明系统62和62′，但是通常只使用一个照明系统。当照明系统位于参考标号62标示的位置时，使用的成像器为反射型成像器。相比之下，当照明系统位于用参考标号62′标示的位置时，使用的成像器为透射型成像器。光学引擎可以在投影屏幕或观测表面68上生成图像。下面对光学引擎中的各个元件进行详细的讨论。
照明系统62、62′可包括灯组件、滤光器(例如红外线抑制滤光器和/或紫外线抑制滤光器)、色分离装置和积分器。在一个示例性实施例中，灯组件包括反射器和灯。适用的市售灯包括：(i)可得自飞利浦半导体公司(Philips Semiconductors)(荷兰埃因霍温)的Philips UHP型灯组件，其采用的是椭圆反射器和(ii)可得自欧司朗有限股份公司(OSRAM GmBH)(德国慕尼黑)的OSRAM P-VIP 250灯组件。其他适用的灯和灯组件结构也可用于本发明。例如，可以使用金属卤灯、卤钨灯、激光或固态光源，例如发光二极管(LED)。在一个实例中，对低成本组件，可以使用低功率(例如，50瓦特至100瓦特)高压汞灯(可从(例如)欧司朗有限股份公司(Osram)和飞利浦公司等公司商购获得)。在可供选择的具体实施中，可以使用可从如欧司朗有限股份公司、Cree公司或流明公司(Luminus)等公司商购获得的LED固态光源。在一个方面，可以使用LED照明系统，比如(例如)在待审的美国临时专利申请No.60/938834、No.61/017190和No.61/017194中描述的合色器技术。
可用于本发明实施例的滤光器、色轮和积分器的类型并不是关键的。在一个示例性实施例中，色分离装置为成像器光源中旋转的红/绿/蓝(RGBRGB)或红/绿/蓝/白(RGBW)的色序盘。示例性的市售色轮为UNAXIS RGBW色轮，得自优利讯巴尔查斯有限公司(UNAXIS Balzers，LTD)(列支敦士登巴尔查斯)。作为另外一种选择，可使用44mm RGBW色轮(40度的白色部分)。液晶RGB色序快门同样可以用于本发明的实施例。对于LED光源来说，当使用彩色的LED固态光源时，色分离装置可以不是必需的。示例性的市售积分器为可得自优利讯巴尔查斯有限公司(UNAXIS Balzers LTD.)的空心管型积分器。
成像系统64k可包括成像器，并且通常还可包括常规电子器件。一种可用于本发明的可用反射型成像器为对角线尺寸约22mm的XGA数字微镜器件(DMD)，可得自德州仪器公司(Texas Instruments)(德克萨斯州达拉斯)。对成本较低的投影仪，可以使用可得自德州仪器公司(德克萨斯州达拉斯)的480p或SVGA型DLP装置。作为另外一种选择，透射式或反射式液晶显示器(LCD或FeLCD)或硅基液晶(LCOS或FLCOS)可以用作成像器。本领域已知的是，除了透镜设计的变化之外，不同的成像器尺寸还会影响投射比。
对一些具体实施，聚焦机构65可通过将一个或多个下述透镜装配在可滑动的或有螺纹的底座(未示出)上实现，所述底座可以通过手动或通过使用电子驱动机构来调节。例如，聚焦可以通过使用变焦或缩放透镜来实现。
图3示出了光学引擎60的投影光学器件(本文中也被称作“投影透镜”或“广角投影透镜”)的示例性实施例。图3的投影光学器件包括从屏幕测开始符合下面顺序的三个透镜组：第一透镜组(G1)、第二透镜组(G2)和第三透镜组(G3)。术语“屏幕侧”意味着投影透镜最靠近投影屏幕的一侧。下面对三个透镜组进行详细的描述。对本文说明所属领域的普通技术人员将会显而易见的是，可以采用投影透镜16的替代构造，包括透镜元件更少、相同或更多的替代构造。(参见例如图4A和图4B中的实施例。)
图3中的示例性投影透镜包括从屏幕侧开始数起的三个透镜组中的总共十一(11)个元件。第一透镜组(G1)可包括(从屏幕侧依次为)：具有负屈光力的第一透镜元件(L1)和其第二表面为非球面表面的第二透镜元件(L2)。优选的是，G1具有负屈光力。G1中F₁/F之比可以满足-3.5＜F₁/F＜-2.3。第二透镜组(G2)可以不排他地包括三个透镜元件(L3)至(L5)，这三个透镜元件利用传统的粘合剂附连或粘固在一起。优选地，G2的屈光力基本上为0。在另一个实施例中，G2的屈光力可以略微偏正。在另一个实施例中，G2的屈光力可以略微偏负。G2中F₂/F之比可以满足-95＜F₂/F＜-86。在该示例性实施例中，孔径光阑(aperturestop)位于第二透镜组G2内或者靠近第二透镜组G2。第三透镜组(G3)可以不排他地包括六个透镜(L6)至(L11)。优选的是，G3具有正屈光力。G3中F₃/F之比可以满足2.5＜F₃/F＜3.2。如图3所示，棱镜位于L11的右边，即，距离投影屏幕最远。在上述描述中，F是广角投影透镜的焦距，F₁是第一透镜组的焦距，F₂是第二透镜组的焦距，并且F₃是第三透镜组的焦距。
更具体来讲，第一透镜组G1优选地具有负屈光力。在第一实施例中，第一透镜组G1包括多个透镜元件。例如，在三个透镜组的所有透镜中，位于最靠近屏幕处的第一透镜元件(L1)的直径最大。在一个示例性实施例中，第一透镜组中的第一透镜元件L1具有足够大的直径，可在基本上没有失真的情况下沿着屏幕的方向、以大的视场(即，以大于45°的半视场角，优选地大于50°的半视场角，最优选地约55°的半视场角)投影图像。
在另一个示例性实施例中，第一透镜组中的第一透镜元件L1的直径大于60mm并小于75mm。在又一个示例性实施例中，第一透镜组中的第一透镜元件的直径为小于约70mm。因此，当在投影装置中实施时，第一透镜元件可提供约110°至约120°的视场。
在图3的实施例中，第一透镜组G1还包括具有至少一个非球面表面的第二透镜元件(L2)。本发明的示例性实施例中的非球面表面有助于降低失真效应，同时仍可提供大的视场。在一个方面，第二透镜元件可以由光学聚合物(折射率为约1.49，色散系数为约57.2)加工制成，例如由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)加工制成。非球面表面的形状可通过以下公式来定义：
Z=cr21+1-(1+k)c2r2+α2r2+α4r4+α6r6+α8r8+α10r10]]>(公式I)
其中，Z为与系统光学轴线的距离为r处的表面凹陷，
c为光学轴线处透镜的曲率，单位为
r为径向坐标，单位为mm
k为二次曲面常数
α₂是二阶项的系数，α₄是四阶项的系数，α₆是六阶项的系数，α₈是八阶项的系数，并且α₁₀是十阶项的系数。
在另一个实施例中，第一透镜组中第一元件的第二表面的曲率半径基本上等于第一透镜组中第二透镜元件的第一表面的曲率半径。
在一个实施例中，第一透镜组G1包括两个套叠的凹凸透镜元件，第一凹凸元件由玻璃制成，并且第二凹凸元件由塑料制成，塑料元件具有可控的厚度。可以使用(例如)PMMA的塑料。两个元件在空间上隔开，使得第一元件的第二表面与第二元件的第一表面之间的距离与投影透镜的总有效焦距之比为1/175。
在示例性实施例中，第二成型元件包括整体上厚度基本均匀的非球面透镜(例如具有至少一个非球面表面的透镜)。这种圆顶形设计可以解决散热问题，并且便于制造。
在可供选择的实施例中，第一透镜组G1可包括两个成型元件，这两个成型元件模塑成型以形成一个整体元件。例如，第一成型元件可包括玻璃元件，并且第二成型元件可包括用模塑工艺制造在第一成型元件的第二表面上的塑料(例如，PMMA)元件。
在另一个可供选择的实施例中，第一透镜组G1可包括单个元件(如，单个玻璃元件)，并在单个元件的第一表面、第二表面或两个表面上形成非球面表面。
在另一个示例性实施例中，第二透镜组G2的屈光力可以基本上为0。第二透镜组可以由多个透镜元件形成。投影透镜16的孔径光阑可以位于第二透镜组内或者靠近第二透镜组。例如，在一个实施例中，参照图3，孔径光阑设置于L5附近。
在示例性实施例中，第二透镜组中的所有透镜元件可以具有球面表面。在一个示例性实施例中，第二透镜组G2包括用粘固剂粘合在一起的三合透镜，从而有助于控制球面像差和彗差。如果需要，则G1中的透镜元件与G2中的透镜元件之间的轴向间距可以发生变化。
在示例性实施例中，第二透镜组G2提供更长的有效焦距。另外，在示例性实施例中，组成第二透镜组的元件由玻璃形成。
在可供选择的实施例中，对于第二透镜组G2而言，可以使用双合透镜。在该可供选择的实施例中，双合透镜元件中的一者或两者可以包括非球面表面。
在另一个示例性实施例中，第三透镜组G3可以具有正屈光力，并且该透镜组中的所有透镜元件可以具有球面表面。在示例性实施例中，第三透镜组G3提供色像差校正(即，主色散补偿和次色散补偿)。例如，透镜L7、L8、L10和L11可以包含相同的玻璃材料，例如MP 52。或者，也可以使用其它的玻璃。
棱镜(例如，TIR棱镜，未示出)可以设置在第三透镜组G3和成像器14之间，例如位于与屏幕侧距离最远的位置。或者，可以利用物镜或非远心镜头。
以举例的方式，对于图3所示的实施例，以下的表1列出了从屏幕侧开始依次编号的表面编号(表面1为最接近第一透镜元件L1屏幕侧的表面)；每个表面的光学轴线附近的曲率(c)(单位为1/mm)；表面之间的轴向间距(D)(单位为毫米)，并且还列出了玻璃型号。本领域的技术人员将会认识到，从玻璃型号可以确定材料的折射率和色散系数。表面0为物体表面或投影屏幕的表面。在该实施例中，广角投影透镜的有效整体焦距为8.8mm，沿着屏幕侧方向的半场角度为55°，并且在光圈为F/2.8的条件下进行操作。第一透镜组G1的有效整体焦距为-25.4mm；第二透镜组G2的有效焦距为-800mm；并且第三透镜组G3的有效焦距为23.5mm。在该示例性实施例中，投影透镜的物像距离(total track)为130mm。
对于图3中的实施例而言，第一透镜组中的第二透镜元件的第二表面(表1中用表面4表示)是非球面的(如以上公式I所规定的)，并且具有下面的各个参数值：c＝0.0901、k＝-0.8938、α₂＝0、α₄＝1.99×10^-5、α₆＝-7.468×10^-8、α₈＝3.523×10^-10和α₁₀＝-5.970×10^-13。图3中实施例的广角投影透镜的物像距离为130mm。本领域中的技术人员将会意识到，在某些应用中，例如在正投影显示应用中，物像距离较短会是有利的，因为这样可形成紧凑的投影透镜，从而使整个光学引擎的空间需求最小化。
表1