專利名稱：轉(zhuǎn)角型背投影物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種背投影物鏡，尤其是涉及一種可用于背投影成像的轉(zhuǎn)角型背投影物鏡。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于背投影電視機(jī)中的背投影物鏡是影響電視機(jī)畫(huà)面質(zhì)量的重要光學(xué)部件之一，它采用物方遠(yuǎn)心光路，滿足于投影的要求，以菲涅耳投影屏為物面，以LCOS、DMD或LCD芯片為像面，應(yīng)具有很高的成像品質(zhì)。背投影物鏡需要滿足以下光學(xué)性能指標(biāo)(1)短焦距，焦距應(yīng)為9～14mm；(2)長(zhǎng)后截距，大于30mm；(3)高分辨率，大于40lp/mm；(4)小垂軸色差，小于0.5個(gè)像素；(5)均勻的像面照度，均勻性≥85％；(6)極小的畸變，小于0.5％；(8)大視角，大于70°?，F(xiàn)在，已經(jīng)有許多改進(jìn)的背投影物鏡的報(bào)道，主要由至少七個(gè)兩側(cè)均與空氣鄰接的透鏡組成，如專利文獻(xiàn)CN1395695A所公開(kāi)的投影物鏡；專利文獻(xiàn)CN2516988Y也公開(kāi)了一種由前鏡筒和后鏡筒組成的背投影物鏡，前鏡筒上裝有鏡片3a～3d，后鏡筒上裝有鏡片4a～4e，鏡片3a為雙面非球面PMMA塑料片，鏡片4a和4b為雙膠合片，光闌位于后鏡筒的前焦點(diǎn)上。另外，美國(guó)專利文獻(xiàn)US2004/0141159A1也公開(kāi)了一種投影物鏡裝置與投影機(jī)，穿過(guò)液晶板的光線經(jīng)一個(gè)透鏡裝置投影到屏幕上，透鏡裝置包括一個(gè)光闌，遠(yuǎn)心光學(xué)透鏡組系統(tǒng)位于光闌與液晶板之間；光闌的光圈位于由液晶板發(fā)射的與光軸平行的原始光線經(jīng)遠(yuǎn)心光學(xué)透鏡組系統(tǒng)折射后與光軸的交點(diǎn)處；液晶板的襯度特征依據(jù)入射光線的角度和方向而變化，光闌的光圈形狀是與襯度特征的形狀基本相一致的三角形。已知的這些背投影物鏡，它們所有透鏡的光軸都位于同一條直線上，使得這種背投影物鏡的使用受到一定的空間限制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用型新的目的是提供一種轉(zhuǎn)角型的背投影物鏡，為了實(shí)現(xiàn)這一目的而采取的技術(shù)方案是
包括透鏡兩側(cè)均與空氣鄰接的前鏡筒組1，光欄2，后鏡筒組3，調(diào)節(jié)筒4，法蘭盤(pán)5；前鏡筒組1依次裝有透鏡1A和1B，透鏡1A為月凹玻璃球面透鏡，透鏡1B為月凹單面非球面塑料透鏡；后鏡筒組3依次裝有透鏡2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H和2I，后鏡筒組3所裝的透鏡均為玻璃球面透鏡，其中透鏡2A、2B、2C為三膠合透鏡，光焦度為負(fù)；透鏡2D、2E為雙膠合透鏡，光焦度為負(fù)；透鏡2F為雙凸透鏡，光焦度為正；透鏡2G、2H為雙膠合透鏡，光焦度為負(fù)；透鏡2I為雙凸透鏡，光焦度為正；光欄2位于透鏡2A前；還包括反光鏡座6和平面反光鏡1C，反光鏡座6設(shè)置于前鏡筒組1上；平面反光鏡1C安裝在反光鏡座6上；前鏡筒組1的光軸與后鏡筒組3的光軸不重合，兩者處于同一個(gè)平面上并一定夾角，其交點(diǎn)位于平面反光鏡(1C)上。
采用本實(shí)用新型技術(shù)方案的轉(zhuǎn)角型背投影物鏡，其優(yōu)點(diǎn)是畫(huà)面圖像銳利清晰，亮度均勻性好，畫(huà)面的變形和圖像色差也極小。另外，既有利于光機(jī)擺放，又可減小背投影電視厚度，實(shí)現(xiàn)薄型化，為目前開(kāi)發(fā)的潮流。


圖1為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)角型背投影物鏡的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)角型背投影物鏡的光學(xué)系統(tǒng)示意圖圖3為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)角型背投影物鏡的MTF曲線圖圖4為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)角型背投影物鏡的相對(duì)照度曲線圖圖5為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)角型背投影物鏡的畸變曲線圖圖6為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)角型背投影物鏡的垂軸色差曲線圖圖中1.前鏡筒組，2.光欄，3.后鏡筒組，4.調(diào)節(jié)筒，5.法蘭盤(pán)，6.反光鏡座；1A.月凹玻璃球面透鏡，1B.月凹單面非球面塑料透鏡，1C.平面反光鏡；2A.玻璃球面透鏡，2B.玻璃球面透鏡，2C.玻璃球面透鏡，2D.玻璃球面透鏡，2E.玻璃球面透鏡，2F.玻璃球面雙凸透鏡，2G.玻璃球面透鏡，2H.玻璃球面透鏡，2I.玻璃球面雙凸透鏡。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，該物鏡含有七個(gè)其兩側(cè)均與空氣鄰接的透鏡或透鏡組和一個(gè)反射鏡，包括前鏡筒組1、光欄2、后鏡筒組3、調(diào)節(jié)筒4、法蘭盤(pán)5和反射鏡座6。其中反射鏡座6裝于前鏡筒組1上，以螺釘固定；調(diào)節(jié)筒4和法蘭盤(pán)5裝于后鏡筒組3上，以螺紋或滑槽連接，螺釘固定。前鏡筒組1依次裝有鏡片1A、1B和平面反射鏡1C，鏡片1A為月凹玻璃球面鏡片，鏡片1B為月凹單面非球面塑料鏡片，采用非球面PMMA塑料制成。后鏡筒組3依次裝有鏡片2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H和2I，均為玻璃球面鏡片，采用N-PK52或FCD1超低色散光學(xué)玻璃制成。其中鏡片2A、2B、2C為三膠合透鏡，光焦度為負(fù)；鏡片2D、2E為雙膠合透鏡，光焦度為負(fù)；鏡片2F為雙凸透鏡，光焦度為正；鏡片2G、2H為雙膠合透鏡，光焦度為負(fù)；鏡片2I為雙凸鏡片，光焦度為正。光欄2位于鏡片2A前，光欄孔徑為12mm。前鏡筒組的光軸與后鏡筒組的光軸成90°夾角，系統(tǒng)通過(guò)平面反射鏡1C轉(zhuǎn)折光路。關(guān)于各個(gè)鏡片的參數(shù)列于表1中。
表1各透鏡片的參數(shù)值


注面*4為偶次冪數(shù)非球面，半徑指其基圓半徑*4表面編號(hào) D EF G-4.9284931e-006 -6.43881e-008 1.7587802e-10 -7.2594157e-013D、E、F、G分別代表非球面方程式中四次方、六次方、八次方、十次方系數(shù)。
物鏡性能特征焦距為9.02mm，后截距為40.95mm，相對(duì)孔徑為2.75，共軛距為785mm，視場(chǎng)角為89°。物鏡分析特征參照表2。
表2物鏡特征

本實(shí)用新型技術(shù)方案的轉(zhuǎn)角型背投影物鏡，其光學(xué)性能指標(biāo)十分優(yōu)良。圖3所示的光學(xué)傳遞函數(shù)MTF顯示0視場(chǎng)MTF值＞0.7(40lp/mm)，1視場(chǎng)MTF值＞0.48(40lp/mm)，表明畫(huà)面圖像銳利清晰。圖4為相對(duì)照度(relative illumination)曲線，該曲線顯示邊緣視場(chǎng)相對(duì)照度在95以上，表明畫(huà)面亮度均勻性很好。圖5為畸變曲線，該曲線顯示視場(chǎng)范圍內(nèi)最大畸變＜0.5，表明畫(huà)面變形極小。圖6為色差曲線圖，該曲線圖表明圖像色差極小。
實(shí)施例2物鏡性能特征參數(shù)以及結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中相同，只是前鏡筒組的光軸與后鏡筒組的光軸成64°夾角，如圖2所示。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)角型背投影物鏡，包括透鏡兩側(cè)均與空氣鄰接的前鏡筒組(1)，光欄(2)，后鏡筒組(3)，調(diào)節(jié)筒(4)，法蘭盤(pán)(5)；前鏡筒組(1)依次裝有透鏡(1A)和(1B)，透鏡(1A)為月凹玻璃球面透鏡，透鏡(1B)為月凹單面非球面塑料透鏡；后鏡筒組(3)依次裝有透鏡(2A)、(2B)、(2C)、(2D)、(2E)、(2F)、(2G)、(2H)和(2I)，后鏡筒組(3)所裝的透鏡均為玻璃球面透鏡，其中透鏡(2A)、(2B)、(2C)為三膠合透鏡，光焦度為負(fù)；透鏡(2D)、(2E)為雙膠合透鏡，光焦度為負(fù)；透鏡(2F)為雙凸透鏡，光焦度為正；透鏡(2G)、(2H)為雙膠合透鏡，光焦度為負(fù)；透鏡(2I)為雙凸透鏡，光焦度為正；光欄(2)位于透鏡(2A)前；其特征是還包括反光鏡座(6)和平面反光鏡(1C)，反光鏡座(6)設(shè)置于前鏡筒組(1)上；平面反光鏡(1C)安裝于反光鏡座(6)上；前鏡筒組(1)的光軸與后鏡筒組(3)的光軸不重合，兩者處于同一個(gè)平面上并有有一定夾角，其交點(diǎn)位于平面反光鏡(1C)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)角型背投影物鏡，其特征是前鏡筒組(1)的光軸與后鏡筒組(3)的光軸夾角為64°～90°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)角型背投影物鏡，其特征是由透鏡(1A)和(1B)構(gòu)成的前鏡筒組(1)的焦距的絕對(duì)值|f前′|，轉(zhuǎn)角型背投影物鏡總焦距的絕對(duì)值|f總′|，以及由透鏡(2A)、(2B)、(2C)、(2D)、(2E)、(2F)、(2G)、(2H)和(2I)構(gòu)成的后鏡筒組(3)的焦距的絕對(duì)值|f后′|之間滿足如下關(guān)系2.5＜f前′/f總′＜3.10.7＜f前′/f后′＜0.9前鏡筒組(1)與后鏡筒組(3)之間在空氣中的光程d1B，2A變化范圍是60mm＜d1B，2A＜80mm透鏡(1A)的有效通光徑D01與轉(zhuǎn)角型背投影物鏡總焦距的絕對(duì)值|f總′|之間滿足關(guān)系1/2*(D01/|f總′|)＜3.9轉(zhuǎn)角型背投影物鏡在空氣中的后截距BFL與轉(zhuǎn)角型背投影物鏡總焦距的絕對(duì)值|f總′|之間滿足關(guān)系BFL|f總′|＞4從像面到投影屏之間，在空氣中的光程TTL變化范圍為900mm＜TTL＜1200mm
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)角型背投影物鏡，其特征是后鏡筒組(3)中的透鏡采用N-PK52或FCD1超低色散光學(xué)玻璃制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)角型背投影物鏡。包括透鏡兩側(cè)均與空氣鄰接的前鏡筒組，光欄，后鏡筒組，調(diào)節(jié)筒，法蘭盤(pán)；前鏡筒組依次裝有透鏡1A和1B，透鏡1A為月凹玻璃球面透鏡，透鏡1B為月凹單面非球面塑料透鏡；后鏡筒組所裝的透鏡均為玻璃球面透鏡。還包括反光鏡座和平面反光鏡1C，反光鏡座設(shè)置于前鏡筒組上；平面反光鏡1C安置在反光鏡座上；前鏡筒組的光軸與后鏡筒組的光軸不重合，兩者處于同一個(gè)平面上并呈一定夾角，其交點(diǎn)位于平面反光鏡1C上。采用本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)角型的背投影物鏡，畫(huà)面圖像銳利清晰，亮度均勻性好，且畫(huà)面的變形和圖像色差也極小。另外，還有利于光機(jī)擺放，又可減小背投影電視厚度，實(shí)現(xiàn)薄型化。
文檔編號(hào)H04N5/74GK2735365SQ20042008855
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者李方紅, 李偉榮, 黃次達(dá) 申請(qǐng)人:深圳市科創(chuàng)數(shù)字顯示技術(shù)有限公司