專利名稱：轉角型背投影物鏡的制作方法
技術領域：
本實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角型背投影物鏡。
背景技術：
應用于背投影電視機中的背投影物鏡是影響電視機畫面質量的重要光學部件之一，它采用物方遠心光路，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，應具有很高的成像品質。背投影物鏡需要滿足以下光學性能指標(1)短焦距，焦距應為9～14mm；(2)長后截距，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)有許多改進的背投影物鏡的報道，主要由至少七個兩側均與空氣鄰接的透鏡組成，如專利文獻CN1395695A所公開的投影物鏡；專利文獻CN2516988Y也公開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上。另外，美國專利文獻US2004/0141159A1也公開了一種投影物鏡裝置與投影機，穿過液晶板的光線經(jīng)一個透鏡裝置投影到屏幕上，透鏡裝置包括一個光闌，遠心光學透鏡組系統(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)遠心光學透鏡組系統(tǒng)折射后與光軸的交點處；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
本實用型新的目的是提供一種轉角型的背投影物鏡，為了實現(xiàn)這一目的而采取的技術方案是
包括透鏡兩側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；透鏡2D、2E為雙膠合透鏡，光焦度為負；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；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，兩者處于同一個平面上并一定夾角，其交點位于平面反光鏡(1C)上。
采用本實用新型技術方案的轉角型背投影物鏡，其優(yōu)點是畫面圖像銳利清晰，亮度均勻性好，畫面的變形和圖像色差也極小。另外，既有利于光機擺放，又可減小背投影電視厚度，實現(xiàn)薄型化，為目前開發(fā)的潮流。


圖1為本實用新型轉角型背投影物鏡的結構示意圖圖2為本實用新型轉角型背投影物鏡的光學系統(tǒng)示意圖圖3為本實用新型轉角型背投影物鏡的MTF曲線圖圖4為本實用新型轉角型背投影物鏡的相對照度曲線圖圖5為本實用新型轉角型背投影物鏡的畸變曲線圖圖6為本實用新型轉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，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。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，該物鏡含有七個其兩側均與空氣鄰接的透鏡或透鏡組和一個反射鏡，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超低色散光學玻璃制成。其中鏡片2A、2B、2C為三膠合透鏡，光焦度為負；鏡片2D、2E為雙膠合透鏡，光焦度為負；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；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)通過平面反射鏡1C轉折光路。關于各個鏡片的參數(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 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，相對孔徑為2.75，共軛距為785mm，視場角為89°。物鏡分析特征參照表2。
表2物鏡特征

本實用新型技術方案的轉角型背投影物鏡，其光學性能指標十分優(yōu)良。圖3所示的光學傳遞函數(shù)MTF顯示0視場MTF值＞0.7(40lp/mm)，1視場MTF值＞0.48(40lp/mm)，表明畫面圖像銳利清晰。圖4為相對照度(relative illumination)曲線，該曲線顯示邊緣視場相對照度在95以上，表明畫面亮度均勻性很好。圖5為畸變曲線，該曲線顯示視場范圍內(nèi)最大畸變＜0.5，表明畫面變形極小。圖6為色差曲線圖，該曲線圖表明圖像色差極小。
實施例2物鏡性能特征參數(shù)以及結構與實施例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。
權利要求1.一種轉角型背投影物鏡，包括透鏡兩側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(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；透鏡(2D)、(2E)為雙膠合透鏡，光焦度為負；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；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，兩者處于同一個平面上并有有一定夾角，其交點位于平面反光鏡(1C)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的轉角型背投影物鏡，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)權利要求1或2所述的轉角型背投影物鏡，其特征是由透鏡(1A)和(1B)構成的前鏡筒組(1)的焦距的絕對值|f前′|，轉角型背投影物鏡總焦距的絕對值|f總′|，以及由透鏡(2A)、(2B)、(2C)、(2D)、(2E)、(2F)、(2G)、(2H)和(2I)構成的后鏡筒組(3)的焦距的絕對值|f后′|之間滿足如下關系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與轉角型背投影物鏡總焦距的絕對值|f總′|之間滿足關系1/2*(D01/|f總′|)＜3.9轉角型背投影物鏡在空氣中的后截距BFL與轉角型背投影物鏡總焦距的絕對值|f總′|之間滿足關系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)權利要求1或2所述的轉角型背投影物鏡，其特征是后鏡筒組(3)中的透鏡采用N-PK52或FCD1超低色散光學玻璃制成。
專利摘要本實用新型公開了一種轉角型背投影物鏡。包括透鏡兩側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；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，兩者處于同一個平面上并呈一定夾角，其交點位于平面反光鏡1C上。采用本實用新型的轉角型的背投影物鏡，畫面圖像銳利清晰，亮度均勻性好，且畫面的變形和圖像色差也極小。另外，還有利于光機擺放，又可減小背投影電視厚度，實現(xiàn)薄型化。
文檔編號H04N5/74GK2735365SQ20042008855
公開日2005年10月19日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權日2004年9月24日
發(fā)明者李方紅, 李偉榮, 黃次達 申請人:深圳市科創(chuàng)數(shù)字顯示技術有限公司