专利名称：用于像素化屏面的紧凑型远心投影透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及投影透镜，具体来说，涉及具有大的有效后焦距对焦距比的紧凑型远心透射透镜，其用于形成诸如LCD、反射LCD、DMD等的由像素组成的物体的图像。
定义对用于本说明书和权利要求书中的下列的术语应具有如下的意义(1)远心远心透镜是在无穷远处具有至少一个光瞳的透镜。按照主光线来说，在无穷远处具有一光瞳是指主光线平行于光轴，(a)如果入射光瞳在无穷远处，则在物体空间内，或(b)如果出射光瞳在无穷远处，则在象空间。因为光线可通过一透镜沿任何方向传播，所以，在无穷远处的光瞳既可用作入射光瞳也可用作出射光瞳，具体视透镜相对于物体和象的方向而定。因此，术语“远心光瞳”在这里用来描述在无穷远处的透镜的光瞳，不管光瞳是用作入射光瞳还是用作出射光瞳。
在实际的应用中，远心光瞳实际不需位于无穷远处，这是因为在离透镜光学表面足够远距离处的具有入射光瞳或出射光瞳的透镜，本质上是一个远心系统。对于这样一个透镜的主光线基本上平行于光轴，因此透镜通常在功能上等同于光瞳的理论(高斯)位置位于无穷远处的透镜。
因此，如这里所采用的，术语“远心的”和“远心透镜”意在包括在离透镜元件长距离处的具有至少一个光瞳的透镜，且术语“远心光瞳”用来描述这样的离透镜元件长距离处的光瞳。对于本发明的投影透镜，远心光瞳距离通常将至少大约是透镜焦距的10倍。
(2)有效后焦距一投影透镜/像素屏组合的有效的后焦距(BFL)是介于像素屏的前表面和投影透镜的最后透镜元件的后表面的顶之间的距离的，所述投影透镜具有的光强度存在下面两种情况(1)像素屏的图像位于无穷远处，以及(2)投影透镜位于空气中，即，介于透镜的最后透镜元件和像素屏之间的空间充以空气，与此相对照的有，通常用于投影透镜和像素屏之间的构成棱镜、分光器等的玻璃。
(3)前顶距离一投影透镜/像素屏组合的前顶距离(FVD)是介于像素屏的前表面和投影透镜的最前透镜元件的前表面的顶之间的距离的，所述投影透镜具有的光强度存在下面两种情况(1)像素屏的图像位于无穷远处，以及(2)投影透镜位于空气中，即，介于透镜的最后透镜元件和像素屏之间的空间充以空气，与此相对照的有，通常用于投影透镜和像素屏之间的构成棱镜、分光器等的玻璃。
背景技术：
投影透镜系统(本文中也称之为“投影系统”)被用来在一观看屏上形成物体的图像。这样的系统可以是前投射型或背投射型，根据观看者和物体是在屏(前投影)的同一侧，还是在屏(背投影)的相对侧而定。
这样的系统的基本结构示于图5，其中，标号10是光源(例如，一金属卤化物灯或高压水银蒸气灯)，12是照明光学器件，其形成光源的映象(照明系统的“输出”)，14是被投影的物体(例如，通—断像素的液晶显示器上的矩阵)，以及13是投影透镜，其由多个透镜元件组成，在观看屏上形成一物体14的放大的图像。
对于正投系统，观看者位于图5中的屏16的左侧，而对于背投系统，观看者位于屏的右侧。对于包容在一个单一的机壳内的背投系统，一镜面通常用来折叠光路，因此，可减小系统的总体尺寸。
使物体成为像素化屏面的投影透镜系统已被用于各种应用中。这样的系统最好使用一个单投影透镜，它形成一具有红、绿和蓝像素的单一屏面的图像，或是三个屏面，一个是用于红光，第二个是用于绿光，而第三个是用于蓝光。在某些情形下，例如，大的图像背投系统，使用多屏面和多投影透镜，使各屏面/投影透镜组合产生总的图像的一部分。在任一情形中，用于这样系统的投影透镜通常需有一长的有效的后焦距来适应通常用于像素化屏面的棱镜、分光器、色轮等。
采用像素化屏面的投影透镜系统的一个特别重要的应用，是用在微显示领域，例如，用来显示数据的正投系统和用作计算机监视器的背投系统。最近在制造技术上的突破已导致出现诸如DMD、反射式LCD以及诸如此类的使用数字光真空管器件的多种微显示器。
为了显示具有大量信息内容的图像，这些器件必须具有大量的像素。因为器件本身比较小，所以，个别的像素也很小，典型的像素大小从DMD显示器的17μ到反射式LCD的8μ或更小。这就是说，用于这些系统的投影透镜必须具有非常高的象差纠正能力。特别重要的是，对色差和色失真的纠正能力。
高的色差纠正能力之所以重要，是因为色差可在像素化屏面上的图像中容易被看到像素模糊，在极端的情形下，像素从图像完全滴落。这些问题在视野的边缘通常尤为严重。
系统的所有这些失真需要着手解决，诸如横向色，慧差、象散的颜色的变化，以及失真，其中失真是最富有挑战性的。横向色，即，颜色放大的变化，是特别麻烦的事，因为它放大本身也同时降低对比度，特别在视场的边缘部分。在极端的情形下，在全视场的区域内可看见虹视效应。
在使用阴极射线管(CRT)的投影系统中，少量的(残余的)横向色可用电子的方法进行补偿，例如，通过相对于蓝CRT上产生的图像，减小在红CRTD的面上产生的图像的大小。然而，采用像素屏面，这种调节不能进行，因为图像被数字化，因此，跨越整个视场不可能在大小上进行光顺的调节。较高级的横向色的纠正包括二次的横向色的纠正，因此，需要从投影透镜进行。
利用像素化屏面来显示数据，导致对失真纠正的严格要求。这是因为在观看数据时，即使在透镜的视场的最边缘点上也要求有良好的图像质量。显然，显示的数字或字母的不失真的图像，在视场的边缘与其在中心处是同样地重要。此外，投影透镜经常用于偏离屏面。在这种情形下，在观察屏上的失真并不关于通过屏的中心的水平线对称地变化，但可单调增加，例如，从屏的底到屏的顶。这种效应使得即使少量的失真也容易被观察者觉察到。
当一视窗(WINDOWS)型计算机接口的放大的图像被投射到一观看屏上时，低失真和高的色纠正能力显得特别重要。与其平行线、邻接的指令、和对话框，以及复合的着色的接口，实质上就是用于失真和颜色的测试型式。使用者很容易地觉察出并反对在这种接口的图像上的即使微小水平的失真或色差。
上述微显示器通常要求，从照明系统来的光束具有对于显示器接近法向的入射角。对于投影透镜来说，这就转化为要求透镜具有一远心的入射光瞳，即，投影透镜必须沿其物体(像素化屏面)所位于的、短的成象共轭的方向是远心的。这使透镜关于光圈是非对称的，它使横向色的纠正变得更加困难。
除了以上所述，对于背投系统，日益要求机箱越来越小(较小的轨迹)。对于投影透镜来说，这就转化为要求透镜沿图像(屏)的方向具有宽的视场。这个要求使得透镜的横向色纠正变得更加困难。同样地，对于长的有效后焦距的要求也使得横向色更加难于纠正。
除了要有宽的视场，对于机箱越来越小的要求，也就转化为要求透镜具有短的前顶距离。这样，必须分配给机箱内的投影透镜的线性空间量得到减小。此外，对于一给定的视场，越短的前顶距离导致用于投影透镜的透镜元件的最大通光孔径也越小。这不仅减小透镜的最大横向尺寸，而且减小其重量和成本。对于有效后焦距来说，减小前顶距离使得纠正透镜的失真变得更加困难。特别是，一较短的前顶距离通常要求较强的透镜元件，而其失真更加难于纠正。
同步地实现短的焦距、长的有效后焦距、沿透镜的长的共轭方向的宽的视场，以及短的前顶距离，同时仍保持使用像素化屏面的投影透镜系统所需要的高的失真纠正能力，这是特别富有挑战性的，因为这些不同的要求互相抵触。如下面所描述和图示说明的，本发明提供的投影透镜，它满足这些向背的准则。
发明内容
鉴于以上所述，本技术领域内有这样的要求，需要用于像素化屏面的投影透镜，它们最好在一定程度上具有下列所有的特性(1)高水平的横向色纠正能力，包括二次横向色的纠正；(2)低失真；(3)沿图像方向的大视场；(4)远心入射光瞳；(5)长的有效后焦距；(6)短的前顶距离；以及(7)对于组成投影透镜的诸透镜的小的最大通光孔径。
为了满足本技术领域的这些要求，本发明提供投影透镜，它们最好和一定程度上具有所有上述的七个特征。
特别是，本发明提供一种用来形成像素化屏面的投影透镜，其中，投影透镜具有一长的共轭侧(图像或屏侧)和一短的共轭侧(物体或像素化屏面侧)，并从其长的共轭到其短的共轭依次包括
(A)第一透镜单元(U1)，其具有一负电源且包括全弯月形的至少一个负透镜元件(N1)，所述负透镜元件是朝向长共轭侧呈凸形，并包括至少一个非球面的表面；以及(B)具有一正电源的第二透镜单元(U2)，所述第二透镜单元与第一透镜单元隔开一轴向的空间，并包括至少一个正透镜单元(P1)，它包括至少一个非球面的表面；其中，(i)投影透镜在短共轭侧是远心的；以及(ii)投影透镜具有有效焦距f0，有效后焦距BFL，以及前顶距离FVD，它们满足下列关系式BFL/f0＞3.5；且FVD/f0＜20。
比值BFL/f0最好大于4.0，且在某些情况下，可大于4.5，甚至大于5.0。同样，比值FVD/f0最好小于17，且在某些情况下，可小于15，甚至小于13。
除了具有上述的比值BFL/f0和FVD/f0以外，本发明的投影透镜最好具有沿至少70°的长的共轭的方向的视场θ(例如，75°≤θ≤80°)，以及一最大通光孔径对f0的比值(D/f0之比)，它小于5.0，且在某些情形下小于4.0。
附图简述
图1-4是根据本发明构造的具代表性的投影透镜的示意侧视图。
图5是示出使用本发明的投影透镜的全部投影透镜系统的示意图。
包含在本说明书中并构成本说明书一部分的上列附图，图示本发明的诸优选的实施例，它们连同下面的描述用来解释本发明的原理。应该理解的是，当然，这些附图和描述只是说明性的。对本发明并无限制的意义。
具体实施例方式
本发明的投影透镜是负距焦的或倒置的远距摄影型，并包括两个透镜单元，即，在长共轭侧的负单元(U1)和在短共轭侧的正单元(U2)，它们通常被孔径光阑分开。
使用这种全透镜形式来形成像素化屏面的图像具有众多优点。因此，通过将透镜的光圈定位在第二正单元的前聚焦平面，可实现远心。由下面给出的实例所显示的其它诸优点，包括达到长有效后焦距的能力和提供沿透镜的长共轭方向的宽视场的能力。这两种特征在背投系统中特别有用，其中，透镜必须具有宽视场，以实现最小可能的总体尺寸，并且要求在透镜和像素化屏面之间容纳分光棱镜。这些棱镜可包括偏振分光器，以及分色棱镜。
本发明的透镜通过在第一透镜单元使用一个或多个非球面的表面，实现高的失真纠正能力。通过在第二透镜单元使用一个或多个非球面的表面，可纠正某些残余失真，以及透镜的入射光瞳的球面的偏差。入射光瞳的球面偏差必须降到最小，以对透镜的物体平面上的任意点实现远心。最好非球面的表面形成在塑料的透镜元件上。
必须纠正的最重要的象差是透镜的横向色。本发明的透镜最好使用美国专利申请的技术实现这种纠正，该专利是申请日为1999年5月4日的共同受让的美国专利申请No.09/304,693，题为“用于像素化屏面的、具有减小的横向色的投影透镜”，本文援引其内容以供参考。该申请作为PCT专利公开No.WO00/67059，
公开日为2000年11月9日。尽管是较佳的，但上述申请的方法不需要用于本发明的实践中。
不管采用什么方法来纠正侧向光，各个第一和第二透镜单元最好包括至少一个色纠正对(在图4中，分别为D1和D2)。还有，投影透镜可包括位于光圈附近的一第三透镜单元(D3)，其最好包括至少一个色纠正对，并用来提高透镜的轴向色纠正。
丝毫无限制的意图，本发明将通过下列诸实例作进一步详细的介绍。
实例图1-4和表1-4示出根据本发明构造的具代表性的投影透镜。
HOYA牌号用作应用于透镜系统中的各种玻璃制品。由其它制造商制造的相当的玻璃制品(例如，OHARA或SCHOTT)可用于本发明的实践中。工业界认可的材料可用于塑料的元件中。
诸表中罗列的非球面系数用于下列的方程式z=cy21+[1-(1+k)c2y2]1/2+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10+Hy12+Iy14]]>其中，z是离系统的光轴距离为y的表面凹陷(sag)，c是在光轴上的透镜曲率，而k是一锥形常数，除了表1-4规定中指出的之外，它为零。
与表中各表面相关的标号“a”代表一非球面的表面，即，在上述方程式中的D、E、F、G或I中的至少一个不为零的表面；标号“c”表示在上述方程式中k不为零的表面。在诸图和表中位于U2的短的共轭侧的的各个平面结构是这样的部件，它们与像素化屏面一起使用，或是像素化屏面的一部分。它们不构成投影透镜的部分。表中所给出的所有尺寸均为毫米。
表中的规定是光线在图中从左向右运动的假定之下构筑的。在实际情况中，观察屏将在左方，而像素化屏面将在右方，光线将从右向左运动。特别是，在表的规定中，参照的物体/图像以及入射/出射光瞳均与余下的说明书中的参照相反。像素屏面示于图1-4中，并标注以“PP”，而光圈以标号“AS”示出。
组成表1-4中的投影透镜的各个透镜单元的焦距，列于表5中，其中，f1是U1的焦距，f2是U2的焦距，f3是U3的焦距。两个入口设置在与示于图1的透镜的两个聚焦位置对应的图1的透镜上。在实际上，图2-4的透镜还包括图1所示类型的可变空间，用来聚焦不同共轭的透镜。
表6列出表1-4的透镜的BFL/f0、FVD/f0、D/f0和θ值。从表中可见，实例的透镜具有的比值BFL/f0大于3.5，FVD/f0比值小于20，D/f0比值小于5.0，以及θ值大于70°，它特别适于采用像素化屏面的紧凑的投影透镜系统的制造。
除了表6中所示的特性之外，本发明的投影透镜最好还具有下列特性(i)对于从460毫微米至620毫微米范围内波长，在全视场内发生横向色模糊，所述波长范围小于一个像素，且最好小于一个像素的四分之三(注意到，横向色的纠正可在物体平面和图像平面上确定，在图像平面上进行确定时，可使用一放大的像素)；以及(ii)一失真，其小于1.5％，且最好小于或等于1.0％。
表1-4的投影透镜达到上述的两个较佳横向色和较佳失真水平。特别是，透镜达到对小于15微米的像素大小(像素宽度)的横向色纠正的较佳水平。
尽管本发明描述和图示了具体的实施例，但应该理解到，本技术领域内的技术人员在不脱离本发明的范围和精神的前提下，从上面的介绍中，显然，可作出各种各样的改型。
表1表面 通光孔径编号 类型 半径 厚度 级直径1a 117.6365 5.00000 ACRYLIC54.992ac 21.4274 Space 1 43.003a -127.4598 3.50000 ACRYLIC38.124a 124.5786 15.82974 31.995 -111.5955 2.00000 S-PHM5224.05616.6022 7.00000 PBM3 22.207 -206.1765 22.68808 21.55883.4212 1.60000 S-LAH5912.65911.8097 4.00000 S-TIH1412.5210 -56.3462 1.00000 12.5111 孔径光阑 -0.57048 12.3312 -34.9748 1.50000 S-LAH6012.471321.6254 5.00000 S-FSL5 12.8314 -36.2924 11.16324 14.0915 -32.4760 2.00000 S-LAH6018.531647.0151 6.50000 S-FPL5320.8817 -30.9043 0.20000 23.4618 135.5060 6.50000 S-FPL5326.2019 -32.3081 0.20000 27.6020 135.5060 7.00000 S-FPL5328.9221 -32.3081 0.50000 29.3622a -200.0000 4.00000 ACRYLIC29.0523a -70.0000 Space 2 28.8024 1.20000 BK728.2325 0.70000 28.122638.00000 SF128.0327 4.00000 25.022840.00000 BK724.4829 3.40000 20.8830 1.60000 BK720.4831 Image distance 20.36代号描述a-多项式非球面c-锥形部分偶多项式非球面表面编号 DEF GHI19.6519E-06 -1.5632E-08 1.2711E-11 5.5342E-15 -6.5286E-18 -1.9134E-2128.6678E-06 -4.2959E-08 7.0767E-12 8.8543E-14 -2.4573E-16 2.2616E-193 -2.4746E-05 2.5825E-08 1.1482E-10 -3.6770E-14 -6.0705E-16 6.7521E-194 -8.7253E-06 6.6534E-08 -7.5878E-11 8.8981E-14 5.0109E-15 -1.2287E-17222.0719E-06 1.4805E-08 2.7648E-11 -1.1585E-13 1.5856E-15 -3.6956E-18234.6867E-06 1.1179E-08 1.3295E-10 -1.0815E-12 5.7973E-15 -1.0147E-17锥形常数表面2 k＝-1.0000E+00
表1(续)变量空间焦点位置空间1空间2 焦移 图像距离T(2) T(23)1 14.469 3.000 0.034-0.0112 14.109 2.727 0.014-0.002第一级数据f/数 2.80 2.80放大 -0.0348-0.0133物高 -292.10-762.00物距 -322.02-891.43有效焦距12.235 12.278像距 -.11098E-01-.17710E-02总长534.99 1103.8桶长212.98 212.35光阑表面号 11 11光阑直径12.035 12.029入射光瞳距离29.763 29.664出射光瞳距离 -729.89-729.62
表2表面 通光孔径编号 类型 半径 厚度级 直径1a 313.2208 5.00000ACRYLIC 56.582ac 24.5396 12.60286 44.813a -2021.5999 3.50000ACRYLIC 38.884a55.8585 21.60922 32.295 -338.5775 2.00000S-LAL18 22.156 17.8685 7.00000S-TIM35 20.997 -426.6654 19.43304 20.348138.6638 1.60000S-LAH59 13.259 14.7900 4.50000S-TIE14 12.7910-67.8402 0.97982 12.8311孔径光阑 0.50000 12.7012-26.6748 1.50000S-LAH60 12.7213 31.5122 4.50000S-FPL53 13.4714-24.2044 13.59935 14.7415-60.1999 2.00000S-LAH60 21.3016 68.4138 6.00000S-FPL53 23.0117-32.7938 0.20000 24.7818310.3792 5.00000S-FPL53 26.6019-58.4342 0.20000 27.8020114.0878 7.50000S-FPL53 28.7821-32.1934 0.50000 29.3722 -1000.0000 4.00000ACRYLIC 29.0023 a-90.5000 3.00000 28.8924 1.20000BK7 28.2125 0.70000 28.1126 38.00000SF1 28.0127 4.00000 24.9528 40.00000BK7 24.4029 3.40000 20.8530 1.60000BK7 20.4631 0.01932 20.36代号描述a-多项式非球面c-锥形部分焦移0.02369偶多项式非球面表面编号D E FG H I1 8.1433E-06 -1.2583E-08 1.3837E-11 1.3471E-15 -1.2875E-17 7.0217E-212 -3.7080E-07 -3.5690E-08 8.7206E-12 1.0950E-13 -1.7448E-16 9.0724E-203 -2.3975E-051.4822E-08 1.0183E-10 -2.8001E-14 -5.0803E-16 5.6897E-194 -7.9144E-068.2684E-08 -1.2117E-10 -1.7154E-134.5131E-15 -1.0098E-1723 2.2878E-06 -8.1965E-09 1.5043E-10 -1.1882E-124.5352E-15 -6.5914E-18锥形常数表面2 k＝-1.0000E+00
表2(续)第一级数据f/数 2.80总长 535.622放大 -0.0348光阑直径 12.390物高 -292.10桶长 215.624物距 -319.979入射光瞳距离 29.2388有效焦距 12.1460出射光瞳距离-760.102像距 0.193170E-01光阑表面号 11
表3表面 通光孔径编号 类型 半径厚度 级 直径1 a 96.3733 3.00000ACRYLIC 38.062 ac 22.1246 16.8389530.283 -71.4185 1.50000S-IAH66 18.10410.6036 7.00000S-FTM16 15.295 -27.6402 1.00000 14.226 -22.8394 1.20000S-LAH66 13.16710.4229 4.10000S-TIH10 12.358 -103.2388 8.87383 12.119 孔径光阑 8.22815 9.8610 -1477.8659 5.30000S-FPL53 14.9011 -12.1897 1.30000S-LAH55 16.0312 -86.4322 0.80000 18.8113 -62.8290 4.10000S-FPL53 19.5014 -21.2300 0.30000 21.3515 -73.3053 3.80000S-FPL53 23.2216 -29.4771 0.30000 24.5817 -389.3199 4.30000S-FPL53 26.1418 -37.5554 0.30000 27.0219 232.2161 6.00000S-FPL51 27.9820 -33.3737 0.30000 28.3621 -77.5706 3.00000ACRYLIC 27.8322a -49.5844 6.92542 27.7423 4.95500BK7 25.9124 1.44000POLYCARB 25.232549.00000SF2 25.0426 4.00000 18.8327 2.50000BK7 17.9928 0.21000POLYCARB 17.6529-0.00030 17.63代号描述a-多项式非球面c-锥形部分焦移-0.06051偶多项式非球面表面编号 D E F G H I1 5.5140E-05 -1.2755E-07 8.2598E-11 4.0143E-13 -5.8089E-16 8.9842E-212 5.8955E-05 4.1395E-08 -1.0013E-09 -3.6784E-13 2.4401E-14 -5.6812E-1722 7.1508E-06 6.6037E-10 1.2160E-11 -9.3582E-14 5.6757E-16 -1.1372E-18锥形常数表面2 k＝-1.0000E+00
表3(续)第一级数据f/数2.80总长 964.996放大 -0.0133光阑直径9.576物高 -660.40桶长 150.571物距-814.425入射光瞳距离 21.6797有效焦距 11.1559出射光瞳距离 -8331.62像距-.298217E-03光阑表面号 9
表4表面 通光孔径编号 类型半径 厚度 级 直径1a 106.63563.00000 ACRYLIC 38.252a 21.61156.9773329.79325.30002.50000 S-LAL8 26.20416.20004.8000022.36570.23001.80000 S-LAL18 21.53614.34006.60000 S-FTM16 19.057 -99.27001.2105017.898 -50.09501.50000 S-LAL18 17.11914.25004.50000 S-TIH6 15.6610 106.6500 13.7175314.8011 孔径光阑7.29626 9.5412 -90.78005.50000 S-FPL53 13.4013 -10.49701.40000 S-LAH55 14.7714 -72.75000.8000017.8115 -4584.00005.00000 S-FPL53 19.6116 -26.18000.2000021.8417 811.40017.50000 S-FPL53 24.1918 -21.80000.5000025.9719a 89.68547.00000 ACRYLIC 27.2920a -31.55844.8642927.6121 1.00000 BK7 26.0022 2.0000025.8623 2.20000 BK7 25.4324 1.10000 POLYCARB 25.1225 51.00000 SF2 24.9826 2.0000018.4227 2.40000 BK7 17.9928 0.07000 POLYCARB 17.6729 -0.0011317.68代号描述a-多项式非球面焦移-0.05535偶多项式非球面表面编号 D EF GHI1 3.6196E-05 -3.7509E-08 -3.1361E-11 9.8606E-14 7.6981E-17 -1.4682E-192 2.7865E-054.6602E-08 -3.3073E-11 -9.6310E-13 -2.0067E-15 1.5700E-1719 -2.9659E-07 -5.5950E-09 1.7257E-11 3.8895E-14 -4.1354E-16 -2.5237E-1820 1.3871E-05 -5.7560E-09 1.3262E-10 -1.0498E-12 4.5835E-15 -1.0785E-17
表4(续)第一级数据f/数 2.80总长 964.999放大 -0.0135光阑直径 9.277物高 -654.00桶长 148.436物距 -816.565入射光瞳距离 21.6766有效焦距 11.3160出射光瞳距离-6338.20像距 -.113196E-02光阑表面号 11表5实例f0f1f2f31A 12.24-30.47 34.64 -162.001B 12.28-30.53 34.64 -162.002 12.15-29.67 35.12 -102.413 11.16-15.09 28.45 -4 11.32-19.88 25.76 -表6实例f0BFLBFL/f0FVDFVD/f0D1D/f0θ1A12.24 60.874.97181.95 14.8755.00 4.4978.8°1B12.28 60.894.96181.61 14.7955.00 4.4878.3°2 12.15 60.925.01184.64 15.2056.58 4.6678.8°3 11.16 46.444.16127.98 11.4738.06 3.4176.3°4 11.32 44.063.89125.86 11.1238.25 3.3875.7°1最大通光孔径
权利要求
1.一种用来形成像素化屏面的图像的投影透镜，所述投影透镜具有一长的共轭侧和一短的共轭侧，并从所述的长的共轭到所述的短的共轭依次包括(A)一第一透镜单元，其具有一负电源且包括全弯月形的至少一个负透镜元件，所述负透镜元件是朝向长共轭侧呈凸形，并包括至少一个非球面的表面；以及(B)一具有一正电源的第二透镜单元，所述第二透镜单元与第一透镜单元隔开一轴向间距，并包括至少一个正透镜单元，它包括至少一个非球面的表面；其中，(i)投影透镜是在短的共轭侧的远心的；以及(ii)投影透镜具有一有效的焦距f0，一有效的后焦距BFL，以及一前顶距离FVD，它们满足下列关系式BFL/f0＞3.5；且FVD/f0＜20。
2.如权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，BFL/f0＞4.0。
3.如权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，FVD/f0＜17。
4.如权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，BFL/f0＞4.0；且FVD/f0＜17。
5.如权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，(i)所述投影透镜包括多个透镜元件，各个元件具有一通光孔径；(ii)最大通光孔径直径为D；以及(iii)D满足下列关系式D/f0＜5.0。
6.如权利要求5所述的投影透镜，其特征在于，D/f0＜4.0。
7.如权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，(i)投影透镜具有沿透镜的长的共轭侧的方向的视野值θ；以及(ii)θ满足下列关系式θ＞70°。
8.如权利要求7所述的投影透镜，其特征在于，75°≤θ≤80°。
9.如权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，各个第一和第二透镜单元包括一色纠正对。
10.如权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，所述投影透镜包括一位于第一透镜单元和第二透镜单元之间的轴向空间上的孔径光阑。
11.如权利要求10所述的投影透镜，其特征在于，所述投影透镜包括一位于所述孔径光阑附近的第三透镜单元。
12.如权利要求11所述的投影透镜，其特征在于，所述第三透镜单元包括至少一个色纠正对。
13.一种投影透镜系统，其特征在于，它包括(a)一像素化屏面；以及(b)如权利要求1所述的投影透镜。
14.如权利要求13所述的投影透镜系统，其特征在于，还包括一照明系统，它包括一光源和形成光源映象的照明光学器件。
全文摘要
提供一用于像素化屏面(PP)的远心的投影透镜。投影透镜具有一负的第一单元(U1)和一正的第二单元(U2)，第一单元具有一包含至少一个非球形表面的至少一个负弯月形元件(N1)，第二单元具有一包含至少一个非球形表面的至少一个正元件(P1)。透镜的光圈(AS)位于两个单元之间，在光圈附近可使用一第三透镜单元(U3)以改进轴向色的纠正。透镜具有小的前顶距离、小的通光孔径以及长的后焦距，其使它们特别适用紧凑型的投影系统的制造。
文档编号G02B13/16GK1486443SQ02803715
公开日2004年3月31日 申请日期2002年1月16日 优先权日2001年1月17日
发明者J·莫斯可维奇, J 莫斯可维奇 申请人:3M创新有限公司