专利名称：转角型背投影物镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种背投影物镜，尤其是涉及一种可用于背投影成像的转角型背投影物镜。
背景技术：
应用于背投影电视机中的背投影物镜是影响电视机画面质量的重要光学部件之一，它采用物方远心光路，满足于投影的要求，以菲涅耳投影屏为物面，以LCOS、DMD或LCD芯片为像面，应具有很高的成像品质。背投影物镜需要满足以下光学性能指标(1)短焦距，焦距应为9～14mm；(2)长后截距，大于30mm；(3)高分辨率，大于40lp/mm；(4)小垂轴色差，小于0.5个像素；(5)均匀的像面照度，均匀性≥85％；(6)极小的畸变，小于0.5％；(8)大视角，大于70°。现在，已经有许多改进的背投影物镜的报道，主要由至少七个两侧均与空气邻接的透镜组成，如专利文献CN1395695A所公开的投影物镜；专利文献CN2516988Y也公开了一种由前镜筒和后镜筒组成的背投影物镜，前镜筒上装有镜片3a～3d，后镜筒上装有镜片4a～4e，镜片3a为双面非球面PMMA塑料片，镜片4a和4b为双胶合片，光阑位于后镜筒的前焦点上。另外，美国专利文献US2004/0141159A1也公开了一种投影物镜装置与投影机，穿过液晶板的光线经一个透镜装置投影到屏幕上，透镜装置包括一个光阑，远心光学透镜组系统位于光阑与液晶板之间；光阑的光圈位于由液晶板发射的与光轴平行的原始光线经远心光学透镜组系统折射后与光轴的交点处；液晶板的衬度特征依据入射光线的角度和方向而变化，光阑的光圈形状是与衬度特征的形状基本相一致的三角形。已知的这些背投影物镜，它们所有透镜的光轴都位于同一条直线上，使得这种背投影物镜的使用受到一定的空间限制。
发明内容
本实用型新的目的是提供一种转角型的背投影物镜，为了实现这一目的而采取的技术方案是
包括透镜两侧均与空气邻接的前镜筒组1，光栏2，后镜筒组3，调节筒4，法兰盘5；前镜筒组1依次装有透镜1A和1B，透镜1A为月凹玻璃球面透镜，透镜1B为月凹单面非球面塑料透镜；后镜筒组3依次装有透镜2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H和2I，后镜筒组3所装的透镜均为玻璃球面透镜，其中透镜2A、2B、2C为三胶合透镜，光焦度为负；透镜2D、2E为双胶合透镜，光焦度为负；透镜2F为双凸透镜，光焦度为正；透镜2G、2H为双胶合透镜，光焦度为负；透镜2I为双凸透镜，光焦度为正；光栏2位于透镜2A前；还包括反光镜座6和平面反光镜1C，反光镜座6设置于前镜筒组1上；平面反光镜1C安装在反光镜座6上；前镜筒组1的光轴与后镜筒组3的光轴不重合，两者处于同一个平面上并一定夹角，其交点位于平面反光镜(1C)上。
采用本实用新型技术方案的转角型背投影物镜，其优点是画面图像锐利清晰，亮度均匀性好，画面的变形和图像色差也极小。另外，既有利于光机摆放，又可减小背投影电视厚度，实现薄型化，为目前开发的潮流。
图1为本实用新型转角型背投影物镜的结构示意图图2为本实用新型转角型背投影物镜的光学系统示意图图3为本实用新型转角型背投影物镜的MTF曲线图图4为本实用新型转角型背投影物镜的相对照度曲线图图5为本实用新型转角型背投影物镜的畸变曲线图图6为本实用新型转角型背投影物镜的垂轴色差曲线图图中1.前镜筒组，2.光栏，3.后镜筒组，4.调节筒，5.法兰盘，6.反光镜座；1A.月凹玻璃球面透镜，1B.月凹单面非球面塑料透镜，1C.平面反光镜；2A.玻璃球面透镜，2B.玻璃球面透镜，2C.玻璃球面透镜，2D.玻璃球面透镜，2E.玻璃球面透镜，2F.玻璃球面双凸透镜，2G.玻璃球面透镜，2H.玻璃球面透镜，2I.玻璃球面双凸透镜。
具体实施方式
实施例1如图1所示，该物镜含有七个其两侧均与空气邻接的透镜或透镜组和一个反射镜，包括前镜筒组1、光栏2、后镜筒组3、调节筒4、法兰盘5和反射镜座6。其中反射镜座6装于前镜筒组1上，以螺钉固定；调节筒4和法兰盘5装于后镜筒组3上，以螺纹或滑槽连接，螺钉固定。前镜筒组1依次装有镜片1A、1B和平面反射镜1C，镜片1A为月凹玻璃球面镜片，镜片1B为月凹单面非球面塑料镜片，采用非球面PMMA塑料制成。后镜筒组3依次装有镜片2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H和2I，均为玻璃球面镜片，采用N-PK52或FCD1超低色散光学玻璃制成。其中镜片2A、2B、2C为三胶合透镜，光焦度为负；镜片2D、2E为双胶合透镜，光焦度为负；镜片2F为双凸透镜，光焦度为正；镜片2G、2H为双胶合透镜，光焦度为负；镜片2I为双凸镜片，光焦度为正。光栏2位于镜片2A前，光栏孔径为12mm。前镜筒组的光轴与后镜筒组的光轴成90°夹角，系统通过平面反射镜1C转折光路。关于各个镜片的参数列于表1中。
表1各透镜片的参数值
注面*4为偶次幂数非球面，半径指其基圆半径*4表面编号 D EF G-4.9284931e-006 -6.43881e-008 1.7587802e-10 -7.2594157e-013D、E、F、G分别代表非球面方程式中四次方、六次方、八次方、十次方系数。
物镜性能特征焦距为9.02mm，后截距为40.95mm，相对孔径为2.75，共轭距为785mm，视场角为89°。物镜分析特征参照表2。
表2物镜特征
本实用新型技术方案的转角型背投影物镜，其光学性能指标十分优良。图3所示的光学传递函数MTF显示0视场MTF值＞0.7(40lp/mm)，1视场MTF值＞0.48(40lp/mm)，表明画面图像锐利清晰。图4为相对照度(relative illumination)曲线，该曲线显示边缘视场相对照度在95以上，表明画面亮度均匀性很好。图5为畸变曲线，该曲线显示视场范围内最大畸变＜0.5，表明画面变形极小。图6为色差曲线图，该曲线图表明图像色差极小。
实施例2物镜性能特征参数以及结构与实施例1中相同，只是前镜筒组的光轴与后镜筒组的光轴成64°夹角，如图2所示。
权利要求1.一种转角型背投影物镜，包括透镜两侧均与空气邻接的前镜筒组(1)，光栏(2)，后镜筒组(3)，调节筒(4)，法兰盘(5)；前镜筒组(1)依次装有透镜(1A)和(1B)，透镜(1A)为月凹玻璃球面透镜，透镜(1B)为月凹单面非球面塑料透镜；后镜筒组(3)依次装有透镜(2A)、(2B)、(2C)、(2D)、(2E)、(2F)、(2G)、(2H)和(2I)，后镜筒组(3)所装的透镜均为玻璃球面透镜，其中透镜(2A)、(2B)、(2C)为三胶合透镜，光焦度为负；透镜(2D)、(2E)为双胶合透镜，光焦度为负；透镜(2F)为双凸透镜，光焦度为正；透镜(2G)、(2H)为双胶合透镜，光焦度为负；透镜(2I)为双凸透镜，光焦度为正；光栏(2)位于透镜(2A)前；其特征是还包括反光镜座(6)和平面反光镜(1C)，反光镜座(6)设置于前镜筒组(1)上；平面反光镜(1C)安装于反光镜座(6)上；前镜筒组(1)的光轴与后镜筒组(3)的光轴不重合，两者处于同一个平面上并有有一定夹角，其交点位于平面反光镜(1C)上。
2.根据权利要求1所述的转角型背投影物镜，其特征是前镜筒组(1)的光轴与后镜筒组(3)的光轴夹角为64°～90°。
3.根据权利要求1或2所述的转角型背投影物镜，其特征是由透镜(1A)和(1B)构成的前镜筒组(1)的焦距的绝对值|f前′|，转角型背投影物镜总焦距的绝对值|f总′|，以及由透镜(2A)、(2B)、(2C)、(2D)、(2E)、(2F)、(2G)、(2H)和(2I)构成的后镜筒组(3)的焦距的绝对值|f后′|之间满足如下关系2.5＜f前′/f总′＜3.10.7＜f前′/f后′＜0.9前镜筒组(1)与后镜筒组(3)之间在空气中的光程d1B，2A变化范围是60mm＜d1B，2A＜80mm透镜(1A)的有效通光径D01与转角型背投影物镜总焦距的绝对值|f总′|之间满足关系1/2*(D01/|f总′|)＜3.9转角型背投影物镜在空气中的后截距BFL与转角型背投影物镜总焦距的绝对值|f总′|之间满足关系BFL|f总′|＞4从像面到投影屏之间，在空气中的光程TTL变化范围为900mm＜TTL＜1200mm
4.根据权利要求1或2所述的转角型背投影物镜，其特征是后镜筒组(3)中的透镜采用N-PK52或FCD1超低色散光学玻璃制成。
专利摘要本实用新型公开了一种转角型背投影物镜。包括透镜两侧均与空气邻接的前镜筒组，光栏，后镜筒组，调节筒，法兰盘；前镜筒组依次装有透镜1A和1B，透镜1A为月凹玻璃球面透镜，透镜1B为月凹单面非球面塑料透镜；后镜筒组所装的透镜均为玻璃球面透镜。还包括反光镜座和平面反光镜1C，反光镜座设置于前镜筒组上；平面反光镜1C安置在反光镜座上；前镜筒组的光轴与后镜筒组的光轴不重合，两者处于同一个平面上并呈一定夹角，其交点位于平面反光镜1C上。采用本实用新型的转角型的背投影物镜，画面图像锐利清晰，亮度均匀性好，且画面的变形和图像色差也极小。另外，还有利于光机摆放，又可减小背投影电视厚度，实现薄型化。
文档编号H04N5/74GK2735365SQ20042008855
公开日2005年10月19日 申请日期2004年9月24日 优先权日2004年9月24日
发明者李方红, 李伟荣, 黄次达 申请人:深圳市科创数字显示技术有限公司