CN2516988Y - 背投影物镜 - Google Patents

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杨相利
张莺
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Abstract

一种背投影物镜,其特征是前镜筒3上装有镜片3a～3d,后镜筒4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,光栏5位于后镜筒4的前焦点上。同现有技术比较,本实用新型的优点是其综合性能指标优于现有的背投影物镜,应用在背投影电视机上。

Description

背投影物镜
技术领域
本实用新型涉及一种有多于六个组件构成的光学物镜，特别涉及一种背投影物镜。
背景技术
背投影物镜是背投影电视机中的重要光学部件之一，它以LCOS芯片为像面，以菲涅尔投影屏为物面，其成像质量的优劣直接影响到背投影电视机的好坏。本物镜要达到高成像质量的要求，必须同时满足如下光学性能指标：(1)短焦距，为10～16mm；(2)长的后工作距，方可用来布置合色棱镜、反射镜等后置的光学部件；(3)高倍率；(4)高分辨率，大于每毫米40线对；(5)边缘色差小于0.5个像素；(6)像面照度均匀性≥80％；(7)畸变小于0.5％；(8)视场角2ω不小于70°，为超广角。现有的背投影物镜其综合性能指标并不理想，因为其中某些性能指标是相互制约的，如超广角物镜，会带来畸变较大及像面照度均匀较差等。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种性能优异的背投影物镜，以提高背投影电视机的画面质量。
一种背投影物镜，包括镜座1，调节筒2，前镜筒3，后镜筒4，光栏5，镜座1上设有安装孔，调节筒2与镜座1、前镜筒3、后镜筒4之间分别用螺钉连接，其特征是前镜筒3上装有镜片3a～3d，后镜筒4上装有镜片4a～4e，其中镜片3a为双面非球面PMMA塑料片，其他均为玻璃镜片，镜片3a光焦度为负，镜片3b呈双凹形，光焦度为负，镜片3c光焦度为正；镜片3d和4 a～4e光焦度分别为正、负、正、正、负、正，其总焦度为正，镜片4a和4b为双胶合片，光栏5位于后镜筒4的前焦点上。
本背投影物镜的光学参数必须满足以下关系式：
定义由镜片3a～3c构成的物镜前组其焦距绝对值为|f前′|，由镜片3d及4a～4e构成的物镜后组其焦距绝对值为|f总′|，则1.2＞|f前′|/|f总′|＞0.65。
定义物镜总焦距的绝对值为|f总′|，则3.8＞|f前′|/|f总′|＞2.7。
定义物镜第一镜片3a的有效通光径为D01，物镜总焦距为f总′，则D01/f总＜1.6。
定义物镜在空气中的后截距为BFL，则BFL/f总＞2.5。
定义从LCD或LCOS芯片到投影屏的距离为TTL，则1000mm＞TTL＞900mm。
物镜后组中的镜片采用QK3或者FK3超低色散光学玻璃制成。
为了提供性能优良的背投影物镜，对涉及物镜的各项技术参数进行优化设计，如为圆满解决超广角物镜的畸变较正问题，首先前组镜片3a～3c的光焦度采用负、负、正结构，接着对镜片3a采用双面非球面PMMA塑料片，设定非球面轴上点的光焦度为φ轴上，轴外全孔径处光焦度为φ1.0轴外，轴外0.85mm孔径处的光焦度为φ0.85轴外，对于镜片3a的
第一面应满足：
              2.5＞|φ0.85轴外|/|φ轴上|＞2.3              (1)
              2.6＞|φ1.0轴外|/|φ轴上|＞2.4               (2)
第二面应满足：
              1.1＞|φ0.85轴外|/|φ轴上|＞1.06             (3)
              2.6＞|φ1.0轴外|/|φ轴上|＞1.0               (4)
满足上述(1)～(4)后，镜片3a能更有效地校正畸变。
同现有技术比较，本实用新型的综合性能指标远优于现有的背投影物镜，合理地解决了超广角物镜与其畸变较大、像面照度均匀性较差的技术难题，显著提高背投影电视机的画面质量。
图面说明
图1为本背投影物镜的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：一种背投影物镜，其结构如图1所示，共采用9个镜片，其中镜片3a为双面非球面PMMA塑料片，镜片4a和4b为双胶合片，光栏5位于后镜座4的前焦点上，光栏孔径为9.0mm。关于各个镜片的参数列于表1。
表1
 面数号   面    半径       间隔D(I)   折射率    阿贝数   通光半口径[1]     a     79.1026    2.5000     1.49170    56.2      15.88[2]     a     13.4333    11.1720                         11.41[3]           -39.1310   1.1000     1.72340    38.0      10.74[4]           25.0000    16.5152                         10.23[5]           139.3993   3.8918     1.78427    41.3      12.43[6]           -45.2143   5.4092                          12.5[7]           24.1343    3.8126     1.64767    33.9      10.96[8]           115.9433   14.0143                         10.5[9]     b     ∞         1.2819                          4.64[10]    b     ∞         1.0000                          4.52[11]    b     ∞         .5000                           4.44[12]          -43.1463   .8000      1.78831    47.4      4.5[13]          8.8502     5.1030     1.48746    69.9      5[14]          -16.8979   .1000                           6[15]          126.1127   6.2000     1.48656    81.9      6.6[16]          -9.4544    .1000                           7.3[17]          -9.8749    1.0000     1.78443    43.9      7.3[18]          -32.6764   .1000                           8.4[19]          -172.9955  5.4000     1.48746    69.9      8.8[20]          -13.1810   0.0                             9.3[21]    b     ∞         2.7000     1.51637    64.1CK9   9.3[22]    b     ∞         0.0                             9.2[23]    b     ∞         45.0000    1.71741    29.6CZF3  9.2[24]    b     ∞                                         8.9
注：a为偶次幕数非球面，半径指其基圆半径b为平行平板，涉及的尺寸单位为mm。a表面编号    D               E               F                 G[1]    .13228658D-03  -.58374301D-06   .14352400D-08  -.12541716D-11[2]    .10982061D-03   .77281377D-06  -.11947036D-07   .44977726D-10D、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：物镜性能特征：焦距为11.3519mm，后截距为29.9mm，相对孔径为3.0264mm，镜头长度为127.7mm，共轭距为927mm，视场角为76°。物镜分析特征示于表2：表2
    D01(mm)     BFL(mm)    f前组′(mm)   f后组′(mm)     f总′(mm)   f前组′/f后组′    f前组′/f总′     D01/f总′     BFL/f总′
    31.76     29.9   -41.532   36.986    11.352    1.12     3.66     2.88     2.718
实施例2：一种背投影物镜，光栏孔径为9.0mm，各有关数据列于表3表3
面数号   面    半径      间隔D(I)    折射率    阿贝数   通光半口径[1]    a     67.1512    2.5000     1.49170    56.2      15.91[2]    a     13.2750    11.1720                         11.5[3]          -39.1310   1.1000     1.72340    38.0      10.8[4]          25.0000    16.4932                         10.36[5]          138.6900   3.8000     1.78427    41.3      12.4[6]          -46.3400   5.1000                          12.55[7]          25.0858    3.7000     1.64767    33.9      11.0[8]          150.2750   13.9000                         10.5[9]    b     ∞         1.6000                          4.64[10]   b     ∞         1.0000                          4.5[11]   b     ∞         .8000                           4.44[12]         -36.1196   .8000      1.78831    47.4      4.5[13]         8.9150     5.1100     1.48746    69.9      5.0[14]         -16.2000   .1000                           6.0[15]         116.8900   6.2000     1.48656    81.9      6.6[16]         -9.5000    .2000                           7.3[17]         -9.9000    1.0000     1.78443    43.9      7.3[18]         -29.2870   .2000                           8.4[19]         -116.8900  5.5000     1.48746    69.9      8.8[20]         -13.3050   0.0                             9.3[21]   b     ∞         2.7000     1.51637    64.1CK9   9.3[22]   b     ∞         0.0                             9.2[23]   b     ∞         45.0000    1.71741    29.6CZF3[24]   b     ∞
注：与表1相同a表面编号   D               E               F                G[1]    .11842494D-03  -.47279900D-06   .10045312D-08  -.66061951D-12[2]    .95375452D-04   .65138239D-06  -.92255773D-08   .28071296D-10D、E、F、G的含义与实施例1相同。镜性能特征：焦距为11.355mm，后截距为29.9mm，相对孔径为3.014mm，镜头长度为128.0mm，共轭距为924.5mm，视场角为76°。物镜分析特征示于表4：表4
D01 BFL F前组′ f后组′ f总′   f前组′/f后组′  f前组′/f总′     D01/f总′     BFL/f总′
    31.8     29.9   -40.15   37.01   11.355    1.08    3.54     2.80     2.63
实施例3：一种背投影物镜，光栏孔径为9.0mm，各有关数据列于表5表5
  面数号    面   半径       间隔D(I)  折射率    阿贝数   通光半口径[1]     a    57.7191    2.5000    1.49170    56.2      15.5[2]     a    12.4208    11.1720                        11.1[3]          -35.2126   1.0495    1.72340    38.0      10.5[4]          26.5909    15.6055                        10.08[5]          330.7501   3.4592    1.78427    41.3      12.0[6]          -42.1068   3.5358                         12.1[7]          24.8426    3.7904    1.64767    33.9      11.09[8]          153.3972   15.0088                        11.7[9]     b    ∞         2.3125                         4.68[10]    b    ∞         1.7125                         4.5[11]    b    ∞         .1773                          4.4[12]         -52.6402   .5000     1.78831    47.4      4.5[13]         8.4463     5.1164    1.48746    69.9      4.8[14]         -19.8977   .1000                          6.0[15]         311.6143   7.3061    1.48656    81.9      6.5[16]         -9.4894    .1000                          7.6[17]         -10.1419   .8539     1.78443    43.9      7.5[18]         -22.9176   .2000                          8.5[19]         -118.1591  5.5000    1.48746    69.9      9.0[20]         -14.2717   0.0                            9.6
  [21]    b   ∞     2.7000     1.51637    64.1     9.4[22]    b   ∞     0.0                            9.38[23]    b   ∞     45.0000    1.71741    29.6     9.38[24]    b   ∞                                    8.6
注：与表1相同a表面编号    D               E               F              G[1]    .12728793D-03   -.51682019D-06  .11350979D-08  -.72701779D-12[2]    .96904335D-04)   .88845660D-06  .11961752D-07   .37779535D-10D、E、F、G的含义与实施例1相同。物镜性能特征：焦距为11.005mm，后截距为29.9mm，相对孔径为2.934mm，镜头长度为127.7mm，共轭距为924.2mm，视场角，76°。物镜分析特征示于表6：表6
D01 BFL f前组′ f后组′ f总′  f前组′/f后组′  f前组′/f总′     D01/f总′     BFL/f总′
    31.0     29.9 -31.284  37.723   11.0   0.83   2.844     2.82     2.72

Claims (7)

1、一种背投影物镜，包括镜座(1)，调节筒(2)，前镜筒(3)，后镜筒(4)，光栏(5)，镜座(1)上设有安装孔，调节筒(2)与镜座(1)、前镜筒(3)、后镜筒(4)之间分别用螺钉连接，其特征在于：前镜筒(3)上装有镜片(3a～3d)，后镜筒(4)上装有镜片(4a～4e)，其中镜片(3a)为双面非球面PMMA塑料片，其他均为玻璃镜片，镜片(3a)光焦度为负，镜片(3b)呈双凹形，光焦度为负，镜片(3c)光焦度为正；镜片(3d、4a～4e)光焦度分别为正、负、正、正、负、正，其总焦度为正，镜片(4a和4b)为双胶合片，光栏(5)位于后镜筒(4)的前焦点上。
2、根据权利要求1所述的物镜，其特征在于：1.2＞|f前′|/|f总′|＞0.65，|f前′|为由镜片(3a～3c)构成的物镜前组焦距绝对值，|f总′|为由(3d、4a～4e)构成的物镜后组焦距绝对值。
3、根据权利要求1所述的物镜，其特征在于：3.8＞|f前′|/|f总′|＞2.7，式中|f总′|为物镜总焦距的绝对值。
4、根据权利要求1所述的物镜，其特征在于：D01/f总＜1.6，式中D01为物镜第一镜片(3a)的有效通光径，f总′为物镜的焦距。
5、根据权利要求1所述的物镜，其特征在于：BFL/f总′＞2.5，式中BFL为该物镜在空气中的后截距。
6、根据权利要求1所述的物镜，其特征在于：1000mm＞TTL≥900mm，式中TTL为从LCD或LCOS芯片到投影屏之间的距离。
7、根据权利要求1～6的任一项所述的物镜，其特征在于：物镜后组中的镜片采用QK3或者FK2超低色散光学玻璃制成。
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CN101915980A (zh) * 2010-07-27 2010-12-15 利达光电股份有限公司 像方远心定焦投影镜头

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