專利名稱：液晶顯示投影透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及投影透鏡，尤其涉及能夠用于形成由象素(諸如液晶顯示器)組成的物體圖象的投影透鏡。
投影透鏡系統(tǒng)(這里也稱為“投影系統(tǒng)”)用于在一觀察屏上形成物體的圖象。這種系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示于圖8，其中10是光源(例如，鹵鎢燈)，12是照射光學(xué)裝置，該裝置形成光源的象(下面稱為照射系統(tǒng)的“輸出”)，14是要投影的物體(例如，LCD面板的接通和斷開象素的矩陣)，以及13是由多個(gè)透鏡元件構(gòu)成的投影透鏡，它在觀察屏16上形成物體14的放大圖象。
被投影物體是LCD或其他象素化面板的投影透鏡系統(tǒng)有許多應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)。這種投影透鏡系統(tǒng)最好使用單個(gè)投影透鏡，它所形成的圖象或者是例如具有紅色、綠色和藍(lán)色象素的單個(gè)面板的圖象，或者是三個(gè)單獨(dú)的面板(每個(gè)面板用于一種顏色)。為便于說(shuō)明起見，在下面的討論中將采取使用單個(gè)LCD面板的投影透鏡系統(tǒng)，應(yīng)該明白，本發(fā)明也能用于使用多個(gè)面板和/或其他象素化類型(pixelization)的系統(tǒng)。
在許多專利中描述了用于象素化面板的投影透鏡，其中包括Taylor的美國(guó)專利No.4,189,211，Tanaka等人的美國(guó)專利No.5,042,929，Yano等人的美國(guó)專利No.5,179,473，Moskovich的美國(guó)專利No.5,200,861，Moskovich的美國(guó)專利No.5,218,480，Iizuka等人的美國(guó)專利No.5,278,698，Betensky的美國(guó)專利No.5,313,330，以及Yano的美國(guó)專利No.5,331,462。有關(guān)LCD系統(tǒng)的討論能夠在下述文獻(xiàn)中找到Gagnon等人的美國(guó)專利No.4,425,028，Gagnon的美國(guó)專利No.4,461,542，Ledebuhr的美國(guó)專利No.4,826,311，以及EPO專利公報(bào)No.311,116。
本發(fā)明的投影透鏡包括兩個(gè)彎度大的對(duì)稱的非球面彎月形透鏡元件、一個(gè)孔徑闌以及一個(gè)正光焦度顏色校正雙合透鏡，兩個(gè)彎月形透鏡以凹表面互相面對(duì)，并且最好是光焦度較弱的透鏡，孔徑闌在彎月形透鏡附近，例如，在它們之間，而雙合透鏡在這些彎月形之前或之后。
這些投影透鏡提供了足夠的自由度來(lái)令人滿意地校正透鏡象差。非球面彎月形透鏡元件提供了對(duì)于校正透鏡的球面象差、彗形象差和場(chǎng)曲率象差的大部分積極的貢獻(xiàn)，從而補(bǔ)償了由光焦度強(qiáng)的雙合透鏡帶來(lái)的對(duì)這些象差的消極的貢獻(xiàn)。顏色校正雙合透鏡不僅提供了透鏡色象差的必要校正，而且還提供了的透鏡的大部分光焦度。通過采用非球面表面以及將孔徑闌相對(duì)于光焦度組的位置，實(shí)現(xiàn)了象散校正。通過使用附加的非球面元件，例如，包括一個(gè)或多個(gè)透鏡元件的校正器單元，能夠進(jìn)一步改善對(duì)畸變的校正。
當(dāng)將非球面彎月形透鏡元件置于顏色校正雙合透鏡的物體側(cè)時(shí)，透鏡系統(tǒng)的后焦距變得基本上等于或大于整個(gè)系統(tǒng)的焦距。另一方面，當(dāng)雙合透鏡是一個(gè)前端元件時(shí)，相對(duì)于系統(tǒng)的焦距來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的后焦距變得很短，使系統(tǒng)的遠(yuǎn)攝比率(telephoto ratio)接近于1。
雙合透鏡的焦距總是比每個(gè)非球面彎月形元件的焦距的絕對(duì)值短。非球面彎月形元件可以互相相同。當(dāng)采用塑料來(lái)做時(shí)，這些元件的成本很低，因而，大量生產(chǎn)中能夠很經(jīng)濟(jì)地制造整個(gè)透鏡。
如下面的例子所示，透鏡系統(tǒng)具有的最大速度為f/2.8，而總扇形視場(chǎng)(angularcoverage)約為50度。


圖1至7是按照本發(fā)明構(gòu)造的投影透鏡側(cè)視示意圖。
圖8是示出能夠采用本發(fā)明的投影透鏡的整個(gè)投影透鏡系統(tǒng)的示意圖。
包括在說(shuō)明書中并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的上述附圖示出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并且用這些附圖連同描述來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。當(dāng)然，應(yīng)該明白，這些附圖和描述僅僅用于說(shuō)明而不是限制本發(fā)明。
圖1至7描述了按照本發(fā)明構(gòu)造的各種投影透鏡。相應(yīng)的說(shuō)明和光學(xué)性質(zhì)分別示于表1至7。對(duì)于在透鏡系統(tǒng)中使用的玻璃，采用HOYA或SCHOTT牌號(hào)。在本發(fā)明的實(shí)踐中能夠采用由其他的制造商制造的等同的玻璃。對(duì)于苯乙烯和聚丙烯元件，采用工業(yè)上容許的材料。
在表中列出的非球面系數(shù)用于下述公式z=cy21+[1-(1+k)c2y2]1/2+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10+Hy12+Iy14]]>這里，z是在離系統(tǒng)光軸的距離為y處的表面弛垂度，c是透鏡在光軸處的曲率，而k是圓錐常數(shù)。
表中所用的縮寫如下EFL 等效焦距FVD 前頂點(diǎn)距離f/ f數(shù)ENP 入射光瞳
EXP 出射光瞳BRL 鏡筒長(zhǎng)度OBJHT 物體高度MAG 放大率STOP孔徑闌位置IMD 象距OBD 物距OVL 總長(zhǎng)度在表中，與各個(gè)表面相關(guān)的標(biāo)記“a”代表非球面，即，在上述公式中的D、E、F、G、H或I中至少有一個(gè)不為零的表面。標(biāo)記“c”表示一個(gè)圓錐表面，對(duì)于圓錐表面，上述公式中的k值不為零。標(biāo)記“f”代表菲涅爾透鏡表面。表中給出的所有的尺寸以毫米為單位。在制作這些表時(shí)假設(shè)光線在圖中從左至右行進(jìn)。在實(shí)踐中，觀看屏將在左方，而LCD面板將在右方，光線將從右向左行進(jìn)。表5中的表面11是一個(gè)人為的光闌，它使系統(tǒng)在菲涅爾透鏡的短共軛側(cè)是遠(yuǎn)心的；表7中的表面6是一個(gè)光暈表面。
表8總結(jié)了圖1～7的透鏡系統(tǒng)的各種性能。在該表中出現(xiàn)的“總焦距”不包括圖5至7的菲涅爾透鏡，因?yàn)榉颇鶢柾哥R基本上僅僅起著將透鏡系統(tǒng)與照射用的光學(xué)裝置耦合起來(lái)的作用。表中的“彎月形透鏡之間的距離”值是在兩個(gè)互相面對(duì)的彎月形透鏡的外表面(頂點(diǎn))之間量得的?！翱讖疥@位置”是孔徑闌離那些外表面的中心點(diǎn)的距離的絕對(duì)值?！靶Ｕ鹘咕唷庇糜趫D2的前端透鏡元件以及圖5至7的后端透鏡元件。
表8示出，對(duì)于所有的例子，雙合透鏡是該系統(tǒng)光焦度最強(qiáng)的元件，它的焦距比系統(tǒng)中每一個(gè)其他的元件的焦距的值短。該表還示出，除了例6以外，彎月形元件的光焦度較弱，即，每個(gè)彎月形元件的焦距的值與系統(tǒng)的總焦距之比值大于2.0。與此類似，如果采用校正器透鏡元件，則它的光焦度也較弱，即，它的焦距的值與系統(tǒng)的總焦距之比值也大于2.0。
該表還表明，孔徑闌或者位于互相面對(duì)的彎月形透鏡之間(例1～2和5～7)，或者位于它們附近(例3～4)?？讖疥@最好位于彎月形透鏡之間。如果孔徑闌至彎月形透鏡外表面中心點(diǎn)距離的大小與彎月形透鏡的那些外表面之間的距離之比值小于0.6(例4)并且最好小于0.55(例3)，則將孔徑闌考慮為在彎月形透鏡的附近。
研究表1至7，可以看出本發(fā)明的投影透鏡的另一個(gè)較佳的性能，即，顏色校正雙合透鏡與互相面向的彎月形透鏡之間的間距很小，該間距最好小于投影透鏡總焦距的0.3倍。與此類似，如果采用校正器元件，則最好將它靠近互相面對(duì)的彎月形透鏡放置，即，其間隔最好還是小于投影透鏡的總焦距的0.3倍。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些特定的實(shí)施例，但應(yīng)明白，根據(jù)上面的揭示，不背離本發(fā)明范圍和精神的種種變更對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員而言將是顯而易見的。
表1透鏡數(shù)據(jù)表面編號(hào) 類型 半徑 厚度 玻璃 凈孔徑1 a 30.0023 8.00000ACRYLIC44.872 a 24.9608 29.76190 37.563 a-24.9608 8.00000ACRYLIC39.364 a-30.0023 1.00000 45.805 -2875.5764 3.00000F2 51.166 52.1781 20.00000SKS57.317-54.3179141.16060 58.89標(biāo)記描述a-多項(xiàng)式非球面焦點(diǎn)偏移＝-0.07359偶次冪多項(xiàng)式非球面表面編號(hào) D E FGHI11.2884E-07 2.8838E-09 -1.0091E-11 3.5519E-14 -6.8241E-17 6.9094E-2021.3279E-06 -3.2546E-09 1.2088E-11 9.1703E-14 -4.8592E-16 7.5718E-193 -1.3279E-06 3.2546E-09 -1.2088E-11 -9.1703E-14 4.8592E-16 -7.5718E-194 -1.2884E-07 -2.8838E-09 1.0091E-11 -3.5519E-14 6.8241E-17 -6.9094E-20波長(zhǎng)0.54610 0.48000 0.64380 0.43580 0.70652系統(tǒng)一階性質(zhì)OBJ.HT-762.00f/ 2.90 MAG-0.0600STOP4.66 after surface 2.DIA36.640EFL119.048 FVD210.923ENP 11.4341IMD141.161 BRL69.7619EXP-105.441OBD-2031.87OVL2242.79
表1(續(xù))元件的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp11 2 -0.15806E-02-632.6867.029 55.76623 4 -0.15806E-02-632.68 -55.766 -67.02935 6 -0.12182E-01-82.0861.8136 -0.32908E-0146 70.20672E-01 48.3756.6194 -6.8909雙合透鏡的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp3 4 5 70.10165E-01 98.379 15.342 1.0819透鏡的一階性質(zhì)可變焦距位置編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′ppN/A0.84000E-02 19.05 71.315 15.043
表2透鏡數(shù)據(jù)表面編號(hào) 類型 半徑 厚度 玻璃 凈孔徑1 a80.0000 10.00000 ACRYLIC64.292 a 200.0000 0.50000 59.263 a29.0511 8.00000 ACRYLIC49.90.
4 a22.4661 29.59616 40.095 a -22.4661 8.00000 ACRYLIC34.576 a -29.0511 0.50000 39.777 -234.1952 3.00000 F2 41.07844.3713 16.00000 SKS43.179 -44.3713 118.83699 44.97標(biāo)記描述a-多項(xiàng)式非球面焦點(diǎn)偏移＝-0.70675偶次冪多項(xiàng)式非球面表面編號(hào) D E FGHI12.1107E-06 -3.4815E-10 2.0450E-12 6.8909E-16 -1.4974E-18 1.1302E-2121.7984E-061.0365E-09 9.1578E-13 1.3971E-15 8.9705E-19 -1.5435E-213 -2.5443E-061.0338E-09 -7.7806E-12 1.2923E-14 -7.8923E-18 -6.2206E-224 -3.9686E-06 -9.4447E-11 -1.5516E-11 -3.8312E-14 1.6654E-16 -2.7211E-1953.9686E-069.4447E-11 1.5516E-11 3.8312E-14 -1.6654E-16 2.7211E-1962.5443E-06 -1.0338E-09 7.7806E-12 -1.2923E-14 7.8923E-18 6.2206E-22波長(zhǎng)0.54610 0.48000 0.64380 0.43580 0.70652系統(tǒng)一階性質(zhì)OBJ.HT-762.00f/ 2.90 MAG -0.0600STOP16.26 after surface 4.DIA34.456EFL118.996 FVD194.433ENP 37.2862IMD118.837 BRL75.5962EXP-56.3663OBD-2029.88OVL2224.32
表2(續(xù))元件的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp11 20.38053E-02262.79-4.3433 -10.85823 4 -0.29812E-02 -335.43 39.483 30.53335 6 -0.29812E-02 -335.43-30.533 -39.48347 8 -0.167993-01 -59.528 1.5466 -0.2930258 90.24872E-0140.206 5.3880 -5.3880雙合透鏡的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp4 5 7 9 0.10446E-0195.727 15.072 3.7477透鏡的一階性質(zhì)可變焦距位置編號(hào)光焦度 f′ lpp l′ppN/A0.84036E-02119.00 72.381 -6.5921表3透鏡數(shù)據(jù)表面編號(hào) 類型半徑 厚度 玻璃 凈孔徑1 39.1113 20.00000SKS 51.112 -109.9088 3.00000F242.373 56.5025 0.02133 35.134 a 25.4140 8.00000 ACRYLIC33.395 a 25.0802 15.14509 21.516 a-25.0802 8.00000 ACRYLIC27.327 a-25.4140 71.84562 34.22標(biāo)記描述a-多項(xiàng)式非球面焦點(diǎn)偏移＝-1.29081偶次冪多項(xiàng)式非球面表面編號(hào) D E FGHI49.3348E-06 6.1762E-10 1.3737E-10-1.3591E-13 -1.3300E-15 6.5744E-1851.6160E-05 9.7479E-08 -4.0004E-10 2.8906E-131.6794F-14 -2.5935E-176 -1.6160E-05 -9.7479E-08 4.0004E-10-2.8906E-13 -1.6794E-14 2.5935E-177 -9.3348E-06 -6.1762E-10 -1.3737E-10 1.3591E-131.3300E-15 -6.5744E-18波長(zhǎng)0.54610 0.48000 0.64380 0.43580 0.70652系統(tǒng)一階性質(zhì)OBJ.HT-762.00f/2.90 MAG-0.0600STOP1.48 after surface 2. DIA36.956EFL119.003 FVD126.012ENP 16.9311IMD71.8456 BRL54.1664EXP-32.9660OBD-2109.55OVL2235.56
表3(續(xù))元件的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp11 2 0.19480E-01 51.335 3.4715 -9.755622 3 -0.16839E-01-59.385 1.2116 -0.6228834 5 0.17900E-02 558.66-58.905 -58.13146 7 0.17900E-02 558.66 58.131 58.905雙合透鏡的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp1 2 1 3 0.62383E-02 160.30-26.132-34.869透鏡的一階性質(zhì)可變焦距位置編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′ppN/A0.84032E-02 119.00-7.1680-53.007
表4透鏡數(shù)據(jù)表面編號(hào) 類型 半徑 厚度 玻璃 凈孔徑136.9251 3.00000F2 47.74222.2592 15.00000SK540.35349.2463 0.02133 36.534 a25.5722 8.00000ACRYLIC35.005 a25.9015 18.73549 29.136 a -25.9015 8.00000ACRYLIC29.597 a -25.5722 73.75932 36.28標(biāo)記描述a-多項(xiàng)式非球面焦點(diǎn)偏移＝-1.45996偶次冪多項(xiàng)式非球面表面編號(hào) D E FGHI49.5718E-06 -5.4522E-09 1.4180E-10 -1.4316E-13 -1.3364E-15 5.5038E-1851.5679E-059.1338E-08 -3.4546E-10 -3.4615E-13 1.3504E-14 -1.3390E-176 -1.5679E-05 -9.1338E-08 3.4546E-10 3.4615E-13 -1.3504E-14 1.3390E-177 -9.5718E-065.4522E-09 -1.4180E-10 1.4316E-13 1.3364E-15 -5.5038E-18波長(zhǎng)0.54610 0.48000 0.64380 0.43580 0.70652系統(tǒng)一階性質(zhì)OBJ.HT-762.00f/2.90 MAG -0.0600STOP12.70 after surface 2.DIA39.268EFL119.000FVD126.516ENP 11.6502IMD 73.7593 BRL52.7568EXP-38.8206OBD-2104.15 OVL2230.66
表4(續(xù))元件的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp11 2 -0.10260E-01-97.4635.0476 3.042822 30.17568E-01 56.922 -6.4433 -14.25534 50.22169E-02 451.09 -46.054 -46.64746 70.22169E-02 451.0946.647 46.054雙合透鏡的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp1 2 1 3 0.55976E-02 178.65 -24.724 -31.643透鏡的一階性質(zhì)可變焦距位置編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′ppN/A 0.84034E-02 119.00 -1.8193 -50.920
表5透鏡數(shù)據(jù)表面編號(hào) 類型 半徑 厚度 玻璃 凈孔徑133.1198 15.00000SK543.452 -70.5388 3.00000F2 39.47364.9694 0.20000 34.974 a22.3871 6.00000ACRYLIC32.195 a18.0073 18.43017 26.676 a -18.0073 6.00000ACRYLIC25.457 a -22.3871 0.50000 31.448 -300.0000 6.00000ACRYLIC37.279 a -94.4823 59.52572 40.1410 af 75.0000 3.00000ACRYLIC90.3011 ∞ -9999.99902 90.4312 ∞ 10009.94644 4285.85標(biāo)記描述a-多項(xiàng)式非球面f-菲涅爾焦點(diǎn)偏移＝ -1.00766偶次冪多項(xiàng)式非球面表面編號(hào) DEF GHI4 8.8261E-06 -6.3031E-08 5.0057E-10 -7.7626E-13 -3.3165E-15 1.2365E-171.4180E-05 -1.0090F-07 1.0531E-099.3555E-13 -3.9394E-14 1.4140E-166 -1.4180E-05 1.0090E-07 -1.0531E-09 -9.3555E-13 3.9394E-14 -1.4740E-167 -8.8261E-06 6.3031E-08 -5.0057E-107.7626E-13 3.3165E-15 -1.2365E-179 -1.9383E-06 1.0274E-09 7.0216E-13 -4.3876E-15 -9.2113E-18 2.7872E-2010 -1.7284E-07 -1.5754E-10 9.0633E-14 -2.3590E-17 -2.3498E-20 9.8370E-24波長(zhǎng)0.54610 0.48000 0.64380 0.43580 0.70652系統(tǒng)一階性質(zhì)OBJ.HT-762.00f/ 2.90 MAG-0.0600STOP11.16 after surface 2.D1A 31.920EFL119.007FVD127.604 ENP22.9392IMD10009.9BRL-9882.34EXP9760.21OBD.-2018.64OVL2146.25
表5(續(xù))元件的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp11 2 0.24830E-01 40.274 3.1827-6.778522 3 -0.18610E-01-53.735 0.95345 -0.8781734 5 -0.29354E-02-340.67 37.522 30.18158 9 0.36148E-02 276.64 5.8072 1.82896 10 11 0.65837E-02 151.89 0.00000E+00 -2.0083雙合透鏡的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lppl′pp1 2 1 30.97931E-02 102.11 -11.511-20.483透鏡的一階性質(zhì)可變焦距位置編號(hào) 光焦度 f′ lpp l ′ppN/A 0.84029E-02 119.01 83.8079884.8
表6透鏡數(shù)據(jù)表面編號(hào) 類型 半徑 厚度 玻璃 凈孔徑1 29.1621 17.00000SK18 45.892 -139.4548 3.00000F2 39.893 26.9691 0.50000 30.204 a 26.5557 6.00000ACRYLIC29.725 a 32.7898 13.49087 26.026 a-32.7898 6.00000ACRYLIC26.607 a-26.5557 1.00000 30.848 a-23.0582 9.00000 ACRYLIC 31.499 a-30.5640 59.03559 39.9810 cf61.9388 3.00000ACRYLIC 110.7511 ∞ 9.99761 110.60標(biāo)記描述a-多項(xiàng)式非球面c-圓錐段f-菲涅爾焦點(diǎn)偏移＝-1.11420圓錐表面編號(hào) 常數(shù)10 -1.2035E+00偶次冪多項(xiàng)式非球面表面編號(hào) D E FGHI41.3240E-05 -5.5822E-08 5.4959E-10 -8.6016E-13 -3.1443E-15 1.4241E-1752.6931E-05 -6.9112E-08 1.0553E-09 -1.2398E-12 -1.7533E-14 8.7717E-176 -2.6931E-056.9112E-08 -1.0553E-09 1.2398E-12 1.7533E-14 -8.7717E-177 -1.3240E-055.5822E-08 -5.4959E-10 8.6016E-13 3.1443E-15 -1.4241E-1784.8903E-06 -4.3360E-08 9.8937E-11 5.1194E-14 -1.7310E-15 2.3803E-189 -3.0755E-06 -3.1743E-09 -3.9576E-11 7.3867E-14 -4.2264E-17 -1.9105E-19波長(zhǎng)0.54610 0.48000 0.64380 0.43580 0.70652
表6(續(xù))系統(tǒng)一階性質(zhì)OBJ.HT-916.40f/ 2.90 MAG -0.0600STOP10.29 after surface 2.DIA28.290EFL119.000 FVD128.024ENP 26.3928IMD9.99761 BRL118.026EXP-331.152OBD-1999.20OVL2127.22元件的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp11 2 0.25541E-01 39.152 1.8648 -8.917722 3 -0.27807E-01-35.962 1.5372 -0.2972834 5 0.46598E-02 214.60-12.980 -16.02846 7 0.46598E-02 214.60 16.02812.98058 9 -0.31745E-02-315.01-30.662 -40.6436 10 11 0.79720E-02 125.44 0.00000E+00 -2.0083雙合透鏡的一階性質(zhì)元件 表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp1 2 1 30.51599E-02 193.80 -54.477 -52.049誘鏡的一階性質(zhì)可變焦距位置編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′ppN/A 0.84034E-02 119.00 103.14 -115.03
表7透鏡數(shù)據(jù)表面編號(hào) 類型 半徑 厚度 玻璃 凈孔徑1 30.7661 19.80000SK18 41.402-58.5206 3.30000F2 35.613 37.2142 Space 1 29.594a40.6518 6.60000ACRYLIC29.145a34.9013 6.62246 25.026 * 6.62246 29.377a -34.9013 6.60000ACRYLIC31.718a -40.6518 0.60000 42.199a -52.8199 10.00000ACRYLIC45.4810 a -48.2409 Space 2 50.6811 cf 55.0000 3.00000ACRYLIC112.3012∞ Image distance 112.13標(biāo)記描述a-多項(xiàng)式非球面c-圓錐段f-菲涅爾圓錐表面編號(hào) 常數(shù)11-1.5284E+00偶次冪多項(xiàng)式非球面表面編號(hào) D E FGHI45.6499E-07 1.0989E-08 -2.5366E-11 6.6086E-14 -2.9414E-16 6.0750E-1951.2882E-05 3.6695E-09 2.5220E-10 -5.7330E-13 -1.4211E-15 1.0348E-177 -1.2882E-05 -3.6695E-09 -2.5220E-10 5.7330E-13 1.4211E-15 -1.0348E-178 -5.6499E-07 -1.0989E-08 2.5366E-11 -6.6086E-14 2.9414E-16 -6.0750E-199 -2.4565E-06 -3.8370E-09 1.3708E-11 3.4604E-15 -5.1456E-17 3.4596E-2010 -7.0933E-06 -1.4066E-09 -8.6822E-12 9.4656E-16 1.8208E-19 -2.1320E-20表7(續(xù))可變空間可變焦距空間1空間2 焦點(diǎn)位置 T(3)T(10) 偏移 象距1 1.100 52.7250.146 9.9992 0.900 48.2000.35810.0323 1.300 60.500 -0.140 9.993波長(zhǎng)0.54610 0.48000 0.64380 0.43580 0.70652系統(tǒng)一階性質(zhì)，位置1OBJ.HT-916.40f/ 2.90 MAG-0.0600STOP-2.43 after surface 5.OIA27.159EFL119.000FVD126.969ENP 26.3422IMD9.99931BRL116.970EXP-393.868OBD-1992.70 OVL2119.67系統(tǒng)一階性質(zhì)，位置2OBJ.HT-2291.1f/ 2.82 MAG-0.0240STOP-2.43 after surface 5.DIA26.751EFL114.312 FVD122.277ENP 25.9078IMD10.0317 BRL112.245EXP-315.825OBD-4777.58OVL4899.85系統(tǒng)一階性質(zhì)，位置3OBJ.HT-458.20f/ 3.15 MAG-0.1200STOP-2.43 after surface 5.DIA 26.834EFL127.815FVD134.938ENP 26.7790IMD9.99319BRL124 945EXP-625.681OBD-1064.68OVL1199.62元件的一階性質(zhì)元件表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp11 2 0.29047E-01 34.427 4.5512 -8.656922 3 -0.27798E-01 -35.974 1.2258 -0.7795334 5 -0.12420E-02 -805.14 50.329 43.21047 8 -0.12420E-02 -805.14 43.210 -50.32959 10 0.15279E-02 654.50 44.847 40.9606 11 12 0.89778E-02 111.39 0.00000E+00 -2.0083雙合透鏡的一階性質(zhì)元件表面編號(hào) 編號(hào) 光焦度 f′ lpp l′pp1 2 1 3 0.92286E-02 108.36 -25.217 -31.885
表7(續(xù))組的一階性質(zhì)組 表面編號(hào) 編號(hào)光焦度 f′ lpp l′pp11 3 0.92286E-02 108.36 -25.217 -31.88524 10 -0.63514E-03 -1574.5 -126.19 -173.513 11 120.89778E-02 111.39 0.00000E+00 -2.0083透鏡的一階性質(zhì)可變焦距位置編號(hào) 光焦度 f′ lpp 1′pp1 0.84033E-02 119.00 109.63 -116.292 0.87480E-02 114.31 99.733 -107.383 0.78238E-02 127.82 128.27 -133.02
表8例子雙合透鏡 彎月形透鏡 彎月形透鏡 校正器 總焦距 彎月形透鏡 孔徑闌編號(hào)焦距 1焦距 2焦距 焦距 之間的距離 位置1 98.38 -632.68 -632.68 119.0545.7610.222 95.73 -335.43 -335.43 262.79 119.0045.60 1.463 160.30558.66 558.66 119.0031.1517.124 178.65451.09 451.09 119.0034.7419.695 102.11 -340.67 -340.67 276.64 119.0130.43 7.266 193.80214.60 214.60 -315.01 119.0025.49 5.967 108.36 -805.14 -805.14 654.50 119.0026.44 9.0權(quán)利要求
1.一種用于形成物體圖象的投影透鏡，所述透鏡具有一個(gè)孔徑闌，其特征在于，所述投影透鏡包括第一透鏡單元，它包括具有焦距f1和f2的兩個(gè)彎月形透鏡元件，所述的彎月形透鏡元件互相凹入，并且位于孔徑闌附近，每個(gè)所述的彎月形透鏡具有至少一個(gè)非球面表面；以及第二透鏡單元，它由具有焦距f3的一個(gè)顏色校正雙合透鏡，其中f3＞0；f3＜|f1|；以及f3＜|f2|。
2.如權(quán)利要求1所述的投影透鏡，其特征在于，每個(gè)彎月形透鏡元件具有弱的光焦度，或者光焦度相同。
3.如權(quán)利要求1所述的投影透鏡，其特征在于，將孔徑闌置于兩個(gè)彎月形透鏡元件之間。
4.如權(quán)利要求1所述的投影透鏡，其特征在于，第一透鏡單元在透鏡的象一側(cè)，而第二透鏡單元在透鏡的物一側(cè)，或者倒過來(lái)。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的投影透鏡，其特征在于，還包括一個(gè)校正器透鏡單元，所述校正器透鏡單元包括至少一個(gè)非球面，具有弱的光焦度，并且位于與第二透鏡單元相對(duì)的第一透鏡單元一側(cè)。
6.如權(quán)利要求1或5所述的投影透鏡，其特征在于，每個(gè)所述彎月形透鏡元件具有兩個(gè)非球面表面，和/或校正器透鏡單元包括兩個(gè)非球面表面。
7.如權(quán)利要求1或5所述的投影透鏡，其特征在于，第一和第二透鏡單元互相間隔很近。
8.如權(quán)利要求5所述的投影透鏡，其特征在于，校正器透鏡單元包括單個(gè)透鏡元件。
9.如權(quán)利要求5所述的投影透鏡，其特征在于，校正器透鏡單元在第一透鏡單元的象一側(cè)，或者在第一透鏡單元的物一側(cè)。
10.如權(quán)利要求5所述的投影透鏡，其特征在于，f1和f2具有相同的符號(hào)，校正器透鏡單元具有焦距fCR，而fCR的符號(hào)與f1和f2的符號(hào)相反。
11.一種用于形成物體圖象的投影透鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括照射系統(tǒng)，包括光源和形成光源的象的照射用光學(xué)裝置，所述光源的象是照射系統(tǒng)的輸出；象素化的面板，它構(gòu)成物體；以及權(quán)利要求1至10的任何一種投影透鏡。
全文摘要
提供一種與LCD面板一起使用的投影透鏡。透鏡具有兩個(gè)互相凹入的非球面的彎月形透鏡和一個(gè)顏色校正的雙合透鏡,這兩個(gè)彎月形透鏡置于透鏡的孔徑闌附近,雙合透鏡提供透鏡的大部分正的光焦度。透鏡還可以包括一個(gè)弱光焦度的非球面的校正器透鏡元件,它位于與顏色校正雙合透鏡相對(duì)的兩個(gè)彎月形透鏡的一側(cè)。
文檔編號(hào)G02B27/20GK1189628SQ97110870
公開日1998年8月5日 申請(qǐng)日期1997年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月29日
發(fā)明者雅各布·莫斯科維奇 申請(qǐng)人:美國(guó)精密鏡片股份有限公司