專利名稱：投影光學(xué)系統(tǒng)、投影電視和投影光學(xué)系統(tǒng)中透鏡的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括濾色層的投影光學(xué)系統(tǒng)，一種采用投影光學(xué)系統(tǒng)的投影電視，和包括在投影光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡的制造方法。
背景技術(shù)：
圖1是在美國專利第5,055,922號上揭示的彩色電視投影透鏡系統(tǒng)的截面圖。參照圖1，該投影透鏡系統(tǒng)10包括固定在陰極射線管(CRT)9上的固定裝置12。該固定裝置12形成裝有冷卻劑的外殼13。
該投影透鏡系統(tǒng)10包括順序設(shè)置的第一透鏡14、第二透鏡15、第三透鏡16、第四透鏡17和第五透鏡18，每個透鏡都可以部分修正像差。該第一透鏡14具有低放大率并且在其兩側(cè)均為非球面。該第一透鏡14可以由壓克力(acryl)構(gòu)成。該第二透鏡15為由聚乙烯塑料(polyethylene plastics)構(gòu)成的雙凹面透鏡并且部分修正色像差。該第三透鏡16是為該投影光學(xué)系統(tǒng)提供大部分放大率的功率透鏡，并且可以由玻璃構(gòu)成。該第四透鏡17為修正透鏡，并且可以由壓克力塑料(acryl plastics)構(gòu)成。該第四透鏡17其兩側(cè)可以為非球面以修正像差并且可以具有低放大率。該第五透鏡18為與冷卻劑共同作用的像面平整鏡(field flattener)，其可以由壓克力塑料(acryl plastics)構(gòu)成。
當(dāng)該CRT9為綠色光CRT時，該第五透鏡18作為包含顏色過濾材料的顏色濾光片，其以550nm的波長傳輸綠色光束并且吸收其它波長的光束。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題建議除了第五透鏡18作為顏色濾光片外，其它的透鏡之一也可以是顏色濾光片。作為顏色濾光片的透鏡可以通過在透鏡的整個內(nèi)表面涂顏色過濾材料而形成。在此，為使色度純度均勻化，必須用注模成型裝置將透鏡模制成均勻厚度，然而，這可能增加外形誤差和增大制造成本。而且由于透鏡作為顏色濾光片額外增加到該投影光學(xué)系統(tǒng)中，該投影光學(xué)系統(tǒng)的外形會變得復(fù)雜。
技術(shù)方案本發(fā)明提供一種投影光學(xué)系統(tǒng)，其包括形成有濾色層的透鏡，以增加顏色純度和圖像質(zhì)量；一種采用投影光學(xué)系統(tǒng)的投影電視；一種形成有均勻厚度濾色層的透鏡的制造方法。
與本發(fā)明一個方面相一致，本發(fā)明提供包括投影多種顏色光束到熒光屏上的多個透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)。在透鏡中的至少一個的表面上涂有濾色層，其吸收該多種顏色光束中至少一種光束。
與本發(fā)明另一個方面相一致，本發(fā)明提供包括陰極射線管和多個透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)的投影電視，該透鏡將從陰極射線管發(fā)射出的顏色光束投影到熒光屏上。吸收至少一種顏色光束的濾色層涂在該多個透鏡中的至少一個的表面上。
還與本發(fā)明另一個方面相一致，本發(fā)明提供投影多種顏色光束到熒光屏上的透鏡的制造方法，其中該透鏡包括在投影光學(xué)系統(tǒng)中。該方法包括將該透鏡安裝在支架上，并且將該透鏡以真空吸附器固定在該支架上；將涂層材料滴在該透鏡表面；旋轉(zhuǎn)該支架；以及硬化涂層材料。該涂層材料吸收各個顏色光束中的至少一種，并且可以是紫外線固化樹脂或熱固性樹脂。
有利效果投影光學(xué)系統(tǒng)和采用投影光學(xué)系統(tǒng)的投影電視包括濾色層，因而增強期望顏色的色度和顏色純度。換言之，該濾色層吸收CRT顏色發(fā)射光譜中的非需要波長，因此投影電視的顏色純度和對應(yīng)的熒光屏色度均得到增強，于是能提供更好的圖像質(zhì)量。
與本發(fā)明實施例一致的包括在該投影光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡的制造方法可以包括用旋轉(zhuǎn)涂敷方法將濾色層均勻地涂在透鏡表面。該濾色層可以修正透鏡像差并且減少色像差。從而改進顏色純度。相應(yīng)地，顏色重現(xiàn)區(qū)會擴大并且可以形成具有高清晰度的圖像。
盡管已經(jīng)參照附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會認識到，本發(fā)明可以以其它具體形式予以實現(xiàn)，而不改變或變化其中的技術(shù)精神和基本特性。因此，應(yīng)該認識到，本發(fā)明并不局限于前述實施例，其只是對本發(fā)明各方面的圖解。本發(fā)明的范圍應(yīng)該由所附權(quán)利要求限定，并且在本發(fā)明精神和范圍上所作的所有變化和修改和它們的等同物都屬于本


本發(fā)明的上述和其它特點及優(yōu)點參照附圖通過對示范性實施例的詳細描述從而將變得更為顯見，其中圖1是在美國專利號5,055,922上揭示的彩色電視投影透鏡系統(tǒng)的截面圖；圖2是與本發(fā)明第一實施例一致的投影光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖3是與本發(fā)明第二實施例一致的投影光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖4是圖解與本發(fā)明實施例一致的可以涂在投影光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)裝置上的一系列濾色層的透光度圖線；圖5是圖解具有圖4所示透光特性的綠色濾光層和紅色濾光層對從陰極射線管發(fā)射出的紅色、綠色和藍色光束的濾光特性的圖線；圖6是圖解與本發(fā)明實施例一致的包括形成有濾色層的透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)CIE色品圖線；圖7是與本發(fā)明實施例一致的投影電視示意圖；圖8是與本發(fā)明實施例一致的透鏡的制造設(shè)備示意圖；和圖9是與本發(fā)明實施例一致的包括在投影光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡的制造方法流程圖；具體實施方式
圖2是與本發(fā)明第一實施例一致的投影光學(xué)系統(tǒng)30的示意圖。
參照圖2，與本發(fā)明第一實施例一致的投影光學(xué)系統(tǒng)30包括保護透鏡31、聯(lián)接器(coupler)32、第一凹凸透鏡33、雙凸透鏡36、濾色層35和第二凹凸透鏡37。保護透鏡31覆蓋顯示裝置的熒光表面，該顯示裝置例如為陰極射線管(CRT)，其產(chǎn)生多種顏色光束。該聯(lián)接器32中裝有冷卻劑。該第一凹凸透鏡33與該聯(lián)接器32相連并且在預(yù)定的方向發(fā)射多種顏色光束。該雙凸透鏡36折射從該第一凹凸透鏡33發(fā)射出來的該多種顏色光束。該濾色層35形成在該雙凸透鏡36的一側(cè)，并且吸收該多種光束中的至少一種光束。該第二凹凸透鏡37在期望象素點處傳輸該多種顏色光束，因而在熒光屏7(如圖7)上形成圖像。孔阻擋件38攔截非需要光束。
從CRT發(fā)射的多種顏色光束經(jīng)過保護透鏡31、聯(lián)接器32和第一凹凸透鏡33傳輸。當(dāng)該顏色光束通過該濾色層35時，其中的一些顏色光束被該濾色層35中的染料吸收和過濾。通過該濾色層35過濾的該顏色光束由雙凸透鏡36折射，其中的一些顏色光束被該孔阻擋件38攔截，剩下的顏色光束通過該第二凹凸透鏡37并且在該熒光屏7(如圖7)上形成圖像。
現(xiàn)在將從與熒光屏最近的裝置開始，逐一對每個光學(xué)裝置的功能進行簡要的描述。該第二凹凸透鏡37上有個對著該熒光屏的凸表面。該第二凹凸透鏡37修正由于大熒光屏所需透鏡的大孔徑所引起的球面像差。該第二凹凸透鏡37可能是非球面。
該雙凸透鏡36以一個預(yù)定的比例放大從CRT射入的圖像。該雙凸透鏡36可以由玻璃構(gòu)成并且可以具有正屈光力(positive refractive power)。
該第一凹凸透鏡33具有面對熒光屏的凹面和面對CRT的凸面。該第一凹凸透鏡33具有負屈光力(negative refractive power)，并且修正場的曲率和變形。該第一凹凸透鏡33可以是非球面，以便更好地修正像差。
圖3是與本發(fā)明第二實施例一致的投影光學(xué)系統(tǒng)50的示意圖。參照圖3，投影光學(xué)系統(tǒng)50包括保護透鏡51、聯(lián)接器52、第一凹凸透鏡53、修正透鏡54、雙凸透鏡56、形成在雙凸透鏡56上的濾色層55、孔阻擋件58和第二凹凸透鏡57。與本發(fā)明第一實施例相一致的投影光學(xué)系統(tǒng)30相比，與本發(fā)明第二實施例一致的投影光學(xué)系統(tǒng)50還包括插在雙凸透鏡56和第一凹凸透鏡53之間的修正透鏡54，以增加每種顏色光束像差修正的有效率。
在圖2和3所示的該投影光學(xué)系統(tǒng)30和50中，該濾色層35和55也可以形成在該第一凹凸透鏡33和53、該第二凹凸透鏡37和57、和該修正透鏡54上。
參照圖2和3，該濾色層35和55可以包括一種預(yù)置的染料以過濾一種預(yù)定的顏色光束。在此情況下，該濾色層35和55不是分布在雙凸透鏡36和56內(nèi)部，而是涂在雙凸透鏡36和56的外表面。因此，可以防止由于注射引起的問題，并且雙凸透鏡36和56的厚度不需要一致。
投影電視采用單色CRT。因此，該投影電視能在熒光屏上合并相對于各種顏色光束的信號，即紅色、藍色、和綠色光束信號，并且將圖像投影在熒光屏上。特別地，由于綠色光束對圖像質(zhì)量影響較大，因此在濾色層35中，可以含有綠色CRT混合染料(過濾紅色或藍色光束而不過濾綠色光束)，以提高綠色光束的透光度。
圖4是圖解與本發(fā)明實施例一致的可以涂在投影光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)裝置上的多種濾色層的透光度的圖線。參照圖4f1示出了波長范圍為450nm至700nm時透光度大約為90％的情況；f2示出了波長范圍為460nm至550nm時透光度為80％以上的情況；f3示出了波長范圍為600nm以上時透光度為80％以上的情況。因此，當(dāng)主要傳輸綠色光束并且過濾在其它波長范圍內(nèi)的其它顏色光束時，可能會采用具有f2所示透光特性的濾色層，即綠色濾光層。當(dāng)主要傳輸紅色光束并且過濾在其它波長范圍內(nèi)的其它顏色光束時，可能會采用具有f3所示透光特性的濾色層，即紅色濾光層。
圖5是圖解由具有圖4所示透光特性的綠色濾光層f2和紅色濾光層f3來過濾從陰極射線管發(fā)射出的紅色、綠色和藍色光束的濾光特性的圖線；參照圖5，在從CRT發(fā)射出的多種顏色光束中，藍色光束在波長范圍為450nm時達到峰值，綠色光束在波長范圍為500和550時達到峰值，和紅色光束在波長范圍為620時達到峰值。當(dāng)采用綠色濾光層f2時，500nm時的光學(xué)強度峰值從大約28降到大約17，和550nm時的光學(xué)強度峰值從63降到大約35。此外，采用紅色濾光層f3時，630nm時的光學(xué)強度輕度降低。
圖6是圖解與本發(fā)明實施例一致的包括形成有濾色層的透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)CIE色品坐標圖線。參照圖6，點1a表示從該綠色CRT發(fā)射出的綠色光束的色度，點2表示從該藍色CRT發(fā)射出的藍色光束的色度，和點3a表示從該紅色CRT發(fā)射出的紅色光束的色度。連接點1a、2和3a所形成的三角形表示采用濾色層之前的顏色重現(xiàn)區(qū)域。如該CIE色度坐標所示，點1a越接近點G，綠色光束純度越高。點3a越接近點R，紅色光束純度越高；點2越接近點B，綠色光束純度越高。
采用濾色層后，顏色重現(xiàn)區(qū)域擴大到包括連接1b、2和3b所形成的三角形。由于點1b比點1a更接近點G，綠色光束的純度得到改進。由于點3b比點3a更接近點R，紅色光束的純度也得到改進。
圖7是與本發(fā)明實施例一致的投影電視示意圖。參照圖7，與本發(fā)明實施例一致的投影電視1包括主體9、包括在主體9中的CRT裝置和將從CRT裝置3發(fā)射出的光束反射到熒光屏7上的反射鏡5。該CRT裝置3包括CRT和圖2或3中的投影光學(xué)系統(tǒng)30或50，該裝置以預(yù)定的比例放大從該CRT發(fā)射出的光束。在此，可以采用任何包括具有濾色層的透鏡的投影光學(xué)系統(tǒng)。
圖2和3中與本發(fā)明實施例一致的投影光學(xué)系統(tǒng)30和50可以增強顏色純度，而且同時可以修正由涂在具有高屈光力玻璃透鏡表面的濾色層引起的色像差。此外，由于該投影光學(xué)系統(tǒng)30和50具有高顏色重現(xiàn)能力，因此可以生成高清晰彩色圖像。即使叫做C-透鏡的聯(lián)接器的厚度不一致，也不會出現(xiàn)功能問題，因此在透鏡設(shè)計方面就有高自由度。因此，可以簡化透鏡外形。
現(xiàn)在將描述與本發(fā)明實施例一致的包括在投影光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡的制造方法。參見圖9。
與本發(fā)明實施例一致的透鏡的制造方法包括形成有待安裝玻璃透鏡的預(yù)置的模型和在模型內(nèi)表面涂上樹脂。該樹脂可以是紫外線(UV)固化樹脂，如丙稀酸聚氨脂(urethane acrylate resin)或環(huán)氧丙稀酸酯(epoxy acrylateresin)。在樹脂表面安裝玻璃透鏡以后，在模型外表面上輻射紫外線，以硬化樹脂，從而在該玻璃透鏡表面形成濾色層。輻射紫外線的時間由該紫外線強度和該樹脂的固化特性決定。然而，可以輻射紫外線數(shù)分鐘。當(dāng)該濾色層固化后，將該玻璃透鏡從該模型上移除。該模型可以用一系列從母型復(fù)制過來的復(fù)制模型大量生產(chǎn)。該復(fù)制模型可以由特殊材料構(gòu)成以便用于濾色層的樹脂僅僅粘附在玻璃上。這里，該濾色層可以由熱固化樹脂構(gòu)成，來替代紫外線固化樹脂。
與本發(fā)明第二實施例一致的透鏡的制造方法包括給包括在投影光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡的一側(cè)涂濾色層。
參照圖8，將在其上涂濾色層的透鏡R安裝在支架60上，并由真空吸附器63固定在支架60上。該真空吸收器63包括產(chǎn)生真空的泵。在將透鏡R固定在支架60上之前，將透鏡R置于中心位置以防止其偏倒在支架60中。
涂層液65，包含吸收預(yù)定波長光的材料，滴在透鏡R的表面。依據(jù)涂鍍液的特性，由驅(qū)動電動機68帶動支架60旋轉(zhuǎn)。確定最佳的旋轉(zhuǎn)速度和加速度以使涂層的厚度一致。涂層可以涂在透鏡R的前表面和后表面。優(yōu)選將透鏡設(shè)置在支架60上，以使透鏡R接觸支架60不是有效面的表面。
旋轉(zhuǎn)支架60，以使涂鍍液均勻涂在透鏡R的表面。然后，用紫外線固化或熱固化使涂鍍液固化。這樣，濾色層就可以以一致的厚度涂在透鏡R的表面。紫外線固化時間和強度可以根據(jù)涂鍍液的特性決定。
如丙烯酸聚氨酯、環(huán)氧丙稀酸酯的紫外線固化樹脂、或熱固樹脂可以用作顏色濾光材料。在本實施例中，用簡單的旋轉(zhuǎn)涂敷方法將濾色層涂在透鏡R的表面。
權(quán)利要求
1.一種投影光學(xué)系統(tǒng)，包括多個透鏡，其投影多種顏色光束到熒光屏上；和濾色層，其涂在該多個透鏡中的至少一個的表面上，濾色層吸收該多種顏色光束中的至少一種光束。
2.如權(quán)利要求1中所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，還包括設(shè)置在該多個透鏡周邊的陰極射線管，其產(chǎn)生該多種顏色光束。
3.如權(quán)利要求1和2中任何一項所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其中，該多種顏色光束包括紅色光束、綠色光束和藍色光束。
4.如權(quán)利要求1和2中任何一項所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其中，該濾色層由包含吸收該多種顏色光束中預(yù)定的一種光束的材料的紫外線固化樹脂或熱固化樹脂構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1和2中任何一項所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，還包括具有負屈光力的凹凸透鏡和雙凸透鏡中的至少一種。
6.如權(quán)利要求5所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，還包括可以修正像差的修正透鏡。
7.一種包括投影光學(xué)系統(tǒng)的投影電視，包括陰極射線管；多個透鏡，其將從該陰極射線管發(fā)射出的多種顏色光束投影到熒光屏上；和濾色層，其涂在該多個透鏡中至少一個的表面上，濾色層吸收該多種顏色光束中的至少一種光束。
8.如權(quán)利要求7所述的投影電視，還包括裝有冷卻劑的聯(lián)接器，設(shè)置在該陰極射線管和該投影光學(xué)系統(tǒng)之間的光程中。
9.如權(quán)利要求7和8中任何一項所述的投影電視，其中，該濾光層由包含吸收該多種顏色光束中預(yù)定的一種光束的材料的紫外線固化樹脂或熱固化樹脂構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求7和8中任何一項所述的投影電視，其中，該投影電視還包括具有負屈光力的凹凸透鏡和雙凸透鏡中的至少一種。
11.如權(quán)利要求10所述的投影電視，其中，該投影光學(xué)系統(tǒng)還包括可以修正像差的修正透鏡。
12.一種透鏡的制造方法，該透鏡用于投影多種顏色光束到熒光屏上并且包括在投影光學(xué)系統(tǒng)中，該方法包括將該透鏡安裝在支架上，并且將該透鏡由真空吸附器固定在該支架上；將涂層材料滴在該透鏡的表面上，并且旋轉(zhuǎn)該支架，其中，該涂層材料吸收該多種顏色光束中的至少一種光束；和固化該涂層材料。
13.如權(quán)利要求12中所述的方法，其中，該涂層材料是紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種投影光學(xué)系統(tǒng)、一種投影電視和一種包括在投影光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡的制造方法。該投影光學(xué)系統(tǒng)包括投影顏色光束到熒光屏上的透鏡。吸收該顏色光束中至少一種光束的濾色層，涂在該透鏡中的至少一個透鏡的表面上濾色層。
文檔編號H04N5/74GK1817030SQ200480018898
公開日2006年8月9日 申請日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者尹錫溢, 金成基, 黃奎煥, 賈永一 申請人:三星電子株式會社