[发明专利]薄型大屏幕背投电视投影物镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影物镜，具体涉及一种将由像素组成的物体投影到屏幕成像的投影物镜，这里所述的物体是诸如DMD、LCOS等像素化平板。

背景技术

近年来，电视技术的发展主要体现三大趋势：大屏幕化，高清晰度，数字化。背投数字电视是大屏幕尤其是超大屏幕高清数字电视的重要实现手段之一。

投影物镜是背投数字电视机的核心部件之一，它以像素化平板为物，将其成像到菲涅尔投影屏，为使物镜具有较高的成像质量，它的一些光学性能指标，例如焦距、后截距、倍率、分辨率、像面照度、畸变、镜片的数量以及其材料形状都需满足一定要求。另外，为使电视机具有屏幕大，机身轻薄的特点，物镜的投影距离，视场角也需满足一定要求。因此，此类物镜的设计具有较大的难度。

在本发明作出之前，中国发明专利“转90度角背投影物镜”(CN1815288A)中，公开了一种转90度角背投影物镜，结构包括一弯月形负片玻璃透镜和一弯月形负片PMMA单面非球面透镜构成的负光焦度前组，其球心均朝向光阑面；一组由7片镜片构成正光焦度后组，其中两片使用超低色散光学玻璃，光阑面设在前置的负片和正镜片之间，并且负光焦度前组和正光焦度后组呈90度角设置，其间的平面反射镜与前组光轴线及后组光轴线成45度角设置。这种物镜存在着以下两个方面的不足：第一，尽管采用了转90度角结构，但是从物镜前表面到反射镜反射面中心的距离以及从像素化平面到反射镜反射面中心的距离都比较大，结构仍不够紧凑；第二，该物镜使用两片超低色散光学玻璃，使得生产成本增加。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑、像质优异，且能有效降低生产成本的薄型大屏幕背投电视投影物镜。

实现本发明的技术方案是：提供一种薄型大屏幕背投电视投影物镜，包括物镜前组，物镜后组，平面反射镜，合色棱镜，像素化平板，其特征在于：

所述的物镜前组[U1]为负光焦度，它由一弯月形负片PMMA单面非球面透镜[L1]和光焦度分别为正、负的玻璃透镜[L2、L3]组成；所述的单面非球面透镜的球心均朝向光阑；所述的光焦度分别为正、负的玻璃透镜组成双胶合透镜，正玻璃透镜[L2]的第一面和胶合面的球心均背向光阑，负玻璃透镜[L3]的第二面的球心朝向光阑。

所述的物镜后组[U2]为正光焦度，它由一组光焦度分别为正，正，负，负，正，正的透镜[L4～L9]组成，其中，第一块正透镜[L4]为双凸厚透镜；最后一块正透镜[L9]为PMMA材料单面非球面透镜，其他均为玻璃透镜；光阑面AS设在第一块正透镜[L4]和第二块正透镜[L5]之间。

物镜的光学参数满足关系式：0.81＞|f_前’|/|f_后’|＞0.28；式中，|f_前’|为物镜前组焦距的绝对值，|f_后’|为物镜后组焦距的绝对值；2.9＞|f_前’|/|f_总’|＞1.8，式中，|f_总’|为物镜总焦距的绝对值。

所述的PMMA单面非球面透镜[L1]满足关系式：9.8＞D1/|f_总’|＞8.5，D1为该透镜的有效通光孔径。

所述的双凸厚透镜[L4]满足关系式：2＞D4/t4＞1.5，式中，D4为该透镜的有效通光孔径，t4为该透镜的厚度。

所述的物镜在空气中的后截距BFL满足关系：4＞BFL/|f_总’|＞2.5。

所述的上述物镜前组[U1]与物镜后组[U2]呈90度角设置，其间的平面反射镜[M]与前组光轴线及后组光轴线呈45度角设置；物镜后组与像素化平板之间放置一合色棱镜[PR]。

物镜的结构参数满足关系式：1150mm＞TTL＞950mm，式中，TTL为像素化平板到投影屏之间的距离；从物镜前表面到反射镜反射面中心的距离小于75mm，从像素化平面到反射镜反射面中心的距离(包含合色棱镜)小于170mm。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下明显的优点：

1、由于从物镜前表面到反射镜反射面中心的距离小于75mm，从像素化平面到反射镜反射面中心的距离(包含合色棱镜)小于170mm，因此，具有结构紧凑的优点。

2、物镜的焦距短，焦距在8.1mm至8.9mm之间，视场大，全视场2ω为96度；且无渐晕，像面辐照度均匀，相对照度＞93％，色差小，边缘色差小于0.5个像素，全视场的畸变总小于0.5％，成像质量高。因此，满足了人们对电视机所需的机身轻薄、大屏幕、高清晰度的要求。