投影电视透镜系统及使用该系统的投影电视机技术方案

提供了在投影电视中使用的投影透镜系统（１３）。系统的特征是屏幕一侧的透镜单元（Ｕ１），它具有弱的光焦度，具有由高色散材料制成的负的非球面透镜元件，并且具有由低色散材料制成的正的透镜元件。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术涉及一种宽视场的大数值孔径透镜系统，它在投影电视中，尤其在采用阴极射线管(CRT)的投影电视中采用部分彩色校正。
技术介绍
现有的用于CRT投影电视的投影透镜，从长共轭到短共轭，包括弱非球面校正器，接着是强的正光焦度单元，另一个弱的非球面校正器，以及靠近CRT的强的负光焦度元件。在许多现有专利中都可以找到关于该透镜结构的描述，包括Betensky专利技术的美国专利4,697,892号，和Moskovich专利技术的美国专利4,682,862号、4,755,028号和4,776,681号。为了实现对色差的校正，通常在强的正光焦度单元中包括一个彩色校正双合透镜。美国专利4,963,007号描述了一种透镜结构，该结构通过对两个前单元都增加负光焦度、高色散的元件来实现彩色校正。在这些形式的透镜中，玻璃元件和塑料元件的形状已造成了较高的生产成本。
技术实现思路
本专利技术的透镜系统提供了可以对色差作部分校正并且制造透镜的难度和成本增加最小的装置。透镜最好包括(从长共轭至短共轭)弱的光焦度单元、第二强的正光焦度单元、弱的光焦度非球面元件和强的负光焦度元件，其中弱的光焦度单元至少包括一个由高色散材料制成的负的非球面元件并紧跟由低色散材料制成的正的非球面元件，第二强的正光焦度单元提供大部分的透镜光焦度，而强的负光焦度元件靠近透镜短共轭上的CRT。在上述形式的透镜中，第一单元负责校正球差和慧差之类的与光瞳有关的象差。为了校正来自透镜光焦度单元的过校正球面作用，第一单元表面的形状向透镜边缘提供增大的负光焦度。甚至在第一单元中联合使用一个由高色散材料制成的弱光焦度非球面负元件和一个由低色散材料制成的正元件，就可以显著改善对透镜全孔径的色差校正。应该注意，在负元件后面跟正元件可以通过以下方式实现对象差的必要校正，即两个元件的厚度，作为透镜直径的函数，其变化都相当小，由此为这些元件提供的形状适于大批量的生产。因此，本专利技术提供了一种高速、宽视场的投影透镜系统，它从长共轭到短短共轭依次包括弱光焦度的非球面校正单元，强光焦度单元，它提供了透镜的大部分正光焦度，弱光焦度的非球面单元，和强的负光焦度单元，它接近透镜的短共轭，并且提供了对透镜场曲率的大部分校正，其中校正单元包括一个由高色散材料制成的负光焦度的非球面元件，后面紧跟一个由低色散材料制成的正光焦度的元件。在某些实施例中，正光焦度的元件可以是非球面的。附图概述附图说明图1、2和3是按照本专利技术构造的透镜系统的侧视示意图。图4是采用按照本专利技术构造的透镜系统的投影TV的示意图。包括在说明书中并且构成说明书的一部分的上述附图示出了本专利技术的较佳实施例，并且用这些附图连同描述来说明本专利技术的原理。当然，应该明白，这些附图和描述仅仅用于说明而不是限制本专利技术。较佳实施例的描述如这里所使用的，高色散材料的色散类似于火石玻璃。具体地说，高色散材料是一种这样的材料，即对于1.85至1.5范围内的折射率，其V值在20至50的范围内。相反，低色散材料的色散类似于冕牌玻璃，或者用V值来描述是，对于1.85至1.5范围内的折射率，其V值在35至75的范围内。图1至3描述了按照本专利技术构造的各种投影透镜。相应的说明和光学性质分别示于表1至3。对于在透镜系统中使用的玻璃，采用HOYA或SCHOTT牌号。在本专利技术的实践中能够采用由其他的制造商制造的等同的玻璃。对于苯乙烯和聚丙烯元件，采用工业上容许的材料。采用“xxxxxx”形式的材料牌号表示CRT的折射率和色散特性，以及透镜系统最后元件与CRT之间的耦合流体的折射率和色散特性。具体地说，通过对牌号的前三个数字加1.000，来获得材料的Ne值，并通过在最后一位数字之前加一小数点，由后三位数字获得Ve值。在表中列出的非球面系数用于下述公式z=cy21+1/2+Dy4+Ey6+Fy8-Gy10-Hy12+Iy14]]>这里，z是在离系统光轴的距离为y处的表面弛垂度，c是透镜在光轴处的曲率，而k是圆锥常数。在表中，与各个表面相关的标记“a”代表非球面，即，在上述公式中的D、E、F、G、H或I中至少有一个不为零的表面。标记“c”表示一个圆锥表面，对于圆锥表面，上述公式中的k值不为零。表1中的表面7、表2中的表面5和8，以及表3中的表面4和7是任选的光晕表面。表中给出的所有的尺寸以毫米为单位。在制作这些表时假设光线在图中从左至右行进。在实践中，LCD面板将在右方，而观看屏将在左方，光线将从右向左行进。图4是按照本专利技术构造的CRT投影电视10的示意图。如该图所示，投影电视10包括机壳12，投影屏14沿其前表面，倾斜的反射镜沿其后表面。模块13示意表示按照本专利技术构造的透镜系统，而模块16表示其相关的CRT管。在实践中，用三个透镜系统13和三个CRT管16将红色、绿色和蓝色图象投影到屏幕14上。图4表示背投式电视。本专利技术的透镜系统还可以用于前投式电视，它除了不使用反射镜之外，其它结构类似。表4的上半部分列出了上述透镜单元与表103中透镜的各种元件和表面之间的对应关系。具体地说，“单元1”是弱光焦度的非球面校正单元，“单元2”是提供透镜之大部分正光焦度的强光焦度单元。“单元3”是位于单元2之短共轭侧的弱光焦度的非球面单元，而“单元4”是位于透镜短共轭侧的强的负光焦度单元。在表4中，已将CRT屏幕以及屏幕与透镜系统之间的耦合流体包括在单元4中，因为当把它们包括在投影电视系统中时，这些元件会影响透镜系统的光学性能。在实践中，一般将本专利技术的透镜系统与这些元件分开，提供给投影电视的制造商。下述的权利要求书试图覆盖提供给制造商的本专利技术透镜系统以及组装成投影电视系统后的透镜系统。表4的下半部分列出了单元1至4的焦距，分别为f1至f4，还列出了透镜系统的总焦距(f0)，所有这些数据都可由表1-3确定。由表4可见，本专利技术透镜系统中｜f1｜/f0、f2/f0、｜f3｜/f0和｜f4｜/f0的比值满足以下关系｜f1｜/f0＞2.5；f2/f0＜1.25；｜f3｜/f0＞2.0；和｜f4｜/f0＞1.4。例如，由图1-3可见，非球面校正透镜单元的第一和第二透镜元件间隔接近。特别是，这些元件之间的距离小于透镜系统焦距2个百分点(见表1)。例如，从图1-3中还可以看出，构成非球面校正透镜单元(单元1)的透镜元件，元件厚度作为透镜直径的函数变化很小。特别是，这些透镜元件的Tmax至Tmin的比值小于大约3.0，其中Tmax是透镜元件在其净通光孔径上的最大厚度，而Tmin是在净通光孔径上的最小厚度。虽然已经描述了本专利技术的一些特定的实施例，但应明白，根据上面的揭示，不背离本专利技术范围和精神的种种变更对于本领域内的一般技术人员而言将是显而易见的。表1透镜数据表面 净通光编号 类型半径厚度 玻璃孔径直径1 a70.41527.00000苯乙烯79.272 c61.49901.00352 70.783 c65.252613.00000 丙烯酸70.854 a144.1335 12.89880 70.745 75.816720.00000 SK5 73.336 -105.1768 0.20000 71.987 ∞ 8.60337 64.208 a-125本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于阴极射线管的投影透镜系统，其特征在于，从象的一侧开始依次包括：ａ）弱光焦度的校正透镜单元，所述单元从透镜系统的象的一侧开始依次包括；ｉ）第一透镜元件，它具有负的光焦度，并至少包括一个非球面，所述第一透镜元件由高色散材料制成； 和ｉｉ）第二透镜元件，它具有正的光焦度，并且由低色散材料制成；ｂ）光焦度透镜单元，它提供了透镜系统的大部分正光焦度；ｃ）弱光焦度的透镜单元，它至少包括一个非球面；和ｄ）具有强的负光焦度的透镜单元，在使用透镜系统期间，它与阴极 射线管关联，并且对透镜系统的场曲率进行大部分校正。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杰克伯莫斯科维基，
申请(专利权)人：美国精密镜片股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]