專利名稱：投影物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可變焦距的投影物鏡，優(yōu)選地用于成象轉(zhuǎn)鏡矩陣或反射和/或發(fā)射LCD，所述投影物鏡包括布置在共同光軸上的三組透鏡，其中從面對(duì)投影屏幕的一側(cè)開始，用于聚焦的第一組透鏡和用于改變焦距的第二組透鏡以位置可變的方式布置在光軸上，而第三組透鏡是固定的。
背景技術(shù)：
例如公開在EP 058 651 B1和US 5,644,435中的具有可變焦距并特別用于上述類型的成象的通常所知的投影物鏡主要在透鏡數(shù)量、它們的布置以及有關(guān)可應(yīng)用到光學(xué)系統(tǒng)的條件的技術(shù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)上相互不同。
由于在絕大多數(shù)情況下應(yīng)用需要改變成象的尺寸和位置，從而將投影調(diào)整到各種不同的空間尺寸，因此主要使用了變焦投影系統(tǒng)。
因此，投影物鏡主要由變焦裝置、補(bǔ)償裝置和照相透鏡中所用類型的聚焦裝置組成。
因此，為了獲得高成象質(zhì)量，這種系統(tǒng)包括許多透鏡元件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并因而價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種上述類型的投影物鏡，由于使用了少量的具有最小尺寸的光學(xué)元件從而降低了它的生產(chǎn)工藝復(fù)雜度，同時(shí)保證了良好的成象性能。
根據(jù)本發(fā)明，通過滿足以下條件來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的1.0h max＜dG2-G3＜1.5h max和s≤10mm，其中h max是最大物體高度，dG2-G3是位于第一位置的透鏡組G2和透鏡組G3之間的距離，s是物體側(cè)截距。
本發(fā)明的投影物鏡包括較少的光學(xué)元件，因而制造便宜。
為了提高其成象性能，該投影物鏡適宜地設(shè)計(jì)為滿足以下條件1.2f1＜fG1＜1.7f10.7f1＜fG2＜1.1f11.5f1＜fG3＜2.0f1，其中f1是第一位置上的物鏡的總焦距，fG1是第一透鏡組G1的焦距的絕對(duì)值，fG2是第二透鏡組G2的焦距的絕對(duì)值，和fG3是第三透鏡組G3的焦距的絕對(duì)值。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括從面對(duì)投影屏幕的一側(cè)開始，第一組透鏡，包括一個(gè)凹彎月形透鏡，一個(gè)凸彎月形透鏡，和一個(gè)凹透鏡；第二組透鏡，包括一個(gè)凹彎月形透鏡或者一個(gè)由凸彎月形透鏡和凹彎月形透鏡構(gòu)成的負(fù)透鏡組件，一個(gè)凸透鏡，和一個(gè)由凸透鏡和凹透鏡組成的正透鏡組件；以及第三組透鏡，包括至少一個(gè)凸透鏡。
本發(fā)明的投影物鏡的其他有利的實(shí)施例滿足以下條件2.0＜L/f1＜3.01.68＜navg＜1.7440.0＜vavg＜44.0，其中L是物鏡的總長(zhǎng)度，navg是透鏡的平均折射率，和vavg是透鏡的阿貝分散數(shù)的平均值。


下面將參照實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的投影物鏡。附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件，其中圖1是投影物鏡的示意圖；圖2是投影物鏡的示意圖，其中組件布置為第二透鏡組G2中的第一元件；圖3是圖2中的半徑Ri和空隙或透鏡厚度di的示意圖；圖4是投影物鏡的示意圖，其中彎月形透鏡布置為第二透鏡組G2中的第一元件；圖5是圖4中的半徑Ri和空隙或透鏡厚度di的示意圖；圖6是如圖2和3所示的第一實(shí)施示例的焦距范圍(f＝19.2和f＝22.5)的最終位置的成象誤差的圖表；圖7是如圖2和3所示的第二實(shí)施示例的焦距范圍(f＝25.8和f＝30.0)的最終位置的成象誤差的圖表；圖8是如圖4和5所示的第一實(shí)施示例的焦距范圍(f＝19.2和f＝22.5)的最終位置的成象誤差的圖表；圖9是如圖4和5所示的第二實(shí)施示例的焦距范圍(f＝25.8和f＝30.0)的最終位置的成象誤差的圖表。
具體實(shí)施例方式
圖1表示投影物鏡的總體結(jié)構(gòu)，包括從投影屏幕1開始并布置在共同光軸上的第一組透鏡G1、第二組透鏡G2和第三組透鏡G3，其中如從第二分圖所看到的那樣，用于校正焦距(<-fok.->)的第二組透鏡G2位于光軸2上的改變(校正)位置。面對(duì)物體的第三組透鏡G3保持其在光軸2上的位置不變，而第一組透鏡G1可移動(dòng)地布置以便聚焦物鏡。
圖2是投影物鏡的示意圖，包括布置在第一組透鏡G1中的一個(gè)凹彎月形透鏡3、一個(gè)凸彎月形透鏡4以及一個(gè)凹透鏡5。
在該例中，第二組透鏡G2包括一個(gè)凸彎月形透鏡6和一個(gè)凹彎月形透鏡7(組件)、一個(gè)凸透鏡8以及一個(gè)由一個(gè)凸透鏡9和一個(gè)凹透鏡10構(gòu)成的正透鏡組件。
第三組透鏡G3包括一個(gè)凸透鏡11。
圖3表示如圖2所示的各個(gè)投影透鏡的半徑Ri(i＝1-16)和空隙或透鏡厚度di(i＝1-16)。在此基礎(chǔ)上，利用結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不同的兩個(gè)實(shí)施示例來(lái)表示所述的各個(gè)投影透鏡。各個(gè)實(shí)施示例的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表示在實(shí)施示例說明部分之后的表1和2以及表5中。
在如圖2和3所述的實(shí)施示例的變型中，圖4所表示的投影物鏡中一個(gè)凹彎月形透鏡12布置為第二組透鏡G2的第一元件，而不是由凸彎月形透鏡6和凹彎月形透鏡7構(gòu)成的組件。另外，圖5表示半徑Ri(i＝1-15)和空隙或透鏡厚度di(i＝1-14)。在此基礎(chǔ)上，該實(shí)施例由結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不同的兩個(gè)實(shí)施示例來(lái)表征，這些結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表示在表3和4以及表5中。
圖6和7是如圖2和3所示的投影物鏡的變型的焦距范圍f＝19.2和f＝22.5(第一實(shí)施示例)以及f＝25.8和f＝30.0(第二實(shí)施示例)的最終位置的成象誤差的圖表。
與此類似，圖8和9表示如圖4和5所示的結(jié)構(gòu)的投影物鏡的兩個(gè)實(shí)施示例的同一焦距范圍的最終位置的成象誤差。
標(biāo)號(hào)列表1 投影屏幕2 光軸3到12 透鏡R半徑G1、G2、G3透鏡組d 空隙、透鏡厚度f(wàn) 焦距表1

可變透鏡 空隙 空隙焦距位置1d6＝4.65 d14＝14.01 f1＝19.22d6＝2.12 d14＝16.56 f2＝22.3
表2

可變透鏡空隙 空隙 焦距位置1 d6＝5.89 d14＝18.21 f1＝25.82 d6＝2.55 d14＝21.56 f2＝30.0
表3

可變透鏡 空隙 空隙 焦距位置1 d6＝5.40 d14＝14.00 f1＝19.22 d6＝2.96 d14＝16.51 f2＝22.3
表4

可變透鏡 空隙 空隙 焦距位置1 d6＝5.95d14＝18.19f1＝25.82 d6＝2.57d14＝21.55f2＝30.0
表5

權(quán)利要求
1.一種投影物鏡，具有可變焦距，優(yōu)選地用于成象轉(zhuǎn)鏡矩陣或反射和/或發(fā)射LCD，所述投影物鏡包括布置在共同光軸(2)上的三組透鏡(G1、G2、G3)，其中從面對(duì)投影屏幕(1)的一側(cè)開始，用于聚焦的第一組透鏡(G1)和用于改變焦距的第二組透鏡(G2)以位置可變的方式布置在光軸(2)上，而第三組透鏡(G3)是固定的，其特征在于，滿足以下條件1.0h max＜dG2-G3＜1.5h max和s≤10mm，其中h max是最大物體高度，dG2-G3是位于第一位置的透鏡組(G2)和透鏡組(G3)之間的距離，s是物體側(cè)截距。
2.如權(quán)利要求1所述的投影物鏡，其特征在于，滿足以下條件1.2f1＜fG1＜1.7f1，其中f1是第一位置上的物鏡的總焦距，fG1是第一透鏡組(G1)的焦距的絕對(duì)值。
3.如權(quán)利要求1所述的投影物鏡，其特征在于，滿足以下條件0.7f1＜fG2＜1.1f1，其中fG2是第二透鏡組G2的焦距的絕對(duì)值。
4.如權(quán)利要求1所述的投影物鏡，其特征在于，滿足以下條件1.5fl＜fG3＜2.0f1，其中fG3是第三透鏡組G3的焦距的絕對(duì)值。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的投影物鏡，其特征在于，從面對(duì)投影屏幕(1)的一側(cè)開始第一組透鏡(G1)，包括一個(gè)凹彎月形透鏡(3)，一個(gè)凸彎月形透鏡(4)，和一個(gè)凹透鏡(5)；第二組透鏡(G2)，包括一個(gè)凹彎月形透鏡(12)或者一個(gè)由凸彎月形透鏡(6)和凹彎月形透鏡(7)構(gòu)成的負(fù)透鏡組件，一個(gè)凸透鏡(8)，和一個(gè)由凸透鏡(9)和凹透鏡(10)組成的正透鏡組件；以及第三組透鏡(G3)，包括至少一個(gè)凸透鏡(11)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的投影物鏡，其特征在于，滿足以下條件2.0＜L/f1＜3.0，其中L是物鏡的總長(zhǎng)度。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的投影物鏡，其特征在于，滿足以下條件1.68＜navg＜1.74，其中navg是透鏡的平均折射率。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的投影物鏡，其特征在于，滿足以下條件40.0＜vavg＜44.0，其中vavg是透鏡的阿貝分散數(shù)的平均值。
全文摘要
一種投影物鏡，具有可變焦距，優(yōu)選地用于成象轉(zhuǎn)鏡矩陣或反射和/或發(fā)射LCD，所述投影物鏡包括布置在共同光軸(2)上的三組透鏡(G1、G2、G3)，其中從面對(duì)投影屏幕(1)的一側(cè)開始，用于聚焦的第一組透鏡(G1)和用于改變焦距的第二組透鏡(G2)以位置可變的方式布置在光軸(2)上，而第三組透鏡(G3)是固定的。根據(jù)本發(fā)明，滿足以下條件1.0hmax＜dG2－G3＜1.5hmax和s≤10mm，其中hmax是最大物體高度，dG2－G3是位于第一位置的透鏡組(G2)和透鏡組(G3)之間的距離，s是物體側(cè)截距。
文檔編號(hào)G02B15/177GK1495462SQ03124929
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者京特·貝內(nèi)迪克斯, 埃伯哈德·皮勒, 京特 貝內(nèi)迪克斯, 德 皮勒 申請(qǐng)人:卡爾蔡司耶拿有限公司