專利名稱：投影光學(xué)系統(tǒng)以及采用該系統(tǒng)的投影電視的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影光學(xué)系統(tǒng)以及采用該系統(tǒng)的投影電視(TV)。更具體的，本發(fā)明涉及一種具有簡化的透鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而由此減少制造費(fèi)用并且可滿意地校正像差的投影光學(xué)系統(tǒng)，并且涉及一種采用該投影光學(xué)系統(tǒng)的投影電視。
背景技術(shù)：
在美國專利No.5029993中公開的常規(guī)投影透鏡系統(tǒng)將由陰極射線管(CRT)形成的圖像放大并且隨后將放大的圖像投影到屏幕上。圖1是描述常規(guī)投影透鏡系統(tǒng)的示圖。參考圖1，常規(guī)投影透鏡系統(tǒng)包括具有較低屈光度(power)的第一透鏡13，具有較高光焦度(focal power)的第二透鏡14，具有至少一個(gè)非球面并且具有較低光焦度的第三透鏡15，以及具有面向一屏幕的凸面并且具有較高屈光度的第四透鏡16。第一至第四透鏡13至16沿著光軸19在屏幕和圖像管面(picture tube face)之間順序設(shè)置。
常規(guī)投影透鏡系統(tǒng)被分為透鏡模塊(LM)和電子束管光學(xué)模塊(OM)。透鏡模塊LM包括第一至第三透鏡13至15。第一和第二透鏡13和14是由塑料形成的屈光透鏡(power lens)，第三透鏡15是由玻璃形成的屈光透鏡。電子束管光學(xué)模塊OM包括C形的第四透鏡16。
然而，常規(guī)透鏡系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)復(fù)雜。另外，由于常規(guī)透鏡系統(tǒng)是通過壓模法而制得的，制造費(fèi)用高。特別是，應(yīng)通過壓模而形成使得常規(guī)透鏡系統(tǒng)的兩個(gè)塑料透鏡具有至少一個(gè)非球面。通常，塑料透鏡的制造容差比玻璃透鏡的制造容差小，使得制造塑料透鏡比制造玻璃透鏡更復(fù)雜并且費(fèi)用更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種制造費(fèi)用相對低并且可滿意地校正像差的投影光學(xué)系統(tǒng)，以及采用該投影光學(xué)系統(tǒng)的投影TV。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種投影光學(xué)系統(tǒng)。該投影光學(xué)系統(tǒng)包括一透鏡模塊，該透鏡模塊包括一塑料屈光透鏡和一混合透鏡?；旌贤哥R由一球面、雙凸面、玻璃透鏡和形成在所述球面透鏡的至少一個(gè)面上的一非球面透鏡層構(gòu)成。所述投影光學(xué)系統(tǒng)還包括一電子束管光學(xué)模塊，該電子束管光學(xué)模塊包括一C形像差校正裝置、一窗和設(shè)置在所述窗和所述像差校正裝置之間的冷卻劑。
所述非球面透鏡層可由塑料形成。
所述混合透鏡的光焦度可為所述投影光學(xué)系統(tǒng)的光焦度的95％-98％。
所述球面透鏡的兩面可對稱。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種投影TV。該投影TV包括生成彩色圖像的一電子束管以及放大該彩色圖像并隨后將放大的彩色圖像投影到一屏幕上的一投影光學(xué)系統(tǒng)。這里，該投影光學(xué)系統(tǒng)可包括一透鏡模塊和一電子束管光學(xué)模塊。該透鏡模決包括一塑料屈光透鏡和一混合透鏡。該混合透鏡由一球面、雙凸面、玻璃透鏡和形成在所述球面透鏡的至少一個(gè)面上的一非球面透鏡層構(gòu)成。該電子束管光學(xué)模塊包括一C形像差校正裝置、一窗和設(shè)置在所述窗和所述像差校正裝置之間的冷卻劑。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的投影光學(xué)系統(tǒng)包括具有簡化的透鏡結(jié)構(gòu)的透鏡模塊并且塑料透鏡的數(shù)量少，由此減少了生產(chǎn)塑料透鏡的壓模工序數(shù)量。另外，根據(jù)本發(fā)明的投影光學(xué)系統(tǒng)使得通過形成由非球面塑料透鏡層構(gòu)成的混合透鏡而以高容差制造混合透鏡。
另外，根據(jù)本發(fā)明的采用根據(jù)本發(fā)明的投影光學(xué)系統(tǒng)的投影TV可滿意地校正色差和球面像差。由此，根據(jù)本發(fā)明的投影TV可提供高質(zhì)量的圖像。另外，由于根據(jù)本發(fā)明的投影光學(xué)系統(tǒng)的塑料透鏡的數(shù)量少，根據(jù)本發(fā)明的投影TV的制造費(fèi)用低。


本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下面結(jié)合附圖對詳細(xì)示例性實(shí)施例的說明而顯見。
圖1是描述在美國專利No.5029993中公開的常規(guī)投影透鏡系統(tǒng)的示圖。
圖2是描述根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的投影光學(xué)系統(tǒng)的示圖。
圖3是描述根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的采用圖2的投影光學(xué)系統(tǒng)的投影TV的示圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖2，投影光學(xué)系統(tǒng)80包括透鏡模塊M1和電子束管光學(xué)模塊M2。
透鏡模塊M1包括塑料屈光透鏡52和混合透鏡54。該混合透鏡54由作為雙凸面透鏡的球面玻璃透鏡54a、以及覆在球面玻璃透鏡54a的至少一個(gè)表面上的非球面透鏡層54b而構(gòu)成。
優(yōu)選但不是必須的，球面玻璃透鏡54a的兩個(gè)表面是對稱的，并且非球面透鏡層54b由塑料層形成，使得它的非球面表面面向電子束管光學(xué)模塊M2?；旌贤哥R54的光焦度與整個(gè)投影光學(xué)系統(tǒng)的光焦度的比例為0.95-0.98。
通過公式(1)表示非球面透鏡層54b的非球面z=cρ21+1-(1+k)c2ρ2+Σi=17aiρ2i]]>其中，z代表非球面的縱坐標(biāo)，c代表非球面的曲率，ρ代表非球面的徑向坐標(biāo)，k代表二次常數(shù)(conic constant)，αi代表非球面系數(shù)，其確定非球面透鏡層54b的非球面與球面的偏差，并且滿足ai×αi+1＜0.
光學(xué)模塊M2包括C形像差校正裝置62，窗66以及冷卻劑64，該冷卻劑設(shè)置在像差校正裝置62和窗66之間。
窗66覆蓋生成彩色圖像的顯示裝置(例如電子束管)的熒光表面。冷卻劑64冷卻顯示裝置。與冷卻劑64接觸的像差校正裝置62沿著預(yù)定光路偏離(diverge)由顯示裝置生成的圖像。
從像差校正裝置62輸出的彩色圖像通過混合透鏡54而會(huì)聚，并且隨后在通過塑料屈光透鏡52后被導(dǎo)向屏幕S。
圖3是描述根據(jù)本發(fā)明示例行實(shí)施例的采用圖2的投影光學(xué)系統(tǒng)80的投影TV。參考圖3，投影TV包括生成彩色圖像的電子束管70和放大該彩色圖像并且隨后將放大的圖像投影到屏幕S上的投影光學(xué)系統(tǒng)80。投影TV還包括反射鏡85，該反射鏡向屏幕S反射從投影光學(xué)系統(tǒng)80輸出的放大的圖像。
投影TV通過利用投影光學(xué)系統(tǒng)80而組合由電子束管70生成的不同彩色束(例如紅、綠和藍(lán)色束)的信號來顯示彩色圖像，并且在屏幕S上顯示該彩色圖像。電子束管70由分別生成例如紅、綠和藍(lán)色圖像的三個(gè)子電子束管構(gòu)成。
如上所述，參考圖2，投影光學(xué)系統(tǒng)80分為透鏡模塊M1和電子束管模塊M2。參考圖2，塑料屈光透鏡52具有面向屏幕S或反射鏡85的凹面，并且校正可能隨著塑料屈光透鏡52的孔徑增加而產(chǎn)生的球面像差。
混合透鏡54是用于放大從電子束管70輸入的彩色圖像的光學(xué)裝置。因?yàn)榛旌贤哥R54由具有高的正折射率的球面玻璃透鏡54a和非球面透鏡層54b構(gòu)成，該非球面透鏡層形成在球面玻璃透鏡54a的至少一個(gè)表面上，可提高投影光學(xué)系統(tǒng)的像差可校正性(correctability)。
像差校正裝置62由具有面向屏幕S或反射鏡85的凸面和面向電子束管70的凹面的透鏡形成，由此可校正場曲(field curvature)和變形像差(distortion aberration)。
雖然已經(jīng)說明了本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解本發(fā)明不限于所述示例性實(shí)施例，可在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)作出各種修改和變形。
權(quán)利要求
1.一種投影光學(xué)系統(tǒng)，該投影光學(xué)系統(tǒng)包括一透鏡模塊，該透鏡模塊包括一塑料屈光透鏡和一混合透鏡，所述混合透鏡由一球面、雙凸面、玻璃透鏡和形成在所述球面透鏡的至少一個(gè)面上的一非球面透鏡層構(gòu)成；以及一電子束管光學(xué)模塊，該電子束管光學(xué)模塊包括一C形像差校正裝置、一窗和設(shè)置在所述窗和所述像差校正裝置之間的冷卻劑。
2.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述非球面透鏡層由塑料形成。
3.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述混合透鏡的光焦度為所述投影光學(xué)系統(tǒng)的光焦度的95％-98％。
4.如權(quán)利要求1所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述球面透鏡的兩面是對稱的。
5.一種投影TV，該投影TV包括生成彩色圖像的一電子束管；以及放大該彩色圖像并隨后將放大的彩色圖像投影到一屏幕上的一投影光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述投影光學(xué)系統(tǒng)包括一透鏡模塊，所述透鏡模塊包括一塑料屈光透鏡和一混合透鏡，該混合透鏡由一球面、雙凸面、玻璃透鏡和形成在所述球面透鏡的至少一個(gè)面上的一非球面透鏡層構(gòu)成；以及一電子束管光學(xué)模塊，該電子束管光學(xué)模塊包括一C形像差校正裝置、一窗和設(shè)置在所述窗和所述像差校正裝置之間的冷卻劑。
6.如權(quán)利要求5所述的投影電視，其中，所述非球面透鏡層由塑料形成。
7.如權(quán)利要求5所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述混合透鏡的光焦度為所述投影光學(xué)系統(tǒng)的光焦度的95％-98％。
8.如權(quán)利要求5所述的投影光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述球面透鏡的兩面是對稱的。
全文摘要
提供一種投影光學(xué)系統(tǒng)以及采用該系統(tǒng)的投影電視。該投影光學(xué)系統(tǒng)包括一透鏡模塊以及一電子束管光學(xué)模塊。該透鏡模塊包括一塑料屈光透鏡和一混合透鏡。所述混合透鏡由一球面、雙凸面、玻璃透鏡和形成在所述球面透鏡的至少一個(gè)面上的一非球面透鏡層構(gòu)成。該電子束管光學(xué)模塊包括一C形像差校正裝置、一窗和設(shè)置在所述窗和所述像差校正裝置之間的冷卻劑。因而，該投影電視可提供高質(zhì)量的圖像。另外，可減少該投影電視的制造費(fèi)用。
文檔編號G02B13/16GK1717928SQ200480001626
公開日2006年1月4日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者尹錫溢, 黃奎煥, 亞歷山大·F·希蘭科夫, 瓦迪姆·V·波茲德尼亞科夫, 馬克西姆·E·科羅科羅夫, 馬克西姆·E·弗羅洛夫 申請人:三星電子株式會(huì)社