[發明專利]用于投影顯示系統的投影透鏡

無效

• 申請號: 201180041619.1
• 申請日: 2011-08-09
• 公開（公告）號: CN103081458A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 贠智省;斯蒂芬·J·威利特
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H04N5/74
• 分類號: H04N5/74;G02B27/18;G03B21/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;李德山

發明內容

盡管已描述出多種投影透鏡，但行內仍認為將會受益于具有改善特性（如，高通過量）的（如緊湊型）投影透鏡。

在一個實施例中，描述了下述投影透鏡，其包括從屏幕側依次排列的第一透鏡組、具有正屈光力的第二透鏡組、和具有正屈光力的第三透鏡組。至少一個透鏡組具有非球面表面。投影透鏡的焦距(F)相對透鏡組中的每一個的焦距（F₁、F₂、和F₃）的比率使得|F₁/F|>5、0.5<|F₂/F|<0.9、并且1<F₃/F<8。

在另一個實施例中，描述了下述投影透鏡，其包括從屏幕側依次排列的第一透鏡組、具有正屈光力的第二透鏡組、和具有正屈光力的第三透鏡組。至少一個透鏡組具有非球面表面。投影透鏡的焦距(F)相對透鏡組中的每一個的焦距（F₁、F₂、和F₃）的比率使得|F₁/F|>5、0.5<|F₂/F|<2.0、并且1.4<F₃/F<8。

在其他實施例中，描述了下述光學引擎，其包括照明系統、成像系統；和本文所述的投影透鏡。描述了包括這種光學引擎的前投影和背投影顯示裝置。

附圖說明

圖1為可用于本發明的示例性光學引擎的示意圖；

圖2為可用于本發明的示例性投影光學器件的示意圖；

圖3A和3B分別示出了所體現的背投影顯示裝置的側視圖和等軸視圖，

這些圖未按比例繪制，并且僅用于示例性目的。

具體實施方式

本發明描述了適用于投影顯示系統的投影透鏡。

圖1示出了示例性光學引擎61的示意圖，該引擎具有下述部件中的一個或多個：照明系統62或62'、成像系統64、聚焦機構65、和投影光學器件66。盡管示出了兩個不同的照明系統62和62'，但通常僅使用一個照明系統。當照明系統位于由附圖標記62標示的位置時，使用的成像器為反射型成像器。相比之下，當照明系統位于由附圖標記62'標示的位置時，使用的成像器為透射型成像器。光學引擎可在投影屏幕68或觀看表面上生成圖像。由于觀看者和光學引擎位于投影屏幕的同一側，則圖1示出了采用光學引擎61的前投影顯示系統。圖3A和3B示出了采用光學引擎110的背投影顯示系統。下面對光學引擎中的各個元件進行詳細的討論。

照明系統62、62'可包括燈組件、濾光器（例如紅外線抑制濾光器和/或紫外線拒波濾光器）、色分離裝置、和積分器。在一個示例性實施例中，燈組件包括反射器和燈。適用的市售燈包括：(i)可得自荷蘭埃因霍溫(Eindhoven,The?Netherlands)的飛利浦半導體公司(Philips?Semiconductors)的Philips?UHP型燈組件，其采用的是橢圓反射器和(ii)可得自德國慕尼黑(Munich,Germany)的歐司朗有限股份公司(OSRAM?GmBH)的OSRAM?P-VIP250燈組件。其他適用的燈和燈組件結構也可用于本發明。例如，可使用金屬鹵化物燈、或鹵鎢燈、或發光二極管(LED)。可用于本發明實施例的濾光器、色輪和積分器的類型并不是關鍵的。在一個示例性實施例中，色分離裝置為成像器光源中的旋轉型紅/綠/藍(RGB)色序盤。示例性的市售色輪為得自列支敦士登巴爾查斯(Balzers,Liechtenstein)的優利訊巴爾查斯有限公司(UNAXIS?Balzers,LTD)的UNAXIS?RGBW色輪。液晶RGB色序快門同樣可以用于本發明的實施例。示例性的市售積分器為可得自優利訊巴爾查斯有限公司(UNAXIS?Balzers?LTD.)的空心管型積分器。

成像系統64包括成像器并且通常還包括電子器件。可用于本發明的有用的反射型成像器為可得自德克薩斯州達拉斯(Dallas,Texas)的德州儀器公司(Texas?Instruments)的具有約22mm對角線尺寸的XGA數字微鏡器件(DMD)。作為另外一種選擇，可將透射型或反射型液晶顯示器用作成像器。在光學引擎中，成像器的表面被布置為基本上平行于投影屏幕的表面。