CN1570709A

CN1570709A - 具有3个独立颜色透射通道的投影系统及其使用的投影透镜

Info

Publication number: CN1570709A
Application number: CNA2004100064654A
Authority: CN
Inventors: 史蒂文·R·希克斯; 史蒂文·H·林; 戴维·L·基思; 克里斯·勃兰特; 李林; 约翰·福格蒂; 本·克利夫顿; 金省号; 朴种辰
Original assignee: Iljin Diamond Co Ltd
Current assignee: Iljin Diamond Co Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2005-01-26
Also published as: KR20040079334A

Abstract

本发明涉及具有3个独立颜色透射通道的投影系统及其使用的投影透镜。更详细地说涉及，使用3个独立透镜，红、绿、蓝光通过3个独立颜色通道透射模式的LCD图像显示器会聚在一个屏幕上的、具有3个独立颜色透射通道的投影系统及其使用的投影透镜。根据本发明的投影系统包括放出光束的灯和接收灯放出的光并分别独立分离R、G、B颜色的分色镜及由分色镜分成R、G、B颜色的光束分别独立通过的3个光束透射通道。其特征在于，每个光束透射通道包括聚集上述分色镜分离的光束的集光透镜和对通过集光透镜的光束进行切换的LCD图像显示器及使通过LCD的光束投影到屏幕上的投影透镜。

Description

具有3个独立颜色透射通道的投影系统及其使用的投影透镜

技术领域

本发明涉及具有3个独立颜色透射通道的投影系统及其使用的投影透镜。更详细地说涉及，使用3个独立透镜，红、绿、蓝光通过3个独立彩色通道透射模式的LCD图像显示器会聚在一个屏幕上的、具有3个独立颜色透射通道的投影系统及其使用的投影透镜。

背景技术

液晶投影仪把从光源出来的光通过分色镜分成R、G、B类别后，通过对分成各种颜色的光选择性切换来提供图像信息。液晶投影仪作为光学仪器的一种，以使从光源出来的光均匀照射的均匀照明光学元件-蝇眼透镜或透镜板组成的积分器和选择性透射光的液晶为切换元件使用。液晶利用偏光入射到上下面板的光，再根据电场的施加与否具有选择性透射功能，所以向液晶必须照射已偏光的光。因此，光源放出的光入射到液晶之前先通过偏光器，只有通过偏光器发生偏光的光源才能到达液晶。

图1是传统液晶投影系统结构图。如图1所示，作为光源至少使用一个灯10。通过上述灯10产生的光由反射镜20向一个方向反射。通过反射镜20反射的光入射到第一FEL(Fly EyeLens：蝇眼透镜)透镜31，使照明面积与LCD面板80大小相同并使光的强度均匀。在这里，上述FEL透镜31为了利用周围光实现最大均匀度，集中小单元单位透镜组成一个透镜。然后，在上述第一FEL透镜31中修正的光在第二FEL透镜33中再一次进行修正，入射到PBS(Polarizing Beam Splitter：偏光光束分离器)35后分离成P偏光和S偏光，其中只通过S偏光。PBS 35内部斜着设置PBS板或PBS薄膜。然后，在PBS 35中偏光的光通过聚光镜(Condensing Lens)37聚在一起。在聚光镜37聚集的光反射到全反射镜40a，通过修正光的直行的集光透镜50。然后，光在只通过规定颜色光反射其余全部光的滤色器60a中只让红色通过，再通过全反射镜40b和R场透镜70a到达LCD面板80a，激活上述入射红光的上述LCD面板80a产生对应红色的图像。再一次过滤根据上述分色镜70通过上述滤色器60的规定颜色光。而且，在上述滤色器60a中除去红色的光在下一个滤色器60b中让蓝色光通过并反射绿色。上述绿色光通过G场透镜70b到达LCD面板80b，激活上述入射绿色光的上述LCD面板80b产生对应绿色的图像。然后，通过上述滤色器60a的蓝色光经过全反射镜40c、40d和B场透镜70c到达LCD面板80c，激活上述LCD面板80c产生对应蓝色的图像。

这样，在上述3个LCD面板80上产生的红色、绿色、蓝色图像通过合成三陵镜90组合转换成完整图像。上述组合的图像通过透射透镜部95在屏幕上显示为扩大的图像，向使用者提供鲜明生动的大型图像画面。

在这里，上述合成三棱镜90将通过R、G、B各个LCD面板的每个颜色图像合成一个，投影透镜95则将通过上述合成三棱镜90合成的图像扩大投影到屏幕上。

但，如上所述组成的传统投影仪光学计，特别是在灯10产生的另外光反射到反射镜20，在第一FEL 31中修正并经过第二FEL透镜33、PBS 35偏光后通过聚光镜37聚在一起，入射到全反射镜40a的结构中，第一FEL透镜31和第二FEL透镜33的排列状态应严格一致。即，若第一FEL透镜31的每个单元和第二FEL透镜33的每个单元排列不严格一致的话，会发生光均匀性变差的问题。进一步还会发生，在PBS 35中不能正确进行偏光并伴有颜色脱落的现象。而且在上述结构中很难调整第一FEL透镜31和第二FEL透镜33的排列状态，因此始终存在图像中可能出现缺陷的内因。结果，光的效率下降，也对产品质量产生很大影响。

而且，传统投影仪光学计作为组成因数需要合成R、G、B颜色图像的合成三棱镜90，因此增加了产品的造价。

发明内容

本发明旨在解决现有技术存在的问题，本发明目的是提供一种独立设置3个投影透镜的投影系统。

本发明的又一目的是提供一种在图像显示器前一阶段使用集光器，从而容易排列(align)入射到图像显示器的光的液晶投影系统。

而且，本发明的目的还提供一种在投影系统使用的投影透镜。

为了实现上述目的，根据本发明的独立设置3个投影透镜的投影系统包括：放出光束的灯；接收从上述灯发出的光束并分别独立分离出R、G、B颜色的分色镜；通过上述分色镜分成R、G、B的光束分别独立透射的3个光束透射通道。

上述每个光束透射通道包括：聚集从上述分色镜分离的光束的集光器；对通过上述集光器的光束起TN作用的LCD图像显示器；使通过上述LCD图像显示器的光束在屏幕上投影的投影透镜。

在上述灯的前部设置了一定角度的一对隔热镜，以便上述灯放出的光反射向上述分色镜。

在每个上述透射光束通道中在上述集光器和LCD图像显示器之间独立设置集光器。

上述集光器选镜隧道集光器或玻璃杆集光器中之一。在上述集光器的出光部结合有偏光镜。上述集光器的形状是具有一定直径的圆桶形或锥形(taper)，上述偏光镜是线栅偏光镜。

在上述集光器光束出光部边缘贴附粘贴胶带，使上述偏光镜贴附在上述集光器出光部上。

在上述集光器的光束入光部和出光部加入金属夹子，以便支撑上述集光器入出光端。

在上述每个LCD图像显示器的出光面顺次结合有天蓝色基板和分析器(analyzer)，以减少分析器的工作温度。

在上述每个投影透镜的光束入光面结合有偏光物质，起到分析器的作用。

在上述3个LCD图像显示器中，在一个以上LCD图像显示器光的入光端上以分色滤色器当作防尘玻璃使用，设置了净化滤色器或UV滤色器。

为了实现上述又一目的，本发明的投影透镜，其特征在于，包括：由阳(positive)的双面凸镜(biconvex)非球面(asphrerical)组成的第一透镜400；由凸面玻璃(crown glass)组成的凸镜和由燧石玻璃(flint glass)组成的凹镜一起组成一组除色双重透镜的第二及第三透镜401、402；由凸镜组成的第四透镜403；由凸镜组成的第五透镜404；由凹形非球面组成的第六透镜405。

附图说明

图1是传统液晶投影系统结构图。

图2是本发明的具有3个独立颜色透射通道的投影系统光学马达的结构图。

图3是图示使用金属夹子固定本发明的集光器入光端情景的透视图。

图4是图示机械固定本发明的集光器杆或集光器隧道的情景图。

图5是本发明的投影透镜平面结构图。

具体实施方式

下面参照附图，将详细说明本发明的特征及优先实施例。

图2是具有本发明3个独立颜色透射通道的投影系统光学马达结构图。

如图2所示，本发明投影系统具有抛物线形反射镜，它由放出近轴(paraxial)光束的光源灯100、在上述灯100前面的第一UV滤色器110及第二UV滤色器115、为反射经过上述第一UV滤色器110光设置的第一及第二隔热镜120、125、为了分离经过第二UV滤色器的光束颜色而设置的分色镜130、135及反射镜140组成。该放出光通过分色镜130、135及反射镜140分成R、G、B3种独立颜色光。分成每个R、G、B的光束通过3个独立通道合成一种颜色在屏幕上形成图像。

然后，上述独立的3个通道每个具有分别设置在上述分色镜130、135及反射镜140前面的3个集光透镜150、153、156、设置在上述每个集光透镜150、153、156前面的3个独立集光器160、163、166、设置在上述每个集光器160、163、166出光部的偏光镜170、173、176、分别设置在上述每个偏光镜170、173、176前面的每个彩色净化滤色器180、183、186。然后分布每个LCD图像显示器190、193、196及起到第二偏光器作用的分析器(analyzer)200、203、206，最后设置每个投影透镜210、213、216。

细分本发明结构进行说明如下。

从本发明的上述灯100放出的光束通过第一UV滤色器110，并由第一隔热镜120反射。然后，由第二隔热镜125再反射，通过第二UV滤色器115。通过第二滤色器115的光束以笔直平面光束向分色镜130、135前进。

本发明的隔热镜是指在前球上设置反射镜的已有技术中，在前球背后设置玻璃制气体，在其内面形成反射可视光、紫外线透射干涉滤色器层，以便在前球反射的光中的可视光向前面反射，紫外线则向后面透射，从而射出紫外线少的可视光的反射镜。

本发明隔热镜120、125及UV滤色器110、125的作用是从光源光束中除去红外线放射(热)及紫外线放射。因为它们对光束通过的3个独立通道部组成部分，特别是对LCD图像显示器190、193、196的寿命产生不利影响。本发明两个隔热镜120、125中一个可以用普通平面镜代替。若不需要UV滤色器110、115中一个或两个，则可以除去它们。

为了通过本发明第二滤色器115的光束颜色分离而设置的分色镜130、135及反射镜140中，红色光R由红色分色镜130通向红色通道内，传送的蓝绿色光的绿色光G由黄色分色镜135反射到绿色通道内，剩余的蓝色光B由反射镜140反射到蓝色通道内。

分别设置在本发明3个彩色通道的每个集光器160、163、166是玻璃杆(glass rod)集光器或玻璃隧道(mirror tunnel)集光器。这些集光器采用了偏光恢复。在本发明中集光器160、163、166具有入射光源放出光的入光侧和放出光的出光侧。它可以把入射到入光侧的光再均匀地放射出去。特别是杆形集光器形成数个假想光源点(imaginary light-source point)，每个假想光源点向出光侧放射大部分入射光的光流。杆形集光器长度越长越增加假想光源点，随之提高了放射光的均匀性(uniformity)。另外，集光器160、163、166侧面也可以形成锥形。本发明实施例中使用了杆形集光器。

在本发明集光器160、163、166出光部放出的光通过偏光器170、173、176。本发明实施例中，偏光器170、173、176是在集光器160、163、166出光部表面以光等级(optical grade)贴附的结合金属氧化物塑性材料(Moxtek)类偏光器。可以使用颜色为基础的偏光器。

在本发明中从偏光器170、173、176出来的光束通过彩色净化滤色器180、183、186。在红色及绿色通道内，净化滤色器180、183为精炼颜色而使用，在蓝色通道内附加的UV滤色器为了从UV放射更能保护蓝色通道的LCD图像显示器196而使用。

在本发明另外实施例中，3个净化滤色器180、183、186在LCD图像显示器190、193、196用玻璃罩充当(或不粘灰尘的玻璃)它们，从而可以少一个组成因素。

本发明的LCD图像显示器190、193、196起到进行一般透射的TN装置作用，若不提供电源时旋转透射光的偏光指示器，当提供完整电源时不旋转它，在中间状态时提供椭圆形偏光的多种中间状态。

本发明第二偏光器的分析器200、203、206位于与单元托架热结合的天蓝色基板上。利用它的对光的吸收可除去分析器产生的热，以此延长分析器寿命。而且分析器200、203、206也可以安装在玻璃上。

由本发明投影透镜210、213、216在屏幕上3种颜色红色、绿色及蓝色合成的图像，通过变更投影透镜210、213、216位置，形成单一的合成颜色图像。在本发明中，向中央稍微倾斜红色和蓝色通道的投影透镜210、216，使红色及蓝色图像与绿色中央图像组合。

图3是图示使用金属夹子固定本发明的集光器入光端情景的透视图。参照图3，集光器160、163、166的入光端夹在金属架子300中固定。

如图4所示，根据本发明的集光器中，若以设置在一个红色光通道内的集光器160为例，在集光器160出光侧顺次贴附偏光器170和净化滤色器180。偏光器170利用粘贴胶带161贴附在集光器160。箭头符号显示光进行方向。本发明中偏光器170为金属氧化物塑性材料(Moxtek)偏光器。

粘贴胶带161用于把偏光器170贴俯在集光器160上，优先使用硅胶带。

底价线栅偏光器170具有基板，在基板的一面上以线栅或阵列形态并行布置长形延伸的合成图案。这时，使相邻的每个线栅之间具有比入射光传播长度短的栅格周期。而且每个线栅具有长条金属线栅和介电质层交替分布的内部结构(省略)。在图4图示的实施例中布置图案的第一面以面对积分器160出光侧的方向贴附线栅偏光器170。这时粘贴胶带161至少应贴附在未分布图案的基板第一面周围。

净化型偏光器180的偏光度比较低，但透射度较高。可以使用染色基础聚合物净化型偏光器。经过证明得知，净化型偏光器180与具有较高偏光度的偏光器即与线栅偏光器170组合使用，可以得到很好的偏光效果。这时优先地，线栅偏光器170和净化型偏光器180使用具有适当折射率的粘合剂结合，以避免表面的光损失。

另外，以光前进方向为准在净化滤色器180后端贴附玻璃面板。

图5是本发明的投影透镜平面结构图。透镜号为从入光侧到出光侧的顺序。因此在图5中右侧透镜是1号透镜，最左侧透镜是6号透镜。本发明的投影透镜由阳(positive)的双面凸镜(biconvex)非球面(asphrerical)组成的第一透镜400；由凸形玻璃(crown glass)组成的凸镜和燧石玻璃(flint glass)组成的凹镜一起组成一组除色双重透镜的第二及第三透镜401、402；由凸镜组成的第四透镜403；由凸镜组成的第五透镜404；由凹形非球面组成的第六透镜405形成。第2、3、4及5透镜401、402、403、404由玻璃组成，剩下透镜400、405可以由塑料组成。特别指出的是，只有第2及第3透镜401、402由玻璃组成，其余透镜400、403、404、405可以由塑料组成。而且，第2及第3透镜401、402由玻璃组成，其余透镜400、403、404、405可以由塑料组成，第4及第5透镜403、403也可以是非球面。并且为了增加放大功能把它设置成可以调节第4及第5透镜403、405之间距离的形式。这时，R、G、B三色每个投影透镜210、213、216都可以进行调整。

下面投影透镜数据是36英寸背投TV的投影透镜(f＝14.4mm，f/#2.9)数据。

普通透镜数据(GENERAL LENS DATA)：

Surfaces ： 21

Stop ： 8

System Aperture ：Image Space F/#＝2.88

Glass Catalogs ：old_scho schott Sumita MISC

Ray Aiming ：Paraxial Reference，Cache On

X Pupil shift ： 0

Y Pupil shift ： 0

Z Pupil shift ： 0

Apodization ：Uniform，factor＝0.00000E+000

Effective Focal Length：14.40959(in air at system temperature and pressure)

Effective Focal Length：14.40959(in image space)

Back Focal Length ： -0.2891904

Total Track ： 69.32

Image Space F/# ： 2.88

Paraxial Working F/# ： 2.877175

Working F/# ： 2.950331

Image Space NA ： 0.1712155

Object Space NA ： 0.003475263

Stop Radius ： 4.657218

Paraxial Image Height： 9.819017

Paraxial Magnification： -0.019998

Entrance Pupil Diameter： 5.00333

Entrance Pupil Position： 9.844754

Exit Pupil Diameter ： 101.9909

Exit Pupil Position ： 293.4457

Field Type ：Object height in Mililimeters

Maximum Field ： 491

Primary Wave ： 0.55

Lens Units ：Millimeters

Angular Magnification：-0.04905662

场：5

Vignetting Factors

# VDX VDY VCX VCY VAN

1 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

2 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

3 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

4 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

5 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

晕影因数(Vignetting Factors)

Vignetting Factors

# VDX VDY VCX VCY VAN

1 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

2 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

3 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

4 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

5 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000

波长(Wavelengths)：3

Units：Microns

# Value Weight

1 0.550000 1.000000

2 0.515000 0.300000

3 0.585000 0.300000

表面数据概要(SURFACE DATA SUMMARY)：

Surf Type Comment Radius Thickness Glass Diameter

Conic

OBJ STANDARD Infinity 710 982 0

1 EVENASPH -660.5951 2.5 - PMMA 25

0

2 EVENASPH 7.374199 11 15 -

0.5997021

3 STANDARD Infinity 0 0 0

4 STANDARD 013-1340/A55 62.28 2.9 BK7 15

0

5 STANDARD OPTOSIGMA -62.28 1.3 15

0

6 STANDARD 013-1260/A55 20.76 4.8 BK7 15

0

7 STANDARD -20.76 0.1 15 0

STO STANDARD Infinity 12.9 9.314436

0

9 STANDARD -10.23 2 SF4 14 0

10 STANDARD 27.08 5.5 SK4 21 0

11 STANDARD -24.12 0.5 21 0

12 EVENASPH 19.69814 9 PMMA 25 -

2.234457

13 EVENASPH -13.98728 14.02 25 -

1.090774

14 STANDARD Infinity 1.1 BK7 24 0

15 STANDARD Infinity 1 24 0

16 STANDARD Infinity 0.7 BK7 24 0

17 STANDARD Infinity 0 19.77351 0

18 STANDARD Infinity -0.0010274 24

0

19 STANDARD Infinity 0 19.77376 0

20 STANDARD Infinity 0 19.77376 0

IMA STANDARD Infinity 19.77376

0

详细表面数据(SURFACE DATA DETAIL)：

Surface OBJ ： STANDARD

Surface 1 ： EVENASPH

Coeff on r 2： 0

Coeff on r 4： 9.9489266e-005

Coeff on r 6： -1.4616424e-006

Coeff on r 8： 9.8446259e-009

Coeff on r 10：-2.3293661e-011

Coeff on r 12： 0

Coeff on r 14： 0

Coeff on r 16： 0

Apetture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 12.5

Surface 2 ： EVENASPH

Coeff on r 2： 0

Coeff on r 4： 0.00018511702

Coeff on r 6： 8.5461342e-007

Coeff on r 8： -6.3603741e-008

Coeff on r 10： 9.1603969e-010

Coeff on r 12： 0

Coeff on r 14： 0

Coeff on r 16： 0

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 7.5

Surface 3 ： STANDARD

Surface 4 ： STANDARD 013-1340/A55

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 7.5

Surface 5 ： STANDARD OPTOSIGMA

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 7.5

Surface 6 ： STANDARD 013-1260/A55

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 7.5

Surface 7 ： STANDARD

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 7.5

Surface STO ： STANDARD

Surface 9 ： STANDARD

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 7

Surface 10 ： STANDARD

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 10.5

Surface 11 ： STANDARD

Aperture ： Circular Aperture

Minimum Radius： 0

Maximum Radius： 9.5

Surface 12 ： EVENASPH

Coeff on r 2： 0

Coeff on r 4： -4.0855849e-005

Coeff on r 6： 2.3791678e-007

Coeff on r 8： -9.0647725e-010

Coeff on r 10： 4.4032119e-012

Coeff on r 12： 0

Coeff on r 14： 0

Coeff on r 16： 0

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 12.5

Surface 13 ： EVENASPH

Coeff on r 2： 0

Coeff on r 4： 2.5782904e-005

Coeff on r 6： 2.5867609e-008

Coeff on r 8 ：-1.0410791e-009

Coeff on r 10：7.8598508e-012

Coeff on r 12： 0

Coeff on r 14： 0

Coeff on r 16： 0

Aperture ： Circular Aperture

Minimum Radius： 0

Maximum Radius： 11.5

Surface 14 ： STANDARD

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 12

Surface 15 ：STANDARD

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 12

Surface 16 ：STANDARD

Aperture ： Floating Aperture

Maximum Radius： 12

Surface 17 ：STANDARD

Surface 18 ：STANDARD

Aperture ：Floating Aperture

Maximum Radius： 12

Surface 19 ：STANDARD

Surface 20 ：STANDARD

Surface IMA ： STANDARD

边缘厚度数据(EDGE THICKNESS DATA)：

Surf Edge

OBJ 710.433402

1 7.004180

2 6.062418

3 0.453239

4 1.993522

5 3.155357

6 1.995764

7 1.502118

STO 10.130087

9 6.888415

10 0.976111

11 6.252640

12 1.004652

13 18.668096

14 1.100000

15 1.000000

16 0.700000

17 0.000000

18 -0.001027

19 0.000000

20 0.000000

IMA 0.000000

媒体构成数据(MULTI-CONFIGURAION DATA)：

Configuration 1：

1 Wavelength 1： 0.55

2 Wavelength 2： 0.515

3 Wavelength 3： 0.585

4 Thickness 3： 0

5 Thickness 17： 0

Configuration 2：

1 Wavelength 1： 0.465

2 Wavelength 2： 0.435

3 Wavelength 3： 0.495

4 Thickness 3： -0.03720312 Variable

5 Thickness 17： 0.06231825 Variable

Configuration 3：

1 Wavelength 1： 0.635

2 Wavelength 2： 0.605

3 Wavelength 3： 0.665

4 Thickness 3： 0.03740314 Vairable

5 Thickness 17： 0.003016073 Variable

折射数据索引(INDEX OF REFRACTIN DATA)：

Surf Glass Temp Pres 0.550000 0.515000 0.585000

0 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

1 PMMA 20.00 1.00 1.49358090 1.49566773 1.49186890

2 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

3 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

4 BK7 20.00 1.00 1.51852239 1.52045992 1.51690776

5 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

6 BK7 20.00 1.00 1.51852239 1.52045992 1.51690776

7 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

8 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

9 SF4 20.00 1.00 1.76098335 1.76774199 1.75555636

10 SK4 20.00 1.00 1.61495222 1.61748041 1.61285928

11 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

12 PMMA 20.00 1.00 1.4935B090 1.49566773 1.49186890

13 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

14 BK7 20.00 1.00 1.51852239 1.52045992 1.51690776

15 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

16 BK7 20.00 1.00 1.51852239 1.52045992 1.51690776

17 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

18 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

19 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

20 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

21 20.00 1.00 1.00000000 1.00000000 1.00000000

膨胀数据热系数(THERMAL COEFFICIENT OF EXPANSIONDATA)：

Surf Glass TCE *10E-6

0 0.00000000

1 PMMA 0.00000000

2 0.00000000

3 0.00000000

4 BK7 7.10000000

5 0.00000000

6 BK7 7.10000000

7 0.00000000

8 0.00000000

9 SF4 8.00000000

10 SK4 6.40000000

11 0.00000000

12 PMMA 0.00000000

13 0.00000000

14 BK7 7.10000000

15 0.00000000

16 BK7 7.10000000

17 0.00000000

18 0.00000000

19 0.00000000

20 0.00000000

21 0.00000000

F/#数据：

F/#计算考虑晕影因数，忽略表面纵横比。

Wavelength： 0.550000 0.515000 0.585000

# Field Tan Sag Tan Sag Tan Sag

1 0.00 mm： 2.9503 2.9503 2.9541 2.9541 2.9476 2.9476

2 180.00 mm： 3.1092 3.0038 3.1135 3.0077 3.1062 3.0010

3 300.00 mm； 3.3820 3.0946 3.3873 3.0987 3.3783 3.0917

4 400.00 mm： 3.7402 3.1980 3.7468 3.2024 3.7356 3.1949

5 491.00 mm： 4.1532 3.3167 4.1586 3.3215 4.1493 3.3133

球形顶点坐标、倾向性及旋转/关于矩阵位置(GLOBALVERTEX COORDINATES，ORIENTATIONS，AND ROTATION/OFSET MATRICES)：

Reference Surface：1

Surf R11 R12 R13 X

R21 R22 R23 Y

R31 R32 R33 Z

0 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 -7.100000000E+002

1 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 0.000000000E+000

2 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 2.500000000E+000

3 1.000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.0000000000E+000

0.000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000E+000

0.000000000 0.0000000000 1.0000000000 1.3500000000E+001

4 1.000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000 013-1340/A55

0.000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.000000000 0.0000000000 1.0000000000 1.350000000E+001

5 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000 OPTOSIGMA

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 1.640000000E+001

6 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000 013-1260/A55

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 1.770000000E+001

7 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 2.250000000E+001

8 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 2.26000000E+001

Wavelength： 0.550000 0.515000 0.585000

# Field Tan Sag Tan Sag Tan Sag

1 0.00 mm： 2.9503 2.9503 2.9541 2.9541 2.9476 2.9476

2 180.00 mm： 3.1092 3.0038 3.1135 3.0077 3.1062 3.0010

3 300.00 mm： 3.3820 3.0946 3.3873 3.0987 3.3783 3.0917

4 400.00 mm： 3.7402 3.1980 3.7468 3.2024 3.7356 3.1949

5 491.00 mm： 4.1532 3.3167 4.1586 3.3215 4.1493 3.3133

18 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 6.932000000E+001

19 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 6.931897260E+001

20 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 6.931897260E+001

21 1.0000000000 0.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 1.0000000000 0.0000000000 0.000000000E+000

0.0000000000 0.0000000000 1.0000000000 6.931897260E+001

重要点(CARDIANL POINTS)：

物体空间位置由表面(surface)1测定。

图像空间位置由图像表面(image surface)测定。

需要对物体空间及图像空间都要考虑索引。

Object Space Image Space

W＝0.550000 (Primary)

Focal Length ： -14.409591 14.409591

Focal Planes ： 10.551639 -0.288163

Principal Planes ： 24.961230 -14.697754

Anti-Principal Planes： -3.857951 14.121428

Nodal Planes ： 24.961230 -14.697754

Anti-Nodal Planes ： -3.857951 14.121428

W＝0.515000

Focal Length ： -14.401728 14.401728

Focal Planes ： 10.538305 -0.290449

Principal Planes ： 24.940033 -14.692177

Anti-Principal Planes： -3.863424 14.111279

Nodal Planes ： 24.940033 -14.692177

Anti-Nodal Planes： -3.863424 14.111279

W＝0.585000

Focal Length ： -14.417670 14.417670

Focal Planes ： 10.561878 -0.280207

Principal Planes ： 24.979549 -14.697877

Anti-Principal Planes： -3.855792 14.137463

Nodal Planes ： 24.979549 -14.697877

Anti-Nodal Planes ： -3.855792 14.137463

发明效果

具有本发明的3个独立颜色透过通道的投影系统，其投影透镜和投影图像屏幕间距是固定的。它是对背投电视非常有用的光学马达。将光束首先分离成R、G、B颜色之后，使用集光器聚集分离的光束，因此提高了颜色的光效率。

本发明的液晶投影系统在LCD图像显示器前一阶段使用集光器，比起不使用集光器的液晶投影系统具有容易排列入射到LCD图像显示器的光的优点。

而且，它无须设置传统技术中单一通道光学透镜上设置的、把分成R、G、B的颜色重新合成的高价三棱镜。因此具有降低产品造价的显著效果。

符号说明

10：灯

110，115：UV滤色器

130，135：分色镜

140：反射镜

150，153，156：集光透镜

160，163，166：集光器

170，173，176：偏光镜

190，193，196：LCD图像显示器

200，203，206：分析器

210，213，216：投影透镜

Claims

1.一种具有3个独立颜色透射通道的投影系统，包括：放出光束的灯；

接收从上述灯发出的光束并分别独立分离出R、G、B颜色的2个分色镜和反射镜；及

通过上述分色镜分和反射镜分成R、G、B的光束分别独立透射的3个光束透射通道；

上述每个光束透射通道包括：

聚集从上述分色镜或反射镜分离的光束的集光器；

对通过上述集光器的光束起切换作用的LCD图像显示器；及

使通过上述LCD图像显示器的光束在屏幕上投影的投影透镜。

2.根据权利要求1所述的一种具有3个独立颜色透射通道的投影系统，其特征在于：具有设置在上述灯和上述分色镜之间的一对隔热镜，它以一定角度形成，以便使在上述灯放出的光束反射，射向上述分色镜。

3.根据权利要求1所述的一种具有3个独立颜色透射通道的投影系统，其特征在于：在每个上述透射光束通道中的上述集光透镜和LCD图像显示器之间独立设置集光器。

4.根据权利要求3所述的一种具有3个独立颜色透射通道的投影系统，其特征在于：

上述集光器选镜隧道集光器或玻璃杆集光器中之一，

在上述集光器的出光部结合有偏光镜，

上述集光器的形状是具有一定直径的圆桶形或锥形(taper)，上述偏光镜是线栅偏光镜。

5.根据权利要求4所述的一种具有3个独立颜色透射通道的投影系统，其特征在于：

6.根据权利要求3所述的一种具有3个独立颜色透射通道的投影系统，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的一种具有3个独立颜色透射通道的投影系统，其特征在于：

在上述每个LCD图像显示器的出光面顺次结合有天蓝色基板和分析器(analyzer)，以减少从分析器中散发的热量。

8.根据权利要求1所述的一种具有3个独立颜色透射通道的投影系统，其特征在于：

在上述每个投影透镜的光束入光面结合有偏光物质，它起到分析器的作用。

9.根据权利要求1所述的一种具有3个独立的颜色透射通道的投影系统，其特征在于：

在上述3个LCD图像显示器中，在一个以上LCD图像显示器的光的入光端上贴附当作防尘罩涂布的分色滤色器。

10.一种投影透镜，包括：

由阳(positive)的双面凸镜(biconvex)非球面(asphrerical)组成的第一透镜(400)；

由凸面玻璃(crown glass)组成的凸镜和由燧石玻璃(flint glass)组成的凹镜一起组成一组除色双重透镜的第二及第三透镜(401、402)；

由凸镜组成的第四透镜(403)；

由凸镜组成的第五透镜(404)；

由凹形非球面组成的第六透镜(405)。