非对称像差补偿透镜组件及具有该透镜组件的光学装置制造方法及图纸

一种非对称像差补偿透镜组件，设置于经过一调变器的光线所经过的一光学路径上，该透镜组件包括一非平行于该光学路径的透光平板及一补偿透镜，该透光平板具有一第一侧边及一远离该第一侧边的第二侧边，该第二侧边相对于该第一侧边远离该调变器；该补偿透镜具有一对应于该第一侧边的第一端面、一对应于该第二侧边的第二端面，且该补偿透镜在邻近且平行于该光学路径方向上的厚度是由该第一端面往该第二端面方向渐减，借以补偿该斜设的透光平板所造成的非对称像差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种透镜组件及具有该透镜组件的光学装置，特别是涉及一种具有可补偿非对称像差的补偿透镜的透镜组件及具有该透镜组件的光学装置。
技术介绍
如图1所示，早期的单色光学投影装置9主要包括一光源(未示出)、一用于将光线偏极化的棱镜型极化偏光器91、一依照影像资料调变光线的反射式硅基液晶(LCOS)调变器92、以及用于校准投射调变后的光线的光学镜头组93。其投影原理是将来自该光源的光线经由该棱镜型极化偏光器91偏极化后，借由该反射式硅基液晶调变器92依欲投影的影像信息调变经过的光线后，再由该棱镜型极化偏光器91过滤显像，使得只有所欲呈现的影像通过该棱镜型极化分光器91，最后再由该光学镜头组93调整放大，将该影像投射而出。而至于较为复杂的彩色光学投影装置，则是将该影像信息区分为红光、绿光、蓝光分别调变后，汇集这些光线，然后再借由同一光学镜头组93将该影像投射而出。由于该棱镜型极化偏光器91一般是在如SF57等较昂贵的玻璃材料上，镀上多层薄膜后，与另一玻璃材料胶合制成，不只制作成本极高，且当入射光线的角度变大时，将使其对比度降低，导致该光学投影装置9无法使用大角度入射的光线，使得投影的亮度较低。因此，如图2所示，本领域的技术人员在光学投影装置8中采用另一种不同设计的平板型极化偏光器81，该平板型极化偏光器81是在一平面玻璃材料的表面镀设一金属膜后，在该金属膜上蚀刻出细微结构，借以达到偏极化光线的功效，该平板型极化偏光器81一般是采用与光学路径呈45度角的方式设置，其不只制作成本较低，且对于大角度入射光线仍能维持极佳的对比度，因此已普遍地应用于现今的彩色光学投影装置中。然而，从理论的推导以及实际对投影效果的观察可知，由于该平板型极化偏光器81是一具有两个间隔开的且相互平行的表面的平板状玻璃材料，且该两平行表面与光学路径的方向夹45度角，所以在光线穿过该平板型极化偏光器81时，将会在该平板型极化偏光器81与空气间的介面产生像差，同时由于在反射式硅基液晶调变器82表面上的I点所发出的光线与由同一平面上的II点所发出的光线在该平板型极化偏光器81上的截面积不同，因此将导致穿过的影像产生不与该光学路径的主光轴80对称的像差，这种非对称像差并非以该光学路径的主光轴80为中心呈轴对称，由于该以主光轴80为中心呈轴对称的光学镜头组83无法同时满足对I点及II点的影像的调校及补偿，所以借由如图3所示该光学投影装置8的调变转换函数(Modulation Transfer Function，MTF)便可知，当利用该光学镜头组83以I点为准调校投影影像时，明显地受到非对称像差的影响，使该II点的解析效果将与I点产生差异；同样地，若以II点为准调校时，I点的解析效果也将较II点下降，导致一般光学投影装置无法对此非对称像差加以补偿修正。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种具有可补偿非对称像差的补偿透镜的透镜组件及具有该透镜组件的光学装置。本专利技术的另一目的在于提供一种使用平板型极化分光器而能对其所产生的非对称像差补偿的透镜组件及具有该透镜组件的光学装置。本专利技术的非对称像差补偿透镜组件设置于经过一调变器的光线所经过的一光学路径上，该透镜组件包括一非正交于该光学路径的透光平板，该透光平板具有一第一侧边及一远离该第一侧边的第二侧边，该第二侧边相对于该第一侧边远离该调变器；其一特征在于该透镜组件还包括一补偿透镜，该补偿透镜具有一对应于该第一侧边的第一端面、一对应于该第二侧边的第二端面，且该补偿透镜在邻近且平行于该光学路径方向上的厚度是由该第一端面往该第二端面方向渐减。其另一特征在于该补偿透镜具有一正焦距及两焦点，该两焦点的连线与该光学路径相互平行且由该光学路径往远离该第二侧边的方向偏离一距离。其又一特征在于定义该光学路径通过该透光平板中心点的方向为Z轴，而该透光平板在Z轴方向上的厚度为d，且该第一侧边至该Z轴距离为hr，该两焦点的连线与Z轴的距离为ho，则其关系满足下列条件式ho>h‾r;h‾r4ho3-d2<1.]]>本专利技术具有非对称像差补偿透镜组件的光学装置是用于投射影像，该光学装置包含一光源、一光学镜头组、一由该光源至该光学镜头组的一光学路径、一设置于该光学路径上的调变器，以及一设置于该光学路径上的非对称像差补偿透镜组件，该透镜组件包括一非正交于该光学路径的透光平板，该透光平板具有一第一侧边及一远离该第一侧边的第二侧边，该第二侧边相对于该第一侧边远离该调变器；其一特征在于该透镜组件还包括一补偿透镜，该补偿透镜具有一对应于该第一侧边的第一端面、一对应于该第二侧边的第二端面，且该补偿透镜在邻近且平行于该光学路径方向上的厚度是由该第一端面往该第二端面方向渐减。其另一特征在于该补偿透镜具有一正焦距及两焦点，该两焦点的连线与该光学路径相互平行且由该光学路径往远离该第二侧边的方向偏离一距离。其又一特征在于定义该光学路径通过该透光平板中心点的方向为Z轴，而该透光平板在Z轴方向上的厚度为d，且该第一侧边至该Z轴距离为hr，该两焦点的连线与Z轴的距离为ho，则其关系满足下列条件式ho>h‾r;h‾r4ho3-d2<1.]]>附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明图1是一般的单色光学投影装置的光学结构示意图，说明其所具有的部分元件的配置关系；图2是另一种一般的单色光学投影装置的光学结构示意图，说明其所具有的部分元件的配置关系；图3是图2所示的一般单色光学投影装置的一调变转换函数关系图；图4是本专利技术的非对称像差补偿透镜组件及具有该透镜组件的光学装置的较佳实施例的示意图，说明一光学装置的光学结构的配置关系；图5是该较佳实施例的一示意图，说明一调制机构内一调变器与一非对称像差补偿透镜组件的配置关系；图6是该较佳实施例的一示意图，说明该非对称像差补偿透镜组件的补偿透镜是以其中心光轴偏离光学路径的方式配置的；图7是该较佳实施例的一调变转换函数关系图；图8是该较佳实施例的一示意图，说明一透光平板是以非正交于光学路径的方式配置的；及图9是该较佳实施例的一示意图，说明该非对称像差补偿透镜组件的补偿透镜的另一种方式。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合附图所示的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚地了解。如图4所示，本专利技术非对称像差补偿透镜组件及具有该透镜组件的光学装置100的较佳实施例，是应用于采用反射式硅基液晶技术的光学投影系统，该用于投射影像的光学装置100包含一能提供红光、绿光及蓝光的光源(未示出)、一用于校准投射的影像的光学镜头组102、一可在该光源与该光学镜头组102间形成红光、绿光及蓝光的不同光学路径的镜片组件(未示出)，以及一对应于光学路径上的调制机构103。当然，这些镜片组件只是为了过滤出来自该光源的不同波长的单色光，因此并非必需的元件，例如当该光学装置100采用不同波长的单色发光二极管(LED)时，便不需要设置上述的镜片组件，这些都是本领域技术人员所能简单推想的，所以这里不再详细说明。该调制机构103具有三个控制器1031、三个位于对应的各该光学路径上并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非对称像差补偿透镜组件，设置于经过一调变器的光线所经过的一光学路径上，该透镜组件包括一非正交于该光学路径的透光平板，该透光平板具有一第一侧边及一远离该第一侧边的第二侧边，该第二侧边相对于该第一侧边远离该调变器；其特征在于：该透镜 组件还包括一设置于该光学路径上的补偿透镜，该补偿透镜具有一对应于该第一侧边的第一端面、一对应于该第二侧边的第二端面，且该补偿透镜在邻近且平行于该光学路径方向上的厚度是由该第一端面往该第二端面方向渐减。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭华，
申请(专利权)人：黄旭华，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]