DE19933142A1 - Projektionslinse - Google Patents
ProjektionslinseInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Projektionslinse, die eine kleine Blendenzahl von 1,7 und nur eine geringe Anzahl von Linsenelementen aufweist und mit der verschiedene Aberrationen vorteilhaft korrigiert werden. Durch Erfüllung bestimmter vorgeschriebener Bedingungen beträgt der maximale Winkel eines Hauptstrahls zur optischen Achse auf der Verkleinerungsseite der Projektionslinse 2,5 Grad oder weniger und wird die Projektionslinse kompakt, so daß die Rückseite einer lichtdurchlässigen Flüssigkristallanzeige nahezu telezentrisch beleuchtet werden kann, d. h. mit Licht, das fast senkrecht auf die Oberfläche der Flüssigkristallanzeige fällt. Die Projektionslinse besteht, von der Vergrößerungsseite der Projektionslinse aus gesehen, aus: einem positiven ersten Linsenelement L¶1¶ und einem negativen zweiten Linsenelement L¶2¶, einem negativen dritten Linsenelement L¶3¶, das mit einem positiven vierten Linsenelement L¶4¶ verkittet ist, einem positiven fünften Linsenelement L¶5¶ und einem positiven sechsten Linsenelement L¶6¶.
Description
Unterschiedliche Projektionslinsen, die in Videoprojektoren und anderen Projektortypen
mit einer Flüssigkristallanzeige als Bildquelle zur Modulation eines Lichtstrahls dienen, sind
allgemein bekannt. Bei dieser Art von Projektor fällt Licht auf die Rückseite der
Flüssigkristallanzeige und geht durch die Flüssigkristallbildpunkte, die zur Modulation des Lichts
mit einem Bild dienen, das der Flüssigkristallanzeige elektrisch zugeführt wird. Das Licht wird
anschließend mittels der Projektionslinse auf einen Bildschirm projiziert, der hinter der
Flüssigkristallanzeige angeordnet ist, um ein vergrößertes Bild auf dem Bildschirm zu erzeugen.
Die Seite der Projektionslinse, auf der die Flüssigkristallanzeige angeordnet werden soll, wird im
folgenden als Verkleinerungsseite und die Seite der Projektionslinse, auf der das vergrößerte Bild
auf einem Bildschirm dargestellt wird, als Vergrößerungsseite bezeichnet. Da der Prozentsatz der
Lichtschwächung in einer Flüssigkristallanzeige zur Lichtmodulation vergleichsweise groß ist, weil
das Licht zur einwandfreien Funktion der Anzeige senkrecht auf die Rückseite einfallen muß, ist
es wichtig, daß die Projektionslinse mit einer hohen optischen Leistungsfähigkeit ausgelegt wird,
um das Licht nicht mehr als nötig zu schwächen. Aus diesem Grund ist die Projektionslinse so
auszulegen, daß sie auf der Verkleinerungsseite fast telezentrisch ist und eine hohe optische
Leistungsfähigkeit aufweist. Darüber hinaus besteht auf dem Markt eine starke Nachfrage nach
Geräten, die als Gerät an sich sowohl leichtgewichtig als auch kompakt sind. Kleinformatige
Linsenelemente sowie der Einsatz einer geringen Anzahl von Linsenelementen sind somit für
solche Projektionslinsen wünschenswert.
In der japanischen Offenlegungsschrift 7-294809 und in dem US-Patent Nr. 2 687 063
werden konventionelle Projektionslinsen offengelegt, die eine relativ kleine Blendenzahl
aufweisen und bei denen verschiedene Aberrationen auf vorteilhafte Weise korrigiert werden,
obwohl die Projektionslinse nur eine relativ geringe Anzahl von Linsenelementen aufweist.
Die in der japanischen Offenlegungsschrift 7-294809 beschriebene Projektionslinse
erzeugt ein relativ helles Bild, da die Blendenzahl circa 2,0 beträgt. Jedoch tritt eine
Verdunkelung im Randbereich auf, da die Projektionslinse auf der Verkleinerungsseite nicht
telezentrisch ist und der maximale Winkel des Hauptstrahls, bezogen auf die optische Achse (im
nachfolgenden telezentrischer Winkel genannt), auf der Verkleinerungsseite 6° beträgt.
Die in dem US-Patent Nr. 2 687 063 offengelegte Projektionslinse liefert ein helleres Bild,
da sie eine Blendenzahl von 1,7 aufweist. In diesem Fall tritt jedoch ebenfalls eine unnötige
Verdunkelung im Randbereich auf, da der telezentrische Winkel bis zu 5° betragen kann.
Darüber hinaus ist die Distorsion zu groß, um diese Linse als Projektionslinse in Projektoren nach
dem Stand der Technik einsetzen zu können.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Projektionslinse zur Verfügung
zu stellen, in der günstige Aberrationen erzielt werden, obwohl die Linse nur aus einer geringen
Anzahl von Linsenelementen besteht.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Linse mit einer kleinen
Blendenzahl zur Verfügung zu stellen, so daß ein helles Bild erzeugt wird.
Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist es, eine Projektionslinse zur Verfügung zu stellen,
die auf der Verkleinerungsseite nahezu telezentrisch ist, so daß nur eine geringe Verdunkelung
im Randbereich des Bildes entsteht.
Eine vierte Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Projektionslinse zur Verfügung zu
stellen, die kompakt ist und eine geringe Gesamtlänge aufweist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand einer detaillierten Beschreibung und den
entsprechenden Zeichnungen, die nur zur Illustration dienen und die vorliegende Erfindung nicht
einschränken, nachstehend erläutert, wobei:
Fig. 1 den grundlegenden Aufbau des Linsenelements gemäß der Ausführungsbeispiele
1-4 der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Distorsion und den
Farbquerfehler der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt,
Fig. 3 die Koma der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt,
Fig. 4 die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Distorsion und den
Farbquerfehler der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 2 zeigt,
Fig. 5 die Koma der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 2 zeigt,
Fig. 6 die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Distorsion und den
Farbquerfehler der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 3 zeigt,
Fig. 7 die Koma der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 3 zeigt,
Fig. 8 die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Distorsion und den
Farbquerfehler der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 4 zeigt und
Fig. 9 die Koma der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 4 zeigt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionslinse, die ein helles Bild erzeugt und bei
der das Licht auf der Verkleinerungsseite der Linse nahezu telezentrisch ist.
Die Projektionslinse gemäß der vorliegenden Erfindung weist, von der
Vergrößerungsseite der Projektionslinse aus gesehen, auf: eine erste Linsengruppe mit einem
einzigen positiven Linsenelement; eine zweite Linsengruppe mit einem einzigen negativen
Meniskuslinsenelement; eine dritte Linsengruppe mit zwei Linsenelementen, eines mit negativem
und eines mit positivem Brechwert und mit einem gesamten negativen Brechwert; eine vierte
Linsengruppe, die aus einem einzigen positiven Linsenelement gebildet wird, und eine fünfte
Linsengruppe, die aus einem einzigen positiven Linsenelement gebildet wird. Die Projektionslinse
ist so aufgebaut, daß ihr telezentrischer Winkel auf der Verkleinerungsseite 2,5° oder weniger
beträgt. Darüber hinaus sind die folgenden Bedingungen (1) und (2) erfüllt:
nAVE < 1,75 . . . Bedingung (1)
40 < AVE < 55 . . . Bedingung (2)
wobei
nAVE den durchschnittlichen Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse und
AVE den durchschnittlichen Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse darstellt.
nAVE den durchschnittlichen Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse und
AVE den durchschnittlichen Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse darstellt.
Es ist vorteilhaft, wenn die folgende Bedingung (3) erfüllt wird:
0,15 < F/F12 < 0,5 . . . Bedingung (3)
wobei
F die Brennweite der Projektionslinse und
F12 die Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe ist.
F die Brennweite der Projektionslinse und
F12 die Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe ist.
Darüber hinaus sollte das negative Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe
bildet, im Idealfall die folgenden Bedingungen (4) und (5) erfüllen:
n2 < 1,65 . . . Bedingung (4)
R4/F < 0,32 . . . Bedingung (5)
wobei
n2 der Brechungsindex des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe,
R4 der Krümmungsradius der Fläche auf der Verkleinerungsseite des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe ist und
F wie oben definiert ist.
n2 der Brechungsindex des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe,
R4 der Krümmungsradius der Fläche auf der Verkleinerungsseite des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe ist und
F wie oben definiert ist.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn das negative Meniskuslinsenelement der zweiten
Linsengruppe die folgende Bedingung (6) erfüllt:
D3/F < 0,2 . . . Bedingung (6)
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Linsenelements der zweiten Linsengruppe ist und
F wie oben definiert ist.
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Linsenelements der zweiten Linsengruppe ist und
F wie oben definiert ist.
Die dritte Linsengruppe wird vorzugsweise aus einer verkitteten Linse gebildet, in der ein
negatives Linsenelement mit einem positiven Linsenelement kombiniert wird. Darüber hinaus wird
ebenfalls bevorzugt, daß das positive Linsenelement, das die erste Linsengruppe bildet, eine
konvexe Fläche auf der Vergrößerungsseite der Projektionslinse aufweist.
Die technische Bedeutung jeder der Bedingungen (1) bis (6) wird im folgenden
beschrieben. Bedingungen (1) und (2) dienen zur Aufhebung der Verdunkelung im Randbereich,
die normalerweise bei der Verwendung einer Linse mit einer kleinen Blendenzahl auftritt. Wird
der untere Grenzwert gemäß Bedingung (1) unterschritten, so wird es schwierig, die
verschiedenen Aberrationen, die in einer Linse mit niedriger Blendenzahl auftreten, vorteilhaft zu
korrigieren. Werden andererseits die Grenzwerte gemäß der Bedingung (2) nicht eingehalten, so
wird es schwierig, die chromatische Aberration vorteilhaft zu korrigieren.
Bedingung (3) dient zur vorteilhaften Korrektur der verschiedenen Aberrationen. Wird der
obere Grenzwert gemäß der Bedingung (3) überschritten, so wird es schwierig, die Aberrationen,
im besonderen Koma und den Farbquerfehler, vorteilhaft zu korrigieren. Andererseits tritt bei
Unterschreitung des unteren Grenzwerts gemäß der Bedingung (3) eine übermäßige Distorsion
auf.
Bedingungen (4) und (5) dienen zur vorteilhaften Korrektur der Bildfeldwölbung und der
Koma. Wird der obere Grenzwert gemäß der Bedingung (4) überschritten, so kann die
Bildkippung nicht mehr korrigiert werden, und es ist gleichzeitig problematisch, die Petzval-
Summe klein zu halten. Andererseits steigt bei Unterschreitung des unteren Grenzwerts gemäß
der Bedingung (5) die Koma (als Ergebnis der Fläche des negativen Meniskuslinsenelements auf
der Verkleinerungsseite), wodurch eine Korrektur der Aberration erschwert wird.
Darüber hinaus stellt Bedingung (6) sicher, daß die Linse kompakt ist. Wird der obere
Grenzwert überschritten, so werden die Linsenelemente, die die erste und zweite Linsengruppe
bilden, übermäßig groß.
Im nachfolgenden werden vier verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung unter
Einbeziehung der Figuren beschrieben. Jedes Ausführungsbeispiel weist einen grundlegenden
Linsenelementaufbau auf, der dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau ungefähr entspricht.
Die Projektionslinse dieses Ausführungsbeispiels weist, von der Vergrößerungsseite der
Projektionslinse aus gesehen, den folgenden Linsenelementaufbau auf ein erstes
Linsenelement L1, das aus einer positiven Meniskuslinse besteht, bei der die konvexe Fläche auf
der Vergrößerungsseite der Projektionslinse liegt; ein zweites Linsenelement L2, das aus einer
negativen Meniskuslinse besteht, bei der die konvexe Fläche auf der Vergrößerungsseite der
Projektionslinse liegt; ein negatives drittes Linsenelement L3, das aus einer bikonkaven Linse mit
verschiedenen Flächenstärken besteht, wobei die Fläche mit der stärkeren Krümmung auf der
Vergrößerungsseite der Projektionslinse liegt; ein positives viertes Linsenelement L4, das aus
einer bikonvexen Linse mit verschiedenen Flächenstärken besteht, wobei die Fläche mit der
stärkeren Krümmung auf der Verkleinerungsseite der Projektionslinse liegt; ein positives fünftes
Linsenelement L5, das aus einer plankonvexen Linse besteht, bei der die konvexe Fläche auf der
Verkleinerungsseite der Projektionslinse liegt; ein positives sechstes Linsenelement L6, das aus
einer Meniskuslinse besteht, bei der die konvexe Fläche auf der Vergrößerungsseite der
Projektionslinse liegt.
Außerdem wird die erste Linsengruppe G1 aus dem ersten Linsenelement L1, die zweite
Linsengruppe G2 aus dem zweiten Linsenelement L2, die dritte Linsengruppe G3 aus dem dritten
Linsenelement L3 und dem vierten Linsenelement L4, die vierte Linsengruppe G4 aus dem fünften
Linsenelement L5 und die fünfte Linsengruppe G5 aus dem sechsten Linsenelement L6 gebildet.
Zudem erfüllt der Linsenaufbau die oben genannten Bedingungen (1) bis (6).
Eine lichtdurchlässige Flüssigkristallanzeige 1 und ein optisches
Farbzusammensetzungssystem 2 sind auf der Verkleinerungsseite der Projektionslinse
angeordnet. Die optische Achse liegt bei X, und 3 ist eine Blende. Der Lichtstrom, der in die
Projektionslinse einfällt, trägt somit aufgrund der Modulation des Lichts durch die
Flüssigkristallanzeige 1 die Bildinformation. Das Bild wird anschließend vergrößert und auf einen
Bildschirm (in der Figur nicht dargestellt) mittels der Projektionslinse projiziert.
In Tabelle 1 sind die Fläche #, von der Vergrößerungsseite der Projektionslinse aus
gesehen, der Krümmungsradius R (in mm) jeder Linsenelementfläche, der axiale
Flächenabstand D (in mm) sowie der Brechungsindex Ne und die Abbesche Zahl e an der e-
Linie (546,1 µm) für jedes Linsenelement des Ausführungsbeispiels 1 aufgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel betragen die Blendenzahl 1,7, der telezentrische Winkel
1,4° und die Helligkeit im Randbereich 96% im Vergleich zu der Helligkeit in der Mitte der Linse;
darüber hinaus sind die Bedingungen (1) - (6) erfüllt.
Die Linse des zweiten Ausführungsbeispiels hat ungefähr den gleichen
Linsenelementaufbau wie die Linse des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels 1.
Ausführungsbeispiel 2 unterscheidet sich jedoch von Fig. 1 darin, daß das fünfte
Linsenelement L5 des Ausführungsbeispiels 2 eine positive Meniskuslinse ist, bei der die konvexe
Fläche auf der Verkleinerungsseite liegt.
In Tabelle 2 sind die Fläche #, von der Vergrößerungsseite der Projektionslinse aus
gesehen, der Krümmungsradius R (in mm) jeder Linsenelementfläche, der axiale
Flächenabstand D (in mm) sowie der Brechungsindex Ne und die Abbesche Zahl e an der e-
Linie (546,1 µm) für jedes Linsenelement des Ausführungsbeispiels 2 aufgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel betragen die Blendenzahl 1,7, der telezentrische Winkel
1,5° und die Helligkeit im Randbereich 95% im Vergleich zu der Helligkeit in der Mitte der Linse;
darüber hinaus sind die Bedingungen (1) - (6) erfüllt.
Die Linse des Ausführungsbeispiels 3 hat fast den gleichen Linsenelementaufbau wie die
Linse die Ausführungsbeispiels 1. Ausführungsbeispiel 3 unterscheidet sich nur darin, daß das
fünfte Linsenelement L5 eine bikonvexe Linse mit Flächen verschiedener Stärke ist, wobei die
Fläche mit der stärkeren Krümmung auf der Verkleinerungsseite liegt.
In Tabelle 3 sind die Fläche #, von der Vergrößerungsseite der Projektionslinse aus
gesehen, der Krümmungsradius R (in mm) jeder Linsenelementfläche, der axiale
Flächenabstand D (in mm) sowie der Brechungsindex Ne und die Abbesche Zahl e an der e-
Linie (546,1 µm) für jedes Linsenelement des Ausführungsbeispiels 3 aufgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel betragen die Blendenzahl 1,7, der telezentrische Winkel
2,1° und die Helligkeit im Randbereich 96% im Vergleich zu der Helligkeit in der Mitte der Linse;
darüber hinaus sind die Bedingungen (1) - (6) erfüllt.
Die Linse des Ausführungsbeispiels 4 weist die gleichen Typen von Linsenelementen auf
wie die des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels 3. In Tabelle 4 sind die Fläche #, von der
Vergrößerungsseite der Projektionslinse aus gesehen, der Krümmungsradius R (in mm) jeder
Linsenelementfläche, der axiale Flächenabstand D (in mm) sowie der Brechungsindex Ne und die
Abbesche Zahl e an der e-Linie (546,1 µm) für jedes Linsenelement des Ausführungsbeispiels 4
aufgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel betragen die Blendenzahl 1,7, der telezentrische Winkel
1,1°, die Helligkeit im Randbereich 98% im Vergleich zu der Helligkeit in der Mitte der Linse;
darüber hinaus sind die Bedingungen (1) - (6) erfüllt.
Tabelle 5 gibt die Blendenzahl, den Halbbildwinkel (in Grad), den telezentrischen Winkel
in Grad und die Helligkeit im Randbereich der Linse in Prozent (im Vergleich zur Mitte) sowie die
Werte für die Variablen in jeder Bedingung (1) bis (6) für jedes Ausführungsbeispiel (1) - (4) an.
Wie Tabelle 5 zeigt, ergibt jedes der Ausführungsbeispiele 1-4 eine helle
Projektionslinse mit einer niedrigen Blendenzahl von 1,7, einen Halbbildwinkel im Bereich von
15,8-16,1 Grad, einen telezentrischen Winkel im Bereich von 1,1 bis 2,1 Grad, eine Helligkeit
im Randbereich im Bereich von 95 bis 98% im Vergleich zu der Helligkeit in der Mitte der Linse,
und jede der oben angegebenen Bedingungen (1) - (6) ist erfüllt.
Darüber hinaus sind in den Fig. 2, 4, 6 und 8 die sphärische Aberration, der
Astigmatismus, die Distorsion und der Farbquerfehler für die Ausführungsbeispiele 1-4
dargestellt. Der Buchstabe "h" in jeder dieser Figuren zeigt die Höhe des Bildes an. Darüber
hinaus wird in jeder Darstellung der sphärischen Aberration die Abbesche Sinusbedingung S. C.
für Licht der Wellenlänge 615,0 µm und die sphärische Aberration und der Astigmatismus für
Licht der Wellenlängen 546,1 µm, 470,0 µm und 615,0 µm dargestellt. Zudem ist der
Astigmatismus für Licht in der sagittalen (S) und einer tangentialen Bildebene (T) dargestellt.
In den Fig. 3, 5, 7 und 9 ist die Koma jedes der oben beschriebenen
Ausführungsbeispiele 1-4 dargestellt. In jeder dieser Figuren ist die Koma in tangentialer
Richtung durch vier Kurven in der linken Spalte und die Koma in sagittaler Richtung durch drei
Kurven in der rechten Spalte dargestellt. Die Kurven von oben nach unten gesehen stellen die
Koma bei verschiedenen Bildwinkeln dar. Die Kurve im oberen Teil der linken Spalte stellt die
tangentiale Koma in axialer Richtung dar, die Kurve darunter die tangentiale Koma bei 50% der
maximalen Bildhöhe, die nächste Kurve darunter die tangentiale Koma bei 70% der maximalen
Bildhöhe und die untere Kurve die tangentiale Koma bei maximaler Bildhöhe dar. Zur Darstellung
der Koma in sagittaler Richtung sind nur drei Kurven gegeben, da die sagittale Koma in axialer
Richtung identisch ist mit der tangentialen Koma in axialer Richtung. Aus diesem Grund stellen
die restlichen Kurven in der rechten Spalte jeder der Fig. 3, 5, 7 und 9 (von oben nach unten)
die sagittale Koma bei einer Bildhöhe von 50% der maximalen Bildhöhe, 70% der maximalen
Bildhöhe sowie bei maximaler Bildhöhe dar.
Aus den Fig. 2 bis 9 ergibt sich, daß jede der verschiedenen Aberrationen vorteilhaft
korrigiert werden kann. Darüber hinaus ist die Projektionslinse der vorliegenden Erfindung nicht
auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele 1-4 begrenzt, da zahlreiche Änderungen
möglich sind. Zum Beispiel kann der Krümmungsradius R oder der Flächenabstand D jeder
Linsenfläche geändert werden. Obwohl die Projektionslinse der oben beschriebenen
Ausführungsbeispiele zum Einsatz mit einer lichtdurchlässigen Flüssigkristallanzeige vorgesehen
ist, ist es außerdem ebenfalls möglich, die vorliegende Erfindung mit einer reflektierenden
Flüssigkristallanzeige oder mit anderen Arten von Lichtmodulatoren, wie zum Beispiel einem
digitalen Spiegelgerät, einem verformbaren Spiegelgerät oder dergleichen, einzusetzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es durch Erfüllung der Bedingungen (1) und (2)
möglich, die Verdunkelung im Randbereich vorteilhaft aufzuheben und gleichzeitig
unterschiedliche Aberrationen vorteilhaft zu korrigieren, obwohl die Linse eine kleine Blendenzahl
aufweist. Da der telezentrische Winkel 2,5° oder weniger beträgt, ist das Licht auf der
Verkleinerungsseite der Linse fast parallel gerichtet. Das Licht kann somit nahezu senkrecht auf
die Rückseite der Flüssigkristallanzeige einfallen, um durch die Flüssigkristallanzeige moduliert
zu werden und das in dem Licht enthaltene Bild anschließend durch die Projektionslinse auf
einen Bildschirm zu übertragen, der auf der Vergrößerungsseite der Projektionslinse angeordnet
ist. Auf diese Weise wird sogar bei Lichtstrahlen, die durch den Randbereich der Linse gehen,
eine unnötige Verdunkelung im Rand des projizierten Bildes vermieden.
Darüber hinaus ist es möglich, verschiedenen Aberrationen, wie zum Beispiel Koma,
Farbquerfehler und Bildfeldwölbung, vorteilhaft zu korrigieren, dadurch, daß die Bedingungen
(3) - (5) erfüllt werden. Durch die Erfüllung der Bedingung (6) wird eine kompakte
Projektionslinse erzielt.
Aus dieser Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß diese auf verschiedenste
Weise geändert werden kann. Diese Änderungen werden nicht als Abweichung von der
Wesensart und dem Umfang der Erfindung angesehen. Der Umfang der Erfindung soll vielmehr,
wie in den folgenden Ansprüchen und ihren rechtlichen Äquivalenten aufgeführt, definiert werden.
Alle Änderungen, die für jemanden, der sich mit der Technik auskennt, offensichtlich sind, sollen
als im Umfang der folgenden Ansprüche enthalten gelten.
Claims (13)
1. Projektionslinse, die eine Vergrößerungsseite und eine Verkleinerungsseite aufweist und, von
der Vergrößerungsseite aus gesehen, aufweist:
eine erste Linsengruppe, die aus einem einzigen positiven Linsenelement besteht,
eine zweite Linsengruppe, die aus einem einzigen negativen Meniskuslinsenelement besteht,
eine dritte Linsengruppe mit einem negativen Brechwert, die aus einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement gebildet ist,
eine vierte Linsengruppe, die aus einem einzigen positiven Linsenelement besteht, und
eine fünfte Linsengruppe, die aus einem einzigen positiven Linsenelement besteht, wobei
der maximale Winkel zwischen dem Hauptstrahl und der optischen Achse auf der Verkleinerungsseite der Projektionslinse 2,5° oder weniger beträgt und die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
nAVE < 1,75
40 < AVE < 55
wobei
nAVE der durchschnittliche Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse und
AVE der durchschnittliche Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente der Projektionslinse ist.
eine erste Linsengruppe, die aus einem einzigen positiven Linsenelement besteht,
eine zweite Linsengruppe, die aus einem einzigen negativen Meniskuslinsenelement besteht,
eine dritte Linsengruppe mit einem negativen Brechwert, die aus einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement gebildet ist,
eine vierte Linsengruppe, die aus einem einzigen positiven Linsenelement besteht, und
eine fünfte Linsengruppe, die aus einem einzigen positiven Linsenelement besteht, wobei
der maximale Winkel zwischen dem Hauptstrahl und der optischen Achse auf der Verkleinerungsseite der Projektionslinse 2,5° oder weniger beträgt und die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
nAVE < 1,75
40 < AVE < 55
wobei
nAVE der durchschnittliche Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse und
AVE der durchschnittliche Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente der Projektionslinse ist.
2. Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Bedingung
erfüllt ist:
0,15 < F/F12 < 0,5
wobei
F die Brennweite der Projektionslinse und F12 die Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe ist.
0,15 < F/F12 < 0,5
wobei
F die Brennweite der Projektionslinse und F12 die Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe ist.
3. Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das negative Meniskus
linsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgenden Bedingungen erfüllt:
n2 < 1,65
R4/F < 0,32
wobei
n2 der Brechungsindex des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe, R4 der Krümmungsradius der Fläche auf der Verkleinerungsseite des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
n2 < 1,65
R4/F < 0,32
wobei
n2 der Brechungsindex des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe, R4 der Krümmungsradius der Fläche auf der Verkleinerungsseite des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
4. Projektionslinse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das negative
Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgenden Bedingungen erfüllt:
n2 < 1,65
R4/F < 0,32
wobei
n2 der Brechungsindex des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe, R4 der Krümmungsradius der Fläche auf der Verkleinerungsseite des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
n2 < 1,65
R4/F < 0,32
wobei
n2 der Brechungsindex des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe, R4 der Krümmungsradius der Fläche auf der Verkleinerungsseite des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
5. Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das negative
Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgende Bedingung erfüllt:
D3/F<0,2
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
D3/F<0,2
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
6. Projektionslinse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das negative
Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgende Bedingung erfüllt
D3/F < 0,2
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
D3/F < 0,2
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
7. Projektionslinse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das negative
Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgende Bedingung erfüllt:
D3/F < 0,2
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
D3/F < 0,2
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
8. Die Projektionslinse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
dritte Linsengruppe von einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement
gebildet wird, die miteinander verkittet sind.
9. Projektionslinse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das positive
Linsenelement, das die erste Linsengruppe bildet, so angeordnet ist, daß auf der
Vergrößerungsseite der Projektionslinse eine konvexe Fläche ist.
10. Projektionslinse, die eine Vergrößerungsseite und eine Verkleinerungsseite besitzt und, von
der Vergrößerungsseite aus gesehen, aufweist:
eine erste Linsengruppe, die ein positives Linsenelement aufweist,
eine zweite Linsengruppe, die ein negatives Meniskuslinsenelement aufweist,
eine dritte Linsengruppe mit einem negativen Brechwert, die aus einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement gebildet ist,
eine vierte Linsengruppe, die ein positives Linsenelement aufweist,
und eine fünfte Linsengruppe, die ein positives Linsenelement aufweist,
wobei
der maximale Winkel zwischen dem Hauptstrahl und der optischen Achse auf der Verkleinerungsseite der Projektionslinse 2,5° oder weniger beträgt und die folgenden Bedingungen erfüllt sind
nAVE < 1,75
40 < AVE < 55
wobei
nAVE der durchschnittliche Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente der Projektionslinse und
AVE der durchschnittliche Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente der Projektionslinse ist.
eine erste Linsengruppe, die ein positives Linsenelement aufweist,
eine zweite Linsengruppe, die ein negatives Meniskuslinsenelement aufweist,
eine dritte Linsengruppe mit einem negativen Brechwert, die aus einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement gebildet ist,
eine vierte Linsengruppe, die ein positives Linsenelement aufweist,
und eine fünfte Linsengruppe, die ein positives Linsenelement aufweist,
wobei
der maximale Winkel zwischen dem Hauptstrahl und der optischen Achse auf der Verkleinerungsseite der Projektionslinse 2,5° oder weniger beträgt und die folgenden Bedingungen erfüllt sind
nAVE < 1,75
40 < AVE < 55
wobei
nAVE der durchschnittliche Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente der Projektionslinse und
AVE der durchschnittliche Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente der Projektionslinse ist.
11. Projektionslinse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Bedingung
erfüllt ist:
0,15 < F/F12 < 0,5
wobei
F die Brennweite der Projektionslinse,
F12 die Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe ist.
0,15 < F/F12 < 0,5
wobei
F die Brennweite der Projektionslinse,
F12 die Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe ist.
12. Projektionslinse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das negative
Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgenden Bedingungen erfüllt:
n2 < 1,65
R4/F < 0,32
wobei
n2 der Brechungsindex des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe,
R4 der Krümmungsradius der Fläche auf der Verkleinerungsseite des Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und
F die Brennweite der Projektionslinse ist.
n2 < 1,65
R4/F < 0,32
wobei
n2 der Brechungsindex des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe,
R4 der Krümmungsradius der Fläche auf der Verkleinerungsseite des Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und
F die Brennweite der Projektionslinse ist.
13. Projektionslinse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das negative
Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgende Bedingung erfüllt:
D3/F < 0,2
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Linsenelements der zweiten Linsengruppe und
F die Brennweite der Projektionslinse ist.
D3/F < 0,2
wobei
D3 die Dicke in der Mitte des negativen Linsenelements der zweiten Linsengruppe und
F die Brennweite der Projektionslinse ist.
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