DE19933142B4

DE19933142B4 - Projektionslinse

Info

Publication number: DE19933142B4
Application number: DE19933142A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Omiya Yoneyama
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: JP2000039555A; US6124978A; DE19933142A1

Abstract

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 Blende,
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 < UAVE < 55, wobei nAVE der durchschnittliche Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse und uAvE der durchschnittliche Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente der Projektionslinse ist.

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 60 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.

Aus der US 45 14 052 ist eine Linsenanordnung bekannt, 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 ein negatives Meniskuslinsenelement hat, 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.

Die DE 41 02 377 A1 beschreibt ein lichtstarkes sechslinsiges Objektiv für eine relative Öffnung von 1 : 1,4. Durch besondere Bedingungen für die Dimensionierung der sechs Linsen wurden ausgezeichnete Parameter erreicht, so dass das Objektiv einfach herstellbar und gleichzeitig für hoch auflösende Empfänger geeignet ist.

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 Aufgaben werden durch eine Projektionslinse gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 10 gelöst.

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:

1 den grundlegenden Aufbau des Linsenelements gemäß der Ausführungsbeispiele 1–4 der vorliegenden Erfindung zeigt,

2 die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Distorsion und den Farbquertehler der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt,

3 die Koma der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt,

4 die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Distorsion und den Farbquerfehler der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 2 zeigt,

5 die Koma der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 2 zeigt,

6 die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Distorsion und den Farbquerfehler der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 3 zeigt,

7 die Koma der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 3 zeigt,

8 die sphärische Aberration, den Astigmatismus, die Distorsion und den Farbquertehler der Projektionslinse gemäß Ausführungsbeispiel 4 zeigt und

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 < ʋAVE < 55 Bedingung (2)wobei
n_AVE den durchschnittlichen Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse und
ʋ_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.
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.
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.
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 1 dargestellten Aufbau ungefähr entspricht.
Ausführungsbeispiel 1
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 N_e und die Abbesche Zahl ʋe an der e-Linie (546,1 μm) für jedes Linsenelement des Ausführungsbeispiels 1 aufgeführt. TABELLE 1
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.
Ausführungsbeispiel 2
Die Linse des zweiten Ausführungsbeispiels hat ungefähr den gleichen Linsenelementaufbau wie die Linse des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels 1. Ausführungsbeispiel 2 unterscheidet sich jedoch von 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 N_e und die Abbesche Zahl ʋe an der e-Linie (546,1 μm) für jedes Linsenelement des Ausführungsbeispiels 2 aufgeführt. TABELLE 2
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.
Ausführungsbeispiel 3
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 N_e und die Abbesche Zahl ʋe an der e-Linie (546,1 μm) für jedes Linsenelement des Ausführungsbeispiels 3 aufgeführt. TABELLE 3
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.
Ausführungsbeispiel 4
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 N_e und die Abbesche Zahl ʋe an der e-Linie (546,1 μm) für jedes Linsenelement des Ausführungsbeispiels 4 aufgeführt. TABELLE 4
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. TABELLE 5
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 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 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 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 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 Abenationen 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 Abenationen, 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

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 Blende, 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 < UAVE < 55, wobei nAVE der durchschnittliche Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente in der Projektionslinse und uAvE der durchschnittliche Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente der Projektionslinse ist.
Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Bedingung erfüllt ist: 0,15 < F/F12 < 0,5wobei F die Brennweite der Projektionslinse und F₁₂ die Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe ist.
Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das negative Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgenden Bedingungen erfüllt: n2 < 1,65 R4/F > 0,32wobei 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.
Projektionslinse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das negative Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgenden Bedingungen erfüllt: n2 < 1,65 R4/F > 0,32wobei 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.
Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das negative Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgende Bedingung erfüllt: D3/F < 0,2wobei D₃ die Dicke in der Mitte des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
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.
Projektionslinse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das negative Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgende Bedingung erfüllt: D3/F < 0,2wobei D₃ die Dicke in der Mitte des negativen Meniskuslinsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.
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.
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.
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 einziges negatives Meniskuslinsenelement aufweist, eine dritte Linsengruppe mit einem negativen Brechwert, die aus einem negativen Linsenelement und einem positiven Linsenelement gebildet ist, eine Blende, 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 < DAVE < 55, wobei nAvE der durchschnittliche Wert des Brechungsindexes der positiven Linsenelemente der Projektionslinse und UAVE der durchschnittliche Wert der Abbeschen Zahl der positiven Linsenelemente der Projektionslinse ist.
Projektionslinse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Bedingung erfüllt ist: 0,15 < F/F22 < 0,5wobei F die Brennweite der Projektionslinse, F₁₂ die Gesamtbrennweite der ersten und zweiten Linsengruppe ist.
Projektionslinse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das negative Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgenden Bedingungen erfüllt: n2 < 1,65 R4/F > 0,32wobei 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.
Projektionslinse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das negative Meniskuslinsenelement, das die zweite Linsengruppe bildet, die folgende Bedingung erfüllt: D3/F < 0,2wobei D₃ die Dicke in der Mitte des negativen Linsenelements der zweiten Linsengruppe und F die Brennweite der Projektionslinse ist.