DE4344289C2

DE4344289C2 - Projektionsobjektiv

Info

Publication number: DE4344289C2
Application number: DE4344289A
Authority: DE
Inventors: Kenzo Sado
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-12-23
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JPH06242372A; FR2701572B1; JP3224046B2; US5367405A; FR2701572A1; DE4344289A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Projektionsobjektiv gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind beispielsweise Pro jektionsobjektive vom optischen Kopplungstyp (OC-Typ) be kannt, bei denen eine Flüssigkeit zwischen eine Linse und eine Kathodenstrahlröhre (CRT) gefüllt wird, um eine gute Kontrastübertragung zu gewährleisten und den CRT-Kühlungswir kungsgrad hoch zu halten.

Als Projektionsobjektiv für Projektionsfernsehgeräte sollte ein Projektionsobjektiv vom optischen Kopplungstyp verwendet werden, das einen guten Kühlungswirkungsgrad besitzt und eine gute Kontrastwiedergabe gewährleistet.

Projektionsfernsehgeräte werden auch als Endgeräte zur Pro jektion von Bildern verwendet, die von Videorecordern, Video kameras stammen, von Bildern, die vom Fernsehgerät empfangen wurden, Computergrafikbildern und dergleichen. In letzter Zeit war für Projektionsfernsehgeräte eine zunehmend größere Auflösung erforderlich. Bisher war als Projektionsobjektiv vom optischen Kopplungstyp, das Bilder hoher Auflösung be reitstellen soll, ein in der US-Patentschrift Nr. 4,900,139 beschriebenes Projektionsobjektiv bekannt.

Im Falle des Projektionsfernsehgeräts mit Durchlichtbild schirm wird der Abstand des Bildschirmes von dem Projektions objektiv mit einem rückwärtigen Projektionsgehäuse einge stellt, wenn das Projektionsfernsehgerät an den Benutzer ge liefert wird. Andererseits wird im Falle des Projektionsfern sehgeräts mit Auflichtbildschirm der Abstand des Bildschirmes und des Projektionsobjektivs vom Benutzer eingestellt. Daher sollte ein Projektionsfernsehgerät mit Auflichtbildschirm die Bedingung erfüllen, daß der Abstand des Bildschirmes vom Pro jektionsobjektive in einem weiten Bereich verändert werden kann (d. h., daß der veränderbare Bereich des Abbildungsmaß stabes groß gehalten werden kann).

Jedoch betragen die Abbildungsmaßstäbe bei dem in der US 4,900,139 beschriebenen Projektionsobjektiv, wie in Tabelle 1, Tabelle 4, Tabelle 5 und Tabelle 8 der Beschreibung ge zeigt, jeweils 16.42, von 10.70 bis 12.03, von 10.00 bis 10.59 und von 8.13 bis 10.87. Insbesondere beträgt das Ände rungsverhältnis des Abbildungsmaßstabes höchstens das 1,34 : 1. Andererseits beträgt bei einem Projektionsobjektiv vom Luft kopplungstyp, das als Vergleichsbeispiel in der US-Patent schrift 4,900,139 beschrieben ist, der Abbildungsmaßstab von 10 bis 60 und daher ist das Änderungsverhältnis des Abbil dungsmaßstabes 6 : 1. Das Änderungsverhältnis des Projektions objektivs gemäß der genannten US-PS 4,900,139 ist viel klei ner als das des Projektionsobjektivs vom Luftkopplungstyp.

Mit dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Projektionsob jektiv, das als Objektiv vom OC-Typ bekannt ist, wobei ein Bild hoher Auflösung erzeugt werden kann, ist, wie vorstehend beschrieben, das erzielbare Änderungsverhältnis des Abbil dungsmaßstabes klein. Das liegt daran, daß bei größer gehal tenem Änderungsverhältnis das Abbildungsmaßstabes eine Bild feldebnungslinse und die anderen Elemente des Projektionsob jektivs nicht gemeinsam miteinander in Richtung der optischen Achse bewegt werden können. Daher ändert sich der Abstand zwischen der Bildfeldebnungslinse und den anderen Elementen des Projektionsobjektivs stark, und die Bildqualität ver schlechtert sich, wenn der Abbildungsmaßstab einen gewissen Wert überschreitet. Selbst wenn Maßnahmen, wie der Einsatz eines floating-fokusing Linsengliedes, ergriffen werden, ist es schwierig, die schlechte Bildqualität auszugleichen.

Wenn ein herkömmliches Projektionsobjektiv für ein Projekti onsfernsehgerät, insbesondere für ein Projektionsfernsehgerät mit Auflichtbildschirm verwendet wird, treten dementsprechend dadurch Probleme auf, daß das Änderungsverhältnis des Abbil dungsmaßstabes nicht groß gehalten werden kann und es nötig ist, verschiedene Arten von Projektionsobjektiven, bei spielsweise gemäß verschiedenen Bildschirmgrößen, herzustel len.

Mit dem vorstehend beschriebenen Projektionsobjektiv vom OC- Typ wird auch die Temperatur der zwischen der Bildfeldebnungs linse und der CRT-Oberfläche vorgesehenen, abdichtenden Flüs sigkeit aufgrund der Hitze an der CRT-Oberfläche sehr hoch, und daher dehnt sich die Objektivfassung aus. Folglich ändert sich die Lage des Objektivs relativ zur Oberfläche der Katho denstrahlröhre (CRT), und das Projektionsbild wird unscharf.

Um ein unscharfes Projektionsbild zu vermeiden, ist es wir kungsvoll, wenn Kunststofflinsen, bei denen sich die Brechungszahl aufgrund einer Temperaturänderung stark ändert, verwendet werden. Jedoch stand man bisher vor dem Problem, daß die Bedingungen, unter denen die Kunststofflinsen die Verminderung der Bildschärfe des Projektionsbildes vermeiden sollten und die Bedingungen zur Vergrößerung des Änderungsbereiches des Abbildungsmaßstabes nicht aufeinander abgestimmt waren. Daher passierte es oft, daß bei bestimmten Bedingungen eine bessere Kompensation der Unschärfe des Projektionsbildes zu einem kleineren Änderungsbereich des Abbildungsmaßstabes führte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gut kor rigiertes Projektionsobjektiv vom optischen Kopplungstyp zu schaffen, bei dem die durch einen Temperaturanstieg verur sachte Unschärfe des projizierten Bildes vermieden ist, und das ein Änderungsverhältnis des Abbildungsmaßstabes von min destens etwa 6 : 1 aufweist, selbst wenn das Projektionsobjek tiv in einem Projektionsfernsehgerät vom Typ mit Auflicht bildschirm verwendet wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Projektionsobjektiv der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 gelöst.

Der hierin verwendete Ausdruck "geringe Brechkraft" bedeutet, daß diese Brechkraft schwächer als die Brechkraft des achro matischen Linsensystems ist und die Brechkraft des gesamten Projektionsobjektivs nicht wesentlich beeinflußt.

Dabei bedeutet der Ausdruck "mit großem Einfluß auf die Brechkraft des Projektionsobjektivs", daß das achromatische Linsensystem eine Brechkraft von mindestens etwa der Hälfte der Brechkraft des Projektionsobjektivs besitzt.

Wenn der Abbildungsmaßstab in einem weiten Bereich geändert wird, verringert sich, wie vorstehend beschrieben, im Falle eines herkömmlichen Projektionsobjektivs vom OC-Typ die Bild qualität sowohl am Bildfeldrand als auch in der Bildfeld mitte. Bei dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv wird die Scharfeinstellung und die Änderung des Abbildungsmaßstabes durch die zweite Linsengruppe bewirkt, die den größten Teil der Brechkraft des Projektionsobjektivs besitzt. Zugleich wird die Verminderung der Bildqualität am Bildfeldrand durch Änderung des Abstandes von der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe ausgeglichen. Die schlechte Bildqualität in der Bildfeldmitte wird durch die dritte Linsengruppe ver mieden.

Das Mitten-Öffnungsbündel (das der Bildmitte zugeordnete Öff nungsbündel) wird etwa an der Stelle der ersten Linsengruppe gebündelt. Selbst wenn die erste Linsengruppe bewegt wird, ist daher die Wirkung auf die Bildqualität im Zentralbereich der Bildfläche gering.

An der Stelle der dritten Linsengruppe wird das Mitten-Öff nungsbündel etwas weniger konvergent. Durch die Bewegung der dritten Linsengruppe kann daher die Bildqualität in der Bild gruppe der Kathodenstrahlröhre nahe kommt, wird jedoch die Wirkung der dritten Linsengruppe zur Korrektur der Bildquali tät in der Bildfeldmitte klein. Daher sollte die in Anspruch 1 aufgeführte Bedingung LC/FO < 0,47 erfüllt sein.

Wenn die dritte Linsengruppe bewegt wird, verschiebt sich die Fokussierstellung aus der richtigen Position aufgrund einer Änderung der sphärischen Aberration. Während der Bewegung der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe sollte das Verhältnis der Bewegungen der zweiten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe deshalb bevorzugt so eingestellt werden, daß ein vorbestimmtes Verhältnis hinsichtlich ihrer Bewegun gen besteht.

Die erste Linsengruppe besitzt eine geringe Brechkraft, so daß bei einer Bewegung der ersten Linsengruppe das Mitten- Öffnungsbündel nur wenig beeinflußt wird. Die Korrektur kann dann in der dritten Linsengruppe ausgeführt werden.

Die Kunststofflinse, die sich von den Linsen der zweiten Lin sengruppe dem Bildschirm am nächsten befindet, besitzt eine geringe Brechkraft, so daß der Einfluß der Umge bungsbedingungen, wie etwa von Temperatur und Feuchtigkeit, auf die Änderung der Brechzahl der Kunststofflinse durch Ein fluß der Umgebungsbedingungen auf eine Änderung der Brechzahl der ersten Linsen vermieden werden kann.

Zur Kompensation der chromatischen Aberration kann das achromatische Linsensystem der zweiten Linsengruppe vorzugs weise aus einer Kombination einer positiven, einer negativen, einer positiven und einer positiven Linse bestehen, die in dieser Reihenfolge von der Bildschirmseite aus angeordnet sind. Wahlweise kann das achromatische Linsensystem der zwei ten Linsengruppe auch aus einer Kombination einer negativen, einer positiven, einer negativen, einer positiven und einer positiven Linse bestehen, die in dieser Reihenfolge von der Bildschirmseite aus angeordnet sind. Alternativ kann das achromatische Linsensystem der zweiten Linsengruppe aus einer Kombination einer negativen, einer positiven, einer positiven und einer positiven Linse bestehen, die in dieser Reihenfolge von der Bildschirmseite aus angeordnet sind.

Zum Projektionsobjektiv vom OC-Typ gehört die Bildfeldeb nungslinse, deren Temperatur leicht hoch wird. Wenn die Tem peratur der Bildfeldebnungslinse ansteigt, dehnen sich daher die angrenzende Flüssigkeit und die dort vorgesehene Fassung beträchtlich aus, und die Brechzahl der Flüssigkeit verrin gert sich beträchtlich.

Bei einem herkömmlichen hochauflösenden Projektor, bei dem der Großteil seiner Brechkraft durch Glaslinsen be reitgestellt wird, konnte die Ausdehnung aufgrund eines Temperaturanstiegs nicht ausgeglichen werden und die Auflö sung verringerte sich unweigerlich. Daher konnte mit einem herkömmlichen hochauflösenden Projektor keine vergleichbar hohe Auflösung erzielt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv besteht die Linse, die sich von den Linsen der zweiten Linsengruppe am weitesten vom Bildschirm entfernt befindet, aus Kunststoff, dessen Brechzahl sich aufgrund eines Temperaturanstiegs stark ändert. Diese Kunststofflinse besitzt eine große Brechkraft, und eine Verschiebung des Objektivs aufgrund eines Tempera turanstiegs wird dadurch verläßlich ausgeglichen.

Der Temperaturausgleich könnte mit kleinerer Brechkraft aus geführt werden, wenn die Linse zur Durchführung des Tempe raturausgleichs sich in einer Position befände, in der der Temperaturanstieg vergleichsweise groß ist. Daher wäre es zweckmäßig, wenn sich die Linse des Temperaturausgleichs in einer Position so nahe wie möglich an der Bildfeldebnungs linse befände. Jedoch werden die Wirkungen der Bildfeldeb nungslinse durch eine stark negative Brechkraft erreicht. Wenn die Linse mit einer positiven Brechkraft sich nahe an der Bildfeldebnungslinse befindet, wird aber die Wirkung der Bildfeldebnungslinse verringert. Auch gibt eine positive Brechkraft in der Nähe der Bildfeldebnungslinse einen gerin gen Beitrag zur erforderlichen Brechkraft des Projektionsob jektivs. Für den Fall, daß die Linse für den Temperatur ausgleich sich in der zweiten Linsengruppe befindet, kommt im Gegensatz dazu die Brechkraft der Linse zu der Brechkraft der zweiten Linsengruppe hinzu. Daher kann die positive Brech kraft für den Temperaturausgleich in der zweiten Linsengruppe als Teil der Brechkraft des Projektionsobjektivs dienen und ist insofern wirkungsvoll.

An der Stelle der Linse zur Durchführung des Temperaturaus gleichs in der zweiten Linsengruppe wirkt eine Änderung der Brechzahl, die einen Temperaturanstieg begleitet, in gleicher Weise auf die Bildfeldmitte wie auf den Bildfeldrand. Daher kann die Abbildungsleistung bei Durchführung des Temperatur ausgleichs stabil gehalten werden.

Wenn der Kunststofflinse der ersten Linsengruppe und der dritten Linsengruppe eine positive Brechkraft verliehen wird, das groß genug ist, um den Ausgleich für einen Temperaturan stieg vollständig durchzuführen, wird die Änderung der Abbil dungsleistung aufgrund einer Änderung des Abbildungsmaßstabes groß. In solchen Fällen ist es schwierig, die Änderungen der Abbildungsleistung auszugleichen, selbst wenn der Abstand zwischen den benachbarten Linsengruppen geändert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv wird die Bedin gung 0,1 < ΦT/ΦO < 0,5 eingehalten. Der Grund dafür ist, daß es möglich ist, die Unschärfe des Projektionsbildes auf grund eines Temperaturanstieges auszugleichen, wenn der Wert von ΦT/ΦO in diesen Bereich fällt. Wenn der Wert von ΦT/ ΦO nicht größer als 0,1 oder nicht kleiner als 0,5 ist, wird die Kompensation unzureichend oder übermäßig.

Wie vorstehend beschrieben, können im erfindungsgemäßen Pro jektionsobjektiv die erste Linsengruppe, die zweite Linsen gruppe und die dritte Linsengruppe in unterschiedlichen Wei sen bewegt werden. Eine große Änderung des Abbildungsmaßsta bes wird hauptsächlich durch die Bewegung der zweiten Linsen gruppe ermöglicht. Zudem wird die schlechte Bildqualität des Projektionsbildes am Bildfeldrand aufgrund einer Änderung des Abbildungsmaßstabes durch die Änderung des Abstands von der zweiten Linsengruppe und von der ersten Linsengruppe ausge glichen. Die schlechte Bildqualität des Projektionsbildes in der Bildfeldmitter aufgrund einer Änderung des Abbildungsmaß stabes wird durch die Bewegung der dritten Linsengruppe aus geglichen.

Auf diese Weise wird ein Projektorobjektiv mit einem verän derbaren Abbildungsmaßstab geschaffen, dessen Bildqualität über den Scharfeinstellbereich etwa erhalten bleibt. Selbst wenn das erfindungsgemäße Projektionsobjektiv in einem Projektionsfernsehgerätes vom Typ mit Auflichtbildschirm ver wendet wird, kann ein veränderlicher Änderungsbereich des Ab bildungsmaßstabs von etwa 6 : 1 oder mehr erzielt werden.

Im erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv besteht auch die Linse, die sich von den Linsen der zweiten Linsengruppe am weitesten auf der Seite der Kathodenstrahlröhre befindet, aus Kunststoff, und diese Kunststofflinse ist zweckmäßig mit ei ner großen Brechkraft ausgestattet. Die Position und die Brechkraft der Kunststofflinse werden zweckmäßig eingestellt. Dadurch, daß sich die Brechkraft der Kunststofflinse stark ändert, wenn die Temperatur ansteigt, kann eine Änderung des Fokussierabstands aufgrund eines Temperaturanstiegs der Bild feldebnungslinse ausgeglichen werden.

Auf diese Weise werden die Probleme der Verringerung des Än derungsbereiches des Abbildungsmaßstabes durch die Kunst stofflinse beseitigt.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv gemäß Anspruch 1.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Be zugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Fig. 1 eine Schnittansicht, die eine erste Ausführungs form des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs zeigt,

Fig. 2 eine Schnittansicht, die eine zweite Ausführungs form des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs zeigt,

Fig. 3 eine Schnittansicht, die eine dritte Ausführungs form des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs zeigt,

Fig. 4 eine Schnittansicht, die eine vierte Ausführungs form des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs zeigt,

Fig. 5 eine Schnittansicht, die eine fünfte Ausführungs form des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs zeigt,

Fig. 6 ein Diagramm, das die Aberrationen der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs zeigt,

Fig. 7 ein Diagramm, das die Aberrationen der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs zeigt,

Fig. 8 ein Diagramm, das die Aberrationen der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs zeigt,

Fig. 9 ein Diagramm, das die Aberrationen der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs zeigt, und

Fig. 10 ein Diagramm, das die Aberrationen der fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs zeigt.

In den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen haben die in den Zeichnungen und den Tabellen verwendeten Symbole die nachstehend definierte Bedeutung:

f: Brennweite des Projektionsobjektivs
F: F-Zahl
m: Abbildungsmaßstab
r1, r2, . . . , rn: Radien der Linsenflächen und der Front platte
d1, d2, . . . , dn: Axiale Luft- und Flüssigkeitsabstände oder -dicken der entsprechenden Lin sen und der Frontplatte
ne: Brechzahlen für die e-Linie
νd: Abbesche Zahlen im Hinblick auf die d-Linie
z: Optische Achse.

Eine asphärische Fläche wird mit "*" dargestellt. Wenn die Richtung der optischen Achse als z-Achse genommen wird und y der Abstand von der z-Achse ist, wird die Form der asphäri schen Fläche als

dargestellt, in der C die Scheitelkrümmung (Reziprokwert des Kurvenradius), k die Exzentrizität und a1, a2, a3 und a4 die Koeffizienten der asphärischen Flächen sind.

Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektions objektivs, die in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt eine erste Lin sengruppe G1, eine zweite Linsengruppe G2, eine dritte Lin sengruppe G3, und eine vierte Linsengruppe G4, die in dieser Reihenfolge von der Bildschirmseite aus angeordnet sind.

Die erste Linsengruppe G1 besteht aus einer Kunststofflinse L1 mit schwacher Brechkraft.

Bei der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projek tionsobjektivs sind die zwei Flächen der Kunststofflinse L1 asphärisch. Die zweite Linsengruppe G2 besteht aus einer Kunststofflinse L2 schwacher Brechkraft, deren zwei Flächen asphärisch sind, und aus vier Linsen L3, L4, L5 und L6, die ein achromatisches Linsensystem mit dem Großteil der Brech kraft des Projektionsobjektivs bilden. Die Linse L6 ist ein positiver Meniskus mit zur Bildschirmseite konvexer Fläche. Die Kunststofflinse L2, die Linsen L3, L4 und L5 und die po sitive Meniskus-Linse L6, die die zweite Linsengruppe G2 bil den, sind in dieser Reihenfolge von der Bildschirmseite aus angeordnet. Die dritte Linsengruppe G3 besteht aus einer Kunststofflinse L7 schwacher Brechkraft und mit zwei asphäri schen Flächen. Die vierte Linsengruppe G4 besteht aus einer Kunststofflinse L8 schwacher Brechkraft mit zwei asphärischen Flächen und aus einer negativen Bildfeldebnungslinse L9 in Form einer negativen Meniskus-Linse, deren zur Bildschirm seite weisende Fläche asphärisch ist.

Zwischen der Bildfeldebnungslinse L9 und der Ka thodenstrahlröhre ist eine Flüssigkeit LQ vorgesehen, die eine Flüssigkeits-Kopplungsvorrichtung bildet.

Diese Ausführungsform erfüllt die Bedingung:

LC/FO < 0.47

mit LC = Abstand der fluoreszierenden Fläche der Kathoden strahlröhre von der Fläche der Kunststofflinse der dritten Linsengruppe, die auf der Seite der Kathodenstrahlröhre liegt, und FO = Objektiv-Brennweite, wobei die erste Linsen gruppe, die zweite Linsengruppe und die dritte Linsengruppe zur Scharfeinstellung des Objektivs in unterschiedlicher Weise bewegt werden. Der axiale Luftabstand d2, d11, und d13 ändern sich mit dem Abbildungsmaßstab.

Diese Ausführungsform erfüllt ferner die Bedingung:

0.1 < ΦT/ΦO < 0.5

mit ΦT = Brechkraft der Kunststofflinse mit geringer positi ver Brechkraft der zweiten Linsengruppe und ΦO = Brechkraft des gesamten Objektivs darstellt.

Bei dieser Ausführungsform ist bei einem Abbildungsmaßstab m von -1/0.044, die Brennweite f 138.71 mm, und die objektsei tige Schnittweite ist 3.354 m.

Die Tabelle 1 zeigt die Konstruktionsdaten der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektionsobjektivs.

Tabelle 1

Tabelle 2 zeigt die Werte des Abstandes d2 zwischen der er sten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, den Ab stand d11 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der drit ten Linsengruppe G3 und den Abstand d13 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 für jeden Wert des Abbildungsmaßstabes.

Tabelle 2

Tabelle 3 zeigt die Werte der Koeffizienten a₁, a₂, a₃ und a₄ der asphärischen Flächen a1, a2, a3 und a4 und die Werte der Exzentrizität k der asphärischen Linsenflächen r1, r2, r3, r4, r12, r13, r14, r15, und r16.

Tabelle 3

Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs, die in Fig. 2 gezeigt ist, ist etwa in gleicher Weise wie die erste Ausführungsform aufgebaut, außer daß die Werte für die Kurvenradien der Linsenflächen der entsprechen den Linsen unterschiedlich sind.

In der zweiten Ausführungsform ist bei einem Abbildungsmaß stab m von -1/0.044, die Brennweite f 138.81 mm, und die ob jektseitige Schnittweite ist 3,351 m.

Tabelle 4 zeigt die Konstruktionsdaten der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs.

Tabelle 4

Tabelle 5 zeigt die Werte des Abstandes d2 zwischen der er sten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, den Ab stand d11 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der drit ten Linsengruppe G3 und den Abstand d13 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 für verschie dene Abbildungsmaßstäbe m.

Tabelle 5

Tabelle 6 zeigt die Werte a1, a2, a3, und a4 und die Werte der Exzentrizität k der Koeffizienten der asphärischen Lin senflächen r1, r2, r3, r4, r12, r13, r14, r15 und r16.

Tabelle 6

Eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist etwa in gleicher Weise wie die erste Ausführungsform aufgebaut, außer daß das achromatische Linsensystem in der zweiten Linsengruppe G2 aus fünf Linsen L3, L4, L5, L6 und L7 besteht. Die Linse L7, die von den Linsen der zweiten Linsengruppe G2 sich am nächsten an der CRT befindet, ist jedoch eine plankonvexe Linse, die so angeordnet ist, daß ihre konvexe Oberfläche der Bildschirmseite gegenüberliegt. Schließlich sind die Werte wie die Kurvenradien der Linsenflächen der entsprechenden Linsen unterschiedlich.

In der dritten Ausführungsform ist bei einem Abbildungsmaß stab m von -1/0.043 die Brennweite f 133.35 mm und die ob jektseitige Schnittweite ist 3.275 m.

Tabelle 7 zeigt die Konstruktionsdaten der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs.

Tabelle 7

Tabelle 8 zeigt die Werte des Abstandes d2 zwischen der er sten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, des Ab standes d13 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 und des Abstandes d15 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 für verschiedene Abbildungsmaßstäbe m.

Tabelle 8

Tabelle 9 zeigt die Werte a1, a2, a3 und a4 und die Werte der Exzentrizität k der Koeffizienten der asphärischen Linsenflä chen r1, r2, r3, r4, r14, r15, r16, r17 und r18.

Tabelle 9

Eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs, die in Fig. 4 gezeigt ist, ist etwa in gleicher Weise wie die erste Ausführungsform aufgebaut, außer daß die Werte für die Kurvenradien der Linsenflächen der entsprechen den Linsen unterschiedlich sind.

In der vierten Ausführungsform ist bei einem Abbildungsmaß stab m -1/0.044, die Brennweite f 139.87 mm und die objekt seitige Schnittweite ist 3.350 m.

Tabelle 10 zeigt die Konstruktionsdaten der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs.

Tabelle 10

Tabelle 11 zeigt die Werte des Abstandes d2 zwischen der er sten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, des Ab standes d11 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 und des Abstandes d13 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 für verschiedene Abbildungsmaßstäbe m.

Tabelle 11

Tabelle 12 zeigt die Werte a1, a2, a3 und a4 und die Werte der Exzentrizität k der Koeffizienten der asphärischen Lin senflächen r1, r2, r3, r4, r12, r13, r14, r15 und r16.

Tabelle 12

Eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projekti onsobjektivs, die in Fig. 5 gezeigt ist, ist etwa in gleicher Weise wie die erste Ausführungsform aufgebaut, außer daß die fluoreszierende Fläche P der Kathodenstrahlröhre gekrümmt ist. Auch die Werte für die Kurvenradien der Linsenflächen der entsprechenden Linsen sind unterschiedlich.

In der fünften Ausführungsform ist bei einem Abbildungsmaß stab m -1/0.044 die Brennweite f 140.61 mm und die objektsei tige Schnittweite ist 3.358 m.

Die Tabelle 13 zeigt die Struktur der fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektionsob jektivs.

Tabelle 13

Tabelle 14 zeigt die Werte des Abstandes d2 zwischen der er sten Linsengruppe G1 und der zweiten Linsengruppe G2, des Ab standes d11 zwischen der zweiten Linsengruppe G2 und der dritten Linsengruppe G3 und des Abstandes d13 zwischen der dritten Linsengruppe G3 und der vierten Linsengruppe G4 für verschiedene Abbildungsmaßstäbe m.

Tabelle 14

Tabelle 15 zeigt die Werte a1, a2, a3 und a4 und die Werte der Exzentrizität k der Koeffizienten der asphärischen Lin senflächen r1, r2, r3, r4, r12, r13, r14, r15 und r16.

Tabelle 15

Die Fig. 6, 7, 8, 9 und 10 zeigen die sphärische Aberration und den Astigmatismus der oben beschriebenen ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Ausführungsform. In jedem dieser Aberrationsdiagramme sind die Aberrationen für drei Werte des jeweils in Tabelle 2, Tabelle 5, Tabelle 8, Tabelle 11 und Tabelle 14 gezeigten Abbildungsmaßstabes dargestellt.

Aus diesen Aberrationsdiagrammen ist ersichtlich, daß bei je der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Projektionsobjek tivs eine gute optische Abbildungsleistung in einem Bereich des Abbildungsmaßstabes beibehalten wird.

Mindestens eine Fläche der Linse, die sich von den Linsen der zweiten Linsengruppe am nächsten bei der Kathodenstrahlröhre befindet, kann asphärisch sein. In solchen Fällen können die gleichen Wirkungen wie mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gewonnen werden.

Claims

1. Objektiv zum Projizieren eines auf dem Schirm einer Ka thodenstrahlröhre erzeugten Bildes auf einen Bildschirm, mit, von der Bildschirmseite aus gesehen,

1. einer ersten Linsengruppe, die aus einer Linse gerin ger positiver Brechkraft mit mindestens einer asphä rischen Fläche besteht,
2. einer zweiten Linsengruppe, die ein achromatisches Linsensystem starker Brechkraft aufweist, das drei oder vier Glaslinsen umfaßt,
3. einer dritten Linsengruppe, die aus einer Linse ge ringer Brechkraft mit mindestens einer asphärischen Fläche besteht,
4. einer vierten Linsengruppe, die eine Bildfeldebnungs linse mit zur Bildschirmseite konkaver Fläche auf weist und zwischen der und der Kathodenstrahlröhre eine Flüssigkeit vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

1.1 die erste Linse aus Kunststoff besteht,
2.1 in der zweiten Linsengruppe bildschirmseitig des achromatischen Linsensystemes eine Kunststofflinse geringer Brechkraft mit mindestens einer asphärischen Fläche vorgesehen ist,
2.2 im achromatischen Linsensystem der zweiten Linsen gruppe hinter den drei oder vier Glaslinsen eine Kunststofflinse geringer positiver Brechkraft ange ordnet ist,
2.3 die am weitesten zur Bildschirmseite angeordnete Kunstoff-Linse der zweiten Linsengruppe eine große Brechkraft hat,
2. 4 die Bedingung 0.1 < ΦT/ΦO < 0.5erfüllt ist, mit ΦT = Brechkraft der Kunststofflinse der zweiten Linsengruppe, ΦO = Brechkraft des Objektivs,
3.1 die Bedingung LC/FO < 0.47erfüllt ist, mit LC = Abstand der fluoreszierenden Fläche der Kathodenstrahlröhre von der Fläche der Kunststofflinse der dritten Linsengruppe, die auf der Seite der Kathodenstrahlröhre liegt,
4.1 die vierte Linsengruppe vor der Bildfeldebnungs linse eine Kunststofflinse mit mindestens einer asphärischen Fläche aufweist, und daß
5. die erste Linsengruppe, die zweite Linsengruppe und die dritte Linsengruppe zur Scharfeinstellung des Ob jektivs in unterschiedlicher Weise bewegt werden.

2. Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das achromatische Linsensystem eine Brechkraft von mindestens etwa der Hälfte der Brechkraft des Pro jektionsobjektives besitzt.

3. Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das achromatische Linsensystem der zweiten Linsen gruppe aus einer positiven, einer negativen, einer posi tiven und einer positiven Linse gebildet wird, die in dieser Reihenfolge von der Bildschirmseite aus angeordnet sind.

4. Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das achromatische Linsensystem der zweiten Linsen gruppe aus von einer negativen, einer positiven, einer negativen, einer positiven und einer positiven Linse ge bildet wird, die in dieser Reihenfolge von der Bild schirmseite aus angeordnet sind.

5. Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das achromatische Linsensystem des zweiten Linsen gruppe aus einer negativen, einer positiven, einer posi tiven und einer positiven Linsen gebildet wird, die in dieser Reihenfolge von der Bildschirmseite aus angeordnet sind.