Opis patentowy apuiblikoiwano: 31.12.1979 104910 CZYTELNIA U .^du Patentowego f' ('j LsUjfMmliUJ LlIDOWBj Int. C1.2G02B 9/06 G02B 27/18 Twórcy wynalazku: Georg Vogl, Bo Molier, Jan-Erik Asteró Uprawniony z patentu: Lindaco Ltd. Genewa (Szwajcaria) Uklad projekcyjny soczewek Preedmiotoem wynalazku jest uklad projekcyjny soczewek majacy soczewke skupiajaca, lub zespól soczewek, korzystnie tryplet.Podczas wyswietlania obrazów o promieniowaniu rozproszonym, malej jasnosci i duzydh wymiarach, np. przy rzutowaniu obrazów z ekranu telewizyj¬ nego, lub wyswietlaniu systemem kinowym obra¬ zów albo przezroczy, stosuje sie uklad soczewek o dlugosdi ogniskowej przewaznie ponad 400 mm.Dla otrzymania dostatecznej jasnosci obrazu obiek¬ tyw musi posiadac duzy otwór wzgledny, korzyst¬ nie wiekszy niz 1 :3,5. Zazwyczaj uzywany jest do tego celu tryplet zawierajacy dwie wypukle i jedna wklesla soozewke.Uklad projekcyjny stanowiacy foryplet ma ogni¬ skowa 600 mm, otwór wzgledny 1:3, a srednice 200 mm. W tym przypadku grubosc w osi kazdej wypuklej soczewki jest rzedu 50 mm. Tak gruba soczewka wymaga zastosowania jiako materialu ciezkiego kronu o wspólczynniku zalamania rzedu 1,6, poniewaz w limnym przypadku jakosc obrazu z dala od osi optycznej bylaby niewlasciwa. Koszt tego materialu a tym samym i soczewki jest bar¬ dzo wysoki.Jesli zamiast tego giaitunfcu szkla byloby uzyte na soczewki iszklo majace wspólczynnik zalamania mniejszy niz 1,53, to jesit znacznie tanszy kron o wspólczynniku 1,525, soczewki dla tej jasnosci mia¬ lyby jeszcze wieksza grubosc w osi i w konsekwen¬ cji wiekszy wspólczynnik aberacji sferycznej. Rzu- towanie obrazu poza osia optyczna ukladu stwa¬ rza znaczne znieksztalcenia. Ponadto obraz na swych koncach bylby bardzo ciemny.Celem wynalazku jest usuniecie wad i niedo¬ godnosci znanych rozwiazan. Cel wynalazku zostal osiagniety przez zaprojektowanie ukladu projek¬ cyjnego soczewek, w którym skupiajaca soczewka jest usytuowana zasadniczo w polowie odleglosci pomiedzy trypldtem i rzutowanym obrazem, zas Ogniskowa trypletu jest od 1,2 do 2,5 razy dluzsza ntiiz ognilskowa calego ukladu, przy czym otwór wzgledny ukladu jest wiekszy niz 1: 3,5, a kranco¬ we isoozewki trypletu i skupiajaca soczewka maja wspólczynnik zalamania swiatla wynoszacy co naj¬ mniej ,1,53, zas posrednia soczewka trypletu ma wspólczynnik zalamania swiatla wynoszacy co naj- mmiej 1|,63. Uklad w ten sposób skonstruowany da¬ je lepsza jakosc obrazu zarówno na osi optycznej jak i poza nia, niz obiektyw Tessar o takim sa¬ mym otworze wzglednym i ogniskowej.Ustalono, ze dla warunków wymienionych we wstepie odpowiedni jest uklad soczewek majacy ogniskowa 600 mm. Jesli drugi obiektyw zawiera soczewke wzmacniajaca, która powieksza obraz dwukrotnie, pierwszy uklad soczewek (obiektyw projektora), korzystnie tryplet, powinien miec ogni¬ skowa 900 mm i srednice czynna 200 ma dla otrzymania otworu wzglednego okolo 1 :3. Ten uklad projekcyjny soczewek wedlug wynalazku za¬ wierajacy tryplet i soczewke skupiajaca ma ogni- 104 9103 sfcowa okolo 600 mim i moze byc porównany, ze znanym obiektywem, zawierajacym jedynie tryplet i majacym ogniskowa 600 mm. To porównanie wy¬ kazuje, ze soczewki w tryplecie zastosowanym w ukladzie projekcyjnym wedlug wynjaliazku maja mniejsza moc i odpowiednio sa znacznie tansze.Przynosi to korzysci nie tylko z technicznego punk¬ tu widzenia w procesie wytwarzania, lectz takze oznacza, ze potrzebny material, a zatem koszty ma¬ terialowe ukladu wedlug wynalazku sa znacznie nizszej. Ponadto w rozwiazaniu wedlug wynalazku moze byc uzyty zwykly kron, poniewaz przeryso¬ wanie obrazu zarówno w osi optycznej, jak i poza nia bedzie duzo mniejsze, bowiem soczewki. maja mniejsza moc. Soczewka skupiajaoa moze byc pro¬ sta i mar rozmiar bliski wymiarom obrazu dajace¬ go rozproszone promieniowanie.Soczewka skupiajaca moze byc oczywiscie roz¬ dzielania na dwie czesci. Ma ona korzystny wplyw na jasnosc zewnetrznych czesci wyswietlanego obrazu, poniewaz znaczna czesc rozproszonego swia¬ tla, promieniujacego z rzutowanego przedmiotu jest zbiefriana przez soczewke skupiajaca i odchylona w kierunku trypleitu. W znanym obiektywie znaczna czesc swiatla promieniujacego z obrazu bylaby stracona wskutek rozproszenia. Soczewka skupia¬ jaca moze byc wykonana z taniego kranu lub z tworzywa sztucznego np. akrylanu (polimetylome- takryianu). Dla zmniejszenia ilosci potrzebnego materialu soczewka skupiajaca moze miec ksztalt cienkiej tzw. soczewki Fresnera.Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykla¬ dach 'wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia. uklad projekcyjny soczewek wedlug wynalazku, fig. 2 — uklad projekcyjny w innym przykladzie wykonania, fig. 3 — znany obiektyw projektora, fig. 4 — wykres ukazujacy aberacje sferyczna znanego obiektywu w porównaniu z abe- racja ukladu wedlug wynalazku i fig. 5 — schemat epidiaskopu z ukladem projekcyjnym soczewek wedlug wynaHalzku. • ¦_..'.'- Przedstawione w tej samej skali na fig. ;1, 2, 3 uklady maja otwór wzgledny 1:3, ogniskowa 600 mm, rzutuja obraz 1 o rozproszonym promie¬ niowaniu i srednicy 300 mm, powiekszony Snkrot- niie przy uzyciu odpowiednio trypletów 3' i 3. W ukladzie znanym (fig. 3) soczewki 4', 5' i 6' trypletu 3/ sa iz ^ciezkiego kronu oraz flintu i maja znaczna grubosc. - Uklad projekcyjny wedlug wynalazku (fig. 1) za¬ wiera soczewke skupiajaca 2 umieszczona w przy¬ blizeniu posrodku, miedzy wysylajacym promienio¬ wanie rozproszone obrazem 1 d (trypletem 3, ma¬ jacym dwie soczewki wypukle 4 i 6li miedzy nimi soczewke wklesla 5. Soczewka skupiajaca 2 po¬ wieksza obraz 1 dwukrotnie. Rozpatrzenie geome¬ trii ukladu wykazuje, ze tryplet 3 powinien miec ogniskowa 900 mm, jesli uklad zlozony z soczewki skupiajacej 2 i trypletu 3 ma miec ogniskowa 600 mm. Tak Wiec w ukladzie projekcyjnym we- 60 dlug wynalazku soczewki 4, 5 i 6 trypleitu 3 mo¬ ga byc znacznie bardziej plaskie i ciensze, dzieki wiejkszej ogniskowej trypletu 3.Ponadto soczewki 4, 5 i 6 moga byc wykonane ze zwyklego kronu, majacego wspólczynnik zala- « 910 4 mania swiatla 1,525 (na fig. 3 soczewka 5' ma wspólczynnik zalamania- swiatla 1,626, zas soczew¬ ki 4' i 6' maja wspólczynnik zalamanie swiatla l,6jl3) dzieki zmniejszonej iich krzywiznie, co wy- nika ze zwiekszenia ogniskowej trypleitu 3. Ponie¬ waz soczewki 4, 5 i 6 w tryplecie 3 sa bardziej plaskie niz soczewki 4', 5' i 6' w tryplecie 3', wiek¬ sza ilosc soczewek 4, 5 i 6 moze byc obrobiona tym samym narzedziem. a W ukladzie projekcyjnym z fig. 2 soczewka sku¬ piajaca 2A jest soczewka Fresnera, co umozliwia dalsza redukcje kosztów w produkcji masowej.Fig. 4 podaje aberacje sferyczna znanego ukladu z fig. 3 (krzywa A) i ukladu projekcyjnego wedlug 1 wynalazku (krzywa B), w obu przypadkach dla otworu wzglednego \ls 3..Os rzednych Y wyznacza odleglosc promieni pa¬ dajacych równolegle na soczewke od osi opltycanej, ois odciiejtych X podaje wzdluzny blad sferyczny w 1 °/o dlugosci ogniskowej. Z wykresu wynika, ze uklad 'wedlug wynalazku ma znacznie mniejsze znieksztalcenie przestrzenne, niz porównywalny znany obiektyw.Soczewka 2 moze byc zastapiona przez inne sku- 1 piajace uklady soczewek, np. skladajace sie z po¬ jedynczej soczewki wypuklej, lub wkleslo^wypu- klej, albo systemu podwójnych soczewek korzystnie achromatycznych, np. zawierajacego soczewki wyr pukla i wklesla, jak tez rodzaj obiektywu prze- ksztalconego z trypletu.Uklad projekcyjny wedlug wynalazku daje znacz¬ ne .korzysci techniczne w sitosiunku do znanych roz¬ wiazan, poniewaz zapewnia lepsza jakosc na skra¬ ju wyswietlanego obrazu pozwala na uzycie kro- nu, majacego wspólczynnik zalamania mniejszy niz 1,53, co powoduje znaczne oszczednosci w kasztach materialowych i jeszcze daje lepsza jakosc obrazu niz na przyklad odpowiedni obiektyw Tessar. Po¬ nadto soczewki ukladu projekcyjnego wedlug wy- 40 nalazku rnaja znacznie mniejsza krzywizne, niz so¬ czewki w znanym ukladzie, dzieki czemu narze¬ dzie do obróbki moze byc /uzyte do wykonania znacznie wiekszej ilosci soczewek dla ukladu, we¬ dlug' wynalazku, niz dla porównywalnego znanego 45 ukladu.Przez rozdzielenie trypletu mozna osiagnac lepsza jego funkcjonalnosc, cp w zestawieniu z opisana soczewka skupiajaca daje jeszcze wiekszy oftwór wzgledny, np. rzedu 1 :2,5. Jedna, lub wiecej so- 50 czewek* trypletu moze byc oddzielona i w tym przypadku moga byc one wykonane z tanszych ga¬ tunków szkla, wymienianych uprzednio. Jest takze mozliwe osiagniecie korzystnego otworu wzgledne¬ go przez wybór na jedna ze skladowych soczewek szkla o wysokim wspólczynniku zalamania.Uklad wedlug wynalazku stanowi calosc, tak wiec nie ma mozliwosci dopasowania soczewki skupiajacej do jakiegokolwiek istniejacego obiek¬ tywu, która zapewnialaby rezultaty zobrazowane nia^rysunkadh.Uklad wedlug wynalazku jest prztóde wszystkim przeznaczony do uzycia w projektorach typu kino¬ wego i/albo epidilaskopoich, w których striuniien swiatla jest odchylany przez" lustro 7 (figi. 5). Obraz wyswieltlany. w projektorach typu kinowego i epi-104 910 diaskopach ma czesito wymiary bliskie formatu A4.Soczewka skupiajaca powinna w takim przypadku miec srednice co najmniej okolo 300 mm.Przy zastosowaniu do tego celu obiektywów ko¬ nieczna jest dlugosc ogniskowej wieksza niz 300 mim, korzystnie wieksza niz 400 mm, aby zapew¬ nic operatorowi dostep do wyswietlanych materia¬ lów i umozliwic manipulacje nimi w czasie projek¬ cji.Zwykle obiektyw projekcyjny ma ogniskowa mniejsza niz 1000 mm.Przy uzyciu w projektorach uklad moze byc la¬ two przystosowany do wyostrzenia obrazu w róz¬ nych plaszczyznach^ przez przesuwanie soczewki skupiajacej., Zazwyczaj uklad jest ustawiony tak, ze obraz umieszczony na nieruchomym stole jest (wyswietla¬ ny wyraznie. Jednak jesli powierzchnia przedmio¬ tu, majacego pewna grubosc, przykladowo 15 mm, polozonego na stole ma byc wyswietlona wyraznie:, soczewka wzmacniajaca moze byc podniesiona o 6 odleglosc odpowiednia dla danej grubosci przed¬ miotu, przy czym tryplet nie musi byc przesuwa¬ ny, lub przesuniety nleiznacznie dzieki jego dlugiej ogniskowej i odleglosci projekcyjnej, wynoszacej np. 4+ 6 m.Z a s t r ;z; e z e n i e patentowe Uklad projekcyjny soczewek o ogniskowej wy¬ noszacej co najmniej 400 mcm, zawierajacy trypleit, znamienny tym, ze zawiera skupiajaca soczewke (2) usytuowana w polowie odleglosci pomiedzy trypletem (3) i rzutowanym obrazem (1), przy czym ogniskowa trypletu (3) jest od 1,2 do 2,5 ra- is zy dluza niz ogniskowa calego ukladu, kftórego ctwór wzgledny jest wiekszy niz ii : 3,5, a krancowe soczewki (4, 6) trypletu (3) i skupiajaca soczewka (2) maja wspólczynnik zalamania swiatla wynosza¬ cy co najmniej 1,53, zas posredinlia soczewka (5) 2§ tirypletu (3) ma wspólczynnik zalamania swiatla wynoszacy co najmniej 1,63.F/g. 7 Fig.2 -2A Fig. 3 3'104 910 FigA 2 DN-3, zam. 551/79 Cena 45 zl PL PL PL PL PL PL