DE112004000214B4 - Linsensystem und Objektivlinsensystem und optisches Projektionssystem unter Verwendung desselben - Google Patents
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Abstract
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Linsensystem und betrifft insbesondere ein Linsensystem, das in der Lage ist, chromatische Aberration zu kompensieren und das Sichtfeld zu vergrößern, und betrifft ein Objektivlinsensystem und ein optisches Projektionssystem unter Anwendung des Linsensystems.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Im Allgemeinen beinhalten Objektivlinsensysteme oder optische Projektionssysteme, die in diversen optischen Anzeigen oder optoelektronischen Bauelementen eingesetzt sind, ein Linsensystem. Ein konventionelles Linsensystem umfasst ein optisches Element mit einer geringen Brechkraft für die Korrektur der Aperturaberration, wobei das Element näher an einer Bildebene angeordnet ist, und weist ferner eine doppelt konvexe Linse und ein negatives optisches Element mit einer konkaven Oberfläche auf, das näher an der Bildebene angeordnet ist.
- Ein derartiges konventionelles Linsensystem ist in der
US 4 300 817 A mit dem Titel „Projektionslinse” offenbart. -
1 zeigt einen Aufbau des Linsensystems, der in derUS 4 300 817 A offenbart ist. Gemäß1 umfasst das Projektionslinsensystem drei Gruppen G1, G2 und G3. Die Gruppe G1 beinhaltet eine einzelne Linse L1 mit einer sehr schwachen positiven Brechkraft. Die einzelne Linse L1 besitzt eine plane Oberfläche S1 und eine asphärische Oberfläche S2 und korrigiert die blendenabhängigen Aberrationen. Eine einzelne Linse L2 der Gruppe G2 ist eine Doppelkonvexlinse mit mindestens einer asphärischen Oberfläche und liefert im Wesentlichen die gesamte positive Brechkraft des Projektionslinsensystems. Eine einzelne Linse L3 der Gruppe G3 besitzt eine konkave bildseitige Oberfläche S5, die am nächsten an einer Bildebene liegt und die eine negative Brechkraft aufweist. Eine Objektfläche S6 der einzelnen Linse L3, die am nächsten zu einem Objekt angeordnet ist, ist planar, wohingegen die bildseitige Oberfläche S5 asphärisch ist. Die einzelne Linse L3 dient zur Feldablachung, um damit die Petzval-Krümmung der einzelnen Linsen L1 und L2 zu korrigieren. Ein Element L4 ist eine Strahlungsabschirmung, die im Allgemeinen in monochromatischen CRT-Projektionssystemen eingesetzt wird. Bezugszeichen P bezeichnet eine Oberfläche eines CRT. - Wenn jedoch das konventionelle Linsensystem für ein Objektivlinsensystem verwendet wird, gibt es beträchtliche Einschränkungen hinsichtlich der Korrektur von Aberrationen, die auf Grund des Durchmessers der optischen Systempupille auftreten, da ein Element, das der Bildebene am nächsten liegt, die doppelt konvexe Linse ist, wodurch weiter die Möglichkeit des Erhöhens der Objektivbrechkraft beschränkt wird.
- Des weiteren kann das konventionelle Linsensystem die chromatische Aberrationen nicht vollständig kompensieren, wodurch die Qualität von auf einen Bildschirm projizierten Bildern reduziert wird. Wenn ferner die Linse in Form eines Meniskus mit konkaver Krümmung der Bildfläche zugewandt ist, wird das Sichtfeld des Objektivs deutlich kleiner, wodurch die Verwendung des Objektivs in kompakten optischen Bauelementen auf Grund seiner Krümmung nicht mehr möglich ist.
- In dem in
1 dargestellten konventionellen Linsensystem sind alle optischen Elemente aus Acryl hergestellt, um eine einfache Herstellung einer asphärischen Oberfläche zu ermöglichen. Jedoch ändert sich der Brechungsindex von Acryl in Abhängigkeit der Temperatur, so dass die Brennpunkte der optischen Elemente, die aus Acryl hergesellt sind, sich in Abhängigkeit der Temperatur verändern, wodurch eine Defocussierung oder eine Verhinderung eines scharfen Focuspunktes des gesamten Linsensystems hervorgerufen wird. - Um diese Probleme zu bewältigen, wurde in einem anderen konventionellen Linsensystem, das in der
US 4 776 681 A mit dem Titel „Projektionslinse” offenbart ist, eine Korrekturlinseneinheit verwendet, die eine Meniskusform aufweist. Diese Korrekturlinseneinheit besitzt eine objektivseitige Oberfläche mit einem sehr großen Krümmungsradius, um eine Aberration, etwa eine Komaaberration, in dem Licht zu kompensieren, das in eine Richtung läuft, die nicht parallel zu einer optischen Achse des Linsensystems ist. - Jedoch besitzt die Korrekturlinseneinheit des in der
US 4 776 681 A offenbarten Linsensystems eine konvexe Linse mit einem sehr großen Krümmungsradius in der Nähe eines Bildschirms, so dass das Sichtfeld zu klein wird, um es damit mit kleineren optischen Bauelementen zu verwenden. - Die Druckschrift
US 6 275 342 B1 offenbart ein Linsensystem mit einer ersten positiven Linsengruppe, die eine auf einer optischen Achse angeordnete erste negative Linse, ein darauf entlang der optischen Achse folgendes optisches Hologrammelement und eine darauf entlang der optischen Achse folgende konvexe Linse aufweist, und mit einer zweiten negativen Linsengruppe, die eine zweite negative Linse aufweist, wobei die erste positive Linsengruppe und die zweite negative Linsengruppe entlang der optischen Achse nacheinander angeordnet sind. - ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Linsensystem bereit, das das Sichtfeld vergrößern und Aberrationen kompensieren kann.
- Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Objektivlinsenssystem unter Verwendung des Linsensystems bereit, das ein Bild mit höherer Qualität auf einem Bildschirm mit einem großen Sichtfeld bilden und Aberrationen korrigieren kann.
- Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein optisches Projektionssystem unter Anwendung des Linsensystems bereit, das ein Bild mit höherer Qualität auf einem Bildschirm mit einem größeren Sichtfeld bilden und Aberrationen korrigieren kann.
- In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Linsensystem bereitgestellt, das umfasst: ein positives Element, das in einem optischen Weg einfallenden Lichts angeordnet ist, mit einer ersten negativen Linse, einer konvexen Linse und einem optischen Hologrammelement; und ein negatives Element, das in dem optischen Weg positioniert ist und eine zweite negative Linse aufweist.
- Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Linsensystem bereit mit: einem positiven Element, das in einem optischen Weg einfallenden Lichts angeordnet ist und eine positive Linse, eine konvexe Linse und ein optisches Hologrammelement aufweist; und einem negativen Element, das in den optischen Weg angeordnet ist und eine negative Linse aufweist.
- In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Objektivlinsensystem zum Abbilden von Licht von einem Objekt in einer vorbestimmten Form bereitgestellt, wobei das Objektivlinsensystem umfasst: ein Linsensystem mit einem positiven Element, das in den optischen Weg angeordnet ist und eine erste negative Linse, eine konvexe Linse und ein optisches Hologrammelement aufweist, und ein negatives Element, das in dem optischen Weg angeordnet ist und eine zweite negative Linse aufweist.
- Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Objektivlinsensystem zum Abbilden von Licht von einem Objekt in einer vorbestimmten Form bereit, wobei das Objektivlinsensystem umfasst: ein Linsensystem mit einem positiven Element, das in einem optischen Weg einfallenden Lichts angeordnet ist und eine positive Linse, eine konvexe Linse und ein optisches Hologrammelement aufweist, und ein negatives Element, das in dem optischen Weg angeordnet ist und eine negative Linse aufweist.
- In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein optisches Projektionssystem zum Projizieren von Licht, das von einer optischen Lichtquelle emittiert wird, in einer vorbestimmten Form auf einen Bildschirm bereitgestellt, wobei das optische Projektionssystem umfasst: ein Linsensystem mit einem positiven Element, das in einem optischen Weg einfallenden Lichts angeordnet ist und eine erste negative Linse, eine konvexe Linse und ein optisches Hologrammelement aufweist, und einem negativen Element, das in dem optischen Weg angeordnet ist und eine zweite negative Linse aufweist; und einen Koppler, der die optische Lichtquelle mit dem Linsensystem verbindet.
- Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein optisches Projektionssystem zum Projizieren von Licht, das von einer optischen Lichtquelle ausgesandt wird, in einer vorbestimmten Form auf einen Bildschirm bereit, wobei das optische Projektionssystem umfasst: ein Linsensystem mit einem positiven Element, das in einem optischen Weg einfallenden Lichts angeordnet ist, mit einer positiven Linse, einer konvexen Linse und einem optischen Hologrammelement, und einem negativen Element aufweist, das in dem optischen Weg angeordnet und eine negative Linse aufweist; und einen Koppler, der die optische Lichtquelle mit dem Linsensystem koppelt.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Ansicht, die ein konventionelles Linsensystem für optische Projektionssysteme zeigt; -
2 ist eine Ansicht, die ein Objektivlinsensystem unter Anwendung eines Linsensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
3 ist eine Ansicht, die ein optisches Projektionssystem unter Anwendung des Linsensystems in2 zeigt; -
4 ist eine Ansicht, die ein Objektivlinsensystem unter Anwendung eines Linsensystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und -
5 ist eine Ansicht, die ein optisches Projektionssystem unter Anwendung des Linsensystems aus4 zeigt. - BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
- In
2 ist ein Objektivlinsensystem unter Anwendung eines Linsensystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in2 gezeigt ist, umfasst ein Objektivlinsensystem100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Objekt102 , ein Linsensystem110 , das ein positives Element P mit einem positiven Brechungsindex, ein Hilfselement117 und ein negatives Element N mit einem negativen Brechungsindex und eine Bildebene104 aufweist. Das positive Element P umfasst eine erste negative Linse112 , eine Doppelkonvexlinse bzw. doppelt konvexe Linse114 und ein optisches Hologrammelement (HOE)116 , das an einer Oberfläche der Doppelkonvexlinse114 benachbart zu der ersten negativen Linse112 ausgebildet ist. - Der Begriff „positives Element”, wie er durchwegs in dieser Beschreibung verwendet ist, bedeutet, dass ein Element einen Lichtstrahl, der durch das Element läuft, in Richtung auf eine optische Achse bündelt. Der Begriff „negatives Element”, wie er durchgängig in dieser Beschreibung verwendet ist, bedeutet, dass ein Element einen Lichtstrahl, der durch das Element läuft, von der optischen Achse weg ablenkt.
- In der in
2 gezeigten Ausführungsform ist die erste negative Linse112 benachbart zu dem Objekt102 angeordnet, und das negative Element N ist benachbart zu der Bildebene104 angeordnet. Das Hilfselement117 ist zwischen dem positiven Element P und dem negativen Element N angeordnet. Die doppelt konvexe Linse114 ist zwischen der ersten negativen Linse112 und dem Hilfselement117 angeordnet. - Obwohl das HOE
116 gemäß der Ausführungsform aus2 so dargestellt ist, dass es auf der Oberfläche der doppelt konvexen Linse114 ausgebildet und so angeordnet ist, dass es der ersten negativen Linse am nächsten liegt, kann das HOE116 jedoch auch an einer beliebigen Oberfläche der optischen Elemente des positiven Elements P ausgebildet sein. - Die erste negative Linse
112 ist aus Polykarbonat hergestellt und besitzt eine Brechkraft im Bereich von 0,1 bis 0,2 und einen Krümmungsradius, der groß genug ist, um eine Aberration in einem Lichtstrahl zu korrigieren, der auf dem Element mit einem großen Strahlfleck auftrifft. - Die doppelt konvexe Linse
114 ist aus Acryl hergestellt und besitzt eine Brechkraft im Bereich von 0,35 bis 0,4. Die doppelt konvexe Linse114 focusiert das Licht in einen ersten Schritt. Die doppelt konvexe Linse114 korrigiert die chromatische Aberration in der Längsachse, die in einer Richtung einer optischen Achse auftritt, die parallel zur Richtung ist, in der das Licht sich ausbreitet, in Verbindung mit dem Hilfselement117 und korrigiert ferner die chromatische Aberration transversal zur Achse, die in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse auftritt, im Zusammenwirken mit der negativen Linse118 . - Das HOE
116 ist auf einer einzelnen Oberfläche der doppelt konvexen Linse114 ausgebildet, die am nächsten zu dem Objekt102 angeordnet ist, und besitzt eine Brechkraft im Bereich von 0,01 bis 0,1. Das HOE116 besitzt ein Phasenprofil VH, das durch die Gleichung (1) wie folgt definiert ist.VH = A1y2 + A2y4 + A3y6, (1) 116 ist, A2 ein Koeffizient ist, der proportional zur sphärischen Aberration ist, die durch das positive Element P des Objektivlinsenssystems100 hervorgerufen wird, A3 ein Koeffizient ist, der proportional zur sphärischen Aberration ist, die durch das negative Element N hervorgerufen wird und y der Abstand von der optischen Achse der Linse ist, der unter einem rechten Winkel zur optischen Achse gemessen wird. - Unter Anwendung der Phasengleichung (1) kann ein Abschwächungswert, der der Anzahl der Linien in dem HOE
116 entspricht und die Höhe des HOE116 berechnet werden. Beispielsweise kann das HOE116 eine Mikrostruktur aufweisen, die mehrere konzentrische Ringe mit unterschiedlichen Höhen aufweist. - In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das HOE
116 so ausgebildet sein, dass ein Randgebiet einfallendes Licht stärker beugen kann als ein zentrales Gebiet, um in effizienter Weise eine Aberration, etwa chromatische Aberration zu kompensieren. - Das Hilfselement
117 ist aus Acryl hergestellt. Das Hilfselement117 besitzt eine symmetrische Form und eine ähnliche vergrößernde Kraft für das gesamte Objektivlinsensystem110 . - Die zweite negative Linse
118 ist so positioniert, dass eine konvexe Oberfläche der Bildebene104 zugewandt ist. Die zweite negative Linse118 ist aus Polystyren hergestellt. Die zweite negative Linse118 kann eine Brechkraft von 0,5 bis 0,7 aufweisen. Die zweite negative Linse118 korrigiert eine Verzerrung, die in einem Bildbereich auftritt. - In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erste negative Linse
112 oder die doppelt konvexe Linse114 oder das Hilfselement117 oder die zweite negative Linse118 mindestens eine asphärische Fläche aufweisen, um diverse Arten von Aberrationen zu kompensieren, die auftreten, wenn eine Linse mit größerer Brechkraft verwendet wird. - Es wird nun die Funktionsweise des Objektivlinsensystems
100 aus2 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. - Licht, das von dem Objekt
102 ausgesendet wird, tritt durch die erste negative Linse112 , das HOE116 , die doppelt konvexe Linse114 und das Hilfselement117 und wird nachfolgend von der zweiten negativen Linse118 zerstreut, um ein Bild auf der Bildebene104 zu bilden. Da die erste negative Linse112 des positiven Elements P benachbart zu dem Objekt102 angeordnet ist und die doppelt konvexe Linse114 benachbart zu der ersten negativen Linse112 angeordnet ist, wird die Brechkraft der doppelt konvexen Linse114 deutlich reduziert. Der physikalische Durchmesser des Objektivlinsensystems kann vergrößert werden, um Aberrationen zu kompensieren. - Da die konvexe Oberfläche der zweiten negativen Linse
118 der Bildebene104 zugewandet ist, wird das Sichtfeld bzw. Beobachtungsfeld des Objektivlinsensystems100 größer. Das Hilfselement117 , das eine doppelt konvexe Linse, die zusätzlich zwischen dem negativen Element N und dem positiven Element P angeordnet ist, verbessert die Fokusierwirkung des Objektivlinsensystems100 . -
3 zeigt ein optisches Projektionssystem unter Anwendung des Linsensystems, das in2 dargestellt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in3 gezeigt ist, umfasst ein optisches Projektionssystem200 , das für Kathodenstrahl-(CRT)Projektionsfernseheinrichtung geeignet ist: einen Schirm208 , das Linsensystem110 , eine optische Signalquelle202 , etwa einen CRT, eine Bildebene204 und einen Koppler206 zum Ankoppeln der optischen Signalquelle202 an das Linsensystem110 . Das Linsensystem110 in2 besitzt den gleichen Aufbau wie das Linsensystem, das für das Objektivlinsensystem100 aus2 verwendet ist, mit der Ausnahme, dass der Koppler206 , der ein Kühlmittel aufweist, ferner so angeordnet ist, um die zweite negative Linse118 und die optische Signalquelle202 zu verbinden, die mit der Bildebene204 in Kontakt ist. - Wenn das Linsensystem
110 aus2 gemäß der vorliegenden Erfindung auf das optische Projektionssystem200 wie in3 angewendet wird, ist der optische Weg umgekehrt. Insbesondere wird Licht, das hinter der Bildebene204 ausgesendet wird, der Reihe nach durch die zweite negative Linse118 , das Hilfselement117 , die doppelt konvexe Linse114 , das HOE116 und die erste negative Linse112 durchgeleitet und wird dann auf den Schirm208 projiziert. -
4 zeigt ein Objektivlinsensystem unter Anwendung eines Linsensystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß4 umfasst ein Objektivlinsensystem300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Objekt202 , ein Linsensystem310 mit einem positiven Element P, einem Hilfselement317 und einem negativen Element N, und eine Bildebene304 . Das positive Element P umfasst eine positive Linse312 mit einer Meniskusform, die aus Acryl hergestellt ist, eine doppelt konvexe Linse314 , die aus Acryl hergestellt ist, und ein HOE316 , das auf einer Oberfläche der doppelt konvexen Linse314 ausgebildet ist, die benachbart zu der positiven Linse312 angeordnet ist. - In der in
4 gezeigten Ausführungsform ist die positive Linse312 zwischen dem Objekt302 und der doppelt konvexen Linse314 mit einem Abstand von 0,15 bis 0,25 mal der Brennweite des Objektivlinsensystems von dem Objekt302 angeordnet. Das negative Element N umfasst eine negative Linse318 mit einer Meniskusform und ist in der Nähe der Bildebene304 angeordnet. Ein konvexe Oberfläche der negativen Linse318 ist der Bildebene304 zugewandt. - In der in
4 gezeigten Ausführungsform ist die negative Linse318 aus Polystyren hergestellt und besitzt eine Brechkraft von 0,2 bis 0,3 mal der Brechkraft des Objektivlinsensystems300 . - Obwohl in der in
4 gezeigten Ausführungsform das HOE316 mit einer Brechkraft von 0,01 bis 0,1 mal der Brechkraft des Objektivlinsensystems300 auf der Oberfläche der doppelt konvexen Linse314 , die dem Objekt302 am nächsten liegt, ausgebildet ist, kann das HOE316 an einer optischen Oberfläche mindestens einer der Linsen des positiven Elements P ausgebildet sein. Das HOE316 entspricht der Phasengleichung (1), die zuvor in Verbindung mit der in2 gezeigten Ausführungsform beschrieben ist. - Das Objektivlinsensystem
300 in4 umfasst das Hilfselement317 , das zwischen dem positiven Element P und dem negativen Element N angeordnet ist. Das Hilfselement317 ist aus Acryl hergestellt und ist eine doppelt konvexe Linse, die so angeordnet ist, dass eine Oberfläche mit einem kleineren Krümmungsradius der Bildebene304 zugewandt ist. Die positive Linse312 oder die doppelt konvexe Linse314 oder das Hilfselement317 oder die negative Linse318 können mindestens eine asphärische Oberfläche aufweisen, um diverse Arten von Aberrationen, wozu die chromatische Aberration gehört, zu kompensieren, die auftreten, wenn eine Linse mit einer größeren Brechkraft verwendet wird. -
5 zeigt ein optisches Projektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das in4 gezeigte Linsensystem verwendet ist. Gemäß5 umfasst ein optisches Projektionssystem400 , das für CRT-Projektionsfernsehgeräte geeignet ist, einen Schirm408 , das Linsensystem310 , eine optische Signalquelle402 , etwa einen CRT, eine Bildebene404 und einen Koppler406 zum Ankoppeln der optischen Signalquelle402 an das Linsensystem310 . Das Linsensystem310 in5 besitzt den gleichen Aufbau wie das Linsensystem, das in den Objektivlinsensystem300 aus4 verwendet ist, mit der Ausnahme, dass der Koppler406 , der ein Kühlmittel aufweist, so angeordnet ist, um die negative Linse318 und die optische Signalquelle403 zu verbinden, die mit der Bildebene404 in Kontakt ist. In dem optischen Projektionssystem400 , das in5 gezeigt ist, findet der umgekehrte Prozess statt im Vergleich zu dem Objektivlinsensystem300 aus4 . Anders ausgedrückt, ein Bild, das auf der Bildebene404 durch die optische Signalquelle402 gebildet wird, wird durch das Linsensystem310 auf den Schirm408 projiziert. - Die Linsensysteme gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine Aberration, etwa chromatische Aberration, kompensieren und können das Sichtfeld des Objektivlinsensystems vergrößern, wodurch die Bildung von Bildern mit höherer Qualität möglich ist.
- Der Fachmann erkennt, dass chromatische Aberration effektiv korrigiert werden kann, indem das HOE auf diverse Arten modifiziert wird, die innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen.
- Obwohl lediglich einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben sind, so ist dennoch beabsichtigt, dass diverse Modifizierungen an den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden können, ohne von den Prinzipien, dem Grundgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung, wie sie durch die folgenden Patentansprüche definiert ist, abzuweichen.
Claims (21)
- Linsensystem, umfassend: eine erste positive Linsengruppe, die eine auf einer optischen Achse angeordnete erste negative Linse, ein darauf entlang der optischen Achse folgendes optisches Hologrammelement und eine darauf entlang der optischen Achse folgende konvexe Linse aufweist; eine zweite negative Linsengruppe, die eine zweite negative Linse aufweist, wobei die erste positive Linsengruppe und die zweite negative Linsengruppe entlang der optischen Achse nacheinander angeordnet sind; und eine positive Linse, die zwischen der ersten positiven Linsengruppe und der zweiten negativen Linsengruppe angeordnet ist.
- Linsensystem nach Anspruch 1, wobei das optische Hologrammelement auf mindestens einer Oberfläche der ersten negativen Linse und/oder der konvexen Linse, die die erste positive Linsengruppe bilden, ausgebildet ist.
- Linsensystem nach Anspruch 1, wobei die erste negative Linse aus Polykarbonat hergestellt ist.
- Linsensystem nach Anspruch 1, wobei die erste negative Linse eine Brechkraft von 0,1 bis 0,2 aufweist.
- Linsensystem nach Anspruch 1, wobei die zweite negative Linse aus Polystyren hergestellt ist.
- Linsensystem nach Anspruch 1, wobei die zweite negative Linse eine Brechkraft von 0,5 bis 0,7 aufweist.
- Linsensystem, umfassend: eine erste positive Linsengruppe, die eine auf einer optischen Achse angeordnete erste positive Linse, ein darauf entlang der optischen Achse folgendes optisches Hologrammelement und eine darauf entlang der optischen Achse folgende konvexe Linse aufweist; eine zweite negative Linsengruppe, die eine negative Linse aufweist, wobei die erste positive Linsengruppe und die zweite negative Linsengruppe entlang der optischen Achse nacheinander angeordnet sind; und eine zweite positive Linse, die zwischen der ersten positiven Linsengruppe und der zweiten negativen Linsengruppe angeordnet ist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei das optische Hologrammelement auf mindestens einer Oberfläche der ersten positiven Linse und/oder der konvexen Linse, die die erste positive Linsengruppe bilden, ausgebildet ist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei die positive Linse in Form eines Meniskus aus Acryl hergestellt ist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei die positive Linse mit einem Abstand von 0,15 bis 0,25-fachen der Brennweite des Linsensystems angeordnet ist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei die negative Linse aus Polystyren hergestellt ist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei die negative Linse eine Brechkraft von 0,2 bis 0,3 aufweist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei die zweite positive Linse eine bikonvexe Linse ist, eine Vergrößerungskraft aufweist und in einem optischen Weg zwischen der ersten positiven Linsengruppe und der zweiten negativen Linsengruppe angeordnet ist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei das optische Hologrammelement eine Brechkraft von 0,01 bis 0,1 aufweist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei das optische Hologrammelement ein Phasenprofil VH aufweist, das durch die folgende Gleichung definiert ist:
VH = A1y2 + A2y4 + A3y6 - Linsensystem nach Anspruch 7, wobei die konvexe Linse eine bikonvexe Linse und aus Acryl hergestellt ist.
- Linsensystem nach Anspruch 13, wobei die zweite positive Linse aus Acryl hergestellt ist.
- Linsensystem nach Anspruch 7, wobei die konvexe Linse eine Brechkraft von 0,35 bis 0,4 aufweist.
- Linsensystem nach Anspruch 1, wobei die erste positive Linse und/oder die konvexe Linse und/oder die negative Linse mindestens eine asphärische Oberfläche aufweisen.
- Objektivlinsensystem zur Abbildung von Licht von einem Objekt, wobei das Objektivlinsensystem umfasst: ein Linsensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
- Optisches Projektionssystem zum Projizieren von Licht, das von einer optischen Lichtquelle ausgesendet wird, auf einen Schirm, wobei das optische Projektionssystem umfasst: ein Linsensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19; und einen Kuppler, der ausgebildet ist, die optische Lichtquelle mit dem Linsensystem zu koppeln.
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US4300817A (en) * | 1978-09-08 | 1981-11-17 | U.S. Precision Lens Incorporated | Projection lens |
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US4682862A (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-28 | U.S. Precision Lens Incorporated | Projection lens |
US4755028A (en) * | 1986-10-14 | 1988-07-05 | U.S Precision Lens, Incorporated | Projection lens with an aspherical corrector lens element |
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US5991089A (en) * | 1997-01-31 | 1999-11-23 | U.S. Precision Lens Inc. | Long focal length projection lenses for use with large pixelized panels |
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US4300817A (en) * | 1978-09-08 | 1981-11-17 | U.S. Precision Lens Incorporated | Projection lens |
US4776681A (en) * | 1986-01-17 | 1988-10-11 | U.S. Precision Lens, Incorporated | Projection lens |
US6275342B1 (en) * | 1997-01-30 | 2001-08-14 | Minolta Co., Ltd. | Zoom lens system |
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