(57)【要約】【課題】ディジタル投影の領域における対物レンズの品質の要求を最小数のレンズで満たす。【解決手段】ディジタル投影用の固定焦点距離の投影対物レンズは、影像（拡大側）から対象物（縮小及び照明側）への順序において次の配置のレンズ、第１の負のレンズ（１）、第２の負のレンズ（２）、第３のレンズ（３）、第４の正のレンズ（４）、第５のレンズ（５）、第６の正のレンズ（６）、第７の負のレンズ（７）、第８の正のレンズ（８）、第９の正のレンズ（９）を持っている。【選択図】図１
2008003615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
影像（拡大側）から対象物（縮小及び照明側）への順序において次の配置のレンズ
第１の負のレンズ（１）、
第２の負のレンズ（２）、
第３のレンズ（３）、
第４の正のレンズ（４）、
第５のレンズ（５）、
第６の正のレンズ（６）、
第７の負のレンズ（７）、
第８の正のレンズ（８）、
第９の正のレンズ（９）
を持つディジタル投影用の固定焦点距離の投影対物レンズ。
【請求項２】
影像（拡大側）から対象物（縮小及び照明側）への順序において次の配置のレンズ
影像側に凸な面を持ちかつ対象物側に凹な面を持つ第１の負のレンズ（１）、
第２の両凹レンズ（２）、
影像側に凹な面を持ちかつ対象物側に凸な面を持つ第３のレンズ（３）、
第４の両凸レンズ（４）、
対象物側に凹な面を持つ第５のレンズ（５）、
第６の両凸レンズ（６）、
対象物側に凹な面を持つ第７のレンズ（７）、
第８の両凸レンズ（８）、
第９の両凸レンズ（９）
を持つ請求項１に記載の投影対物レンズ。
【請求項３】
第５のレンズ（５）が影像側に凸又は凹な面を持ち、かつ／又は第７のレンズ（７）が影像側に凹又は凸な面を持っている、請求項２に記載の投影対物レンズ。
【請求項４】
第４のレンズ（４）と第５のレンズ（５）との間に絞りが設けられている、請求項１〜３の１つに記載の投影対物レンズ。
【請求項５】
屈折率ｎｄとアッベ数νｄの値に対して次の関係が満たされている
レンズ番号            ｎｄ                          νｄ
１          １．６より大きい            ６２より小さい
２          １．５８と１．８との間      ６２より小さい
３          １．６５より大きい          ４１より小さい
４          １．６と１．８との間        ４５と６２との間
５          １．６４より大きい          ３０と４５との間
６          １．７４より小さい          ４４より大きい
７          １．７５より小さい          ４０と６６との間
８          １．５０より小さい          ７０より大きい
９          １．５０より小さい          ７０より大きい
請求項１〜３の１つに記載の投影対物レンズ。
【請求項６】
屈折率ｎｄの値及びアッベ数νｄの値に対して次の関係が満たされている
レンズ番号            ｎｄ                        νｄ
１          １．７より大きい            ５０より小さい
２          １．５６と１．８との間      ６２より小さい
３          １．６５より大きい          ３５より小さい
４          １．６と１．８との間        ４５と６０との間
５          １．６５より大きい          ３０と４５との間
６          １．７より小さい            ４５より大きい
７          １．７５より小さい          ４０と６１との間
８          １．５０より小さい          ７０より大きい
９          １．５０より小さい          ７０より大きい
請求項５に記載の投影対物レンズ。
【請求項７】
すべてのレンズのアッベ数νｄが８５より小さい、請求項１〜６の１つに記載の投影対物レンズ。
【請求項８】
第７のレンズ（７）と第８のレンズ（８）が互いに接合されている、請求項１〜７に記載の投影対物レンズ。
【請求項９】
対物レンズの光学的修正及び焦点切片が、対物レンズと投影すべき対象物との間にビームスプリッタを可能にし、このビームスプリッタが８０ｍｍ〜１３０ｍｍのガラス行程を持っている、請求項１〜８の１つに記載の投影対物レンズ。
【請求項１０】
対象物側開口絞りが少なくとも８００ｍｍ対物レンズから離れている、請求項１〜９の１つに記載の投影対物レンズ。
【請求項１１】
レンズ面全体が球面又は平らである、請求項１〜１０の１つに記載の投影対物レンズ。
【請求項１２】
レンズ１〜９の次のデータを持っている
注釈      面        半径（ｍｍ）    厚さ（ｍｍ）      ｎｄ            νｄ
レンズ１    １    ２１５．５７３      ７．４００    １．８０５２    ２５．４
２      ６０．０５４    １９．８７３
レンズ２    ３    −８６．１１６      ６．１９８    １．７２９２    ５４．５
４    ２１４．５８８      ５．８１２
レンズ３    ５  −１５９．７６７    ２５．０００    １．７１７４    ２９．５
６    −９７．０４６      １．４２２
レンズ４    ７    ２３３．７５９    １９．０００    １．７２９２    ５４．５
８  −１１０．６６２  １３３．３８５
絞り        ９      平ら            ３４．６９４
レンズ５  １０    １１９．５８４    １１．３００    １．８０６１    ４０．６
１１      ５２．２４５      ３．３６４
レンズ６  １２    １９２．６４１      ７．５００    １．５１６８    ６４．２
１３    −６５．８３１    １２．２８８
レンズ７  １４    −３７．０１３      ５．０００    １．５８２７    ４６．６
レンズ８  １５    ２９３．５６４    １５．６００    １．４９７０    ８１．６
１６    −４８．１８２      ０．２００
レンズ９  １７    １８１．５９７    １５．０００    １．４９７０    ８１．６
１８    −６５．７８５    １７．０００
焦点距離：  ５７ｍｍ
口径比  １：２．５
画角：  ２ｗ＝３５．１°
請求項１〜１１の１つに記載の投影対物レンズ。
【請求項１３】
レンズ１〜９の次のデータを持っている
注釈      面        半径（ｍｍ）      厚さ（ｍｍ）      ｎｄ          νｄ
レンズ１    １      ４８９．０６７      ７．５００    １．７４４０    ４４．９
２        ７６．０８３    １７．５６５
レンズ２    ３      −６５．７４０      ７．５００    １．７５５２    ２７．６
４      １６６．１２３      ４．２３２
レンズ３    ５  −１１６７．６６８    ２４．０００    １．７５５２    ２７．６
６      −９５．４４６      ０．９９２
レンズ４    ７      １９１．８２５    ２３．０００    １．６５８４    ５０．９
８    −１０１．１６２  １３２．９９１
絞り        ９        平ら            １９．３５９
レンズ５  １０      −７９．５５１    ２４．８８１    １．６７２７    ３２．３
１１        ９２．１２９      ７．１４５
レンズ６  １２      １０７．７１１    １３．３４９    １．６５８４    ５０．９
１３    −１０８．５０８    ２５．６９４
レンズ７  １４      ４４８．８５６      ６．０００    １．６２０４    ６０．３
レンズ８  １５        ５６．５１０    １７．０００    １．４９７０    ８１．６
１６    −１３３．６０１      ０．２００
レンズ９  １７      １０７．７３８      ９．１９９    １．４９７０    ８１．６
１８    −４０９．３７０    １７．０００
焦点距離：  ６９ｍｍ
口径比  １：２．５
画角：  ２ｗ＝２９．２°
請求項１〜１１の１つに記載の投影対物レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明の適用分野は、ディジタル映画用のディジタル投影である、投影対物レンズは例えばアナモルフィックアダプタを持つ基本対物レンズとして使用される。
【背景技術】
【０００２】  ディジタル映画において使用される映写機は、チップと対物レンズとの間のビームスプリッタプリズムの点ですぐれている。ガラス行程は１１９．５ｍｍであり、それにより色縦誤差及び口径誤差が生じる。これらの誤差は投影対物レンズにより修正せねばならない。従って他の場合に計算される対物レンズは原則的に不適当である。【０００３】  市場には、大体においてズーム対物レンズが提供される。しかし固定設備に対してズーム対物レンズは必要でない。更にディジタル映画において映像フォーマット２．３５：１へのチップフォーマットの変換は、アナモルフィックアダプタにより有利に行われる。アダプタの寸法従って価格を少なくするため、対物レンズのスクリーン側開口絞りが正面レンズからあまり大きく離れていないことが必要である。この目的はズーム対物レンズでは実現困難である。【０００４】  ドイツ連邦共和国特許第１０３５３５６号明細書には、これらの要求を満たす固定焦点距離を持つ対物レンズが記載されている。しかしこの対物レンズは、示されているすべての実施例において、製造費を高くする非球面を含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  目的は、ディジタル投影特にディジタル映画の領域における品質の要求を少数のレンズで満たす、固定焦点距離を持つ対物レンズである。スクリーン側開口絞りと正面レンズとの間隔は、市場で得られるズーム対物レンズに対して、必要なアナモルフィックアダプタの寸法を著しく減少するように設定されねばならない。【０００６】  しかし写像能力に対する要求が、νｄ＞７５のアッベ数の値を持つ特殊ガラスの使用を不可欠にすると思われる場合、これらのガラスの使用はできるだけ少数のレンズに限定されるべきである。なぜならば、これらのレンズは調達及び加工に高い費用を生じるからである。弗化カルシュウムから成るレンズ又はνｄ＞８５値を持つガラスの使用は特に高い費用を生じ、これは回避すべきである。非球面も同様に回避すべきであり、レンズの数もできるだけ少なくすべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の前記の目的は、請求項１の特徴による投影対物レンズによって、従って影像（拡大側）から対象物（縮小及び照明側）への順序において次の配置のレンズ
第１の負のレンズ、
第２の負のレンズ、
第３のレンズ、
第４の正のレンズ、
第５のレンズ、
第６の正のレンズ、
第７の負のレンズ、
第８の正のレンズ、
第９の正のレンズ
を持つディジタル投影用の固定焦点距離の投影対物レンズによって達せられる。【０００８】  請求項２による本発明の特別な実施形態によれば、影像（拡大側）から対象物（縮小及び照明側）への順序において次の配置のレンズ
影像側に凸な面を持ちかつ対象物側に凹な面を持つ第１の負のレンズ、
第２の両凹レンズ、
影像側に凹な面を持ちかつ対象物側に凸な面を持つ第３のレンズ、
第４の両凸レンズ、
対象物側に凹な面を持つ第５のレンズ、
第６の両凸レンズ、
対象物側に凹な面を持つ第７のレンズ、
第８の両凸レンズ、
第９の両凸レンズ
を持つ投影対物レンズが形成されている。【０００９】  特に第５のレンズが影像側に凸又は凹な面を持ち、かつ／又は第７のレンズが影像側に凹又は凸な面を持っている。【００１０】  更に第４のレンズと第５のレンズとの間に絞りが設けられていると有利である。【００１１】  屈折率ｎｄとアッベ数νｄの値に対してなるべく次の関係が満たされている
レンズ番号            ｎｄ                      νｄ
１          １．６より大きい            ６２より小さい
２          １．５８と１．８との間      ６２より小さい
３          １．６５より大きい          ４１より小さい
４          １．６と１．８との間        ４５と６２との間
５          １．６４より大きい          ３０と４５との間
６          １．７４より小さい          ４４より大きい
７          １．７５より小さい          ４０と６６との間
８          １．５０より小さい          ７０より大きい
９          １．５０より小さい          ７０より大きい。【００１２】  特にこれらの特性量に対して次の値範囲が生じる。
レンズ番号            ｎｄ                      νｄ
１          １．７より大きい            ５０より小さい
２          １．５６と１．８との間      ６２より小さい
３          １．６５より大きい          ３５より小さい
４          １．６と１．８との間        ４５と６０との間
５          １．６５より大きい          ３０と４５との間
６          １．７より小さい            ４５より大きい
７          １．７５より小さい          ４０と６１との間
８          １．５０より小さい          ７０より大きい
９          １．５０より小さい          ７０より大きい。【００１３】  すべてのレンズのアッベ数νｄが８５より小さいと、有利とみなされる。【００１４】  第７レンズと第８レンズが互いに接合されているのがよい。【００１５】  本発明による対物レンズでは、対物レンズの光学的修正及び焦点切片が、対物レンズと投影すべき対象物との間にビームスプリッタを可能にするのがよい。このビームスプリッタは８０ｍｍ〜１３０ｍｍなるべく１１０ｍｍ〜１３０ｍｍ特に１１５ｍｍ〜１２５ｍｍのガラス行程を持っている。【００１６】  本発明は、対象物から非常に大きく離れている対象物側開口絞りを可能にする。対象物側開口絞りは少なくとも８００ｍｍなるべく少なくとも１２００ｍｍ特に２０００ｍｍ対物レンズから離れている。【００１７】  投影対物レンズのこのレンズのレンズ面全体が球面又は平らであると、特に有利であるとみなされる。【００１８】  本発明のそれ以外の特徴は、従属請求項及び実施例の説明に示されており、その際述べておくべきことは、すべての個々の特徴及び個々の特徴の組合わせが本発明にとって重要であることである。【００１９】  本発明が２つの実施例により示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  図１は、本発明の有利な構成のレンズ断面を示している。この投影対物レンズの詳細な光学データは請求項１２にも示されており、この実施例による投影対物レンズは次のように示される。
レンズ１〜９のデータ
注釈      面      半径（ｍｍ）      厚さ（ｍｍ）      ｎｄ          νｄ
レンズ１    １    ２１５．５７３      ７．４００    １．８０５２    ２５．４
２      ６０．０５４    １９．８７３
レンズ２    ３    −８６．１１６      ６．１９８    １．７２９２    ５４．５
４    ２１４．５８８      ５．８１２
レンズ３    ５  −１５９．７６７    ２５．０００    １．７１７４    ２９．５
６    −９７．０４６      １．４２２
レンズ４    ７    ２３３．７５９    １９．０００    １．７２９２    ５４．５
８  −１１０．６６２  １３３．３８５
絞り        ９      平ら            ３４．６９４
レンズ５  １０    １１９．５８４    １１．３００    １．８０６１    ４０．６
１１      ５２．２４５      ３．３６４
レンズ６  １２    １９２．６４１      ７．５００    １．５１６８    ６４．２
１３    −６５．８３１    １２．２８８
レンズ７  １４    −３７．０１３      ５．０００    １．５８２７    ４６．６
レンズ８  １５    ２９３．５６４    １５．６００    １．４９７０    ８１．６
１６    −４８．１８２      ０．２００
レンズ９  １７    １８１．５９７    １５．０００    １．４９７０    ８１．６
１８    −６５．７８５    １７．０００
ビームスプリッタ  １９  平ら      １１６．５００    １．５１６８    ６４．２
保護ガラス        ２０  平ら          ３．０００    １．５０８５    ６１．２
２１  平ら          ０．５０７
対象物                  平ら【００２１】  実際的な理由から、対物レンズは逆の状態（拡大側から縮小側への図）で示されている。半径における負の符号は、頂点に対するレンズ面の中心が拡大側にあることを意味している。面１〜１８は請求項に記載の対物レンズを示し、面１９〜２２はビームスプリッタ、保護ガラス及び投影機のチップを示している。【００２２】  この実施例において、１１９．５ｍｍの全厚さを持つガラスブロックは、投影機にあるビームスプリッタの簡単化した光学モデルを示す。実際的な理由から、対物レンズは逆の状態（拡大側から縮小側への図）で示されている。対物レンズの焦点距離は５７ｍｍ、口径比は１：２５である。縮小側で半径１８ｍｍを持つ円が使用可能であり、これは拡大側で２ｗ＝３５．１°の最大投影角を生じる。開口絞りと第１のレンズ頂点との間隔は拡大側で７７．４ｍｍである。縮小側で開口絞りの間隔は６ｍ以上である。このことは、対物レンズがこの側でほぼテレセントリックであり、従って投影機の照明装置に最適に合わされていることを意味する。【００２３】  対物レンズは９個の球面レンズのみですみ、最後の２つのレンズのみがνｄ＞７５のアッベ数を持つガラスから成っている。【００２４】  通常のディジタル投影機は、１３，６８μｍの大きさの個々の画素を持っている。それは、投影機がせいぜい示すことができる１ｍｍ当たり約７３の画素又は１ｍｍ当たり約３６の線対に相当する。本発明によれば、投影対物レンズは、対物レンズが観察者により高級と感じられるようにするため、１ｍｍ当たり付属するディジタル投影機と同じ数の線対を再生できねばならない。従って対象物を判断するために、変調伝達関数（ＭＴＦ）は１ｍｍ当たり７２までの線対を見ることができる。図２はこのＭＴＦを示している。ＭＴＦは４６０ｍｍ，５４５ｍｍ及び６２９ｍｍの波長で計算され、平均波長は重み２で、他の波長は重み１で重み付けされた。ＭＴＦは、１ｍｍ当たり３６の線対及び１ｍｍ当たり７２の線対で良好なコントラスト値を示した。中間から縁へコントラストの僅かな低下は、色横誤差の非常に良好な修正を示唆する。この誤差の修正は、ディジタル投影では特に重要である。なぜならばこの誤差は有害な色変化を生じるからである。【００２５】  図３はこの対物レンズの口径食を示し、図４は歪曲を示す。【００２６】  図５は別の実施例を示す。対物レンズの焦点距離は６９ｍｍに増大された。この投影対物レンズの詳細な光学データは請求項１３からもわかる。この実施例による投影対物レンズは次のように示される。【００２７】  レンズ１〜９のデータ
注釈      面        半径（ｍｍ）    厚さ（ｍｍ）        ｎｄ          νｄ
レンズ１    １      ４８９．０６７      ７．５００    １．７４４０    ４４．９
２        ７６．０８３    １７．５６５
レンズ２    ３      −６５．７４０      ７．５００    １．７５５２    ２７．６
４      １６６．１２３      ４．２３２
レンズ３    ５  −１１６７．６６８    ２４．０００    １．７５５２    ２７．６
６      −９５．４４６      ０．９９２
レンズ４    ７      １９１．８２５    ２３．０００    １．６５８４    ５０．９
８    −１０１．１６２  １３２．９９１
絞り        ９        平ら            １９．３５９
レンズ５  １０      −７９．５５１    ２４．８８１    １．６７２７    ３２．３
１１        ９２．１２９      ７．１４５
レンズ６  １２      １０７．７１１    １３．３４９    １．６５８４    ５０．９
１３    −１０８．５０８    ２５．６９４
レンズ７  １４      ４４８．８５６      ６．０００    １．６２０４    ６０．３
レンズ８  １５        ５６．５１０    １７．０００    １．４９７０    ８１．６
１６    −１３３．６０１      ０．２００
レンズ９  １７      １０７．７３８      ９．１９９    １．４９７０    ８１．６
１８    −４０９．３７０    １７．０００
ビームスプリッタ    １９  平ら      １１６．５００    １．５１６８    ６４．２
保護ガラス          ２０  平ら          ３．０００    １．５０８５    ６１．２
２１  平ら          ０．５２２
対象物              ２２  平ら【００２８】  実際的な理由から、対物レンズは逆の状態（拡大側から縮小側への図）で示されている。半径の負の符号は、頂点に対するレンズ面の中心が拡大側にあることを意味している。面１〜１８は請求項による対物レンズを示し、面１９〜２２は投影機のビームスプリッタ、保護ガラス及びチップを示している。【００２９】  この実施例による対物レンズでは、口径比は１：２．５である。縮小側で、再び１８ｍｍの半径を持つ円が使用可能であり、これが拡大側で２ｗ＝２９．２°の最大投影角を生じる。開口絞りと第１のレンズ頂点との間隔は、拡大側で９０ｍｍである。小さくされる投影角により、第１の側に対する開口絞り間隔の増大は、アナモルフィックアダプタの使用のため問題ではない。縮小側で開口絞りの間隔は５ｍ以上である。これは、この側で対物レンズがほぼテレセントリックであり、従って投影機の照明装置に最適に合わされることを意味する。【００３０】  図６はＭＴＦを示し、図７はこの対物レンズの口径食を示し、図８は歪曲を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】  本発明の第１実施例の縦断面図を示す。
【図２】  第１実施例の変調伝達関数を示す。
【図３】  第１実施例の口径食を示す。
【図４】  第１実施例の歪曲を示す。
【図５】  本発明の第２実施例の縦断面図を示す。
【図６】  第２実施例の変調伝達関数を示す。
【図７】  第２実施例の口径食を示す。
【図８】  第２実施例の歪曲を示す。
【符号の説明】
【００３２】  １    第１の負のレンズ
２    第２の負のレンズ
３    第３のレンズ
４    第４の正のレンズ
５    第５のレンズ
６    第６の正のレンズ
７    第７の負のレンズ
８    第８の正のレンズ
９    第９の正のレンズ
【図１】
2008003615.tif 000003
【図２】
2008003615.tif 000004
【図３】
2008003615.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008003615.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008003615.tif 000009
【図８】
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