专利名称：：用于数字投影的固定焦距的投影物镜的制作方法
技术领域：
：本发明应用于数字投影的领域，尤其用于数字影院.投影物镜例如用作为具有光学变形的附件(anamorphotischerVorsatz)的基本物镜，在数字影院里所使用的投影机的特征在于在芯片和物镜之间的分光棱镜.玻璃光路(Glasweg)为小于等于119.5mm,因此产生纵向色差以及孔径误差.这些误差必须由投影物镜来校正。因此所计算的物镜原则上不适用于其它情况.市场上基本都提供变焦物镜。然而对于固定安装来说，变焦物镜就不必要了.另外在数码影院中，有利地借助于光学变形附件将芯片格式转换至闺像格式2.35:1.为了减小附件的外形尺寸并因此降低成本，必须使物镜的银幕側的光曈(Pupille)距离前透镜(Frontlinse)不是太远.这个目的用变焦物镜难于实现.在DE10353563B4中描述了一种具有固定焦距的物镜，它满足了这种要求。然而这种物镜在所有给出的实施方式中包含有非球面的表面，它增加了生产成本.
发明内容目的是提供一种具有固定焦距的物镜，它用最少数量的透镜满足在数字投影、尤其是数字影院范围内的质量要求.银幕側的光睡至前透镜的距离应该这样来确定，使得相比于由市场所得到的变焦物镜，可以明显减少所需要的光学变形附件的尺寸。尽管对于投影效率的要求似乎使得使用阿贝数(abbescheZahl)的值v》75的特种玻璃是绝对必要的，但这种玻璃的使用应该限于尽可能少的透镜，因为无论是购置还是加工都增加了成本.特别高的成本就引起了要使用由氟化钙所制成的透镜或者数值v》85的玻璃，而这是应该避免的.同样也要避免非球面的表面，透镜数目应保持尽可能少。本发明的目的通过一种按照权利要求1的特征的投影物镜来实现，由此通过一种用于数字投影的固定焦距的投影物镜，具有按照顺序从图象(放大側)到目标物(0bjekt)(缩小側和照明側)的以下透镜布置-第一个负透镜，-笫二个负透镜，-笫三个透镜，-第四个正透镜，一笫五个透镜，-笫六个正透镜，-第七个负透镜，一笫八个正透镜，-笫九个正透镜.根据本发明一种特殊的实施方式，按照权利要求2，投影物镜构造为按照顺序从图象(放大側)到目标物(缩小側和照明側)的以下透镜布置-第一负透镜，它在图像側面具有凸面，并且在目标物側面具有凹面，-笫二个双凹的透镜，-第三个透镜，它在困像側面具有凹面，并且在目标物側面具有凸面，-笫四个双凸的透镜，-第五个透镜，它具有向着目标物側面的凹面，一笫六个双凸的透镜，一笫七个透镜，它具有向着目标物側面的凹面，一第八个双凸的透镜，—笫九个双凸的透镜，尤其规定了所述第五个透镜向着图像側面有凸面或凹面，和/或所述第七个透镜向着图像側面有凹面或凸面。此外还有利地在所述笫四和第五个透镜之间设有光阑(Blende),关于折射率nd和阿贝数Vd的数值关系，优选满足以下数值范闺透镜号1大于1.6小于622在1.58和1.8之间小于623大于1.65小于414在1.6和1.8之间在45和62之间大于1.64在30和45之间6小于1.74大于447小于1.75在40和66之间8小于1.50大于709小于1.50大于70对于这些特征参数尤其给出以下数值范围透镜号1大于1.7小于502在1.56和1.8之间小于623大于1.65小于354在1.6和1.8之间在45和60之间5大于1.65在30和45之间6小于1.7大于457小于1.75在40和61之间8小于1.50大于709小于1.50大于70若对于所有透镜来说，阿贝数Vd小于85的话，认为是特别有利的.第七和笫八个透镜优选相互接合(verkitten).在按照本发明的物镜中，物镜的校正(Korrektur)和顶焦距(Schnittweite)允许在物镜和所要投影的目标物之间有分光器。该分光器具有从80min至130mm的玻璃光路，优选从110mm至130mm，尤其是115m迈至125mm.本发明可以实现一种目标物側面的光瞳，它距离目标物很远.该目标物側面的光瞳至少离目标物800mm,优选1200mm,尤其是至少2000mm。如果投影物镜的全部透镜的透镜面都是球面的或平面的(plan)，那么认为是特别有利的，尤其是从成本方面而言.本发明的其它特征示出在从属权利要求中和对实施例的说明里，其中要说明的是，所有羊个特征和单个特征的组合对本发明都是重要的.本发明借助二个实施方式来示出，但并不局限于此.困1示出本发明的实施例的透镜截面的部分示意的側视图，图2示出图1所示透镜的调制传递函数的线图，图3示出图1所示透镜的渐晕的线图，图4示出图1所示透镜的物镜失真的线图，图5示出本发明另一实施例的部分示意的側视困，图6示出图5所示透镜实施例的调制传递函数的线图，图7示出图5所示透镜实施例的渐晕的线图，图8示出图5所示透镜实施例的物镜失真的线图.具体实施方式图1示出本发明示例性的方案的透镜截面。这些投影物镜的准确的光学数据也可见权利要求12，其中根据该实施方式的投影物镜如下所示透镜1至9的数据注释面半径fmml厚度[mmndVd透镜11215.5737.4001.805225.4260.05419.873透镜23-86.1166.1981.729254.54214.5885.812透镜35-159.76725.0001.717429.56-97.0461.422透镜47233.75919.0001.729254.58-110.662133.385光阑9平面34.694透镜510119.584".3001.806140.61152.2453.364透镜612192.6417.5001.516864.213-65.83112.288透镜714-37.0135.0001.582746.6透镜815293.56415.6001.497081.616-48.1820.200透镜917181.59715.0001.497081.618-65.78517.000分光器19平面116.5001.516864.2保护玻璃20平面3.0001.508561.221平面0.507目标物平面由于实际原因，物镜示出为反过来的位置(从放大倒至缩小側成像).半径的负号意味着透镜面的中点相对于顶点(Scheitel)位于放大側.面1至18描述了按照权利要求的物镜；面19至22示出分光器、保护玻璃和投影机的芯片.在这实施方式中，总厚度为119.5mm的玻璃组件(Glasblock)是在投影机里分光器的一种简化的光学模型.由于实际原因，物镜以反过来的位置(从放大側至缩小側成像)示出.物镜的焦距为57mm，相对孔径为1:2.5.在缩小側可以利用半径为18咖的圃，这在放大側导致最大投影角为2w=35.1°.光曈离笫一透镜顶点的距离在放大側为77.4mm.在缩小側，光曈的距离大于6米.这意味着物镜在这一側几乎是焦阑的(telezentrisch)，并因此最佳地匹配于投影机的照明系统.物镜只有9个球面的透镜就够用了，其中只是二个最后的透镜由阿贝数v》75的玻璃制成.对于通常的数字投影机来说，单个图像元素的大小为13.68^im.这相当于大约每毫米有73个像素，或者每毫米大约有36个线对，投影机在最好的情况下可能达到这样.按照经验，投影物镜必须能显示出如同所属的数字投影机双倍多的每毫米线对，才能使观众能感觉到物镜是高质量的.因此为了评价物镜，必须考察调制传递函数(MTF)直到72线对每毫米.困2示出了该MTF.该MTF在波长为"0n迈、5"nm和620nm时进行了计算，其中平均波长使用权重2，其他波长用权重1进行求值。MTF在36线对每毫米和在72线对每毫米时有良好的对比度值.对比度从中间向边缘的小的下降表明了橫向色差的很好的修正.这种误差的修正对于数字投影来说特别重要，因为该误差导致干扰的色牽(Farbraender)图3示出了渐晕(Vignettierung),图4示出了这种物镜的失真，图5示出了另一实施例.物镜的焦距提高到了69mm.这种投影物镜的准确的光学数据也可以参见权利要求13.按照此实施方式的投影物镜为如下透镜1至9的数据<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由于实际原因，物镜以反过来的位置(从放大側至缩小側成像)示出。半径中的负号意味着透镜面的中点相对于顶点位于放大側.面1至18描述了按照权利要求的物镜，面19至22示出分光器、保护玻璃和投影机的芯片.在按此实施方式的物镜中，相对孔径为1:2.5.在缩小側又可以利用半径为18mm的圃，这在放大側导致最大投影角为2w=29.2°.光睦到第一透镜顶点的距离在放大側为90mm.通过变小的投影角度，相对于第一例子关于光学变形附件的使用，毫无问趙地提高了光瞳间距(Pupillenabstand).在缩小側，光瞳的距离超过5米.这意味着物镜在这一側几乎是焦阑的，并因此最佳地匹配于投影机的照明系图6示出了MTF，图7示出了渐牽，图8示出了这种物镜的失真。权利要求1.用于数字投影的固定焦距的投影物镜，具有按照顺序从图象(放大侧)到目标物(缩小侧和照明侧)的以下透镜布置-第一个负透镜(1)，-第二个负透镜(2)，-第三个透镜(3)，-第四个正透镜(4)，-第五个透镜(5)，-第六个正透镜(6)，-第七个负透镜(7)，-第八个正透镜(8)，-第九个正透镜(9)。2.按照权利要求1所述的投影物镜，具有按照顺序从图象(放大側)到目标物(缩小側和照明側)的以下透镜布置-第一负透镜(l)，它在图像側面具有凸面，并且在目标物側面具有凹面，—第二个双凹的透镜(2)，-笫三个透镜(3)，它在图像側面具有凹面，并且在目标物側面具有凸面，—笫四个双凸的透镜(4)，一第五个透镜(5)，它具有向着目标物側面的凹面，—第六个双凸的透镜(6),—第七个透镜(7)，它具有向着目标物側面的凹面，-笫八个双凸的透镜(8)，—第九个双凸的透镜(9),3.按照权利要求2所述的投影物镜，其中所述第五个透镜(5)向着图像側面具有凸面或凹面，和/或所述第七个透镜(7)向着图像側面有凹面或凸面.4.按照权利要求1至3中任一項所述的投影物镜，其中在所述第四和第五个透镜(4，5)之间布置有光阑.5.按照权利要求1至3中任一項所述的投影物镜，其中折射率nd和阿贝数Vd的数值满足如下关系透镜号HaVa1大于1.6小于622在1.58和1.8之间小于623大于1.65小于414在1.6和1.8之间在45和62之间5大于1.64在30和45之间6小于1.74大于447小于1.75在40和66之间8小于1.50大于709小于1.50大于706.按照权利要求5所述的投影物镜，其中折射率no和阿贝数Vd的数值满足如下关系透镜号HdVa1大于1.7小于502在1.56和1.8之间小于623大于1.65小于354在1.6和1.8之间在45和60之间5大于1.65在30和45之间6小于1.7大于457小于1.75在40和61之间8小于1.50大于709小于1.50大于707.按照权利要求1至6中任一項所述的投影物镜，其中所有透镜的阿贝数Vd小于85.8.按照权利要求1至7中任一项所述的投影物镜，其中所述第七和笫八个透镜(7,8)相互接合。9.按照权利要求1至8中任一项所述的投影物镜，其中物镜的光学的校正和顶焦距允许在物镜和所要投影的目标物之间有分光器，该分光器具有玻璃光路从80mm至130mm，优选为110mm至130mm,尤其是115mm至125mm,10.按照权利要求1至9中任一项所述的投影物镜，其中目标物側面的光睡距离目标物至少800mm，优选至少1200mm，尤其是至少2000mm,11.按照权利要求1至10中任一项所述的投影物镜，其中全部透镜面为球面的或平面的。12.按照权利要求1至11中任一项所述的投影物镜，具有如下关于透镜1至9的数据<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>焦距57咖相对孔径1:2.5成像角2w-35.1°13.按照权利要求1至11中任一项所述的投影物镜，具有如下关于透镜1至9的数据注释面半径[mm厚度[mm]透镜11489.0677.5001.744044.9276.08317.565透镜23-65.7407.5001.755227.64166.1234.232透镜35-1167.66824.0001.755227.66-95.4460.992透镜47191.82523.0001.658450.98-101.162132.991光阑9平面19.359透镜510-79.55124.8811.672732.31192.1297.145透镜612107.71113.3491.658450.913-108.50825.694透镜714448.8566細1.620460.3透镜81556.51017.0001,497081.616-133.6010.200透镜917107.7389.1991,497081.618-409.370焦距69咖相对孔径1:2.5成像角2w=29.2°全文摘要本发明提出一种用于数字投影的固定焦距的投影物镜，具有按照顺序从图象(放大侧)到目标物(缩小侧和照明侧)的以下透镜布置第一个负透镜(1)，第二个负透镜(2)，第三个透镜(3)，第四个正透镜(4)，第五个透镜(5)，第六个正透镜(6)，第七个负透镜(7)，第八个正透镜(8)，第九个正透镜(9)。借助于此类的物镜，可以在数码投影的范围内使用最小数量的透镜来满足质量的要求。文档编号G02B7/02GK101101365SQ20071012621公开日2008年1月9日申请日期2007年6月22日优先权日2006年6月22日发明者B·布雷特豪尔申请人:Bci财务公司