175781. lajstromszámú szabadalom • Vetítőlencse-rendszer
3 175781 4 triplettből álló vetítőlencsével. Az összehasonlítás azt mutatja, hogy a találmány szerinti lencséhez használt triplett lencséi kisebb dioptriájúak, és ennek megfelelően lényegesen vékonyabbak. Ez nemcsak a gyártási eljárásban jelent technikai előnyöket, hanem a szükséges anyagmennyiség is kisebb, vagyis a találmány szerinti triplett anyagköltségei lényegesen kisebbek. Továbbá közönséges koronaüveg használható a találmány szerinti tripletthez, mivel az optikai tengelyen és az azon kívüli képhibák a lencsék kisebb dioptriája miatt lényegesen kisebbek. A mezőlencse, mely egyes lencse lehet és bizonyos feltételek mellett mint kollektív lencse ismeretes, alkalmasan olyan méretű, mely megközelíti a diffúzán sugárzó kép méretét. A „mezőlencse” természetesen két részre is bontható. A mezőlencsének különösen a vetített kép külső részeinek fényességére van előnyös hatása. Ez annak a következménye, hogy a tárgyképből diffúzán kilépő fény tekintélyes részét a mezőlencse összegyűjti, és a triplett felé irányítja. Egy szokásos lencsénél a tárgyképből kilépő fény nagy része elvész a diffúz szóródás miatt. A mezőlencse olcsó koronaüvegből készíthető, de előnyösen plasztik, például akrilplasztik (polimetilmetakrilát) is lehet. A mezőlencse anyagszükségletének csökkentésére a lencsealak ún. vékony Fresnel-lencse is lehet. A lencse képminőségének és gyártási költségeinek szempontjából azt találtuk, hogy előnyös, ha az első lencse vagy lencsecsoport (a triplett) gyújtótávolsága kb. 2,5-szerese a vetítőlencse eredő gyújtótávolságának, az előnyös érték valamivel a kétszeres alatt van. A következőkben a találmányt egy példaképpeni kiviteli formában részletesebben írjuk le a mellékelt rajzokra történő hivatkozással. Az 1. ábra egy, a jelen találmány szerinti lencsét mutat, a 2. ábrán egy alternatív, jelen találmány szerinti lencse látható. A 3. ábra egy szokásos vetítőlencsét ábrázol, a 4. ábrán egy szokásos lencse szférikus aberrációja látható összehasonlítva egy a találmány szerinti lencse szférikus aberrációjával, és az 5. ábra egy olyan episzkóp vetítőt mutat vázlatosan, melynek lencséje jelen találmány szerinti. Az 1—3. ábrák azonos léptékben 1: 3 relatív nyílásviszonyú 600 mm gyújtótávolságú vetítőrendszereket mutatnak, melyek a diffúzán sugárzó 1 kép 5-szörös nagyításban történő kivetítésére szolgálnak a 3' szokásos triplett és a 3 találmány szerinti triplett segítségével. A 3. ábra szerinti rendszer 3' szokásos triplettjének 4', 5' és 6' triplettlencséit nehéz korona és flint üvegből nagy vastagságúra kell készíteni. Az 1. ábra jelen találmány szerinti vetítőrendszert mutat, melynél a 2 mezőlencse közelítőleg a diffúzán sugárzó 1 kép és a 4, valamint 6 gyűjtőlencsékből, továbbá a közöttük levő 5 szórólencséből álló, 3 találmány szerinti triplett közötti távolság felében van. A 2 mezőlencse az 1 képet virtuálisan a kétszeresére nagyítja, és egyszerű geometriai megfigyelés azt mutatja, hogy a 3 találmány szerinti triplett gyújtótávolságának 900 mmnek kell lennie, ha azt kívánjuk, hogy a 2 mezőlencséből és a 3 találmány szerinti triplettből álló összetett lencse eredő gyújtótávolsága 600 mm legyen. Azaz a találmány szerinti vetítő lencse 3 találmány szerinti triplettjében levő 4 és 6 triplettgyűjtő lencsék lényegesen laposabbak és vékonyabbak lehetnek, mivel a 3 találmány szerinti triplett gyújtótávolsága nagyobb. Továbbá a 4—6 találmány szerinti triplettlencsék normál 1,525 törésmutatójú koronaüvegből készíthetők (a 3. ábrán az 5' hagyományos triplett szórólencse törésmutatója 1,626, a 4' és 6' hagyományos triplett gyűjtőlencsék törésmutatója pedig 1,613), mert a 4—6 találmány szerinti triplettlencsék görbülete a 3 találmány szerinti triplett gyújtótávolságának növekedése miatt csökken. Mivel a 3 találmány szerinti triplett 4—6 triplettlencséi laposabbak, mint a 3' hagyományos triplett 4'—6' triplettlencséi, egyugyanazon a szerszámon nagyobb számú 4—6 találmány szerinti triplettlencse gyártható. A 3' hagyományos triplett és az 1. ábrán bemutatott találmány szerinti lencse anyagköltségeinek összehasonlításánál a jelenlegi árakon kb. 3 :1 arányt kapunk. Ez az összehasonlítás már a mezőlencsét is magában foglalja. A 2. ábrán látható vetítőrendszer megegyezik az 1. ábrán láthatóval, kivéve, hogy itt a mezőlencse ún. 2A Fresnel-lencse alakú. Mezőlencsének Fresnel-lencsét használva tömeggyártás esetén további költségcsökkenés érhető el. A 4. ábra a szokásos 3. ábra szerinti lencse (A görbe), valamint a találmány szerinti lencse (B görbe) szférikus aberrációját mutatja, amikor mindkettő relatív nyílásviszonya 1: 3, az Y ordináta az optikai tengelytől mért zóna távolságát és X abszcissza a longitudinális szférikus aberrációt mutatja a gyújtótávolság százalékában. A 4. ábrából nyilvánvalóan látható, hogy a találmány szerinti lencse szférikus aberrációja lényegesen kisebb, mint egy hasonló, szokásos lencséé. A 3 találmány szerinti vetítőlencse-rendszer és a 2 mezőlencse a fentiekben triplett, illetve egyes lencseként szerepelt. Nyilvánvaló azonban, hogy ezek a kivetített kép képhibáinak magasabb, illetve alacsonyabb követelményei szerint, más gyűjtőlencse-rendszerekkel, például egyes gyűjtő- vagy szórólencsével, vagy valamilyen, előnyösen színihibára korrigált dublett lencserendszerrel, például gyűjtő- és szórólencsékkel vagy más, triplettből származtatható objektív típussal is helyettesíthetők. Fentiekből nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti lencsének abban vannak jelentős technikai előnyei az ismert módozatokhoz képest, hogy a vetített kép szélei környékén nagyobb fényintenzitást biztosít, lehetővé teszi közönséges lencsenyersanyag, azaz például olyan koronaüveg használatát, melynek törésmutatója 1,53- nál kisebb, ami által a nyersanyagköltségben jelentős megtakarítást eredményez, és emellett jobb képminőséget ad, mint például egy megfelelő Tessar objektív. Ezenkívül a találmány szerinti vetítőlencse-rendszer lencséinek görbületei lényegesen kisebbek, mint a szokásos vetítőlencse-rendszer lencséié, ami áltál a találmány szerinti lencsékhez szükséges szerszámokon egyszerre nagyobb számú lencse készíthető, mint a szokásos vetitőlencse-rendszer lencséihez szükséges szerszámokon. A triplett megosztásával jobb leképzésminőség is biztosítható, mely a leírt mezőlencsével együttesen alkalmazva még jobb, például 1:2,5 relatív nyílásviszony elérését is lehetővé teszi. A triplett egy vagy több lencséjének megosztásánál az egyes lencsék szintén a korábban említett olcsó üvegfajtából készíthetők. Lehetséges azonban a kívánatos nyílásviszonyt oly módon iselémá. hogy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
