WO2012126805A1 - Projection of digital image data with a high light yield - Google Patents

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WO2012126805A1
WO2012126805A1 PCT/EP2012/054583 EP2012054583W WO2012126805A1 WO 2012126805 A1 WO2012126805 A1 WO 2012126805A1 EP 2012054583 W EP2012054583 W EP 2012054583W WO 2012126805 A1 WO2012126805 A1 WO 2012126805A1
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WO
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lens
projection
light
partial
beam combiner
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Application number
PCT/EP2012/054583
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Inventor
Michael Schulz-Grosser
Udo Schauss
Original Assignee
Jos. Schneider Optische Werke Gmbh
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • GPHYSICS
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    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
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    • G02B30/25Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type using polarisation techniques
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2073Polarisers in the lamp house

Definitions

  • the invention relates to a pro edictionsob ektiv for the projection of digital image data.
  • Such lenses are mainly used in digital video technology for the projection of digitally recorded images in cinemas, in advertising or in presentations.
  • digital electrical image signals are converted into optical information and projected onto a projection screen.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • DLP Digital Light Processing
  • the DLP technology uses matrices from microelectromechanical mirror systems (Digital Mirror Device, DMD) which project or block incident light onto a projection screen through a projection lens, depending on the position of the individual mirror elements of the matrices.
  • DMD Digital Mirror Device
  • Conventional LCD pro ectors operate transmissively, ie an LCD is located in front of the proctor lamp and controls the light intensity.
  • LCD Liquid Crystal on Silicon
  • Cutting distance is defined here as the distance of the last object-side lens surface from the object-side focal plane.
  • the projection objectives used for this purpose have a high modulation transfer function (MTF).
  • MTF modulation transfer function
  • Obj ekt Movable telecentricity means that the entrance pupil is almost at infinity.
  • the main rays emanating from the points of the object ie rays through the center of the entrance pupil
  • the LCD or LCoS projection media used in the digital projection are highly sensitive to temperature and therefore can not be loaded with arbitrarily high light output, which leads to a limitation of the brightness on the screen. task
  • the object of the invention is to significantly increase the luminous efficacy in the digital projection.
  • a projection objective for projecting digital image data from two imaging units onto a projection screen is proposed.
  • the light of the two imaging units is polarized perpendicular to each other.
  • the proposed projection lens has the following elements:
  • the polarizing beam combiner is disposed between the first sub-objective and the second sub-objective.
  • LCD and LCoS projectors radiate polarized light as a matter of principle. They can therefore serve as imaging units for the proposed projection objective.
  • the two partial lenses receive light from one projector / imaging unit each.
  • the light of one projector must therefore be rotated in its direction of polarization by 90 ° with respect to the light of the other projector / the other imaging unit, so that it can be merged lossless with the polarizing Strahlenverutz with the light of the second projector. This almost leads to a doubling of the light output.
  • the imaging units provide the (possibly digital) image content to be pro iced, ie they provide light that transports the image content.
  • the projection objective according to the invention is capable of projecting the image contents of two imaging units. Each of the imaging units contains at least one projection medium.
  • the LCD or LCoS chips commonly used today as projection media basically provide polarized light. This can be a 1-chip, 2-chip or 3-chip project.
  • Each imaging unit can have either one projection medium or several, in particular three projection media. Typically, three projection media would be used for the three colors red, green and blue.
  • the structure of the proposed projection lens is suitable for both 1-chip and 3-chip projection in the imaging units.
  • the colors required for the colored projection are usually successively projected by a so-called color wheel or filter wheel.
  • a 3-chip project one chip is used for the three colors red, green and blue. The three colors are then merged into one ray unit cube. For the proposed structure, this would be done for each of the two light entry channels.
  • the system is not suitable for the use of colored LED chips or a DMD, since these i. d. R. do not emit polarized light.
  • the light generation in the proposed solution can, as usual, for. B. be realized by lamps.
  • projection objective encompasses the combination of lenses and ray unit cubes
  • the partial objectives are typically arranged at an angle of 90 ° to one another. net.
  • all of the partial optics and the radiation unit cube are integrated into a common structural unit which has connecting surfaces for the imaging units.
  • the production media and any ray unit cubes belonging to the projection media are considered part of the projector / imaging unit.
  • the polarizing beam combiner expediently consists of two 90 ° prisms, which are each characterized by a refractive index nP.
  • An interference layer system is arranged between the hypotenuse surfaces of the prisms, wherein in the interference layer system a layer of a material H with a refractive index nH> nP and a layer of a material L with a refractive index nL ⁇ nP follow one another alternately.
  • At least one layer of an optical cement having a refractive index nL ⁇ nKitt ⁇ nP ⁇ nH is provided.
  • the interference layer system is designed with the layer sequence, as stated in Table 4 below.
  • the respective layer thickness is given in micrometers.
  • the material used for the interference layer system is preferably a material of low refractive index with a refractive index of 1.46 ⁇ nL ⁇ 1.475, in particular quartz S1O 2 , and as material H niobium pentoxide Nb 2 Ü5 or titanium dioxide T1O 2 with refractive index nH> 2.25.
  • the prisms consist of a glass having a refractive index of 1.7000 to 1.8000, in particular of 1.74950, and an Abbe number Vd of 25.0 to 55.0, in particular of 35.33, in particular of the glass with International Glass Code 750353 (trade name N-LAF7 from Schott and S-NBH51 from Ohara).
  • polarizing beam splitter cubes which could also be used as beam combiners in the reverse beam path, eg. MacNeille type (see, for example, US Pat. No. 2,403,731), which are characterized in that they transmit the parallel-oscillating light very well (Tp> 97%) and almost completely reflect the perpendicularly oscillating light (Rs> 99%).
  • the acceptance angle is very small, d. H. the angle under the rays of light may enter, so that the function is given.
  • the proposed polarizing beam combiner Compared to the beam splitter type MacNeille (see above), the proposed polarizing beam combiner has a much larger acceptance angle. In addition, he is broadband; it captures the entire visible spectral range.
  • the invention also includes a pro edictionssystem for projection of digital image data with the following components:
  • area information always includes all - not mentioned - intermediate values and all imaginable subintervals.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the basic optical structure of the projection system
  • Fig. 2 is a schematic representation of the basic structure of the polarizing Strahlenverutzs; 3 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of the principal lens arrangement of the projection objective with the two first and the second partial objective as well as an inserted polarizing one
  • Fig. 4 is a graph showing the course of the reflection of the p-light, plotted against the wavelength and field angle of the 43 mm objective.
  • FIG. 5 shows a graph of the course of the transmission of the s-light, plotted against the wavelength and the field angle of the 43 mm objective.
  • Tab. 1 is a list of the radii, the thicknesses or air spacings, the refractive indices and the Abbe numbers of a first exemplary embodiment of the projection objective shown in FIG. 3;
  • Tab. 1A is a list of the aspheric coefficients of the first embodiment of the projection objective shown in FIG. 3;
  • Tab. 2 is a list of the radii, the thicknesses or air spacings, the refractive indices and the Abbe numbers of a second embodiment of the projection objective shown in FIG. 3;
  • Tab. 2A is a list of the aspheric coefficients of the second exemplary embodiment of the projection objective shown in FIG. 3;
  • Table 3 shows a list of the radii, the thicknesses or air spacings, the refractive indices and the Abbe numbers of a third exemplary embodiment of the e ective ective (not shown in the figures);
  • Tab. 3A is a list of the aspheric coefficients of the third embodiment of the projection lens.
  • the projection objective 106 has two first partial objectives 108, 110 and a second partial objective 112.
  • the two first partial lenses 108, 110 face the imaging units 102, 104, while the second partial objective 112 faces a projection screen 113.
  • the imaging units also have a beam combiner 105, 107.
  • the beam combiner 105 has a light exit surface 105a, a light entry surface 105b and a transparent plate 105c with a light entry surface 105d.
  • the beam combiner 107 in the lateral beam path is configured identically.
  • the polarizing beam combiner 200 is arranged in the air space between the two first partial lenses 108, 110 and the second partial lens 112.
  • the two first partial lenses 108, 110 are each arranged in front of an entrance surface of the polarizing Strahlenver insects 200 at an angle of 90 ° to each other.
  • the optical structure of the two first partial lenses 108, 110, as well as their arrangement between the imaging units 102, 104 and the respective entry surfaces of the polarizing Strahlenverierss 200 match.
  • the basic structure of the described projection system 100 can be based on various cinema projection objective for digital projection.
  • Projection lenses for digital projection usually have a telecentric structure, which is why they also have a large airspace in the middle of the lens or in the middle of the lens. This air space is suitable for incorporating the polarizing beam combiner cube 200 proposed here.
  • the beam unit cubes 200 described here can be installed in the large air space in the center of the objective 106, on the other hand it is possible to use the lens group 110 which is located between the beam unit cubes 200 and the imaging unit 104 are mounted with respect to the lens group 108 identically offset by 90 ° to provide the digital projection objective according to the invention.
  • the polarizing beam combiner 200 shown in FIG. 2 consists of two identical 90 ° prisms 202, 204 with a refractive index nP.
  • the prisms consist of a glass with a refractive index of 1.7 to 1.8, in particular of 1.74950, and an Abbe number of 25.0 to 55.0, in particular of 35.33, and in particular from the glass with the international glass code 750353.
  • an interference layer system 210 is arranged between the hypotenuse surfaces 206, 208 of the two prisms 202, 204.
  • the interference layer system 210 is evaporated on the hypotenuse surface 206 of the prism 202.
  • the interference layer system 210 are a total of 21 layers, namely layers of a material H with a refractive index nH> nP and layers of a material L with a refractive index nL ⁇ nP, alternately consecutive in the layer sequence 212 (from 1 to 21 according to Table 4 ) arranged.
  • the connection of the two prisms 202, 204 and the interference layer system 210 with each other is realized by the layer 214 of an optical cement, which is arranged between the interference layer system 210 and the Hypotenuse composition 208 of the prism 204.
  • the incident laterally into the lens 106 light 216 defines together with the e e Erasmusswand 113 towards running light a plane.
  • Light whose polarization direction lies in this plane is referred to as being parallel polarized (p light), in this case light of the beam path 218.
  • Light polarized perpendicular to this plane is referred to as s light, in this case light of the beam path 216.
  • the beam combiner cube 200 reflects the s-light 216 at its diagonal center plane 210 and transmits the p-light 218.
  • the straight-through light 218 is p-light or 90 ° Angle for this purpose in the lens 106 coupled light 216 s light.
  • Both beam paths 216, 218 are thus combined with each other in beam splitter cube 200 to form beam path 219 and thus pass through second sub-objective 112 in the direction of projection screen 113.
  • the optical arrangement shown in FIG. 3 as an exemplary embodiment of the proposed projection objective 106 has the following elements in the p-ray path 218, 219, viewed in the order from the projection wall 113, ie from left to right, in total: a first negative meniscus lens 304, the convex surface 302 facing the projection wall 113;
  • a twelfth biconvex lens 374 its more curved surface 372 facing the projection screen 113.
  • the eighth and ninth lenses 350, 356 are cemented together and form a doublet.
  • the first to seventh lenses are optical elements of the second partial objective 112, while the eighth to twelfth lenses are optical elements of the first partial objective 110 in the p-beam path 218.
  • the further first partial objective 108 which in the s-ray path 216 at an angle of 90 ° to the p-beam path 218th when viewed from the polarizing beam combiner 200, consists of the following lenses:
  • the lens arrangement, the lens shapes and optical data of the lenses of the subobjective 108 in the s beam path are identical to those of the lenses of the sub-component 110 in the p beam path.
  • Table 1 shows the optical data of a projection lens 106 with a f-number of 2.5 and a focal length of 43 mm.
  • Table 2 shows the data of a projection lens 106 with a f-number of 2.5 and a focal length of 38 mm.
  • Table 3 lists the data (radii, thicknesses, refractive indices and Abbe numbers) of a third embodiment of the projection lens with a f-number of 2.5 and a focal length of 60 mm.
  • the projection lens of this third example is not shown in the figures. It differs from the schematic structure of FIG. 3 in that the second partial objective 112 has only 6 lenses instead of seven lenses.
  • the basic structure of Table 3 is analogous to Tables 1 and 2, but contains no reference numerals.
  • Table 3A lists the aspherical data for the 60mm focal length projection objective as shown in Table 3. The abbreviations or coefficients are used in
  • z is the arrow height (in mm) with respect to the axis perpendicular
  • Plane ie the direction of the deviation from the plane perpendicular to the optical axis, d. H. in the direction of the optical axis.
  • y indicates the distance from the optical axis (in mm), y is a radial coordinate.
  • K indicates the so-called cone constant.
  • a 2 , A, A 6 , A ss, A 10 represent the so-called aspheric coefficients, which are the coefficients of a polynomial winding of the function describing the surface of the asphere.
  • Fig. 4 shows for the 43 mm project etechnischsobj ektiv a spatial representation of the graphical progression of the transmission 400 of the light in the p-beam at different field angles, while in Fig. 5 for this purpose, the graphic course of the reflection 500 of the light in the s-ray path will be shown.
  • the two progress graphics 400 and 500 illustrate that with the projection objective 106 according to the invention, an extremely high light output is realized with respect to the light passing through the second partial objective 112 in the direction of the projection wall 113 in the common beam path 219, this result being due to the excellent reflection or reflection.
  • Transmissionsseigenschaften the polarizing Strahlenverutz- cube 200 is justified. One recognizes both the large spectral width or homogeneity, as well as the large acceptance angle.
  • Interference layer system between the hypotenuse surfaces of the prisms of the polarizing beam combiner layer sequence from 1 to 21
  • Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
  • Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
  • Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
  • Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
  • Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)

Abstract

The invention relates to a projection lens, which projects digital image data from two imaging units (102, 104) onto a projection screen (113). The light of the two imaging units (102, 104) is mutually perpendicularly polarised. The projection lens (106) has two identical first partial lenses (108, 110) which face the imaging units (102, 104), a second partial lens (112) which faces the screen (113), and a polarising beam combiner (200). The polarising beam combiner (200) is arranged between the first partial lens (108, 110) and the second partial lens (112). Each of the two first partial lenses (108, 110) forms a digital projection lens (106) together with the polarising beam combiner (200) and the second partial lens (112). In the process, the polarising beam combiner (200) combines the light (216, 218) of the two imaging units (102, 104) to form a common beam path (219), as a result of which an extremely high light yield is achieved.

Description

Projektion digitaler Bilddaten mit hoher Lichtausbeute  Projection of digital image data with high luminous efficacy
Beschreibung description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Pro ektionsob ektiv für die Projektion digitaler Bilddaten. Derartige Objektive werden vor allem in der digitalen Videotechnik für die Projektion digital aufgezeichneter Bilder in Kinos, in der Werbung oder bei Präsentationen eingesetzt.  The invention relates to a pro ektionsob ektiv for the projection of digital image data. Such lenses are mainly used in digital video technology for the projection of digitally recorded images in cinemas, in advertising or in presentations.
Stand der Technik State of the art
Bei der Projektion digitaler Bilddaten werden digitale elektrische Bildsignale in optische Informationen umgewandelt und auf eine Projektionswand projiziert.  In the projection of digital image data, digital electrical image signals are converted into optical information and projected onto a projection screen.
Wichtige Technologien bei der digitalen Projektion sind die Flüssigkristall-Technologie (Liquid Crystal Display, LCD) und die sogenannte DLP-Technologie (Digital Light Processing) .  Important digital projection technologies include Liquid Crystal Display (LCD) technology and DLP technology (Digital Light Processing).
In der DLP-Technologie werden Matrizen von mikroelektrome- chanischen Spiegelsystemen (Digital Mirror Device, DMD) eingesetzt, welche einfallendes Licht je nach Stellung der einzelnen Spiegelelemente der Matrizen durch ein Projektionsobjektiv auf eine Projektionswand projizieren oder blockieren. Herkömmliche LCD-Pro ektoren arbeiten transmissiv, das heißt ein LCD befindet sich vor der Pro ektorlampe und steuert die Lichtintensität . The DLP technology uses matrices from microelectromechanical mirror systems (Digital Mirror Device, DMD) which project or block incident light onto a projection screen through a projection lens, depending on the position of the individual mirror elements of the matrices. Conventional LCD pro ectors operate transmissively, ie an LCD is located in front of the proctor lamp and controls the light intensity.
Projektoren mit Liquid Crystal on Silicon (LCoS ) -Technik ar- beiten ähnlich wie DLP-Geräte. Statt eines Chips mit kleinen Spiegeln kommt allerdings ein LCD zum Einsatz. Dieses reflektiert ebenfalls das Licht der Projektorlampe auf eine Leinwand. Kontrast und Schwarzwert entsprechen denen der DLP-Proj ektoren. Im Gegensatz zu DMD-Chips benötigen LCoS-Chips aber keine Stege zwischen den einzelnen Pixeln, was eine höhere Lichtausbeute mit sich bringt.  Projectors with Liquid Crystal on Silicon (LCoS) technology work in a similar way to DLP devices. Instead of a chip with small mirrors, however, an LCD is used. This also reflects the light of the projector lamp on a screen. Contrast and black level correspond to those of the DLP projectors. In contrast to DMD chips, however, LCoS chips do not require any bars between the individual pixels, which results in a higher light output.
Da bei der digitalen Projektion raumaufwändige optische Elemente, wie z. B. ein Strahlenvereiniger, zwischen die Bildinformationsquelle (LCD, LCoS-, DLP-Chip) und das Proj ektionsob- jektiv integriert werden, müssen Projektionsobjektive für die digitale Projektion eine hohe Schnittweite aufweisen. Die  Since in the digital projection space-consuming optical elements such. B. a Strahlenvereiniger, be integrated between the image information source (LCD, LCoS, DLP chip) and ejjektobjektiv projective, projection lenses for the digital projection have a high cutting width. The
Schnittweite ist dabei als der Abstand der letzten objektseiti- gen Linsenoberfläche von der obj ektseitigen Brennebene definiert . Cutting distance is defined here as the distance of the last object-side lens surface from the object-side focal plane.
Der Einsatz von digitalen Projektionsgeräten, vor allem in öffentlichen Einrichtungen sowie für Werbung und im Kino nimmt ständig zu und erfordert zur Verbesserung der Bildqualität für diese Einsatzzwecke ein zunehmend größeres Auflösungsvermögen der hierbei verwendeten Projektionsobjektive.  The use of digital projection equipment, especially in public institutions and for advertising and cinema is constantly increasing and requires to improve the image quality for these purposes, an increasingly greater resolution of the projection lenses used here.
Um bei diesem Projektionsverfahren ein ausreichend kontrastreiches Bild zu erhalten, ist es erforderlich, dass die für diese Zwecke eingesetzten Projektionsobjektive eine hohe Modu- lationsübertragungsfunktion (Modulation Transfer Function, MTF) aufweisen.  In order to obtain a sufficiently high-contrast image in this projection method, it is necessary that the projection objectives used for this purpose have a high modulation transfer function (MTF).
Außerdem muss der Farbquerfehler (laterale chromatische In addition, the lateral chromatic aberration (lateral chromatic
Aberration) möglichst gering sein, d. h. Punkte unterschiedlicher Farben müssen durch das Projektionsobjektiv möglichst in gleicher Weise projiziert werden. Darüber hinaus müssen Pro ektionsob ektive für die digitale Projektion unter Einsatz von DMDs einen weitgehend objektseitig telezentrischen Strahlengang aufweisen. Dies ist dadurch begründet, dass der Strahlenvereiniger dem Objektiv nur Licht un- terhalb eines bestimmten Grenzwinkels zuführen kann. Auch bei der Projektion unter Einsatz eines Strahlenvereinigers darf ein bestimmter Winkel nicht überschritten werden, da die dichroiti- schen Schichten im Strahlenvereiniger ansonsten eine Farbverschiebung (Colorshading) bewirken. Aberration) should be as low as possible, ie points of different colors must be projected by the projection lens as much as possible in the same way. In addition, pro ective ective for digital projection using DMDs must have a largely object-side telecentric beam path. This is due to the fact that the beam combiner can only supply the lens with light below a certain critical angle. Even when projecting using a beam combiner, a certain angle must not be exceeded because the dichroic layers in the beam combiner otherwise cause a color shift (colorshading).
Obj ektseitige Telezentrie bedeutet, dass die Eintrittspupille nahezu im Unendlichen liegt. In anderen Worten, die von den Punkten des Objekts ausgehenden Hauptstrahlen (also Strahlen durch den Mittelpunkt der Eintrittspupille) verlaufen parallel zur optischen Achse bzw. überschreiten einen bestimmtem Tole- ranzwinkel nicht.  Obj ektseitige telecentricity means that the entrance pupil is almost at infinity. In other words, the main rays emanating from the points of the object (ie rays through the center of the entrance pupil) run parallel to the optical axis or do not exceed a certain tolerance angle.
Neben den o. g. Anforderungen an die optischen Parameter der Projektionsobjektive ist bei der digitalen Projektion auf große Leinwände ein gravierendes Problem die Lichtausbeute.  In addition to the o. G. Requirements for the optical parameters of the projection lenses is a serious problem in the digital projection on large screens, the light output.
Insbesondere die bei der digitalen Projektion verwendeten LCD- bzw. LCoS-Proj ektionsmedien sind stark temperaturempfindlich und können daher nicht mit beliebig hoher Lichtleistung belastet werden, was zu einer Begrenzung der Helligkeit auf der Leinwand führt . Aufgabe  In particular, the LCD or LCoS projection media used in the digital projection are highly sensitive to temperature and therefore can not be loaded with arbitrarily high light output, which leads to a limitation of the brightness on the screen. task
Aufgabe der Erfindung ist es, die Lichtausbeute bei der digitalen Projektion deutlich zu erhöhen.  The object of the invention is to significantly increase the luminous efficacy in the digital projection.
Lösung solution
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen de: unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum In- halt dieser Beschreibung gemacht. Die Erfindung umfasst auch alle sinnvollen und insbesondere alle erwähnten Kombinationen von unabhängigen und/oder abhängigen Ansprüchen. This object is achieved by the invention with the features de: independent claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims. The wording of all claims is hereby incorporated by reference to the stop this description. The invention also includes all reasonable and in particular all mentioned combinations of independent and / or dependent claims.
Es wird ein Pro ektionsob ektiv zur Projektion digitaler Bilddaten von zwei bildgebenden Einheiten auf eine Projektionswand vorgeschlagen. Das Licht der beiden bildgebenden Einheiten ist dabei senkrecht zueinander polarisiert.  A projection objective for projecting digital image data from two imaging units onto a projection screen is proposed. The light of the two imaging units is polarized perpendicular to each other.
Das vorgeschlagene Projektionsobjektiv weist folgende Elemente auf :  The proposed projection lens has the following elements:
a) zwei, den bildgebenden Einheiten zugewandte, identische erste Teilobjektive;  a) two, the imaging units facing, identical first part lenses;
b) ein der Projektionswand zugewandtes zweites Teilobjektiv, und  b) a second partial objective facing the projection screen, and
c) einen polarisierenden Strahlenvereiniger .  c) a polarizing beam combiner.
Der polarisierende Strahlenvereiniger ist zwischen dem ersten Teilobjektiv und dem zweiten Teilobjektiv angeordnet. Jedes der beiden ersten Teileobjektive bildet zusammen mit dem polarisierenden Strahlenvereiniger und dem zweiten Teilobjektiv ein digitales Projektionsobjektiv, wobei der polarisierende Strah- lenvereiniger das Licht der beiden bildgebenden Einheiten zu einem gemeinsamen Strahlengang vereinigt.  The polarizing beam combiner is disposed between the first sub-objective and the second sub-objective. Each of the two first part lenses, together with the polarizing beam combiner and the second part objective, form a digital projection objective, wherein the polarizing beam combiner combines the light of the two imaging units into a common beam path.
LCD- und LCoS-Proj ektoren strahlen prinzipbedingt polarisiertes Licht aus. Sie können daher als bildgebende Einheiten für das vorgeschlagene Projektionsobjektiv dienen.  LCD and LCoS projectors radiate polarized light as a matter of principle. They can therefore serve as imaging units for the proposed projection objective.
Bei dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv bekommen die beiden Teilobjektive Licht von je einem Projektor / bildgebenden Einheit. Das Licht des einen Projektors muss daher in seiner Polarisationsrichtung um 90° gedreht sein gegenüber dem Licht des anderen Projektors / der anderen bildgebenden Ein- heit, damit es mit dem polarisierenden Strahlenvereiniger mit dem Licht des zweiten Projektors verlustfrei zusammengeführt werden kann. Dies führt nahezu zu einer Verdoppelung der Lichtausbeute . Die bildgebenden Einheiten liefern die zu pro izierenden (ggf. digitalen) Bildinhalte, d. h. sie liefern Licht, welches die Bildinhalte transportiert. Das erfindungsgemäße Projektionsobjektiv ist in der Lage, die Bildinhalte von zwei bildge- benden Einheiten zu projizieren. Jede der bildgebenden Einheiten enthält mindestens ein Proj ektionsmedium. In the projection objective according to the invention, the two partial lenses receive light from one projector / imaging unit each. The light of one projector must therefore be rotated in its direction of polarization by 90 ° with respect to the light of the other projector / the other imaging unit, so that it can be merged lossless with the polarizing Strahlenvereiniger with the light of the second projector. This almost leads to a doubling of the light output. The imaging units provide the (possibly digital) image content to be pro iced, ie they provide light that transports the image content. The projection objective according to the invention is capable of projecting the image contents of two imaging units. Each of the imaging units contains at least one projection medium.
Die üblicherweise heutzutage als Projektionsmedien zum Einsatz kommenden LCD- oder LCoS-Chips liefern dabei grundsätzlich polarisiertes Licht. Dabei kann es sich um eine 1-Chip-, 2- Chip- oder 3-Chip-Proj ektion handeln.  The LCD or LCoS chips commonly used today as projection media basically provide polarized light. This can be a 1-chip, 2-chip or 3-chip project.
Jede bildgebende Einheit kann entweder ein Projektionsmedium oder mehrere, insbesondere drei Projektionsmedien aufweisen. Typischerweise würden drei Projektionsmedien für die drei Farben Rot, Grün und Blau verwendet.  Each imaging unit can have either one projection medium or several, in particular three projection media. Typically, three projection media would be used for the three colors red, green and blue.
Der Aufbau des vorgeschlagenen Projektionsobjektivs ist sowohl für eine 1-Chip- als auch für eine 3-Chip-Proj ektion in den bildgebenden Einheiten geeignet.  The structure of the proposed projection lens is suitable for both 1-chip and 3-chip projection in the imaging units.
Bei einer 1-Chip-Proj ektion werden üblicherweise die für die farbige Projektion benötigten Farben durch ein sogenanntes Farbrad oder Filter-Wheel sukzessive projiziert. Bei einer 3- Chip-Proj ektion werden für die drei Farben Rot, Grün und Blau je ein Chip eingesetzt. Die drei Farben werden anschließend in einem Strahlenvereinigerwürfel zusammengeführt. Für den vorgeschlagenen Aufbau würde dies für jeden der beiden Licht- Eintrittskanäle erfolgen.  In a 1-chip projection, the colors required for the colored projection are usually successively projected by a so-called color wheel or filter wheel. In a 3-chip project, one chip is used for the three colors red, green and blue. The three colors are then merged into one ray unit cube. For the proposed structure, this would be done for each of the two light entry channels.
Nicht geeignet ist das System für die Verwendung von farbigen LED-Chips bzw. eines DMD, da diese i. d. R. keine polarisiertes Licht abstrahlen.  The system is not suitable for the use of colored LED chips or a DMD, since these i. d. R. do not emit polarized light.
Die Lichterzeugung bei der vorgeschlagenen Lösung kann, wie üblich, z. B. von Lampen realisiert werden.  The light generation in the proposed solution can, as usual, for. B. be realized by lamps.
Die Bezeichnung „Projektionsobjektiv" umfasst die Kombination aus Linsen und Strahlenvereinigerwürfel . Die Teilobjektive sind typischerweise in einem Winkel von 90° zueinander angeord- net . Dabei sind alle Teilob ektive und der Strahlenvereiniger- würfel in eine gemeinsame bauliche Einheit integriert, die Anschlussflächen für die bildgebenden Einheiten aufweist. The term "projection objective" encompasses the combination of lenses and ray unit cubes The partial objectives are typically arranged at an angle of 90 ° to one another. net. In this case, all of the partial optics and the radiation unit cube are integrated into a common structural unit which has connecting surfaces for the imaging units.
Die Pro ektionsmedien und die gegebenenfalls zu den Projek- tionsmedien gehörenden Strahlenvereinigerwürfel werden als Teil des Projektors / der bildgebenden Einheit betrachtet.  The production media and any ray unit cubes belonging to the projection media are considered part of the projector / imaging unit.
Der polarisierende Strahlenvereiniger besteht zweckmäßigerweise aus zwei 90°-Prismen, die jeweils durch eine Brechzahl nP charakterisiert sind. Zwischen den Hypotenusenflächen der Prismen ist ein Interferenzschichtsystem angeordnet, wobei in dem Interferenzschichtsystem eine Schicht aus einem Material H mit einer Brechzahl nH > nP und eine Schicht aus einem Material L mit einer Brechzahl nL < nP alternierend aufeinander folgen. The polarizing beam combiner expediently consists of two 90 ° prisms, which are each characterized by a refractive index nP. An interference layer system is arranged between the hypotenuse surfaces of the prisms, wherein in the interference layer system a layer of a material H with a refractive index nH> nP and a layer of a material L with a refractive index nL <nP follow one another alternately.
Zur Verbindung der beiden Prismen und des Interferenzschichtsystems miteinander ist mindestens eine Schicht aus einem optischen Kitt mit einer Brechzahl nL < nKitt < nP < nH vorgesehen.  For connecting the two prisms and the interference layer system with each other, at least one layer of an optical cement having a refractive index nL <nKitt <nP <nH is provided.
Dabei ist das Interferenzschichtsystem mit der Schichtfolge ausgelegt, wie in der nachstehenden Tabelle 4 ausgeführt. Die jeweilige Schichtdicke ist in Mikrometer angegeben.  In this case, the interference layer system is designed with the layer sequence, as stated in Table 4 below. The respective layer thickness is given in micrometers.
Schicht Kennbuchstabe Dicke Layer code letter thickness
des [μπι]  of [μπι]
Materials  material
1 H 0, 126190  1H0, 126190
2 L 0, 078320  2 L 0, 078320
3 H 0, 139240  3H0, 139240
4 L 0, 100280  4L 0, 100280
5 H 0, 120280  5H 0, 120280
6 L 0, 117210  6 L 0, 117210
7 H 0, 121100  7H 0, 121100
8 L 0, 134560  8 L 0, 134560
9 H 0, 039780  9 H 0, 039780
10 L 0, 183640  10 L 0, 183640
11 H 0, 042200  11 H 0, 042200
12 L 0, 234140  12 L 0, 234140
13 H 0, 027570 Schicht Kennbuchstabe Dicke 13 H 0, 027570 Layer code letter thickness
des [μπι]  of [μπι]
Materials  material
14 L 0, 174280  14 L 0, 174280
15 H 0, 038340  15 H 0, 038340
16 L 0, 114910  16 L 0, 114910
17 H 0, 062870  17 H 0, 062870
18 L 0, 049640  18 L 0, 049640
19 H 0, 078490  19 H 0, 078490
20 L 0, 017000  20 L 0, 017000
21 H 0, 056480  21 H 0, 056480
Tabelle 4 Table 4
Für das Interferenzschichtsystem ist vorzugsweise als Mate- rial L ein niedrigbrechendes Material mit einer Brechzahl 1.46 < nL < 1.475, insbesondere Quarz S1O2, und als Material H Niob- pentoxid Nb2Ü5 oder Titandioxid T1O2 mit der Brechzahl nH > 2.25 vorgesehen. The material used for the interference layer system is preferably a material of low refractive index with a refractive index of 1.46 <nL <1.475, in particular quartz S1O 2 , and as material H niobium pentoxide Nb 2 Ü5 or titanium dioxide T1O 2 with refractive index nH> 2.25.
Die Prismen bestehen aus einem Glas mit einem Brechungsindex von 1,7000 bis 1,8000, insbesondere von 1,74950, und einer Abbe-Zahl Vd von 25,0 bis 55,0, insbesondere von 35,33, insbesondere aus dem Glas mit dem internationalen Glascode 750353 (Handelsname N-LAF7 von Schott bzw. S-NBH51 von Ohara) .  The prisms consist of a glass having a refractive index of 1.7000 to 1.8000, in particular of 1.74950, and an Abbe number Vd of 25.0 to 55.0, in particular of 35.33, in particular of the glass with International Glass Code 750353 (trade name N-LAF7 from Schott and S-NBH51 from Ohara).
Im Stand der der Technik gibt es polarisierende Strahltei- lerwürfel, die auch im umgekehrten Strahlenverlauf als Strah- lenvereiniger genutzt werden könnten, z. B. vom Typ MacNeille (s. z. B. US 2,403,731), die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie das parallel schwingende Licht sehr gut durchlassen ( Tp > 97%) und das senkrecht schwingende Licht fast vollständig re- flektieren (Rs > 99%). Allerdings ist der Akzeptanzwinkel sehr klein, d. h. der Winkel unter dem Lichtstrahlen eintreten dürfen, damit die Funktion gegeben ist.  In the prior art, there are polarizing beam splitter cubes which could also be used as beam combiners in the reverse beam path, eg. MacNeille type (see, for example, US Pat. No. 2,403,731), which are characterized in that they transmit the parallel-oscillating light very well (Tp> 97%) and almost completely reflect the perpendicularly oscillating light (Rs> 99%). However, the acceptance angle is very small, d. H. the angle under the rays of light may enter, so that the function is given.
Jüngere Entwicklungen zeigen, dass es für einen schmalbandi- gen Wellenlängenbereich, d. h. nur für einen Teil des sichtba- ren Lichts, auch polarisierende Strahlteilerwürfel gibt, die einen höheren Akzeptanzwinkel zulassen (s. z. B. DE 10 315 688 AI) . Recent developments show that there are also polarizing beam splitter cubes for a narrowband wavelength range, ie only for part of the visible light allow a higher acceptance angle (see, for example, DE 10 315 688 AI).
Gegenüber dem Strahlenteiler vom Typ MacNeille (s. oben) weist der vorgeschlagene polarisierenden Strahlenvereiniger einen deutlich größeren Akzeptanzwinkel auf. Zusätzlich ist er breitbandig; er erfasst den ganzen sichtbaren Spektralbereich.  Compared to the beam splitter type MacNeille (see above), the proposed polarizing beam combiner has a much larger acceptance angle. In addition, he is broadband; it captures the entire visible spectral range.
Zur Erfindung gehört auch ein Pro ektionssystem zur Projektion digitaler Bilddaten mit folgenden Komponenten: The invention also includes a pro ektionssystem for projection of digital image data with the following components:
a) zwei bildgebenden Einheiten, wobei das Licht der beiden bildgebenden Einheiten senkrecht zueinander polarisiert ist; und  a) two imaging units, wherein the light of the two imaging units is polarized perpendicular to each other; and
b) einem Projektionsobjektiv entsprechend dem oben beschriebenen Aufbau.  b) a projection lens according to the structure described above.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. So umfassen beispielsweise Bereichsangaben stets alle - nicht genannten - Zwischenwerte und alle denkbaren Teilintervalle. Further details and features will become apparent from the following description of preferred embodiments in conjunction with the subclaims. In this case, the respective features can be implemented on their own or in combination with one another. The possibilities to solve the problem are not limited to the embodiments. For example, area information always includes all - not mentioned - intermediate values and all imaginable subintervals.
Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung des prinzipiellen optischen Aufbaus des Proj ektionssystems;  The embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numerals in the individual figures designate the same or functionally identical or with respect to their functions corresponding elements. 1 shows a schematic representation of the basic optical structure of the projection system;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaus des polarisierenden Strahlenvereinigers; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei- spiels der prinzipiellen Linsenanordnung des Projektionsobjektivs mit den zwei ersten und dem zweiten Teilobjektiv sowie einem eingefügten polarisierenden Fig. 2 is a schematic representation of the basic structure of the polarizing Strahlenvereinigers; 3 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of the principal lens arrangement of the projection objective with the two first and the second partial objective as well as an inserted polarizing one
Strahlenvereiniger;  Beam combiner;
Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Reflexion des p-Lichtes, aufgetragen über der Wellenlänge und dem Feldwinkel des 43 mm Objektivs; und  Fig. 4 is a graph showing the course of the reflection of the p-light, plotted against the wavelength and field angle of the 43 mm objective; and
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Transmis- sion des s-Lichts, aufgetragen über der Wellenlänge und dem Feldwinkel des 43 mm Objektivs.  5 shows a graph of the course of the transmission of the s-light, plotted against the wavelength and the field angle of the 43 mm objective.
Die technischen Daten von drei Ausführungsbeispielen des Projektionsobjektivs gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 3 sind in den Tabellen 1 bis 3 aufgelistet. Im Einzelnen zeigt: The technical data of three exemplary embodiments of the projection objective according to the schematic representation in FIG. 3 are listed in Tables 1 to 3. In detail shows:
Tab. 1 eine Liste der Radien, der Dicken bzw. Luftabstände, der Brechzahlen und der Abbe-Zahlen eines ersten Ausführungsbeispiels des in Fig. 3 dargestellten Projek- tionsobj ektivs; Tab. 1 is a list of the radii, the thicknesses or air spacings, the refractive indices and the Abbe numbers of a first exemplary embodiment of the projection objective shown in FIG. 3;
Tab. 1A eine Liste der Asphärenkoeffizienten des ersten Ausführungsbeispiels des in Fig. 3 dargestellten Projek- tionsobj ektivs;  Tab. 1A is a list of the aspheric coefficients of the first embodiment of the projection objective shown in FIG. 3;
Tab. 2 eine Liste der Radien, der Dicken bzw. Luftabstände, der Brechzahlen und der Abbe-Zahlen eines zweiten Ausführungsbeispiels des in Fig. 3 dargestellten Projek- tionsobj ektivs;  Tab. 2 is a list of the radii, the thicknesses or air spacings, the refractive indices and the Abbe numbers of a second embodiment of the projection objective shown in FIG. 3;
Tab. 2A eine Liste der Asphärenkoeffizienten des zweiten Ausführungsbeispiels des in Fig. 3 dargestellten Projek- tionsobj ektivs;  Tab. 2A is a list of the aspheric coefficients of the second exemplary embodiment of the projection objective shown in FIG. 3;
Tab. 3 eine Liste der Radien, der Dicken bzw. Luftabstände, der Brechzahlen und der Abbe-Zahlen eines dritten Aus- führungsbeispiels des Pro ektionsob ektivs (in den Figuren nicht dargestellt); Table 3 shows a list of the radii, the thicknesses or air spacings, the refractive indices and the Abbe numbers of a third exemplary embodiment of the e ective ective (not shown in the figures);
Tab. 3A eine Liste der Asphärenkoeffizienten des dritten Ausführungsbeispiels des Projektionsobjektivs. Tab. 3A is a list of the aspheric coefficients of the third embodiment of the projection lens.
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Projektionssystems 100 in seinem prinzipiellen Aufbau, bestehend aus dem Projektionsobjektiv 106 und zwei bildgebenden Einheiten 102, 104. Das Projektionsobjektiv 106 weist zwei erste Teilobjektive 108, 110 und ein zweites Teilobjektiv 112 auf. Die zwei ersten Teilobjektive 108, 110 sind den bildgebenden Einheiten 102, 104 zugewandt, während das zweite Teilobjektiv 112 einer Projektionswand 113 zugewandt ist. Die bildgebenden Einheiten weisen auch einen Strahlenvereiniger 105, 107 auf. Der Strah- lenvereiniger 105 weist eine Lichtaustrittsfläche 105a, eine Lichteintrittsfläche 105b sowie eine transparente Platte 105c mit einer Lichteintrittsfläche 105d auf. Der Strahlenvereiniger 107 im seitlichen Strahlengang ist identisch ausgestaltet. 1 shows a preferred exemplary embodiment of a projection system 100 in its basic structure, consisting of the projection objective 106 and two imaging units 102, 104. The projection objective 106 has two first partial objectives 108, 110 and a second partial objective 112. The two first partial lenses 108, 110 face the imaging units 102, 104, while the second partial objective 112 faces a projection screen 113. The imaging units also have a beam combiner 105, 107. The beam combiner 105 has a light exit surface 105a, a light entry surface 105b and a transparent plate 105c with a light entry surface 105d. The beam combiner 107 in the lateral beam path is configured identically.
In das Projektionsobjektiv 106 ist außer den Teilobjektiven In the projection lens 106 except the partial lenses
108, 110 und 112 noch ein polarisierender Strahlenvereiniger 200 integriert. Der polarisierende Strahlenvereiniger 200 ist im Luftraum zwischen den beiden ersten Teilobjektiven 108, 110 und dem zweiten Teilobjektiv 112 angeordnet. 108, 110 and 112 nor a polarizing beam combiner 200 integrated. The polarizing beam combiner 200 is arranged in the air space between the two first partial lenses 108, 110 and the second partial lens 112.
Die beiden ersten Teilobjektive 108, 110 sind jeweils vor einer Eintrittsfläche des polarisierenden Strahlenvereinigers 200 in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. Der optische Aufbau der beiden ersten Teilobjektive 108, 110, sowie deren Anordnung zwischen den bildgebenden Einheiten 102, 104 und den jeweiligen Eintrittsflächen des polarisierenden Strahlenvereinigers 200 stimmen überein.  The two first partial lenses 108, 110 are each arranged in front of an entrance surface of the polarizing Strahlenvereinigers 200 at an angle of 90 ° to each other. The optical structure of the two first partial lenses 108, 110, as well as their arrangement between the imaging units 102, 104 and the respective entry surfaces of the polarizing Strahlenvereinigers 200 match.
Der grundsätzliche Aufbau des beschriebenen Projektionssystems 100 kann auf der Basis von diversen Kino-Projektions- objektiven für die digitale Projektion realisiert werden. Projektionsobjektive für die digitale Projektion haben in aller Regel einen telezentrischen Aufbau, weshalb sie auch in der Mitte des Objektivs bzw. etwa in der Mitte des Objektivs einen großen Luftraum aufweisen. Dieser Luftraum ist geeignet, den hier vorgeschlagenen polarisierenden Strahlenvereinigerwürfel 200 einzubauen. Dadurch kann, ausgehend von einem bekannten Projektionsobjektiv für die digitale Kinoprojektion, einerseits der hier beschriebene Strahlenvereinigerwürfel 200 in den gro- ßen Luftraum in der Mitte des Objektivs 106 eingebaut werden, andererseits besteht die Möglichkeit, die Linsengruppe 110, die sich zwischen dem dann eingebauten Strahlenvereinigerwürfel 200 und der bildgebenden Einheit 104 befindet, bezüglich der Linsengruppe 108 identisch um 90° versetzt angebaut werden, um das erfindungsgemäße digitale Projektionsobjektiv zu schaffen. The basic structure of the described projection system 100 can be based on various cinema projection objective for digital projection. Projection lenses for digital projection usually have a telecentric structure, which is why they also have a large airspace in the middle of the lens or in the middle of the lens. This air space is suitable for incorporating the polarizing beam combiner cube 200 proposed here. As a result, starting from a known projection lens for digital cinema projection, on the one hand the beam unit cubes 200 described here can be installed in the large air space in the center of the objective 106, on the other hand it is possible to use the lens group 110 which is located between the beam unit cubes 200 and the imaging unit 104 are mounted with respect to the lens group 108 identically offset by 90 ° to provide the digital projection objective according to the invention.
Der in der Fig. 2 gezeigte polarisierende Strahlenvereiniger 200 besteht aus zwei identischen 90°-Prismen 202, 204 mit einer Brechzahl nP. Die Prismen bestehen aus einem Glas mit einem Brechungsindex von 1,7 bis 1,8, insbesondere von 1,74950, und einer Abbe-Zahl von 25,0 bis 55,0, insbesondere von 35,33, und insbesondere aus dem Glas mit dem internationalen Glascode 750353. The polarizing beam combiner 200 shown in FIG. 2 consists of two identical 90 ° prisms 202, 204 with a refractive index nP. The prisms consist of a glass with a refractive index of 1.7 to 1.8, in particular of 1.74950, and an Abbe number of 25.0 to 55.0, in particular of 35.33, and in particular from the glass with the international glass code 750353.
Zwischen den Hypotenusenflachen 206, 208 der beiden Prismen 202, 204 ist ein Interferenzschichtsystem 210 angeordnet. Das Interferenzschichtsystem 210 ist auf der Hypotenusenfläche 206 des Prismas 202 aufgedampft. Bei dem Interferenzschichtsystem 210 sind insgesamt 21 Schichten, und zwar Schichten aus einem Material H mit einer Brechzahl nH > nP und Schichten aus einem Material L mit einer Brechzahl nL < nP, alternierend aufeinander folgend in der Schichtfolge 212 (von 1 bis 21 gemäß Tabelle 4) angeordnet. Die Verbindung der beiden Prismen 202, 204 und des Interferenzschichtsystems 210 miteinander wird durch die Schicht 214 aus einem optischen Kitt realisiert, die zwischen dem Interferenzschichtsystem 210 und der Hypotenusenfläche 208 des Prismas 204 angeordnet ist. Between the hypotenuse surfaces 206, 208 of the two prisms 202, 204, an interference layer system 210 is arranged. The interference layer system 210 is evaporated on the hypotenuse surface 206 of the prism 202. In the interference layer system 210 are a total of 21 layers, namely layers of a material H with a refractive index nH> nP and layers of a material L with a refractive index nL <nP, alternately consecutive in the layer sequence 212 (from 1 to 21 according to Table 4 ) arranged. The connection of the two prisms 202, 204 and the interference layer system 210 with each other is realized by the layer 214 of an optical cement, which is arranged between the interference layer system 210 and the Hypotenusefläche 208 of the prism 204.
Das seitlich in das Objektiv 106 einfallende Licht 216 definiert zusammen mit dem zur Pro ektionswand 113 hin laufenden Licht eine Ebene. Licht, dessen Polarisationsrichtung in dieser Ebene liegt, wird als parallel polarisiert bezeichnet (p- Licht), hier Licht des Strahlengangs 218. Senkrecht zu dieser Ebene polarisiertes Licht wird als s-Licht bezeichnet, hier Licht des Strahlengangs 216.  The incident laterally into the lens 106 light 216 defines together with the e ektionswand 113 towards running light a plane. Light whose polarization direction lies in this plane is referred to as being parallel polarized (p light), in this case light of the beam path 218. Light polarized perpendicular to this plane is referred to as s light, in this case light of the beam path 216.
Der Strahlenvereinigerwürfel 200 reflektiert an seiner diagonalen Mittelebene 210 das s-Licht 216 und transmittiert das p-Licht 218. In dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist daher das gerade durchgehende Licht 218 p- Licht, bzw. das in einem 90°-Winkel hierzu in das Objektiv 106 eingekoppelte Licht 216 s-Licht. Beide Strahlengänge 216, 218 werden somit im Strahlenvereinigerwürfel 200 miteinander zum Strahlengang 219 vereinigt und verlaufen so durch das zweite Teilobjektiv 112 in Richtung der Projektionswand 113.  The beam combiner cube 200 reflects the s-light 216 at its diagonal center plane 210 and transmits the p-light 218. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, therefore, the straight-through light 218 is p-light or 90 ° Angle for this purpose in the lens 106 coupled light 216 s light. Both beam paths 216, 218 are thus combined with each other in beam splitter cube 200 to form beam path 219 and thus pass through second sub-objective 112 in the direction of projection screen 113.
Für die Definition der Polarisationsrichtungen der eingekoppelten Teilstrahlen 216, 218 gibt es mehrere übliche Möglichkeit. Dazu zählen zum Beispiel der Einsatz einer Lambda- Viertel-Platte. Es ist aber ebenso gut möglich, bereits beim For the definition of the polarization directions of the coupled partial beams 216, 218, there are several common possibilities. These include, for example, the use of a Lambda quarter plate. But it is just as possible, already at
Aufbau der LCD- oder LCoS-Proj ektionsmedien die Polarisationsrichtung geeignet einzustellen bzw. festzulegen. Set up the LCD or LCoS projection media to set or set the polarization direction.
Die in Fig. 3 als Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Projektionsobjektivs 106 dargestellte optische Anordnung weist im p-Strahlengang 218, 219, in der Reihenfolge von der Projektionswand 113 aus betrachtet, also von links nach rechts, insgesamt folgende Elemente auf: - eine erste negative Meniskuslinse 304, wobei die konvexe Oberfläche 302 der Pro ektionswand 113 zugewandt ist; The optical arrangement shown in FIG. 3 as an exemplary embodiment of the proposed projection objective 106 has the following elements in the p-ray path 218, 219, viewed in the order from the projection wall 113, ie from left to right, in total: a first negative meniscus lens 304, the convex surface 302 facing the projection wall 113;
- eine zweite negative Meniskuslinse 310, wobei die konvexe Oberfläche 308 der Pro ektionswand 113 zugewandt ist;  a second negative meniscus lens 310, the convex surface 308 facing the projection wall 113;
- eine dritte Bikonkav-Linse 316, wobei die geringer konkave a third biconcave lens 316, the lower concave ones
Oberfläche 314 der Projektionswand 113 zugewandt ist; Surface 314 of the projection screen 113 faces;
- eine vierte positive Meniskuslinse 322, wobei die konkave Oberfläche 320 der Projektionswand 113 zugewandt ist;  a fourth positive meniscus lens 322, the concave surface 320 facing the projection screen 113;
- eine fünfte positive Meniskuslinse 328, wobei die konvexe Oberfläche 326 der Projektionswand 113 zugewandt ist;  a fifth positive meniscus lens 328, the convex surface 326 facing the projection screen 113;
- eine sechste positive Meniskuslinse 334, wobei die konvexe Oberfläche 332 der Projektionswand 113 zugewandt ist;  a sixth positive meniscus lens 334, the convex surface 332 facing the projection wall 113;
- eine siebente negative Meniskuslinse 340, wobei die konvexe Oberfläche 338 der Projektionswand 113 zugewandt ist;  a seventh negative meniscus lens 340, the convex surface 338 facing the projection wall 113;
- einen Strahlenvereinigerwürfel 200;  a combiner cube 200;
- eine achte Bikonvexlinse 350, wobei die geringer gewölbte Oberfläche 348 der Projektionswand 113 zugewandt ist;  an eighth biconvex lens 350, the lower curved surface 348 facing the projection screen 113;
- eine neunte negative Meniskuslinse 356, wobei die konkave Oberfläche 352 der Projektionswand 113 zugewandt ist;  a ninth negative meniscus lens 356, the concave surface 352 facing the projection screen 113;
- eine zehnte Bikonkav-Linse 362, wobei die geringer konkave a tenth biconcave lens 362, the lower concave
Oberfläche 360 der Projektionswand 113 zugewandt ist; Surface 360 of the projection screen 113 faces;
- eine elfte Bikonvexlinse 368, wobei deren stärker gewölbte Oberfläche 366 der Projektionswand 113 zugewandt ist; und  an eleventh biconvex lens 368 with its more domed surface 366 facing the projection screen 113; and
- eine zwölfte Bikonvexlinse 374, wobei deren stärker ge- wölbte Oberfläche 372 der Projektionswand 113 zugewandt ist.  a twelfth biconvex lens 374, its more curved surface 372 facing the projection screen 113.
Die achte und neunte Linse 350, 356 sind miteinander verkittet und bilden eine Dublette.  The eighth and ninth lenses 350, 356 are cemented together and form a doublet.
Die erste bis siebente Linse sind dabei optische Elemente des zweiten Teilobjektivs 112, während die achte bis zwölfte Linse optische Elemente des ersten Teilobjektivs 110 im p- Strahlengang 218 sind.  The first to seventh lenses are optical elements of the second partial objective 112, while the eighth to twelfth lenses are optical elements of the first partial objective 110 in the p-beam path 218.
Das weitere erste Teilobjektiv 108, welches im s- Strahlengang 216 in einem Winkel von 90° zum p-Strahlengang 218 angeordnet ist, besteht, in der Reihenfolge vom polarisierenden Strahlenvereiniger 200 aus betrachtet, aus folgenden Linsen: The further first partial objective 108, which in the s-ray path 216 at an angle of 90 ° to the p-beam path 218th when viewed from the polarizing beam combiner 200, consists of the following lenses:
- einer Bikonvex-Linse 378,  a biconvex lens 378,
- einer negativen Meniskuslinse 380,  a negative meniscus lens 380,
- einer Bikonkav-Linse 382,  a biconcave lens 382,
- einer Bikonvex-Linse 384, und  a biconvex lens 384, and
- einer weiteren Bikonvex-Linse 386.  a further biconvex lens 386.
Die Linsenanordnung, die Linsenformen und optischen Daten der Linsen des Teilob ektivs 108 im s-Strahlengang sind iden- tisch mit denen der Linsen des Teilob ektivs 110 im p- Strahlengang.  The lens arrangement, the lens shapes and optical data of the lenses of the subobjective 108 in the s beam path are identical to those of the lenses of the sub-component 110 in the p beam path.
Die genauen Angaben zu den technischen Daten, wie Radien, Dicken bzw. Luftabstände, Brechzahlen und Abbe-Zahlen, der in Fig. 3 schematisch dargestellten Linsenanordnung, die zusammen mit dem in Fig. 2 beschriebenen polarisierenden Strahlenvereiniger ein geeignetes Projektionsobjektiv bilden, finden sich für drei konkrete Ausführungsbeispiele in den Tab. 1 bis 3. The precise details of the technical data, such as radii, thicknesses or air spacings, refractive indices and Abbe numbers, the lens arrangement shown schematically in Fig. 3, which form a suitable projection lens together with the polarizing beam combiner described in Fig. 2, can be found for three concrete embodiments in Tab. 1 to 3.
Dabei zeigt Tabelle 1 die optischen Daten eines Projektions- Objektivs 106 mit einer Blendenzahl von 2,5 und einer Brennweite von 43 mm.  Table 1 shows the optical data of a projection lens 106 with a f-number of 2.5 and a focal length of 43 mm.
Tabelle 2 zeigt die Daten eines Projektionsobjektivs 106 mit einer Blendenzahl von 2,5 und einer Brennweite von 38 mm. Table 2 shows the data of a projection lens 106 with a f-number of 2.5 and a focal length of 38 mm.
Tabelle 3 listet die Daten (Radien, Dicken bzw. Luftabstände, Brechzahlen und Abbe-Zahlen) eines dritten Ausführungsbei- spiels des Projektionsobjektivs mit einer Blendenzahl von 2,5 und einer Brennweite von 60 mm auf. Das Projektionsobjektiv dieses dritten Beispiels ist in den Figuren nicht dargestellt. Es unterscheidet sich vom schematischen Aufbau der Fig. 3 dadurch, dass das zweite Teilobjektiv 112, anstelle von sieben Linsen, nur über 6 Linsen verfügt. Der prinzipielle Aufbau der Tab. 3 ist analog den Tabellen 1 und 2, enthält jedoch keine Bezugsziffern. Table 3 lists the data (radii, thicknesses, refractive indices and Abbe numbers) of a third embodiment of the projection lens with a f-number of 2.5 and a focal length of 60 mm. The projection lens of this third example is not shown in the figures. It differs from the schematic structure of FIG. 3 in that the second partial objective 112 has only 6 lenses instead of seven lenses. The basic structure of Table 3 is analogous to Tables 1 and 2, but contains no reference numerals.
In den Tabellen 1A und 2A sind die jeweiligen Asphärendaten der Projektionsobjektive 106 gemäß Fig. 3 bzw. den Tabellen 1 und 2 aufgelistet, nämlich In Tables 1A and 2A, the respective aspherical data of the projection objectives 106 shown in Fig. 3 and Tables 1 and 2, respectively, are listed
- Tabelle 1A für das Objektiv mit 43 mm Brennweite gem. Tab. 1, und  - Table 1A for the lens with 43 mm focal length acc. Tab. 1, and
- Tabelle 2A für das Objektiv mit 38 mm Brennweite gem. Tab. 2, zusammen mit den jeweils zugehörigen Bezugsziffern.  - Table 2A for the lens with 38 mm focal length acc. Tab. 2, together with the respective associated reference numerals.
Tabelle 3A listet die Asphärendaten für das Projektionsobjektiv mit 60 mm Brennweite entsprechend Tabelle 3 auf. Die verwendeten Abkürzungen bzw. Koeffizienten werden imTable 3A lists the aspherical data for the 60mm focal length projection objective as shown in Table 3. The abbreviations or coefficients are used in
Folgenden kurz erläutert. Die Oberfläche einer asphärischen Linse kann allgemein mit der folgenden Formel beschrieben werden: Explained briefly below. The surface of an aspherical lens can be generally described by the following formula:
Z =Z =
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
wobei in which
z die Pfeilhöhe (in mm) in Bezug auf die achsensenkrechte z is the arrow height (in mm) with respect to the axis perpendicular
Ebene angibt, also die Richtung der Abweichung von der E- bene senkrecht zur optischen Achse, d. h. in Richtung der optischen Achse. Plane, ie the direction of the deviation from the plane perpendicular to the optical axis, d. H. in the direction of the optical axis.
C die sogenannte Scheitelkrümmung angibt. Sie dient zur C indicates the so-called vertex curvature. It serves for
Beschreibung der Krümmung einer konvexen oder konkavenDescription of the curvature of a convex or concave
Linsenoberfläche und errechnet sich aus dem Kehrwert desLens surface and is calculated from the reciprocal of the
Radius . Radius.
y den Abstand von der optischen Achse (in mm) angibt, y ist eine Radialkoordinate. K die sogenannte Konuskonstante angibt. y indicates the distance from the optical axis (in mm), y is a radial coordinate. K indicates the so-called cone constant.
A2, A , Ä6, As, A10 die sogenannten Asphärenkoeffizienten darstellen, die die Koeffizienten einer Polynomentwicklung der Funktion zur Beschreibung der Oberfläche der Asphäre sind. A 2 , A, A 6 , A ss, A 10 represent the so-called aspheric coefficients, which are the coefficients of a polynomial winding of the function describing the surface of the asphere.
In den Figuren 4 und 5 sind Kennwerte des Pro ektionsob ektivs mit 43 mm Brennweite graphisch dargestellt. Characteristics of the pro ektionsob ektivs with 43 mm focal length are shown graphically in Figures 4 and 5.
Fig. 4 zeigt dabei für das 43 mm-Proj ektionsobj ektiv eine räumliche Darstellung des graphischen Verlaufs der Transmission 400 des Lichtes im p-Strahlengang bei verschiedenen Feldwinkeln, während in Fig. 5 hierzu der graphische Verlauf der Reflexion 500 des Lichtes im s-Strahlengang gezeigt wird.  Fig. 4 shows for the 43 mm project ektionsobj ektiv a spatial representation of the graphical progression of the transmission 400 of the light in the p-beam at different field angles, while in Fig. 5 for this purpose, the graphic course of the reflection 500 of the light in the s-ray path will be shown.
Die beiden Verlaufsgraphiken 400 und 500 verdeutlichen, dass mit dem erfindungsgemäßen Projektionsobjektiv 106 eine extrem hohe Lichtausbeute hinsichtlich des durch das zweite Teilobjektiv 112 in Richtung des Projektionswand 113 in dem gemeinsamen Strahlengang 219 verlaufenden Lichtes realisiert wird, wobei dieses Ergebnis auf den hervorragenden Reflexions- bzw. Trans- missionseigenschaften des polarisierenden Strahlenvereiniger- würfels 200 begründet ist. Man erkennt sowohl die große spektrale Breite bzw. Homogenität, als auch den großen Akzeptanzwinkel.  The two progress graphics 400 and 500 illustrate that with the projection objective 106 according to the invention, an extremely high light output is realized with respect to the light passing through the second partial objective 112 in the direction of the projection wall 113 in the common beam path 219, this result being due to the excellent reflection or reflection. Transmissionsseigenschaften the polarizing Strahlenvereiniger- cube 200 is justified. One recognizes both the large spectral width or homogeneity, as well as the large acceptance angle.
Es sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen der be schriebenen Ausführungsbeispiele verwirklichbar. So sind z. B. alle Maßangaben über Dicken bzw. Abstände oder Radien grundsätzlich skalierbar für unterschiedliche Brennweiten und Anwen düngen. Tab. 1 There are numerous modifications and developments of the described embodiments be realized. So z. B. fertilize all measurements of thicknesses or distances or radii basically scalable for different focal lengths and applicators. Tab. 1
Brennweite 43 mm / Blende k Focal length 43 mm / screen k
Bezugs¬ Radius Dicken bzw. Brechzahl Abbe-Zahl zeichen [mm] Luft abstände nd vd Reference ¬ Radius Thickness or refractive index Abbe number sign [mm] Air distances n d v d
[mm]  [Mm]
302 112, 000  302,112,000
304 5, 500 1, 75520 27, 51 304 5, 500 1, 75520 27, 51
306 89, 801 306 89, 801
14, 800 1, 00000  14, 800 1, 00000
308 485, 556  308 485, 556
310 6, 000 1, 43875 94, 99 310 6, 000 1, 43875 94, 99
312 79, 769 312 79, 769
44, 830 1, 00000  44, 830 1, 00000
314 -1689, 191  314-1689, 191
316 6, 000 1, 49700 81, 54 316 6, 000 1, 49700 81, 54
318 72, 541 318 72, 541
39, 000 1, 00000  39, 000 1, 00000
320 -346, 619  320-346, 619
322 25, 000 1, 48749 70,41 322 25, 000 1, 48749 70.41
324 -77, 200 324-77, 200
18, 750 1, 00000  18, 750 1, 00000
326 45, 620  326 45, 620
328 5, 300 1, 48749 70,41 328 5, 300 1, 48749 70.41
330 45, 620 330 45, 620
9, 000 1, 00000  9, 000 1, 00000
332 64, 831  332 64, 831
334 7, 450 1, 55836 54, 01 334 7, 450 1, 55836 54, 01
336 155, 029 336 155, 029
24, 750 1, 00000  24, 750 1, 00000
338 82, 975  338 82, 975
340 5, 710 1, 43875 94, 99 340 5, 710 1, 43875 94, 99
*342 31, 832 * 342 31, 832
33, 700 1, 00000  33, 700 1, 00000
220 UNENDLICH  220 INFINITE
200 40, 000 1, 61340 44, 27 200 40, 000 1, 61340 44, 27
205 UNENDLICH 205 INFINITE
21, 300 1, 00000  21, 300 1, 00000
348 394.723  348,394,723
350 14, 570 1, 56907 71, 31 350 14, 570 1, 56907 71, 31
352 -41.256 352-41,256
356 23, 340 1, 61336 44,49 356 23, 340 1, 61336 44.49
358 -68.665 358-68665
8, 370 1, 00000  8, 370 1, 00000
360 -1689.191  360 -1689,191
362 4, 940 1, 61336 44,49 362 4, 940 1, 61336 44.49
364 53.570 Bezugs¬ Radius Dicken bzw. Brechzahl Abbe-Zahl zeichen [mm] Luftabstände nd vd 364 53,570 Reference ¬ Radius Thickness or refractive index Abbe number sign [mm] Air distances n d v d
[mm]  [Mm]
5, 140 1, 00000  5, 140 1, 00000
366 61.551  366 61,551
368 15, 000 1, 43875 94, 99 368 15, 000 1, 43875 94, 99
370 -165.829 370-165,829
0, 120 1, 00000  0, 120 1, 00000
372 129.729  372 129,729
374 6, 000 1, 43875 94, 99 374 6, 000 1, 43875 94, 99
376 -336.970 376-336,970
12, 000 1, 00000  12, 000 1, 00000
105a UNENDLICH  105a INFINITE
105 116, 500 1, 51680 64, 17 105 116, 500 1, 51680 64, 17
105b UNENDLICH 105b INFINITE
105c 3, 000 1, 50847 61, 19 105c 3, 000 1, 50847 61, 19
105d UNENDLICH 105d INFINITELY
* = asphärische Oberfläche * = aspherical surface
Tab. 1A Tab. 1A
Figure imgf000020_0001
Tab. 2
Figure imgf000020_0001
Tab. 2
Brennweite 38 mm / Blende k Focal length 38 mm / aperture k
Bezugs¬ Radius Dicken bzw. Brechzahl Abbe-Zahl zeichen [mm] Luft abstände nd vd Reference ¬ Radius Thickness or refractive index Abbe number sign [mm] Air distances n d v d
[mm]  [Mm]
*302 146, 891  * 302 146, 891
304 6, 000 1, 59240 68, 36 304 6, 000 1, 59240 68, 36
306 72, 253 306 72, 253
15, 000 1, 00000  15, 000 1, 00000
308 359, 880  308 359, 880
310 6, 000 1, 43875 94, 99 310 6, 000 1, 43875 94, 99
312 93, 513 312 93, 513
44, 830 1, 00000  44, 830 1, 00000
314 -1689, 191  314-1689, 191
316 6, 000 1, 49700 81, 54 316 6, 000 1, 49700 81, 54
318 84, 636 318 84, 636
39, 000 1, 00000  39, 000 1, 00000
320 -654, 855  320-654, 855
322 25, 000 1, 48749 70,41 322 25, 000 1, 48749 70.41
324 -84, 969 324-84, 969
18, 750 1, 00000  18, 750 1, 00000
326 50, 849  326 50, 849
328 5, 300 1, 48749 70,41 328 5, 300 1, 48749 70.41
330 53, 802 330 53, 802
7, 500 1, 00000  7, 500 1, 00000
332 68, 600  332 68, 600
334 7, 450 1, 55836 54, 01 334 7, 450 1, 55836 54, 01
336 133, 938 336 133, 938
24, 750 1, 00000  24, 750 1, 00000
338 71, 057  338 71, 057
340 5, 710 1, 43875 94, 99 340 5, 710 1, 43875 94, 99
342 31, 832 342 31, 832
*342 31, 832 0, 010 1, 48749 70,41  * 342 31, 832 0, 010 1, 48749 70.41
33, 700 1, 00000  33, 700 1, 00000
220 UNENDLICH  220 INFINITE
200 40, 000 1, 74950 35, 33 200 40, 000 1, 74950 35, 33
205 UNENDLICH 205 INFINITE
19, 300 1, 00000  19, 300 1, 00000
348 1062, 002  348 1062, 002
350 14, 570 1, 56907 71, 31 350 14, 570 1, 56907 71, 31
352 -43, 173 352-43, 173
356 23, 340 1, 61336 44,49 356 23, 340 1, 61336 44.49
358 -67, 782 358-67, 782
8, 370 1, 00000  8, 370 1, 00000
360 -748, 944 Bezugs¬ Radius Dicken bzw. Brechzahl Abbe-Zahl zeichen [mm] Luftabstände nd vd 360-748, 944 Reference ¬ Radius Thickness or refractive index Abbe number sign [mm] Air distances n d v d
[mm]  [Mm]
362 4, 940 1, 61336 44,49 362 4, 940 1, 61336 44.49
364 56, 766 364 56, 766
5, 200 1, 00000  5, 200 1, 00000
366 65, 394  366 65, 394
368 15, 000 1, 43875 94, 99 368 15, 000 1, 43875 94, 99
370 -150, 993 370 -150, 993
0, 120 1, 00000  0, 120 1, 00000
372 105, 507  372 105, 507
374 6, 300 1, 43875 94, 99 374 6, 300 1, 43875 94, 99
376 -392, 46 376-392, 46
12, 000 1, 00000  12, 000 1, 00000
105a UNENDLICH  105a INFINITE
105 116, 500 1, 51680 64, 17 105 116, 500 1, 51680 64, 17
105b UNENDLICH 105b INFINITE
105c 3, 000 1, 50847 61, 19  105c 3, 000 1, 50847 61, 19
* = asphärische Oberfläche * = aspherical surface
Tab . 2A Tab. 2A
Figure imgf000022_0001
Tab. 3
Figure imgf000022_0001
Tab. 3
Brennweite 60 mm / Blende k = 2,5 Focal length 60 mm / aperture k = 2.5
Fläche Radius Dicken bzw. Brechzahl Abbe-Zahl Area Radius Thickness or refractive index Abbe number
[mm] Luft abstände nd vd [mm] Air gaps n d v d
[mm]  [Mm]
1 237, 317  1 237, 317
6, 000 1, 64769 33, 79 6, 000 1, 64769 33, 79
2 90, 543 2 90, 543
13, 180 1, 00000  13, 180 1, 00000
3 186, 318  3,186,318
6, 000 1, 49700 81, 54 6, 000 1, 49700 81, 54
4 54, 651 4 54, 651
26, 800 1, 00000  26, 800 1, 00000
5 -40, 056  5 -40, 056
10, 000 1, 51680 64, 17 10, 000 1, 51680 64, 17
6 -44, 104 6 -44, 104
0, 100 1, 00000  0, 100 1, 00000
7 1115, 641  7 1115, 641
9, 300 1, 55836 54, 01 9, 300 1, 55836 54, 01
8 -102, 323 8-102, 323
3, 500 1, 00000  3, 500 1, 00000
9 44, 310  9 44, 310
9, 450 1, 56883 55, 98 9, 450 1, 56883 55, 98
10 51, 682 10 51, 682
33, 320 1, 00000  33, 320 1, 00000
11 47, 582  11 47, 582
5, 710 1, 49700 81, 54 5, 710 1, 49700 81, 54
*12 29, 523 * 12 29, 523
30, 000 1, 00000  30, 000 1, 00000
13 UNENDLICH  13 INFINITE
40, 000 1, 74950 35, 33 40, 000 1, 74950 35, 33
14 UNENDLICH 14 INFINITE
16, 800 1, 00000  16, 800 1, 00000
15 -397, 918  15-397, 918
15, 570 1, 59240 68, 36 15, 570 1, 5924068, 36
16 -37, 215 16-37, 215
21, 600 1, 61340 44, 27 21, 600 1, 61340 44, 27
17 -62, 044 17 -62, 044
11, 390 1, 00000  11, 390 1, 00000
18 -1544, 914  18 -1544, 914
4, 940 1, 61336 44,49 4, 940 1, 61336 44.49
19 57, 232 19 57, 232
5, 000 1, 00000  5, 000 1, 00000
20 66, 183  20 66, 183
11, 700 1, 43875 94, 99 11, 700 1, 43875 94, 99
21 -170, 217 Fläche Radius Dicken bzw. Brechzahl Abbe-Zahl 21-170, 217 Area Radius Thickness or refractive index Abbe number
[mm] Luftabstände nd vd [mm] Air gaps n d v d
[mm]  [Mm]
0, 120 1, 00000  0, 120 1, 00000
22 87, 283  22 87, 283
7, 700 1, 43875 94, 99 7, 700 1, 43875 94, 99
23 -597, 029 23-597, 029
12, 000 1, 00000  12, 000 1, 00000
24 UNENDLICH  24 INFINITE
116, 500 1, 51680 64, 17 116, 500 1, 51680 64, 17
25 UNENDLICH 25 INFINITE
3, 000 1, 50847 61, 19 3, 000 1, 50847 61, 19
26 UNENDLICH 26 INFINITE
0, 000 1, 00000  0, 000 1, 00000
* = asphärische Oberfläche * = aspherical surface
Tab . 3A Tab. 3A
Figure imgf000024_0001
Bezugszeichen
Figure imgf000024_0001
reference numeral
100 Pro ektionssystem 100 Pro ection system
102 bildgebende Einheit  102 imaging unit
104 bildgebende Einheit  104 imaging unit
105 Strahlenvereiniger der bildgebenden Einheit im p- Strahlengang  105 ray unit of the imaging unit in the p-ray path
105a Lichtaustrittsfläche des Strahlenvereinigers  105a light exit surface of the Strahlenvereinigers
105b Lichteintrittsfläche des Strahlenvereinigers / Oberfläche der transparenten Platte 105c 105b light entrance surface of the beam combiner / surface of the transparent plate 105c
105c transparente Platte 105c transparent plate
105d Lichteintrittsfläche der transparenten Platte 105c 105d light entrance surface of the transparent plate 105c
106 Pro ektionsob ektiv 106 Proposal-related
107 Strahlenvereiniger der bildgebenden Einheit im s- Strahlengang  107 Radiation unit of the imaging unit in the s-beam path
108 erstes Teilobjektiv im s-Strahlengang  108 first partial objective in the s-beam path
110 erstes Teilobjektiv im p-Strahlengang 110 first partial objective in the p-beam path
112 zweites Teilobjektiv  112 second partial lens
113 Projektionswand  113 projection screen
200 polarisierender Strahlenvereiniger  200 polarizing beam combiner
202 erstes Prisma des polarisierenden Strahlenvereinigers 202 first prism of the polarizing beam combiner
203 Eintrittsfläche des ersten Prismas 203 entrance surface of the first prism
204 zweites Prisma des polarisierenden Strahlenvereinigers 204 second prism of the polarizing beam combiner
205 Eintrittsfläche des zweiten Prismas 205 entrance surface of the second prism
206 Hypotenusenfläche des Prismas 1 des polarisierenden  206 hypotenuse surface of the prism 1 of the polarizing
Strahlenvereinigers  Beam combiner unifier
208 Hypotenusenfläche des Prismas 2 des polarisierenden  208 hypotenuse surface of the prism 2 of the polarizing
Strahlenvereinigers  Beam combiner unifier
210 Interferenzschichtensystem zwischen den Hypotenusenflächen der Prismen des polarisierenden Strahlenvereinigers ( Schichtfolge von 1 bis 21)  Interference layer system between the hypotenuse surfaces of the prisms of the polarizing beam combiner (layer sequence from 1 to 21)
212 Richtung der definierten Schichtenfolge (von 1 bis 21) 214 Schicht aus optischem Kitt 212 Direction of the defined layer sequence (from 1 to 21) 214 layer of optical cement
216 s-Strahlengang  216 s beam path
218 p-Strahlengang  218 p-ray path
219 gemeinsamer Strahlengang  219 common beam path
220 Austrittsfläche des ersten Prismas  220 exit surface of the first prism
302 erste Oberfläche der Linse 304 302 first surface of the lens 304
304 erste Linse (negative Meniskuslinse) des zweiten Teil- 304 first lens (negative meniscus lens) of the second part
Obj ektivs Obj ektivs
306 zweite Oberfläche der Linse 304  306 second surface of the lens 304
308 erste Oberfläche der Linse 310  308 first surface of the lens 310
310 zweite Linse (negative Meniskuslinse) des zweiten Teil- 310 second lens (negative meniscus lens) of the second part
Obj ektivs Obj ektivs
312 zweite Oberfläche der Linse 310  312 second surface of the lens 310
314 erste Oberfläche der Linse 316  314 first surface of the lens 316
316 dritte Linse (Bikonvex-Linse ) des zweiten Teil- 316 third lens (biconvex lens) of the second part
Obj ektivs Obj ektivs
318 zweite Oberfläche der Linse 316  318 second surface of the lens 316
320 erste Oberfläche der Linse 322  320 first surface of the lens 322
322 vierte Linse (positive Meniskuslinse) des zweiten Teil- 322 fourth lens (positive meniscus lens) of the second part
Obj ektivs Obj ektivs
324 zweite Oberfläche der Linse 322  324 second surface of the lens 322nd
326 erste Oberfläche der Linse 328  326 first surface of the lens 328
328 fünfte Linse (positive Meniskuslinse) des zweiten Teil- 328 fifth lens (positive meniscus lens) of the second part
Obj ektivs Obj ektivs
330 zweite Oberfläche der Linse 328  330 second surface of the lens 328
332 erste Oberfläche der Linse 334  332 first surface of the lens 334
334 sechste Linse (positive Meniskuslinse) des zweiten  334 sixth lens (positive meniscus lens) of the second
Teil-Obj ektivs  Partial obj ective
336 zweite Oberfläche der Linse 334 336 second surface of the lens 334
338 erste Oberfläche der Linse 340  338 first surface of the lens 340
340 siebente Linse (negative Meniskuslinse) des zweiten  340 seventh lens (negative meniscus lens) of the second
Teil-Obj ektivs  Partial obj ective
342 zweite Oberfläche der Linse 340 348 erste Oberfläche der Linse 350 342 second surface of the lens 340 348 first surface of the lens 350
350 erste Linse des ersten Teil-Ob ektivs 110  350 first lens of the first partial ektivs 110th
352 zweite Oberfläche der Linse 350 / erste Oberfläche der  352 second surface of the lens 350 / first surface of the
Linse 356  Lens 356
356 zweite Linse des ersten Teil-Ob ektivs 110  356 second lens of the first part-ektivs 110th
358 zweite Oberfläche der Linse 356  358 second surface of the lens 356
360 erste Oberfläche der Linse 362  360 first surface of the lens 362
362 dritte Linse des ersten Teil-Objektivs 110  362 third lens of the first partial lens 110
364 zweite Oberfläche der Linse 362  364 second surface of the lens 362
366 erste Oberfläche der Linse 368  366 first surface of the lens 368
368 vierte Linse des Teil-Objektivs 110  368 fourth lens of the partial lens 110
370 zweite Oberfläche der Linse 368  370 second surface of the lens 368
372 erste Oberfläche der Linse 374  372 first surface of the lens 374
374 fünfte Linse des ersten Teil-Objektivs 110  374 fifth lens of the first sub-objective 110
376 zweite Oberfläche der Linse 374  376 second surface of the lens 374
378 erste Linse des ersten Teilobjektivs 108 im s- 378 first lens of the first partial objective 108 in the s
Strahlengang (vom polarisierenden Strahlenvereiniger aus betrachtet) Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
380 zweite Linse des ersten Teilobjektivs 108 im s-380 second lens of the first partial lens 108 in the s
Strahlengang (vom polarisierenden Strahlenvereiniger aus betrachtet) Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
382 dritte Linse des ersten Teilobjektivs 108 im s-382 third lens of the first partial objective 108 in the s
Strahlengang (vom polarisierenden Strahlenvereiniger aus betrachtet) Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
384 vierte Linse des ersten Teilobjektivs 108 im s-384 fourth lens of the first partial objective 108 in the s
Strahlengang (vom polarisierenden Strahlenvereiniger aus betrachtet) Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
386 fünfte Linse des ersten Teilobjektivs 108 im s-386 fifth lens of the first partial objective 108 in the s
Strahlengang (vom polarisierenden Strahlenvereiniger aus betrachtet) Beam path (viewed from the polarizing beam combiner)
400 graphischer Verlauf der Transmission des Lichtes im p- 400 graphical progression of the transmission of the light in the p
Strahlengang graphischer Verlauf der Reflexion des Lichtes im s-beam path graphical course of the reflection of the light in the s
Strahlengang beam path
zitierte Literatur zitierte Patentliteratur cited literature cited patent literature
DE 10 315 688 AI DE 10 315 688 A1
US 2,403,731 US 2,403,731

Claims

Patentansprüche claims
1. Pro ektionsob ektiv (106) zur Projektion digitaler Bilddaten von zwei bildgebenden Einheiten 102, 104 auf eine Projektionswand (113), 1. Pro ektionsob ektiv (106) for projecting digital image data from two imaging units 102, 104 on a projection screen (113),
wobei das Licht der beiden bildgebenden Einheiten (102, 104) senkrecht zueinander polarisiert ist,  wherein the light of the two imaging units (102, 104) is polarized perpendicular to each other,
wobei das Projektionsobjektiv (106) folgende Elemente aufweist :  wherein the projection objective (106) has the following elements:
a) zwei, den bildgebenden Einheiten (102, 104) zugewandte, identische erste Teilobjektive (108, 110);  a) two, the imaging units (102, 104) facing, identical first part lenses (108, 110);
b) ein der Leinwand (113) zugewandtes zweites Teilobjektiv (112) ;  b) a second partial objective (112) facing the screen (113);
c) einen polarisierenden Strahlenvereiniger (200);  c) a polarizing beam combiner (200);
d) wobei der polarisierende Strahlenvereiniger (200) zwischen den ersten Teilobjektiven (108, 110) und dem zweiten  d) wherein the polarizing beam combiner (200) between the first partial lenses (108, 110) and the second
Teilobjektiv (112) angeordnet ist; Partial lens (112) is arranged;
e) wobei jedes der beiden ersten Teilobjektive (108, 110) zusammen mit dem polarisierenden Strahlenvereiniger (200) und dem zweiten Teilobjektiv (112) ein digitales Projektionsobjektiv (106) bildet; und  e) wherein each of the first two partial lenses (108, 110) together with the polarizing beam combiner (200) and the second partial lens (112) form a digital projection lens (106); and
f) wobei der polarisierende Strahlenvereiniger (200) das Licht (216, 218) der beiden bildgebenden Einheiten (102, 104) zu einem gemeinsamen Strahlengang (219) vereinigt.  f) wherein the polarizing beam combiner (200) combines the light (216, 218) of the two imaging units (102, 104) into a common beam path (219).
2. Projektionsobjektiv (106) nach dem vorhergehenden Anspruch, 2. projection lens (106) according to the preceding claim,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der polarisierende Strahlenvereiniger (200)  that the polarizing beam combiner (200)
a) zwei 90°-Prismen (202, 204) mit einer Brechzahl nP und b) ein zwischen den Hypotenusenflachen (206, 208) der Prismen (202, 204) angeordnetes Interferenzschichtsystem (210) aufweist, a) two 90 ° prisms (202, 204) with a refractive index nP and b) an interference layer system (210) arranged between the hypotenuse surfaces (206, 208) of the prisms (202, 204) having,
c) wobei im Interferenzschichtsystem (210) eine Schicht aus einem Material H mit einer Brechzahl nH > nP und eine Schicht aus einem Material L mit einer Brechzahl nL < nP alternierend aufeinander folgen, und  c) wherein in the interference layer system (210) a layer of a material H with a refractive index nH> nP and a layer of a material L with a refractive index nL <nP follow one another alternately, and
d) zur Verbindung der beiden Prismen (202, 204) und des Interferenzschichtsystems (210) miteinander mindestens eine Schicht (214) aus einem optischen Kitt mit einer Brechzahl nL < nKitt < nP < nH vorgesehen ist;  d) for the connection of the two prisms (202, 204) and the interference layer system (210) together at least one layer (214) of an optical cement having a refractive index nL <nKitt <nP <nH is provided;
e) wobei das Interferenzschichtsystem (210) ausgelegt ist mit der Schichtfolge, wie in der nachstehenden Tabelle ausgeführt, wobei die jeweilige Schichtdicke in Mikrometer angegeben ist :  e) wherein the interference layer system (210) is designed with the layer sequence as set out in the table below, wherein the respective layer thickness is given in micrometers:
Schicht Kennbuchstabe Schichtdicke Layer code letter layer thickness
des [μπι]  of [μπι]
Materials  material
1 H 0, 126190  1H0, 126190
2 L 0, 078320  2 L 0, 078320
3 H 0, 139240  3H0, 139240
4 L 0, 100280  4L 0, 100280
5 H 0, 120280  5H 0, 120280
6 L 0, 117210  6 L 0, 117210
7 H 0, 121100  7H 0, 121100
8 L 0, 134560  8 L 0, 134560
9 H 0, 039780  9 H 0, 039780
10 L 0, 183640  10 L 0, 183640
11 H 0, 042200  11 H 0, 042200
12 L 0, 234140  12 L 0, 234140
13 H 0, 027570  13 H 0, 027570
14 L 0, 174280  14 L 0, 174280
15 H 0, 038340  15 H 0, 038340
16 L 0, 114910  16 L 0, 114910
17 H 0, 062870  17 H 0, 062870
18 L 0, 049640  18 L 0, 049640
19 H 0, 078490  19 H 0, 078490
20 L 0, 017000  20 L 0, 017000
21 H 0, 056480 f) wobei als Material L ein Material mit einer Brechzahl 1,46 < nL < 1,475, insbesondere Quarz S1O2, und als Material H Niobpentoxid Nb2Ü5 oder Titandioxid T1O2 mit der Brechzahl nH > 2,25 vorgesehen sind. 21 H 0, 056480 f) wherein as material L a material having a refractive index of 1.46 <nL <1.475, in particular quartz S1O 2 , and as material H niobium pentoxide Nb 2 Ü5 or titanium dioxide T1O 2 are provided with the refractive index nH> 2.25.
3. Pro ektionssystem (100) zur Projektion digitaler Bilddaten mit folgenden Komponenten: 3. Pro ektion system (100) for the projection of digital image data with the following components:
a) zwei bildgebenden Einheiten (102, 104), wobei das Licht (216, 218) der beiden bildgebenden Einheiten (102, 104) senkrecht zueinander polarisiert ist; und  a) two imaging units (102, 104), wherein the light (216, 218) of the two imaging units (102, 104) is polarized perpendicular to each other; and
b) einem Projektionsobjektiv (106) nach einem der vorhergehenden Ansprüche .  b) a projection lens (106) according to one of the preceding claims.
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