DE4324849C2 - Videosystem zum Erzeugen eines Farbvideobilds auf einem Schirm - Google Patents
Videosystem zum Erzeugen eines Farbvideobilds auf einem SchirmInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Videosystem zum Erzeugen eines aus Bildpunkten
aufgebauten Videobildes auf einem Schirm, mit mindestens einer ein hinreichend
paralleles Lichtbündel aussendenden, in ihrer Intensität veränderbaren Lichtquelle und
einer in zwei Richtungen wirkenden Ablenkeinrichtung, die das Lichtbündel zur
Beleuchtung der Bildpunkte auf dem Schirm ablenkt. Weiter bezieht sich die Erfindung
auch auf die Verwendung eines im wesentlichen afokalen optischen Systems in einem
Videosystem.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen ein
Videobild unmittelbar in einer entsprechenden Größe erzeugt wird. Neben der normalen
Fernsehbildröhre gibt es auch Flüssigkristalldisplays, Plasmadisplays und ferromagneti
sche Displays. Nachteilig bei derartigen Techniken ist, daß die Bildgröße technisch be
grenzt ist. So lassen sich mit der normalen W-Bildröhre maximal Bilder mit einer
Bildschirmdiagonalen von ca. 1 m herstellen, wobei beim augenblicklichen Stand der
Technik die Masse der Bildröhre ca. 60 kg und die Bautiefe ca. 0,8 m beträgt. Diese
Größe reicht aber z. B. für die neue Fernsehnorm HDTV nicht aus, bei der eine minimale
Bilddiagonale von 1,5 m gefordert wird, um den Benutzern einen Bildwinkel, wie aus
dem Kino gewohnt, zu ermöglichen.
Auch bei Flüssigkeitsdisplays, Plasmadisplays oder ferromagnetischen Displays sind
nur relativ kleine Bilder erreichbar, wobei das Flüssigkristalldisplay heutzutage praktisch
auf maximal Postkartengröße beschränkt ist.
Dagegen gibt es auch Lösungen, bei denen das primäre TV-Bild mittelbar durch ein
Projektionsverfahren vergrößert auf eine Projektionsebene übertragen wird. Zur Er
zeugung des primären TV-Bildes werden LCD-Matrizen oder beim Farbfernsehen
kleine, sehr lichtintensive TV-Bildröhren verwendet, wobei pro Farbe eine Röhre
eingesetzt wird.
Aufgrund der erforderlichen optischen Übertragungslänge zwischen dem primären TV-
Bild und dem vergrößert abgebildeten, projizierten Bild besteht zwischen der erreichba
ren Bildgröße und dem Abstand Projektor-Bildwand ein fester Zusammenhang. Der
Projektor muß aus Gründen begrenzter Lichtleistung und wegen des Aufwands für das
optische System in einem geringen Abstand vor der Bildwand stehen. Bisher ist es
daher nicht möglich, mit der verfügbaren Projektor-Leistung die Entfernung zwischen
Projektor und Leinwand in einem Kino zu überbrücken.
Zusätzlich zu den erwähnten Vorrichtungen zur Projektion eines Fernsehbildes gibt es
auch Vorrichtungen, die Laser als Lichtquellen zur Erzeugung eines farbigen Vi
deobildes einsetzen (z. B. Funkschau 1970, Heft 4, Seite 96 (bzw. Seite 286 bezüglich
des Jahrgangs), oder EP-OS 0 084 434). Dabei werden drei verschiedenfarbige Laser
intensitätsmäßig mit Lichtmodulatoren moduliert und deren Lichtbündel über ein
Spiegelsystem zu einem gemeinsamen Lichtbündel zusammengefaßt, welches
mechanisch über ein Spiegelsystem gerastert und auf einen Schirm geworfen wird.
Ein derartiges Lasersystem ist auch in dem Artikel von Teiichi Taneda et al, "High-
Quality Laser Color Television Display", Journal of the SMPTE, Volume 82, Juni 1973,
Seiten 470 bis 474, dargestellt. Gegenüber den vorher genannten Druckschriften zeigt
dieser Artikel zur Abbildungsverbesserung auch ein im wesentlichen afokales System,
das dazu dient, das gemeinsame Lichtbündel in die Ablenkeinheit abzubilden, um
Ungenauigkeiten eines zum Ablenken verwendeten Polygonspiegels zu verringern.
Eine etwas andere Lösung ist in der DE-OS 31 52 020 angegeben, wobei hier die ver
schiedenfarbigen Lichtbündel nicht zu einem gemeinsamen Lichtbündel zusam
mengefaßt, sondern unabhängig voneinander mit Hilfe eines Linsensystems auf einen
Spiegel geworfen werden, der die Lichtstrahlen auf einen Schirm reflektiert. Der
Spiegel ist in Form von kleinen Hohlspiegeln geschliffen und erfüllt neben der
Umlenkung den Zweck, die einzelnen, verschiedenfarbigen Lichtbündel zusammen in
einem gemeinsamen Bildpunkt auf dem Schirm zu fokussieren. Nachteilig bei diesem
Videosystem ist vor allem der komplizierte Spiegel, der nur schwer herstellbar ist und
eine sorgfältige Justierung der Lichtquellen und des Linsensystems erforderlich macht.
Bei allen genannten Systemen für die Bilderzeugung mit Lasern wird mechanisch ab
gelenkt. Um schnell genug ablenken und auch die benötigte Zeilenzahl mit den üblichen
Polygonspiegeln erzeugen zu können, ist der erreichbare Ablenkwinkel der
Ablenkeinrichtung recht begrenzt. Dadurch ist es nicht möglich, ein TV-Gerät geringer
Bautiefe zu realisieren. Außerdem erfolgt aufgrund der Geometrie eine Bildverzerrung
zum Bildrand hin, der sogenannte "Tangensfehler", der seine Ursache in einer zeitlich
gleichmäßigen Winkelablenkung durch den Polygonspiegel hat, die sich in Form einer
ungleichmäßigen Rasterung auf dem Bildschirm auswirkt.
Im Prinzip könnte man zur Verringerung der Bildfehler nur über einen kleinen Ab
lenkbereich ablenken und das Bild über ein Glasfaserbündel aufweiten. Aufgrund der
hohen Punktdichte bei Videobildern ist die Fertigung solcher Glasfasern aber
problembehaftet und es ist sehr zweifelhaft, ob eine derartige Optik auch wirklich für
einen kommerziellen Einsatz kostengünstig genug hergestellt werden könnte.
Aus der Drucktechnik (vgl. z. B. "Der Laser in der Druckindustrie" von Werner Hüls
busch, Verlag Hülsbusch, 1990, Seiten 252, 257, 261, 431, 443, 473, 485) sind ver
schiedene Möglichkeiten bekannt, einen dort auftretenden Tangensfehler mit Hilfe einer
sogenannten linearisierenden f(θ)-Optik zu kompensieren. Die in der Literatur
beschriebenen Optiken lassen sich jedoch für die Erzeugung eines Videobildes nicht
ohne weiteres einsetzen, da sie zwei wesentliche Nachteile aufweisen:
- 1. Die aus der Druckindustrie stammenden Lösungen arbeiten jeweils nur mit einer monochromatischen Lichtquelle, weshalb auch auf Farbfehler keine Rücksicht ge nommen werden muß. Bei einem Videosystem zur Erzeugung von Farbbildern ist jedoch außer der Korrektur geometrisch-optischer Fehler und der durch die Ablenkeinrichtung erzeugte Bildfeldkrümmung auch noch eine Korrektur der Farbfehler erforderlich.
- 2. Die angegebenen optischen Systeme sind vorwiegend dazu ausgelegt, geometrische Bildfehler aufgrund der mechanischen Ablenkung auszugleichen; eine Ablenk winkelvergrößerung kann mit ihnen jedoch nicht erreicht werden. Damit ergeben sich auch bei diesen bekannten Optiken für die Erzeugung großer Bildfelder recht große Bautiefen, wie sie aber auf dem Gebiet der TV-Technik höchst unerwünscht und nicht realisierbar sind.
Diese im wesentlichen in der Drucktechnik eingesetzten optischen Systeme können
somit lediglich systembedingte Fehler der Ablenkeinrichtung bei Anwendung mono
chromatischer Laser kompensieren. Einen Einfluß auf die Bildgröße im Zusammenhang
mit dem gegebenen Ablenkwinkel haben sie aber nicht, so daß die erforderliche
optische Übertragungslänge nicht beeinflußt werden kann.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Videosystem zur Verfügung zu stellen, mit dem ein erheblich größeres
Bild bei gleichzeitig besonders geringer Bautiefe erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Videosystem
dadurch gelöst, daß zwischen der Ablenkeinrichtung und dem Schirm ein mindestens
zweistufiges, im wesentlichen afokales System mit einer Vergrößerung größer 1
angeordnet ist, das verzeichnungsfrei korrigiert ist.
Beim erfindungsgemäßen Videosystem läßt sich durch den Einsatz des mindestens
zweistufigen afokalen optischen Systems eine erhebliche Vergrößerung des Ablenk
winkels erreichen, wobei gleichzeitig die Bautiefe relativ gering bleibt und zudem mittels
der verschiedenen optischen Stufen auch noch unterschiedliche Abbildungsfehler
kompensierbar sind. So kann z. B. durch eine Stufe des optischen Systems eine
Vergrößerung des Ablenkwinkels erfolgen, während zusätzlich zu den Abbil
dungsfehlern durch die zweite Stufe in vorteilhafter Weise auch ggf. noch Farbfehler
kompensiert werden können.
Durch die Erfindung läßt sich somit eine besonders große Ablenkung (und damit Bild
größe) des Videobildes erreichen, wodurch die benötigte Bautiefe deutlich verringert
wird. Es hat sich gezeigt, daß auch Farbfehler des afokalen optischen Systems bei nur
zwei optischen Stufen ausreichend gut kompensiert werden können, so daß die
Erfindung auch für die Erzeugung von Farbfernsehbildern einsetzbar ist. So ließ sich
bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemäßes Videosystem mit
nur 60 cm Bautiefe bei einer Bildschirmdiagonale von 2 m verwirklichen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Videosystems ist
zwischen optischem System und Schirm eine Feldlinse angeordnet, wodurch alle, so
auch die am Rand des Schirmes auftretenden, Lichtbündel in Richtung des
Beobachters parallelisiert werden, so daß für den Betrachter auf dem Schirm ein Bild
besonders gleichmäßiger Helligkeit entsteht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Feldlinse eine
Fresnellinse. Fresnellinsen lassen sich sehr flach bauen und sind einfach, beispiels
weise mit Hilfe von Kunststoffolien, zu verwirklichen, so daß das erfindungsgemäße
Videosystem besonders flach gebaut werden kann und das Gewicht des Ge
samtsystems gegenüber der Verwendung anderer Feldlinsen noch herabgesetzt wird,
wobei durch die Fresnellinse die Kosten nur unwesentlich erhöht werden.
Bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Fresnellinse so
angeordnet, daß das durch das optische System erzeugte Bild der Ablenkeinrichtung im
Brennpunkt der Fresnellinse oder in einem Abstandsbereich von ± 20% des Wertes der
Brennweite der Fresnellinse von deren Brennpunkt entfernt liegt. Dadurch ist in
vorteilhafter Weise sichergestellt, daß die aus dem optischen System in verschiedene
Richtung austretenden Lichtbündel senkrecht auf den Schirm auftreffen, wodurch eine
besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Schirms auf einfache Art erzielt wird.
Fresnellinsen sind in verschiedenen Ausführungen, je nach erforderlicher optischer
Qualität, verfügbar, wobei für viele Zwecke Fresnellinsen ausreichen, deren Zonen
struktur sich nur auf einer Fläche befindet, während die gegenüberliegende Fläche plan
ist. Gemäß einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung wird eine derartige
Fresnellinse so angeordnet, daß ihre plane Fläche dem optischen System zugewandt
ist. Dies wirkt sich vor allen Dingen günstig auf den flachen Aufbau des Videosystems
aus, da dann die Fresnellinse besonders nahe am Schirm angeordnet sein oder gar an
diesem anliegen kann.
Eine andere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß bei Vor
handensein einer dem optischen System zugeordneten objektseitigen Hauptebene die
Ablenkeinrichtung zwischen dieser objektseitigen Hauptebene und einem ersten
objektseitigen Linsenscheitel des optischen Systems angeordnet ist. Mit Hilfe dieser
Maßnahme lassen sich besonders große Ablenkwinkel erzielen, ohne daß große
Bildfehler berücksichtigt werden müssen. Von Vorteil ist hierbei auch, daß bei einer
derartigen Anordnung ein austretendes Lichtbündel erzeugt wird, das sogar besser
fokussiert ist als das in das optische System einfallende Lichtbündel, z. B. das eines
Laserstrahls.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das im wesentlichen afokale optische
System eine erste optische Stufe und eine zweite optische Stufe auf. Dabei erzeugt die
erste optische Stufe eine Zwischenbildebene, die durch die nachfolgenden optischen
Stufen auf dem Schirm abgebildet wird, wobei die nachfolgenden optischen Stufen zur
Abbildung jeweils auch weitere Zwischenbildebenen aufweisen können. Im einfachsten
Fall kann man sich jedoch auf zwei optische Stufen beschränken, vor allem da sich
gezeigt hat, daß eine Kompensation von geometrisch-optischen Fehlern und
Farbfehlern auch schon mit zwei Stufen in ausreichender Weise möglich ist.
Mit Hilfe des optischen Systems läßt sich eine sehr starke Vergrößerung des
Ablenkwinkels der Ablenkeinrichtung erreichen. Zudem werden die von einem
derartigen optischen System ausgehenden Lichtbündel auch noch enger fokussiert als
die in dieses einfallenden Lichtbündel.
Das optische System kann so ausgebildet werden, daß die mindestens zwei optischen
Stufen jeweils eine positive Brechkraft aufweisen, aber auch so, daß sie mindestens
eine optische Stufe mit negativer Brechkraft enthält. In letzterem Fall ist aber zu
beachten, daß dabei die Zwischenbildebene auch virtuell sein kann.
Bei dem optischen System enthält die Zwischenbildebene bei parallelem Lichteinfall
einen bildseitigen Brennpunkt der ersten optischen Stufe. Das heißt, daß sich die
Zwischenbildebene möglichst in der Brennebene der ersten optischen Stufe befinden
sollte. Dadurch wird erreicht, daß bei parallel eintretenden Lichtbündeln, unabhängig
vom Ort, an dem das Lichtbündel objektseitig die optische Achse der ersten Stufe
schneidet, auf der Zwischenbildebene immer ein scharfer Punkt abgebildet wird, mit der
Folge, daß dann die Abbildung durch die nachfolgenden optischen Stufen von der
Zwischenbildebene auf den Schirm gleichfalls scharf erfolgen wird. Gleichzeitig wird
dabei erreicht, daß die scharfe Abbildung auf der Zwischenbildebene und damit
nachfolgend auch auf dem Schirm selbst dann gewährleistet ist, wenn die Ablenkung
eines eingangsseitigen Lichtbündels zur Erzeugung eines Videobildes nicht nur an
einem Punkt der optischen Achse stattfindet, sondern an mehreren. Das ist bei
spielsweise dann der Fall, wenn die Ablenkung mechanisch durch Spiegel erfolgt, die
für eine Ablenkung in Zeilenrichtung und Bildrichtung eines Videobildes räumlich
getrennt sind, weshalb das optische System auch für derartige Ablenksysteme geeignet
ist. Das gilt besonders dann, wenn objektseitig ein nahezu paralleles Lichtbündel
erzeugt wird, wie dies beispielsweise bei einem Laservideosystem der Fall ist.
In anderer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die zweite optische Stufe eine
Brennweite auf, die kleiner als die Hälfte der Brennweite der ersten optischen Stufe ist,
wodurch sich eine große Verringerung der Bautiefe des gesamten optischen Systems
im Vergleich zur Größe des Bildes auf dem Schirm erreichen läßt.
Besonders bevorzugt wird die Brennweite der zweiten Stufe sogar kleiner als 1/5 der
Brennweite der ersten Stufe gewählt.
Bei Optiken und optische Stufen werden zur Vereinfachung optischer Rechnungen im
allgemeinen Hauptebenen und Brennpunkte, sowohl objektseitig als auch bildseitig,
zugeordnet. Gemäß einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung liegt die
objektseitige Hauptebene des optischen Systems außerhalb eines ersten Linsen
scheitels und der objektseitige Brennpunkt der ersten optischen Stufe des optischen
Systems zwischen der objektseitigen Hauptebene und dem ersten Linsenscheitel.
Hierdurch wird erreicht, daß der Brennpunkt frei zugänglich ist, so daß dort
beispielsweise die Ablenkeinrichtung eines Videosystems angeordnet werden kann. Die
Anordnung einer Ablenkeinrichtung in der Nähe des Brennpunkts wirkt sich besonders
günstig auf die Fokussierung auf die Zwischenbildebene und damit auch, wegen der
nachfolgenden Stufen, auf die Qualität der Abbildung auf dem Schirm aus. Dadurch,
daß der objektseitige Brennpunkt zwischen objektseitiger Hauptebene der ersten
optischen Stufe und dem erstem Linsenscheitel angeordnet ist, lassen sich
geometrisch-optische Bildfehler und Farbfehler besonders vorteilhaft kompensieren.
Gemäß einer anderen vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung bestehen die erste
optische Stufe und die zweite optische Stufe aus mehrlinsigen Anordnungen, wodurch
unterschiedliche Abbildungsfehler besonders gut kompensiert werden können.
Mehrlinsige Anordnungen schaffen aber auch mehr Freiheitsgrade für die Wahl der
Lage von Hauptebenen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegen Zwischenbildebenen
des optischen Systems außerhalb des Materials des optischen Systems. Damit wird er
reicht, daß sich Störungen im Linsenmaterial, wie z. B. Inhomogenitäten, nur besonders
gering auf die Schärfe des erzeugten Bildes auswirken.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip noch näher er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes
Videosystem;
Fig. 2 die Prinzipdarstellung eines zweistufigen optischen Systems;
Fig. 3 die Prinzipdarstellung eines zweistufigen optischen Systems mit virtueller
Zwischenbildebene;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines optischen Systems für das Videosystem nach Fig.
1 (Darstellung anhand des Verlaufes von zwei Strahlenbündeln);
Fig. 5 das optische System aus Fig. 4 zur näheren Erläuterung des Aufbaus eines
Linsensystems im Detail, und
Fig. 6 eine bauliche Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Videosystem.
In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen werden Systeme zur
Farbbilderzeugung gezeigt, obgleich die Erfindung gleichermaßen auch für einfarbige
Videobilder einsetzbar ist.
Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Videosystem für ein farbiges Fernsehbild
wird die Farbe jedes Bildpunktes durch drei verschiedene Farbvalenzen gebildet, die in
Abhängigkeit vom gewünschten Farbton und der gewünschten Helligkeit durch
entsprechende Farbsignale erzeugt werden.
Bei dem Videosystem aus Fig. 1 werden zur Steuerung von Farbton und Helligkeit drei
Lichtquellen 10, 20, 30 eingesetzt, die im wesentlichen parallele Lichtbündel 12, 22, 32
erzeugen. Hierfür eignen sich insbesondere Laser. Es ist jedoch auch denkbar, andere
Lichtquellen einzusetzen, z. B. LEDs, bei denen die Lichtbündel mit Hilfe einer Optik
parallelisiert werden. Die Optik kann dabei beispielsweise jeweils aus einem optischen
System bestehen, in dessen Brennpunkt das jeweilige LED angeordnet ist, wobei auch
Blenden zur Strahlbegrenzung vorgesehen sein können. Zur Steuerung der Intensität
der Lichtquellen werden die Spannungen an den LEDs verändert. Als besonders
vorteilhaft stellen sich dabei möglichst punktförmige LEDs dar.
Im Beispiel von Fig. 1 sind für die Lichtquellen 10, 20, 30 Edelgaslaser vorgesehen. Da
deren Intensität für ein Videobild nicht schnell genug geschaltet werden kann, werden
die Lichtquellen 10, 20, 30 mit konstanter Lichtleistung betrieben und die Änderung der
Lichtintensität erfolgt durch zusätzliche Modulatoren 14, 24, 34, für die sich
insbesondere DKDP-Kristalle eignen, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die einzelnen Lichtbündel 12, 22, 32 werden weiter durch dichroitische Spiegel 16, 26,
36 zu einem gemeinsamen Lichtbündel 40 zusammengeführt, welches innerhalb des
Farbvideosystems alle Lichtbündel vereint und in einem einzigen Strahlengang durch
das Videosystem hindurchläuft.
Zur Bilderzeugung wird eine Ablenkeinrichtung eingesetzt, über welche die einzelnen
Bildpunkte des Videofernsehbilds sequentiell aufgebaut werden können. Man könnte
nun das gemeinsame Lichtbündel 40 allein durch die Ablenkeinrichtung direkt auf einen
Schirm 54 ablenken. Um aber eine besondere Kompaktheit des gesamten
Videosystems zu erreichen und den zur Verfügung stehenden Platz vorteilhaft
auszunützen, ist es auch möglich, verschiedene Einheiten des Videosystems an optisch
nicht geradlinig miteinander verbindbaren Orten anzubringen, wobei dann das
gemeinsame Strahlenbündel 40 umgelenkt werden muß.
Eine solche Umlenkung wird beispielhaft in Fig. 1 mit Hilfe eines Spiegels 42 durchge
führt, mit dem das Lichtbündel 40 auf die Ablenkeinrichtung gelenkt wird.
Die Ablenkeinrichtung im Ausführungsbeispiel von Fig. 1 besteht aus einem Poly
gonspiegel 44 und einem Schwenkspiegel 46. Der Polygonspiegel 44 wird kontinuierlich
gedreht, und das Lichtbündel wird durch die Folge der Polygonflächen zeilenmäßig
abgelenkt. Diese Ablenkrichtung durch den Polygonspiegel 44 wird im folgenden als X-
Richtung bezeichnet. Der Schwenkspiegel 46 wird um eine Achse 48 hin- und
hergeschwenkt und dient zur bildmäßigen Rasterung, wobei diese Ablenkrichtung im
folgenden als Y-Richtung bezeichnet wird. Zur Schwenkung und Synchronisation ist
eine an dem Stand der Technik bekannte Elektronik vorgesehen.
Das in X- und Y-Richtung gerasterte, gemeinsame Lichtbündel 40 wird nach der
Ablenkung durch ein optisches System 50 geführt, dessen Wirkungsweise weiter unten
dargestellt ist. Zum Verständnis des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 ist hier nur wichtig,
daß durch das optische System 50 der Ablenkwinkel und damit das erzeugte
Fernsehbild vergrößert wird. Dabei wird durch das optische System, bei dem der Ort
der Ablenkeinrichtung eine Eintrittspupille in üblicher optischer Nomenklatur ist, in eine
der Eintrittspupille durch die Abbildungseigenschaften des optischen Systems
zugeordnete Austrittspupille abgebildet.
Nach Verlassen des optischen Systems 50 wird das gemeinsame Lichtbündel 40 auf
eine Fresnellinse 52 und danach auf einen Bildschirm 54 geworfen, auf dem es von
einem Betrachter in Richtung der Pfeile als Bildpunkt des Videobildes sichtbar wird.
Prinzipiell könnte man das Fernsehbild direkt auf einen Schirm 54 werfen, der, wenn er
als Mattscheibe ausgebildet ist, Licht in alle möglichen Richtungen streuen würde. Aber
auch bei einer Mattscheibe hängt die Lichtintensität in Beobachtungsrichtung stark vom
Winkel des auftreffenden Lichtbündels ab, so daß bei besonders großen Fernsehbildern
an den Bildrändern eine geringere Intensität als im Zentrum entstehen würde. Die
unterschiedliche Intensität könnte man zwar auch durch Änderung der Lichtintensität an
den Lichtquellen 10, 20, 30 gleichmäßig aussteuern, jedoch gibt es statt dessen einen
wesentlich vorteilhafteren Weg: Eine Feldlinse, wie sie hier durch die Fresnellinse 52
verwirklicht ist, parallelisiert nämlich das aus dem optischen System 50 unter
verschiedenen Winkeln austretende Licht in Richtung zum Beobachter. Gemäß den
Gesetzen der Linsenoptik wird das Licht dann am besten in Richtung der Pfeile
parallelisiert, wenn der Brennpunkt der Fresnellinse 52 in der Austrittspupille des
optischen Systems 50 liegt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 hat sich gezeigt, daß gute Abbildungs
eigenschaften selbst dann vorhanden sind, wenn die Austrittspupille des optischen
Systems noch in einem Abstandsbereich von ± 20% der Brennweite der Fresnellinse 52
von deren Brennpunkt entfernt liegt.
Eine Fresnellinse weist üblicherweise auf einer Fläche eine Zonenstruktur auf, die die
Abbildungseigenschaften einer dickeren Linse zonenweise nachbildet. Zur Ver
besserung der Qualität einer Fresnellinse kann man auch auf der dieser Fläche ge
genüberliegenden Fläche ebenfalls eine Zonenstruktur aufbringen. Es hat sich aber
gezeigt, daß für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine Fresnellinse 52 völlig aus
reicht, die nur auf einer Fläche eine Zonenstruktur hat, während die gegenüberliegende
Fläche plan ausgeführt ist. Die Zonenstruktur der Fresnellinse 52 ist dabei dem Schirm
54 zugewandt und die plane Fläche zeigt in Richtung des optischen Systems 50,
wodurch sich eine besonders flache Bauweise ergibt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Ablenkung elektromechanisch durch
den Polygonspiegel 44 und den Schwenkspiegel 46 bewirkt, was zunächst allerdings zu
zwei negativen Eigenschaften führt:
Erstens findet die Ablenkung des Lichtbündels 40 durch den Polygonspiegel 44 in X- Richtung an einem anderen Punkt statt als die bildmäßige Ablenkung in Y-Richtung über den Schwenkspiegel 46. Der Drehpunkt für die Ablenkung in X-Richtung liegt nämlich auf dem Polygonspiegel 44. Berücksichtigt man die Ablenkung des Schwenk spiegels 46, liegt der virtuelle Punkt für die Abbildung durch das optische System 50 mit der nachfolgenden Fresnellinse 52 in dem in Fig. 1 eingezeichneten Punkt P. Die Ablenkung in Y-Richtung erfolgt dagegen durch Verschwenken des Schwenkspiegels 46 um die Achse 48, so daß also bei dem Videosystem nicht nur ein einziger Punkt für die Ablenkung für das Fernsehbild vorliegt. Dies ist im allgemeinen nicht kritisch, wenn der Abstand von Punkt P zur Achse 48 sehr klein gegenüber dem Abstand des Punktes P vom Schirm 54 ist, also wenn die Bilderzeugung ohne optisches System 50 erfolgt. Die Ablenkung in unterschiedlichen Punkten ist jedoch bei der Auslegung des optischen Systems 50 zu beachten, da dann unterschiedliche Eintrittspupillen für die X- und Y- Ablenkung vorliegen. Das optische System 50 muß deswegen so ausgelegt werden, daß die unterschiedliche Abbildung bezüglich der Lagen der Eintrittspupillen nur vernachlässigbare Abbildungsfehler erzeugt.
Erstens findet die Ablenkung des Lichtbündels 40 durch den Polygonspiegel 44 in X- Richtung an einem anderen Punkt statt als die bildmäßige Ablenkung in Y-Richtung über den Schwenkspiegel 46. Der Drehpunkt für die Ablenkung in X-Richtung liegt nämlich auf dem Polygonspiegel 44. Berücksichtigt man die Ablenkung des Schwenk spiegels 46, liegt der virtuelle Punkt für die Abbildung durch das optische System 50 mit der nachfolgenden Fresnellinse 52 in dem in Fig. 1 eingezeichneten Punkt P. Die Ablenkung in Y-Richtung erfolgt dagegen durch Verschwenken des Schwenkspiegels 46 um die Achse 48, so daß also bei dem Videosystem nicht nur ein einziger Punkt für die Ablenkung für das Fernsehbild vorliegt. Dies ist im allgemeinen nicht kritisch, wenn der Abstand von Punkt P zur Achse 48 sehr klein gegenüber dem Abstand des Punktes P vom Schirm 54 ist, also wenn die Bilderzeugung ohne optisches System 50 erfolgt. Die Ablenkung in unterschiedlichen Punkten ist jedoch bei der Auslegung des optischen Systems 50 zu beachten, da dann unterschiedliche Eintrittspupillen für die X- und Y- Ablenkung vorliegen. Das optische System 50 muß deswegen so ausgelegt werden, daß die unterschiedliche Abbildung bezüglich der Lagen der Eintrittspupillen nur vernachlässigbare Abbildungsfehler erzeugt.
Die zweite, bei einem derartigen Videosystem zu beachtende Eigenschaft ist die Nichtli
nearität in der Abbildung eines gedrehten Spiegels. Durch einen gedrehten oder
bewegten Spiegel, der sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht, ist die Ablen
kung X auf dem Schirm 54 nicht konstant, da X mit einem Ablenkwinkel θ zur optischen
Achse des Systems über die Beziehung
X = L·tanθ
zusammenhängt, wobei L der Abstand vom Ablenkpunkt P zum Schirm 54 bezeichnet.
Bei den nachfolgenden Ausführungen soll vorerst die Wirkung des optischen Systems
50 außer acht gelassen werden.
Für kleine Winkel θ verläuft der tanθ näherungsweise linear. Die Änderung der
Ablenkung x ist aber:
|Δx| = L·Δθ/cos²θ.
Hieraus ergibt sich, daß bei θ = 0° die Änderung Δx nur halb so groß ist wie bei θ = 45°
(Tangensfehler).
Dieses einfache Zahlenbeispiel macht die Größe des zu erwartenden Effekts deutlich.
Abhilfe könnte man schaffen, indem man den Abstand L zwischen dem Ablenkbereich
und dem Schirm 54 bei gleichbleibender Bildgröße sehr groß wählt, damit die
Ablenkwinkel θ sehr klein sind, also im näherungsweise linearen Bereich bleiben;
jedoch sind dem für eine praktische Ausführung Grenzen gesetzt, damit ein er
findungsgemäßes Videosystem innerhalb eines akzeptablen Raumbereichs bleibt und
beispielsweise in Wohnungen verwendbar ist.
Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, wird ein optisches System 50 eingeführt,
das den beschriebenen Bildfehler weitgehend kompensiert.
Bei dem Videosystem von Fig. 1 entspricht der Ablenkwinkel θ dem Einfallswinkel in die
Eintrittspupille des optischen Systems, so daß auch der Einfallswinkel im folgenden mit
θ bezeichnet wird.
Es sind afokale optische Systeme bekannt, die einen eingangsseitigen Einfallwinkel θ
eines Lichtbündels ausgangsseitig in einen Winkel θ′ transformieren, wobei θ′ den Aus
fallwinkel des aus der Austrittspupille austretenden Lichtbündels zur optischen Achse
bezeichnet. Für eine verzeichnungsfreie Abbildung eines Objektes ist bei diesen die
Beziehung
tan θ′ = K·tanθ 1.0
erfüllt, worin K die Vergrößerung des Linsensystems ist.
Bei Zwischenschaltung eines im wesentlichen afokalen optischen Systems besteht für
die Ablenkung X des Strahlenbündels 40 zwischen Ablenkeinrichtung und Bildschirm 54
die Beziehung:
X = L · tanθ′.
Durch Einsetzen der Beziehung 1.0 erhält man:
X = L·K · tanθ.
Hieraus wird erkennbar, daß für eine vorgegebene maximale Ablenkung X der
Ablenkbereich (Winkel θ) verkleinert werden kann, wenn K » 1 ist. Es verringert sich
dadurch der gegebene Tangensfehler, da bei θ → 0 der Tangens des Winkels θ
näherungsweise gleich dem Winkel θ gesetzt werden kann.
Aus der Betrachtung wird aber auch deutlich, daß eine Verzerrung durch den Tangens
fehler nur verschwindet, wenn der Wert von K gegen unendlich geht. Deshalb sollte bei
einem im wesentlichen afokalen optischen System 50, eine relativ große Vergrößerung K,
die mindestens 2 oder größer ist, gewählt werden. Günstiger ist allerdings eine wesent
lich größere Vergrößerung K. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wurde eine
Vergrößerung K von ungefähr 5 für das optische System 50 verwendet.
Um Bildfehler gering zu halten, wird das optische System 50 nach der Beziehung 1.0
verzeichnungsfrei korrigiert. Die Auslegung eines solchen optischen Systems erfolgt im
allgemeinen in einer dem Fachmann geläufigen Art und Weise mit Hilfe von
Rechnerprogrammen.
In Fig. 2 ist ein aus zwei bikonvexen Linsen 80 und 82 bestehendes Linsensystem ge
zeigt, welches das Abbildungsprinzip für die Verwirklichung eines gemäß der Beziehung
1.0 verzerrungsfrei korrigierten optischen Systems 50 darstellt. Zur Veranschaulichung
des Prinzips ist die Eintrittspupille 68 in den objektseitigen Brennpunkt gelegt. Die
beiden Bikonvexlinsen 80 und 82 haben einen Abstand zueinander, bei dem der
objektseitige Brennpunkt der Bikonvexlinse 82 mit dem bildseitigen Brennpunkt der
Bikonvexlinse 80 zusammenfällt. Ein entlang der optischen Achse verlaufendes
Lichtbündel 64 wird in den bildseitigen Brennpunkt der Linse 80 fokussiert und verläßt,
da dieser mit dem bildseitigen Brennpunkt der anderen Bikonvexlinse 82
zusammenfällt, letztere wieder als paralleler Strahl 64′. Ist die Brennweite der zweiten
Bikonvexlinse 82 kleiner als die der Bikonvexlinse 80, wird die Strahlbreite B′ des aus
fallenden Lichtbündels 64′ enger bzw. kleiner als die Strahlbreite B des einfallenden
Lichtbündels 64, und zwar um einen Faktor F₂/F₁, wobei F₁ die Brennweite der ersten
Bikonvexlinse 80 und F₂ die der zweiten Bikonvexlinse 82 bezeichnet.
Ähnliche Bedingungen gelten für ein unter einem Winkel θ einfallendes Strahlenbündel
66, das auch in der Brennebene fokussiert wird und die zweite Bikonvexlinse 82
gleichfalls als paralleles Strahlenbündel 66′ wieder verläßt. Man kann aus Fig. 2 leicht
ersehen, daß auch hier die Vergrößerung K des optischen Systems durch das Verhältnis
der Brennweiten gegeben ist:
K = F₁/F₂.
Bei dem dargestellten Linsensystem wird ein Lichtbündel, das in die Eintrittspupille 68
einfällt, auf einer Zwischenbildebene ZBE fokussiert, wobei der Winkel θ des Lichtbün
dels, mathematisch betrachtet, aufgrund der ersten Bikonvexlinse 80 in einem Abstand
(von der optischen Achse) auf der Zwischenbildebene ZBE transformiert wird. Durch die
zweite Bikonvexlinse 82 wird der Abstand wieder in einen Winkel θ′ zurücktransformiert.
In Fig. 2 werden die prinzipiellen physikalischen Gegebenheiten bei einer zweistufigen
Abbildung dargestellt. Hieraus sind noch keine Aussagen über mono- und poly
chromatische Bildfehler zu gewinnen. Insbesondere sind aber, wenn die Bikonvexlinsen
80 und 82 durch zwei optische mehrlinsige Stufen ersetzt werden, Bildfehler in der
üblichen Weise ausgleichbar. Bei der Auslegung eines optischen Systems gemäß Fig. 1
hat sich gezeigt, daß dieses Abbildungsprinzip gut geeignet ist, mono- und poly
chromatische Abbildungsfehler zu kompensieren.
In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel gezeigt, das aber ein ähnliches Verhalten
wie das System aus Fig. 2 zeigt. Die Bikonvexlinse 82 ist hier gegenüber Fig. 2 durch
eine Bikonkavlinse 83 ersetzt, deren bildseitiger Brennpunkt mit dem bildseitigen
Brennpunkt der Bikonvexlinse 80 zusammenfällt. Es ergeben sich dann ähnliche
Verhältnisse wie bei Fig. 2, wobei aber die Zwischenbildebene ZBE außerhalb der bei
den Linsen 80, 83 liegt und nur ein virtuelles Bild auf der Zwischenbildebene vorhanden
ist. Wie an dem Strahlenverlauf 66, 66′ zu erkennen ist, wird auch der Austrittswinkel
eines Lichtbündels bezüglich der optischen Achse gegenüber dem Eintrittswinkel
vergrößert. Wenn in diesem vereinfachten Beispiel die Linsen 80, 83 ebenfalls durch
optische Stufen ersetzt werden, lassen sich mono- oder polychromatische Abbildungs
fehler innerhalb der einzelnen Stufen oder integral über die gesamte Optik kompen
sieren.
In Fig. 4 ist ein Linsensystem mit einer Eintrittspupille 104 und einer Austrittspupille 106
gezeigt, das nach den in Verbindung mit Fig. 2 diskutierten Prinzipien arbeitet. Es
besteht aus zwei optischen Stufen 90 und 92 mit einer Zwischenbildebene 94. Dabei
weist die erste optische Stufe 90 einen objektseitigen Brennpunkt 96 und einen bildsei
tigen Brennpunkt 98 und die zweite optische Stufe 92 einen objektseitigen Brennpunkt
100 und einen bildseitigen Brennpunkt 102 auf (Fig. 4). Im dargestellten
Ausführungsbeispiel hat die erste optische Stufe 90 eine Brennweite von 42,88 mm und
die zweite optische Stufe 92 eine Brennweite von 8,42 mm.
Die Eintrittspupille 104 liegt dabei in einem Abstand von 5 mm vom objektseitigen
Brennpunkt 96 der ersten optischen Stufe 90 entfernt. Dadurch werden im wesentlichen
die Verhältnisse des Beispiels von Fig. 2 nachgebildet. Die Zwischenbildebene 94 liegt
im bildseitigen Brennpunkt 98 der ersten optischen Stufe 90: ihr Abstand vom
objektseitigen Brennpunkt 100 der zweiten optischen Stufe 92 beträgt nur 0,08 mm.
Auch die Austrittspupille 106 liegt in der Nähe des bildseitigen Brennpunkts 102 der
zweiten optischen Stufe 92.
In Fig. 4 ist auch der Verlauf zweier Strahlenbündel 64 und 66 durch das zweistufige
System dargestellt. Wie bereits in Fig. 2 gezeigt, werden die Strahlenbündel 64, 66 auf
eine Zwischenbildebene 94 mit Hilfe der ersten optischen Stufe 90 fokussiert, wobei in
Abhängigkeit vom Einfallswinkel des Strahlenbündels 66 ein entsprechender Bildpunkt
für das ablaufende Strahlenbündel auf der Zwischenbildebene 94 erzeugt wird. Dieser
auf der Zwischenbildebene 94 fokussierte Bildpunkt wird anschließend durch die zweite
optische Stufe 92 auf den Schirm 54 abgelenkt, wobei der Ausfallswinkel größer als der
Einfallswinkel ist.
Die Zwischenbildebene ZBE 94 liegt in diesem Beispiel zwischen den Linsenscheiteln
der ersten optischen Stufe 90 und der zweiten optischen Stufe 92. Wären die beiden
optischen Stufen 90 und 92 so ausgeführt, daß die bildseitige Brennweite der ersten
optischen Stufe 90 innerhalb des Körpers (Materials) einer Linse einer der beiden
Stufen läge, wäre es möglich, daß Inhomogenitäten im Linsenmaterial oder Staub auf
der Linsenoberfläche eine scharfe Abbildung auf der Zwischenbildebene ZBE nicht
zulassen würden. Dadurch, daß die Zwischenbildebene ZBE jedoch im Luftraum zwi
schen den beiden optischen Stufen 90 und 92 angeordnet sind, werden solche
fehlerhaften Abbildungen, die sich über die zweite Stufe 92 auch auf die Abbildung auf
den Schirm 54 (Fig. 1) übertragen würden, vermieden.
Man erkennt in Fig. 4 auch, wie am Beispiel der Fig. 2 schon diskutiert, daß das auslau
fende, näherungsweise parallele Strahlenbündel 108 eine wesentlich kleinere
Strahlbreite als der einfallende Strahl 66 aufweist, also enger als dieser ist. Da die
Brennweite der ersten Stufe 42,88 mm und die der zweiten Stufe 8,42 mm beträgt,
somit der Wert der Vergrößerung K in der Beziehung 1.0 größer als 5 wird, läßt sich mit
diesem optischen System für gleiche Winkel θ der Abstand zum Schirm ungefähr um
den Faktor 5 verkleinern, bei gleichzeitiger Verbesserung der Strahlbreite des auf den
Schirm auftreffenden Lichtbündels gegenüber dem in das optische System einlau
fenden Lichtbündel um einen Faktor 5.
Das Linsensystem der Fig. 4 ist nochmals in Fig. 5 detaillierter dargestellt, wobei auch
die objektseitige Hauptebene H₁ und die bildseitige Hauptebene H₁′ der ersten
optischen Stufe 90 angegeben sowie die objektseitige Hauptebene H₂ und die bild
seitige Hauptebene H₂′ der zweiten optischen Stufe 92 dargestellt sind. Mit H ist die
objektseitige Hauptebene des gesamten optischen Systems 50 bezeichnet.
Dabei ist die Position der Hauptebene H aber nicht maßstäblich eingezeichnet, vielmehr
ist bei der praktischen Auslegung eines optischen Systems gemäß Fig. 6 die
Hauptebene H von der Hauptebene H₁ der ersten optischen Stufe mehrere Meter
entfernt angeordnet.
Die Eintrittspupille 104 liegt nicht sehr weit vom objektseitigen Brennpunkt 96 der ersten
Stufe 90 entfernt und zwar zwischen diesem und der Hauptebene H des gesamten
optischen Systems 50, womit die Verhältnisse denen aus Fig. 2 ähnlich sind. Der
Abstand zwischen dem bildseitigen Brennpunkt 98 der ersten optischen Stufe 90 und
dem objektseitigen Brennpunkt 100 der zweiten optischen Stufe 92 ist zur Verwirkli
chung des in Fig. 2 dargestellten Prinzips klein und liegt unterhalb von 1 mm.
In Fig. 5 sind die einzelnen Linsenflächen mit Bezugsziffern 111 bis 138 versehen. Die
physikalischen Dimensionen des optischen Systems 50 aus Fig. 5 sind in der im An
hang beigefügten Tabelle angegeben. In der Tabelle bezeichnen D den Abstand
zwischen den beiden jeweils angegebenen Flächen (gemessen auf der optischen
Achse), N den Brechungsindex und ν die aus einer mittleren Brechzahl und der
Grunddispersion abgeleitete Abb´′sche Zahl. Wenn in der Tabelle ein Brechungsindex
von 1 ohne Angabe von ν eingetragen ist, handelt es sich um einen Zwischenraum
zwischen den Linsen.
In Fig. 6 ist ein Videosystem 140 gezeigt, das nach dem Prinzip des Ausführungsbei
spiels von Fig. 1 mit dem im wesentlichen afokalen optischen System 50 aufgebaut ist.
Neben den schon beschriebenen Komponenten sind in dem Videosystem 140 auch
Einrichtungen 142 und 144 vorgesehen, welche die zum Erzeugen eines Videobilds
erforderliche Elektronik, die nicht im einzelnen dargestellt ist, enthalten. Das
Videosystem 140 weist eine Bilddiagonale von 200 cm auf, wobei die Höhe h des
Gerätes bis zur Mitte des Bildschirms 1,5 m und die Gerätetiefe nur 60 cm betragen.
Diese geringe Gerätetiefe im Verhältnis zur Bildschirmgröße ist auf das verwendete
optische System 50 wie auch auf einen Spiegel 146 zurückzuführen, der den
Strahlabstand vom Bildschirm zur Ablenkeinheit ebenfalls vergrößert. Das optische
System 50 verkürzt dabei die Länge zwischen der Ablenkeinheit und dem Bildschirm
(wie vorstehend beschrieben) um den Faktor 5. Das bedeutet, daß im Beispiel von Fig.
6 ohne Einsatz des erfindungsgemäßen optischen Systems 50 Lichtwege von mehr als
5 m vorgesehen werden müßten, um ein ähnlich großes Bild zu erhalten.
Neben den vorstehenden Dimensionsbetrachtung sollte man sich aber auch vor Augen
halten, daß das Videosystem 140 zusätzlich zu der erfreulichen Längenverkürzung
auch noch eine bessere Fokussierung ermöglicht, wie dies anhand von Fig. 2 beispiel
haft dargestellt wurde, was einen zusätzlichen Vorteil bringt, der mit bekannten
Systemen nicht erreichbar ist.
Für eine weitere Verbesserung könnten auch mehrere solche afokale optische Systeme
50 hintereinander geschaltet werden, wobei jeweils zwei Stufen mit einem Faktor im
Verhältnis ihrer Brennweiten zum Tangensverhältnis beitragen. Es ist aber auch
möglich, ein einziges optisches System 50 mit mehr als zwei Stufen auszustatten,
wobei die Anzahl der eingesetzten Stufen nicht geradzahlig sein muß.
Claims (13)
1. Videosystem zum Erzeugen eines aus Bildpunkten aufgebauten Videobildes auf einem
Schirm (54), mit mindestens einer ein hinreichend paralleles Lichtbündel aussendenden, in
ihrer Intensität veränderbaren Lichtquelle (10; 20; 30) und einer in zwei Richtungen wirkenden
Ablenkeinrichtung (44, 46), die das Lichtbündel zur Beleuchtung der Bildpunkte auf dem
Schirm (54) ablenkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ablenkeinrichtung (44, 46)
und dem Schirm (54) ein mindestens zweistufiges, im wesentlichen afokales optisches
System (50) mit einer Vergrößerung größer 1 angeordnet ist, das verzeichnungsfrei korrigiert
ist.
2. Videosystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen optischem System
(50) und Schirm (54) eine Feldlinse angeordnet ist.
3. Videosystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldlinse eine
Fresnellinse (52) ist.
4. Videosystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das optische
System (50) erzeugte Bild der Ablenkeinrichtung im Brennpunkt der Fresnellinse (52) oder in
einem Abstandsbereich von ± 20% des Wertes der Brennweite der Fresnellinse (52) von
deren Brennpunkt entfernt liegt.
5. Videosystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fresnellinse (52)
eine dem optischen System (50) zugewandte plane Fläche aufweist.
6. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer dem optischen System (50)
zugeordneten objektseitigen Hauptebene (H), dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenk
einrichtung (44, 46) zwischen der objektseitigen Hauptebene des optischen Systems (50) und
einem ersten objektseitigen Linsenscheitel (111) des optischen Systems (50) angeordnet ist.
7. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im
wesentlichen afokale optische System (50) eine erste optische Stufe (90) und eine zweite
optische Stufe (92) aufweist.
8. Videosystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite optische Stufe (92)
eine Brennweite aufweist, die kleiner als die Hälfte der Brennweite der ersten optischen Stufe
(90) ist.
9. Videosystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite der
zweiten optischen Stufe (92) kleiner als 1/5 der Brennweite der ersten optischen Stufe (90) ist.
10. Videosystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine objektseitige Hauptebene (H) des optischen Systems (50) außerhalb eines ersten
Linsenscheitels (111) und der objektseitige Brennpunkt (96) einer ersten optischen Stufe (90)
des optischen Systems (50) zwischen der objektseitigen Hauptebene (H) und dem ersten
Linsenscheitel (111) liegt.
11. Videosystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
optische Stufe (90) und die zweite optische Stufe (92) aus mehrlinsigen Anordnungen
bestehen.
12. Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
Zwischenbildebenen des optischen Systems (50) außerhalb des Materials des optischen
Systems (50) liegen.
13. Verwendung eines im wesentlichen afokalen optischen Systems (50) in einem
Videosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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