專利名稱：投影型變焦透鏡及投影型顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及搭載在投影型顯示裝置中的投影型變焦透鏡及其投影型 顯示裝置，尤其涉及考慮溫度補(bǔ)償后的投影型變焦透鏡及投影型顯示裝 置。
背景技術(shù)：
近年來，在演講發(fā)表對(duì)盛行使用投影型投影儀，并且隨著由-個(gè)人計(jì)算 機(jī)等提供的圖像的高精細(xì)化，尤其在色差方面更要求性能的提高。投影型 投影儀的投影透鏡中，作為用于改善倍率色差的技術(shù)，公知有將反常色散 的玻璃材料用于正透鏡是有效的(例如，參照下述專利文獻(xiàn)l)。但是， 反常色散的玻璃材料與通常的玻璃材料相比折射率的溫度系數(shù)的符號(hào)相 反，因此當(dāng)增強(qiáng)該正透鏡的光焦度時(shí)，在焦點(diǎn)位置上產(chǎn)生偏差。
尤其，在投影型投影儀中，使用高輸出的光源，來自光源的熱經(jīng)由底座(mount)傳遞到鏡筒而使透鏡變熱，另外，來自光源的光照射在透鏡 支撐架、光鬧、鏡室等中而產(chǎn)生熱，由此也使透鏡變熱，因此各透鏡的溫 度大幅度上升，從而，由于不能使上述正透鏡的光焦度太強(qiáng)，因此難于大 幅度改善倍率色差。
另一方面，在投影型投影儀的光學(xué)系中，作為用于減輕隨著溫度上升 的焦點(diǎn)位置的偏差的技術(shù)，已知有將復(fù)合非球面透鏡使用于投影透鏡中的 技術(shù)(參照下述專利文獻(xiàn)2)。復(fù)合非球面透鏡是薄的塑料非球面透鏡與 玻璃球面透鏡接合后的透鏡，通過將塑料透鏡作成薄的，從而減輕對(duì)溫度 變化敏感的塑料透鏡所引起的焦點(diǎn)位置的偏差。但是，該技術(shù)減輕塑料透 鏡的焦點(diǎn)位置的偏差，當(dāng)然不能本質(zhì)地解決在使用上述的反常色散的玻璃 材料時(shí)的隨著溫度變化的焦點(diǎn)位置的偏差。
根據(jù)上述的事情，期望出現(xiàn)以下簡單結(jié)構(gòu)的技術(shù)，即在投影型投影儀 的投影透鏡中，使用反常色散的玻璃材料能有效地改善色差，并且改善使
用反常色散的玻璃材料時(shí)的隨著溫度變化的焦點(diǎn)位置的偏差。雖然不是投影型投影儀的投影透鏡，但在固定焦點(diǎn)型的攝像透鏡系統(tǒng) 中公知有以下的技術(shù)使用由具有反常色散的玻璃材料構(gòu)成的正透鏡來改 善色差，且使用由具有反常色散的玻璃材料構(gòu)成的負(fù)透鏡來抵消使用該正 的透鏡所產(chǎn)生的隨著溫度變化的焦點(diǎn)位置的偏差(參照下述專利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)h特開2004—117519號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:特開2003 — 195169號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:特開2003—222793號(hào)公報(bào)但是，上述專利文獻(xiàn)3的技術(shù)是可適用于視頻透鏡等攝像透鏡系統(tǒng)的 技術(shù)，卻不可假設(shè)使用于如投影型投影儀的投影透鏡那樣的溫度大幅變化 的透鏡系統(tǒng)中。另外，適用對(duì)象為固定焦點(diǎn)透鏡，因此不^i人為是考慮了 在變焦時(shí)透鏡組的相對(duì)位置變化的構(gòu)成。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述問題而作成的，本發(fā)明的目的在于，提供一種簡單構(gòu) 成且高性能的投影型變焦透鏡及投影型顯示裝置，該變焦透鏡是在投影型 投影儀的投影型變焦透鏡中，通過使用反常色散玻璃材料而良好地補(bǔ)正色 差，并且可較好地補(bǔ)償由該反常色散玻璃材料產(chǎn)生的、隨著溫度變化的焦 點(diǎn)位置的偏差。本發(fā)明的投影型變焦透鏡，從放大側(cè)起依次排列具有負(fù)的折射力的 第一透鏡組及均具有正的折射力的第二、第三、第四、第五及第六透鏡組， 在所述第一透鏡組中包含至少一個(gè)阿貝數(shù)為70以上的具有反常色散的負(fù) 透鏡，且在所述第三、所述第四及所述第五透鏡組內(nèi)的所有透鏡中包含至少一個(gè)阿貝數(shù)為70以上的具有反常色散的正透鏡，具有所述反常色散的 負(fù)透鏡中的至少一個(gè)與相鄰于該負(fù)透鏡的正透鏡接合，并且具有所述反常 色散的正透鏡中的至少一個(gè)與相鄰于該正透鏡的負(fù)透鏡接合，在變焦時(shí)， 所述第二、所述第三、所述第四及所述第五透鏡組分別被移動(dòng)，所述第一 透鏡組及所述第六透鏡組分別被固定，在焦點(diǎn)調(diào)整時(shí)，將所述第一透鏡組移動(dòng)，滿足下述條件式(1):bf/to2.7 (1)
其中，bf:后截距，fW:廣角端的全系的焦距。 此時(shí)，優(yōu)選滿足下述條件式(2)及(3):3.(KfWG12/JEWK) (2) 1.3SdG23/f^2.0 (3)其中，^CH2:廣角端的所述第一透鏡組和所述第二透鏡組的合成焦距，dG23:廣角端的所述第二透鏡組和所述第三透鏡組的間隔。作為優(yōu)選，在所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間配設(shè)隨著變焦動(dòng) 作而孔徑直徑可變的光闌。此外，本發(fā)明的投影型變焦透鏡中，變焦比為1.8以上時(shí)特別有效。進(jìn)一步，本發(fā)明的投影型顯示裝置，具備光源；光閥；將東自該光-源的光束導(dǎo)入該光閥的照明光學(xué)部；和權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的投影 型變焦透鏡，來自所述光源的光束由所述光閥進(jìn)行光調(diào)制，通過該投影型 變焦透鏡而投影到屏幕上。根據(jù)本發(fā)明的投影型透鏡及投影型顯示裝置，在變焦時(shí)，所述第二、 所述第三、所述第四及所述第五透鏡組分別被移動(dòng)，所述第一透鏡組及所 述第六透鏡組分別被固定，在固定組的第一透鏡組中包含至少一個(gè)阿貝數(shù) 為70以上的具有反常色散的負(fù)透鏡，并且在可動(dòng)組的第三 第五透鏡組 內(nèi)的所有透鏡中包含至少一個(gè)阿貝數(shù)為70以上的具有反常色散的正透鏡。 進(jìn)一步，具有所述反常色散的負(fù)透鏡中的至少一個(gè)與相鄰于該負(fù)透鏡的正 透鏡接合，并且具有所述反常色散的正透鏡中的至少一個(gè)與相鄰于該正透 鏡的負(fù)透鏡接合。艮口，關(guān)于變焦時(shí)可動(dòng)的透鏡組中的、位于縮小側(cè)的阿貝數(shù)大的正透鏡， 以具有反常色散的方式構(gòu)成，從而有效地減輕色差，由具有該反常色散的 正透鏡所產(chǎn)生的隨著溫度變化的焦點(diǎn)位置的變動(dòng)量通過在變焦時(shí)處于固 定的第一透鏡組中所配置的、具有反常色散的阿貝數(shù)大的負(fù)透鏡來抵消。 另外，當(dāng)具有上述反常色散的阿貝數(shù)大的負(fù)透鏡的光焦度過度增大時(shí)，慧 差的產(chǎn)生變大，因此通過將該負(fù)透鏡的至少一個(gè)形成為接合透鏡，負(fù)透鏡 的光焦度不減弱而能降低慧差，并且通過將上述正透鏡的至少一個(gè)也形成 為接合透鏡，可使色差進(jìn)一步改善。
從而，即使在如投影型投影儀的投影型變焦透鏡那樣、溫度變化大且 各透鏡組的相對(duì)位置存在變化的變焦透鏡中，通過簡單的構(gòu)成，不僅能良 好地改善色差及慧差，而且可良好地補(bǔ)償隨著溫度變化的焦點(diǎn)位置的偏 差。進(jìn)一步由于滿足條件式(1)，因此能充分地確保后截距，可在投影 型變焦透鏡和光閥之間插入色合成棱鏡等光學(xué)系統(tǒng)。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的投影型變焦透鏡的構(gòu)成的概略圖； 圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的構(gòu)成的概略圖； 圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例3的投影型變焦:透鏡的構(gòu)成的概略屈； 圖4是表示實(shí)施例1的投影型變焦透鏡的廣角端及望遠(yuǎn)端中的各種像差(球差、像散、畸變及倍率色差)的像差圖；圖5是表示實(shí)施例1的投影型變焦透鏡的廣角端的慧差的像差圖； 圖6是表示實(shí)施例1的投影型變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的慧差的像差圖； 圖7是表示實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的廣角端及望遠(yuǎn)端中的各種像差(球差、像散、畸變及倍率色差)的像差；圖8是表示實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的廣角端的慧差的像差圖； 圖9是表示實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的慧差的像差圖； 圖10是表示實(shí)施例3的投影型變焦透鏡的廣角端及望遠(yuǎn)端的各種像差(球差、像散、畸變及倍率色差)的像差圖；圖11是表示實(shí)施例3的投影型變焦透鏡的廣角端的慧差的像差圖； 圖12是表示實(shí)施例3的投影型變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的慧差的像差圖； 圖13是本發(fā)明的一實(shí)施方式的投影型顯示裝置的概略構(gòu)成圖。
L, L17—透鏡；Gi G6—透鏡組；X—光軸；1、 103R、 103G、 103B一顯示面；2、 110 —色合成棱鏡(濾色部)；100 —光源；101 —照明光學(xué)系統(tǒng)；102—色分離光學(xué)系統(tǒng)；104RP、 104GP、 104BP—柵網(wǎng)偏振片；105 一屏幕(screen) ; 106、 107 —全反射鏡；108 —半反射鏡；109 —色合成 棱鏡；IIO—投影型變焦透鏡。
具體實(shí)施方式
下面，參照
本發(fā)明的具體的實(shí)施方式。圖l表示的實(shí)施方式 (代表實(shí)施例1的透鏡)的投影型變焦透鏡從放大側(cè)起依次具備具有負(fù) 的折射力的第一透鏡組G,、均具有正的折射力的第二透鏡組G2 第六透 鏡組G6，在其后級(jí)配設(shè)有色合成棱鏡(濾色部)2及光閥(DMD或透過 型、反射型的液晶顯示面板)的顯示面1 (下面稱為顯示面1)。在此， 圖中X表示光軸。另外，在第二透鏡組G2和第三透鏡G3之間配設(shè)有光闌3，將縮小側(cè) 形成為大致遠(yuǎn)心的(telecentric)。此外，關(guān)于該光闌3的方式，可以進(jìn)行 各種變更，但優(yōu)選作成以隨著從廣角端向望遠(yuǎn)端的變焦而孔徑直徑變大的 方式可進(jìn)行變化的、所謂的可變光闌。由此，在整個(gè)變焦區(qū)域中，可使F 值變?yōu)楹愣āＡ硗?，?yōu)選該光鬧3可沿光軸移動(dòng)，并且該移動(dòng)優(yōu)選為與第三透鏡組G3—體的移動(dòng)。但是，該光闌3不排除與其他透鏡組一體移動(dòng)或者與透鏡組分體移動(dòng)。 在此，第一透鏡組G！從放大側(cè)起依次由以下透鏡構(gòu)成:凸面朝向放大側(cè)的正彎月透鏡所構(gòu)成的第一透鏡L,;凹面朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月透鏡所 構(gòu)成的第二透鏡L"凹面朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月透鏡所構(gòu)成的第三透鏡L3;凸面朝向縮小側(cè)的正彎月透鏡所構(gòu)成的第四透鏡L4;及雙凹透鏡所構(gòu)成的 第五透鏡Ls。此外，第四透鏡L4及第五透鏡Ls相互接合。另外，第二透鏡組G2從放大側(cè)起依次由以下透鏡構(gòu)成凹面朝向縮 小側(cè)的負(fù)透鏡所構(gòu)成的第六透鏡L6;由雙凸透鏡所構(gòu)成的第七透鏡L7; 及凹面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月透鏡所構(gòu)成的第八透鏡L8。此外，第六透鏡 U及第七透鏡L7相互接合。另外，第三透鏡組G3由接合透鏡構(gòu)成，該接合透鏡是從放大側(cè)起依 次排列的、雙凸透鏡所構(gòu)成的第九透鏡L9和凹面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月透鏡 所構(gòu)成的第十透鏡Lu)接合后形成的。另外，第四透鏡組G4由從放大側(cè)起依次排列的、凹面朝向放大側(cè)的 負(fù)彎月透鏡所構(gòu)成的第十一透鏡L 和雙凸透鏡所構(gòu)成的第十二透鏡LI2 構(gòu)成。
另外，第五透鏡組G5由從放大側(cè)起依次排列的以下透鏡構(gòu)成凹面 朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月透鏡所構(gòu)成的第十三透鏡L13;雙凹透鏡所構(gòu)成的第 十四透鏡Lw;雙凸透鏡所構(gòu)成的第十五透鏡Lt5;及雙凸透鏡所構(gòu)成的第 十六透鏡L,6。此外，第十四透鏡Li4及第十五透鏡L,5相互接合。進(jìn)一步，第六透鏡組G6由第十七透鏡Ln構(gòu)成，該第十七透鏡Ln由 單一的正透鏡構(gòu)成。此外，上述各透鏡組的透鏡構(gòu)成并不限于上述的說明，也可以增減一 個(gè)以上的負(fù)透鏡或正透鏡，可以適當(dāng)?shù)厍袚Q接合透鏡和單透鏡。本實(shí)施方式的投影型變焦透鏡中，如上所述，形成為負(fù)主導(dǎo)(negative lead)型的變焦透鏡，因此易于實(shí)現(xiàn)廣角化，另外，能確保適當(dāng)長度的后 截—距。另外，本實(shí)施方式的投影型變焦透鏡采用的構(gòu)成為在變焦時(shí)，通過 使第二透鏡組G2 第五透鏡組Gs的四個(gè)透鏡組移動(dòng)，具有變焦功能。艮口， 將透鏡系統(tǒng)全體分為6組，以變焦時(shí)四個(gè)透鏡組獨(dú)立移動(dòng)的方式將變焦功 能分割給各組，因此能提高光學(xué)性能，并且抑制隨著變焦的F值的變動(dòng)。另外，從圖1中的透鏡組移動(dòng)軌跡可知，從廣角端向望遠(yuǎn)端的變焦之 際，第二透鏡組G2 第五透鏡組G5的四個(gè)透鏡組均向放大側(cè)移動(dòng)。但是，本實(shí)施方式的投影型變焦透鏡中，根據(jù)最近的顯示圖像的高精 細(xì)化的要求，為了使色差變好，對(duì)一部分的透鏡使用反常色散的玻璃材料。 即，在變焦時(shí)的可動(dòng)組中的縮小側(cè)的透鏡組，具體而言比光闌3 (用于規(guī) 定光瞳位置)更靠近縮小側(cè)的第三透鏡組G3 第五透鏡組Gs的三個(gè)透鏡 組中，配設(shè)由阿貝數(shù)為70以上的反常色散的玻璃材料構(gòu)成的正透鏡(實(shí) 施例1中為第九透鏡L9，在實(shí)施例2中為第十二透鏡L12，在實(shí)施例3中 為第十四透鏡14)，由此能實(shí)現(xiàn)色差的大幅度的改善。但是，反常色散的玻璃材料與通常的玻璃材料相比，折射率的溫度系 數(shù)的符號(hào)相反，因此在由上述反常色散的玻璃材料構(gòu)成的正透鏡的光焦度 變大時(shí)，焦點(diǎn)位置上產(chǎn)生偏差。于是，本實(shí)施方式的投影型變焦透鏡中，在變焦時(shí)處于固定的第一透 鏡組G,上配設(shè)由阿貝數(shù)為70以上的反常色散的玻璃材料構(gòu)成的負(fù)透鏡 (各實(shí)施例中均為第五透鏡Ls)，以抵消上述正透鏡的隨著溫度變化的焦
點(diǎn)位置的變動(dòng)量為目的。
另外，在具有上述反常色散的負(fù)透鏡的光焦度過度變大時(shí)，慧差的產(chǎn) 生變大，因此通過將該負(fù)透鏡形成為該負(fù)透鏡與相鄰的正透鏡(各實(shí)施例 中均為第四透鏡U)接合后的接合透鏡，從而負(fù)透鏡的光焦度不減弱而降 低了慧差。進(jìn)一步，通過使上述反常色散的玻璃材料所構(gòu)成的正透鏡也形 成為接合透鏡，進(jìn)一步改善色差。
從而，根據(jù)本實(shí)施方式的投影型變焦透鏡，即使在溫度變化大且各透 鏡組的相對(duì)位置存在變化的變焦透鏡中，通過簡單的構(gòu)成，也可良好地改 善色差及慧差，并且能良好地補(bǔ)償隨著溫度變化的焦點(diǎn)位置的偏差。
另外，在本實(shí)施方式的變焦透鏡中，可在第一透鏡組G,上將具有阿 貝數(shù)為70以上的反^:色散的負(fù)透鏡配設(shè)多個(gè)，和在第三透鏡組G3 第五 透鏡組G5上將具有阿貝數(shù)為70以上的反常色散的正透鏡配設(shè)多個(gè)。但是， 在這種情況下，存在以下條件具有上述反常色散的負(fù)透鏡中的至少一個(gè) 與相鄰于該負(fù)透鏡的正透鏡接合，并且具有上述反常色散的正透鏡的至少 一個(gè)與相鄰于該正透鏡的負(fù)透鏡接合。
此外，"反常色散"是指在縱軸設(shè)為部分色散比(eg， F)、橫軸設(shè) 為阿貝數(shù)(vd)、將各玻璃材料在該坐標(biāo)系中繪制的周知的部分色散比分 布圖中，從作為認(rèn)為是正常分散的兩個(gè)基準(zhǔn)玻璃種類所選擇的F2及K7 相互連接的直線(基準(zhǔn)線)離開的特性。
因而，本發(fā)明中，將在從上述基準(zhǔn)線離開的位置上所標(biāo)繪的玻璃材料 適用于具有上述反常色散的透鏡中，作為優(yōu)選，使用在上述部分色散比分 布圖中部分色散比(eg， F)為0.52以上0.54以下且阿貝數(shù)(vd)為70 以上的范圍的玻璃材料。
另外，本實(shí)施方式的投影型變焦透鏡被構(gòu)成為滿足下述條件式<formula>formula see original document page 10</formula>
其中，bf:后截距，fW:廣角端的全系統(tǒng)的焦距，
fWQ12:廣角端的所述第一透鏡組和所述第二透鏡組的合成焦距，dG23:廣角端的所述第二透鏡組和所述第三透鏡組的間隔 在此，說明上述的條件式(1) (4)的技術(shù)意義。 上述條件式(1)規(guī)定后截距的大小，當(dāng)?shù)陀跅l件式(1)的下限時(shí)， 很難在該變焦透鏡和光閥之間插入色合成棱鏡等光學(xué)部件。另外，上述條件式(2)規(guī)定廣角端的第一透鏡組G,和第二透鏡組G2的合成焦距相對(duì)廣角端的全系統(tǒng)焦距之比。當(dāng)高于其上限時(shí)，很難得到充分的后截距，另外，當(dāng)無理地使后截距變長時(shí)，招致透鏡個(gè)數(shù)的增加及 裝置的大型化。另一方面，當(dāng)?shù)陀谄湎孪迺r(shí)，很難將第一及第二透鏡組G2、 &所產(chǎn)生的像差通過比其更靠近縮小側(cè)的透鏡組G3 G6來進(jìn)行補(bǔ)正。另外，上述條件(3)規(guī)定廣角端的第二透鏡組G2和第三透鏡組G3 的間隔相對(duì)廣角端的全系統(tǒng)焦距之比。若高于其上限，則招致裝置的大型 化。另一方面，若低于其下限，則慧差增大，進(jìn)一步，若變焦比變大，則 由于在望遠(yuǎn)端中第二透鏡組G2和第三透鏡組G3進(jìn)行干涉，因此很難得到 1.8以上的變焦比。進(jìn)一步，在第一透鏡組Gi設(shè)置一個(gè)具有上述反常色散的負(fù)透鏡，該 透鏡的焦距設(shè)為f凹，另一方面，在第三透鏡組G3 第五透鏡組Gs上設(shè) 置一個(gè)具有上述反常色散的正透鏡，該透鏡的焦距設(shè)為f凸的情況下，優(yōu) 選滿足下述條件式(4)。t).5《lf凸/f凸kl.O (4)通過滿足該條件式(4)，能適當(dāng)?shù)厝〉镁哂猩鲜龇闯Ｉ⒌呢?fù)透鏡 和具有上述反常色散的正透鏡之間的光焦度平衡，不僅能良好地改善色差 及慧差，且能良好地補(bǔ)償隨著溫度變化的焦點(diǎn)位置的偏差。接著，簡單地說明本發(fā)明的投影型顯示裝置的實(shí)施方式。圖13是本 實(shí)施方式的投影型顯示裝置的概略構(gòu)成圖。如圖13所示，從光源IOO射出的光束通過照明光學(xué)系統(tǒng)(蠅眼型及 梳型濾色器)101可實(shí)現(xiàn)在與光束的光軸垂直的剖面中的光量分布的均勻 性，且成為偏振方向一致的偏振光，通過色分離光學(xué)系統(tǒng)102分離為3原 色光(R、 G、 B)的各色光，經(jīng)由全反射鏡106、 107及半反射鏡108，照
射到與各色光對(duì)應(yīng)的LCOS (反射型液晶)的顯示面103R、 103G、 103B。 該顯示面103R、 103G、 103B中，各色光由對(duì)應(yīng)的映像信號(hào)分別被調(diào)制， 其后從各顯示面103R、 103G、 103B反射的各色光由色合成棱鏡109合成， 入射到投影型變焦透鏡110，將各色光所載有的映像信息投影到屏幕111 上。此外，如圖所示，對(duì)于入射到各顯示面103R、 103G、 103B的各色光， 為了使從各顯示面103R、 103G、 103B射出的各色光的行進(jìn)方向偏振化， 按照與各顯示面103R、 103G、 103B對(duì)應(yīng)的方式設(shè)置柵網(wǎng)偏振片104RP、 104GP、 104Bp。在這種投影型顯示裝置中，額外需要如圖那樣配置LCOS 及柵網(wǎng)偏振片104Rp、 Gp、 Bp的空間，由此需要確保后截距比通常的投影 型顯示裝置更長。此外，圖13所示的投影型顯示裝置表示本發(fā)明的一實(shí)施方式，各種 方式的變更是可能的。例如，替代LCOS (反射型液晶)，可以使用透過 型液晶或DMD等其他光閥，另外，也可以使用單板的光閥以色序(color sequence)操作的方式進(jìn)行變更。實(shí)施例下面，使用具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的投影型變焦透鏡。 (實(shí)施例1)圖1示出了實(shí)施例1的投影型變焦透鏡的概略構(gòu)成。該投影型變焦透 鏡從放大側(cè)起依次具備具有負(fù)的折射力的第一透鏡組G^和均具有正的 折射力的第二透鏡組G2 第六透鏡組G6。在上述實(shí)施方式中說明實(shí)施例1的各組的透鏡構(gòu)成，因此省略重復(fù)的 說明。此外，第三透鏡組G3的第九透鏡G9形成為由阿貝數(shù)為70以上的 反常色散的玻璃材料構(gòu)成的正透鏡。表l示出了該投影型變焦透鏡的各透鏡面的曲率半徑R(單位mm)、 各透鏡的中心厚度及各透鏡之間的空氣間隔(下面將這些統(tǒng)稱為軸上面間 隔)D(單位mm)、各透鏡的相對(duì)d線的折射率N及阿貝數(shù)v的值。此外， 表中的數(shù)字表示從放大側(cè)起的順序編號(hào)(在下面的表2、 3中相同)。此外，在表1的下端的左側(cè)中表示全系統(tǒng)的焦距為21.25 (廣角端) 及42.49mm(望遠(yuǎn)端)的情況下的各透鏡組間隔及可變光闌3的孔徑直徑。
表1可變光闌組間隔GUN(1〉 GUN(2) GUN(3) GUN(4) GUN(5)可變光闌直徑1.71300 53.91.677901.8051855.325.41.77250 49.61.49700 81.61.71300 53.91.72047 34.71,5174252.41.49700 81.6 1.51633 64.11.8340037.21.487491.8051870.225.41.83481 42.71.51633 64.11.58913 61.21.58913 61.21.51633 641bf/fw^2.7 :2.811.3^d2^2.0 :1.702.0Sfw1/fwS6.0 :4.490.5^f凸/flHJS1.0 :0.730016.96 022.91面RD174.878.182226.840.20354.942.30430.079.355253.901.95648.015.78-180,605.198-56.141.80949.00G,)10-368.011.601126.1512.2012-53.420.6013-39.801.4014-7Z37GUN(2)15oo4.001663.859.8117-25.641.5018-70.18GUN(3)19-46.731.2020-79.180.2021273.763.7922-49.01GUN(4〉2358.831.202434.105.2925-21.471.002687.308.1427-27.010.2028245.428.2929-34.68GUN(5)3075.914.4331oo12.0032CO31.7033ooWIDE28.51 32.17 2.80 1.50 0.50TELE23.98 21.491 1 o7 2 1
另外，根據(jù)實(shí)施例1的投影型變焦透鏡，變焦比為2.0，進(jìn)一步如表1 的下端的最右側(cè)所示，全部滿足條件式(1) (4)。另外，圖4是表示實(shí)施例1的投影型變焦透鏡的廣角端(WIDE:下 面相同)及望遠(yuǎn)端(TELE:下面相同)的球差、像散、畸變及倍率色差 的像差圖。此外，像散圖表示針對(duì)弧矢像面及子午像面的像差(在圖7、 IO中相同)。另外，圖5是表示實(shí)施例1的投影型變焦透鏡的廣角端的慧差的像差 圖，圖6是表示實(shí)施例1的投影型變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的慧差的像差圖。從這些像差圖可知，根據(jù)實(shí)施例1的投影型變焦透鏡，能補(bǔ)正各像差 尤其能補(bǔ)正倍率色差及慧差。此外，本實(shí)施例1中，畸變?yōu)?%以下，作 為投影型變焦透鏡的良好的使用變?yōu)榭赡?。艮口，根?jù)實(shí)施例1的投影型變焦透鏡，能確保較大的后截距及高變焦 比，且形成具有良好的光學(xué)性能的透鏡。 (實(shí)施例2)圖2示出了實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的概略構(gòu)成。本實(shí)施例中，對(duì) 與實(shí)施例1重復(fù)的說明進(jìn)行省略。實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的透鏡構(gòu)成與實(shí)施例1大致相同，但主要不同在于第三透鏡組G3和第四透鏡組G4的構(gòu)成中。g卩，第三透鏡組G3 由雙凸透鏡所構(gòu)成的第九透鏡L9構(gòu)成。另外，第四透鏡組G4從放大側(cè)起依次由凹面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月透鏡所構(gòu)成的第十透鏡Lh)、凹面朝向縮 小側(cè)的負(fù)彎月透鏡所構(gòu)成的第十一透鏡Lu、雙凸透鏡所構(gòu)成的第十二透 鏡Lu構(gòu)成，第十一透鏡Lu及第十二透鏡I^相互接合。另外，第四透鏡 組G4的第十二透鏡Lu形成為由阿貝數(shù)為70以上的反常色散的玻璃材料 構(gòu)成的正透鏡。表2表示該投影型變焦透鏡的各透鏡面的曲率半徑R (單位mm)、 各透鏡軸上面間隔D (單位mm)、各透鏡相對(duì)d線的折射率N及阿貝數(shù) v的值。此外，表2的下端的左側(cè)，表示全系統(tǒng)的焦距為21.24mm (廣角端) 及42.49mm(望遠(yuǎn)端)的情況下的各透鏡組間隔及可變光闌3的孔徑直徑。 表2:
面RD173.298.241.7130053.92213.030.20352.852.301.6779055.3429.739.435241.391.951.8051825.4645.715.94了-182.306.671.7725049.68-55.98l加1.4970081.6948."GUN(1)10-279.631.601.7130053.91127.769.101.7204734.712-5U80.5313-39,781.401.5174252.414-mi 6GUN(2)15oo4.001661.924.321.5163364.117-88.72GUNK3)18-44.681.201.8340037.219-72.790.2020273.971.501.5163364.12122.137.661.4970081.622-45.12GUN(4)2352.881.201.8051825.42432.185,5125-22.191.001.8348142.72680.318.061.5163364.127-28.750.2028216.578.481.5891361.229-34.85GUN(5)3076.114.471.5891361.231oo12.0032oo31.701.5163364.133oo組間隔WIDETELEGUN("28.995.98bf/fw^2.7:2.81GUN(2)34.8114.171.3^d2^2.0:1.83G歸)3.164.192.0SfW1/fwS6.0:3.67GUN(4)1.5023.750.5^f凸/f凹^1.0:0.598GUN(5)0.5020.87可變光闌直徑017.26023.50另外，根據(jù)實(shí)施例2的投影型變焦透鏡，變焦比為2.0，進(jìn)一步，如 表2的下端的最右側(cè)所示，全部滿足條件式(1) (4)。
另外，圖7是表示實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的廣角端及望遠(yuǎn)端的球 差、像散、畸變及倍率色差的像差圖。另外，圖8是表示實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的廣角端的慧差的像差 圖，圖9是表示實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的慧差的像差圖。從這些像差圖可知，根據(jù)實(shí)施例2的投影型變焦透鏡，能很好地補(bǔ)正 各像差尤其倍率色差及慧差。此外，本實(shí)施例2中，畸變?yōu)?%以下的良 好值，作為投影型變焦透鏡的良好的使用變?yōu)榭赡堋ｔ蘅?，根?jù)實(shí)施例2的投影型變焦透鏡，不僅能確保較大的后截距及高 變焦比，且可使光學(xué)性能變得良好。 (實(shí)施例3)圖3示出了實(shí)施例3的投影型變焦透鏡的概略構(gòu)成。在本實(shí)施例中， 對(duì)與實(shí)施例2重復(fù)的說明進(jìn)行省略。實(shí)施例3的投影型變焦透鏡的透鏡構(gòu)成與實(shí)施例2的構(gòu)成大致相同，但主要不同在于第四透鏡組G4及第五透鏡組G5的構(gòu)成。即，第四透鏡組G4從放大側(cè)起依次由凹面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月透鏡所構(gòu)成的第十透鏡 Lu)及雙凸透鏡所構(gòu)成的第十一透鏡Lu構(gòu)成，這一點(diǎn)與實(shí)施例2不同。另 外，由阿貝數(shù)為70以上的反常色散的玻璃材料構(gòu)成的正透鏡被形成為第 五透鏡組Gs的第十四透鏡L,4，這一點(diǎn)與實(shí)施例2不同。本實(shí)施例中，作 為優(yōu)選，根據(jù)其他請(qǐng)求，在設(shè)置接合透鏡的第五透鏡組G5中設(shè)置有由上 述反常色散的玻璃材料構(gòu)成的正透鏡，因此與在其他透鏡組中設(shè)置了由上 述反常色散的玻璃材料構(gòu)成的正透鏡的情況相比，可將全體的透鏡個(gè)數(shù)減 少。表3表示該投影型變焦透鏡的各透鏡面的曲率半徑R (單位mm)、 各透鏡軸上面間隔D (單位mm)、各透鏡相對(duì)d線的折射率N及阿貝數(shù) v的值。此外，表3的下端的左側(cè)，表示全系統(tǒng)的焦距為21.29mm (廣角端) 及42.57mm(望遠(yuǎn)端)的情況下的各透鏡組間隔及可變光闌3的孔徑直徑。 表3:
可變光闌面RDNd 180.467.401.7130053.92241.210.20357.142.301.6779055.3431.268.175150.381.951.8051825.4643.696.29-181.246."1.7725049.68-65.351.801.4970081.6952.48GUN(1)10-1007.981.601.7130053.91129.168.131.7204734.712-53.650.5213-42.211.401.5174252.414-78.33GUN(2)15oo4.001660.414.481.5163364.117-83.73GUN(3〉18-44.431.201.8340037.219-79.900.2020237.873.79， 4874970.221-46.44GUN(4)2256.251.201.8051825.42331.305.3824-19.B01.001.8348142.72598.018.491.4970081.626-24.520.2027277.628.691.5891361.228-33.35GUN(5〉2973.5384.661.5891361.230oo12.0031oo31.701.5163364.132oo組間隔 WIDE TELEGUN(I) GUN(2) G,) G,) GUN(5)29.92 34.66 3.10 1.51 0,475.88 訓(xùn)3.14 20.66 26.37bf/fw^2.7 1-3^d2^2.00.5Sf凸/f凹^1,02.80 1.64 4.49 0.693<6 1 6.48 0 22.56可變光闌直徑另外，根據(jù)實(shí)施例3的投影型變焦透鏡，變焦比為2.0，進(jìn)一步，如 表3的下端的最右側(cè)所示，全部滿足條件式(1) (4)。 另外，圖10是表示實(shí)施例3的投影型變焦透鏡的廣角端及望遠(yuǎn)端的 球差、像散、畸變及倍率色差的像差圖。另外，圖11是表示實(shí)施例3的投影型變焦透鏡的廣角端的慧差的像 差圖，圖12是表示實(shí)施例2的投影型變焦透鏡的望遠(yuǎn)端的慧差的像差圖。從這些像差圖可知，根據(jù)實(shí)施例3的投影型變焦透鏡，能很好地補(bǔ)正 各像差尤其倍率色差及慧差。此外，本實(shí)施例3中，畸變?yōu)?%以下的良 好值，作為投影型變焦透鏡的良好的使用變?yōu)榭赡?。艮口，根?jù)實(shí)施例3的投影型變焦透鏡，能確保較大后截距及高變焦比， 且可使光學(xué)性能變得良好。
權(quán)利要求
1、 一種投影型變焦透鏡，其中，從放大側(cè)起依次排列具有負(fù)的折射力的第一透鏡組及均具有正的折 射力的第二、第三、第四、第五及第六透鏡組，在所述第一透鏡組中包含至少一個(gè)阿貝數(shù)為70以上的具有反常色散 的負(fù)透鏡，且在所述第三、所述第四及所述第五透鏡組內(nèi)的所有透鏡中包含至少一個(gè)阿貝數(shù)為70以上的具有反常色散的正透鏡，具有所述反常色散的負(fù)透鏡中的至少一個(gè)與相鄰于該負(fù)透鏡的正透 鏡接合，并且具有所述反常色散的正透鏡中的至少一個(gè)與相鄰于該正透鏡 的負(fù)透鏡接合，在變焦時(shí)，所述第二、所述第三、所述第四及所述第五透鏡組分別被 移動(dòng)，所述第一透鏡組及所述第六透鏡組分別被固定， 在焦點(diǎn)調(diào)整時(shí)，將所述第一透鏡組移動(dòng)，滿足下述條件式(1):bf/fWk2.7 (1) 其中，bf:后截距，fW:廣角端的全系統(tǒng)的焦距。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影型變焦透鏡，其特征在于， 滿足下述條件式(2)及(3):<formula>formula see original document page 2</formula> (2)<formula>formula see original document page 2</formula> (3)其中，fVcl2:廣角端的所述第一透鏡組和所述第二透鏡組的合成焦距，dC23:廣角端的所述第二透鏡組和所述第三透鏡組的間隔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投影型變焦透鏡，其特征在于，在所述第二透鏡組和所述第三透鏡組之間配設(shè)隨著變焦動(dòng)作而孔徑 直徑可變的光闌。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的投影型變焦透鏡，其特征在于， 變焦比為1.8以上。
5、 一種投影型顯示裝置，具備光源；光閥；將來自該光源的光束 導(dǎo)入該光闊的照明光學(xué)部；和權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的投影型變焦透 鏡，來自所述光源的光束由所述光閥進(jìn)行光調(diào)制，通過該投影型變焦透鏡 而投影到屏幕上。
全文摘要
提供一種投影型變焦透鏡及投影型顯示裝置，該投影型變焦透鏡中，使用反常色散玻璃材料可良好地改善色差，且良好地補(bǔ)償該反常色散玻璃材料所產(chǎn)生的隨著溫度變化的焦點(diǎn)位置的偏差。從放大側(cè)起依次配設(shè)在變焦之際被固定的、用于聚焦的負(fù)的第一組(G<sub>1</sub>)；變焦時(shí)以持有關(guān)系相互移動(dòng)的、均為正的第二組(G<sub>2</sub>)～第五組(G<sub>5</sub>)；和固定的第六組(G<sub>6</sub>)，在第一組(G<sub>1</sub>)中配設(shè)由阿貝數(shù)為70以上的反常色散的玻璃材料構(gòu)成的負(fù)透鏡(L<sub>5</sub>)，在比光闌(3)更靠近縮小側(cè)的第三組(G<sub>3</sub>)中配設(shè)由阿貝數(shù)為70以上的反常色散的玻璃材料構(gòu)成的正透鏡(L<sub>9</sub>)。另外，負(fù)透鏡(L<sub>5</sub>)及正透鏡(L<sub>9</sub>)與相鄰的透鏡接合。另外，滿足bf/fw≥2.7。其中，bf是后截距，fw是廣角端的全系統(tǒng)焦距。
文檔編號(hào)G02B13/00GK101122673SQ20071014085
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者山田宏 申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社