專利名稱：投影用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)明涉及一種在投影型顯示裝置等所搭載的投影用變焦透鏡、及搭載了該投影 用變焦透鏡的投影型顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年，使用透射式或反射式的液晶顯示裝置、DMD顯示裝置等各種光閥且后截距比 較長的投影型顯示裝置廣泛普及并且變得高性能化起來。在這種高性能的投影型顯示裝置中，采用使用了 3片反射式液晶顯示元件或DMD 的方式的投影型顯示裝置，為了插入合色棱鏡(也稱色合成棱鏡)需要更長的后截距，并且 要求良好的焦闌性(也稱遠(yuǎn)心性)。以往公知有下述專利文獻(xiàn)1記載的投影型顯示裝置，即不僅解決上述問題，并將 最靠放大側(cè)的第1透鏡組分離成2個(gè)子透鏡組，且在聚焦時(shí)通過使兩子透鏡組的間隔變化 或者僅使縮小側(cè)的子透鏡組移動(dòng)，從而使像面彎曲的距離變動(dòng)在從極近至無限遠(yuǎn)為止的范 圍良好。專利文獻(xiàn)1 日本專利公開2008-257005號(hào)公報(bào)然而，根據(jù)最近的光閥的高分辨率化，還有要制成使像面彎曲良好的變焦透鏡的 期望要求。而且最近，為了進(jìn)一步加大設(shè)置投射儀的自由度而要求高變焦比的變焦透鏡。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種充分確保長的后截距、實(shí) 現(xiàn)高變焦比，并且可以簡單地抑制像面彎曲的高分辨率的投影用變焦透鏡及搭載這種投影 用變焦透鏡的投影型顯示裝置。本發(fā)明的投影用變焦透鏡，其特征在于，從放大側(cè)依次配設(shè)具有負(fù)的折射力的第 1透鏡組；具有正或負(fù)的折射力的第2透鏡組；具有正的折射力的第3透鏡組及第4透鏡組； 具有正或負(fù)的折射力的第5透鏡組及第6透鏡組；具有正的折射力的第7透鏡組而構(gòu)成，并 且縮小側(cè)成為遠(yuǎn)心的結(jié)構(gòu)，變倍時(shí)，從上述第3透鏡組到上述第6透鏡組的各透鏡組沿著光軸移動(dòng)，并且上述 第1透鏡組、上述第2透鏡組及上述第7透鏡組成為固定，而且，聚焦時(shí)構(gòu)成為上述第2透 鏡組沿著該光軸移動(dòng)，上述第3透鏡組至少具有1片具有負(fù)的折射力的透鏡而構(gòu)成，并且，滿足下述條件式(1)、(2)。2. 2 < Bf/fw < 5. 0......(1)1. 50 ^ ft/fw......(2)其中，Bf 透鏡整個(gè)系統(tǒng)的縮小側(cè)的空氣換算后截距fw 廣角端的透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距[0017]ft 望遠(yuǎn)端的透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距而且，上述第4透鏡組由1片具有正的折射力的透鏡構(gòu)成，并且滿足下述條件式 ⑶。0. 4 < m4 < f4......(3)其中，m4 第4透鏡組的，從廣角端位置到望遠(yuǎn)端位置的距離(將從縮小側(cè)朝向放大側(cè)的 方向設(shè)為正)f4 第4透鏡組的焦距而且，優(yōu)選上述第2透鏡組包括接合透鏡。而且，上述第5透鏡組包括具有負(fù)的折射力的透鏡，并且優(yōu)選該具有負(fù)的折射力 的透鏡滿足下述條件式(4)1. 75 < Nn......(4)其中，Nn 第5透鏡組中的具有負(fù)的折射力的透鏡的對(duì)d線折射率而且，優(yōu)選上述第1透鏡組中包括非球面。而且，本發(fā)明的投影型顯示裝置，其特征為，具備光源；光閥；將來自該光源的光 束向該光閥引導(dǎo)的照明光學(xué)部；上述的任一項(xiàng)所述的投影用變焦透鏡，將來自上述光源的 光束用上述光閥進(jìn)行光調(diào)制，并通過上述投影用變焦透鏡投射在屏幕上。另外，上述“放大側(cè)”是指被投影側(cè)(屏幕側(cè))，縮小投影時(shí)方便上也將屏幕側(cè)稱為 放大側(cè)。一方面，上述“縮小側(cè)”是指原圖像顯示區(qū)域側(cè)(光閥側(cè))，縮小投影時(shí)方便上也將 光閥側(cè)稱為縮小側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的投影用變焦透鏡及使用該投影用變焦透鏡的投影型顯示裝置，從放 大側(cè)依次配設(shè)變倍時(shí)固定的負(fù)的第1透鏡組；變倍時(shí)固定并進(jìn)行聚焦的正或負(fù)的第2透 鏡組；變倍時(shí)分別移動(dòng)的正的第3透鏡組、正的第4透鏡組、正或負(fù)的第5透鏡組；正或負(fù)的 第6透鏡組以及變倍時(shí)固定的正的第7透鏡組而構(gòu)成，并且上述第3透鏡組至少具有1片 具有負(fù)的折射力的透鏡，并且滿足上述的條件式(1)、(2)。尤其，通過滿足上述條件式(1)，抑制透鏡的大型化，并且能夠得到充分的后截距。而且，通過滿足上述條件式(2)，可以得到具有大小充分的變焦比，并可以提高裝
置設(shè)置的自由度。另外，上述第3透鏡組從放大側(cè)為第1個(gè)移動(dòng)透鏡組，因?yàn)樵摰?透鏡組至少具有 1片具有負(fù)的折射力的透鏡，所以可以使像面的校正效果提高。

圖1是實(shí)施例1所涉及的投影用變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示實(shí)施例1所涉及的投影用變焦透鏡在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE) 的各透鏡組的移動(dòng)位置的圖。圖3是實(shí)施例2所涉及的投影用變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示實(shí)施例2所涉及的投影用變焦透鏡在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE) 的各透鏡組的移動(dòng)位置的圖。[0039]圖5是實(shí)施例3所涉及的投影用變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示實(shí)施例3所涉及的投影用變焦透鏡在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE) 的各透鏡組的移動(dòng)位置的圖。圖7實(shí)施例4所涉及的投影用變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)圖。圖8是表示實(shí)施例4所涉及的投影用變焦透鏡在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE) 的各透鏡組的移動(dòng)位置的圖。圖9是實(shí)施例1所涉及的投影用變焦透鏡在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的各 像差圖。圖10是實(shí)施例2所涉及的投影用變焦透鏡在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的 各像差圖。圖11是實(shí)施例3所涉及的投影用變焦透鏡在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的 各像差圖。圖12是實(shí)施例4所涉及的投影用變焦透鏡在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的 各像差圖。圖13是表示本實(shí)施方式所涉及的投影型顯示裝置的一部分的簡要圖。圖中1_圖像顯示面、2-合色棱鏡、10-投影用變焦透鏡、11a 11c-透射式液晶 面板、12，13-二向色鏡、18a 18c-全反射鏡、20-光源、 G7-透鏡組、 L18-透鏡、 R R36_透鏡面等的曲率半徑、 D35-軸上面間隔、Z-光軸
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1所 涉及的變焦透鏡的在廣角端的透鏡結(jié)構(gòu)圖。以下，將該透鏡作為代表例對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說 明。S卩，該透鏡是作為搭載于投影型顯示裝置的投影用變焦透鏡而使用的透鏡，作為 一例，從放大側(cè)依次具備變倍時(shí)被固定且具有負(fù)的折射力的第1透鏡組& ；變倍時(shí)被固定 并用于聚焦且具有正或負(fù)的折射力的第2透鏡組G2 ；變倍時(shí)分別沿光軸Z進(jìn)行移動(dòng)且具有 正的折射力的第3透鏡組G3 ；具有正的折射力的第4透鏡組G4 ；具有正或負(fù)的折射力的第 5透鏡組G5 ；具有正或負(fù)的折射力的第6透鏡組G6 ；變倍時(shí)被固定并具有正的折射力的第7 透鏡組G7。而且，上述第3透鏡組G3、上述第4透鏡組G4、上述第5透鏡組G5以及上述第6透 鏡組G6，優(yōu)選分別在從廣角端向望遠(yuǎn)端變倍時(shí)從縮小側(cè)向放大側(cè)移動(dòng)(參照?qǐng)D2、4、6、8)。而且，根據(jù)需要能夠在透鏡系統(tǒng)內(nèi)適當(dāng)配設(shè)孔徑或者光闌。而且，如圖所示，第1透鏡組&由3片透鏡k L3構(gòu)成；第2透鏡組G2由2片透 鏡L4、L5構(gòu)成；第3透鏡組G3由4片透鏡L6 L9構(gòu)成；第4透鏡組G4由1片透鏡L1Q構(gòu)成； 第5透鏡組G5由3片透鏡Ln L13 (在實(shí)施例3、4中為2片透鏡Ln、L12)構(gòu)成；第6透鏡 組G6由4片透鏡L14 L17(在實(shí)施例3、4中為5片透鏡13 L18)構(gòu)成；第7透鏡組G7由1 片透鏡L18構(gòu)成。而且，就上述第2透鏡組G2而言，優(yōu)選最靠放大側(cè)的透鏡(在各實(shí)施例中為第4透 鏡1^4)的放大側(cè)的面成為凸面，而且，最靠縮小側(cè)的透鏡(在各實(shí)施例中為第5透鏡L5)的縮小側(cè)的面成為凹面(參照實(shí)施例1、3、4)；或者最靠放大側(cè)的透鏡(在各實(shí)施例中為第4 透鏡L4)的放大側(cè)的面成為凹面，而且，最靠縮小側(cè)的透鏡(在各實(shí)施例中為第5透鏡L5) 的縮小側(cè)的面成為凸面(參照實(shí)施例2)。另外，優(yōu)選上述第2透鏡組G2由接合透鏡(在各實(shí)施例中為第4透鏡L4及第5透 鏡65)構(gòu)成。由此，可以良好地進(jìn)行色像差及像面的校正。而且，優(yōu)選上述第1透鏡組G1中包括非球面(在各實(shí)施例中為第2透鏡L2的雙 面)。由此，可以良好地進(jìn)行以球面像差為始的各像差。而且，通過使第2透鏡組G2的整體沿光軸Z方向移動(dòng)來進(jìn)行聚焦。另外，第7透鏡組G7是變倍時(shí)被固定的中繼透鏡，在該第7透鏡組G7和作為光閥 的圖像顯示面1之間配設(shè)有合色棱鏡2。并且，本實(shí)施方式的投影用變焦透鏡滿足以下條件式(1)、(2)。2. 2 < Bf/fw < 5. 0......(1)1. 50 ^ ft/fw......(2)其中，Bf 透鏡整個(gè)系統(tǒng)的縮小側(cè)的空氣換算后截距fw 在廣角端的透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距ft 在望遠(yuǎn)端的透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距上述條件式(1)是規(guī)定用于適當(dāng)設(shè)定縮小側(cè)的后截距量的范圍的條件式，若低于 其下限，則難以確保適當(dāng)?shù)暮蠼鼐?；另一方面，若超過其上限，則透鏡系統(tǒng)變得過于大型化。從這種觀點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)選滿足下述條件式(1')以代替上述條件式(1)。2. 5 < Bf/fw < 3. 0......(1')而且，上述條件式(2)是規(guī)定變焦比的范圍的條件式，若低于其下限，則難以確保 所要求的裝置設(shè)置的自由度。而且，若考慮對(duì)各像差容易進(jìn)行校正的范圍，則進(jìn)一步優(yōu)選滿足下述條件式 (2')以代替上述條件式(2)。1. 55 ^ ft/fw ^ 2. 20......(2')而且，本實(shí)施方式的投影用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(3)。0. 4 < m4/f4......(3)其中，m4 第4透鏡G4的、從廣角端位置至望遠(yuǎn)端位置的距離(將從縮小側(cè)朝向放大側(cè) 的方向設(shè)為正)f4:第4透鏡組G4的焦距上述條件式(3)是規(guī)定相對(duì)于第4透鏡組G4的焦距的、第4透鏡組G4的從廣角端 到望遠(yuǎn)端的移動(dòng)量的范圍的條件式，若低于其下限，則難以將有助于各透鏡組、尤其是第4 透鏡組G4的變倍操作以及像差校正操作的分配比率設(shè)成適當(dāng)?shù)谋嚷?。而且，若考慮設(shè)定成可以容易進(jìn)行像差校正的范圍，則優(yōu)選滿足下述條件式 (3')以代替上述條件式(3)。0. 4 < m4/f4 < 0. 7......(3')并且，本實(shí)施方式的投影用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(4)[0081]1. 75 < Nn......(4)其中，Nn 第5透鏡組G5中的具有負(fù)透鏡對(duì)d線的折射率。上述條件式(4)是規(guī)定第5透鏡組G5中的具有負(fù)透鏡(在實(shí)施例1、2中為第12 透鏡L12，在實(shí)施例3、4中為第11透鏡Ln)的折射率的范圍的條件式，若低于其下限，則難 以良好地進(jìn)行球面像差的校正。其次，對(duì)本發(fā)明所涉及的投影型顯示裝置的實(shí)施方式進(jìn)行簡單說明。圖13是本實(shí) 施方式所涉及的投影型顯示裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖13所示的投影型顯示裝置具備作為光閥的透射式液晶面板11a 11c，作為投 影用變焦透鏡10使用上述的實(shí)施方式所涉及的投影用變焦透鏡。而且，在光源20和二向 色鏡12之間配置有蠅眼等的積分器(省略圖示)，來自光源20的白色光經(jīng)由照明光學(xué)部被 入射到分別對(duì)應(yīng)于3個(gè)色光光束(G光、B光、R光)的液晶面板11a 11c且被光調(diào)制，并 由交叉二向棱鏡14加以合色，并由投影透鏡10投射到未圖示的屏幕上。該裝置具備用于 分色(也稱色分解)的二向色鏡12、13;用于合色(也稱色合成)的交叉二向棱鏡14、聚光 透鏡16a 16c、全反射鏡18a 18c。該投影型顯示裝置使用本實(shí)施方式所涉及的投影用 變焦透鏡，所以能夠制成廣角且投影圖像的圖像質(zhì)量良好、明亮且緊湊的投影型顯示裝置。另外，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，能夠進(jìn)行各種方式 的變更。例如，作為光閥，當(dāng)然也能替代透射式液晶面板而使用反射式液晶面板或DMD。以下，利用具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的投影用變焦透鏡。另外，以下所示的 R、D等的各數(shù)值數(shù)據(jù)按照廣角端的焦距成為1的方式被規(guī)格化。<實(shí)施例1>如上所述，本實(shí)施例1所涉及的投影用變焦透鏡如圖1所示構(gòu)成。即，該透鏡中， 負(fù)的第1透鏡組&從放大側(cè)依次包括以下部件而構(gòu)成，即由將凸面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月 形透鏡構(gòu)成的第1透鏡k ；由將凸面朝向放大側(cè)的雙面非球面的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成的第2 透鏡L2 ；由雙凹透鏡構(gòu)成的第3透鏡L3，并且，正的第2透鏡組G2通過將從放大側(cè)依次由雙 凸透鏡構(gòu)成的第4透鏡L4和由雙凹透鏡構(gòu)成的第5透鏡L5相互接合而構(gòu)成。而且，正的第3透鏡組G3從放大側(cè)依次包括以下部件而被構(gòu)成，即由將凸面朝向 放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成的第6透鏡L6 ；由雙凸透鏡構(gòu)成的第7透鏡L7 ；由雙凸透鏡構(gòu) 成的第8透鏡L8 ；由將凹面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成的第9透鏡L9，并且，第6透鏡 L6和第7透鏡L7以及第8透鏡L8和第9透鏡L9分別相互接合而構(gòu)成接合透鏡。而且，正的第4透鏡組G4僅包括由將凸面朝向放大側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成的第10 透鏡L1(l，正的第5透鏡組G5從放大側(cè)依次包括以下部件而被構(gòu)成，即由將凹面朝向放大側(cè) 的正彎月形透鏡構(gòu)成的第11透鏡Ln ；由將凹面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成的第12透 鏡L12 ；由雙凸透鏡構(gòu)成的第13透鏡L13。而且，負(fù)的第6透鏡組G6從放大側(cè)依次包括以下部件而被構(gòu)成，即由將凸面朝向 放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成的第14透鏡L14 ；由雙凹透鏡構(gòu)成的第15透鏡L15 ；由雙凸透鏡 構(gòu)成的第16透鏡L16 ；由雙凸透鏡構(gòu)成的第17透鏡L17，第15透鏡L15和第16透鏡L16相互 接合而構(gòu)成接合透鏡。而且，正的第7透鏡組G7僅包括由將凸面朝向放大側(cè)的平凸透鏡構(gòu)成的第18透[0095]第2透鏡L2的雙面的非球面形狀由下述表示的非球面式規(guī)定。[數(shù)1] 其中，Z 從自光軸距離為Y的非球面上的點(diǎn)下垂到非球面頂點(diǎn)的切平面(垂直于光軸的 平面)的垂線的長度Y:自光軸的距離R 非球面的光軸附近的曲率半徑K:離 4、率Ai :i次的非球面系數(shù)(i = 3 12)圖2表示在實(shí)施例1的投影用變焦透鏡中在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的各 透鏡組的移動(dòng)位置的圖。如圖2所示，變倍時(shí)上述第1透鏡組G1、第2透鏡組G2及第7透鏡組G7成為固定 組，第3 6透鏡組G3 G6成為移動(dòng)組。而且，縮小側(cè)成為大致焦闌性的。將該投影用變焦透鏡的各透鏡面的曲率半徑R、各透鏡的中心厚度及各透鏡間的 空氣間隔(以下，將這些統(tǒng)稱為軸上面間隔)D、各透鏡的對(duì)d線的折射率N及阿貝數(shù)ν的 值示于表1。另外，表中的數(shù)字表示從放大側(cè)起的順序(在以下的表3、5、7中相同)。另外，在表1的下段表示在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的各透鏡組間隔(關(guān) 于DpD2是對(duì)3. Om及無限遠(yuǎn)(即Inf.)聚焦時(shí)，關(guān)于D3 D6是對(duì)無限遠(yuǎn)聚焦時(shí)在以下的 表3、5、7中相同)。而且，在表2示有與由非球面透鏡構(gòu)成的第2透鏡L2的雙面有關(guān)的非球面系數(shù)。[表1]f = 21. 03 33. 65，Bf = 58. 49，F(xiàn)no = 2. 0 2. 3，2 ω = 66. 0° 44. 6° *非球面 [表 2]非球面系數(shù) 如表9所示，根據(jù)實(shí)施例1的投影用變焦透鏡，條件式(1) (4)、(1' )、(2')、 (3')均得以滿足。而且，圖9表示實(shí)施例1的投影用變焦透鏡的在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的 球面像差(也稱球差)、非點(diǎn)像差(也稱像散)、畸變像差(也稱畸變)及倍率色像差(也 稱倍率色差)的像差圖。另外，在非點(diǎn)像差圖中示有與弧矢像面、子午像面相應(yīng)的像差(在 圖10 12中相同)。[0120]從這些像差圖中可知，根據(jù)實(shí)施例1的投影用變焦透鏡，可以將以像面彎曲為始 的各像差非常良好地校正?！磳?shí)施例2>將實(shí)施例2所涉及的投影用變焦透鏡的簡要結(jié)構(gòu)示于圖3。該投影用變焦透鏡成 為與上述實(shí)施例1的變焦透鏡大致相同的7組結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)在于，第2透鏡組&具有負(fù)的 折射力，該第2透鏡組G2將從放大側(cè)依次由凹面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成的第4透 鏡L4和凹面朝向放大側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成的第5透鏡L5接合而構(gòu)成，而且，正的第5透 鏡組G5從放大側(cè)依次包括以下部件而被構(gòu)成，即由雙凸透鏡構(gòu)成的第11透鏡Ln ；由雙凹 透鏡構(gòu)成的第12透鏡L12 ；由雙凸透鏡構(gòu)成的第13透鏡L18，將第12透鏡L12和第13透鏡 L13相互接合而構(gòu)成接合透鏡。另外，第6透鏡組G6構(gòu)成為具有正的折射力。而且，第2透鏡L2的雙面的非球面形狀由上述所示的非球面式規(guī)定。圖4表示在實(shí)施例2的投影用變焦透鏡中在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的各 透鏡組的移動(dòng)位置。如圖4所示，變倍時(shí)第1透鏡組&、第2透鏡組G2及第7透鏡組G7成為固定組，第 3 6透鏡組G3 G6成為移動(dòng)組。而且，縮小側(cè)成為大致焦闌性的。將該投影用變焦透鏡的各透鏡面的曲率半徑R、各透鏡的軸上面間隔D、各透鏡對(duì) d線的折射率N及阿貝數(shù)v的值示于表3。另外，表3的下段表示在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的各透鏡組間隔。而且，在表4示有由非球面透鏡構(gòu)成的第2透鏡L2的雙面所涉及的非球面系數(shù)。[表 3]f = 21. 27 42. 55，Bf = 58. 67，F(xiàn)no = 2. 0 2. 9，2 w = 66. 6° 35. 6° *非球面 [表 4] 如表9所示，根據(jù)實(shí)施例2的投影用變焦透鏡，條件式(1) (4)、(1' )、(2')、 (3')均得以滿足。而且，圖10表示實(shí)施例2的投影用變焦透鏡的在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE) 的球面像差、非點(diǎn)像差、畸變及倍率色像差的像差圖。從這些像差圖中可知，根據(jù)實(shí)施例2的投影用變焦透鏡，可以非常良好地校正以 像面彎曲為始的各像差?！磳?shí)施例3>將實(shí)施例3所涉及的投影用變焦透鏡的簡要結(jié)構(gòu)示于圖5。該投影用變焦透鏡基 本上成為與上述實(shí)施例1的變焦透鏡大致相同的7組結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)在于，第3透鏡組&包 括以下部件而被構(gòu)成由將凸面朝向放大側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成的第6透鏡L6、由雙凸透 鏡構(gòu)成的第7透鏡L7、由將凹面朝向放大側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成的第8透鏡L8、由凹面朝向 放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成的第9透鏡L9 ；而且，第5透鏡組G5具有負(fù)的折射力，并且由通 過雙凹透鏡而成的第11透鏡Ln、通過雙凸透鏡而成的第12透鏡L12構(gòu)成；第6透鏡組G6具 有正的折射力，并且包括以下部件而被構(gòu)成由將凸面朝向放大側(cè)的正彎月形透鏡構(gòu)成的 第13透鏡L13、由將凸面朝向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡構(gòu)成的第14透鏡L14、由雙凹透鏡構(gòu)成 的第15透鏡L15、由雙凸透鏡構(gòu)成的第16透鏡L16以及由雙凸透鏡構(gòu)成的第17透鏡L17。而且，第2透鏡L2的雙面的非球面形狀由上述所示的非球面式規(guī)定。圖6是表示在實(shí)施例3的投影用變焦透鏡中在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的 各透鏡組的移動(dòng)位置。如圖6所示，變倍時(shí)第1透鏡組&、第2透鏡組G2及第7透鏡組G7成為固定組，第 3 6透鏡組G3 G6成為移動(dòng)組。[0146]而且，縮小側(cè)成為大致焦闌性的。將該投影用變焦透鏡的各透鏡面的曲率半徑R、各透鏡的軸上面間隔D、各透鏡對(duì) d線的折射率N及阿貝數(shù)ν的值示于表5。另外，在表5的下段表示在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的各透鏡組間隔。而且，在表6示有由非球面透鏡構(gòu)成的第2透鏡L2的雙面所涉及的非球面系數(shù)。[表 5]f = 21. 06 33. 70，Bf = 58. 50，F(xiàn)no = 2. 0 2. 4，2 ω = 66. 0° 44. 4° *非球面 [表 6]非球面系數(shù) 如表9所示，根據(jù)實(shí)施例3的投影用變焦透鏡，條件式(1) (4)、(1' )、(2')、 (3')均得以滿足。而且，圖11表示實(shí)施例3的投影用變焦透鏡的在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE) 的球面像差、非點(diǎn)像差、畸變及倍率色像差的像差圖。從這些像差圖中可知，根據(jù)實(shí)施例3的投影用變焦透鏡，可以非常良好地校正以 像面彎曲為始的各像差。〈實(shí)施例4>將實(shí)施例4所涉及的投影用變焦透鏡的簡要結(jié)構(gòu)示于圖7。該投影用變焦透鏡基 本上成為與上述實(shí)施例3的變焦透鏡大致相同的7組結(jié)構(gòu)，但不同點(diǎn)在于，第3透鏡組G3 的最靠放大側(cè)的透鏡(第6透鏡L6)由雙凸透鏡構(gòu)成，第6透鏡組G6的最靠放大側(cè)的透鏡 (第13透鏡L13)由雙凸透鏡構(gòu)成。另外，與上述實(shí)施例3相同，第5透鏡組G5具有負(fù)的折 射力，第6透鏡組G6具有正的折射力。而且，第2透鏡L2的雙面的非球面形狀由上述所示的非球面式規(guī)定。圖8是表示在實(shí)施例4的投影用變焦透鏡中，在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE) 的各透鏡組的移動(dòng)位置。如圖8所示，變倍時(shí)第1透鏡組&、第2透鏡組G2及第7透鏡組G7成為固定組，第 3 6透鏡組G3 G6成為移動(dòng)組。而且，縮小側(cè)成為大致焦闌性的。將該投影用變焦透鏡的各透鏡面的曲率半徑R、各透鏡的軸上面間隔D、各透鏡對(duì) d線的折射率N及阿貝數(shù)v的值示于表7。另外，在表7的下段表示在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的各透鏡組間隔。而且，在表8示有由非球面透鏡構(gòu)成的第2透鏡L2的雙面所涉及的非球面系數(shù)。[表7]f = 21. 07 33. 71，Bf = 58. 45，F(xiàn)no = 2. 0 2. 3，2 w = 66. 2° 44. 4° *非球面 [表 8]非球面系數(shù) 如表9所示，根據(jù)實(shí)施例4的投影用變焦透鏡，條件式(1) (4)、(1' )、(2')、 (3')均得以滿足。而且，圖12是表示實(shí)施例4的投影用變焦透鏡的在廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)的球面像差、非點(diǎn)像差、畸變及倍率色像差的像差圖。從這些像差圖中可知，根據(jù)實(shí)施例4的投影用變焦透鏡，可以非常良好地校正以 像面彎曲為始的各像差。[表9] 另外，作為本發(fā)明的投影用變焦透鏡，不限于上述實(shí)施例的變焦透鏡而能夠進(jìn)行 各種方式的變更，例如能夠適當(dāng)變更各透鏡的曲率半徑R及軸上面間隔D。而且，作為本發(fā)明的投影型顯示裝置，也不限于上述結(jié)構(gòu)的顯示裝置，可以是具備 本發(fā)明的投影用變焦透鏡的各種裝置結(jié)構(gòu)。作為光閥，例如，可以使用透射式或反射式的 液晶顯示元件、或者多數(shù)可以改變傾斜度的小鏡在大致平面上形成后的微鏡元件(例如， Texas Instruments公司制的數(shù)字 微鏡 器件)。而且，作為照明光學(xué)系統(tǒng)，也可以采用 與光閥的種類對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。
2權(quán)利要求一種投影用變焦透鏡，其特征在于，從放大側(cè)依次配設(shè)以下部件而構(gòu)成，即具有負(fù)的折射力的第1透鏡組；具有正或負(fù)的折射力的第2透鏡組；具有正的折射力的第3透鏡組及第4透鏡組；具有正或負(fù)的折射力的第5透鏡組及第6透鏡組；具有正的折射力的第7透鏡組，并且，是縮小側(cè)為焦闌性的結(jié)構(gòu)，在變倍時(shí)，從上述第3透鏡組到上述第6透鏡組的各透鏡組沿著光軸移動(dòng)，且上述第1透鏡組、上述第2透鏡組及上述第7透鏡組被固定；另外，在聚焦時(shí)，上述第2透鏡組沿著該光軸移動(dòng)，上述第3透鏡組至少具有1片負(fù)透鏡，并且，滿足下述條件式(1)、(2)2.2＜Bf/fw＜5.0……(1)1.50≤ft/fw……(2)其中，Bf透鏡整個(gè)系統(tǒng)的縮小側(cè)的空氣換算后截距，fw在廣角端的透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距，ft在望遠(yuǎn)端的透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的投影用變焦透鏡，其特征在于， 上述第4透鏡組由1片正透鏡構(gòu)成，并且滿足下述條件式(3)0.4 < m4/f4......(3)其中，m4 第4透鏡組的從廣角端位置到望遠(yuǎn)端位置的距離，并且將從縮小側(cè)朝向放大側(cè)的 方向設(shè)為正，&:第4透鏡組的焦距。
3.如權(quán)利要求1或2所述的投影用變焦透鏡，其特征在于， 上述第2透鏡組包括有接合透鏡。
4.如權(quán)利要求1或2所述的投影用變焦透鏡，其特征在于， 上述第5透鏡組包括有負(fù)透鏡，而且該負(fù)透鏡滿足下述條件式(4)1.75 < Nn......(4)Nn 第5透鏡組中的負(fù)透鏡對(duì)d線的折射率。
5.如權(quán)利要求1或2所述的投影用變焦透鏡，其特征在于， 上述第1透鏡組中包括有非球面。
6.一種投影型顯示裝置，其特征在于，具備光源；光閥；將來自該光源的光束向該光閥引導(dǎo)的照明光學(xué)部；及權(quán)利要求1 5中任 一項(xiàng)所述的投影用變焦透鏡，并且，來自上述光源的光束由上述光閥進(jìn)行光調(diào)制且由上述 投影用變焦透鏡投射到屏幕上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種投影用變焦透鏡及投影型顯示裝置。該投影用變焦透鏡以7組結(jié)構(gòu)能夠不僅確保長的后截距、而且增大變焦比、并在變焦整個(gè)區(qū)域中可將以像面彎曲為始的各像差進(jìn)行充分的抑制。該投影用變焦透鏡從放大側(cè)起由負(fù)的第1組G1、正或負(fù)的第2組G2、正的第3組G3、正的第4組G4、正或負(fù)的第5組G5、正或負(fù)的第6組G6、正的第7組G7構(gòu)成，并且縮小側(cè)成為焦闌系。在變倍時(shí)，第1組G1、第2組G2及第7組G7被固定，第3～6組G3～G6被移動(dòng)，并且第2組G2成為用于進(jìn)行聚焦的組，而且第3組G3至少具有1片負(fù)透鏡，并且滿足式(1)、(2)2.2＜Bf/fw＜5.0(1)、1.5≤ft/fw(2)，其中，Bf縮小側(cè)后截距、fw廣角端透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距、ft望遠(yuǎn)端透鏡整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
文檔編號(hào)G02B15/177GK201662648SQ20102016801
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者川名正直 申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社