投射用變焦透鏡以及投射型顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種廣角、具有較長(zhǎng)的后焦距、投射距離的變化所引起的性能的變動(dòng)少且具有良好的光學(xué)性能的投射用變焦透鏡以及具備該投射用變焦透鏡的投射型顯示裝置。投射用變焦透鏡具備：第一透鏡組(G1)，其配置在最靠放大側(cè)且在變倍時(shí)固定并且具有負(fù)光焦度；和至少兩個(gè)移動(dòng)透鏡組，其在變倍時(shí)以使光軸方向的相互間隔變化的方式移動(dòng)。第一透鏡組(G1)從放大側(cè)起依次由具有負(fù)光焦度的前組(G1a)、和具有負(fù)光焦度的后組(G1b)構(gòu)成。在對(duì)焦時(shí)，前組(G1a)固定，僅后組(G1b)沿光軸方向移動(dòng)。投射用變焦透鏡滿足與前組G1a的焦距f1a、后組G1b的焦距f1b相關(guān)的條件式(1)：f1b/f1a＜0.8。
【專利說(shuō)明】
投射用變焦透鏡以及投射型顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及投射用變焦透鏡以及投射型顯示裝置，例如涉及適合將由光閥形 成的原圖像放大投射到屏幕上的投射用變焦透鏡以及搭載了該投射用變焦透鏡的投射型 顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，將在液晶顯示元件、DMD(數(shù)字微鏡器件:注冊(cè)商標(biāo)）顯示元件等光閥中顯示 的圖像放大投射到屏幕上的投射型顯示裝置得到廣泛普及。尤其是具有如下結(jié)構(gòu)的投射型 顯示裝置得到廣泛利用：使用三個(gè)該光閥并使它們分別與R(紅）、G(綠）、B(藍(lán))這三種原色 的照明光對(duì)應(yīng)，由此對(duì)上述各照明光進(jìn)行調(diào)制，并通過(guò)顏色合成棱鏡等來(lái)合成由各光閥調(diào) 制后的光，經(jīng)由投射用透鏡而將圖像投射在屏幕上。
[0003] 投射型顯示裝置到屏幕的距離和屏幕尺寸根據(jù)設(shè)置環(huán)境而各種各樣，因此在投射 型顯示裝置中使用的投射用透鏡需要具有對(duì)焦功能。作為投射用透鏡所使用的對(duì)焦方式， 已知采用最靠放大側(cè)的透鏡不移動(dòng)的內(nèi)聚焦(inner focus)方式的結(jié)構(gòu)。另外，為了即便在 多樣的設(shè)置環(huán)境下也能夠根據(jù)屏幕尺寸來(lái)調(diào)整投射圖像的尺寸，投射用透鏡傾向于使用具 有變倍功能的變焦透鏡系統(tǒng)。作為現(xiàn)在已知的內(nèi)聚焦方式的變焦透鏡，例如有下述專利文 獻(xiàn)1~3中記載的變焦透鏡。
[0004] 專利文獻(xiàn)1中記載了一種變焦透鏡，該變焦透鏡的配置在最靠物側(cè)的第一透鏡組 從物側(cè)起依次由具有正光焦度的第一透鏡組前組和具有負(fù)光焦度的第一透鏡組后組構(gòu)成， 在對(duì)焦時(shí)僅第一透鏡組后組移動(dòng)。專利文獻(xiàn)2中記載了一種變焦透鏡，該變焦透鏡的配置在 最靠放大側(cè)的第一透鏡單元從放大側(cè)起依次由具有負(fù)屈光力的第1A透鏡子單元和具有正 屈光力的第1B透鏡子單元構(gòu)成，在對(duì)焦時(shí)第1A透鏡子單元不動(dòng)而第1B透鏡子單元移動(dòng)。專 利文獻(xiàn)3中記載了一種投射用變焦透鏡，該投射用變焦透鏡的從放大側(cè)起配置為第二個(gè)的 透鏡組即第二透鏡組在對(duì)焦時(shí)移動(dòng)。
[0005] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2001-066501號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2:日本專利第5253604號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2011-013657號(hào)公報(bào)
[0009] 近年來(lái)，使用投射型顯示裝置在大廳或展覽會(huì)等投射到大畫(huà)面的機(jī)會(huì)增加，另外， 以更短的投射距離謀求更大的投射畫(huà)面尺寸的情況也變多。鑒于這些情況，對(duì)投射用透鏡 的廣角化的期望提高。另外，在將合成來(lái)自多個(gè)光閥的調(diào)制光的顏色合成光學(xué)系統(tǒng)、分離照 明光與投射光的光束分離光學(xué)系統(tǒng)配置在透鏡系統(tǒng)與光閥之間的結(jié)構(gòu)中，要求投射用透鏡 具有較長(zhǎng)的后焦距。為了滿足這些要求，多采用逆焦式(retrofocus type)投射用透鏡。
[0010] 專利文獻(xiàn)1中記載的透鏡系統(tǒng)雖然為逆焦式，但視場(chǎng)角小，后焦距也短。專利文獻(xiàn)2 中記載的透鏡系統(tǒng)的視場(chǎng)角不充分，后焦距也短。專利文獻(xiàn)3中記載的透鏡系統(tǒng)為了滿足近 年來(lái)的要求，期待實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的廣角化。
[0011] 此外，為了能夠應(yīng)對(duì)多樣的設(shè)置環(huán)境，期待即使投射距離發(fā)生變化而投射圖像的 畫(huà)質(zhì)也不會(huì)大幅變動(dòng)，即，期待即使投射距離發(fā)生變化而投射用透鏡的性能也不會(huì)大幅變 動(dòng)。然而，逆焦式透鏡系統(tǒng)容易因投射距離的變化而產(chǎn)生性能的變動(dòng)，透鏡系統(tǒng)越為廣角該 變動(dòng)越顯著。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 本實(shí)用新型是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種廣角、具有較長(zhǎng)的后 焦距、投射距離的變化所引起的性能的變動(dòng)少且具有良好的光學(xué)性能的投射用變焦透鏡以 及具備這種投射用變焦透鏡的投射型顯示裝置。
[0013] 用于解決課題的方案
[0014] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡具備:第一透鏡組，其配置在最靠放大側(cè)且在變倍 時(shí)固定，并且具有負(fù)光焦度;和至少兩個(gè)移動(dòng)透鏡組，其在變倍時(shí)以使光軸方向的相互間隔 變化的方式移動(dòng)，第一透鏡組從放大側(cè)起依次由具有負(fù)光焦度的前組、和具有負(fù)光焦度的 后組構(gòu)成，在對(duì)焦時(shí)，前組固定，僅后組沿光軸方向移動(dòng)，所述投射用變焦透鏡滿足下述條 件式(1)。
[0015] flb/fla<0.8 (1)
[0016] 其中，
[0017] f la:前組的焦距；
[0018] fib:后組的焦距。
[0019] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(1-1)。
[0020] flb/fla<0.6 (1-1)
[0021] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(2)，更優(yōu)選滿足下述條件式 (2-1)。
[0022] -l<fw/flb<-0.05 (2)
[0023] -0.4<fw/flb<-0.15 (2-1)
[0024] 其中，
[0025] fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距；
[0026] fib:后組的焦距。
[0027] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(3)，更優(yōu)選滿足下述條件式 (3-1) 〇
[0028] 1.5<hla/hlb (3)
[0029] 2.0<hla/hlb<4.0 (3-1)
[0030] 其中，
[0031 ] hla:縮小側(cè)光瞳位置為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的廣角端處的最大視場(chǎng)角的主光線在前組中的 最大光線高度；
[0032] hi b:縮小側(cè)光瞳位置為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的廣角端處的最大視場(chǎng)角的主光線在后組中的 最大光線高度。
[0033] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選后組的最靠縮小側(cè)的透鏡面為凹面。
[0034] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選在最靠縮小側(cè)配置有變倍時(shí)固定且具有正光 焦度的最終透鏡組。
[0035] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選后組的最靠縮小側(cè)的透鏡為負(fù)透鏡，后組的從 縮小側(cè)起第二片透鏡為正透鏡。
[0036] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選前組包括將負(fù)透鏡與正透鏡接合而成的接合 透鏡，構(gòu)成該接合透鏡的負(fù)透鏡的關(guān)于d線的折射率比構(gòu)成該接合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線 的折射率大0.1以上，所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(4)以及(5)。
[0037] Ndn<-0.01Xvdn+2.1 (4)
[0038] Ndp<-0.01Xvdp+2.1 (5)
[0039] 其中，
[0040] Ndn:構(gòu)成前組的接合透鏡的負(fù)透鏡的關(guān)于d線的折射率；
[00411 vdn:構(gòu)成前組的接合透鏡的負(fù)透鏡的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)；
[0042] Ndp:構(gòu)成前組的接合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線的折射率；
[0043] vdp:構(gòu)成前組的接合透鏡的正透鏡的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)。
[0044] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(6)，更優(yōu)選滿足下述條件式 (6-1)〇
[0045] fw/fla| <0.3 (6)
[0046] fw/fla| <0.2 (6-1)
[0047] 其中，
[0048] fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距；
[0049] f la:前組的焦距。
[0050] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡也可以構(gòu)成為從放大側(cè)起依次由第一透鏡組、在變 倍時(shí)以使光軸方向的相互間隔變化的方式移動(dòng)的三個(gè)移動(dòng)透鏡組、以及在變倍時(shí)固定且具 有正光焦度的最終透鏡組構(gòu)成，或者還可以構(gòu)成為從放大側(cè)起依次由第一透鏡組、在變倍 時(shí)以使光軸方向的相互間隔變化的方式移動(dòng)的四個(gè)移動(dòng)透鏡組、以及在變倍時(shí)固定且具有 正光焦度的最終透鏡組構(gòu)成。
[0051] 本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(7)，更優(yōu)選滿足下述條件式 (7-1)。
[0052] 2.5<Bf/fw (7)
[0053] 3.5<Bf/fw<10.0 (7-1)
[0054] 其中，
[0055] Bf:從最靠縮小側(cè)的透鏡面到縮小側(cè)共輒面為止的光軸上的空氣換算距離；
[0056] fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0057]本實(shí)用新型的投射型顯示裝置具備:光源;光閥，其供來(lái)自該光源的光入射；以及 上述的本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡，其用作將光學(xué)像投射到屏幕上的投射用變焦透鏡， 該光學(xué)像基于由該光閥進(jìn)行光調(diào)制后的光而形成。
[0058]需要說(shuō)明的是，上述"放大側(cè)"是指被投射側(cè)（屏幕側(cè)），在進(jìn)行縮小投射的情況下 為了方便也將屏幕側(cè)稱為放大側(cè)。另一方面，上述"縮小側(cè)"是指原圖像顯示區(qū)域側(cè)(光閥 側(cè)），在進(jìn)行縮小投射的情況下為了方便也將光閥側(cè)稱為縮小側(cè)。
[0059]需要說(shuō)明的是，上述條件式中的fw是投射距離為無(wú)限遠(yuǎn)的情況下的值。另外，上述 條件式中的Bf是廣角端處的值。
[0060] 需要說(shuō)明的是，上述的"由~構(gòu)成"是指"實(shí)質(zhì)上由~構(gòu)成"，除了舉出的構(gòu)成要素 之外，也可以包括實(shí)質(zhì)上不具有屈光力的透鏡、光闌、玻璃罩等透鏡以外的光學(xué)要素等。
[0061] 需要說(shuō)明的是，上述"~透鏡組"、"前組"、"后組"不一定僅包含由多個(gè)透鏡構(gòu)成的 結(jié)構(gòu)，也包含僅由一片透鏡構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
[0062]需要說(shuō)明的是，上述透鏡組的光焦度的符號(hào)、上述透鏡的光焦度的符號(hào)以及上述 透鏡的面形狀在包含有非球面的情況下是在近軸區(qū)域考慮的。
[0063]需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中的后焦距是指以縮小側(cè)為后側(cè)的情況下的后焦距。 [0064]實(shí)用新型效果
[0065] 根據(jù)本實(shí)用新型，在最靠放大側(cè)配置變倍時(shí)固定的第一透鏡組、在比第一透鏡組 靠縮小側(cè)的位置配置變倍時(shí)移動(dòng)的多個(gè)移動(dòng)透鏡組并采用內(nèi)聚焦方式的變焦透鏡系統(tǒng)中， 適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第一透鏡組的結(jié)構(gòu)，且設(shè)定為滿足規(guī)定的條件式，因此能夠提供一種廣角、具有 較長(zhǎng)的后焦距、投射距離的變化所引起的性能的變動(dòng)少且具有良好的光學(xué)性能的投射用變 焦透鏡以及具備該投射用變焦透鏡的投射型顯示裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0066] 圖1是表示本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的投射用變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)以及 光路的剖視圖。
[0067] 圖2是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例1的投射用變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0068] 圖3是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例2的投射用變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0069] 圖4是表示本實(shí)用新型的實(shí)施例3的投射用變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0070] 圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的投射用變焦透鏡的各種像差圖，從左起依次為球面 像差圖、像散圖、歪曲像差圖以及倍率色差圖。
[0071] 圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的投射用變焦透鏡的各種像差圖，從左起依次為球面 像差圖、像散圖、歪曲像差圖以及倍率色差圖。
[0072] 圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的投射用變焦透鏡的各種像差圖，從左起依次為球面 像差圖、像散圖、歪曲像差圖以及倍率色差圖。
[0073]圖8是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的投射型顯示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0074]圖9是本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式所涉及的投射型顯示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0075]圖10是本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式所涉及的投射型顯示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0076] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0077] 1圖像顯示面
[0078] 2光學(xué)構(gòu)件
[0079] 4軸上光束
[0080] 5最大視場(chǎng)角的光束 [0081] 5c最大視場(chǎng)角的主光線 [0082] 10、210、310投射用變焦透鏡
[0083] 11a~11c透射型顯示元件
[0084] 12、13、32、33 二向色鏡
[0085] 14、34十字二向色棱鏡
[0086] 15、215、315 光源
[0087] 16a~16c聚光透鏡
[0088] 18a~18c、38全反射鏡
[0089] 21a~21c DMD元件
[0090] 24a~24c TIR棱鏡
[0091] 25、35a~35c偏光分離棱鏡
[0092] 31a~31c反射型顯示元件
[0093] 100、200、300投射型顯示裝置
[0094] 105、205、305 屏幕 [0095] G1第一透鏡組
[0096] Gla 前組
[0097] Gib 后組 [0098] G2第二透鏡組 [0099] G3第三透鏡組 [0100] G4第四透鏡組 [0101] G5第五透鏡組 [0102] Ge最終透鏡組
[0103] L11 ~L23、L31、L41 ~L45、L51 ~L55、L61 透鏡
[0104] Z 光軸
【具體實(shí)施方式】
[0105] 以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)用新型 的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的投射用變焦透鏡的廣角端處的透鏡結(jié)構(gòu)、軸上光束4以及最大視 場(chǎng)角的光束5的光路的剖視圖，與后述的實(shí)施例1的投射用變焦透鏡相對(duì)應(yīng)。在圖1中，設(shè)左 側(cè)為放大側(cè)，右側(cè)為縮小側(cè)。
[0106] 該投射用變焦透鏡例如能夠作為搭載于投射型顯示裝置并將光閥所顯示的圖像 信息向屏幕投射的投射用變焦透鏡來(lái)使用。在圖1中，假定搭載于投射型顯示裝置的情形， 還一并圖示出假定了棱鏡、各種濾光片、玻璃罩等的具有平行平面的光學(xué)構(gòu)件2、和在光學(xué) 構(gòu)件2的縮小側(cè)配置的光閥的圖像顯示面1。在投射型顯示裝置中，在圖像顯示面1中被賦予 了圖像信息的光束經(jīng)由光學(xué)構(gòu)件2而入射至該投射用變焦透鏡，通過(guò)該投射用變焦透鏡而 被投射到在紙面左側(cè)方向配置的未圖示的屏幕上。
[0107] 需要說(shuō)明的是，在圖1中，為了簡(jiǎn)化圖而僅記載了一個(gè)圖像顯示面1，但在投射型顯 示裝置中也可以構(gòu)成為:將來(lái)自光源的光束通過(guò)顏色分離光學(xué)系統(tǒng)而分離為三種原色，配 設(shè)三個(gè)光閥供各原色用，從而能夠顯示全色彩圖像。
[0108] 該投射用變焦透鏡具備:第一透鏡組G1，其配置在最靠放大側(cè)且在變倍時(shí)固定，并 且具有負(fù)光焦度;和至少兩個(gè)移動(dòng)透鏡組，其配置在比第一透鏡組G1靠縮小側(cè)的位置，在變 倍時(shí)以使光軸方向的相互間隔變化的方式移動(dòng)。這樣，通過(guò)使最靠放大側(cè)的第一透鏡組G1 為負(fù)透鏡組，有利于得到寬的視場(chǎng)角。
[0109]例如，圖1所示的投射用變焦透鏡構(gòu)成為沿光軸方向排列有五個(gè)透鏡組，所述五個(gè) 透鏡組從放大側(cè)起依次由第一透鏡組G1、第二透鏡組G2、第三透鏡組G3、第四透鏡組G4以及 最終透鏡組Ge構(gòu)成。其中，第二透鏡組G2、第三透鏡組G3、第四透鏡組G4為在從廣角端向望 遠(yuǎn)端變倍時(shí)以使相鄰的透鏡組的間隔變化的方式移動(dòng)的透鏡組，這三個(gè)透鏡組對(duì)應(yīng)于移動(dòng) 透鏡組。在圖1中，在各移動(dòng)透鏡組的下方記載有示意性地示出從廣角端向望遠(yuǎn)端變倍時(shí)各 移動(dòng)透鏡組的移動(dòng)方向的箭頭。在圖1所示的例子中，在從廣角端向望遠(yuǎn)端變倍時(shí)，第二透 鏡組G2、第三透鏡組G3、第四透鏡組G4均不逆行地向放大側(cè)移動(dòng)。
[0110]第一透鏡組G1實(shí)質(zhì)上從放大側(cè)起依次由具有負(fù)光焦度的前組Gla、和具有負(fù)光焦 度的后組Gib構(gòu)成。通過(guò)使構(gòu)成第一透鏡組G1的兩個(gè)透鏡組均為負(fù)透鏡組，有利于確保廣角 化和較長(zhǎng)的后焦距。在對(duì)焦時(shí)，前組Gla固定，僅后組Gib沿光軸方向移動(dòng)。即，后組Gib為聚 焦組，在圖1的后組Gib的上方記載的水平方向的雙箭頭表示后組Gib為聚焦組。通過(guò)這樣采 用內(nèi)聚焦方式，在對(duì)焦時(shí)可以不對(duì)透鏡直徑大且重量大的放大側(cè)的透鏡進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此能 夠減少驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，并且能夠?qū)?duì)焦時(shí)的透鏡系統(tǒng)全長(zhǎng)保持為恒定。
[0111] 優(yōu)選后組Gib的最靠縮小側(cè)的透鏡為負(fù)透鏡，后組Gib的從縮小側(cè)起第二片透鏡為 正透鏡。在這種情況下，成為對(duì)像散的修正有效的結(jié)構(gòu)。
[0112] 另外，優(yōu)選后組Gib的最靠縮小側(cè)的透鏡面為凹面。在這種情況下，能夠通過(guò)第一 透鏡組G1的最靠縮小側(cè)的透鏡面使光線擴(kuò)張，能夠在確保后焦距的同時(shí)良好地修正像散。
[0113] 該投射用變焦透鏡構(gòu)成為滿足下述條件式(1)。
[0114] flb/fla<0.8 (1)
[0115] 其中，
[0116] f la:前組的焦距；
[0117] fib:后組的焦距。
[0118] 需要說(shuō)明的是，前組Gla、后組Gib均為負(fù)透鏡組，因此flb/fla取正值，即0<flb/ f la〇
[0119] 通過(guò)避免成為條件式（1)的上限以上，能夠確保后組Gib的光焦度，能夠抑制對(duì)焦 時(shí)后組Gib的移動(dòng)量變得過(guò)大，因此能夠減少投射距離發(fā)生變化時(shí)的性能的變動(dòng)。為了提高 關(guān)于條件式(1)的上述效果，優(yōu)選滿足下述條件式(1-1)。
[0120] flb/fla<0.6 (1-1)
[0121] 另外，該投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(2)。
[0122] -l<fw/flb<-0.05 (2)
[0123] 其中，
[0124] fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距；
[0125] fib:后組的焦距。
[0126] 通過(guò)避免成為條件式(2)的下限以下，能夠防止后組Gib的負(fù)光焦度變得過(guò)強(qiáng)，有 利于歪曲像差和像面彎曲的良好的修正。通過(guò)避免成為條件式(2)的上限以上，能夠確保后 組Gib的光焦度，能夠抑制對(duì)焦時(shí)后組Gib的移動(dòng)量變得過(guò)大，因此能夠減少投射距離發(fā)生 變化時(shí)的性能的變動(dòng)。另外，通過(guò)避免成為條件式(2)的上限以上，能夠確保后組Gib的光焦 度，容易確保后焦距。為了提高關(guān)于條件式(2)的上述效果，優(yōu)選滿足下述條件式(2-1)。
[0127] -0.4<fw/flb<-0.15 (2-1)
[0128] 另外，該投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(3)。
[0129] 15<hla/hlb (3)
[0130] 其中，
[0131 ] hla:縮小側(cè)光瞳位置為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的廣角端處的最大視場(chǎng)角的主光線在前組中的 最大光線高度；
[0132] hi b:縮小側(cè)光瞳位置為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的廣角端處的最大視場(chǎng)角的主光線在后組中的 最大光線高度。
[0133] 條件式(3)是針對(duì)縮小側(cè)光瞳位置為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的最大視場(chǎng)角的主光線5c，取前組 Gla中的最大光線高度與后組Gib中的最大光線高度之比，并設(shè)定該比的合適范圍的條件 式。圖1中例示出hla、hlb。通過(guò)避免成為條件式(3)的下限以下，即便為廣角的透鏡系統(tǒng)，也 容易抑制投射距離發(fā)生變化時(shí)的性能的變動(dòng)。
[0134] 為了提高關(guān)于條件式(3)的上述效果，更優(yōu)選避免成為下述條件式(3-1)的下限以 下。另外，通過(guò)避免成為條件式(3-1)的上限以上，能夠抑制最靠放大側(cè)的透鏡的直徑，能夠 抑制透鏡系統(tǒng)的大型化。
[0135] 2.0<hla/hlb<4.0 (3-1)
[0136] 優(yōu)選前組Gla包括將負(fù)透鏡與正透鏡接合而成的接合透鏡，構(gòu)成該接合透鏡的負(fù) 透鏡的關(guān)于d線的折射率比構(gòu)成該接合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線的折射率大0.1以上，且滿 足下述條件式(4)以及(5)。
[0137] Ndn<-0.01Xvdn+2.1 (4)
[0138] Ndp<-0.01Xvdp+2.1 (5)
[0139] 其中，
[0140] Ndn:構(gòu)成前組的接合透鏡的負(fù)透鏡的關(guān)于d線的折射率；
[0141 ] vdn:構(gòu)成前組的接合透鏡的負(fù)透鏡的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)；
[0142] Ndp:構(gòu)成前組的接合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線的折射率；
[0143] vdp:構(gòu)成前組的接合透鏡的正透鏡的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)。
[0144] 需要說(shuō)明的是，在上述接合透鏡具有多個(gè)負(fù)透鏡的情況下，具有上述優(yōu)選結(jié)構(gòu)的 負(fù)透鏡存在至少一片即可，在上述接合透鏡具有多個(gè)正透鏡的情況下，具有上述優(yōu)選結(jié)構(gòu) 的正透鏡存在至少一片即可。另外，在前組Gla具有多個(gè)接合透鏡的情況下，具有上述優(yōu)選 結(jié)構(gòu)的接合透鏡存在至少一組即可。
[0145] 通過(guò)使構(gòu)成前組Gla所包括的接合透鏡的負(fù)透鏡的折射率比正透鏡的折射率大 0.1以上，能夠良好地修正像面彎曲、像散。另外，通過(guò)選擇前組Gla的接合透鏡的材質(zhì)以滿 足條件式(4)以及(5 )，能夠良好地修正像面彎曲、倍率色差。
[0146] 另外，該投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(6)。
[0147] fw/fla| <0.3 (6)
[0148] 其中，
[0149] fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距；
[0150] f la:前組的焦距。
[0151] 通過(guò)避免成為條件式(6)的上限以上，能夠抑制前組Gla的光焦度變得過(guò)強(qiáng)，能夠 容易良好地修正包括歪曲像差在內(nèi)的各種像差。
[0152] 需要說(shuō)明的是，在將投射用變焦透鏡搭載于投射型顯示裝置時(shí)存在無(wú)法忽視的量 的法蘭距誤差的情況下，共輒位置會(huì)從設(shè)計(jì)中假定的位置偏移，因此有時(shí)使聚焦組移動(dòng)來(lái) 進(jìn)行調(diào)整。但若進(jìn)行這樣的調(diào)整，則像面彎曲有發(fā)生變動(dòng)的傾向，尤其在廣角的透鏡系統(tǒng)中 該傾向表現(xiàn)得尤為顯著。另外，在投射用變焦透鏡中存在制造誤差的情況下，像面彎曲有時(shí) 會(huì)從設(shè)計(jì)中假定的值發(fā)生改變。于是作為這些情況下的對(duì)策，也可以構(gòu)成為通過(guò)使前組Gla 沿光軸方向移動(dòng)來(lái)修正像面彎曲。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)避免成為條件式(6)的上 限以上，即便使前組Gla沿光軸方向移動(dòng)也能夠幾乎不使后焦距變化而修正像面彎曲。假如 為了修正像面彎曲而使前組Gla沿光軸方向移動(dòng)時(shí)后焦距發(fā)生了變化，則有必要在其他部 位進(jìn)一步調(diào)整后焦距，調(diào)整作業(yè)變得非常復(fù)雜。
[0153] 為了提高關(guān)于條件式(6)的上述效果，優(yōu)選滿足下述條件式(6-1)。
[0154] fw/fla| <0.2 (6-1)
[0155] 另外，該投射用變焦透鏡優(yōu)選滿足下述條件式(7)。
[0156] 2.5<Bf/fw (7)
[0157] 其中，
[0158] Bf:從最靠縮小側(cè)的透鏡面到縮小側(cè)共輒面為止的光軸上的空氣換算距離；
[0159] fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。
[0160]條件式（7)的Bf是空氣換算距離下的后焦距，條件式(7)是與所謂的后焦距比Bf/ fw的合適范圍相關(guān)的式子。通過(guò)避免成為條件式(7)的下限以下，能夠確保適當(dāng)長(zhǎng)度的后焦 距。為了提高關(guān)于條件式(7)的上述效果，更優(yōu)選避免成為下述條件式(7-1)的下限以下。另 外，通過(guò)避免成為條件式(7-1)的上限以上，能夠抑制透鏡系統(tǒng)全長(zhǎng)，能夠抑制透鏡系統(tǒng)的 大型化。
[0161] 3.5<Bf/fw<10.0 (7-1)
[0162] 另外，如圖1所示，優(yōu)選該投射用變焦透鏡的縮小側(cè)具有良好的遠(yuǎn)心性?？s小側(cè)具 有良好的遠(yuǎn)心性是指，在聚光于縮小側(cè)共輒面的任意一點(diǎn)的光束的剖面中考慮各光束的上 側(cè)的最大光線與下側(cè)的最大光線的角平分線，該角平分線相對(duì)于光軸Z的斜率為-3°~+3° 的范圍內(nèi)的情況。通過(guò)采用縮小側(cè)具有良好的遠(yuǎn)心性的透鏡系統(tǒng)，即便在透鏡系統(tǒng)與光閥 之間配置具有入射角依賴性的棱鏡等光學(xué)構(gòu)件的情況下，也能夠防止因入射角依賴性而引 起的性能劣化。
[0163] 另外，在該投射用變焦透鏡的最靠縮小側(cè)配置的最終透鏡組Ge優(yōu)選為在變倍時(shí)固 定且具有正光焦度的透鏡組。通過(guò)使第一透鏡組G1為負(fù)透鏡組且最終透鏡組Ge為正透鏡 組，有利于實(shí)現(xiàn)廣角化和較長(zhǎng)的后焦距。并且，通過(guò)使最終透鏡組Ge為在變倍時(shí)固定的固定 組，即使變倍也容易維持縮小側(cè)的遠(yuǎn)心性。
[0164] 圖1所示的例子實(shí)質(zhì)上從放大側(cè)起依次由第一透鏡組G1、在變倍時(shí)以使相互間隔 變化的方式移動(dòng)的三個(gè)移動(dòng)透鏡組、以及在變倍時(shí)固定且具有正光焦度的最終透鏡組Ge構(gòu) 成。但是，構(gòu)成本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡的整個(gè)系統(tǒng)的透鏡組的數(shù)量不限于圖1所示的 例子。本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡例如也可以構(gòu)成為實(shí)質(zhì)上從放大側(cè)起依次由第一透鏡 組、在變倍時(shí)以使相互間隔變化的方式移動(dòng)的四個(gè)移動(dòng)透鏡組、以及在變倍時(shí)固定且具有 正光焦度的最終透鏡組構(gòu)成。
[0165] 另外，作為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的的投射用變焦透鏡，優(yōu)選將整個(gè)變焦區(qū)域內(nèi)的 歪曲像差抑制在-2%~+2%的范圍內(nèi)。另外，作為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的的投射用變焦透 鏡，優(yōu)選整個(gè)變焦區(qū)域內(nèi)的F值小于3.0。
[0166] 需要說(shuō)明的是，上述優(yōu)選的結(jié)構(gòu)能夠是任意的組合，優(yōu)選根據(jù)投射用變焦透鏡所 期望的事項(xiàng)來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇性采用。通過(guò)適當(dāng)?shù)夭捎脙?yōu)選結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)能夠應(yīng)對(duì)更良好的光 學(xué)性能和更高規(guī)格的光學(xué)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的投射用變焦透鏡能夠在廣 角且具有較長(zhǎng)的后焦距的透鏡系統(tǒng)中應(yīng)用。需要說(shuō)明的是，此處所說(shuō)的廣角的透鏡系統(tǒng)是 指，投射距離為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的廣角端處的最大全視場(chǎng)角為75°以上的透鏡系統(tǒng)。
[0167] 接下來(lái)，對(duì)本實(shí)用新型的投射用變焦透鏡的具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是， 以下所示的實(shí)施例的數(shù)值數(shù)據(jù)全部是以在投射距離為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦 距為1 .〇〇的方式標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值數(shù)據(jù)。
[0168] [實(shí)施例1]
[0169]圖2示出實(shí)施例1的投射用變焦透鏡的剖視圖。在圖2中，左側(cè)為放大側(cè)，右側(cè)為縮 小側(cè)。實(shí)施例1的投射用變焦透鏡由在從廣角端向望遠(yuǎn)端變倍時(shí)相鄰的透鏡組的間隔發(fā)生 變化的第一透鏡組G1~第四透鏡組G4、以及最終透鏡組Ge這五個(gè)透鏡組構(gòu)成。在變倍時(shí)僅 第二透鏡組G2~第四透鏡組G4移動(dòng)，第一透鏡組G1和最終透鏡組Ge固定。
[0170]第一透鏡組G1從放大側(cè)起依次由具有負(fù)光焦度的前組Gla、和具有負(fù)光焦度的后 組Gib構(gòu)成。在對(duì)焦時(shí)僅后組Gib移動(dòng)。前組Gla從放大側(cè)起依次由凸面朝向放大側(cè)的正的透 鏡L11、凹面朝向縮小側(cè)的三片負(fù)的透鏡L12~L14、凹面朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月形狀的透鏡 L15、以及雙凸形狀的透鏡L16構(gòu)成。透鏡L15與透鏡L16接合而構(gòu)成整體具有正光焦度的接 合透鏡。后組Gib從放大側(cè)起依次由凹面朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月形狀的透鏡L17、凸面朝向縮 小側(cè)的正彎月形狀的透鏡L18、以及雙凹形狀的透鏡L19構(gòu)成。構(gòu)成后組G1 b的透鏡全部為單 透鏡。
[0171]第二透鏡組G2從放大側(cè)起依次由將負(fù)的透鏡L21與正的透鏡L22接合而成的接合 透鏡、和正透鏡L23構(gòu)成。第三透鏡組G3僅由凸面朝向放大側(cè)的正的透鏡L31構(gòu)成。第四透鏡 組G4從放大側(cè)起依次由透鏡L41~L45這五片透鏡構(gòu)成。最終透鏡組Ge僅由雙凸形狀的透鏡 L51構(gòu)成。
[0172] 表1示出實(shí)施例1的投射用變焦透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)，表2示出各種因素和可變面 間隔的值。在表1的Si-欄中示出以將最靠放大側(cè)的構(gòu)成要素的放大側(cè)的面作為第一個(gè)而 隨著朝向縮小側(cè)依次增加的方式對(duì)構(gòu)成要素的面標(biāo)注面編號(hào)時(shí)的第i個(gè)（1 = 1、2、3、一）面 編號(hào)，在Ri-欄中示出第i個(gè)面的曲率半徑，在Di-欄中示出第i個(gè)面與第i+Ι個(gè)面之間的在 光軸Z上的面間隔。需要說(shuō)明的是，關(guān)于曲率半徑的符號(hào)，將凸面朝向放大側(cè)的面形狀的情 況設(shè)為正，將凸面朝向縮小側(cè)的面形狀的情況設(shè)為負(fù)。Di的最下欄的值為光學(xué)構(gòu)件2與圖像 顯示面1之間的間隔。
[0173] 在表1的Ndj-欄中示出將最靠放大側(cè)的構(gòu)成要素作為第一個(gè)而隨著朝向縮小側(cè) 依次增加的第j個(gè)〇 = 1、2、3、一）構(gòu)成要素的關(guān)于(1線(波長(zhǎng)587.611111)的折射率，在￥(^-欄 中示出第j個(gè)構(gòu)成要素的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)。需要說(shuō)明的是，表1中還一并示出光學(xué)構(gòu)件2。另 外，在表1中，關(guān)于在變倍時(shí)變化的可變面間隔，使用了DD[]這樣的標(biāo)號(hào)，在[]中標(biāo)注該間隔 的放大側(cè)的面編號(hào)并記入到Di-欄中。
[0174] 在表2中，以d線基準(zhǔn)示出變焦比Zr、整個(gè)系統(tǒng)的焦距f、從最靠縮小側(cè)的透鏡面到 縮小側(cè)共輒面為止的光軸上的空氣換算距離Bf、F值FNo.、最大全視場(chǎng)角2 ω、以及可變面間 隔的值。Bf即為空氣換算距離下的后焦距。2ω-欄的[°]是指單位為度。在表2中，將廣角端 狀態(tài)、第一中間焦距狀態(tài)、第二中間焦距狀態(tài)、望遠(yuǎn)端狀態(tài)的各值分別在標(biāo)記為廣角端、中 間1、中間2、望遠(yuǎn)端的欄中示出。表1的數(shù)據(jù)和表2的可變面間隔的值是投射距離為2000時(shí)的 值，表2的可變面間隔以外的值是投射距離為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的值。需要說(shuō)明的是，在以下所示的 各表中記載了以規(guī)定的位數(shù)取整后的數(shù)值。
[0175] 【表1】
[0176] 實(shí)施例1 「01771
[0181] 圖5示出實(shí)施例1的投射用變焦透鏡的各像差圖。在圖5中，在最上段示出廣角端處 且投射距離為8000的情況下的像差圖，在上數(shù)第二段示出廣角端處且投射距離為2000的情 況下的像差圖，在上數(shù)第三段示出望遠(yuǎn)端處且投射距離為8000的情況下的像差圖，在最下 段示出望遠(yuǎn)端處且投射距離為2000的情況下的像差圖。另外，各像差圖從左起依次示出球 面像差、像散、歪曲像差(畸變）、倍率色差(倍率的色差）。在球面像差圖中，分別以黑實(shí)線、 長(zhǎng)虛線、短虛線示出關(guān)于d線（波長(zhǎng)587.6nm)、C線（波長(zhǎng)656.3nm)、F線（波長(zhǎng)486.1nm)的像 差。在像散圖中，分別以實(shí)線、短虛線示出徑向、切向的關(guān)于d線的像差，在線種的說(shuō)明中分 別記入了（S)、（T)這樣的標(biāo)號(hào)。在歪曲像差圖中，以實(shí)線示出關(guān)于d線的像差。在倍率色差圖 中，分別以長(zhǎng)虛線、短虛線示出關(guān)于C線、F線的像差。球面像差圖的FNo.是指F值，其他像差 圖的ω是指半視場(chǎng)角。
[0182] 只要未特別說(shuō)明，則上述的實(shí)施例1的說(shuō)明所述的各數(shù)據(jù)的標(biāo)號(hào)、含義、記載方法 在以下的實(shí)施例中也相同，因此以下省略重復(fù)說(shuō)明。
[0183] [實(shí)施例2]
[0184] 圖3示出實(shí)施例2的投射用變焦透鏡的剖視圖。實(shí)施例2的投射用變焦透鏡由在從 廣角端向望遠(yuǎn)端變倍時(shí)相鄰的透鏡組的間隔發(fā)生變化的第一透鏡組G1~第四透鏡組G4、以 及最終透鏡組Ge這五個(gè)透鏡組構(gòu)成。在變倍時(shí)僅第二透鏡組G2~第四透鏡組G4移動(dòng)，第一 透鏡組G1和最終透鏡組Ge固定。
[0185] 第一透鏡組G1從放大側(cè)起依次由具有負(fù)光焦度的前組Gla、和具有負(fù)光焦度的后 組Gib構(gòu)成。在對(duì)焦時(shí)僅后組Gib移動(dòng)。前組Gla從放大側(cè)起依次由凸面朝向放大側(cè)的正的透 鏡L11、凹面朝向縮小側(cè)的三片負(fù)的透鏡L12~L14、凹面朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月形狀的透鏡 L15、雙凸形狀的透鏡L16、凹面朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月形狀的透鏡L17、以及凸面朝向縮小側(cè) 的正彎月形狀的透鏡L18構(gòu)成。透鏡L15與透鏡L16接合。后組Gib從放大側(cè)起依次由凸面朝 向縮小側(cè)的正彎月形狀的透鏡L19、和雙凹形狀的透鏡L20構(gòu)成。構(gòu)成后組Gib的透鏡全部為 單透鏡。
[0186] 第二透鏡組G2從放大側(cè)起依次由將負(fù)的透鏡L21與正的透鏡L22接合而成的接合 透鏡、和正透鏡L23構(gòu)成。第三透鏡組G3僅由凸面朝向放大側(cè)的正的透鏡L31構(gòu)成。第四透鏡 組G4從放大側(cè)起依次由透鏡L41~L45這五片透鏡構(gòu)成。最終透鏡組Ge僅由雙凸形狀的透鏡 L51構(gòu)成。表3示出實(shí)施例2的投射用變焦透鏡的基本透鏡數(shù)據(jù)，表4示出各種因素和可變面 間隔的值。圖6示出實(shí)施例2的投射用變焦透鏡的各像差圖。
[0187] 【表3】
[0188] 實(shí)施例2
[0189]
[0193] [實(shí)施例3]
[0194] 圖4示出實(shí)施例3的投射用變焦透鏡的剖視圖。實(shí)施例3的投射用變焦透鏡由在從 廣角端向望遠(yuǎn)端變倍時(shí)相鄰的透鏡組的間隔發(fā)生變化的第一透鏡組G1~第五透鏡組G5、以 及最終透鏡組Ge這六個(gè)透鏡組構(gòu)成。在變倍時(shí)僅第二透鏡組G2~第五透鏡組G5移動(dòng)，第一 透鏡組G1和最終透鏡組Ge固定。
[0195] 第一透鏡組G1從放大側(cè)起依次由具有負(fù)光焦度的前組Gla、和具有負(fù)光焦度的后 組Gib構(gòu)成。在對(duì)焦時(shí)僅后組Gib移動(dòng)。前組Gla從放大側(cè)起依次由凸面朝向放大側(cè)的正的透 鏡L11、凹面朝向縮小側(cè)的三片負(fù)的透鏡L12~L14、凹面朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月形狀的透鏡 L15、雙凸形狀的透鏡L16、凹面朝向縮小側(cè)的負(fù)彎月形狀的透鏡L17、以及凸面朝向縮小側(cè) 的正彎月形狀的透鏡L18構(gòu)成。透鏡L15與透鏡L16接合。后組Gib從放大側(cè)起依次由凸面朝 向縮小側(cè)的正彎月形狀的透鏡L19、和雙凹形狀的透鏡L20構(gòu)成。構(gòu)成后組Gib的透鏡全部為 單透鏡。
[0196] 第二透鏡組G2僅由從放大側(cè)起依次將負(fù)的透鏡L21與正的透鏡L22接合而成的接 合透鏡構(gòu)成。第三透鏡組G3僅由凸面朝向放大側(cè)的正的透鏡L31構(gòu)成。第四透鏡組G4僅由雙 凸形狀的透鏡L41構(gòu)成。第五透鏡組G5從放大側(cè)起依次由透鏡L51~L55這五片透鏡構(gòu)成。最 終透鏡組Ge僅由雙凸形狀的透鏡L61構(gòu)成。表5示出實(shí)施例3的投射用變焦透鏡的基本透鏡 數(shù)據(jù)，表6示出各種因素和可變面間隔的值。圖7示出實(shí)施例3的投射用變焦透鏡的各像差 圖。
[0197] 【表5】
[0198] 實(shí)施例3
[0199]
[0203] 表7的上段示出實(shí)施例1~3的條件式（1)~(7)的對(duì)應(yīng)值。關(guān)于條件式(4)、（5)示出 左邊和右邊這雙方的對(duì)應(yīng)值。表7的下段示出實(shí)施例1~3的與條件式相關(guān)聯(lián)的值。表7所示 的值是關(guān)于d線的值。
[0204] 【表7】
[0205]
[0207] 根據(jù)以上的數(shù)據(jù)可知，實(shí)施例1~3的投射用變焦透鏡的廣角端處的全視場(chǎng)角處于 80°~95°的范圍而實(shí)現(xiàn)了廣角化，后焦距比處于4~5的范圍而具有足夠長(zhǎng)的后焦距，且良 好地修正了各種像差而實(shí)現(xiàn)了高光學(xué)性能。另外，實(shí)施例1~3的投射用變焦透鏡即便投射 距離發(fā)生變化，也幾乎不存在像差的變動(dòng)而維持高光學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)了投射距離的變化所引 起的性能的變動(dòng)非常少的透鏡系統(tǒng)。
[0208] 接下來(lái)，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的投射型顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖8是本實(shí) 用新型的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的投射型顯示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖8所示的投射型顯示裝 置100具備:本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的投射用變焦透鏡10;光源15;作為與各顏色光 對(duì)應(yīng)的光閥的透射型顯示元件11a~11c;用于進(jìn)行顏色分解的二向色鏡12、13;用于進(jìn)行顏 色合成的十字二向色棱鏡14;聚光透鏡16a~16c ;以及用于使光路偏轉(zhuǎn)的全反射鏡18a~ 18c。需要說(shuō)明的是，在圖8中，簡(jiǎn)要地圖示了投射用變焦透鏡10。另外，在光源15與二向色鏡 12之間配置有積分儀，但在圖8中省略了其圖示。
[0209] 來(lái)自光源15的白色光被二向色鏡12、13分解成3種顏色光光束(G光、B光、R光）之 后，分別經(jīng)過(guò)聚光透鏡16a~16c入射至分別與各顏色光光束對(duì)應(yīng)的透射型顯示元件11a~ 11c并被光調(diào)制，在由十字二向色棱鏡14進(jìn)行了顏色合成之后入射至投射用變焦透鏡10。投 射用變焦透鏡10將基于由透射型顯示元件11a~11c進(jìn)行了光調(diào)制后的光而形成的光學(xué)像 投射到屏幕105上。
[0210] 圖9是本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式所涉及的投射型顯示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖9所 示的投射型顯示裝置200具備:本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的投射用變焦透鏡210;光源 215;作為與各顏色光對(duì)應(yīng)的光閥的DMD元件21a~21c;用于進(jìn)行顏色分解以及顏色合成的 TIR(Total Internal Reflection;全內(nèi)反射)棱鏡24a~24c;以及將照明光與投射光分離 的偏光分離棱鏡25。需要說(shuō)明的是，在圖9中，簡(jiǎn)要地圖示了投射用變焦透鏡210。另外，在光 源215與偏光分離棱鏡25之間配置有積分儀，但在圖9中省略了其圖示。
[0211] 來(lái)自光源215的白色光被偏光分離棱鏡25內(nèi)部的反射面反射之后，由TIR棱鏡24a ~24c分解成3種顏色光光束(G光、B光、R光）。分解后的各顏色光光束分別入射至對(duì)應(yīng)的DMD 元件21a~21c并被光調(diào)制，再次在TIR棱鏡24a~24c中反向前進(jìn)而進(jìn)行了顏色合成之后，透 過(guò)偏光分離棱鏡25入射至投射用變焦透鏡210。投射用變焦透鏡210將基于由DMD元件2 la~ 21c進(jìn)行了光調(diào)制后的光而形成的光學(xué)像投射到屏幕205上。
[0212] 圖10是本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式所涉及的投射型顯示裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖10 所示的投射型顯示裝置300具備:本實(shí)用新型的實(shí)施方式所涉及的投射用變焦透鏡310;光 源315;作為與各顏色光對(duì)應(yīng)的光閥的反射型顯示元件31a~31c;用于進(jìn)行顏色分離的二向 色鏡32、33;用于進(jìn)行顏色合成的十字二向色棱鏡34;用于使光路偏轉(zhuǎn)的全反射鏡38;以及 偏光分離棱鏡35a~35c。需要說(shuō)明的是，在圖10中，簡(jiǎn)要地圖示了投射用變焦透鏡310。另 外，在光源315與二向色鏡32之間配置有積分儀，但在圖10中省略了其圖示。
[0213] 來(lái)自光源315的白色光由二向色鏡32、33分解成3種顏色光光束(G光、B光、R光）。分 解后的各顏色光光束分別經(jīng)過(guò)偏光分離棱鏡35a~35c入射至分別與各顏色光光束對(duì)應(yīng)的 反射型顯示元件31a~31c并被光調(diào)制，在由十字二向色棱鏡34進(jìn)行了顏色合成之后入射至 投射用變焦透鏡310。投射用變焦透鏡310將基于由反射型顯示元件31a~31c進(jìn)行了光調(diào)制 后的光而形成的光學(xué)像投射到屏幕305上。
[0214] 以上，列舉實(shí)施方式以及實(shí)施例來(lái)說(shuō)明了本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型的投射用變 焦透鏡并不限于上述實(shí)施例，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、面間隔、折射率、阿貝數(shù)。
[0215] 另外，本實(shí)用新型的投射型顯示裝置并不限于上述結(jié)構(gòu)，例如所使用的光閥、用于 光束分離或光束合成的光學(xué)構(gòu)件不限于上述結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行各種方式的變更。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種投射用變焦透鏡，其特征在于， 所述投射用變焦透鏡具備:第一透鏡組，其配置在最靠放大側(cè)且在變倍時(shí)固定，并且具 有負(fù)光焦度；以及至少兩個(gè)移動(dòng)透鏡組，其在變倍時(shí)以使光軸方向的相互間隔變化的方式 移動(dòng)， 所述第一透鏡組從放大側(cè)起依次由具有負(fù)光焦度的前組、和具有負(fù)光焦度的后組構(gòu) 成， 在對(duì)焦時(shí)，所述前組固定，僅所述后組沿光軸方向移動(dòng)， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(1): flb/fla<0.8 (1) 其中， fla:所述前組的焦距； fib:所述后組的焦距。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(2): -l<fw/flb<-0.05 (2) 其中， fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(3): 1.5<hla/hlb (3) 其中， hla:縮小側(cè)光瞳位置為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的廣角端處的最大視場(chǎng)角的主光線在所述前組中的 最大光線高度； hlb:縮小側(cè)光瞳位置為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的廣角端處的最大視場(chǎng)角的主光線在所述后組中的 最大光線高度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述后組的最靠縮小側(cè)的透鏡面為凹面。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 在最靠縮小側(cè)配置有變倍時(shí)固定且具有正光焦度的最終透鏡組。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述后組的最靠縮小側(cè)的透鏡為負(fù)透鏡，所述后組的從縮小側(cè)起第二片透鏡為正透 鏡。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述前組包括將負(fù)透鏡與正透鏡接合而成的接合透鏡， 構(gòu)成該接合透鏡的負(fù)透鏡的關(guān)于d線的折射率比構(gòu)成該接合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線 的折射率大0.1以上， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(4)以及(5): Ndn<-0.01Xvdn+2.1 (4) Ndp<-0.01Xvdp+2.1 (5) 其中， Ndn:構(gòu)成所述接合透鏡的負(fù)透鏡的關(guān)于d線的折射率； vdn:構(gòu)成所述接合透鏡的負(fù)透鏡的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)； Ndp:構(gòu)成所述接合透鏡的正透鏡的關(guān)于d線的折射率； vdp:構(gòu)成所述接合透鏡的正透鏡的d線基準(zhǔn)的阿貝數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(6): fw/fla|<0.3 (6) 其中， fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡從放大側(cè)起依次由所述第一透鏡組、三個(gè)所述移動(dòng)透鏡組、以及 在變倍時(shí)固定且具有正光焦度的最終透鏡組構(gòu)成。10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡從放大側(cè)起依次由所述第一透鏡組、四個(gè)所述移動(dòng)透鏡組、以及 在變倍時(shí)固定且具有正光焦度的最終透鏡組構(gòu)成。11. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(7): 2.5<Bf/fw (7) 其中， Bf:從最靠縮小側(cè)的透鏡面到縮小側(cè)共輒面為止的光軸上的空氣換算距離； fw:廣角端處的整個(gè)系統(tǒng)的焦距。12. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(1-1): flb/fla<0.6 (1-1)。13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(2-1): -0.4<fw/flb<-0.15 (2-1)〇14. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(3-1): 2.0<hla/hlb<4.0 (3-1)〇15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(6-1): fw/fla|<0.2 (6-1 )〇16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的投射用變焦透鏡，其中， 所述投射用變焦透鏡滿足下述條件式(7-1): 3.5<Bf/fw<10.0 (7-1)〇17. -種投射型顯示裝置，其特征在于， 所述投射型顯示裝置具備： 光源； 光閥，其供來(lái)自該光源的光入射；以及 權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的投射用變焦透鏡，其用作將光學(xué)像投射到屏幕上的投 射用變焦透鏡，所述光學(xué)像基于由所述光閥進(jìn)行光調(diào)制后的光而形成。
【文檔編號(hào)】G02B15/14GK205608279SQ201620256064
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】永利由紀(jì)子
【申請(qǐng)人】富士膠片株式會(huì)社