專利名稱：投影透鏡和帶有這種投影透鏡的光學投影機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及投影透鏡以及帶有這種投影透鏡的用于將形成在幻燈片、膠片或玻璃板上的圖像，或通過液晶顯示器顯示的圖像以放大的圖像投影到投影屏上的光學投影機。
背景技術(shù)：
用于低成本的LCD投影機的投影透鏡需要具有小的光圈，緊湊輕便，能形成高清晰和低失真的圖像，引起小的放大色差，是遠心的，具有長的后焦距和短的投影距離，并且不昂貴。
如JP2000-137165A中所提到的，大多數(shù)光學投影機的投影光學系統(tǒng)采用遠心變焦透鏡，這些光學投影機將形成在膠片或幻燈片上的圖像，或通過液晶顯示器顯示的圖像以放大的圖像投影在投影屏上。但是，大多數(shù)變焦透鏡是昂貴的。
可以通過包括多個透鏡的定焦投影透鏡滿足形成低失真和低放大色差的高清晰圖像的要求。但是，多個透鏡會提高對短波長光波的內(nèi)吸光度，并且因此投影透鏡的透射比較小。雖然可以通過組合對短波長光波的內(nèi)吸光度較低的鉛玻璃透鏡而構(gòu)成具有合格的光圈的投影透鏡，但是這種投影透鏡是昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是解決存在于常規(guī)投影透鏡中的問題，并提供一種幾乎不引起像差的、由較少數(shù)量透鏡組成的構(gòu)造簡單的定焦投影透鏡，并提供一種具有這種定焦投影透鏡的光學投影機。
根據(jù)本發(fā)明，投影透鏡包括六個透鏡，其中包括一個作為第一透鏡的具有負折射率的單個透鏡，一個作為第二透鏡的具有正折射率的單個透鏡，一個作為第三透鏡的具有負折射率的單個透鏡，一個作為第四透鏡的具有正折射率的、由具有負折射率的第一組成透鏡和具有正折射率并膠合于第一組成透鏡上的第二組成透鏡構(gòu)成的復合透鏡，和一個作為第五透鏡的具有正折射率的單個透鏡，這六個單個透鏡以從投影屏到顯示裝置的順序設置；其中，在顯示裝置一側(cè)的投影透鏡部分基本上是遠心的，并且在顯示裝置一側(cè)的第一透鏡表面和第二組成透鏡在顯示裝置一側(cè)的表面是非球面的。
根據(jù)本發(fā)明，第一透鏡聚集來自寬角范圍內(nèi)諸方向的光線，第二透鏡會聚該光線，第三透鏡發(fā)散第二透鏡會聚的光線，第四透鏡接收第三透鏡發(fā)散的光線并減小色差，第五透鏡接收來自第四透鏡的光線并以基本遠心的模式將光線會聚在顯示裝置的一側(cè)上。
由于第一透鏡在顯示裝置側(cè)的表面是非球面的，即使在來自于投影屏一側(cè)的光線以大角范圍落在第一透鏡上和投影透鏡由較小數(shù)目的透鏡構(gòu)成時，也能夠減小包括失真、彗差和像散的光學像差。由于第二組成透鏡在顯示裝置側(cè)的表面是非球面的，即使在投影透鏡由較小數(shù)目的透鏡構(gòu)成和沒有將使投影透鏡基本遠心的額外負載置于第五透鏡上時，也能夠減小包括失真、彗差和像散的光學像差。
由于第一透鏡的表面之一和第四透鏡的表面之一是非球面的，從制作成本的角度來說，以有效直徑制作第一和第四透鏡是不利的。但是，由于第三透鏡置于第二和第四透鏡之間，通過以合適的位置關(guān)系設置第二、第三和第四透鏡，并使用具有合適的折射率的透鏡作為第三透鏡，即使在第一和第四透鏡的有效直徑有限的情況下，一束大直徑的光線也可以通過第三透鏡透射而不會在第四透鏡上引起較大的像差。因而，投影透鏡具有適合于構(gòu)成透鏡的數(shù)目的小光圈數(shù)。
由于第三透鏡置于第二和第四透鏡之間，通過以合適的位置關(guān)系設置第二、第三和第四透鏡，可以使來自于投影屏側(cè)并落在第一透鏡上的平行于投影透鏡光軸的光線以基本平行于光軸的光線落在第四透鏡上。因此，可以減少第四透鏡上的用于減小像差而非色差的光學負載。
在根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡中，0.3＜L23/L2-4＜0.5，其中L2-4是第二透鏡在投影屏一側(cè)的一端和第四透鏡在顯示裝置一側(cè)的一端之間的距離，L23是第二透鏡在顯示裝置一側(cè)的一端和第三透鏡在投影屏一側(cè)的一端之間的距離。
在根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡中，比率L23/L2-4越小，第三透鏡離第二透鏡越近，并且因此離開第二透鏡落在第三透鏡上的光線束的直徑越大。當落在第三透鏡上的光線束的直徑較大，并且第三透鏡具有較大的折射率時，為了得到理想的光圈數(shù)，第四透鏡的有效直徑必須大到可以接收一束較大直徑的光線。由于具有非球形表面的第四透鏡的有效直徑是有限的，為了得到理想的光圈數(shù)，第三透鏡的折射率必須較小。但是，并不希望過分地減小第三透鏡的折射率，由于減小第三透鏡的折射率會縮短投影透鏡的后焦距。因而，第三透鏡的折射率的減小是有限的。因此，當?shù)谒耐哥R具有有限的有效直徑并且必須保證理想的后焦距時，過分減小比率L23/L2-4是不利的。數(shù)值實驗顯示，該比率必須是0.3或以上。
比率L23/L2-4越大，第二和第三透鏡之間的距離越遠，且第三和第四透鏡之間的距離越短。為了構(gòu)造具有理想光圈數(shù)的投影透鏡，所有離開第三透鏡的光線必須進入第四透鏡，且因此第三透鏡必須具有較大的折射率。比率L23/L2-4越大，第三透鏡的折射率也必須越大。但是，如果第三透鏡的折射率過分大的話，容易發(fā)生像差。因此，必須限制第三透鏡的折射率以使像差在允許的范圍內(nèi)，而且比率L23/L2-4一定不能過分大。數(shù)值實驗顯示，比率必須是0.5或以下。
在根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡中，第一、第二和第三透鏡滿足條件-1.5＜f1-2/f3＜-0.8，其中f1-2是第一和第二透鏡的合成焦距，f3是第三透鏡的焦距。
當f1-2/f3大于-1.5且小于-0.8時，也就是當f1-2/f3在-1附近時，從投影屏一側(cè)傳播并基本平行于光軸地落到第一透鏡上的光線從第三透鏡基本平行于光軸地射出，并以基本平行的光線落在第四透鏡上。從投影屏一側(cè)傳播并傾斜于光軸地落到第一透鏡上的光線從第三透鏡射出，并且不需要很大地改變傳播方向而落在第四透鏡上。因此，第一和第二透鏡以及第三透鏡這一系列組成了所謂的遠焦透鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)減小了投影透鏡造成的像差。當f1-2/f3等于或低于-1.5或等于或高于-0.8時，從投影屏一側(cè)傳播并基本平行于光軸地落到第一透鏡上的光線傾斜地落到第四透鏡上。因此，增加了第四透鏡上的用于減小像差的負載，并且投影透鏡容易引起像差。
在根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡中，第一、第二和第三透鏡具有能使從投影屏一側(cè)傳播并基本平行于光軸地落到第一透鏡上的光線從第三透鏡基本平行于光軸地射出的折射率。
由于第一和第二透鏡以及第三透鏡這一組形成了遠焦透鏡系統(tǒng)，可以減小投影透鏡造成的像差。
在根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡中，第四透鏡的第一組成透鏡在投影屏一側(cè)的表面基本是平坦的。
基本平行于光軸地離開第三透鏡的光線以幾乎不被第四透鏡的第一組成透鏡在投影屏一側(cè)的表面折射的方式落在第四透鏡上，這減小了投影透鏡造成的像差。
根據(jù)本發(fā)明的光學投影機包括用于形成一副圖像的成像裝置，和上述用于投影該成像裝置所形成的圖像的投影透鏡。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的一個投影透鏡的視圖，其中，投影屏在左側(cè)，顯示裝置(像平面)在右側(cè)；圖2是一個表格，顯示圖1所示的投影透鏡的數(shù)據(jù)，其中，OBJ Nos.是平面編號，RDYs是以毫米表示的曲率半徑，THIs是透鏡或空氣間隙的厚度；圖3(A)示出了圖1所的投影透鏡引起的球面像差；圖3(B)示出了圖1所示的投影透鏡引起的像散；
圖3(C)是示出了圖1所示的投影透鏡引起的失真；圖4(A)示出了當相關(guān)視場高度(relative field height)是1.00時圖1中所示的投影透鏡引起的橫向像差；圖4(B)示出了當相關(guān)視場高度是0.83時圖1所示的投影透鏡引起的橫向像差；圖4(C)示出了當相關(guān)視場高度是0.62時圖1所示的投影透鏡引起的橫向像差；圖4(D)示出了當相關(guān)視場高度是0.42時圖1中所示的投影透鏡引起的橫向像差；圖4(E)示出了當相關(guān)視場高度是0.00時圖1中所示的投影透鏡引起的橫向像差；圖5是根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡中的光路的示意圖；和圖6是具有根據(jù)本發(fā)明的投影透鏡的光學投影機的示意圖。
優(yōu)選實施例的描述參見圖1，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的投影透鏡2，該投影透鏡2包括六個透鏡，這六個透鏡包括一個作為第一透鏡10的具有負折射率的單個透鏡，一個作為第二透鏡20的具有正折射率的單個透鏡，一個作為第三透鏡30的具有負折射率的單個透鏡，一個作為第四透鏡40的具有正折射率的由一個具有負折射率的第一組成透鏡41和一個與第一組成透鏡41結(jié)合在一起的具有正折射率的第二組成透鏡42構(gòu)成的復合透鏡，和一個作為第五透鏡50的具有正折射率的單個透鏡，這六個單個透鏡以從投影屏一側(cè)(即圖1中的左側(cè))到顯示裝置(像平面)(圖1中的右側(cè))的順序設置。一個合成棱鏡60合成由三個液晶顯示器形成的三色圖像。一條以70表示的線象征性地表示顯示裝置(像平面)。投影透鏡2在像平面70一側(cè)基本上是遠心的。投影透鏡2校準像平面70發(fā)射的光線，從而使光線以一束平行光線的形式朝向投影屏5傳播(圖6)。在顯示裝置70一側(cè)，靠近第二透鏡20的表面處設置一個光闌22，以確定投影透鏡2的光圈數(shù)。
參見圖5，第一透鏡10聚集來自寬角范圍內(nèi)諸方向的光線，第二透鏡20會聚該光線，第三透鏡30發(fā)散第二透鏡20會聚的光線，第四透鏡40接收第三透鏡發(fā)散的光線并主要減小色差，而第五透鏡50接收來自于第四透鏡40的光線并以基本遠心的模式將光線會聚在顯示裝置70的一側(cè)上。
在顯示裝置70一側(cè)，第一透鏡10的表面11，和在顯示裝置70一側(cè)第二組成透鏡42的表面43是非球面的。表面11和43的非球面形狀由式(1)表示x=Ry21+1-(1+K)R2y2+Ay4+By6+Cy8+Dy10---(1)]]>其中A，B，C和D是具有預定值的系數(shù)，R是表面11或43的中心部分的曲率半徑。
由于第一透鏡10的表面11是非球面的，即使在來自于投影屏一側(cè)的光線以寬角范圍內(nèi)的方向落在第一透鏡10上且投影透鏡2由較少數(shù)目的透鏡構(gòu)成時，也能減小包括失真、彗差和像散的光學像差。由于第二組成透鏡42的表面43是非球面的，即使在投影透鏡2由較少數(shù)目的透鏡構(gòu)成時，也能減小包括失真、彗差和像散的光學像差。由于表面43是非球面的，沒有在第五透鏡50上設置使投影透鏡2基本遠心的額外負載。由于表面11和43是非球面的，可以明顯地減小除色差以外的包括失真、彗差和像散的光學像差。例如，可以將由常規(guī)的投影透鏡引起的包括失真、彗差和像散的3.0％的光學像差減小到約1.5％。
由于第一透鏡10的一個表面和第四透鏡40的一個表面是非球面的，如果第一透鏡10和第四透鏡40以大于預定有效直徑的有效直徑形成，投影透鏡2的加工成本就會增加。當通過分別在玻璃透鏡的球形表面上涂覆樹脂或類似物的薄膜而形成非球形表面11和43時，透鏡的可能有效直徑是有限的。因此，第一透鏡10和第四透鏡40不能以非常大的有效直徑形成。雖然第一透鏡10和第四透鏡40的有效直徑是有限的，為了使投影透鏡2具有一個適合于透鏡的數(shù)目的小光圈數(shù)，將第三透鏡30置于第二透鏡20和第四透鏡40之間。通過以合適的位置關(guān)系設置第二透鏡20、第三透鏡30和第四透鏡40，并使用具有合適折射率的透鏡作為第三透鏡30，即使第一透鏡10和第四透鏡40的有效直徑是有限的，一束通過第二透鏡20的大直徑光線也可以通過第三透鏡30恰當?shù)赝干涞降谒耐哥R40上。適當?shù)卮_定第三透鏡30的折射率以避免第三透鏡30引起大的像差。因此，投影透鏡2具有高的像差減小性能和適合于構(gòu)成透鏡的較小數(shù)目的1.5的小光圈數(shù)。
投影透鏡2滿足式(2)表示的條件0.3＜L23/L2-4＜0.5.........(2)其中，L23是第二透鏡20的后端，即在顯示裝置70側(cè)的一端，和第三透鏡30的前端，即在投影屏5側(cè)的一端，之間的距離，L2-4是第二透鏡20的前端，即在投影屏5側(cè)的一端，和第四透鏡40的后端，即在顯示裝置70側(cè)的一端，之間的距離。由于以下原因，L23/L2-4的值必須在式(2)限定的這樣一個范圍內(nèi)。
如圖1和5所示，當L23/L2-4的值越小時，第三透鏡30越接近第二透鏡20，并且因此從第二透鏡20射出的光線以一束較大直徑的光線落在第三透鏡30上。當?shù)谌哥R30具有一個大的折射率時，從第三透鏡30射出的光線發(fā)散得更遠，并且該發(fā)散的光線落在第四透鏡40上。第四透鏡40的有效直徑必須大到可以接收一束大直徑的光線以得到理想的光圈數(shù)。因此，如果具有非球形表面43的第四透鏡40的有效直徑是有限的，需要減小第三透鏡30的折射率以得到理想的光圈數(shù)。但是，過分小的第三透鏡30的折射率會縮短投影透鏡2的后焦距，這是不希望發(fā)生的情況。因此，在將L23/L2-4保持在一個較小值的情況下，第三透鏡30的折射率的減小程度是有限的。因而，當?shù)谒耐哥R的有效直徑有限且投影透鏡2需要具有一個理想的后焦距時，過分減小L23/L2-4的值是不利的。數(shù)值實驗顯示L23/L2-4的值必須大于0.3。
如圖1和5所示，當L23/L2-4的值越大，第三透鏡30離第二透鏡20越遠，離第四透鏡40越近。所有從第三透鏡30射出的光線必須落到第四透鏡40上，以得到理想的光圈數(shù)，并且因此第三透鏡30必須具有大的折射率以發(fā)散射出光線。因此，L23/L2-4的值越大，第三透鏡30的折射率就必須越大。但是，當?shù)谌哥R30的折射率過分大時，透鏡30就會引起像差。因此，第三透鏡30的折射率必須受到限制以使像差在允許的范圍內(nèi)，并且L23/L2-4的值一定不能過分大。數(shù)值實驗顯示L23/L2-4的值必須小于0.5。
投影透鏡2滿足式(3)所表示的條件-1.5＜f1-2/f3＜-0.8.........(3)其中，f1-2是第一透鏡10和第二透鏡20的合成焦距，f3是第三透鏡30的焦距。
由于以下原因，f1-2/f3的值必須在式(3)所限定的這樣一個范圍內(nèi)。當f1-2/f3大于-1.5小于-0.8時，即，當f1-2/f3在-1附近時，第一透鏡10和第二透鏡20的綜合折射率約等于第三透鏡30的折射率，并且第一透鏡10和第二透鏡20的綜合折射率與第三透鏡30的折射率具有相反的符號。例如，從投影屏5的一側(cè)傳播并基本平行于光軸地落到第一透鏡上10的光線從第三透鏡30基本平行于光軸地射出，并以基本平行的光線落在第四透鏡40上。從投影屏5的一側(cè)傳播并傾斜于光軸地落到第一透鏡10上的光線從第三透鏡30射出，并且不需要很大地改變傳播方向而落在第四透鏡40上。因此，第一透鏡10和第二透鏡20以及第三透鏡30這一組形成了所謂的遠焦透鏡系統(tǒng)，對于構(gòu)成透鏡的較小數(shù)目，該系統(tǒng)令人滿意地減小了投影透鏡2造成的像差。當f1-2/f3等于或低于-1.5或者等于或高于-0.8時，第一透鏡10和第二透鏡20以及第三透鏡30這一組不能形成遠焦透鏡系統(tǒng)，并因此從投影屏5一側(cè)傳播并基本平行于光軸地落到第一透鏡10上的光線傾斜地落到第四透鏡40上。因此，增加了第四透鏡40上的用于像差校正的負載，并且投射透鏡2容易引起像差。因而，投影透鏡2的第一透鏡10，第二透鏡20和第三透鏡30具有使從投影屏5一側(cè)傳播并基本平行于光軸地落到第一透鏡10上的光線從第三透鏡30基本平行于光軸地射出的折射率。
第一組成透鏡41在投影屏5一側(cè)的表面44具有非常大的曲率半徑，并基本是平坦的表面。因此，從第三透鏡30基本平行于光軸地射出的光線以在第一組成透鏡41的表面44幾乎不被折射的方式落在第四透鏡40上。因此，第一組成透鏡41的表面44的效果，結(jié)合第一透鏡10，第二透鏡20和第三透鏡30組成的遠焦透鏡系統(tǒng)的功能，減小了投影透鏡2引起的像差。
下面將以一個例子解釋投影透鏡2的數(shù)據(jù)。
圖2以一個例子示出了投影透鏡2的數(shù)據(jù)，其中OBJ Nos.是從投影屏一側(cè)到顯示裝置一側(cè)的透鏡表面的(表)面編號。例如，第一透鏡10的非球形表面11的編號是OBJ Nos.2，第一透鏡10具有透鏡表面OBJ Nos.1和2。光闌22的編號是OBJ Nos.5。第二透鏡20的透鏡表面的編號是OBJNos.3和4。第三透鏡30的透鏡表面的編號是OBJ Nos.6和7。第四透鏡40，即復合透鏡的透鏡表面的編號是OBJ Nos.8、9和10。第五透鏡50的透鏡表面的編號是OBJ Nos.11和12。RDYs是以毫米表示的曲率半徑，THIs是透鏡或空氣間隙的厚度。例如，一個與OBJ Nos.1對應的2.0的THI是第一透鏡10的厚度，一個與OBJ Nos.2對應的27.7的THI是第一透鏡10在顯示裝置70一側(cè)的后端和第二透鏡20在投影屏5一側(cè)的前端之間的距離。在圖2中，GLA表示構(gòu)成透鏡的材料的D線折射率和阿貝數(shù)。例如，1.51680-64.2的GLA表示一種具有1.51680的D線折射率和64.2的阿貝數(shù)的材料。
圖3和4示出了投影透鏡2的像差曲線。圖3(A)，3(B)和3(C)分別示出了球面像差曲線，像散場曲率(an astigmatic field curvature)，和畸變曲線。在圖3(B)中，曲線S和T分別顯示了關(guān)于弧矢像表面和正切像表面的像散。圖4(A)，4(B)，4(C)和4(D)分別顯示了相關(guān)視場高度為1.00，0.83，0.62，0.42和0.00時的橫向像差。從圖3和4中明顯可見，本發(fā)明的投影透鏡2具有高的像差減小特性。
第一透鏡10的表面11和第二組成透鏡42的表面43的各自的非球面形狀由式(1)表示。式(1)中的系數(shù)R的值為對應于OBJ Nos.2和10的曲率半徑(RDY)，且K、A、B、C和D的值包括在與OBJ Nos.2和10相關(guān)的部分中?？梢酝ㄟ^在玻璃透鏡的非球形表面上涂覆樹脂或類似物的薄膜而形成第一透鏡10和第二組成透鏡42的各自的非球形表面11和43。
在這個投影透鏡2中，L2-4＝29.7mm，L23＝11.6mm，并且因此L23/L2-4＝0.39≈0.4。因此，該投影透鏡2符合條件0.3＜L23/L2-4＜0.5。
在這個投影透鏡2中，f1-2＝28.8mm，f3＝-29.9mm，并且因此f1-2/f3＝-0.96≈-1。因此，該投影透鏡2符合條件-1.5＜f1-2/f3＜-0.8。
第一組成透鏡41的前表面44具有非常大的曲率半徑，其值為-97865.717mm，因此，表面44基本上是一個平坦的表面。
該投影透鏡2具有1.5的光圈數(shù)和33.3mm的后焦距。
因此，體現(xiàn)本發(fā)明的投影透鏡2包括六個透鏡，具有小的光圈數(shù)和高的像差減小特性，緊湊，輕便并且便宜。該投影透鏡2適于在LCD投影機中使用。
由于第一透鏡10的表面11和第四透鏡40的表面43是非球面的，可以減小除色差以外的包括失真、彗差和像散的光學像差，從而可以形成高清晰度的圖像。
由于第四透鏡40的表面43是非球面的，所以沒有在第五透鏡50上設置使投影透鏡2基本遠心而不會由第五透鏡50引起像差的額外負載。
通過把具有合適的折射率的第三透鏡30置于第二透鏡20和第四透鏡40之間，并適當?shù)卮_定第二透鏡20、第三透鏡30和第四透鏡40的位置關(guān)系，即使在第一透鏡10和第四透鏡40的有效半徑有限的情況下，也可以得到具有適合于透鏡數(shù)的小光圈數(shù)的投影透鏡2。
由于投影透鏡2滿足條件0.3＜L23/L2-4＜0.5，所以投影透鏡2具有較長的后焦距，第三透鏡30的折射率可以是有限的以使像差在允許的范圍內(nèi)，并且投影透鏡2即使在第四透鏡40的有效半徑有限的情況下也具有小光圈數(shù)。
由于投影透鏡2滿足條件-1.5＜f1-2/f3＜-0.8，所以第一透鏡10和第二透鏡20以及第三透鏡30這一系列能夠組成一個遠焦透鏡系統(tǒng)，可以減小第四透鏡40上的用于像差校正的負載，并且因此投影透鏡2具有高的像差減小特性。
由于第一組成透鏡41的表面44具有非常大的曲率半徑，且基本上是平坦的，從第三透鏡30基本平行于光軸射出的光線，在落在第四透鏡40上之前，在第一組成透鏡41的表面44上幾乎不被衍射，這減小了投影透鏡2引起的像差。
第一透鏡10，第二透鏡20，第三透鏡30和第五透鏡50是單個透鏡。術(shù)語“單個透鏡”用來表示實質(zhì)上單個的透鏡，包括具有薄膜涂層表面的單個透鏡。
下面將參照圖6說明根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的、配置了體現(xiàn)本發(fā)明的投影透鏡2的光學投影機1。
該光學投影機1具有一個用來形成彩色圖像的成像單元3和所述投影透鏡2。成像單元3包括三個液晶顯示器和一個用來合成三個液晶顯示器形成的三色圖像的合成棱鏡60。在圖6中，三個液晶顯示器用一個以線70象征性地表示的單個顯示裝置(像平面)代表，而省略了三個液晶顯示器。一幅由合成棱鏡60合成三個液晶顯示器形成的三色圖像而形成的圖像，通過投影透鏡2投影到投影屏5上。由于投影透鏡2在從顯示裝置70到投影屏5的方向上是遠心的，可以將圖像清晰地投影到投影屏5上，而不會受依賴于液晶顯示器形成的圖像的圖片品質(zhì)的角度的影響。投影透鏡2具有長的后焦距，因此，合成棱鏡60可以置于投影透鏡2和顯示裝置70之間。
成像單元3可以包括光學調(diào)制器，例如具有替代液晶顯示器的作為像素的微鏡、膠片或幻燈片的裝置。
配置有投影透鏡2的光學投影機1可以在投影屏5上投影高畫面質(zhì)量的圖像。
從前面的說明中顯然可以了解到，根據(jù)本發(fā)明，投影透鏡具有實際上包括六個透鏡的簡單結(jié)構(gòu)，可以形成具有小的像差的圖像，且具有小的光圈數(shù)。配置有該投影透鏡的光學投影機可以在屏幕上投影高畫面質(zhì)量的圖像。
雖然已經(jīng)以一個帶有一定程度的特殊性的優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，但是，很明顯其中可以有很多改變和變型。因此，應當理解，在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以實施本發(fā)明的方式不限于這里所具體說明的方式。
權(quán)利要求
1.一種投影透鏡包括六個透鏡，其中包括一個作為第一透鏡的具有負折射率的單個透鏡，一個作為第二透鏡的具有正折射率的單個透鏡，一個作為第三透鏡的具有負折射率的單個透鏡，一個作為第四透鏡的具有正折射率的由一個具有負折射率的第一組成透鏡和一個具有正折射率并膠合于第一組成透鏡上的第二組成透鏡組成的復合透鏡，和一個作為第五透鏡的具有正折射率的單個透鏡，這六個透鏡以從投影屏的一側(cè)到顯示裝置的順序設置；其中，在顯示裝置一側(cè)的投影透鏡部分基本上是遠心的，并且在顯示裝置側(cè)的第一透鏡的表面以及在顯示裝置側(cè)的第二組成透鏡的表面是非球面的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的投影透鏡，其特征在于，0.3＜L23/L2-4＜0.5，其中L2-4是第二透鏡在投影屏側(cè)的一端和第四透鏡在顯示裝置側(cè)的一端之間的距離，L23是第二透鏡在顯示裝置側(cè)的一端和第三透鏡在投影屏側(cè)的一端之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的投影透鏡，其特征在于，第一、第二和第三透鏡滿足條件-1.5＜f1-2/f3＜-0.8，其中f1-2是第一和第二透鏡的合成焦距，f3是第三透鏡的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的投影透鏡，其特征在于，第一、第二和第三透鏡具有這樣的折射率，使從投影屏一側(cè)傳播并基本平行于光軸落到第一透鏡上的光線從第三透鏡基本平行于光軸地射出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的投影透鏡，其特征在于，所述第四透鏡的第一組成透鏡在投影屏側(cè)的一個表面基本上是平坦的。
6.一種光學投影機包括用于形成圖像的成像裝置；和根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的用來投影成像裝置所形成的圖像的投影透鏡。
全文摘要
投影透鏡2實際上包括六個透鏡，一個作為第一透鏡的具有負折射率的單個透鏡10，一個作為第二透鏡的具有正折射率的單個透鏡20，一個作為第三透鏡的具有負折射率的單個透鏡30，一個作為第四透鏡的具有正折射率的由一個具有負折射率的第一組成透鏡41和一個具有正折射率并膠合于第一組成透鏡上的第二組成透鏡42組成的復合透鏡40，一個作為第五透鏡的具有正折射率的單個透鏡50，這六個透鏡以從投影屏側(cè)到顯示裝置的順序設置。投影透鏡2在顯示裝置一側(cè)的部分基本上是遠心的，并且第一透鏡10在顯示裝置側(cè)的表面11和第四透鏡40的第二組成透鏡42在顯示裝置側(cè)的表面41是非球面的。
文檔編號G02B13/18GK1506708SQ200310122280
公開日2004年6月23日 申請日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月6日
發(fā)明者成松修司 申請人:精工愛普生株式會社