專利名稱：投影用廣角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)明涉及一種作為投影儀裝置等的投影透鏡所使用的變焦透鏡，特別涉及將液晶顯示元件或DMD (digital micro mirror device:數(shù)字微型 鏡器件)等的光閥所形成的原圖像放大投影在屏幕上的投影用廣角變焦透 鏡、及搭載該投影用廣角變焦透鏡的投影型顯示裝置。
背景技術(shù)：
向裝置前方的屏幕上投影圖像的所謂前置(front)投影型投影裝置， 作為學(xué)校教育用或企業(yè)研修用及發(fā)表用等近年來被廣泛使用起來。在這種前置投影型投影裝置所搭載的投影透鏡中，考慮裝置的攜帶性 和對(duì)設(shè)置條件的對(duì)應(yīng)性，被要求具有變倍功能(變焦功能)并為緊湊的構(gòu) 成且為廣視角等。以往，作為按這種要求的投影變焦透鏡，提出了例如在下述專利文獻(xiàn) 1、 2中所述的透鏡。專利文獻(xiàn)1特開2003-15038號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2005-292260號(hào)公報(bào)上述專利文獻(xiàn)l、 2所述的透鏡是在廣角端的半視角為小于45度，但 近年來期望著不僅維持良好的光學(xué)性能、并且在廣角端中的半視角為45 度(優(yōu)選50度)以上的投影用廣角變焦透鏡。后置式投影儀裝置等中所搭載的固定倍率的投影透鏡中，已知的也有 半視角為45度以上的透鏡，但在變焦透鏡的情況下，當(dāng)要達(dá)成半視角為 45度以上時(shí)，就難以維持從廣角端至望遠(yuǎn)端的良好的光學(xué)性能，特別難以 保持與視角(像高)共同的球差等的軸向像差和隨著視角而變化的畸變 (distortion)或場(chǎng)曲等的軸外像差的平衡，并且難于對(duì)上述像差進(jìn)行良 好的補(bǔ)正。另外，還具有因配置在放大側(cè)的透鏡組的透鏡系統(tǒng)變大使得緊 湊化困難的問題，并未能實(shí)現(xiàn)。 、發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于，提供不僅維持良好的光學(xué)性能并且達(dá)成廣角端中的半視角為45度以上還可謀求緊湊化的投影 用廣角變焦透鏡，以及搭載該投影用廣角變焦透鏡的投影型顯示裝置。為達(dá)成上述目的，在本發(fā)明的投影用廣角變焦透鏡，配置在放大側(cè)的 聚焦用透鏡組中，將至少4片負(fù)透鏡從放大側(cè)最外端起連續(xù)配置，并且將 其中的放大側(cè)最外端和縮小側(cè)最外端設(shè)為非球面透鏡。艮口，本發(fā)明所涉及的投影用廣角變焦透鏡，從放大側(cè)起依次配置聚 焦用透鏡組，變倍時(shí)為固定且具有負(fù)的折射力；多個(gè)的變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組， 變倍時(shí)分別彼此獨(dú)立移動(dòng)；和光瞳位置固定用透鏡組，變倍時(shí)為固定且具 有正的折射力，其特征在于，所述聚焦用透鏡組包括從放大側(cè)最外端起連 續(xù)配置的至少4片負(fù)透鏡而成，所述至少4片負(fù)透鏡中的、放大側(cè)最外端 的負(fù)透鏡和縮小側(cè)最外端的負(fù)透鏡，各自的放大側(cè)及縮小側(cè)的透鏡面中的 至少一方為非球面。在本發(fā)明所涉及的投影用廣角變焦透鏡中，廣角端中整個(gè)系統(tǒng)的焦距 設(shè)為Fw，后截距設(shè)為Bf，并且，所述聚焦用透鏡組的焦距設(shè)為Ff時(shí)，優(yōu) 選滿足下述條件式(1) 、 (2)。2.5<Bf/Fw …(l)1.5<|Ff |/Fw〈2. 0 …(2)另外，本發(fā)明所涉及的投影型顯示裝置，具備光源；光閥；照明光 學(xué)部，將來自該光源的光束引導(dǎo)至光閥；投影用廣角變焦透鏡，為所述投 影用廣角變焦透鏡，縮小側(cè)設(shè)為遠(yuǎn)心的，其特征在于，來自所述光源的光 束由所述光閥進(jìn)行光調(diào)制，并通過所述投影用廣角變焦透鏡投影于屏幕 上。需要說明的是，上述"負(fù)透鏡"是指至少在近軸領(lǐng)域具有負(fù)的折射力 的透鏡。根據(jù)本發(fā)明所涉及的投影用廣角變焦透鏡，通過具有上述的構(gòu)成，特 別是通過將配置在放大側(cè)的聚焦用透鏡組按照從放大側(cè)最外端起至少4片 負(fù)透鏡連續(xù)的方式構(gòu)成，從而達(dá)成在廣角端中的半視角為45度以上的廣 角化，同時(shí)可抑制聚焦用透鏡的大型化，還可謀求作為整體的緊湊化'。4另外，通過將至少4片負(fù)透鏡連續(xù)配置，從而可在望遠(yuǎn)側(cè)、使面向各 像點(diǎn)的光束直徑在上述至少4片負(fù)透鏡中的放大側(cè)最外端的負(fù)透鏡中變細(xì) 而在縮小側(cè)最外端的透鏡中變粗，并且，通過將放大側(cè)最外端的負(fù)透鏡和 縮小側(cè)最外端的負(fù)透鏡設(shè)為非球面透鏡，可在上述至少4片負(fù)透鏡中的放 大側(cè)最外端的非球面透鏡按照對(duì)應(yīng)于畸變等的軸外像差的方式進(jìn)行隨著 視角而變化的像差補(bǔ)正、在縮小側(cè)最外端的非球面透鏡按照對(duì)應(yīng)于球差等 的軸向像差的方式進(jìn)行與視角共同的像差補(bǔ)正，由此，可均衡且有效地補(bǔ) 正諸差像。另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的投影型顯示裝置，通過搭載有本發(fā)明所涉 及的投影用廣角變焦透鏡，不僅持有變焦功能并且被廣角化成在廣角端的半視角為45度以上還可達(dá)成裝置的小型化，因此可明顯提高裝置的攜帶性或可用性。


圖1是實(shí)施例1所涉及的投影用廣角變焦透鏡的構(gòu)成圖。圖2是實(shí)施例2所涉及的投影用廣角變焦透鏡的構(gòu)成圖。 圖3是實(shí)施例1所涉及的投影用廣角變焦透鏡的諸像差圖。 圖4是實(shí)施例2所涉及的投影用廣角變焦透鏡的諸像差圖。 圖5是一實(shí)施方式所涉及的投影型顯示裝置的概略構(gòu)成圖。 圖中1-圖像顯示面，2-玻璃塊，3-孔徑光闌，10-投影用廣角變焦 透鏡，lla-llc-透過型液晶面板，12、 13-分色鏡，14-十字形分色棱鏡， 16a 16c-聚光透鏡，18a 18c-全反射鏡，20-光源，G, G6-透鏡組，L, U-透鏡，R, R33-透鏡面等的曲率半徑，D, D33-軸上面間隔，X-光軸。
具體實(shí)施方式
以下，使用圖面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖l表示本發(fā)明所涉 及的投影用廣角變焦透鏡，是后述的實(shí)施例l的透鏡構(gòu)成圖。將該透鏡作 為本實(shí)施方式的代表，在以下說明進(jìn)行。需要說明的是，圖中X所示光軸。本實(shí)施方式的投影用廣角變焦透鏡，從放大側(cè)起依次配置以下部件而成聚焦用透鏡組G,，變倍時(shí)為固定且具有負(fù)的折射力；多個(gè)(3個(gè))變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G2~G4，變倍時(shí)彼此獨(dú)立移動(dòng)；和光瞳位置固定用透鏡組G5 (變焦時(shí)使整個(gè)系統(tǒng)的出瞳的位置不變)，變倍時(shí)為固定且具有正的折射力；另外，將縮小側(cè)設(shè)為遠(yuǎn)心的。再有，孔徑光闌3 (包括設(shè)想部分)被配置得在變焦時(shí)可獨(dú)立移動(dòng)。需要說明的是，在圖1所示的本實(shí)施方式的投影用廣角變焦透鏡，從 紙面右側(cè)射入且在光閥的圖像顯示面l中賦予了圖像信息的光束，介由玻璃塊2而被射入該投影用廣角變焦透鏡，并被該投影用廣角變焦透鏡向紙面左側(cè)方向放大投影。在圖l，為易于觀看只記載l片光閥的圖像顯示面 1，但在投影型顯示裝置中，具有將來自光源的光束由色分離光學(xué)系統(tǒng)分離為3原色光、并為了用于各原色光而配設(shè)3個(gè)光閥、且可使全彩色圖像 顯示的這樣的部件(參照?qǐng)D5)。通過在玻璃塊2的位置配設(shè)十字形分色 棱鏡等色合成手段，能對(duì)該3原色光進(jìn)行合成。上述聚焦用透鏡組G,，由從放大側(cè)最外端起連續(xù)配置的4片負(fù)透鏡(第 1透鏡L, 第4透鏡L4)構(gòu)成，通過整體沿光軸X方向移動(dòng)或通過改變第1 透鏡L,和第2透鏡L2的間隔，進(jìn)行聚焦調(diào)整。另外，在該聚焦用透鏡組 Gi中，將放大側(cè)最外端的負(fù)透鏡的第1片負(fù)透鏡(第1透鏡L,)的兩面、 及縮小側(cè)最外端的負(fù)透鏡的第4片負(fù)透鏡(第4透鏡L4)的縮小側(cè)的面均 設(shè)為非球面。如此，在聚焦用透鏡組G,中，通過按照從放大側(cè)最外端起連續(xù)的方式 配置4片負(fù)透鏡(第1透鏡L廣第4透鏡L4)，不僅按廣角端中的半視角 為45度以上進(jìn)行廣角化，并且可抑制聚焦用透鏡組G,的大徑化，還可謀求整體上的緊湊化。另外，在聚焦用透鏡組G,中，從放大側(cè)最外端起第1片負(fù)透鏡(第l 透鏡L,)和第4片負(fù)透鏡(第4透鏡L4)被設(shè)為非球面，即，在變焦引起 的視角變化及光路變化均大的聚焦用透鏡組G,中，通過夾持2片負(fù)透鏡(第 2透鏡L2，第3透鏡L。而前后分離地配置非球面，可良好地進(jìn)行從廣角 端到望遠(yuǎn)端的像差補(bǔ)正。第1片負(fù)透鏡的非球面按照對(duì)應(yīng)于畸變或場(chǎng)曲等的軸外像差的方式適 于進(jìn)行隨著視角而變化的像差補(bǔ)正，第4片負(fù)透鏡的非球面按照對(duì)應(yīng)于球 差等的軸向像差的方式適于進(jìn)行與視角共同的像差補(bǔ)正。這是在聚焦用透鏡組G,中，通過從放大側(cè)最外端起連續(xù)配置4片負(fù)透鏡，從而可在望遠(yuǎn)端 側(cè)、使面向各像點(diǎn)的光束直徑在從放大側(cè)起第1片負(fù)透鏡中變細(xì)而在第4 片透鏡中變粗。需要說明的是，在聚焦用透鏡組G,，從放大側(cè)最外端起可連續(xù)排列5 片以上的負(fù)透鏡。但是，在后述實(shí)施例2 (參照?qǐng)D2)的聚焦用透鏡組G， 配置在從放大側(cè)最外端起第5片的第5透鏡U，與第6片透鏡Le被接合后 起消色差的功能，與上述擔(dān)當(dāng)功能的第1透鏡L, 第4透鏡L4在概念上是 不同的。即，如實(shí)施例2的第5透鏡U那樣作為接合透鏡的要素之一的負(fù) 透鏡，不包含于本申請(qǐng)的權(quán)利要求1所述的"從放大側(cè)最外端起連續(xù)配置 的至少4片負(fù)透鏡"內(nèi)。需要說明的是，在固定焦點(diǎn)(倍率固定)的投影用廣角透鏡的情況下， 在放大側(cè)配置第l非球面，并且，通過在孔徑光闌的附近或縮小側(cè)配置第 2非球面，可得到良好的像差補(bǔ)正性能，但在變焦透鏡的情況下，視角變 化及光路變化的大部分由放大側(cè)的透鏡部產(chǎn)生，因此，第2非球面的像差 補(bǔ)正效果變小。另外，在孔徑光闌的附近或縮小側(cè)配置非球面時(shí)，也產(chǎn) 生出對(duì)形狀精度的要求變得極高使得制造困難的問題。根據(jù)本實(shí)施方式的 投影用廣角變焦透鏡，也可解決這樣的問題。另外，本實(shí)施方式的投影用廣角變焦透鏡，被構(gòu)成得滿足用于解決課 題方法的欄上所記載的條件式(1) 、 (2)(以下再揭示)。2.5<Bf/Fw …(l)1.5<|Ff|/Fw〈2.0 …(2)在此，F(xiàn)w及Bf表示在廣角端中的整個(gè)系統(tǒng)的焦距及后截距，F(xiàn)f表示 在聚焦用透鏡組G,的焦距。條件式(1)，規(guī)定對(duì)于廣角端中整個(gè)系統(tǒng)的焦距Fw的后截距Bf之 比，通過滿足該條件，在投影用廣角變焦透鏡和光閥的圖像顯示面l之間 可確保充分的設(shè)置空間，并可以在該空間設(shè)置色分解棱鏡和TIR棱鏡等。 另一方面，當(dāng)?shù)陀跅l件式(1)的下限值時(shí)，后截距Bf變短，因此，難以 在與圖像顯示面1之間確保色分解棱鏡和TIR棱鏡等的設(shè)置空間。條件式(2)，規(guī)定對(duì)于廣角端中的整個(gè)系統(tǒng)的焦距Fw的聚焦用透鏡 組G,的焦距Ff的絕對(duì)值之比，當(dāng)?shù)陀谠撓孪拗禃r(shí)，難以確保充分的視角。7另外，當(dāng)高于該上限值時(shí)，聚焦用透鏡組G,為大型化，作為整個(gè)系統(tǒng)也難 以緊湊化。其次，關(guān)于搭載上述投影型變焦透鏡的投影型顯示裝置的一例，根據(jù)圖5進(jìn)行說明。圖5所示的投影型顯示裝置，具備透射型液晶面板11a llc 作為光閥，使用上述實(shí)施方式所涉及的投影用廣角變焦透鏡作為投影用廣 角變焦透鏡IO。另外，光源20和分色鏡12之間省略了圖示，但來自光源 20的白色光介由照明光學(xué)部，入射至分別對(duì)應(yīng)于3個(gè)色光光束(G光、B 光、R光)的透射型液晶面板lla llc并進(jìn)行光學(xué)調(diào)制，通過十字形分色 棱鏡14進(jìn)行色合成，通過投影型變焦透鏡10投映在未被圖示的屏幕上。 該裝置具備用于色分解的分色鏡12、 13;用于色合成的十字形分色棱鏡 14;聚光鏡16a 16c;全反射鏡18a 18c。本實(shí)施方式的投影型顯示裝置， 通過使用本實(shí)施方式所涉及的投影用廣角變焦透鏡，不僅具有變焦功能并 且廣角端中的半視角可廣角化為45度以上，還可達(dá)成裝置的小型化，因 此可能明顯提高裝置的攜帶性或可用性。需要說明的是，本發(fā)明的投影用廣角變焦透鏡，不限于使用透射型液 晶顯示面板的作為投影型顯示裝置的投影用廣角變焦透鏡的使用方式，也 可作為使用反射型的液晶顯示面板或DMD等的其他光學(xué)調(diào)制手段的裝置的投影用廣角變焦透鏡等使用。以下，對(duì)本發(fā)明所涉及的投影用廣角變焦透鏡的具體實(shí)施例進(jìn)行說 明。需要說明的是，在表示實(shí)施例2的構(gòu)成的圖2，在顯現(xiàn)與實(shí)施例1同 樣的作用效果的部件上附有在圖1中使用的相同的符號(hào)。<實(shí)施例1〉如圖1所示，實(shí)施例1所涉及的投影用廣角變焦透鏡，在該廣角端 中的配置上，從放大側(cè)起依次配置聚焦用透鏡組G,，變倍時(shí)為固定且具 有負(fù)的折射力；變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G2、 G3;孔徑光闌3，變焦時(shí)可獨(dú)立移 動(dòng)；變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G,;和光瞳位置固定用透鏡組G5，變倍時(shí)為固定且 具有正的折射力；并且，將縮小側(cè)設(shè)為遠(yuǎn)心的。另外，在光瞳位置固定用 透鏡組Gs的縮小側(cè)，從縮小側(cè)起依次配置光閥的圖像顯示面l及玻璃塊2。 需要說明的是，3個(gè)變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G廣G4按照在變倍時(shí)分別彼此獨(dú)立 移動(dòng)的方式構(gòu)成。上述聚焦用透鏡組Gi，如上述，由從放大側(cè)最外端起連續(xù)配置的4片負(fù)透鏡(第1透鏡L, 第4透鏡U)構(gòu)成。上述第1透鏡L,由在近軸領(lǐng)域 具有負(fù)的折射力的兩面非球面的塑料透鏡而成，上述第2透鏡U由凸面面 向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡而成，上述第3透鏡U由同放大側(cè)相比在縮小側(cè) 具有強(qiáng)的曲率的面的負(fù)的雙凹透鏡而成。另外，上述第4透鏡U由在玻璃 材料所形成的透鏡基部U的縮小側(cè)接合由塑料透鏡材料形成的薄厚度的 非球面部Up而成的復(fù)合非球面透鏡構(gòu)成。需要說明的是，將該第4透鏡 L4可構(gòu)成為玻璃透鏡或模制透鏡。上述變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G2，由均為雙凸透鏡的第7透鏡U及第8透鏡 Ls而成。上述變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G3，由雙凹透鏡的第8透鏡U和雙凸透鏡的第 9透鏡U而成。上述變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G4，由凸面面向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的第9 透鏡L9、雙凸透鏡的第IO透鏡U)、雙凸透鏡的第ll透鏡Lu、雙凹透鏡 的第12透鏡U、和雙凸透鏡的第13透鏡L,3構(gòu)成。需要說明的是，第ll 透鏡U及第12透鏡"被互相接合。上述光瞳位置固定用透鏡組G5，按照變焦時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的出瞳的位置不 變的方式配置，由凸面面向放大鏡的負(fù)彎月形透鏡的第14透鏡L,4、和雙 凸透鏡的第15透鏡L,s而成。需要說明的是，第14透鏡Lm及第15透鏡 U被互相接合。在上述第1透鏡L,及第4透鏡U中的各非球面的形狀，由下述所示的 非球面式規(guī)定。在兩面皆為非球面的第1透鏡L,，任一方的面被設(shè)為非球 面的透鏡也可獲得像差補(bǔ)正效果，但更優(yōu)選兩面被設(shè)為非球面的透鏡。數(shù)學(xué)式1Z = -, Y /R + X A 2i Y 2i1 + - K x Y 2/R 2 fr2但是，Z :從距光軸距離為Y的非球面的點(diǎn)下垂至非球面頂點(diǎn)的切平面(垂 直于光軸的平面)的垂直線的長(zhǎng)度；Y:距光軸的距離；R:非球面的光軸付近的曲率半徑；K:偏心率；A2i :非球面系數(shù)(i=2~6)。實(shí)施例1所涉及的投影用廣角變焦透鏡的各透鏡面的曲率半徑R(廣角端中整個(gè)系統(tǒng)的焦距被規(guī)格化為1:以下實(shí)施例皆同)，各透鏡的中心 厚度及各透鏡之間的空氣間隔(以下稱為"軸上面間隔")D (廣角端中 整個(gè)系統(tǒng)的焦距被規(guī)格化為1:以下實(shí)施例皆同)，各透鏡相對(duì)于d線的 折射率Nd及各透鏡相對(duì)于d線的阿貝數(shù)Vd的值示于表1的上段。需要說明的是，表1及以下的表中，面號(hào)碼的數(shù)字表示從放大側(cè)起的順序的數(shù)字， 面號(hào)碼右側(cè)附上*印記的面為非球面。在實(shí)施例1及以下的實(shí)施例2中，這些非球面的曲率半徑R雖在各表中作為在光軸X上的曲率半徑的值而表示，但在對(duì)應(yīng)的透鏡構(gòu)成圖中為使圖面顯而易見，引出線不必從與光軸x的交叉點(diǎn)被引出。整個(gè)系統(tǒng)的焦距Fw: L0 Ft: 1.25、亮度Fl. 8、視角102度、后 截距Bf: 2.59、 G,的焦距Ff: -1.57面號(hào)碼RDNd15.0350.487901.5094056.32+4.8430.8341334.7910.251751.5163364.142.8981.424265-125.1460.292741.8061040.962.5370.977787-15.5780.24395t.5163364.1848.4570.019521.5277141.89*48.4573.63886(可變)fO28.3410.541311.7200042.0"-8.4030.02982t24.4420.687181.5174252.413-26.6960.80061(可變〉}4-M.3730.251001.4970081.6153.5440.17077164.7000.277701.4874970.217-73.6210.91865(可變)18 (孔徑光闌)oo0細(xì)93(可變)194.7340.368171細(xì)1040.9202.8"0.204202120.1090.286131.4874970.222-4.6870.034952316.7080.531501.4970081.624-1.8310.254271.8340037.22530.8180.366312612.9980.781381.4970081.627-2.6750.07924(可變)233.5780.246831細(xì)1040.9292.5631.153691.4970081.630-7.肪80.9137831oo2.512681.5163364.132oo0.02757* :非球面非球面系教面號(hào)K Aj第1面 1.00000 4.7005168E-03第2面 1.00000 8.47534的E"04第9面 1.00000 4.7745407E 03'2廳592E"04 1.9280810E"05 -1.0783262E>04 -5.76845蝶《06 '8.44的314E"04 3.5569997E-04A'o A，2-7.6920282E"07 1,6808102E 082.7332595E07 -7.1651289E^09-7.1393137E 05 5.5438377E-06可變間隔Dg Dl3WIDE 3.63886 0,80061薩UM 3蕭5 1.68297TELE 2.84549 " 6239D17 Dib D270.91865 0.96093 0.079240.53177 0.34946 0,76975-0.39219 0.70398 1.0792011另外，在表l的中段表示，各非球面所對(duì)應(yīng)的各定數(shù)K、 A4、 A6、 A8、 A,。、 A,2的值。另外，在如上述的實(shí)施例l所涉及的投影用廣角變焦透鏡中，變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G廣G4及孔徑光闌3被構(gòu)成得在變焦時(shí)彼此獨(dú)立沿光軸X方向 移動(dòng)，表l的下段表示，廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)和它們的中間 位置(MEDIUM)中的可變間隔(D9、 D13、 DI7、 D18、 D27)的值。在實(shí)施例1如同表1所述，在廣角端中整個(gè)系統(tǒng)的焦距為1. 0 (在 望遠(yuǎn)端中的整個(gè)系統(tǒng)的焦距Ft為1.25)、后截距Bf為2.59、聚焦用透 鏡組G,的焦距Ff成為-1.57。同時(shí)，條件式(1)所對(duì)應(yīng)的值為1.57，并 滿足條件式(1)。另外，條件式(2)所對(duì)應(yīng)的值為2.59，并滿足條件式 (2)?！磳?shí)施例2〉如圖2所示，實(shí)施例2所涉及的投影用廣角變焦透鏡，在該廣角端 中的配置上從放大側(cè)起依次配置變倍時(shí)為固定且具有負(fù)的折射力的聚焦 用透鏡組G"變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G2， G3,;變焦時(shí)可獨(dú)立移動(dòng)的孔徑光闌3; 變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G4、 G5;和變倍時(shí)為固定且具有正的折射力的光瞳位置 固定用透鏡組Gs;并且，將縮小側(cè)設(shè)為遠(yuǎn)心的。另外，在光瞳位置固定用 透鏡組G6的縮小側(cè)，從縮小側(cè)起依次配置光閥的圖像顯示面1及玻璃塊2。 需要說明的是，4個(gè)變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G廣G5被構(gòu)成得在變倍時(shí)彼此可獨(dú) 立移動(dòng)。上述聚焦用透鏡組G,，由從放大側(cè)最外端起連續(xù)配置的4片負(fù)透鏡(第 1透鏡L, 第4透鏡U)、和經(jīng)1片負(fù)透鏡(第5透鏡L5)及1片正透鏡 (第6透鏡L6)而成的接合透鏡來構(gòu)成。上述第1透鏡L,由在近軸領(lǐng)域具 有負(fù)的折射力的兩面非球面的塑料透鏡而成；上述第2透鏡U及上述第3 透鏡L3由凸面面向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡而成。另外，上述第4透鏡L4 由在玻璃材料所形成的透鏡基部L4e的放大側(cè)接合塑料材料所形成的薄厚 度的非球面部L4P而成的復(fù)合非球面透鏡來構(gòu)成。需要說明的是，該第4 透鏡U可由玻璃透鏡或模制透鏡構(gòu)成。上述第5透鏡U由雙凹透鏡而成， 上述第6透鏡U由雙凸透鏡而成。 .12上述變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G2，由凸面面向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的第7 透鏡"而成。上述變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G3，由雙凸透鏡的第8透鏡U和凸面面向縮小 側(cè)的為負(fù)彎月形透鏡的第9透鏡U而成。需要說明的是，第8透鏡Ls及第 9透鏡U被互相接合。上述變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G4，由凸面面向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的第10 透鏡L。和雙凸透鏡的第11透鏡Ln而成。需要說明的是，第10透鏡L10 及第ll透鏡Lu被互相接合。上述變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組G5，由雙凹透鏡的第12透鏡U、雙凸透鏡的 第13透鏡L13、凸面面向放大側(cè)的負(fù)彎月形透鏡的第14透鏡"及第15透 鏡U、和雙凸透鏡的第16透鏡L,6。需要說明的是，第12透鏡L,2和第13 透鏡L13、及第14透鏡"和第15透鏡L,s，分別被互相接合。上述光瞳位置固定用透鏡組G6按照在變焦時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的出瞳的位置 不變的方式配置，由雙凸透鏡的第17透鏡L,7而成。在上述第1透鏡L,及第4透鏡L4中的各非球面的形狀，根據(jù)上述的非 球面式而被規(guī)定。在兩面皆成為非球面的第1透鏡L,中，任何一方的面形 成為非球面時(shí)也可獲得像差補(bǔ)正效果，但優(yōu)選兩面被形成為非球面的透 鏡。實(shí)施例2所涉及的投影用廣角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之間的軸上面間隔D、各透鏡相對(duì)于d線的折射 率Nd及各透鏡相對(duì)于d線中的阿貝數(shù)v d的值示于表2的上段。[表2]整個(gè)系統(tǒng)的焦距Fw: 1.0 Ft: 1.33、亮度Fl. 8、視角105度、后 截距Bf: 2.75、 G,的焦距Ff: -1.90面號(hào)碼RDNd1*14.03840.60999f.4910057.62*5.53930.8133237.96460.406661.6968055.543.16191.0836556.84580.386331.7130053.962.70401.330507*-9.09690.020331.5277141.88-9.09690.305001.6180063.495.994110-45.58140.254161.7，30053.9115.94591,067491.6476933.812-9.03471.0275313".52780.609391.8340037.214206.57681.22496(可變)154.28921.Of 6661.6134044.316-6.11050.203331.8051825.417-15.12031.78037(可變)18 (孔徑光闌)oo0.35502(可交)1913.95140.183001.8340037.2201.87640.538831.548t445.821-5.67330.28466(可變)22-1.97410.132171.8051825.4237.37090.579491.4874970.224-2.50340.02033257.38120.152501.8051825.4264,27720.396501.4874970.22710.16660.091502810.11590.77245"970081.629-3.31230.16571(可變)305.91370.568621.8051825.431—14.23360.7624932oo2.617891.5163364.133oo0.26433* :非球面非球面系數(shù)面號(hào) K A4 A8 Ag Al0第1面 1.00000 1.S757284E"03 -3.2117907E-05 1.2078574E>06 0加OOOOOE+00第2面 1.00000 -1.706933使-03 3.5232851E-05 -2,0433570E^06 O.OOOOOOOE+00第7面 1.00000 -1.9671700E"03 2.7820610E-0斗 -5.0953796E 05 O.OOOOOOOE+00可變間隔WIDETELED12 1.02753 0.54635 0.25416Dl41.22496 0,謹(jǐn)9 0.15148D17 1.78037 2.11271 2.68387Di80.35502 0.31150 0.07919D210.32522 0.28771Dm 0.16571 0.73666 1.38174另夕卜，表2的中段表示，各非球面所對(duì)應(yīng)的各定數(shù)K、 A4、 A6、 A8、 A,。、A,2的值。另外，在如上述的實(shí)施例2所涉及的投影用廣角變焦透鏡中，變焦時(shí) 移動(dòng)透鏡組G廣G5及孔徑光闌3被構(gòu)成得在變焦時(shí)彼此獨(dú)立地沿光軸X方 向移動(dòng)，表2的下端表示廣角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)和它們的中間 位置(MEDIUM)中的可變間隔(D,2、 D4、 D'7、 D18、 D2I、 D29)的值。在實(shí)施例2如同表2所記載，在廣角端中的整個(gè)系統(tǒng)的焦距Fw為1. 0 (在望遠(yuǎn)端中的整個(gè)系統(tǒng)的焦距Ft為1.33)、后截距Bf為2.75、聚焦 用透鏡組G,的焦距Ff成為-1.90。從而，條件式(1)所對(duì)應(yīng)的值為1.90， 并滿足條件式(1)。另外，條件式(2)所對(duì)應(yīng)的值為2.75，并滿足條件 式(2)。另外，圖3、 4表示，實(shí)施例l、 2所涉及的投影用廣角變焦透鏡在廣 角端(WIDE)及望遠(yuǎn)端(TELE)中的諸像差(球差，畸變，像散，及倍率 色差)的像差圖。在這些像差圖，"表示半視角，在球差的像差圖上表示 G (綠)、B (青)、R (紅)的各波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的像差曲線，在倍率色差的 像差圖上表示G的B及R所對(duì)應(yīng)的像差曲線。如圖3、 4表示，實(shí)施例l、 2所涉及的投影用廣角變焦透鏡是畸變或倍率色差首先被良好補(bǔ)正而各 像差也被良好補(bǔ)正并且廣角端中的半視角為51. 1~52. 7度而F值為1. 8 的廣角的明亮的投影透鏡。需要說明的是，作為本發(fā)明的投影用廣角變焦透鏡，不限于上述實(shí)施 例，可以進(jìn)行各種形式的變更，例如將各透鏡的曲率半徑R及軸上面間隔 D可適當(dāng)變更。另外，作為本發(fā)明的投影用顯示裝置，不限于上述構(gòu)成的，可以是具 有本發(fā)明的投影用廣角變焦透鏡的各種裝置構(gòu)成。作為光閥，例如，可使 用透過型或反射型的液晶顯示元件、或可以改變傾斜度的微小鏡被多個(gè)形 成在大致平面上的微型鏡器件(例如、亍年寸只'0"7^》乂/卜社製 Of ^夕/卜7一夕口 $ ，一^> 一7:德克薩斯'儀器公司制的數(shù)字微型鏡器件)。另外，作為照明光學(xué)系統(tǒng)，也可以采用對(duì)應(yīng)于光閥的種類的適 當(dāng)?shù)臉?gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種投影用廣角變焦透鏡，從放大側(cè)起依次配置有聚焦用透鏡組，在變倍時(shí)為固定且具有負(fù)的折射力；多個(gè)變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組，在變倍時(shí)分別彼此獨(dú)立移動(dòng)；光瞳位置固定用透鏡組，在變倍時(shí)為固定且具有正的折射力，所述聚焦用透鏡組，包括從放大側(cè)最外端起連續(xù)配置的至少4片負(fù)透鏡而成，所述至少4片負(fù)透鏡中的放大側(cè)最外端的負(fù)透鏡和縮小側(cè)最外端的負(fù)透鏡，各自的放大側(cè)及縮小側(cè)的透鏡面中至少一方被設(shè)為非球面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的投影用廣角變焦透鏡，其特征在于，在廣角 端中的整個(gè)系統(tǒng)的焦距設(shè)為Fw、后截距設(shè)為Bf、且所述聚焦用透鏡組的 焦距設(shè)為Ff時(shí)，滿足于下述條件式(1) 、 (2):2.5<Bf/Fw …(1)， 1.5<|Ff|/Fw〈2.0 …(2)。
3. —種投影型顯示裝置，其特征在于，具備光源、光閥、將來自該光 源的光束引導(dǎo)至該光閥的照明光學(xué)部、和權(quán)利要求1或2所述的且縮小側(cè) 被設(shè)為遠(yuǎn)心的投影用廣角變焦透鏡，來自所述光源的光束由所述光閥進(jìn)行 光調(diào)制且通過所述投影用廣角變焦透鏡被投影到屏幕。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不僅達(dá)成在廣角端中的半視角為45度以上并且可謀求緊湊化的投影用廣角變焦透鏡、以及搭載有該廣角變焦透鏡的投影型顯示裝置。從放大側(cè)起依次配置聚焦用透鏡組(G₁)，在變倍時(shí)為固定且具有負(fù)的折射力；3個(gè)變焦時(shí)移動(dòng)透鏡組(G₂～G₄)，在變倍時(shí)彼此獨(dú)立移動(dòng)；光瞳位置固定用透鏡組(G₅)，在變倍時(shí)為固定且具有正的折射力；并且縮小側(cè)被設(shè)為遠(yuǎn)心的。聚焦用透鏡組(G₁)由從最放大側(cè)起連續(xù)配置的4片負(fù)透鏡(第1乃至第4透鏡(L₁～L₄))構(gòu)成，第1透鏡(L₁)的兩面及第4透鏡(L₄)的縮小側(cè)面被設(shè)為非球面。
文檔編號(hào)G02B13/18GK101324700SQ20081009717
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者佐渡謙造 申請(qǐng)人:富士能株式會(huì)社