CN100514113C - 透镜系统及使用该透镜系统的投影仪 - Google Patents

透镜系统及使用该透镜系统的投影仪 Download PDF

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Abstract

提供一种高性能且透镜口径小的透镜系统，将改变DMD等的光的反射方向来形成图像的、来自光阀的图像放大投影到屏幕及其它上。从放大侧依次具备整体上大致构成变焦光学系统的第1透镜组和整体上具有正光焦度的第2透镜组，根据目的，在上述第2透镜组的缩小侧附加在DMD等光阀附近配置1片正透镜构成的第3透镜组构成。

Description

透镜系统及使用该透镜系统的投影仪
技术领域
本发明涉及透镜口径小的透镜系统，将主要改变DMD等的光的反射方向来形成图像的、来自光阀(light valve)的图像放大投影到屏幕及其它上。
背景技术
作为光阀采用DMD的投影仪，不但小型化、且比其他方式有利，所以在当前，以进行现场演示时便利的数字投影仪为中心广泛普及着可携带且小型的装置。
在可携带为前提的投影仪中，减小厚度尺寸是重要的。在通常与笔记本电脑等一起携带使用的投影仪中，可以说是最重要的要素。作为解决该问题的手段，例如有日本特开2003-121736号公报中公开的投影透镜的有效口径的小型化设计方法作为一例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高像质、携带便利且薄型的投影仪，实现透镜口径小的透镜系统，在有限的空间也能投影较大画面。
本发明的较佳方式的一种透镜系统的结构是，从放大侧依次具备整体上构成远焦光学系统的第1透镜组和整体上具有正光焦度的第2透镜组。
上述第1透镜组从放大侧依次配置整体上具有负光焦度的第1a透镜组和整体上具有正光焦度的第1b透镜组构成，上述第2透镜组从放大侧依次配置整体上具有负光焦度的第2a透镜组和整体上具有正光焦度的第2b透镜组构成。
并且，在上述第1透镜组中设定的倍率满足下述条件式1，在上述第1透镜组中设定的远焦倍率满足下述条件式2，在上述第1a透镜组中设定的倍率满足下述条件式3，在上述第2a透镜组中设定的倍率满足下述条件式4，在上述第2b透镜组中设定的倍率满足下述条件式5，上述第1透镜组的光轴上的厚度尺寸满足下述条件式6，
(1)-0.3≤f/fI≤0.3
(2)0.35≤hIE/hIX≤0.45
(3)-1.4≤f/f1a≤-0.8
(4)-0.5≤f/fIIa≤0.1
(5)0.35≤f/fIIb≤0.65
(6)1.9≤TI/f≤2.5
其中，f是整个透镜系统的合成焦距，
fI是第1透镜组的合成焦距，
hIE是向第1透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面入射的入射近轴光线高度，
hIX是从第1透镜组中最靠近缩小侧配置的透镜的缩小侧面射出的射出近轴光线高度，
fIa是构成第1透镜组的第1a透镜组的合成焦距，
fIIa是构成第2透镜组的第2a透镜组的合成焦距，
fIIb是构成第2透镜组的第2b透镜组的合成焦距，
TI是第1透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面与第1透镜组中最靠近缩小侧配置的透镜的缩小侧面的光轴上距离。
附图说明
图1是本发明的透镜系统的第一实施例的透镜结构图。
图2是第一实施例的透镜的各像差图。
图3是本发明的透镜系统的第二实施例的透镜结构图。
图4是第二实施例的透镜的各像差图。
图5是本发明的透镜系统的第三实施例的透镜结构图。
图6是第三实施例的透镜的各像差图。
图7是本发明的透镜系统的第四实施例的透镜结构图。
图8是第四实施例的透镜的各像差图。
图9是本发明的透镜系统的第五实施例的透镜结构图。
图10是第五实施例的透镜的各像差图。
图11是本发明的透镜系统的第六实施例的透镜结构图。
图12是第六实施例的透镜的各像差图。
图13是本发明的透镜系统的第七实施例的透镜结构图。
图14是第七实施例的透镜的各像差图。
图15是本发明的透镜系统的第八实施例的透镜结构图。
图16是第八实施例的透镜的各像差图。
图17是使用了本发明的透镜系统的投影仪的外观图。
具体实施方式
下面，利用具体的数值实施例说明本发明。在以下的第一实施例至第八实施例的透镜系统中，从放大侧依次具备整体上大致构成变焦光学系统的第1透镜组LG1和整体上具有正光焦度的第2透镜组LG2。
上述第1透镜组LG1从放大侧依次配置整体上具有负光焦度的第1a透镜组LG1a和整体上具有正光焦度的第1b透镜组LG1b构成。
上述第1a透镜组LG1a从放大侧依次配置放大侧为凸的凹凸透镜形状且具有负光焦度的透镜(以下称为负透镜)(透镜名称为L111，放大侧的面为111，缩小侧的面为112)、具有正光焦度的透镜(以下称为正透镜)(透镜名称为L112，放大侧的面为113，缩小侧的面为114)、以及负透镜(透镜名称为L113，放大侧的面为115，缩小侧的面为116)这三片透镜而构成。
接着，上述第1b透镜组LG1b从放大侧依次配置负透镜(透镜名称为L121，放大侧的面为121，缩小侧的面为122)、正透镜(透镜名称为L122，放大侧的面为123，缩小侧的面为124，但是粘接时122面和123面是同一面)、正透镜(透镜名称为L123，放大侧的面为124，缩小侧的面为125)、以及缩小侧为凸的凹凸透镜形状的正透镜(透镜名称为L124，放大侧的面为126，缩小侧的面为127)的合计4片透镜构成。
上述第2透镜组LG2从放大侧依次配置整体上具有负光焦度的第2a透镜组LG2a和整体上具有正光焦度的第2b透镜组LG2b构成。
上述第2a透镜组LG2a配置正透镜(透镜名称为L211，放大侧的面为211，缩小侧的面为212)和负透镜(透镜名称为L212，放大侧的面为213，缩小侧的面为214)这2片透镜而构成，或者，配置正透镜(透镜名称为L211，放大侧的面为211，缩小侧的面为212)、负透镜(透镜名称为L212，放大侧的面为213，缩小侧的面为214，但是粘接时212面和213面是同一面)、以及正透镜(透镜名称为L213，放大侧的面为215，缩小侧的面为216，但是粘接时214面和215面是同一面)这3片透镜而构成。
并且，上述第2b透镜组LG2b配置正透镜(透镜名称为L221，放大侧的面为221，缩小侧的面为222)、负透镜(透镜名称为L222，放大侧的面为223，缩小侧的面为224)、以及正透镜(透镜名称为L223，放大侧的面为225，缩小侧的面为226，但是粘接时224面和225面是同一面)这3片透镜而构成。
并且，构成上述第1透镜组LG1的上述第1a透镜组LG1a及上述第1b透镜组LG1b固定在第1透镜镜筒上，构成上述第2透镜组LG2的上述第2a透镜组LG2a及上述第2b透镜组LG2b固定在第2透镜镜筒上。
另外，根据目的，在上述第2透镜组LG2的缩小侧，附加在DMD等光阀附近配置1片正透镜(设透镜名称为L301，放大侧面的名称为301，缩小侧面的名称为302)构成的第3透镜组LG3而构成，在上述第3透镜组LG3的缩小侧与光阀面之间隔着很小的空气间隔配置着作为DMD等光阀的构成部件的盖玻片CG(放大侧的面为C01、缩小侧的面为C02)。
如此地，该实施例的透镜系统的特征是，从放大侧依次具备整体上大致构成变焦光学系统的第1透镜组和整体上具有正光焦度的第2透镜组，上述第1透镜组从放大侧依次配置整体上具有负光焦度的第1a透镜组和整体上具有正光焦度的第1b透镜组构成，上述第2透镜组从放大侧依次配置整体上具有负光焦度的第2a透镜组和整体上具有正光焦度的第2b透镜组构成。在上述第1透镜组中设定的倍率满足下述条件式(1)，在上述第1透镜组中设定的远焦倍率满足下述条件式(2)，在上述第1a透镜组中设定的倍率满足下述条件式(3)，在上述第2a透镜组中设定的倍率满足下述条件式(4)，在上述第2b透镜组中设定的倍率满足下述条件式(5)，上述第1透镜组的光轴上的厚度尺寸满足下述条件式(6)，
(1)-0.3≤f/fI≤0.3
(2)0.35≤hIE/hIX≤0.45
(3)-1.4≤f/fIa≤-0.8
(4)-0.5≤f/fIIa≤0.1
(5)0.35≤f/fIIb≤0.65
(6)1.9≤TI/f≤2.5
其中，f：整个透镜系统的合成焦距，
fI：第1透镜组的合成焦距，
hIE：向第1透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面入射的入射近轴光线高度，
hIX：从第1透镜组中最靠近缩小侧配置的透镜的缩小侧面射出的射出近轴光线高度，
fIa：构成第1透镜组的第1a透镜组的合成焦距，
fIIa：构成第2透镜组的第2a透镜组的合成焦距，
fIIb：构成第2透镜组的第2b透镜组的合成焦距，
TI：第1透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面与第1透镜组中最靠近缩小侧配置的透镜的缩小侧面的光轴上距离。
条件式(1)用于规定对于整体上大致构成远焦光学系统的第1透镜组的倍率的适当分配。若超出上限，第1透镜组的正的倍率过大，后焦距变短。若超出下限，第1透镜组的负的倍率过大，后组的负担增大，各像差恶化。
此外，在条件式(2)中，同样地规定了第1透镜组的作为广角镜头(wide converter)的作用即倍率，若超出上限，则倍率过高，前组的像差负担过大，性能发生劣化，若超出下限，倍率降低而不利于广角化。
条件式(3)涉及在构成广角镜头的第1透镜组中相当于发散系统的第1a透镜组中设定的负的倍率。若超出上限，负的倍率变小，广角镜头系统整体的焦距变大，导致大型化。若超出下限，负的倍率过大，虽然有利于小型化，但不利于像差修正。
条件式(4)、条件式(5)涉及第2透镜组的倍率构成。成为后组的第2透镜组作为整个系统具有正的倍率，但位于放大侧的第2a透镜组是发散系统，所以整体上具有负的倍率，位于缩小侧的第2b透镜组是聚光系统，所以整体上具有正的倍率。
该条件式(4)用于规定第2透镜组的负倍率，若超出上限，负倍率变小，后焦距变短。相反，若超出下限，负倍率过大，导致大型化，并且因过大的倍率引起各像差增大。
接着，条件式(5)用于规定第2b透镜组的正倍率，与条件式(4)一起获得整个透镜系统的适当大小和性能。若超出上限，正倍率过大，导致性能降低，后焦距变短。若超出下限，正倍率变小，导致大型化。
条件式(6)用于规定第1透镜组的光轴方向的厚度。作为变焦镜头起作用的第1透镜组，与其远焦倍率和各像差修正相关地需要一定程度的轴上厚度。超出上限的情况下，虽然性能上有利，但会导致大型化，若超出下限，虽然有利于小型化，但第1a透镜组、第1b透镜组的各自的倍率过大，各像差会增大。
此外，希望的是，构成上述第1透镜组的上述第1a透镜组从放大侧依次配置放大侧为凸的凹凸透镜形状的负透镜、正透镜及负透镜这3片构成，在上述第1a透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的形状满足下述条件式(7)，构成上述第1a透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的色散特性满足下述条件式(8)，此外，构成上述第1a透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的折射率满足下述条件式(9)。
(7)0.7≤RIa2/f≤1.3
(8)10≤VIaN—VIaP
(9)1.7≤NIa
其中，RIa2是在第1a透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的曲率半径，
VIaN是构成第1a透镜组的负透镜的阿倍数的平均值，
VIaP是构成第1a透镜组的正透镜的阿倍数的平均值，
NIa是构成第1a透镜组的透镜对于d线的折射率的平均值。
条件式(7)涉及上述第1a透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧的形状，在具有较大倍率的同时，对于放大侧的光束成为大致同心形状，成为根本上抑制了像差发生的形状。因此，若超出下限，球差、慧差成为修正过剩，若超出上限，相反成为修正不足。
条件式(8)是在第1透镜组中成为基本的消色差条件，是用于基本上减小色差的发生量、并且良好地维持色差修正的条件式。即，表现了在具有负的较大倍率的第1透镜组中分担着较大负倍率的上述第1a透镜组中使用的玻璃材料的色散特性的平衡，由此将在组内部发生的基本的色差抑制为较小是重要的。通过基于条件式(8)的条件进行这些透镜的玻璃材料的选择，能够实现适当的倍率分配，能够进行色差的良好修正。若超出下限，则因色差修正使得各透镜的倍率过大，各像差恶化。
条件式(9)特别涉及具有较大的负倍率的第1a透镜组的折射率的特征。为了减轻获得较大的负倍率而引起的曲率的增加，尽可能提高折射率是必须的，在条件式中若超出下限，则曲率过大，引起球差、慧差过大，此外珀兹伐和也变得过小，不能得到良好的性能。
此外，希望的是，上述第1b透镜组从放大侧依次配置负透镜、正透镜、正透镜和缩小侧为凸的凹凸透镜形状的正透镜的合计4片透镜构成，自放大侧配置在第4位的透镜的缩小侧面的形状满足下述条件式(10)，构成在放大侧配置的粘接透镜的各透镜中使用的玻璃材料的色散特性满足下述条件式(11)。
(10)1.5≤RIb7/f≤-0.9
(11)10≤VIbP—VIbN
其中，RIb7是在第1b透镜组中从放大侧起配置在第四位的透镜的缩小侧面的曲率半径，
VIbP是构成第1b透镜组的正透镜的阿倍数的平均值，
VIbN是构成第1b透镜组的负透镜的阿倍数的平均值。
条件式(10)涉及第1b透镜组的自放大侧配置在第4位的透镜、即最靠近缩小侧配置的透镜的形状，因此，担负着将来自第1a透镜组的发散光束一边维持各像差的较少发生、一边向后方传递的作用。若超出上限，通过第1b透镜组进行的较大的负歪曲像差的修正不充分，若超出下限，虽然有利于歪曲像差的修正，但凹凸透镜形状过大，发生高阶的球差及慧差。
条件式(11)涉及第1b透镜组的消色差，规定玻璃材料中的适当的阿倍数的组合。因此，在超过下限的条件下，色差的修正困难。
此外，希望的是，上述第2a透镜组配置正透镜和负透镜这2片构成，或者配置正透镜、负透镜和正透镜的合计3片透镜构成。构成上述第2a透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的折射率满足下述条件式(12)，上述第2a透镜组的最靠近放大侧配置的正透镜和配置在第2位的负透镜的色散特性满足下述条件式(13)，上述第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜中设定的倍率满足下述条件式(14)，上述第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的形状和自放大侧配置在第2位的透镜的放大侧面的形状满足下述条件式(15)。
(12)0.1≤NIIaN—NIIaP
(13)10≤VIIa1—VIIa2
(14)0.2≤f/fIIa1≤0.5
(15)0.8≤RIIa2/RIIa3≤1.5
其中，NIIaN是构成第2a透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值，
NIIaP是构成第2a透镜组的正透镜对于d线的折射率的平均值，
VIIa1是构成第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的阿倍数，
VIIa2是构成第2a透镜组的自放大侧配置在第二位的透镜的阿倍数，
fIIa1是构成第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的焦距，
RIIa2是构成第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的曲率半径，
RIIa3是在第2a透镜组中自放大侧配置在第二位的透镜的放大侧面的曲率半径。
条件式(12)是像面弯曲修正条件，修正由第2透镜组的较大负倍率引起的像面弯曲。即，最好是，负透镜中使用折射率高的材料，正透镜中使用折射率低的材料，使得珀兹伐和不过分小。若超出下限，珀兹伐和过分小，像面弯曲恶化。
条件式(13)是第2a透镜组的色差修正条件。若超出上限，阿倍数接近，色差修正效果不足。
条件式(14)与条件式(13)同样是第2a透镜组的色差修正条件。色差修正可以如周知的那样通过适当的阿倍数与倍率的组合进行，因此在条件式(14)中规定其倍率。若超出上限、下限，第2a透镜组中的消色差倍率都不适当，色差会恶化。
条件式(15)是关于第2a透镜组的形状的制约条件，关系到球差和彗差。若超出上限，球差会超出，对于轴外光束的彗差也会恶化。相反，若超出下限，球差会过于不足。
此外，优选的是，上述第2b透镜组配置正透镜、负透镜及正透镜的合计3片透镜构成，构成上述第2b透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的折射率、色散特性满足下述条件式(16)、(17)，上述第2b透镜组的自放大侧配置在第2位的透镜中设定的倍率满足下述条件式(18)，上述第2b透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面的形状和缩小侧面的形状满足下述条件式(19)。
(16)0.15≤NIIbN—NIIbP
(17)20≤VIIaP—VIIbN
(18)—0.75≤f/fIIb2≤-0.25
(19)—6.0≤RIIb1/RIIb2≤-0.8
其中，NIIbN是构成第2b透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值，
NIIbP是构成第2b透镜组的正透镜对于d线的折射率的平均值，
VIIbP是构成第2b透镜组的正透镜的阿倍数的平均值，
VIIbN是构成第2b透镜组的负透镜的阿倍数的平均值，
fIIb2是构成第2b透镜组的自放大侧第二位的透镜的焦距，
RIIb1是第2b透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面的曲率半径，
RIIb2是在第2b透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的曲率半径。
条件式(16)涉及构成具有较大正倍率的第2b透镜组的透镜要素的玻璃材料的折射率，上述第2b透镜组构成第2透镜组。对正、负的透镜要素赋予折射率之差，将发生的色差维持在最小的同时，在粘接面活用球差的修正能力，此外还能够期待像面弯曲修正的效果。在条件式(16)中若超出下限，会导致像面弯曲修正过剩和球差修正不足。
条件式(17)是第2b透镜组中的色修正条件，为了同时修正单色差，必须使各透镜的倍率不过分大，为此，满足条件式(17)的正透镜、负透镜的阿倍数是必要条件。若超出下限，色差的修正变得困难。
条件式(18)也同样是第2b透镜组的色差修正条件。若超出上限和下限，都会导致第2b透镜组中的消色差倍率不适当，色差会恶化。
条件式(19)是第2b透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的形状制约条件，涉及球差及彗差修正。若超出上限，球差变大，成为不足，若超出下限，周边光束的彗星光斑显著发生。
此外，作为整个透镜系统的焦点调节将投影透镜整体向光轴方向移动的方法，在移动的构造体大小受到限制的情况下不能说是好的方法。因此，当采用在透镜系统中通过移动局部的光学系统进行焦点调节的所谓内对焦方式的情况下，如果考虑上述第1透镜组是大致远焦则可以考虑利用比上述第1透镜组更靠近缩小侧配置的透镜组，用于移动的空间量也足够，能够最低限地抑制距离导致的像差变动，希望通过将上述第2透镜组向光轴方向移动进行。
此外，为了将来自DMD的光线束有效地成像在屏幕面上，必须按照照明光学系统的特性设定从DMD射出的光线束的主光线角度，但作为投影透镜的透镜系统多设定为大致远心光学系统。但是，若进行将这样的光线全部取入的设计，则上述第2透镜组的缩小侧的有效口径变得巨大，与照明光学系统的配置关系中多会发生问题。这样的情况下，兼顾照明光学系统的配置，对上述第2透镜组的射出侧附近的有效口径施加限制，但是希望通过在上述第2透镜组与光阀之间的空间内，设置在光阀附近配置1片正透镜构成的第3透镜组，来实现目的。
此外，图17示出使用了本发明的透镜系统的投影仪的外观图。如图17所示，投影仪10是大致长方体形状，在作为主体外壳的前面板12的侧方具有覆盖投影口的透镜罩18。此外，虽然在图17中省略了图示，但在作为主体外壳的上面板11上设置了键/指示部，在该键/指示部设置有通知电源开关键或电源的开或关的电源指示器、点亮光源装置的灯的灯开关键及显示灯的点亮的灯指示器、在光源装置等过热时通知的过热指示器等的键和指示器。再者，在未图示的主体外壳的背面，设有在背面板上设置了USB端子和图像输入用的D-SUB端子、S端子、RCA端子等的输入输出连接器部及电源连接插头，和接收来自遥控器的控制信号的Ir接收部等。此外，在未图示的作为主体外壳的侧板的右侧板和作为图17所示的侧板的左侧板15上设有多个通气孔18，在该左侧板15的内侧沿着左侧板15搭载了上述的透镜系统即投影透镜。
(第一实施例)
表1示出本发明的透镜系统的第一实施例的数值例。此外，图1是其透镜结构图，图2是其各像差图。在以下的表和附图中，f表示整个透镜系统的焦距，Fno表示有效光圈值，2ω表示透镜的全视场角。此外，r表示曲率半径，d表示透镜厚度或透镜间隔，nd表示对于d线的折射率，vd表示d线的阿倍数。各像差图的球差图中的CA1、CA2、CA3分别是CA1＝550.0nm、CA2＝435.8nm、CA3＝640.0nm的波长时的像差曲线，S.C.是正弦条件。像散图中的S表示弧矢，M表示子午线。此外，只要在说明书中不特别记载，各值的计算中使用的波长是CA1＝550.0nm，各像差图表示评价投影透镜时经常使用的物距为1700mm的情况。
【表1】
        f          16.01
        Fno        2.29
        2ω         65.77
序号   面号码         r          d        nd       vd
1      111         26.626       1.26    1.83400   37.34
2      112         14.328       5.49       —         —
3      113         -3101.631    2.72     1.80518    25.46
4      114         -39.554      0.10       —         —
5      115         -151.432     1.20     1.77250    49.62
6      116         16.692       4.78       —         —
7      121         -30.843      1.98     1.80518    25.46
8      122(123)    25.148       6.90     1.62004    36.30
9      124         -28.414      0.20       —         —
10     125         374.690      3.70     1.80518    25.46
11     126         -41.814      3.31       —         —
12     127         -19.502      3.45     1.49700    81.61
13     128         -17.172      38.25      —         —
14     211         -97.056      3.77     1.49700    81.61
15     212         -20.546      2.34       —         —
16     213         -17.176      1.42     1.77250    49.62
17     214         -34.956      0.22       —         —
18     221         108.474      5.11     1.49700    81.61
19     222         -25.737      0.20       —         —
20     223         36.340       1.20     1.83400    37.34
21     224(225)    16.707       7.01     1.48749    70.45
22     226         -499.119     34.00      —         —
23     301         -100.000     3.00     1.77250    49.62
24     302         -44.000      0.63       —         —
25     C01         ∞           3.00     1.48745    64.84
26     C02         ∞            —        —         —
(第二实施例)
表2示出本发明的透镜系统的第二实施例的数值例。此外，图3是其透镜结构图，图4是其各像差图。
【表2】
        f       15.95
        Fno     2.29
        2ω      65.96
序号  面号码      r.        d         nd        vd
1      111      29.623     1.20     1.83400    37.34
2      112      15.130     4.79       —         —
3      113      169.840    2.77      1.80518    25.46
4      114      -50.405    0.20       —         —
5      115      -3436.423  1.20      1.80420    46.50
6      116      14.444     5.13       —         —
7      121      -27.012    1.40      1.80518    25.46
8      122(123) 17.852     7.98      1.74950    35.04
9      124      -31.098    1.06       —         —
10     125      268.532    3.94      1.80518    25.46
11     126      -39.794    3.03       —         —
12     127      -21.097    3.41      1.49700    81.61
13     128      -17.958    28.17      —         —
14     211      -92.353    4.59      1.51680    64.20
15     212      -21.593    2.54       —         —
16     213      -16.555    1.01      1.80610    40.73
17     214(215) 22.631     6.10      1.60342    38.00
18     216      -29.459    0.20       —         —
19     221      43.811     6.41      1.49700    81.61
20     222      -23.607    0.21       —         —
21     223      42.444     1.20      1.83400    37.34
22     224(225) 16.494     7.29      1.48749    70.45
23     226      -145.343   34.00      —         —
24     301      -100.000   3.00      1.77250    49.62
25     302      -44.000    0.63       —         —
26     C01      ∞         3.00      1.48745    64.84
27     C02      ∞          —         —         —
(第三实施例)
表3示出本发明的透镜系统的第三实施例的数值例。此外，图5是其透镜结构图，图6是其各像差图。
【表3】
       f          15.98
       Fno         2.29
       2ω         65.25
序号   面号码      r            d         nd         vd
1       111       32.325       1.20      1.83400    37.34
2       112       15.076       5.50      —         —
3       113       -169.279     2.47      1.80518    25.46
4       114       -38.056      0.20      —         —
5       115       231394.363   1.20      1.77250    49.62
6       116       15.501       4.83      —         —
7       121       -33.059      1.40      1.80518    25.46
8       122(123)  18.494       7.75      1.74950    35.04
9       124       -32.396      0.60      —         —
10      125       185.517      3.87      1.80518    25.46
11      126       -43.625      2.88      —         —
12      127       -22.063      3.63      1.48749    70.45
13      128       -17.956      26.98     —         —
14      211       -49.144      4.00      1.51680    64.20
15      212       -18.736      1.83      —         —
16      213       -15.306      1.00      1.80610    40.73
17      214(215)  21.679       6.29      1.60342    38.00
18      216       -27.234      0.20      —         —
19      221       43.767       6.57      1.49700    81.61
20      222       -22.619      0.20      —         —
21      223       40.180       1.20      1.83400    37.34
22      224(225)  15.932       7.47      1.48749    70.45
23      226       -137.785     34.00     —         —
24      301       -100.000     3.00      1.77250    49.62
25      302       -44.000      0.63      —         —
26      C01       ∞           3.00      1.48745    64.84
27      C02       ∞           —        —         —
(第四实施例)
表4示出本发明的透镜系统的第四实施例的数值例。此外，图7是其透镜结构图，图8是其各像差图。
【表4】
f           15.95
Fno          2.29
2ω          65.97
序号        面号码          r          d         nd               vd
1           111            31.347     1.20      1.83400          37.34
2           112            15.210     4.78      —               —
3           113            191.532    3.01      1.80518          25.46
4           114            -41.224    0.20      —               —
5           115            -95.223    1.20      1.77250          49.62
6           116            14.940     4.85      —               —
7           121            -32.233    1.40      1.80518          25.46
8           122(123)       19.101     7.67      1.72342          37.99
9           124            -33.224    0.36      —               —
10          125            599.879    3.94      1.80518          25.46
11          126            -36.665    4.33      —               —
12          127            -20.869    3.60      1.51680          64.20
13          128            -17.536    29.28     —               —
14          211            -211.059   3.37      1.51680          64.20
15          212            -20.603    2.28      —               —
16          213            -16.124    1.00      1.80610          40.73
17          214(215)       21.068     6.22      1.59551          39.23
18          216            -30.035    0.20      —               —
19          221            42.487     6.64      1.49700          81.61
20          222            -22.539    0.20      —               —
21          223            49.857     1.20      1.80610          40.73
22          224(225)       15.643     7.32      1.51680          64.20
23          226            -223.858   34.00                      —
24          301            -100.000   3.00      1.77250          49.62
25          302            -44.000    0.63      —               —
26          C01            ∞         3.00      1.48745          64.84
27          C02            ∞         —         —               —
(第五实施例)
表5示出本发明的透镜系统的第五实施例的数值例。此外，图9是其透镜结构图，图10是其各像差图。
【表5】
f       15.97
Fno      2.29
2ω      65.91
序号         面号码              r            d           nd                 vd
1            111                32.106       1.50        1.83400            37.34
2            112                14.894       4.44        —                 —
3            113                95.965       3.05        1.80518            25.46
4            114                -48.411      0.20        —                 —
5            115                -1996.799    2.01        1.77250            49.62
6            116                13.641       5.39        —                 —
7            121                -21.536      1.40        1.80518            25.46
8            122(123)           18.684       8.09        1.72342            37.99
9            124                -26.697      0.20        —                 —
10           125                251.873      4.06        1.80518            25.46
11           126                -37.708      2.92        —                 —
12           127                -20.561      3.50        1.48749            70.45
13           128                -17.522      27.15       —                 —
14           211                -172.734     7.81        1.48749            70.45
15           212                -19.778      1.09        —                 —
16           213                -17.414      1.00        1.80610            40.73
17           214(215)           23.080       6.02        1.60342            38.00
18           216                -32.704      0.20        —                 —
19           221                39.122       6.31        1.48749            70.45
20           222                -25.803      0.20        —                 —
21           223                43.911       1.20        1.83400            37.34
22           224(225)           16.217       7.23        1.48749            70.45
23           226                -169.264     34.00       —                 —
24           301                -100.000     3.00        1.77250            49.62
25           302                -44.000      0.63        —                 —
26           C01                ∞           3.00        1.48745            64.84
27           C02                ∞           —          —                 —
(第六实施例)
表6示出本发明的透镜系统的第六实施例的数值例。此外，图11是其透镜结构图，图12是其各像差图。
【表6】
f         15.97
Fno       2.29
2ω       65.89
序号         面号码            r            d         nd                  vd
1            111               32.232       1.20      1.83400             37.34
2            112               15.426       4.38      —                  —
3            113               97.820       2.96      1.80518             25.46
4            114               -54.070      0.20      —                  —
5            115               229.321      1.24      1.77250             49.62
6            116               13.450       5.24      —                  —
7            121               -24.982      2.46      1.80518             25.46
8            122(123)          17.389       8.50      1.72342             37.99
9            124               -32.334      0.20      —                  —
10           125               140.172      4.23      1.80518             25.46
11           126               -39.457      2.90      —
12           127               -21.673      3.46      1.48749             70.45
13           128               -18.133      25.41     —                  —
14           211               -52.526      7.96      1.48749             70.45
15           212(213)          -15.651      2.59      1.80420             46.50
16           214(215)          25.512       6.15      1.62374             47.05
17           216               -28.648      0.20      —                  —
18           221               34.154       5.96      1.48749             70.45
19           222               -32.542      0.20      —                  —
20           223               41.205       1.20      1.83400             37.34
21           224(225)          15.797       7.17      1.48749             70.45
22           226               -320.015     34.00     —                  —
23           301               -100.000     3.00      1.77250             49.62
24           302               -44.000      0.63      —                  —
25           C01               ∞           3.00      1.48745             64.84
26           C02               ∞           —        —                  —
(第七实施例)
表7示出本发明的透镜系统的第七实施例的数值例。此外，图13是其透镜结构图，图14是其各像差图。
【表7】
f           15.94
Fno          2.29
2ω          65.99
序号          面号码            r          d         nd                 vd
1             111               29.379     1.20      1.80100            34.97
2             112               14.845     5.52      —                 —
3             113               -225.975   2.44      1.80518            25.46
4             114               -40.518    0.20      —                 —
5             115               -117.999   1.20      1.80420            46.49
6             116               17.476     4.12      —                 —
7             121               -48.537    1.40      1.78472            25.72
8             122(123)          16.648     8.30      1.72047            34.71
9             124               -41.938    2.37      —                 —
10            125               252.668    4.09      1.76182            26.61
11            126               -38.078    2.59      —
12            127               -22.121    3.33      1.48749            70.45
13            128               -18.625    27.28     —                 —
14            211               -204.975   7.66      1.51680            64.20
15            212               -20.634    1.59      —                 —
16            213               -17.025    1.00      1.80610            40.73
17            214(215)          21.797     5.77      1.60342            38.00
18            216               -36.775    0.75      —                 —
19            221               43.917     6.36      1.49700            81.61
20            222               -23.890    0.20      —
21            223               39.854     1.20      1.83400            37.34
22            224(225)          16.602     7.30      1.48749            70.45
23            226               -142.188   34.63     —                 —
24            C01               ∞         3.00      1.48745            64.84
25            C02               ∞         —        —                 —
(第八实施例)
表8示出本发明的透镜系统的第八实施例的数值例。此外，图15是其透镜结构图，图16是其各像差图。
【表8】
f         15.93
Fno        2.29
2ω        66.02
序号           面号码          r         d           nd                 vd
1              111             35.726    1.40        1.80610            33.27
2              112             15.882    4.44        —                 —
3              113             182.859   2.52        1.80518            25.46
4              114             -61.465   0.20        —                 —
5              115             187.732   1.20        1.80420            46.49
6              116             15.304    5.03        —                 —
7              121             -27.411   2.17        1.80518            25.46
8              122(123)        18.828    8.50        1.76182            26.61
9              124             -28.142   0.20        —                 —
10             125             462.242   3.15        1.80100            34.97
11             126             -54.392   4.82        —                 —
12             127             -23.852   4.45        1.48749            70.45
13             128             -18.669   27.33       —                 —
14             211             -35.741   2.64        1.71300            53.93
15             212             -18.527   1.64        —                 —
16             213             -15.366   1.00        1.80610            40.73
17             214(215)        24.889    5.59        1.59551            39.23
18             216             -33.161   0.20        —                 —
19             221             54.524    6.29        1.49700            81.61
20             222             -22.285   0.20        —                 —
21             223             51.035    1.20        1.80610            40.73
22             224(225)        19.166    6.27        1.48749            70.45
23             226             -197.696  34.00       —                 —
24             301             35.000    20.00       1.51680            64.20
25             302             ∞        0.63        —                 —
26             C01             ∞        3.00        1.48745            64.84
27             C02             ∞        —          —                 —
接着，关于第一实施例至第八实施例，在表9中归纳表示与条件式(1)至条件式(19)对应的值。
【表9】
Figure C200710186586D00281
从表9可知，与第一实施例至第八实施例的各实施例有关的数值满足条件式(1)至条件式(19)，并且，也可以从各实施例的像差图可知，良好地修正了各像差。

Claims (20)

1.一种透镜系统，其特征在于，
从放大侧依次具备整体上构成远焦光学系统的第1透镜组和整体上具有正光焦度的第2透镜组；
上述第1透镜组从放大侧依次配置整体上具有负光焦度的第1a透镜组和整体上具有正光焦度的第1b透镜组而构成，上述第2透镜组从放大侧依次配置整体上具有负光焦度的第2a透镜组和整体上具有正光焦度的第2b透镜组而构成；
在上述第1透镜组中设定的倍率满足下述条件式1，在上述第1透镜组中设定的远焦倍率满足下述条件式2，在上述第1a透镜组中设定的倍率满足下述条件式3，在上述第2a透镜组中设定的倍率满足下述条件式4，在上述第2b透镜组中设定的倍率满足下述条件式5，上述第1透镜组的光轴上的厚度尺寸满足下述条件式6，
(1)-0.3≤f/fI≤0.3
(2)0.35≤hIE/hIX≤0.45
(3)-1.4≤f/fIa≤-0.8
(4)-0.5≤f/fIIa≤0.1
(5)0.35≤f/fIIb≤0.65
(6)1.9≤TI/f≤2.5
其中，
f是整个透镜系统的合成焦距，
fI是第1透镜组的合成焦距，
hIE是向第1透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面入射的入射近轴光线高度，
hIX是从第1透镜组中最靠近缩小侧配置的透镜的缩小侧面射出的射出近轴光线高度，
fIa是构成第1透镜组的第1a透镜组的合成焦距，
fIIa是构成第2透镜组的第2a透镜组的合成焦距，
fIIb是构成第2透镜组的第2b透镜组的合成焦距，
TI是第1透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面与第1透镜组中最靠近缩小侧配置的透镜的缩小侧面的光轴上距离。
2.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，
构成上述第1透镜组的上述第1a透镜组，从放大侧依次配置放大侧为凸的凹凸透镜形状且具有负光焦度的透镜即负透镜、具有正光焦度的透镜即正透镜和负透镜这3片构成；
上述第1a透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的形状满足下述条件式7，构成上述第1a透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的色散特性满足下述条件式8，此外构成上述第1a透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的折射率满足下述条件式9，
(7)0.7≤RIa2/f≤1.3
(8)10≤VIaN—VIaP
(9)1.7≤NIa
其中，
RIa2是在第1a透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的曲率半径，
VIaN是构成第1a透镜组的负透镜的阿倍数的平均值，
VIaP是构成第1a透镜组的正透镜的阿倍数的平均值，
NIa是构成第1a透镜组的透镜对于d线的折射率的平均值。
3.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，
上述第1b透镜组从放大侧依次配置负透镜、正透镜、正透镜和缩小侧为凸的凹凸透镜形状的正透镜的合计4片透镜而构成；
从放大侧算起配置在第四位的透镜的缩小侧面的形状满足下述条件式10，构成配置在放大侧的粘接透镜的各透镜中使用的玻璃材料的色散特性满足下述条件式11，
(10)—1.5≤RIb7/f≤—0.9
(11)10≤VIbP—VIbN
其中，
RIb7是在第1b透镜组中配置在从放大侧起第四位的透镜的缩小侧面的曲率半径，
VIbP是构成第1b透镜组的正透镜的阿倍数的平均值，
VIbN是构成第1b透镜组的负透镜的阿倍数的平均值。
4.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，
上述第2a透镜组配置正透镜和负透镜这2片构成，或者配置正透镜、负透镜和正透镜的合计3片透镜构成；
构成上述第2a透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的折射率满足下述条件式12，上述第2a透镜组的最靠近放大侧配置的正透镜和配置在第二位的负透镜的色散特性分别满足下述条件式13，上述第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜中设定的倍率满足下述条件式(14)，上述第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的形状和自放大侧起配置在第二位的透镜的放大侧面的形状满足下述条件式15，
(12)0.1≤NIIaN—NIIaP
(13)10≤VIIa1—VIIa2
(14)0.2≤f/fIIa1≤0.5
(15)0.8≤RIIa2/RIIa3≤1.5
其中，
NIIaN是构成第2a透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值，
NIIaP是构成第2a透镜组的正透镜对于d线的折射率的平均值，
VIIa1是构成第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的阿倍数，
VIIa2是构成第2a透镜组的自放大侧起配置在第二位的透镜的阿倍数，
fIIa1是构成第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的焦距，
RIIa2是构成第2a透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的曲率半径，
RIIa3是在第2a透镜组中自放大侧起配置在第二位的透镜的放大侧面的曲率半径。
5.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，
上述第2b透镜组配置正透镜、负透镜和正透镜的合计3片透镜而构成；
构成上述第2b透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的折射率、色散特性分别满足下述条件式16、条件式17，上述第2b透镜组的自放大侧起配置在第二位的透镜中设定的倍率满足下述条件式18，上述第2b透镜组的最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面的形状和缩小面侧的形状满足下述条件式19，
(16)0.15≤NIIbN—NIIbIP
(17)20≤VIIbP—VIIbN
(18)-0.75≤f/fIIb2≤-0.25
(19)-6.0≤RIIb1/RIIb2≤-0.8
其中，
NIIbN是构成第2b透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值，
NIIbP是构成第2b透镜组的正透镜对于d线的折射率的平均值，
VIIbP是构成第2b透镜组的正透镜的阿倍数的平均值，
VIIbN是构成第2b透镜组的负透镜的阿倍数的平均值，
fIIb2是构成第2b透镜组的自放大侧起位于第二位的透镜的焦距，
RIIb1是第2b透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的放大侧面的曲率半径，
RIIb2是在第2b透镜组中最靠近放大侧配置的透镜的缩小侧面的曲率半径。
6.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，
通过将上述第2透镜组向光轴方向移动，进行整个透镜系统的焦点调节。
7.如权利要求2所述的透镜系统，其特征在于，
通过将上述第2透镜组向光轴方向移动，进行整个透镜系统的焦点调节。
8.如权利要求3所述的透镜系统，其特征在于，
通过将上述第2透镜组向光轴方向移动，进行整个透镜系统的焦点调节。
9.如权利要求4所述的透镜系统，其特征在于，
通过将上述第2透镜组向光轴方向移动，进行整个透镜系统的焦点调节。
10.如权利要求5所述的透镜系统，其特征在于，
通过将上述第2透镜组向光轴方向移动，进行整个透镜系统的焦点调节。
11.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组和光阀之间的空间内，设置在光阀附近配置1片正透镜而构成的第3透镜组。
12.如权利要求2所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组和光阀之间的空间内，设置在光阀附近配置1片正透镜而构成的第3透镜组。
13.如权利要求3所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组和光阀之间的空间内，设置在光阀附近配置1片正透镜而构成的第3透镜组。
14.如权利要求4所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组和光阀之间的空间内，设置在光阀附近配置1片正透镜而构成的第3透镜组。
15.如权利要求5所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组和光阀之间的空间内，设置在光阀附近配置1片正透镜而构成的第3透镜组。
16.如权利要求6所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组和光阀之间的空间内，设置在光阀附近配置1片正透镜而构成的第3透镜组。
17.一种投影仪，其特征在于，
搭载了如权利要求1所述的透镜系统。
18.一种投影仪，其特征在于，
搭载了如权利要求2所述的透镜系统。
19.一种投影仪，其特征在于，
搭载了如权利要求3所述的透镜系统。
20.一种投影仪，其特征在于，
搭载了如权利要求4所述的透镜系统。
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