CN101046550A - 变焦透镜及使用该变焦透镜的投影型显示装置 - Google Patents

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CN101046550A CNA2007100918988A CN200710091898A CN101046550A CN 101046550 A CN101046550 A CN 101046550A CN A2007100918988 A CNA2007100918988 A CN A2007100918988A CN 200710091898 A CN200710091898 A CN 200710091898A CN 101046550 A CN101046550 A CN 101046550A
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Abstract

本发明提供一种变焦透镜及使用该变焦透镜的投影型显示装置，是轻量、小型、广视角、可良好地校正诸像差、且耐候性优异的明亮的变焦透镜，其特征在于，从放大侧起顺次配设：变倍时固定地进行聚焦的负的第1组(G1)、变倍时以保持互相关系的方式进行移动的正的第2组(G2)、正第3组(G3)及第4组(G4)、变倍时固定的正的第5组(G5)，上述第1组(G1)从放大侧起顺次排列凸面朝向放大侧的皆形成为负弯月形状的玻璃透镜及塑料透镜，该塑料透镜至少1面为非球面，该玻璃透镜满足以下的条件式(1)、(2)，1.56＜Nd＜1.80(1)，νd＞45(2)，其中：Nd：相对于d线的折射率，νd：相对于d线的阿贝数。

Description

变焦透镜及使用该变焦透镜的投影型显示装置
技术领域
本发明涉及一种采用CCD及摄像管等摄像元件或银盐胶卷等的照相机的成像用变焦透镜、还涉及投影型电视的投影用变焦透镜，尤其涉及采用液晶显示元件或DMD(Digital Micro-mirror Device)等的投影型显示装置所使用的投影用变焦透镜及使用该变焦透镜的投影型显示装置。
背景技术
作为以往的变焦透镜，公知有在以下专利文献1等所记载的5组结构的透镜。该变焦透镜，从放大侧起顺次配置有负、正、正、负、正的光焦度，尽管只使用玻璃球面透镜而不使用非球面透镜，也实现了小型化。而且，构成为能够得到在缩小侧上的焦阑性及适当的后焦点。作为利用5组结构的相同光焦度配置的其他变焦透镜，公知有以下专利文献2所记载的在整个变倍(变焦)范围内维持了焦阑性的变焦透镜。
然而，专利文献1所记载的变焦透镜在畸变校正上有改善的余地，亮度也不充分。而且，专利文献2中，第1透镜组的第1透镜前面设有非球面，为了方便成形和低廉化，将第1透镜形成为塑料透镜，但使处于容易受损伤状态的第1透镜由塑料形成，对耐侯性方面而言不能作为优选。
【专利文献1】专利公开2002-148516号公报
【专利文献2】专利公开2000-111797号公报
发明内容
本发明是鉴于上述事实而作成的，其目的在于提供一种轻量、小型、广视角、且可以良好地校正诸像差的耐候性优异的明亮的变焦透镜及投影型显示装置。
本发明的变焦透镜，其特征在于，从放大侧起顺次配设：变倍时固定、用于进行聚焦且具有负的折射力的第1透镜组；为了连续变倍及为了校正由该连续变倍引起的像面移动，按照保持互相关系的方式进行移动的具有正折射力的第2透镜组、具有正折射力的第3透镜组、具有负折射力的第4透镜组；和变倍时固定的具有正折射力的第5透镜组，
上述第1透镜组从放大侧起顺次排列有皆为凸面朝向放大侧的呈负弯月形状的玻璃透镜及塑料透镜，该塑料透镜至少1面为非球面，该玻璃透镜满足以下的条件式(1)及(2)，
1.56＜Nd＜1.80……(1)
νd＞45……(2)
其中：
Nd：相对于d线的折射率，νd：相对于d线的阿贝数。
另外，上述第2透镜组、上述第3透镜组及上述第4透镜组优选仅由球面透镜构成。
另外，上述第4透镜组优选包括从放大侧顺次排列的负透镜、和负透镜及正透镜接合所构成的接合透镜。
另外，上述第2透镜组及上述第3透镜组，优选在从广角端向望远端变倍时，向放大侧移动。
另外，上述第2透镜组及上述第3透镜组，优选满足以下的条件式(3)及(4)，
1.0＜F2/F＜2.0……(3)
2.0＜F3/F＜7.0……(4)
其中，
F：广角端的全透镜系统的焦距，
F2：第2透镜组的焦距，
F3：第3透镜组的焦距。
另外，优选通过排列2片的正透镜来构成上述第2透镜组。
另外，作为优选，上述第4透镜组按照在最靠近缩小侧配设单独的正透镜的方式构成，上述第5透镜组由1片正透镜构成。
另外，上述第4透镜组的最靠近缩小侧的正透镜，优选至少1面为非球面且由塑料形成。
另外，上述第4透镜组优选满足以下的条件式(5)，
F4/F＜-1.0……(5)
其中，
F：广角端的全透镜系统的焦距，
F4：第4透镜组的焦距。
另外，将上述第5透镜组优选构成为从放大侧顺次排列由塑料形成的正透镜及由玻璃形成的正透镜。
进一步，本发明的投影型显示装置具备：光源；光阀；及作为投影透镜的上述任一个的变焦透镜，该投影透镜用来将该光阀调制的光所生成的光学像投影在屏幕上。
根据本发明的由5个透镜组构成的变焦透镜，能够使第1透镜组形成为负的折射力，并制成广视角且明亮的变焦透镜。而且，具有负折射力的第1透镜组，由凸面朝向放大侧的2片负弯月透镜构成，对其材质而言，从放大侧顺次采用玻璃、塑料。通过将2片的透镜皆形成为凸面朝向放大侧的负弯月形状，可以构成为向放大侧的透镜凹面插入缩小侧的透镜凸面，从而有利于使透镜径方向及透镜长度方向皆小型化。并且，由该玻璃形成的负弯月透镜满足条件式(1)及(2)，从而实现轻量化，并且良好地校正诸像差尤其倍率色差。
并且，通过将在外部环境露出的最靠近物体侧的透镜材质采用玻璃，可以谋求耐侯性的提高。而且，由该塑料构成的负弯月透镜有利于轻量化、低廉化，因此，将该透镜用作不露出于外部环境的第2透镜且将在该透镜中设置非球面，从而可以良好地校正畸变。
通过将本发明的变焦透镜形成为具备如上述第1透镜组的5组结构，可以谋求轻量化、小型化、亮度提高及广视角化，并且，成为可以良好地校正诸像差、耐侯性上也优异的变焦透镜。
附图说明
图1是实施例1相关的变焦透镜的广角端与望远端的透镜构成图。
图2是实施例2相关的变焦透镜的广角端与望远端的透镜构成图。
图3是实施例3相关的变焦透镜的广角端与望远端的透镜构成图。
图4是实施例4相关的变焦透镜的广角端与望远端的透镜构成图。
图5是实施例5相关的变焦透镜的广角端与望远端的透镜构成图。
图6是实施例1相关的变焦透镜的广角端、中间及望远端的各像差图。
图7是实施例2相关的变焦透镜的广角端、中间及望远端的各像差图。
图8是实施例3相关的变焦透镜的广角端、中间及望远端的各像差图。
图9是实施例4相关的变焦透镜的广角端、中间及望远端的各像差图。
图10是实施例5相关的变焦透镜的广角端、中间及望远端的各像差图。
具体实施方式
以下利用附图说明本发明的实施方式。图1表示本发明相关的实施例1的变焦透镜的基本构成，表示广角端的透镜构成图(广角)及望远端的透镜构成图(望远)。以下，将该实施例1相关的变焦透镜作为本实施方式的代表例进行说明。
即，该变焦透镜从放大侧起顺次配设：用于在变倍时固定地进行聚焦且具有负折射力的第1透镜组G1；为了连续变倍及为了校正由该连续变倍所引起的像面移动而按照保持互相关系的方式进行移动的具有正折射力的第2透镜组G2、具有正折射力的第3透镜组G3、具有负折射力的第4透镜组G4；和变倍时固定的具有正折射力的第5透镜组G5。另外，在第5透镜组G5与液晶显示元件或DMD等的显示面1之间，排列有截止红外线的滤波器以及低通滤波器、并且有相当于彩色合成光学系统(色彩分离光学系统)的玻璃块2。而且，图中X表示光轴。
在此，第1透镜组G1由凸面朝向放大侧的负弯月透镜形成的第1透镜L1及凸面朝向放大侧的负弯月透镜形成的第2透镜L2构成，第2透镜组G2由正弯月透镜形成的第3透镜L3及正透镜形成的第4透镜L4构成，第3透镜组G3由负透镜形成的第5透镜L5及正透镜形成的第6透镜L6构成，第4透镜组G4由负弯月透镜形成的第7透镜L7、负透镜形成的第8透镜L8及正透镜形成的第9透镜L9所构成的接合透镜、和正透镜形成的第10透镜L10构成，第5透镜组G5由正透镜形成的第11透镜L11构成。
上述第1透镜组G1具有在变倍时固定地进行聚焦的功能，上述第2、3、4的各透镜组G2、G3、G4具有通过以保持互相关系的方式进行移动来对连续变倍及由该连续变倍所引起的像面移动进行校正的功能。另外，第5透镜组G5是在变倍时固定的中继透镜。
并且，对该变焦透镜而言，通过将第2、3、4的各透镜组G2、G3、G4的各透镜由球面透镜形成而使移动组全部形成为球面透镜，因此，作为整体产品可以容易制造。
而且，第4透镜组G4包括从放大侧顺次排列的负透镜及由负透镜和正透镜构成的接合透镜，从而可以良好地校正场曲、轴上色差及倍率色差。
另外，将第2透镜组G2及第3透镜组G3按照在从广角端向望远端变倍时向放大侧移动的方式构成，由此可以谋求小型化。
并且，对第2透镜组G2而言，通过排列2片正透镜，由此可以良好地校正球面像差。
而且，在第4透镜组G4的最靠近缩小侧配设单独的正透镜并且第5透镜组G5由1片正透镜构成，从而可以谋求小型化。
另外，第4透镜组G4的最靠近缩小侧的正透镜，至少1面为非球面且由塑料构成，由此可以谋求进一步的小型化。
并且，对第5透镜组G5而言，通过从放大侧顺次排列由塑料构成的正透镜及由玻璃构成的正透镜，从而减少移动组的透镜数及移动量。其结果，减少移动机构的构件，从而可以谋求径方向的小型化。而且，通过将直径大的透镜形成为塑料，由此也可以谋求轻量化。
并且，本实施方式的各非球面由下述的非球面式表示。
【数学式1】
Z = Y 2 / R 1 + 1 - K × Y 2 / R 2 + Σ i = 3 14 A i Y i
此处，
Z：由从光轴的距离Y之非球面上的点，下垂于非球面顶点的接平面(垂直于光轴的平面)的垂线之长度
Y：从光轴的距离
R：非球面的光轴附近之曲率半径
K：离心率
Ai：非球面系数(i＝3～14)
而且，本实施方式中，满足以下所示的条件式(1)～(5)
1.56＜Nd＜1.80……(1)
νd＞45……(2)
1.0＜F2/F＜2.0……(3)
2.0＜F3/F＜7.0……(4)
F4/F＜-1.0……(5)
其中，
Nd：相对于d线的折射力，
νd：相对于d线的阿贝数，
F：广角端的全透镜系统的焦距，
F2：第2透镜组的焦距，
F3：第3透镜组的焦距，
F4：第4透镜组的焦距，
在此，对上述条件式(1)～(5)的技术意义进行说明。
上述条件式(1)规定第1透镜L1的折射力，一般而言，若高于上限则透镜的比重变大，不利于轻量化。而且，玻璃材也为高价，不利于低廉化。另一方面，若低于下限则为了得到光焦度而使曲率变得过强，从而难以校正像差。
上述条件式(2)规定第1透镜L1的阿贝数，若低于下限则难以校正倍率色差。
上述条件式(3)规定第2透镜组G2的光焦度。若高于上限则第2透镜组G2的移动量变得过大而使在小型化时与其他透镜组的光焦度均衡变坏，其结果难以进行良好的像差校正。另一方面，若低于下限则第2透镜组G2中的像差产生量变得过大。
上述条件式(4)规定第3透镜组G3的光焦度。若高于上限则第3透镜组G3的移动量则变得过大而使在小型化时与其他透镜组的光焦度平衡变坏，其结果使得难于进行良好的像差校正。另一方面，若低于下限则第3透镜组G3中的像差产生量变得过大。
上述条件式(5)规定第4透镜组G4的光焦度。也就是，若高于该上限则第4透镜组G4的负的光焦度变得过小而使变倍时的第4透镜组G4的移动量变得过大。因此，需要将第5透镜组G5的光焦度增大以使变倍时光线轨迹沿透镜径方向没有很大变化，从而透镜组间的光焦度平衡变坏，其结果，难以进行良好的像差校正。
并且，本发明的投影型显示装置具备：光源、光阀及本发明的变焦透镜。该装置中的本发明的变焦透镜，作为用于将光阀调制的光所形成的光学像投影在屏幕上的投影透镜发挥功能。例如，在为具备图1表示的变焦透镜的液晶影像投影器的情况下，从纸面右侧的光源部(未图示)入射大致平行光束，并且照射于液晶显示面板等的光阀显示面1。载有投影于该显示面1的图像信息的光束，经过玻璃块2并通过该变焦透镜向纸面左侧方向之屏幕(未图示)放大投影。另外，图1中只记载有1个显示面1，但液晶影像投影器中一般采用其结构为：将来自光源的光束由分色镜所构成的色分离光学系统分离为R、G、B的3原色光，并且配设各原色光用的3个显示面1，从而可以显示全彩色图像。玻璃块2可以作为合成该3原色光的分色棱镜。
以下，利用数据对各实施例具体地进行说明。
<实施例1>
该实施例1的变焦透镜形成为如上述图1表示的构成。即，该变焦透镜从放大侧起顺次具备：第1透镜组G1，由凸面朝向放大侧的负弯月透镜所形成的第1透镜L1及凸面朝向放大侧的负弯月透镜所形成的第2透镜L2构成；第2透镜组G2，由凸面朝向缩小侧的正弯月透镜所形成的第3透镜L3及两凸透镜所形成的第4透镜L4构成；第3透镜组G3，由两凹透镜所形成的第5透镜L5及两凸透镜所形成的第6透镜L6构成，第4透镜组G4，由凸面朝向放大侧的负弯月透镜所形成的第7透镜L7、两凹透镜所形成的第8透镜L8和两凸透镜所形成的第9透镜L9所构成的接合透镜、及平凸透镜所形成的第10透镜L10构成；第5透镜组G5，由两凸透镜所形成的第11透镜G11构成。
在表1上段表示该实施例1的各透镜面之曲率半径R(将广角端的全透镜系统的焦距作为1进行规格化；以下的各表中相同)、各透镜的中心厚度及各透镜间的空气间隔D(以与上述曲率半径R同样的焦距进行规格化；以下的各表中相同)、各透镜的相对于d线的折射率Nd及阿贝数νd。另外，该表1及后述的表3、5、7、9中，使对应于各记号R、D、Nd、νd的数字从放大侧顺次增加。
并且，在表1中段表示广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的第1透镜组G1与第2透镜组G2的距离D4、第2透镜组G2与第3透镜组G3的距离D8、第3透镜组G3与第4透镜组G4的距离D12、及第4透镜组G4与第5透镜组G5的距离D19、和各位置的焦距f。并且，在表1下段表示实施例1的对应于上述各条件式(1)～(5)的数值。
【表1】
面 R D Nd νd
  12*3*4567891011121314151617181920212223   2.9011.0690.4790.372-43.168-3.9352.115-7.411-18.6981.5701.125-2.0551.2580.758-0.6332.350-0.900∞-1.5772.591-3.585∞∞   0.0880.0530.113可变(D4)0.1410.0100.226可变(D8)0.0490.0590.219可变(D12)0.0490.2870.0540.3450.0100.228可变(D19)0.2620.3441.252   1.713001.531591.834001.772501.517421.487491.713001.755201.487491.772501.713001.51633   53.955.437.249.652.470.253.927.570.249.653.964.1
*表示非球面
  变焦比   D4   D8   D12   D19   f
  广角端中间望远端   1.001.101.20   1.0420.8910.753   0.6610.6080.555   0.0420.1270.223   0.0890.2090.302   0.9941.0901.194
  缩小倍率   -0.0100
  条件式(1)条件式(2)条件式(3)条件式(4)条件式(5)   NdνdF2F3F4F   1.7130053.91.5203.073-8.0801.000
F：放大侧的共轭距离为INF时的全系统之焦点距离
而且，第3面和第4面形成为非球面，对于这些各非球面，表2中表示上述非球面式的各定数K、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14的值。
【表2】
  面号码   3   4
  KA3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14   -1.48757080.00000001.4707017-5.74146264.7837822-1.33150501.6326400×10-3.2633208×101.4725443×107.4637088-3.1650244-2.01784087.3569086×10-3   -0.19810910.00000003.1760446×10-1-9.87768612.3014130×10-1.7925391×104.9395198×10-13.11938612.0634507-1.84252425.3985866×10-1-1.8507288×10-1-2.7933799×10-4
图6是表示上述实施例1的变焦透镜的广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的诸像差(球面像差、像散、畸变及倍率色差)之像差图。另外，图6及以下的图7～10中，各像散图中表示有对于弧矢像面及子午像面的像差，各倍率色差图中表示有相对于d线的F线及C线的像差。
从该图6得知，根据实施例1的变焦透镜，不仅为广视角并且在全变焦领域上可进行良好的像差校正。并且，广角端的FNo为1.60，由此形成为比以往更明亮的变焦透镜。
而且，如表1下段表示，根据实施例1的变焦透镜就完全满足条件式(1)～(5)。
<实施例2>
图2表示实施例2的变焦透镜的概略构成图。该实施例2的变焦透镜形成为与实施例1的变焦透镜大致相同的构成。与实施例1的主要不同点在于：第3透镜L3由两凸透镜构成，第4透镜L4由凸面朝向放大侧的正弯月透镜构成，第5透镜L5由凸面朝向放大侧的负弯月透镜构成，第10透镜L10由两凸透镜构成。
表3上段表示该实施例2的各透镜面的曲率半径R、各透镜的中心厚度及各透镜间的空气间隔D、各透镜的相对于d线的折射率Nd及阿贝数νd。
并且，表3中段表示广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的第1透镜组G1与第2透镜组G2的距离D4、第2透镜组G2与第3透镜组G3的距离D8、第3透镜组G3与第4透镜组G4的距离D12及第4透镜组G4与第5透镜组G5的距离D19、和各位置的焦距f。并且，表3下段表示实施例2的对应于上述各条件式(1)～(5)的数值。
【表3】
面 R D Nd νd
  12*3*4567891011121314151617181920212223   4.7101.0390.5470.3885.450-2.8671.6272.2323.8701.2131.121-1.9151.3720.882-0.7462.716-0.8208.150-2.0182.969-2.652∞∞   0.0950.1150.121可变(D4)0.2170.0110.134可变(D8)0.0530.0410.235可变(D12)0.0530.2350.0580.3620.0110.232可变(D19)0.3040.4681.419   1.563841.531591.834001.772501.698951.487491.620411.834001.497001.563841.620411.51633   60.755.437.249.630.170.260.337.281.660.760.364.1
*表示非球面
  变焦比   D4   D8   D12   D19   f
  广角端中间望远端   1.001.101.20   1.0530.9220.802   0.8650.8100.748   0.0370.1930.367   0.2350.2650.273   0.9961.0911.196
  缩小倍率   -0.0104
 条件式(1)条件式(2)条件式(3)条件式(4)条件式(5)   NdνdF2F3F4F   1.5638460.71.6923.320-8.0431.000
F：放大侧的共轭距离为INF时的全系统之焦点距离
而且，第3面和第4面形成为非球面，对于这些各非球面，表4表示上述非球面式的各定数K、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14的值。
【表4】
面号码 3 4
  KA3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14   -2.70887680.00000001.4443614-5.14866114.8952889-1.35877378.6326766-1.9324393×109.57061456.1221299-2.1023394-6.60904273.8918095   -1.06334180.00000001.4583878-7.13118921.3153565×10-1.1532876×102.78075643.4181175-5.5736760×10-2-4.3143887-1.18202464.1130515-4.2767591×10-1
图7是表示上述实施例2的变焦透镜的广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的诸像差(球面像差、像散、畸变及倍率色差)之像差图。
从该图7得知，根据实施例2的变焦透镜，不仅为广视角并且在全变焦领域上可进行良好的像差校正。并且，广角端的FNo为1.80，由此形成比以往更明亮的变焦透镜。
而且，如表3的下段表示，根据实施例2的变焦透镜就完全满足条件式(1)～(5)。
<实施例3>
图3表示实施例3的变焦透镜之概略构成图。该实施例3的变焦透镜采用与实施例1的变焦透镜大致相同的构成，但与实施例1不同点主要在于：第4透镜组G4为3片结构及第5透镜组G5为2片结构。即，该变焦透镜从放大侧起顺次具备：第1透镜组G1，由凸面朝向放大侧的负弯月透镜所形成的第1透镜L1及凸面朝向放大侧的负弯月透镜所形成的第2透镜L2构成；第2透镜组G2，由两凸透镜形成的第3透镜L3及两凸透镜形成的第4透镜L4构成；第3透镜组G3，由两凹透镜形成的第5透镜L5及两凸透镜形成的第6透镜L6构成就；第4透镜组G4，由凸面朝向放大侧的负弯月透镜形成的第7透镜L7、两凹透镜形成的第8透镜L8和两凸透镜形成的第9透镜L9所构成的接合透镜构成；第5透镜组G5，由两凸透镜形成的第10透镜G10及两凸透镜形成的第11透镜G11构成。
表5上段表示该实施例3的各透镜面之曲率半径R、各透镜的中心厚度及各透镜间的空气间隔D、各透镜的相对于d线的折射率Nd及阿贝数νd。并且，表5中段表示广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的第1透镜组G1与第2透镜组G2的距离D4、第2透镜组G2与第3透镜组G3的距离D8、第3透镜组G3与第4透镜组G4的距离D12、及第4透镜组G4与第5透镜组G5的距离D17、和各位置的焦距f。并且，表5下段表示实施例3的对应于上述各条件式(1)～(5)的数值。
【表5】
  面   R   D   Nd   νd
  1234567891011121314151617181920212223   12.4821.0581.1890.7824.656-16.9223.245-7.224-6.43412.6124.120-4.4592.1851.296-0.8941.961-1.3017.847-3.5633.598-1.842∞∞   0.0790.2560.122可变(D4)0.2650.0110.265可变(D8)0.0580.1820.265可变(D12)0.0530.2350.0580.385可变(D17)0.2240.0210.4160.7151.313   1.622991.530391.806101.806101.784721.713001.622991.698951.620411.530391.620411.51633   58.255.240.940.925.753.958.230.160.355.260.364.1
*表示非球面
  变焦比   D4   D8   D12   D17   f
  广角端中间望远端   1.001.101.20   0.7000.5980.515   0.8970.5780.276   0.1770.6011.002   0.0530.0480.033   0.9971.0921.197
  缩小倍率   -0.0103
 条件式(1)条件式(2)条件式(3)条件式(4)条件式(5)   NdνdF2F3F4F   1.6229958.21.7706.212-2.3771.000
F：放大侧的共轭距离为INF时的全系统之焦点距离
而且，第3面、第4面、第18面及第19面形成为非球面，对于这些各非球面，表6表示上述非球面式的各定数K、A3、A4、A5、A6、A7、A8的值。
【表6】
  面号码   3   4   18   19
  KA3A4A5A6A7A8   -5.0000298-2.8654115×10-3-8.5466024×10-2-2.1926182×10-27.3061984×10-1-1.03330704.6909851×10-1   -0.65686871.5666550×10-2-6.7334943×10-11.0117742-4.4457365×10-1-1.8182238×10-11.1158279×10-1   -4.99562370.00000001.9317201×10-21.7312138×10-22.5758225×10-21.7343697×10-2-2.4964598×10-2   3.27515990.00000001.0541612×10-1-4.7545677×10-29.5354593×10-24.8945297×10-2-5.7074197×10-2
图8是表示上述实施例3的变焦透镜的广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的诸像差(球面像差、像散、畸变及倍率色差)之像差图。
从该图8得知，根据实施例3的变焦透镜，不仅为广视角并且在全变焦领域上可进行良好的像差校正。并且，广角端的FNo为1.60，由此形成比以往更明亮的变焦透镜。
而且，如表5下段表示，根据实施例3的变焦透镜就完全满足条件式(1)～(5)。
<实施例4>
图4表示实施例4的变焦透镜之概略构成。该实施例4的变焦透镜采用与实施例3的变焦透镜大致相同的结构。
表7上段表示该实施例4的各透镜面之曲率半径R、各透镜的中心厚度及各透镜之间的空气间隔D、各透镜的相对于d线的折射率Nd及阿贝数νd。
并且，表7中段表示广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的第1透镜组G1与第2透镜组G2的距离D4、第2透镜组G2与第3透镜组G3的距离D8、第3透镜组G3与第4透镜组G4的距离D12、及第4透镜组G4与第5透镜组G5的距离D17、和各位置的焦距f。并且，表7下段表示实施例4的对应于上述各条件式(1)～(5)的数值。
【表7】
  面   R   D   Nd   νd
  12*3*4567891011121314151617*18*1920212223   6.6531.0390.9090.6404.502-9.5884.124-7.178-9.1936.3073.740-3.3992.3611.280-0.9841.921-1.6638.487-2.7493.856-1.936∞∞   0.0790.2850.122可变(D4)0.1840.0110.192可变(D8)0.0580.3600.167可变(D12)0.0530.2270.0580.346可变(D17)0.2480.0150.3710.6431.391   1.620411.531591.834001.785901.846661.696801.589131.698951.620411.531591.620411.51633   60.355.437.244.223.855.561.230.160.355.460.364.1
*表示非球面
  变焦比   D4   D8   D12   D17   f
  广角端中间望远端   1.001.101.20   0.9620.8260.715   0.7890.6250.476   0.1810.4820.770   0.1220.1200.093   0.9961.0921.196
  缩小倍率   -0.0103
 条件式(1)条件式(2)条件式(3)条件式(4)条件式(5)   NdνdF2F3F4F   1.6204160.31.7805.051-1.9411.000
F：放大侧的共轭距离为INF时的全系统之焦点距离
而且，第3面、第4面、第18面及第19面形成为非球面，对于这些各非球面，表8表示上述非球面式的各定数K、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10的值。
【表8】
  面号码   3   4   18   19
  KA3A4A5A6A7A8A9A10   -2.88793695.3877776×10-2-2.8640881×10-1-1.4059855×10-11.2757761-1.04702617.1822822×10-3-1.0928494×10-13.5055314×10-1   -0.75378709.8741174×10-2-9.9823750×10-11.3718067-4.1445488×10-1-1.2740256×10-12.9208377×10-2-6.5345847×10-16.6518209×10-1   -0.50618580.00000005.1671237×10-2-9.9309339×10-21.0060856×10-13.8960305×10-2-2.8676380×10-21.3189145×10-28.7113197×10-3   1.94153640.00000001.0215868×10-1-2.0234633×10-2-1.4358487×10-21.2342509×10-1-5.4236291×10-24.6812977×10-2-5.3168623×10-3
图9是表示上述实施例4的变焦透镜之广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的诸像差(球面像差、像散、畸变及倍率色差)之像差图。
从该图9得知，根据实施例4的变焦透镜，不仅为广视角并且在全变焦领域上可进行良好的像差校正。并且，广角端的FNo为1.70，由此形成比以往更明亮的变焦透镜。
而且，如表7下段表示，根据实施例4的变焦透镜就完全满足条件式(1)～(5)。
<实施例5>
图5表示实施例5的变焦透镜之概略构成。该实施例5的变焦透镜采用与实施例1的变焦透镜大致相同的结构。与实施例1主要的不同点在于：第3透镜L3由两凸透镜构成，第10透镜L10由两凸透镜构成。并且，将第4透镜组G4的最靠近缩小侧的透镜形成为具备非球面的塑料透镜，从而可以谋求进一步的轻量化及小型化。
表9上段表示该实施例5的各透镜面之曲率半径R、各透镜的中心厚度及各透镜间的空气间隔D、各透镜的相对于d线的折射率Nd及阿贝数νd。
并且，表9中段表示广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的第1透镜组G1与第2透镜组G2的距离D4、第2透镜组G2与第3透镜组G3的距离D8、第3透镜组G3与第4透镜组G4的距离D12、及第4透镜组G4与第5透镜组G5的距离D19、和各位置的焦距f。并且，表9下段表示实施例5的对应于上述各条件式(1)～(5)的数值。
【表9】
  面   R   D   Nd   νd
  12*3*4567891011121314151617*18*1920212223   6.4060.9690.6760.4983.716-8.0772.375-6.713-9.8114.4482.027-2.3472.6731.153-0.7491.290-1.2203.485-3.1725.398-2.056∞∞   0.0800.1350.122可变(D4)0.1710.0110.217可变(D8)0.0530.0600.155可变(D12)0.0530.2220.0580.3930.0110.233可变(D19)0.2900.4031.288   1.713001.530391.834001.834001.755201.620411.805181.846661.772501.530391.805181.51633   53.955.237.237.227.560.325.423.849.655.225.464.1
*表示非球面
  变焦比   D4   D8   D12   D19   f
  广角端中间望远端   1.001.101.20   0.5950.4910.397   0.7800.6990.615   0.0270.1840.351   0.0600.0880.099   0.9961.0921.197
  缩小倍率   -0.0103
  条件式(1)条件式(2)条件式(3)条件式(4)条件式(5)   NdνdF2F3F4F   1.7130053.91.2763.017-4.1851.000
F：放大侧的共轭距离为INF时的全系统之焦点距离
而且，第3面、第4面、第18面及第19面形成为非球面，对于这些各非球面，表10表示上述非球面式的各定数K、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10的值。
【表10】
  面号码   3   4   18   19
  KA3A4A5A6A7A8A9A10   -1.80116340.0000000-6.1081569×10-10.00000001.13241210.0000000-9.2010993×10-10.00000003.0471568×10-1   -1.32675510.0000000-4.3163916×10-10.00000006.6041200×10-10.0000000-3.6052764×10-10.0000000-2.1376069×10-1   4.99911670.0000000-2.4559034×10-20.0000000-2.7754687×10-10.00000006.3940279×10-10.0000000-8.0947352×10-1   3.58167300.00000001.0937907×10-10.0000000-2.6802249×10-10.00000005.8886087×10-10.0000000-6.8645835×10-1
图10是表示上述实施例5的变焦透镜的广角端(WIDE)、中间(MIDDLE)及望远端(TELE)的诸像差(球面像差、像散、畸变及倍率色差)之像差图。
从该图10得知，根据实施例5的变焦透镜，不仅为广视角而且在全变焦领域上可以进行良好的像差校正。并且，广角端的FNo为1.61，由此形成比以往更明亮的变焦透镜。
而且，表9下段表示，根据实施例5的变焦透镜，完全满足条件式(1)～(5)。
另外，上述各实施例中，将本发明的透镜使用为利用透过型液晶显示面板之投影型显示装置的投影透镜，但本发明的变焦透镜之使用形态不限定于此，除可使用为采用反射型液晶显示面板的装置的投影透镜或采用DMD等的其他光调制机构的装置的投影透镜等外，也可以利用为采用CCD、摄像管等的摄像机构、且银盐胶卷的照相机所使用的具有变焦功能的成像透镜。

Claims (11)

1.一种变焦透镜，从放大侧起顺次配设：
变倍时固定、用于进行聚焦且具有负的折射力的第1透镜组；
为了连续变倍及为了校正由该连续变倍引起的像面移动，按照保持互相关系的方式进行移动的具有正折射力的第2透镜组、具有正折射力的第3透镜组、具有负折射力的第4透镜组；和
变倍时固定的具有正折射力的第5透镜组，
上述第1透镜组从放大侧起顺次排列有皆为凸面朝向放大侧的呈负弯月形状的玻璃透镜及塑料透镜，该塑料透镜至少1面为非球面，该玻璃透镜满足以下的条件式(1)及(2)，
1.56＜Nd＜1.80  ……(1)
vd＞45  ……(2)
其中：
Nd：相对于d线的折射率，vd：相对于d线的阿贝数。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第2透镜组、上述第3透镜组及上述第4透镜组仅由球面透镜构成。
3.根据权利要求1或2所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第4透镜组包括从放大侧顺次排列的负透镜、和负透镜及正透镜接合所构成的接合透镜。
4.根据权利要求1～3任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第2透镜组及上述第3透镜组，在从广角端向望远端变倍时，向放大侧移动。
5.根据权利要求1～4任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第2透镜组及上述第3透镜组，满足以下的条件式(3)及(4)，
1.0＜F2/F＜2.0  ……(3)
2.0＜F3/F＜7.0  ……(4)
其中，
F：广角端的全透镜系统的焦距，
F2：第2透镜组的焦距，
F3：第3透镜组的焦距。
6.根据权利要求1～5任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
通过排列2片的正透镜构成上述第2透镜组。
7.根据权利要求1～6任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第4透镜组按照在最靠近缩小侧配设单独的正透镜的方式构成，上述第5透镜组由1片正透镜构成。
8.根据权利要求7所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第4透镜组的最靠近缩小侧的正透镜，至少1面为非球面且由塑料形成。
9.根据权利要求8所述的变焦透镜，其特征在于，
上述第4透镜组满足以下的条件式(5)，
F4/F＜-1.0  ……(5)
其中，
F：广角端的全透镜系统的焦距，
F4：第4透镜组的焦距。
10.根据权利要求1～6任一项所述的变焦透镜，其特征在于，
将上述第5透镜组构成为从放大侧顺次排列由塑料形成的正透镜及由玻璃形成的正透镜。
11.一种投影型显示装置，
具备：
光源；光阀；及作为投影透镜的权利要求1～10任一项所述的变焦透镜，该投影透镜用来将该光阀调制的光所生成的光学像投影在屏幕上。
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