CN101201446A - 透镜系统及使用该透镜系统的投影机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高性能且透镜口径较小的透镜系统，该透镜系统实现将来自改变DMD等的光的发射方向而形成图像的光阀的图像放大投射到屏幕或其他上。透镜系统的特征在于，构成为，从放大侧依次由整体构成大致远焦光学系统的第1透镜组、及整体具有正光焦度的第2透镜组构成，从放大侧依次配设整体具有负光焦度的第2a透镜组、及整体具有正光焦度的第2b透镜组来构成上述第2透镜组，根据目的，在上述第2透镜组的缩小侧附加第3透镜组，该第3透镜组是在DMD等光阀附近配设1片正透镜而构成的。
Description
技术领域
本发明主要涉及将来自改变DMD等的光的反射方向而形成图像的光阀(light valve)的图像放大投射到屏幕及其他上的透镜口径较小的透镜系统。
背景技术
采用DMD作为光阀(light valve)的投影机在小型化的方面比其他方式有利，目前，以在进行演示时方便的数据投影机为主、可便携的紧凑结构广泛普及。
在以可携带为前提的投影机中，减小厚度尺寸是重要的，在与笔记本型个人计算机等一起带着行走的情况较多的使用方式的投影机中可以说是最重要的要素。作为解决该问题的手段，有例如特开2003-121736号公报中公开那样的投影透镜的有效直径的小型化设计方法的一例。
发明内容
在本发明中，提供一种实现透镜直径较小的透镜系统、即使是有限的空间也能够投射较大的画面的高画质且携带方便的薄型投影机。
本发明的优选的技术方案之一的透镜系统，从放大侧依次由第1透镜组及第2透镜组构成，上述第1透镜组整体构成大致远焦光学系统，上述第2透镜组整体具有正光焦度。
从放大侧依次配设第1a透镜组及第1b透镜组来构成上述第1透镜组，上述第1a透镜组整体具有负光焦度，上述第1b透镜整体具有正光焦度；从放大侧依次配设第2a透镜组及第2b透镜组来构成上述第2透镜组，上述第2a透镜组整体具有负光焦度，上述第2b透镜组整体具有正光焦度。
关于对上述第1透镜组设定的倍率，满足下述条件式(1)，关于对上述第1透镜组设定的远焦倍率，满足下述条件式(2)，关于对上述第1a透镜组设定的倍率，满足下述条件式(3)，关于对上述第2a透镜组设定的倍率，满足下述条件式(4)，关于对上述第2b透镜组设定的倍率，满足下述条件式(5)，关于上述第1透镜组的光轴上的厚度尺寸，满足下述条件式(6)。
(1)-0.5≤f/fI≤-0.1
(2)0.3≤hIE/hIX≤0.5
(3)-1.5≤f/fIa≤-0.5
(4)-0.3≤f/fIIa≤0.3
(5)0.15≤f/fIIb≤0.7
(6)1.6≤TI/f≤2.6
其中，
f：透镜整个系统的合成焦距
fI：第1透镜组的合成焦距
hIE：向第1透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面入射的入射近轴光线高度
hIX：从第1透镜组中配置在最靠放小侧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透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面与第1透镜组中配置在最靠缩小侧的透镜的缩小侧面的光轴上的距离。
附图说明
图1是本发明的透镜系统的第1实施例的透镜结构图。
图2是第1实施例的透镜的各像差图。
图3是本发明的透镜系统的第2实施例的透镜结构图。
图4是第2实施例的透镜的各像差图。
图5是本发明的透镜系统的第3实施例的透镜结构图。
图6是第3实施例的透镜的各像差图。
图7是本发明的透镜系统的第4实施例的透镜结构图。
图8是第4实施例的透镜的各像差图。
图9是本发明的透镜系统的第5实施例的透镜结构图。
图10是第5实施例的透镜的各像差图。
图11是本发明的透镜系统的第6实施例的透镜结构图。
图12是第6实施例的透镜的各像差图。
图13是本发明的透镜系统的第7实施例的透镜结构图。
图14是第7实施例的透镜的各像差图。
图15是本发明的透镜系统的第8实施例的透镜结构图。
图16是第8实施例的透镜的各像差图。
图17是使用本发明的透镜系统的投影机的外观图。
具体实施方式
以下，就具体的数值实施例说明本发明。在以下的实施例1到实施例8的透镜系统中，从放大侧开始依次由整体大致构成远焦(afocal)光学系统的第1透镜组LG1以及整体具有正光焦度的第2透镜组LG2构成。
从放大侧开始依次配设整体具有负光焦度的第1a透镜组LG1a及整体具有正光焦度的第1b透镜组LG1b，来构成上述第1透镜组LG1。
从放大侧开始依次配设具有正光焦度的透镜(以下称作正透镜)(透镜名称L111、放大侧面111、缩小侧面112)、向放大侧凸的凹凸透镜形状且具有负光焦度的透镜(以下称作负透镜)(透镜名称L112、放大侧面113、缩小侧面114)、以及负透镜(透镜名称L113、放大侧面115、缩小侧面116)的3片，来构成上述第1a透镜组LG1a。
接着，配设负透镜(透镜名称L121、放大侧面121、缩小侧面122)、正透镜(透镜名称L122、放大侧面123、缩小侧面124，其中，在接合的情况下122面与123面为同一个面)、负透镜(透镜名称L123、放大侧面125、缩小侧面126)、以及向缩小侧凸的凹凸透镜形状的正透镜(透镜名称L124、放大侧面127、缩小侧面128)共计4片透镜，来构成上述第1b透镜组LG1b。或者，配设负透镜(透镜名称L121、放大侧面121、缩小侧面122)、正透镜(透镜名称L122、放大侧面123、缩小侧面124，其中，在接合的情况下122面与123面为同一个面)、负透镜(透镜名称L123、放大侧面125、缩小侧面126)、正透镜(透镜名称L124、放大侧面127、缩小侧面128)、以及向缩小侧凸的凹凸透镜形状的正透镜或向缩小侧凸的负透镜(透镜名称L125、放大侧面129、缩小侧面1210)共计5片透镜，来构成上述第1b透镜组LG1b。
从放大侧依次配设整体具有负光焦度的第2a透镜组LG2a及整体具有正光焦度的第2b透镜组LG2b，来构成上述第2透镜组LG2。
配设正透镜(透镜名称L211、放大侧面211、缩小侧面212)、正透镜(透镜名称L212、放大侧面213、缩小侧面214)、以及负透镜(透镜名称L213、放大侧面215、缩小侧面216，其中，在接合的情况下214面与215面为同一个面)的3片，来构成上述第2a透镜组LG2a。
配设正透镜(透镜名称L221、放大侧面221、缩小侧面222)、负透镜(透镜名称L222、放大侧面223、缩小侧面224)、以及正透镜(透镜名称L223、放大侧面225、缩小侧面226，其中，在接合的情况下224面与225面为同一个面)的3片，来而构成上述第2b透镜组LG2b。
此外，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透镜镜筒中，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透镜镜筒中。
并且，根据目的而构成为，在上述第2透镜组LG2的缩小侧附加第3透镜组LG3，并在上述第3透镜组LG3的缩小侧与光阀面之间隔开稍稍的空气间隔而配设有作为DMD等光阀的结构部件的盖玻璃CG(设放大侧面为C01、缩小侧面为C02)，所述第3透镜组LG3是在DMD等光阀附近配设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)而构成的。
这样，该实施例的透镜系统的特征在于，从放大侧依次由第1透镜组及第2透镜组构成，上述第1透镜组整体构成大致远焦光学系统，上述第2透镜组整体具有正光焦度；从放大侧依次配设第1a透镜组及第1b透镜组来构成上述第1透镜组，上述第1a透镜组整体具有负光焦度，上述第1b透镜整体具有正光焦度；从放大侧依次配设第2a透镜组及第2b透镜组来构成上述第2透镜组，上述第2a透镜组整体具有负光焦度，上述第2b透镜组整体具有正光焦度；关于对上述第1透镜组设定的倍率，满足下述条件式(1)，关于对上述第1透镜组设定的远焦倍率，满足下述条件式(2)，关于对上述第1a透镜组设定的倍率满足下述条件式(3)，关于对上述第2a透镜组设定的倍率满足下述条件式(4)，关于对上述第2b透镜组设定的倍率满足下述条件式(5)，关于上述第1透镜组的光轴上的厚度尺寸满足下述条件式(6)。
(1)-0.5≤f/fI≤-0.1
(2)0.3≤hIE/hIX≤0.5
(3)-1.5≤f/fIa≤-0.5
(4)-0.3≤f/fIIa≤0.3
(5)0.15≤f/fIIb≤0.7
(6)1.6≤TI/f≤2.6
其中，
f：透镜整个系统的合成焦距
fI：第1透镜组的合成焦距
hIE：向第1透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面入射的入射近轴光线高度
hIX：从第1透镜组中配置在最靠放小侧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透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面与第1透镜组中配置在最靠缩小侧的透镜的缩小侧面的光轴上的距离。
条件式(1)是规定向整体构成大致远焦光学系统的第1透镜组的倍率的适当的分配的条件。如果超过上限，则第1透镜组的正倍率过大而后焦距变短。如果超过下限，则第1透镜组的负倍率变得过大，后组的负担增大而各像差恶化。
此外，在条件式(2)中，规定了作为相同的第1透镜组的宽变换器(ワイドコンバ一タ)的作用即倍率，如果超过上限则倍率变得过高而前组的像差负担变得过大，性能劣化，如果超过下限，则倍率降低，对于广角化是不利的。
条件式(3)是关于对在构成宽转换器的第1透镜组中相当于发散系统的第1a透镜组设定的负倍率的条件。如果超过上限，则负倍率变弱，转换器系统整体的焦距变大而大型化。如果超过下限，则负倍率变得过大，虽然对小型化有利，但对于像差修正是不利的。
条件式(4)、条件式(5)是关于第2透镜组的倍率配置的。其特征在于，虽然作为后组的第2透镜组作为整个系统具有正倍率，但由于位于放大侧的第2a透镜组是发散系统，所以整体构成为负倍率，位于缩小侧的第2b透镜组由于是聚光系统，所以整体构成为正倍率。
该条件式(4)是规定第2a透镜组的负倍率的条件，如果超过上限，则负倍率变小，后焦距变短。反之，如果超过下限，则负倍率变得过大而大型化，并且通过过大的倍率使各像差增大。
接着的条件式(5)是规定第2b透镜组的正倍率的条件，是用来与条件式(4)一起得到透镜整个系统的适当的大小、性能的条件。如果超过上限，则正倍率变得过大而性能降低以及后焦距变短。反之，如果超过下限，则正倍率变小而大型化。
条件式(6)是规定第1透镜组的光轴方向的厚度的条件。作为远焦转换器发挥功能的第1透镜组也关系到该远焦倍率，但需要有关各像差修正的程度的轴上厚度。在超过上限的情况下，虽然在性能上变得有利，但是会大型化，如果超过下限，则虽然对小型化是有利的，但第1a透镜组、第1b透镜组的各自的倍率变得过大，各像差会增大。
此外，优选的是，构成上述第1透镜组的上述第1a透镜组是从放大侧依次配设具有正光焦度的透镜即正透镜、向放大侧凸的凹凸透镜形状且具有负光焦度的透镜即负透镜、以及负透镜的3片而构成的；关于在上述第1a透镜组中配置在从放大侧开始第2个的透镜的缩小侧面的形状，满足下述条件式(7)，并且关于在构成第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(8)。
(7)0.6≤RIa4/f≤1.1
(8)1.65≤NIa
其中，
RIa4：在第1a透镜组中配置在从放大侧开始第2个的透镜的缩小侧面的曲率半径
NIa：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)是关于在第1a透镜组中配置在从放大侧开始第2个的透镜的缩小侧的形状的条件，由于在负倍率的透镜组中作为负透镜而配置在最靠放大侧，所以担负着重要的作用。即，在具有较强的倍率的同时，相对于放大侧的光束大致为同心形状，形成根本上抑制像差的产生的形状。因而，如果超过下限，则球面像差、彗形像差变为修正过剩，如果超过上限，则相反成为修正不足。
条件式(8)是关于具有特别强的负倍率的第1a透镜组的折射率的特征的条件。为了减轻获得较强的负倍率带来的曲率的强度，必须是尽可能高的折射率，在条件式中如果超过下限则因曲率变得过大，球面像差、彗形像差变得过大，并且珀兹伐(Petzval)和变得过小，不能得到良好的性能。
此外，优选的是，配设负透镜、正透镜、负透镜、以及向缩小侧凸的凹凸透镜形状的正透镜共计4片透镜来构成上述第1b透镜组，或者配设负透镜、正透镜、负透镜、正透镜、以及向缩小侧凸的凹凸透镜形状的正透镜或向缩小侧凸的凹凸透镜形状的负透镜共计5片透镜来构成上述第1b透镜组，关于配置在最靠缩小侧的透镜，缩小侧面的形状满足下述条件式(9)，关于在构成上述第1b透镜组的各负透镜中使用的玻璃材料的色散特性，满足下述条件式(10)，关于在构成上述第1b透镜组的各负透镜中使用的玻璃材料的折射率，满足下述条件式(11)。
(9)-2.8≤RIbL/f≤-1.0
(10)VIbP-VIbN≤-5
(11)1.58≤NIbN
其中，
RIbL：在第1b透镜组中配置在最靠缩小侧的透镜的缩小侧面的曲率半径
VIbP：构成第1b透镜组的正透镜的阿贝数的平均值
VIbN：构成第1b透镜组的负透镜的阿贝数的平均值
NIbN：构成第1b透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值
条件式(9)是关于第1b透镜组的配置在最靠缩小侧的透镜的形状的条件，担负着将来自第1a透镜组的发散光束一边维持较少产生各像差一边向后方传递的作用。如果超过上限，则第1b透镜组对较大的负歪曲像差的修正变得不充分，如果超过下限，则虽然对歪曲像差的修正是有利的，但凹凸透镜形状过强而产生高阶的球面像差及彗形像差。
条件式(10)是关于第1b透镜组的消色的条件，是规定玻璃材料的适当的阿贝数的组合的条件。如果超过下限，则色像差变得难以修正。
条件式(11)是像面弯曲、球面像差及彗形像差修正的制约条件。由于珀兹伐和容易变为负，所以提高负透镜的折射率来修正是较好的，目的是通过合计较高的折射率增大曲率半径，将球面像差及彗形像差也修正。因此，如果超过下限，则像面弯曲变得难以修正。
此外，优选的是，配设正透镜、正透镜、负透镜的3片而构成上述第2a透镜组，关于在构成上述第2a透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的折射率和色散特性，分别满足下述条件式(12)、(13)，关于对上述第2a透镜组的配置在最靠缩小侧的负透镜设定的倍率，满足下述条件式(14)，关于上述第2a透镜组的配置在最靠放大侧的透镜的缩小侧面的形状和配置在从放大侧开始第2个的透镜的放大侧面的形状，满足下述条件式(15)。
(12)0.15≤NIIaN-NIIaP
(13)10≤VIIaP-VIIaN
(14)-1.5≤f/fIIaN≤-0.4
(15)-0.75≤RIIa2/RIIa3≤-0.1
其中，
NIIaN：构成第2a透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值
NIIaP：构成第2a透镜组的正透镜对于d线的折射率的平均值
VIIaP：构成第2a透镜组的正透镜的阿贝数的平均值
VIIaN：构成第2a透镜组的负透镜的阿贝数的平均值
fIIaN：在第2a透镜组中配置在最靠缩小侧的透镜的焦距
RIIa2：在第2a透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的缩小侧面的曲率半径
RIIa3：在第2a透镜组中配置在从放大侧开始第2个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，修正第2a透镜组的较强的负倍率带来的像面弯曲。即，可以在负透镜中使用折射率较高的材料，在正透镜中使用折射率较低的材料，以使珀兹伐和不会变得过小。如果超过下限，则珀兹伐和变得过小，像面弯曲恶化。
条件式(13)是第2a透镜组的色像差修正条件。如果超过上限，则阿贝数接近而色像差修正效果不足。
条件式(14)也与条件式(13)一起是第2a透镜组的色像差修正条件。由于色像差修正如公知那样能够进行适当的阿贝数与倍率的组合，所以在条件式(14)中规定其倍率。如果超过上限、下限，则第2a透镜组中的消色倍率变得不适当，色像差恶化。
条件式(15)有关第2a透镜组内的球面像差及彗形像差修正。在由条件式(15)制约的范围内，通过设计第2透镜组组内的凸透镜的形状能够进行修正。如果超过下限，则球面像差超出，对于轴外光束的彗形像差也恶化。如果超过上限，则球面像差变得过低。
此外，优选的是，配设正透镜、负透镜及正透镜的共计3片透镜而构成上述第2b透镜组，关于在构成上述第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)、(17)，关于对上述第2b透镜组的配置在从放大侧开始第2个的透镜设定的倍率，满足下述条件式(18)，关于上述第2b透镜组的配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面的形状与缩小侧面的形状，满足下述条件式(19)。
(16)0.15≤NIIbN-NIIbP
(17)0≤VIIbP-VIIbN
(18)-1.0≤f/fIIb2≤-0.2
(19)-2.0≤RIIb1/RIIb2≤-0.3
其中，
NIIbN：构成第2b透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值
NIIbP：构成第2b透镜组的正透镜对于d线的折射率的平均值
VIIbP：构成第2b透镜组的正透镜的阿贝数的平均值
VIIbN：构成第2b透镜组的负透镜的阿贝数的平均值
fIIb2：在第2b透镜组中配置在从放大侧开始第2个的透镜的焦距
RIIb1：在第2b透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面的曲率半径
RIIb2：在第2b透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的缩小侧面的曲率半径
条件式(16)涉及形成第2透镜组、并构成具有较大的正倍率的第2b透镜组的透镜要素的玻璃材料的折射率。对正、负的透镜要素赋予折射率的差，在将产生的色像差维持为最小的同时，在接合面上利用球面像差的修正能力，并且还期待有像面弯曲修正的效果。在条件式(16)中，如果超过下限，则会出现像面弯曲修正过剩及球面像差修正不足。
条件式(17)是第2b透镜组的色像差修正条件，但为了同时修正单色像差，需要使各透镜的倍率不会过大，为此，满足条件式(17)的正透镜、负透镜的阿贝数为必要的条件。如果超过下限，则色像差修正变得困难。
条件式(18)也同样是第2b透镜组的色像差修正条件。如果超过上限、下限的哪一个，则第2b透镜组中的消色倍率都变得不适当，色像差恶化。
条件式(19)是第2b透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的形状的制约条件，关系到球面像差及彗形像差修正。如果超过上限，则球面像差较大而变得较低，如果超过下限，则周边光束中的彗形杂光的产生变得显著。
此外，作为透镜整个系统的调焦方法，将投射透镜整体向光轴方向移动的方法在移动的构造体的大小中有限制的情况下不能说是好方法。所以，在本透镜系统中采用通过移动部分光学系统来进行调焦的所谓内焦点方式的情况下，如果考虑到上述第1透镜组是大致远焦，则考虑利用配置在比上述第1透镜组靠缩小侧的透镜组，用来移动的空间的量也足够，有时也能够将距离带来的像差变动抑制在最小限度，优选通过将上述第2透镜组沿光轴方向移动来进行。
进而，为了使来自DMD的光线束高效率地成像在屏幕面上，虽然必须配合照明光学系统的特性来设定从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大致远心地设定的情况较多。但是，如果想要设计为将这样的光线全部取入，则上述第2透镜组的缩小侧的有效直径变得巨大，在与照明光学系统的配置关系中成为问题的情况较多。在这样的情况下，通过与照明光学系统的配置的兼顾，对上述第2透镜组的射出侧附近的有效直径加以限制，但优选通过在上述第2透镜组与光阀之间的空间设置第3透镜组来达到目的，第3透镜组是在光阀附近配设1片正透镜而构成的。
此外，图17中表示使用本发明的透镜系统的投影机的外观图。如图17所示，投影机10是大致长方体形状，在作为主体箱的前面板12的侧方具有覆盖投影口的透镜盖19，并且在该前面板12上设有多个通气孔18。此外，虽然在图17中省略了图示，但在作为主体箱的上面板11上设有键/指示器部，在该键/指示器部，设有电源开关键及报告电源的开启或关闭的电源指示器、使光源装置的灯点亮的灯开关键以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键及指示器。进而，在未图示的主体箱的背面上，设有在背面板上设有USB端子及图像信号输入用的D-SUB端子、S端子、RCA端子等的输入输出连接器部、以及电源适配器、接收来自遥控器的控制信号的Ir接收部等。另外，在未图示的作为主体箱的侧板的右侧板、以及图17所示的侧板即左侧板15上，分别设有多个通气孔18，在该左侧板15的内侧，沿着左侧板15搭载有上述作为透镜系统的投影透镜。
[实施例1]
关于本发明的透镜系统的第1实施例，将数值例表示在表1中。此外，图1是其透镜结构图，图2是其各像差图。在以下的表及附图中，f表示透镜整个系统的焦距，Fno表示F号码，2ω表示透镜的全像角。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线的阿贝数。各像差图的球面像差图中的CA1、CA2、CA3分别是CA1＝550.0nm、CA2＝435.8nm、CA3＝640.0nm的波长的像差曲线，S.C.是正弦条件。非点像差图中的S表示径向、M表示子午线。此外，遍及本说明书的全篇，只要没有特别记载，在各值的计算中使用的波长是CA1＝550.0nm，各像差图是作为投射透镜评价较多的、物距为1700mm时的图。
【表1】
f 16.00
Fno 2.29
2ω 65.73
| 序号 | 面号码 | r | d | nd | vd |
| 1234567891011121314151617181920212223242526272829 | 111112113114115116121122(123)1241251261271281291210211212213214(215)216221222223224(225)226301302C01C02 | 57.250∞27.31112.13892.54717.045-36.38830.503-18.820-13.913-23.849-52.994-33.940-54.078-21.051-103.355-29.36165.511-20.36455.62042.848-33.31340.04116.566-323.311-100.000-44.000∞∞ | 3.001.161.204.071.203.741.204.982.582.250.205.000.343.3827.523.041.294.964.415.136.000.201.406.0034.003.000.663.00- | 1.51680-1.80518-1.80610-1.804201.67270-1.72916-1.80518-1.48749-1.69700-1.497001.80420-1.51680-1.801001.48749-1.77250-1.48745- | 64.20-25.46-40.73-46.5032.17-54.67-25.46-70.45-48.51-81.6146.50-64.20-34.9770.45-49.60-64.84- |
[实施例2]
关于本发明的透镜系统的第2实施例，将数值例表示在表2中。此外，图3是其透镜结构图，图4是其各像差图。
【表2】
f 15.93
Fno 2.29
2ω 65.96
| 序号 | 面号码 | r | d | nd | vd |
| 123456789101112131415161718192021222324252627 | 111112113114115116121122(123)124125126127128211212213214(215)216221222223224(225)226301302C01C02 | 60.251-1021.64227.75712.26567.54516.521-36.35124.151-21.573-13.602-28.595-48.659-17.9433189.749-32.14868.321-18.69250.34942.917-26.48942.37516.536-323.311-100.000-44.000∞∞ | 3.001.151.203.801.204.803.205.901.721.400.106.5025.445.503.236.413.501.996.500.201.406.0434.003.000.663.00- | 1.51680-1.80518-1.80518-1.804201.76182-1.51680-1.51680-1.51680-1.516801.80420-1.51680-1.806101.51680-1.77250-1.48745- | 64.20-25.46-25.46-46.5026.61-64.20-64.20-64.20-64.2046.50-64.20-33.2764.20-49.60-64.84- |
[实施例3]
关于本发明的透镜系统的第3实施例，将数值例表示在表3中。此外，图5是其透镜结构图，图6是其各像差图。
【表3】
f 15.93
Fno 2.29
2ω 65.95
| 序号 | 面号码 | r | d | nd | vd |
| 123456789101112131415161718192021222324252627 | 111112113114115116121122(123)124125126127128211212213214(215)216221222223224(225)226301302C01C02 | 70.489-260.31636.94212.782154.14718.891-32.47732.490-18.951-13.373-22.882-48.045-19.558232.465-27.481118.905-18.00354.19539.606-27.83834.93415.755-323.311-100.000-44.000∞∞ | 3.001.151.203.821.203.621.735.001.421.400.105.7030.474.891.396.005.002.956.200.201.406.3034.003.000.663.00- | 1.51680-1.80518-1.80518-1.804201.74077-1.71736-1.71736-1.51742-1.487491.80420-1.48749-1.806101.48749-1.77250-1.48745- | 64.20-25.46-25.46-46.5027.76-29.50-29.50-52.16-70.4546.50-70.45-33.2770.45-49.60-64.84- |
[实施例4]
关于本发明的透镜系统的第4实施例，将数值例表示在表4中。此外，图7是其透镜结构图，图8是其各像差图。
【表4】
f 15.93
Fno 2.29
2ω 66.01
| 序号 | 面号码 | r | d | nd | vd |
| 123456789101112131415161718192021222324252627 | 111112113114115116121122(123)124125126127128211212213214(215)216221222223224(225)226301302C01C02 | 53.769-1614.04426.75212.76568.00615.268-48.19434.131-21.387-14.551-23.922-45.447-21.750-232.786-27.179131.090-19.07465.79341.955-35.65941.19716.305-319.835-100.000-44.000∞∞ | 3.200.291.663.651.203.661.207.681.393.001.634.8927.565.201.765.036.040.516.710.541.406.1434.003.000.663.00- | 1.51680-1.80420-1.80420-1.804201.69895-1.80518-1.70200-1.51760-1.487491.80450-1.62230-1.804201.51680-1.76182-1.48745- | 64.20-46.50-46.50-46.5030.05-25.46-40.20-63.50-70.4539.64-53.17-46.5064.20-26.61-64.84- |
[实施例5]
关于本发明的透镜系统的第5实施例，将数值例表示在表5中。此外，图9是其透镜结构图，图10是其各像差图。
【表5】
f 15.93
Fno 2.29
2ω 66.02
| 序号 | 面号码 | r | d | nd | vd |
| 12345678910111213141516171819202122232425 | 111112113114115116121122(123)124125126127128211212213214(215)216221222223224(225)226C01C02 | 56.346-629.93832.21314.31995.98816.964-92.07625.965-22.386-15.853-25.181-44.259-22.308-208.291-27.810112.109-19.10374.22547.892-32.45636.85117.133-387.173∞∞ | 3.200.201.203.751.203.491.206.902.692.802.685.5323.885.204.784.848.140.756.600.201.405.9534.663.00- | 1.48749-1.80420-1.80420-1.804201.67270-1.80518-1.64769-1.48749-1.487491.80610-1.58144-1.804201.51680-1.48745- | 70.45-46.50-46.50-46.5032.17-25.46-33.84-70.45-70.4533.27-40.89-46.5064.20-64.84- |
[实施例6]
关于本发明的透镜系统的第6实施例，将数值例表示在表6中。此外，图11是其透镜结构图，图12是其各像差图。
【表6】
f 15.93
Fno 2.29
2ω 66.01
| 序号 | 面号码 | r | d | nd | vd |
| 123456789101112131415161718192021222324252627 | 111112113114115116121122(123)124125126127128211212213214(215)216221222223224(225)226301302C01C02 | 52.751∞33.04313.64795.92216.420-85.48362.591-19.695-16.204-22.105-21.019-19.087-42.812-23.58978.117-20.355∞32.412-58.96578.29316.655∞35.000∞∞∞ | 3.180.201.244.051.203.601.204.612.432.776.455.9031.215.200.205.801.400.204.682.623.005.4834.0020.000.663.00- | 1.48749-1.80420-1.80420-1.804201.63980-1.71300-1.74950-1.48749-1.487491.78590-1.51680-1.804201.51760-1.51680-1.48745- | 70.45-46.50-46.50-46.5034.57-53.94-35.04-70.45-70.4543.93-64.20-46.5063.50-64.20-64.84- |
[实施例7]
关于本发明的透镜系统的第7实施例，将数值例表示在表7中。此外，图13是其透镜结构图，图14是其各像差图。
【表7】
f 15.93
Fno 2.29
2ω 65.96
| 序号 | 面号码 | r | d | nd | vd |
| 1234567891011121314151617181920212223242526272829 | 111112113114115116121122(123)1241251261271281291210211212213214(215)216221222223224(225)226301302C01C02 | 57.931-4318.77626.55512.08279.18316.478-52.07432.306-18.472-14.276104.85891.621-19.414-25.821-31.898316.605-31.35474.983-19.20251.66239.494-29.47642.47916.297-323.311-100.000-44.000∞∞ | 3.001.151.203.971.203.451.805.000.952.601.605.000.203.5026.115.001.956.005.001.836.000.201.406.1034.003.000.663.00- | 1.51680-1.80518-1.80518-1.804201.71736-1.51680-1.58144-1.51680-1.51680-1.516801.80420-1.51680-1.806101.51680-1.77250-1.48745- | 64.20-25.46-25.46-46.5029.50-64.20-40.89-64.20-64.20-64.2046.50-64.20-33.2764.20-49.60-64.84- |
[实施例8]
关于本发明的透镜系统的第8实施例，将数值例表示在表8中。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 65.98
| 序号 | 面号码 | r | d | nd | vd |
| 1234567891011121314151617181920212223242526272829 | 111112113114115116121122(123)1241251261271281291210211212213214(215)216221222223224(225)226301302C01C02 | 58.957-988.89034.36311.83179.54117.857-41.51740.347-17.256-13.86592.43860.711-20.652-19.416-18.591-2007.690-33.99157.339-19.04745.56041.552-26.13141.61116.337-323.311-100.000-44.000∞∞ | 3.041.141.204.011.203.531.605.000.971.400.105.102.003.5025.985.002.406.005.002.206.000.201.416.1034.003.000.663.00- | 1.51680-1.80518-1.80518-1.804201.71736-1.51680-1.58144-1.51680-1.51680-1.516801.80420-1.51680-1.806101.51680-1.77250-1.48745- | 64.20-25.46-25.46-46.5029.50-64.20-40.89-64.20-64.20-64.2046.50-64.20-33.2764.20-49.60-64.84- |
接着，关于第1实施例到第8实施例，将对应于从条件式(1)到条件式(19)的值一起表示在表9中。
【表9】
| 第一实施例 | 第二实施例 | 第三实施例 | 第四实施例 | 第五实施例 | 第六实施例 | 第七实施例 | 第八实施例 | |
| 条件式(1)条件式(2)条件式(3)条件式(4)条件式(5)条件式(6)条件式(7)条件式(8)条件式(9)条件式(10)条件式(11)条件式(12)条件式(13)条件式(14)条件式(15)条件式(16)条件式(17)条件式(18)条件式(19) | -0.240.41-1.07-0.030.482.140.761.71-1.32-7.891.770.2118.56-0.89-0.450.3032.36-0.44-1.29 | -0.320.42-1.02-0.050.542.130.771.71-1.13-25.081.660.2917.70-0.97-0.470.2930.93-0.46-1.62 | -0.320.44-1.13-0.040.531.840.801.71-1.23-18.911.760.3014.81-0.98-0.230.3237.18-0.44-1.42 | -0.290.43-0.99-0.090.562.100.801.71-1.37-12.561.800.3027.34-0.90-0.210.2312.19-0.46-1.18 | -0.290.43-0.97-0.070.572.190.901.70-1.40-13.981.800.3237.18-0.88-0.250.266.05-0.39-1.48 | -0.340.40-1.060.040.302.310.861.70-1.20-27.021.760.3026.52-0.62-0.300.2917.35-0.60-0.55 | -0.350.43-1.05-0.020.522.170.761.71-2.00-23.111.610.2917.70-0.95-0.420.2930.93-0.48-1.34 | -0.290.42-1.14-0.070.552.120.741.71-1.17-10.491.660.2917.70-0.99-0.590.2930.93-0.47-1.59 |
由表9可知，关于从第1实施例到第8实施例的各实施例的数值满足条件式(1)到(19)，并且由各实施例的像差图也可知，各像差都被良好地修正。
Claims (20)
1.一种透镜系统，其特征在于，
从放大侧依次由第1透镜组及第2透镜组构成，上述第1透镜组整体构成大致远焦光学系统，上述第2透镜组整体具有正光焦度；
从放大侧依次配设第1a透镜组及第1b透镜组来构成上述第1透镜组，上述第1a透镜组整体具有负光焦度，上述第1b透镜整体具有正光焦度；
从放大侧依次配设第2a透镜组及第2b透镜组来构成上述第2透镜组，上述第2a透镜组整体具有负光焦度，上述第2b透镜组整体具有正光焦度；
关于对上述第1透镜组设定的倍率，满足下述条件式(1)，
关于对上述第1透镜组设定的远焦倍率，满足下述条件式(2)，
关于对上述第1a透镜组设定的倍率，满足下述条件式(3)，
关于对上述第2a透镜组设定的倍率，满足下述条件式(4)，
关于对上述第2b透镜组设定的倍率，满足下述条件式(5)，
关于上述第1透镜组的光轴上的厚度尺寸，满足下述条件式(6)，
(1)-0.5≤f/fI≤-0.1
(2)0.3≤hIE/hIX≤0.5
(3)-1.5≤f/fIa≤-0.5
(4)-0.3≤f/fIIa≤0.3
(5)0.15≤f/fIIb≤0.7
(6)1.6≤TI/f≤2.6
其中，
f：透镜整个系统的合成焦距
fI：第1透镜组的合成焦距
hIE：向第1透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面入射的入射近轴光线高度
hIX：从第1透镜组中配置在最靠放小侧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透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面与第1透镜组中配置在最靠缩小侧的透镜的缩小侧面的光轴上的距离。
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透镜组是从放大侧依次配设具有正光焦度的透镜即正透镜、向放大侧凸的凹凸透镜形状且具有负光焦度的透镜即负透镜、以及负透镜的3片而构成的；
关于在上述第1a透镜组中配置在从放大侧开始第2个的透镜的缩小侧面的形状，满足下述条件式(7)，
并且关于在构成第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(8)，
(7)0.6≤RIa4/f≤1.1
(8)1.65≤NIa
其中，
RIa4：在第1a透镜组中配置在从放大侧开始第2个的透镜的缩小侧面的曲率半径，
NIa：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，
配设负透镜、正透镜、负透镜、以及向缩小侧凸的凹凸透镜形状的正透镜共计4片透镜来构成上述第1b透镜组，或者配设负透镜、正透镜、负透镜、正透镜、以及向缩小侧凸的凹凸透镜形状的正透镜或向缩小侧凸的凹凸透镜形状的负透镜共计5片透镜来构成上述第1b透镜组，
关于配置在最靠缩小侧的透镜，缩小侧面的形状满足下述条件式(9)，
关于在构成上述第1b透镜组的各负透镜中使用的玻璃材料的色散特性，满足下述条件式(10)，关于在构成上述第1b透镜组的各负透镜中使用的玻璃材料的折射率，满足下述条件式(11)，
(9)-2.8≤RIbL/f≤-1.0
(10)VIbP-VIbN≤-5
(11)1.58≤NIbN
其中，
RIbL：在第1b透镜组中配置在最靠缩小侧的透镜的缩小侧面的曲率半径，
VIbP：构成第1b透镜组的正透镜的阿贝数的平均值，
VIbN：构成第1b透镜组的负透镜的阿贝数的平均值，
NIbN：构成第1b透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值。
4.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，
配设正透镜、正透镜、负透镜的3片来构成上述第2a透镜组，
关于在构成上述第2a透镜组的各透镜中使用的玻璃材料的折射率和色散特性，分别满足下述条件式(12)、(13)，
关于对上述第2a透镜组的配置在最靠缩小侧的负透镜设定的倍率，满足下述条件式(14)，
关于上述第2a透镜组的配置在最靠放大侧的透镜的缩小侧面的形状和配置在从放大侧开始第2个的透镜的放大侧面的形状，满足下述条件式(15)，
(12)0.15≤NIIaN-NIIaP
(13)10≤VIIaP-VIIaN
(14)-1.5≤f/fIIaN≤-0.4
(15)-0.75≤RIIa2/RIIa3≤-0.1
其中，
NIIaN：构成第2a透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值，
NIIaP：构成第2a透镜组的正透镜对于d线的折射率的平均值，
VIIaP：构成第2a透镜组的正透镜的阿贝数的平均值，
VIIaN：构成第2a透镜组的负透镜的阿贝数的平均值，
fIIaN：在第2a透镜组中配置在最靠缩小侧的透镜的焦距，
RIIa2：在第2a透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的缩小侧面的曲率半径，
RIIa3：在第2a透镜组中配置在从放大侧开始第2个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，
配设正透镜、负透镜及正透镜的共计3片透镜来构成上述第2b透镜组，
关于在构成上述第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)、(17)，
关于对上述第2b透镜组的配置在从放大侧开始第2个的透镜设定的倍率，满足下述条件式(18)，
关于上述第2b透镜组的配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面的形状与缩小侧面的形状，满足下述条件式(19)，
(16)0.15≤NIIbN-NIIbP
(17)0≤VIIbP-VIIbN
(18)-1.0≤f/fIIb2≤-0.2
(19)-2.0≤RIIb1/RIIb2≤-0.3
其中，
NIIbN：构成第2b透镜组的负透镜对于d线的折射率的平均值，
NIIbP：构成第2b透镜组的正透镜对于d线的折射率的平均值，
VIIbP：构成第2b透镜组的正透镜的阿贝数的平均值，
VIIbN：构成第2b透镜组的负透镜的阿贝数的平均值，
fIIb2：在第2b透镜组中配置在从放大侧开始第2个的透镜的焦距，
RIIb1：在第2b透镜组中配置在最靠放大侧的透镜的放大侧面的曲率半径，
RIIb2：在第2b透镜组中配置在最靠放大侧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透镜组在光轴方向上移动，来进行透镜整个系统的调焦。
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透镜组在光轴方向上移动，来进行透镜整个系统的调焦。
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透镜组在光轴方向上移动，来进行透镜整个系统的调焦。
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透镜组在光轴方向上移动，来进行透镜整个系统的调焦。
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透镜组在光轴方向上移动，来进行透镜整个系统的调焦。
11.如权利要求1所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组与光阀之间的空间设有第3透镜组，该第3透镜组是在光阀附近配设1片正透镜来构成的。
12.如权利要求2所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组与光阀之间的空间设有第3透镜组，该第3透镜组是在光阀附近配设1片正透镜来构成的。
13.如权利要求3所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组与光阀之间的空间设有第3透镜组，该第3透镜组是在光阀附近配设1片正透镜来构成的。
14.如权利要求4所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组与光阀之间的空间设有第3透镜组，该第3透镜组是在光阀附近配设1片正透镜来构成的。
15.如权利要求5所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组与光阀之间的空间设有第3透镜组，该第3透镜组是在光阀附近配设1片正透镜来构成的。
16.如权利要求6所述的透镜系统，其特征在于，
在上述第2透镜组与光阀之间的空间设有第3透镜组，该第3透镜组是在光阀附近配设1片正透镜来构成的。
17.一种投影机，其特征在于，搭载有权利要求1所述的透镜系统。
18.一种投影机，其特征在于，搭载有权利要求2所述的透镜系统。
19.一种投影机，其特征在于，搭载有权利要求3所述的透镜系统。
20.一种投影机，其特征在于，搭载有权利要求4所述的透镜系统。
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