CN101387744B

CN101387744B - 投射型变焦透镜及投射型显示装置

Info

Publication number: CN101387744B
Application number: CN2008101441487A
Authority: CN
Inventors: 山本力
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2028-07-29
Also published as: JP5107640B2; JP2009069540A; CN101387744A

Abstract

本发明提供一种为5组7片的透镜构成并达成小型化、轻量化且诸像差尤其像面倾斜可良好地补正的投射型变焦透镜及投射型显示装置。其中，从放大侧依次具备负的第1组(G₁)、和分别为正的第2组(G₂)～第5组(G₅)，将缩小侧设为大致焦阑，7片透镜如下分配即在第1组(G₁)分配1片、在第2组(G₂)分配1片、在第3组(G₃)分配1片、在第4组(G₄)分配3片、在第5组(G₁)分配(1)片，至少由于使第3组(G₃)和第4组(G₄)作为变倍时的移动组，因此按简单构成比较可良好地补正诸像差。另外，在构成第4组(G₄)的放大侧的2片透镜间，形成双凸的空气透镜，且将此空气透镜的焦距(光焦度)规定在规定范围内，由此尤其可良好地补正像面的倾斜。

Description

投射型变焦透镜及投射型显示装置

技术领域

本发明涉及一种装载于投射型显示装置等的5组7片构成的投射型变焦透镜及装载该投射型变焦透镜的投射型显示装置，尤其涉及一种将担持有来自透过型或反射型的液晶显示装置或DMD(数字微型镜器件)显示装置等的光阀的影像信息的光束放大投影在屏幕上的投射型变焦透镜及投射型显示装置。

背景技术

近几年，使用液晶显示装置或DMD显示装置等光阀的投射型显示装置广泛普及，尤其广泛利用着：使用3片该光阀按照各自对应于RGB3原色的照明光的方式对这些各照明光进行调制，并将各自的光阀所调制的光由棱镜等合成且介由投影透镜在屏幕显示图像的这样的构成的投射型显示装置。

在上述光阀中小型化和高精细化急剧发展，而且，随着笔记本电脑的普及，使用这种投射型显示装置进行发表的需要也日益增加，要求便利性和设置性好的装置，因此，对于投射型显示装置，更高性能、更小型、轻量的要求越来越高。另外，随同这些就投射透镜而言，也期望更小型、更轻量。

作为满足这些条件的投射型透镜，例如公知的有由4组、7片透镜构成的下述专利文献1所记载的内容。即，此投射型变焦透镜，被构成为在变倍时使第1～4的整个透镜组沿着光轴移动，通过配设在此第4透镜组的接合透镜来补正色差。

【专利文献1】特开2004-279958号公报

发明内容

如上述，在专利文献1记载的投射型变焦透镜中，满足小型、轻量的要求，另外，也施有用于良好地补正色差的构成。

然而，如专利文献1记载的投射型变焦透镜构成的情况，诸像差尤其像面的倾斜变大，因此，投影高精细的图像时的再现图像中的画质退化是显著的。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种为5组7片的透镜构成，谋求小型化、轻量化的同时，诸像差特别像面的倾斜可良好地补正的投射型变焦透镜及投射型显示装置。

本发明的投射型变焦透镜，其特征在于，从放大侧依次由以下透镜组构成：第1透镜组，其由至少1面为非球面的1片负的非球面透镜而成；第2透镜组，其由凸面朝向放大侧的1片正透镜而成；第3透镜组，其由凸面朝向放大侧的1片正透镜而成；第4透镜组，其从放大侧起依次排列有以下3片透镜即由凹面朝向放大侧的负透镜而成的第41透镜、与该第41透镜隔开间隔配置的第42透镜、和由凸面朝向缩小侧的正透镜而成的第43透镜；和第5透镜组，其由凸面朝向放大侧的1片正透镜而成，

不仅被构成为在变倍时至少上述第3透镜组和上述第4透镜组沿光轴方向移动，并且被构成为缩小侧为大致焦阑的。

在此时，优选满足以下条件式(1)～(3)。

-2.5≤f1/fw≤-0.9……(1)

0.9≤f3/fw≤4.0 ……(2)

1.5≤f5/fw≤5.0 ……(3)

其中，

fw：广角端中的透镜系统整体的焦距，

f1：上述第1透镜组的焦距，

f3：上述第3透镜组的焦距，

f5：上述第5透镜组的焦距。

另外，可构成为在变倍时只将第3透镜组及第4透镜组沿光轴方向移动。

另一方面，也可构成为在变倍时只将第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组沿光轴方向移动。在此时，可构成为第2透镜组和第3透镜组成为一体地沿光轴方向移动。

另外，由上述第41透镜和上述第42透镜间的间隔形成负的空气透镜，优选构成为满足以下条件式(4)：

-30.0≤fn/fw≤-0.5……(4)

其中，

fn：上述空气透镜的焦距。

另外，上述第42透镜的放大侧由凹面构成，并且优选还满足以下条件式(4′)：

-1 2.0≤fn/fw≤-0.5……(4′)

另外，优选上述空气透镜被设为双凸形状。

另外，上述第4透镜组所包含的多个透镜面中，优选将至少1面由非球面构成。

另外，上述非球面中至少1个，在玻璃透镜表面可密接形成树脂层且将该树脂层和空气间的境界面作为非球面。

再者，优选聚焦调整通过将上述第1透镜组沿光轴方向移动而进行。

另外，本发明的投射型显示装置，其特征在于，具备：光源；光阀；将来自该光源的光束引导至该光阀的照明光学部；和上述的任一个投射型变焦透镜，并且，来自上述光源的光束由上述光阀进行光调制并由上述投射型变焦透镜投射在屏幕上。

根据本发明的投射型变焦透镜及使用了此的投射型显示装置，整体由5组7片透镜简单地构成，容易达成小型、轻量化。并且，使得7片透镜在第1透镜组分配1片、在第2透镜组分配1片、在第3透镜组分配1片、在第4透镜组分配3片、在第5透镜组分配1片，至少由于使第3透镜组和第4透镜组作为变倍时的移动组，因此按简单构成比较可良好地补正诸像差。

需要说明的是，通过将移动组设为第3透镜组及第4透镜组或设为第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组，与上述的专利文献1的以往技术相比，也可将变倍时的透镜驱动机构形成为简单且紧凑的构成。

另外，第4透镜组由第41透镜、第42透镜及第43透镜的3片构成，并按照在此第41透镜和第42透镜之间形成负的空气透镜的方式构成，通过将此空气透镜的焦距(光焦度)规定在规定范围内，尤其可良好地补正像面的倾斜。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1所涉及的投射型变焦透镜在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的构成的概略图。

图2是表示本发明的实施例2所涉及的投射型变焦透镜在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的构成的概略图。

图3是表示本发明的实施例3所涉及的投射型变焦透镜在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的构成的概略图。

图4是表示本发明的实施例4所涉及的投射型变焦透镜在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的构成的概略图。

图5是表示本发明的实施例5所涉及的投射型变焦透镜在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的构成的概略图。

图6是表示本发明的实施例6所涉及的投射型变焦透镜在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的构成的概略图。

图7是表示本发明的实施例7所涉及的投射型变焦透镜在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的构成的概略图。

图8是表示实施例1的投射型变焦透镜的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

图9是表示实施例2的投射型变焦透镜的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

图10是表示实施例3的投射型变焦透镜的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

图11是表示实施例4的投射型变焦透镜的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

图12是表示实施例5的投射型变焦透镜的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

图13是表示实施例6的投射型变焦透镜的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

图14是表示实施例7的投射型变焦透镜的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

图15是本发明的一实施方式所涉及的投射型显示装置的概略构成图。

图16是用于说明本发明的变更方式所涉及的投射型显示装置的一部分的概略构成图。

图中：

G₁～G₅-透镜组，L₁～L₇-透镜，R₁～R₁₉-透镜面等的曲率半径，D₁～D₁₈-透镜面间隔(透镜厚度)，X-光轴，1-图像显示面，2-玻璃块(包括滤光片)，3-孔径光阑，4-面罩，10-投射型变焦透镜，11a～c-透过型液晶面板，12、13-分色镜，14-十字形分色棱镜，15a、b-倍率色差补正单元，16a～c-聚光镜，18a～c全反射镜，20-光源

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的具体实施方式。图1所示的实施方式(代表实施例1而示)的投射型变焦透镜，从放大侧依次具备：具有负的折射力的第1透镜组G₁、和分别具有正的折射力的第2透镜组G₂～第5透镜组G₅，缩小侧被构成为大致焦阑，在其后段配设以色合成棱镜为主的玻璃块(包括滤光片)2及液晶显示面板等光阀的图像显示面1。另外，图中X表示光轴。

在此，第1透镜组G₁，由凹面朝向缩小侧的负透镜而成的第1透镜L₁构成(需要说明的是，实施例4～6，第1透镜L₁被设为由球面玻璃透镜和树脂层构成的复合非球面透镜)。另外，第2透镜G₂，只由凸面朝向放大侧的正透镜而成的第2透镜L₂构成。另外，第3透镜组G₃，只由凸面朝向放大侧的正透镜而成的第3透镜L₃构成。另外，第4透镜组G₄，由凹面朝向放大侧的负透镜而成的第4透镜L₄、按照在与第4透镜L₄间形成负空气透镜的方式配置的正透镜构成的第5透镜L₅、及由凸面朝向缩小侧的正透镜而成的第6透镜L₆构成。第5透镜组G₅，只由凸面朝向放大侧的正透镜而成的第7透镜L₇构成。如此构成的结果，在构成第4透镜组G₄的第4透镜L₄和第5透镜L₅间形成负的空气透镜。

如此，通过将7片透镜在第1透镜组G₁分配1片、在第2透镜组G₂分配1片、在第3透镜组G₃分配1片、在第4透镜组G₄分配3片、在第5透镜组G₅分配1片，虽为简单的构成，但可将诸像差良好地补正。

另外，通过在第4透镜组G₄中的第4透镜L₄和第5透镜L₅间形成负的空气透镜，且通过满足下述条件式(4)的范围，可补正像面的倾斜。

需要说明的是，就此负空气透镜而言，在其被设为双凸形状时，其补正功能进一步提高。并且，在此负空气透镜被配置在光瞳孔附近时，其补正功能进一步提高。在本实施方式中，光瞳为被设定在第3透镜组G₃和第4透镜组G₄间(实施例1～3、7)、或者在与第4透镜组G₄接近配置的第3透镜组G₃的放大侧(实施例4、5)的位置附近，因此，使得此负空气透镜被配置在光瞳孔附近而构成。

另外，在变焦时，优选被构成为孔径光阑3(也可作为面罩)与第4透镜组G₄一体移动(对应于实施例1～3、7)。

在本实施方式的投射型变焦透镜，如上所述，被设为后移(negative)型变焦透镜，因此，易谋求广角化，而且，可以确保适当长度的后截距。

而且，本实施方式的投射型变焦透镜，在变倍时，通过使至少2个透镜组(在实施例2，第3透镜组G₃及第4透镜组G₄；在实施例1～3、7，第2透镜组G₂、第3透镜组G₃及第4透镜组G₄(其中在实施例4、5，第2透镜组G₂和第3透镜组G₃一体地移动)沿光轴方向移动，由此被设为具有变焦功能的构成。通过将变倍时的移动组设为第3透镜组G₃及第4透镜组G₄的2个透镜组，可谋求透镜筒的简化等，作为系统整体可谋求成本的减少及紧凑化。另一方面，通过将移动组设为第2透镜组G₂、第3透镜组G₃及第4透镜组G₄的3个透镜组，可更加良好地补正像差。此时，通过一体地移动第2透镜组G₂和第3透镜组G₃，可形成为具有在将移动组设为2个透镜组的情况和将移动组设为3个透镜组的情况下的两者优点的系统。

另外，在从广角端向望远端变倍时，通过构成为将移动透镜组皆朝放大侧移动，从而可以将变倍比设定得更大(实施例1、2、4～7)。

然而，这意味着对于上述移动透镜组而言其在望远端的位置比在广角端的位置被设定为更靠放大侧，并不排除在中间区域一旦移动至缩小侧。

另外，聚焦调整通过使第1透镜组G₁沿光轴方向移动而被进行。

另外，本实施方式所涉及的投射型变焦透镜，优选满足下述条件式(1)～(3)。

-2.5≤f1/fw≤-0.9……(1)

0.9≤f3/fw≤4.0 ……(2)

1.5≤f5/fw≤5.0 ……(3)

其中，

fw：在广角端的透镜系统整体的焦距，

f1：第1透镜组G₁的焦距，

f3：第3透镜组G₃的焦距，

f5：第5透镜组G₅的焦距。

并且，优选满足下述条件式(4)。

-30.0≤fn/fw≤-0.5……(4)

其中，

fn：上述空气透镜的焦距。

在此，说明上述条件式(1)～(5)的技术意义。

另外，条件式(1)是良好地补正像差且规定可将后截距设为适当长度的范围的式子。即，低于条件式(1)的下限时，则透镜后截距变得过短，难以插入色合成部等。另一方面，高于其上限时，则像差补正变得困难且后截距变得过长，系统就变为大型化。

另外，条件式(2)是良好地补正像差且规定可谋求系统的紧凑化的范围的式子。即，低于条件式(2)的下限时，则像差补正变得困难。另一方面，高于其上限时，透镜的移动量变得过大，系统变为大型化。

另外，条件式(3)也是良好地补正像差且规定可谋求系统的紧凑化的范围的式子。即，低于条件式(3)的下限时，则像差补正变得困难。另一方面，高于其上限时，后截距变得过长，系统变为大型化。

另外，条件式(4)是规定可良好地补正像差的上述空气透镜的光焦度的范围的式子。即，低于条件式(4)的下限时，则像差补正尤其弧矢方向的像面补正变得困难。另一方面，高于其上限时，则像差补正尤其慧差补正变得困难。

需要说明的是，代替条件式(4)，通过设定为满足下述条件式(4′)，上述像差补正的作用效果为更良好。

-12.0≤fn/fw≤-0.5……(4′)

再者，代替条件式(4′)，通过设定为满足下述条件式(4″)，上述像差补正的作用效果为极好。

-7.0≤fn/fw≤-0.5……(4″)

在此，下述各实施例的投射型变焦透镜均包含任意非球面透镜，其非球面形状由下述非球面式所表示。

另外，非球面(在实施例4～6中第1透镜L₁的缩小侧面)，可在玻璃透镜表面紧贴形成树脂层，并可作为通过将该树脂层和空气间的境界面设为非球面而形成的复合非球面。

再者，聚焦调整，优选通过使上述第1透镜组G₁沿光轴方向移动而进行。

[数学式1]

Z = \frac{Y^{2} / R}{1 + \sqrt{1 - K \times Y^{2} / R^{2}}} + Σ_{i = 3}^{12} A_{i} Y^{i}

其中：

Z：从距光轴为距离Y的非球面上的点垂下至非球面顶点的切向平面(垂直于光轴的平面)的垂线的长度，

Y：距光轴的距离，

R：非球面的光轴附近的曲率半径，

K：远心率，

A_i：非球面系统数(i＝3～12)。

接着，根据图15说明装载上述的投射型变焦透镜的投射型显示装置的一例。图15所示的投射型显示装置，作为光阀具备透过型液晶面板11a～c，作为投射型变焦透镜10使用上述实施方式所涉及的投射型变焦透镜。而且，在光源20和分色镜12之间配设蝇眼等的积分器(省略图示)，来自光源20的白色光通过照明光学部入射至分别对应于3个色光光束(G光、B光、R光)的液晶面板11a～c且被光调制，并通过十字形分色棱镜14色合成后通过投射型变焦透镜10投映到未图示的屏幕上。该装置，具备：用于色分解的分色镜12、13；用于色合成的十字形分色棱镜14；聚光镜16a～c；全反射镜18a～c。本实施方式的投射型显示装置，由于使用本实施方式所涉及的投射型变焦透镜，因此，广角且投射图像的画质良好，可以作为明亮、小型且轻量的投射型显示装置。

需要说明的是，本发明的投射型变焦透镜不限于作为使用透过型液晶显示面板的投射型显示装置的投射型变焦透镜的使用方式，也可以作为使用反射型液晶显示面板或DMD等其他光调制单元的装置的投射型变焦透镜等使用。

另外，如图16(A)、 (B)所示，在任意的透过型液晶面板11a～c和十字形分色镜14之间，插入作为倍率色差补正单元起作用的正透镜15a或者负透镜15b，因此，在只由变焦透镜10难以补正时，也可补正作为系统整体的倍率色差。

[实施例]

以下，使用具体的实施例进一步说明本发明的投射型变焦透镜。

<实施例1>

该实施例1所涉及的投射型变焦透镜，如上述图1所示构成。即，该投射型变焦透镜，从放大侧依次配置有：第1透镜组G₁，只由两面被设为非球面的双凹透镜而成的第1透镜L₁构成；第2透镜组G₂，只由凸面朝向放大侧的正的弯月形透镜而成的第2透镜L₂构成；第3透镜组G₃，只由两面被设为非球面的双凸透镜而成的第3透镜L₃构成；并且，第4透镜组G₄由两面被设为非球面的双凹透镜而成的第4透镜L₄、按照在与该第4透镜L₄间形成负的空气透镜的方式配置的双凸透镜而成的第5透镜L₅、及凸而朝向缩小侧的正弯月形透镜而成的6透镜L₆构成；而且，第5透镜组G₅，只由双凸透镜而成的第7透镜L₇构成。需要说明的是，孔径光阑3被配设在第3透镜组G₃和第4透镜组G₄之间，被构成得与第4透镜组G₄一体移动。另外，代替孔径光阑3，或者也可与孔径光阑3一同配设面罩。

另外，在变倍时，随着从广角端移动至望远端，第2透镜组G₂、第3透镜组G₃及第4透镜组G₄，相互独立的向放大侧移动。

而且，通过使第1透镜组G₁沿光轴方向移动而进行聚焦调整。

在表1的上段表示该实施例1中的各透镜面的曲率半径R(将透镜全系统的焦距作为1.0而被规格化；以下的各表皆同)、各透镜的中心厚度及各透镜间的空气间隔D(与上述曲率半径R同样地被规格化；以下的各表皆同)、各透镜相对于d线的折射率Nd及阿贝数vd。此外，在表1及后述的表2～7，对应于各记号R、D、Nd、vd的数字从放大侧依次增加。

另外，在表1的中段表示各非球面所对应的各定数K、A₃～A₁₂的值，在表1的下段，表示广角端(WIDE)及望远端(TELE)的各情况下的可变间隔1(第1透镜组G₁和第2透镜组G₂间的间隔)、可变间隔2(第2透镜组G₂和第3透镜组G₃间的间隔)、可变间隔3(第3透镜组G₃和第4透镜组G₄间的间隔)及可变间隔4(第4透镜组G₄和第5透镜组G₅间的间隔)。另外，以下各表中，孔径光圈即孔径光阑。

【表1】

面号码 R D Nd vd

1 * -5.810 0.070 1.4970 81.5

2 * 0.870 (可变1)

3 1.851 0.149 1.8348 42.7

4 3.482 (可变2)

5 * 1.708 0.177 1.7292 54.7

6 * -71.527 (可变3)

7 (孔径光圈) ∞ 0.224

8 * -1.196 0.052 1.8081 22.8

9 * 2.401 0.029

10 7.266 0.140 1.4970 81.5

11 -3.455 0.200

12 -17.946 0.384 1.6968 55.5

13 -1.058 (可变4)

14 4.042 0.247 1.7292 54.7

15 -4.200 0.579

16 ∞ 1.341 1.5163 64.1

17 ∞

*非球面

K A₃ A₄ A₅ A₆

1 1.0000 1.2951×10^-1 -2.3424×10^-3 -1.5116×10^-1 -2.1139×10^-1

2 1.0000 1.4663×10^-1 -2.5482×10^-1 5.8548×10^-2 -1.0126×10^-1

5 1.0000 0.0000 3.4256×10^-2 0.0000 1.0627×10^-1

6 1.0000 0.0000 5.0458×10^-2 0.0000 3.4124×10^-2

8 1.0000 0.0000 -5.1326×10^-1 0.0000 3.5513×10^-1

9 1.0000 0.0000 -1.9482×10^-1 0.0000 1.0275

A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁

1 5.4131×10^-1 1.3020×10^-2 -5.9139×10^-1 3.2184×10^-1 0.0000

2 -6.4481×10^-1 2.0624×10^-1 1.6053 -1.7892 0.0000

5 0.0000 -3.6120×10^-1 0.0000 9.0050×10^-1 0.0000

6 0.0000 -1.6234×10^-1 0.0000 6.7738×10^-1 0.0000

8 0.0000 -2.6401×10^-1 0.0000 -5.0439 0.0000

9 0.0000 -2.7968 0.0000 2.5766 0.0000

A₁₂

1 0.0000

2 0.0000

5 0.0000

6 0.0000

8 0.0000

9 0.0000

广角端望远端

可变间隔1 0.959 0.850

可变间隔2 0.438 0.052

可变间隔3 0.818 0.920

可变间隔4 0.016 0.409

另外，在表8表示对应于实施例1中的上述各条件式的数值。

图8是表示实施例1的投射型变焦透镜的在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。需要说明的是，在图8及以下的图9～14，各球差图表示相对于d线、F线、C线的光的像差，在各像散图中表示有弧矢像面及子午像面有关的像差，在各倍率色差图中表示有相对于d线光的F线及C线的光的像差。

从该图8可得知，根据实施例1的投射型变焦透镜，不仅广角端的视角2ω为59.6度这样的广角，并且广角端的F值为1.80这样的明亮，可良好地补正各像差、尤其像面的倾斜。

另外，如表8所示，根据实施例1的投射型变焦透镜，满足条件式(1)～(4)，且也满足条件式(4′)、(4″)。

<实施例2>

在图2表示实施例2所涉及的投射型变焦透镜的概略构成。该实施例2所涉及的投射型变焦透镜，其与实施例1为大致相同的构成，但主要不同点在于：构成第3透镜组G₃的第3透镜L₃，由凸面朝向放大侧的正弯月形透镜而成，另外，除孔径光阑3以外，在第3透镜组G₃的缩小侧，配置有与此第3透镜组G₃一体移动的面罩4。

再有，不同点还在于：在变倍时，随着从广角端移动至望远端，第3透镜组G₃及第4透镜组G₄互相独立地向放大侧移动。

在表2表示此实施例2中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、各透镜相对于d线的折射率Nd及阿贝数vd。

另外，在表2的中段表示各非球面所对应的各定数K、A₃～A₁₂的值，在表2的下段，表示广角端(WIDE)及望远端(TELE)的各情况下，可变间隔1(第2透镜组G₂和第3透镜组G₃间的间隔)、可变间隔2(第3透镜组G₃和第4透镜组G₄间的间隔)及可变间隔3(第4透镜组G₄和第5透镜组G₅间的间隔)。

【表2】

面号码 R D Nd vd

1 * -4.707 0.078 1.4970 81.5

2 * 0.91 6 0.797

3 1.747 0.159 1.8000 29.9

4 2.907 (可变1)

5 * 1.861 0.230 1.7292 54.7

6 * 16.657 0.078

7(面罩) ∞ (可变2)

8(孔径光圈) ∞ 0.198

9 * -1.476 0.057 1.8081 22.8

10* 2.650 0.037

11 17.137 0.151 1.6180 63.3

12 -2.557 0.266

13 -22.560 0.399 1.6516 58.5

14 -1.159 (可变3)

15 4.234 0.279 1.7292 54.7

16 -5.119 0.809

17 ∞ 1.341 1.5163 64.1

18 ∞

*非球面

K A₃ A₄ A₅ A₆

1 1.0000 2.1205×10^-1 -4.1874×10^-3 -2.1373×10^-1 -2.3531×10^-1

2 1.0000 2.2785×10^-1 -2.2240×10^-1 3.7998×10^-2 -6.9042×10^-2

5 1.0000 0.0000 8.6437×10^-2 0.0000 2.5576×10^-1

6 1.0000 0.0000 1.2210×10^-1 0.0000 2.0713×10^-1

9 1.0000 0.0000 -4.4144×10^-1 0.0000 7.1295×10^-1

10 1.0000 0.0000 -2.4077×10^-1 0.0000 1.1484

A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁

1 5.7549×10^-1 6.3575×10^-2 -5.7091×10^-1 2.6445×10^-1 0.0000

2 -7.1718×10^-1 2.2319×10^-1 1.8085 -1.7683 0.0000

5 0.0000 -5.4833×10^-1 0.0000 1.5847 0.0000

6 0.0000 -4.6474×10^-1 0.0000 2.0299 0.0000

9 0.0000 -1.8998 0.0000 3.8247×10^-1 0.0000

10 0.0000 -3.1051 0.0000 3.2908 0.0000

A₁₂

1 0.0000

2 0.0000

5 0.0000

6 0.0000

9 0.0000

10 0.0000

广角端望远端

可变间隔1 0.633 0.052

可变间隔2 0.926 1.055

可变间隔3 0.081 0.532

另外，在表8表示对应于实施例2中的上述各条件式的数值。

图9是表示实施例2的投射型变焦透镜的在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

从该图9可得知，根据实施例2的投射型变焦透镜，不仅广角端的视角2ω为59.6度这样的广角，并且广角端的F值为1.81这样的明亮，可良好的补正各像差、尤其像面的倾斜。

另外，如表8所示，根据实施例2的投射型变焦透镜，满足条件式(1)～(4)，并也满足条件式(4′)、(4″)。

<实施例3>

在图3表示实施例3所涉及的投射型变焦透镜的概略构成。该实施例3所涉及的投射型变焦透镜，其与实施例1为大致相同的构成，但主要不同点在于：构成第4透镜组G₄的第4透镜L₄由两面球面透镜而成，构成第4透镜组G₄的第5透镜L₅由两面非球面透镜构成。并且，不同点还在于：在变倍时，第2透镜组G₂随着从广角端朝向望远端而从放大侧移动至缩小侧。

在表3表示此实施例3中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、各透镜相对于d线的折射率Nd及阿贝数vd。

另外，在表3的中段表示各非球面所对应的各定数K、A₃～A₁₂的值，在表3的下段，表示着广角端(WIDE)及望远端(TELE)的各情况下，可变间隔1(第1透镜组G₁和第2透镜组G₂间的间隔)、可变间隔2(第2透镜组G₂和第3透镜组G₃间的间隔)、可变间隔3(第3透镜组G₃和第4透镜组G₄间的间隔)及可变间隔4(第4透镜组G₄和第5透镜组G₅间的间隔)。

【表3】

面号码 R D Nd vd

1 * -7.029 0.078 1.4970 81.5

2 * 0.872 (可变1)

3 2.240 0.134 1.8044 39.6

4 3.780 (可变2)

5 * 1.827 0.193 1.7292 54.7

6 * -9.644 (可变3)

7(孔径光圈) ∞ 0.208

8 -0.963 0.052 1.8081 22.8

9 4.125 0.010

10* 25.311 0.127 1.8340 37.2

11* -2.870 0.265

12 -18.250 0.400 1.6180 63.3

13 -1.069 (可变4)

14 3.331 0.258 1.7292 54.7

15 -5.182 0.607

16 ∞ 1.340 1.5163 64.1

17 ∞

*非球面

K A₃ A₄ A₅ A₆

1 1.0000 5.6445×10^-2 6.8335×10^-2 -1.5265×10^-1 -2.3747×10^-1

2 1.0000 7.5249×10^-2 -1.9644×10^-1 5.9525×10^-2 -1.2078×10^-1

5 1.0000 0.0000 1.3612×10^-2 0.0000 1.3245×10^-1

6 1.0000 0.0000 2.3862×10^-2 0.0000 1.0837×10^-1

10 1.0000 0.0000 4.0152×10^-1 0.0000 -4.5495×10^-1

11 1.0000 0.0000 4.7612×10^-1 0.0000 1.4695×10^-1

A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁

1 5.3228×10^-1 2.5013×10^-2 -5.7529×10^-1 3.0968×10^-1 0.0000

2 -6.6650×10^-1 2.3714×10^-1 1.6607 -1.8322 0.0000

5 0.0000 -4.4046×10^-1 0.0000 7.6862×10^-1 0.0000

6 0.0000 -4.2405×10^-1 0.0000 7.9343×10^-1 0.0000

10 0.0000 2.6813×10^-1 0.0000 2.6331×10^-1 0.0000

11 0.0000 -8.8242×10^-1 0.0000 8.7850×10^-1 0.0000

A₁₂

1 0.0000

2 0.0000

5 0.0000

6 0.0000

10 0.0000

11 0.0000

广角端望远端

可变间隔1 0.898 0.918

可变间隔2 0.569 0.052

可变间隔3 0.897 0.981

可变间隔4 0.016 0.429

而且，在表8表示对应于实施例3的上述各条件式的数值。

图10是表示实施例3的投射型变焦透镜的在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

从该图10可得知，根据实施例3的投射型变焦透镜，不仅广角端的视角2ω为59.6度这样的广角，并且广角端的F值为1.80这样的明亮，可良好的补正各像差、尤其像面的倾斜。

另外，如表8所示，根据实施例3的投射型变焦透镜，满足条件式(1)～(4)，并也满足条件式(4′)。

<实施例4>

在图4表示实施例4所涉及的投射型变焦透镜的概略构成。该实施例4所涉及的投射型变焦透镜，其与实施例1为大致相同的构成，但主要不同点在于：构成第1透镜组G₁的透镜被设为成为复合非球面透镜的第1透镜L₁。即，此第1透镜L₁被形成得：在形成为将凸面朝向放大侧的正弯月形形状的玻璃透镜s₁的表面可密接形成薄的树脂层s₂，且将该树脂层s₂和空气间的境界面作为非球面。另外，不同点还在于：构成第3透镜组G₃的第3透镜L₃被设为双凸透镜；构成第4透镜G₄的第4透镜L₄、第5透镜L₅及第6透镜L₆分别由双凹透镜、凸面朝向缩小侧的正弯月形透镜、及双凸透镜而成。另外，不同点还在于：除配设在第3透镜组G₃的放大侧的孔径光阑3以外，在第2透镜组G₂的缩小侧，配置了与此第2透镜组G₂一体移动的面罩4。需要说明的是，在本实施例中，只有复合非球面透镜的第1透镜L₁的最靠缩小侧面被设为非球面，其他皆被设为球面。另外，在本实施例中被构成为；在变倍时，随着从广角端移动至望远端，第2透镜组G₂、第3透镜组G₃及第4透镜组G₄向放大侧移动，但第2透镜组G₂及第3透镜组G₃一体地移动。

在表4表示此实施例4中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、各透镜相对于d线的折射率Nd及阿贝数vd。

另外，在表4的中段表示各非球面所对应的各定数K、A₃～A₁₂的值，在表4的下段，表示广角端(WIDE)及望远端(TELE)的各情况下，可变间隔1(第1透镜组G₁和第2透镜组G₂间的间隔)、可变间隔2(第3透镜组G₃和第4透镜组G₄间的间隔)及可变间隔3(第4透镜组G₄和第5透镜组G₅间的间隔)。

【表4】

面号码 R D Nd vd

1 5.359 0.068 1.7859 44.2

2 1.134 0.008 1.5277 41.8

3 * 0.979 (可变1)

4 2.282 0.241 1.8340 37.2

5 -10.615 0.703

6(面罩) ∞ 0.968

7(孔径光圈) ∞ 0.156

8 7.170 0.118 1.8160 46.6

9 -2.804 (可变2)

10 -0.856 0.052 1.8467 23.8

11 4.000 0.163

12 -1.524 0.142 1.7292 54.7

13 -1.104 0.122

14 51.963 0.340 1.6204 60.3

15 -1.146 (可变3)

16 2.818 0.200 1.7292 54.7

17 -32.632 0.779

18 ∞ 1.339 1.5163 64.1

19 ∞

*非球面

K A₃ A₄ A₅ A₆

3 1.0000 1.7184×10^-2 -6.6845×10^-2 -6.0618×10^-1 1.5325

A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁

3 -6.7161×10^-1 -3.4254 5.4401 -2.5778 0.0000

A₁₂

3 0.0000

广角端望远端

可变间隔1 1.354 0.918

可变间隔2 0.112 0.360

可变间隔3 0.041 0.229

另外，在表8表示对应于实施例4中的上述各条件式的数值。

图11是表示实施例4的投射型变焦透镜的在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

从该图11可得知，根据实施例4的投射型变焦透镜，不仅广角端的视角2ω为59.4度这样的广角，并且广角端的F值为2.50这样的明亮，可良好地补正各像差、尤其像面的倾斜。

另外，如表8所示，根据实施例4的投射型变焦透镜，满足条件式(1)～(4)，并也满足条件式(4′)、(4″)。

<实施例5>

在图5表示实施例5所涉及的投射型变焦透镜的概略构成。该实施例5所涉及的投射型变焦透镜，其与实施例4为大致相同的构成，但主要不同点在于：构成第4透镜组G₄的透镜中，第4透镜L₄的两面被设为非球面，第5透镜L₅由凸面朝向缩小侧的负弯月形透镜而成，第6透镜L₆由凸面朝向缩小侧的正弯月形透镜而成。

另外，在本实施例被构成为：在变倍时，随着从广角端移动至望远端，第2透镜组G₂、第3透镜组G₃及第4透镜组G₄向放大侧移动，但是，此时与第4实施例相同，第2透镜组G₂及第3透镜组G₃一体地移动。

在表5表示此实施例5中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、各透镜相对于d线的折射率Nd及阿贝数vd。

另外，在表5的中段表示各非球面所对应的各定数K、A₃～A₁₂的值，在表5的下段，表示广角端(WIDE)及望远端(TELE)的各情况下，可变间隔1(第1透镜组G₁和第2透镜组G₂间的间隔)、可变间隔2(第3透镜组G₃和第4透镜组G₄间的间隔)及可变间隔3(第4透镜组G₄和第5透镜组G₅间的间隔)。

【表5】

面号码 R D Nd vd

1 5.139 0.078 1.7880 47.4

2 1.094 0.008 1.5277 41.8

3 * 0.948 (可变1)

4 2.673 0.218 1.8340 37.2

5 -6.488 0.182

6(面罩) ∞ 1.273

7(孔径光圈) ∞ 0.104

8 4.111 0.199 1.7550 52.3

9 -2.403 (可变2)

10* -8.340 0.063 1.8392 23.9

11* 1.364 0.199

12 -0.980 0.070 1.8052 25.4

13 -2.645 0.129

14 -8.324 0.396 1.7292 54.7

15 -1.001 (可变3)

16 3.176 0.256 1.7292 54.7

17 -5.840 0.730

18 ∞ 1.340 1.5163 64.1

19 ∞

*非球面

K A₃ A₄ A₅ A₆

3 1.0000 4.4771×10^-3 2.2648×10^-2 -8.1075×10^-1 1.6644

10 1.0000 0.0000 -8.9282×10^-1 0.0000 1.6136

11 1.0000 0.0000 -6.3787×10^-1 0.0000 1.6726

A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁

3 -6.7112×10^-1 -3.3989 5.4375 -2.6826 0.0000

10 0.0000 -4.7283 0.0000 6.8838 0.0000

11 0.0000 -3.6289 0.0000 3.9447 0.0000

A₁₂

3 0.0000

10 0.0000

11 0.0000

广角端望远端

可变间隔1 1.448 1.029

可变间隔2 0.105 0.270

可变间隔3 0.058 0.311

另外，在表8表示对应于实施例5中的上述各条件式的数值。

图12是表示实施例5的投射型变焦透镜的在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

从该图12可得知，根据实施例5的投射型变焦透镜，不仅广角端的视角2ω为59.6度这样的广角，并且广角端的F值为1.91这样的明亮，可良好地补正各像差、尤其像面的倾斜。

另外，如表8所示，根据实施例5的投射型变焦透镜，满足条件式(1)～(4)，并也满足条件式(4′)、(4″)。

<实施例6>

在图6表示实施例6所涉及的投射型变焦透镜的概略构成。该实施例6所涉及的投射型变焦透镜，其与实施例5为大致相同的构成，但主要不同点在于：构成第4透镜组G₄的透镜中，第4透镜L₄由在其光轴附近将凹面朝向缩小侧的负弯月形透镜而成。另外，不同点还在于：在变倍时，随着从广角端移动至望远端，第2透镜组G₂、第3透镜组G₃及第4透镜组G₄互相独立地向放大侧移动。进一步，孔径光阑3及面罩4未表示。

另外，在表6的中段表示非球面所对应的各定数K、A₃～A₁₂的值，在表6的下段，表示广角端(WIDE)及望远端(TELE)的各情况下，可变间隔1(第1透镜组G₁和第2透镜组G₂间的间隔)、可变间隔2(第2透镜组G₂和第3透镜组G₃间的间隔)、可变间隔3(第3透镜组G₃和第4透镜组G₄间的间隔)及可变间隔4(第4透镜组G₄和第5透镜组G₅间的间隔)。

【表6】

面号码 R D Nd vd

1 27.544 0.078 1.6180 63.3

2 1.071 0.008 1.5277 41.8

3 * 0.922 (可变1)

4 2.457 0.197 1.8340 37.2

5 -14.578 (可变2)

6 1.359 0.270 1.6968 55.5

7 -3.906 (可变3)

8 * 6.772 0.063 1.8392 23.9

9 * 0.864 0.210

10 -1.789 0.070 1.8052 25.4

11 -24.681 0.273

12 -86.475 0.397 1.7292 54.7

13 -1.170 (可变4)

14 5.312 0.237 1.7292 54.7

15 -4.225 0.522

16 ∞ 1.340 1.5163 64.1

17 ∞

*非球面

K A₃ A₄ A₅ A₆

3 1.0000 6.4849×10^-3 -2.1886×10^-2 -7.5110×10^-1 1.6574

8 1.0000 0.0000 -1.3048 0.0000 4.4375

9 1.0000 0.0000 -1.1421 0.0000 4.4200

A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁

3 -8.7786×10^-1 -3.3245 5.8597 -3.0866 0.0000

8 0.0000 -1.2945×10 0.0000 1.7672×10 0.0000

9 0.0000 -1.3536×10 0.0000 1.6988×10 0.0000

A₁₂

3 0.0000

8 0.0000

9 0.0000

广角端望远端

可变间隔1 1.411 0.974

可变间隔2 1.285 1.350

可变间隔3 0.143 0.213

可变间隔4 0.042 0.343

另外，在表8表示对应于实施例6中的上述各条件式的数值。

图13是表示实施例6的投射型变焦透镜的在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

从该图13可得知，根据实施例6的投射型变焦透镜，不仅广角端的视角2ω为59.6度这样的广角，并且广角端的F值为1.74这样的明亮，可良好地补正各像差、尤其像面的倾斜。

另外，如表8所示，根据实施例6的投射型变焦透镜，满足条件式(1)～(4)，并也满足条件式(4′)、(4″)。

<实施例7>

在图7表示实施例7所涉及的投射型变焦透镜的概略构成。该实施例7所涉及的投射型变焦透镜，其与实施例1为大致相同的构成，但主要不同点在于：构成第3透镜组G₃的第3透镜L₃由凸面朝向放大侧的正弯月形透镜而成。

在表7表示此实施例7中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、各透镜相对于d线的折射率Nd及阿贝数v d。

另外，在表7的中段表示对应于各非球面的各定数K、A₃～A₁₂的值，在表7的下段，表示广角端(WIDE)及望远端(TELE)的各情况中的可变间隔1(第1透镜组G₁和第2透镜组G₂间的间隔)、可变间隔2(第2透镜组G₂和第3透镜组G₃间的间隔)、可变间隔3(第3透镜组G₃和第4透镜组G₄间的间隔)及可变间隔4(第4透镜组G₄和第5透镜组G₅间的间隔)。

【表7】

面号码 R D Nd vd

1 * -4.253 0.070 1.4970 81.5

2 * 0.870 (可变1)

3 1.938 0.156 1.8160 46.6

4 4.203 (可变2)

5 * 1.564 0.178 1.7725 49.6

6 * 18.769 (可变3)

7(孔径光圈) ∞ 0.157

8 * -1.452 0.052 1.8081 22.8

9 * 1.904 0.031

10 5.595 0.133 1.4970 81.5

11 -3.948 0.257

12 -30.848 0.397 1.6180 63.3

13 -1.027 (可变4)

14 3.927 0.246 1.7292 54.7

15 -4.285 0.563

16 ∞ 1.342 1.5163 64.1

17 ∞

*非球面

K A₃ A₄ A₅ A₆

1 1.0000 1.2184×10^-1 2.9758×10^-2 -1.5989×10^-1 -2.1506×10^-1

2 1.0000 1.4343×10^-1 -2.6893×10^-1 7.3833×10^-2 -8.6074×10^-2

5 1.0000 0.0000 3.0721×10^-2 0.0000 1.0618×10^-1

6 1.0000 0.0000 4.7683×10^-2 0.0000 5.2882×10^-2

8 1.0000 0.0000 -6.0241×10^-1 0.0000 6.9106×10^-1

9 1.0000 0.0000 -2.6092×10^-1 0.0000 1.3031

A₇ A₈ A₉ A₁₀ A₁₁

1 5.4218×10^-1 1.2880×10^-2 -5.9068×10^-1 3.2207×10^-1 0.0000

2 -6.8564×10^-1 2.1373×10^-1 1.6813 -1.8476 0.0000

5 0.0000 -2.7302×10^-1 0.0000 5.2895×10^-1 0.0000

6 0.0000 -1.8581×10^-1 0.0000 4.2594×10^-1 0.0000

8 0.0000 -2.0128 0.0000 -1.4407 0.0000

9 0.0000 -3.6292 0.0000 3.3689 0.0000

A₁₂

1 0.0000

2 0.0000

5 0.0000

6 0.0000

8 0.0000

9 0.0000

广角端望远端

可变间隔1 0.940 0.837

可变间隔2 0.450 0.052

可变间隔3 0.825 0.896

可变间隔4 0.016 0.446

另外，在表8表示对应于实施例7中的上述各条件式的数值。

图14是表示实施例7的投射型变焦透镜的在广角端(WIDE)及望远端(TELE)中的诸像差(球差、像散、畸变及倍率色差)的像差图。

从该图14可得知，根据实施例7的投射型变焦透镜，不仅广角端的视角2ω为59.8度这样的广角，并且广角端的F值为1.81这样的明亮，可良好地补正各像差、尤其像面的倾斜。

另外，如表8所示，根据实施例7的投射型变焦透镜，满足条件式(1)～(4)，并也满足条件式(4′)、(4″)。

【表8】

条件式 (1) (2) (3) (4)、(4′)、

(4″)

实施例1 -1.5 2.3 2.9 -5.6

实施例2 -1.5 2.9 3.2 -6.0

实施例3 -1.6 2.1 2.8 -11.3

实施例4 -1.6 2.5 3.6 -2.5

实施例5 -1.6 2.0 2.9 -1.2

实施例6 -1.6 1.5 3.3 -1.2

实施例7 -1.4 2.2 2.9 -4.5

Claims

1.一种投射型变焦透镜，其特征在于，

从放大侧起依次由以下透镜组构成：

第1透镜组，其由至少1面为非球面的1片负的非球面透镜而成；

第2透镜组，其由凸面朝向放大侧的1片正透镜而成；

第3透镜组，其由凸面朝向放大侧的1片正透镜而成；

第4透镜组，其从放大侧起依次排列有以下3片透镜：由凹面朝向放大侧的负透镜而成的第41透镜、与该第41透镜隔开间隔配置的第42透镜、和由凸面朝向缩小侧的正透镜而成的第43透镜；和

第5透镜组，其由凸面朝向放大侧的1片正透镜而成，

2.根据权利要求1所述的投射型变焦透镜，其特征在于，被构成为还满足以下条件式(1)～(3)：

-2.5≤f1/fw≤-0.9……(1)

0.9≤f3/fw≤4.0……(2)

1.5≤f5/fw≤5.0……(3)

其中，

fw：广角端中的透镜系统整体的焦距，

f1：上述第1透镜组的焦距，

f3：上述第3透镜组的焦距，

f5：上述第5透镜组的焦距。

3.根据权利要求1所述的投射型变焦透镜，其特征在于，被构成为在变倍时只有上述第3透镜组及上述第4透镜组沿光轴方向移动。

4.根据权利要求1所述的投射型变焦透镜，其特征在于，被构成为在变倍时只有上述第2透镜组、第3透镜组及第4透镜组沿光轴方向移动。

5.根据权利要求4所述的投射型变焦透镜，其特征在于，被构成为在变倍时上述第2透镜组和上述第3透镜组成为一体地沿光轴方向移动。

6.根据权利要求1所述的投射型变焦透镜，其特征在于，被构成为由上述第41透镜和上述第42透镜的间隔形成负的空气透镜，且满足以下条件式(4)：

-30.0≤fn/fw≤-0.5……(4)

其中，

fn：上述空气透镜的焦距，

fw：广角端中的透镜系统整体的焦距。

7.根据权利要求6所述的投射型变焦透镜，其特征在于，上述第42透镜的放大侧由凹面构成，还满足以下条件式(4′)：

-12.0≤fn/fw≤-0.5……(4′)。

8.根据权利要求6或7所述的投射型变焦透镜，其特征在于，上述空气透镜被设为双凸形状。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的投射型变焦透镜，其特征在于，上述第4透镜组所包含的多个透镜面中，至少1面由非球面构成。

10.根据权利要求1～6中任一项所述的投射型变焦透镜，其特征在于，上述非球面中的至少1个，在玻璃透镜的表面可密接形成树脂层且将该树脂层和空气间的境界面设为非球面。

11.根据权利要求1～6中任一项所述的投射型变焦透镜，其特征在于，被构成为通过使上述第1透镜组沿光轴方向移动来进行聚焦调整。

12.一种投射型显示装置，其特征在于，具备：

光源；

光阀；

将来自该光源的光束引导至该光阀的照明光学部；和

权利要求1～6中任一项所述的投射型变焦透镜，

来自上述光源的光束由上述光阀进行光调制并由上述投射型变焦透镜投射在屏幕上。