CN102269864A - 投影用变焦镜头和投影型显示设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种投影用变焦镜头和投影型显示设备，包括：由两个透镜组成的负的第一透镜组；由正透镜组成的第二透镜组；孔径光阑；由正透镜组成的第三透镜组；第四透镜组，其由负的第四组第一透镜、第四组第二透镜和正的第四组第三透镜组成，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置；和第五透镜组，其由具有面向变焦镜头的放大侧的凸面的正透镜组成。第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从放大侧依序布置。另外满足公式(1)：-0.6＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.6(1)，其中R71是第四组第三透镜的放大侧表面的曲率半径，R72是第四组第三透镜的缩小侧表面的曲率半径。

Description

投影用变焦镜头和投影型显示设备
技术领域
本发明涉及能够安装在投影型显示设备等上的5组8元件的投影用变焦镜头，并且涉及在其上安装该投影用变焦镜头的投影型显示设备。具体地，本发明涉及投影用变焦镜头，其放大从光阀例如透射或反射型液晶显示设备和DMD(数字微镜装置)显示设备输出的携带视频信息的光线，并且将被放大的光线投射到屏幕上。此外，本发明还涉及在其上安装这种投影用变焦镜头的投影型显示设备。
背景技术
使用光阀例如液晶显示设备和DMD显示设备的投影型显示设备近年来已广泛使用。具体地，使用与RGB原色的照射光对应的三个光阀的投影型显示设备被广泛使用。使用三个光阀的投影型显示设备通过用于各个颜色的三个光阀来调制三原色的照射光。此外，通过棱镜等组合被调制的光，并且组合好的光通过投影镜头投射到屏幕上以显示图像。
同时，光阀的尺寸变小，并且光阀的分辨率急剧地变得更高。此外，随着个人计算机广泛使用，在报告中使用投影型显示设备的需求在增加。因此，需要具有更高性能、更小尺寸和轻重量的投影型显示设备，因为这样的投影型显示设备便于使用，并且容易安装。同时，急需具有更小尺寸和轻重量的投影镜头。
作为满足这些要求的投影用变焦镜头，已知的有，例如，在日本未审查的专利公报No.2004-109896(专利文献1)，日本未审查的专利公报No.2004-279958(专利文献2)和日本未审查的专利公报No.2005-156963(专利文献3)中公开的投影用变焦镜头。专利文献1-3中公开的这些投影用变焦镜头由四个或五个透镜组组成，具有七个或八个透镜。
然而，在专利文献1-3中公开的每个投影用变焦镜头中，第四透镜组包括粘合透镜。在第四透镜组中使用粘合透镜可对色像差的校正有利，但是特别难以以优良方式校正像平面的倾斜。
因此，日本专利申请No.2010-127440(本申请要求其优先权)的申请人在日本未审查专利公报No.2009-69539(专利文献4)和日本未审查专利公报No.2009-69540(专利文献5)中提出用于投影的5组变焦镜头。在专利文献4和5中，通过在第四透镜组中设置用作负透镜的空气透镜，以优良的方式校正了像平面的这种倾斜，该第四透镜组是从变焦镜头的放大侧算起的第四个透镜组。
然而，在专利文献4和5公开的投影用变焦镜头中，更优良地校正各种像差的要求在增加。具体地，要求更优良地校正球面像差和彗差。
发明内容
鉴于前述情况，本发明的一个目的是提供一种5组8元件投影用变焦镜头，其具有更小尺寸和更轻重量，并且其能够校正各种像差，特别是能够以均衡的优良方式校正球面像差和彗差。此外，本发明的另一个目的是提供一种投影型显示设备，在该投影型显示设备上安装投影用变焦镜头。
根据本发明的第一方面的投影用变焦镜头，其包括：
第一透镜组，所述第一透镜组具有负屈光力，并且由两个透镜组成；
第二透镜组，所述第二透镜组由正透镜组成；
孔径光阑；
第三透镜组，所述第三透镜组由正透镜组成；
第四透镜组，所述第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，所述第四组第一透镜是负透镜，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置，所述第四组第三透镜是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜从变焦镜头的放大侧依序布置；和
第五透镜组，所述第五透镜组由具有面向所述放大侧的凸面的正透镜组成，并且所述第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从所述放大侧以上述次序布置，
其中满足下面的公式(1)：
-0.6＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.6(1)，其中
R71是第四组第三透镜的放大侧表面的曲率半径，并且
R72是第四组第三透镜的缩小侧表面的曲率半径。
根据本发明的第二方面的投影用变焦镜头，其包括：
第一透镜组，所述第一透镜组具有负屈光力，并且由两个透镜组成；
第二透镜组，所述第二透镜组由正透镜组成；
孔径光阑；
第三透镜组，所述第三透镜组由正透镜组成；
第四透镜组，所述第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，所述第四组第一透镜是负透镜，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置，所述第四组第三透镜是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜从变焦镜头的放大侧依序布置；和
第五透镜组，所述第五透镜组由具有面向所述放大侧的凸面的正透镜组成，并且所述第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从所述放大侧以上述次序布置，
其中满足下面的公式(2)和(3)：
-0.85＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.85(2)；和
-6.0＜f4/f5(3)，其中
R71是第四组第三透镜的放大侧表面的曲率半径，
R72是第四组第三透镜的缩小侧表面的曲率半径，
f4是第四透镜组的焦距，和
f5是第五透镜组的焦距。
根据本发明的第三方面的投影用变焦镜头，其包括：
第一透镜组，所述第一透镜组具有负屈光力，并且由两个透镜组成；
第二透镜组，所述第二透镜组由正透镜组成；
孔径光阑；
第三透镜组，所述第三透镜组由正透镜组成；
第四透镜组，所述第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，所述第四组第一透镜是负透镜，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置，所述第四组第三透镜是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜从变焦镜头的放大侧依序布置；和
第五透镜组，所述第五透镜组由具有面向所述放大侧的凸面的正透镜组成，并且所述第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从所述放大侧以上述次序布置，
其中满足下面的公式(4)和(5)：
-6.0＜fn/fw＜-2.0(4)；和
-11.0＜f4/f2(5)，其中
fn是负空气透镜的焦距，
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，
f2是第二透镜组的焦距，和
f4是第四透镜组的焦距。
根据本发明的第四方面的投影用变焦镜头，其包括：
第一透镜组，所述第一透镜组具有负屈光力，并且由两个透镜组成；
第二透镜组，所述第二透镜组由正透镜组成；
孔径光阑；
第三透镜组，所述第三透镜组由正透镜组成；
第四透镜组，所述第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，所述第四组第一透镜是负透镜，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置，所述第四组第三透镜是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜从变焦镜头的放大侧依序布置；和
第五透镜组，所述第五透镜组由具有面向所述放大侧的凸面的正透镜组成，并且所述第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从所述放大侧以上述次序布置，
其中满足下面的公式(6)：
-24.0＜f4/fw＜-6.0(6)，其中
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，和
f4是第四透镜组的焦距。
在根据本发明的任一方面的投影用变焦镜头中，期望至少所述第一透镜组的两个透镜中的放大侧透镜的表面是非球面的，并且所述第一透镜组的两个透镜中的缩小侧透镜具有面向变焦镜头的缩小侧的凹面。此外，还期望所述第二透镜组中的正透镜具有面向所述放大侧的凸面，并且所述第三透镜组中的正透镜具有面向所述放大侧的凸面。此外，还期望所述第四透镜组的三个透镜中的第四组第一透镜具有面向所述放大侧的凹面，并且所述第四透镜组的三个透镜中的第四组第三透镜具有面向所述缩小侧的凸面。
在根据本发明的任一方面的投影用变焦镜头中，期望满足下面的公式(7)和(8)中的至少一个：
3.0＜|f1A/fw|(7)；和
-20.0＜fn/fw＜-0.5(8)，其中
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，
f1A是第一透镜组中的放大侧透镜的焦距，和
fn是负空气透镜的焦距。
在根据本发明的任一方面的投影用变焦镜头中，期望地，当放大倍率改变时，所述第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组在光轴方向上移动。
在该情况中，期望地，当放大倍率改变时，所述第二透镜组和第三透镜组一体地移动。
此外，在改变放大倍率期间，当第二透镜组和第三透镜组构造成一体地移动时，期望通过在光轴方向上移动第一透镜组来执行聚焦。
在根据本发明的任一方面的投影用变焦镜头中，期望所述负空气透镜具有双凸形状。
此外，在根据本发明的任一方面的投影用变焦镜头中，期望所述第四透镜组包括具有至少一个非球面的透镜。
此外，本发明的投影型显示设备包括：
光源；
光阀；
照射光学系统，所述照射光学系统将从光源输出的光线引导到光阀；和
根据本发明的任一方面的投影用变焦镜头，
其中所述光阀光学地调制从光源输出的光线，并且
其中所述投影用变焦镜头将被调制的光线投射到屏幕上。
术语“放大侧”是指投影侧(屏幕侧)，并且为了方便，在缩小投影中屏幕侧也称作放大侧。此外，术语“缩小侧”是指原始图像显示区域侧(光阀侧)，并且为了方便，在缩小投影中光阀侧也称作缩小侧。
根据本发明的第一至第四方面的投影用变焦镜头和使用该投影用变焦镜头的投影型显示设备具有能够实现以下作用和效果的具体结构。
具体地，根据本发明的第一方面的投影用变焦镜头和使用该投影用变焦镜头的投影型显示设备满足公式(1)。因此，第四透镜组中的第四组第三透镜的两个表面的曲率半径之间的关系被管制在预定范围内。结果，能够以优良方式校正各种像差，例如彗差和球面像差。
此外，根据本发明的第二方面的投影用变焦镜头和使用该投影用变焦镜头的投影型显示设备满足公式(2)。因此，第四透镜组中的第四组第三透镜的两个表面的曲率半径之间的关系被控制在预定范围内。结果，能够以优良方式校正各种像差，例如彗差和球面像差。同时，根据本发明的第二方面的投影用变焦镜头和使用该投影用变焦镜头的投影型显示设备满足公式(3)。因此，第四透镜组的光焦度和第五透镜组的光焦度之间的关系被控制在预定范围内。具体地说，当第四透镜组具有负光焦度时，第五透镜组的光焦度被控制在预定值或更低。因此，以优良方式校正了所有像差。
此外，根据本发明的第三方面的投影用变焦镜头和使用该投影用变焦镜头的投影型显示设备满足公式(4)。因此，形成在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间的空气透镜的光焦度被管制在预定范围内。结果，能够以优良方式校正像差，具体地与像平面相关的弧矢方向上的像差和彗差。同时，根据本发明的第三方面的投影用变焦镜头和使用该投影用变焦镜头的投影型显示设备满足公式(5)。因此，第五透镜组的光焦度不会变得过强。结果，以优良方式校正所有像差。
此外，根据本发明的第四方面的投影用变焦镜头和使用该投影用变焦镜头的投影型显示设备满足公式(6)。因此，第四透镜组的光焦度被管制在预定范围内，并且这有利于校正各种像差。此外，还能够减小投影型显示设备的尺寸，和增大投影用变焦镜头的视角。
此外，在根据本发明的第一至第四方面的投影用变焦镜头和使用该变焦镜头的投影型显示设备中，投影用变焦镜头由具有八个透镜的五个透镜组组成。投影用变焦镜头的简单结构使得它能够容易地减小变焦镜头的尺寸和重量以及投影型显示设备的尺寸和重量。此外，第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，并且在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜。因此，通过调节空气透镜的形状，能够校正各种像差，例如像平面的倾斜。
附图说明
图1是显示处于广角端(WIDE)和摄远端(TELE)处的本发明的实例1的投影用变焦镜头的结构的示意图；
图2是显示处于广角端(WIDE)和摄远端(TELE)处的本发明的实例2的投影用变焦镜头的结构的示意图；
图3是显示处于广角端(WIDE)和摄远端(TELE)处的本发明的实例3的投影用变焦镜头的结构的示意图；
图4是显示处于广角端(WIDE)和摄远端(TELE)处的本发明的实例4的投影用变焦镜头的结构的示意图；
图5是显示处于广角端(WIDE)和摄远端(TELE)处的本发明的实例5的投影用变焦镜头的结构的示意图；
图6Ai、6Aii、6Aiii和6Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例1的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图6Bi、6Bii、6Biii和6Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例1的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图7i、7ii、7iii、7iv和7v是显示处于广角端(WIDE)处的实例1的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图8i、8ii、8iii、8iv和8v是显示处于摄远端(TELE)处的实例1的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图9Ai、9Aii、9Aiii和9Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例2的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图9Bi、9Bii、9Biii和9Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例2的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图10i、10ii、10iii、10iv和10v是显示处于广角端(WIDE)处的实例2的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图11i、11ii、11iii、11iv和11v是显示处于摄远端(TELE)处的实例2的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图12Ai、12Aii、12Aiii和12Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例3的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图12Bi、12Bii、12Biii和12Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例3的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图13i、13ii、13iii、13iv和13v是显示处于广角端(WIDE)处的实例3的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图14i、14ii、14iii、14iv和14v是显示处于摄远端(TELE)处的实例3的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图15Ai、15Aii、15Aiii和15Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例4的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图15Bi、15Bii、15Biii和15Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例4的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图16i、16ii、16iii、16iv和16v是显示处于广角端(WIDE)处的实例4的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图17i、17ii、17iii、17iv和17v是显示处于摄远端(TELE)处的实例4的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图18Ai、18Aii、18Aiii和18Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例5的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图18Bi、18Bii、18Biii和18Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例5的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表；
图19i、19ii、19iii、19iv和19v是显示处于广角端(WIDE)处的实例5的投影用变焦镜头的彗差的图表；
图20i、20ii、20iii、20iv和20v是显示处于摄远端(TELE)处的实例5的投影用变焦镜头的彗差的图表；和
图21是显示根据本发明的实施例的投影型显示设备的结构的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的实施例。图1显示根据本发明的实施例的投影用变焦镜头(实例1中的投影用变焦镜头作用一个示例)。图1中显示的投影用变焦镜头由下述部分组成：具有负屈光力的第一透镜组G1，并且第一透镜组由两个透镜组成；由正透镜组成的第二透镜组G2；孔径光阑3；由正透镜组成的第三透镜组G3；由三个透镜组成的第四透镜组G4，这三个透镜包括第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，第四组第一透镜(图1中的透镜L5)是负透镜，第四组第二透镜(图1中的透镜L6)以在第四组第一透镜(透镜L5)和第四组第二透镜(透镜L6)之间形成负空气透镜的方式布置，第四组第三透镜(图1中的透镜L7)是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜(透镜L5、L6、L7)从变焦镜头的放大侧依序布置；和第五透镜组G5，其由具有面向放大侧的凸面的正透镜组成。第一透镜组G1、第二透镜组G2、孔径光阑3、第三透镜组G3、第四透镜组G4和第五透镜组G5从放大侧以上述次序布置。此外，投影用变焦镜头的缩小侧是远心的。玻璃块(包括过滤器部分)2(其主要是颜色组合棱镜)和光阀的图像显示平面(例如液晶显示面板)布置在投影用变焦镜头的下游侧上。在图1中，线Z表示光轴。
在实例1至5中，透镜组G1至G5大致如下构造。具体地，第一透镜组G1由第一透镜L1和第二透镜L2组成，第一透镜L1和第二透镜L2从投影用变焦镜头的放大侧依序布置。第一透镜L1是非球面透镜(由塑料制成)，并且至少第一透镜L1的一个表面是非球面的。第二透镜L2是具有面向投影用变焦镜头的缩小侧的凹面的负透镜。第二透镜组G2由第三透镜L3组成，换言之，第二透镜组G2仅由第三透镜L3组成。第三透镜L3是具有面向放大侧的凸面的正透镜。第三透镜组G3由第四透镜L4组成，换言之，第三透镜组G3仅由第四透镜L4组成。第四透镜L4是具有面向放大侧的凸面的正透镜。第四透镜组G4由三个透镜组成，这三个透镜为第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7，并且第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7从放大侧依序布置。第五透镜L5是具有面向放大侧的凹面的负透镜。第六透镜L6以在第五透镜L5和第六透镜L6之间形成负空气透镜的方式布置。第七透镜L7是具有面向缩小侧的凸面的正透镜。第四透镜组G4，作为一个整体，具有正屈光力(实例5)或负屈光力(实例1至4)。期望地，第四透镜组G4包括具有至少一个非球面的透镜。通过具有小透镜直径的非球面透镜，能够以优良方式校正像差。此外，第五透镜组G5由第八透镜L8组成，换言之，第五透镜组G5仅由第八透镜L8组成。第八透镜L8是具有面向放大侧的凸面的正透镜。因为投影用变焦镜头以此方式构造，因此负空气透镜(在以下实例中为双凸形状)Ln形成在第四透镜组G4中的第五透镜L5和第六透镜L6之间。
因为在第四透镜组G4中的第五透镜L5和第六透镜L6之间形成负空气透镜Ln，因此能够校正像平面的倾斜。
当负空气透镜Ln具有双凸形状时，负空气透镜Ln的校正功能进一步提高。
此外，期望地，在变焦期间第三透镜组G3和孔径光阑3(可以使用罩)一体地移动(对应于实例1至5)。
如上所述，根据本发明的实施例的投影用变焦镜头是所谓的负-引导-型变焦镜头(negative-lead-type zoom lens)。因此，它能够容易地增大投影角度，并且能够确保合适的后焦距。
此外，当放大倍率改变时，通过在光轴方向上移动三个透镜组(在实例1至5中这三个透镜组为第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4)，来实现根据本发明的实施例的投影用变焦镜头的变焦功能。因为这三个透镜组，即第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4是可动透镜组，因此能够以更优良的方式校正像差。在该情况中，当第二透镜组G2和第三透镜组G3一体地移动时，能够简化投影用变焦镜头的驱动机构。此外，能够以更优良的方式校正像差。
此外，期望地，当放大从广角端向摄远端变化时，所有可动透镜组朝向放大侧移动。在本发明的实施例中，通过以此方式构造投影用变焦镜头，能够设定更高的可变放大倍率。
这意味着处于摄远端的可动透镜组中的每个的位置设定在处于广角端的对应的可动透镜组的位置的放大侧上。因此，可动透镜组中的任一个可以在可变放大倍率的中间范围内暂时地移动到缩小侧。
此外，期望地，通过在光轴的方向上移动第一透镜组G1来执行聚焦。可选地，可以移动不同的透镜组来进行聚焦。
根据本发明的第一实施例的投影用变焦镜头满足下面的公式(1)：
-0.6＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.6(1)，其中
R71是第七透镜L7(第四组第三透镜)的放大侧表面的曲率半径，并且
R72是第七透镜L7(第四组第三透镜)的缩小侧表面的曲率半径。
此外，根据本发明的第二实施例的投影用变焦镜头满足下面的公式(2)和(3)：
-0.85＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.85(2)；和
-6.0＜f4/f5(3)，其中
R71是第七透镜L7(第四组第三透镜)的放大侧表面的曲率半径，
R72是第七透镜L7(第四组第三透镜)的缩小侧表面的曲率半径，
f4是第四透镜组G4的焦距，和
f5是第五透镜组G5的焦距。
此外，根据本发明的第三实施例的投影用变焦镜头满足下面的公式(4)和(5)：
-6.0＜fn/fw＜-2.0(4)；和
-11.0＜f4/f2    (5)，其中
fn是负空气透镜Ln的焦距，
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，
f2是第二透镜组G2的焦距，和
f4是第四透镜组G4的焦距。
此外，根据本发明的第四实施例的投影用变焦镜头满足下面的公式(6)：
-24.0＜f4/fw＜-6.0(6)，其中
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，和
f4是第四透镜组G4的焦距。
此外，在本发明的前述实施例的任一个中，期望地，满足下面的公式(7)和(8)中的至少一个：
3.0＜|f1A/fw|(7)；和
-20.0＜fn/fw＜-0.5(8)，其中
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，
f1A是第一透镜组G1中的第一透镜L1的焦距，和
fn是负空气透镜Ln的焦距。
下面将说明公式(1)至(8)的技术含义。
在公式(1)和(2)中，第七透镜L7的两个表面的曲率半径之和除以第七透镜L7的两个表面的曲率半径之差，第七透镜L7是第四透镜组G4中的最缩小侧透镜。公式(1)和(2)限定了以优良方式校正球面像差和彗差的条件。具体地，当(R72+R71)/(R72-R71)的值超过公式(1)或(2)限定的上限时，彗差变得糟糕。当(R72+R71)/(R72-R71)的值超过公式(1)或(2)限定的下限时，球面像差变得糟糕。
因此，更理想地，满足下面的公式(1’)，而不是公式(1)：
-0.2＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.2(1’)。
此外，更为理想地，满足下面的公式(1”)：
-0.1＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.1(1”)。
在公式(3)中，第四透镜组G4的焦距除以第五透镜组G5的焦距。公式(3)整体上限定了用于以优良方式校正像差的f4/f5的值的范围。具体地，当f4/f5的值低于公式(3)限定的下限时，第五透镜组G5的光焦度变得过强，因而整体上难以以优良方式校正像差。
此外，公式(4)限定了能够以优良方式校正像差的空气透镜的光焦度的范围。具体地，当fn/fw的值低于公式(4)限定的下限时，难以校正像差，特别是在矢状方向上的场曲。当fn/fw的值超过公式(4)限定的上限时，难以校正像差，特别是彗差。
因此，更理想地，满足下面的公式(4’)，而不是公式(4)：
-5.0＜fn/fw＜-2.0(4’)。
在公式(5)中，第四透镜组G4的焦距除以第二透镜组G2的焦距。公式(5)整体上限定了用于以优良方式校正像差的f4/f2的值的范围。具体地，当f4/f2的值低于公式(5)限定的下限时，第二透镜组G2的光焦度变得过强，整体上难以以优良方式校正像差。
因此，更理想地，满足下面的公式(5’)，而不是公式(5)：
-8.0＜f4/f2＜0.0(5’)。
此外，更为理想地，满足下面的公式(5”)：
-7.0＜f4/f2＜-3.0(5”)。
此外，公式(6)限定了第四透镜组G4的光焦度。公式(6)限定了当第四透镜组G4具有负光焦度时应用的条件。当f4/fw的值低于公式(6)限定的下限时，第四透镜组G4的光焦度过强，难以校正像差。当f4/fw的值超过公式(6)限定的上限时，第四透镜组G4的光焦度过弱，难以扩大视角。
因此，更理想地，满足下面的公式(6’)，而不是公式(6)：
-15.0＜f4/fw＜-7.0(6’)。
此外，公式(7)限定了第一透镜L1的光焦度，第一透镜L1是第一透镜组G1中的放大侧透镜。公式(7)整体上限定了用于以优良方式校正像差的条件。具体地，当|f1A/fw|的值低于公式(7)限定的下限时，第一透镜L1(第一透镜L1是非球面透镜)的光焦度变强。具体地，当非球面透镜由塑料制成时，温度波动引起的像差波动变得过大。
因此，更理想地，满足下面的公式(7’)，而不是公式(7)：
5.0＜|f1A/fw|＜20.0(7’)。
此外，更为理想地，满足下面的公式(7”)：
7.0＜|f1A/fw|＜15.0(7”)。
此外，公式(8)限定了第四透镜组G4中的空气透镜Ln的光焦度。公式(8)限定了用于以优良方式校正特别是彗差和弧矢耀斑的条件。具体地，当fn/fw的值低于公式(8)限定的下限时，难以校正弧矢耀斑。当fn/fw的值超过公式(8)限定的上限时，难以校正彗差。
因此，更理想地，满足下面的公式(8’)，而不是公式(8)：
-10.0＜fn/fw＜-1.0(8’)。
此外，更为理想地，满足下面的公式(8”)：
-5.0＜fn/fw＜-2.0(8”)。
在以下每个实例中，投影用变焦镜头包括非球面透镜。非球面透镜的非球面的形状由下面的非球面等式表示：
[等式1]
z = Y 2 / R 1 + 1 - K × Y 2 / R 2 + Σ i = 3 10 A i Y i
其中，
Z：从非球面上的与光轴相距距离Y的点到与非球面的顶点接触的平面(该平面垂直于光轴)的垂直长度，
Y：与光轴相距的距离Y，
R：非球面在光轴附近的曲率半径，
K：偏心率，和
Ai：非球面系数(i＝3至10)。
下面，将参照图21说明其上安装前述投影用变焦镜头的投影型显示设备的实例。图21所示的投影型显示设备30包括透射液晶面板11a、11b、11c作为光阀。投影型显示设备30使用的根据本发明的前述实施例的投影用变焦镜头(作为用于投影的变焦镜头10)。此外，积分器(未图示)，例如复眼积分器布置在光源15和分色镜12之间。从光源15输出的白光经照射光学单元进入分别与三种颜色的光线(绿光、蓝光和红光)对应的液晶面板11a至11c，并且被光学地调制。三种颜色的被调制的光通过正交二向色棱镜14组合在一起，并且通过投影用变焦镜头10投影到屏幕(未图示)上。投影型显示设备30包括用于分离颜色的分色镜12、13、用于组合颜色的正交二向色棱镜14、聚光透镜16a、16b、16c，和全反射镜18a、18b、18c。因为根据本发明的实施例的投影型显示设备使用根据本发明的实施例的投影用变焦镜头，因此能够减小设备的尺寸、重量和生产成本，同时实现高的可变放大倍率。此外，能够保持高的光学性能。
本发明的投影用变焦镜头并非必须用作使用透射液晶面板等的投影型显示设备中的投影用变焦镜头。本发明的投影用变焦镜头可以用作使用不同光调制装置(例如反射液晶显示面板和DMD)的设备中的投影用变焦镜头。
[实例]
下面使用具体实例进一步说明本发明的投影用变焦镜头。
<实例1>
如上已经说明的那样，实例1的投影用变焦镜头如图1所示那样构造。具体地，实例1的投影用变焦镜头由具有负屈光力的第一透镜组G1、第二透镜组G2、孔径光阑3、第三透镜组G3、具有负屈光力的第四透镜组G4、和第五透镜组G5组成。第一透镜组G1、第二透镜组G2、孔径光阑3、第三透镜组G3、第四透镜组G4、和第五透镜组G5从投影用变焦镜头的放大侧依序布置。第一透镜组G1由第一透镜L1和第二透镜L2组成，第一透镜L1和第二透镜L2从放大侧依序布置。第一透镜L1是非球面透镜(由塑料制成)，并且第一透镜L1的两个表面都是非球面的。第二透镜L2是双凹透镜。第二透镜组G2由第三透镜L3组成，换言之，第二透镜组G2仅由第三透镜L3组成，第三透镜L3是双凸透镜。第三透镜组G3由第四透镜L4组成，第四透镜L4是双凸透镜。第四透镜组G4由三个透镜组成，这三个透镜为第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7，第五透镜L5、第六透镜L6和第七透镜L7从放大侧依序布置。第五透镜L5是双凹透镜。第六透镜L6以在第五透镜L5和第六透镜L6之间形成负空气透镜(双凸形状)Ln的方式布置。第六透镜L6为具有面向放大侧的凹面的正弯月形状。第七透镜L7是双凸透镜。第五透镜组G5由第八透镜L8组成，第八透镜L8为具有面向放大侧的凸面的平凸透镜。此外，投影用变焦镜头的缩小侧是远心的。玻璃块(包括过滤器部分)2和光阀(例如液晶显示面板)的图像显示平面1布置在投影用变焦镜头的下游侧上，玻璃块2主要是颜色组合棱镜。在图1中，线Z表示光轴。
当放大倍率改变时，在从广角端向摄远端变焦期间，第二透镜组G2、第三透镜组G3和第四透镜组G4朝向放大侧移动。此外，第二透镜组G2和第三透镜组G3一体地移动。此外，孔径光阑3也随第二透镜组G2和第三透镜组G3一起一体地移动。此外，罩可以与孔径光阑3布置在一起，而不是仅仅布置孔径光阑3。
此外，通过在光轴Z的方向上移动第一透镜组G1来执行聚焦。
表1的上部分显示实例1中的每个透镜表面的曲率半径R(mm)、每个透镜的中心厚度和透镜之间的空气间隙D(mm)、每个透镜对于d线的折射率Nd和阿贝值νd。在表1和稍后将说明的表2至6中，与数值R、D、Nd和νd对应的表面序号从放大侧顺序地增加。
此外，表1的标题显示焦距f、后焦点Bf、Fno.(F值)和视角2ω(对稍后将说明的表2至6也相同)。
此外，表1的中间部分显示在广角端(wide)处和在摄远端(tele)处的可变距离l(第一透镜组G1和第二透镜组G2之间的距离)、可变距离2(第三透镜组G3和第四透镜组G4之间的距离)，和可变距离3(第四透镜组G4和第五透镜组G5之间的距离)(对稍后将说明的表2至6也相同)。此外，表1的底部分显示与每个非球面对应的系数K、A3至A10的数值(对稍后将说明的表2至6也相同)。
[表1]
f＝19.28～23.14，Bf＝26.53，Fno＝2.0～2.2，2ω＝56.4°～48.4°
Figure BSA00000514758600171
*非球面
  投影距离   1.8m   Inf
  D1广角端   26.73   26.25
  D2广角端   2.09   2.09
  D3广角端   1.40   1.40
  D1摄远端   19.84   19.37
  D2摄远端   5.59   5.59
  D3摄远端   4.79   4.79
非球面系数
Figure BSA00000514758600181
此外，表6显示在实例1中与前述公式对应的数值。
图6Ai、6Aii、6Aiii和6Aiv为图表，显示处于广角端(WIDE)处的实例1的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)。图6Bi、6Bii、6Biii和6Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例1的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图7i、7ii、7iii、7iv和7v是显示处于广角端(WIDE)处的实例1的投影用变焦镜头的彗差的图表。图8i、8ii、8iii、8iv和8v是显示处于摄远端(TELE)处的实例1的投影用变焦镜头的彗差的图表。在图6Ai至6Aiv以及6Bi至6Biv中，和在稍后将说明的图9Ai至9Aiv以及9Bi至9Biv，图12Ai至12Aiv以及12Bi至12Biv，图15Ai至15Aiv以及15Bi至15Biv，和图18Ai至18Aiv以及18Bi至18Biv中，球面像差的图表显示波长为550nm、460nm和620nm的光的像差。此外，像散的图表显示关于弧矢像面和子午像面的像差。此外，横向色像差的图表显示具有460nm和620nm波长的光相对于具有550nm波长的光的像差。
如图6Ai至8v清楚地显示，实例1中的投影用变焦镜头在广角端处具有56.4度的视角2ω，该视角是广的。此外，F-值是2.0，这意味着变焦镜头是强光透镜。此外，以优良方式校正了各种像差。
此外，如表6所示，实例1中的投影用变焦镜头满足公式(1)至(8)、(1’)，(4’)至(8’)、(1”)、(5”)、(7”)和(8”)。
<实例2>
图2是显示实例2的投影用变焦镜头的结构的示意图。实例2的投影用变焦镜头的结构基本上与实例1的投影用变焦镜头的结构相同。
表2显示实例2中的每个透镜表面的曲率半径R(mm)、每个透镜的中心厚度和透镜之间的空气间隙D(mm)，以及每个透镜对于d线的折射率Nd和阿贝值νd。
[表2]
f＝19.24～23.08，Bf＝26.53，Fno＝2.0～2.2，2ω＝56.8°～48.6°
Figure BSA00000514758600201
●非球面
  投影距离   1.8m   Inf
  D1广角端   19.75   19.36
  D2广角端   1.84   1.84
  D3广角端   2.87   2.87
  D1摄远端   13.27   12.88
  D2摄远端   5.78   5.78
  D3摄远端   5.42   5.42
非球面系数
Figure BSA00000514758600211
此外，表6显示在实例2中与前述公式对应的数值。
图9Ai、9Aii、9Aiii和9Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例2的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图9Bi、9Bii、9Biii和9Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例2的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图10i、10ii、10iii、10iv和10v是显示处于广角端(WIDE)处的实例2的投影用变焦镜头的彗差的图表。图11i、11ii、11iii、11iv和11v是显示处于摄远端(TELE)处的实例2的投影用变焦镜头的彗差的图表。
如图9Ai至11v清楚地显示，实例2中的投影用变焦镜头在广角端处具有56.8度的视角2ω，该视角是广的。此外，F值是2.0，这意味着变焦镜头是强光透镜。此外，各种像差以优良方式校正。
此外，如表6所示，实例2中的投影用变焦镜头满足公式(1)至(8)、(1’)、(4’)至(8’)、(1”)、(5”)、(7”)和(8”)。
<实例3>
图3是显示实例3的投影用变焦镜头的结构的示意图。实例3的投影用变焦镜头的结构基本上与实例1的投影用变焦镜头的结构相同。
表3显示实例3中的每个透镜表面的曲率半径R(mm)、每个透镜的中心厚度和透镜之间的空气间隙D(mm)、以及每个透镜对于d线的折射率Nd和阿贝值νd。
[表3]
f＝19.23～23.07，Bf＝26.53，Fno＝2.0～2.2，2ω＝56.4°～48.2°
*非球面
  投影距离   1.8m   Inf
  D1广角端   19.81   19.42
  D2广角端   1.89   1.89
  D3广角端   0.30   0.30
  D1摄远端   13.53   13.14
  D2摄远端   5.75   5.75
  D3摄远端   2.72   2.72
非球面系数
Figure BSA00000514758600231
此外，表6显示在实例3中与前述公式对应的数值。
图12Ai、12Aii、12Aiii和12Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例3的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图12Bi、12Bii、12Biii和12Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例3的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图13i、13ii、13iii、13iv和13v是显示处于广角端(WIDE)处的实例3的投影用变焦镜头的彗差的图表。图14i、14ii、14iii、14iv和14v是显示处于摄远端(TELE)处的实例3的投影用变焦镜头的彗差的图表。
如图12Ai至14v清楚地显示，实例3中的投影用变焦镜头在广角端处具有56.4度的视角2ω，该视角是广的。此外，F值是2.0，这意味着变焦镜头是强光透镜。此外，各种像差以优良方式校正。
此外，如表6所示，实例3中的投影用变焦镜头满足公式(1)至(8)、(1’)、(4’)至(8’)、(1”)、(5”)、(7”)和(8”)。
<实例4>
图4是显示实例4的投影用变焦镜头的结构的示意图。实例4的投影用变焦镜头的结构基本上与实例3的投影用变焦镜头的结构相同。
表4显示实例4中的每个透镜表面的曲率半径R(mm)、每个透镜的中心厚度和透镜之间的空气间隙D(mm)、以及每个透镜对于d线的折射率Nd和阿贝值νd。
[表4]
f＝19.23～23.07，Bf＝26.53，Fno＝2.0～2.2，2ω＝56.4°～48.8°
Figure BSA00000514758600251
*非球面
  投影距离   1.8m   Inf
  D1广角端   19.97   19.60
  D2广角端   1.84   1.84
  D3广角端   3.47   3.47
  D1摄远端   13.51   13.14
  D2摄远端   5.81   5.81
  D3摄远端   5.96   5.96
非球面系数
此外，表6显示在实例4中与前述公式对应的数值。
图15Ai、15Aii、15Aiii和15Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例4的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图15Bi、15Bii、15Biii和15Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例4的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图16i、16ii、16iii、16iv和16v是显示处于广角端(WIDE)处的实例4的投影用变焦镜头的彗差的图表。图17i、17ii、17iii、17iv和17v是显示处于摄远端(TELE)处的实例4的投影用变焦镜头的彗差的图表。
如图15Ai至17v清楚地显示，实例4中的投影用变焦镜头在广角端处具有56.4度的视角2ω，该视角是广的。此外，F-值是2.0，这意味着变焦镜头是强光透镜。此外，各种像差以优良方式校正。
此外，如表6所示，实例4中的投影用变焦镜头满足公式(1)至(8)、(1’)、(4’)至(8’)、(1”)、(5”)、(7”)和(8”)。
<实例5>
图5是显示实例5的投影用变焦镜头的结构的示意图。实例5的投影用变焦镜头的结构基本上与实例1的投影用变焦镜头的结构相同。然而，实例5的投影用变焦镜头与实例1的投影用变焦镜头的不同点在于第四透镜组G4具有正屈光力。
表5显示实例5中的每个透镜表面的曲率半径R(mm)，每个透镜的中心厚度和透镜之间的空气间隙D(mm)，以及每个透镜对于d-线的折射率Nd和阿贝值νd。
[表5]
f＝19.28～23.13，Bf＝26.52，Fno＝2.0～2.3，2ω＝56.4°～48.2°
Figure BSA00000514758600271
*非球面
  投影距离   1.8m   Inf
  D1广角端   23.18   22.74
  D2广角端   2.63   2.63
  D3广角端   1.33   1.33
  D1摄远端   16.30   15.85
  D2摄远端   5.99   5.99
  D3摄远端   4.86   4.86
非球面系数
Figure BSA00000514758600281
此外，表6显示在实例5中与前述公式对应的数值。
图18Ai、18Aii、18Aiii和18Aiv是显示处于广角端(WIDE)处的实例5的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图18Bi、18Bii、18Biii和18Biv是显示处于摄远端(TELE)处的实例5的投影用变焦镜头的各种像差(分别为球面像差、像散、畸变和横向色像差)的图表。图19i、19ii、19iii、19iv和19v是显示处于广角端(WIDE)处的实例5的投影用变焦镜头的彗差的图表。图20i、20ii、20iii、20iv和20v是显示处于摄远端(TELE)处的实例5的投影用变焦镜头的彗差的图表。
如图18Ai至20v清楚地显示，实例5中的投影用变焦镜头在广角端处具有56.4度的视角2ω，该视角是广的。此外，F值是2.0，这意味着变焦镜头是强光透镜。此外，各种像差以优良方式校正。
此外，如表6所示，实例5中的投影用变焦镜头满足公式(2)至(5)、(7)、(8)、(4’)、(7’)、(8’)、(7”)and(8”)。
[表6]

Claims (13)

1.一种投影用变焦镜头，包括：
第一透镜组，所述第一透镜组具有负屈光力并且由两个透镜组成；
第二透镜组，所述第二透镜组由正透镜组成；
孔径光阑；
第三透镜组，所述第三透镜组由正透镜组成；
第四透镜组，所述第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，所述第四组第一透镜是负透镜，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置，所述第四组第三透镜是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜从变焦镜头的放大侧依序布置；和
第五透镜组，所述第五透镜组由具有面向所述放大侧的凸面的正透镜组成，并且所述第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从所述放大侧以上述次序布置，
其中满足下面的公式(1)：
-0.6＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.6(1)，其中
R71是第四组第三透镜的放大侧表面的曲率半径，并且
R72是第四组第三透镜的缩小侧表面的曲率半径。
2.一种投影用变焦镜头，包括：
第一透镜组，所述第一透镜组具有负屈光力并且由两个透镜组成；
第二透镜组，所述第二透镜组由正透镜组成；
孔径光阑；
第三透镜组，所述第三透镜组由正透镜组成；
第四透镜组，所述第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，所述第四组第一透镜是负透镜，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置，所述第四组第三透镜是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜从变焦镜头的放大侧依序布置；和
第五透镜组，所述第五透镜组由具有面向所述放大侧的凸面的正透镜组成，并且所述第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从所述放大侧以上述次序布置，
其中满足下面的公式(2)和(3)：
-0.85＜(R72+R71)/(R72-R71)＜0.85(2)；和
-6.0＜f4/f5    (3)，其中
R71是第四组第三透镜的放大侧表面的曲率半径，
R72是第四组第三透镜的缩小侧表面的曲率半径，
f4是第四透镜组的焦距，和
f5是第五透镜组的焦距。
3.一种投影用变焦镜头，包括：
第一透镜组，所述第一透镜组具有负屈光力并且由两个透镜组成；
第二透镜组，所述第二透镜组由正透镜组成；
孔径光阑；
第三透镜组，所述第三透镜组由正透镜组成；
第四透镜组，所述第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，所述第四组第一透镜是负透镜，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置，所述第四组第三透镜是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜从变焦镜头的放大侧依序布置；和
第五透镜组，所述第五透镜组由具有面向所述放大侧的凸面的正透镜组成，并且所述第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从所述放大侧以上述次序布置，
其中满足下面的公式(4)和(5)：
-6.0＜fn/fw＜-2.0(4)；和
-11.0＜f4/f2(5)，其中
fn是负空气透镜的焦距，
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，
f2是第二透镜组的焦距，和
f4是第四透镜组的焦距。
4.一种投影用变焦镜头，包括：
第一透镜组，所述第一透镜组具有负屈光力并且由两个透镜组成；
第二透镜组，所述第二透镜组由正透镜组成；
孔径光阑；
第三透镜组，所述第三透镜组由正透镜组成；
第四透镜组，所述第四透镜组由三个透镜组成，这三个透镜为第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜，所述第四组第一透镜是负透镜，所述第四组第二透镜以在第四组第一透镜和第四组第二透镜之间形成负空气透镜的方式布置，所述第四组第三透镜是正透镜，并且第四组第一透镜、第四组第二透镜和第四组第三透镜从变焦镜头的放大侧依序布置；和
第五透镜组，所述第五透镜组由具有面向所述放大侧的凸面的正透镜组成，并且所述第一透镜组、第二透镜组、孔径光阑、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组从所述放大侧以上述次序布置，
其中满足下面的公式(6)：
-24.0＜f4/fw＜-6.0(6)，其中
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，和
f4是第四透镜组的焦距。
5.如权利要求1-4中任一项所限定的投影用变焦镜头，
其中至少所述第一透镜组的两个透镜中的放大侧透镜的表面是非球面的，并且
其中所述第一透镜组的两个透镜中的缩小侧透镜具有面向变焦镜头的缩小侧的凹面，并且
其中所述第二透镜组中的正透镜具有面向所述放大侧的凸面，并且
其中所述第三透镜组中的正透镜具有面向所述放大侧的凸面，并且
其中所述第四透镜组的三个透镜中的第四组第一透镜具有面向所述放大侧的凹面，并且
其中所述第四透镜组的三个透镜中的第四组第三透镜具有面向所述缩小侧的凸面。
6.如权利要求1-4中任一项所限定的投影用变焦镜头，其中满足下面的公式(7)：
3.0＜|f1A/fw|(7)，其中
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，和
f1A是第一透镜组中的放大侧透镜的焦距。
7.如权利要求1-4中任一项所限定的投影用变焦镜头，其中满足下面的公式(8)：
-20.0＜fn/fn＜-0.5(8)，其中
fw是变焦镜头的整个系统在广角端处的焦距，和
fn是负空气透镜的焦距。
8.如权利要求1-4中任一项所限定的投影用变焦镜头，其中当放大倍率改变时，所述第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组在光轴方向上移动。
9.如权利要求8所限定的投影用变焦镜头，其中当放大倍率改变时，所述第二透镜组和第三透镜组一体地移动。
10.如权利要求1-4中任一项所限定的投影用变焦镜头，其中所述负空气透镜具有双凸形状。
11.如权利要求1-4中任一项所限定的投影用变焦镜头，其中所述第四透镜组包括具有至少一个非球面的透镜。
12.如权利要求9所限定的投影用变焦镜头，其中通过在光轴方向上移动第一透镜组来执行聚焦。
13.一种投影型显示设备，包括：
光源；
光阀；
照明光学系统，所述照明光学系统将从光源输出的光线引导到光阀；和
如权利要求1-4中任一项所限定的投影用变焦镜头，
其中所述光阀光学地调制从光源输出的光线，并且
其中所述投影用变焦镜头将被调制的光线投射到屏幕上。
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