CN102298202A - 变焦透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变焦透镜。所述变焦透镜从放大侧到缩小侧依次包括：具有正折光力的第一透镜单元，该第一透镜单元对于倍率的变化是不动的；具有负折光力的第二透镜单元，该第二透镜单元对于倍率的变化移动；具有负折光力的第三透镜单元，该第三透镜单元对于倍率的变化移动；具有正折光力的第四透镜单元，该第四透镜单元包括光阑并且对于倍率的变化移动；以及至少一个透镜单元。在该变焦透镜中，对于从广角端到望远端的倍率的变化，第二透镜单元和第三透镜单元向着缩小侧移动，第四透镜单元向着放大侧移动。所述变焦透镜满足适当的条件。

Description

变焦透镜
技术领域
本发明涉及变焦透镜(倍率变化光学系统)。特别地，本发明涉及用于被配置为将图像投射到屏幕上的投影设备上的变焦透镜。
背景技术
在具有负折光力的透镜单元位于最靠近物侧的位置的常规负先导型变焦透镜中，通过提供相对较长的后焦距容易实现宽视角。诸如此类的负先导型变焦透镜已经广泛地用于投影设备。然而，如果具有负折光力的透镜单元位于最靠近物侧的位置的负先导型变焦透镜要被设置有长焦距，则变得需要使用大尺寸的透镜。
另一方面，日本专利申请特开No.2005-309061和日本专利申请特开No.08-297243讨论了具有正折光力的透镜单元位于最靠近物侧的位置的正先导型变焦透镜。在日本专利申请特开No.2005-309061和日本专利申请特开No.08-297243中讨论的变焦透镜包括五个透镜单元，所述五个透镜单元从放大侧到缩小侧依次包括具有正折光力的透镜单元、具有负折光力的透镜单元、具有负折光力的透镜单元、具有正折光力的透镜单元和具有正折光力的透镜单元。为了改变倍率，移动所述五个透镜单元中的任何一个或多个预定的透镜单元。
然而，在日本专利申请特开No.2005-309061中讨论的变焦透镜中，由于当变焦位置改变时可能引起的F数(Fno)的变化而导致亮度可能改变。在日本专利申请特开No.08-297243中讨论的变焦透镜中，当变焦位置改变时可能引起的Fno的变化被抑制，但是在从广角端到望远端的变焦期间出现的畸变量可能大大地改变。
更具体地，在根据上述常规方法的变焦透镜中，不能在广角端处和在望远端处抑制畸变的变化的同时有效地抑制Fno的变化。
发明内容
本发明针对具有长的后焦距和高的远心度(telecentricity)的变焦透镜，在所述变焦透镜中，在整个变焦范围上出现较少的畸变，并且Fno基本上是恒定的。
根据本发明的一个方面，变焦透镜从放大侧到缩小侧依次包括：具有正折光力的第一透镜单元，该第一透镜单元对于倍率的变化是不动的；具有负折光力的第二透镜单元，该第二透镜单元对于倍率的变化移动；具有负折光力的第三透镜单元，该第三透镜单元对于倍率的变化移动；具有正折光力的第四透镜单元，该第四透镜单元包括光阑，并且对于倍率的变化移动；以及至少一个透镜单元。在该变焦透镜中，对于从广角端到望远端的倍率的变化，第二透镜单元和第三透镜单元向着缩小侧移动，第四透镜单元向着放大侧移动。当βt2是第二透镜单元在望远端处的横向倍率，并且βw2是第二透镜单元在广角端处的横向倍率时，满足下述条件：
0.5＜|βt2/βw2|＜1.0。
根据下面参照附图对于示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征和方面将变得清晰。
附图说明
包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并且与本描述一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的变焦透镜在广角端和望远端处的截面图。
图2是根据本发明的第一示例性实施例的变焦透镜的像差系数的图。
图3是示出在根据本发明的第一示例性实施例的变焦透镜上可能出现的各种像差的像差图。
图4是根据本发明的第二示例性实施例的变焦透镜的截面图。
图5是示出在根据本发明的第二示例性实施例的变焦透镜上可能出现的各种像差的像差图。
图6是根据本发明的第三示例性实施例的变焦透镜的截面图。
图7是示出在根据本发明的第三示例性实施例的变焦透镜上可能出现的各种像差的像差图。
图8是根据本发明的第四示例性实施例的变焦透镜的截面图。
图9是示出在根据本发明的第四示例性实施例的变焦透镜上可能出现的各种像差的像差图。
图10示出应用了根据本发明的示例性实施例的变焦透镜的图像投影装置的例子。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的变焦透镜在广角端和望远端处的截面图。参照图1，具有正折光力的第一透镜单元G1对于变焦而言是不动的，并且对于物距调节(聚焦)而言移动。具有负折光力的第二透镜单元G2可以在变焦期间移动。具有负折光力的第三透镜单元G3可以在变焦期间移动。具有正折光力的第四透镜单元G4包括光阑，并且可以在变焦期间移动。具有正折光力的第五透镜单元G5可以在变焦期间移动。具有正折光力的第六透镜单元G6对于倍率的变化是不动的。
在本发明的示例性实施例中，“光阑”是指调整F数(Fno)的透镜或者该透镜的边缘(支撑部分)。为了更严格地描述根据本发明示例性实施例的光阑，光阑是指其有效直径在变焦透镜中所包含的所有透镜的有效直径中为最小的透镜或者该透镜的边缘(支撑部分)。
在变焦透镜的每一个截面图(图1、4、6和8)中，“P”表示诸如颜色合成棱镜(color compositing prism)的玻璃块。“D”表示诸如液晶显示(LCD)面板的用于显示要被显示的原始图像的图像显示元件。根据本发明示例性实施例的变焦透镜是用于投影设备的变焦透镜(投影光学系统)，该投影设备被配置为将由图像显示元件D显示的图像投射到屏幕(未示出)。颜色合成棱镜P将对应于每一种颜色光的来自图像显示元件的光组合，并且把合成光引导到变焦透镜。
现在，在下面将详细地描述根据本示例性实施例的变焦透镜的光学特性。首先，将详细地描述每一个移动透镜单元和Fno之间的关系。
在本示例性实施例中，对于从广角端到望远端的倍率的变化，第二透镜单元G2和第三透镜单元G3向着缩小侧(在下文中也可以称为“显示元件侧”)移动。第四透镜单元G4和第五透镜单元G5向着放大侧(在下文中也可以称为“屏幕侧”)移动。
对于倍率的变化，在各移动透镜单元之中，第三透镜单元G3对于折光力的增加贡献最大。另一方面，当轻微地减小折光力时，第二透镜单元G2与第四透镜单元G4和第五透镜单元G5一起校正像面的位置。
对于从广角端到望远端的倍率的变化，第二透镜单元G2向着显示元件侧移动。以这样的方式，包括第三透镜单元G3和随后的移动透镜单元的移动透镜单元的物点向着屏幕侧移动。因此，包括包含光阑的第四透镜单元G4和随后的移动透镜单元的移动透镜单元可以向着屏幕侧移动。
为了实现小尺寸变焦透镜，第二透镜单元G2的横向倍率(可变倍率比)在整个变焦范围上为正是有用的。这是因为，如果第二透镜单元G2的横向倍率(可变倍率比)在整个变焦范围上为正，则第一透镜单元G1和第二透镜单元G2之间的间距可以被设置得小。
在具有上述配置的变焦透镜中，包括光阑的第四透镜单元G4的物点(屏幕侧的共轭点)与第四透镜单元G4的在屏幕侧的第一透镜表面之间的距离可以变得恒定。因此，具有上述配置的本示例性实施例可以实现其Fno在整个变焦范围上基本恒定的变焦透镜。
作为本示例性实施例的其它效果之一，本示例性实施例可以通过对于从广角端到望远端的倍率的变化将第四透镜单元G4和第五透镜单元G5(后透镜组)向着屏幕侧移动来有效地抑制或至少减少各种像差。下面将详细地描述该效果。
为了实现移动透镜单元的上述移动和实现具有基本上恒定的Fno的变焦透镜，满足下述条件(1)是有用的：
0.5＜|βt2/βw2|＜1.0                        (1)。
满足下述条件(1a)是进一步有用的：
0.6＜|βt2/βw2|＜0.9                        (1a)。
满足下述条件(1b)是更进一步有用的：
0.7＜|βt2/βw2|＜0.8                        (1b)。
在上述条件(1)、(1a)和(1b)中，“βw2”和“βt2”分别表示在广角端处和在望远端处的第二透镜单元的横向倍率。
如果超出了条件(1)的上限值或下限值，则像差量在不同的变焦位置处可能大大地改变。
根据本示例性实施例的变焦透镜可以满足下述条件：
0.9＜XWβW/XTβT＜1.1                        (2)。
满足下述条件(2a)是进一步有用的：
0.95＜XWβW/XTβT＜1.05                      (2a)。
在上述条件(2)和(2a)中，XW是在广角端处位于光阑的放大侧的透镜单元的焦点位置与光阑之间的空气等效距离，βW是在广角端处位于缩小侧且包括光阑的透镜单元的总的图像形成倍率，XT是在望远端处位于光阑的放大侧的透镜单元的焦点位置与光阑之间的空气等效距离，βT是在望远端处位于缩小侧且包括光阑的透镜单元的总的图像形成倍率。
在本示例性实施例中，由n个透镜单元实现的总的图像形成倍率βW由表达式“β1×β2×β3...×βn”限定。满足上述条件的每一个示例性实施例可以实现在整个变焦范围上具有基本上恒定的Fno的变焦透镜。
另一方面，如果超出了条件(2)的上限值或下限值，则变得不可能实现在整个变焦范围上基本恒定的Fno。结果，亮度可能改变。
满足上述条件的每一个示例性实施例通过移动位于显示元件侧且包括光阑的透镜单元(在下文中简称为“后透镜组”)来针对倍率的变化而校正在位于光阑的屏幕侧的透镜单元(在下文中也可以称为“前透镜组”)中可能出现的畸变的变化。更具体地，通过移动包括具有高的负折光力的负透镜的第五透镜单元，本示例性实施例适当地控制在不同的变焦位置处的畸变量。因此，具有上述配置的本示例性实施例可以实现在整个变焦范围上具有基本恒定的Fno且具有高的图像形成性能的变焦透镜，其中，在该变焦透镜中可能仅有少量的畸变出现。下面将详细地描述本示例性实施例的效果。
图2是示出根据本示例性实施例的变焦透镜在广角端处和在望远端处的第三阶畸变系数的图。首先，将在下面详细地描述用于校正在前透镜组和后透镜组上可能出现的畸变的示例性方法。
在从广角端到望远端的倍率的变化期间，在前透镜组上出现的负畸变可能增加(图2中的畸变系数“a”)。假设在后透镜组上出现的畸变不针对倍率的变化而改变。在这种情况下，整个变焦透镜在不同的变焦位置处的畸变可能大大地改变。因此，变得难以减少在整个变焦范围上的畸变。
在本示例性实施例中，在从广角端到望远端的倍率的变化期间，增加后透镜组上的正畸变(图2中的畸变系数b)，以减少整个变焦范围中的畸变。在图2中，示出下述系数：
a：在广角端处和在望远端处位于光阑的前面的前透镜组的透镜的畸变系数之和；
b：在广角端处和在望远端处包括光阑的后透镜组的透镜的畸变系数之和；
c：在广角端处第五透镜单元的畸变系数；以及
d：在望远端处第五透镜单元的畸变系数。
下面将详细地描述在广角端处由第五透镜单元执行的畸变的校正。
第五透镜单元通过在广角端处产生负畸变(屏幕上的桶形畸变)而校正除第五透镜单元以外的透镜单元上的正畸变(屏幕上的枕形(pincushion)畸变)来减少整个变焦透镜中的畸变量(图2中的畸变系数c)。另一方面，如图2中的畸变系数d所示，第五透镜单元将在望远端处出现的负畸变的量减小为小于广角端处的负畸变的量。以这样的方式，第五透镜单元还减少整个变焦透镜的在望远端处的畸变的量。
更具体地，第五透镜单元由正透镜L12和L13以及负透镜L14构成，并且总体上充当正的移动透镜单元。负透镜L14使入射光大大地折射，以如期望的那样产生畸变。在倍率的变化期间，第五透镜单元从显示元件侧向着屏幕侧移动。因此，使得离轴主光线的高度(离光轴的距离(在下文中简称为“h”))改变。此外，控制负畸变的量。以这样的方式，可以改变在广角端处和在望远端处在第五透镜单元上出现的畸变的量。
为了实现在整个变焦范围中的畸变量小的变焦透镜，满足下述条件(3)是有用的：
Figure BDA0000069796560000071
满足下述条件(3a)是进一步有用的：
Figure BDA0000069796560000072
另外，本示例性实施例可以满足下述条件(4)以有效地减少整个变焦范围中的畸变量：
0.05＜Lc/L＜0.3                       (4)。
满足下述条件(4a)是更进一步有用的：
0.1＜Lc/L＜0.2                        (4a)。
在上述条件(3)和(3a)中，
Figure BDA0000069796560000073
是位于光阑的显示元件侧的负透镜的焦度中的绝对值最大的焦度，
Figure BDA0000069796560000074
是在广角端处的整个变焦透镜的焦度。上述条件(4)和(4a)中，L是透镜总长(不包括棱镜)，Lc是包含该负透镜的移动透镜单元的在广角端处的位置与在望远端处的位置之差。这里，所述负透镜是焦度为位于光阑的显示元件侧的负透镜的焦度中绝对值最大的负透镜。
如果超出了条件(3)的下限值，则针对每一个移动透镜单元的移动距离来校正畸变的效果可能减小。另一方面，如果超出了条件(3)的上限值，则可能出现畸变。此外，如果超出了条件(4)的下限值，则每一个移动透镜单元的移动距离可能减小。因此，不能有效地校正畸变。另一方面，如果超出了条件(4)的上限值，则变得需要使用大尺寸透镜。
另外，有用的是，提供位于光阑的缩小共轭侧且尽可能地靠近显示元件侧、对畸变的校正作出贡献的负透镜。这是因为，该负透镜越靠近显示元件侧，作为入射在该负透镜上的光的入射高度的高度h就越高。结果，在这种情况下，校正畸变的效果可变得更高。
在本示例性实施例中，在第五透镜单元的透镜之中，负透镜L14最靠近显示元件侧，以如期望的那样产生大的畸变。
图3是示出在根据本发明的第一示例性实施例的变焦透镜上可能出现的各种像差的特性的像差图。在图3中的每一个像差图中，示出了球面像差、像散(像场弯曲)和畸变(％)。图3的上面部分中的图示出在广角端处的像差，而在图3的下面部分中示出望远端处的像差。在图3中，实线指示关于550nm的波长的光的球面像差，而虚线指示关于470nm的波长的光的球面像差。关于像散，实线(S)表示弧矢像面，虚线(T)表示子午像面。
在本示例性实施例中，在广角端和望远端处，Fno在每一个位置处具有约为2.0的基本上恒定的值。另外，对于整个变焦范围，有效地抑制各种像差。特别地，可以有效地抑制畸变。
通过上述配置，本示例性实施例可以实现能够在变焦期间在抑制畸变的同时维持基本上恒定的亮度的变焦透镜。
本发明的第二示例性实施例具有简单的配置，其中，一个移动透镜单元位于包括光阑的移动透镜单元的显示元件侧。将不在这里重复与上述的第一示例性实施例的配置相似的本示例性实施例的配置的详细描述。
图4是根据本示例性实施例的变焦透镜的截面图。图5是示出在根据第二示例性实施例的变焦透镜上可能出现的各种像差的像差图。
参照图4，根据本示例性实施例的变焦透镜包括具有正折光力的第一透镜单元和具有负折光力的第二透镜单元。第一透镜单元对于变焦是不动的，而对于距离调节(聚焦)移动。第二透镜单元可以在变焦期间移动。
另外，变焦透镜包括具有负折光力的第三透镜单元、具有正折光力的第四透镜单元和具有正折光力的第五透镜单元。第三透镜单元可以在变焦期间移动。第四透镜单元包括光阑，并且可以在变焦期间移动。第五透镜单元对于倍率的变化是不动的。如上所述，根据本示例性实施例的变焦透镜是五单元变焦透镜。
在本示例性实施例中，对于从广角端到望远端的倍率的变化，第二透镜单元和第三透镜单元向着显示元件侧(缩小侧)移动，而第四透镜单元向着屏幕侧(放大侧)移动。
对于在第一和第二示例性实施例中针对变焦而移动的透镜单元，不需要在从广角端到望远端的变焦期间总是移动。换句话说，透镜单元的一部分在变焦期间移动是有用的。
现在，将在下面详细地描述第三示例性实施例。图6是根据本发明的第三示例性实施例的变焦透镜在广角端和望远端处的截面图。图7是示出在根据本示例性实施例的变焦透镜上可能出现的各种像差的像差图。
参照图6，根据本示例性实施例的变焦透镜包括：具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；具有负折光力的第三透镜单元；具有正折光力的第四透镜单元；具有负折光力的第五透镜单元；以及具有正折光力的第六透镜单元。第一透镜单元对于变焦是不动的，而对于距离调节(聚焦)移动。第二透镜单元和第三透镜单元可以在变焦期间移动。第四透镜单元包括光阑，并且可以在变焦期间移动。第五透镜单元可以在变焦期间移动。第六透镜单元对于倍率的变化是不动的。如上所述，根据本示例性实施例的变焦透镜是六单元变焦透镜。
图8是根据本发明的第四示例性实施例的变焦透镜的截面图。图9是示出在根据本示例性实施例的变焦透镜上可能出现的各种像差的像差图。
参照图8，根据本示例性实施例的变焦透镜包括：具有正折光力的第一透镜单元；具有负折光力的第二透镜单元；具有负折光力的第三透镜单元；具有正折光力的第四透镜单元；具有正折光力的第五透镜单元；以及具有正折光力的第六透镜单元。第一透镜单元对于变焦是不动的，而对于距离调节(聚焦)移动。第二透镜单元和第三透镜单元可以在变焦期间移动。第四透镜单元包括光阑，并且可以在变焦期间移动。第五透镜单元可以在变焦期间移动。第六透镜单元对于倍率的变化是不动的。如上所述，根据本示例性实施例的变焦透镜是六单元变焦透镜。
如上所述，作为本发明的一种效果，本发明可以实现能够在有效地抑制Fno的变化的同时抑制整个变焦范围上的畸变的变焦透镜。作为本发明的另一种效果，本发明可以实现能够在有效地抑制Fno的变化的同时抑制整个变焦范围上的畸变并且具有高的图像形成性能的变焦透镜。作为本发明的又一种效果，如果本发明的变焦透镜被用于投影设备上，则可以实现具有恒定的亮度且在整个变焦范围中基本上不出现畸变的投影图像。
本发明的变焦透镜可以作为投影透镜被应用于图像投影设备，该图像投影设备被配置为投射来自诸如LCD面板或微镜装置的光调制元件的图像的光束。另外，本发明的变焦透镜可以作为拍摄透镜被应用于图像拾取设备，该图像拾取设备被配置为在图像传感器或胶片上形成被摄体图像。
另外，本发明的图像投影设备包括光源、LCD面板、被配置为将来自光源的照射光引导到LCD面板的照明光学系统、以及被配置为将来自LCD面板的图像的光束投射到诸如屏幕的投影目标表面上的投影透镜(本发明的上述变焦透镜)。上述的本发明的图像投影设备可以将在整个变焦范围(从广角端到望远端的整个变焦范围)中仅包括少量的畸变的图像投射到投影目标表面。
图10示出应用了根据本发明的示例性实施例的变焦透镜的图像投影设备的例子。从光源1发射的白色光被抛物面反射体2反射。来自抛物面反射体2的反射光通过包含二维排列的多个透镜的第一透镜阵列3被分割成多个光束。来自第一透镜阵列3的分割光束通过第二透镜阵列4，然后在偏振转换元件5附近形成多个光源图像。
进入偏振转换元件5的光束沿偏振方向对准，以从非偏振光变成线性偏振光，并且然后通过聚光透镜6在液晶面板9、14和18上被相互叠加，以便用叠加的光束对液晶面板9、14和18进行照明。在本示例性实施例中，偏振转换元件5将入射光束的偏振方向对准，使得所述光束相对于偏振光束分割器8、13和17的偏振分离表面变为s偏振光。
液晶面板9、14和18分别处置绿色、红色和蓝色波长频带的光束。光源1至聚光透镜6构成照明光学系统。
离开照明光学系统的光束进入具有根据波长频带来分离光路的功能的二向色镜(分色元件)7。二向色镜7透射绿色和红色波长频带的光束而反射蓝色波长频带的光束。
二向色镜12透射蓝色和绿色波长频带的光束而反射红色波长频带的光束。二向色镜12可被配置为具有反射蓝色波长频带的光束的特性。
根据二向色镜7和二向色镜12的特性，绿色波长频带的光束通过二向色镜7和二向色镜12。然后，绿色波长频带的光束作为s偏振光进入偏振光束分割器8，并且由此被偏振光束分割器8反射以对液晶面板9进行照明。液晶面板9具有在改变(调制)入射光的偏振状态的同时反射入射光的功能。液晶面板14和18也具有与液晶面板9的功能相同的功能。被液晶面板9调制的图像光(p偏振光分量)通过偏振光束分割器8并且然后被组合棱镜(颜色组合元件或光路组合元件)10的分色表面(二向色表面)反射，以被引导到变焦透镜(投影透镜或投影光学系统)11。然后，图像光通过变焦透镜11被放大并被投射在屏幕(投影表面)上。这里，图像光是在改变偏振状态的同时被引导到变焦透镜11的光。另一方面，图像光以外的偏振光向着光源1返回。
被二向色镜7反射的蓝色波长频带的光束进一步被反射镜15反射，并且然后经由中继透镜16被引导到偏振光束分割器17。然后，蓝色波长频带的反射光束被偏振光束分割器17反射以对液晶面板18进行照明。偏振状态被液晶面板18改变的光之中的图像光通过偏振光束分割器17并且然后被组合棱镜10的分色表面反射。反射的图像光被变焦透镜11放大并且投射在屏幕上。
通过二向色镜7的红色波长频带的光束被二向色镜12反射。红色波长频带的反射光束进一步被偏振光束分割器13反射以对液晶面板14进行照明。偏振状态被液晶面板14改变的光之中的图像光通过偏振光束分割器13和组合棱镜10的分色表面，并且然后被变焦透镜11放大和投射在屏幕上。
在上面的描述中，除了变焦透镜11以外的配置被称为图像投影设备体，包括变焦透镜11的配置被称为图像投影设备。
如上所述，利用根据本发明的示例性实施例的变焦透镜作为投影透镜使得能够投射清楚的和精细的图像。
在本发明的每一个示例性实施例中，第一透镜单元对于倍率的变化是不动的。然而，第一透镜单元可以针对聚焦而移动。此外，如上所述，本发明的每一个示例性实施例是五单元或六单元变焦透镜。然而，可替换地，具有低折光力的透镜可以位于各透镜单元之间。
另外，进一步有用的是，对于从广角端到望远端的倍率的变化，第二透镜单元和第三透镜单元向着缩小侧单调地移动，而第四透镜单元向着放大侧单调地移动。
在下面阐述分别对应于本发明的第一示例性实施例至第四示例性实施例的数值例子1至4。在数值例子1至4中的每一个中，“f”表示焦距，“Fno”表示F数。“ri”表示离物侧的第i个表面的曲率半径，“di”表示第i个表面和第(i+1)个表面之间的轴向间隔，“ni”和“vi”分别表示关于d线光的离物侧的第i个光学构件的折射率和阿贝数。用角度(“°”)的单位描述半视角。
数值例子1
单位：mm
f＝55.5-112.2  Fno＝2.0-2.0  变焦比：2.0
表面数据
Figure BDA0000069796560000121
Figure BDA0000069796560000131
各种数据
变焦比：2.0
        广角端    中间焦距    望远端
半视角
        13.4181   8.4027      6.712
透镜单元之间的距离
Figure BDA0000069796560000141
数值例子2
单位：mm
f＝55.2-111.7    Fno＝2.0-2.0    变焦比：2.0
表面数据
Figure BDA0000069796560000142
透镜单元之间的距离
Figure BDA0000069796560000152
Figure BDA0000069796560000161
各种数据
        广角端    中间焦距    望远端
半视角
        13.4      8.4         6.7
数值例子3
单位：mm
f＝55.3-111.9  Fno＝2.0-2.0  变焦比：2.0
表面数据
Figure BDA0000069796560000162
Figure BDA0000069796560000171
透镜单元之间的距离
Figure BDA0000069796560000172
各种数据
        广角端    中间焦距    望远端
半视角
        13.4      8.4         6.7
数值例子4
单位：mm
f＝55.5-112.1  Fno＝2.0-2.0  变焦比：2.0
表面数据
Figure BDA0000069796560000181
Figure BDA0000069796560000191
透镜单元之间的距离
Figure BDA0000069796560000192
各种数据
        广角端    中间焦距    望远端
半视角
        13.4      8.5         6.7
上述条件(1)至(4)的值与上述数值例子1至4之间的关系在下面的表1中示出。表2示出第二透镜单元的在广角端、中间焦距(在广角端和望远端之间)和望远端处的可变倍率比。
表1
数值例子
Figure BDA0000069796560000201
＊在表1中，对于条件(1)至(4)使用下面的数学式：
条件(1)：0.5＜|βt2/βw2|＜1.0
条件(2)：0.9＜XWβW/XTβT＜1.1
条件(3)：
Figure BDA0000069796560000202
条件(4)：0.05＜Lc/L＜0.3
表2
Figure BDA0000069796560000203
虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。对下面的权利要求的范围应该给予最广义的解释，以涵盖所有的变型及等同的结构和功能。

Claims (7)

1.一种变焦透镜，从放大侧到缩小侧依次包括：
具有正折光力的第一透镜单元，该第一透镜单元对于倍率的变化是不动的；
具有负折光力的第二透镜单元，该第二透镜单元对于倍率的变化移动；
具有负折光力的第三透镜单元，该第三透镜单元对于倍率的变化移动；
具有正折光力的第四透镜单元，该第四透镜单元包括光阑并且对于倍率的变化移动；以及
至少一个透镜单元，
其中，对于从广角端到望远端的倍率的变化，第二透镜单元和第三透镜单元向着缩小侧移动，第四透镜单元向着放大侧移动，以及
其中，当βt2是第二透镜单元在望远端处的横向倍率并且βw2是第二透镜单元在广角端处的横向倍率时，满足下述条件：
0.5＜|βt2/βw2|＜1.0。
2.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，当
Figure FDA0000069796550000011
是位于光阑的缩小侧的负透镜的焦度中绝对值最大的焦度、
Figure FDA0000069796550000012
是在广角端处的整个变焦透镜的焦度、Lc是包括具有位于光阑的缩小侧的负透镜的焦度中绝对值最大的焦度的负透镜的移动透镜单元在广角端处的位置与在望远端处的位置之差、以及L是所述变焦透镜的总长度时，满足下述条件：
0.05＜Lc/L＜0.3。
3.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，第二透镜单元的横向倍率在整个变焦范围中具有正值。
4.根据权利要求1所述的变焦透镜，其中，当XW是在广角端处位于光阑的放大侧的透镜单元的焦点位置与光阑之间的空气等效距离、βW是在广角端处位于缩小侧且包括光阑的透镜单元的总的图像形成倍率、XT是在望远端处位于光阑的放大侧的透镜单元的焦点位置与光阑之间的空气等效距离、以及βT是在望远端处位于缩小侧且包括光阑的透镜单元的总的图像形成倍率时，满足下述条件：
0.9＜XWβW/XTβT＜1.1。
5.根据权利要求2所述的变焦透镜，其中，所述具有绝对值最大的焦度的负透镜是位于最靠近缩小侧的位置的移动透镜单元中包含的透镜。
6.根据权利要求5所述的变焦透镜，其中，所述具有绝对值最大的焦度的负透镜位于最靠近缩小侧的位置。
7.一种图像投影设备，包括根据权利要求1或2所述的变焦透镜。
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