CN105388590A - 放大光学系统 - Google Patents

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Abstract

投影变焦镜头，组成投影仪的投影光学系统，其将图像显示元件的表面上显示的图像投射至投影表面，从而放大并显示该图像，从投影表面侧向图像显示元件侧依次包括，具有负折射力的第一透镜组，具有负折射力的第二透镜组，具有正折射力的第三透镜组，具有正折射力的第四透镜组，和第五透镜组，其中，第五透镜组的折射力弱于第一透镜组的折射力、第二透镜组的折射力、第三透镜组的折射力和第四透镜组的折射力。

Description

放大光学系统
本申请是发明名称为“投影变焦镜头和投影仪”(申请号：201310332685.5；申请日：2013年05月15日)的申请的分案申请。
优先权声明
本申请基于并要求于2012年5月15日提交的日本专利申请No.2012-111388和于2012年5月18日提交的日本专利申请No.2012-114782的优先权，在此，通过整体引用的方式将其公开合并在此。
技术领域
本发明涉及用于投影仪的投影光学系统中的投影变焦镜头，尤其涉及适合放大由要投射到屏幕上的、由微装置调制的光束形成的原始图像的变焦镜头以及装配有该变焦镜头的投影仪。
背景技术
例如，将图像投射到位于投影仪前方的投射表面(屏幕)上的前投射型投影仪已经广泛应用在用于展示的企业、学校或家庭中。用在投影仪中的许多光调制元件(光阀)是透射型或反射型液晶元件。然而，经常使用典型为数字微镜装置(DMD)的微装置，该装置在小型化和提高亮度方面具有优势。
DMD是一种元件，其通过由微镜反射的光来产生投影图像。微镜的转动角约为±10°，且有效反射光和无效反射光可通过角度差(angledifferences)来切换。来自DMD的有效反射光和无效反射光的有效入射控制对于使用DMD的投影仪的投影镜头来说是必需的。出于这个原因，期望在DMD一侧的法线方向上安排投影镜头。为了实现这种安排，将照明光源和投影光源放置在近似相同的位置。如上所述，在DMD一侧的法线方向上投影镜头的安排受限。
鉴于上述限制，对于使用DMD的投影仪的投影镜头来说，有必要减小尺寸，从而位于光阀一侧的透镜直径不妨碍照明光系统，且有必要具有长的后焦距。因而，对于使用DMD的投影仪的投影镜头来说，相对低倍(low-power)的变焦镜头和远距变焦镜头是合适的。
近年来，对于这种投影镜头，需要具有高倍(high-power)变焦和广角变焦二者的镜头，且对应于这种镜头的投影镜头是已知的(参见JP2011-69959A，JP2011-69957A，JP2003-015038A，JP2005-292260A)。
JP2011-69959A和JP2011-69957A中所述的镜头是在第五和第六组中实现高倍且具有约×1.5的变焦比的投影变焦镜头。虽然很好地校正了像差，但这种变焦镜头只具有30°的半视场角ω。JP2003-015038A和JP2005-292260A中所述的镜头是投影光学系统的广角变焦镜头，但是这是LCD型的远心光学系统，其不适用于使用DMD的光学系统。因此，对于已知的使用DMD的投影仪的投影镜头来说很难同时获得高倍和宽视角。
发明内容
考虑到上述情况，提出了本发明，本发明的目的是提供适用于使用图像生成元件(例如，作为光调制器件的DMD)的投影仪的镜头，以及提供具有宽的半视场角(ω＝39-45°)且具有×1.5的高倍变焦比的高性能投影变焦镜头。
为了达到上述目的，本发明的一个实施例提供了一种投影变焦镜头，构成投影仪的投影光学系统，其将显示在图像显示元件的表面上的图像投射至投影表面，从而放大并显示该图像，该投影变焦镜头从投影表面侧到图像显示元件侧依次包括：具有负折射力的第一透镜组；具有负折射力的第二透镜组；具有正折射力的第三透镜组；具有正折射力的第四透镜组；和第五透镜组，其中第五透镜组的折射力弱于第一透镜组的折射力、第二透镜组的折射力、第三透镜组的折射力、和第四透镜组的折射力。
本发明的一个实施例还提供了一种投影变焦镜头，构成投影仪的投影光学系统，其将图像显示元件的表面上显示的图像投射至投影表面，从而放大并显示该图像，该投影变焦镜头从投影表面侧向图像显示元件侧依次包括：具有负折射力的第一透镜组；具有负折射力的第二透镜组；具有正折射力的第三透镜组；具有正折射力的第四透镜组；和第五透镜组，其中最接近图像显示元件的透镜组在变焦时从广角端向远距端移动。
附图说明
包括附图以提供对本公开的更深入的理解，且将附图合并且构成本说明书的一部分。这些附图示出了本公开的实施例，且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是示出了根据本发明的实施例1的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图2A、2B、2C是根据实施例1的处于广角端的变焦镜头的像差图。图2A示出了球面像差，图2B示出了象散，而图2C示出了失真。
图3A、3B、3C是根据实施例1的处于中间的变焦镜头的像差图。图3A示出了球面像差，图3B示出了象散，而图3C示出了失真。
图4A、4B、4C是根据实施例1的处于远距端的变焦镜头的像差图。图4A示出了球面像差，图4B示出了象散，而图4C示出了失真。
图5是示出了根据本发明的实施例2的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图6A、6B、6C是根据实施例2的处于广角端的变焦镜头的像差图。图6A示出了球面像差，图6B示出了象散，而图6C示出了失真。
图7A、7B、7C是根据实施例2的处于中间的变焦镜头的像差图。图7A示出了球面像差，图7B示出了象散，而图7C示出了失真。
图8A、8B、8C是根据实施例2的处于远距端的变焦镜头的像差图。图8A示出了球面像差，图8B示出了象散，而图8C示出了失真。
图9是示出了根据本发明的实施例3的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图10A、10B、10C是根据实施例3的处于广角端的变焦镜头的像差图。图10A示出了球面像差，图10B示出了象散，而图10C示出了失真。
图11A、11B、11C是根据实施例3的处于中间的变焦镜头的像差图。图11A示出了球面像差，图11B示出了象散，而图11C示出了失真。
图12A、12B、12C是根据实施例3的处于远距端的变焦镜头的像差图。图12A示出了球面像差，图12B示出了象散，而图12C示出了失真。
图13是示出了根据本发明的实施例4的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图14A、14B、14C是根据实施例4的处于广角端的变焦镜头的像差图。图14A示出了球面像差，图14B示出了象散，而图14C示出了失真。
图15A、15B、15C是根据实施例4的处于中间的变焦镜头的像差图。图15A示出了球面像差，图15B示出了象散，而图15C示出了失真。
图16A、16B、16C是根据实施例4的处于远距端的变焦镜头的像差图。图16A示出了球面像差，图16B示出了象散，而图16C示出了失真。
图17是示出了根据本发明的实施例5的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图18A、18B、18C是根据实施例5的处于广角端的变焦镜头的像差图。图18A示出了球面像差，图18B示出了象散，而图18C示出了失真。
图19A、19B、19C是根据实施例5的处于中间的变焦镜头的像差图。图19A示出了球面像差，图19B示出了象散，而图19C示出了失真。
图20A、20B、20C是根据实施例5的处于远距端的变焦镜头的像差图。图20A示出了球面像差，图20B示出了象散，而图20C示出了失真。
图21是示出了根据本发明的实施例6的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图22A、22B、22C是根据实施例6的处于广角端的变焦镜头的像差图。图22A示出了球面像差，图22B示出了象散，而图22C示出了失真。
图23A、23B、23C是根据实施例6的处于中间的变焦镜头的像差图。图23A示出了球面像差，图23B示出了象散，而图23C示出了失真。
图24A、24B、24C是根据实施例6的处于远距端的变焦镜头的像差图。图24A示出了球面像差，图24B示出了象散，而图24C示出了失真。
图25是示出了根据本发明的实施例7的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图26A、26B、26C是根据实施例7的处于广角端的变焦镜头的像差图。图26A示出了球面像差，图26B示出了象散，而图26C示出了失真。
图27A、27B、27C是根据实施例7的处于中间的变焦镜头的像差图。图27A示出了球面像差，图27B示出了象散，而图27C示出了失真。
图28A、28B、28C是根据实施例7的处于远距端的变焦镜头的像差图。图28A示出了球面像差，图28B示出了象散，而图28C示出了失真。
图29是示出了根据本发明的实施例8的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图30A、30B、30C是根据实施例8的处于广角端的变焦镜头的像差图。图30A示出了球面像差，图30B示出了象散，而图30C示出了失真。
图31A、31B、31C是根据实施例8的处于中间的变焦镜头的像差图。图31A示出了球面像差，图31B示出了象散，而图31C示出了失真。
图32A、32B、32C是根据实施例8的处于远距端的变焦镜头的像差图。图32A示出了球面像差，图32B示出了象散，而图32C示出了失真。
图33是示出了根据本发明的实施例9的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图34A、34B、34C是根据实施例9的处于广角端的变焦镜头的像差图。图34A示出了球面像差，图34B示出了象散，而图34C示出了失真。
图35A、35B、35C是根据实施例9的处于中间的变焦镜头的像差图。图35A示出了球面像差，图35B示出了象散，而图35C示出了失真。
图36A、36B、36C是根据实施例9的处于远距端的变焦镜头的像差图。图36A示出了球面像差，图36B示出了象散，而图36C示出了失真。
图37是示出了根据本发明的实施例10的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图38A、38B、38C是根据实施例10的处于广角端的变焦镜头的像差图。图38A示出了球面像差，图38B示出了象散，而图38C示出了失真。
图39A、39B、39C是根据实施例10的处于中间的变焦镜头的像差图。图39A示出了球面像差，图39B示出了象散，而图39C示出了失真。
图40A、40B、40C是根据实施例10的处于远距端的变焦镜头的像差图。图40A示出了球面像差，图40B示出了象散，而图40C示出了失真。
图41是示出了根据本发明的实施例11的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图42A、42B、42C是根据实施例11的处于广角端的变焦镜头的像差图。图42A示出了球面像差，图42B示出了象散，而图42C示出了失真。
图43A、43B、43C是根据实施例11的处于中间的变焦镜头的像差图。图43A示出了球面像差，图43B示出了象散，而图43C示出了失真。
图44A、44B、44C是根据实施例11的处于远距端的变焦镜头的像差图。图44A示出了球面像差，图44B示出了象散，而图44C示出了失真。
图45是示出了根据本发明的实施例12的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图46A、46B、46C是根据实施例12的处于广角端的变焦镜头的像差图。图46A示出了球面像差，图46B示出了象散，而图46C示出了失真。
图47A、47B、47C是根据实施例12的处于中间的变焦镜头的像差图。图47A示出了球面像差，图47B示出了象散，而图47C示出了失真。
图48A、48B、48C是根据实施例12的处于远距端的变焦镜头的像差图。图48A示出了球面像差，图48B示出了象散，而图48C示出了失真。
图49是示出了根据本发明的投影仪的实施例的示意性配置图。
图50是示出了根据本发明的实施例13的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图51A、51B、51C是根据实施例13的处于广角端的变焦镜头的像差图。图51A示出了球面像差，图51B示出了象散，而图51C示出了失真。
图52A、52B、52C是根据实施例13的处于中间的变焦镜头的像差图。图52A示出了球面像差，图52B示出了象散，而图52C示出了失真。
图53A、53B、53C是根据实施例13的处于远距端的变焦镜头的像差图。图53A示出了球面像差，图53B示出了象散，而图53C示出了失真。
图54是示出了根据本发明的实施例14的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图55A、55B、55C是根据实施例14的处于广角端的变焦镜头的像差图。图55A示出了球面像差，图55B示出了象散，而图55C示出了失真。
图56A、56B、56C是根据实施例14的处于中间的变焦镜头的像差图。图56A示出了球面像差，图56B示出了象散，而图56C示出了失真。
图57A、57B、57C是根据实施例14的处于远距端的变焦镜头的像差图。图57A示出了球面像差，图57B示出了象散，而图57C示出了失真。
图58是示出了根据本发明的实施例15的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图59A、59B、59C是根据实施例15的处于广角端的变焦镜头的像差图。图59A示出了球面像差，图59B示出了象散，而图59C示出了失真。
图60A、60B、60C是根据实施例15的处于中间的变焦镜头的像差图。图60A示出了球面像差，图60B示出了象散，而图60C示出了失真。
图61A、61B、61C是根据实施例15的处于远距端的变焦镜头的像差图。图61A示出了球面像差，图61B示出了象散，而图61C示出了失真。
图62是示出了根据本发明的实施例16的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图63A、63B、63C是根据实施例16的处于广角端的变焦镜头的像差图。图63A示出了球面像差，图63B示出了象散，而图63C示出了失真。
图64A、64B、64C是根据实施例16的处于中间的变焦镜头的像差图。图64A示出了球面像差，图64B示出了象散，而图64C示出了失真。
图65A、65B、65C是根据实施例16的处于远距端的变焦镜头的像差图。图65A示出了球面像差，图65B示出了象散，而图65C示出了失真。
图66是示出了根据本发明的实施例17的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图67A、67B、67C是根据实施例17的处于广角端的变焦镜头的像差图。图67A示出了球面像差，图67B示出了象散，而图67C示出了失真。
图68A、68B、68C是根据实施例17的处于中间的变焦镜头的像差图。图68A示出了球面像差，图68B示出了象散，而图68C示出了失真。
图69A、69B、69C是根据实施例17的处于远距端的变焦镜头的像差图。图69A示出了球面像差，图69B示出了象散，而图69C示出了失真。
图70是示出了根据本发明的实施例18的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图71A、71B、71C是根据实施例18的处于广角端的变焦镜头的像差图。图71A示出了球面像差，图71B示出了象散，而图71C示出了失真。
图72A、72B、72C是根据实施例18的处于中间的变焦镜头的像差图。图72A示出了球面像差，图72B示出了象散，而图72C示出了失真。
图73A、73B、73C是根据实施例18的处于远距端的变焦镜头的像差图。图73A示出了球面像差，图73B示出了象散，而图73C示出了失真。
图74是示出了根据本发明的实施例19的处于广角端和远距端的投影变焦镜头的光学结构图。
图75A、75B、75C是根据实施例19的处于广角端的变焦镜头的像差图。图75A示出了球面像差，图75B示出了象散，而图75C示出了失真。
图76A、76B、76C是根据实施例19的处于中间的变焦镜头的像差图。图76A示出了球面像差，图76B示出了象散，而图76C示出了失真。
图77A、77B、77C是根据实施例19的处于远距端的变焦镜头的像差图。图77A示出了球面像差，图77B示出了象散，而图77C示出了失真。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对根据本发明的投影变焦镜头和投影仪的实施例进行描述。
投影变焦镜头
第一实施例
根据本发明的投影变焦镜头的实施例将被描述如下。根据第一实施例的投影变焦镜头是适用于使用反射型图像显示元件(例如DMD)作为光调制器件的投影仪的投影变焦镜头。该实施例的投影变焦镜头包括五-透镜组配置，其从放大侧(投影表面侧)依次具有负折射力、负折射力、正折射力、正折射力以及弱的负折射力或弱的正折射力，且具有×1.5的变焦比。此外，第五透镜组的折射力可以为正折射力或负折射力，只要它比其他组(第一至第四透镜组)的折射力更弱即可。
根据第一实施例的投影变焦镜头，当从DMD出射的光束进入第五透镜组时，折射角会减小，而像差变化会减少。如果第五透镜组的折射力很强，则这是不期望的情形，因为光束的折射角增大，而像差也增加。
第二实施例
根据第二实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第一实施例的投影变焦镜头中的广角变焦的优化方案。在已知的投影变焦镜头中，在最大缩小侧(mostreducedside)的透镜组是固定的，但是在根据本实施例的投影变焦镜头中，变焦时最大缩小侧的透镜组是移动的。通过这种配置，通过减小最大缩小侧的折射力，从广角端到远距端的光学性能的变化可以尽可能地减小，且在变焦时的像差变化也可以减少。
第三实施例
根据第三实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第二实施例的投影变焦镜头中的广角变焦的优化方案。也就是说，最接近图像显示元件的透镜组是具有弱的负折射力或弱的正折射力的透镜组。当投影变焦镜头包括从第一透镜组到第五透镜组的五个组时，最接近图像显示元件的透镜组是第五透镜组。
此外，如果投影变焦镜头包括从第一透镜组到第六透镜组的六个组时，最接近图像显示元件的透镜组是第六透镜组。在这种情况下，第六透镜组的折射力是弱的负折射力或弱的正折射力，其比其他五个透镜组的折射力更弱。
第四实施例
根据第四实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第一至第三实施例的投影变焦镜头中的第五透镜组的焦距的优化方案。也就是说，本实施例的投影变焦镜头在根据第一至第三实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件1。
(条件1)-0.01<1/F5<0.01
在这一点上，F5是第五透镜组的焦距。条件1是用于获得关于第五透镜组的折射力的优化方案，特别是用于获得关于球面像差和彗形像差的优化方案的条件。当参数超出了条件1的上限或下限时，这是不期望的情形，因为第五透镜组的折射力变强。出于这个原因，折射力设置条件恶化，而球面像差和彗形像差也可能增加。
第五实施例
根据第五实施例的投影变焦镜头是适合于投影仪的投影变焦镜头。这个实施例的投影变焦镜头包括五透镜组配置，从放大侧(投影表面侧)包括负折射力、负折射力、正折射力、正折射力、以及弱的负折射力或弱的正折射力，且满足关于第五透镜组的焦距的如下条件1。
(条件1)-0.01<1/F5<0.01
在这一点上，F5是第五透镜组的焦距。
根据第五实施例的投影变焦镜头，当经由图像显示元件出射的光束进入第五透镜组时，光束的折射角会减小，而像差变化可以减少。如果第五透镜组的折射力很强，则这是不期望的情形，因为光束的折射角增大，而像差也增加。条件1是用于获得关于第五透镜组的折射力的优化方案，特别是用于获得关于球面像差和彗形像差的优化方案的条件。当参数超出上限或下限时，则这是不期望的情形，因为第五透镜组的折射力变强。出于这个原因，折射力设置条件恶化，而球面像差和彗形象差也可能增加。
第六实施例
根据第六实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第一至第五实施例的投影变焦镜头中的第一透镜组和第二透镜组的焦距的优化方案。本实施例的变焦镜头在根据第一至第三实施例的变焦镜头中满足下面的条件2。
(条件2)0.15<F1/F2<0.50
在这一点上，F1是第一透镜组的焦距，而F2是第二透镜组的焦距。
条件2是用于获得关于象散的优化方案的条件。当参数超出条件2的上限时，这是不期望的情形，因为场曲增大，而当参数超出下限时，这也是不期望的情形，因为象散差增大。
第七实施例
根据第七实施例的投影变焦镜头提供了关于当根据第一至第六实施例的投影变焦镜头中的变焦比为×1.5时的半视场角(half-fieldangle)ω的优化方案。根据本实施例的投影变焦镜头在根据第一至第六实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件3.
(条件3)39<ω<45
在这一点上，ω是半视场角。
第八实施例
根据第八实施例的投影变焦镜头提供了关于当根据第一至第七实施例的投影变焦镜头中的变焦比为×1.5时的光学有效直径的优化方案。根据本实施例的投影变焦镜头在根据第一至第七实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件4。
(条件4)2.5<HS/HE<3.5
在这一点上，HS是处于最大放大侧的透镜的光学有效直径，而HE是处于最大缩小侧的透镜的光学有效直径。第八实施例提供了关于投影变焦镜头的透镜直径的优化方案。当参数超出条件4的上限时，这是不期望的情形，因为最接近屏幕的透镜的直径增大。当参数超出条件4的下限时，这也是不期望的情形，因为尽管最接近屏幕的透镜的直径减小，但是屏幕侧的透镜的折射力变强，而曲率半径也变大，导致可加工性的困难。
第九实施例
根据第九实施例的投影变焦镜头提供了关于当根据第一至第八实施例的投影变焦镜头中的广角变焦比为×1.5时的整个光学系统的焦距和整体光学长度的优化方案。根据本实施例的投影变焦镜头在根据第一至第八实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件5。
(条件5)10.0<OALw/Fw<12.0
在这一点上，OALw是当屏幕表面被聚焦在从作为投影表面的屏幕到最大放大侧的透镜的投影侧1600mm的距离中时，从最大放大侧的透镜中的放大侧的表面到器件表面(DMD表面)的距离。当参数超出条件5的上限时，这是不期望的情形，因为整体长度增加了，而当参数超出条件5的下限时，对于本发明的广角变焦投影系统来说这是不期望的情形，因为焦距Fw增加了。
第十实施例
根据第十实施例的投影变焦镜头提供了关于当根据第九实施例的投影变焦镜头中的广角变焦比为×1.5时的整体光学长度以及有效直径的优化方案。根据本实施例的投影变焦镜头在根据第九实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件6。
(条件6)15.2<OALw/HE<17.4
条件6是用于提供关于最大缩小侧的镜头的整体光学长度和直径的优化方案。当参数超出条件6的上限时，这是不期望的情形，因为周边光体积比增加，且屏幕的周边变暗。当参数超出条件6的下限时，这也是不期望的情形，因为最大缩小侧的镜头的直径增加，而这妨碍了照明光学系统。
第十一实施例
第十一实施例提供了具有根据第一至第十实施例的投影变焦镜头的投影仪。
第十二实施例
根据第十二实施例的投影变焦镜头是适合于使用例如作为光调制器件的DMD的反射型图像显示元件的投影仪。本实施例的投影变焦镜头包括五-透镜组配置，其从放大侧(投影表面侧)依次具有负折射力、负折射力、正折射力、正折射力、和负折射力，且满足下面的条件7。
(条件7)-1.9<F5n/F5p<-1.1
在这一点上，F5n是第五透镜组中位于最大缩小侧(图像显示元件侧)的负透镜的焦距，而F5p是第五透镜组中位于最大缩小侧(图像显示元件侧)的正透镜的焦距。
当参数超出条件7的上限时，这是不期望的情形，因为通过校正球面像差，象散差增加，且失真也增大。当参数超出条件7的下限时，这也是不期望的情形，因为远距侧的场曲和象散差也增加了。
第十三实施例
根据第十三实施例的投影变焦镜头提供了用于根据第十二实施例的投影变焦镜头中第五透镜组的配置的优化方案。也就是说，投影变焦镜头的第五透镜组从放大侧(投影表面侧)依次包括具有负折射力的透镜、具有正折射力的透镜、具有负折射力的透镜和具有正折射力的透镜。特别是第五透镜组中最大放大侧的正透镜和负透镜被形成为一胶合透镜，从而，可以在广角端和远距端或是变焦过程中获得消色差效果。
当第五透镜组中最大放大侧的透镜未被形成为由一具有负折射力的透镜和一具有正折射力的透镜组成的胶合透镜时，也可获得本实施例的效果。也就是说，当不使用胶合透镜时，可明显获得消色差效果。当单独安排具有负折射力的透镜和具有正折射力的透镜时，当透镜在垂直方向发生偏心时，相对于透镜的光轴方向的装配灵敏度增大。出于这个原因，期望使用胶合透镜，但并不总是必须使用胶合透镜，只要装配误差可被保持在一常数量内即可。
作为第五透镜组中从放大侧起第三个透镜的单个负透镜对于增加正球面像差以及使投影表面变平是有效的。如果第五透镜组包括负、正和正的透镜配置，则这对于光学性能是不期望的情形，因为这些关系恶化，且不能充分校正像差。在最大缩小侧的单个正透镜是必须的透镜，因为其包括调整彗形像差和球面像差的效果。
如果第五透镜组从放大侧依次包括负、正、正和负的透镜配置或从放大侧依次包括负、正和正的透镜配置，则可建立本实施例。然而，与负、正、负和正的配置相比，广角端和远距端之间的彗形像差的平衡恶化，导致性能的恶化。
第十四实施例
根据第十四实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第十二实施例和第十三实施例的投影变焦镜头中的第五透镜组的焦距的优化方案。也就是说，根据本实施例的投影变焦镜头在根据第十二实施例和第十三实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件8。
(条件8)-0.01<1/F5
在这一点上，F5是第五透镜组的焦距。条件8是用于获得关于第五透镜组的折射力的优化方案，尤其是，用于获得关于球面像差和彗形像差的优化方案的条件。当参数超出条件8的上限值或下限值时，这是不期望的情形，因为第五透镜组的折射力变强。出于这个原因，折射力设置条件恶化，且球面像差和彗形像差也可能增加。
第十五实施例
根据第十五实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第十二至第十四实施例的投影变焦镜头中的第三透镜组的焦距和第四透镜组的焦距的优化方案。也就是说，根据本实施例的投影变焦镜头在根据第十二至第十四实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件9。
(条件9)1.3<F3/F4<4.6
在这一点上，F3是第三透镜组的焦距，而F4是第四透镜组的焦距。条件9是用于导出关于变焦过程中的色差校正的优化方案的条件。当参数超出上限值或下限值时，这是不期望的情形，因为不能充分校正色差，在分辨性能上具有负面效果。
第十六实施例
根据第十六实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第十二至第十五实施例的投影变焦镜头中的第二透镜组的焦距的优化方案。也就是说，根据本实施例的投影变焦镜头在根据第十二至第十五实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件10。
(条件10)-0.27<Fw/F2<-0.11
在这一点上，Fw是整个光学系统在广角端的焦距，而F2是第二透镜组的焦距。当参数超出条件10的上限值时，也就是说，当第二透镜组的折射力减小时，这是不期望的情形，因为放大倍率色差增加了。当参数超出条件10的下限值时，也就是说第二透镜组的折射力增加时，这是不期望的情形，因为像差被过度校正，在分辨性能上具有负面效果。
第十七实施例
根据第十七实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第十二至第十六实施例的投影变焦镜头中的光瞳位置和图像高度的优化方案。也就是说，根据本实施例的投影变焦镜头在根据第十二至第十六实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件11。
(条件11)4.0<|EPw/DMDHT|<4.5
在这一点上，EPw是在广角端从DMD表面到入射光瞳的距离，而DMDHT是从相对于缩小侧最接近DMD的球面透镜的旋转中心轴到DMD的最边缘的距离。条件11是关于配置的条件。优选地是，EPw和DMDHT的比值在条件11中的数值范围内。当参数超出条件11的上限值或下限值时，这是不期望的情形，因为整个光学系统的尺寸增加，或者光束入射角增加，例如，导致分辨性能的负面效果。
第十八实施例
根据第十八实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第十二至第十七实施例的投影变焦镜头中的整个光学系统的焦距和后焦距的优化方案。也就是说，根据本实施例的投影变焦镜头在根据第十二至第十七实施例的投影变焦镜头中满足下面的条件12。
(条件12)0.35<Fw/BFw<0.45
在这一点上，BFw是从最大缩小侧的镜头中的缩小侧的表面到广角端的DMD的表面的距离，而Fw是处于广角端的整个光学系统的焦距。条件12是关于配置的条件，且优选地是，Fw和BFw的比值在条件12中的数值范围内。当参数超出条件12的上限值或下限值时，这是不期望的情形，因为整个光学系统的尺寸增加，且光束入射角增加，导致图像性能的负面效果。
第十九实施例
根据第十九实施例的投影变焦镜头提供了关于根据第十二至第十八实施例的投影变焦镜头中当变焦比为×1.5时的半视场角ω的优化方案。根据本实施例的投影变焦镜头在第十二至第十八实施例中满足下面的条件13。
(条件13)39<ω<45
在这一点上，ω是半视场角。
第二十实施例
第二十实施例提供了包括根据第十二至第十九实施例的投影变焦镜头的投影仪。
实施例
下面，将描述根据本发明的投影变焦镜头的具体实施例。从下面的实施例的数值可以很明显的看出，每个实施例的像差被高水平地校正，且球面像差、象散、场曲、轴上色差以及失真都被充分校正，且保持了更好的光学性能。
每个实施例中的符号如下。
F：整个光学系统的焦距
Fno：数值孔径
ω：半视场角
R：曲率半径
D：表面间隔
Nd：折射率
νd：阿贝数
L：透镜
G：透镜组
非球面由下面的等式表示。
X＝(H2/R)/[1+{1-k(H/R2)}1/2]+C4H4+C6H6+C8H8+C10H10+…
在下面的每个实施例的投影变焦镜头的光学结构图中，最接近DMD的球面透镜的旋转中心轴由虚线示出。最接近DMD的球面透镜的这个旋转中心轴与除了透镜L12和透镜L54的所有球面透镜的旋转中心轴一致，且这个旋转中心轴是投影光学系统的标准投影轴。此外，所有的球面透镜的旋转中心轴不总是必须一致的。
[实施例1]
图1示出了根据实施例1的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例1的投影变焦镜头从放大侧(图中的左侧)依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被置于缩小侧(图中的右侧)。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例1的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23、和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图2A-4C示出了根据实施例1的投影变焦镜头的像差图。图2A-2C是处于广角端的图，图3A-3C是处于中间的图，而图4A-4C是处于远距端的图。图2A、3A、4A示出了球面像差，图2B、3B、4B示出了象散，而图2C、3C、4C示出了失真。在图2A、3A、4A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图2B、3B、4B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图2A-4C所示，在每个变焦位置处有效地校正像差。
实施例1的每个数值都被示出于表1中。此外，符号S表示表面号。
[表1]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝42.1°
此外，表1中的INF表示无限远，而表1中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表2所示。表1中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表3所示的那样变化。投影距离是1600mm内的镜头间隔(lensinterval)。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表4所示。
[表2]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 8.3242E-05 7.7677E-05 -5.0310E-06 2.1371E-05
C6 -1.6077E-07 -8.0673E-08 6.1340E-08 1.2977E-07
C8 2.3526E-10 -1.1834E-10 9.6894E-11 -9.0695E-10
C10 3.8179E-15 6.8269E-13 2.5985E-12 8.9458E-12
C12 -4.4307E-16 7.5274E-16 0 0
C14 5.3461E-19 -5.5343E-18 0 0
C16 -1.5575E-22 5.8313E-21 0 0
[表3]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.82 10.80 7.09 1.00
中间 9.28 3.98 4.74 1.70
远距端 9.41 0.85 0.80 2.41
[表4]
条件1 1/F5 -3.8E-03
条件2 F1/F2 0.25
条件4 HS/HE 2.93
条件5 OALw/Fw 11.6
条件6 OALw/HE 17.29
[实施例2]
图5示出了根据实施例2的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例2的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4、具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例2的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图6A-8C示出了根据实施例2的投影变焦镜头的像差图。图6A-6C是处于广角端的图，图7A-7C是处于中间的图，而图8A-8C是处于远距端的图。图6A、7A、8A示出了球面像差，图6B、7B、8B示出了象散，而图6C、7C、8C示出了失真。在图6A、7A、8A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图6B、7B、8B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图6A-8C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例2的每个数值都被示出于表5中。
[表5]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝42.1°
此外，表5中的INF表示无限远，而表5中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表6所示。表5中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表7所示的那样变化。投影距离是1600mm内的透镜间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表8所示。
[表6]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 7.5167E-05 7.2360E-05 -1.1005E-05 1.9459E-05
C6 -1.3938E-07 -7.1757E-08 8.1058E-08 8.9295E-08
C8 1.9731E-10 -1.0107E-10 -2.5836E-10 -7.0144E-10
C10 -2.1512E-14 5.0654E-13 5.8440E-12 9.6074E-12
C12 -3.1062E-16 6.3442E-16 0 0
C14 5.5741E-19 -3.0366E-18 0 0
C16 -3.7441E-22 1.9049E-21 0 0
[表7]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.15 9.79 8.90 1.43
中间 9.34 3.34 5.38 2.22
远距端 9.63 0.80 0.80 3.02
[表8]
条件1 1/F5 -2.6E-03
条件2 F1/F2 0.38
条件4 HS/HE 2.83
条件5 OALw/Fw 11.7
条件6 OALw/HE 16.86
[实施例3]
图9示出了根据实施例3的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例3的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
下面描述组成根据实施例3的投影变焦镜头的各个透镜的细节。在根据实施例3的投影变焦镜头中，第二透镜组G2在缩小侧移动，而第三至第五透镜组G3-G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。在根据实施例3的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括双凹负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和在缩小侧具有凸面的正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图10A-12C示出了根据实施例3的投影变焦镜头的像差图。图10A-10C是处于广角端的图，图11A-11C是处于中间的图，而图12A-12C是处于远距端的图。图10A、11A、12A示出了球面像差，图10B、11B、12B示出了象散，而图10C、11C、12C示出了失真。在图10A、11A、12A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图10B、11B、12B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图10A-12C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例3的每个数值都被示出于表9中。
[表9]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝42.1°
此外，表9中的INF表示无限远，而表9中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表10所示。表9中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表11所示的那样变化。投影距离是1600mm内的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表12所示。
[表10]
- 3 4 27
K 0 0 6.2282E-02
C4 8.0309E-05 7.4840E-05 2.2166E-05
C6 -1.6071E-07 -7.8566E-08 5.3239E-08
C8 2.4996E-10 -1.5100E-10 -1.8252E-10
C10 -4.0536E-14 7.6378E-13 -3.1594E-13
C12 -4.3525E-16 8.6766E-16 0
C14 7.4081E-19 -6.2556E-18 0
C16 -4.8502E-22 6.1093E-21 0
[表11]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.34 11.06 7.55 1.06
中间 9.27 4.06 4.72 1.77
远距端 9.38 0.80 0.80 2.50
[表12]
条件1 1/F5 -2.7E-03
条件2 F1/F2 0.28
条件4 HS/HE 2.93
条件5 OALw/Fw 10.9
条件6 OALw/HE 16.36
[实施例4]
图13示出了根据实施例4的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例4的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31-L32的第三透镜组G3、具有透镜L41的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例4的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是一正组，其具有双凸正透镜L31和在放大侧具有凸面的正透镜L32。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图14A-16C示出了根据实施例4的投影变焦镜头的像差图。图14A-14C是处于广角端的图，图15A-15C是处于中间的图，而图16A-16C是处于远距端的图。图14A、15A、16A示出了球面像差，图14B、15B、16B示出了象散，而图14C、15C、16C示出了失真。在图14A、15A、16A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图14B、15B、16B的每一个中，符号S表示矢状像面，而附图标记T表示切向像面的象散。如图14A-16C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例4的每个数值都被示出于表13中。
[表13]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝42.1°
此外，表13中的INF表示无限远，而表13中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表14所示。表13中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表15所示的那样变化。投影距离是1600mm内的透镜间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表16所示。
[表14]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 7.4160E-05 6.9420E-05 3.2161E-07 2.2340E-05
C6 -1.5267E-07 -8.6568E-08 -2.9004E-08 6.3343E-08
C8 2.4149E-10 -1.1318E-10 1.3655E-09 8.9989E-11
C10 -4.1560E-14 7.3276E-13 -5.0207E-12 3.0536E-12
C12 -4.4089E-16 6.6358E-16 0 0
C14 7.4596E-19 -6.2146E-18 0 0
C16 -5.3286E-22 6.4916E-21 0 0
[表15]
- S6 S13 S15 S20
广角端 7.07 14.03 11.32 1.08
中间 9.41 5.91 10.30 1.91
远距端 9.41 0.80 8.06 2.87
[表16]
条件1 1/F5 -1.1E-03
条件2 F1/F2 0.20
条件4 HS/HE 2.93
条件5 OALw/Fw 11.0
条件6 OALw/HE 16.39
[实施例5]
图17示出了根据实施例5的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例5的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例5的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是包括在放大侧具有凸面的正透镜L41的正组。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图18A-20C示出了根据实施例5的投影变焦镜头的像差图。图18A-18C是处于广角端的图，图19A-19C是处于中间的图，而图20A-20C是处于远距端的图。图18A、19A、20A示出了球面像差，图18B、19B、20B示出了象散，而图18C、19C、20C示出了失真。在图18A、19A、20A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图18B、19B、20B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图18A-20C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例5的每个数值都被示出于表17中。
[表17]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.55～3.35、广角端ω＝42.1°
此外，表17中的INF表示无限远，而表17中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表18所示。表17中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表19所示的那样变化。投影距离是1600mm内的透镜间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表20所示。
[表18]
- 3 4 24 25
K 0 0 0 0
C4 7.7909E-05 7.4653E-05 -1.2037E-05 2.4235E-05
C6 -1.5781E-07 -8.4976E-08 -3.5165E-09 5.8840E-08
C8 2.5209E-10 -1.1802E-10 7.4397E-10 -4.3687E-10
C10 -5.0530E-14 7.2180E-13 -9.7127E-13 6.1522E-12
C12 -4.6002E-16 8.1085E-16 0 0
C14 8.8615E-19 -6.0194E-18 0 0
C16 -6.7085E-22 5.6661E-21 0 0
[表19]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.90 18.58 11.32 1.41
中间 11.19 7.98 11.09 2.08
远距端 11.78 1.58 9.95 2.89
[表20]
条件1 1/F5 -2.0E-03
条件2 F1/F2 0.33
条件4 HS/HE 2.93
条件5 OALw/Fw 10.6
条件6 OALw/HE 15.81
[实施例6]
图21示出了根据实施例6的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例6的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例6的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、在缩小侧具有凹面的负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和双凸正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的正组，其包括双凹负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图22A-24C示出了根据实施例6的投影变焦镜头的像差图。图22A-22C是处于广角端的图，图23A-23C是处于中间的图，而图24A-24C是处于远距端的图。图22A、23A、24A示出了球面像差，图22B、23B、24B示出了象散，而图22C、23C、24C示出了失真。在图22A、23A、24A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图22B、23B、24B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图22A-24C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例6的每个数值都被示出于表21中。
[表21]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.58～3.24、广角端ω＝42.1°
此外，表21中的INF表示无限远，而表21中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表22所示。表21中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表23所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔(lensinterval)。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表24所示。
[表22]
- 3 4 24 25
K 0 0 -24.99980522 24.99841672
C4 7.1278E-05 6.8878E-05 -1.4278E-04 -1.0001E-04
C6 -1.3779E-07 -7.0317E-08 -8.3692E-08 2.5181E-25
C8 2.1969E-10 -1.0845E-10 -1.9649E-10 -2.9106E-27
C10 -8.1224E-14 6.0146E-13 -2.5088E-11 -9.2147E-12
C12 -3.5620E-16 4.0237E-16 0 0
C14 8.9636E-19 -3.7571E-18 0 0
C16 -8.2594E-22 2.8327E-21 0 0
[表23]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.94 8.77 5.94 1.63
中间 7.75 3.46 3.75 2.71
远距端 6.42 0.87 0.80 3.77
[表24]
条件1 1/F5 2.5E-03
条件2 F1/F2 0.40
条件4 HS/HE 2.81
条件5 OALw/Fw 10.6
条件6 OALw/HE 15.30
[实施例7]
图25示出了根据实施例7的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例7的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例7的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、在缩小侧具有凹面的负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23、和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和双凸正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的正组，其包括双凹负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图26A-28C示出了根据实施例7的投影变焦镜头的像差图。图26A-26C是处于广角端的图，图27A-27C是处于中间的图，而图28A-28C是处于远距端的图。图26A、27A、28A示出了球面像差，图26B、27B、28B示出了象散，而图26C、27C、28C示出了失真。在图26A、27A、28A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图26B、27B、28B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图26A-28C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例7的每个数值都被示出于表25中。
[表25]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.58～3.24、广角端ω＝42.1°
此外，表25中的INF表示无限远，而表25中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表26所示。表25中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表27所示的那样变化。投影距离是1600mm内的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表28所示。
[表26]
- 3 4 27
K 0 0 0.393934714
C4 7.6234E-05 7.4068E-05 1.5354E-05
C6 -1.5415E-07 -8.5135E-08 3.8223E-08
C8 2.5366E-10 -1.0818E-10 -3.4304E-10
C10 -8.4776E-14 7.2425E-13 1.0072E-12
C12 -4.8871E-16 4.4639E-16 0
C14 8.7600E-19 -7.1712E-18 0
C16 -7.4076E-22 8.5656E-21 0
[表27]
- S6 S13 S15 S20
广角端 10.27 9.00 7.92 1.53
中间 11.96 3.68 4.57 3.06
远距端 11.49 0.80 0.80 4.65
[表28]
条件1 Fw/F5 4.1E-04
条件2 F1/F2 0.43
条件4 HS/HE 2.93
条件5 OALw/Fw 10.8
条件6 OALw/HE 16.15
[实施例8]
图29示出了根据实施例8的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例8的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例8的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图30A-32C示出了根据实施例8的投影变焦镜头的像差图。图30A-30C是处于广角端的图，图31A-31C是处于中间的图，而图32A-32C是处于远距端的图。图30A、31A、32A示出了球面像差，图30B、31B、32B示出了象散，而图30C、31C、32C示出了失真。在图30A、31A、32A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图30B、31B、32B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图30A-32C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例8的每个数值都被示出于表29中。
[表29]
F＝14.2～21.1mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝39.6°
此外，表29中的INF表示无限远，而表29中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表30所示。表29中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表31所示的那样变化。投影距离是1600mm内的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表32所示。
[表30]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 8.4159E-05 7.7770E-05 -2.7356E-06 2.2269E-05
C6 -1.6258E-07 -7.6149E-08 6.8176E-08 1.2531E-07
C8 2.3960E-10 -1.2751E-10 1.1402E-10 -7.9451E-10
C10 1.0252E-15 6.9122E-13 4.3531E-12 1.0073E-11
C12 -4.4487E-16 8.7161E-16 0 0
C14 5.6651E-19 -5.2808E-18 0 0
C16 -1.4016E-22 5.9419E-21 0 0
[表31]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.49 9.97 8.35 0.86
中间 8.61 3.78 5.82 1.39
远距端 8.85 0.80 1.68 1.93
[表32]
条件1 Fw/F5 -5.7E-03
条件2 F1/F2 0.17
条件4 HS/HE 2.91
条件5 OALw/Fw 10.21
条件6 OALw/HE 16.67
[实施例9]
图33示出了根据实施例9的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例9的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例9的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图34A-36C示出了根据实施例8的投影变焦镜头的像差图。图34A-34C是处于广角端的图，图35A-35C是处于中间的图，而图36A-36C是处于远距端的图。图34A、35A、36A示出了球面像差，图34B、35B、36B示出了象散，而图34C、35C、36C示出了失真。在图34A、35A、36A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图34B、35B、36B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图34A-36C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例9的每个数值都被示出于表33中。
[表33]
F＝13.8～20.5mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝40.4°
此外，表33中的INF表示无限远，而表33中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表34所示。表33中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表35所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表36所示。
[表34]
- 3 4 27
K 0 0 0
C4 8.5185E-05 7.9789E-05 2.1623E-05
C6 -1.6323E-07 -7.4696E-08 8.7304E-09
C8 2.3812E-10 -1.2153E-10 2.1191E-10
C10 7.1995E-16 6.6970E-13 -2.5309E-12
C12 -4.4456E-16 8.6234E-16 0
C14 5.6391E-19 -5.1440E-18 0
C16 -1.3912E-22 6.1909E-21 0
[表35]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.24 11.23 7.68 0.97
中间 8.79 4.26 5.53 1.58
远距端 9.13 0.80 1.80 2.21
[表36]
条件1 Fw/F5 -4.8E-03
条件2 F1/F2 0.25
条件4 HS/HE 3.02
条件5 OALw/Fw 10.51
条件6 OALw/HE 16.67
[实施例10]
图37示出了根据实施例10的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结果图。根据实施例10的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例10的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图38A-40C示出了根据实施例10的投影变焦镜头的像差图。图38A-38C是处于广角端的图，图39A-39C是处于中间的图，而图40A-40C是处于远距端的图。图38A、39A、40A示出了球面像差，图38B、39B、40B示出了象散，而图38C、39C、40C示出了失真。在图38A、39A、40A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图38B、39B、40B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图38A-40C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例10的每个数值都被示出于表37中。
[表37]
F＝12.4～18.5mm、Fno＝2.56～3.34、广角端ω＝43.3°
此外，表37中的INF表示无限远，而表37中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表38所示。表37中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表39所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表40所示。
[表38]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 8.5374E-05 7.8094E-05 -2.5032E-06 1.7694E-05
C6 -1.6340E-07 -7.5457E-08 -2.7651E-08 6.0681E-08
C8 2.4362E-10 -1.4355E-10 1.2366E-09 -3.1234E-10
C10 -2.3225E-14 6.7055E-13 -4.6825E-12 3.4879E-12
C12 -4.7486E-16 6.1644E-16 0 0
C14 6.2305E-19 -5.9963E-18 0 0
C16 -2.8932E-22 6.7931E-21 0 0
[表39]
- S6 S13 S15 S20
广角端 7.90 10.19 6.98 1.12
中间 9.53 4.66 4.49 1.91
远距端 9.55 1.76 0.80 2.74
[表40]
条件1 Fw/F5 -1.0E-03
条件2 F1/F2 0.29
条件4 HS/HE 2.93
条件5 OALw/Fw 11.03
条件6 OALw/HE 15.80
[实施例11]
图41示出了根据实施例11的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例11的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例11的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图42A-44C示出了根据实施例11的投影变焦镜头的像差图。图42A-42C是处于广角端的图，图43A-43C是处于中间的图，而图44A-44C是处于远距端的图。图42A、43A、44A示出了球面像差，图42B、43B、44B示出了象散，而图42C、43C、44C示出了失真。在图42A、43A、44A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图42B、43B、44B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图42A-44C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例11的每个数值都被示出于表41中。
[表41]
F＝11.8～17.6mm、Fno＝2.56～3.34、广角端ω＝44.8°
此外，表41中的INF表示无限远，而表41中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表42所示。表41中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表43所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表44所示。
[表42]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 8.4493E-05 7.9696E-05 -5.4775E-07 2.3441E-05
C6 -1.8695E-07 -1.0554E-07 -2.0203E-07 -1.5887E-07
C8 3.3301E-10 -1.0395E-10 4.6270E-09 4.3860E-09
C10 -1.4165E-13 8.6022E-13 -4.5308E-11 -4.1747E-11
C12 -6.0562E-16 4.9655E-16 0 0
C14 1.2688E-18 -7.8628E-18 0 0
C16 -1.0593E-21 9.0619E-21 0 0
[表43]
- S6 S13 S15 S20
广角端 7.90 10.19 6.98 1.12
中间 9.53 4.66 4.49 1.91
远距端 9.55 1.76 0.80 2.74
[表44]
条件1 Fw/F5 -1.9E-03
条件2 F1/F2 0.48
条件4 HS/HE 3.14
条件5 OALw/Fw 11.33
条件6 OALw/HE 16.53
实施例1-11的每一个的投影变焦镜头都包括一个5-透镜组配置。根据本发明的投影变焦镜头的配置并不局限于实施例1-11中的这些配置。可以使用一个6-透镜组结构。当将第六透镜组G6提供在实施例1-11的每一个的投影变焦镜头中时，第六透镜组G6由校正像差的透镜组成。在这种情况下，第六透镜组的折射力比第五透镜组的折射力更弱。在变焦时，第六透镜组G6在不同于第三、第四、第五透镜组G3、G4、G5的时刻在放大侧移动。
[实施例12]
图45示出了根据实施例12的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例12的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4、具有透镜L51-L54的第五透镜组G5和具有透镜L61的第六透镜组G6。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例12的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，第五透镜组G5在放大侧移动，而第六透镜组G6在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而可从广角端向远距端进行变焦(改变放大倍率)。此外，第三、第四、第五和第六透镜组G3、G4、G5、G6在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是具有双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是弱的负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
第六透镜组是弱的正组，其包括在缩小侧具有凸面的正透镜L61。
图46A-48C示出了根据实施例12的投影变焦镜头的像差图。图46A-46C是处于广角端的图，图47A-47C是处于中间的图，而图48A-48C是处于远距端的图。图46A、47A、48A示出了球面像差，图46B、47B、48B示出了象散，而图46C、47C、48C示出了失真。在图46A、47A、48A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图46B、47B、48B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图46A-48C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例12的每个数值都被示出于表45中。
[表45]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.56～3.34、广角端ω＝42.1°
此外，表45中的INF表示无限远，而表45中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表46所示。表45中的S6、S13、S15、S20、S27在变焦过程中如下面的表47所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表48所示。
[表46]
- 3 4 28
K 0 0 0
C4 8.2637E-05 7.7646E-05 -8.2792E-06
C6 -1.7443E-07 -8.9716E-08 -3.5642E-08
C8 2.6784E-10 -1.6957E-10 5.8201E-10
C10 -4.4343E-14 7.8428E-13 -7.3678E-13
C12 -4.7993E-16 9.5429E-16 0
C14 8.2672E-19 -6.3341E-18 0
C16 -5.3601E-22 6.0698E-21 0
[表47]
- S6 S13 S15 S20 S27
广角端 7.40 10.36 8.16 1.17 0.30
中间 9.78 3.94 5.34 1.76 2.97
远距端 9.85 0.88 1.30 2.51 4.11
[表48]
条件1 Fw/F5 -0.07
条件2 F1/F2 0.25
条件4 HS/HE 2.93
条件5 OALw/Fw 11.1
条件6 OALw/HE 16.55
如上所述，在实施例1-12的每一个中所描述的根据本发明的投影变焦镜头中，以高水平校正像差，且显著地校正球面像差、象散、场曲、放大倍率的色差以及失真。从每个实施例中，更好的光学性能是显而易见的。
[实施例13]
图50示出了根据实施例13的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例13的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例13的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是一负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图51A-53C示出了根据实施例13的投影变焦镜头的像差图。图51A-51C是处于广角端的图，图52A-52C是处于中间的图，而图53A-53C是处于远距端的图。图51A、52A、53A示出了球面像差，图51B、52B、53B示出了象散，而图51C、52C、53C示出了失真。在图51A、52A、53A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图51B、52B、53B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图51A-53C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例13的每个数值都被示出于表49中。
[表49]
F＝11.8～17.6mm、Fno＝2.56～3.34、广角端ω＝44.8°
此外，表49中的INF表示无限远，而表49中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表50所示。表49中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表51所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表52所示。
[表50]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 8.4493E-05 7.9696E-05 -5.4775E-07 2.3441E-05
C6 -1.8695E-07 -1.0554E-07 -2.0203E-07 -1.5887E-07
C8 3.3301E-10 -1.0395E-10 4.6270E-09 4.3860E-09
C10 -1.4165E-13 8.6022E-13 -4.5308E-11 -4.1747E-11
C12 -6.0562E-16 4.9655E-16 0 0
C14 1.2688E-18 -7.8628E-18 0 0
C16 -1.0593E-21 9.0619E-21 0 0
[表51]
- S6 S13 S15 S20
广角端 7.90 10.19 6.98 1.12
中间 9.53 4.66 4.49 1.91
远距端 9.55 1.76 0.80 2.74
[表52]
条件7 F5n/F5p -1.6
条件8 1/F5 -0.002
条件9 F3/F4 3.02
条件10 Fw/F2 -0.25
条件11 |EPw/DMDHT| 4.35
条件12 Fw/BFw 0.37
[实施例14]
图54示出了根据实施例14的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例14的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例14的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是一负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图55A-57C示出了根据实施例14的投影变焦镜头的像差图。图55A-55C是处于广角端的图，图56A-56C是处于中间的图，而图57A-57C是处于远距端的图。图55A、56A、57A示出了球面像差，图55B、56B、57B示出了象散，而图55C、56C、57C示出了失真。在图55A、56A、57A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图55B、56B、57B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图55A-57C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例14的每个数值都被示出于表53中。
[表53]
F＝12.4～18.5mm、Fno＝2.56～3.34、广角端ω＝43.3°
此外，表53中的INF表示无限远，而表53中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表54所示。表53中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表55所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表56所示。
[表54]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 8.5374E-05 7.8094E-05 -2.5032E-06 1.7694E-05
C6 -1.6340E-07 -7.5457E-08 -2.7651E-08 6.0681E-08
C8 2.4362E-10 -1.4355E-10 1.2366E-09 -3.1234E-10
C10 -2.3225E-14 6.7055E-13 -4.6825E-12 3.4879E-12
C12 -4.7486E-16 6.1644E-16 0 0
C14 6.2305E-19 -5.9963E-18 0 0
C16 -2.8932E-22 6.7931E-21 0 0
[表55]
- S6 S13 S15 S20
广角端 7.90 10.19 6.98 1.12
中间 9.53 4.66 4.49 1.91
远距端 9.55 1.76 0.80 2.74
[表56]
条件7 F5n/F5p -1.8
条件8 1/F5 -0.001
条件9 F3/F4 2.36
条件10 Fw/F2 -0.17
条件11 |EPw/DMDHT| 4.33
条件12 Fw/BFw 0.39
[实施例15]
图58示出了根据实施例15的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例15的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例15的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是一弱的负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图59A-61C示出了根据实施例15的投影变焦镜头的像差图。图59A-59C是处于广角端的图，图60A-60C是处于中间的图，而图61A-61C是处于远距端的图。图59A、60A、61A示出了球面像差，图59B、60B、61B示出了象散，而图59C、60C、61C示出了失真。在图59A、60A、61A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图59B、60B、61B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图59A-61C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例15的每个数值都被示出于表57中。
[表57]
F＝13.8～20.5mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝40.4°
此外，表57中的INF表示无限远，而表57中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表58所示。表57中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表59所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表60所示。
[表58]
- S3 S4 S27
K 0 0 0
C4 8.5185E-05 7.9789E-05 2.1623E-05
C6 -1.6323E-07 -7.4696E-08 8.7304E-09
C8 2.3812E-10 -1.2153E-10 2.1191E-10
C10 7.1995E-16 6.6970E-13 -2.5309E-12
C12 -4.4456E-16 8.6234E-16 0
C14 5.6391E-19 -5.1440E-18 0
C16 -1.3912E-22 6.1909E-21 0
[表59]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.24 11.23 7.68 0.97
中间 8.79 4.26 5.53 1.58
远距端 9.13 0.80 1.80 2.21
[表60]
条件7 F5n/F5p -1.3
条件8 1/F5 -0.005
条件9 F3/F4 3.25
条件10 Fw/F2 -0.15
条件11 |EPw/DMDHT| 4.31
条件12 Fw/BFw 0.43
[实施例16]
图62示出了根据实施例16的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例16的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例16的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是一负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图63A-65C示出了根据实施例16的投影变焦镜头的像差图。图63A-63C是处于广角端的图，图64A-64C是处于中间的图，而图65A-65C是处于远距端的图。图63A、64A、65A示出了球面像差，图63B、64B、65B示出了象散，而图63C、64C、65C示出了失真。在图63A、64A、65A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图63B、64B、65B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图63A-65C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例16的每个数值都被示出于表61中。
[表61]
F＝14.2～21.1mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝39.6°
此外，表61中的INF表示无限远，而表61中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表62所示。表61中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表63所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表64所示。
[表62]
3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 8.4159E-05 7.7770E-05 -2.7356E-06 2.2269E-05
C6 -1.6258E-07 -7.6149E-08 6.8176E-08 1.2531E-07
C8 2.3960E-10 -1.2751E-10 1.1402E-10 -7.9451E-10
C10 1.0252E-15 6.9122E-13 4.3531E-12 1.0073E-11
C12 -4.4487E-16 8.7161E-16 0 0
C14 5.6651E-19 -5.2808E-18 0 0
C16 -1.4016E-22 5.9419E-21 0 0
[表63]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.49 9.97 8.35 0.86
中间 8.61 3.78 5.82 1.39
远距端 8.85 0.80 1.68 1.93
[表64]
条件7 F5n/F5p -1.2
条件8 1/F5 -0.006
条件9 F3/F4 3.03
条件10 Fw/F2 -0.12
条件11 |EPw/DMDHT| 4.29
条件12 Fw/BFw 0.44
[实施例17]
图66示出了根据实施例17的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例17的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例17的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是一负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图67A-69C示出了根据实施例17的投影变焦镜头的像差图。图67A-67C是处于广角端的图，图68A-68C是处于中间的图，而图69A-69C是处于远距端的图。图67A、68A、69A示出了球面像差，图67B、68B、69B示出了象散，而图67C、68C、69C示出了失真。在图67A、68A、69A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图67B、68B、69B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图67A-69C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例17的每个数值都被示出于表65中。
[表65]
F＝14.2～21.1mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝39.6°
此外，表65中的INF表示无限远，而表65中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表66所示。表65中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表67所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表68所示。
[表66]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 -0.0233
C4 1.0890E-04 9.7630E-05 -1.3573E-05 1.4683E-05
C6 -2.1545E-07 -8.6404E-08 9.3515E-08 7.3409E-08
C8 3.4221E-10 -1.6528E-10 0.0000E+00 -2.9796E-10
C10 -5.1419E-14 7.2022E-13 0.0000E+00 1.0532E-12
C12 -6.0438E-16 1.4422E-15 0 0
C14 1.0157E-18 -5.5255E-18 0 0
C16 -4.7724E-22 4.2900E-21 0 0
[表67]
- S6 S13 S15 S20
广角端 7.78 11.26 14.58 1.15
中间 10.25 4.03 12.74 1.60
远距端 10.79 1.24 8.15 1.97
[表68]
条件7 F5n/F5p -1.4
条件8 1/F5 -0.010
条件9 F3/F4 4.48
条件10 Fw/F2 -0.14
条件11 |EPw/DMDHT| 4.14
条件12 Fw/BFw 0.41
[实施例18]
图70示出了根据实施例18的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例18的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31、L32的第三透镜组G3、具有透镜L41的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例18的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是一正组，其包括双凸正透镜L31和在放大侧具有凸面的正透镜L32。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41。
第五透镜组G5是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图71A-73C示出了根据实施例18的投影变焦镜头的像差图。图71A-71C是处于广角端的图，图72A-72C是处于中间的图，而图73A-73C是处于远距端的图。图71A、72A、73A示出了球面像差，图71B、72B、73B示出了象散，而图71C、72C、73C示出了失真。在图71A、72A、73A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图71B、72B、73B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图71A-73C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例18的每个数值都被示出于表69中。
[表69]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝42.1°
此外，表69中的INF表示无限远，而表69中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表70所示。表69中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表71所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表72所示。
[表70]
- 3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 7.4160E-05 6.9420E-05 3.2161E-07 2.2340E-05
C6 -1.5267E-07 -8.6568E-08 -2.9004E-08 6.3343E-08
C8 2.4149E-10 -1.1318E-10 1.3655E-09 8.9989E-11
C10 -4.1560E-14 7.3276E-13 -5.0207E-12 3.0536E-12
C12 -4.4089E-16 6.6358E-16 0 0
C14 7.4596E-19 -6.2146E-18 0 0
C16 -5.3286E-22 6.4916E-21 0 0
[表71]
- S6 S13 S17 S20
广角端 7.07 14.03 11.32 1.08
中间 9.41 5.91 10.30 1.91
远距端 9.41 0.80 8.06 2.87
[表72]
条件7 F5n/F5p -1.6
条件8 1/F5 -0.001
条件9 F3/F4 1.27
条件10 Fw/F2 -0.12
条件11 |EPw/DMDHT| 4.33
条件12 Fw/BFw 0.41
[实施例19]
图74示出了根据实施例19的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根据实施例19的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置)被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃(CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
在根据实施例19的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦(改变放大倍率)可从广角端向远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有凸面的正透镜L42。
第五透镜组G5是一负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
图75A-77C示出了根据实施例19的投影变焦镜头的像差图。图75A-75C是处于广角端的图，图76A-76C是处于中间的图，而图77A-77C是处于远距端的图。图75A、76A、77A示出了球面像差，图75B、76B、77B示出了象散，而图75C、76C、77C示出了失真。在图75A、76A、77A的每一个中，符号R表示红色(波长为625nm)的球面像差，符号G表示绿色(波长为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色(波长为460nm)的球面像差。在图75B、76B、77B的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图75A-77C所示，在每个变焦位置有效地校正像差。
实施例19的每个数值都被示出于表73中。
[表73]
F＝13.0～19.6mm、Fno＝2.55～3.34、广角端ω＝42.1°
此外，表73中的INF表示无限远，而表73中的星号*表示非球面。非球面系数的数值如表74所示。表73中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表75所示的那样变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表76所示。
[表74]
3 4 26 27
K 0 0 0 0
C4 7.5167E-05 7.2360E-05 -1.1005E-05 1.9459E-05
C6 -1.3938E-07 -7.1757E-08 8.1058E-08 8.9295E-08
C8 1.9731E-10 -1.0107E-10 -2.5836E-10 -7.0144E-10
C10 -2.1512E-14 5.0654E-13 5.8440E-12 9.6074E-12
C12 -3.1062E-16 6.3442E-16 0 0
C14 5.5741E-19 -3.0366E-18 0 0
C16 -3.7441E-22 1.9049E-21 0 0
[表75]
- S6 S13 S15 S20
广角端 6.15 9.79 8.90 1.43
中间 9.34 3.34 5.38 2.22
远距端 9.63 0.80 0.80 3.02
[表76]
条件7 F5n/F5p -1.6
条件8 1/F5 -0.003
条件9 F3/F4 3.95
条件10 Fw/F2 -0.21
条件11 |EPw/DMDHT| 4.37
条件12 Fw/BFw 0.41
如上所述，在实施例13-19的每一个中所描述的投影变焦镜头中，以高水平校正像差，且显著地校正球面像差、象散、场曲、放大倍率的色差以及失真。从每个实施例中，更好的光学性能是显而易见的。
实施例13-19的每一个的投影变焦镜头都包括一个5-透镜组结构。然而，根据本发明的投影变焦镜头的配置并不局限于这些实施例。可以使用一个6-透镜组配置。当将第六透镜组G6提供在实施例13-19的每一个的投影变焦镜头中时，第六透镜组G6由校正像差的透镜组成。在这种情况下，第六透镜组的折射力比第五透镜组的折射力更弱，且第六透镜组在不同于第三、第四、第五透镜组G3、G4、G5的时刻在放大侧移动。
投影仪
下面，将描述投影仪的实施例。图49是示出了投影仪的配置的示意图。
如图49所示，投影仪1包括作为光调制器件的DMD3。三种颜色R、G、B的光从照明光学系统2照射至DMD3。通过在每种颜色光的照射时刻控制与每个像素对应的DMD3的微镜的倾斜，来自微镜的反射光被投影镜头4放大，而放大的光被投射至作为投射表面的屏幕，以便显示。
投影仪1包括未示出的聚光透镜、RGB色轮和反射镜，且需要相对大的布置空间。需要在一定程度上确保投影镜头4的后焦点，且由于投影仪1的投影镜头4和照明光学系统2之间的关系，位于DMD3侧的透镜直径需要减小。
因此，通过使用上述的投影变焦镜头作为投影镜头4，可以获得具有宽的视角(ω＝39-45°)(这比传统的视角更宽)的投影仪以及×1.5的高倍(high-power)变焦比。
根据本发明的实施例，可以获得宽视角和高倍投影变焦镜头及投影仪。

Claims (41)

1.一种放大光学系统，从放大侧向缩小侧依次包括：
具有负折射力的第一透镜组；
具有负折射力的第二透镜组；
具有正折射力的第三透镜组；
具有正折射力的第四透镜组；和
第五透镜组，
其中，在从广角端向远距端改变放大倍率时，在最缩小侧具有透镜的透镜组从所述缩小侧向所述放大侧移动。
2.根据权利要求1所述的放大光学系统，其中所述缩小侧是图像显示元件侧，该图像显示元件是反射型图像显示元件。
3.根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5为第五透镜组的焦距
-0.01<1/F5<0.01。
4.根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F1是第一透镜组的焦距，而F2是第二透镜组的焦距
0.15<F1/F2<0.50。
5.根据权利要求2所述的放大光学系统，其中所述放大侧是投影表面侧，并且满足下面的条件，其中HS是最接近投影表面的透镜的光学有效直径，而HE是最接近图像显示元件的透镜的光学有效直径
2.5<HS/HE<3.5。
6.根据权利要求5所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中OALw是当投射到投影表面的图像被对焦时，从最接近投影表面的透镜中的投影表面侧的透镜表面到图像显示元件表面的距离，而Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距
10.0<OALw/Fw<12.0。
7.根据权利要求6所述的放大光学系统，其中满足下面的条件
15.2<OALw/HE<17.4。
8.根据权利要求2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5n是第五透镜组中最接近图像显示元件的负透镜的焦距，而F5p是第五透镜组中最接近图像显示元件的正透镜的焦距
-1.9<F5n/F5p<-1.1。
9.根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中第五透镜组从放大侧依次包括负透镜、正透镜、负透镜和正透镜。
10.根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F3是第三透镜组的焦距，而F4是第四透镜组的焦距
1.3<F3/F4<4.6。
11.根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距，而F2是第二透镜组的焦距
-0.27<Fw/F2<-0.11。
12.根据权利要求2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中EPw是从反射型图像显示元件的显示表面到入射光瞳的距离，DMDHT是从最接近反射型图像显示元件的球面透镜的旋转中心轴到反射型图像显示元件的最外围的距离
4.0<|EPw/DMDHT|<4.5。
13.根据权利要求2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中BFw是从处于广角端的放大光学系统的与反射型图像显示元件最接近的透镜中反射型图像显示元件侧的表面到反射型图像显示元件的显示表面的距离，而Fw是处于广角端的整个放大光学系统的焦距
0.35<Fw/BFw<0.45。
14.根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中ω是投影图像的半视场角
39<ω<45。
15.一种放大光学系统，从放大侧向缩小侧依次包括：
具有负折射力的第一透镜组；
具有负折射力的第二透镜组；
具有正折射力的第三透镜组；
具有正折射力的第四透镜组；和
第五透镜组，
其中，在从广角端向远距端改变放大倍率时，所述第三透镜组、所述第四透镜组和所述第五透镜组在不同的时刻移动。
16.根据权利要求15所述的放大光学系统，其中所述缩小侧是图像显示元件侧，该图像显示元件是反射型图像显示元件。
17.根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5为第五透镜组的焦距
-0.01<1/F5<0.01。
18.根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F1是第一透镜组的焦距，而F2是第二透镜组的焦距
0.15<F1/F2<0.50。
19.根据权利要求16所述的放大光学系统，其中所述放大侧是投影表面侧，并且满足下面的条件，其中HS是最接近投影表面的透镜的光学有效直径，而HE是最接近图像显示元件的透镜的光学有效直径
2.5<HS/HE<3.5。
20.根据权利要求19所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中OALw是当投射到投影表面的图像被对焦时，从最接近投影表面的透镜中的投影表面侧的透镜表面到图像显示元件表面的距离，而Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距
10.0<OALw/Fw<12.0。
21.根据权利要求20所述的放大光学系统，其中满足下面的条件
15.2<OALw/HE<17.4。
22.根据权利要求16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5n是第五透镜组中最接近图像显示元件的负透镜的焦距，而F5p是第五透镜组中最接近图像显示元件的正透镜的焦距
-1.9<F5n/F5p<-1.1。
23.根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中第五透镜组从放大侧依次包括负透镜、正透镜、负透镜和正透镜。
24.根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F3是第三透镜组的焦距，而F4是第四透镜组的焦距
1.3<F3/F4<4.6。
25.根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距，而F2是第二透镜组的焦距
-0.27<Fw/F2<-0.11。
26.根据权利要求16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中EPw是从反射型图像显示元件的显示表面到入射光瞳的距离，DMDHT是从最接近反射型图像显示元件的球面透镜的旋转中心轴到反射型图像显示元件的最外围的距离
4.0<|EPw/DMDHT|<4.5。
27.根据权利要求16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中BFw是从处于广角端的放大光学系统的与反射型图像显示元件最接近的透镜中反射型图像显示元件侧的表面到反射型图像显示元件的显示表面的距离，而Fw是处于广角端的整个放大光学系统的焦距
0.35<Fw/BFw<0.45。
28.一种放大光学系统，从放大侧向缩小侧依次包括：
具有负折射力的第一透镜组；
具有负折射力的第二透镜组；
具有正折射力的第三透镜组；
第四透镜组；和
第五透镜组，
其中，半视场角ω满足下面的条件，
39<ω<45。
29.如权利要求28所述的放大光学系统，其中所述第四透镜组具有负折射力。
30.根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中所述缩小侧是图像显示元件侧，该图像显示元件是反射型图像显示元件。
31.根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5为第五透镜组的焦距
-0.01<1/F5<0.01。
32.根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F1是第一透镜组的焦距，而F2是第二透镜组的焦距
0.15<F1/F2<0.50。
33.根据权利要求30所述的放大光学系统，其中所述放大侧是投影表面侧，并且满足下面的条件，其中HS是最接近投影表面的透镜的光学有效直径，而HE是最接近图像显示元件的透镜的光学有效直径
2.5<HS/HE<3.5。
34.根据权利要求33所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中OALw是当投射到投影表面的图像被对焦时，从最接近投影表面的透镜中的投影表面侧的透镜表面到图像显示元件表面的距离，而Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距
10.0<OALw/Fw<12.0。
35.根据权利要求34所述的放大光学系统，其中满足下面的条件
15.2<OALw/HE<17.4。
36.根据权利要求30所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5n是第五透镜组中最接近图像显示元件的负透镜的焦距，而F5p是第五透镜组中最接近图像显示元件的正透镜的焦距
-1.9<F5n/F5p<-1.1。
37.根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中第五透镜组从放大侧依次包括负透镜、正透镜、负透镜和正透镜。
38.根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F3是第三透镜组的焦距，而F4是第四透镜组的焦距
1.3<F3/F4<4.6。
39.根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距，而F2是第二透镜组的焦距
-0.27<Fw/F2<-0.11。
40.根据权利要求30所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中EPw是从反射型图像显示元件的显示表面到入射光瞳的距离，DMDHT是从最接近反射型图像显示元件的球面透镜的旋转中心轴到反射型图像显示元件的最外围的距离
4.0<|EPw/DMDHT|<4.5。
41.根据权利要求30所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中BFw是从处于广角端的放大光学系统的与反射型图像显示元件最接近的透镜中反射型图像显示元件侧的表面到反射型图像显示元件的显示表面的距离，而Fw是处于广角端的整个放大光学系统的焦距
0.35<Fw/BFw<0.45。
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