CN1388907A - 变焦距透镜装置、使用了该装置的光学设备及投影仪 - Google Patents

Abstract

在构成变焦距透镜装置10的各透镜组11、12、13、14及15中,把第3透镜组13(补偿透镜组)配置在构成变换透镜组的2个透镜组(第2及第4透镜组12、14)之间,但是,至于构成变换透镜组的2个透镜组(第2及第4透镜组12、14),将其保持在共同的变换透镜框22上、使之一体地进行移动。利用这样的结构,可以提供即使把多个透镜组组合起来,也能够避免起因于在透镜组间的偏心的光学特性的恶化的变焦距透镜装置、光学设备及投影仪。

Description

变焦距透镜装置、使用了该装 置的光学设备及投影仪

技术领域

本发明涉及变焦距透镜装置、使用了该变焦距透镜装置的光学设备及投影仪。更详细地说，涉及变焦距透镜装置的结构。

背景技术

在投影仪、单透镜反射照相机、摄像机、电子照相机及医疗设备等设备中，使用了用于从广角状态到远距离摄像状态或者从远距离摄像状态到广角状态进行变焦距操作的变焦距透镜装置。在这样的变焦距透镜装置中，在光轴方向上配置了多组由1个或多个透镜构成的透镜组。在这些多个透镜组中，包含：聚焦用透镜组及具有在变焦距操作时、在光轴方向上移动的2个透镜组的改变放大率用的变换透镜组。在变焦距透镜装置中，在变焦距操作过程中伴随着变换透镜组的移动，焦点位置偏移了。因此，以对其进行补偿为目的，在构成变换透镜组的2个透镜组之间，配置了与变换透镜组联动地在光轴方向上移动的补偿透镜组。

在这样构成的变焦距透镜装置中，由于在变焦距操作时聚焦用透镜组、变换透镜组及补偿透镜组在光轴方向上移动，故可考虑把这些透镜组保持在共同的透镜框上、使之一体地进行移动的结构。但是，虽说是补偿透镜组与变换透镜组联动地进行移动，可是其移动图形不同。因此，使聚焦用透镜组、变换透镜组及补偿透镜组一体地保持并移动时，不能适当地进行补偿。

因此，迄今，把在变焦距操作时、在光轴方向上移动的聚焦用透镜组、变换透镜组及补偿用透镜组等可动透镜组按每个透镜组保持在透镜框上，按每个透镜组进行了驱动。即，构成变换透镜组的2个透镜组进行朝向同一方向的移动，但是，把每一个保持在各自的透镜框上，分别进行了驱动。

当进行这样的驱动时，在变焦距透镜装置中驱动销从保持可动透镜组的各个透镜框伸出，另一方面，这些驱动销嵌入在共同的变焦距环上形成的每个凸轮槽中。这里，由于凸轮槽规定在进行变焦距操作时各可动透镜组在光轴方向上的移动，故按每个可动透镜组以规定的图形形成了凸轮槽。

但是，在现有的变焦距透镜装置中，虽然各透镜组内的偏心、即光轴的偏移能够比较容易地消除，可是，各透镜组间的偏心不能消除。因此，存在着下述那样的问题，不能消除起因于各透镜组间的偏心的光学特性的恶化，例如像差或因其而产生的闪烁的发生。此外，这样，即使起因于透镜组间的偏心而发生像差或因其而产生的闪烁等不良情况，确定在多个透镜组的某个组中存在着不良情况是相当费事的作业，可以说，在大量生产的工序中是不可能进行的。

发明的公开

鉴于上面的问题，本发明的课题在于，提供在把多个透镜组组合起来的变焦距透镜装置中能够降低起因于透镜组间的偏心的光学特性的恶化的结构。

此外，本发明的课题在于，提供使用该变焦距透镜装置能够提高光特性的光学设备及投影仪。

为了解决上述课题，在本发明的变焦距透镜装置中，具备：具有在变焦距操作时、在光轴方向上移动的2个透镜组的变换透镜组；以及配置在上述2个透镜组之间、与上述变换透镜组联动地在光轴方向上移动的补偿透镜组，其特征在于，把上述2个透镜组构成为，保持在共同的变换透镜框上而一体地进行移动。

在本发明中，尽管在构成变换透镜组的2个透镜组之间配置了补偿透镜组，但是，把这些透镜组保持在共同的变换透镜框上，使之一体地进行移动。即，尽管把构成变换透镜组的2个透镜组以把补偿透镜组夹在中间的方式配置在分开的位置上，但在变焦距操作时它们成为一体地进行移动。因此，可以消除构成变换透镜组的2个透镜组间的偏心。这里，为了防止起因于透镜组间的偏心的光学特性的恶化，在构成变换透镜组的透镜组间消除偏心比在其它透镜组间消除偏心是极为有效的。这是因为，由于构成变换透镜组的透镜组之透镜放大率通常比其它透镜组大，故偏心引起的像差等影响比其它透镜组大。在本发明中，由于能够消除构成变换透镜组的2个透镜组间的偏心，故可极其有效地缓和起因于透镜偏心的光学特性的恶化。

此外，按照本发明，由于实质上成为与把透镜组的数目减小了1个时相同的结构，故具有在透镜组间的偏心也难发生的优点。进而，还能简化变焦距透镜装置的装配工序。

本发明在构成变换透镜组的2个透镜组具有把起因于偏心的像差的影响互相抵不销地加在一起的特性的情况下，效果特别大。其理由如下述那样。如现有技术那样，在把构成变换透镜组的2个透镜组保持在各自的透镜框上的情况下，2个透镜组有向不同方向偏心的可能性。此时，起因于透镜组的偏心的光学特性的恶化变得显著。另一方面，在本发明中，把构成变换透镜的2个透镜组保持在同一个变换透镜框上。因此，即使构成变换透镜组的2个透镜组偏心了，2个透镜组也向同一个方向偏心。因此，如果使2个透镜组具有把像差的影响互相抵销地加在一起的特性，则即使变换透镜组偏心了，在变换透镜组内的像差的影响也互相抵销，其结果可把像差抑制到较小。

本发明应用于把上述透镜组在上述光轴方向上配置了5组的变焦距透镜装置中时是有效果的，但是，也可应用于把上述透镜组在上述光轴方向上配置了6组以上的变焦距透镜装置中。

此外，在本发明中，还设置：保持上述补偿透镜组的补偿透镜框；以伸出上述变换透镜框及上述补偿透镜框的外周侧的方式设置了的驱动销；以及形成了对上述驱动销分别进行导向、从而规定在变焦距操作时各可动透镜组在光轴方向上的移动图形的凸轮槽的变焦距环，最好在上述变换透镜框上，设置用于使从上述补偿透镜框伸出的上述驱动销到达上述凸轮槽内的开口。如果采用这样的结构，就可以容易地进行变焦距操作。

进而，在本发明中，由于如果在离像侧最远的位置上设置变换透镜组及补偿透镜组以外的透镜组就可使该透镜组具有补偿像差、特别是像场弯曲像差的功能，故可使变焦距透镜装置的性能更加提高。此外，可以使该透镜组具有把变焦距透镜装置作成大致焦阑系的功能。因此，在把需要焦阑系的变焦距透镜装置的投影仪等光学设备与本发明的变焦距透镜装置组合起来的情况下，如果在离像侧最远的位置上设置变换透镜组及补偿透镜组以外的透镜组则是有利的。

而且，此时，可以构成为只把配置在离像侧最远位置上的透镜组作为固定透镜组，把其它透镜组作为在变焦距操作时可在光轴方向上移动的可动透镜组。另一方面，在这样的情况下，也可以把全部透镜组作为可动透镜组。由于在只把配置在离像侧最远位置上的透镜组作为固定透镜组来构成的情况下可简化变焦距透镜装置的结构，故可降低制造成本。因此，可以提供性能高且廉价的变焦距透镜装置。另一方面，由于如果把全部透镜组作为可动透镜组、就可以在从广角状态到远距离摄像状态的整个范围内得到使配置在离像侧最远位置上的透镜组所具有的功能，故可提供性能更高的变焦距透镜装置。

此外，在变换透镜组及补偿透镜组之外还设置了可动透镜组的情况下，最好：这些可动透镜组都由透镜框来保持；以从各个透镜框的外周侧伸出的方式设置驱动销；并且，在变焦距环上形成了分别对这些驱动销进行导向、从而规定在变焦距操作时各可动透镜组在光轴方向上的移动图形的凸轮槽。如果采用这样的结构，就可以容易地进行变焦距操作。由于在本发明中用2个透镜组构成了变换透镜组，故即使在这样作成利用同一个变焦距环对全部可动透镜组进行导向的结构的情况下，也能够减少其数目与1个透镜组相应的凸轮槽，在这一点上是有利的。

再有，在本发明的变焦距透镜装置中，各透镜组可由1个或多个透镜构成。

本发明的变焦距透镜装置可用于单透镜反射照相机、摄像机、电子照相机及医疗设备等光学设备中。

此外，本发明的变焦距透镜装置，除了液晶装置之外，还可以用于使用了微镜的调制装置或者把CRT作为图像形成装置使用了的投影仪中。

附图的简单说明

图1为示出投影仪的光学系统的结构的概略平面图。

图2为示出有关对于作为图1所示投影仪的照明区域的3个液晶装置进行照明的积分照明光学系统的说明图。

图3(A)、(B)及(C)分别为示出用于投影仪的积分照明光学系统中的第1光学要素的外观的正视图、侧视图及把第1光学要素的形成了小透镜一侧之一部分扩大后示出的透视图。

图4(A)及(B)分别为示出用于图2所示积分照明光学系统中的偏振变换元件阵列的外观的透视图及示出该偏振变换元件阵列的功能的说明图。

图5为示出用于本发明实施形态1的变焦距透镜装置中的透镜的剖面图。

图6为示意地示出图5所示变焦距透镜装置的外观的透视图。

图7为示意地示出把变焦距环等从图5所示变焦距透镜装置取下了的状态的透视图。

图8(A)、(B)及(C)分别为示出在图5所示变焦距透镜装置中，在广角、标准及远距离摄像各状态下的透镜位置的说明图。

图9为示出用于本发明实施形态2的变焦距透镜装置中的透镜的剖面图。

图10(A)、(B)及(C)分别为示出在图9所示变焦距透镜装置中，在广角、标准及远距离摄像各状态下的透镜位置的说明图。

用于实施发明的最佳形态

参照附图，说明本发明的实施形态。应用了本发明的变焦距透镜装置可应用于各种设备中，但在这里说明应用于投影仪的扩大投射系统中的例子。

实施形态1

A、投影仪的结构

图1为示出应用了本发明的投影仪的一实施形态的光学系统的结构的概略平面图。再有，在下面的说明中，只要不特别说明，就把光行进的方向定为Z轴的正方向，从Z轴的正方向侧看、把12点钟的方向定为Y轴的正方向，把3点钟的方向定为X轴的正方向。

如图1所示，投影仪1具有光源装置201、光学装置301及作为扩大投射系统的变焦距透镜装置10。

光学装置301具有积分光学系统300，该积分光学系统300具备第1光学要素320、第2光学要素330及叠加透镜370。此外，光学装置301具有彩色光分离光学系统380，该彩色光分离光学系统380包含二色镜382、386及反射镜384。光学装置301还具有导光学学系统390，该导光光学系统390包含入射侧透镜392、中继透镜396及反射镜394、398。光学装置301进而含有3个物镜400、402及404；作为图像形成装置的3个液晶装置410R、410G及410B；以及交叉二色棱镜420。

把光源装置201配置在光学装置301的第1光学要素320的入射面侧。把变焦距透镜装置10配置在光学装置301的交叉二色棱镜420的射出面侧。

图2为示出有关对于作为图1所示投影仪1的照明区域的3个液晶装置进行照明的积分照明光学系统的说明图。图3(A)、(B)及(C)分别为示出第1光学要素320的外观的正视图、侧视图及把该第1光学要素320的形成了小透镜一侧之一部分扩大后示出的透视图。图4(A)及(B)分别为示出偏振变换元件阵列的外观的透视图及示出该偏振变换元件阵列的功能的说明图。再有，为了容易进行说明，图2只示出了用于说明积分照明光学系统的功能的主要构成要素。

图2所示积分照明光学系统具有：在光源装置201中具备的光源200；以及在光学装置301中具备的积分光学系统300。积分光学系统300具备第1光学要素320、第2光学要素330及作为第3光学要素的叠加透镜370。第2光学要素330具备聚光透镜340、遮光板350及偏振变换元件阵列360。

光源200具备光源灯210及凹面镜212。由光源灯210射出的放射状的光被凹面镜212反射，作为大致平行的光束朝向第1光学要素320射出。作为光源灯210大多使用卤素灯或金属卤化物灯、高压水银灯。作为凹面镜212可以使用抛物面镜或椭圆面镜。在光源200中，有时还设置对于由凹面镜212射出的光进行平行化的透镜。

图3(A)、(B)及(C)中，第1光学要素320为把具有矩形轮廓的小透镜321以纵向为M行、横向为2N列的矩阵状排列起来的透镜阵列。从透镜的横向中心起，向左有N列、向右有N列。该例中，M＝10，N＝4。把从Z方向看到的各小透镜321的外形形状设定成为与液晶装置410的形状大致相似的系统。例如，如果液晶装置图像形成区域的宽高比(横与纵的尺寸之比)为4∶3，则把各小透镜321的宽高比也设定为4∶3。此外，如图2所示，在第2光学要素330中也形成了聚光透镜340，该聚光透镜340为与参照图3说明了的第1光学要素320结构相同的透镜阵列。再有，第1光学要素320及聚光透镜340的透镜方向可以朝向+Z方向或-Z方向。此外，也可以如图2所示，朝向互相相反的方向。

如图2所示，偏振变换元件阵列360为把2个偏振变换元件阵列361、362以把光轴夹在中间的方式配置在对称方向上的结构。

如图4(A)所示，该偏振变换元件阵列361具备：偏振光束分裂器阵列363；以及有选择地配置在偏振光束分裂器阵列363的光射出面上的一部分上的λ/2相位差板364(图中用斜线示出)。偏振光束分裂器阵列363具有把多个剖面分别为平行四边形的柱状透光性构件365依次胶合起来的形状。在透光性构件365的界面上，交互地形成了偏振分离膜366及反射膜367。把λ/2相位差板364有选择地粘贴在偏振分离膜366或反射膜367的光的射出面的X方向上的映射部分上。在该例中，把λ/2相位差板364粘贴在偏振分离膜366的光的射出面在X方向上的映射部分上。

这样构成的偏振变换元件阵列361具有把入射的光变换成1种线偏振光(例如，S偏振光或P偏振光)并射出的功能。

即，如图4(B)所示，当包含S偏振分量及P偏振分量的非偏振光(具有随机偏振方向的入射光)入射时，首先，偏振分离膜366把该入射光分离成S偏振光及P偏振光。S偏振光在被偏振分离膜366大致垂直地反射、再被反射膜367反射之后，射出。另一方面，P偏振光照原样透过偏振分离膜366。把λ/2相位差板364配置在透过了偏振分离膜的P偏振光的射出区域上，把该P偏振光变换成S偏振光并射出。因而，透过了偏振变换元件阵列361的光的大部分变成S偏振光，射出。此外，在想使偏振变换元件阵列361射出的光成为P偏振光的情况下，把λ/2相位差板364配置在被反射膜367反射了的S偏振光射出的射出面上，即可。

这样，在偏振变换元件阵列361中，可以把包含：相邻的1个偏振分离膜366及1个反射膜367；以及1个λ/2相位差板364而构成的1个块看作是1个偏振变换元件368。因而，可以说，偏振变换元件阵列361是把多个这样的偏振变换元件在X方向上排列起来的阵列。在这里所示的例子中，该阵列由4列偏振变换元件368构成。再有，由于偏振变换元件阵列362的结构与偏振变换元件阵列361完全相同，故省略其说明。

在这样构成的投影仪1中，图2所示的光源200射出的非偏振光被构成积分光学系统300的第1光学要素320的多个小透镜321及第2光学要素330中所包含的聚光透镜340的多个小透镜341分割成多条部分光束202，同时，在2个偏振变换元件阵列361、362的偏振分离膜366附近聚光。这里，聚光透镜340具有以使第1光学要素320射出的多条部分光束在2个偏振变换元件阵列361、362的偏振分离膜366上聚光的方式进行引导的功能。因而，使入射到2个偏振变换元件阵列361、362上的多条部分光束，如参照图4(B)说明了的那样，变换成1种线偏振光，射出。叠加透镜370使2个偏振变换元件阵列361、362射出的多条部分光束在后述的液晶装置上进行叠加。因而，该积分照明光学系统可对液晶装置均匀地进行照明。

为了把叠加透镜370射出的光引导到彩色光分离光学系统380的方向上，设置了图1所示的反射镜372。根据照明光学系统的结构，该反射镜372不一定必要。

彩色分离光学系统380具备2个二色镜382、386，具有把由叠加透镜射出的光分离成红、绿、蓝这3色光的功能。第1二色镜382使由叠加透镜370射出的光中的红光分量透过，同时，反射蓝光分量及绿光分量。透过了第1二色镜382的红光被反射镜384反射，通过物镜400到达红光用的液晶装置410R。该物镜400使由叠加透镜370射出的各部分光束变换成与其中心轴(主光线)平行的光。设置在其它液晶装置410G、410B前方的物镜402、404都是同样的。被第1二色镜382反射的蓝光及绿光中，绿光被第2二色镜386反射，通过物镜402到达绿光用的液晶装置410G。另一方面，蓝光透过第2二色镜386，通过导光光学系统即入射侧透镜392、反射镜394、中继透镜396及反射镜398，还通过物镜404到达蓝光用的液晶装置410B。再有，对蓝光之所以使用导光光学系统390，是为了防止由于蓝光的光路长度比其它彩色光的光路长度长、因光的扩散等所引起光的利用效率的降低。即，是为了使入射到入射侧透镜392上的部分光束照原样传送到物镜404上。

液晶装置410R、410G、410B具备：一对偏振板；以及配置在这些偏振板之间的液晶面板，具有基于所接受的图像信息对入射的光进行调制的功能。由于有关这样的液晶装置410R、410G、410B是周知的，故省略其详细的说明。

由3个液晶装置410R、410G、410B调制了的光入射到交叉二色棱镜420上。该交叉二色棱镜420具有把调制了的3色的光合成的、作为合成光学系统的功能。在交叉二色棱镜420上、沿着4个直角棱镜的界面、以大致X字状形成了反射红光的介质多层膜及反射蓝光的介质多层膜。由这些介质多层膜来合成调制了的3色的光。由交叉二色棱镜420合成的光向变焦距透镜装置10的方向射出。变焦距透镜装置10具有把合成了的光投射到投射面上的功能。

B、变焦距透镜装置10的结构

参照图5、图6、图7及图8，详细描述投影仪1中使用了的变焦距透镜10的结果。

图5为示出用于变焦距透镜装置10中的透镜的剖面图。图6为示意地示出该变焦距透镜装置10的外观的透视图，图7为示意地示出把变焦距环及固定框等从该变焦距透镜装置10取下了的状态的透视图。图8(A)、(B)及(C)分别为示出在该变焦距透镜装置10中，在广角、标准及远距离摄像各状态下的透镜位置的说明图。

图5中，在本实施形态的变焦距透镜装置10中，在光轴方向上配置了多组由1个或多个透镜构成的透镜组。本实施形态中，使用了放大率为负、正、负、正、正的第1～第5透镜组11、12、13、14、15。在这些透镜组中，配置在离像侧最近的位置上的第1透镜组11为聚焦透镜组。

第2及第4透镜组12、14是具有以其为主用于改变放大率的功能的变换透镜组。第2透镜组12与第4透镜组14具有把起因于偏心的像差的影响互相抵销地加在一起的特性。例如，透镜组12及透镜组14的每一个具有在变换透镜组偏心了的情况下，使第2透镜组发生像差所引起的闪烁的方向与使第4透镜组发生像差所引起的闪烁的方向相反的特性。

此外，在构成变换透镜组的第2透镜组12与第4透镜组14之间，作为补偿透镜组配置了与第2及第4透镜组12、14联动地在光轴方向上移动的第3透镜组13。此外，该第3透镜组13具有以其为主对于在变焦距操作过程中伴随着第2及第4透镜组12、14(变换透镜组)的移动，焦点位置的情况进行补偿的功能。再有，第1透镜组11还兼备这样的补偿功能。

把配置在离像侧最远位置上的第5透镜组15固定在固定框16上，作为在变焦距操作时不移动的固定透镜组而构成。该第5透镜组15具有把变焦距透镜装置10作成大致焦阑系的功能及补偿像差中的特别是像场弯曲像差的功能。

此外，把第1～第4透镜组作为在变焦距操作时进行移动的可动透镜组而构成。在这些透镜组11～14中，第2透镜组12与第4透镜组14成为一体地进行移动，但是，第1透镜组11及第3透镜组13都互相独立地进行移动。

由于使透镜组这样进行移动，故本实施例中采用了下述那样的结构。

首先，把第1透镜组11保持在可在固定框16的圆筒部分的内部中、在光轴方向上移动的圆筒形的聚焦透镜框21上。把第3透镜组13保持在可在固定框16的圆筒部分的内部中、在光轴方向上移动的圆筒形的补偿透镜框23上。再有，聚焦透镜框21及补偿透镜框23都成为不绕光轴旋转的结构。

此外，在第2透镜组12与第4透镜组14之间配置了第3透镜组13。即，把第2及第4透镜组12、14分开配置。而且把第2及第4透镜组12、14保持在共同的变换透镜框22上。该变换透镜框22也具有圆筒形状，成为在固定框16的圆筒部分的内部中、可在光轴方向上移动但不绕光轴旋转的结构。

进而，如图5、图6及图7所示，使多个驱动销31、32、33从聚焦透镜框21、变换透镜框22及补偿透镜框23的外周部分在等角度的方向上分别伸出。在这些驱动销的前端上形成了可绕轴线旋转的滚子。

此外，变换透镜框22处于覆盖在补偿透镜框23的外周侧上的状态下。因此，在该变换透镜框22中，在与补偿透镜框23的形成了驱动销33的部分重叠的区域中形成了开口220。

此外，在固定框16的圆筒部分的外周侧安装了圆筒形的变焦距环40。该变焦距环40成为可绕光轴旋转但不在光轴方向上移动的结构。

在变焦距环40上形成了从聚焦透镜框21、变换透镜框22及补偿透镜框23的外周部分伸出的驱动销31、32、33分别嵌入的凸轮槽41、42、43。再有，驱动销33通过变换透镜框22的开口220嵌入凸轮槽43中。

这里，凸轮槽41、42、43具有下述功能，在利用手动或自动的驱动机构使变焦距环40绕光轴旋转来进行变焦距操作时，在分别规定的条件下、在光轴方向上对于对应的透镜框(聚焦透镜框21、变换透镜框22及补偿透镜框23)进行导向，由此，使第1～第4透镜组11～14在分别规定的条件下、在光轴方向上进行移动。因而，凸轮槽41、42、43的图形互相不同。

在这样构成的变焦距透镜装置10中，在从图8(B)所示的标准状态到广角状态来进行变焦距操作时，使变焦距环40在图6中用箭头W表示的方向上旋转。此时，如图8(A)所示，基于凸轮槽41的形状，第1透镜组11不在光轴方向上移动。另一方面，基于凸轮槽42的形状，第2及第4透镜组12、14在光轴方向上移动到物体侧。因此，第1透镜组11与第2及第4透镜组12、14的间隔变宽了。再有，基于凸轮槽43的形状，第3透镜组13在光轴方向上移动到物体侧。

与此不同，在从图8(B)所示的标准状态到远距离摄像状态来进行变焦距操作时，使变焦距环40在图6中用箭头T表示的方向上旋转。此时，如图8(C)所示，基于凸轮槽41的形状，第1透镜组11在光轴方向上移动到物体侧。另一方面，基于凸轮槽42的形状，第2及第4透镜组12、14在光轴方向上移动到像侧。因此，第1透镜组11与第2及第4透镜组12、14的间隔变窄了。再有，基于凸轮槽47的形状，第3透镜组13在光轴方向上移动到像侧。

C.本实施形态的效果

如上面说明了的那样，在本实施形态的变焦距透镜装置10中，尽管在构成变换透镜组的2个透镜组(第2及第4透镜组12、14)之间配置了第3透镜组13(补偿透镜组)，但是，把这2个透镜组保持在共同的变换透镜框22上，使之一体地进行移动。即，尽管把第2及第4透镜组12、14配置在把第3透镜组13夹在中间而分开了的位置上，但在变焦距操作时它们成为一体地进行移动。因此，可以消除构成变换透镜组的2个透镜组间的偏心。因而，可极其有效地缓和起因于透镜偏心的光学特性的恶化。

此外，由于变焦距透镜装置10实质上成为与把透镜组的数目减小了1个时相同的结构，故具有在透镜组间的偏心也难发生的优点。进行，还能简化变焦距透镜装置10的装配工序。

进而，由于构成变换透镜组的第2透镜组12及第4透镜组14具有把起因于这些透镜组的偏心的像差的影响互相抵销地加在一起的特性，故即使变换透镜组偏心了，在变换透镜组内的像差的影响也互相抵销。其结果，可把像差抑制到较小。

此外，由于在变换透镜框22上设置用于使从补偿透镜框23伸出的驱动销33到达变焦距环40的凸轮槽43内的开口220。并且利用同一个透镜环40对构成变换透镜组的透镜组12、14及构成补偿透镜组的透镜组13进行导向，故可容易地进行变焦距操作。

进而，在离像侧最远的位置上设置第5透镜组15，使该透镜组15具有把变焦距透镜装置10作成大致焦阑系的功能、和补偿像差中的特别是像场弯曲像差的功能。因而，按照本实施形态的结构，可使变焦距透镜装置的性能更加提高。此外，本实施形态的变焦距透镜装置在与需要焦阑系的变焦距透镜装置的投影仪等光学设备组合起来的情况下是有利的。

进而还有，把第5透镜组15固定在固定框16上，作为在变焦距操作时不移动的固定透镜组而构成。因此，按照本实施形态的结构，可以提供性能高且廉价的变焦距透镜装置。

此外，在本实施形态的变焦距透镜装置10中，把对全部可动透镜组11～14进行导向的凸轮槽41～43设置在同一个变焦距环40上。即，由同一个变焦距环40对全部可动透镜组11～14进行导向。因而，可以容易地进行变焦距操作。在本实施形态的变焦距透镜装置10中，由于由同一个透镜框22保持构成变换透镜组的2个透镜组12、14，故可减少对可动透镜组进行导向的、其数目与1个透镜组相应的凸轮槽。

实施形态2

参照图9及图10，说明本发明第2实施形态的变焦距透镜装置。

图9为示出用于应用了本发明的变焦距透镜装置中的透镜的剖面图。图10(A)、(B)及(C)分别为示出在该变焦距透镜装置中，在广角、标准及远距离摄像各状态下的透镜位置的说明图。再有，本实施形态的变焦距透镜装置与实施形态1的变焦距透镜装置10相同，也可应用于投影仪中。此外，其基本结构与实施形态1的变焦距透镜装置10是共同的。因而，对于共同的部分标以同一个符号并省略其详细的说明。

图9中，在本实施形态的变焦距透镜装置50中，与实施形态1相同，在光轴方向上也配置了多组由1个或多个透镜构成的透镜组。本实施形态中，使用了第1～第5透镜组11、12、13、14、15。这些透镜组的功能与在第1实施形态中说明了的相同。

在本实施形态中，把第1～第5透镜组11～15都作为可动透镜组而构成，与实施形态1不同之点是，未把第5透镜组15固定在透镜框16上。即，在本实施形态中，把第5透镜组15保持在可在固定框16的圆筒部分的内部中、在光轴方向上移动的圆筒形的透镜框25上。该透镜框25成为不绕光轴旋转的结构。

此外，在本实施形态中，把第1透镜组11也保持在可在固定框16的圆筒部分的内部中、在光轴方向上移动的圆筒形的聚焦透镜框21上，并把第3透镜组13保持在可在固定框16的圆筒部分的内部中、在光轴方向上移动的圆筒形的补偿透镜框23上。

进而，在第2透镜组12与第4透镜组14之间配置了第3透镜组13。即，把第2及第4透镜组12、14分开配置。而且，把第2及第4透镜组12、14保持在共同的变换透镜框22上。

进而，使多个驱动销31、32、33从聚焦透镜框21、变换透镜框22、补偿透镜框23及透镜框25的外周部分在等角度的方向上分别伸出。这里，变换透镜框22处于覆盖在补偿透镜框23的外周侧上的状态下。因此，在该变换透镜框22中、在与补偿透镜框23的形成了驱动销33的部分重叠的区域中形成了开口220。

此外，在固定框16的圆筒部分的外周侧安装了圆筒形的变焦距环40。在变焦距环40上形成了从聚焦透镜框21、变换透镜框22、补偿透镜框23及透镜框25的外周部分伸出的驱动销31、32、33分别嵌入的凸轮槽41、42、43、45。这里，凸轮槽41、42、43、45具有下述功能，在利用手动或自动的驱动机构使变焦距环40绕光轴旋转来进行变焦距操作时，在分别规定的条件下、在光轴方向上对于对应的透镜框(聚焦透镜框21、变换透镜框22、补偿透镜框23及透镜框25)进行导向，由此，使第1～第5透镜组11～15在分别规定的条件下、在光轴方向上进行移动。因而，凸轮槽41、42、43、45的图形互相不同。

在这样构成的变焦距透镜装置50中，在从图8(B)所示的标准状态到广角状态来进行变焦距操作时，与实施形态1相同，使变焦距环40在规定的方向上旋转。此时，如图10(A)所示，基于凸轮槽41的形状，第1透镜组11在光轴方向上移动到像侧。另一方面，基于凸轮槽42的形状，第2及第4透镜组12、14在光轴方向上移动到物体侧。因此，第1透镜组11与第2及第4透镜组12、14的间隔变宽了。再有，基于凸轮槽43的形状，第3透镜组13在光轴方向上移动到物体侧。此外，基于凸轮槽45的形状，第5透镜组15也仅在光轴方向上移动。

与此不同，在从图10(B)所示的标准状态进行变焦操作到远距离状态时，使变焦距环40在相反方向上旋转。这时，如图10(C)所示，根据凸轮槽41的形状，第1透镜组11在光轴方向向物体侧移动。另外，根据凸轮槽42的形状，第2及第4透镜组12、14在光轴方向上移动到像侧。因此，第1透镜组11与第2及第4透镜组12、14的间隔变窄了。再有，基于凸轮槽43的形状，第3透镜组13在光轴方向上不移动。此外，基于凸轮槽45的形状，第5透镜组15也不在光轴方向上移动。

这样，在本实施形态的变焦距透镜装置50中，也可以得到与第1实施形态的变焦距透镜10相同的效果。进而，在本实施形态的变焦距透镜装置50中，不仅第1～第4透镜组是可动的，而且第5透镜组15也是可动的，由此，在从广角状态到远距离摄像状态的整个范围内都能够得到第5透镜组的功能。即，在从广角状态到远距离摄像状态的整个范围内都能够有效地补偿像场弯曲像差，同时，在从广角状态到远距离摄像的整个范围内都可以把变焦距透镜装置50作成大致焦阑系。因此，按照本实施形态的结构，可以使变焦距透镜装置50的性能更加提高。

其它实施形态

再有，在上述实施形态中，都说明了作为投影仪1的扩大投射系统使用了的变焦距透镜装置10、50，但是，除了投影仪之外，还可以把本发明应用于安装于单透镜反射照相机、摄像机、电子照像机及医疗设备等光学设备中的变焦距透镜装置中。进而，投影仪1的结构也不限定于上述实施形态中说明了的结构。例如图像形成装置除了液晶装置之外，还可以是使用了微镜的调制装置或CRT。

此外，在上述实施形态中，以具备5个透镜组的变焦距透镜装置10、50为例进行了说明，但是，也可以把本发明应用于使用了6个以上透镜组的变焦距透镜装置中。

Claims (9)

1.一种变焦距透镜装置，具备：具有在变焦距操作时、在光轴方向上移动的2个透镜组的变换透镜组；以及配置在上述2个透镜组之间、与上述变换透镜组联动地在光轴方向上移动的补偿透镜组，其特征在于，

上述2个透镜组的结构为：保持在共同的变换透镜框上而一体地进行移动。

2.根据权利要求1中所述的变焦距透镜装置，其特征在于，

上述2个透镜组具有把起因于偏心的像差的影响互相抵销的特性。

3.根据权利要求1或权利要求2的任一项中所述的变焦距透镜装置，其特征在于，还具有：

保持上述补偿透镜组的补偿透镜框；

以突出上述变换透镜框及上述补偿透镜框的外周侧的方式设置的驱动销；以及

形成对上述驱动销分别进行导向、从而规定在变焦距操作时各可动透镜组在光轴方向上的移动图形的凸轮槽的变焦距环，

在上述变换透镜框上，形成用于使从上述补偿透镜框突出的上述驱动销到达上述凸轮槽内的开口。

4.根据权利要求1～权利要求3的任一项中所述的变焦距透镜装置，其特征在于，

除了上述变换透镜组及上述补偿透镜组之外，还具有配置在离像侧最远位置上的透镜组。

5.根据权利要求4中所述的变焦距透镜装置，其特征在于，把配置在离上述像侧最远位置上的透镜组作为固定透镜组来构成。

6.根据权利要求4中所述的变焦距透镜装置，其特征在于，

把配置在离上述像侧最远位置上的透镜组作为在变焦距操作时可在光轴方向上移动的可动透镜组来构成。

7.根据权利要求1～权利要求6的任一项中所述的变焦距透镜装置，其特征在于，还具备：

上述变换透镜组及上述补偿透镜组之外的可动透镜组；

保持上述可动透镜组的透镜框；以及

以突出上述透镜框的外周侧的方式设置了的驱动销；

在上述变焦距环上形成对设置在上述透镜框上的上述驱动销进行导向、从而规定在变焦距操作时各可动透镜组在光轴方向上的移动图形的凸轮槽。

8.一种光学设备，其特征在于，

具备在权利要求1～权利要求6的任一项中规定的变焦距透镜装置。

9.一种投影仪，其特征在于，

具备在权利要求1～权利要求6的任一项中规定的变焦距透镜装置。

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