CN204925499U - 投影用变焦透镜以及投影型显示装置 - Google Patents

投影用变焦透镜以及投影型显示装置 Download PDF

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Abstract

在投影用变焦透镜中，即使设为高变倍比仍维持高性能。该投影用变焦透镜实质上包括：第1透镜组(G1)，其配置在最放大侧，在变倍时固定且具有负光焦度；最终透镜组(G6)，其配置在最缩小侧，在变倍时固定且具有正光焦度；中间组，其配置在第1透镜组(G1)与最终透镜组(G6)之间，由在变倍时移动的多个移动透镜组(G2～G5)构成，所述投影用变焦透镜满足下述条件式。1.00＜(Rf2-Rr2)/(Rf2+Rr2)…(1)；0.00≤(Rr2-Rf3)/(Rr2+Rf3)＜0.15…(2)；其中，Rf2：最缩小侧的移动透镜组的从放大侧起第二个透镜(L11)的前侧曲率半径，Rr2：上述第二个透镜(L11)的后侧曲率半径，Rf3：最缩小侧的移动透镜组的从放大侧起第三个透镜(L12)的前侧曲率半径。

Description

投影用变焦透镜以及投影型显示装置
技术领域
本实用新型涉及变焦透镜，尤其涉及适用于投影型显示装置的投影用变焦透镜。
另外，本实用新型涉及具备这种投影用变焦透镜的投影型显示装置。
背景技术
以往，使用液晶显示元件、DMD(DigitalMicromirrorDevice：注册商标)等光阀的投影型显示装置广泛普及。另外，近年来，在电影院等中，使用能够应用于大画面且能够放映出更高分辨率的图像的投影型显示装置。
在上述的供电影院等中利用的投影型显示装置中，由于采用如下的三板方式，因此要求具有较长的后截距和良好的远心性，所述三板方式为，配设三个各原色用的光阀，通过分色光学系统将来自光源的光束分离成三原色，在经过各光阀后，通过色合成光学系统进行合成并投影。
另外，在供电影院等中利用的投影型显示装置中，为了与针对每个电影院、会场而有所不同的投射距离和屏幕尺寸相对应地、并且与显示图像的纵横尺寸比(银幕尺寸、深景尺寸等)相对应地，使显示图像的尺寸适合于屏幕尺寸，作为投影用透镜，要求高变倍比的变焦透镜。
另外，在为了适合上述尺寸而使这种投影用变焦透镜变倍时，为了防止显示图像的亮度发生变化，对于这种变焦透镜，大多要求具有在整个变倍区域内将变焦透镜的数值孔径(以下，有时也称作“F值”)保持为恒定的功能。
并且，伴随于电影屏幕的数字化的加速，投影型显示装置的小型化、低价化日益发展，对于投影用变焦透镜，也存在关于上述后截距、远心性、高变倍比的期望，并且趋于要求小型化、低成本化。
在专利文献1～3中，记载了以应用于投影型显示装置为前提的变焦透镜。更具体而言，在专利文献1中，公开了一种六组结构的投影用变焦透镜，其使具有负光焦度且配置在最放大侧的第1透镜组和具有正光焦度且配置在最缩小侧的最终透镜组在变倍时固定，并且在第4透镜组中配置开口光阑。另一方面，在专利文献2中，公开了使比开口光阑靠缩小侧的透镜组在变倍时不移动从而将数值孔径保持为恒定的投影用变焦透镜。另外，在专利文献3中，公开了如下的投影用变焦透镜，其使具有负光焦度且配置在最放大侧的第1透镜组和具有正光焦度且配置在最缩小侧的最终透镜组在变倍时固定，并且使用随着变倍而开口直径发生变化的可变光阑，从而在整个变倍区域内使数值孔径恒定。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-184723号公报
专利文献2：日本特开2005-106948号公报
专利文献3：日本特开2008-046259号公报
如上所述，在供电影院等中利用的投影型显示装置中，要求高变倍比的变焦透镜，但在以往的投影用变焦透镜中，若欲得到高变倍比，则容易发生因变倍引起的畸变像差、像面弯曲的变动。
实用新型内容
实用新型要解决的课题
本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供即使是高变倍比也能够维持高性能的投影用变焦透镜以及投影型显示装置。
用于解决课题的方法
本实用新型的投影用变焦透镜的特征在于，
实质上包括：
第1透镜组，其配置在最放大侧，具有负光焦度且在变倍时固定；
最终透镜组，其配置在最缩小侧，具有正光焦度且在变倍时固定；
中间组，其配置在所述第1透镜组与最终透镜组之间，且由在变倍时相互独立地沿光轴移动的多个移动透镜组构成，
构成所述中间组的最缩小侧的移动透镜组包括从最放大侧依次配置的具有负光焦度的透镜、具有正光焦度的透镜、具有负光焦度的透镜、以及具有正光焦度的透镜，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(1)以及(2)：
1.00＜(Rf2-Rr2)/(Rf2+Rr2)…(1)；
0.00≤(Rr2-Rf3)/(Rr2+Rf3)＜0.15…(2)：
其中，
Rf2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的前侧曲率半径，
Rr2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的后侧曲率半径，
Rf3：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第三个透镜的前侧曲率半径。
这里，上述的“包括”是指，除列举的透镜组以外，实质上还包括具备不具有光焦度的透镜、光阑及保护玻璃等透镜以外的光学要素、透镜凸缘，透镜镜筒，摄像元件、相机抖动校正机构等机构部分等的情况。这在以下说明的情况中也是相同的。
需要说明的是，在本实用新型的投影用变焦透镜中，
优选为，所述投影用变焦透镜满足下述条件式(3)以及(4)：
0＜Nd1-Nd2…(3)；
Nd2＜1.60…(4)；
其中，
Nd1：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第一个透镜的对于d线的折射率，
Nd2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的对于d线的折射率。
这里，对于条件式(4)所规定的条件，更优选为还满足下式(4’)：
Nd2＜1.55…(4’)。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，所述中间组的最缩小侧的透镜组实质上从放大侧依次配置有具有负光焦度的透镜、具有正光焦度的透镜、具有负光焦度的透镜、具有正光焦度的透镜、以及具有正光焦度的透镜。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，仅使用球面透镜作为透镜。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，将望远端相对于广角端的变倍比设为Zr，Zr满足下述条件式(5)：
1.4＜Zr…(5)。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，将第1透镜组的焦距设为f1，将广角端的整个系统的焦距设为fw，
f1、fw满足下述条件式(6)：
-2.0＜f1/fw＜-0.8…(6)。
这里，对于条件式(6)所规定的条件，更优选为还满足下式(6’)：
-1.8＜f1/fw＜-1.0…(6’)。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，将最终透镜组的焦距设为fe，将广角端的整个系统的焦距设为fw，fe、fw满足下述条件式(7)：
2.0＜fe/fw＜7.0…(7)。
这里，对于条件式(7)所规定的条件，更优选为还满足下式(7’)：
3.0＜fe/fw＜6.0…(7’)。
并且，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，
所述中间组至少具有从放大侧依次配置的、具有正光焦度且在变倍时移动的第2透镜组、以及具有正光焦度且在变倍时移动的第3透镜组，
将第3透镜组的焦距设为f3，将广角端的整个系统的焦距设为fw，f3、fw满足下述条件式(8)：
3.0＜f3/fw＜8.0…(8)。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，
所述投影用变焦透镜具有开口光阑，所述开口光阑配置在所述中间组内的、相邻的移动透镜组彼此之间或者一个移动透镜组内，
变焦透镜的数值孔径设定为在整个变倍区域的范围内恒定，
缩小侧成为远心。
并且，在采用这样的结构的基础上，优选为，所述开口光阑是可变光阑，该可变光阑在变倍时改变开口直径，以使得变焦透镜的数值孔径在整个变倍区域的范围内恒定。
或者，所述开口光阑也可以是可动光阑，该可动光阑在变倍时独立地沿光轴移动，以使得变焦透镜的数值孔径在整个变倍区域的范围内恒定。
需要说明的是，上述的“配置在一个移动透镜组内”不仅是指配置在构成该移动透镜组的最放大侧的透镜以及最缩小侧的透镜之间的情况，还包括配置在比最放大侧的透镜更靠放大侧、或比最缩小侧的透镜更靠缩小侧的情况。
另外，上述的“缩小侧成为远心”是指，在汇聚于缩小侧的像面的任意点的光束的剖面中，上侧的最大光线与下侧的最大光线的角平分线接近与光轴平行的状态，不限于完全远心的情况、即所述角平分线与光轴完全平行的情况，也包括具有少量误差的情况。这里，具有少量误差的情况是指，所述角平分线相对于光轴的倾斜度在±3°的范围内的情况。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(9)以及(10)：
其中，
Bf：广角端的整个系统的缩小侧的后截距(空气换算距离)，
缩小侧的最大有效像圆直径(imagecirclediameter)，
L：投影距离无限远时的从最放大侧的透镜面到最缩小侧的透镜面的光轴上的距离。
需要说明的是，对于条件式(9)所规定的条件，更优选为还满足下式(9’)：
另一方面，对于条件式(10)所规定的条件，更优选为还满足下式(10’)：
另一方面，本实用新型的投影型显示装置的特征在于，具备：光源；
光阀，其来自该光源的光向该光阀入射；以及投影用变焦透镜，其将通过该光阀进行光调制后的光所成的光学像投影至屏幕上，作为该投影用变焦透镜，应用上述的本实用新型的投影用变焦透镜。
实用新型效果
由于本实用新型的投影用变焦透镜构成为满足上述条件式(1)以及(2)，因此，即使设为高变倍比仍维持高性能。特别是，能够抑制因变倍引起的球面像差、畸变像差、像面弯曲的变动。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，在构成为还满足上述条件式(3)以及(4)的情况下，能够更加显著地得到上述效果，尤其能够良好地补正像面弯曲的变动。
当在条件式(4)所规定的范围内还满足下式：
Nd2＜1.55…(4’)
的情况下，以上的效果更加显著。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，在特别是满足上述条件式：
1.4＜Zr…(5)
的情况下，能够确保高变倍比，扩大投影用变焦透镜的可使用范围。
当在条件式(5)所规定的范围内还满足下式：
1.6＜Zr…(5’)
的情况下，以上的效果更加显著。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，特别是在满足上述条件式：
-2.0＜f1/fw＜-0.8…(6)
的情况下，能够得到以下的效果。
即，若f1/fw的值为-2.0以下，则放大侧的透镜外径变大，变焦透镜容易变得大型，另外，难以确保足够的后截距，若f1/fw的值超过-2.0则能够避免这样的问题，能够减小放大侧的透镜外径，将变焦透镜形成为小型，另外，能够确保足够的后截距。
另外，若f1/fw的值为-0.8以上，则像面弯曲、畸变像差的补正变得困难，若f1/fw的值小于-0.8则能够避免这样的问题，能够良好地补正像面弯曲、畸变像差。
当在条件式(6)所规定的范围内还满足下式：
-1.8＜f1/fw＜-1.0…(6’)
的情况下，以上的效果更加显著。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，特别是在满足上述条件式：
2.0＜fe/fw＜7.0…(7)
的情况下，能够得到以下的效果。
即，若fe/fw的值为2.0以下，则球面像差的补正变得困难，另外，放大侧的透镜直径变大，变焦透镜容易变得大型，若fe/fw的值大于2.0则能够避免这样的问题，能够良好地补正球面像差，并且能够减小放大侧的透镜直径，将变焦透镜形成为小型。
另外，若fe/fw的值为7.0以上，则望远端的球面像差容易变大，若fe/fw的值小于7.0则能够避免这样的问题，能够将望远端的球面像差抑制得较小。
当在条件式(7)所规定的范围内还满足下式：
3.0＜fe/fw＜6.0…(7’)
的情况下，以上的效果更加显著。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，特别是在满足上述条件式：
3.0＜f3/fw＜8.0…(8)
的情况下，能够得到以下的效果。
即，若f3/fw的值为3.0以下，则像面弯曲、倍率色像差的补正变得困难，若f3/fw的值大于3.0则能够避免这样的问题，能够良好地补正像面弯曲、倍率色像差。
另外，若f3/fw的值为8.0以上，则投影用变焦透镜的全长容易变长，若f3/fw的值小于8.0则能够避免这样的问题，能够将投影用变焦透镜的全长抑制得较短。
另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，特别是在满足上述条件式：
的情况下，能够具备足够长的后截距。即，若该Bf/的值为下限值2.5以下，则难以确保足够的后截距，难以将棱镜插入。
当在条件式(9)所规定的范围内还满足下式：
的情况下，以上的效果更加显著。
并且，在本实用新型的投影用变焦透镜中，特别是在满足上述条件式：
的情况下，能够缩短变焦透镜的全长。
当在条件式(10)所规定的范围内还满足下式：
的情况下，以上的效果更加显著。另外，若该L/的值为7以下，则色像差的补正变得困难，在满足条件式(10’)的情况下，能够避免这样的问题，良好地补正色像差。
需要说明的是，对于应用于供电影院等中利用的投影型显示装置的变焦透镜，一般要求在整个变倍区域内使F值比3.0小(明亮)，本实用新型的投影用变焦透镜能够应对这样的要求。对于其具体的数值，以下，结合实施例进行说明。
另外，对于应用于上述这样的投影型显示装置的变焦透镜，一般要求在整个变倍区域内将畸变像差抑制为2％范围内，本实用新型的投影用变焦透镜能够应对这样的要求。对于其具体的数值，以下，结合实施例进行说明。
另一方面，由于本实用新型的投影型显示装置应用了如上所述的本实用新型的变焦透镜作为投影用变焦透镜，因此，能够在确保高变倍比的基础上，将因变倍引起的畸变像差、像面弯曲的变动抑制得较小。
附图说明
图1(A)～(C)是示出本实用新型的实施例1的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图2(A)～(C)是示出本实用新型的实施例2的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图3(A)～(C)是示出本实用新型的实施例3的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图4(A)～(C)是示出本实用新型的实施例4的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图5(A)～(C)是示出本实用新型的实施例5的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图6(A)～(C)是示出本实用新型的实施例6的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图7(A)～(C)是示出本实用新型的实施例7的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图8(A)～(C)是示出本实用新型的实施例8的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图9(A)～(C)是示出本实用新型的实施例9的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图10(A)～(C)是示出本实用新型的实施例10的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图11(A)～(C)是示出本实用新型的实施例11的投影用变焦透镜的透镜结构的剖视图。
图12(A)～(L)是上述实施例1的投影用变焦透镜的各像差图。
图13(A)～(L)是上述实施例2的投影用变焦透镜的各像差图。
图14(A)～(L)是上述实施例3的投影用变焦透镜的各像差图。
图15(A)～(L)是上述实施例4的投影用变焦透镜的各像差图。
图16(A)～(L)是上述实施例5的投影用变焦透镜的各像差图。
图17(A)～(L)是上述实施例6的投影用变焦透镜的各像差图。
图18(A)～(L)是上述实施例7的投影用变焦透镜的各像差图。
图19(A)～(L)是上述实施例8的投影用变焦透镜的各像差图。
图20(A)～(L)是上述实施例9的投影用变焦透镜的各像差图。
图21(A)～(L)是上述实施例10的投影用变焦透镜的各像差图。
图22(A)～(L)是上述实施例11的投影用变焦透镜的各像差图。
图23是示出本实用新型的一实施方式的投影型显示装置的简略结构图。
图24是示出本实用新型的其它实施方式的投影型显示装置的简略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行详细说明。首先，参照图1(A)～(C)对本实用新型的一实施方式的投影用变焦透镜进行说明。该图1(A)～(C)示出对本实用新型的实施例1的投影用变焦透镜进行变倍操作时的广角端及望远端、以及它们的中间位置处的各透镜组的移动位置。该图示的方式在图1(A)～(C)至图11(A)～(C)中相同。
另外，图2(A)～(C)至图11(A)～(C)是示出本实用新型的实施方式的其它结构例的剖视图，分别对应于后述的实施例2～11的投影用变焦透镜。这些投影用变焦透镜中的、实施例1～9的投影用变焦透镜是6组结构的投影用变焦透镜，并且实施例10、11的投影用变焦透镜是5组结构的投影用变焦透镜。
《6组结构的实施方式》
首先，对采用6组结构的实施例1～9的投影用变焦透镜进行说明，这些投影用变焦透镜除特别说明的部分以外，基本的结构与实施例1的投影用变焦透镜类似，因此，以下，主要列举图1(A)～(C)所示的结构对实施方式进行说明。
本实施方式的投影用变焦透镜能够搭载于在电影院等中使用的用于放映数字影像的投影型显示装置，例如，能够用作将光阀上所显示的图像信息向屏幕投影的投影透镜。在图1(A)～(C)中，将图的左侧设为放大侧，将右侧设为缩小侧，假定搭载于投影型显示装置的情况而示出色合成棱镜(包括滤光器类)等的玻璃组件2、1。这在以下的图2(A)～(C)至图11(A)～(C)中也是相同的。需要说明的是，光阀的图像显示面配置为例如位于玻璃组件1的缩小侧的面。
在投影型显示装置中，通过上述图像显示面提供图像信息的光束经由玻璃组件2、1向投影用变焦透镜入射，通过该投影用变焦透镜放大投影至配置在图中左侧方向的屏幕(未图示)上。
需要说明的是，在以上的说明中，示出了玻璃组件2的缩小侧的面的位置与图像显示面的位置一致的例子，然而不一定限定于此。另外，在以上的说明中，仅对一个图像显示面进行说明，但在投影型显示装置中，也可以构成为，通过分色光学系统将来自光源的光束分离成三原色，配置三个各原色用的光阀，从而能够显示全彩色图像。
本实施方式的投影用变焦透镜构成为，作为实质的透镜组具有：第1透镜组G1，其配置在最放大侧，在变倍时固定，且具有负光焦度；第2透镜组G2，其紧邻配置在该第1透镜组G1的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第3透镜组G3，其紧邻配置在该第2透镜组G2的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第4透镜组G4，其紧邻配置在该第3透镜组G3的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第5透镜组G5，其紧邻配置在该第4透镜组G4的缩小侧，在变倍时移动，且具有负光焦度；第6透镜组G6，其配置在最缩小侧，在变倍时固定，且具有正光焦度，缩小侧成为远心。前述的透镜组的结构在实施例1～4中相同。需要说明的是，在本实施方式中，第2～第5透镜组构成本实用新型的中间组。
并且，该投影用变焦透镜构成为，使第1透镜组G1移动从而进行调焦。
在图1(A)～(C)所示的例子中，第1透镜组G1由四个透镜(第1透镜L1～第4透镜L4)构成，第2透镜组G2由两个透镜(第5透镜L5以及第6透镜L6)构成，第3透镜组G3由两个透镜(第7透镜L7以及第8透镜L8)构成，第4透镜组G4由一个透镜(第9透镜L9)以及配置在其放大侧的开口光阑St构成，第5透镜组G5由五个透镜(第10透镜L10～第14透镜L14)构成，第6透镜组G6由一个透镜(第15透镜L15)构成。
但是，构成各透镜组的透镜的个数不一定限定于图1(A)～(C)所示的例子。例如在后述的实施例2的投影用变焦透镜中，第6透镜组G6由两个透镜构成。
在本实施方式的投影用变焦透镜中，将配置于第4透镜组G4中的开口光阑St设为可变光阑，该开口光阑St改变开口直径，以使得变焦透镜的数值孔径在整个变倍区域内恒定。关于这一点，包括开口光阑St的配置位置不同的情况在内，除实施例9以外全部相同。
在本实施方式的投影用变焦透镜中，
Rf2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜(在本例子中为第11透镜L11)的前侧曲率半径，
Rr2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜(在本例子中为第11透镜L11)的后侧曲率半径，
Rf3：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第三个透镜(在本例子中为第12透镜L12)的前侧曲率半径，
Rf2、Rr2、Rf3满足下述条件式(1)以及(2)：
1.00＜(Rf2-Rr2)/(Rf2+Rr2)…(1)；
0.00≤(Rr2-Rf3)/(Rr2+Rf3)＜0.15…(2)。
通过满足这些条件式(1)以及(2)，本实施方式的投影用变焦透镜即使是高变倍比仍维持高性能。特别是，能够抑制因变倍引起的球面像差、畸变像差、像面弯曲的变动。
需要说明的是，在表24中汇总示出了条件式(1)～(10)所规定的条件的每个实施例中的值。另外，在表25中针对每个实施例示出了与条件式(1)～(10)相关的条件以及其他的主要条件。需要说明的是，表25中的f2、f4以及f5分别是第2透镜组G2、第4透镜组G4以及第5透镜组G5的焦距。
另外，在本实施方式的投影用变焦透镜中，
Nd1：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第一个透镜(在本例子中为第10透镜L10)的对于d线的折射率，
Nd2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜(在本例子中为第11透镜L11)的对于d线的折射率，
Nd1、Nd2满足下述条件式(3)以及(4)：
0＜Nd1-Nd2…(3)；
Nd2＜1.60…(4)。
通过满足这些条件式(3)以及(4)，本实施方式的投影用变焦透镜因满足上述条件式(1)以及(2)而产生的效果更加显著。
在本实施方式中，由于在条件式(4)所规定的范围内还进一步满足上述条件式(4’)，因此上述效果更加显著。
另外，在本实施方式的投影用变焦透镜中，将望远端相对于广角端的变倍比设为Zr，Zr满足下述条件式(5)：
1.4＜Zr…(5)。
由此，能够确保高变倍比，并且扩大投影用变焦透镜的可使用范围。
另外，在本实施方式的投影用变焦透镜中，将第1透镜组G1的焦距设为f1，将广角端的整个系统的焦距设为fw，
f1、fw满足下述条件式(6)：
-2.0＜f1/fw＜-0.8…(6)。
由此，本实施方式的投影用变焦透镜能够形成为小型，另外，能够确保足够的后截距，另外，能够良好地补正像面弯曲、畸变像差。其理由如之前详细说明那样。
在本实施方式中，由于在条件式(6)所规定的范围内还进一步满足上述条件式(6’)，因此上述效果更加显著。
另外，在本实施方式的投影用变焦透镜中，将最终透镜组G6的焦距设为fe，将广角端的整个系统的焦距设为fw，fe、fw满足下述条件式(7)：
2.0＜fe/fw＜7.0…(7)。
由此，能够良好地补正球面像差，并且能够缩小放大侧的透镜直径，将变焦透镜形成为小型，另外，能够将望远端的球面像差抑制得较小。其理由如之前详细说明那样。
在本实施方式中，由于在条件式(7)所规定的范围内还进一步满足上述条件式(7’)，因此上述效果更加显著。
并且，在本实施方式的投影用变焦透镜中，所述中间组具有从放大侧起依次配置的、具有正光焦度且在变倍时移动的第2透镜组G2、以及具有正光焦度且在变倍时移动的第3透镜组G3，并且若将第3透镜组G3的焦距设为f3，将广角端的整个系统的焦距设为fw，除实施例1、2以外，f3、fw在全部实施例中满足下述条件式(8)：
3.0＜f3/fw＜8.0…(8)。
在该情况下，本实施方式的投影用变焦透镜能够良好地补正像面弯曲、倍率色像差，并且能够将全长抑制得较短。其理由如之前详细说明那样。
另外，在本实施方式的投影用变焦透镜中，
Bf：广角端的整个系统的缩小侧的后截距(空气换算距离)，
缩小侧的最大有效像圆直径(imagecirclediameter)，
L：投影距离无限远时的从最放大侧的透镜面(第1透镜L1的放大侧透镜面)到最缩小侧的透镜面(第15透镜L15的缩小侧透镜面)的光轴上的距离，
Bf、L满足下述条件式(9)以及(10)：
通过满足上述条件式(9)，本实施方式的投影用变焦透镜能够具备足够长的后截距，容易将上述那样的棱镜插入。其理由如之前详细说明那样。
在本实施方式中，由于在条件式(9)所规定的范围内还进一步满足上述条件式(9’)，因此上述效果更加显著。
另一方面，通过满足上述条件式(10)，本实施方式的投影用变焦透镜能够缩短全长。
在本实施方式中，由于在条件式(10)所规定的范围内还进一步满足上述条件式(10’)，因此上述效果尤其显著，并且能够良好地补正色像差。
接下来，对接通不同于前述的透镜组的结构的6组结构的实施方式进行说明。在图5(A)～(C)中示出剖视图的实施方式的投影用变焦透镜对应于后述的实施例5的投影用变焦透镜。本实施方式的投影用变焦透镜构成为，作为实质的透镜组具有：第1透镜组G1，其配置在最放大侧，在变倍时固定，且具有负光焦度；第2透镜组G2，其紧邻配置在该第1透镜组G1的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第3透镜组G3，其紧邻配置在该第2透镜组G2的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第4透镜组G4，其紧邻配置在该第3透镜组G3的缩小侧，在变倍时移动，且具有负光焦度；第5透镜组G5，其紧邻配置在该第4透镜组G4的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第6透镜组G6，其配置在最缩小侧，在变倍时固定，且具有正光焦度，缩小侧成为远心。前述的透镜组的结构在实施例5以及实施例6中相同。需要说明的是，在本实施方式中，第2～第5透镜组构成本实用新型的中间组。
以上的结构与上述的实施例1的投影用变焦透镜相比，基本上不同点在于，第4透镜组G4具有负光焦度以及第5透镜组G5具有正光焦度。
在图5(A)～(C)所示的实施方式的投影用变焦透镜即实施例5以及实施例6中，全部满足上述条件式(1)～(10)，并且还满足条件式(4’)、(6’)、(7’)、(9’)、(10’)。由此得到的效果与之前说明的效果相同。
接下来，对结构进一步不同于前述的透镜组的结构的6组结构的实施方式进行说明。在图7(A)～(C)中示出剖视图的实施方式的投影用变焦透镜对应于后述的实施例7的投影用变焦透镜。本实施方式的投影用变焦透镜构成为，作为实质的透镜组具有：第1透镜组G1，其配置在最放大侧，在变倍时固定，且具有负光焦度；第2透镜组G2，其紧邻配置在该第1透镜组G1的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第3透镜组G3，其紧邻配置在该第2透镜组G2的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第4透镜组G4，其紧邻配置在该第3透镜组G3的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第5透镜组G5，其紧邻配置在该第4透镜组G4的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第6透镜组G6，其配置在最缩小侧，在变倍时固定，且具有正光焦度，缩小侧成为远心。前述的透镜组的结构在实施例7～9中相同。需要说明的是，在本实施方式中，第2～第5透镜组构成本实用新型的中间组。
以上的结构与上述的实施例1的投影用变焦透镜相比，基本上不同点在于，第5透镜组G5具有正光焦度。
在图7(A)～(C)所示的实施方式的投影用变焦透镜即实施例7～实施例9中，除在实施例8中不满足条件式(3)以外，全部满足实施例(1)～(10)，并且还满足条件式(4’)、(6’)、(7’)、(9’)、(10’)。由此得到的效果与之前说明的效果相同。
《5组结构的实施方式》
接下来，主要参照图10(A)～(C)对设为5组结构的实施方式进行说明。在图10(A)～(C)中示出剖视图的实施方式的投影用变焦透镜对应于后述的实施例10的投影用变焦透镜。本实施方式的投影用变焦透镜构成为，作为实际的透镜组具有：第1透镜组G1，其配置在最放大侧，在变倍时固定，且具有负光焦度；第2透镜组G2，其紧邻配置在该第1透镜组G1的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第3透镜组G3，其紧邻配置在该第2透镜组G2的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第4透镜组G4，其紧邻配置在该第3透镜组G3的缩小侧，在变倍时移动，且具有正光焦度；第5透镜组G5，其配置在最缩小侧，在变倍时固定，且具有正光焦度，缩小侧成为远心。前述的透镜组的结构在实施例10以及实施例11中相同。需要说明的是，在本实施方式中，第2～第4透镜组构成本实用新型的中间组。
在图10(A)～(C)所示的例子中，第1透镜组G1由五个透镜(第1透镜L1～第5透镜L5)构成，第2透镜组G2由两个透镜(第6透镜L6以及第7透镜L7)构成，第3透镜组G3由一个透镜(第8透镜L8)构成，第4透镜组G4由五个透镜(第9透镜L9～第13透镜L13)以及配置在其放大侧的开口光阑St构成，第5透镜组G5由一个透镜(第14透镜L14)构成的。但是，构成各透镜组的透镜的个数不一定限定于图10(A)～(C)所示的例子。
在图10(A)～(C)所示的实施方式的投影用变焦透镜即实施例10、11中，除在实施例10中不满足条件式(6)以外，全部满足实施例(1)～(10)。另外，除在实施例10以及实施例11中不满足条件式(6’)以外，全部满足上述条件式(4’)、(6’)、(7’)、(9’)、(10’)。由此得到的效果与之前说明的效果相同。
接下来，使用图23以及图24对本实用新型的投影型显示装置的实施方式进行说明。图23是示出本实用新型的一实施方式的投影型显示装置的一部分的简略结构图。该图23所示的投影型显示装置具备照明光学系统10，该照明光学系统10具有：作为与各色光对应的光阀的反射型显示元件11a～11c、用于进行分色的分色镜12、13、用于进行色合成的十字分色棱镜14、用于进行光路偏转的全反射镜18、偏振光分离棱镜15a～15c。需要说明的是，在分色镜12的前段配置有发出白色光L的光源17。
从光源17发出的白色光L通过分色镜12、13分解成三个色光束(G光、B光、R光)。分解后的各色光束分别经由偏振光分离棱镜15a～15c，向与各色光束分别对应的反射型显示元件11a～11c入射并进行光调制，通过十字分色棱镜14进行色合成之后，向本实用新型的实施方式的投影用变焦透镜19入射。因此，该入射光的光学像通过投影用变焦透镜19投影至屏幕100上。
接下来，图24是示出本实用新型的其他实施方式的投影型显示装置的一部分的简略结构图。该图24所示的投影型显示装置具备照明光学系统20，该照明光学系统20具有：作为与各色光对应的光阀的反射型显示元件21a～21c、用于进行分色以及色合成的TIR(TotalInternalReflection)棱镜24a～24c、偏振光分离棱镜25。需要说明的是，在偏振光分离棱镜25的前段配置有发出白色光L的光源27。
从光源27发出的白色光L在经过偏振光分离棱镜25后，通过TIR棱镜24a～24c分解成三个色光束(G光、B光、R光)。分解后的各色光束分别向对应的反射型显示元件21a～21c入射并进行光调制，再次在TIR棱镜24a～24c反向前进并进行色合成，之后，透过偏振光分离棱镜25向本实用新型的实施方式的投影用变焦透镜29入射。因此，该入射光的光学像通过投影用变焦透镜29投影至屏幕100上。
需要说明的是，作为反射型显示元件11a～11c、21a～21c，例如能够使用反射型液晶显示元件、DMD等。在图23以及24中，示出使用反射型显示元件作为光阀的例子，但本实用新型的投影型显示装置所具备的光阀并不限定于此，也可以使用透射式液晶显示元件等透射式显示元件。
接下来，对本实用新型的投影用变焦透镜的具体的实施例进行说明。需要说明的是，以下所述的实施例1～9的投影用变焦透镜全部是6组结构的投影用变焦透镜，实施例10、11的投影用变焦透镜全部是5组结构的投影用变焦透镜。
<实施例1>
在图1(A)～(C)中示出实施例1的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。需要说明的是，关于图1(A)～(C)的详细说明如之前已说明那样，因此在无特别需要的情况下省略重复的说明。
第1透镜组G1由从放大侧依次配置的具有正折射率(以下，关于透镜简称为“凸的”或“凹的”)第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3、凹的第4透镜L4这四个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第5透镜L5、凸的第6透镜L6这两个透镜构成。
第3透镜组G3由从放大侧依次配置的凸的第7透镜L7、凹的第8透镜L8这两个透镜构成。第4透镜组G4由作为可变光阑的开口光阑St、凸的第9透镜L9构成。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的凹的第10透镜L10、凸的第11透镜L11、凹的第12透镜L12、凸的第13透镜L13、凸的第14透镜L14这五个透镜构成。第6透镜组G6由一个凸的第15透镜L15构成。需要说明的是，第12透镜L12与第13透镜L13接合。
在表1中示出实施例1的投影用变焦透镜的基本透镜数据。这里，还包括玻璃组件2、1。在表1中，在Si一栏中示出以将最放大侧所具有的构成要素的放大侧的面设为第一个并随着朝向缩小侧而依次增加的方式对构成要素标注面编号时的第i(i＝1、2、3、…)个面编号。在Ri一栏中示出第i个面的曲率半径，在Di一栏中示出第i个面与第i+1个面的光轴Z上的面间隔。另外，在Ndj一栏中示出将最放大侧的构成要素设为第一个并随着朝向缩小侧而依次增加的第j(j＝1、2、3、…)个构成要素的对于d线(波长587.6nm)的折射率，在vdj一栏中示出第j个构成要素的对于d线的阿贝数。
需要说明的是，表1的曲率半径R以及面间隔D的值是以将广角端的投影用变焦透镜的整个系统的焦距设为10.00的方式标准化后的值。另外，在表1中，记载了按照取整为规定位数后的数值。另外，就曲率半径的符号而言，在面形状向放大侧凸出的情况下为正，在向缩小侧凸出的情况下为负。
面间隔D中的、第1透镜组G1与第2透镜组G2的间隔、第2透镜组G2与第3透镜组G3的间隔、第3透镜组G3与第4透镜组G4的间隔、第4透镜组G4与第5透镜组G5的间隔、以及第5透镜组G5与第6透镜组G6的间隔是在变倍时发生变化的可变间隔，在与这些间隔相当的栏中，分别将该间隔的前侧的面编号标注为「DD」，记载为DD8、DD11、DD15、DD18、DD27。
以上，在后述的表3、5、7、9、11、14、16、18、20以及22中也是相同的。对于上述的可变透镜组间隔，「DD」之后的数字根据各实施例的构成要素的数量而变化，但在任一表中均以标注该间隔的前侧的面编号的方式示出。另外，对非球面标注＊标记。
这里，在表2中示出实施例1的投影用变焦透镜进行变倍的时的广角端、中间位置、望远端的整个系统的焦距f、后截距Bf、上述可变间隔DD8、DD11、DD15、DD18以及DD27的值、开口光阑St的光阑直径(表示开口直径：直径)。这些数值也是以将广角端的整个系统的焦距设为10.00的方式标准化后的值，并且这些值是投影距离为无限远的情况下的值。另外，在该表2中还一并示出了实施例1的变焦透镜的变焦倍率(将广角端的变焦倍率设为1.00)、F值(数值孔径)Fno.以及全视场角2ω(单位为度)。F值在广角端、中间位置、望远端中，均恒定地保持为与上述的3.0相比足够小的2.5。这在实施例2～11中也是相同的。
前述的表2的记载的方式在表4、6、8、10、12、15、17、19、21以及23中也是相同的。
【表1】
实施例1·基本透镜数据
【表2】
实施例1·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.20 1.43
f′ 10.00 11.96 14.30
Bf′ 35.49 35.49 35.49
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 62.8 54.2 46.2
DD[8] 15.342 10.968 9.388
DD[11] 14.078 8.183 0.654
DD[15] 24.171 23.075 22.125
DD[18] 0.776 7.024 13.512
DD[27] 0.269 5.386 8.956
光阑直径 10.858 12.28 13.678
这里，在图12的(A)～(D)中分别示出实施例1的投影用变焦透镜的广角端的球面像差、像散、畸变(畸变像差)、倍率色像差(倍率的色像差)的各像差图。另外，在该图的(E)～(H)中分别示出实施例1的投影用变焦透镜的中间位置的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图。另外，在该图的(I)～(L)中分别示出实施例1的投影用变焦透镜的望远端的球面像差、像散、畸变、倍率色像差的各像差图。如该图所示，在实施例1中，在整个变倍区域内将畸变像差抑制为2％程度以内。这在其他实施例2～11中也基本相同。
图12的(A)～(L)的各像差图是以d线为基准的像差图，在球面像差图中，还示出了关于C线(波长656.3nm)、F线(波长波长486.1nm)的像差，在倍率色像差图中还示出了关于C线、F线的像差。另外，在像散图中分别用实线、虚线示出了关于弧矢方向、子午方向的像差。在球面像差图的纵轴上方记载的FNo.是指F值，在其他的像差图的纵轴上方记载的ω是指半视场角。需要说明的是，这些值是投影距离为无限远的情况下的值。
上述的实施例1的透镜组配置图、表以及像差图的符号、含义、记载方法在未特别说明的情况下与以下的实施例2～10基本相同。另外，上述实施例1的透镜组配置图(图1(A)～(C))是广角端、中间位置、望远端的透镜组配置图这一点、以及像差图是广角端、中间位置、望远端的像差图这一点在实施例2～11中也是相同的。
<实施例2>
在图2(A)～(C)中示出实施例2的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。在该实施例2中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3、凹的第4透镜L4这四个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第5透镜L5、凸的第6透镜L6构成。
第3透镜组G3由从放大侧依次配置的凸的第7透镜L7、凹的第8透镜L8这两个透镜构成。第4透镜组G4由从放大侧依次配置的作为可变光阑的开口光阑St、凸的第9透镜L9构成。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的凹的第10透镜L10、凸的第11透镜L11、凹的第12透镜L12、凸的第13透镜L13、凸的第14透镜L14这五个透镜构成。第6透镜组G6由从放大侧依次配置的凹的第15透镜L15、凸的第16透镜L16这两个透镜构成。
需要说明的是，第5透镜L5与第6透镜L6接合，第12透镜L12与第13透镜L13接合，并且，第15透镜L15与第16透镜L16也接合。
在表3中示出实施例2的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表4中与表2同样地示出实施例2的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。这些显示项目以及显示的方式如上所述。
【表3】
实施例2·基本透镜数据
【表4】
实施例2·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.20 1.43
f′ 10.00 11.96 14.30
Bf′ 35.45 35.45 35.45
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 62.8 54.2 46.2
DD[8] 6.954 4.636 5.053
DD[11] 15.673 9.320 0.531
DD[15] 34.389 32.115 30.937
DD[18] 0.931 7.963 15.246
DD[27] 0.269 4.183 6.449
光阑直径 11.298 12.734 14.12
另一方面，在图13的(A)～(L)中分别示出实施例2的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例3>
在图3(A)～(C)中示出实施例3的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。在该实施例3中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3、凹的第4透镜L4这四个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第5透镜L5、凸的第6透镜L6构成。
第3透镜组G3由从放大侧依次配置的凸的第7透镜L7、凹的第8透镜L8这两个透镜构成。第4透镜组G4由从放大侧依次配置的作为可变光阑的开口光阑St、凸的第9透镜L9构成。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的凹的第10透镜L10、凸的第11透镜L11、凹的第12透镜L12、凸的第13透镜L13、凸的第14透镜L14这五个透镜构成。第6透镜组G6由一个凸的第15透镜L15构成。
需要说明的是，第5透镜L5与第6透镜6接合，第12透镜L12与第13透镜L13也接合。
在表5中示出实施例3的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表6中与表2同样地示出实施例3的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。这些显示项目以及显示的方式如上所述。
【表5】
实施例3·基本透镜数据
【表6】
实施例3·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.32 1.58
f′ 10.00 13.20 15.80
Bf′ 0.01 0.01 0.01
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 57.8 45.2 38.4
DD[8] 11.670 8.093 7.465
DD[11] 15.386 6.207 0.578
DD[15] 21.430 19.285 17.350
DD[18] 0.941 9.383 16.288
DD[27] 0.244 6.704 7.991
光阑直径 10.142 12.2748 13.7542
另一方面，在图14的(A)～(L)中分别示出实施例3的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例4>
在图4(A)～(C)中示出实施例4的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。在该实施例4中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3、凹的第4透镜L4这四个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第5透镜L5、凸的第6透镜L6构成。
第3透镜组G3由从放大侧依次配置的凸的第7透镜L7、凹的第8透镜L8这两个透镜构成。第4透镜组G4由从放大侧依次配置的作为可变光阑的开口光阑St、凸的第9透镜L9构成。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的凹的第10透镜L10、凸的第11透镜L11、凹的第12透镜L12、凸的第13透镜L13、凸的第14透镜L14这五个透镜构成。第6透镜组G6由一个凸的第15透镜L15构成。
需要说明的是，第5透镜L5与第6透镜6接合，第12透镜L12与第13透镜L13也接合。
在表7中示出实施例4的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表8中与表2同样地示出实施例4的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。这些显示项目以及显示的方式如上所述。
【表7】
实施例4·基本透镜数据
【表8】
实施例4·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.32 1.58
f′ 10.00 13.20 15.80
Bf′ 0.01 0.01 0.01
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 57.8 45.2 38.2
DD[8] 10.981 7.638 7.110
DD[11] 15.359 6.112 0.579
DD[15] 21.494 19.273 17.158
DD[18] 0.972 9.667 16.934
DD[27] 0.250 6.366 7.275
光阑直径 10.217 12.3132 13.7752
另一方面，在图15的(A)～(L)中分别示出实施例4的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例5>
在图5(A)～(C)中示出实施例5的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。在该实施例5的投影用变焦透镜中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3、凹的第4透镜L4这四个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第5透镜L5、凸的第6透镜L6构成。
第3透镜组G3由一个凸的第7透镜L7构成。第4透镜组G4由从放大侧依次配置的作为可变光阑的开口光阑St、凹的第8透镜L8构成。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的凹的第9透镜L9、凸的第10透镜L10、凹的第11透镜L11、凸的第12透镜L12、凸的第13透镜L13这五个透镜构成。第6透镜组G6由一个凸的第14透镜L14构成。
需要说明的是，第5透镜L5与第6透镜6接合，第12透镜L12与第13透镜L13也接合。
在表9中示出实施例5的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表10中与表2同样地示出实施例5的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。这些显示项目以及显示的方式如上所述。
【表9】
实施例5·基本透镜数据
【表10】
实施例5·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.32 1.58
f′ 10.00 13.20 15.80
Bf′ 0.05 0.05 0.05
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 57.6 45.2 38.2
DD[8] 6.511 5.643 5.833
DD[11] 31.331 17.426 4.533
DD[13] 9.979 19.688 21.827
DD[16] 8.827 4.475 5.615
DD[25] 0.231 9.645 19.071
光阑直径 10.1512 10.9926 11.6166
另一方面，在图16的(A)～(L)中分别示出实施例5的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例6>
在图6(A)～(C)中示出实施例6的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。在该实施例6中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凹的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3这三个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第4透镜L4、凸的第5透镜L5构成。
第3透镜组G3由一个凸的第6透镜L6构成。第4透镜组G4由从放大侧依次配置的凹的第7透镜L7、作为可变光阑的开口光阑St构成。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的凹的第8透镜L8、凸的第9透镜L9、凹的第10透镜L10、凸的第11透镜L11、凸的第12透镜L12这五个透镜构成。第6透镜组G6由一个凸的第13透镜L13构成。
需要说明的是，第4透镜L4与第5透镜L5接合，第8透镜L8与第9透镜L9接合，第10透镜L10与第11透镜L11也接合。另外，第2透镜L2由粘合在第1透镜L1的缩小侧透镜面上的薄树脂层形成，构成复合非球面。
在表11中示出实施例6的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表12中与表2同样地示出实施例6的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。这些显示项目以及显示的方式如上所述。
另外，在该实施例6中，第2透镜L2的缩小侧透镜面(面编号3的面)为非球面，因此在表13中示出与该非球面相关的数据。在表13的非球面数据中示出非球面的面编号、以及与各非球面相关的非球面系数。表13的非球面数据的数值的“E-n”(n：整数)是指“×10-n”。需要说明的是，非球面系数是下述非球面式中的各系数KA、Am(m＝3、4、5、…16)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂到与非球面顶点相切并与光轴垂直的平面的垂线的长度)
h：高度(从光轴到透镜面的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、Am：非球面系数(m＝3、4、5、…16)
【表11】
实施例6·基本透镜数据
*：非球面
【表12】
实施例6·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.32 1.58
f′ 10.00 13.20 15.80
Bf′ 0.05 0.05 0.05
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 57.8 45.0 38.2
DD[5] 10.522 6.788 5.561
DD[8] 19.225 9.646 0.483
DD[10] 1.370 8.118 11.244
DD[13] 9.613 8.009 8.039
DD[21] 0.228 8.397 15.631
光阑直径 8.6432 9.3216 9.806
【表13】
实施例6·非球面数据
面编号 3
KA 1.0000000E+00
A3 6.7776168E-06
A4 -5.7833183E-05
A5 -4.9497647E-06
A6 2.0585791E-06
A7 -2.1978980E-07
A8 -1.3484847E-07
A9 4.9158816E-08
A10 -7.3692226E-09
A11 6.1627499E-10
A12 -4.8390077E-11
A13 5.2879972E-12
A14 -3.9439680E-13
A15 1.1068858E-14
A16 2.1443745E-17
另一方面，在图17的(A)～(L)中分别示出实施例6的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例7>
在图7(A)～(C)中示出实施例7的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。在该实施例7的投影用变焦透镜中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3这三个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第4透镜L4、凸的第5透镜L5构成。
第3透镜组G3由从放大侧依次配置的凸的第6透镜L6、凹的第7透镜L7构成。第4透镜组G4由一个凸的第8透镜L8构成。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的作为可变光阑的开口光阑St、凹的第9透镜L9、凸的第10透镜L10、凹的第11透镜L11、凸的第12透镜L12、凸的第13透镜L13这五个透镜构成。第6透镜组G6由一个凸的第14透镜L14构成。
需要说明的是，第4透镜L4与第5透镜5接合，第11透镜L11与第12透镜L12也接合。
在表14中示出实施例7的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表15中与表2同样地示出实施例7的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。
【表14】
实施例7·基本透镜数据
【表15】
实施例7·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.30 1.67
f′ 10.00 13.00 16.70
Bf′ 26.29 26.29 26.29
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 48.6 38.2 30.0
DD[6] 5.724 5.401 4.531
DD[9] 12.639 4.689 1.585
DD[13] 30.119 26.939 19.126
DD[15] 0.794 8.305 15.670
DD[25] 0.475 4.417 8.839
光阑直径 8.768 9.180 9.644
另一方面，在图18的(A)～(L)中分别示出实施例7的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例8>
在图8(A)～(C)中示出实施例8的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。在该实施例8中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3这三个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第4透镜L4、凸的第5透镜L5构成。
第3透镜组G3由从放大侧依次配置的凸的第6透镜L6、凹的第7透镜L7构成。第4透镜组G4由一个凸的第8透镜L8构成。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的作为可变光阑的开口光阑St、凹的第9透镜L9、凸的第10透镜L10、凹的第11透镜L11、凸的第12透镜L12、凸的第13透镜L13这五个透镜构成。第6透镜组G6由一个凸的第14透镜L14构成。
需要说明的是，第4透镜L4与第5透镜5接合，第11透镜L11与第12透镜L12也接合。
在表16中示出实施例8的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表17中与表2同样地示出实施例8的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。
【表16】
实施例8·基本透镜数据
【表17】
实施例8·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.30 1.67
f′ 10.00 13.00 16.70
Bf′ 26.28 26.28 26.28
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 48.6 38.2 30.0
DD[6] 6.950 6.347 4.749
DD[9] 11.715 3.713 1.588
DD[13] 31.178 28.028 19.856
DD[15] 0.794 8.957 17.554
DD[25] 0.475 4.067 7.365
光阑直径 8.614 8.976 9.308
另一方面，在图19的(A)～(L)中分别示出实施例8的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例9>
在图9(A)～(C)中示出实施例9的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。
在该实施例9中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3这三个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凹的第4透镜L4、凸的第5透镜L5这两个透镜构成。
第3透镜组G3由从放大侧依次配置的凸的第6透镜L6、凹的第7透镜L7这两个透镜构成。第4透镜组G4由一个凸的第8透镜L8构成。
在第4透镜组G4的缩小侧，且与后述的第5透镜组G5之间，配置有相对于上述透镜组G4以及透镜组G5独立地沿光轴Z移动的开口光阑St。该开口光阑St采用如上述那样移动且在整个变倍区域内使变焦透镜的数值孔径恒定的可动光阑。
需要说明的是，该开口光阑St是开口直径恒定的光阑，但为了将变焦透镜的数值孔径如上述那样保持为恒定，也可以设为可以改变开口直径的可变光阑。但是，在本实用新型中，开口光阑不必一定需要具备可动光阑和可变光阑双方的功能，也可以仅具有一方的功能，此外，也可以应用不具备上述任一功能的开口光阑。
第5透镜组G5由从放大侧依次配置的凹的第9透镜L9、凸的第10透镜L10、凹的第11透镜L11、凸的第12透镜L12、凸的第13透镜L13这五个透镜构成。第6透镜组G6由一个凸的第14透镜L14构成。
需要说明的是，第4透镜L4与第5透镜5接合，第11透镜L11与第12透镜L12也接合。
在表18中示出实施例9的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表19中与表2同样地示出实施例9的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。
【表18】
实施例9·基本透镜数据
【表19】
实施例9·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.30 1.67
f′ 10.00 13.00 16.70
Bf′ 26.28 26.28 26.28
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 48.6 38.2 30.0
DD[6] 6.805 6.204 4.861
DD[9] 11.435 3.896 1.589
DD[13] 26.664 23.393 15.479
DD[15] 0.194 8.423 16.730
DD[16] 4.642 2.717 0.780
DD[25] 0.472 5.579 10.774
光阑直径 9.334 9.334 9.334
另一方面，在图20的(A)～(L)中分别示出实施例9的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例10>
在图10(A)～(C)中示出实施例10的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。
在该实施例10的投影用变焦透镜中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3、凹的第4透镜L4、凸的第5透镜L5这五个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凸的第6透镜L6、凹的第7透镜L7这两个透镜构成。第3透镜组G3由一个凸的第8透镜L8构成。
第4透镜组G4由从放大侧依次配置的作为可变光阑的开口光阑St、凹的第9透镜L9、凸的第10透镜L10、凹的第11透镜L11、凸的第12透镜L12、凸的第13透镜L13这五个透镜构成。第5透镜组G5由一个凸的第14透镜L14构成。
需要说明的是，第4透镜L4与第5透镜L5接合，第11透镜11与第12透镜L12也接合。
在表20中示出实施例10的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表21中与表2同样地示出实施例10的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。
【表20】
实施例10·基本透镜数据
【表21】
实施例10·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.30 1.67
f′ 10.00 13.00 16.70
Bf′ 26.27 26.27 26.27
FNo. 2.20 2.20 2.20
2ω[°] 48.6 38.2 30.0
DD[9] 16.052 7.368 2.912
DD[13] 20.853 18.286 10.990
DD[15] 0.794 6.798 12.056
DD[25] 0.474 5.721 12.215
光阑直径 8.466 8.952 9.558
另一方面，在图21的(A)～(L)中分别示出实施例10的投影用变焦透镜的各像差图。
<实施例11>
在图11(A)～(C)中示出实施例11的投影用变焦透镜的广角端及望远端、以及它们的中间位置的透镜组的配置。
在该实施例11的投影用变焦透镜中，第1透镜组G1由从放大侧依次配置的凸的第1透镜L1、凹的第2透镜L2、凹的第3透镜L3、凹的第4透镜L4、凸的第5透镜L5这五个透镜构成。另外，第2透镜组G2由从放大侧依次配置的凸的第6透镜L6、凹的第7透镜L7这两个透镜构成。第3透镜组G3由一个凸的第8透镜L8构成。
第4透镜组G4由从放大侧依次配置的作为可变光阑的开口光阑St、凹的第9透镜L9、凸的第10透镜L10、凹的第11透镜L11、凸的第12透镜L12、凸的第13透镜L13这五个透镜构成。第5透镜组G5由一个凸的第14透镜L14构成。
需要说明的是，第4透镜L4与第5透镜L5接合，第11透镜11与第12透镜L12也接合。
在表22中示出实施例11的投影用变焦透镜的基本透镜数据。另外，在表23中与表2同样地示出实施例11的投影用变焦透镜进行变倍时的广角端、中间位置、望远端的各个要素。
【表22】
实施例11·基本透镜数据
【表23】
实施例11·与变焦相关的数据
广角 中间 望远
变焦倍率 1.00 1.30 1.67
f′ 10.00 13.00 16.70
Bf′ 26.27 26.27 26.27
FNo. 2.50 2.50 2.50
2ω[°] 48.6 38.2 30.0
DD[9] 15.743 6.745 1.610
DD[13] 26.866 24.704 17.991
DD[15] 0.794 6.303 11.582
DD[25] 0.475 6.126 12.694
光阑直径 8.528 9.078 9.716
另一方面，在图22的(A)～(L)中分别示出实施例11的投影用变焦透镜的各像差图。
【表24】
【表25】
条件 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
f1/fw -1.78 -1.66 -1.66 -1.70 -1.12 -129
f2/fw 8.54 9.45 11.00 12.35 3.09 2.90
f4/fw 4.36 4.89 4.05 4.11 -6.59 -3.05
f5/fw -97.22 -470.96 -44.76 -58.41 5.65 4.36
Nd1 1.61772 1.78800 1.74320 1.72916 1.80610 1.80400
Rf2 103.87170 61.90350 65.39020 63.95890 18.14620 12.63110
Rr2 -16.39360 -16.00450 -13.41880 -13.57570 -9.22650 -10.84800
Rf3 -12.57840 -12.99400 -11.76780 -11.90880 -9.09300 -9.89620
条件 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11
f1/fw -1.38 -1.5 -1.48 -2.08 -1.94
f2/fw 12.05 13.43 14.53 4.68 4.22
f4/fw 4.14 4.31 3.99 15.8 18.99
f5/fw 17.37 14.45 61.16 - -
Nd1 1.51742 1.51742 1.51742 1.51742 1.51742
Rf2 56.79320 90.58830 90.35200 63.90500 125.00400
Rr2 -8.26200 -8.17970 -8.12430 -8.01670 -8.02340
Rf3 -8.19120 -8.11960 -7.68010 -7.95110 -7.79140
以上，列举实施方式以及实施例对本实用新型进行了说明，然而本实用新型的投影用变焦透镜并不限定于上述实施例，能够进行各种方式的变更，例如能够适当变更各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数、非球面系数。
另外，本实用新型的投影型显示装置并不限定于上述结构，例如，所使用的光阀、用于进行光束分离或光束合成的光学构件并不限定于上述结构，能够进行各种方式的变更。

Claims (18)

1.一种投影用变焦透镜，其特征在于，
包括：
第1透镜组，其配置在最放大侧，具有负光焦度且在变倍时固定；
最终透镜组，其配置在最缩小侧，具有正光焦度且在变倍时固定；
中间组，其配置在所述第1透镜组与最终透镜组之间，且由在变倍时相互独立地沿光轴移动的多个移动透镜组构成，
构成所述中间组的最缩小侧的移动透镜组包括从最放大侧依次配置的具有负光焦度的透镜、具有正光焦度的透镜、具有负光焦度的透镜、以及具有正光焦度的透镜，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(1)、(2)以及(9)：
1.00＜(Rf2-Rr2)/(Rf2+Rr2)…(1)；
0.00≤(Rr2-Rf3)/(Rr2+Rf3)＜0.15…(2)；
其中，
Rf2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的前侧曲率半径，
Rr2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的后侧曲率半径，
Rf3：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第三个透镜的前侧曲率半径，
Bf：采用空气换算距离的、广角端的整个系统的缩小侧的后截距，
缩小侧的最大有效像圆直径。
2.根据权利要求1所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(3)以及(4)：
0＜Nd1-Nd2…(3)，
Nd2＜1.60…(4)
其中，
Nd1：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第一个透镜的对于d线的折射率，
Nd2：在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的对于d线的折射率。
3.根据权利要求2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(4’)：
Nd2＜1.55…(4’)。
4.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述中间组的最缩小侧的透镜组从放大侧依次配置有具有负光焦度的透镜、具有正光焦度的透镜、具有负光焦度的透镜、具有正光焦度的透镜、以及具有正光焦度的透镜。
5.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
仅使用球面透镜作为透镜。
6.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(5)：
1.4＜Zr…(5)；
其中，
Zr：望远端相对于广角端的变倍比。
7.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(6)：
-2.0＜fl/fw＜-0.8…(6)；
其中，
fl：第1透镜组的焦距，
fw：广角端的整个系统的焦距。
8.根据权利要求7所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(6’)：
-1.8＜fl/fw＜-1.0…(6’)。
9.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(7)：
2.0＜fe/fw＜7.0…(7)；
其中，
fe：最终透镜组的焦距，
fw：广角端的整个系统的焦距。
10.根据权利要求9所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(7’)：
3.0＜fe/fw＜6.0…(7’)。
11.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述中间组至少具有从放大侧依次配置的、具有正光焦度且在变倍时移动的第2透镜组、以及具有正光焦度且在变倍时移动的第3透镜组，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(8)：
3.0＜f3/fw＜8.0…(8)；
其中，
f3：第3透镜组的焦距，
fw：广角端的整个系统的焦距。
12.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜具有开口光阑，所述开口光阑配置在所述中间组内的、相邻的移动透镜组彼此之间或者一个移动透镜组内，
变焦透镜的数值孔径设定为在整个变倍区域的范围内恒定，
缩小侧成为远心。
13.根据权利要求12所述的投影用变焦透镜，其中，
所述开口光阑是可变光阑，该开口光阑在变倍时改变开口直径，以使得变焦透镜的数值孔径在整个变倍区域的范围内恒定。
14.根据权利要求12所述的投影用变焦透镜，其中，
所述开口光阑是可动光阑，该开口光阑在变倍时独立地沿光轴移动，以使得变焦透镜的数值孔径在整个变倍区域的范围内恒定。
15.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(10)：
其中，
缩小侧的最大有效像圆直径，
L：投影距离无限远时的从最放大侧的透镜面到最缩小侧的透镜面的光轴上的距离。
16.根据权利要求1或2所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(9’)：
17.根据权利要求15所述的投影用变焦透镜，其中，
所述投影用变焦透镜满足下述条件式(10’)：
18.一种投影型显示装置，其特征在于，具备：
光源；
光阀，来自该光源的光向该光阀入射；以及
权利要求1至17中任一项所述的投影用变焦透镜，其将通过该光阀进行光调制后的光所成的光学像投影至屏幕上。
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