TWI407144B - 變焦透鏡及使用此透鏡之投影機 - Google Patents

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Yasuyuki Tejima
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Description

變焦透鏡及使用此透鏡之投影機
本申請案聲明擁有2008年8月25日提出申請的日本專利申請案第2008-215019號之優先權，其所有內容在此援用作為參考。
本發明係關於一種變焦透鏡，主要係變更DMD等之光的反射方向，而將來自於形成影像之燈泡的影像放大投射到屏幕的透鏡口徑作成小之小型的變焦透鏡。
採用DMD作為燈泡的投影機，在作成小型化上比其他方式更有利，目前在進行展示說明之時以便利的資料投影機作為中心，可攜帶且小型者逐漸廣泛地普及。在以可攜帶作為前提之投影機中，厚度尺寸小型化很重要，此在大多作成與筆記型個人電腦等一起拿著走之使用方式的投影機中，亦可說是最重要的因素。
解決此問題的手段方面，如揭示在日本特開2004-271668號公報(專利文獻1)中之投射透鏡係小型化設計方法之一例。但是，在此例中使用0.7英吋的DMD之情況，前置透鏡聚焦有效徑係從39mm到42mm，無法將至少投影機裝置之厚度作成50mm以下。此厚度實際上在與筆記型個人電腦等一起攜帶來看時，厚度尚令人不滿意。
因而，本發明之課題在提供一種高畫質且攜帶便利的薄型投影機裝置，變更DMD等之光的反射方向而適合於形成影像之燈泡的特性，在將來自於燈泡的影像放大投射到屏幕上或其他之壁面等的用途中，實現成像性能高，且透鏡口徑作成小之小型的變焦透鏡，小型且明亮，即使在小的會議室等受限的空間亦可投射大的畫面。
本發明之一較佳實施形態，提供一種變焦透鏡，係從放大側到縮小側依序配置有：第1透鏡群，配置從放大側到縮小側依序地排列：在放大側以凸之彎月形具有負之折射率之透鏡、負透鏡及具有正折射率之透鏡而構成全體為具有負之折射率；第2透鏡群，從放大側到縮小側依序地排列之正透鏡、正透鏡、負透鏡、兩面凸之正透鏡、在放大側以凸之彎月形之負透鏡5片構成之全體具有正折射率；第3透鏡群，配置正透鏡1片而構成的全體具有正折射率。
上述第1透鏡群，從廣角端到中間域為止之變焦動作中係從放大側朝向縮小側，又從中間域朝向望遠端之變焦動作中係從縮小側向放大側在光軸上移動，上述第2透鏡群，在從廣角端朝向望遠端之變焦動作中係從縮小側向放大側在光軸上移動，上述第3透鏡群係被固定。
其特徵為：關於配置在廣角端之第1透鏡群的最放大側之透鏡的放大側面及對焦位置為止的光軸上之距離，係滿足下列條件式(1)，關於在廣角端之上述第2透鏡群與上述第3透鏡群的位置關係，係滿足下列條件式(2)，關於上述第2透鏡群之廣角端的倍率係滿足下列條件式(3)，關於上述第1透鏡群之光學能力係滿足下列條件式(4)，關於上述第2透鏡群之望遠端的倍率係滿足下列條件式(5)。
(1)7.0＜TL/fw ＜10.0
(2)1.8＜dIIw /fw ＜2.5
(3)-1.0＜mIIw ＜-0.5
(4)-1.0＜fw /fI ＜-0.55
(5)1.4<mIIT /mIIw <2.8
其中，TL：在廣角端之第1透鏡群中配置在最放大側之透鏡的放大側面及對焦位置為止的光軸上之距離
(在第1透鏡群之最放大側面與放大側物體之間的距離為1700mm之對焦狀態)
fw ：廣角端之透鏡全系統的合成焦點距離
(在第1透鏡群之最放大側面與放大側物體之間的距離為1700mm之對焦狀態)
dIIw ：廣角端之第2透鏡群與第3透鏡群之間的空氣間隔
fI： 第1透鏡群之合成焦點距離
mIIw ：在廣角端之第2透鏡群的倍率
mIIT ：在望遠端之第2透鏡群的倍率
本發明之上述及更進一步目的、特徵、及優點，可由下列之詳細說明參照附圖一起而更了解。
以下，將使用圖面說明用於實施本發明之最佳形態。以下，將以具體的數值實施例說明本發明。從放大側到縮小側依序排列全體具有負之折射率的第1透鏡群LG1、全體具有負之折射率的第2透鏡群LG2、及全體具有正之折射率的第3透鏡群LG3而構成以下之第1實施例至第4實施例中之小型的變焦透鏡。此外，具有正之折射率的透鏡係稱為正透鏡，具有負之折射率的透鏡係稱為負透鏡。
上述第1透鏡群LG1，係配置從放大側到縮小側依序地被排列之在放大側以凸之彎月形的負透鏡(透鏡名稱L11、放大側面101、縮小側102)、負透鏡(透鏡名稱L12、放大側面103、縮小側面104)及正透鏡(透鏡名稱L13、放大側面104、縮小側面105)而構成上述第1透鏡群LG1。
上述第2透鏡群LG2，係配置包含3片正透鏡及2片負透鏡的5透鏡而構成(將透鏡名稱從放大側到縮小側依序地排列為L21、L22...、將面之名稱從放大側到縮小側依序為201、202...)。
上述第3透鏡群LG3，係配置正透鏡1片而構成(透鏡名稱為L31，放大側面之名稱為301，縮小側面之名稱為302)。對上述第3透鏡群LG3之縮小側透鏡面有微小的空氣間隔，屬於DMD等之燈泡的構成零件的蓋玻璃CG(放大側面為C01，縮小側面為C02)配置在其中。
上述第3透鏡群LG3在變倍動作中被固定，上述第1透鏡群LG1從廣角端到中間域為止之變倍動作中從放大側朝向縮小側方向，又從中間域朝向望遠端之變倍動作中係從縮小側朝向放大側在光軸上移動，上述第2透鏡群LG2，在從廣角端朝向望遠端之變倍動作中係從縮小側向放大側在光軸上移動，藉此而完成全系統之變倍。
在各實施例中使用的各透鏡之非球面，如周知者，將光軸方向取為Z軸，將與光軸正交的方向取為Y軸，非球面式：
將適當的數值賦予(在此，近軸(paraxial)曲率半徑：r、圓錐常數：K、高次之非球面係數：A,B,C,D...)之各個的常數而形成為與此曲線繞光軸之周圍旋轉而獲得的曲面形狀一致。
又，在後面表示的表1-4中之圓錐常數及高次之非球面係數的表記中，此等常數及各個係數，雖然係包含為「e+n1 n2 」或「e-n1 n2 」之表記部分，但此等係意味「×10+n1n2 或×10-n1n2 」[在此，n1及n2分別表示數字]。例如，在表1中，賦予第1透鏡群之透鏡L11之面102的圓錐常數K之「-5.70111e-01」，係意味
「-5.70111×10-01 」(=-5.70111×10)
更進一步，從放大側依序地配置從放大側到縮小側依序地被排列之在放大側為凸之彎月形的負透鏡、(另一)負透鏡及正透鏡而構成的全體具有負折射率之第1透鏡群、從放大側依序地排列在縮小側之正透鏡、(另一)正透鏡、負透鏡、兩面凸之正透鏡、在放大側為凸之彎月形的負透鏡共5片構成的全體具有正折射率之第2透鏡群、及配置正透鏡1片而構成的全體具有正折射率之第3透鏡群LG3，而構成實施例1-4的各變焦透鏡。
在變焦動作中，上述第1透鏡群，從廣角端到中間域為止之變焦動作中係從放大側朝向縮小側移動，又從中間域朝向望遠端之變焦動作中係從縮小側朝向放大側在光軸上移動，上述第2透鏡群，在從廣角端朝向望遠端之變焦動作中係從縮小側朝向放大側在光軸上移動，上述第3透鏡群係被固定。
關於在廣角端之第1透鏡群配置在最放大側之透鏡的放大側面及對焦位置為止的光軸上之距離，係滿足下列條件式(1)。
關於在廣角端之上述第2透鏡群與上述第3透鏡群的位置關係，係滿足下列條件式(2)，關於上述第2透鏡群之廣角端的倍率係滿足下列條件式(3)。
特徵為關於上述第1透鏡群之光學能力(optical power)係滿足下列條件式(4)，關於上述第2透鏡群之望遠端的倍率係滿足下列條件式(5)。
(1)　7.0＜TL/fw ＜10.0
(2)　1.8＜dIIw /fw ＜2.5
(3)　-1.0＜mIIw ＜-0.5
(4)　-1.0＜fw /fI ＜-0.55
(5)　1.4＜mIIT /mIIw ＜2.8
其中，
TL：在廣角端之第1透鏡群中配置在最放大側之透鏡的放大側面及對焦位置為止的光軸上之距離
(第1透鏡群中配置在最放大側面與放大側物體之間的距離為1700mm之對焦狀態)
fw ：廣角端之透鏡全系統的合成焦點距離
(第1透鏡群中配置在最放大側面與放大側物體之間的距離為1700mm之對焦狀態)
dIIw ：廣角端之第2透鏡群與第3透鏡群之間的空氣間隔
fI ：第1透鏡群之合成焦點距離
(第1透鏡群中配置在最放大側面與放大側物體之間的距離為1700mm之對焦狀態)
mIIw ：在廣角端之第2透鏡群的倍率
mIIT ：在望遠端之第2透鏡群的倍率
條件式(1)係為在廣角端之第1透鏡群中配置在最放大側之透鏡的放大側面及對焦位置為止的光軸上之距離的條件，為變焦透鏡全體之小型、小徑化之條件。
當超過上限時，在廣角端之第1透鏡群中配置在最放大側之透鏡的放大側面及對焦位置為止的距離變大，又，此透鏡變成大口徑，使變焦透鏡之透鏡全體之小型、小徑化受到阻礙，當超過下限時，欲取得諸像差之平衡變為困難。
條件式(2)係在第2透鏡群與上述第3透鏡群之廣角端的間隔條件。如前述，必須確保燈泡之照明系統的空間。當超過上限時，雖然可確保照明系統的空間，但是透鏡卻大型化，當超過下限時，照明系統的空間不足使得設計變成困難。
條件式(3)係對應於第2透鏡群的倍率，係涵蓋變倍區域而將變焦透鏡全系統作成小型的條件，當超過下限時，縮小倍率之全長變長，當超過上限時，放大倍率之全長變長。
條件式(4)係關於第1透鏡群之光學能力的條件。第1透鏡群具有強的負光學能力，係為將配置用於照明DMD等之燈泡的光學系統之空間，確保於第2透鏡群與第3透鏡群之間。
當超過上限時，第1透鏡群之負光學能力變小，使確保第2透鏡群與上述第3透鏡群的空氣間隔變成困難，當超過下限時，負光學能力變大，使得第2透鏡群之正光學能力必須被強化，因此取得諸像差之平衡變成困難。
條件式(5)係關於在第2透鏡群之廣角端的倍率、及在第2透鏡群之望遠端的倍率之條件式，係對應於本變焦透鏡系統之變倍率。
當超過上限時，雖然可獲得變倍率大的透鏡系統，但是第2透鏡群之移動量也增大而變成大型化，同時性能之變動亦變大。當超過下限時，雖然性能上有利，但是變倍率本身變小，因而無法獲得本發明之小型、高變倍率的透鏡。
又，在上述第1透鏡群中關於第1透鏡群之光軸上的尺寸，係滿足下列條件式(6)，關於配置於最放大側之透鏡的光學能力，係滿足下列條件式(7)，在上述第1透鏡群中關於配置於最放大側之透鏡的縮小側面之形狀，係滿足下列條件式(8)，關於使用在構成上述第1透鏡群之各透鏡的光學玻璃材的分散特性，係滿足下列條件式(9)為較佳。
(6)　1.7＜L1 /fw ＜2.7
(7)　-0.8＜fw /f1 ＜-0.3
(8)　0.9＜fw /r2 ＜1.6
(9)　25＜(V1 +V2 )＜2-V3
其中，
L1 ：配置於第1透鏡群中最放大側之透鏡的放大側面、及配置於第1透鏡群中最縮小側之透鏡的縮小側面之光軸上的距離
f1 ：配置於第1透鏡群中最放大側之透鏡的焦點距離
r2 ：配置於第1透鏡群中最放大側之透鏡的縮小側面之曲率半徑
V1 ：配置於第1透鏡群中最放大側之負透鏡的阿貝數
V2 ：配置於第1透鏡群中最縮小側之負透鏡的阿貝數
V3 ：配置於第1透鏡群中最縮小側之正透鏡的阿貝數
條件式(6)係關於第1透鏡群之光軸上的尺寸之條件式，係為用於以少的透鏡片數修正諸像差的條件。為了將相當於第2透鏡群與第3透鏡群之間的後焦點(back focus)的距離取為長，而將配置於第1透鏡群中最放大側之透鏡的負光學能力增大尤其有効。
當負光學能力過大時欲修正諸像差變成困難。此事藉由在將第1透鏡群之光軸上的全長取為大而得以解決，或者為了分散第1透鏡群之負光學能力而增加透鏡之片數得以解決，但是必然使第1透鏡群不得不在某程度上變長。
當超過條件式(6)之上限時，光軸方向上的尺寸變成過大而難以滿足規格，意即無小型化的意義，當超過下限時小口徑化變成困難。
條件式(7)係關於配置於第1透鏡群之最放大側的透鏡之光學能力之條件式，雖然如上述增大配置於第1透鏡群之最放大側的透鏡之負光學能力，在確保廣角端之第2透鏡群與第3透鏡群之間的燈泡之收容空間且小型化方面有効，但當超過條件式(7)之上限時，透鏡的負光學能力變強而產生色像差及像面彎曲，使像差的修正變困難。
當超過下限時，透鏡的負光學能力變弱，使得欲將相當於第2透鏡群與第3透鏡群之間的背焦點之部分取為長時變成困難。
條件式(8)係為了透鏡上全系統之歪曲像差及彗型像差修正的條件式。係關於配置於第1透鏡群之最放大側的透鏡之縮小側的面形狀，一面令其具有強的光學能力，一面對放大側之光線束作成大致同心的形狀，而作成根本上抑制像差之產生的形狀。
因而，當超過上限時，球面像差、彗型像差之修正變成不足，當超過下限時，相反地變成修正過剩。
條件式(9)為在第1透鏡群內之色像差之修正的條件。為了修正色像差，必須各透鏡之光學能力不能變成過大，因此滿足條件式(9)的正透鏡、負透鏡之阿貝數係為必要的條件。當超過下限時，色像差的修正變困難。
又，藉由將上述第1透鏡群朝光軸方向移動而達成對焦動作，關於構成上述第1透鏡群之配置於第1透鏡群中最放大側的透鏡，縮小側之單面較佳係為非球面狀。
如前述，雖然配置於第1透鏡群中最放大側的透鏡之縮小側的面形狀對歪曲像差及彗型像差修正的貢獻高，且在球面形狀中包含像面彎曲的諸像差修正係為困難，但是藉由作成非球面狀，使得包含像面彎曲的諸像差修正變成可能。
又，第2透鏡群，係由從放大側依序之正透鏡、(另外之)正透鏡、負透鏡、兩面凸之正透鏡、在放大側以凸之彎月形之負透鏡5片構成，關於放大側之2片正透鏡的合成光學能力，係滿足下列條件式(10)，又，配置於第2透鏡群之第3片之負透鏡的光學能力，係滿足下列條件式(11)為較佳。
關於使用在構成上述第2透鏡群之放大側的3片之各透鏡的光學玻璃材的分散特性，係滿足下列條件式(12)，關於使用在構成上述第2透鏡群之放大側的第4片之透鏡的光學玻璃材的分散特性，係滿足下列條件式(13)，關於在構成上述第2透鏡群之透鏡群中配置在最放大側之透鏡的放大側之形狀、及配置於第2片之透鏡的縮小側之形狀，係以滿足條件式(14)為較佳。
(10)　0.4＜fw /f4-5 ＜0.8
(11)　-0.7＜fw /f6 ＜-0.4
(12)　30＜(V5 +V7 )＜2-V6
(13)　69＜V7
(14)　-1.2＜rII1 /rII4 ＜-0.5
其中，
f4-5 ：配置於第2透鏡群之放大側之2片正透鏡的合成焦點距離
f6 ：從第2透鏡群之放大側配置於第3片之負透鏡的焦點距離
V5 ：配置於第2透鏡群中最放大側之正透鏡的阿貝數
V6 ：在第2透鏡群中從放大側配置於第2片之正透鏡的阿貝數
V7 ：在第2透鏡群中配置於從放大側算起第3片之負透鏡的阿貝數
rII1 ：配置於第2透鏡群之最放大側之透鏡的放大側面之曲率半徑
rII4 ：配置於從第2透鏡群之最放大側算起第2片透鏡的縮小側面之曲率半徑
條件式(10)係關於配置在第2透鏡群之放大側的2片正透鏡的光學能力之條件式。配置在第2透鏡群之放大側的2片正透鏡，必需作成具有強的正光學能力，以便引導成用於將射出到第1透鏡群的發散光束加以收束的狀態，因而產生大的球面像差或色像差。
以1片正透鏡產生大的像差修正係為困難，故藉由將光學能力在2片正透鏡上加以分割，使得像差修正變成可能。當超過條件式(10)之上限時，2片正透鏡的合成光學能力變大，故下方之球面像差變大，當超過下限時，2片正透鏡的合成光學能力變小，使得上方之球面像差變大，故修正變成困難。
條件式(11)，係將在配置於第2透鏡群之放大側的2片正透鏡產生的像差，以第3片之強的負透鏡加以良好地修正之條件式。當超過條件式(11)之上限時，上方之球面像差變大，當超過下限時，下方之球面像差變大，故修正變成困難。
條件式(12)係用於第2透鏡群內之色像差修正的條件。為了修正單色像差，必需各透鏡之光學能力不可過大，因此正透鏡、負透鏡之阿貝數滿足條件式(12)係為必要之條件。當超過下限時，色像差修正變成困難。
條件式(13)係用於倍率色像差修正的條件。由於第2透鏡群具有強的正光學能力，故對倍率色像差的影響也大。尤其，在第2透鏡群之中具有最強正光學能力的第3片之正透鏡的影響為大，當超過條件式(13)的下限時，像差修正變成困難。
條件式(14)係關於為了修正球面像差、彗型像差，而將光學能力平衡性良好地分散在配置於第2透鏡群之放大側的第1片之正透鏡及第2片之正透鏡的2片之正透鏡的形狀之條件式。當超過上限時，產生大的上方球面像差，而在投影畫像的周邊之彗型像差的產生變成明顯，當超過下限時，產生大的下方球面像差，而使修正變得困難。
又，配置於第2透鏡群之最放大側的透鏡之放大側之面係為非球面，關於設定在上述非球面之光學能力係滿足下列之條件式(15)，關於設定在配置於第2透鏡群之最縮小側的透鏡之縮小側之面的光學能力，係以滿足下列之條件式(16)為較佳。。
(15)　0.4＜fw /rII1 ＜0.7
(16)　0.3＜fw /rII10 ＜0.8
其中，
rII10：配置於第2透鏡群之最縮小側的透鏡之縮小側面的曲率半徑
條件式(15)係將來自於第1透鏡群的發散光束加以修正，以確保大口徑比而修正球面像差、彗型像差的條件。即，在第2透鏡群中配置於最放大側的透鏡之放大側面之形狀，係賦予具有強的正光學能力之形狀，以便引導成用於將射出到第1透鏡群的發散光束加以集束的狀態，其結果產生大的下方球面像差。
如前述，雖然在第2透鏡群之第2片以後的透鏡進行球面像差、彗型像差的修正，但當超過條件式(15)之上限時，下方之球面像差變大，當超過下限時，上方之球面像差變大，使得周邊的彗型像差之產生變成明顯，因而像差之修正變成困難。
配置於最放大側之第2透鏡群的透鏡L21係具有強的正光學能力之球面形狀，由於有形狀的制約條件，故有像差修正不足的情況，藉由將其具有強的光學能力之面作成非球面，而確保透鏡全系統之大口徑比，使得透鏡全系統之小徑化及球面像差等之修正成為可能。
條例式(16)係用於極細微地修正透鏡全系統之球面像差、彗型像差的條件式。係將從上述第2透鏡群之放大側面以4片之透鏡將未修正而殘留的球面像差、彗型像差加以修正。當超過上限時修正變成不足，反之當超過下限時修正變成過剩。
依此，藉由將本發明之小型的變焦透鏡搭載於投影機裝置，可使裝置全體小型化，因而可提供攜帶上亦很便利的薄型之投影機裝置。更進一步，可實現適合於DMD等之燈泡的特性之成像性能高的小型之變焦透鏡，而提供小型且明亮、高畫質之投影機裝置。
又，在第9圖中顯示使用本發明之透鏡系統的投影機裝置之外觀圖。如第9圖所示，投影機10係為大致長方體形狀，在屬於本體外殼之前面板12的側方，具有覆蓋投影口的透鏡蓋19，同時在此前面板12設置複數之通氣孔18。
又，在第9圖中省略圖示者，係在屬於本體外殼之上面板11設置按鍵/指示器部，在此按鍵/指示器部設置有：電源開關鍵或告知電源的ON或OFF的電力指示器、將光源裝置之燈點亮的燈開關鍵及表示燈之點亮的燈指示器、在光源裝置等過熱時進行告知的過熱指示器等之鍵或指示器。
更進一步，在未圖示之本體外殼之背面，設有：背面板設置有USB端子或影像信號輸入用之D-SUB端子、S端子、RCA端子等的輸出入連接器部及電源適配器插頭或接收來自遙控器之控制信號的Ir受信部等。此外，在屬於未圖示之本體外殼之側板的右側板、及屬於第9圖所示之側板的左側板15，設置有複數之通氣孔18之各個。
[實施例1]
本發明之小型的變焦透鏡的第1實施例，係將數值例顯示在附加的表1中。又，第1圖係其透鏡構成圖，第2圖係其諸像差圖。表1及圖面中，f係變焦透鏡全系統之焦點距離，Fno 係變焦透鏡之F號碼，2ω係表示變焦透鏡之全畫角。又，r係變焦透鏡之曲率半徑，d係變焦透鏡之各透鏡厚度或透鏡間隔，nd 係對d線之變焦透鏡的折射率，νd係表示對D線之變焦透鏡的阿貝數(其中，藉由表中之對焦動作而變化的數值係將從101面算起之物體距離作成1700mm之對焦狀態的數值)。
諸像差圖中之球面像差圖中的CA1、CA2、CA3，分別為CA1=550.0nm、CA2=450.0nm、CA3=620.0nm之波長中的像差曲線。非點像差圖中之S表示緯線，M係表示經線。又，涵蓋全部只要無特別記載的話，使用於諸值之計算的波長概指CA1=550.0nm。
[實施例2]
本發明之小型的變焦透鏡的第2實施例，係將數值例顯示在附加的表2中。又，第3圖係其透鏡構成圖，第4圖係其諸像差圖。
[實施例3]
本發明之小型的變焦透鏡的第3實施例，係將數值例顯示在附加的表3。又，第5圖係其透鏡構成圖，第6圖係其諸像差圖。
[實施例4]
本發明之小型的變焦透鏡的第4實施例，係將數值例顯示在附加的表4。又，第7圖係其透鏡構成圖，第8圖係其諸像差圖。
其次，關於從第1實施例至第4實施例，將對應於從條件式(1)至條件式(16)的值，一起顯示在附加之表5。
如從表5清楚地了解，關於從第1實施例至第4實施例的各從實施例的數值，係滿足從條件式(1)至條件式(16)，同時從各實施例之像差圖亦可清楚了解，各像差均可良好地被修正。
雖然已經顯示且已說明各種典型的實施形態，但本發明並不限定於此等之實施形態。因而，本發明之範圍係僅由下列申請專利範圍限定。
10．．．投影機
11．．．上面板
12．．．前面板
15．．．左側板
18．．．通氣孔
19．．．透鏡蓋
101,103,104．．．放大側面
102,105．．．縮小側面
201,203,205,207,209．．．放大側面
202,204,206,208,210．．．縮小側面
301．．．放大側面
302．．．縮小側面
L11,L12．．．負透鏡
L13．．．正透鏡
L21,L22．．．正透鏡
L23,L24,L25．．．負透鏡
L31．．．正透鏡
CG．．．蓋玻璃
C01．．．放大側面
C02．．．縮小側面
LG1．．．第1透鏡群
LG2．．．第2透鏡群
LG3．．．第3透鏡群
第1圖係本發明之小型的變焦透鏡的第1實施例之透鏡的構成圖。
第2圖係本發明之小型的變焦透鏡的第1實施例之透鏡的諸像差圖。
第3圖係本發明之小型的變焦透鏡的第2實施例之透鏡的構成圖。
第4圖係本發明之小型的變焦透鏡的第2實施例之透鏡的諸像差圖。
第5圖係本發明之小型的變焦透鏡的第3實施例之透鏡的構成圖。
第6圖係本發明之小型的變焦透鏡的第3實施例之透鏡的諸像差圖。
第7圖係本發明之小型的變焦透鏡的第4實施例之透鏡的構成圖。
第8圖係本發明之小型的變焦透鏡的第4實施例之透鏡的諸像差圖。
第9圖係使用本發明之小型的變焦透鏡的投影機之外觀圖。
101,103,104．．．放大側面
102,105．．．縮小側面
201,203,205,207,209．．．放大側面
202,204,206,208,210．．．縮小側面
301．．．放大側面
302．．．縮小側面
L11,L12．．．負透鏡
L13．．．正透鏡
L21,L22．．．正透鏡
L23,L24,L25．．．負透鏡
L31．．．正透鏡
CG．．．蓋玻璃
C01．．．放大側面
C02．．．縮小側面
LG1．．．第1透鏡群
LG2．．．第2透鏡群
LG3．．．第3透鏡群

Claims (10)

  1. 一種變焦透鏡，係從放大側依序地配置有：全體為具有負折射率之第1透鏡群，被構成為排列從放大側到縮小側依序地排列在放大側以凸之彎月形具有負之折射率之透鏡、負透鏡及具有正折射率之透鏡；全體為具有正折射率之第2透鏡群，被構成為具有從放大側到縮小側依序地排列之正透鏡、正透鏡、負透鏡、兩面凸之正透鏡、在放大側以凸之彎月形之負透鏡5片；全體為具有正折射率之第3透鏡群，被構成為配置1片正透鏡，其特徵為：在變焦動作中，係作成使上述第1透鏡群從廣角端到中間域係從放大側向縮小側移動，又從中間域朝向望遠端係在光軸上從縮小側向放大側移動，上述第2透鏡群在從廣角端朝向望遠端係在光軸上從縮小側向放大側移動，上述第3透鏡群係被固定，同時關於在廣角端之第1透鏡群中配置在最放大側之透鏡的放大側面及對焦位置為止的光軸上之距離，係滿足下列條件式(1)，關於在廣角端之上述第2透鏡群與上述第3透鏡群的位置關係，係滿足下列條件式(2)，關於上述第2透鏡群之廣角端的倍率係滿足下列條件式(3)，關於上述第1透鏡群之光學能力係滿足下列條件式(4)，關於上述第2透鏡群之望遠端的倍率係滿足下列條件式(5)：(1)　7.0＜TL/fw ＜10.0(2)　1.8＜dIIw /fw ＜2.5(3)　-1.0＜mIIw ＜-0.5(4)　-1.0＜fw /f1 ＜-0.55(5)　1.4＜mIIT /mIIw ＜2.8其中，TL：在廣角端之第1透鏡群中配置在最放大側之透鏡的放大側面及對焦位置為止的光軸上之距離(第1透鏡群中配置在最放大側面與放大側物體之間的距離為1700mm之對焦狀態)；fw ：廣角端之透鏡全系統的合成焦點距離(第1透鏡群中配置在最放大側面與放大側物體之間的距離為1700mm之對焦狀態)；dIIw ：廣角端之第2透鏡群與第3透鏡群之間的空氣間隔；f1 ：第1透鏡群之合成焦點距離；mIIw ：在廣角端之第2透鏡群的倍率；mIIT ：在望遠端之第2透鏡群的倍率。
  2. 如申請專利範圍第1項之變焦透鏡，其中上述關於第1透鏡群之光軸上的尺寸，係滿足下列條件式(6)，關於在第1透鏡群中配置於最放大側之透鏡的光學能力，係滿足下列條件式(7)，關於在上述第1透鏡群中配置於最放大側之透鏡的縮小側面之形狀，係滿足下列條件式(8)，關於使用在構成上述第1透鏡群之名透鏡的光學玻璃材的分散特性，係滿足下列條件式(9)：(6)　1.7＜L1 /fw ＜2.7(7)　-0.8＜fw /f1 ＜-0.3(8)　0.9＜fw /r2 ＜1.6(9)　25＜(V1 +V2 )＜2-V3 其中，L1 ：配置於第1透鏡群中最放大側之透鏡的放大側面、及配置於第1透鏡群中最縮小側之透鏡的縮小側面之光軸上的距離；f1 ：配置於第1透鏡群中最放大側之透鏡的焦點距離；r2 ：配置於第1透鏡群中最放大側之透鏡的縮小側面之曲率半徑；V1 ：配置於第1透鏡群中最放大側之負透鏡的阿貝數；V2 ：配置於第1透鏡群中最縮小側之負透鏡的阿貝數；V3 ：配置於第1透鏡群中最縮小側之正透鏡的阿貝數。
  3. 如申請專利範圍第1項之變焦透鏡，其中藉由令上述第1透鏡群朝光軸方向移動而達成對焦動作，關於在構成上述第1透鏡群之配置於上述第1透鏡群的最放大側的透鏡，係縮小側之單面為非球面狀。
  4. 如申請專利範圍第1項之變焦透鏡，其中關於上述第2透鏡群的放大側之2片正透鏡的合成光學能力，係滿足下列條件式(10)，又，配置於第2透鏡群之第3片之負透鏡的光學能力，係滿足下列條件式(11)，關於使用在構成構成上述第2透鏡群之放大側的3片之各透鏡的光學玻璃材的分散特性，係滿足下列條件式(12)，關於使用在構成構成上述第2透鏡群之放大側的第4片之透鏡的光學玻璃材的分散特性，係滿足下列條件式(13)，在構成上述第2透鏡群之透鏡群中關於配置在最放大側之透鏡的放大側之形狀、及配置於第2片之透鏡的縮小側之形狀，係以滿足條件式(14)：(10)　0.4＜fw /f4-5 ＜0.8(11)　-0.7＜fw /f6 ＜-0.4(12)　30＜(V5 +V7 )＜2-V6(13)　69＜V7 (14)　-1.2＜rII1 /rII4 ＜-0.5其中，f4-5 ：配置於第2透鏡群之放大側之2片正透鏡的合成焦點距離；f6 ：從第2透鏡群之放大側配置於第3片之負透鏡的焦點距離；V5 ：在第2透鏡群中配置於最放大側之正透鏡的阿貝數；V6 ：在第2透鏡群中從放大側配置於第2片之正透鏡的阿貝數；V7 ：在第2透鏡群中配置於從放大側之第3片之負透鏡的阿貝數；rII1 ：配置於第2透鏡群之最放大側之透鏡的放大側面之曲率半徑；rII4 ：從第2透鏡群之最放大側配置於第2片透鏡的縮小側面之曲率半徑。
  5. 如申請專利範圍第4項之變焦透鏡，其中配置於上述第2透鏡群之最放大側之透鏡的放大側之面係為非球面，關於上述非球面之形狀係滿足下列之條件式(15)，關於配置於上述第2透鏡群之最縮小側的透鏡之縮小側之面的形狀，係以滿足下列之條件式(16)：(15)　0.4＜fw /rII1 ＜0.7(16)　0.3＜fw /rII10 ＜0.8其中，rII10 ：配置於第2透鏡群之最縮小側之透鏡的縮小側面之曲率半徑。
  6. 一種投影機裝置，其特徵為搭載有如申請專利範圍第1項之變焦透鏡。
  7. 一種投影機裝置，其特徵為搭載有如申請專利範圍第2項之變焦透鏡。
  8. 一種投影機裝置，其特徵為搭載有如申請專利範圍第3項之變焦透鏡。
  9. 一種投影機裝置，其特徵為搭載有如申請專利範圍第4項之變焦透鏡。
  10. 一種投影機裝置，其特徵為搭載有如申請專利範圍第5項之變焦透鏡。
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