投影光學系統以及投影型圖像顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及適于向放大投影圖像顯示元件的圖像的投影機組裝的投影光學系統 以及組裝有其的投影型圖像顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 近年，伴隨投影機的高輝度化以及高分辨率化，投影機的設置范圍變寬，在向離屏 幕比較遠的位置設置的需求也不斷增加。為了滿足該需求，需要從離屏幕比較遠的距離進 行投影并滿足特定屏幕尺寸、用于實現高分辨率的長焦距變焦透鏡。
[0003] 也就是，伴隨投影機的高輝度化，該產品自身設置在相對于屏幕離開的位置而使 用的用途正在增加。與此相伴，就需要投影透鏡的焦距也長且F值亮的高分辨率的變焦透 鏡。
[0004] 但是，作為一般的投影光學系統，存在下述投影光學系統：最靠屏幕側的第一組為 具有負的光焦度（power，折射能力）的反焦（retrofocus，負焦距）式構件。在將這樣的投 影光學系統用在長焦距系的情況下，如果要使入射瞳徑變大而且實現大口徑，則第2組以 后的透鏡直徑會因軸上光線的影響而變大。因此，難以確保高性能。進而，因為產品主體機 構部的直徑變大、透鏡的直徑也變大，所以成本上升。
[0005] 此外，拍攝系統中有長焦距系的變焦透鏡（參照專利文獻1~3)。
[0006] 【專利文獻1】日本特開2007 - 157097號公報
[0007] 【專利文獻2】日本特開2009 - 237400號公報
[0008] 【專利文獻3】日本特開2008 - 164997號公報
【發明內容】
[0009] 例如，如果要將專利文獻1的拍攝系統應用于投影光學系統，則因為發生前透鏡 以及全長的大型化、非球面透鏡直徑的增大，要面對加工困難、成本增加等問題，所以需要 進行使其適于投影用途的設計。
[0010] 本發明是鑒于上述【背景技術】的問題而完成的，其目的在于提供以長焦距進行變焦 工作的投影光學系統，其既抑制屏幕側即放大側的透鏡變大又作為透鏡全體比較小型化且 |^十生倉泛。
[0011] 為了實現上述目的，本發明涉及的投影光學系統，包括從放大側起依次設置的第1 組~第N組，N為6或7,所述第1組包括：包括2個或3個正透鏡的第IA組；和包括正以 及負的接合透鏡且與第2組相鄰地設置的第IB組；所述第2組至少具有2個負透鏡，在對 焦時使所述第IA組沿光軸移動，在改變倍率時至少將所述第1組和所述第N組固定且至少 使第3組~第N- 1組沿光軸移動。
[0012] 根據上述投影光學系統，第1組包括：包括2個或3個正透鏡的第IA組；和包括正 以及負的接合透鏡的第IB組，所以能夠充分校正長焦距透鏡的望遠側特有的像差即球面 像差。另外，將第1組分成第IA組和第IB組，在對焦時，通過將第1組中的放大側的第IA 組設為聚焦組，能夠減小對焦時的輸送量，能夠簡化聚焦機構。另外，可動部變為輕量，因此 也能夠改善聚焦機構的可靠性。進而，將投影光學系統設為合計6或7組的構成，通過使第 3組~第N- 1組在改變倍率時移動，從而能夠抑制從廣角端到望遠端為止的像差變動。通 過使第2組包括2個以上的負透鏡，從而能夠確保周邊光量且充分地確保投影光學系統或 投影透鏡所需的后焦點。
[0013] 根據本發明的一個方面，在改變倍率時使所述第2組~所述第N- 1組沿光軸移 動。
[0014] 根據本發明的另一方面，在改變倍率時將所述第1組、所述第2組和所述第N組固 定。
[0015] 根據本發明的其他別的方面，關于所述第1組內的透鏡，在將存在于所述第IB組 的所述接合透鏡的正透鏡的色散系數設為Vdl并將所述接合透鏡的負透鏡的色散系數設 為vd2時，滿足以下條件式（1)
[0016] 25 < (Vdl-Vd2) < 50 ? ? ? (1)。
[0017] 上述條件式（1)規定了第IB組內的接合透鏡的色散系數的關系。通過使其在上 述條件式（1)的范圍內，能夠對望遠側的軸上色像差進行校正。
[0018] 根據本發明的其他別的方面，所述第2組具有包括所述2個負透鏡的多個負透鏡， 所述多個負透鏡中的一個為雙凹透鏡，并且，在將存在于所述第2組的所述多個負透鏡中 的配置在最靠放大側的負透鏡的色散系數設為vd時，滿足以下條件式（2)
[0019] 25 <Vd< 50 ? ? ? (2)。
[0020] 上述條件式（2)規定了在最靠放大側所配置的負透鏡的色散系數。通過將其設在 上述條件式（2)的范圍內，能夠抑制與從廣角端到望遠端為止的改變倍率相伴的色像差的 變動。
[0021] 根據本發明的其他別的方面，在將所述第IA組和所述第IB組的合成焦距設為fl、 將所述第2組的焦距設為f2時，滿足以下條件式（3)
[0022] L5 < |fl/f2| < 4 ? ? ? (3)。
[0023] 上述條件式（3)規定了所述第IA組以及第IB組的合成焦距與所述第2組的焦距 的關系。通過將其設在上述條件式（3)的范圍內，所述第1組與第2組的折射能力的絕對 值接近、能夠校正廣角端的球面像差，還能夠抑制光圈附近的透鏡的大型化。
[0024] 根據本發明的其他別的方面，進一步具備實質上不具有折射能力的透鏡。
[0025] 為了實現上述目的，本發明涉及的投影型圖像顯示裝置具備上述投影光學系統和 在所述投影光學系統的光路前級所設置的像形成光學部。
【附圖說明】
[0026] 圖1是表示組裝有實施方式的投影光學系統的投影型圖像顯示裝置的概略構成 的圖。
[0027] 圖2是實施例1的投影光學系統的剖視圖。
[0028] 圖3(A)~（F)是實施例1的投影光學系統的像差圖。
[0029] 圖4是實施例2的投影透鏡的剖視圖。
[0030] 圖5(A)~（F)是實施例2的投影光學系統的像差圖。
[0031] 圖6是實施例3的投影透鏡的剖視圖。
[0032] 圖7(A)~（F)是實施例3的投影光學系統的像差圖。
[0033] 附圖標記說明
[0034] 40…投影透鏡、41 一 43…投影透鏡、
[0035] Gl-G7…組或透鏡組、Gl- 1…第IA組、
[0036] Gl- 2…第IB組、Ll~L16…透鏡、OA…光軸、
[0037] I…圖像形成面、2…投影機（投影型圖像顯示裝置）、
[0038] 51…像形成光學部、52…投影光學系統
【具體實施方式】
[0039] 下面參照附圖，就本發明的實施方式涉及的投影光學系統以及組裝有其的投影型 圖像顯示裝置詳細進行說明。
[0040] 如圖1所示，投影機2作為組裝有本發明的一個實施方式涉及的投影光學系統的 投影型圖像顯示裝置，具備：投影圖像光的光學系統部分50 ;和控制光學系統部分50的工 作的電路裝置80。
[0041] 在光學系統部分50中，光源10包括例如超高壓水銀燈、固體光源等。第1積分透 鏡11以及第2積分透鏡12分別具有排列成陣列狀的多個透鏡元件。第1積分透鏡11將 來自光源10的光束分割為多束。第1積分透鏡11的各透鏡元件使來自光源10的光束在 第2積分透鏡12的透鏡元件附近會聚。第2積分透鏡12的透鏡元件與重疊透鏡14協同 作用而將第1積分透鏡11的透鏡元件的像形成于后述的液晶面板18R、液晶面板18G以及 液晶面板18B。
[0042] 偏振轉換元件13使得來自第2積分透鏡12的光轉換成預定的直線偏振光。重疊 透鏡14使第1積分透鏡11的各透鏡元件的像經由第2積分透鏡12而在液晶面板18R、液 晶面板18G以及液晶面板18B的顯示區域上重疊。
[0043] 第1分色鏡15使從重疊透鏡14入射的R光反射并使G光以及B光透射。在第1 分色鏡15反射的R光經反射鏡16以及場透鏡17R向作為光調制元件或顯示元件的液晶面 板18R入射。液晶面板18R通過與圖像信號相應地對R光進行調制而形成R色的圖像。
[0044] 第2分色鏡21使來自第1分色鏡15的G光反射并使B光透射。在第2分色鏡21 反射的G光經場透鏡17G向作為顯示元件的液晶面板18G入射。液晶面板18G通過與圖像 信號相應地對G光進行調制而形成G色的圖像。透射了第2分色鏡21的B光經中繼透鏡 22、反射鏡23、中繼透鏡24、反射鏡25以及場透鏡17B向作為顯示元件的液晶面板18B入 射。液晶面板18B通過與圖像信號相應地對B光進行調制而形成B色的圖像。
[0045] 十字分色棱鏡19是光合成用的棱鏡，將由各液晶面板18R、18G、18B調制后的光合 成為圖像光，并使其向投影透鏡40行進。
[0046] 投影透鏡40將由各液晶面板18G、18R、18B調制并由十字分色棱鏡19合成出的圖 像光放大投影到未圖示的屏幕上。
[0047] 在以上的光學系統部分50中，十字分色棱鏡19和投影透鏡40構成用于將由各液 晶面板18R、18G、18B所形成的圖像放大投影到屏幕上的投影光學系統52。此外，投影透鏡 40單獨也能夠作為投影光學系統52發揮作用，所以投影透鏡40有時也單獨稱為投影光學 系統。在以上那樣的投影光學系統52的光路前級所設置的液晶面板186、181?、188、分色鏡 15、21、偏振轉換元件13、積分透鏡11、12、光源10等，作為像形成光學部51發揮作用。 [0048] 電路裝置80具