投影用變焦透鏡以及投影型顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及變焦透鏡,尤其涉及應用于投影型顯示裝置的投影用變焦透鏡。
[0002] 另外,本實用新型涉及具備這種投影用變焦透鏡的投影型顯示裝置。
【背景技術】
[0003] 以往,使用液晶顯示元件、DMD(DigitalMicromirrorDevice:注冊商標)等光閥 的投影型顯示裝置廣泛普及。另外,近年來,在電影院等中,使用能夠應用于大畫面且能夠 放映出更高分辨率的圖像的此類投影型顯示裝置。
[0004] 在上述的供電影院等中利用的投影型顯示裝置中,由于采用如下的三板方式,因 此要求具有較長的后截距和良好的遠心性,所述三板方式為,配設三個各原色用的光閥,通 過分色光學系統將來自光源的光束分離成三原色,在經過各光閥后,通過色合成光學系統 進行合成并投影。
[0005] 另外,在供電影院等中利用的投影型顯示裝置中,為了與針對每個電影院、會場而 有所不同的投射距離和屏幕尺寸相對應地、并且與顯示圖像的縱橫尺寸比(銀幕尺寸、深 景尺寸等)相對應地,使顯示圖像的尺寸適合于屏幕尺寸,作為投影用透鏡,要求高變倍比 的變焦透鏡。
[0006] 另外,在為了適合上述尺寸而使這種投影用變焦透鏡變倍時,為了防止顯示圖像 的亮度發生變化,對于這種變焦透鏡,大多要求具有在整個變倍區域內將其數值孔徑(以 下,有時也稱作"F值")保持為恒定的功能。
[0007] 并且,伴隨于電影屏幕的數字化的加速,投影型顯示裝置的小型化、低價格化日益 發展,對于投影用變焦透鏡,也存在關于上述后截距、遠心性、高變倍比的期望,并且趨于要 求小型化、低成本化。
[0008] 在專利文獻1~5中,記載了以應用于投影型顯示裝置為前提的變焦透鏡。更具 體而言,在專利文獻1中,公開了一種6組結構的投影用變焦透鏡,其使具有負光焦度且配 置在最放大側的第1透鏡組、以及具有正光焦度且配置在最縮小側的最終透鏡組在變倍時 固定,并且在第4透鏡組中配置開口光闌。
[0009] 另一方面,在專利文獻2中,公開了使比開口光闌更靠縮小側的透鏡組在變倍時 不移動從而將數值孔徑保持為恒定的投影用變焦透鏡。另外,在專利文獻3中,公開了如下 的投影用變焦透鏡,其使具有負光焦度且配置在最放大側的第1透鏡組、以及具有正光焦 度且配置在最縮小側的最終透鏡組在變倍時固定,并且使用隨著變倍而開口直徑變化的可 變光闌,從而在整個變倍區域內使數值孔徑恒定。
[0010] 另外,在專利文獻4、5中,公開了如下的投影用變焦透鏡,其使具有正光焦度且配 置在最放大側的第1透鏡組、以及具有正光焦度且配置在最縮小側的最終透鏡組在變倍時 固定,并使配置在上述透鏡組之間的移動透鏡組在變倍時移動,從而在整個變倍區域內將 數值孔徑保持為恒定。
[0011] 在先技術文獻
[0012] 專利文獻
[0013] 專利文獻1 :日本特開2006-184723號公報
[0014] 專利文獻2 :日本特開2005-106948號公報
[0015] 專利文獻3 :日本特開2008-046259號公報
[0016] 專利文獻4 :日本特開2009-128683號公報
[0017] 專利文獻5 :日本特開2012-058607號公報
[0018] 然而,專利文獻1所示的投影用變焦透鏡并不具備在變倍時將數值孔徑保持為恒 定的功能。另外,該投影用變焦透鏡的后截距也較短。
[0019] 另一方面,在使比開口光闌更靠縮小側的透鏡組在變倍時不移動且將數值孔徑保 持為恒定的專利文獻2所記載的投影用變焦透鏡中,投影用變焦透鏡沒有確保足夠的高變 倍比。另外,這樣的結構的投影用變焦透鏡的放大側的透鏡外徑和全長往往較大,因此設置 條件嚴格,另外成本也容易變高。
[0020] 另外,在通過可變光闌而將數值孔徑保持為恒定的專利文獻3所記載的投影用變 焦透鏡中,雖然確保了高變倍比,但是不具備足夠長的后截距,因此,在配置一并使用棱鏡 的光學系統方面不利。
[0021] 另外,在專利文獻4、5所示的投影用變焦透鏡中,為了將數值孔徑保持為恒定而 使比開口光闌更靠放大側的透鏡組移動,將開口光闌以及比其更靠縮小側的透鏡組設為固 定,因此全長、最放大側的透鏡組的透鏡直徑區域增大。 【實用新型內容】
[0022] 實用新型要解決的課題
[0023] 本實用新型是鑒于上述情況而完成的,其目的在于提供能夠在整個變倍區域內使 數值孔徑恒定、并且能夠確保高變倍比和足夠長的后截距的投影用變焦透鏡以及投影型顯 示裝置。
[0024] 用于解決課題的方法
[0025] 本實用新型的第1投影用變焦透鏡實質上由從放大側依次配置的具有負光焦度 的第1透鏡組、在變倍時沿光軸移動且具有正光焦度的第2透鏡組、在變倍時沿光軸移動且 具有正光焦度的第3透鏡組、在變倍時沿光軸移動且具有正光焦度的第4透鏡組、在變倍時 沿光軸移動且第5透鏡組、以及具有正光焦度的第6透鏡組構成,所述投影用變焦透鏡的特 征在于,
[0026] 縮小側成為遠心,
[0027] 該變焦透鏡的數值孔徑構成為在整個變倍區域內恒定,
[0028] 所述第4透鏡組的從廣角端變倍至遠望端的變倍時移動量在全部透鏡組中最大,
[0029] 并且,將第2、3、4、5透鏡組的、從廣角端變倍至遠望端的變倍時移動量的絕對值 分別設為m2、m3、m4、m5,將廣角端的整個系統的焦距設為fw,m2、m3、m4、m5、fw滿足下述的 條件式⑴以及(2):
[0030] 1. 9 <m4/fw…(1);
[0031] 0? 7 < (m3+m4) / (m2+m3+m4+m5)…(2)。
[0032] 這里,上述的"由從放大側依次配置的……第6透鏡組構成"是指,除列舉的透鏡 組以外,還包括具備不具有光焦度的透鏡、光闌及保護玻璃等透鏡以外的光學要素、透鏡凸 緣,透鏡鏡筒,攝像元件、相機抖動校正機構等機構部分等的情況。這對于以下說明的本實 用新型的第2投影用變焦透鏡也是相同的。
[0033] 另外,上述的"縮小側為遠心"是指,在匯聚于縮小側的像面的任意點的光束的剖 面中,上側的最大光線與下側的最大光線的角平分線接近與光軸平行的狀態,不限于完全 遠心的情況、即所述角平分線與光軸完全平行的情況,也包括具有少量誤差的情況。這里, 具有少量誤差的情況是指,所述角平分線相對于光軸的傾斜度在±3°的范圍內的情況。這 對于以下說明的本實用新型的第2投影用變焦透鏡也是相同的。
[0034] 另外,本實用新型的第2投影用變焦透鏡實質上由從放大側依次配置的具有負光 焦度的第1透鏡組、在變倍時沿光軸移動且具有正光焦度的第2透鏡組、在變倍時沿光軸移 動且具有正光焦度的第3透鏡組、在變倍時沿光軸移動且具有正光焦度的第4透鏡組、在變 倍時沿光軸移動的第5透鏡組、以及具有正光焦度的第6透鏡組構成,所述投影用變焦透鏡 的特征在于,
[0035] 所述第5透鏡組具有負光焦度,
[0036] 縮小側成為遠心,
[0037] 該變焦透鏡的數值孔徑構成為在整個變倍區域內恒定,
[0038] 所述第4透鏡組的從廣角端變倍至遠望端的變倍時移動量在全部透鏡組中最大,
[0039] 并且,將第4透鏡組的、從廣角端變倍至遠望端的變倍時移動量的絕對值設為m4, 將廣角端的整個系統的焦距設為fV,m4、fV滿足下述條件式(1):
[0040]1. 9 <m4/fw…(1)〇
[0041] 需要說明的是,在該第2投影用變焦透鏡中,優選為,將第2、3、4、5透鏡組的、從廣 角端變倍至遠望端的變倍時移動量的絕對值分別設為m2、m3、m4、m5,m2、m3、m4、m5滿足下 述條件式(2):
[0042] 0? 7 < (m3+m4) / (m2+m3+m4+m5)…(2)。
[0043] 另外,在本實用新型的第1或第2投影用變焦透鏡中,優選為,
[0044] 開口光闌配置在第3透鏡組的縮小側、且第5透鏡組的放大側,
[0045] 并且,將第4透鏡組的焦距設為f4,將廣角端的整個系統的焦距設為fw,f4、fw滿 足下述條件式(3):
[0046]3. 0 <f4/fw< 5. 5- (3)〇
[0047] 這里,對于上述的條件式(3)所規定的條件,更優選為滿足下式(3'):
[0048]3. 5 <f4/fw< 5. 0... (3,)。
[0049] 另外,優選為,如上述那樣配置在第3透鏡組的縮小側、且第5透鏡組的放大側的 開口光闌是在變倍時開口直徑發生變化的可變光闌。
[0050] 另外,優選為,如上述那樣配置在第3透鏡組的縮小側、且第5透鏡組的放大側的 開口光闌在變倍時相對于其他透鏡獨立地沿光軸方向移動。
[0051] 另外,在本實用新型的第1或第2投影用變焦透鏡中,特別是在如上述那樣開口光 闌配置在第3透鏡組的縮小側、且第5透鏡組的放大側,此外還滿足條件式(3)的情況下, 優選為,從第3透鏡組到第5透鏡組的透鏡組在從廣角端向遠望端進行變倍時向放大側單 調地移動。
[0052] 另外,在本實用新型的第1或第2投影用變焦透鏡中,特別是在如上述那樣開口光 闌配置在第3透鏡組的縮小側、且第5透鏡組的放大側,此外還滿足條件式(3)的情況下, 優選為,將廣角端的整個系統的縮小側的后截距(空氣換算距離)設為Bf?,將縮小側的最大 有效像圓直徑(imagecirclediameter)設為Im(p,將投影距離無限遠時的從最放大側的 透鏡面到最縮小側的透鏡面的光軸上的距離設為L,L滿足下述條件式(4)以及 (5):
[0053]
[0054]
[0055] 這里,對于上述的條件式(5)所規定的條件,優選為滿足下式(5'):
[0056]
[0057] 另外,在本實用新型的第1或第2投影用變焦透鏡中,特別是在如上述那樣開口光 闌配置在第3透鏡組的縮小側、且第5透鏡組的放大側,此外還滿足條件式(3)的情況下, 優選為,第2透鏡組包括具有負光焦度的透鏡。
[0058]另外,在本實用新型的第1或第2投影用變焦透鏡中,特別是在如上述那樣開口光 闌配置在第3透鏡組的縮小側、且第5透鏡組的放大側,此外還滿足條件式(3)的情況下, 優選為,第3透鏡組包括具有負光焦度的透鏡。
[0059]另外,在本實用新型的第1或第2投影用變焦透鏡中,特別是在如上述那樣開口光 闌配置在第3透鏡組的縮小側、且第5透鏡組的放大側,此外還滿足條件式(3)的情況下, 優選為,
[0060] 第4透鏡組包括具有正光焦度的透鏡,
[00