投射用變焦透鏡制造技術

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及適合于組裝于放大投影圖像顯示元件的圖像的投影機的投射用變焦透鏡。
技術介紹
在用于放大投影圖像顯示元件的圖像的投影機用的光學系統中，需要(I)配置用于合成來自紅、綠、藍的3個液晶面板的各光束的棱鏡的長后焦點，(2)用于防止色不均勻的發生的良好的遠心(telecentric)特性，(3)用于效率很好地取入來自照明系統的光的小孔徑焦距比(F number)，即明亮的光學系統。還有，近年來，為了即使在狹窄的場所也可簡單地設置，大多同時需要(4)除了變焦功能之外還具有相對寬廣的視角。作為得到具有這樣的寬廣的視角并且具有長后焦點的投射用變焦透鏡的手段，大多為反遠焦點(RETRO FOCUS)類型的透鏡結構，一般地，在最放大側，配置具有強的負的放大率的透鏡群。還有，在投射用變焦透鏡中，為了在寬廣的投射范圍確保高的分辨率和平坦的像面，大多在變倍時通過固定最放大側的透鏡群和最縮小側的透鏡群，使配置在其間的透鏡群移動來進行變焦工作，在對焦時通過使最放大側的透鏡群移動來進行聚焦工作。如前述那樣，具有強的負的放大率且在最放大側配置的焦點群通過多個具有強的放大率的透鏡構成，為了應對寬廣的視角大多成為相對大型的透鏡，即使與其他的透鏡群相比也是相當大型的，重量也變大。作為在對焦時使焦點群前后移動的手段，一般采用通過以穿過于主鏡筒的固定框的螺旋面螺釘結構將焦點群框和主鏡筒連結，并使焦點群框通過旋轉而前后移動這樣的方法。為了透鏡全體的小型化，需要在焦點群的縮小側配置螺旋面螺釘部，但是，在焦點群的全長很長，重量很大的情況下，若螺旋面螺釘的結合部不是很長，則產生由于焦點群的自重導致的傾斜，成為性能劣化的原因。為此，優選地，焦點群的全長盡可能短，還有，透鏡的構成個數盡可能少，謀求焦點群全體的輕量化。如前述那樣，還優選地，關于焦點群，使其小型、輕量化，存在將作為焦點群的第I透鏡群簡略化并由I個構成的現有例(參照專利文獻1、2)。然而，專利文獻1(特開2001-311872號公報)的透鏡中，僅為孔徑焦距比(F number) 2左右的亮度，至多覆蓋半視角24°左右。還有，專利文獻2 (特開2002-72094號公報)的透鏡中，達到孔徑焦距比1. 7左右，能滿足亮度這一點，但還是至多覆蓋半視角24°左右。這樣，在第I透鏡群為I塊結構的情況下，存在無法應對寬廣的視角這樣的缺點。另一方面，還存在具有半視角30°左右的視角，相對構成個數也很少且簡單的投射用變焦透鏡(參照專利文獻3、4)。專利文獻3 (特開2003-202498號公報)的透鏡中，第I透鏡群為2塊結構，并且達到半視角30°以上，但是由于焦點群為2個玻璃透鏡，所以由于玻璃材料的重量使焦點群傾斜，認為成為性能劣化的原因。為了防止焦點群的傾斜，需要將焦點群和主鏡筒的連接部分保持為充分的強度，透鏡全體的大小也變大。還有，專利文獻4(特開2010-190939號公報)中，雖然第I透鏡群為與前述的專利文獻3相同的2塊結構，但是通過將第I透鏡群中的縮小側的透鏡設為樹脂可達到焦點群的輕量化。然而，由于焦點群的全長必需為2個透鏡量，所以還具有改善的余地。作為具有寬廣的視角，而且使第I透鏡群小型、輕量化的手段，可考慮將負的放大率分散，并分為2個群。S卩，存在將第I透鏡群及第2透鏡群設為負透鏡群，分散放大側的負透鏡群的放大率的例子(專利文獻5)。然而，專利文獻5 (特開2006-039034號公報)中，通過設為負、負、正、正、正的5群結構，分散放大側的負的放大率，但是因為第I透鏡群成為4塊結構，所以作為焦點群的第I透鏡群的小型化、輕量化，則是無法滿足的水平。如以上那樣，為了得到半視角30°以上的寬廣的視角，需要將第I透鏡群設為2塊以上的結構，為此，作為焦點群的第I透鏡群的框和主鏡筒的固定框的嵌合部由于支持透鏡重量而需要具有充分的強度，即使在透鏡的小型化、輕量化、進而降低成本這一點，也希望對公知的透鏡進行改善。專利文獻1:特開2001-311872號公報專利文獻2 :特開2002-72094號公報專利文獻3 :特開2003-202498號公報專利文獻4 :特開2010-190939號公報專利文獻5 :特開2006-039034號公報
技術實現思路
本專利技術鑒于上述
技術介紹
的問題而作出，其目的在于提供一種投射用變焦透鏡，具有寬廣的視角，并使聚焦用的第I透鏡群小型化或輕量化。為了達成上述目的，本專利技術涉及的投射用變焦透鏡，從放大側起依次，包括至少5個透鏡群，即第I透鏡群，在變倍時固定且具有負的放大率；第2透鏡群，在變倍時移動且具有負的放大率；第3透鏡群，在變倍時移動且具有正的放大率；在變倍時移動的至少I個透鏡群；和最后透鏡群，在變倍時固定且具有正的放大率；上述投射用變焦透鏡，在將廣角端狀態的全系統的焦距設為Fw，將第I透鏡群的焦距設為Fl時，滿足下面的條件式-O. 5<Fw/Fl<-0.1... (I)。上述投射用變焦透鏡滿足的條件式⑴關于全系統的焦距和第I透鏡群的焦距的比，規定與第I透鏡群的放大率相關的條件。所謂反遠焦點型的投射透鏡中，為了得到長后焦點，在放大側配置具有強的負的放大率的透鏡群，但是通過如本申請那樣將這個具有強的負的放大率的透鏡群分成負的第I透鏡群和負的第2透鏡群，能將在最放大側配置的第I透鏡群簡化，且，能小型化及輕量化作為聚焦群的第I透鏡群的框結構。結果上，透鏡全體的小型化及輕量化的實現變得容易。不利地，若超過條件式(I)的上限，第I透鏡群的負的放大率變得過小，則聚焦的移動量變得過大。相反，若超過條件式(I)的下限，第I透鏡的負的放大率變得過大，則特別是縮小側的曲率半徑變得過小，難以平衡性很好地修正像散像差、畸變像差。根據本專利技術的具體的方面，上述投射用變焦透鏡中，第I透鏡群通過將凹面朝向縮小側的I個負透鏡構成。這個情況下，從關于像面彎曲和/或畸變像差等像差修正的觀點來看變得有利。根據本專利技術的其他的方面，具有正的放大率的第3透鏡群通過將凸面朝向放大側的I個正透鏡或正負的接合透鏡構成，在將第3透鏡群的焦距設為F3時，滿足下面的條件式O. 05<Fw/F3<0. 45... (2)。條件式(2)關于全系統的焦距、和具有正的放大率的第3透鏡群的焦距的比，規定與第3透鏡群的放大率相關的條件。第3透鏡群具有使由第I及第2透鏡群發散了的光束會聚，并引導至后續的透鏡群的作用，但是，通過使 第3透鏡群具有條件式(2)的范圍內的放大率，能使通過的光束適當地會聚，可以將在后續的透鏡群中的像差發生抑制得較少。若超過條件式(2)的下限，第3透鏡群的正的放大率變得過小，則難以抑制各像差并且效率很好地向第3透鏡群的后續的透鏡群引導軸外光，使得第I及第2透鏡群不得不變大，在小型化這一點不利。相反，若超過條件式(2)的上限，第3透鏡群的正的放大率變得過大，則第3透鏡群中發生的球面像差、彗形像差等變得過大，難以由I個正透鏡或正負的接合透鏡構成第3透鏡群。根據本專利技術的其他的方面，具有正的放大率的最后透鏡群通過至少I個正透鏡構成，在將最后透鏡群的焦距設為FL時，滿足下面的條件式(3)O. 2<Fw/FL<0. 4... (3)。條件式(3)關于全系統的焦距、和在最縮小側配置的最后群的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種投射用變焦透鏡，其特征在于，從放大側起依次包括至少5個透鏡群，即：第1透鏡群，在變倍時固定且具有負的放大率；第2透鏡群，在變倍時移動且具有負的放大率；第3透鏡群，在變倍時移動且具有正的放大率；在變倍時移動的至少1個透鏡群；和最后透鏡群，在變倍時固定且具有正的放大率；上述投射用變焦透鏡，在將廣角端狀態的全系統的焦距設為Fw，將上述第1透鏡群的焦距設為F1時，滿足下面的條件式(1)：?0.5

【技術特征摘要】
2011.10.17 JP 227664/20111.一種投射用變焦透鏡，其特征在于，從放大側起依次包括至少5個透鏡群，即第I透鏡群，在變倍時固定且具有負的放大率；第2透鏡群，在變倍時移動且具有負的放大率；第3透鏡群，在變倍時移動且具有正的放大率；在變倍時移動的至少I個透鏡群；和最后透鏡群，在變倍時固定且具有正的放大率； 上述投射用變焦透鏡， 在將廣角端狀態的全系統的焦距設為Fw，將上述第I透鏡群的焦距設為Fl時，滿足下面的條件式⑴ -O. 5<Fw/Fl<-0.1... (I)。2.如權利要求1所述的投射用變焦透鏡，其特征在于，上述第I透鏡群包括將強的凹面朝向縮小側的I個負透鏡。3.如權利要求1或2所述的投射用變焦透鏡，其特征在于，具有正的放大率的上述第3透鏡群包括將凸面朝向放大側的I個正透鏡或正負的接合透鏡，在將上述第3透鏡群的焦距設為F3時，滿足下面的條件式(2): O. 05<Fw/F3<0. 45... (2)。4.如權利要求1至3中任一項所述的投射用變焦透鏡，其特征在于，具有正的放大率的上述最后透鏡群包括至少I個正透鏡，在將上述最后透鏡群的焦距設為FL時，滿足下面的條件式⑶ O. 2<Fw/FL<0. 4... (3)。5.如權利要求1至4中任一項所述的投射用變焦透鏡，其特征在于，通過移動進行變倍的移動透鏡群中具有開口光闌，夾著開口光闌，配置在放大側具有負的放大率的樹脂透鏡和在縮小側具有正的放大率的樹脂透鏡的2個具有不同符號的放大率的樹脂透鏡。6.如權利要求5所述的投射用變焦透鏡，其特征在于，在將上述具有負的放大率的樹脂透鏡的放大率設為Φ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：峯藤延孝，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：發明
國別省市：