投影用镜头以及投影型显示装置制造方法及图纸

技术编号:12209031 阅读:73 留言:0更新日期:2015-10-15 13:31
本实用新型专利技术提供实现包含复合非球面透镜且有利于成本以及良好光学性能的构成的同时,具有可使用于近年来所需求的高亮度的投影型显示装置的耐热性的投影用镜头、以及具备该投影用镜头的投影型显示装置。投影用镜头包含在玻璃透镜(LG)的面形成树脂层(LP)且该树脂层(LP)的空气接触面侧的透镜面呈非球面形状的复合非球面透镜。在将树脂层的玻化温度设为Tg、将其单位设为℃时,至少一个树脂层的Tg为150<Tg<280。此外,关于该至少一个树脂层,被构成为满足给定的条件式。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及投影用镜头W及投影型显示装置,例如设及适合于将由光阀形成 的原图像放大投影至屏幕上的投影用镜头W及利用其的投影型显示装置。
技术介绍
W往,在演示等之际,利用的是通过投影用镜头将液晶显示元件或DMD(数字微镜 器件;注册商标)等的光阀的图像显示面显示出的图像放大投影至屏幕上的投影型显示装 置(投影仪)。在投影图像之际,优选屏幕上的放大投影像的轮廓不变形、W及在放大投影 像的周边部无颜色偏差,为此要求投影用镜头可良好地修正歪曲像差、倍率色差,且为高分 辨能力。此外,从小型化、轻量化、低成本化的观点出发,要求在满足请求规格和请求性能的 基础上尽量减少投影用镜头的透镜构成枚数。进而,近年来要求短投影距离且大画面尺寸 的场景较多,因此广角的投影用镜头的需要不断增加。为了满足该些需求,提出利用像差修 正效果强的非球面透镜的投影用镜头(例如,参照下述专利文献1~4)。在先技术文献 专利文献 专利文献1;JP特开2002-072094号公报 专利文献2;JP专利技术专利第3487468号公报 专利文献3;JP特开2005-084352号公报 专利文献4;JP专利技术专利第4060075号公报
技术实现思路
技术要解决的课题 作为非球面透镜,有将玻璃透镜的透镜面成型为非球面形状的透镜(W下称作玻 璃非球面透镜)、将塑料透镜的透镜面成型为非球面形状的透镜(W下称作塑料非球面透 镜)、在玻璃透镜的透镜面形成薄的树脂层并将该树脂层的空气接触面侧的透镜面设为非 球面的透镜(W下称作复合非球面透镜)。但是,玻璃非球面透镜为高成本,塑料非球面透 镜存在温度变化所引起的性能变化比玻璃透镜大的不良状况。虽然复合非球面透镜一般较 之于玻璃非球面透镜能够廉价地制作,较之于塑料非球面透镜而温度变化所引起的性能变 化小,但由于包含树脂层,因此在变为高温的使用状态下需要加W注意。 通常,在投影型显示装置中,为使光利用效率变得良好,被构成为照明光学系统的 出瞳位置和投影用镜头的缩小侧瞳位置实质上一致。在该种构成中,投影用镜头的主光线 和光轴的交点或其附近成为与通过照明光学系统中所用的积分器而生成的2次光源共辆 的位置,易于变为高温,因此在该种位置配置透镜的情况下,需要选择耐热性优异的材质。 此外,近年来,要求更高亮度的投影型显示装置,为此利用的是比W往更高的高亮度的光 源,在该种高亮度的投影型显示装置的内部,即便在上述的主光线和光轴的交点及其附近 W外也有可能变为高温。 若在变为高温的位置配置不考虑耐热性的塑料非球面透镜或复合非球面透镜,贝U 不仅由于高温而发生性能变化,而且还存在该些透镜变质之虞,存在损害投影用镜头的投 影性能之虞。在上述专利文献1~3中,虽然记载了利用复合非球面透镜的投影用镜头,但 均没有考虑到温度变化或耐热性的记载。在上述专利文献4中,虽然记载了利用具有正、负 各面折射能力的2个复合非球面透镜来缓和塑料透镜中的温度变化所引起的光学特性的 变化的问题,但却没有关于可用于近年来所需求的高亮度的投影型显示装置该种程度的耐 热性的记载。 本技术正是鉴于上述事情而完成的,其目的在于提供实现包含复合非球面透 镜且有利于成本W及良好光学性能的构成的同时,具有可使用于近年来所需求的高亮度的 投影型显示装置的耐热性的投影用镜头、W及具备该投影用镜头的投影型显示装置。 用于解决课题的手段 本技术的投影用镜头,其特征在于,包含在玻璃透镜的面形成树脂层且该树 脂层的空气接触面侧的透镜面呈非球面形状的复合非球面透镜,关于至少一个树脂层而满 足下述条件式(1)、(2)。[001 引 150<Tg< 280 (1)(2)[001引其中, Tg;树脂层的玻化温度,单化为C; 4化;树脂层的空气接触面侧的透镜面的有效直径; d;在最轴外主光线和光轴的交点存在于空气中的情况下是该交点和树脂层的空 气接触面侧的透镜面在光轴上的距离,在该交点不存在于空气中的情况下是光轴方向上最 接近于该交点的透镜面和树脂层的空气接触面侧的透镜面在光轴上的距离; 4化;在最轴外主光线和光轴的交点存在于空气中的情况下是该交点的位置处的 轴上最周边光线高度的2倍,在该交点不存在于空气中的情况下是光轴方向上最接近于该 交点的透镜面的有效直径,[002引在此, 在投影用镜头为变倍光学系统的情况下,帅aU、4化是整个系统的F数成为最 小的变倍状态下的参数。 本技术的投影用镜头优选取代上述条件式(1)而满足下述条件式(r)。本 技术的投影用镜头优选取代上述条件式(2)而满足下述条件式(2')。 160 < Tg< 250 (1,)(2,)[002引此外,本技术的投影用镜头优选满足下述条件式(3)~化)、(3')、(5')、化') 当中的任意一个、或者任意的组合。 4 Da/4Ds< 2. 5 (3) 4 Da/4Ds< 2. 0 (3,)10 <4DP(4) 1《4DP/ 4DLmin< 2. 0 妨 1^<1)DP/<1)DLmin<1. 5 (5,) 0. 4<Zr?y/(Fmin?f) (6)0. 45 <Zr?y/(Fmin?f) (6,)[003引 其中, (1)DP ;树脂层的空气接触面侧的透镜面的最大有效直径,单位为毫米; 4DLmin ;整个系统中最小的透镜有效直径; Zr;在投影用镜头为固定焦点光学系统的情况下是1,在投影用镜头为变倍光学 系统的情况下是变倍比;y;将缩小侧设为像侧的情况下的最大像高; Fmin;在投影用镜头为固定焦点光学系统的情况下是整个系统的F数,在投影用 镜头为变倍光学系统的情况下是整个系统的最小F数;f;在投影用镜头为固定焦点光学系统的情况下是整个系统的焦点距离,在投影用 镜头为变倍光学系统的情况下是广角端处的整个系统的焦点距离,在此, 在投影用镜头为变倍光学系统的情况下,(1)DP是可取值成为最大的变倍状态下的 参数,4DLmin是可取值成为最小的变倍状态下的参数。 在本技术的投影用镜头为固定焦点光学系统的情况下,优选满足下述条件式 (7),更优选满足下述条件式(7')。 0. 3<Bf/|exP|<1. 0 (7) 0. 4<Bf/|exP|<1. 0 (7,)[004引其中, Bf;从最靠缩小侧的透镜面至整个系统的缩小侧焦点位置为止的光轴上的空气换 算距离;exP;从整个系统的缩小侧焦点位置至缩小侧瞳位置为止的距离。 本技术的投影型显示装置,其特征在于,具备;光源;光阀,其入射来自光源 的光;和本技术的投影用镜头,其作为将由光阀进行光调制后的光所形成的光学像投 影至屏幕上的投影用镜头。另外,在本技术的投影用镜头中,"放大侧"意味着被投影侧(屏幕侧),在缩 小投影的情况下为了方便起见也将屏幕侧称作放大侧。此外,在本技术的投影用镜头 中,"缩小侧"意味着原图像显示区域侧(光阀侧),在缩小投影的情况下为了方便起见也将 光阀侧称作缩小侧。 另外,本技术的投影用镜头中的上述"复合非球面透镜"也被称作所谓的混合 非球面透镜、复制品非球面透镜,例如是通过成型在玻璃透镜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影用镜头,其特征在于,包含在玻璃透镜的面形成树脂层且该树脂层的空气接触面侧的透镜面呈非球面形状的复合非球面透镜,关于至少一个所述树脂层而满足下述条件式(1)、(2):150<Tg<280   (1)φDa·|d|φDs<3.3---(2)]]>其中,Tg:所述树脂层的玻化温度,单位为℃;φDa:所述树脂层的空气接触面侧的透镜面的有效直径;d:在最轴外主光线和光轴的交点存在于空气中的情况下是该交点和所述树脂层的空气接触面侧的透镜面在光轴上的距离,在该交点不存在于空气中的情况下是光轴方向上最接近于该交点的透镜面和所述树脂层的空气接触面侧的透镜面在光轴上的距离;φDs:在最轴外主光线和光轴的交点存在于空气中的情况下是该交点的位置处的轴上最周边光线高度的2倍,在该交点不存在于空气中的情况下是光轴方向上最接近于该交点的透镜面的有效直径,在此,在所述投影用镜头为变倍光学系统的情况下,φDa、d、φDs是整个系统的F数成为最小的变倍状态下的参数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:马场智之永利由纪子川名正直天野贤永原晓子
申请(专利权)人:富士胶片株式会社
类型:新型
国别省市:日本;JP

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