变焦透镜和具有该变焦透镜的图像投影装置制造方法及图纸

提供一种变焦透镜和具有该变焦透镜的图像投影装置。该变焦透镜包括包含被设置在最邻近放大侧的位置上并具有负折光力的第一透镜单元的多个透镜单元，其中，多个透镜单元的一个或更多个在放大倍数变化的过程中沿其光轴方向被移动；并且，第一透镜单元包含：包含负折光力的至少一个透镜并在聚焦过程中被移动的第１－１透镜单元；和具有正折光力并在聚焦过程中被固定的第１－２透镜单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变焦透镜和具有该变焦透镜的图像投影装置，并适于 具有例如较长的后焦距并在各投影放大倍数都具有较高的光学性能的 液晶投影仪。
技术介绍
迄今，已提出了各种使用诸如液晶显示元件的显示元件以将在显 示元件上形成的图像投影到屏幕表面上的液晶投影仪(图像投影装 置)。下面提到的各种特性需要供这些液晶投影仪使用的投影透镜。一般地，在使用三个液晶显示元件的三元件类型的彩色液晶投影 中，来自白光源的光被颜色分离光学系统分离为红色、绿色和蓝色， 这些彩色光被引导到各个液晶显示元件，并且，从这些液晶显示元件 显现的光被颜色組合光学系统组合并入射到投影透镜上。在该投影中，投影透镜必须具有某一恒定长度的后焦距，以在各 液晶显示元件和投影透镜之间提供间距，用于在其间设置用于组合透 过液晶显示元件后的彩色光的棱镜等。如果从液晶显示元件入射到颜色组合光学系统上的光束的角度改 变，那么颜色组合光学系统的光谱透射率随之改变，且被投影图像中 的各颜色的亮度依赖于视角被改变，并且图像变成难以看到的图像。 因此，为了减少对于角度的依赖的影响，颜色组合光学系统必须是所 谓的远心光学系统，该远心光学系统的液晶显示元件(缩小共轭面(reduction conjugate surface ))侧的光瞳基本上在无限远处。当三种颜色的液晶显示元件的图画(图像)被组合并被投影到屏幕上时，各颜色的像素必须在屏幕的整个区域上相互重叠，使得高分辨率感不会被例如双重显示字符等破坏。因此，必须在可见光区中很好地校正在投影透镜中出现的颜色重合失调(misregistration)(放大倍数的色差)。畸变必须很好被校正，使得被投影图像不会发生畸变以及不会难以看到。投影透镜必须为小Fno (F数)的明亮的投影透镜，以可以有效 地从光源引入光线。其上承载紧凑型液晶面板的投影仪必须结构紧凑、重量较轻，以 突出便携性和可移动性。必须在各种投影距离得到好的被投影图像，即，变焦过程中的像 差波动必须较小。作为可满足这些要求的变焦透镜，有这样一种用于投影仪的变焦 透镜，该变焦透镜的聚焦仅由移动的透镜单元中的一些光学元件实现 (日本专利申请公开No. H10-186235、美国专利No. 6580564和日本 专利申请/>开No. 2004-226803 )。日本专利申请公开No. H10-186235公开了一种五单元变焦透镜， 该五单元变焦透镜从屏幕侧依次包含负、正、正、负和正折光力的透 镜单元，其中，包含四个正、负、负和正透镜的第一透镜单元的最后 面的(被投影图像侧)正透镜被固定且屏幕侧的三个透镜被移动，以 由此实现聚焦。美国专利No. 6580564和日本专利申请^>开No. 2004-226803 >^开 了一种五单元变焦透镜，该五单元变焦透镜从屏幕侧依次包含负、正、 正、负和正折光力的透镜单元，其中，第一透镜单元由具有负折光力 的两个透镜元件构成，并且这些透镜元件之间的间隔被改变，以由此 实现聚焦。两者都使得正透镜被包含到聚焦元件中并弱化整个聚焦元 件的折光力。5并且，作为用于液晶投影仪的投影透镜，提出了六单元变焦透镜， 该六单元变焦透镜从放大共轭侧(这里，该术语以与前侧和放大侧相 同的意思被可互换地使用)依次包含由负、正、正、负、正(或负) 和正折光力的第一至第六透镜单元的配置作为整体形成的六个透镜单 元，其中，它们的预定透镜单元被适当地移动，以由此实现变焦(美国公布文献第US2001-050818号)。在该六单元变焦透镜中，在从广角端到望远端的变焦过程中，为 了在第 一和第六透镜单元被固定的情况下使其间的第二至第五透镜单 元可全部被移动到缩小共轭侧(这里，该术语以与后侧和缩小侧相同 的意思被可互换地使用)，透镜的总长在变焦的过程中保持恒定。并 且，该变焦透镜是变焦过程中的畸变和色差被减少且在缩小共轭侧具 有远心性的变焦透镜。在在该美国/>布文献第US2001-050818号公开 的配置中公开了第一透镜单元从放大共轭侧由三个正、负和负透镜 构成，且该第一透镜单元被驱动，以由此实现调焦。一般地，作为在实现聚焦时抑制各种像差的波动的方法，存在尽 可能地加强聚焦透镜单元的折光力并最大限度地减小聚焦透镜的移动 量的方法。在上述日本专利申请公开No. H10-186235、美国专利No. 6580564和日本专利申请公开No. 2004-226803中，在第一透镜单元的 透镜结构中，聚焦透镜单元不仅仅由负透镜构成，因此，有聚焦透镜 单元的折光力变弱的倾向，并且聚焦过程中的其移动量变大且各种像 差的波动变大。并且，对于用于投影仪中的变焦透镜的透镜结构来说，事实常常 是，为了得到较长的后焦距(back focus )，它被制成后对焦(retrofocus ) 型，并且，为了使缩小侧具有远心性，具有较强的正折光力的透镜单 元被设置在缩小侧。但是，这种结构的变焦透镜具有这样一种倾向，即，例如由于蓝 色的放大倍数的色差比绿色的更靠下(光轴的方向)，整体透镜系统 的非对称性增加。并且，透镜的数量变得越少，各透镜的折光力增加的越多，因此，特别是位置比光阑更接近缩小侧的负透镜变得易于沿整个方向导致高 阶的放大倍数的色差。并且，变焦比变得越大，从广角端到望远端的 放大倍数的色差的波动也趋于变得越大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种适用于例如液晶投影仪中的变焦透镜(zoom lens)，该变焦透镜实现整个透镜系统的小型化而又很好地 校正由聚焦导致的各种像差，并在整个投影距离上具有良好的光学性妙 s匕,本专利技术的另一目的在于，提供一种适用于投影仪中的变焦透镜， 该变焦透镜很好地校正放大倍数的色差并可容易地获得较高的光学性热本专利技术的变焦透镜包括包含被设置在最邻近放大侧的位置上并具有负折光力的第一透镜 单元的多个透镜单元，在放大倍数变化的过程中沿其光轴方向被移动的多个透镜单元的 至少一个；所述第一透镜单元包含包含具有负折光力的至少 一个透镜并在聚焦过程中被移动的第 1-1透镜单元；和具有正折光力并在聚焦过程中被固定的第1-2透镜单元。 本专利技术的变焦透镜包括被设置在最邻近放大侧的位置上并具有负折光力的第一透镜单元S被设置在最邻近缩小侧的位置上并具有正折光力的最后的透镜单 元5 和在变焦(放大倍数变化)的过程中沿其光轴方向移动的一个或更 多个透镜单元；其中，满足以下条件32化dR誦i)dF，这里，udF表示制成被设置在最邻近放大侧的位置上的第一透镜单元 中的第一透镜的材料的阿贝(Abbe)数，该第一透镜具有负折光力， udR表示制成被设置在最邻近缩小侧的位置上的最后的透镜单元中的 最后的透镜的材料的阿贝数，该最后的透镜具有正折光力。 附图说明图1是使用根据实施例1的变焦透镜的图像投影装置的基本部分 的示意图。图2表示根据数值实施例1的变焦透镜的广角端的像差。 图3表示根据数值实施例1的变焦透镜的望远端的像差。 图4A和图4B表示根据数据实施例1的变焦透镜的放大倍数的色差。图5是使用根据实施例2的变焦透镜的图像投影装置的基本部分 的示意图。图6表示根据数值实施例2的变焦透镜的广角端的像差。 图7表示根据数值实施例2的变焦透镜的望远端的像差。 图8是使用根据实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变焦透镜，包括：　多个透镜单元，　其中所述多个透镜单元包含被设置在最邻近放大侧的位置上并具有负折光力的第一透镜单元，　其中，所述多个透镜单元的至少一个在放大倍数变化的过程中沿其光轴方向被移动；并且　所述第一透镜单元由第１－１透镜单元和第１－２透镜单元构成，所述第１－１透镜单元包含具有负折光力的至少一个透镜并在聚焦过程中被整体移动，所述第１－２透镜单元具有正折光力并在聚焦过程中被固定，以及　其中，满足以下条件：　７．０＜｜ＤＰ／ｆｗ｜，这里，ＤＰ表示从缩小侧共轭位置到出射光瞳的距离，ｆｗ表示整个系统在广角端的焦距。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：猪子和宏，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]