投影透镜制造技术

本发明专利技术提供一种将图像投影到屏幕上（放大侧）的投影透镜。从放大侧向缩小侧依次设有具有负光焦度的第１透镜组（Ⅰ）和具有正光焦度的第２透镜组（Ⅱ）。第１透镜组（Ⅰ）由从放大侧依次设有第１透镜和第２透镜，第２透镜组（Ⅱ）设有第３透镜至第７透镜。第１、２透镜是一个由放大侧的面的光轴近轴区为凹面的两面非球面形成的负弯月形透镜，第３透镜为将两凹透镜粘合在两凸透镜的缩小侧的面上的胶合透镜，第４透镜为凸面向着缩小侧的由两面非球面形成的正弯月形透镜，第５透镜为将两凹透镜粘合在两凸透镜缩小侧的面上形成的胶合透镜，第６透镜为将强凸面向着缩小侧的正透镜，第７透镜为两面为凸面的正透镜。由此，抑制由于温度变化产生的影响及各种像差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种投影透镜，尤其涉及一种背投式图像显示装置中适用的投影透镜。
技术介绍
将由白色光源出射的白色光色分解成三原色的色成分，通过被色分解的各色成分光照明透射型或反射型的图像显示装置，通过色合成系统将透射或反射的各色成分的每一个的图像显示装置的各色成分光色合成，通过在透射型屏幕上投影显示彩色图像的“背投式图像显示装置”作为现有的液晶投影TV等是已知的。图24是一例“背投式图像显示装置”的概略剖面图。在壳体a内设有光学单元b，壳体a前面设有透射型屏幕c。而且，由光学单元b的光经过第1转向镜d，投影透镜e及第2转向镜f，被投影到透射型屏幕c上。这样，实现了TV主体薄型化及大图面化。另外，图25为一例现有已知的3板式液晶投影TV的光学系统的结构图。在图25中，符号1为白色光源、符号2为UV-IR截止滤波器、符号3为蓝透射选色镜、符号4为红透射选色镜、符号5、6、7为反射镜、符号8为蓝显示用液晶光阀、符号9为绿显示用液晶光阀、符号10为红显示用液晶光阀、符号11为色合成棱镜、符号12为投影透镜、符号13为屏幕。由白色光源发射的光，通过由选色镜3、4及反射镜5、6、7所构成的“色分解系统”所色分解，照明对应的透射型图像显示装置的液晶光阀8、9、10，通过构成“色合成系统”的色合成棱镜11色合成并被入射在投影透镜12上，放大、合成各液晶光阀的显示图像并被成像投影到屏幕13上。近年来，对液晶投影TV不但要求投影TV主体薄型化、还追求显示大图面化，即，短投射距离而投影大图面，追求投影透镜短焦点化、广视角化。为了达到所述要求，投影透镜的反焦距与焦点距离比必须更大些。另一方面，为了将透射型图像显示装置上的图像以高对比度放大投影到屏幕上，必须利用与透射型图像显示装置接近垂直的角度射出的光束。因此，投影透镜的轴外的主光线必要形成使与透射型图像显示装置垂直形成远心性的光线。另外，与CRT(阴极射线管)方式不同形成，在液晶光阀等处，不可以电气修正由于点阵显示的畸变像差。因此，必须实现投影透镜自身的小畸变像差。然而，这种事情妨碍实现投影透镜的广角化及长反焦距。专利文件1记载的专利技术是作为考虑所述课题所提出的专利技术。该专利文件1的实施例1中，9块构成的透镜中，使用2块丙烯树脂形成的非球面透镜来修正各像差。专利文件1特开2003-156683号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，上述树脂制透镜的场合，产生了根据温度变化反焦距位置的变动(焦面的移动)大的问题。例如，当丙烯树脂折射率温度变化量为-1.088×10-4/℃时，温度上升20℃将产生焦点移动+31.6μm的问题。而且，重要的是，不能同时使透射型图像显示装置的像素高密度(高精细)化，提高投影透镜光学性能，尤其是使倍率的色像差小。然而，现有投影透镜中，倍率的色像差蓝色光(450nm)为+19μm，红色光(620nm)为+22μm，并且，最新的图像显示装置中为了像素尺寸大于15μm角值，所投影的图像在周边也进行利用，将产生色移问题。本专利技术为了解决上述技术问题，提供一种抑制根据温度变化影响及色移的投影透镜。为了解决上述技术问题，第1专利技术涉及的投影透镜，将图像显示装置的图像投影到屏幕上，其中，从放大侧向缩小侧依次设有具有负光焦度的第1透镜组和具有正光焦度的第2透镜组，上述第1透镜组由从放大侧依次设有的第1透镜和第2透镜共同所构成，上述第2透镜组由从放大侧依次设有的第3透镜至第7透镜所构成，上述第1透镜是一个由放大侧的面的光轴近轴区为凹面的两面非球面形成的负弯月形透镜，上述第2透镜是一个由放大侧的面的光轴近轴区为凹面的两面非球面形成的负弯月形透镜，上述第3透镜为将两凹透镜粘合在两凸透镜的缩小侧的面上的胶合透镜，上述第4透镜为凸面向着缩小侧的由两面非球面形成的正弯月形透镜，上述第5透镜为将两凹透镜粘合在两凸透镜缩小侧的面上形成的胶合透镜，上述第6透镜为将强凸面向着缩小侧的正透镜，上述第7透镜为两面为凸面的正透镜，在上述第1透镜组和上述第2透镜组之间设有光圈。上述所述结构投影透镜可实现广视角、高成像性能、高精细图像。第2专利技术涉及的投影透镜，如第1专利技术涉及的投影透镜，其中，上述第1透镜、第2透镜及第4透镜为各种合成树脂所形成，这些透镜的阿贝数v1、v2、v4满足v1、v2、v4＞54，上述第6透镜及第7透镜的阿贝数v6、v7满足v6、v7＞68。如上所述若满足阿贝数条件，可以实现下述效果，即随着波长的减少折射率变高比率变小。第3专利技术涉及的投影透镜，如第1或第2专利技术涉及的投影透镜，其中，上述第1透镜和第2透镜的负光焦度以及上述第4透镜的正光焦度互相抵消取值为抑制反焦距的位置变化的值，上述反焦距的位置变化是由温度变化引起的。通过上述构成，由于随着温度改变，根据上述第1透镜及第2透镜反焦距的位置变动和根据第4透镜反焦距的位置变动基本同值反向生成，所以相互抵消而抑制。第4专利技术涉及的投影透镜，如第1-3专利技术任一所述的投影透镜，其中，通过上述第2透镜的面的改变或者第1透镜组及第2透镜组之间间隔的改变进行倍率的改变。通过上述结构，在提高倍率的场合，改变第2透镜的面形状使负光焦度变强，将上述第1透镜组和第2透镜组的间隔变窄。此时，对应倍率上升的程度，适当改变第2透镜的面形状，和/或第1透镜组及第2透镜组的间隔。在倍率下调的场合，与上述场合相反，改变第2透镜的面形状使负光焦度变弱，将上述第1透镜组和第2透镜组的间隔变宽。此时同样，对应倍率下调的程度，适当改变第2透镜的面形状，和/或第1透镜组及第2透镜组的间隔。第5专利技术涉及的投影透镜，如第1-4专利技术任一所述的投影透镜，其中，当上述第1透镜组的焦点距离为f1，上述第2透镜组的第4透镜的焦点距离为f4时，则满足条件9＜f4/|f1|＜17。通过上述构成，将第1透镜组及第2透镜组的第4透镜的焦点距离设定为满足上述条件，将反焦距的位置变化抑制在实用水平。第6专利技术涉及的投影透镜，如第1-5专利技术任一所述的投影透镜，其中，当全系统的焦点距离为f，全系统的反焦距为BFL，上述第1透镜组的焦点距离为f1，第2透镜组的焦点距离为f11时，则满足条件2.5＜BFL/f及1.1＜f11/|f1|＜1.7。通过上述结构，满足上述条件的所述设定，可以实现高成像性能、高精细图像。第7专利技术涉及的投影透镜，如第1-6专利技术任一所述的投影透镜，其中，在上述第1透镜组和上述光圈之间设有光路转向单元。通过上述构成，采用光路转向单元使光路变向，可以使该投影TV等的进深变薄。如上所述，本专利技术中可以达到如下所述的技术效果。(1)第1透镜组和第2透镜组中也多用合成树脂制非球面透镜，使根据温度变化反焦距的位置变化抑制在实用水平，故可以投射高精细图像。(2)可实现广视角而长反焦距，良好的远心性，畸变像差的良好修正。(3)可以根据低成本而畸变像差的良好修正及轻型化及倍率色像差良好修正实现高成像性能。(4)可以使根据温度变化反焦距的位置变化(焦面的变化)被抑制。(5)所述第2透镜的面改变或第1透镜组和第2透镜组的间隔变化，可以根据称为上述间隔变化的透镜元件的最小变化可使倍率变化。附图说明图1为本专利技术第1实施形态涉及的投影透镜的透镜结构概略侧视图。图2为实施例1和实施例2的透镜结构及光线轨迹状态的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影透镜，将图像显示装置的图像投影到屏幕上，其特征在于：从放大侧向缩小侧依次设有具有负光焦度的第１透镜组和具有正光焦度的第２透镜组，上述第１透镜组由从放大侧依次设有的第１透镜和第２透镜共同所构成，上述第２透镜组由 从放大侧依次设有的第３透镜至第７透镜所构成，上述第１透镜是一个由放大侧的面的光轴近轴区为凹面的两面非球面形成的负弯月形透镜，上述第２透镜是一个由放大侧的面的光轴近轴区为凹面的两面非球面形成的负弯月形透镜，上述第３透镜 为将两凹透镜粘合在两凸透镜的缩小侧的面上的胶合透镜，上述第４透镜为凸面向着缩小侧的由两面非球面形成的正弯月形透镜，上述第５透镜为将两凹透镜粘合在两凸透镜缩小侧的面上形成的胶合透镜，上述第６透镜为将强凸面向着缩小侧的正 透镜，上述第７透镜为两侧为凸面的正透镜，在上述第１透镜组和上述第２透镜组之间设有光圈。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林健志，关根熊二郎，
申请(专利权)人：塞金诺斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]