一种投影用变焦透镜包括：从投影用变焦透镜的放大侧依次排列的负的第一透镜组、正的第二透镜组、正的第三透镜组和正的第四透镜组。第一透镜组和第四透镜组在变焦期间固定，但是第二透镜组和第三透镜组基于从广角端到远距端操作变焦透镜的操作来在变焦透镜的光轴Z上朝着放大侧移动，使得第二透镜组和第三透镜组之间的距离变化。另外，满足以下公式(1)：17＜FG3/fw?????????(1)，其中FG3：第三透镜组的焦距；以及fw：整个系统在广角端的焦距。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种投影用变焦透镜，用作投影仪装置等的投影透镜。具体地，本专利技术涉及一种适用于所谓的正面型投影仪装置的投影用变焦透镜，所述投影仪装置将诸如液晶显示装置之类的光阀上显示的原始图像放大并投影到屏幕上，并且还涉及一种其上安装有投影用变焦透镜的投影型显示装置。
技术介绍
将图像投影到装置前方屏幕上的所谓正面投影型投影仪装置通常用于学校教育、 公司培训、演示等。另外，随着投影仪市场的成熟，投影仪的多样性增加，并且诸如大影院屏幕用的大型投影仪和移动电话用的超小型投影仪之类的各种投影仪均在使用。同时，在作为最古老投影装置市场的数据投影装置市场中，对于能够投影高光强度图像、具有高分辨率能力的小型低成本投影仪的需求较为强烈。为了满足这种需求，正在开发具有高分辨能力的小型光阀，例如液晶显示面板(包括DMD等，但是下文中简称为液晶显示面板等)。另外，对于开发与这种光阀相对应的变焦透镜的愿望也较为强烈。在数据投影时，经常要求在明亮的室内环境中进行数据投影。因此，数据投影装置的光学系统具有小F值(F-number，光圈数)是必须的。然而，因为小型液晶显示面板的显示面积较小，当与通过传统液晶显示面板的光线类似的光线试图通过较小的显示面积时， 需要增加进入液晶显示面板等的光线的入射角、或者使用所包括的光输出单元比传统光输出单元小的高亮度光源，并且使光学系统的F值低于传统光学系统。然而，因为高亮度光源中光输出单元尺寸的进一步缩小有变难的倾向，难以实现上述措施。另外，当设法减小液晶显示面板等的尺寸时，像素尺寸变小，并且需要应对比传统液晶显示面板等高的空间频率。因此，增加了成本。在这种情况下，在一定程度上可以满足强光(fast)小型低成本变焦透镜需求的投影用变焦透镜是已知的(请参照日本专利No. 4338812 (专利文件1)、日本未审专利公布 No. 2006-039033 (专利文件2)、日本未审专利公布No. 2006-065026 (专利文件3)以及日本未审专利公布No. 2007-206331 (专利文件4))。这些投影用变焦透镜就是所谓的双组可移动变焦透镜，其通过移动两个透镜组来执行变焦。另外，每一完整的透镜系统由6至13个透镜组成。专利文件1、3和4公开了 F值超过1. 7的投影用变焦透镜。另外，专利文件2至 4公开了包括一个非球面透镜、两个或三个非球面透镜的投影用变焦透镜。当如上所述减小液晶显示面板等的尺寸时，可以减小液晶显示面板等的成本。同时，如果减小照明系统的尺寸和投影用透镜的尺寸，成本可以进一步减小。然而，当在减小液晶显示面板等尺寸的同时设法维持光强度时，如上所述，需要降低投影用透镜的F值(强光透镜，fast lens)并且增加进入液晶显示面板等的光线的入射角、或者安装包括小型光输出单元的高亮度光源。因此，成本大大增加。另外，当用于改变放大率的可移动透镜组的数目增加到三个以上以降低变焦透镜的F值时，透镜系统的生产成本大大增加。为了降低变焦透镜的生产成本，整个系统中透镜的数目应该较小，并且每一个透镜的外直径应该较小。另外，为减小透镜的外直径等，应该最小化透镜的相对光量。然而，当减小相对光量时，与所减小的相对光量相对应的光能量被消耗来增加透镜周围的镜桶的温度。尤其是当由塑料(成本低于玻璃)制成的非球面透镜设置在光阑 (stop)的缩小侧时，由温度变化引起的像面波动和像面弯曲等波动变大。另外，在光阑缩小侧设置的由塑料制成的非球面透镜周围的温度和在光阑放大侧设置的由塑料制成的非球面透镜周围的温度之间的差变得太大。另外，返回稳定温度所用的时间在彼此远离设置的两个非球面透镜之间彼此不同。因此，难以精确地抵消温度变化对于由塑料制成的两个非球面透镜的影响。
技术实现思路
考虑到上述情况，本专利技术的目的是提供一种紧凑、低成本的投影用变焦透镜，该投影用变焦透镜具有广角投影角度和小F值，不易受到温度变化的影响，并且能够通过使用最小数目的非球面透镜实现极好的光学性能。另外，本专利技术的另一个目的是提供一种投影型显示装置。为了实现这些目的，本专利技术的投影用变焦透镜是一种这样的投影用变焦透镜，包括第一透镜组，具有负折射能力；第二透镜组，具有正折射能力；第三透镜组，具有正折射能力；以及第四透镜组，具有正折射能力，这些透镜组从变焦透镜的放大侧按照上述顺序排列，其中第一透镜组和第四透镜组在变焦期间固定，但是第二透镜组和第三透镜组基于从广角端到远距端操作变焦透镜的操作来在变焦透镜的光轴上朝着放大侧移动，使得第二透镜组和第三透镜组之间的距离变化；以及满足以下公式(1)17 < FG3/fw(1)，其中Fg3 第三透镜组的焦距；以及fw 整个系统在广角端的焦距。理想的是第一透镜组由从放大侧依次排列的负的第一透镜和负的第二透镜组成， 所述负的第一透镜是由塑料制成的非球面透镜。另外，理想的是第二透镜组由从放大侧依次排列的正的第三透镜和正的第四透镜组成。另外，理想的是第三透镜组由第五透镜、负的第六透镜、正的第七透镜和正的第八透镜组成，所述第五透镜是面对放大侧具有凸面的负弯月透镜，所述负的第六透镜面对放大侧具有凹面，所述正的第七透镜面对变焦透镜的缩小侧具有凸面，所述第五至第八透镜从放大侧按照上述顺序排列，并且所述负的第六透镜和所述正的第七透镜接合在一起以形成接合透镜。另外，理想的是第四透镜组由正的第九透镜组成。理想的是满足以下公式O)1. 7 < I FG1/fw I < 2. 5 O)，其中Fgi 第一透镜组的焦距。另外，理想的是满足以下公式(3)1. 4 < FG2/fw < 2. 3 ⑶，其中Fg2 第二透镜组的焦距。另外，理想的是满足以下公式⑷2. 9 < FG4/fw < 4. (K4)，其中Fe4:第四透镜组的焦距。另外，理想的是满足以下公式(5)1. 4 彡 bf/fw < 2. 2(5)，其中bf:后焦距。另外，理想的是满足以下公式(6)-1. 0 < β 2w < -0· 4 (6)，其中β 2w 第二透镜组在广角端的放大率。另外，理想的是满足以下公式(7)1. 35 < β 3w < 1. 80(7)，其中β 3w 第三透镜组在广角端的放大率。另外，本专利技术的投影型显示装置是这样一种投影型显示装置，包括光源；光阀；照明光学单元，所述照明光学单元将从光源输出的光线导引至光阀；以及根据本专利技术任一方面的投影用变焦透镜，其中从光源输出的光线由光阀进行光调制，并且通过投影用变焦透镜投影到屏幕上。术语“放大侧”意味着投影侧(屏幕一侧)。即使在缩影投影时，为了方便起见仍然将屏幕一侧称作“放大侧”。另外，术语“缩小侧”意味着原始图像显示区域侧(光阀一侧)。即使在缩影投影时，为了方便起见仍然将光阀一侧称作“缩小侧”。本专利技术的投影用变焦透镜由从放大侧依次排列的负透镜组、正透镜组、正透镜组和正透镜组的四个透镜组组成。另外，本专利技术的投影用变焦透镜使用双组可移动变焦方法， 并且只有作为中间透镜组的第二透镜组和第三透镜组在变焦期间移动。因此，可以向放大侧分配负折射能力、向缩小侧分配正折射能力，可以增加缩小侧的远心度，同时维持必要的后焦距。另外，本专利技术的投影用变焦透镜无需在第三透镜组中使用任本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种投影用变焦透镜，包括：从投影用变焦透镜的放大侧依次排列的下述透镜组：第一透镜组，具有负折射能力；第二透镜组，具有正折射能力；第三透镜组，具有正折射能力；以及第四透镜组，具有正折射能力，其中所述第一透镜组和所述第四透镜组在变焦期间固定，但是所述第二透镜组和所述第三透镜组基于从广角端到远距端操作所述变焦透镜的操作来在所述变焦透镜的光轴上朝着放大侧移动，使得所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的距离变化；以及满足以下公式（１）：１７＜ＦＧ３／ｆｗ（１），其中ＦＧ３：所述第三透镜组的焦距；以及ｆｗ：整个系统在广角端的焦距。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐渡谦造，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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