变焦透镜和包括变焦透镜的图像投影设备制造技术

本发明专利技术涉及变焦透镜和包括变焦透镜的图像投影设备。该变焦透镜从放大共轭侧到缩小共轭侧依次包括：具有负折光力的第一透镜单元；具有正折光力的第二透镜单元；具有正折光力的第三透镜单元；具有负折光力的第四透镜单元；具有负折光力的第五透镜单元；和具有正折光力的第六透镜单元。第一和第六透镜单元对于变焦不移动，而第二到第五透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间向放大共轭侧移动。第二和第三透镜单元中的每一个由单个正透镜组成。从广角端到望远端的变焦期间的第二、第三和第四透镜单元的移动量满足适当的关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变焦透镜，该变焦透镜适于例如作为用于将图像放大并且投影到屏幕上的图像投影设备(投影仪)的投影透镜。
技术介绍
能够将来自个人计算机或视频设备的图像投影到大屏幕上的图像投影设备(投影仪)被广泛用于讲座和电影欣赏等。在投影设备中，所谓的安装型投影仪被广泛使用，所述安装型投影仪被固定地安装在会议室或电影院等中。为了使固定的安装型投影仪适应各种安装条件，希望投影仪是可互换投影透镜型投影仪，在所述可互换投影透镜型投影仪中，可对于同一主体互换多个投影透镜。在可互换投影透镜投影仪中，通过标准投影透镜来确定灯泡在光轴方向上的位置。因此，其它可互换透镜的轴向色差需要被调整为与标准投影透镜一致。出于上述的原因，被用于可互换投影透镜投影仪等的投影透镜被要求具有小的轴向色差。此外，近年来，为了以数量较少的透镜覆盖大的投影距离范围的目的，已要求投影透镜是具有高变焦比的变焦透镜。一般地，当确保高变焦比时，在变焦时轴向色差的变动增大。为了减小变焦时的轴向色差的变动，已知一种由各被配置为自身消色差的透镜单元组成的变焦透镜(us 2002/0060858)。为了在确保高变焦比的同时减小透镜系统的总长，已知一种用于投影仪的变焦透镜，该变焦透镜由总共六个透镜单元构成，所述六个透镜单元包括各由具有大的折光力的用于变倍的单正透镜构成的透镜单元(US 2007/(^85802和日本专利申请特开 No. 2008-052174)。用于投影仪的变焦透镜被要求具有高的变焦比并且几乎没有轴向色差，使得能够获得具有高图像质量的投影图像。此外，用于投影仪的变焦透镜被要求具有长的后焦距以在其中布置颜色分离/组合棱镜。为了满足这些要求，适当地设置构成变焦透镜的多个透镜单元的折光力、用于变焦的透镜单元的移动量以及构成透镜单元的透镜的材料是重要的。如果这些因素不合适， 那么确保预定长度的后焦距以及降低对于以高变焦比变焦的轴向色差的变动以便获得高光学性能变得困难。
技术实现思路
根据本专利技术的变焦透镜从放大共轭侧到缩小共轭侧依次包括具有负折光力的第一透镜单元；具有正折光力的第二透镜单元；具有正折光力的第三透镜单元；具有负折光力的第四透镜单元；具有负折光力的第五透镜单元；以及具有正折光力的第六透镜单元， 其中所述第一透镜单元和第六透镜单元对于变焦不移动，而第二透镜单元、第三透镜单元、第四透镜单元和第五透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间向放大共轭侧移动；所述第二透镜单元和第三透镜单元中的每一个由单个正透镜组成；以及，满足以下的条件表达式0. 8 < D3/D4 <1.2；1. 2 < D3/D2 < 2. 0 ；以及0. 2 < D4/L < 0. 4、其中，D2、D3和D4分别表示第二透镜单元、第三透镜单元和第四透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量，并且，L表示透镜长度。参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1是本专利技术的实施例1的透镜截面视图。图2是本专利技术的实施例1的轴向色差的说明图。图3A是本专利技术的实施例1的广角端处的像差图。图;3B是本专利技术的实施例1的望远端处的像差图。图4是本专利技术的实施例2的透镜截面视图。图5是本专利技术的实施例2的轴向色差的说明图。图6A是本专利技术的实施例2的广角端处的像差图。图6B是本专利技术的实施例2的望远端处的像差图。图7是本专利技术的实施例3的透镜截面视图。图8是本专利技术的实施例3的轴向色差的说明图。图9A是本专利技术的实施例3的广角端处的像差图。图9B是本专利技术的实施例3的望远端处的像差图。图10是本专利技术的实施例4的透镜截面视图。图11是本专利技术的实施例4的轴向色差的说明图。图12A是本专利技术的实施例4的广角端处的像差图。图12B是本专利技术的实施例4的望远端处的像差图。图13是本专利技术的实施例5的透镜截面视图。图14是本专利技术的实施例5的轴向色差的说明图。图15A是本专利技术的实施例5的广角端处的像差图。图15B是本专利技术的实施例5的望远端处的像差图。图16是本专利技术的图像投影设备的说明图。具体实施例方式以下参照附图详细描述本专利技术的示例性实施例。本专利技术的变焦透镜包括从放大共轭侧到缩小共轭侧依次布置的以下透镜单元。具体地，设置有具有负折光力的第一透镜单元、具有正折光力的第二透镜单元、具有正折光力的第三透镜单元、具有负折光力的第四透镜单元、具有负折光力的第五透镜单元以及具有正折光力的第六透镜单元。于是，所述第一透镜单元和第六透镜单元对于变焦不移动，而第二透镜单元到第五透镜单元在从广角端到望远端的变焦时向放大共轭侧移动。所述第二透镜单元和第三透镜单元中的每一个由单个正透镜形成。因而，获得预定长度的后焦距，使得能够获得在以高变焦比变焦时几乎没有轴向色差波动的变焦透镜， 并且，该变焦透镜能够在整个变焦范围上获得高光学性能。图1是本专利技术的实施例1的变焦透镜在广角端(WIDE)处的透镜截面视图。图2是本专利技术的实施例1的变焦透镜在广角端、中间变焦位置(MIDDLE)和望远端 (TELE)处的轴向色差关于波长的说明图。在图2中，水平轴指示波长，并且，垂直轴把轴向色差作为散焦来指示(在以下的描述中也是如此)。图3A和;3B是当投影距离(该距离是到第一透镜表面的距离)为3. 29m(该距离是当数值实施例由mm表示时的距离；在以下的描述中也是如此)时实施例1的变焦透镜在广角端和望远端处的纵向像差图。图4是本专利技术的实施例2的变焦透镜在广角端的透镜截面视图。图5是本专利技术的实施例2的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和望远端处的轴向色差关于波长的说明图。图6A和6B是当投影距离为3. 29m时实施例2的变焦透镜在广角端和望远端处的纵向像差图。图7是本专利技术的实施例3的变焦透镜在广角端的透镜截面视图。图8是本专利技术的实施例3的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和望远端处的轴向色差关于波长的说明图。图9A和9B是当投影距离为3. 29m时实施例3的变焦透镜在广角端和望远端处的纵向像差图。图10是本专利技术的实施例4的变焦透镜在广角端的透镜截面视图。图11是本专利技术的实施例4的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和望远端处的轴向色差关于波长的说明图。图12A和12B是当投影距离为3. 29m时实施例4的变焦透镜在广角端和望远端处的纵向像差图。图13是本专利技术的实施例5的变焦透镜在广角端的透镜截面视图。图14是本专利技术的实施例5的变焦透镜在广角端、中间变焦位置和望远端处的轴向色差关于波长的说明图。图15A和15B是当投影距离为3. 29m时实施例5的变焦透镜在广角端和望远端处的纵向像差图。图16是包括本专利技术的变焦透镜的图像投影设备的主要部分的示意图。每个实施例的变焦透镜是用于图像投影设备(投影仪)的投影透镜(投影光学系统)。在透镜截面视图中，左侧是放大共轭侧(屏幕)(前方)，并且右侧是缩小共轭侧(图像显示元件侧)(后方)。所述投影透镜包括变焦透镜LA、孔径光阑ST0、液晶板(图像显示元件)等的(要被投影的)原图像IE、屏幕S和与颜色分离/组合棱镜、滤光器、面板(平行平板玻璃)、晶体低通滤波器或红外截止滤波器等对应的光学块GB。箭头指示在从广角端到望远端的变焦时透镜单元的移动方向(移动轨迹)。广角端和望远端指示当用于变倍的透镜单元位于光轴上本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种变焦透镜，该变焦透镜从放大共轭侧到缩小共轭侧依次包括：具有负折光力的第一透镜单元；具有正折光力的第二透镜单元；具有正折光力的第三透镜单元；具有负折光力的第四透镜单元；具有负折光力的第五透镜单元；和具有正折光力的第六透镜单元，其中：所述第一透镜单元和第六透镜单元对于变焦不移动，而第二透镜单元、第三透镜单元、第四透镜单元和第五透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间向放大共轭侧移动；所述第二透镜单元和第三透镜单元中的每一个由单个正透镜构成；以及满足以下的条件表达式：０．８＜Ｄ３／Ｄ４＜１．２；１．２＜Ｄ３／Ｄ２＜２．０；以及０．２＜Ｄ４／Ｌ＜０．４、其中，Ｄ２、Ｄ３和Ｄ４分别表示第二透镜单元、第三透镜单元和第四透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量，并且，Ｌ表示透镜长度。

【技术特征摘要】
2010.06.09 JP 2010-131955;2011.05.10 JP 2011-105631. 一种变焦透镜，该变焦透镜从放大共轭侧到缩小共轭侧依次包括 具有负折光力的第一透镜单元； 具有正折光力的第二透镜单元； 具有正折光力的第三透镜单元； 具有负折光力的第四透镜单元； 具有负折光力的第五透镜单元；和具有正折光力的第六透镜单元，其中所述第一透镜单元和第六透镜单元对于变焦不移动，而第二透镜单元、第三透镜单元、 第四透镜单元和第五透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间向放大共轭侧移动； 所述第二透镜单元和第三透镜单元中的每一个由单个正透镜构成；以及满足以下的条件表达式·0.8 < D3/D4 <1.2;·1.2 < D3/D2 < 2. 0 ；以及 0. 2 < D4/L < 0. 4、其中，D2、D3和D4分别表示第二透镜单元、第三透镜单元和第四透镜单元在从广角端到望远端的变焦期间的移动量，并且，L表示透镜长度。2.根据权利要求1的变焦透镜，其中，满足以下条件表达式 1.0 < (|fl|+H12ff)/f2 < 1.5 ；以及·0. 8 < (|fl |+H12T)/f2 < 1. 2，其中，Π和f2分别表示第一透镜单元和第二透镜单元的焦距，并且，Hm和H12t分别表示在广角端处和在望远端处的第一透镜单元和第二透镜单元之...

【专利技术属性】
技术研发人员：市村纯也，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP