投射用变焦透镜制造技术

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合于组装于放大投影图像显示元件的图像的投影机的投射用变焦透镜。
技术介绍
在用于放大投影图像显示元件的图像的投影机用的光学系统中，需要(I)配置用于合成来自红、绿、蓝的3个液晶面板的各光束的棱镜的长后焦点，(2)用于防止色不均匀的发生的良好的远心(telecentric)特性，(3)用于效率很好地取入来自照明系统的光的小孔径焦距比(F number)，即明亮的光学系统。还有，近年来，为了即使在狭窄的场所也可简单地设置，大多同时需要(4)除了变焦功能之外还具有相对宽广的视角。作为得到具有这样的宽广的视角并且具有长后焦点的投射用变焦透镜的手段，大多为反远焦点(RETRO FOCUS)类型的透镜结构，一般地，在最放大侧，配置具有强的负的放大率的透镜群。还有，在投射用变焦透镜中，为了在宽广的投射范围确保高的分辨率和平坦的像面，大多在变倍时通过固定最放大侧的透镜群和最缩小侧的透镜群，使配置在其间的透镜群移动来进行变焦工作，在对焦时通过使最放大侧的透镜群移动来进行聚焦工作。如前述那样，具有强的负的放大率且在最放大侧配置的焦点群通过多个具有强的放大率的透镜构成，为了应对宽广的视角大多成为相对大型的透镜，即使与其他的透镜群相比也是相当大型的，重量也变大。作为在对焦时使焦点群前后移动的手段，一般采用通过以穿过于主镜筒的固定框的螺旋面螺钉结构将焦点群框和主镜筒连结，并使焦点群框通过旋转而前后移动这样的方法。为了透镜全体的小型化，需要在焦点群的缩小侧配置螺旋面螺钉部，但是，在焦点群的全长很长，重量很大的情况下，若螺旋面螺钉的结合部不是很长，则产生由于焦点群的自重导致的倾斜，成为性能劣化的原因。为此，优选地，焦点群的全长尽可能短，还有，透镜的构成个数尽可能少，谋求焦点群全体的轻量化。如前述那样，还优选地，关于焦点群，使其小型、轻量化，存在将作为焦点群的第I透镜群简略化并由I个构成的现有例(参照专利文献1、2)。然而，专利文献1(特开2001-311872号公报)的透镜中，仅为孔径焦距比(F number) 2左右的亮度，至多覆盖半视角24°左右。还有，专利文献2 (特开2002-72094号公报)的透镜中，达到孔径焦距比1. 7左右，能满足亮度这一点，但还是至多覆盖半视角24°左右。这样，在第I透镜群为I块结构的情况下，存在无法应对宽广的视角这样的缺点。另一方面，还存在具有半视角30°左右的视角，相对构成个数也很少且简单的投射用变焦透镜(参照专利文献3、4)。专利文献3 (特开2003-202498号公报)的透镜中，第I透镜群为2块结构，并且达到半视角30°以上，但是由于焦点群为2个玻璃透镜，所以由于玻璃材料的重量使焦点群倾斜，认为成为性能劣化的原因。为了防止焦点群的倾斜，需要将焦点群和主镜筒的连接部分保持为充分的强度，透镜全体的大小也变大。还有，专利文献4(特开2010-190939号公报)中，虽然第I透镜群为与前述的专利文献3相同的2块结构，但是通过将第I透镜群中的缩小侧的透镜设为树脂可达到焦点群的轻量化。然而，由于焦点群的全长必需为2个透镜量，所以还具有改善的余地。作为具有宽广的视角，而且使第I透镜群小型、轻量化的手段，可考虑将负的放大率分散，并分为2个群。S卩，存在将第I透镜群及第2透镜群设为负透镜群，分散放大侧的负透镜群的放大率的例子(专利文献5)。然而，专利文献5 (特开2006-039034号公报)中，通过设为负、负、正、正、正的5群结构，分散放大侧的负的放大率，但是因为第I透镜群成为4块结构，所以作为焦点群的第I透镜群的小型化、轻量化，则是无法满足的水平。如以上那样，为了得到半视角30°以上的宽广的视角，需要将第I透镜群设为2块以上的结构，为此，作为焦点群的第I透镜群的框和主镜筒的固定框的嵌合部由于支持透镜重量而需要具有充分的强度，即使在透镜的小型化、轻量化、进而降低成本这一点，也希望对公知的透镜进行改善。专利文献1:特开2001-311872号公报专利文献2 :特开2002-72094号公报专利文献3 :特开2003-202498号公报专利文献4 :特开2010-190939号公报专利文献5 :特开2006-039034号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述
技术介绍
的问题而作出，其目的在于提供一种投射用变焦透镜，具有宽广的视角，并使聚焦用的第I透镜群小型化或轻量化。为了达成上述目的，本专利技术涉及的投射用变焦透镜，从放大侧起依次，包括至少5个透镜群，即第I透镜群，在变倍时固定且具有负的放大率；第2透镜群，在变倍时移动且具有负的放大率；第3透镜群，在变倍时移动且具有正的放大率；在变倍时移动的至少I个透镜群；和最后透镜群，在变倍时固定且具有正的放大率；上述投射用变焦透镜，在将广角端状态的全系统的焦距设为Fw，将第I透镜群的焦距设为Fl时，满足下面的条件式-O. 5<Fw/Fl<-0.1... (I)。上述投射用变焦透镜满足的条件式⑴关于全系统的焦距和第I透镜群的焦距的比，规定与第I透镜群的放大率相关的条件。所谓反远焦点型的投射透镜中，为了得到长后焦点，在放大侧配置具有强的负的放大率的透镜群，但是通过如本申请那样将这个具有强的负的放大率的透镜群分成负的第I透镜群和负的第2透镜群，能将在最放大侧配置的第I透镜群简化，且，能小型化及轻量化作为聚焦群的第I透镜群的框结构。结果上，透镜全体的小型化及轻量化的实现变得容易。不利地，若超过条件式(I)的上限，第I透镜群的负的放大率变得过小，则聚焦的移动量变得过大。相反，若超过条件式(I)的下限，第I透镜的负的放大率变得过大，则特别是缩小侧的曲率半径变得过小，难以平衡性很好地修正像散像差、畸变像差。根据本专利技术的具体的方面，上述投射用变焦透镜中，第I透镜群通过将凹面朝向缩小侧的I个负透镜构成。这个情况下，从关于像面弯曲和/或畸变像差等像差修正的观点来看变得有利。根据本专利技术的其他的方面，具有正的放大率的第3透镜群通过将凸面朝向放大侧的I个正透镜或正负的接合透镜构成，在将第3透镜群的焦距设为F3时，满足下面的条件式O. 05<Fw/F3<0. 45... (2)。条件式(2)关于全系统的焦距、和具有正的放大率的第3透镜群的焦距的比，规定与第3透镜群的放大率相关的条件。第3透镜群具有使由第I及第2透镜群发散了的光束会聚，并引导至后续的透镜群的作用，但是，通过使 第3透镜群具有条件式(2)的范围内的放大率，能使通过的光束适当地会聚，可以将在后续的透镜群中的像差发生抑制得较少。若超过条件式(2)的下限，第3透镜群的正的放大率变得过小，则难以抑制各像差并且效率很好地向第3透镜群的后续的透镜群引导轴外光，使得第I及第2透镜群不得不变大，在小型化这一点不利。相反，若超过条件式(2)的上限，第3透镜群的正的放大率变得过大，则第3透镜群中发生的球面像差、彗形像差等变得过大，难以由I个正透镜或正负的接合透镜构成第3透镜群。根据本专利技术的其他的方面，具有正的放大率的最后透镜群通过至少I个正透镜构成，在将最后透镜群的焦距设为FL时，满足下面的条件式(3)O. 2<Fw/FL<0. 4... (3)。条件式(3)关于全系统的焦距、和在最缩小侧配置的最后群的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投射用变焦透镜，其特征在于，从放大侧起依次包括至少5个透镜群，即：第1透镜群，在变倍时固定且具有负的放大率；第2透镜群，在变倍时移动且具有负的放大率；第3透镜群，在变倍时移动且具有正的放大率；在变倍时移动的至少1个透镜群；和最后透镜群，在变倍时固定且具有正的放大率；上述投射用变焦透镜，在将广角端状态的全系统的焦距设为Fw，将上述第1透镜群的焦距设为F1时，满足下面的条件式(1)：?0.5

【技术特征摘要】
2011.10.17 JP 227664/20111.一种投射用变焦透镜，其特征在于，从放大侧起依次包括至少5个透镜群，即第I透镜群，在变倍时固定且具有负的放大率；第2透镜群，在变倍时移动且具有负的放大率；第3透镜群，在变倍时移动且具有正的放大率；在变倍时移动的至少I个透镜群；和最后透镜群，在变倍时固定且具有正的放大率； 上述投射用变焦透镜， 在将广角端状态的全系统的焦距设为Fw，将上述第I透镜群的焦距设为Fl时，满足下面的条件式⑴ -O. 5<Fw/Fl<-0.1... (I)。2.如权利要求1所述的投射用变焦透镜，其特征在于，上述第I透镜群包括将强的凹面朝向缩小侧的I个负透镜。3.如权利要求1或2所述的投射用变焦透镜，其特征在于，具有正的放大率的上述第3透镜群包括将凸面朝向放大侧的I个正透镜或正负的接合透镜，在将上述第3透镜群的焦距设为F3时，满足下面的条件式(2): O. 05<Fw/F3<0. 45... (2)。4.如权利要求1至3中任一项所述的投射用变焦透镜，其特征在于，具有正的放大率的上述最后透镜群包括至少I个正透镜，在将上述最后透镜群的焦距设为FL时，满足下面的条件式⑶ O. 2<Fw/FL<0. 4... (3)。5.如权利要求1至4中任一项所述的投射用变焦透镜，其特征在于，通过移动进行变倍的移动透镜群中具有开口光阑，夹着开口光阑，配置在放大侧具有负的放大率的树脂透镜和在缩小侧具有正的放大率的树脂透镜的2个具有不同符号的放大率的树脂透镜。6.如权利要求5所述的投射用变焦透镜，其特征在于，在将上述具有负的放大率的树脂透镜的放大率设为Φ...

【专利技术属性】
技术研发人员：峯藤延孝，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：