用于投射的变焦镜头和投射式显示设备制造技术

本发明专利技术公开了一种用于投射的变焦镜头，所述变焦镜头包括从变焦镜头的放大侧依次布置的第一负透镜组、第二正透镜组、第三正透镜组、第四透镜组和第五正透镜组。当变焦镜头的放大率改变时，第一透镜组和第五透镜组是固定的，而第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组沿着变焦镜头的光轴移动。第一透镜组和第二透镜组中的每一组都由两个透镜构成。第三透镜组和第五透镜组中的每一个都由正透镜构成，第四透镜组由五个透镜构成。此外，变焦镜头的缩小侧是远心的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由五个透镜组构成的用于投射的变焦镜头以及上面安装用于投 射的变焦镜头的投射式显示设备。具体地，本专利技术涉及适于将从电灯泡输出的光束放大投 射到屏幕上的一种用于投射的变焦镜头和一种投射式显示设备。将投射的光束从透射式或 反射式液晶显示装置、DMD (数字微镜装置)显示装置或类似装置的电灯泡输出，并且传送 图像或视频信息。
技术介绍
近年来，诸如液晶显示装置和DMD显示装置的使用电灯泡的投射式显示装置变得 广泛使用。尤其是广泛采用使用与RGB原色的照明光相对应的三个电灯泡以调节各颜色的 照明光的投射式显示装置。在使用三个电灯泡的投射式显示装置中，由各电灯泡调节的光 通过棱镜或类似装置相组合，并且通过投影透镜在屏幕上显示图像。安装在上述的投射式显示装置上的投影透镜需要长的后焦距，以布置用于组合颜 色的棱镜或类似装置，并且用于防止热问题或类似问题，其中所述投射式显示装置通过使 用颜色组合光学系统来组合从三个电灯泡输出的调节光。此外，颜色组合光学系统的光谱 特性根据进入颜色组合光学系统的光的入射角度而改变。因此，投影透镜需要具有从缩小 侧看到的入射光瞳位于足够远处的特性，换言之，投影透镜需要是远心的。另外，需要投影 透镜具有低F数，并且对电灯泡的分辨率适当地校正像差。此外，可以改变透射到屏幕上的图像的尺寸的变焦镜头通常用作投影透镜。最近， 需要在高比率下改变图像的尺寸的变焦镜头，换言之，需要具有高变焦比的变焦镜头。另 外，由于投影器的价格已经变得较低，因此投影透镜的成本也需要降低。传统地，例如，在日本未审查的专利公开文献第2007-271669号(专利文献1)、日 本专利申请第2008-293932号(专利文献幻的说明书以及日本专利申请第2008-312145 号(专利文献3)的说明书中公开了由五个透镜组构成的变焦镜头，其中三个透镜组在放大 率变化时移动，并且所述变焦镜头的小共轭长度侧基本上是远心的。专利文献1中公开的变焦镜头具有低F数。尽管专利文献1中的透镜的总数小， 但能够以相对很好的方式校正各种像差。然而，专利文献1中公开的变焦镜头的变焦比仅 为1. 2倍。如果不需要改变专利文献1中公开的变焦镜头的结构就能够增加变焦比，则像 差的变化会增加，并且变得无法保持透镜的良好性能。同时，专利文献2和3中公开的变焦镜头具有低F数。此外，高的变焦比近似为1.6 倍，并且以相对很好的方式校正各种像差而不用考虑高变焦比。然而，透镜的总数为13，该 数量很多。另外，由于异常散射玻璃用作变焦镜头的玻璃材料，因此无法满足对降低变焦镜 头的生产成本的需求。
技术实现思路
考虑到前述情况，本专利技术的一个目的是提供一种用于投射的变焦镜头，所述变焦5镜头由可以以低成本生产的五个透镜组构成。此外，本专利技术的一个目的是提供在广角端具 有小于或等于1. 7的低F数且同时实现1. 6倍或更高的变焦比的变焦镜头。另外，本专利技术 的一个目的是提供对于整个可变放大范围可以以较好的方式校正各种像差的变焦镜头。此 外，本专利技术的另一个目的是提供包括所述用于投射的变焦镜头的投射式显示设备。根据本专利技术的第一方面的用于投射的变焦镜头为下述的一种用于投射的变焦镜 头，所述变焦镜头包括具有负折光力的第一透镜组；具有正折光力的第二透镜组；具有正折光力的第三透镜组；第四透镜组；以及具有正折光力的第五透镜组，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组 和第五透镜组从变焦镜头的放大侧依次布置，其中，当变焦镜头的放大率改变时，第一透镜组和第五透镜组是固定的，而第二透 镜组、第三透镜组和第四透镜组沿着变焦镜头的光轴移动，其中，第一透镜组和第二透镜组中的每一组都由两个透镜构成，其中，第三透镜组和第五透镜组中的每一组都由一个正透镜构成，其中，第四透镜组由五个透镜构成，并且其中，变焦镜头的缩小侧是远心的。在根据本专利技术的第一方面的用于投射的变焦镜头中，理想的是第二透镜组由两个 正透镜构成，并且满足以下公式(1)和O)0. 5 < (R3a+R3b) / (R3a_R3b) (1)；禾口(R4a+R4b)/(R4a_R4b) <-1 O)，其中R3a:从变焦镜头的放大侧开始的第三个透镜的放大侧表面的曲率半径，第三个透 镜为第二透镜组中的放大侧透镜，R3b 从变焦镜头的放大侧开始的第三个透镜的缩小侧表面的曲率半径，第三个透 镜为第二透镜组中的放大侧透镜，R4a:从变焦镜头的放大侧开始的第四个透镜的放大侧表面的曲率半径，第四个透 镜为第二透镜组中的缩小侧透镜，R4b:从变焦镜头的放大侧开始的第四个透镜的缩小侧表面的曲率半径，第四个透 镜为第二透镜组中的缩小侧透镜。根据本专利技术的第二方面的一种用于投射的变焦镜头为下述的一种用于投射的变 焦镜头，所述变焦镜头包括具有负折光力的第一透镜组；具有正折光力的第二透镜组；具有正折光力的第三透镜组；第四透镜组；以及具有正折光力的第五透镜组，第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组 和第五透镜组从变焦镜头的放大侧依次布置，其中，当变焦镜头的放大率改变时，第一透镜组和第五透镜组是固定的，而第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组沿着变焦镜头的光轴移动，其中，变焦镜头的缩小侧是远心的，其中，形成每一个透镜组中的所有透镜的玻璃材料的阿贝数Vd小于或等于80，并 且第四透镜组中的最靠近缩小侧的透镜为正透镜，并且其中，满足以下公式(3)和⑷vd (a) < 30(3)；0. 01 < θ gF(a)-(0. 6415-0. 001618 X vd (a)) (4)，其中vd (a):第四透镜组中的最靠近缩小侧的透镜的阿贝数，θ gF(a)当局部色散比θ gF由(Ng-NF)/(NF-NC)表示时第四透镜组中的最靠近 缩小侧的透镜的局部色散比，Ng :g线的透镜玻璃材料的折射率，NF =F线的透镜玻璃材料的折射率，和NC =C线的透镜玻璃材料的折射率。此外，理想的是满足以下公式(5)1. 5 < fa/fw < 3. 0(5)，其中fa 第四透镜组中的最靠近缩小侧透镜的焦距，和fw 变焦镜头的整个系统在广角端的焦距。在根据本专利技术的第一方面的用于投射的变焦镜头和根据本专利技术的第二方面的用 于投射的变焦镜头中，理想的是满足以下公式(6)FFff (4, 5)/LI < 0. 2 (6)，其中FFff (4, 5)在广角端第四透镜组和第五透镜组的前侧组合焦点位置与第四透镜组 的最靠近放大侧的透镜表面之间的距离的绝对值，以及L 从变焦镜头的整个系统中的最靠近放大侧的透镜表面的顶端到变焦镜头的整 个系统中的最靠近缩小侧的透镜表面的顶端的距离的绝对值。此外，在根据本专利技术的第一方面的用于投射的变焦镜头和根据本专利技术的第二方面 的用于投射的变焦镜头中，理想的是满足以下公式(7)(FFT (4, 5)-FFff (4, 5))/LI <0.2 (7)，其中FFff (4, 5)在广角端第四透镜组和第五透镜组的前侧组合焦点位置与第四透镜组 的最靠近放大侧的透镜表面之间的距离的绝对值，FFT (4, 5)在长焦端第四透镜组和第五透镜组的前侧组合焦点位置与第四透镜组 的最靠近放大侧的透镜表面之间的距离的绝对值，以及L 从变焦镜头本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于投射的变焦镜头，包括：具有负折光力的第一透镜组；具有正折光力的第二透镜组；具有正折光力的第三透镜组；第四透镜组；以及具有正折光力的第五透镜组，所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组、所述第四透镜组和所述第五透镜组从所述变焦镜头的放大侧依次布置，其中，当所述变焦镜头的放大率改变时，所述第一透镜组和所述第五透镜组是固定的，而所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组沿着所述变焦镜头的光轴移动，其中，所述第一透镜组和所述第二透镜组中的每一组都由两个透镜构成，其中，所述第三透镜组和所述第五透镜组中的每一组都由一个正透镜构成，其中，所述第四透镜组由五个透镜构成，并且其中，所述变焦镜头的缩小侧是远心的。

【技术特征摘要】
2009.12.28 JP 2009-299001;2010.06.10 JP 2010-132781.一种用于投射的变焦镜头，包括 具有负折光力的第一透镜组； 具有正折光力的第二透镜组； 具有正折光力的第三透镜组； 第四透镜组；以及具有正折光力的第五透镜组，所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组、所 述第四透镜组和所述第五透镜组从所述变焦镜头的放大侧依次布置，其中，当所述变焦镜头的放大率改变时，所述第一透镜组和所述第五透镜组是固定的， 而所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组沿着所述变焦镜头的光轴移动， 其中，所述第一透镜组和所述第二透镜组中的每一组都由两个透镜构成， 其中，所述第三透镜组和所述第五透镜组中的每一组都由一个正透镜构成， 其中，所述第四透镜组由五个透镜构成，并且 其中，所述变焦镜头的缩小侧是远心的。2.根据权利要求1所述的用于投射的变焦镜头，其中，所述第二透镜组由两个正透镜 构成，并且满足以下公式⑴和⑵0. 5 < (R3a+R3b)/(R3a-R3b) (1)；和 (R4a+R4b) / (R4a_R4b) < -1 O)，其中R3a 从所述变焦镜头的放大侧开始的第三个透镜的放大侧表面的曲率半径，所述第三 个透镜为所述第二透镜组中的放大侧透镜，Mb 从所述变焦镜头的放大侧开始的第三个透镜的缩小侧表面的曲率半径，所述第三 个透镜为所述第二透镜组中的放大侧透镜，R4a:从所述变焦镜头的放大侧开始的第四个透镜的放大侧表面的曲率半径，所述第四 个透镜为所述第二透镜组中的缩小侧透镜，R4b 从所述变焦镜头的放大侧开始的第四个透镜的缩小侧表面的曲率半径，所述第四 个透镜为所述第二透镜组中的缩小侧透镜。3.一种用于投射的变焦镜头，包括 具有负折光力的第一透镜组； 具有正折光力的第二透镜组； 具有正折光力的第三透镜组； 第四透镜组；以及具有正折光力的第五透镜组，所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组、所 述第四透镜组和所述第五透镜组从所述变焦镜头的放大侧依次布置，其中，当所述变焦镜头的放大率改变时，所述第一透镜组和所述第五透镜组是固定的， 而所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组沿着所述变焦镜头的光轴移动， 其中，所述变焦镜头的缩小侧是远心的，其中，形成所述透镜组中每一组中的所有透镜的玻璃材料的阿贝数vd小于或等于80， 并且所述第四透镜组中的最靠近缩小侧的透镜为正透镜，并且 其中，满足以下公式⑶和⑷ vd (a) < 30(3)；0.01 < θ gF(a) -(0. 6415-0. 001618X vd(a)) (4)，其中vd(a)所述第四透镜组中的最靠近缩小侧的透镜的阿贝数，0gF(a):当局部色散比egF由(Ng-NF)/(NF-NC)表示时所述第四透镜组中的最靠近 缩小侧的透镜的局部色散比，Ng :g线的透镜玻璃材料的折射率， NF =F线的透镜玻璃材料的折射率，和 NC =C线的透镜玻璃材料的折射率。4.根据权利要求3所述的用于投射的变焦镜头，其中，满足以下公式(5)1.5 < fa/fw < 3. 0 (5)，其中fa 所述第四透镜组中的最靠近缩小侧的透镜的焦距，和 fw 所述变焦镜头的整个系统在广角端的焦距。5.根据权利要求1或3所述的用于投射的变...

【专利技术属性】
技术研发人员：永利由纪子，山田宏，永原晓子，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP