专利名称：投影用透镜装置以及使用该装置的背投型图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于背投型图像显示装置和被用于该显示装置的投影用透镜装置。
背景技术：
作为被用于背投型图像显示装置的投影用透镜装置，可以知道在特开平1-250916号公报(专利文献1)、特开平7-159688号公报(专利文献2)以及特平开9-159914号公报(专利文献3)中记载的装置。在专利文献1中公示了使用高分散、低折射率的球面玻璃透镜作为具有最强的正的折射能力的倍率透镜，还具备3片非球面透镜的4组4片构成的透镜。在专利文献2中公示了使用低分散、高折射率的球面玻璃透镜作为上述的倍率透镜，还具备4片非球面透镜的5组5片构成的透镜。另外，在专利文献3中公示了使用高分散、低折射率的球面玻璃透镜作为上述的倍率透镜，还具备5片非球面透镜的6组6片构成的透镜。
为了使背投型图像显示装置(set)更加紧凑，则要求投影用透镜装置的焦点距离短，在画面周围部分也明亮，聚焦性能良好，而且成本低。为了达到低成本，尽量减少其构成片数，而且使用价格低廉的光学玻璃透镜作为倍率透镜是最有效的方法。一般来说，光学玻璃的折射率愈高，价格就愈高。
在上述专利文献1中记载的倍率透镜采用折射率约为1.59、阿贝数为61.3的低折射率且高分散的光学玻璃(属玻璃材料，而这样的玻璃材料是以如SCHOTT公司的SK5(商品名)为代表的)。这个光学玻璃是被用于投影用透镜装置的光学玻璃的代表。另外，由于构成的片数少，而可以实现低成本。但是，由于在倍率透镜使用低折射率且高色散的光学玻璃，则得不到所希望的折射能力而使焦点距离变长，难以使装置紧凑。同时，由于像差也增加了，所以难于进行良好的修正。其结果是虽然降低了成本，但是在使装置紧凑以及进行像差修正方面则变得困难。
在上述专利文献2中记载的倍率透镜是采用折射率约为1.62、阿贝数为60.3的高折射率且低色散的光学玻璃(而这样的玻璃材料是以如SCHOTT公司的SK16(商品名)为代表的)。如果以在专利文献1中使用的光学玻璃的价格作为基准(1.0)的话，在专利文献2中使用的光学玻璃的价格则为2.1和2倍以上。但是使用高折射率且低色散的光学玻璃，可以缩短焦点距离(广角化)，实现装置的紧凑化。另外，与专利文献1相比多了1片用于像差修正的非球面透镜，改善了像差修正。这个结果是，虽然可以实现装置的紧凑化，但是难于降低成本。
在上述专利文献3中，由于使用廉价的低折射率且高色散的光学玻璃，可以降低成本。但是，由于使用廉价的低折射率且高色散的光学玻璃，而倍率透镜的曲率半径变小，产生的像差变大。所以，就多使用修正像差的非球面透镜。其结果是虽然像差修正非常好，但是构成的片数多，所以难于降低成本。
另外，对于投影用透镜装置还要求提高对比度。一般仅将投影透镜的成像性能(像差修正程度)作为投影用透镜装置的聚焦性能来表示。另外，作为背投型图像显示装置的画质，例如提高表示在画面上显示白字时的明亮度和黑显示(没有图像信号)的时候明亮度的比率的对比度是判断聚焦性能是否良好的重要因素。为了提高对比度，则必须不使投影用装置内的各个透镜组的反射光(不需要的光)回到被显示在图像发生源的原图像上。
这样，则要求被用于背投型图像显示装置的投影用透镜装置，即使降低成本且为了装置的紧凑而缩短该投影距离(即广角化)，也可良好地进行像差修正，得到高画面质量的投影图像。
发明内容
本发明就是鉴于上述课题，以提供可以使装置小型化的技术为目的的。
为了达到上述的目的，本发明的特征在于，在投影用透镜装置中具有最强的正的折射能力的倍率透镜，使用例如折射率约为1.63-1.70的高折射率的材料。特别在约为1.635-1.660内是优选的。更加优选的是约为1.6385(约为1.638-1.639)。进而通过使倍率透镜的形状最优化，即使缩短焦点距离，也可以得到良好的像差修正。在这种情况下，通过使倍率透镜的玻璃材料的阿贝数在50以上，可以降低色像差。
通过使构成片数为4组4片可以实现低成本。另外，也可在上述的情况下，使像差修正用的非球面透镜的非球面系数在12次以上。由于使用了更高次的非球面系数和增加了设计自由度，所以可以使非球面透镜的形状更加复杂，其结果是可以提高像差修正能力，进行更高精度的像差修正。
接下来，说明为了提高对比度的构成。在投影透镜装置上，使对比度性能下降的最大原因是在被配置在距图像发生源最近的位置上的、将凹面朝向屏幕侧面的凹凸透镜的空气侧界面(光的出射面)上发生的画像光的反射。该反射光返回到在图像发生源上映出的原图像上，特别是返回到影响对比度的低亮度部分上的反射光使对比度下降。在此本发明通过使上述凹凸透镜的空气侧界面距离原图像远，而减小这个反射光中回到图像发生源侧的光能，从而提高对比度性能。这就是投影用透镜的背焦距变长，一般说来，如果背焦距变长则难于进行像差的修正。对于加长背焦距引起的像差，通过使塑料非球面透镜的非球面量以及曲率变化点的最优化来降低。
另外，通过在前述凹凸透镜上设置将原图像的主波长以外吸收的波长选择性滤波器，可以提高前述对比度性能。由此，可以有效地降低反射光，进而去掉荧光体的发光频谱内的乱真部分，所以产生的色像差变小，聚焦性能提高。
根据本发明可以使装置紧凑。
图1是表示本发明的一实施方式的投影用透镜装置的截面图。
图2是用于说明本发明的一实施方式的投影用透镜装置的光线轨迹追踪结果的图。
图3是表示本发明的一实施方式的投影用透镜装置的截面图。
图4是表示本发明的一实施方式的投影用透镜装置的截面图。
图5是表示本发明的一实施方式的投影用透镜装置的截面图。
图6是为了说明透镜形状的定义而使用的图。
图7是为了说明透镜形状的定义而使用的图。
图8是为了说明对比度变坏的原因而使用的图。
图9是在表1中所示的投影用透镜装置的MTF特性图。
图10是显示使用了根据本发明的投影用透镜装置的背投型图像显示装置的主要部分的画面垂直方向截面图。
图11是表示根据表10所示的透镜数据的投影透镜装置的截面形状的图。
图12是表示根据表11所示的透镜数据的投影透镜装置的截面形状的图。
图13是说明表示透镜截面形状的函数Z(r)的图。
图14是说明表示透镜截面形状的函数Z(r)以及非球面量的图。
图15是表示光线从投影管到第四组透镜4的行进方式的图。
图16是表示基于本发明的投影用透镜装置的MTF的聚焦性能的评价结果的图。
图17是背投型图像显示装置的垂直方向截面图。
具体实施例方式
以下，参照图纸说明本发明的实施方式。而对于各图中的相同部分加注相同的符号。
图1是表示作为本发明的一个实施方式的投影用透镜装置的透镜主要部分的截面图，是表1所示的透镜数据的截面形状。对于在这个图1中所示的涉及本发明的投影用透镜装置的实施方式中的各个透镜组的作用，结合图1和图2进行说明。在图2中表示的第一组透镜1是塑料制的透镜，对来自轴上的物体点A的成像光束(上限光线RAY1、下限光线RAY2)修正球面像差、对来自画面周围部分的物体点B的成像光束(上限光线RAY4、下限光线RAY5)修正慧形像差以及非点像差。第二组透镜2通过使光出射面S3和光入射面S4的曲率半径之比最优化，降低在画面周围部分上产生的慧形像差。另外，为了降低由于温度变化引起的聚焦性能漂移而采用玻璃透镜。这个第二组透镜2由于具有整个系统中的最强的正的折射能力，所以也被称为倍率透镜。第三组透镜3是塑料制的透镜，修正在画面周边部分的物点B来的成像光束(上限光束RAY4、下限光束RAY5)产生的高次的慧形像差以及非点像差。第四组透镜4是塑料制的透镜，与投影管(显像管)的荧光面P1一起进行像面弯曲的修正。
接下来，根据图1说明本发明的实施方式的投影透镜构成。第四组透镜4是凹面向屏幕11侧的凹凸透镜，其光入射面与作为冷却投影管的冷媒的冷却液5相结合。即，冷却液5在第四组透镜4和投影管面板6之间形成的空间内被以密封状态填充。其结果是第四组透镜包含冷却液而具有负的折射能力。另外，第一组透镜1到第三组透镜3被组装到内镜筒7内。另外，内镜筒7被组装进外镜筒8内、固定。这个外镜筒8被通过固定板9固定在托架10上。所以，将作为物体面的投影管荧光面P1上的图像在屏幕11上放大投影。另外，在本发明的实施方式中，第四组透镜的焦点距离按照包括投影管面板6、冷却液5、荧光面P1而计算。
将与在图1中表示的涉及本发明的投影用透镜装置的实施方式相对应的透镜数据在表1到表15中表示。根据表1对于在表1到表15中所表示的透镜数据的读法进行说明。表1主要是对处理光轴附近的透镜区域的球面系统和其外周部的非球面系统将数据分开表示。另外，作为代表例分别将表1的透镜数据的截面形状表示在图1、2，将表2的透镜数据的截面形状表示在图3，表3的透镜数据的截面形状表示在图4，将表4的透镜数据的截面形状表示在图5，将表5的透镜数据的截面形状表示在图6，将表6的透镜数据的截面形状表示在图7，将表7的透镜数据的截面形状表示在图8，将表8的透镜数据的截面形状表示在图9，将表9的透镜数据的截面形状表示在图10，将表10的透镜数据的截面形状表示在图11，将表11的透镜数据的截面形状表示在图12。
首先，屏幕11是曲率半径为无限大(即为平面)，从屏幕11到第一组透镜1的面S1的光轴上的距离(面间隔)为823mm，其间的媒介的折射率被表示为1。另外，透镜面S1的曲率半径为69.79931mm(曲率中心在图像发生源侧)，从透镜面S1和透镜面S2的光轴上的距离(面间隔)为10mm，其间的媒介的折射率被表示为1.4924。以下同样地在最后，投影管面板6的荧光面P1的曲率半径为350mm，投影管面板6的光轴上的厚度为14.1mm，其折射率被表示为1.56232。非球面系数表示第一组透镜1的面S1、S2，第三组透镜3的面S5、S6，第四组透镜4的面S7。
在此，所谓非球面系数是指用下式表示透镜形状时的系数。
(公式1)Z(r)=r2/RD1+1-(1+K)r2/RD2+Ar4+Br6+Cr8+Dr10+Er12+Fr14+···+Zr2n]]>(其中，K、A、B、C、D、E、F、......Z为任意的常数，n为任意的自然数，RD为曲率半径。)上述式1的Z(r)如在说明透镜形状定义的图13以及图14中所看到的那样，表示将从屏幕到图像发生源的光轴方向作为Z轴，将透镜的半径方向作为r轴时的透镜面的高度。r表示半径方向的距离，RD是曲率半径。但是，得到了K、A、B、C、D、E、F等的各系数的话，根据上述式子透镜的高度(以下称垂度量)，即形状就确定了。另外，对于A、B、C、D、E、F、...的非球面系数，根据各个r的次数分别定义为4次、6次、8次、10次、12次、14次......的系数。
在本发明中，为了降低成本，在全系统中具有最强的正的折射能力的倍率透镜(第二透镜组2)，使用折射率为1.700以下的、具体地是折射率在1.630以上而1.700以下、阿贝数在50以上的高色散的玻璃材料。优选的折射率为约1.635～约1.660。更加优选的折射率约为1.6385(约1.638～约1.639)。一般说来，由于高折射率的玻璃材料则价格高，所以从前如果在倍率透镜上使用低折射率、高色散的玻璃材料的话，不能得到充分的折射能力，整个系统的焦点距离变长，难于实现装置的紧凑化。但是，近年来，光学玻璃可以在国际上采购，没有以前那样的价格差别，即使是折射率为1.7左右的高折射率的玻璃也能以低价格买到。
所以，在本发明中，通过在前述倍率透镜上使用高折射率的玻璃材料，缩短了焦点距离，达到了装置的紧凑化。如果阿贝数在50以下即使焦距缩短，由于发生色像差而使聚焦性能变坏，所以使用阿贝数50以上的玻璃材料。另外，来自在图2中所示的光轴上的物体点A的成像光(图中的RAY1、RAY2)和来自物体点B的成像光(图中的RAY3、RAY4、RAY5)，通过前述倍率透镜的区域不同，分别发生球面像差、慧形像差。由于这两个像差是，在交换的关系下，如果一个好的话，另一个就变坏，所以通过将倍率透镜的入出射面按照以下那样进行倍率分配，可以在良好平衡的方式进行两者像差的修正。
49＜(1/P2)＜57其中，P2＝((1/R3)-(1/R4))R4前述倍率透镜的光入射面的曲率半径。
R3前述倍率透镜的光出射面的曲率半径。
其结果是在涉及本发明实施的投影用透镜装置的实施方式中，将投影管荧光面P1上5英寸的光栅在屏幕上放大投影到53英寸的情况下，即使在投影距离为823mm那样短的距离也可以实现良好的聚焦性能。这个结果是如图17所示的那样，即使在折返镜子12为1片的背投型图像显示装置上，也可以使装置足够紧凑。此外，针对图17的详细说明如后所述。
另外，在表1到表15所示的本发明的实施方式，令投影用透镜装置整个系统的焦点距离为f0，第一透镜组1的焦点距离为f1，第二透镜组2的焦点距离为f2，第三透镜组3的焦点距离为f3，第四透镜组4的焦点距离为f4时，表22表示的关系成立。即，本发明的投影用透镜装置的各个透镜组的焦点距离和整个透镜系统的焦点距离的关系(即各透镜组的倍率分配(满足以下条件式)。
0.01＜(f0/f1)＜0.150.85＜(f0/f2)＜0.950.30＜(f0/f3)＜0.45-0.75＜(f0/f4)＜-0.50接下来，对于起到像差修正作用的非球面透镜的形状进行说明。图7是非球面As(r)的说明图，将各个值分别代入前述非球面式的项内，可以得到仅从球面系统的透镜面Ss(r)偏移仅(As(r)-Ss(r))的透镜面。另外，该比率(As(r)/Ss(r))的绝对值越小，非球面的程度越强。而且，前述非球面式为，在其2次微分值为零的任意的r位置处，面的倾斜方向变化的曲率变化点存在，而该曲率变化点愈多，则非球面形状愈复杂。
在本发明中，用14次以上的非球面系数表示的非球面构成起着像差修正作用的非球面透镜的形状。
在表17到表21中，表示非球面的程度(Asn/Ssn、n是面编号)以及曲率变化点数。表17表示第一组透镜1的光出射面S1，表18表示第一组透镜1的光入射面S2，表19表示第三组透镜3的光出射面S5，表20表示第三组透镜3的光入射面S6，表21表示第四组透镜4的光出射面S7。
如在表17到表21中表示的那样，在构成投影透镜装置的透镜组中，至少在一个以上的面，为在各个透镜面的有效半径内具有2个以上的曲率变化点的非球面，而且在表示非球面的程度(Asn/Ssn)中，具有下列关系。
0.15＜(AS1/SS1)＜0.350.470＜(AS2/SS2)＜0.75-79.65＜(AS5/SS5)＜63.750.10＜(AS6/SS6)＜1.350.90＜(AS7/SS7)＜1.35根据上述那样的构成，在起到投影透镜装置的像差修正的作用的非球面透镜上，可以得到足够的像差修正能力。
接下来，在图15中表示使对比度变坏的原因。图15是详细表示从图1所示构成的投影管到第四组透镜4的图。与图1相同的部分则加注相同的符号而省略说明。
在这样的构成中，来自在投影管(显像管)荧光面P1上映出的原图像的光轴上的物体点A的光束RAY1、RAY2和来自于画面最外周部分的物体点B的光束RAY4、RAY5，以及来自画面中部区域的物体点C的光束RAY6、RAY7在前述构成的第四组透镜4的光出射面S7上发射。这些反射光RAY1′、RAY2′、RAY4′、RAY5′、RAY6′、RAY7′回到投影管(显像管)荧光面P1上。这时，在与图像信号的等级相比高亮度部分和低亮度部分(包括不发光的情况)混合存在的情况下，反射光回到低亮度部分上，而产生所谓原图像的散布，使对比度下降。对比度用在投影管(显像管)荧光面P1上映出的原图像的高亮度部分和低亮度部分的比率表示。因此，前述的反射光RAY1′、RAY2′、RAY4′、RAY5′、RAY6′、RAY7′的能量愈高，则低亮度部分的亮度提高，对比度下降。
为了降低回到投影管(显像管)荧光面P1上的反射光的能量强度加大反射光的上限光线和下限光线的角度(对于物体点A是RAY1′和RAY2′的角度、对于物体点B是RAY4′和RAY5′的角度、对于物体点C是RAY6′和RAY7′的角度)即可。前述反射光的上限光线和下限光线的角度愈大，到达投影管(显像管)荧光面P1上的反射光的面积就愈大。而由于在前述第四组透镜4的光出射面S7上反射的光能是一定的，所以反射光的面积变大的话，投影管(显像管)荧光面P1上的反射光的能量强度(单位面积的反射光的强度)就降低。
在本发明的实施方式中，通过使前述第四组透镜4的光出射面S7与投影管(显像管)荧光面P1拉远(加长背焦距)，加大前述第四组透镜4的光出射面上的反射光的上限光线和下限光线的角度。由此，降低投影管荧光面P1上的反射光的能量强度，实现高对比度。
但是，背焦距变长的话则难于进行像差修正。从前是在倍率透镜上使用低折射率的玻璃材料，但是由于还要求使装置紧凑，所以必须缩短焦点距离。所以，在倍率透镜以外的塑料透镜也有了负担，塑料透镜不能仅用于像差修正的目的，故不能修正背焦距变长时的像差。但是，在本实施方式中，通过使用高折射率的玻璃材料以及使倍率透镜的形状最优化，来解决焦点距离的缩短。即，对于加长背焦距时发生的像差，通过使塑料透镜的形状最优化而实现良好的像差修正，提高对比度。
另外，在本实施方式中，在第四组透镜4上，设置吸收来自原图像的成像光束中的主波长以外的光束的波长选择性滤波器。用这个滤波器吸收各色荧光体的主波长以外的频谱，在有效降低反射光的能量强度的同时，还抑制色像差的发生。虽然，在多个透镜元件的之一设置波长选择性滤波器即可，但是考虑到对比度的情况，如上述那样在距离投影管的荧光面P1最近的第四组透镜4上设置是优选的。
接下来，使用以上说明的涉及本发明的投影式透镜装置，在投影管的荧光面上对角地表示5英寸的画像(光栅)将这个图像放大投影(53英寸)在屏幕上时的根据MTF(Modulation Transfer Function)调制传递函数)的聚焦性能的评价结果在图16中表示。
在此，在图16中，作为代表特性，将表1的透镜数据的特性作为特性1，表10的透镜数据作为特性2，表13的透镜数据作为特性3而记载。另外，即使在其他的透镜上，根据本构成，也可以得到与图9同样的良好MTF特性。另外，作为评价频率，针对在屏幕上取300TV根作为白黑条纹信号的情况加以表示。
图17是使用根据本发明的投影用透镜装置的背投型图像显示装置的主要部分的画面垂直截面图。在图17中，11是屏幕，12是折返镜子，13是投影用透镜装置，15是作为图像发生源的投影管(显像管)、14是为了将投影用透镜装置13固定在投影管15上的托架，17是背投型图像显示装置的筐体，16是投影用透镜装置的成像光束。
在图17中，来自投影管15的成像光束16通过折返镜子12返回，从背面投影，可以在屏幕11上映出图像。如上述那样，根据本发明可以得到以下结果。
(1)在折射能力最强的倍率透镜上使用折射率为约1.63～约1.70的玻璃材料，可以缩短焦点距离，使装置紧凑。
(2)通过在折射能力最强的倍率透镜上，使用阿贝数50以上的玻璃材料，可以降低色像差，减低聚焦性能的劣化。
(3)通过使折射能力最强的倍率透镜的形状最优化，可以取得球面像差和慧形像差的平衡，进行良好的像差修正。
(4)通过使塑料透镜的非球面的程度以及曲率变化点数最优化，可以进行良好的像差修正。
(5)通过使图像发生源和被配置在距图像发生源最近的位置上的透镜元件的光出射面距离图像发生源远，还在透镜元件上设置波长选择性滤波器，可以降低来自透镜元件的反射光的能量强度，实现高对比度。
这样，使用涉及本发明的投影用透镜装置，可以在画面的整个区域上，得到在高对比度状态下的高度聚焦的图像，可以实现紧凑的背投型图像显示装置。另外，在倍率透镜上使用高折射率的光学玻璃，可以用少的透镜片数同时满足高聚焦和紧凑性的两方面的要求。
如上所述，根据本发明，可以用低成本，既实现广角化，又进行良好的像差修正，进而可以提供能得到对比度足够大的清晰的放大图像的投影用透镜装置以及使用该装置的背投型图像显示装置。
f＝76.958mm、Fno＝1.0
表1
f＝75.844mm、Fno＝1.0
表2
f＝76.582mm、 Fno＝1.0
表3
f＝77.726mm、 Fno＝1.0
表4
f＝77.356mm、 Fno＝1.0
表5
f＝75.783mm、Fno＝1.0
表6
f＝75.773mm、 Fno＝1.0
表7
f＝76.000mm、Fno＝1.0
表8
f＝75.981mm、Fno＝1.0
表9
f＝76.835mm、Fno＝1.0
表10
f＝76.874mm、Fno＝1.0
表11
f＝77.320mm、Fno＝1.0
表12
f＝77.207mm、Fno＝1.0
表13
f＝77.200mm、Fno＝1.0
表14
f＝77.112mm、Fno＝1.0
表15
表16
f0整个透镜系统的焦点距离(mm)、f1第一透镜组的焦点距离(mm)f2第二透镜组的焦点距离(mm)、f3第三透镜组的焦点距离(mm)f4第四透镜组的焦点距离(mm)表16
表17
表18
表19
表20
表2权利要求
1.一种投影用透镜装置，具有将由图像发生源显示的原画像放大投影在屏幕上的多个透镜元件，其特征在于，包括按顺序从所述屏幕侧到所述图像发生源侧配置的包含具有正折射能力而其中心部分的形状向屏幕侧凸出的凹凸透镜的第一透镜组；包含在所述多个透镜元件中具有最强的正折射能力的倍率透镜的第二透镜组；第三透镜组；和具有向屏幕侧凹进的透镜面而有负折射能力的第四透镜组，包含在所述第二透镜组中的倍率透镜的折射率约为1.63～1.70。
2.一种投影用透镜装置，具有将由图像发生源显示的原画像放大投影在屏幕上的多个透镜元件，其特征在于，包括按顺序从所述屏幕侧到所述图像发生源侧配置的包含具有正折射能力而其中心部分的形状向屏幕侧凸出的凹凸透镜的第一透镜组；包含在所述多个透镜元件中具有最强的正折射能力的倍率透镜的第二透镜组；包含在光轴附近呈两凸并具有正折射能力且具有周边部分向图像发生源侧凹进的凹凸形状的第三透镜组；和具有向屏幕侧凹进的透镜面而有负折射能力的第四透镜组，所述倍率透镜具有以下条件49＜(1/P2)＜57其中，P2＝((1/R3)-(1/R4))R4所述倍率透镜的光入射面的曲率半径。R3所述倍率透镜的光出射面的曲率半径。
3.如权利要求2所述的投影用透镜装置，其特征在于，所述倍率透镜的玻璃材料的折射率nd约为1.70以下。
4.如权利要求2中所述的投影用透镜装置，其特征在于，所述倍率透镜的玻璃材料的折射率nd约为1.63～1.70。
5.如权利要求2中所述的投影用透镜装置，其特征在于，所述倍率透镜的玻璃材料的阿贝数vd为50以上。
6.如权利要求2中所述的投影用透镜装置，其特征在于，所述第一到第二透镜组满足以下条件0.01＜(f0/f1)＜0.150.85＜(f0/f2)＜0.950.30＜(f0/f3)＜0.45-0.75＜(f0/f4)＜-0.50其中，f0投影用透镜装置整个系统的焦点距离，f1第一透镜组的焦点距离，f2第二透镜组的焦点距离，f3第三透镜组的焦点距离，f4第四透镜组的焦点距离。
7.如权利要求2中所述的投影用透镜装置，其特征在于，相对于所述第一透镜组的光出射面的球面量SS1的非球面量AS1、相对于该第一透镜组的光入射面的球面量SS2的非球面量AS2、相对于所述第三透镜组的光出射面的球面量SS5的非球面量AS5、相对于该第三透镜组的光入射面的球面量SS6的非球面量AS6、相对于所述第四透镜组的光出射面的球面量SS7的非球面量AS7具有以下关系0.15＜(AS1/SS1)＜0.350.470＜(AS2/SS2)＜0.75-79.65＜(AS5/SS5)＜63.750.10＜(AS6/SS6)＜1.350.90＜(AS7/SS7)＜1.35。
8.如权利要求2所述的投影用透镜装置，其特征在于，在所述多个透镜元件中的至少一个面是非球面，而其非球面系数在14次以上。
9.如权利要求2所述的投影用透镜装置，其特征在于，在所述多个透镜元件中的至少一个面上有两个以上的曲率变化点。
10.如权利要求2所述的投影用透镜装置，其特征在于，在所述多个透镜元件中的至少一个透镜元件上设有波长选择性的滤波器。
11.一种背投型图像显示装置，其特征在于，构成为，将权利要求1到10之一所述的投影用透镜装置配置在所述图像发生源的前方，在该投影用透镜装置前方的成像面上配置包含菲涅尔片的透过型屏幕。
12.如权利要求1所述的投影用透镜装置，其特征在于，所述倍率透镜的折射率约为1.635～1.660。
13.如权利要求1所述的投影用透镜装置，其特征在于，所述倍率透镜的折射率约为1.638～1.639。
14.一种背投型图像显示装置，其特征在于，包括图像发生源；屏幕；和具有将由图像发生源显示的原画像放大投影在屏幕上的多个透镜元件的投影用透镜装置，所述投影用透镜装置包括从所述屏幕侧向着所述图像发生源侧顺序配置的具有正折射能力而其中心部分的形状向屏幕侧凸出的凹凸透镜的第一透镜；包含在所述多个透镜元件中具有最强的正折射能力的倍率透镜的第二透镜组；第三透镜组；和具有向屏幕侧凹进的透镜面而有负折射能力的第四透镜组，包含在所述第二透镜组中的倍率透镜的折射率约为1.63～1.70。
15.如权利要求14所述的背投型图像显示装置，其特征在于所述图像发生源是CRT。
全文摘要
本发明提供以低成本实现短焦点(广角)、高聚焦、而且高对比度的投影用透镜装置，该装置被用于背投型图像显示装置的投影用透镜装置。本发明在倍率透镜(3)使用高折射率(1.63～1.70)、阿贝数为50以上的玻璃材料，使倍率透镜的入出射形状最优化，通过这样，即使缩短焦点距离也可以实现良好的像差修正，可以提高聚焦性能。另外，由于依靠前期的高折射率倍率透镜可以得到足够的倍率，所以即使为了提高对比度而加长背焦距，通过使塑料透镜的非球面量最优化，也可以实现良好的像差修正。
文档编号G02B13/02GK1591072SQ20041004552
公开日2005年3月9日 申请日期2004年5月28日 优先权日2003年8月25日
发明者池田英博, 加藤修二, 平田浩二, 小仓直之 申请人:株式会社日立制作所