投影用透镜和投影型显示装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种缩小侧为远心的，可同时实施小型、小F数、广角、良好的光学性能的投影用透镜，和具备该投影用透镜的投影型显示装置。投影用透镜，从放大侧依次由负的第1透镜群(G1)、正的第2透镜群(G2)、正的第3透镜群(G3)构成，缩小侧为远心的。最靠放大侧的透镜(L1)是非球面塑料透镜。第3透镜群(G3)从放大侧依次由夹隔有空气间隔(db)的负的前组(G3f)、正的后组(G3r)构成。前组(G3f)从放大侧依次由夹隔有比前组与后组之间的空气间隔(db)短的空气间隔(da)的负透镜、正透镜构成。关于第3透镜群(G3)的前焦距fFG3和全系统的焦距f的条件式(1)：满足-0.7＜fFG3/f＜0.7。
【专利说明】投影用透镜和投影型显示装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及投影用透镜和投影型显示装置，例如，涉及适合将具有来自光阀的映 像信息的光束放大投影到屏幕上的投影用透镜和使用了该投影用透镜的投影型显示装置。
【背景技术】 [0002]
[0003]历来，演示发表等时，会使用将液晶显示元件和DMD(数字微镜器件：注册商标）等 的光阀上所显示的图像进行放大投影的投影型显示装置。作为对于该装置所搭载的投影用 透镜的要求，例如，可列举如下：具有在光阀和投影透镜之间能够配置色合成光学系统的长 的后截距；考虑色合成光学系统的角度依存性，缩小侧是远心的；考虑在室内空间的设置 性而作为小型的结构等。
[0004] 另外近年来，由于要求能够在距投影型显示装置近的位置投影大的图像的广角化 功能，所以也希望广角化。此外，为了实现更高亮度的投影型显示装置，对于透镜系统也要 求F数小，还有并且也要求良好地进行像差校正，以便可以应对最近的高分辨的光阀。
[0005]作为透镜群数少而紧凑的投影用透镜，例如已知有下述专利文献1?3所述这样 的，从放大侧依次配置有负的第1透镜群、正的第2透镜群、正的第3透镜群的3群结构的 透镜系统。另外，在下述专利文献4中，记述有一种通过配置正的第1透镜群、光阑、正的第 2透镜群而成的投影透镜。
[0006]【先行技术文献】
[0007]【专利文献】
[0008]【专利文献1】特开2004-233609号公报
[0009]【专利文献2】专利4624535号公报
[0010]【专利文献3】特开2009-186790号公报
[0011]【专利文献4】特开2000-171702号公报
[0012] 近年来随着开发竞争的激烈化，期望有一种同时满足多种高要求的投影用透镜。 艮P，期望有一种既小型，又可实现F数更小、更广角化、有更高性能的投影用透镜。
[0013] 然而，专利文献1所述的透镜，因为F数大，球面像差和像面弯曲也大，而且在光阑 附近配置胶合透镜，所以在近年的高亮度的投影型显示装置中，因接合剂的变质和劣化招 致透镜性能的降低之虞存在。专利文献2、4所述的透镜，F数大。专利文献3所述的透镜， 虽然F数小，但在广角化和像面弯曲的校正这两方，为了充分响应近年的要求而存在改良 的余地。
[0014]
【发明内容】
[0015] 本发明鉴于这样的情况而形成，其目的在于，提供一种缩小侧为远心的，既小型又 可同时实现小F数、广角、良好的光学性能的投影用透镜和具备这种投影用透镜的投影型 显示装置。
[0016] 本发明的投影用透镜，其特征在于，实质上由3个透镜群构成，即从放大侧依次由 具有负光焦度的第1透镜群、具有正光焦度的第2透镜群、具有正光焦度的第3透镜群构 成，缩小侧是远心的，并且在最靠放大侧配置有由塑料材质构成的且具有至少1个面的非 球面的非球面塑料透镜，第3透镜群从放大侧依次由按照夹隔空气间隔的方式所配置的、 具有负光焦度的前组和具有正光焦度的后组构成，前组实质上由2个透镜构成，即从放大 侧依次由按照夹隔着比前组与后组之间的空气间隔短的空气间隔的方式所配置的负的单 透镜和正的单透镜构成，满足下述条件式（1)。
[0017] -0· 7 <fFG3/f< 0· 7. · · (1)
[0018]其中，
[0019]fFG3:第3透镜群的前焦距
[0020] f:投影距离为无限远时的全系统的焦距
[0021] 在本发明的投影用透镜中，优选满足下述条件式（2)?（12)之中的1个或任意的 组合。
[0022] -0. 3 <f/fG23 < 0. . . (2)
[0023]da/f< 0. 4. . . (3)
[0024]I. 0 <fG2/fG3 <1.4... (4)
【权利要求】
1. 一种投影用透镜，其特征在于，实质上由3个透镜群构成，即从放大侧依次由具有负 光焦度的第1透镜群、具有正光焦度的第2透镜群、具有正光焦度的第3透镜群构成， 缩小侧是远心的， 所述第1透镜群，实质上由3个透镜构成，即从放大侧依次由塑料材料所构成的且具有 至少1个面的非球面的非球面塑料透镜、和2个负透镜构成， 所述第2透镜群实质上由3个透镜构成， 所述第3透镜群，从放大侧依次由按照夹隔空气间隔的方式所配置的、具有负光焦度 的前组和具有正光焦度的后组构成， 所述前组，实质上由2个透镜构成，即从放大侧依次由按照夹隔着比所述前组和所述 后组之间的空气间隔短的空气间隔的方式所配置的、负的单透镜和正的单透镜构成， 满足下述条件式（1)， -0· 7 < fFG3/f < 0· 7. · · (1) 其中， fFG3 :所述第3透镜群的前焦距， f :投影距离为无限远时的全系统的焦距。
2. 根据权利要求1所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（2)， -0. 3 < f/fG23 < 0. . . (2) 其中， fG23 :所述第2透镜群和所述第3透镜群的合成焦距。
3. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（3)， da/f < 0. 4. . . (3) 其中， da:所述前组中的所述负的单透镜与所述正的单透镜的光轴上的空气间隔。
4. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（4)， I. 0 < fG2/fG3 <1.4... (4) 其中， fG2:所述第2透镜群的焦距， fG3:所述第3透镜群的焦距。
5. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（5)， 0.55< (Hsm-Inup/2) /Hsi ... (5) 其中， Hsm :最靠缩小侧的透镜面的最大光线高度， Ιπιφ:缩小侧的最大有效像圈直径， Hsj :最靠缩小侧的透镜面的轴上光线的最大光线高度。 其中，
6. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于，满足下述条件式（6)，
Hfm :最靠放大侧的透镜面的最大光线高度， Ιιιιφ:缩小侧的最大有效像圈直径。
7. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（7)， -1. 5 < fGl/f < -0. 7. . . (7) 其中， fGl :所述第1透镜群的焦距。
8. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（8)， 1. 5 < fG2/f < 6. 0. . . (8) 其中， fG2:所述第2透镜群的焦距。
9. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 所述第2透镜群，实质上由3个透镜构成，即从放大侧依次由使任意一方是正透镜而另 一方是负透镜的2个透镜接合而成的且具有正光焦度的胶合透镜、和正的单透镜构成。
10. 根据权利要求9所述的投影用透镜，其特征在于， 所述第2透镜群的所述胶合透镜和所述单透镜均为双凸形状。
11. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（9)， fG3f/f < -3. 0. . . (9) 其中， fG3f :所述第3透镜群的所述前组的焦距。
12. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 按照使所述非球面塑料透镜以外的所述第1透镜群的透镜和所述第2透镜群的透镜之 中的、至少1个透镜移动而进行调焦的方式构成。
13. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（10)， 2. 00 < Bf/f. . . (10) 其中， Bf :全系统的后截距。
14. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（11)， FNo <2.00··· (11) 其中， FNo :F 数。
15. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（12)， 70。< 2ω··. (12) 其中， 2 ω :最大全视场角。
16. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（Γ )， -0. 5 < fFG3/f < 0. 5. . . (Γ )。
17. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（2'）， -0. 2 < f/fG23 < 0. . . (2，） 其中， fG23 :所述第2透镜群和所述第3透镜群的合成焦距。
18. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（3'）， da/f < 0. 3. . . (3，） 其中， da:所述前组中的所述负的单透镜和所述正的单透镜的光轴上的空气间隔。
19. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（4'）， I. 0 < fG2/fG3 <1.2... (4,） 其中， fG2:所述第2透镜群的焦距， fG3:所述第3透镜群的焦距。
20. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（5'）， 0 60< (Hsm-Imcp/2) /Hsj<1.00 ... (5，） 其中， Hsm :最靠缩小侧的透镜面的最大光线高度， Inup ··缩小侧的最大有效像圈直径， Hsj :最靠缩小侧的透镜面的轴上光线的最大光线高度。
21. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（6'）， I Hfm/Ιιηφ I < I 8 ... 16 ) 其中， Hfm :最靠放大侧的透镜面的最大光线高度， Imcp:缩小侧的最大有效像圈直径。
22. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（7'）， -I. 3 < fGl/f < -I. 0. . . (7，） 其中， fGl :所述第I透镜群的焦距。
23. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（8'）， 2. 3 < fG2/f < 4. 5. . . (8，） 其中， fG2:所述第2透镜群的焦距。
24. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（9'）， -20. 0 < fG3f/f < -5. 0. . . (9，） 其中， fG3f :所述第3透镜群的所述前组的焦距。
25. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（10'）， 2. 40 < Bf/f < 4. 00. . . (10，） 其中， Bf :全系统的后截距。
26. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（1Γ )， FNo <1.85··· (11，） 其中， FNo :F 数。
27. 根据权利要求1或2所述的投影用透镜，其特征在于， 满足下述条件式（12'）， 75。< 2ω··. (12,） 其中， 2 ω :最大全视场角。
28. -种投影型显示装置，其特征在于，具备： 光源；来自该光源的光进行入射的光阀；权利要求1至27中任一项所述的投影用透 镜，该投影用透镜作为将由该光阀进行了光调制的光所形成的光学像投影到屏幕上的投影 用透镜。
【文档编号】G02B13/04GK204178035SQ201390000407
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年4月12日 优先权日:2012年4月18日
【发明者】永原晓子, 永利由纪子 申请人:富士胶片株式会社