投影光学系统以及投影型图像显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适于向放大投影图像显示元件的图像的投影机组装的投影光学系统 以及组装有其的投影型图像显示装置。
【背景技术】
[0002] 近年，伴随投影机的高辉度化以及高分辨率化，投影机的设置范围变宽，在向离屏 幕比较远的位置设置的需求也不断增加。为了满足该需求，需要从离屏幕比较远的距离进 行投影并满足特定屏幕尺寸、用于实现高分辨率的长焦距变焦透镜。
[0003] 也就是，伴随投影机的高辉度化，该产品自身设置在相对于屏幕离开的位置而使 用的用途正在增加。与此相伴，就需要投影透镜的焦距也长且F值亮的高分辨率的变焦透 镜。
[0004] 但是，作为一般的投影光学系统，存在下述投影光学系统：最靠屏幕侧的第一组为 具有负的光焦度（power，折射能力）的反焦（retrofocus，负焦距）式构件。在将这样的投 影光学系统用在长焦距系的情况下，如果要使入射瞳径变大而且实现大口径，则第2组以 后的透镜直径会因轴上光线的影响而变大。因此，难以确保高性能。进而，因为产品主体机 构部的直径变大、透镜的直径也变大，所以成本上升。
[0005] 此外，拍摄系统中有长焦距系的变焦透镜（参照专利文献1~3)。
[0006] 【专利文献1】日本特开2007 - 157097号公报
[0007] 【专利文献2】日本特开2009 - 237400号公报
[0008] 【专利文献3】日本特开2008 - 164997号公报
【发明内容】
[0009] 例如，如果要将专利文献1的拍摄系统应用于投影光学系统，则因为发生前透镜 以及全长的大型化、非球面透镜直径的增大，要面对加工困难、成本增加等问题，所以需要 进行使其适于投影用途的设计。
[0010] 本发明是鉴于上述【背景技术】的问题而完成的，其目的在于提供以长焦距进行变焦 工作的投影光学系统，其既抑制屏幕侧即放大侧的透镜变大又作为透镜全体比较小型化且 |^十生倉泛。
[0011] 为了实现上述目的，本发明涉及的投影光学系统，包括从放大侧起依次设置的第1 组~第N组，N为6或7,所述第1组包括：包括2个或3个正透镜的第IA组；和包括正以 及负的接合透镜且与第2组相邻地设置的第IB组；所述第2组至少具有2个负透镜，在对 焦时使所述第IA组沿光轴移动，在改变倍率时至少将所述第1组和所述第N组固定且至少 使第3组~第N- 1组沿光轴移动。
[0012] 根据上述投影光学系统，第1组包括：包括2个或3个正透镜的第IA组；和包括正 以及负的接合透镜的第IB组，所以能够充分校正长焦距透镜的望远侧特有的像差即球面 像差。另外，将第1组分成第IA组和第IB组，在对焦时，通过将第1组中的放大侧的第IA 组设为聚焦组，能够减小对焦时的输送量，能够简化聚焦机构。另外，可动部变为轻量，因此 也能够改善聚焦机构的可靠性。进而，将投影光学系统设为合计6或7组的构成，通过使第 3组~第N- 1组在改变倍率时移动，从而能够抑制从广角端到望远端为止的像差变动。通 过使第2组包括2个以上的负透镜，从而能够确保周边光量且充分地确保投影光学系统或 投影透镜所需的后焦点。
[0013] 根据本发明的一个方面，在改变倍率时使所述第2组~所述第N- 1组沿光轴移 动。
[0014] 根据本发明的另一方面，在改变倍率时将所述第1组、所述第2组和所述第N组固 定。
[0015] 根据本发明的其他别的方面，关于所述第1组内的透镜，在将存在于所述第IB组 的所述接合透镜的正透镜的色散系数设为Vdl并将所述接合透镜的负透镜的色散系数设 为vd2时，满足以下条件式（1)
[0016] 25 < (Vdl-Vd2) < 50 ? ? ? (1)。
[0017] 上述条件式（1)规定了第IB组内的接合透镜的色散系数的关系。通过使其在上 述条件式（1)的范围内，能够对望远侧的轴上色像差进行校正。
[0018] 根据本发明的其他别的方面，所述第2组具有包括所述2个负透镜的多个负透镜， 所述多个负透镜中的一个为双凹透镜，并且，在将存在于所述第2组的所述多个负透镜中 的配置在最靠放大侧的负透镜的色散系数设为vd时，满足以下条件式（2)
[0019] 25 <Vd< 50 ? ? ? (2)。
[0020] 上述条件式（2)规定了在最靠放大侧所配置的负透镜的色散系数。通过将其设在 上述条件式（2)的范围内，能够抑制与从广角端到望远端为止的改变倍率相伴的色像差的 变动。
[0021] 根据本发明的其他别的方面，在将所述第IA组和所述第IB组的合成焦距设为fl、 将所述第2组的焦距设为f2时，满足以下条件式（3)
[0022] L5 < |fl/f2| < 4 ? ? ? (3)。
[0023] 上述条件式（3)规定了所述第IA组以及第IB组的合成焦距与所述第2组的焦距 的关系。通过将其设在上述条件式（3)的范围内，所述第1组与第2组的折射能力的绝对 值接近、能够校正广角端的球面像差，还能够抑制光圈附近的透镜的大型化。
[0024] 根据本发明的其他别的方面，进一步具备实质上不具有折射能力的透镜。
[0025] 为了实现上述目的，本发明涉及的投影型图像显示装置具备上述投影光学系统和 在所述投影光学系统的光路前级所设置的像形成光学部。
【附图说明】
[0026] 图1是表示组装有实施方式的投影光学系统的投影型图像显示装置的概略构成 的图。
[0027] 图2是实施例1的投影光学系统的剖视图。
[0028] 图3(A)~（F)是实施例1的投影光学系统的像差图。
[0029] 图4是实施例2的投影透镜的剖视图。
[0030] 图5(A)~（F)是实施例2的投影光学系统的像差图。
[0031] 图6是实施例3的投影透镜的剖视图。
[0032] 图7(A)~（F)是实施例3的投影光学系统的像差图。
[0033] 附图标记说明
[0034] 40…投影透镜、41 一 43…投影透镜、
[0035] Gl-G7…组或透镜组、Gl- 1…第IA组、
[0036] Gl- 2…第IB组、Ll~L16…透镜、OA…光轴、
[0037] I…图像形成面、2…投影机（投影型图像显示装置）、
[0038] 51…像形成光学部、52…投影光学系统
【具体实施方式】
[0039] 下面参照附图，就本发明的实施方式涉及的投影光学系统以及组装有其的投影型 图像显示装置详细进行说明。
[0040] 如图1所示，投影机2作为组装有本发明的一个实施方式涉及的投影光学系统的 投影型图像显示装置，具备：投影图像光的光学系统部分50 ;和控制光学系统部分50的工 作的电路装置80。
[0041] 在光学系统部分50中，光源10包括例如超高压水银灯、固体光源等。第1积分透 镜11以及第2积分透镜12分别具有排列成阵列状的多个透镜元件。第1积分透镜11将 来自光源10的光束分割为多束。第1积分透镜11的各透镜元件使来自光源10的光束在 第2积分透镜12的透镜元件附近会聚。第2积分透镜12的透镜元件与重叠透镜14协同 作用而将第1积分透镜11的透镜元件的像形成于后述的液晶面板18R、液晶面板18G以及 液晶面板18B。
[0042] 偏振转换元件13使得来自第2积分透镜12的光转换成预定的直线偏振光。重叠 透镜14使第1积分透镜11的各透镜元件的像经由第2积分透镜12而在液晶面板18R、液 晶面板18G以及液晶面板18B的显示区域上重叠。
[0043] 第1分色镜15使从重叠透镜14入射的R光反射并使G光以及B光透射。在第1 分色镜15反射的R光经反射镜16以及场透镜17R向作为光调制元件或显示元件的液晶面 板18R入射。液晶面板18R通过与图像信号相应地对R光进行调制而形成R色的图像。
[0044] 第2分色镜21使来自第1分色镜15的G光反射并使B光透射。在第2分色镜21 反射的G光经场透镜17G向作为显示元件的液晶面板18G入射。液晶面板18G通过与图像 信号相应地对G光进行调制而形成G色的图像。透射了第2分色镜21的B光经中继透镜 22、反射镜23、中继透镜24、反射镜25以及场透镜17B向作为显示元件的液晶面板18B入 射。液晶面板18B通过与图像信号相应地对B光进行调制而形成B色的图像。
[0045] 十字分色棱镜19是光合成用的棱镜，将由各液晶面板18R、18G、18B调制后的光合 成为图像光，并使其向投影透镜40行进。
[0046] 投影透镜40将由各液晶面板18G、18R、18B调制并由十字分色棱镜19合成出的图 像光放大投影到未图示的屏幕上。
[0047] 在以上的光学系统部分50中，十字分色棱镜19和投影透镜40构成用于将由各液 晶面板18R、18G、18B所形成的图像放大投影到屏幕上的投影光学系统52。此外，投影透镜 40单独也能够作为投影光学系统52发挥作用，所以投影透镜40有时也单独称为投影光学 系统。在以上那样的投影光学系统52的光路前级所设置的液晶面板186、181?、188、分色镜 15、21、偏振转换元件13、积分透镜11、12、光源10等，作为像形成光学部51发挥作用。 [0048] 电路装置80具