L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置） 被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃（CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
[0529] 在根据实施例18的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在 缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5 在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦（改变放大倍率）可从广角端向 远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
[0530] 第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有 凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
[0531] 第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有 凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
[0532] 第三透镜组G3是一正组，其包括双凸正透镜L31和在放大侧具有凸面的正透镜 L32〇
[0533] 第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41。
[0534] 第五透镜组G5是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L51、双凸正透镜 L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
[0535] 图71A-73C示出了根据实施例18的投影变焦镜头的像差图。图71A-71C是处于广 角端的图，图72A-72C是处于中间的图，而图73A-73C是处于远距端的图。图71A、72A、73A 示出了球面像差，图71B、72B、73B示出了象散，而图71C、72C、73C示出了失真。在图71A、 72A、73A的每一个中，符号R表不红色（波长为625nm)的球面像差，符号G表不绿色（波长 为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色（波长为460nm)的球面像差。在图71B、72B、73B 的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图71A-73C所示，在 每个变焦位置有效地校正像差。
[0536] 实施例18的每个数值都被示出于表69中。
[0537] [表 69]
[0538] F= 13. 0 ~19. 6mm、Fno= 2. 55 ~3. 34、广角端ω= 42. 1。
[0539]
[0540] 此外，表69中的INF表示无限远，而表69中的星号*表示非球面。非球面系数的 数值如表70所示。表69中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表71所示的那样 变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表72所 7Jn〇
[0541] [表 70]
[0542]
[0547] [实施例l9]
[0548] 图74示出了根据实施例19的投影变焦镜头在广角端和远距端的光学结构图。根 据实施例19的投影变焦镜头从放大侧依次包括具有透镜L11-L13的第一透镜组G1、具有 透镜L21-L24的第二透镜组G2、具有透镜L31的第三透镜组G3、具有透镜L41、L42的第四 透镜组G4和具有透镜L51-L54的第五透镜组G5。作为光调制器件的DMD(数字微镜装置） 被设置于缩小侧。此外，未示出的盖玻璃（CG)被置于DMD面向透镜的表面上。
[0549] 在根据实施例19的投影变焦镜头中，第一透镜组G1是固定的，第二透镜组G2在 缩小侧移动，第三透镜组G3在放大侧移动，第四透镜组G4在放大侧移动，而第五透镜组G5 在变焦过程中在放大侧从广角端向远距端移动。从而变焦（改变放大倍率）可从广角端向 远距端进行。此外，第三、第四和第五透镜组G3、G4、G5在不同的时刻移动。
[0550] 第一透镜组G1是一负组，其包括在缩小侧具有凹面的负透镜L11、在放大侧具有 凹面的负透镜L12和在缩小侧具有凹面的负透镜L13。
[0551] 第二透镜组G2是一负组，其包括双凸正透镜L21、双凹负透镜L22、在缩小侧具有 凸面的透镜L23和在放大侧具有凹面的负透镜L24。透镜L23、L24被胶合。
[0552] 第三透镜组G3是包括双凸正透镜L31的正组。
[0553] 第四透镜组G4是一正组，其包括在放大侧具有凸面的正透镜L41和在放大侧具有 凸面的正透镜L42。
[0554] 第五透镜组G5是一负组，其包括在放大侧具有凸面的负透镜L51、双凸正透镜 L52、在放大侧具有凹面的负透镜L53和双凸正透镜L54。透镜L51、L52被胶合。
[0555] 图75A-77C示出了根据实施例19的投影变焦镜头的像差图。图75A-75C是处于广 角端的图，图76A-76C是处于中间的图，而图77A-77C是处于远距端的图。图75A、76A、77A 示出了球面像差，图75B、76B、77B示出了象散，而图75C、76C、77C示出了失真。在图75A、 76A、77A的每一个中，符号R表不红色（波长为625nm)的球面像差，符号G表不绿色（波长 为550nm)的球面像差，而符号B表示蓝色（波长为460nm)的球面像差。在图75B、76B、77B 的每一个中，符号S表示矢状像面，而符号T表示切向像面的象散。如图75A-77C所示，在 每个变焦位置有效地校正像差。
[0556] 实施例19的每个数值都被示出于表73中。
[0557] [表 73]
[0558] F= 13. 0 ~19. 6mm、Fno= 2. 55 ~3. 34、广角端ω= 42. 1。
[0559]
[0560] 此外，表73中的INF表示无限远，而表73中的星号*表示非球面。非球面系数的 数值如表74所示。表73中的S6、S13、S15、S20在变焦过程中如下面的表75所示的那样 变化。投影距离以1600mm的镜头间隔。关于上述条件中的每一个的数值如下面的表76所 7Jn〇
[0561] [表 74]
[0562]
[0567] 如上所述，在实施例13-19的每一个中所描述的投影变焦镜头中，以高水平校正 像差，且显著地校正球面像差、象散、场曲、放大倍率的色差以及失真。从每个实施例中，更 好的光学性能是显而易见的。
[0568] 实施例13-19的每一个的投影变焦镜头都包括一个5-透镜组结构。然而，根据本 发明的投影变焦镜头的配置并不局限于这些实施例。可以使用一个6-透镜组配置。当将 第六透镜组G6提供在实施例13-19的每一个的投影变焦镜头中时，第六透镜组G6由校正 像差的透镜组成。在这种情况下，第六透镜组的折射力比第五透镜组的折射力更弱，且第六 透镜组在不同于第三、第四、第五透镜组G3、G4、G5的时刻在放大侧移动。
[0569] 投影仪
[0570] 下面，将描述投影仪的实施例。图49是示出了投影仪的配置的示意图。
[0571] 如图49所示，投影仪1包括作为光调制器件的DMD3。三种颜色R、G、B的光从照 明光学系统2照射至DMD3。通过在每种颜色光的照射时刻控制与每个像素对应的DMD3的 微镜的倾斜，来自微镜的反射光被投影镜头4放大，而放大的光被投射至作为投射表面的 屏幕，以便显示。
[0572] 投影仪1包括未示出的聚光透镜、RGB色轮和反射镜，且需要相对大的布置空间。 需要在一定程度上确保投影镜头4的后焦点，且由于投影仪1的投影镜头4和照明光学系 统2之间的关系，位于DMD3侧的透镜直径需要减小。
[0573] 因此，通过使用上述的投影变焦镜头作为投影镜头4,可以获得具有宽的视角（ω =39-45° )(这比传统的视角更宽）的投影仪以及X1. 5的高倍（high-power)变焦比。
[0574] 根据本发明的实施例，可以获得宽视角和高倍投影变焦镜头及投影仪。
【主权项】
1. 一种放大光学系统，从放大侧向缩小侧依次包括： 具有负折射力的第一透镜组； 具有负折射力的第二透镜组； 具有正折射力的第三透镜组； 具有正折射力的第四透镜组；和 第五透镜组， 其中，在从广角端向远距端改变放大倍率时，在最缩小侧具有透镜的透镜组从所述缩 小侧向所述放大侧移动。2. 根据权利要求1所述的放大光学系统，其中所述缩小侧是图像显示元件侧，该图像 显示元件是反射型图像显示元件。3. 根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5为第五透 镜组的焦距 -0· 01〈1/F5〈0.01。4. 根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F1是第一透 镜组的焦距，而F2是第二透镜组的焦距 0. 15<F1/F2<0. 50〇5. 根据权利要求2所述的放大光学系统，其中所述放大侧是投影表面侧，并且满足下 面的条件，其中HS是最接近投影表面的透镜的光学有效直径，而HE是最接近图像显示元件 的透镜的光学有效直径 2. 5〈HS/HE〈3. 5。6. 根据权利要求5所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中OALw是当投射到 投影表面的图像被对焦时，从最接近投影表面的透镜中的投影表面侧的透镜表面到图像显 示元件表面的距离，而Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距 10.0<0ALw/Fw<12. 0〇7. 根据权利要求6所述的放大光学系统，其中满足下面的条件 15.2<0ALw/HE<17. 4〇8. 根据权利要求2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5n是第五透镜组 中最接近图像显示元件的负透镜的焦距，而F5p是第五透镜组中最接近图像显示元件的正 透镜的焦距 -1. 9〈F5n/F5p〈-l.1。9. 根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中第五透镜组从放大侧依次包括负透 镜、正透镜、负透镜和正透镜。10. 根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F3是第三透 镜组的焦距，而F4是第四透镜组的焦距 1. 3〈F3/F4〈4. 6。11. 根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中Fw是整个放 大光学系统在广角端处的焦距，而F2是第二透镜组的焦距 -0.27<Fw/F2<-0. 11〇12. 根据权利要求2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中EPw是从反射型 图像显示元件的显示表面到入射光瞳的距离，DMDHT是从最接近反射型图像显示元件的球 面透镜的旋转中心轴到反射型图像显示元件的最外围的距离 4. 0< |EPw/DMDHT| <4. 5〇13. 根据权利要求2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中BFw是从处于广 角端的放大光学系统的与反射型图像显示元件最接近的透镜中反射型图像显示元件侧的 表面到反射型图像显示元件的显示表面的距离，而Fw是处于广角端的整个放大光学系统 的焦距 0.35<Fw/BFw<0. 45〇14. 根据权利要求1或2所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中ω是投影图 像的半视场角 39<ω<45〇15. -种放大光学系统，从放大侧向缩小侧依次包括： 具有负折射力的第一透镜组； 具有负折射力的第二透镜组； 具有正折射力的第三透镜组； 具有正折射力的第四透镜组；和 第五透镜组， 其中，在从广角端向远距端改变放大倍率时，所述第三透镜组、所述第四透镜组和所述 第五透镜组在不同的时刻移动。16. 根据权利要求15所述的放大光学系统，其中所述缩小侧是图像显示元件侧，该图 像显示元件是反射型图像显示元件。17. 根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5为第五 透镜组的焦距 -0· 01〈1/F5〈0.01。18. 根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F1是第一 透镜组的焦距，而F2是第二透镜组的焦距 0.15<F1/F2<0. 50〇19. 根据权利要求16所述的放大光学系统，其中所述放大侧是投影表面侧，并且满足 下面的条件，其中HS是最接近投影表面的透镜的光学有效直径，而HE是最接近图像显示元 件的透镜的光学有效直径 2. 5〈HS/HE〈3. 5。20. 根据权利要求19所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中OALw是当投射 到投影表面的图像被对焦时，从最接近投影表面的透镜中的投影表面侧的透镜表面到图像 显示元件表面的距离，而Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距 10.0<0ALw/Fw<12. 0〇21. 根据权利要求20所述的放大光学系统，其中满足下面的条件 15.2<0ALw/HE<17. 4〇22. 根据权利要求16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5n是第五透镜 组中最接近图像显示元件的负透镜的焦距，而F5p是第五透镜组中最接近图像显示元件的 正透镜的焦距 -1. 9〈F5n/F5p〈-l.1。23. 根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中第五透镜组从放大侧依次包括负 透镜、正透镜、负透镜和正透镜。24. 根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F3是第三 透镜组的焦距，而F4是第四透镜组的焦距 1. 3〈F3/F4〈4. 6。25. 根据权利要求15或16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中Fw是整个 放大光学系统在广角端处的焦距，而F2是第二透镜组的焦距 -0.27<Fw/F2<-0. 11〇26. 根据权利要求16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中EPw是从反射型 图像显示元件的显示表面到入射光瞳的距离，DMDHT是从最接近反射型图像显示元件的球 面透镜的旋转中心轴到反射型图像显示元件的最外围的距离 4. 0< |EPw/DMDHT| <4. 5〇27. 根据权利要求16所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中BFw是从处于广 角端的放大光学系统的与反射型图像显示元件最接近的透镜中反射型图像显示元件侧的 表面到反射型图像显示元件的显示表面的距离，而Fw是处于广角端的整个放大光学系统 的焦距 0.35<Fw/BFw<0. 45〇28. -种放大光学系统，从放大侧向缩小侧依次包括： 具有负折射力的第一透镜组； 具有负折射力的第二透镜组； 具有正折射力的第三透镜组； 第四透镜组；和 第五透镜组， 其中，半视场角ω满足下面的条件， 39<ω<45〇29. 如权利要求28所述的放大光学系统，其中所述第四透镜组具有负折射力。30. 根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中所述缩小侧是图像显示元件侧， 该图像显示元件是反射型图像显示元件。31. 根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5为第五 透镜组的焦距 -0· 01〈1/F5〈0.01。32. 根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F1是第一 透镜组的焦距，而F2是第二透镜组的焦距 0.15<F1/F2<0. 50〇33. 根据权利要求30所述的放大光学系统，其中所述放大侧是投影表面侧，并且满足 下面的条件，其中HS是最接近投影表面的透镜的光学有效直径，而HE是最接近图像显示元 件的透镜的光学有效直径 2. 5〈HS/HE〈3. 5。34. 根据权利要求33所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中OALw是当投射 到投影表面的图像被对焦时，从最接近投影表面的透镜中的投影表面侧的透镜表面到图像 显示元件表面的距离，而Fw是整个放大光学系统在广角端处的焦距 10.0<0ALw/Fw<12. 0〇35. 根据权利要求34所述的放大光学系统，其中满足下面的条件 15.2<0ALw/HE<17. 4〇36. 根据权利要求30所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F5n是第五透镜 组中最接近图像显示元件的负透镜的焦距，而F5p是第五透镜组中最接近图像显示元件的 正透镜的焦距 -1. 9〈F5n/F5p〈-l.1。37. 根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中第五透镜组从放大侧依次包括负 透镜、正透镜、负透镜和正透镜。38. 根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中F3是第三 透镜组的焦距，而F4是第四透镜组的焦距 1. 3〈F3/F4〈4. 6。39. 根据权利要求28或29所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中Fw是整个 放大光学系统在广角端处的焦距，而F2是第二透镜组的焦距 -0.27<Fw/F2<-0. 11〇40. 根据权利要求30所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中EPw是从反射型 图像显示元件的显示表面到入射光瞳的距离，DMDHT是从最接近反射型图像显示元件的球 面透镜的旋转中心轴到反射型图像显示元件的最外围的距离 4. 0< |EPw/DMDHT| <4. 5〇41. 根据权利要求30所述的放大光学系统，其中满足下面的条件，其中BFw是从处于广 角端的放大光学系统的与反射型图像显示元件最接近的透镜中反射型图像显示元件侧的 表面到反射型图像显示元件的显示表面的距离，而Fw是处于广角端的整个放大光学系统 的焦距 0.35<Fw/BFw<0. 45〇
【专利摘要】投影变焦镜头，组成投影仪的投影光学系统，其将图像显示元件的表面上显示的图像投射至投影表面，从而放大并显示该图像，从投影表面侧向图像显示元件侧依次包括，具有负折射力的第一透镜组，具有负折射力的第二透镜组，具有正折射力的第三透镜组，具有正折射力的第四透镜组，和第五透镜组，其中，第五透镜组的折射力弱于第一透镜组的折射力、第二透镜组的折射力、第三透镜组的折射力和第四透镜组的折射力。
【IPC分类】G02B13/00, G02B13/16
【公开号】CN105388590
【申请号】CN201510924345
【发明人】窪田高士
【申请人】株式会社理光
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2013年5月15日
【公告号】CN103424856A, CN103424856B, US20130308105