投影用变焦透镜以及投影型显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及变焦透镜，尤其涉及适用于投影型显示装置的投影用变焦透镜。
[0002] 另外，本实用新型涉及具备这种投影用变焦透镜的投影型显示装置。
【背景技术】
[0003] 以往，使用液晶显示元件、DMD(DigitalMicromirrorDevice:注册商标）等光阀 的投影型显示装置广泛普及。另外，近年来，在电影院等中，使用能够应用于大画面且能够 放映出更高分辨率的图像的投影型显示装置。
[0004] 在上述的供电影院等中利用的投影型显示装置中，由于采用如下的三板方式，因 此要求具有较长的后截距和良好的远心性，所述三板方式为，配设三个各原色用的光阀，通 过分色光学系统将来自光源的光束分离成三原色，在经过各光阀后，通过色合成光学系统 进行合成并投影。
[0005] 另外，在供电影院等中利用的投影型显示装置中，为了与针对每个电影院、会场而 有所不同的投射距离和屏幕尺寸相对应地、并且与显示图像的纵横尺寸比（银幕尺寸、深 景尺寸等）相对应地，使显示图像的尺寸适合于屏幕尺寸，作为投影用透镜，要求高变倍比 的变焦透镜。
[0006] 另外，在为了适合上述尺寸而使这种投影用变焦透镜变倍时，为了防止显示图像 的亮度发生变化，对于这种变焦透镜，大多要求具有在整个变倍区域内将变焦透镜的数值 孔径（以下，有时也称作"F值"）保持为恒定的功能。
[0007] 并且，伴随于电影屏幕的数字化的加速，投影型显示装置的小型化、低价化日益发 展，对于投影用变焦透镜，也存在关于上述后截距、远心性、高变倍比的期望，并且趋于要求 小型化、低成本化。
[0008] 在专利文献1~3中，记载了以应用于投影型显示装置为前提的变焦透镜。更具 体而言，在专利文献1中，公开了一种六组结构的投影用变焦透镜，其使具有负光焦度且配 置在最放大侧的第1透镜组和具有正光焦度且配置在最缩小侧的最终透镜组在变倍时固 定，并且在第4透镜组中配置开口光阑。另一方面，在专利文献2中，公开了使比开口光阑靠 缩小侧的透镜组在变倍时不移动从而将数值孔径保持为恒定的投影用变焦透镜。另外，在 专利文献3中，公开了如下的投影用变焦透镜，其使具有负光焦度且配置在最放大侧的第1 透镜组和具有正光焦度且配置在最缩小侧的最终透镜组在变倍时固定，并且使用随着变倍 而开口直径发生变化的可变光阑，从而在整个变倍区域内使数值孔径恒定。
[0009] 在先技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本特开2006-184723号公报
[0012] 专利文献2 :日本特开2005-106948号公报
[0013] 专利文献3 :日本特开2008-046259号公报
[0014] 如上所述，在供电影院等中利用的投影型显示装置中，要求高变倍比的变焦透镜， 但在以往的投影用变焦透镜中，若欲得到高变倍比，则容易发生因变倍引起的畸变像差、像 面弯曲的变动。 【实用新型内容】
[0015] 实用新型要解决的课题
[0016] 本实用新型是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供即使是高变倍比也能够维 持高性能的投影用变焦透镜以及投影型显示装置。
[0017] 用于解决课题的方法
[0018] 本实用新型的投影用变焦透镜的特征在于，
[0019] 实质上包括：
[0020] 第1透镜组，其配置在最放大侧，具有负光焦度且在变倍时固定；
[0021] 最终透镜组，其配置在最缩小侧，具有正光焦度且在变倍时固定；
[0022] 中间组，其配置在所述第1透镜组与最终透镜组之间，且由在变倍时相互独立地 沿光轴移动的多个移动透镜组构成，
[0023] 构成所述中间组的最缩小侧的移动透镜组包括从最放大侧依次配置的具有负光 焦度的透镜、具有正光焦度的透镜、具有负光焦度的透镜、以及具有正光焦度的透镜，
[0024] 所述投影用变焦透镜满足下述条件式（1)以及（2):
[0025] 1. 00 < (Rf2_Rr2V(Rf2+Rr2)…（1);
[0026] 0? 00 彡（Rr2_Rf3V(Rr2+Rf3) < 0? 15…（2):
[0027] 其中，
[0028] Rf2 :在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的 前侧曲率半径，
[0029] Rr2 :在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的 后侧曲率半径，
[0030] Rf3 :在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第三个透镜的 前侧曲率半径。
[0031] 这里，上述的"包括"是指，除列举的透镜组以外，实质上还包括具备不具有光焦度 的透镜、光阑及保护玻璃等透镜以外的光学要素、透镜凸缘，透镜镜筒，摄像元件、相机抖动 校正机构等机构部分等的情况。这在以下说明的情况中也是相同的。
[0032] 需要说明的是，在本实用新型的投影用变焦透镜中，
[0033] 优选为，所述投影用变焦透镜满足下述条件式（3)以及（4):
[0034] 0 <Ndl_Nd2 …（3);
[0035] Nd2 < 1. 60…（4);
[0036] 其中，
[0037] Ndl:在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第一个透镜的 对于d线的折射率，
[0038] Nd2 :在变倍时移动的透镜组中的最缩小侧的透镜组的、从放大侧起第二个透镜的 对于d线的折射率。
[0039] 这里，对于条件式（4)所规定的条件，更优选为还满足下式（4'）：
[0040] Nd2 < 1. 55…（4,）。
[0041] 另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，所述中间组的最缩小侧的透镜 组实质上从放大侧依次配置有具有负光焦度的透镜、具有正光焦度的透镜、具有负光焦度 的透镜、具有正光焦度的透镜、以及具有正光焦度的透镜。
[0042] 另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，仅使用球面透镜作为透镜。 [0043] 另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，将望远端相对于广角端的变倍 比设为Zr，Zr满足下述条件式（5):
[0044] 1. 4 <Zr…（5)。
[0045] 另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，将第1透镜组的焦距设为n， 将广角端的整个系统的焦距设为fw，
[0046] fl、fw满足下述条件式（6):
[0047] -2. 0<fl/fw<-0? 8... (6)。
[0048] 这里，对于条件式（6)所规定的条件，更优选为还满足下式（6'）：
[0049] -1. 8 <fl/fw<-1. 0... (6'）。
[0050] 另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，将最终透镜组的焦距设为fe， 将广角端的整个系统的焦距设为fV，fe、fV满足下述条件式（7):
[0051] 2. 0 <fe/fw< 7. 0- (7) 〇
[0052] 这里，对于条件式（7)所规定的条件，更优选为还满足下式（7'）：
[0053] 3. 0 <fe/fw< 6. 0…（7,）。
[0054] 并且，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，
[0055] 所述中间组至少具有从放大侧依次配置的、具有正光焦度且在变倍时移动的第2 透镜组、以及具有正光焦度且在变倍时移动的第3透镜组，
[0056] 将第3透镜组的焦距设为f3,将广角端的整个系统的焦距设为fw，f3、fw满足下 述条件式（8):
[0057] 3. 0<f3/fw<8. 0- (8)〇
[0058] 另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，
[0059] 所述投影用变焦透镜具有开口光阑，所述开口光阑配置在所述中间组内的、相邻 的移动透镜组彼此之间或者一个移动透镜组内，
[0060] 变焦透镜的数值孔径设定为在整个变倍区域的范围内恒定，
[0061] 缩小侧成为远心。
[0062] 并且，在采用这样的结构的基础上，优选为，所述开口光阑是可变光阑，该可变光 阑在变倍时改变开口直径，以使得变焦透镜的数值孔径在整个变倍区域的范围内恒定。
[0063] 或者，所述开口光阑也可以是可动光阑，该可动光阑在变倍时独立地沿光轴移动， 以使得变焦透镜的数值孔径在整个变倍区域的范围内恒定。
[0064] 需要说明的是，上述的"配置在一个移动透镜组内"不仅是指配置在构成该移动透 镜组的最放大侧的透镜以及最缩小侧的透镜之间的情况，还包括配置在比最放大侧的透镜 更靠放大侧、或比最缩小侧的透镜更靠缩小侧的情况。
[0065] 另外，上述的"缩小侧成为远心"是指，在汇聚于缩小侧的像面的任意点的光束的 剖面中，上侧的最大光线与下侧的最大光线的角平分线接近与光轴平行的状态，不限于完 全远心的情况、即所述角平分线与光轴完全平行的情况，也包括具有少量误差的情况。这 里，具有少量误差的情况是指，所述角平分线相对于光轴的倾斜度在±3°的范围内的情 况。
[0066] 另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，优选为，
[0067] 所述投影用变焦透镜满足下述条件式（9)以及（10):
[0068]
[0069]
[0070]其中，
[0071]Bf:广角端的整个系统的缩小侧的后截距（空气换算距离），
[0072]IJIKp:缩小侧的最大有效像圆直径（imagecirclediameter)，
[0073]L:投影距离无限远时的从最放大侧的透镜面到最缩小侧的透镜面的光轴上的距 离。
[0074] 需要说明的是，对于条件式（9)所规定的条件，更优选为还满足下式（9'）：
[0075]
[0076] 另一方面，对于条件式（10)所规定的条件，更优选为还满足下式（10'）：
[0077]
[0078] 另一方面，本实用新型的投影型显示装置的特征在于，具备：光源；
[0079] 光阀，其来自该光源的光向该光阀入射；以及投影用变焦透镜，其将通过该光阀进 行光调制后的光所成的光学像投影至屏幕上，作为该投影用变焦透镜，应用上述的本实用 新型的投影用变焦透镜。
[0080] 实用新型效果
[0081]由于本实用新型的投影用变焦透镜构成为满足上述条件式（1)以及（2)，因此，即 使设为高变倍比仍维持高性能。特别是，能够抑制因变倍引起的球面像差、畸变像差、像面 弯曲的变动。
[0082] 另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，在构成为还满足上述条件式（3)以及 (4)的情况下，能够更加显著地得到上述效果，尤其能够良好地补正像面弯曲的变动。
[0083] 当在条件式（4)所规定的范围内还满足下式：
[0084]Nd2 < 1. 55…（4,）
[0085] 的情况下，以上的效果更加显著。
[0086]另外，在本实用新型的投影用变焦透镜中，在特别是满足上述条件式：