投影用变焦透镜和投影型显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及投影用变焦透镜和投影型显示装置，例如，是设及在将承载有来自光 阀的映像信息的光束放大投影到屏幕上所能够适用的、且可W简洁构成的投影用变焦透镜 和使用了它的投影型显示装置。
【背景技术】
[0002] 迄今，使用了液晶显示元件和DMD(数字微镜器件：注册商标）等的光阀的投影机 装置（投影型显示装置）广泛普及。而且近年来，光阀的小型化、高精细化的急剧进步和个 人电脑的普及相互协同，使用了运样的投影型显示装置的演示发表盛行。根据运样的情况， 既具有良好的投影性能、便携性又优异的小型的投影型显示装置的需求提高，与之相应的 是，对于投影用变焦透镜也既要求维持高性能、又要求紧凑地构成。另外，由于开发竞争的 激化，除了上述要求W外，还强烈期望进一步的低成本化。
[0003] 作为可W用于投影型显示装置的小型构成的变焦透镜，例如已知有下述专利文献 1、2所述运样的，从放大侧依次排列具有负光焦度的第1透镜组、具有正光焦度的第2透镜 组的2个透镜组构成，由共计5片透镜构成的透镜系统。
[0004] 【先行技术文献】
[0005] 【专利文献】
[0006] 【专利文献1】特开2008-107798号公报
[0007] 【专利文献2】特开2010-113150号公报
[0008] 但是，专利文献1所述的，为了对应近年的高精细化推进的光阀，在诸像差的校正 的点上敞有改善的余地。专利文献2所述的，虽然小型而高性能，但近年来要求进一步低成 本化。
【发明内容】
[0009] 本发明鉴于上述情况而形成，其目的在于，提供一种可实现低成本化、且可W由少 量的透镜片数紧凑地构成并可良好地校正包括像面弯曲在内的诸像差还具有高投影性能 的投影用变焦透镜和使用了它的投影型显示装置。
[0010] 本发明的投影用变焦透镜，其特征在于，由从放大侧依次具有负光焦度的第1透 镜组和具有正光焦度的第2透镜组而成的实质上2个透镜组构成，第1透镜组，由使凸面朝 向放大侧的作为负弯月透镜的第1透镜而成的实质上1片透镜构成，第2透镜组，由从放大 侧依次作为正透镜的第2透镜、使凸面朝向放大侧的作为正弯月透镜的第3透镜、作为负透 镜的第4透镜、作为正透镜的第5透镜而成的实质上4片透镜构成，变倍时使第1透镜组和 第2透镜组沿光轴方向移动而构成，全系统的正透镜之中的至少1个，在W对d线的阿贝数 Vd为横轴、W对d线的折射率Nd为纵轴的正交坐标中，具有比通过（Vd，Nd)=巧5,1. 65) 和（Vd,Nd) = (34,1.75)运2点的直线而折射率低的一侧的范围的阿贝数和折射率的值， 满足下述条件式（1)~（3)。
[0011] Ndl<1.70 …（I)
[001 引 Nd2>1.65 …似
[001 引 Nd3>1.65 …做
[0014]其中，
[001引Ndl:第1透镜的对d线的折射率，
[001引Nd2 :第2透镜的对d线的折射率，
[0017]Nd3 :第3透镜的对d线的折射率。
[0018] 本发明的投影型显示装置，其特征在于，具备如下：光源；来自该光源的光入射的 光阀；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、作为投影用变焦透 镜的上述本发明的投影用变焦透镜。
[0019] 还有，上述所谓"放大侧"，意思是被投影侧（屏幕侧），即使进行缩小投影时，为了 方便仍将屏幕侧称为放大侧。另一方面，上述所谓"缩小侧"，意思是原图像显示区域侧（光 阀侧），即使进行缩小投影时，为了方便仍将光阀侧称为缩小侧。
[0020] 还有，上述所谓"透镜组"，不一定只由多个透镜构成，也包括只由1片透镜构成的 情况。
[0021] 还有，上述所谓"实质上由~构成"，意思是除了作为构成要素所列举的透镜组或 透镜W外，也包含实质上不具有光焦度的透镜、光阔、遮罩、保护玻璃、滤光片等的透镜W外 的光学零件、透镜凸缘、透镜镜筒、摄像元件、手抖补正机构等的机构部分等。
[0022] 还有，上述的透镜的面形状和光焦度的符号，在包含非球面的情况下考虑在近轴 区域。
[0023] 本发明的投影用变焦透镜，因为全系统由5片运么少片数的透镜构成，所W能够 实现低成本化和小型化。另外，本发明的投影用变焦透镜，从放大侧依次配置有负的第1透 镜组、正的第2透镜组而成，变倍时运2个透镜组沿光轴方向移动，在W此方式构成的透镜 系统中，因为适当地设定了作为构成要素的透镜的光焦度、形状、折射率、阿贝数，所W既能 够紧凑地构成，又能够良好地校正包含像面弯曲在内的诸像差，能够实现进一步的低成本 化。
[0024] 本发明的投影型显示装置，因为使用本发明的投影用变焦透镜，所W具有良好的 投影性能，并能够小型而低成本地构成。
【附图说明】
[00巧]图1是表示本发明的实施例1的投影用变焦透镜的透镜构成的剖面图
[0026] 图2是用于说明本发明的实施方式的投影用变焦透镜具有的正透镜的材质的阿 贝数和折射率的坐标图
[0027] 图3是本发明的一个实施方式的投影型显示装置的概略构成图
[0028] 图4(A)~图4(J)是本发明的实施例1的投影用变焦透镜的各像差图
[0029]图5是表示本发明的实施例2的投影用变焦透镜的透镜构成的剖面图
[0030] 图6(A)~图6(J)是本发明的实施例2的投影用变焦透镜的各像差图
[0031]图7是表示本发明的实施例3的投影用变焦透镜的透镜构成的剖面图
[0032] 图8(A)~图S(J)是本发明的实施例3的投影用变焦透镜的各像差图
【具体实施方式】
[0033] W下，参照附图对于本发明的实施方式详细地加m兑明。图1中示出本发明的一 个实施方式的投影用变焦透镜的包含光轴Z在内的截面的剖面图。图1所示的构成例，对 应后述的实施例1的投影用变焦透镜。
[0034] 该投影用变焦透镜，例如可搭载于投影型显示装置，作为将光阀所显示的图像信 息向屏幕投影的投影透镜使用。在图1中，W图的左侧为放大侧，右侧为缩小侧，假设是搭 载于投影型显示装置的情况，各种滤光片和保护玻璃等的假设下的平行平面板状的光学构 件2、和光阀的图像显示面1 一起图示。
[0035] 在投影型显示装置中，在图像显示面1被赋予图像信息的光束，经由光学构件2， 入射到该投影用变焦透镜，且通过该投影用变焦透镜被投影到配置在纸面左侧方向的屏幕 (未图示）上。
[0036] 还有，在图1中，只记述了 1个图像显示面1，但也可W构成为，在投影型显示装置 中，通过分色光学系统将来自光源的光束分离成=原色，针对各原色用配设3个光阀，使之 可W显示全彩色图像。
[0037] 本实施方式的投影用变焦透镜，由从放大侧依次具有负光焦度的第1透镜组G1、 和具有正光焦度的第2透镜组G2而成的实质上2个透镜组构成。变倍时使第1透镜组Gl 和第2透镜组G2沿光轴方向移动而构成。
[0038] 在图1的上段、下段，分别表示该投影用变焦透镜的广角端、望远端的透镜配置。 图1所示的示例的投影用变焦透镜，如图1的箭头所概略性地示出，其构成方式为，从广角 端向望远端的变倍时，第1透镜组Gl向缩小侧移动，第2透镜组G2向放大侧移动。
[0039] 第1透镜组G1，只由使凸面朝向放大侧的作为负弯月透镜的第1透镜Ll而成的实 质上运1片透镜构成。第2透镜组G2,由从放大侧依次作为正透镜的第2透镜L2、使凸面 朝向放大侧的作为正弯月透镜的第3透镜L3、作为负透镜的第4透镜L4、作为正透镜的第 5透镜L5而成的实质上的4片透镜构成。
[0040] 在例如图1所示的例子中，透镜L2由双凸透镜构成，透镜L3由使凸面朝向放大侧 的正弯月透镜构成，透镜L4由双凹透镜构成，透镜L5由双凸透镜构成，全系统的全部的透 镜是不接合的单透镜，是球面透镜。
[0041] 该投影用变焦透镜，因为从放大侧依次配置负透镜组、正透镜组，所W成为退焦式 的光学系统，有利于广角化，并且有利于确保用于配置光束分离光学系统等所需要的长后 截距。
[0042] 通过透镜直径容易变大的第1透镜组Gl由1片负弯月透镜构成，可W低成本地制 作。另外，因为可W轻量地构成，所W能够减轻在变倍时工作的驱动系统的负担，有利于装 置的低成本化和小型化。
[0043] 还有，第1透镜组G1，也可W作为在投影距离变化时沿光轴方向移动而进行调焦 的聚焦群使之发挥功能，运种情况下，通过使第1透镜组Gl为1片结构，能够有利于减轻驱 动系统的负担。
[0044] 除了第1透镜组Gl的上述构成W外，通过W上述方式构成第2透镜组G2的第2 透镜L2~第5透镜L5,有利于一边作为小型的透镜系统，一边实现投影用光学系统所需要 的小F数而良好地校正像差。
[0045] 特别是该投影用变焦透镜因为全系统的透镜片数少达5片，所W能够成为简单的 构成，可W低成本地制作。如图1所示的例子，全系统的全部的透镜是没有接合的单透镜， 球面透镜时在成本上更有利。
[0046] 另外，就该投影用变焦透镜而言，全系统的正透镜之中的至少1个，其构成为，在 如图2所示运样的W对d线的阿贝数Vd为横轴、W对d线的折射率Nd为纵轴的正交坐标 中，具有比通过（V山Nd) = (55,1. 65)和（V山Nd) = (34,1. 75)运2点的直线而折射率 低的一侧的范围（图2中由斜线表示的范围）的阿贝数和折射率的值。
[0047] 在从放大侧依次配置负、正的透镜组，且由上述运样的第1透镜Ll~第5透镜L5 构成的透镜系统中，W上述方式限定至少1个正透镜的材质的选择范围，能够抑制透镜系 统的成本，能够实现低成本化。
[0048] 还有，作为使用图2的斜线范围的材质的正透镜，如果选择容量大的透镜，则能够 进一步提高成本削减效果。例如，在图1所示的例子中，第2透镜L2的材质使用的是包含 在图2的斜线范围的。
[0049] 另外，该投影用变焦透镜，还W满足下述条件式（1)~（3)的方式构成。
[0050] Ndl< 1. 70 …(1)
[0051] Nd2>1.65 …似
[0052] Nd3 > 1.65 …(3)
[005引其中，
[0054]Ndl:第1透镜的对d线的折射率，
[005引 Nd2 :第