专利名称：：变焦透镜及投影仪的制作方法
技术领域：
：本发明涉及向屏幕投射由液晶面板等形成的图像用的变焦透镜及装入该变焦透镜的投影仪。
背景技术：
：作为投影仪用的变焦透镜，已经存在一种具有从屏幕侧从前向后由负、正、正、负、正及正组合的第1~第6透镜群，变倍时，使第l及第6透镜群固定，第2~第5透镜群移动的变焦透镜(参见专利文献1)。此外，作为另一种变焦透镜，已经存在一种从前向后具有负、正、正及正组合的第1~第4透镜群，变倍时，使第4透镜群固定，第1~第3透镜群全部向同一方向移动的变焦透镜(参见专利文献2)。作为再一种变焦透镜，已经存在一种从前向后，具有负、正、负及正组合的第1~第4透镜群，变倍时，使第4透镜群固定，第1~第3透镜群全都向同一方向移动的变焦透镜(参见专利文献3)。此外，作为其他变焦透镜，已经存在一种从前向后具有负、正、正及正组合的第1~第4透镜群，变倍时，使第1及第4透镜群固定，第2及第3透镜群移动的变焦透镜(参见专利文献4)。专利文献1:特2005-338702号公报专利文献2:特2001-188172号公报专利文献3:特2004-85979号公报专利文献4:特2001-124989号公报但是，专利文献1的变焦透镜，尽管由6个透镜群组成，结构复杂，但是半画面角度却在35度以下，变倍比也只有1.4倍左右。近年来，由于想要在狭窄的房间内投射大的图像的要求与日俱增，因而希望投射用的变焦透镜广角化，加之，为了扩大设置的自由度，还希望有高变倍比的变焦透镜。另外，为了作为投射装置整体的小型化和降低成本，变焦透镜的小型化和构成个数的减少也成了重要的问题。此外，专利文献2的变焦透镜，广角端的F值达到2，但是^L场角窄，构成透镜的个数多。此外，在该变焦透镜中，变倍比也是l.3,窄。专利文献3的变焦透镜，构成透镜的个数少，视场角宽，但是广角端的F值为2.5而且暗。此外，在该变焦透镜中，变倍比也是1.2，窄。专利文献4的变焦透镜，在其第1示例中，广角端的F值达到1.5，但是视场角窄，构成透镜的个数多。此外，在其第2示例中，广角端的F值达到2，视场角也有69。，宽，但是变倍比为1.2，窄。
发明内容因此，本发明的目的是提供一种可以容易地达到小型化和降低成本的、可以适应广角化和高变倍比要求的变焦透镜。此外，本发明的目的是提供一种具有上述变焦透镜的投影仪。为了解决上述问题，按照本发明的变焦透镜，其特征在于，它具备从放大侧开始依次配置的具有负放大率的第1透镜群、具有正放大率的第2透镜群、具有正放大率的第3透镜群和具有正放大率的第4透镜群，从广角侧向望远侧变焦时，第1透镜群M大侧向缩小侧移动，第2及第3透镜群从缩小侧向放大侧移动，第4透镜群固定，在广角端状态下，透镜的全长最长。在上述变焦透镜中，从望远侧向广角侧变焦时，第l透镜群从缩小侧向放大侧移动，由于在广角端透镜的全长变长，故即使在实现比较大的视场角的情况下，广角时的像差修正也比较容易，也比较容易达到高变倍比。这样，广角化和高变倍比的实现变得容易，例如，与构成透镜的个数少、尺寸缩小对应的小型化和降低成本也变得比较容易达到。此外，若采用本发明的具体方面或形态，第1透镜群由3枚负透镜和至少l枚正透镜构成，在第l透镜群中，具有最弱的负放大率的透镜是非球面透镜，在广角端的状态下，全系统的焦距设为Fw，第l透镜群的焦距设置为F1时，满足以下条件式0.25<|Fw/Fl|<0.45...(1)在这种情况下，第l透镜群由3枚负透镜和至少l枚正透镜构成，作为整体的透镜直径小的同时，可以减少像差的发生。另外，在第l透镜群中，具有最弱负放大率的透镜是非球面透镜，使有效地修正诸像差成为可能的同时，容易受温度、湿度等环境变化影响的树脂材料等用作非球面透镜也成为可能。而且，通过满足涉及第l透镜群放大率的上述条件式(l)，不仅抑制在视场角大的广角透镜上特别容易成为问题的像散现象和畸变像差的发生，同时由于插入三板式投影仪所需要的分色棱镜等可以确保焦点后移。若超过条件式(l)的下限，则第l透镜群的负放大率过弱，无法使从广角入射的轴外光线充分折射，使第l透镜群整体变大的同时，第2透镜群以后也增大。此外，若第l透镜群的负放大率过弱，则负焦点后移性变弱，难以由于在第4透镜群与缩小侧共轭面之间插入色合成棱镜而确保焦点后移。反之，若超过条件式(l)的上限，则第l透镜群的负放大率过强，则第1透镜群内的像散现象和畸变像差的发生变得激烈，产生构成透镜的枚数增大的必要性，对成本不利，第2透镜群像差修正变得困难。在本发明的另一个形态中，第1透镜群M大侧起依次由凸面向着放大侧的负凹凸透镜(第l透镜)、第l透镜群中负放大率最弱的凸面向着放大侧的负凹凸透镜(第2透镜)、由正透镜及负透镜组成在缩小侧具有凹面的负放大率的接合透镜(第3透镜)和凸面向着放大侧的正透镜(笫4透镜)组成的4群5枚透镜构成。这里，第1透镜群最靠近放大侧配置的第1透镜，通过设置凸面向着放大侧的深弯月面形状的负透镜，可以使覆盖宽视场角的轴外光线充分折射，具有使后续第2透镜以后的透镜直径变小的作用。此外，第2透镜具有弱的负放大率，通过实施非球面，使对第l透镜发生的像散现象和畸变像差进行效率良好的修正成为可能。此外，通过减弱第2透镜的负放大率，使容易受温度、湿度等环境变化影响的树脂材料的使用成为可能。而且，第3透镜，可以用正/负透镜或负/正透镜的接合透镜构成，起抑制第4透镜的正透镜和第l透镜群中发生的颜色像差的作用。另外，在上述的第l透镜群用负透镜3枚、正透镜2枚构成的情况下，第3透镜中，由于构成它的负透镜具有双凹面形状的强的负放大率，釆取和正透镜的接合透镜，在可以得到稳定的性能上是有利的。在本发明的再一种形态中，第1透镜群，从放大侧起依次用由凸面向着放大侧的负凹凸透镜(第l透镜)、第l透镜群中负放大率最弱的凸面向着放大侧的负凹凸透镜(第2透镜)、第l透镜群中负放大率最强的双凹形状的负透镜(第3透镜)和双凸形状的正透镜(第4透镜)组成的4群4枚透镜构成。这里，第1透镜通过设置凸面向着放大侧的深弯月面形状的负透镜，可以使覆盖宽视场角的轴外光线充分折射，具有减小后续的第2透镜以后的透镜直径的作用。此外，第2透镜通过具有弱的负放大率，实施非球面，使对第1透镜发生的像散现象和畸变像差进行效率良好的修正成为可能。此外，通过减弱第2透镜的负放大率，也可以使容易受温度、湿度等环境变化影响的树脂材料等的使用成为可能。在本发明的再一种形态中，其特征在于，第2透镜群由在放大侧具有凸面的正的单透镜构成，在广角端状态下，全系统焦距设为Fw,第2透镜群的焦距设为F2时，满足以下条件式0.l<Fw/F2<0.35...(2)以上的第2透镜群，主要有在缩放时承担变倍的作用，但是通过适当分配正放大率，可以在抑制球面像差发生的同时，控制变倍时的移动量，可以使整体小型化。若超过条件式(2)的下限，第2透镜群的正放大率过分变弱，则从广角端向望远端变倍时第2透镜群的移动量增大，难以小型化。反之若超过条件式(2)的上限，第2透镜群的正放大率过强，特别是难以把球面像差的发生抑制小，无法用1枚正透镜构成第2透镜群。此外，变倍时的像差改变也不宜增大。在本发明的再一种形态中，第3透镜群，从放大侧起依次用由负透镜及正透镜组成的接合透镜、凸面向着缩小侧的正透镜构成，接合透镜至少缩小侧的面是非球面。以上的第3透镜群，对第1透镜群及第2透镜群残留的诸像差进行f"正的同时，通过光圏的光线偏离光轴行进，最后起获得良好的远心特性的作用。因此，第3透镜群，由负透镜和正透镜构成凸面向着缩小侧呈弯月面形状的接合透镜和凸面向着缩小侧的正透镜的3枚构成，而且该接合透镜缩小侧的面设置为非球面，以此可以有效地修正球面像差。此外，由于配置在第3透镜群的放大侧的负透镜可以保持单个强大的放大率，通过设置后续的正透镜和接合透镜，可以减小变焦透镜装配时波动的发生。在本发明的再一个形态中，第4透镜群由在放大侧具有凸面的正的单透镜构成，广角端状态下，全系统的焦距设置为Fw，第4透镜群的焦距设置为F4时，满足以下条件式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>...(3)以上的第4透镜群，即使在从第1透镜群到第3透镜群变焦时，也不会使已经良好修正的诸像差恶化，具有用来得到远心性能的作用。若超过条件式(3)的下限，第4透镜群的正放大率过分减弱，则难以充分确保远心性。此外，为了满足远心特性，不增大第3透镜群的正放大率，就无法平衡良好地修正球面像差和像面弯曲。反之，若超过条件式(3)的上限，第4透镜群的正放大率过分增强，则在第4透镜群只由1枚正透镜构成的情况下，特别是在画面的周围部分难以把^^差的发生抑制小。按照本发明的投影仪，具有形成图像的图像形成部件；和投射通过图像形成部件形成的图像的上述变焦透镜。上述投影仪中，由于采用广角时像差容易修正，也容易达到高变倍比的变焦透镜，小型价廉，同时在狭窄的房间里也可以投射大图像。图l(A)、(B)是与第1实施形态相关的变焦透镜的构成图；图2表示实施例1广角端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图3表示实施例1中间焦距处的球面像差、像散现象及畸变像差；图4表示实施例1望远端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图5是与第2实施形态相关的变焦透镜的构成图6表示实施例2广角端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图7表示实施例2中间焦距处的球面像差、像散现象及畸变像差；图8表示实施例2望远端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图9是与第3实施形态相关的变焦透镜的构成图IO表示实施例3广角端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图ll表示实施例3中间焦距处的球面像差、像散现象及畸变像差；图12表示实施例3望远端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图13是与第4实施形态相关的变焦透镜的构成图14表示实施例4广角端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图15表示实施例4中间焦距处的球面像差、像散现象及畸变像差；图16表示实施例4望远端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图17是与第5实施形态相关的变焦透镜的构成图18表示实施例5的广角端处的球面像差、像散现象及畸变像差；图19表示实施例5中间焦距处的球面像差、像散现象及畸变像差；图20表示实施例5望远端处的球面像差、像散现象及畸变像差；而图21表示具有上述各实施形态的变焦透镜的投影仪。符号的说明2，102，202，302，402,502变焦透镜10第l透镜群11负凹凸透镜12负凹凸透镜13接合透镜13a正透镜13b负透镜15正透镜20第2透镜群30第3透镜群31接合透镜31a负透镜31b正透镜33正透镜40第4透镜群50合成棱镜61光源装置63分离照明系统65光调制部65a，65b,65c《67交叉分色棱镜69投射透镜660投影仪OA光轴ST光圈OS物面OPl-'0P3光路SA系统光轴具体实施方式第1实施形态图l表示本发明的第1实施形态的变焦透镜的透镜结构。图l(A)及l(B)表示在各自广角端(wide)及望远端(tele)中变焦透镜状态2种状态。图l所示的变焦透镜2，用来把物面OS上的图像放大投射在图中没有示出的屏幕上，从作为放大侧的屏幕侧(在图1中左侧)向物面OS侧依次配置有负放大率的第1透镜群10、正放大率的第2透镜群20、正放大率的第3透镜群30和正放大率的第4透镜群40。其中，所谓透镜群一词，表示由1枚以上的透镜组成，也包含由1枚透镜构成的情况。因此，在以下说明中，第2透镜群20及第4透镜群40，各由单一的透镜构造，但为方便起见，仍采用「透镜群」的名称。变焦透镜构造得物面OS侧大致是远心的。此外，变焦透镜2的后端处的第4透镜群40和配置了液晶显示面板的物面OS之间，配置合成3色像用的合成棱镜50。另外，关于必须配置其他2色液晶显示面板的物面，尽管图中省略，但是与图示的物面OS是等价配置的。在图1中，从物面OS上各个物点，以与垂直于物面OS的光轴平行的主光线为中心，发射出具有一定的展宽(发散)的光束，向左侧行进，通过变焦透镜2，投影在屏幕上。在该变焦透镜2中，进行缩放，亦即进行变倍时，第4透镜群40处于固定状态，第1、第2及第3透镜群10，20，30可以在光轴OA上移动。若对从广角端侧向远望端侧的变倍进行说明，则在3个可动的透镜群10，20，30中，第1透镜群10沿着光轴OA向物面侧慢慢移动，第2及第3透镜群20，30，在改变相互的间隔的同时，沿着光轴OA向屏幕侧慢慢移动。反之，若对从远望端侧向广角端侧的变倍进行说明，则在3个可动的透镜群10，20，30中，第1透镜群10沿着光轴OA向屏幕侧徐徐移动，第2及第3透镜群20，30，在改变相互的间隔的同时，沿着光轴OA向物面OS侧徐徐移动。另外，在改变到屏幕的距离的情况下的聚焦，可以通过第1透镜群10在光轴OA的方向上移动进行。第1透镜群10，从屏幕侧(放大侧)向物面OS侧(缩小侧)依次由包含凸面向着屏幕侧的1的负凹凸透镜ll、凸面向着屏幕侧的第2负凹凸透镜12和凹面向着物面OS侧的负放大率的接合透镜13、屏幕侧及物面OS侧双凸的正透镜15的4群5枚透镜构成，变倍时沿着光轴OA整体移动。其中，第2负凹凸透镜12具有第1透镜群10中最弱的负放大率，接合透镜13由配置在屏幕侧凹面向着屏幕侧的正凹凸透镜13a和配置在物面0S侧的双凹负透镜13b组成。第1透镜群10中配置在最靠近屏幕侧的第1负凹凸透镜11，做成凸面向屏幕侧的深弯月形状，可以使覆盖宽阔视场角的轴外光线充分折射。通过使第1负凹凸透镜11呈现这样的形状，可使后续的透镜12，13，15的透镜直径变小。第2负凹凸透镜12，通过采用树脂材料等形成的非球面透镜，可以高效地修正由第1负凹凸透镜ll发生的像散现象和畸变像差。此时，通过使第2负凹凸透镜12的负放大率减弱，即使用树脂材料形成，环境变化也难以发生影响。接合透镜13，连同下一个正透镜15，具有把第1透镜群10内发生的色像差抑制小的作用。对于该第1透镜群10，设其焦距为Fl，在广角端状态下，全系统的焦距为Fw，满足下一个条件式0.25<|Fw/Fl|<0.45...(1)就是说，第1透镜群10，由于把放大率加强到不低于条件式(l)的下限，便可以使从宽阔的角度入射的轴外光线充分折射，防止第1透镜群10整体和第2透镜群20以后(的透镜群)增大。此外，第1透镜群10，如上所述，由于适度加强放大率，可以确保焦点后移性，可以充分确保在第4透镜群40和物面0S之间插入合成棱镜50所要求的焦点后移。另一方面，第1透镜群10，由于把放大率抑制到不超过条件式(l)的上限，便于不增加透镜构成个数，也可以抑制第1透镜群10内的像散现象和畸变像差的发生，对成本有利。第2透镜群20，只由屏幕侧及物面OS侧双凸的正单透镜組成，变倍时，沿着光轴OA移动。第2透镜群20，通过适当分配正放大率，特别是在抑制球面像差发生的同时，控制变倍时的移动量，便可能使透镜整体小型化。在该第2透镜群20方面，将其焦距设置为F2时，满足以下条件式0.l<Fw/F2<0.35...(2)就是说，第2透镜群20，由于把放大率增强到不低于条件式(2)的下限，可抑制广角端及望远端间变倍时第2透镜群20移动量的增大，有利于变焦透镜2的小型化。另一方面，第2透镜群20，由于抑制放大率使之不超过条件式(2)的上限，特别是可以把球面像差的发生抑制小，也可以减少变倍时1象差的变4匕。第3透镜群30，从屏幕侧起依次由包含凸面向着物面OS侧的接合透镜31、在屏幕侧及物面OS侧双凸的正透镜33的2群3枚透镜构成，变倍时，它们沿着光轴OA整体移动。其中，接合透镜31，由配置在屏幕侧的双凹负透镜31a和配置在物面0S的双凸正透镜31b组成。以上的第3透镜群30，在修正第1透镜群10及第2透镜群20残留的球面像差以外的诸像差的同时，使通过光圏ST的光线渐渐隔开光轴OA行进，最后起得到良好的远心特性的作用。此时，通过把接合透镜31物面OS侧的凸面做成非球面，有效地抑制球面像差。此外，在第3透镜群30方面，由于接合透镜31的配置在屏幕侧的负透镜31a单个保持强大的放大率，与后续的正透镜31b组合形成接合透镜，以此可以减小变焦透镜装配时质量波动的发生。第4透镜群40，只由屏幕侧及物面0S侧双凸的正单透镜组成，变倍时，沿着光轴0A移动。第4透镜群40，通过第1透镜群10到第3透镜群30进行变倍时，不使已经良好修正的诸像差恶化，可以确保远心性。在该第4透镜群40方面，把笫4透镜群的焦距设置为F4时，满足以下条件式0.05<Fw/F4<0.3...(3)就是说，第4透镜群40，由于把放大率增强到不低于条件式(3)的下限，不增大前级的第3透镜群30的正放大率，也可以充分确保远心性。另夕卜，在为了确保远心特性增大第3透镜群30正放大率的情况下，无法平衡良好地修正球面像差和像面弯曲。另一方面，第4透镜群40，由于抑制放大率使之不超过条件式(3)的上限，尽管第4透镜群40只由1枚正透镜构成，可以把特别是画面周围部分像差的发生抑制小。实施例1下面，就图1所示的变焦透镜2的数值所规定的实施例1进行说明。以下表1表示实施例1变焦透镜2的透镜数据。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>该表l的上栏，r面序号j是从屏幕侧起依次给各个透镜面附加的序号。此外，rr」表示曲率半径，rdj表示与下一个面间的透镜厚度或者空气空间。另外，rNd」表示在透镜材料d线中的折射率，rVdj表示在透镜材料的d线中阿贝数。另外，「D」栏中，距离d0，d9，dll，dl7表示可变间隔，表i的中栏，r广角端」、r中焦距』及r望远端」中表示各距离d0，d9，dll，dl7的数值。在本实施例l中，第1~第4透镜群10~40，基本上均形成为球面，但是如上所述，上述的第2负凹凸透镜12的入出射面(表1的3面及4面)和接合透镜31的出射面做成非球面。从它们的非球面形状的光轴方向的面顶点的位移量x，设c为近轴曲率半径的倒数，设h为从光轴起的高度，设k为圆锥系数，设A04A12为高次非球面系数时，用下式表示x。c'h2.........—+A04*h4+A06'h6+A0g.h8+A10.h，。+Al2'h"在本实施例i的情况下，在上述非球面式中，各系数rkj、rA04j~rAi2j的数值如表i的下栏所示。本实施例1的变焦透镜2的结果的规格是，焦距f是f=10.5~15.75，f数FNo-1.71.95，此时的视场角2co为2o=85.0。~62.9。。图2是本实施例1广角端诸像差图，表示在放大侧(屏幕侧)距离设置为2m的情况下缩小侧(物面OS侧)的诸像差。诸像差图的左端，表示在基准波长550nm和其他波长610nm、460nm下各色的球面像差，诸像差图的中央表示波长550nm下的像散现象，诸像差图的右端表示波长550nm下的畸变像差。图3是本实施例1中间焦距下诸像差图，与图2相应，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。图4是本实施例1望远端的诸像差图，与图2相应，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。第2实施形态图5表示与第2实施形态相关的变焦透镜的透镜构成。在这种情况下，表示广角端的变焦透镜102。本实施形态的变焦透镜102是图l所示的第1实施形态的变焦透镜2的变形，不特别说明的部分具有与第1实施形态的变焦透镜2相同的构造。图5所示的变焦透镜102，具有从屏幕侧向物面OS侧依次配置的负方文大率的第1透镜群10、正放大率的第2透镜群20、正放大率的第3透镜群30和正方文大率的第4透镜群40。变焦透镜102的物面OS侧大致变为远心，在第4透镜群40和物面OS之间配置合成棱镜50。若从广角端侧向望远端侧的变倍作一说明，则在3个可动的透镜群10，20，30中，第1透镜群10沿着光轴OA向物面OS侧渐渐移动，第2及第3透镜群20，30，在改变相互的间隔的同时，沿着光轴OA向着屏幕侧渐渐移动。反之，若就从望远端侧向广角端侧的变倍作一说明，则在3个可动的透镜群10，20,30中，第1透镜群10沿着光轴OA向着屏幕侧渐渐移动，第2及第3透镜群20,30在改变相互的间隔的同时沿着光轴OA向物面OS侧渐渐移动。另外，在到屏幕的距离发生变化的情况下的聚焦，通过使第1透镜群10向光轴OA方向移动进行。第1透镜群10的构造,和第1实施形态的变焦透镜2的情况大致相同，但接合透镜13由配置在屏幕侧的双凸正透镜13a和配置在物面OS侧的双凹的负透镜13b组成。第3透镜群30,从屏幕侧起依次用包含凸面向着物面OS侧的接合透镜31和凸面向着物面OS侧的正凹凸透镜33的2群3枚透镜构成，接合透镜31由配置在屏幕侧凹面向着屏幕侧的负凹凸透镜31a和配置在物面OS侧凸面向着物面OS侧的正凹凸透镜31b组成，接合透镜31的物面OS侧，就是说，正凹凸透镜31b的凸面做成非球面。第4透镜群40只由凸面向着屏幕侧的正单透镜组成。该变焦透镜102也和图1所示的第1实施形态的变焦透镜2的情况一样，满足条件式(l)~(3)，得到第1实施形态的变焦透镜2—样的特性。实施例2下面，就图5所示的变焦透镜102的数值所规定的实施例2作一说明。以下的表2表示实施例2变焦透镜102的透镜数据。表2实施例2f-9.814.7FNo=1』72.122o)=88.9*~秘，5'01糊糾220鹏356-2環7732.2fl1§1.0,瞎9-2汰,1040.04911-227.153光囿}3-，8,571141516-13S.3右817-19'4512M6219638.5糾2021與可变间隔广角端中间焦距望远端2000.002,加2舰00d錢徵241謹謂8.1113眉譜2.009.2115.77非球面系数腦娜A眺3面3.328S9E-054面234623E-OS15面L柳蛇—稀A;20力0,E+OQ-8.04滩使-，60,0000。E+加在该表2的上栏，表示r面序号j、rr」、rDj、rNd」、rvdj171.525001.772501.柳M2，.5673223,7錢亂7023.78■3,42.84，846661.693501.4S糊1J970023.7錢S3.34歸l錢1,616锡働4.513.50@力01,30则748363们S§经d2Qoo1cjftjrt^2等M素。此外，在表2的中栏表示本实施例2的r广角端」、r中焦距j及r望远端」中各距离d0，d9，dll，dl7的数值。在本实施例2中，也和表1所示的实施例1的情况一样，3面、4面及15面做成非球面，具有与表2下栏所列各个系数rkj、rA04j~rAi2j对应的非球面形状。本实施例2的结果的规格是，焦距f是f=9.8~14.7，f数FNo-l.87~2.12，此时的一见场角2co变为2co=88.9°~66.5。。图6是本实施例2的广角端诸像差图，表示放大侧距离2m下缩小侧的诸像差。诸像差图的左端，表示基准波长550nm和其他波长610nm、460nm下各色的球面像差，诸像差图的中央表示波长550nm下的像散现象，诸像差图的右端表示波长550nm下的畸变像差。图7是本实施例2中间焦距下的诸像差图，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。图8是本实施例2望远端的诸像差图，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。第3实施形态图9表示与第3实施形态相关的变焦透镜的透镜构成。在这种情况下，表示广角端的变焦透镜202。本实施形态的变焦透镜202，是图l所示的第1实施形态变焦透镜2的变形，不特别说明的部分和第1实施形态的变焦透镜2具有相同的构造。图9所示的变焦透镜202，具有从屏幕侧向物面OS侧依次配置的负放大率的第1透镜群10、正放大率的第2透镜群20、正放大率的第3透镜群30和正放大率的第4透镜群40。变焦透镜202的物面OS侧大致为远心，第4透镜群40和物面OS之间配置合成棱镜50。若就从广角端侧向望远端侧的变倍作一说明，则在3个可动的透镜群10，20，30中，第1透镜群10沿着光轴OA向物面OS侧渐渐移动，第2及第3透镜群20，30在改变相互的间隔的同时沿着光轴0A向着屏幕侧渐渐移动。反之，若就从望远端侧向广角端侧的变倍作一说明，则在3个可动透镜群10，20，30中，第1透镜群10，沿着光轴OA向着屏幕侧渐渐移动，第2及第3透镜群20,30，在改变相互的间隔的同时沿着光轴OA向物面OS侧渐渐移动。另外，在到屏幕的距离发生变化的情况下的聚焦，通过使第1透镜群10向光轴OA方向移动进行。第1透镜群10的构造，和第l实施形态的变焦透镜2的情况大致相同，但接合透镜13由配置在屏幕侧的双凹负透镜13a和配置在物面OS侧凸面向着屏幕侧的正凹凸透镜13b组成。第2~第4透镜群20~40具有与第1实施形态的变焦透镜2相同的构造。在该变焦透镜202中，也和图l所示的第1实施形态变焦透镜2的情况一样，满足条件式(l)~(3)，可得到与第1实施形态的变焦透镜2相同的特性。实施例3下面，就图9所示的变焦透镜202的数值所规定的实施例3作一说明。以下的表3表示实施例3变焦透镜202的透镜数据。表3可变间隔广角端中间焦距望处WdO加0O.禱20D0,柳2加0,加d930.3512.292.04dlt13.2215.54d172力08.B014.66非球面系数3面4圃15面Ka00OOE+00-2,5,呢-0，，,2加1f錢E"051,5428SE~C2J6775E"0SA10-1,84428E13-6.4670犯-13-3.17684E-13该表3的上栏表示r面序号j、rrj、rD」、rNdj、rvd』等各要素。此外，表3的中栏表示本实施例3的r广角端j、r中焦距j及r实施例3f=9.8M.7Ftfo=I."~2,02<o-88.9。66,5'面序号，40,23622，.53341頂S5-，t禱，6734.378&■091045.962"光菌徴，3-21,8551412嫌415-31.4721S1SS,03;3t7—亂1S31841細1920效21附,J05，St,84綱1,4柳01扁鄉i扁抑23,7856,7049.錢25.463J523,7861.2581,617議64.202湖4.S43,504.20瓜234加3,040§.咖O湖譜3o-!oI-o望远端j处的各个距离d0，d9，dll，dl7的数值。在本实施例3中，也和表1所示的实施例1的情况一样，面3、4面及15面^:成非球面，具有与表3的下栏所示的各个系数rk」、rA04j~rAi2j对应的非球面形状。本实施例3的结果的规格是，焦距f是f-9.8~14.7，f数FNo-l.77~2.0，此时的视场角2w变为2a)=88.9°~66.5。。图IO是本实施例3广角端的诸像差图，表示放大侧距离2m下缩小侧的诸像差。诸像差图的左端，表示基准波长550nm和其他波长610nm、460nm下各色的球面像差，诸像差图的中央表示波长550nm下的像散现象，诸像差图的右端表示波长550nm下的畸变像差。图11是本实施例3的中间焦距下的诸像差图，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。图12是本实施例3的望远端的诸像差图，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。第4实施形态图13表示与第4实施形态相关的变焦透镜的透镜构成。在这种情况下，表示广角端的变焦透镜302。本实施形态的变焦透镜302,是图1所示的第1实施形态变焦透镜2的变形，不特别说明的部分与第1实施形态的变焦透镜2具有相同的构造。图13所示的变焦透镜302,具有从屏幕侧向物面OS侧依次配置的负放大率的第1透镜群310、正放大率的第2透镜群20、正放大率的第3透镜群30和正^L大率的第4透镜群40。变焦透镜302的物面OS侧大致为远心，第4透镜群40和物面OS之间配置合成棱镜50。若就从广角端侧向望远端侧的变倍作一说明，则在3个可动的透镜群310，20，30中，笫1透镜群310沿着光轴OA向物面OS侧渐渐移动，第2及第3透镜群20，30，在改变相互的间隔的同时沿着光轴OA向着屏幕侧渐渐移动。反之，若就从望远端侧向广角端侧的变倍作一说明，则在3个可动的透镜群310，20，30中，第1透镜群310沿着光轴OA向着屏幕侧渐渐移动，第2及笫3透镜群20,30，在改变相互的间隔的同时沿着光轴OA向物面os侧渐渐移动。另外，在到屏幕的距离发生变化的情况下的聚焦，通过使第1透镜群310向光轴OA方向移动进行。第1透镜群310的构造，和第1实施形态的变焦透镜2的情况大致相同，但不用图1的接合透镜13,而配置双凹形状的负透镜313。就是"i兑，第1透镜群310用4群4枚透镜构成。第2透镜群20，由凸面向着屏幕侧的正凹凸透镜组成。第3及第4透镜群30，40，具有与第l实施形态的变焦透镜2相同的构造。在该变焦透镜302中，也和图l所示的第l实施形态的变焦透镜2的情况一样，满足条件式(1)~(3)，得到与第l实施形态的变焦透镜2相同的特性。实施例4下面，就图13所示的变焦透镜302的数值所规定实施例4作一说明。以下的表4表示实施例4的变焦透镜302的透镜数据。表4实施例4<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>-3.887弱￡-，S&鹏0腿+加该表4的上栏表示r面序号j、rr』、rDj、rMj、rvd」等各要素。此外，表4的中栏表示本实施例4的r广角端j、r中焦距」及r望远端j各个距离d0，d8，d10,dl6的数值。在本实施例4中，也和表1所示的实施例1的情况一样，3面、4面及14面做成非球面，具有与表4的下栏所列各个系数rkj、rA04j~rAi2j对应的非球面形状。本实施例4的结果的规格是，焦距f是f=9.8~14.7，f数FNo-l.91~2.16，此时的视场角2co变为2(0=88.9°~66.5。。图14是本实施例4的广角端中诸像差图，表示放大侧距离2m下缩小侧的诸像差。诸像差图的左端，表示基准波长550nm和其他波长610nm、460nm下各色的球面像差，诸像差图的中央表示波长550nm下的像散现象，诸像差图的右端表示波长550nm下的畸变像差。图15是本实施例4的中间焦距下的诸像差图，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。图16是本实施例4望远端的诸像差图，左端表示各色的球面像差，中央表示〗象散现象，右端表示畸变像差。第5实施形态图17表示与笫5实施形态相关的变焦透镜的透镜构成。在这种情况下，表示广角端的变焦透镜402。本实施形态的变焦透镜402，是图13所示的第4实施形态的变焦透镜302的变形，不特别说明的部分具有和第4实施形态的变焦透镜相同的构造。图17所示的变焦透镜402,具有从屏幕侧向物面OS侧依次配置的负放大率的第1透镜群310、正放大率的第2透镜群20、正放大率的第3透镜群30和正放大率的第4透镜群40。变焦透镜402的物面OS侧大致为远心，在第4透镜群40和物面OS之间配置合成棱镜50。若就从广角端侧向望远端侧的变倍作一说明，则在3个可动的透镜群310，20，30中，第1透镜群310沿着光轴OA向物面OS侧渐渐移动，第2及第3透镜群20,30在改变相互的间隔的同时沿着光轴0A向着屏幕侧渐渐移动。反之，若就从望远端侧向广角端侧的变倍作一说明，则在3个可动的透镜群310,20，30中，第1透镜群310沿着光轴OA向着屏幕侧渐渐移动，第2及第3透镜群20，30在改变相互的间隔的同时沿着光轴OA向物面OS侧渐渐移动。另外，到屏幕的距离发生变化的情况下的聚焦，通过使第1透镜群310向光轴OA方向移动进行。第2透镜群20只由在屏幕侧及物面OS侧双凸的正单透镜组成。第3透镜群30的构造，从屏幕侧起依次由包含凸面向着物面OS侧的接合透镜31和凸面向着物面OS侧的正凹凸透镜33的2群3枚透镜构成，接合透镜31由配置在屏幕侧的双凹负透镜31a和配置在物面OS的双凸正透镜31b组成，接合透镜31的物面0S侧，就是说，正透镜31b的凸面做成非球面。第l及第4透镜群310，40具有与第4实施形态的变焦透镜302相同的构造。在该变焦透镜402中，也和图l所示的第1实施形态的变焦透镜2等的情况一样，满足条件式(1)-(3)，可得到与第1实施形态的变焦透镜2等相同的特性。实施例5下面，就图17所示的变焦透镜402的数值所规定实施例5作一说明。以下的表5表示实施例5的变焦透镜402的透镜数据。表5实施例5f:U147,=i.gui2w=88,9'66-5*可变间隔广角端中间焦距望处項2000,加2D0O.OO2000加d840,64，8.392.363.073.442.加10.S51簡i系数3面4面14面K00咖0E+0C-2,50000E-01O.0OO0OE+OO2.49242E-051.55907E-05細-7,37664E"08-9,02703E,7.51651E—09鹏1.2邻14E-101.l引邻E-10A很-7,1640$E-1S2.80431E-12-5.53157E-13A12-4.5586&E-1500OO00E+OO该表5的上栏表示r面序号』、rrj、rd」、r要素。此外，表5的中栏表示本实施例5的r广角端jNdj、rVdj等各、r中间焦距j及r望远端」各个距离d0，d9，dll，dl7的数值。在本实施例5，也和表137鹏22.28031.994".7742謹237.205-"4,613DO-2扁9-53，-19&.93S-22.34036.014-112,320oo1,525001.77250.1雄站1,84卿t,翻31.49700t-站74949,6256.704,3US30加23.7S61.25,170.4484.20".911.405.503.387.91譜3.126.506,205加27.603.00Q123-457-89w圈光2345679oo8o3,d所示的实施例l，4的情况一样，3面、4面及15面做成非球面，具有与表5的下栏所列各个系数rkj、rA04」~rAi2j对应的非球面形状。本实施例5的结果的规格是，焦距f是f-9.8~14.7，f数FNo-1.92.21，此时的视场角2co变为2co=88.9。~66.5°。图18是本实施例5广角端的诸像差图，表示放大侧距离2m下缩小侧的诸像差。诸像差图的左端表示基准波长550nm和其他波长610nm、460nm下各色的球面像差，诸像差图的中央表示波长550nm下的像散现象，诸像差图的右端表示波长550nm下的畸变像差。图19是本实施例5的中间焦距的诸像差图，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。图20是本实施例5望远端的诸像差图，左端表示各色的球面像差，中央表示像散现象，右端表示畸变像差。第6实施形态接着，参见图21说明具有上述的变焦透镜2，102，202，302，402，502的投影仪660。该投影仪660具有，沿着系统光轴SA射出均匀的光源光的光源装置61、把从光源装置61射出的照明光分离为红、绿、蓝3色的分离照明系统63、用从分离照明系统63射出的各色照明光照明的光调制部65、把经过光调制部65的各色调制光合成的交叉分色棱镜67和投射从交叉分色棱镜67射出的像光用的投射透镜69。其中，光源装置61具有射出光源光的光源单元61a、把从该光源单元61a射出的光源光均匀地转换为规定的偏振方向的照明光的均一化光学系统61c。光源单元61a具有光源灯61ra和反射器61n。此外，均一化光学系统61c具有把光源光分割为部分光束用的第1透镜阵列61d、调节分割后的部分光束度宽的第2透镜阵列61e、聚集各部分光束的偏振方向的偏振光变换装置61g和以各部分光束为对象对照明区域进行重叠的入射重叠透镜61i。分离照明系统63具有，第l及第2分色反射镜63a，63b、光路弯曲用的反射镜63m，63n，63o，通过使系统光轴SA分为3个光路0P1~0P3，把照明光分离为蓝光LR、绿光LG及红光LB3种光束。另外，中继透镜LL1，LL2，把在入射侧的第1中继透镜LL1之前形成的像传递到大致原样不变地射出侧的场透镜63h，防止光扩散等造成的光的利用效率下降。光调制部66具有，3色照明光LB，LR，LG各自入射的3个液晶灯泡65a，65b，65c，经过场透镜63f，63g，63h入射各液晶灯泡65a，65b，65c的各色光LB，LG，LR，响应驱动信号，用像素单位进行强度调制。另外，各液晶灯泡65a，65b，65c具有，用一对偏振光板夹着液晶显示面板的构造。交叉分色棱镜67,具有交叉分色膜67a，67b，从各个液晶灯泡65a，65b，65c射出合成的调制的像光。作为投射透镜的变焦透镜2，102，202，302，402，502，把用交叉分色棱镜67合成的像光以适当的放大率作为彩色图像投射在图中没有示出的屏幕上。另外，构成各液晶灯泡65a，65b，65c的液晶面板做得与图1等所示的物面0S对应。在上述实施形态的投影仪660中，变焦透镜2，102，202,302，402,502，由于在物面OS上大致为远心，不会左右液晶显示面板的画质的角度依存性，可以把鲜明的图像投影在屏幕上。另外，变焦透镜2，102，202，302,402，502，如上所述，即使在以少的透镜实现比较大的视场角的情况下，也可以在广角时充分地进行像差修正，可以取比较大的高变倍比。因而，在把这样的变焦透镜2，102,202，302，402,502装入投影仪660时，在狭窄的房间里也可以投射大的图像，不仅可以提高设置的自由度，而且可以对投影仪660保持比较低的成本。另外，不用各液晶灯泡65a,65b，65c,而用由微反射镜构成的器件那样的光调制装置，也可以采用像电影和幻灯那样的图像形成部件。权利要求1.一种变焦透镜，其特征在于，具备从放大侧开始依次配置的具有负放大率的第1透镜群、具有正放大率的第2透镜群、具有正放大率的第3透镜群和具有正放大率的第4透镜群，从广角侧向望远侧变焦时，上述第1透镜群从放大侧向缩小侧移动，上述第2及第3透镜群从缩小侧向放大侧移动，上述第4透镜群固定，在广角端状态下，透镜的全长最长。全文摘要本发明提供一种可以容易地达到小型化和降低成本的可以适应广角化和高变倍比要求的变焦透镜。变焦透镜2从屏幕侧起具有负放大率的第1透镜群10、正放大率的第2透镜群20、正放大率的第3透镜群30和正放大率的第4透镜群40。若就从广角端侧向望远端侧的变倍作一说明，则在3个可动的透镜群10，20，30中，第1透镜群10沿着光轴OA向物面OS侧渐渐移动，第2及第3透镜群20，30在改变相互的间隔的同时，沿着光轴OA向着屏幕侧渐渐移动。文档编号G02B15/16GK101178474SQ20071016504公开日2008年5月14日申请日期2007年11月6日优先权日2006年11月6日发明者峯藤延孝申请人:精工爱普生株式会社