CN101441313A - 投影透镜及使用其的投影型显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影透镜，该投影透镜构成为其缩小侧为焦阑性的、且具有适当的后截距，该投影透镜以适用于前投式的投影透镜的方式，可达成透镜***整体上紧凑化及广视角化且是高解像度的。该投影透镜从放大侧起依次排列有具有负的折射力的第1透镜组(G₁)、和具有正的折射力的第2透镜组(G₂)而成，缩小侧被设为大致焦阑性的。另外，在第1透镜组(G₁)的最靠放大侧配置有非球面透镜。另外，满足式(1)、(2)。3＜Bf/f (1)0.4＜H/L (2)，f：整个***的焦距；Bf：空气换算后截距；H：在通过最靠放大侧的光轴上透镜面顶点的、且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度；L：从最靠放大侧的光轴上透镜面顶点至最靠缩小侧的光轴上透镜面顶点的距离。

Description

投影透镜及使用其的投影型显示装置

技术领域

本发明涉及一种放大投影来自液晶显示元件等光阀的显示信息等的投影透镜，尤其涉及适合于前投式投影型显示装置的投影透镜及使用其的投影型显示装置。

背景技术

近年，使用液晶显示装置或DMD显示装置等的光阀的投影型显示装置广泛地普及，尤其广泛利用通过使用3片该光阀，以分别对应于RGB3原色的照明光来调制这些各照明光，每个光阀所调制的光由棱镜等合成，且由投影透镜将图像显示在屏幕上的构成的装置。

如此，作为装载于将来自3片光阀的各调制光由色合成光学***合成且进行投影的类型的投影型的投影型显示装置的投影透镜，如上述，为了配置进行色合成的棱镜等，并且，为了避免热的问题，而需要大的后截距。进一步，在色合成光学***中，分光特性根据入射光的角度而变化，因此，投影透镜有必要持有从缩小侧观看的入射光瞳位于非常远地方的特性、即焦阑性。另外，需要明亮的透镜、和与光阀的解像度吻合的像差补正。

作为在某种程度上满足上述要求的投影透镜，公知的有例如下述专利文献1、2所记载的投影透镜。另外，本申请人也已向专利局公开了这种投影透镜(参照下述专利文献3)。

这些专利文献中所记载的投影透镜的视角皆为100度以上的广角透镜。

【专利文献1】专利公开2003-015033号公报

【专利文献2】专利公开2004-326079号公报

【专利文献3】专利申请2007-157248号说明书

但是，作为投影型显示装置，公知的有前投式装置和背投式的装置，该背投式的装置中，投影透镜配置在相对屏幕为与观赏者同一侧、且使由投影透镜射出的光成像在反射型屏幕上；该背投式的装置中，按照投影透镜及观赏者夹着屏幕的方式、使由投影透镜射出的光成像在透过型屏幕上。

其中，在背投式投影型显示装置中，公知的有例如，如背投式电视机那样，将光源至屏幕收纳在机柜，且朝向配设在机柜前面的屏幕，从配置在背面的投影透镜投影担持映像信息的光的构成。认为上述专利文献1～3的透镜，也装载有背投式投影型显示装置。

然而，在如此的背投式投影透镜中，以将机柜的厚度弄薄为目的，在透镜***中配设用于折回光轴的棱镜或镜子，沿光轴的透镜的全长变长，所以装置空间的尺寸本身无论如何都变大。从而，将上述公报记载的投影透镜使用在前投式投影型显示装置时，存在不能谋求装置的尺寸的紧凑化的问题。

另外，在前投式投影型显示***(包括显示装置及屏幕)，与背投式的比较，因对该***的设置空间的宽度设有限制也较多，所以要求缩短从显示装置至屏幕的工作距离，要求投影透镜的广视角化。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供缩小侧被构成为焦阑性的，且具有适合于近年的投影透镜的后截距的构成，进一步，尤其按前投式投影型显示装置所涉及的投影透镜也适用的方式，可在透镜***整体达成紧凑化及广视角化的高解像度的投影透镜；以及具有如此的投影透镜的投影型显示装置。

本发明的投影透镜，

从放大侧起依次排列具有负的折射力的第1透镜组和具有正的折射力的第2透镜组而成，其特征在于，

在上述第1透镜组的最靠放大侧配置有非球面透镜，并且，

整个***的缩小侧为大致焦阑性的，

满足以下条件式(1)、(2)：

3<Bf/f          ……(1)

0.4<H/L         ……(2)

式中，

f：整个***的焦距

Bf：空气换算后截距

H：在通过最靠放大侧的光轴上透镜面顶点的、且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度

L：从最靠放大侧的光轴上透镜面顶点至最靠缩小侧的光轴上透镜面顶点的距离。

另外，优选满足以下条件式(2′)、(3)：

0.5<H/L         ……(2′)

110°<2ω        ……(3)

式中，

ω：半视角

另外，上述第2透镜组，优选至少具有2面的接合面，且具有由阿贝数(对d线)为75以上的材料形成的至少2片正透镜。

另外，上述第2透镜组，优选至少具有1面非球面。

另外，优选在上述第1透镜组的最靠缩小侧配置由负透镜和正透镜构成的接合透镜，在进行聚焦时，至少使该接合透镜沿光轴方向移动。或者，优选在上述第1透镜组的最靠缩小侧配置由负透镜和正透镜构成的接合透镜，在进行聚焦时，使该接合透镜、和除该接合透镜以外的该第1透镜组的其他透镜的全部或局部，相互独立地沿光轴方向移动。

另外，在上述投影透镜中，优选满足以下条件式(4)、(5)：

-5<f₁/f<-1     ……(4)

   f₂/f<10     ……(5)

式中，

f₁：第1透镜组的焦距

f₂：第2透镜组的焦距。

另外，上述第1透镜组，优选从放大侧起依次具备：由塑料构成的非球面透镜；将凸面朝向放大侧的至少1片负的弯月形透镜；将凹面朝向缩小侧的负透镜；和由正透镜及负透镜构成的接合透镜，来构成上述第1透镜组。

另外，上述第1透镜组中的上述接合透镜，优选满足以下条件式(6)：

|N_p-N_n|<0.1    ……(6)

式中，

N_p：上述接合透镜中的上述正透镜的折射率

N_n：上述接合透镜中的上述负透镜的折射率。

并且，本发明的投影型显示装置，其特征在于，具备光源、光阀、将来自该光源的光束引导至该光阀的照明光学部、上述的任一个投影用变焦透镜，并且来自上述光源的光束由上述光阀进行光调制，且由上述投影用变焦透镜投影在屏幕上。

本发明的投影透镜，通过具备上述构成，缩小侧为焦阑性的，且可具有良好的像差补正功能。

另外，因满足上述条件式(1)，所以可在近年的投影透镜确保适当的后截距，进一步，因满足上述条件式(2)，所以可以谋求广视角化的同时，达成透镜整个***的紧凑化。

另外，本发明的投影型显示装置，通过使用本发明的投影透镜，良好的补正诸像差，且可设为达成紧凑化的高解像度的显示装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1所涉及的投影透镜的构成的图。

图2是表示本发明的实施例2所涉及的投影透镜的构成的图。

图3是表示本发明的实施例3所涉及的投影透镜的构成的图。

图4是表示本发明的实施例4所涉及的投影透镜的构成的图。

图5是表示本发明的实施例5所涉及的投影透镜的构成的图。

图6是表示本发明的实施例6所涉及的投影透镜的构成的图。

图7是实施例1所涉及的投影透镜的诸像差图。

图8是实施例2所涉及的投影透镜的诸像差图。

图9是实施例3所涉及的投影透镜的诸像差图。

图10是实施例4所涉及的投影透镜的诸像差图。

图11是实施例5所涉及的投影透镜的诸像差图。

图12是实施例6所涉及的投影透镜的诸像差图。

图13是表示本发明的投影型显示装置的主要部分的概略构成的图。

图中：1-光阀，2-玻璃块，3-孔径光阑，10-投影透镜，11a～11c-透过型液晶面板，12、13-分色镜，14-十字形分色棱镜，16a～16c-聚光透镜，18a～18c-全反射镜，G₁、G₂-透镜组，L₁～L₁₆-透镜，R₁～R₃₁-透镜面等的曲率半径，D₁～D₃₀-透镜面间隔(透镜厚度)，X-光轴

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式使用附图进行说明。在图1表示后述的实施例1所涉及的透镜构成图，将此为代表例，以下说明本实施方式所涉及的投影透镜。需要说明的是，图中X表示光轴。

本实施方式的投影透镜，从放大侧起依次排列有具有负的折射力的第1透镜组G₁、和具有正的折射力的第2透镜组G₂而成，缩小侧被设为大致焦阑性的。另外，在第1透镜组G₁的最靠放大侧配置有非球面透镜的同时，此透镜***的缩小侧被设为大致焦阑性的。需要说明的是，在图1中表示有近轴光线和最大视角入射光线的轨迹(图2～6相同)。

如上述，通过在第1透镜组G₁的最靠放大侧设置非球面，可良好地补正诸像差。

另外，被构成为满足以下条件式(1)、(2)。

条件式(1)是用于确保适当的后截距(back focus)的式，条件式(2)是用于谋求透镜整个***的紧凑化的式。

3<Bf/f          ……(1)

0.4<H/L         ……(2)

f：整个***的焦距

Bf：空气换算后截距

H：在通过最靠放大侧的光轴上透镜面顶点的、且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度(参照图1)

L：从最靠放大侧的光轴上透镜面顶点至最靠缩小侧的光轴上透镜面顶点的距离(参照图1)

另外，在第1透镜组G₁，在最靠缩小侧配置有接合透镜。并且，在第2透镜组G₂，配置有至少2组接合透镜(在实施例1～4中至少具有2个2片接合透镜，在实施例5、6中至少具有2个3片接合透镜)。由此，可良好地补正倍率色像差。

然后，在后述的实施例5、6中，在第2透镜组G₂中至少具有2个3片接合透镜(至少具有2个具备2面的接合面的正透镜)，另外，这些正透镜，由阿贝数为75以上的材料形成。通过如此的构成，可更良好地补正倍率色像差。需要说明的是，代替上述2个接合透镜，也可以将具有2面的接合面的正透镜配置为在其间夹持2片后的4片接合透镜。

另外，第1透镜组G₁从放大侧依次具备：由塑料构成(也可为玻璃制)的非球面透镜(第1透镜L₁)；将凸面朝向放大侧的至少1片负的弯月形透镜(在实施例1～4中第2透镜L₂及第3透镜L₃、实施例5、6中第2透镜L₂)；将凹面朝向缩小侧的负透镜(在实施例1～4中第4透镜L₄、实施例5、6中第3透镜L₃)；和由负透镜及正透镜构成的接合透镜(在实施例1～4中第5透镜L₅及第6透镜L₆、实施例5、6中第4透镜L₄及第5透镜L₅)，而构成第1透镜组G₁。

需要说明的是，在图1的投影透镜中，从纸面右侧入射且在光阀(图像显示面)1赋予图像信息的光束，通过玻璃块2入射到此投影透镜，且由该投影透镜向纸面左侧方向放大投影。在图1，为了易见而只记载1片光阀1，但在投影型显示装置，由分色光学***将来自光源的光束分离为3原色光，按用于各原色光而配设3个光阀，从而可显示彩色图像。通过在玻璃块2的位置配设十字形分色棱镜等色合成手段，可合成此3原色光。

另外，在本实施方式的投影透镜的优选状态，优选构成为在第1透镜组G₁中，通过至少将上述接合透镜沿光轴X方向移动(相当于实施例6)，或者通过将第1透镜组G₁的该接合透镜、与除该接合透镜以外的第1透镜组G₁中的其他透镜的全部或局部，相互独立地源光轴X方向移动(相当于实施例3)，来进行聚焦调整。由此，可防止在聚焦时的倍率色像差的恶化。

另外，本实施方式的投影透镜，优选满足以下条件式(3)～(6)。

110°<2ω        ……(3)

-5<f₁/f<-1      ……(4)

f₂/f<10         ……(5)

|N_p-N_n|<0.1     ……(6)

式中，

ω：半视角

f：整个***的焦距

f₁：第1透镜组G₁的焦距

f₂：第2透镜组G₂的焦距

N_p：第1透镜组G₁中的接合透镜中的正透镜的折射率

N_n：第1透镜组G₁中的接合透镜中的负透镜的折射率。

通过如以上的构成，本实施方式的投影透镜及使用如此的投影透镜的投影型显示装置，缩小侧被构成为焦阑性的同时，被设为具有适合于近年的投影透镜的后截距，进一步，视角为110度以上的极其广视角且良好地补正色像差，可在透镜系整体达成紧凑化，并可提高解像度。

另外，一般在超广角透镜中，虽然难以维持由聚焦的性能，但是在前投式投影透镜中，在聚焦范围要求满足良好的光学性能，但是在本实施方式中通过具有上述构成要素，可充分响应这样的要求。

另外，上述各构成要素相关联地被设定，因此，通过满足上述所有的条件，可得到以这些作用效果为首的各种作用效果，在以下，对给各作用效果带来较大的影响的条件式(1)～(6)进行说明。

条件式(1)，规定此投影透镜的后截距，因此，是设定作为在投影透镜的缩小侧配置色合成用棱镜等的空间而所需的充分的后截距。另外，还可以通过此空间来避免热问题。若成为此下限值以下，则色合成用棱镜等的***变困难，不能确实地避免热问题。

条件式(2)，规定H(在通过最靠放大侧的光轴上透镜面顶点的、且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度)除以L(从最屏幕侧的光轴上透镜面顶点至最靠缩小侧的光轴上透镜面顶点的距离+)的值的范围，规定可谋求广视角化的同时可谋求整个透镜***的紧凑化的范围。

即，若H/L成为下限值0.4以下而脱离条件式(2)的范围，则在画面整体上难以良好地补正像面，并且，难以补正歪曲像差，相对于此，通过满足条件式(2)，可有效补正超广角透镜中的诸像差，可谋求整个透镜***的紧凑化。

需要说明的是，代替条件式(2)，通过满足条件式(2′)，可进一步促进整个***的广角化及紧凑化。

0.5<H/L         ……(2′)

另外，条件式(3)，规定在前投式投影型显示装置所涉及的投影透镜也可良好地适用的视角的范围。

即，在前投式投影型显示装置中，由于在包括屏幕的显示***的设置空间设定限制也较多，因此，要求缩短从显示装置至屏幕的工作距离。在本实施方式的投影透镜中，为了响应此要求，被设为可谋求广视角化及紧凑化的构成。

另外，条件式(4)，规定相对于整个***的焦距f的第1透镜组G₁的焦距f₁的比，若成为此下限值以下，则第1透镜组G₁的光焦度变得过小，难以补正倍率色像差。另一方面，若成为此上限制以上，则第1透镜组G₁的光焦度变得过大，难以补正球面像差或彗形像差等诸像差。

需要说明的是，代替条件式(4)，通过满足下述条件式(4′)，可将根据满足条件式(4)所得的效果为更良好。

-3<f₁/f<-1.5      ……(4′)

另外，条件式(5)，规定相对于整个***的焦距f的第2透镜组G₂的焦距f₂的比，若成为此上限值以上，则第2透镜组G₂的光焦度变得过小，难以良好地补正球面像差或彗形像差等诸像差。并且，整个透镜***的全长变得过大，不能谋求紧凑化，作为前投式投影透镜不优选。

并且，条件式(6)，规定第1透镜组G₁中的接合透镜中的正透镜的折射率N_p、和第1透镜组G₁中的接合透镜中的负透镜的折射率N_n之间的差的绝对值的范围，若成为此上限值以上，则在聚焦时，难以良好地进行像面补正。

其次，搭载上述投影透镜的投影型显示装置的一例，根据图13进行说明。图13所示的投影型显示装置，作为光阀具备透射型液晶面板11a～c，作为投影透镜10使用上述实施方式所涉及的投影透镜。另外，在光源20和分色镜12之间配设蝇眼等的积分器(省略图示)，来自光源20的白色光介由照明光学部入射至分别对应于3个色光光束(G光、B光、R光)的液晶面板11a～c并被光调制，由十字形分色棱镜14进行色合成，由投影透镜10投影在未图示的屏幕上。此装置具备：用于色分解的分色镜12、13；用于色合成的十字形分色棱镜14；聚光镜16a～c；全反射镜18a～c。此投影型显示装置，因使用本实施方式所涉及的投影透镜，所以为广角、且投影图像的画质良好、并为明亮且紧凑的透射型显示装置。

以下，对本发明所涉及的投影透镜的具体实施例进行说明。需要说明的是，在表示实施例2以后的构成的图面，对起到与实施例1同样的作用效果的部件上附有与图1中的相同的符号。另外，在以下的实施例所示的各数值，是将焦距以1.0规格化时的数值。

<实施例1>

如图1所示，实施例1所涉及的投影透镜，从放大侧起依次排列具有负的折射力的第1透镜组G₁和具有正的折射力的第2透镜组G₂而成，缩小侧被设为大致焦阑性的。

第1透镜组G₁，从放大侧依次排列以下部件而成，即，第1透镜L₁，由折射力小的(以像差补正为主要目的)塑料非球面透镜而成；第2透镜L₂及上述第3透镜L₃，由凸面朝向放大侧的负弯月形透镜而成；第4透镜L₄，由双凹透镜而成；和2片接合透镜，由将凹面朝向缩小侧的负弯月形透镜而成的第5透镜L₅及双凸透镜而成的第6透镜L₆构成。

另一方面，第2透镜组G₂，通过排列以下部件而成，即，由双凸透镜而成的第7透镜L₇；由双凹透镜而成的第8透镜L₈；由双凸透镜而成的第9透镜L₉；由凹面朝向放大侧的弯月形状的塑料非球面透镜而成的第10透镜L₁₀；由凹面朝向缩小侧的负弯月形透镜而成的第11透镜L₁₁及由双凸透镜而成的第12透镜L₁₂所构成的2片接合透镜；由双凹透镜而成的第13透镜L₁₃及由双凸透镜而成的第14透镜L₁₄构成的2片接合透镜；由双凸透镜而成的第15透镜L₁₅。需要说明的是，孔径光阑3配置在第2透镜组G₂的最靠放大侧。

上述各非球面形状，由下述的非球面式规定。具有非球面的第1透镜L₁及第10透镜L₁₀中，任意一方的面被设为非球面的透镜，也可得到效果，但更优选两面为非球面的透镜。

[数学式1]

$Z=\frac{Y^2/R}{1+\sqrt{1-K\&times;Y^2/R^2}}+\underset{i=3}{\overset{12}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i{Y}^i$

式中，

Z：从距光轴具有距离Y的非球面的点下垂至非球面顶点的切向平面(垂直于光轴的平面)的垂直线的长度。

Y：从光轴的距离

R：非球面的光轴付近的曲率半径

K：离心率

A_i：非球面系数(i＝3～12)

实施例1所涉及的投影透镜，被构成为满足上述条件式(1)～(6)，但关于条件式(2)、(4)，被构成为满足其极限值被设定为更优选的数值的上述条件式(2′)、(4′)。

实施例1所涉及的投影透镜的各透镜面的曲率半径R(焦距规格化为1.0：以下实施例皆同)，各透镜的中心厚度及各透镜之间的空气间隔(以下称为“轴上面间隔”)D(焦距规格化为1.0：以下实施例皆同)，各透镜的d线中的折射率N_d及各透镜的d线中的阿贝数v_d的值示于表1的上段。需要说明的是，表1及以下的表中，面号码的数字表示从放大侧起的顺序的数字，面号码右侧附上*记号的面为非球面。在实施例1及以下的实施例2～6中，这些非球面的曲率半径R虽在各表中表示为在光轴X上的曲率半径R的值，但在对应的透镜构成图中为使图面显而易见，引出线不一定从与光轴X的交叉点被引出。

另外，在表1的中段表示对应于各非球面的各定数K、A₃～A₁₂的值。

另外，在表1的下段表示表1的上段的数值数据中的投影距离(放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔)。

[表1]

 

	R	D	Nd	vd
					1*	-11.377	1.115	1.491	57.6
2*	51.081	1.524
					3	9.705	0.478	1.713	53.9
4	5.238	1.152
					5	9.025	0.478	1.773	49.6
6	3.925	2.068
					7	-232.720	0.390	1.806	33.3
8	3.840	2.724
					9	7.856	1.115	1.773	49.6
10	2.782	1.834	1.689	31.1
					11	-46.823	1.593
12	∞	0.000(孔径光阑)
					13	10.601	1.318	1.847	23.8
14	-13.723	0.211
					15	-7.464	0.655	1.773	49.6
16	6.765	0.048
					17	3.778	1.013	1.487	70.2
18	-4.802	0.048
					19*	-10.986	0.478	1.510	56.2
20*	-20.680	0.092
					21	57.342	0.191	1.773	49.6
22	3.146	1.374	1.497	81.6
					23	-4.625	0.048
24	-17.109	0.207	1.805	25.4
					25	4.653	1.239	1.497	81.6
26	-6.820	0.186
					27	8.395	1.450	1.497	81.6
28	-4.721	1.481
					29	∞	4.101	1.517	64.2
30	∞

*非球面

上述数据的放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔    154.490

实施例1中的对应于各条件式(1)～(6)的值，如同后述的表7所示，都满足条件式(1)～(6)(也都满足条件式(2′)、(4′))。

<实施例2>

实施例2所涉及的投影透镜，如图2所示。此投影透镜，为与实施例1的投影透镜大致相同的构成，省略对于共通的部分的说明。

即，相对于实施例1所涉及的投影透镜，不同之点在于，孔径光阑3被设置在第2透镜组G₂的最靠放大侧的透镜即第7透镜L₇和位于其缩小侧的第8透镜L₈之间；及第11透镜L₁₁被设为双凹透镜。

实施例2所涉及的投影透镜的各透镜面的曲率半径R，各透镜的轴上面间隔D，各透镜的d线中的折射率N_d及各透镜的d线中的阿贝数v_d的值示于表2的上段。另外，在表2的中段表示对应于各非球面的各定数K、A₃～A₁₂的值。另外，在表2的下段表示表2的上段的数值数据中的投影距离(放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔)。

[表2]

 

	R	D	Nd	vd
					1*	-11.390	1.116	1.491	57.6
2*	54.080	1.366
					3	8.023	0.479	1.713	53.9
4	4.580	0.925
					5	6.370	0.479	1.773	49.6
6	3.511	1.615
					7	-79.300	0.481	1.805	25.4
8	4.030	1.410
					9	22.400	1.110	1.773	49.6
10	2.757	1.964	1.689	31.1
					11	-146.066	1.964
12	6.310	1.420	1.847	23.8
					13	-6.990	0.000
14	∞	0.195(孔径光阑)
					15	-4.990	0.658	1.773	49.6
16	5.931	0.048
					17	3.210	0.923	1.487	70.2
18	-4.368	0.068
					19*	-4.920	0.480	1.510	56.2
20*	-6.220	0.224
					21	-10.300	0.191	1.806	40.9
22	3.520	1.332	1.497	81.6
					23	-3.224	0.048
24	-17.000	0.193	1.805	25.4
					25	4.600	1.292	1.497	81.6
26	-6.036	0.048
					27	11.400	1.630	1.497	81.6
28	-3.940	1.476
					29	∞	4.106	1.517	64.2
30	∞

*非球面

上述数据的放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔    154.767

实施例2中的对应于各条件式(1)～(6)的值，如同后述的表7所示，都满足条件式(1)～(6)(也都满足条件式(2′)、(4′))。

<实施例3>

实施例3所涉及的投影透镜的构成，如图3所示。此投影透镜，是与实施例1的投影透镜大致相同的构成，省略对于共通的部分的说明，但不同之处在于：代替实施例1的第2透镜组G₂的第8透镜L₈，设置有由双凹透镜而成的第8透镜L₈及由双凸透镜而成的第9透镜L₉所构成的2片接合透镜。需要说明的是，第10透镜L₁₀以后的透镜，对应于将实施例1中的各透镜的透镜号码均上移一后的透镜。

实施例3所涉及的投影透镜的各透镜面的曲率半径R，各透镜的轴上面间隔D，各透镜的d线中的折射率N_d及各透镜的d线中的阿贝数v_d的值示于表3的上段。另外，在表3的中段表示对应于各非球面的各定数K、A₃～A₁₂的值。另外，在本实施例的投影透镜按照在聚焦时根据投影距离将第3透镜L₃及第4透镜L₄的透镜对、与由第5透镜L₅及第6透镜L₆构成的2片接合透镜相互独立地沿光轴X方向移动。在表3的下段表示，按照投影距离(放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔)而规定的透镜可变间隔变化的状态。需要说明的是，在表3的上段的数值数据表示投影透镜(放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔)为154.603的情况。

[表3]

 

	R	D	Nd	vd
					1*	-11.047	1.083	1.491	57.6
2*	641.847	1.423
					3	8.887	0.464	1.713	53.9
4	4.891	1.560(可变1)
					5	7.166	0.464	1.773	49.6
6	3.125	1.361
					7	-63.758	0.387	1.805	25.4
8	3.869	2.814(可变2)
					9	16.355	0.928	1.773	49.6
10	3.086	1.418	1.699	30.1
					11	-42.559	1.469(可变3)
12	∞	0.000(孔径光阑)
					13	5.076	1.841	1.847	23.8
14	-18.252	0.117
					15	-10.460	0.232	1.834	37.2
16	2.302	0.968	1.532	48.8
					17	-30.605	0.046
18	5.327	0.963	1.487	70.4
					19	-5.017	0.131
20*	-5.520	0.464	1.510	56.2
					21*	-7.287	0.046
22	58.095	0.186	1.773	49.6
					23	3.734	1.226	1.497	81.6
24	-6.688	0.046
					25	-16.561	0.186	1.805	25.4
26	3.996	1.352	1.497	81.6
					27	-5.937	0.046
28	6.761	1.295	1.497	81.6
					29	-6.035	1.417
30	∞	3.866	1.517	64.2
					31	∞

*非球面

实施例3中的对应于各条件式(1)～(6)的值，如同后述的表7所示，都满足条件式(1)～(6)(也都满足条件式(2′)、(4′))。

<实施例4>

实施例4所涉及的投影透镜，如图4所示。此投影透镜是与实施例3的投影透镜大致相同的构成，省略对于共通的部分的说明，但不同之处在于：第2透镜组G₂的第9透镜L₉为凸面朝向放大侧的正弯月形透镜。

实施例4所涉及的投影透镜的各透镜面的曲率半径R，各透镜的轴上面间隔D，各透镜的d线中的折射率N_d及各透镜的d线中的阿贝数v_d的值示于表4的上段。另外，在表4的中段表示对应于各非球面的各定数K、A₃～A₁₂的值。另外，在表4的下段表示表4的上段的数值数据中的投影距离(放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔)。

[表4]

 

	R	D	Nd	vd
					1*	-11.029	1.081	1.491	57.6
2*	215.476	1.713
					3	8.717	0.463	1.713	53.9
4	4.576	1.484
					5	6.693	0.463	1.773	49.6
6	2.913	1.303
					7	-35.880	0.386	1.805	25.4
8	3.675	2.619
					9	9.820	0.926	1.773	49.6
10	3.316	1.405	1.699	30.1
					11	-21.610	1.467
12	∞	0.000(孔径光阑)
					13	5.857	0.939	1.847	23.8
14	-9.096	0.022
					15	-7.959	0.772	1.834	37.2
16	2.265	0.903	1.532	48.8
					17	18.476	0.046
18	4.729	1.121	1.487	70.4
					19	-4.448	0.062
20*	-7.615	0.463	1.510	56.2
					21*	-11.452	0.046
22	27.975	0.193	1.773	49.6
					23	3.155	1.479	1.497	81.6
24	-4.903	0.046
					25	-11.730	0.201	1.805	25.4
26	4.566	1.291	1.497	81.6
					27	-6.325	0.046
28	7.147	1.275	1.497	81.6
					29	-5.961	1.402
30	∞	3.860	1.517	64.2
					31	∞

*非球面

上述数据的放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔    149.896

实施例4中的对应于各条件式(1)～(6)的值，如同后述的表7所示，都满足条件式(1)～(6)(也都满足条件式(2′)、(4′))。

<实施例5>

实施例5所涉及的投影透镜，如图5所示，是与上述的实施例2的投影透镜类似的构成。但是，在实施例5所涉及的投影透镜中，第1透镜组G₁被设为5片构成的同时，在第2透镜组G₂中设置有3片接合透镜2个。

即，第1透镜组G₁，从放大侧依次排列以下部件而成，即，第1透镜L₁，由折射力小的(以像差补正为主要目的)塑料非球面透镜而成；第2透镜L₂，由将凸面朝向放大侧的负弯月形透镜而成；第3透镜L₃，有将凹面朝向缩小侧的负弯月形透镜而成；2片接合透镜，由凹面透镜而成的第4透镜L₄及由双凸透镜而成的第5透镜L₅所构成。

另一方面，第2透镜组G₂通过排列以下部件而成，即，由双凸透镜而成的第6透镜L₆；由双凸透镜而成的第7透镜L₇、由双凹透镜而成的第8透镜L₈及由双凸透镜而成的第9透镜L₉所构成的第1个3片接合透镜；将凹面朝向放大侧的弯月形状的塑料非球面透镜而成的第10透镜L₁₀；由双凸透镜而成的第11透镜L₁₁、由双凹透镜而成的第12透镜L₁₂及由双凸透镜而成的第13透镜L₁₃所构成的第2个3片接合透镜；由双凸透镜而成的第15透镜L₁₅。

实施例5所涉及的投影透镜的各透镜面的曲率半径R，各透镜的轴上面间隔D，各透镜的d线中的折射率N_d及各透镜的d线中的阿贝数v_d的值示于表5的上段。另外，在表5的中段表示对应于各非球面的各定数K、A₃～A₁₂的值。另外，在表5的下段表示表5的上段的数值数据中的投影距离(放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔)。

[表5]

 

	R	D	Nd	vd
					1*	-15.582	1.109	1.491	57.6
2*	19.821	2.063
					3	7.261	0.450	1.773	49.6
4	3.739	1.351
					5	11.797	0.346	1.847	23.8
6	2.772	2.164
					7	-5.088	0.260	1.623	58.2
8	4.681	1.041	1.603	38.0
					9	-6.559	3.811
10	526.068	0.336	1.847	23.8
					11	-12.338	0.520
12	∞	2.266(孔径光阑)
					13	3.668	0.976	1.699	30.1
14	-3.048	0.173	1.804	46.6
					15	2.165	1.188	1.497	81.6
16	-6.905	0.083
					17*	-4.949	0.473	1.510	56.2
18*	-5.679	0.052
					19	5.476	1.104	1.487	70.2
20	-5.154	0.173	1.847	23.8
					21	3.649	1.321	1.497	81.6
22	-5.425	0.052
					23	7.613	1.125	1.497	81.6
24	-6.384	1.156
					25	∞	4.018	1.639	55.4
26	∞	0.191	1.487	70.2
					27	∞

*非球面

上述数据的放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔     77.943

在实施例5中的对应于各条件式(1)～(6)的值，如同后述的表7所示，都满足条件式(1)～(6)(也都满足条件式(2′)、(4′))。

<实施例6>

实施例6所涉及的投影透镜的构成，如图6所示。此投影透镜是与实施例5的投影透镜大致相同的构成，省略对于共通的部分的说明，但是不同之处在于：第2透镜组G₂的第11透镜L₁₁被设为将凹面朝向放大侧的正弯月形透镜。

实施例6所涉及的投影透镜的各透镜面的曲率半径R，各透镜的轴上面间隔D，各透镜的d线中的折射率N_d及各透镜的d线中的阿贝数v_d的值示于表6的上段。另外，在表6的中段表示对应于各非球面的各定数K、A₃～A₁₂的值。另外，本实施例中的透镜透镜按照在聚焦时根据投影距离使由第4透镜L₄及第5透镜L₅构成的2片接合透镜沿光轴X方向移动的方式构成。在表6的下段表示，按照投影距离(放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔)而规定的透镜可变间隔变化的状态。需要说明的是，在表6的上段的数值数据表示投影距离(放大侧共轭位置～透镜第1面的间隔)为77.885的情况。

[表6]

 

	R	D	Nd	vd
					1*	-12.363	1.108	1.491	57.6
2*	36.144	2.147
					3	7.325	0.450	1.773	49.6
4	3.707	1.332
					5	11.404	0.346	1.847	23.8
6	2.762	2.065(可变1)
					7	-5.529	0.260	1.623	58.2
8	4.736	0.940	1.673	32.1
					9	-9.418	3.808(可变2)
10	20.499	0.643	1.581	40.7
					11	-14.070	0.519
12	∞	2.140(孔径光阑)
					13	3.573	0.963	1.728	28.5
14	-3.165	0.173	1.804	46.6
					15	2.230	1.270	1.497	81.6
16	-3.938	0.052
					17*	-5.652	0.467	1.510	56.2
18*	-7.174	0.052
					19	-130.959	1.031	1.487	70.2
20	-2.799	0.173	1.847	23.8
					21	6.308	1.425	1.497	81.6
22	-3.147	0.052
					23	9.885	0.973	1.497	81.6
24	-7.742	1.149
					25	∞	4.015	1.639	55.4
26	∞	0.190	1.487	70.2
					27	∞

*非球面

在实施例6中的对应于各条件式(1)～(6)的值，如同后述的表7所示，都满足条件式(1)～(6)(也都满足条件式(2′)、(4′))。

[表7]

 

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							式(1)	4.18	4.18	3.96	3.94	3.72	3.72
式(2)、(2′)	0.55	0.57	0.55	0.56	0.54	0.55
							式(3)	-2.86	-1.75	-1.92	-2.51	-1.95	-1.92
式(4)、(4′)	4.95	5.20	5.39	5.13	5.76	5.83
							式(5)	120.4	120.6	119.2	119.0	119.4	119.4
式(6)	0.08357	0.08357	0.07355	0.07355	0.01957	0.04971

另外，图7～12是表示实施例1～6的投影透镜的诸像差(球面像差、散光像差、畸变像差、及倍率色像差)的像差图。在这些像差图中，ω表示半视角，在球面像差的像差图上表示d线、F线及C线的像差曲线，在倍率色像差的像差图上表示相对于d线的F线及C线的像差曲线。如图7～12表示，实施例1～6所涉及的投影透镜是，以歪曲像差或倍率色像差为首的各像差良好地被补正，成为视角2ω为119.0～120.6度，F数为1.80～2.40的超广角的明亮的投影透镜。

需要说明的是，作为本发明的投影透镜，不限于上述实施例，可以进行各种形式的变更，例如可适当改变将各透镜的曲率半径R及透镜间隔(或者透镜厚度)D。另外，并不排除适用于装载在背投式投影型显示装置的投影透镜。

另外，作为本发明的投影用显示装置，不限于上述构成的显示装置，可以是具有本发明的投影透镜的各种装置构成。作为光阀，例如透过型的液晶显示元件以外，可使用反射型的液晶显示元件、或可以改变倾斜度的微小镜形成多个在大致平面上的微镜元件(例如、德克萨斯器械公司制的数字微镜装置：DMD)。另外，作为照明光学***，也可以采用对应于光阀的种类的适当的构成。

Claims (10)

1.一种投影透镜，从放大侧起依次排列具有负的折射力的第1透镜组、和具有正的折射力的第2透镜组而成，其特征在于，

在上述第1透镜组的最靠放大侧配置非球面透镜，并且，

整个***的缩小侧为大致焦阑性的，

满足以下条件式(1)、(2)：

3<Bf/f……(1)

0.4<H/L……(2)

式中，

f：整个***的焦距

Bf：空气换算的后截距

H：在通过最靠放大侧的光轴上透镜面顶点的、且与光轴正交的平面上的最大视角的主光线的高度

L：从最靠放大侧的光轴上透镜面顶点至最靠缩小侧的光轴上透镜面顶点的距离。

2.根据权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，满足以下条件式(2′)、(3)。

0.5<H/L……(2′)

110°<2ω……(3)

式中，

ω：半视角。

3.根据权利要求1或2所述的投影透镜，其特征在于，

上述第2透镜组，至少具有2面的接合面，且具有由阿贝数(对d线)为75以上的材料形成的至少2片正透镜。

4.根据权利要求1或2所述的投影透镜，其特征在于，

上述第2透镜组，至少具有1面非球面。

5.根据权利要求1或2所述的投影透镜，其特征在于，

在上述第1透镜组的最靠缩小侧配置由负透镜和正透镜构成的接合透镜，在进行聚焦时，至少使该接合透镜沿光轴方向移动。

6.根据权利要求1或2所述的投影透镜，其特征在于，

在上述第1透镜组的最靠缩小侧配置由负透镜和正透镜构成的接合透镜，在进行聚焦时，使该接合透镜、和除该接合透镜以外的该第1透镜组的其他透镜的全部或局部，相互独立地沿光轴方向移动。

7.根据权利要求1所述的投影透镜，其特征在于，满足以下条件式(4)、(5)：

-5<f₁/f<-1……(4)

f₂<f<10……(5)

式中，

f₁：第1透镜组的焦距

f₂：第2透镜组的焦距。

8.根据权利要求1或2所述的投影透镜，其特征在于，

上述第1透镜组，从放大侧起依次具备：由塑料而成的非球面透镜、将凸面朝向放大侧的至少1片负的弯月形透镜、将凹面朝向缩小侧的负透镜、和由正透镜及负透镜而成的接合透镜，而被构成。

9.根据权利要求6所述的投影透镜，其特征在于，

上述第1透镜组中的上述接合透镜，满足以下条件式(6)：

|N_p-N_n|<0.1……(6)

式中，

N_p：上述接合透镜中的上述正透镜的折射率

N_n：上述接合透镜中的上述负透镜的折射率。

10.一种投影型显示装置，其特征在于，

具备光源、光阀、将来自该光源的光束引导至该光阀的照明光学部、和权利要求1或2所述的投影透镜，来自上述光源的光束由上述光阀进行光调制，且由上述投影透镜投影在屏幕上。

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