專利名稱：：變焦透鏡及投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及向屏幕投射由液晶面板等形成的圖像用的變焦透鏡及裝入該變焦透鏡的投影儀。
背景技術(shù)：
：作為投影儀用的變焦透鏡，已經(jīng)存在一種具有從屏幕側(cè)從前向后由負、正、正、負、正及正組合的第1~第6透鏡群，變倍時，使第l及第6透鏡群固定，第2~第5透鏡群移動的變焦透鏡(參見專利文獻1)。此外，作為另一種變焦透鏡，已經(jīng)存在一種從前向后具有負、正、正及正組合的第1~第4透鏡群，變倍時，使第4透鏡群固定，第1~第3透鏡群全部向同一方向移動的變焦透鏡(參見專利文獻2)。作為再一種變焦透鏡，已經(jīng)存在一種從前向后，具有負、正、負及正組合的第1~第4透鏡群，變倍時，使第4透鏡群固定，第1~第3透鏡群全都向同一方向移動的變焦透鏡(參見專利文獻3)。此外，作為其他變焦透鏡，已經(jīng)存在一種從前向后具有負、正、正及正組合的第1~第4透鏡群，變倍時，使第1及第4透鏡群固定，第2及第3透鏡群移動的變焦透鏡(參見專利文獻4)。專利文獻1:特2005-338702號公報專利文獻2:特2001-188172號公報專利文獻3:特2004-85979號公報專利文獻4:特2001-124989號公報但是，專利文獻1的變焦透鏡，盡管由6個透鏡群組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是半畫面角度卻在35度以下，變倍比也只有1.4倍左右。近年來，由于想要在狹窄的房間內(nèi)投射大的圖像的要求與日俱增，因而希望投射用的變焦透鏡廣角化，加之，為了擴大設(shè)置的自由度，還希望有高變倍比的變焦透鏡。另外，為了作為投射裝置整體的小型化和降低成本，變焦透鏡的小型化和構(gòu)成個數(shù)的減少也成了重要的問題。此外，專利文獻2的變焦透鏡，廣角端的F值達到2，但是^L場角窄，構(gòu)成透鏡的個數(shù)多。此外，在該變焦透鏡中，變倍比也是l.3,窄。專利文獻3的變焦透鏡，構(gòu)成透鏡的個數(shù)少，視場角寬，但是廣角端的F值為2.5而且暗。此外，在該變焦透鏡中，變倍比也是1.2，窄。專利文獻4的變焦透鏡，在其第1示例中，廣角端的F值達到1.5，但是視場角窄，構(gòu)成透鏡的個數(shù)多。此外，在其第2示例中，廣角端的F值達到2，視場角也有69。，寬，但是變倍比為1.2，窄。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種可以容易地達到小型化和降低成本的、可以適應(yīng)廣角化和高變倍比要求的變焦透鏡。此外，本發(fā)明的目的是提供一種具有上述變焦透鏡的投影儀。為了解決上述問題，按照本發(fā)明的變焦透鏡，其特征在于，它具備從放大側(cè)開始依次配置的具有負放大率的第1透鏡群、具有正放大率的第2透鏡群、具有正放大率的第3透鏡群和具有正放大率的第4透鏡群，從廣角側(cè)向望遠側(cè)變焦時，第1透鏡群M大側(cè)向縮小側(cè)移動，第2及第3透鏡群從縮小側(cè)向放大側(cè)移動，第4透鏡群固定，在廣角端狀態(tài)下，透鏡的全長最長。在上述變焦透鏡中，從望遠側(cè)向廣角側(cè)變焦時，第l透鏡群從縮小側(cè)向放大側(cè)移動，由于在廣角端透鏡的全長變長，故即使在實現(xiàn)比較大的視場角的情況下，廣角時的像差修正也比較容易，也比較容易達到高變倍比。這樣，廣角化和高變倍比的實現(xiàn)變得容易，例如，與構(gòu)成透鏡的個數(shù)少、尺寸縮小對應(yīng)的小型化和降低成本也變得比較容易達到。此外，若采用本發(fā)明的具體方面或形態(tài)，第1透鏡群由3枚負透鏡和至少l枚正透鏡構(gòu)成，在第l透鏡群中，具有最弱的負放大率的透鏡是非球面透鏡，在廣角端的狀態(tài)下，全系統(tǒng)的焦距設(shè)為Fw，第l透鏡群的焦距設(shè)置為F1時，滿足以下條件式0.25<|Fw/Fl|<0.45...(1)在這種情況下，第l透鏡群由3枚負透鏡和至少l枚正透鏡構(gòu)成，作為整體的透鏡直徑小的同時，可以減少像差的發(fā)生。另外，在第l透鏡群中，具有最弱負放大率的透鏡是非球面透鏡，使有效地修正諸像差成為可能的同時，容易受溫度、濕度等環(huán)境變化影響的樹脂材料等用作非球面透鏡也成為可能。而且，通過滿足涉及第l透鏡群放大率的上述條件式(l)，不僅抑制在視場角大的廣角透鏡上特別容易成為問題的像散現(xiàn)象和畸變像差的發(fā)生，同時由于插入三板式投影儀所需要的分色棱鏡等可以確保焦點后移。若超過條件式(l)的下限，則第l透鏡群的負放大率過弱，無法使從廣角入射的軸外光線充分折射，使第l透鏡群整體變大的同時，第2透鏡群以后也增大。此外，若第l透鏡群的負放大率過弱，則負焦點后移性變?nèi)酰y以由于在第4透鏡群與縮小側(cè)共軛面之間插入色合成棱鏡而確保焦點后移。反之，若超過條件式(l)的上限，則第l透鏡群的負放大率過強，則第1透鏡群內(nèi)的像散現(xiàn)象和畸變像差的發(fā)生變得激烈，產(chǎn)生構(gòu)成透鏡的枚數(shù)增大的必要性，對成本不利，第2透鏡群像差修正變得困難。在本發(fā)明的另一個形態(tài)中，第1透鏡群M大側(cè)起依次由凸面向著放大側(cè)的負凹凸透鏡(第l透鏡)、第l透鏡群中負放大率最弱的凸面向著放大側(cè)的負凹凸透鏡(第2透鏡)、由正透鏡及負透鏡組成在縮小側(cè)具有凹面的負放大率的接合透鏡(第3透鏡)和凸面向著放大側(cè)的正透鏡(笫4透鏡)組成的4群5枚透鏡構(gòu)成。這里，第1透鏡群最靠近放大側(cè)配置的第1透鏡，通過設(shè)置凸面向著放大側(cè)的深彎月面形狀的負透鏡，可以使覆蓋寬視場角的軸外光線充分折射，具有使后續(xù)第2透鏡以后的透鏡直徑變小的作用。此外，第2透鏡具有弱的負放大率，通過實施非球面，使對第l透鏡發(fā)生的像散現(xiàn)象和畸變像差進行效率良好的修正成為可能。此外，通過減弱第2透鏡的負放大率，使容易受溫度、濕度等環(huán)境變化影響的樹脂材料的使用成為可能。而且，第3透鏡，可以用正/負透鏡或負/正透鏡的接合透鏡構(gòu)成，起抑制第4透鏡的正透鏡和第l透鏡群中發(fā)生的顏色像差的作用。另外，在上述的第l透鏡群用負透鏡3枚、正透鏡2枚構(gòu)成的情況下，第3透鏡中，由于構(gòu)成它的負透鏡具有雙凹面形狀的強的負放大率，釆取和正透鏡的接合透鏡，在可以得到穩(wěn)定的性能上是有利的。在本發(fā)明的再一種形態(tài)中，第1透鏡群，從放大側(cè)起依次用由凸面向著放大側(cè)的負凹凸透鏡(第l透鏡)、第l透鏡群中負放大率最弱的凸面向著放大側(cè)的負凹凸透鏡(第2透鏡)、第l透鏡群中負放大率最強的雙凹形狀的負透鏡(第3透鏡)和雙凸形狀的正透鏡(第4透鏡)組成的4群4枚透鏡構(gòu)成。這里，第1透鏡通過設(shè)置凸面向著放大側(cè)的深彎月面形狀的負透鏡，可以使覆蓋寬視場角的軸外光線充分折射，具有減小后續(xù)的第2透鏡以后的透鏡直徑的作用。此外，第2透鏡通過具有弱的負放大率，實施非球面，使對第1透鏡發(fā)生的像散現(xiàn)象和畸變像差進行效率良好的修正成為可能。此外，通過減弱第2透鏡的負放大率，也可以使容易受溫度、濕度等環(huán)境變化影響的樹脂材料等的使用成為可能。在本發(fā)明的再一種形態(tài)中，其特征在于，第2透鏡群由在放大側(cè)具有凸面的正的單透鏡構(gòu)成，在廣角端狀態(tài)下，全系統(tǒng)焦距設(shè)為Fw,第2透鏡群的焦距設(shè)為F2時，滿足以下條件式0.l<Fw/F2<0.35...(2)以上的第2透鏡群，主要有在縮放時承擔(dān)變倍的作用，但是通過適當(dāng)分配正放大率，可以在抑制球面像差發(fā)生的同時，控制變倍時的移動量，可以使整體小型化。若超過條件式(2)的下限，第2透鏡群的正放大率過分變?nèi)?，則從廣角端向望遠端變倍時第2透鏡群的移動量增大，難以小型化。反之若超過條件式(2)的上限，第2透鏡群的正放大率過強，特別是難以把球面像差的發(fā)生抑制小，無法用1枚正透鏡構(gòu)成第2透鏡群。此外，變倍時的像差改變也不宜增大。在本發(fā)明的再一種形態(tài)中，第3透鏡群，從放大側(cè)起依次用由負透鏡及正透鏡組成的接合透鏡、凸面向著縮小側(cè)的正透鏡構(gòu)成，接合透鏡至少縮小側(cè)的面是非球面。以上的第3透鏡群，對第1透鏡群及第2透鏡群殘留的諸像差進行f"正的同時，通過光圏的光線偏離光軸行進，最后起獲得良好的遠心特性的作用。因此，第3透鏡群，由負透鏡和正透鏡構(gòu)成凸面向著縮小側(cè)呈彎月面形狀的接合透鏡和凸面向著縮小側(cè)的正透鏡的3枚構(gòu)成，而且該接合透鏡縮小側(cè)的面設(shè)置為非球面，以此可以有效地修正球面像差。此外，由于配置在第3透鏡群的放大側(cè)的負透鏡可以保持單個強大的放大率，通過設(shè)置后續(xù)的正透鏡和接合透鏡，可以減小變焦透鏡裝配時波動的發(fā)生。在本發(fā)明的再一個形態(tài)中，第4透鏡群由在放大側(cè)具有凸面的正的單透鏡構(gòu)成，廣角端狀態(tài)下，全系統(tǒng)的焦距設(shè)置為Fw，第4透鏡群的焦距設(shè)置為F4時，滿足以下條件式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>...(3)以上的第4透鏡群，即使在從第1透鏡群到第3透鏡群變焦時，也不會使已經(jīng)良好修正的諸像差惡化，具有用來得到遠心性能的作用。若超過條件式(3)的下限，第4透鏡群的正放大率過分減弱，則難以充分確保遠心性。此外，為了滿足遠心特性，不增大第3透鏡群的正放大率，就無法平衡良好地修正球面像差和像面彎曲。反之，若超過條件式(3)的上限，第4透鏡群的正放大率過分增強，則在第4透鏡群只由1枚正透鏡構(gòu)成的情況下，特別是在畫面的周圍部分難以把^^差的發(fā)生抑制小。按照本發(fā)明的投影儀，具有形成圖像的圖像形成部件；和投射通過圖像形成部件形成的圖像的上述變焦透鏡。上述投影儀中，由于采用廣角時像差容易修正，也容易達到高變倍比的變焦透鏡，小型價廉，同時在狹窄的房間里也可以投射大圖像。圖l(A)、(B)是與第1實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的構(gòu)成圖；圖2表示實施例1廣角端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖3表示實施例1中間焦距處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖4表示實施例1望遠端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖5是與第2實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的構(gòu)成圖6表示實施例2廣角端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖7表示實施例2中間焦距處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖8表示實施例2望遠端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖9是與第3實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的構(gòu)成圖IO表示實施例3廣角端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖ll表示實施例3中間焦距處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖12表示實施例3望遠端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖13是與第4實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的構(gòu)成圖14表示實施例4廣角端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖15表示實施例4中間焦距處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖16表示實施例4望遠端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖17是與第5實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的構(gòu)成圖18表示實施例5的廣角端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖19表示實施例5中間焦距處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；圖20表示實施例5望遠端處的球面像差、像散現(xiàn)象及畸變像差；而圖21表示具有上述各實施形態(tài)的變焦透鏡的投影儀。符號的說明2，102，202，302，402,502變焦透鏡10第l透鏡群11負凹凸透鏡12負凹凸透鏡13接合透鏡13a正透鏡13b負透鏡15正透鏡20第2透鏡群30第3透鏡群31接合透鏡31a負透鏡31b正透鏡33正透鏡40第4透鏡群50合成棱鏡61光源裝置63分離照明系統(tǒng)65光調(diào)制部65a，65b,65c《67交叉分色棱鏡69投射透鏡660投影儀OA光軸ST光圈OS物面OPl-'0P3光路SA系統(tǒng)光軸具體實施方式第1實施形態(tài)圖l表示本發(fā)明的第1實施形態(tài)的變焦透鏡的透鏡結(jié)構(gòu)。圖l(A)及l(fā)(B)表示在各自廣角端(wide)及望遠端(tele)中變焦透鏡狀態(tài)2種狀態(tài)。圖l所示的變焦透鏡2，用來把物面OS上的圖像放大投射在圖中沒有示出的屏幕上，從作為放大側(cè)的屏幕側(cè)(在圖1中左側(cè))向物面OS側(cè)依次配置有負放大率的第1透鏡群10、正放大率的第2透鏡群20、正放大率的第3透鏡群30和正放大率的第4透鏡群40。其中，所謂透鏡群一詞，表示由1枚以上的透鏡組成，也包含由1枚透鏡構(gòu)成的情況。因此，在以下說明中，第2透鏡群20及第4透鏡群40，各由單一的透鏡構(gòu)造，但為方便起見，仍采用「透鏡群」的名稱。變焦透鏡構(gòu)造得物面OS側(cè)大致是遠心的。此外，變焦透鏡2的后端處的第4透鏡群40和配置了液晶顯示面板的物面OS之間，配置合成3色像用的合成棱鏡50。另外，關(guān)于必須配置其他2色液晶顯示面板的物面，盡管圖中省略，但是與圖示的物面OS是等價配置的。在圖1中，從物面OS上各個物點，以與垂直于物面OS的光軸平行的主光線為中心，發(fā)射出具有一定的展寬(發(fā)散)的光束，向左側(cè)行進，通過變焦透鏡2，投影在屏幕上。在該變焦透鏡2中，進行縮放，亦即進行變倍時，第4透鏡群40處于固定狀態(tài)，第1、第2及第3透鏡群10，20，30可以在光軸OA上移動。若對從廣角端側(cè)向遠望端側(cè)的變倍進行說明，則在3個可動的透鏡群10，20，30中，第1透鏡群10沿著光軸OA向物面?zhèn)嚷苿?，?及第3透鏡群20，30，在改變相互的間隔的同時，沿著光軸OA向屏幕側(cè)慢慢移動。反之，若對從遠望端側(cè)向廣角端側(cè)的變倍進行說明，則在3個可動的透鏡群10，20，30中，第1透鏡群10沿著光軸OA向屏幕側(cè)徐徐移動，第2及第3透鏡群20，30，在改變相互的間隔的同時，沿著光軸OA向物面OS側(cè)徐徐移動。另外，在改變到屏幕的距離的情況下的聚焦，可以通過第1透鏡群10在光軸OA的方向上移動進行。第1透鏡群10，從屏幕側(cè)(放大側(cè))向物面OS側(cè)(縮小側(cè))依次由包含凸面向著屏幕側(cè)的1的負凹凸透鏡ll、凸面向著屏幕側(cè)的第2負凹凸透鏡12和凹面向著物面OS側(cè)的負放大率的接合透鏡13、屏幕側(cè)及物面OS側(cè)雙凸的正透鏡15的4群5枚透鏡構(gòu)成，變倍時沿著光軸OA整體移動。其中，第2負凹凸透鏡12具有第1透鏡群10中最弱的負放大率，接合透鏡13由配置在屏幕側(cè)凹面向著屏幕側(cè)的正凹凸透鏡13a和配置在物面0S側(cè)的雙凹負透鏡13b組成。第1透鏡群10中配置在最靠近屏幕側(cè)的第1負凹凸透鏡11，做成凸面向屏幕側(cè)的深彎月形狀，可以使覆蓋寬闊視場角的軸外光線充分折射。通過使第1負凹凸透鏡11呈現(xiàn)這樣的形狀，可使后續(xù)的透鏡12，13，15的透鏡直徑變小。第2負凹凸透鏡12，通過采用樹脂材料等形成的非球面透鏡，可以高效地修正由第1負凹凸透鏡ll發(fā)生的像散現(xiàn)象和畸變像差。此時，通過使第2負凹凸透鏡12的負放大率減弱，即使用樹脂材料形成，環(huán)境變化也難以發(fā)生影響。接合透鏡13，連同下一個正透鏡15，具有把第1透鏡群10內(nèi)發(fā)生的色像差抑制小的作用。對于該第1透鏡群10，設(shè)其焦距為Fl，在廣角端狀態(tài)下，全系統(tǒng)的焦距為Fw，滿足下一個條件式0.25<|Fw/Fl|<0.45...(1)就是說，第1透鏡群10，由于把放大率加強到不低于條件式(l)的下限，便可以使從寬闊的角度入射的軸外光線充分折射，防止第1透鏡群10整體和第2透鏡群20以后(的透鏡群)增大。此外，第1透鏡群10，如上所述，由于適度加強放大率，可以確保焦點后移性，可以充分確保在第4透鏡群40和物面0S之間插入合成棱鏡50所要求的焦點后移。另一方面，第1透鏡群10，由于把放大率抑制到不超過條件式(l)的上限，便于不增加透鏡構(gòu)成個數(shù)，也可以抑制第1透鏡群10內(nèi)的像散現(xiàn)象和畸變像差的發(fā)生，對成本有利。第2透鏡群20，只由屏幕側(cè)及物面OS側(cè)雙凸的正單透鏡組成，變倍時，沿著光軸OA移動。第2透鏡群20，通過適當(dāng)分配正放大率，特別是在抑制球面像差發(fā)生的同時，控制變倍時的移動量，便可能使透鏡整體小型化。在該第2透鏡群20方面，將其焦距設(shè)置為F2時，滿足以下條件式0.l<Fw/F2<0.35...(2)就是說，第2透鏡群20，由于把放大率增強到不低于條件式(2)的下限，可抑制廣角端及望遠端間變倍時第2透鏡群20移動量的增大，有利于變焦透鏡2的小型化。另一方面，第2透鏡群20，由于抑制放大率使之不超過條件式(2)的上限，特別是可以把球面像差的發(fā)生抑制小，也可以減少變倍時1象差的變4匕。第3透鏡群30，從屏幕側(cè)起依次由包含凸面向著物面OS側(cè)的接合透鏡31、在屏幕側(cè)及物面OS側(cè)雙凸的正透鏡33的2群3枚透鏡構(gòu)成，變倍時，它們沿著光軸OA整體移動。其中，接合透鏡31，由配置在屏幕側(cè)的雙凹負透鏡31a和配置在物面0S的雙凸正透鏡31b組成。以上的第3透鏡群30，在修正第1透鏡群10及第2透鏡群20殘留的球面像差以外的諸像差的同時，使通過光圏ST的光線漸漸隔開光軸OA行進，最后起得到良好的遠心特性的作用。此時，通過把接合透鏡31物面OS側(cè)的凸面做成非球面，有效地抑制球面像差。此外，在第3透鏡群30方面，由于接合透鏡31的配置在屏幕側(cè)的負透鏡31a單個保持強大的放大率，與后續(xù)的正透鏡31b組合形成接合透鏡，以此可以減小變焦透鏡裝配時質(zhì)量波動的發(fā)生。第4透鏡群40，只由屏幕側(cè)及物面0S側(cè)雙凸的正單透鏡組成，變倍時，沿著光軸0A移動。第4透鏡群40，通過第1透鏡群10到第3透鏡群30進行變倍時，不使已經(jīng)良好修正的諸像差惡化，可以確保遠心性。在該第4透鏡群40方面，把笫4透鏡群的焦距設(shè)置為F4時，滿足以下條件式0.05<Fw/F4<0.3...(3)就是說，第4透鏡群40，由于把放大率增強到不低于條件式(3)的下限，不增大前級的第3透鏡群30的正放大率，也可以充分確保遠心性。另夕卜，在為了確保遠心特性增大第3透鏡群30正放大率的情況下，無法平衡良好地修正球面像差和像面彎曲。另一方面，第4透鏡群40，由于抑制放大率使之不超過條件式(3)的上限，盡管第4透鏡群40只由1枚正透鏡構(gòu)成，可以把特別是畫面周圍部分像差的發(fā)生抑制小。實施例1下面，就圖1所示的變焦透鏡2的數(shù)值所規(guī)定的實施例1進行說明。以下表1表示實施例1變焦透鏡2的透鏡數(shù)據(jù)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>該表l的上欄，r面序號j是從屏幕側(cè)起依次給各個透鏡面附加的序號。此外，rr」表示曲率半徑，rdj表示與下一個面間的透鏡厚度或者空氣空間。另外，rNd」表示在透鏡材料d線中的折射率，rVdj表示在透鏡材料的d線中阿貝數(shù)。另外，「D」欄中，距離d0，d9，dll，dl7表示可變間隔，表i的中欄，r廣角端」、r中焦距』及r望遠端」中表示各距離d0，d9，dll，dl7的數(shù)值。在本實施例l中，第1~第4透鏡群10~40，基本上均形成為球面，但是如上所述，上述的第2負凹凸透鏡12的入出射面(表1的3面及4面)和接合透鏡31的出射面做成非球面。從它們的非球面形狀的光軸方向的面頂點的位移量x，設(shè)c為近軸曲率半徑的倒數(shù)，設(shè)h為從光軸起的高度，設(shè)k為圓錐系數(shù)，設(shè)A04A12為高次非球面系數(shù)時，用下式表示x。c'h2.........—+A04*h4+A06'h6+A0g.h8+A10.h，。+Al2'h"在本實施例i的情況下，在上述非球面式中，各系數(shù)rkj、rA04j~rAi2j的數(shù)值如表i的下欄所示。本實施例1的變焦透鏡2的結(jié)果的規(guī)格是，焦距f是f=10.5~15.75，f數(shù)FNo-1.71.95，此時的視場角2co為2o=85.0。~62.9。。圖2是本實施例1廣角端諸像差圖，表示在放大側(cè)(屏幕側(cè))距離設(shè)置為2m的情況下縮小側(cè)(物面OS側(cè))的諸像差。諸像差圖的左端，表示在基準(zhǔn)波長550nm和其他波長610nm、460nm下各色的球面像差，諸像差圖的中央表示波長550nm下的像散現(xiàn)象，諸像差圖的右端表示波長550nm下的畸變像差。圖3是本實施例1中間焦距下諸像差圖，與圖2相應(yīng)，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。圖4是本實施例1望遠端的諸像差圖，與圖2相應(yīng)，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。第2實施形態(tài)圖5表示與第2實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的透鏡構(gòu)成。在這種情況下，表示廣角端的變焦透鏡102。本實施形態(tài)的變焦透鏡102是圖l所示的第1實施形態(tài)的變焦透鏡2的變形，不特別說明的部分具有與第1實施形態(tài)的變焦透鏡2相同的構(gòu)造。圖5所示的變焦透鏡102，具有從屏幕側(cè)向物面OS側(cè)依次配置的負方文大率的第1透鏡群10、正放大率的第2透鏡群20、正放大率的第3透鏡群30和正方文大率的第4透鏡群40。變焦透鏡102的物面OS側(cè)大致變?yōu)檫h心，在第4透鏡群40和物面OS之間配置合成棱鏡50。若從廣角端側(cè)向望遠端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動的透鏡群10，20，30中，第1透鏡群10沿著光軸OA向物面OS側(cè)漸漸移動，第2及第3透鏡群20，30，在改變相互的間隔的同時，沿著光軸OA向著屏幕側(cè)漸漸移動。反之，若就從望遠端側(cè)向廣角端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動的透鏡群10，20,30中，第1透鏡群10沿著光軸OA向著屏幕側(cè)漸漸移動，第2及第3透鏡群20,30在改變相互的間隔的同時沿著光軸OA向物面OS側(cè)漸漸移動。另外，在到屏幕的距離發(fā)生變化的情況下的聚焦，通過使第1透鏡群10向光軸OA方向移動進行。第1透鏡群10的構(gòu)造,和第1實施形態(tài)的變焦透鏡2的情況大致相同，但接合透鏡13由配置在屏幕側(cè)的雙凸正透鏡13a和配置在物面OS側(cè)的雙凹的負透鏡13b組成。第3透鏡群30,從屏幕側(cè)起依次用包含凸面向著物面OS側(cè)的接合透鏡31和凸面向著物面OS側(cè)的正凹凸透鏡33的2群3枚透鏡構(gòu)成，接合透鏡31由配置在屏幕側(cè)凹面向著屏幕側(cè)的負凹凸透鏡31a和配置在物面OS側(cè)凸面向著物面OS側(cè)的正凹凸透鏡31b組成，接合透鏡31的物面OS側(cè)，就是說，正凹凸透鏡31b的凸面做成非球面。第4透鏡群40只由凸面向著屏幕側(cè)的正單透鏡組成。該變焦透鏡102也和圖1所示的第1實施形態(tài)的變焦透鏡2的情況一樣，滿足條件式(l)~(3)，得到第1實施形態(tài)的變焦透鏡2—樣的特性。實施例2下面，就圖5所示的變焦透鏡102的數(shù)值所規(guī)定的實施例2作一說明。以下的表2表示實施例2變焦透鏡102的透鏡數(shù)據(jù)。表2實施例2f-9.814.7FNo=1』72.122o)=88.9*~秘，5'01糊糾220鵬356-2環(huán)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與可變間隔廣角端中間焦距望遠端2000.002,加2艦00d錢徵241謹謂8.1113眉譜2.009.2115.77非球面系數(shù)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灘使-，60,0000。E+加在該表2的上欄，表示r面序號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錫働4.513.50@力01,30則748363們S§經(jīng)d2Qoo1cjftjrt^2等M素。此外，在表2的中欄表示本實施例2的r廣角端」、r中焦距j及r望遠端」中各距離d0，d9，dll，dl7的數(shù)值。在本實施例2中，也和表1所示的實施例1的情況一樣，3面、4面及15面做成非球面，具有與表2下欄所列各個系數(shù)rkj、rA04j~rAi2j對應(yīng)的非球面形狀。本實施例2的結(jié)果的規(guī)格是，焦距f是f=9.8~14.7，f數(shù)FNo-l.87~2.12，此時的一見場角2co變?yōu)?co=88.9°~66.5。。圖6是本實施例2的廣角端諸像差圖，表示放大側(cè)距離2m下縮小側(cè)的諸像差。諸像差圖的左端，表示基準(zhǔn)波長550nm和其他波長610nm、460nm下各色的球面像差，諸像差圖的中央表示波長550nm下的像散現(xiàn)象，諸像差圖的右端表示波長550nm下的畸變像差。圖7是本實施例2中間焦距下的諸像差圖，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。圖8是本實施例2望遠端的諸像差圖，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。第3實施形態(tài)圖9表示與第3實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的透鏡構(gòu)成。在這種情況下，表示廣角端的變焦透鏡202。本實施形態(tài)的變焦透鏡202，是圖l所示的第1實施形態(tài)變焦透鏡2的變形，不特別說明的部分和第1實施形態(tài)的變焦透鏡2具有相同的構(gòu)造。圖9所示的變焦透鏡202，具有從屏幕側(cè)向物面OS側(cè)依次配置的負放大率的第1透鏡群10、正放大率的第2透鏡群20、正放大率的第3透鏡群30和正放大率的第4透鏡群40。變焦透鏡202的物面OS側(cè)大致為遠心，第4透鏡群40和物面OS之間配置合成棱鏡50。若就從廣角端側(cè)向望遠端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動的透鏡群10，20，30中，第1透鏡群10沿著光軸OA向物面OS側(cè)漸漸移動，第2及第3透鏡群20，30在改變相互的間隔的同時沿著光軸0A向著屏幕側(cè)漸漸移動。反之，若就從望遠端側(cè)向廣角端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動透鏡群10，20，30中，第1透鏡群10，沿著光軸OA向著屏幕側(cè)漸漸移動，第2及第3透鏡群20,30，在改變相互的間隔的同時沿著光軸OA向物面OS側(cè)漸漸移動。另外，在到屏幕的距離發(fā)生變化的情況下的聚焦，通過使第1透鏡群10向光軸OA方向移動進行。第1透鏡群10的構(gòu)造，和第l實施形態(tài)的變焦透鏡2的情況大致相同，但接合透鏡13由配置在屏幕側(cè)的雙凹負透鏡13a和配置在物面OS側(cè)凸面向著屏幕側(cè)的正凹凸透鏡13b組成。第2~第4透鏡群20~40具有與第1實施形態(tài)的變焦透鏡2相同的構(gòu)造。在該變焦透鏡202中，也和圖l所示的第1實施形態(tài)變焦透鏡2的情況一樣，滿足條件式(l)~(3)，可得到與第1實施形態(tài)的變焦透鏡2相同的特性。實施例3下面，就圖9所示的變焦透鏡202的數(shù)值所規(guī)定的實施例3作一說明。以下的表3表示實施例3變焦透鏡202的透鏡數(shù)據(jù)。表3可變間隔廣角端中間焦距望處WdO加0O.禱20D0,柳2加0,加d930.3512.292.04dlt13.2215.54d172力08.B014.66非球面系數(shù)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該表3的上欄表示r面序號j、rrj、rD」、rNdj、rvd』等各要素。此外，表3的中欄表示本實施例3的r廣角端j、r中焦距j及r實施例3f=9.8M.7Ftfo=I."~2,02<o-88.9。66,5'面序號，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(xiāng)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望遠端j處的各個距離d0，d9，dll，dl7的數(shù)值。在本實施例3中，也和表1所示的實施例1的情況一樣，面3、4面及15面^:成非球面，具有與表3的下欄所示的各個系數(shù)rk」、rA04j~rAi2j對應(yīng)的非球面形狀。本實施例3的結(jié)果的規(guī)格是，焦距f是f-9.8~14.7，f數(shù)FNo-l.77~2.0，此時的視場角2w變?yōu)?a)=88.9°~66.5。。圖IO是本實施例3廣角端的諸像差圖，表示放大側(cè)距離2m下縮小側(cè)的諸像差。諸像差圖的左端，表示基準(zhǔn)波長550nm和其他波長610nm、460nm下各色的球面像差，諸像差圖的中央表示波長550nm下的像散現(xiàn)象，諸像差圖的右端表示波長550nm下的畸變像差。圖11是本實施例3的中間焦距下的諸像差圖，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。圖12是本實施例3的望遠端的諸像差圖，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。第4實施形態(tài)圖13表示與第4實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的透鏡構(gòu)成。在這種情況下，表示廣角端的變焦透鏡302。本實施形態(tài)的變焦透鏡302,是圖1所示的第1實施形態(tài)變焦透鏡2的變形，不特別說明的部分與第1實施形態(tài)的變焦透鏡2具有相同的構(gòu)造。圖13所示的變焦透鏡302,具有從屏幕側(cè)向物面OS側(cè)依次配置的負放大率的第1透鏡群310、正放大率的第2透鏡群20、正放大率的第3透鏡群30和正^L大率的第4透鏡群40。變焦透鏡302的物面OS側(cè)大致為遠心，第4透鏡群40和物面OS之間配置合成棱鏡50。若就從廣角端側(cè)向望遠端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動的透鏡群310，20，30中，笫1透鏡群310沿著光軸OA向物面OS側(cè)漸漸移動，第2及第3透鏡群20，30，在改變相互的間隔的同時沿著光軸OA向著屏幕側(cè)漸漸移動。反之，若就從望遠端側(cè)向廣角端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動的透鏡群310，20，30中，第1透鏡群310沿著光軸OA向著屏幕側(cè)漸漸移動，第2及笫3透鏡群20,30，在改變相互的間隔的同時沿著光軸OA向物面os側(cè)漸漸移動。另外，在到屏幕的距離發(fā)生變化的情況下的聚焦，通過使第1透鏡群310向光軸OA方向移動進行。第1透鏡群310的構(gòu)造，和第1實施形態(tài)的變焦透鏡2的情況大致相同，但不用圖1的接合透鏡13,而配置雙凹形狀的負透鏡313。就是"i兌，第1透鏡群310用4群4枚透鏡構(gòu)成。第2透鏡群20，由凸面向著屏幕側(cè)的正凹凸透鏡組成。第3及第4透鏡群30，40，具有與第l實施形態(tài)的變焦透鏡2相同的構(gòu)造。在該變焦透鏡302中，也和圖l所示的第l實施形態(tài)的變焦透鏡2的情況一樣，滿足條件式(1)~(3)，得到與第l實施形態(tài)的變焦透鏡2相同的特性。實施例4下面，就圖13所示的變焦透鏡302的數(shù)值所規(guī)定實施例4作一說明。以下的表4表示實施例4的變焦透鏡302的透鏡數(shù)據(jù)。表4實施例4<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>-3.887弱￡-，S&鵬0腿+加該表4的上欄表示r面序號j、rr』、rDj、rMj、rvd」等各要素。此外，表4的中欄表示本實施例4的r廣角端j、r中焦距」及r望遠端j各個距離d0，d8，d10,dl6的數(shù)值。在本實施例4中，也和表1所示的實施例1的情況一樣，3面、4面及14面做成非球面，具有與表4的下欄所列各個系數(shù)rkj、rA04j~rAi2j對應(yīng)的非球面形狀。本實施例4的結(jié)果的規(guī)格是，焦距f是f=9.8~14.7，f數(shù)FNo-l.91~2.16，此時的視場角2co變?yōu)?(0=88.9°~66.5。。圖14是本實施例4的廣角端中諸像差圖，表示放大側(cè)距離2m下縮小側(cè)的諸像差。諸像差圖的左端，表示基準(zhǔn)波長550nm和其他波長610nm、460nm下各色的球面像差，諸像差圖的中央表示波長550nm下的像散現(xiàn)象，諸像差圖的右端表示波長550nm下的畸變像差。圖15是本實施例4的中間焦距下的諸像差圖，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。圖16是本實施例4望遠端的諸像差圖，左端表示各色的球面像差，中央表示〗象散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。第5實施形態(tài)圖17表示與笫5實施形態(tài)相關(guān)的變焦透鏡的透鏡構(gòu)成。在這種情況下，表示廣角端的變焦透鏡402。本實施形態(tài)的變焦透鏡402，是圖13所示的第4實施形態(tài)的變焦透鏡302的變形，不特別說明的部分具有和第4實施形態(tài)的變焦透鏡相同的構(gòu)造。圖17所示的變焦透鏡402,具有從屏幕側(cè)向物面OS側(cè)依次配置的負放大率的第1透鏡群310、正放大率的第2透鏡群20、正放大率的第3透鏡群30和正放大率的第4透鏡群40。變焦透鏡402的物面OS側(cè)大致為遠心，在第4透鏡群40和物面OS之間配置合成棱鏡50。若就從廣角端側(cè)向望遠端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動的透鏡群310，20，30中，第1透鏡群310沿著光軸OA向物面OS側(cè)漸漸移動，第2及第3透鏡群20,30在改變相互的間隔的同時沿著光軸0A向著屏幕側(cè)漸漸移動。反之，若就從望遠端側(cè)向廣角端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動的透鏡群310,20，30中，第1透鏡群310沿著光軸OA向著屏幕側(cè)漸漸移動，第2及第3透鏡群20，30在改變相互的間隔的同時沿著光軸OA向物面OS側(cè)漸漸移動。另外，到屏幕的距離發(fā)生變化的情況下的聚焦，通過使第1透鏡群310向光軸OA方向移動進行。第2透鏡群20只由在屏幕側(cè)及物面OS側(cè)雙凸的正單透鏡組成。第3透鏡群30的構(gòu)造，從屏幕側(cè)起依次由包含凸面向著物面OS側(cè)的接合透鏡31和凸面向著物面OS側(cè)的正凹凸透鏡33的2群3枚透鏡構(gòu)成，接合透鏡31由配置在屏幕側(cè)的雙凹負透鏡31a和配置在物面OS的雙凸正透鏡31b組成，接合透鏡31的物面0S側(cè)，就是說，正透鏡31b的凸面做成非球面。第l及第4透鏡群310，40具有與第4實施形態(tài)的變焦透鏡302相同的構(gòu)造。在該變焦透鏡402中，也和圖l所示的第1實施形態(tài)的變焦透鏡2等的情況一樣，滿足條件式(1)-(3)，可得到與第1實施形態(tài)的變焦透鏡2等相同的特性。實施例5下面，就圖17所示的變焦透鏡402的數(shù)值所規(guī)定實施例5作一說明。以下的表5表示實施例5的變焦透鏡402的透鏡數(shù)據(jù)。表5實施例5f:U147,=i.gui2w=88,9'66-5*可變間隔廣角端中間焦距望處項2000,加2D0O.OO2000加d840,64，8.392.363.073.442.加10.S51簡i系數(shù)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鵬1.2鄰14E-101.l引鄰E-10A很-7,1640$E-1S2.80431E-12-5.53157E-13A12-4.5586&E-1500OO00E+OO該表5的上欄表示r面序號』、rrj、rd」、r要素。此外，表5的中欄表示本實施例5的r廣角端jNdj、rVdj等各、r中間焦距j及r望遠端」各個距離d0，d9，dll，dl7的數(shù)值。在本實施例5，也和表137鵬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所示的實施例l，4的情況一樣，3面、4面及15面做成非球面，具有與表5的下欄所列各個系數(shù)rkj、rA04」~rAi2j對應(yīng)的非球面形狀。本實施例5的結(jié)果的規(guī)格是，焦距f是f-9.8~14.7，f數(shù)FNo-1.92.21，此時的視場角2co變?yōu)?co=88.9。~66.5°。圖18是本實施例5廣角端的諸像差圖，表示放大側(cè)距離2m下縮小側(cè)的諸像差。諸像差圖的左端表示基準(zhǔn)波長550nm和其他波長610nm、460nm下各色的球面像差，諸像差圖的中央表示波長550nm下的像散現(xiàn)象，諸像差圖的右端表示波長550nm下的畸變像差。圖19是本實施例5的中間焦距的諸像差圖，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。圖20是本實施例5望遠端的諸像差圖，左端表示各色的球面像差，中央表示像散現(xiàn)象，右端表示畸變像差。第6實施形態(tài)接著，參見圖21說明具有上述的變焦透鏡2，102，202，302，402，502的投影儀660。該投影儀660具有，沿著系統(tǒng)光軸SA射出均勻的光源光的光源裝置61、把從光源裝置61射出的照明光分離為紅、綠、藍3色的分離照明系統(tǒng)63、用從分離照明系統(tǒng)63射出的各色照明光照明的光調(diào)制部65、把經(jīng)過光調(diào)制部65的各色調(diào)制光合成的交叉分色棱鏡67和投射從交叉分色棱鏡67射出的像光用的投射透鏡69。其中，光源裝置61具有射出光源光的光源單元61a、把從該光源單元61a射出的光源光均勻地轉(zhuǎn)換為規(guī)定的偏振方向的照明光的均一化光學(xué)系統(tǒng)61c。光源單元61a具有光源燈61ra和反射器61n。此外，均一化光學(xué)系統(tǒng)61c具有把光源光分割為部分光束用的第1透鏡陣列61d、調(diào)節(jié)分割后的部分光束度寬的第2透鏡陣列61e、聚集各部分光束的偏振方向的偏振光變換裝置61g和以各部分光束為對象對照明區(qū)域進行重疊的入射重疊透鏡61i。分離照明系統(tǒng)63具有，第l及第2分色反射鏡63a，63b、光路彎曲用的反射鏡63m，63n，63o，通過使系統(tǒng)光軸SA分為3個光路0P1~0P3，把照明光分離為藍光LR、綠光LG及紅光LB3種光束。另外，中繼透鏡LL1，LL2，把在入射側(cè)的第1中繼透鏡LL1之前形成的像傳遞到大致原樣不變地射出側(cè)的場透鏡63h，防止光擴散等造成的光的利用效率下降。光調(diào)制部66具有，3色照明光LB，LR，LG各自入射的3個液晶燈泡65a，65b，65c，經(jīng)過場透鏡63f，63g，63h入射各液晶燈泡65a，65b，65c的各色光LB，LG，LR，響應(yīng)驅(qū)動信號，用像素單位進行強度調(diào)制。另外，各液晶燈泡65a，65b，65c具有，用一對偏振光板夾著液晶顯示面板的構(gòu)造。交叉分色棱鏡67,具有交叉分色膜67a，67b，從各個液晶燈泡65a，65b，65c射出合成的調(diào)制的像光。作為投射透鏡的變焦透鏡2，102，202，302，402，502，把用交叉分色棱鏡67合成的像光以適當(dāng)?shù)姆糯舐首鳛椴噬珗D像投射在圖中沒有示出的屏幕上。另外，構(gòu)成各液晶燈泡65a，65b，65c的液晶面板做得與圖1等所示的物面0S對應(yīng)。在上述實施形態(tài)的投影儀660中，變焦透鏡2，102，202,302，402,502，由于在物面OS上大致為遠心，不會左右液晶顯示面板的畫質(zhì)的角度依存性，可以把鮮明的圖像投影在屏幕上。另外，變焦透鏡2，102，202，302,402，502，如上所述，即使在以少的透鏡實現(xiàn)比較大的視場角的情況下，也可以在廣角時充分地進行像差修正，可以取比較大的高變倍比。因而，在把這樣的變焦透鏡2，102,202，302，402,502裝入投影儀660時，在狹窄的房間里也可以投射大的圖像，不僅可以提高設(shè)置的自由度，而且可以對投影儀660保持比較低的成本。另外，不用各液晶燈泡65a,65b，65c,而用由微反射鏡構(gòu)成的器件那樣的光調(diào)制裝置，也可以采用像電影和幻燈那樣的圖像形成部件。權(quán)利要求1.一種變焦透鏡，其特征在于，具備從放大側(cè)開始依次配置的具有負放大率的第1透鏡群、具有正放大率的第2透鏡群、具有正放大率的第3透鏡群和具有正放大率的第4透鏡群，從廣角側(cè)向望遠側(cè)變焦時，上述第1透鏡群從放大側(cè)向縮小側(cè)移動，上述第2及第3透鏡群從縮小側(cè)向放大側(cè)移動，上述第4透鏡群固定，在廣角端狀態(tài)下，透鏡的全長最長。全文摘要本發(fā)明提供一種可以容易地達到小型化和降低成本的可以適應(yīng)廣角化和高變倍比要求的變焦透鏡。變焦透鏡2從屏幕側(cè)起具有負放大率的第1透鏡群10、正放大率的第2透鏡群20、正放大率的第3透鏡群30和正放大率的第4透鏡群40。若就從廣角端側(cè)向望遠端側(cè)的變倍作一說明，則在3個可動的透鏡群10，20，30中，第1透鏡群10沿著光軸OA向物面OS側(cè)漸漸移動，第2及第3透鏡群20，30在改變相互的間隔的同時，沿著光軸OA向著屏幕側(cè)漸漸移動。文檔編號G02B15/16GK101178474SQ20071016504公開日2008年5月14日申請日期2007年11月6日優(yōu)先權(quán)日2006年11月6日發(fā)明者峯藤延孝申請人:精工愛普生株式會社