投影變焦鏡頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是實現(xiàn)具有很寬視場角的高性能投影變焦鏡頭和達(dá)到跨越整個變焦區(qū)的高性能的五透鏡組類型的投影變焦鏡頭。提供在圖像顯示設(shè)備中使用的配置為將圖像投影在目標(biāo)投影表面上并且顯示圖像的放大圖像的投影變焦鏡頭，其中該變焦鏡頭具有五透鏡組配置，在五透鏡組配置中，從放大側(cè)朝縮小側(cè)排列第一到第五透鏡組G1到G5，并且組成透鏡組中的每個或者包括在透鏡組中的透鏡具有負(fù)和正折射力的組合，并且在透鏡配置中，適當(dāng)選擇組成透鏡組的焦距、相對行進(jìn)距離、到圖像顯示元件的透鏡距離和組成透鏡形狀。
【專利說明】投影變焦鏡頭
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并且要求來自2012年12月28日提交的日本專利申請2012-288356、
2012-289126,2012-289149,2012-289152和 2012-289157 ；2013 年 4 月 30 日提交的日本專利申請2013-095867和2013-095878 ;2013年6月13日提交的日本專利申請2013-124781 ；2013 年 10 月 4 日提交的日本專利申請 2013-209598、2013-209631、2013-209636、
2013-209644和2013-209678的優(yōu)先權(quán)，其公開以引用的方式將其全部結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及投影變焦鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0004]配置為將放大圖像投影在前投影投影儀設(shè)備前面的屏幕上的該前投影投影儀設(shè)備最近廣泛用于在公司介紹、學(xué)校教學(xué)以及家庭使用。
[0005]關(guān)于投影變焦鏡頭，最近已經(jīng)對“高放大倍率和廣角”有日益增長的要求。
[0006]已經(jīng)知道專利文獻(xiàn)I到2中描述的那些滿足該要求。
[0007]專利文獻(xiàn)I中描述的投影變焦鏡頭具有負(fù)、負(fù)、正、負(fù)和正的五透鏡組配置，并且能夠足夠抑制放大倍率改變期間的像差。然而，廣角端處的半視場角保持在30°。
[0008]專利文獻(xiàn)2中描述的投影變焦鏡頭具有負(fù)、負(fù)、正、正和正的五透鏡組配置，并且能夠足夠抑制像差。然而，廣角端處的半視場角保持在20.8°。
[0009]“用于投影圖像的鏡頭”一般與使用“斜光線”作為成像光的相機(jī)的攝影鏡頭系統(tǒng)不同。
[0010]在相機(jī)的攝影鏡頭中，鏡頭的整個有效區(qū)域是有用的。
[0011]然而，在用于投影圖像的鏡頭中，因為由斜光線形成投影圖像，所以可用作圖像投影區(qū)域的范圍是鏡頭的有效區(qū)域的一部分。
[0012]出于這個原因，投影鏡頭需要具有更寬的角度以增加圖像投影在其上的目標(biāo)投影表面的面積。
[0013]最近，還對于減小投影儀設(shè)備的投影距離和向目標(biāo)投影表面“靠近布置”投影儀設(shè)備有強烈要求。
[0014]對于投影變焦鏡頭的很寬角度有要求，以利用上面描述的靠近目標(biāo)投影表面布置投影變焦鏡頭的配置實現(xiàn)大目標(biāo)投影表面。
[0015]鑒于上述情況作出本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)具有投影圖像的大視場角的新穎投影變焦鏡頭。
[0016]從對于各種燈泡的應(yīng)用性的觀點來看，投影變焦鏡頭優(yōu)選具有大后焦點(largeback focus)。
[0017]從對于各種燈泡和廣角的應(yīng)用性的視點，后焦點Bf與廣角端處整個系統(tǒng)的焦距Fw的比率Bf/Fw用作重要參數(shù)。[0018]鑒于此來考慮專利文件I和2中描述的投影變焦鏡頭，參數(shù)“Bf/Fw”在專利文件I中是大約0.12而在專利文件2中是大約0.69。
[0019]本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)這樣的廣角投影變焦鏡頭，該廣角投影變焦鏡頭能夠在利用第一到第三透鏡組的焦度(power)排列是“負(fù)、負(fù)和正”的五透鏡組配置設(shè)置大“Bf/Fw"的同時確保光學(xué)性能。
[0020]已經(jīng)提及對于投影變焦鏡頭中的更寬角度有要求，以利用靠近目標(biāo)投影表面布置投影變焦鏡頭的配置實現(xiàn)大目標(biāo)投影表面。
[0021]本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)具有寬視場角的投影變焦鏡頭。
[0022]另外，為了增加圖像投影在其上的目標(biāo)投影表面的面積，可想到實現(xiàn)投影變焦鏡頭的更寬角度。
[0023]相反，最近，已經(jīng)對于減小投影儀設(shè)備的投影距離和向目標(biāo)投影表面“靠近布置”投影儀設(shè)備有強烈要求。
[0024]對于投影變焦鏡頭的很寬角度有要求，以利用上面描述的靠近目標(biāo)投影表面布置投影變焦鏡頭的配置實現(xiàn)大目標(biāo)投影表面。
[0025]在作為圖像顯示設(shè)備的投影儀中，投影變焦鏡頭的目標(biāo)是圖像顯示表面，而成像表面是屏幕。
[0026]圖像顯示表面和屏幕二者都是平的。因此，在確定投影變焦鏡頭是好或者差時“場曲率”的良好校正是重要的。
[0027]此外，因為要投影的圖像是放大圖像，所以由于失真引起的投影圖像中的失真容易注意到。因此，失真的良好校正也是重要的。
[0028]另外，因為投影變焦鏡頭中改變放大倍率，所以重要的是在放大倍率改變期間“場曲率和失真”中的變化很小。
[0029]因此，本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)具有寬視場角的新穎投影變焦鏡頭，該投影變焦鏡頭能夠以大視場角顯示投影圖像。
[0030]已經(jīng)提及已經(jīng)知道專利文獻(xiàn)I和2中描述的那些滿足這種要求。
[0031]專利文獻(xiàn)I中描述的投影變焦鏡頭具有負(fù)、負(fù)、正、負(fù)和正的五透鏡組配置，并且實現(xiàn)近似1.5倍的可變放大倍率比。
[0032]專利文獻(xiàn)2中描述的投影變焦鏡頭具有負(fù)、負(fù)、正、正和正的五透鏡組配置，并且實現(xiàn)接近1.7倍的可變放大倍率比。
[0033]在專利文獻(xiàn)I中描述的投影變焦鏡頭中，第一、第三和第五透鏡組是固定組，并且通過朝縮小側(cè)移動第二和第四透鏡組來執(zhí)行從廣角端到長焦鏡頭端的放大倍率改變。
[0034]在專利文獻(xiàn)2中描述的投影變焦鏡頭中，第一和第五透鏡組是固定組，并且通過朝縮小側(cè)移動第二到第四透鏡組來執(zhí)行從廣角端到長焦鏡頭端的放大倍率改變。
[0035]在專利文獻(xiàn)I和2中描述的投影變焦鏡頭中，放大側(cè)上的第一透鏡組和縮小側(cè)上的第五透鏡組是固定組。
[0036]因此，需要在“兩端固定的位移區(qū)”中移位移動組。
[0037]—般地，需要增加移動組的位移量，以增加可變放大倍率比。移動組的位移區(qū)的減小導(dǎo)致放大倍率的變化率的增加。結(jié)果，可能劣化像差。
[0038]當(dāng)以透鏡組的數(shù)量(諸如五)在尺寸上增加移動組時，整個鏡頭系統(tǒng)可能在重量和長度上增加。
[0039]鑒于上述情況作出本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)具有五透鏡組配置并且利用新穎放大倍率改變方法的投影變焦鏡頭，由此達(dá)到高可變放大倍率比。
[0040]已經(jīng)提及對于投影變焦鏡頭中的很寬角度有要求，以利用靠近目標(biāo)投影表面布置投影變焦鏡頭的配置實現(xiàn)大目標(biāo)投影表面。
[0041]從實踐方面看，優(yōu)選投影變焦鏡頭除了具有廣角之外還要緊湊且輕。
[0042]在包括在投影變焦鏡頭中的透鏡組中，最有可能增加尺寸和重量的是第一透鏡組。[0043]當(dāng)?shù)谝煌哥R組很重時，不僅投影變焦鏡頭自身變得很重，而且可能在第一透鏡組中發(fā)生“由其自身重量引起的偏心(eccentricity)”。
[0044]依據(jù)此觀點，在專利文獻(xiàn)I和2中描述的兩種投影變焦鏡頭中，第一透鏡組具有四透鏡配置。由此，投影變焦鏡頭在減小第一透鏡組的重量方面仍具有改進(jìn)空間。
[0045]鑒于上述情況作出本發(fā)明。
[0046]更具體地，本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)具有寬視場角并且能夠減小尺寸和重量的投影變焦鏡頭。
[0047]已經(jīng)提及對于投影變焦鏡頭中的很寬角度有要求，以利用靠近目標(biāo)投影表面布置投影變焦鏡頭的配置實現(xiàn)大目標(biāo)投影表面。
[0048]本發(fā)明涉及組成透鏡的折射力(refractive power)的組合。本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)五透鏡組型的投影變焦鏡頭，該五透鏡組型的投影變焦鏡頭達(dá)到跨越整個變焦區(qū)的高性能。
[0049]專利文獻(xiàn):
[0050][專利文獻(xiàn)I]
[0051]日本專利申請公開第2011-69959
[0052][專利文獻(xiàn)2]
[0053]日本專利第4952225

【發(fā)明內(nèi)容】

[0054]本發(fā)明的投影變焦鏡頭特征在于，廣角端處的半視場角ω￥、第一透鏡組的焦距Π和第二透鏡組的焦距f2:
[0055](1_1)34度〈(0￥〈45度
[0056](2-1)0.Kfl/f2<l.0
[0057]本發(fā)明的投影變焦鏡頭特征在于，第二透鏡組具有負(fù)折射力，
[0058]第三透鏡組具有正折射力，并且圖像顯示元件和距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的第五透鏡組中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的表面之間的距離Bf、廣角端處的焦距Fw以及第一透鏡組的焦距Fl滿足以下條件:
[0059](1-1I) 1.9 ^ Bf/Fw
[0060](2-1I) 1.2〈|F1 |/Fw〈3.5。
[0061]本發(fā)明的投影變焦鏡頭特征在于，當(dāng)放大倍率從廣角端向長焦端變化時，第五透鏡組朝放大側(cè)移動，并且廣角端處的半視場角《W滿足以下條件:[0062](1-1II) 34 度≤ cow〈45 度。
[0063]本發(fā)明的投影變焦鏡頭特征在于，在第一透鏡組中，距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面是朝放大側(cè)凸的，而距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面是朝縮小側(cè)凹的，并且廣角端處的半視場角ωw滿足以下條件:
[0064](1-1V) 34 度≤ cow〈45 度。
[0065]本發(fā)明的投影變焦鏡頭特征在于，當(dāng)從廣角端向長焦端改變放大倍率時，第三透鏡組朝放大側(cè)移動，而第四透鏡組朝放大側(cè)移動，并且在放大倍率改變中第三透鏡組的行進(jìn)距離D3和在放大倍率改變中第四透鏡組的行進(jìn)距離D4滿足以下條件:
[0066](1-V) 0.05〈D3/D4〈1.10。
[0067]本發(fā)明的投影變焦鏡頭特征在于，第一透鏡組包括兩個或者三個透鏡，并且廣角端處的半視場角《W滿足以下條件:
[0068](1-VI) 34 度≤ cow〈45 度。
[0069]本發(fā)明的投影變焦鏡頭特征在于，第二到第五透鏡組中的至少一個設(shè)置為包括四個或者更多透鏡并且具有負(fù)折射力的負(fù)透鏡組，并且包括在負(fù)透鏡組中的四個或者更多透鏡中自放大側(cè)起的第一到第四透鏡的折射力排列設(shè)置為正、負(fù)、正和負(fù)或者負(fù)、正、負(fù)和正。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0070]圖1是示出根據(jù)示例I的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0071]圖2是根據(jù)示例I的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0072]圖3是示出根據(jù)示例2的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0073]圖4是根據(jù)示例2的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0074]圖5是示出根據(jù)示例3的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0075]圖6是根據(jù)示例3的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0076]圖7是示出根據(jù)示例4的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0077]圖8是根據(jù)示例4的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0078]圖9是示出根據(jù)示例5的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0079]圖10是根據(jù)示例5的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0080]圖11是示出根據(jù)示例6的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0081]圖12是根據(jù)示例6的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0082]圖13是示出根據(jù)示例7的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0083]圖14是根據(jù)示例7的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0084]圖15是示出根據(jù)示例8的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0085]圖16是根據(jù)示例8的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0086]圖17是示出根據(jù)示例9的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0087]圖18是根據(jù)示例9的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0088]圖19是示出根據(jù)示例10的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0089]圖20是根據(jù)示例10的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0090]圖21是示出根據(jù)示例11的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0091]圖22是根據(jù)示例11的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。[0092]圖23是示出根據(jù)示例12的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0093]圖24是根據(jù)示例12的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0094]圖25是示出根據(jù)示例13的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0095]圖26是根據(jù)示例13的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0096]圖27是示出根據(jù)示例14的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0097]圖28是根據(jù)示例14的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0098]圖29是作為圖像顯示設(shè)備的投影儀設(shè)備的示意配置圖。
[0099]圖30是示出根據(jù)比較示例的投影變焦鏡頭的配置的截面視圖。
[0100]圖31是根據(jù)比較示例的投影變焦鏡頭的像差曲線圖。
[0101]圖32是根據(jù)示例I的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0102]圖33是根據(jù)示例2的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0103]圖34是根據(jù)示例3的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0104]圖35是根據(jù)示例4的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0105]圖36是根據(jù)示例5的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0106]圖37是根據(jù)示例6的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0107]圖38是根據(jù)示例7的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0108]圖39是根據(jù)示例8的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0109]圖40是根據(jù)示例9的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0110]圖41是根據(jù)示例10的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0111]圖42是根據(jù)示例11的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0112]圖43是根據(jù)示例12的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0113]圖44是根據(jù)示例13的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0114]圖45是根據(jù)示例14的投影變焦鏡頭的放大色差圖。
[0115]圖46是示出根據(jù)示例I的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0116]圖47是示出根據(jù)示例2的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0117]圖48是示出根據(jù)示例3的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0118]圖49是示出根據(jù)示例4的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0119]圖50是示出根據(jù)示例5的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0120]圖51是示出根據(jù)示例6的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0121]圖52是示出根據(jù)示例7的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0122]圖53是示出根據(jù)示例8的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0123]圖54是示出根據(jù)示例9的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0124]圖55是示出根據(jù)示例10的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0125]圖56是示出根據(jù)示例11的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0126]圖57是示出根據(jù)示例12的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0127]圖58是示出根據(jù)示例13的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
[0128]圖59是示出根據(jù)示例14的第一透鏡組中的非球面透鏡的非球面形狀的示圖。
【具體實施方式】[0129]下面將描述本發(fā)明的實施例。
[0130]本發(fā)明的變焦鏡頭是上面描述的“投影變焦鏡頭”。
[0131]如上所述，“投影鏡頭”使用“斜光線”作為成像光。同樣，本發(fā)明的投影變焦鏡頭也使用“斜光線通量(flux)”作為用于形成投影圖像的投影光通量。
[0132]圖1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25和27示出投影變焦鏡頭的十四個實施例。
[0133]根據(jù)那些實施例的變焦鏡頭以此順序?qū)?yīng)于后面要描述的具體示例I到14。
[0134]在每個附圖中，其左側(cè)指示“放大側(cè)”，而其右側(cè)指示“縮小側(cè)”。為了避免復(fù)雜性，整個附圖使用相同參考標(biāo)記。
[0135]在每個附圖中，參考標(biāo)記Gl表示第一透鏡組，參考標(biāo)記G2表示第二透鏡組，參考標(biāo)記G3表示第三透鏡組，參考標(biāo)記G4表示第四透鏡組，并且參考標(biāo)記G5表示第五透鏡組。
[0136]更具體地，其實施例在各個圖中示出的投影變焦鏡頭具有五透鏡組配置，其包括從放大側(cè)朝縮小側(cè)排列的第一到第五透鏡組Gl到G5。
[0137]此外，“孔徑光闌”布置在第三透鏡組G3上或者第三透鏡組G3后面。
[0138]關(guān)于透鏡，由參考符號Lij表示第i透鏡組(i=l到5)中自放大側(cè)起的第j個透鏡。
[0139]另外，在每個附圖中，參考符號CG表示“圖像顯示元件(燈泡)的防護(hù)玻璃”。
[0140]在實施例和示例中，“作為微鏡器件的DMD”假設(shè)為燈泡。然而，無須說，燈泡不限于此。
[0141]在每個附圖中，其上部分示出“廣角端處的透鏡組排列(表示為廣角)”，而其下部分示出“長焦端處的透鏡組排列(表示為長焦)”。
[0142]此外，每個附圖的上部分和下部分之間繪出的箭頭指示當(dāng)從廣角端向長焦端改變放大倍率時第二到第五透鏡組G2到G5的位移方向。
[0143]在其實施例在各個附圖中示出的投影變焦鏡頭中，第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2 二者都具有負(fù)折射力，而第三透鏡組G3具有正折射力。
[0144]更具體地，在第一到第五透鏡組中，第一透鏡組Gl到第三透鏡組G3的折射力分布是“負(fù)、負(fù)和正”。
[0145]關(guān)于第四和第五透鏡組G4和G5的折射力，第四透鏡組可以具有正折射力，而第五透鏡組可以具有“正或者負(fù)”折射力，如權(quán)利要求3中描述。
[0146]此外，關(guān)于第四和第五透鏡組G4和G5的折射力，第四透鏡組可以具有負(fù)折射力，而第五透鏡組可以具有“正或者負(fù)”折射力，如權(quán)利要求4中描述。
[0147]更具體地，對于第四和第五透鏡組G4和G5的折射力，“正和負(fù)”、“正和正”、“負(fù)和負(fù)”以及“負(fù)和正”的組合是可能的。
[0148]條件(1-1)規(guī)定廣角端處的半視場角的范圍。
[0149]更具體地，本發(fā)明的投影變焦鏡頭的廣角端處的半視場角大于34度并且小于45度。換言之，變焦鏡頭具有很寬的視場角。
[0150]為了滿足上面的條件，優(yōu)選負(fù)透鏡組在前型。因此，第一透鏡組Gl到第三透鏡組G3的折射力分布是“負(fù)、負(fù)和正”，其中負(fù)透鏡組在正透鏡組前面。
[0151]通過采用負(fù)透鏡組在前型，可以減小主光線高度并且可以減小鏡頭有效直徑。因此，可以實現(xiàn)具有寬視場角的緊湊型投影變焦鏡頭。
[0152]此外，可以最小化圖像投影時從第二透鏡組到第一透鏡組的“光通量的上翻(flip-up)角”。
[0153]當(dāng)圖像投影時，從燈泡側(cè)投影的投影光通量(斜光線通量)從第五透鏡組朝第一透鏡組引導(dǎo)。
[0154]在該情況中，因為第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2 二者都是負(fù)的，所以來自第三透鏡組的光通量的發(fā)散角可以在第二和第一透鏡組中自然增加。
[0155]因此，如上所述，可以最小化從第二透鏡組移交到第一透鏡組的光通量的上翻角，由此可以自然地增加從第一透鏡組輻射的光通量的發(fā)散角。
[0156]此外，達(dá)到抑制由制造時的透鏡偏心引起的性能劣化的效果。
[0157]條件(2-1)是在像散和場曲率的滿意校正中特別有效的條件。
[0158]當(dāng)超出條件(2-1)的上限時，可能相對減小第一透鏡組Gl的折射力(Ι/fl)的絕對值,并且可能增加場曲率。
[0159]當(dāng)超出條件(2-1)的下限時，可能相對增加第一透鏡組Gl的折射力的絕對值，并且可能增加像散。
[0160]關(guān)于本發(fā)明的投影變焦鏡頭，可以通過除了上面的配置之外還滿足以下條件(3-1)到(12-1)中的一個或者多個來實現(xiàn)更好的性能。
[0161](3-1) 0.3〈D3/F3 或 D4/F4〈0.6
[0162](4-1) 0<l/|fl_3w|<0.14
[0163](5-1)0.5<|fl_3w/fw|<8.0
[0164](6-1) Nd2p.v d2p〈Nd2n.v d2n
[0165](7-1) 1.70〈Nd2p〈2.10
[0166](8-1) 18.0〈 vd2p〈30.0
[0167](9-1) 1.45<Nd2n<l.75
[0168](10-1)48.0< vd2n<90.0
[0169](Il-1) 1.0<|f2p/f2n|<2.0
[0170](12-1) 2.5E-04〈 | f2p2n | <2.0E-02
[0171]在上面描述的條件(3-1)到(12-1)中，各個參數(shù)符號的含義如下。
[0172]“F3”表示第三透鏡組的焦距，而“F4”表示第四透鏡組的焦距。
[0173]“D3”表示當(dāng)從廣角側(cè)向長焦側(cè)改變放大倍率時第三透鏡組的行進(jìn)距離。
[0174]“D4”表示當(dāng)從廣角側(cè)向長焦側(cè)改變放大倍率時第四透鏡組的行進(jìn)距離。
[0175]“fl_3w”表示廣角端處第一到第三透鏡組的復(fù)合焦距。此外，“fw”表示廣角端處“整個系統(tǒng)的焦距”。
[0176]“Nd2p”表示排列在第二透鏡組中的正透鏡之中“具有最低d線Abbe數(shù)的正透鏡”的d線折射率?！?V d2p”表示該正透鏡的d線Abbe數(shù)。
[0177]“Nd2n”表示排列在第二透鏡組中的負(fù)透鏡之中“具有最高d線Abbe數(shù)的負(fù)透鏡”的d線折射率?！?V d2n”表示該負(fù)透鏡的d線Abbe數(shù)。
[0178]“f2p”表示排列在第二透鏡組中的正透鏡之中“具有最低d線Abbe數(shù)的正透鏡”的焦距。[0179]“f2n”表示排列在第二透鏡組中的負(fù)透鏡之中“具有最高d線Abbe數(shù)的負(fù)透鏡”的焦距。
[0180]“f2p2n”表示排列在第二透鏡組中的透鏡中的“具有最低d線Abbe數(shù)的正透鏡”以及“具有最高d線Abbe數(shù)的負(fù)透鏡”的復(fù)合焦距。
[0181]注意，在條件(12-1)中，例如，“2.5E-04”表示“2.5X10-4”。同樣適用于以下。
[0182]如上所述，條件(3-1)到(12-1)中的條件(6-1)到(12_1)是規(guī)定包括在第二透鏡組中的透鏡的材料的那些條件。
[0183]在下面描述的實施例的投影變焦鏡頭中，第二透鏡組G2是“像差校正組”。
[0184]此外，第三透鏡組G3或者第四透鏡組G4設(shè)置為“變焦組”，并且優(yōu)化其焦距和行進(jìn)距離以使得1.5倍或者更大的變焦比成為可能。
[0185]第一透鏡組Gl是在放大倍率改變方面固定的“聚焦組”。
[0186]在廣角投影變焦鏡頭中，距離廣角側(cè)最遠(yuǎn)處的透鏡組(第一透鏡組)需要增加“光線上翻角”，由此不可避免地增加其透鏡直徑。
[0187]此外，變焦鏡頭趨向于在重量上變重，這是因為主要使用高特定重量的高折射率玻璃。
[0188]因此，通過在放大倍率改變方面固定第一透鏡組，與在放大倍率改變中移動第一透鏡組的情形相比較，防止透鏡組的偏心的發(fā)生。
[0189]相應(yīng)地，在鏡頭系統(tǒng)的組裝中達(dá)到顯著優(yōu)點。
[0190]此外,還可以減小放大倍率改變所需的移動透鏡組的能量。
[0191]條件(3-1)是在使得能夠達(dá)到縮放比1.45倍或者更多時有效的條件。
[0192]當(dāng)超出條件(3-1)的上限時，可能增加長焦側(cè)上的像散。當(dāng)超出條件(3-1)的下限時，變得難于達(dá)到變焦比1.45倍。
[0193]通過滿足條件(3-1)，即使變焦比是1.45倍或者更多，也達(dá)到像散校正的最優(yōu)解決方案，并且還可以有效地抑制場曲率的增加。
[0194]條件(4-1)是負(fù)第一透鏡組G1、負(fù)第二透鏡組G2和正第三透鏡組G3的復(fù)合焦距的最優(yōu)范圍。
[0195]超出條件(4-1)的范圍，則不足以優(yōu)化放大倍率改變期間“第二透鏡組G2的像差校正”。結(jié)果，可能殘存像差，尤其是大彗形像差。
[0196]通過滿足條件(4-1)，可以優(yōu)化放大倍率改變期間“第二透鏡組G2的像差校正”。由此，可以有效地防止殘存諸如彗形像差之類的像差。
[0197]條件(5-1)是用以實現(xiàn)整個可變放大倍率區(qū)域上更加滿意的“彗形像差校正”的條件。
[0198]當(dāng)超出條件(5-1)的上限或者下限時，可能發(fā)生大彗形像差，并且也可能增加放大色差。
[0199]通過滿足條件(5-1)，可以有效地抑制彗形像差和放大色差的發(fā)生。
[0200]條件(6-1)是用以保持放大色差、彗形像差和像散平衡的條件。
[0201]當(dāng)不滿足條件(6-1)時，特別在放大色差、彗形像差和像散方面可能發(fā)生大不平衡。
[0202]通過滿足條件(6-1)，特別可以保持放大色差、彗形像差和像散平衡。[0203]本發(fā)明的投影變焦鏡頭中的“負(fù)第二透鏡組”可以設(shè)置為如上所述三維“像差校正組”。
[0204]在該情形下，在條件(7-1)的范圍外，發(fā)生大放大色差，并且也可能增加彗形像差和像散。
[0205]通過滿足條件(7-1)，可以有效地抑制放大色差、彗形像差和像散方面的增加。
[0206]如所熟知，作為正透鏡的冕玻璃(低折射率)和作為負(fù)透鏡的燧石玻璃(高折射率)的組合一般在有效地執(zhí)行“消色差”時有效。
[0207]然而，在本發(fā)明的投影變焦鏡頭中，如條件(7-1)的情形中那樣，優(yōu)選第二透鏡組包括高折射率高色散正透鏡和低折射率低色散負(fù)透鏡。
[0208]該組合在改進(jìn)消色差和減小拍茲伐和(Petzval sum)時有效。
[0209]這里，給出“正、負(fù)和正(粘合透鏡)”的透鏡配置的情形的描述，該透鏡配置也用作后面要描述的示例中的第二透鏡組。
[0210]在該情形下，當(dāng)距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的正透鏡具有“高折射率高色散”并且布置在該正透鏡的縮小側(cè)上的負(fù)透鏡具有“低折射率低色散”時，高折射率高色散引起該正透鏡中的正側(cè)上的大色差并且增加負(fù)側(cè)上的珀茲伐和。
[0211]通過具有低折射率低色散的負(fù)透鏡“有效抑制”這種色差和珀茲伐和。
[0212]由此，有效抑制放大色差、彗形像差和像散的增加。
[0213]另一方面，當(dāng)正透鏡具有“低折射率低色散”并且負(fù)透鏡具有“高折射率高色散”時，明顯放大色差和珀茲伐和。
[0214]出于這個原因，甚至更可能增加放大色差、彗形像差和像散。
[0215]條件(8-1)是在抑制放大色差時有效的條件。
[0216]如上所述，“高色散材料”優(yōu)選用于第二透鏡組中的正透鏡。滿足條件(8-1)的高色散材料的使用可以有效地抑制放大色差的發(fā)生。
[0217]此外，在滿足條件(7-1)或(8-1)的投影變焦鏡頭的情形下，優(yōu)選采用“雙凸透鏡”作為“第二透鏡組中的正透鏡”，如權(quán)利要求11中描述。
[0218]采用雙凸透鏡作為“第二透鏡組中具有最低的相對于d線Abbe的正透鏡”的形狀，在校正像差并且抑制珀茲伐和時有效。
[0219]當(dāng)正透鏡“不是雙凸透鏡”時，可能在放大倍率改變期間發(fā)生大的“場曲率變化”。
[0220]條件(9-1)是在抑制放大色差時有效的條件。如上所述，低折射率材料制成的透鏡優(yōu)選作為第二透鏡組中的負(fù)透鏡。
[0221]條件(9-1)的滿足在抑制大放大色差和珀茲伐和時有效。
[0222]條件(10-1)也是在抑制放大色差時有效的條件。如上所述，低色散材料制成的透鏡優(yōu)選作為第二透鏡組中的負(fù)透鏡。
[0223]條件(10-1)的滿足在抑制大放大色差時有效。
[0224]在滿足條件(9-1)或(10-1)的投影變焦鏡頭中，優(yōu)選采用“雙凹透鏡”作為“第二透鏡組中的負(fù)透鏡”，如權(quán)利要求14中描述。
[0225]這種配置便于像差校正和珀茲伐和的最優(yōu)控制。
[0226]當(dāng)負(fù)透鏡(具有最高Adde數(shù)和低折射率的負(fù)透鏡)“不是雙凹透鏡”時，可能在放大倍率改變期間發(fā)生“大場曲率變化”。[0227]條件(Il-1)是用以抑制放大倍率改變期間的場曲率的變化的最優(yōu)方案。通過滿足(I1-1 )，可以最有效地抑制放大倍率改變期間的場曲率的變化。
[0228]條件(12-1)是有利于有效抑制像差的發(fā)生的條件。
[0229]通過滿足條件(12-1)，可以有效抑制大像差的發(fā)生。
[0230]上面描述的“在通過將在圖像顯示元件的顯示表面上顯示的圖像投影在目標(biāo)投影表面上來擴(kuò)大該圖像的圖像顯示設(shè)備中使用的投影變焦鏡頭”具有五透鏡組配置。
[0231]更具體地，第一到第五透鏡組從放大側(cè)朝縮小側(cè)排列。第一和第二透鏡組具有“負(fù)”折射力，而第三透鏡組具有“正”折射力。
[0232]在這種配置中，當(dāng)?shù)谒耐哥R組的折射力是“負(fù)”時，優(yōu)選在上面描述的條件(1-1)和(2-1)的范圍內(nèi)，滿足以下條件。
[0233](1八-1)43度〈(0￥〈45度
[0234](2A-1) 0.9<fl/f2<l.0
[0235]此外，優(yōu)選滿足以下條件(3A-1)到(12A-1)中的一個或者多個以及條件(IA-1)和(2A-1)。條件(IA-1)到(12A-1)處于條件(1-1)到(12-1)的范圍內(nèi)。
[0236](3A-1) 0.5<D3/F3 或 D4/F4〈0.55
[0237](4A-1) 0.12<l/|fl_3w|<0.14
[0238](5A-1) 0.5<|fl_3w/fw|<0.7
[0239](6A-1) Nd2p.v d2p〈Nd2n.v d2n
[0240](7A-1) 1.8<Nd2p<l.9[0241 ] (8A-1) 23.0〈 v d2p<24.0
[0242](9A-1) 1.7<Nd2n<l.75
[0243](10A_I)48〈 vd2n〈50
[0244](IlA-1) 1.5<|f2p/f2n|<l.8
[0245](12A-1) 1.2E_02〈 | f2p2n |〈1.6E-02
[0246]條件(3A-1)到(12A-1)中的參數(shù)與上面描述的條件(3_I)到(12_I)中的那些參數(shù)相同。
[0247]在第四透鏡組具有“負(fù)”折射力的配置中，條件(3A-1)到(12A-1)中的一個或者多個以及條件(IA-1)和(2A-1)的滿足可以允許上面描述的條件(1-1)到(12-1)的功能類似地起作用。
[0248]此外，當(dāng)?shù)谒耐哥R組的折射力是“正”時，優(yōu)選在上面描述的條件(1-1)和(2-1)內(nèi)，滿足以下條件。
[0249](IB-1) 34 度≤ cow〈45 度
[0250](2B-1) 0.Kfl/f2<0.5
[0251 ] 此外，優(yōu)選滿足以下條件(3B-1)到(12B-1)中的一個或者多個以及條件(IB-1)和(2B-1)。條件(IB-1)到(12B-1)處于條件(1-1)到(12-1)的范圍內(nèi)。
[0252](3B-1) 0.3<D3/F3 或 D4/F4〈0.6
[0253](4B-1) 0<l/|fl_3w|<0.05
[0254](5B-1) 1.7<|fl_3w/fw|<8.0
[0255](6B-1) Nd2p.v d2p〈Nd2n.v d2n[0256](7B-1) 1.70〈Nd2p〈2.10
[0257](8B-1) 18.0〈 V d2p〈30.0
[0258](9B-1) 1.45<Nd2n<l.60
[0259](10B-1) 58.0〈 V d2n〈90.0
[0260](IlB-1) 1.0<|f2p/f2n|<l.4
[0261 ] (12B-1) 2.5E_04〈 | f2p2n | <4.6E-03
[0262]條件(3B-1)到(12B-1)中的參數(shù)與上面描述的條件(3_I)到(12_I)中的那些參數(shù)相同。
[0263]在第四透鏡組具有“正”折射力的配置中，條件(3B-1)到(12B-1)中的一個或者多個以及條件(IB-1)和(2B-1)的滿足可以允許上面描述的條件(1-1)到(12-1)的功能類似地起作用。
[0264]條件(1-1I)是用以滿足“大后焦點和短焦距” 二者的條件。
[0265]如從條件(1-1I)清楚的那樣，在整個系統(tǒng)的焦距處于其最短處的廣角端處，縮小側(cè)上的主點的位置設(shè)置得比第五透鏡組中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面更靠近縮小側(cè)。
[0266]當(dāng)超出條件(1-1I)的下限時，相對于廣角端處的焦距減小后焦點。這趨向于使得難于布局投影變焦鏡頭和照明箱。
[0267]具體地，超出上面示例中描述的34度的寬視場角的區(qū)域在布局上有很大困難。
[0268]這種布局上的困難即使當(dāng)使用三個液晶面板作為燈泡時也是一樣的，這是因為要求大后焦點以布置彩色合成棱鏡。
[0269]條件(2-1I)是用以滿足“良好的光學(xué)性能和大后焦點” 二者的條件。
[0270]當(dāng)超出條件(2-1I)的下限時它不是優(yōu)選的，因為第一透鏡組的折射力增加，因此即使可以獲得更大后焦點，也可能出現(xiàn)大場曲率。
[0271]當(dāng)超出條件(2-1I)的上限時它不是優(yōu)選的，因為即使改進(jìn)場曲率和彗形像差，也減小后焦點。
[0272]關(guān)于本發(fā)明的變焦鏡頭，可以通過除了上面的配置之外還滿足以下條件(3-1I)到(6-1I)來實現(xiàn)更好的性能。
[0273](3-1I) 0.8〈 | Fw1-2 | /D2G_3G〈2.0
[0274](4-1I) 0.35<F3o4/Fw<0.70
[0275](5-1I) 4.0<0AL/Bf<5.0
[0276](6-11) 0.4<D5/Bf<0.6
[0277]在上面描述的條件(3-1I)到(6-1I)中，各個參數(shù)符號的含義如下。
[0278]“Fwl-2”表示廣角端處第一和第二透鏡組的復(fù)合焦距。
[0279]“D2G-3G”表示廣角端側(cè)處的第二透鏡組中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的表面和第三透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的表面之間的距離。
[0280]“F3o4”表示具有較高折射力的第三透鏡組或者第四透鏡組的透鏡組的焦距?！癋w”表示廣角端處的焦距。
[0281]“0AL”表示第一透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面和圖像顯示元件之間的距離。“ Bf ”表示后焦點。
[0282]此外，“D5”表示第五透鏡組中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的有效直徑。[0283]條件(3-1I)是實現(xiàn)“具有良好光學(xué)性能的廣角端處短焦距”有效的條件。
[0284]當(dāng)超出條件(3-ΙΙ)的下限時，可以達(dá)到更短的焦距，但是場曲率和彗形像差可能過度。
[0285]當(dāng)超出條件(3-ΙΙ)的上限時，可以改進(jìn)場曲率和彗形像差，但是更可能不能達(dá)到短焦距。
[0286]條件(4-ΙΙ)是用以滿足“緊湊性和大后焦點” 二者的條件。正透鏡組(即，第三或者第四透鏡組)用作變化器(variator)。
[0287]當(dāng)超出條件(4-1I)的下限時，第三或者第四透鏡組的折射力增加并且可能減小后焦點。
[0288]當(dāng)超出條件(4-1I)的上限時，后焦點增加，但是鏡頭可能缺乏緊湊性。
[0289]條件(5-1I)是用以滿足“緊湊性和大后焦點”二者的條件。
[0290]當(dāng)超出條件(5-1I)的下限時，第一到第五透鏡組的折射力(絕對值)增加，以使得難于在放大倍率改變期間保持良好的“場曲率和彗形像差”。[0291]當(dāng)超出條件(5-1I)的上限時，減小每個透鏡組的折射力并且增加鏡頭的總長度，以使得難于確保緊湊性。
[0292]條件(6-1I)是優(yōu)化后焦點和“距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的透鏡直徑”的條件。
[0293]條件(6-1I)是關(guān)于投影變焦鏡頭以及涉及圖像顯示元件(諸如照明箱和液晶顯示面板)的組成部件的布局的條件。
[0294]當(dāng)滿足條件(6-1I)時，便于投影變焦鏡頭和照明箱、彩色合成棱鏡等的布局。
[0295]在條件(6-1I)的范圍之外，布局可能變得困難。
[0296]當(dāng)利用具有“負(fù)”折射力的第四透鏡組配置投影變焦鏡頭時，優(yōu)選滿足上面描述的條件(1-1I)和(2-1I)內(nèi)的以下條件。
[0297](IA-1I) 2.68 ^ Bf/Fw
[0298](2A-1I) 3.2<|F1 |/Fw<3.5
[0299]在該情形下，優(yōu)選滿足以下條件(3A-1I)到(6A-1I)中的一個或者多個。條件(IA-1I)到(6A-1I)處于條件(1-1I)到(6-1I)的范圍內(nèi)。
[0300](3A-1I) 0.9<|Fwl-2|/D2G-3G<l.1[0301 ] (4A-1I) 0.5<F3o4/Fw<0.6
[0302](5A-1I) 4.90<0AL/Bf<4.95
[0303](6A-1I) 0.5<D5/Bf<0.6
[0304]條件(3A-1I)到(6A-1I)中的參數(shù)與條件(3-1I)到(6-1I)中的那些相同。
[0305]當(dāng)利用作為負(fù)組的第四透鏡組配置投影變焦鏡頭時，條件(IA-1I)和(2A-1I)的滿足和條件(3A-1I)到(6A-1I)中的一個或者多個的滿足允許條件(1-1I)到(6-1I)的功能類似地起作用。
[0306]當(dāng)利用具有“正”折射力的第四透鏡組配置投影變焦鏡頭時，優(yōu)選滿足上面描述的條件(1-1I)和(2-1I)的范圍內(nèi)的以下條件。
[0307](IB-1I) 1.9 ^ Bf/Fw
[0308](2B-1I) 1.2<|F1 |/Fw<2.1
[0309]在該情形下，優(yōu)選滿足以下條件(3B-1I)到(6B-1I)中的一個或者多個。條件(IB-1I)到(6B-1I)處于條件(1-1I)到(6-1I)的范圍內(nèi)。
[0310](3B-1I) 0.8<|Fwl-2|/D2G-3G<l.5[0311 ] (4B-1I) 0.35<F3o4/Fw<0.70
[0312](5B-1I) 4.0<0AL/Bf<4.7
[0313](6B-1I) 0.4<D5/Bf<0.6
[0314]條件(3B-1I)到(6B-1I)中的參數(shù)與條件(3_II)到(6_II)中的參數(shù)相同。
[0315]當(dāng)利用作為正組的第四透鏡組配置投影變焦鏡頭時，條件(IB-1I)和(2B-1I)的滿足和條件(3B-1I)到(6B-1I)中的一個或者多個的滿足允許條件(1-1I)到(6-1I)的功能類似地起作用。
[0316]在本發(fā)明中，可以通過在放大倍率改變期間以第一透鏡組作為固定組(聚焦組)移動第二到第五透鏡組，最小化放大倍率改變期間像差的變化。
[0317]此外，第二到第五透鏡組的配置設(shè)置為以第三和第四透鏡組作為邊界的對稱配置“負(fù)、正、正和負(fù)”。由此，可以控制放大色差和失真在放大倍率改變期間也變成很小。
[0318]在要描述的示例1、2、3、4、5、8、9、10、11和14中，第二到第五透鏡組具有對稱配置“負(fù)、正、正和負(fù)”。
[0319]關(guān)于那些示例中的放大色差，分別如圖32、33、34、35、36、39、40、41、42和45中所示那樣，實現(xiàn)放大色差的高水平校正。
[0320]此外，即使當(dāng)?shù)诙降谖逋哥R組配置為“負(fù)、正、負(fù)和負(fù)”時，也通過包括第一透鏡組利用中間的第三透鏡組實現(xiàn)對稱配置“負(fù)、負(fù)、正、負(fù)和負(fù)”。由此，可以將放大色差和失真控制為小。
[0321]在示例12中，第一到第五透鏡組具有對稱配置“負(fù)、負(fù)、正、負(fù)和負(fù)”。此外，關(guān)于放大色差，使得放大色差的高水平校正是可能的，如圖43中所示。
[0322]同時，即使對于第二到第五透鏡組不對稱的諸如“負(fù)、正、正和正”或者“負(fù)、正、負(fù)和正”之類的配置，通過設(shè)置距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的正透鏡組(第五透鏡組)的焦度(=1/焦距)為所有透鏡組中最小的，也作出“與利用對稱透鏡配置達(dá)到的等效的放大色差。鑒于此，示例6和7具有“負(fù)、正、正和正”配置，并且圖37和38示出示例6和7的放大色差圖。
[0323]此外，在示例13中，第二到第五透鏡組具有“負(fù)、正、負(fù)和正”配置。圖44示出示例13的放大色差圖。
[0324]示例6和7也示出“與對稱配置中的放大色差近似等效的放大色差”。通過設(shè)置第五透鏡組具有最弱的焦度，可以減小放大色差。
[0325]此外，當(dāng)在放大倍率改變期間要移動的組具有“負(fù)、正、正和負(fù)”或者“負(fù)、正、正和正”配置時，通過采用以下透鏡配置用于移動組可以另外減小放大色差。具體地，移動組之中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的第二透鏡組配置為包括四個透鏡“正、負(fù)、正和負(fù)”，并且移動組之中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的第五透鏡組配置為包括四個透鏡“負(fù)、正、負(fù)和正”。由此，在第二透鏡組和第五透鏡組內(nèi)實現(xiàn)“對稱”透鏡配置。
[0326]條件(1-1II)規(guī)定廣角端處的半視場角的范圍。
[0327]更具體地，本發(fā)明的透鏡變焦鏡頭的廣角端處的半視場角大于34度并且小于45度。換言之，變焦鏡頭具有很寬的視場角。
[0328]為了滿足上面的條件，負(fù)透鏡組在前型是優(yōu)選的。因此，第一透鏡組Gl到第三透鏡組G3的折射力分布是“負(fù)、負(fù)和正”，其中負(fù)透鏡組在正透鏡組前面。
[0329]通過采用負(fù)透鏡組在前型，可以減小主光線高度并且可以減小鏡頭有效直徑。因此，可以實現(xiàn)具有寬視場角的緊湊型投影變焦鏡頭。
[0330]此外，可以最小化圖像投影時從第二透鏡組到第一透鏡組的“光通量的上翻角”。
[0331]當(dāng)圖像投影時，從燈泡側(cè)投影的投影光通量(斜光線通量)從第五透鏡組朝第一透鏡組引導(dǎo)。
[0332]在該情況中，因為第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2 二者都是負(fù)的，所以來自第三透鏡組的光通量的發(fā)散角可以在第二和第一透鏡組中自然增加。
[0333]因此，如上所述，可以最小化從第二透鏡組移交到第一透鏡組的光通量的上翻角，由此可以自然地增加從第一透鏡組輻射的光通量的發(fā)散角。
[0334]此外，達(dá)到抑制由制造時的透鏡偏心引起的性能劣化的效果。
[0335]當(dāng)從廣角端向長焦端改變放大倍率時，第五透鏡組G5朝放大側(cè)移動。
[0336]可以通過朝放大側(cè)移動第五透鏡組減小“與放大倍率改變相關(guān)聯(lián)的像差變化”，具體地，可以減小場曲率的變化。
[0337]此外，使得軸向色差的良好校正可能。
[0338]關(guān)于本發(fā)明的投影變焦鏡頭，可以通過除了上面的配置之外還滿足以下條件(2-1II)和(3-1II)中的一個或者多個實現(xiàn)更好的性能。
[0339](2-1II) F4 | < | F5
[0340](3-111)0.9<F4-5w/F4-5t<l.1
[0341]在上面描述的條件(2-1II)和(3-1II)中，各個參數(shù)符號的含義如下。
[0342]“F4”表示第四透鏡組的焦距，并且“F5”表示第五透鏡組的焦距。
[0343]“F4_5w”表示廣角端處第四和第五透鏡組的復(fù)合焦距。此外，“F4_5t”表示長焦端處第四和第五透鏡組的復(fù)合焦距。
[0344]如上所述，對于第四和第五透鏡組的折射力，以下四種組合是可能的:“正和負(fù)、正和正、負(fù)和負(fù)以及負(fù)和正”。
[0345]因此，復(fù)合焦距F4和F5可以是“正”或“負(fù)”。
[0346]條件(2-1II)規(guī)定復(fù)合焦距F4和F5的絕對值之間的大小關(guān)系。
[0347]當(dāng)不滿足條件(2-1II)時，難于達(dá)到投影變焦鏡頭的整個系統(tǒng)的焦度分布的平衡。相應(yīng)地，可能增加像差。
[0348]條件(2-1II)的滿足使得達(dá)到整個系統(tǒng)的焦度分布的平衡并且實現(xiàn)像差的良好校正更容易。
[0349]優(yōu)選第五透鏡組的折射力具有第一到第五透鏡組之中的“最小絕對值”。
[0350]當(dāng)?shù)谖逋哥R組的折射力在絕對值上變得大于其他透鏡組中的那些時，變得難于實現(xiàn)整個系統(tǒng)的焦度分布的平衡。由此，可能增加像差。
[0351]當(dāng)超出條件(3-1II)的上限時，放大倍率改變期間增加“第四和第五透鏡組之間的復(fù)合焦距的差異”。結(jié)果，放大倍率改變期間可能增加球面像差和軸向色差。
[0352]此外，可能增加長焦端處的像散。
[0353]當(dāng)超出條件(3-1II)的下限時，可能增加長焦端處的彗形像差。
[0354]通過滿足條件(3-111)，抑制長焦端處的像散和彗形像差的增加。由此，可以有效地抑制放大倍率改變期間的球面像差和軸向色差的變化。
[0355]當(dāng)?shù)谒耐哥R組設(shè)置為具有“負(fù)折射力”時，優(yōu)選滿足上面描述的條件(1-1II)的范圍內(nèi)的以下條件。
[0356](IA-1II) 43 度 <cow〈45 度
[0357]此外，優(yōu)選滿足以下條件中的一個或者多個以及條件(1A-1II)。
[0358](2A-1II) F4 | < | F5
[0359](3A-1II) 0.9<F4-5w/F4-5t<l.1
[0360]條件(2A-1II)和(3A-1II)中的參數(shù)與條件(2-1II)和(3-1II)中的那些相同。條件(IA-1II)到(3Α-ΙΙΙ)處于條件(1-1II)到(3-ΙΙΙ)的范圍內(nèi)。
[0361 ] 在第四透鏡組具有“負(fù)”折射力的配置中，條件(2Α-ΙΙI)和(3Α-ΙΙI)中的一個或者多個以及(IA-1II)的滿足可以允許上面描述的條件(1-1II)到(3-ΙΙΙ)的功能類似地起作用。
[0362]同時，當(dāng)?shù)谒耐哥R組設(shè)置為具有“正折射力”時，優(yōu)選滿足上面描述的條件(1-1II)的范圍內(nèi)的以下條件。
[0363](IB-1II) 34 度≤ cow〈45 度
[0364]此外，優(yōu)選滿足以下條件中的一個或者多個以及條件(1B-1II)。
[0365](2B-1II) F4 | < | F5
[0366](3B-1II) 0.9<F4-5w/F4-5t<l.1
[0367]條件(2B-1II)和(3B-1II)中的參數(shù)與條件(2-1II)和(3-1II)中的那些相同。條件(IB-1II)到(3Β-ΙΙΙ)處于條件(1-1II)到(3-ΙΙΙ)的范圍內(nèi)。
[0368]在第四透鏡組具有“正”折射力的配置中，滿足條件(2Β-ΙΙI)和(3Β-ΙΙI)中的一個或者多個以及條件(IB-1II)可以允許上面描述的條件(1-1II)到(3-ΙΙΙ)的功能類似地起作用。
[0369]當(dāng)從廣角端向長焦端改變放大倍率時，優(yōu)選第二透鏡組緩慢朝縮小側(cè)移動并且第三和第四透鏡組單獨朝放大側(cè)移動。
[0370]通過在從廣角端向長焦端的放大倍率改變中如上描述地移動第二到第四透鏡組，可以減小與放大倍率改變相關(guān)聯(lián)的像差變化，特別是彗形像差的變化。
[0371]在該情形下，當(dāng)?shù)谝煌哥R組Gl固定時，朝放大側(cè)移位第三到第五透鏡組，并且朝縮小側(cè)移位第二透鏡組。
[0372]通過如上所述地移動第一到第五透鏡組，可以容易抑制放大倍率改變期間的像差變化。由此，可以實現(xiàn)緊湊高性能投影變焦鏡頭。
[0373]此外，因為在從廣角端向長焦端的放大倍率改變中朝放大側(cè)移位第三到第五透鏡組，所以也可以確保放大倍率改變期間的“長后焦點”。
[0374]這便于使用諸如DMD之類的微鏡器件作為投影變焦鏡頭的燈泡。
[0375]如上所述，上面描述的本發(fā)明的投影變焦鏡頭滿足條件(1-1V)。
[0376]在第一透鏡組中，距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面是朝放大側(cè)凸的，而距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面是朝縮小側(cè)凹的。
[0377]條件(1-1V)規(guī)定廣角端處的半視場角的范圍。
[0378]更具體地，本發(fā)明的投影變焦鏡頭的廣角端處的半視場角大于34度并且小于45度。換言之，變焦鏡頭具有很寬的視場角。
[0379]為了滿足上面的條件，“負(fù)透鏡組在前型”是優(yōu)選的。因此，第一透鏡組Gl到第三透鏡組G3的折射力分布是“負(fù)、負(fù)和正”，其中負(fù)透鏡組在正透鏡組前面。
[0380]通過采用負(fù)透鏡組在前型，可以“另外減小”主光線高度并且可以減小鏡頭有效直徑。因此，可以實現(xiàn)具有寬視場角的緊湊型投影變焦鏡頭。
[0381]此外，可以最小化圖像投影時從第二透鏡組到第一透鏡組的“光通量的上翻角”。
[0382]當(dāng)圖像投影時，從燈泡側(cè)投影的投影光通量(斜光線通量)從第五透鏡組G5朝第一透鏡組Gl引導(dǎo)。
[0383]在該情況中，因為第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2 二者都是負(fù)的，所以來自第三透鏡組的光通量的發(fā)散角可以在第二和第一透鏡組中自然增加。
[0384]因此，如上所述，可以最小化從第二透鏡組移交到第一透鏡組的光通量的上翻角，由此可以自然地增加從第一透鏡組輻射的光通量的發(fā)散角。
[0385]更具體地，可以在不犧牲性能的情況下，達(dá)到更寬的角度。
[0386]此外，達(dá)到抑制由制造時的透鏡偏心引起的性能劣化的效果。
[0387]在第一透鏡組是“負(fù)組”時，場曲率當(dāng)?shù)谝煌哥R組的距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面是“朝放大側(cè)凹”時可能明顯是負(fù)的。
[0388]因此，在本發(fā)明的投影變焦鏡頭中，第一透鏡組的距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面設(shè)置為“朝放大側(cè)凸”。
[0389]此外，通過設(shè)置第一透鏡組的距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面為“朝縮小側(cè)凹”，減小放大倍率改變期間的“場曲率和失真”的變化。
[0390]關(guān)于本發(fā)明的投影變焦鏡頭，通過除了上面的配置之外還滿足以下條件(2-1V)到(5-1V)中的一個或者多個，實現(xiàn)更好的性能。
[0391](2-1V) 1.3<R1/R2<2.1
[0392](3-1V) 2.0<|fl/Fl |<6.5
[0393](4-1V) 4.5<|fl/fw|<10.8
[0394](5-1V) |F1 |<|F2
[0395]在上面描述的條件(2-1V)到(5-1V)中，各個參數(shù)符號的含義如下。
[0396]“R1”表示第一透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的“放大側(cè)透鏡表面的曲率半徑”?！癛2”表示該透鏡的“縮小側(cè)透鏡表面的曲率半徑”。
[0397]“f I”表示第一透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的焦距。“F1”表示第一透鏡組的焦距(包括在第一透鏡組中的透鏡的復(fù)合焦距)。
[0398]“fw”是廣角端處整個系統(tǒng)的焦距?！癋2”是第二透鏡組的焦距。因為第一和第二透鏡組二者都是負(fù)組，所以Fl和F2 二者都是“負(fù)”的。
[0399]條件(2-1V)涉及“場曲率”。
[0400]當(dāng)超出條件(2-1V)的上限時，特別在長焦側(cè)上可能發(fā)生大像散。另一方面，當(dāng)超出其下限時，可能在正側(cè)上發(fā)生大場曲率。
[0401]通過滿足條件(2-1V)，可以容易優(yōu)化長焦側(cè)上的像散和場曲率。
[0402]條件(3-1V)是關(guān)于“像散和彗形像差的顏色差異”的條件。
[0403]當(dāng)超出條件(3-1V)的下限時，可能增加“長焦側(cè)上的像散”和“廣角側(cè)上的彗形像差的顏色差異”。當(dāng)超出其上限時，可能增加“長焦側(cè)上的彗形像差的顏色差異”。
[0404]當(dāng)滿足條件(3-1V)時，可以有效地抑制像散和“彗形像差的顏色差異”。
[0405]條件(4-1V)是用以使得能夠良好校正“放大色差”的條件。
[0406]在條件(4-1V)的范圍之外，可能增加放大色差。然而，通過滿足條件(4-1V)，可以有效地抑制放大色差的增加。
[0407]條件(5-1V)是用以優(yōu)化“放大倍率改變期間的場曲率”的條件。
[0408]條件(5-1V)表示第一透鏡組的負(fù)折射力在絕對值上小于第二透鏡組的負(fù)折射力。
[0409]更具體地，在滿足條件(5-1V)的狀態(tài)下，負(fù)折射力在第一透鏡組中比在第二透鏡組中更大。
[0410]當(dāng)不滿足條件(5-1V)時，第二透鏡組的焦度比第一透鏡組中的焦度更強。由此，在放大倍率改變期間發(fā)生大場曲率。
[0411]通過滿足條件(5-1V)，“可以跨越整個變焦區(qū)有效抑制場曲率的發(fā)生”。注意，優(yōu)選焦距Fl和F2的比率F1/F2處于以下條件的范圍內(nèi)。[0412](a-1V) 0.1<F1/F2<1.0
[0413]條件(a-1V)在校正像散和場曲率時有效。
[0414]上面描述的“在通過將在圖像顯示元件的顯示表面上顯示的圖像投影在目標(biāo)投影表面上來擴(kuò)大該圖像的圖像顯示設(shè)備中使用的投影變焦鏡頭”具有五透鏡組配置。
[0415]更具體地，第一到第五透鏡組從放大側(cè)朝縮小側(cè)排列。第一組具有“負(fù)”折射力，第二透鏡組具有“負(fù)”折射力，而第三透鏡組具有“正”折射力。
[0416]在第一透鏡組中，距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面是朝放大側(cè)凸的，而距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面是朝縮小側(cè)凹的。
[0417]在這種配置中，當(dāng)?shù)谒耐哥R組的折射力是“負(fù)”時，優(yōu)選在上面描述的條件(1-1V)的范圍內(nèi)，滿足以下條件。
[0418](1八_1￥)43度〈(0￥〈45度
[0419]在該情形下，優(yōu)選滿足以下條件(2A-1V)到(5A-1V)中的一個或者多個以及條件(IA-1V)0條件(IA-1V)到(5A-1V)處于條件(1-1V)到(5-1V)的范圍內(nèi)。
[0420](2A-1V) 1.8<R1/R2<2.1[0421 ] (3A-1V) 2.5〈 | fl/Fl | <3.5
[0422](4A-1V) 9.5< | f 1/fw | <10.8
[0423](5A-1V) |F1 |<|F2
[0424]條件(2A-1V)到(5A-1V)中的參數(shù)與上面描述的條件(2_IV)到(5_IV)中的那些參數(shù)相同。
[0425]在第四透鏡組具有“負(fù)”折射力的配置中，條件(IA-1V)的滿足和條件(2A-1V)到(5A-1V)中的一個或者多個以及條件(IA-1V)的滿足可以允許上面描述的條件(1-1V)到(5-1V)的功能類似地起作用。
[0426]當(dāng)?shù)谒耐哥R組的折射力是“正”時，優(yōu)選滿足以下條件(2B-1V)到(5B-1V)中的一個或者多個以及條件(1-1V)。條件(2B-1V)到(5B-1V)處于條件(2-1V)到(5-1V)的范圍內(nèi)。
[0427](2B-1V) 1.3<R1/R2<2.1[0428](3B-1V) 2.0〈 | fl/Fl | <6.5
[0429](4B-1V) 4.5<|fl/fw|<9.5
[0430](5B-1V) |F1 |<|F2
[0431]條件(2B-1V)到(5B-1V)中的參數(shù)與上面描述的條件(2_IV)到(5_IV)中的那些參數(shù)相同。
[0432]在第四透鏡組具有“正”折射力的配置中，條件(2B-1V)到(5B-1V)中的一個或者多個以及條件(1-1V)的滿足可以允許上面描述的條件(1-1V)到(5-1V)的功能類似地起作用。
[0433]當(dāng)放大倍率從廣角端向長焦端變化時，第二透鏡組G2朝縮小側(cè)移動，第三透鏡組G3朝放大側(cè)移動，而第四透鏡組G4朝放大側(cè)移動。
[0434]可以通過朝縮小側(cè)移動第二透鏡組G2減小“與放大倍率改變相關(guān)聯(lián)的像差變化”。[0435]此外，通過朝放大側(cè)移動第三透鏡組G3和第四透鏡組G4，可以有效地改變放大倍率，并且還可以減小像差變化。
[0436]由此，可變放大倍率比可以設(shè)置為1.45倍或更多。然而，無須說，即使當(dāng)可變放大倍率比是1.45倍或者更少時，也可以減小放大倍率改變期間的像差變化。
[0437]優(yōu)選第二組透鏡組在從廣角端向長焦端的放大倍率改變期間朝縮小側(cè)的位移是“逐漸并且單調(diào)的”或者移動第二透鏡組以畫出“朝縮小側(cè)的凸軌跡”。
[0438]“朝縮小側(cè)的凸軌跡”具有減小放大倍率改變期間的第二透鏡組的移動區(qū)域的效果，由此對縮小投影變焦鏡頭的尺寸有貢獻(xiàn)。
[0439]此外，第四透鏡組是正透鏡組，第三和第四透鏡組每個包括一個或者兩個正透鏡，而第三和第四透鏡組中透鏡的總數(shù)量是三個或者更少。這種配置使得有效放大倍率改變成為可能并且也使得最小化放大倍率改變期間的像差變化成為可能。
[0440]此外，第四透鏡組是正透鏡組，并且關(guān)于第三和第四透鏡組中的透鏡的d線折射率，第三透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡具有最大折射率，而第四透鏡組中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡具有最小折射率。
[0441]通過逐漸減小折射率，可以逐漸減小光線折射角。由此，可以執(zhí)行最優(yōu)像差校正。
[0442]當(dāng)?shù)谌哥R組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的d線折射率是1.7或者更多并且第四透鏡組中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的d線折射率是1.5或者更少時，可以有效防止發(fā)生像差。
[0443]注意，無須說，透鏡的d線折射率指的是“透鏡的材料的d線折射率”。
[0444]在從廣角端向長焦端的放大倍率改變期間，第一透鏡組Gl固定。
[0445]因為第一透鏡組Gl在放大倍率改變期間固定，所以安裝在成像設(shè)備上的投影變焦鏡頭的外部形狀在放大倍率改變期間不變化。
[0446]條件(1-V)是用以當(dāng)可變放大倍率比是1.45倍或者更多時，在從廣角端向長焦端的放大倍率改變期間，保持跨越從廣角到長焦的整個可變放大倍率區(qū)的高性能的條件。
[0447]當(dāng)超出條件(1-V)的上限或者下限時，增加放大倍率改變期間的“特別是長焦側(cè)上的像差”的變化。
[0448]此外，在投影變焦鏡頭中，優(yōu)選廣角端處的半視場角《￥滿足以下條件。
[0449](2_V)34 度≤ cow〈45 度[0450]通過滿足條件(2-V)，可以實現(xiàn)具有很寬的視場角的投影變焦鏡頭。
[0451]如上所述，對于第四和第五透鏡組G4和G5的折射力，“正和負(fù)”、“正和正”、“負(fù)和負(fù)”以及“負(fù)和正”的組合是可能的。
[0452]當(dāng)?shù)谒耐哥R組的折射力是“負(fù)”時，優(yōu)選滿足上面描述的條件(1-V)的范圍內(nèi)的以下條件。
[0453](IA-V) 1.00〈D3/D4〈1.10
[0454]此外，優(yōu)選滿足條件(2-V)的范圍內(nèi)的以下條件以及條件(1A-V)。
[0455](2A-V)43 度 <cow〈45 度
[0456]條件(IA-V)和(2A-V)處于條件(1-V)和(2-V)的范圍內(nèi)。
[0457]在第四透鏡組具有“負(fù)”折射力的配置中，滿足條件(IA-V)可以允許條件(1-V)的功能類似地起作用。
[0458]此外，條件(2A-V)以及條件(IA-V)的滿足可以允許條件(1_V)的功能在條件(2A-V)的視場角范圍內(nèi)類 似地起作用。
[0459]當(dāng)?shù)谒耐哥R組的折射力是“正”時，優(yōu)選滿足上面描述的條件(1-V)的范圍內(nèi)的以下條件。
[0460](IB-V) 0.05〈D3/D4〈1.10
[0461]此外，優(yōu)選滿足條件(2-V)的范圍內(nèi)的以下條件以及條件(1B-V)。
[0462](2B-V )34 度≤ cow〈45 度
[0463]條件(IB-V)和(2B-V)處于條件(1-V)和(2-V)的范圍內(nèi)。
[0464]在第四透鏡組具有“正”折射力的配置中，滿足條件(IB-V)可以允許條件(1-V)的功能類似地起作用。
[0465]此外，條件(2B-V)以及條件(IB-V)的滿足可以允許條件(1_V)的功能在條件(2B-V)的視場角范圍內(nèi)類似地起作用。
[0466]條件(1-VI)規(guī)定廣角端處的半視場角的范圍。
[0467]更具體地，本發(fā)明的投影變焦鏡頭的廣角端處的半視場角大于34度并且小于45度。換言之，變焦鏡頭具有很寬的視場角。
[0468]為了滿足上面的條件，優(yōu)選負(fù)透鏡組在前型。因此，第一透鏡組Gl到第三透鏡組G3的折射力分布是“負(fù)、負(fù)和正”，其中負(fù)透鏡組在正透鏡組前面。
[0469]通過采用負(fù)透鏡組在前型，可以減小主光線高度并且可以減小鏡頭有效直徑。因此，可以實現(xiàn)具有寬視場角的緊湊型投影變焦鏡頭。
[0470]此外，可以最小化圖像投影時從第二透鏡組到第一透鏡組的“光通量的上翻角”。
[0471]當(dāng)圖像投影時，從燈泡側(cè)投影的投影光通量(斜光線通量)從第五透鏡組朝第一透鏡組引導(dǎo)。
[0472]在該情況中，因為第一透鏡組Gl和第二透鏡組G2 二者都是負(fù)的，所以來自第三透鏡組的光通量的發(fā)散角可以在第二和第一透鏡組中自然增加。
[0473]因此，如上所述，可以最小化從第二透鏡組移交到第一透鏡組的光通量的上翻角，由此可以自然地增加從第一透鏡組輻射的光通量的發(fā)散角。
[0474]更具體地，可以在不犧牲性能的情況下達(dá)到更寬的角度。
[0475]此外，達(dá)到抑制由制造時的透鏡偏心引起的性能劣化的效果。[0476]此外，通過使用兩個或者三個透鏡形成可能增長尺寸和重量的第一透鏡組，可以在尺寸和重量上減小投影變焦鏡頭。
[0477]廣角鏡頭一般具有布置在前面組中的負(fù)透鏡以輻射光線。然而，這種布置可能特別生成彗形像差、像散和失真。
[0478]為了校正可能生成的這種彗形像差、像散和失真，包括在第一透鏡組中的透鏡的適當(dāng)數(shù)量是2或3。
[0479]僅包括一個透鏡的第一透鏡組的配置不是優(yōu)選的，這是因為放大倍率改變期間的像差變化增加，所以增加透鏡直徑并且鏡頭表面的曲率變得過大。
[0480]同時，包括四個或者更多透鏡的第一透鏡組的配置可能引起第一透鏡組中“由其自身的偏心”，這是因為第一透鏡組增長重量，并且投影變焦鏡頭自身增長重量。
[0481]關(guān)于本發(fā)明的投影變焦鏡頭，可以通過除了上面的配置之外還滿足以下條件(2-VI )、(4-VI)和(C-VI)中的一個或者多個實現(xiàn)更好的性能。
[0482](2-VI) 0.2〈 | fw/Fl |〈0.8
[0483](4-VI) -1.35%<DISw<0.0%
[0484](C-VI) 1.3<Rlf/Rlr<2.1
[0485]在上面描述的條件(2-VI)、(4-VI)和(C-VI)中，各個參數(shù)符號的含義如下。
[0486]“fw”表示廣角端處整個系統(tǒng)的焦距?！癋1”表示第一透鏡組的焦距。
[0487]“DISw”表示當(dāng)投影距離是1600mm時廣角端處的有效像圈中的光學(xué)失真的值。
[0488]“Rif”表示第一透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的放大側(cè)透鏡表面的曲率半徑?！癛lr”表示第一透鏡組中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的縮小側(cè)透鏡表面的曲率半徑。
[0489]條件(2-VI)是針對關(guān)于投影變焦鏡頭的整個系統(tǒng)的焦度的第一透鏡組的焦度的優(yōu)選范圍的條件。
[0490]當(dāng)超出條件(2-VI)的范圍時，失去第一透鏡組和整個系統(tǒng)之間的焦度平衡，以導(dǎo)致像差的不平衡。結(jié)果，可能在放大倍率改變期間特別在場曲率中發(fā)生大的變化。
[0491]通過滿足條件(2-VI)，可以保持第一透鏡組的負(fù)焦度和整個投影變焦鏡頭的焦度分布的良好平衡。這使得能夠良好平衡像差。
[0492]條件(4-VI)是在投影距離1600的情況下用以控制廣角端處的有效像圈中的光學(xué)失真的條件。
[0493]在條件(4-VI)的范圍之外，增加對要投影的圖像的所謂“TV失真”。這趨向于影響投影圖像的圖像。
[0494]通過滿足條件(4-VI),可以獲得好成型(well-shaped)投影圖像。
[0495]注意，“投影距離”指的是目標(biāo)投影表面和距離投影變焦鏡頭的放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面之間的距離。
[0496]條件(C-VI)是使得能夠良好校正特別是像差中的彗形像差的條件。
[0497]在條件(C-VI)的范圍之外，第一透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面和距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面可能失去平衡。
[0498]當(dāng)失去它們之間的平衡時，可能在彗形像差中發(fā)生藍(lán)光(波長460nm)特別與綠光(波長550nm)的大的顏色差異。
[0499]通過滿足條件(C-VI )，可以有效避免涉及彗形像差的以上問題。[0500]在本發(fā)明的投影變焦鏡頭中，可以在第一透鏡組中布置一個或者更多非球面透鏡。由此，可以通過使用非球面透鏡另外改進(jìn)性能。
[0501 ] 在該情形下，通過除了上面的配置和條件(2-VI)、(4-VI)和(C-VI)之外還滿足以下條件(3-VI)和條件(A-VI)和(B-VI)中的一個或者多個實現(xiàn)更好的性能。
[0502](3-VI) 1.0E-03<l/|fsph|<2.0E-02
[0503](A-VI) 0.3〈 I Rpf/Rpr | <2.5
[0504](B-VI) 1.5<fp/Fl<10.0
[0505]在上面描述的條件(3-VI)、(A-VI)和(B-VI)中，各個參數(shù)符號的含義如下。
[0506]“fsph”表示排列在第一透鏡組中的非球面透鏡的焦距。
[0507]“Rpf”表示排列在第一透鏡組中的非球面透鏡中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的表面的曲率半徑。
[0508]“Rpr”表示排列在第一透鏡組中的非球面透鏡中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的表面的曲率半徑。
[0509]“fp”表示第一透鏡組內(nèi)的非球面透鏡的焦距?！癋1”表示如上所述的第一透鏡組的焦距。
[0510]在條件(3巧1)的表示中，例如“2.(^-02”表示“2.(^10-2”。同樣適用于以下。
[0511]條件(3-VI)是使得能夠容易實現(xiàn)由上面描述的條件(4-VI)規(guī)定的失真的良好范圍。
[0512]在條件(3-VI)的范圍之外，包括在第一透鏡組中的非球面透鏡的折射力過大或者過小。這導(dǎo)致增加TV失真。
[0513]條件(A-VI)是在改進(jìn)失真的形狀有效地條件。
[0514]光學(xué)失真當(dāng)超出條件(A-VI)的下限時可能減小，并且當(dāng)超出其上限時可能增加。
[0515]在條件(A-VI)的范圍之外，光學(xué)失真失去平衡。結(jié)果，TV失真的形狀可能失真。
[0516]通過滿足條件(A-VI)，容易維持良好的“TV失真的形狀(投影圖像的形狀)”。
[0517]條件(B-VI)是在保持失真和彗形像差平衡時有效的條件。
[0518]在條件(B-VI)的范圍之外，失真和彗形像差可能復(fù)雜地失去平衡。通過滿足條件(B-VI),失真和彗形像差容易保持良好平衡。
[0519]布置在第一透鏡組中的非球面透鏡的數(shù)量可以是一個。
[0520]當(dāng)投影變焦鏡頭中的第一到第五透鏡組Gl到G5中的第四透鏡組G4的折射力是負(fù)時，非球面透鏡的放大側(cè)透鏡表面可以設(shè)置為非球面表面。
[0521]在該情形下，優(yōu)選非球面表面具有“在光軸附近朝放大側(cè)凹，并且在從光軸向外的透鏡表面的有效半徑的50%附近具有拐點的形狀”。
[0522]另外，作為第四透鏡組G4，也可以使用具有“負(fù)折射力”的透鏡。在這種情形下，優(yōu)選放大側(cè)透鏡表面具有上面描述的非球面表面的形狀。
[0523]具體地，非球面表面具有“在光軸附近朝放大側(cè)凸，并且在從光軸向外的透鏡表面的有效半徑的30%附近具有拐點的形狀”。
[0524]第一透鏡組中的非球面透鏡是“在校正失真時有效”。
[0525]上面情形的每個中的非球面形狀在抑制光學(xué)失真時有效。
[0526]上面描述的“在通過將在圖像顯示元件的顯示表面上顯示的圖像投影在目標(biāo)投影表面上來擴(kuò)大該圖像的圖像顯示設(shè)備中使用的投影變焦鏡頭”具有五透鏡組配置。
[0527]更具體地，第一到第五透鏡組從放大側(cè)朝縮小側(cè)排列。第一具有“負(fù)”折射力，第二透鏡組具有“負(fù)”折射力，而第三透鏡組具有“正”折射力。
[0528]此外，第一透鏡組包括“兩個或者三個透鏡”。
[0529]當(dāng)利用作為“負(fù)組”的第四透鏡組配置投影變焦鏡頭時，優(yōu)選滿足條件(1-VI)的范圍內(nèi)的以下條件。
[0530](IA-VI) 43 度 <cow〈45 度
[0531]此外，在該情形下，優(yōu)選滿足以下條件(2A-VI)到(Cl-VI)中的一個或者多個。條件(IA-VI)到(Cl-VI)處于條件(1-VI) IlJCC-VI)的范圍內(nèi)。
[0532](2A-VI) 0.28< | fw/Fl | <0.31
[0533](3A-VI) 1.0E-02〈l/|fsph|〈2.0E-02
[0534](4A-VI) -1.35%<DISw<-l.2%
[0535](Al-VI) 2.0〈 I Rpf/Rpr I〈2.5
[0536](Bl-VI) 1.5<fp/Fl<2.0
[0537](Cl-VI) 1.7<Rlf/Rlr<2.1
[0538]條件(2A-VI)到(Cl-VI)中的參數(shù)與上面描述的條件(2_VI)到(C-VI)中的那些相同。
[0539]條件(3A-VI)、(Al-VI)和(Bl-VI)基于前提:“一個或者多個非球面透鏡”布置在
第一透鏡組中。
[0540]在第四透鏡組具有“負(fù)折射力”的配置中，條件(IA-VI)的滿足和條件(2A-VI)到(Cl-VI)中的一個或者多個的滿足可以允許上面描述的條件(1-VI)到(C-VI)的功能類似地起作用。
[0541]當(dāng)利用作為“正組”的第四透鏡組配置投影變焦鏡頭時，優(yōu)選滿足條件(1-VI)的范圍內(nèi)的以下條件。
[0542](IB-VI) 43 度 <cow〈45 度
[0543]此外，在該情形下，優(yōu)選滿足以下條件(2B-VI)到(C2-VI)中的一個或者多個。條件(IB-VI)到(C2-VI)處于條件(1-VI) IlJCC-VI)的范圍內(nèi)。
[0544](2B-VI) 0.4< | fw/Fl |〈0.8
[0545](3B-VI) 1.0E_03〈1/| fsph |〈1.0E-02
[0546](4B-VI) -1.35%<DISw<0.0%
[0547](A2-VI) 0.3< | Rpf/Rpr | <1.0
[0548](B2-VI) 7.0<fp/Fl<10.0
[0549](C2-VI) 1.3<Rlf/Rlr<2.0
[0550]條件(2B-VI)到(C2-VI)中的參數(shù)與上面描述的條件(2_VI)到(C-VI)中的那些相同。
[0551]條件(38;1)、(42;1)和化2;1)基于前提:“一個或者多個非球面透鏡”布置在
第一透鏡組中。
[0552]在第四透鏡組具有“正折射力”的配置中，條件(IB-VI)的滿足和條件(2B-VI)到(C2-VI)中的一個或者多個的滿足可以允許上面描述的條件(1-VI)到(C-VI)的功能類似地起作用。
[0553]本發(fā)明的特征之一是至少一個“包括四個或者更多透鏡并且具有負(fù)折射力的透鏡組”布置為第二透鏡組或者隨后透鏡組中的任何一個(即，第二到第五透鏡組)。
[0554]通過作為補償器用四個或者更多透鏡配置負(fù)透鏡組，有效改進(jìn)補償器的效果。
[0555]本發(fā)明趨向于實現(xiàn)具有廣角端處的半視場角34度或者更多的非常規(guī)廣角投影變焦鏡頭。
[0556]在考慮上面描述的廣角投影變焦鏡頭中使用的補償器的作用的情況下，在校正像差中優(yōu)選具有四個或者更多透鏡的補償器的配置。
[0557]無須說，非球面透鏡的使用使得能夠利用包括三個或者更少透鏡的負(fù)透鏡組配置補償器。
[0558]直到負(fù)透鏡組中自放大側(cè)起的第四透鏡，透鏡的折射力排列是正、負(fù)、正和負(fù)或者負(fù)、正、負(fù)和正。
[0559]通過如上所述“交替布置正和負(fù)透鏡”，可以有效校正像差。
[0560]此外，可以達(dá)到“減小色差的發(fā)生的效果”。
[0561]另外，通過在負(fù)透鏡組中“布置粘合透鏡”，可以實現(xiàn)由粘合透鏡“減小透鏡偏心敏感性”以及減小色差的效果。
[0562]關(guān)于本發(fā)明的投影變焦鏡頭，可以通過除了上面的配置之外還滿足以下條件(1-VII)到(8-VII)中的一個或者多個實現(xiàn)更好的性能。
[0563](1-VII) 0.7<F2b/F2<3.0
[0564](2-VII) NdNp.v dNp<NdNn.v dNn
[0565](3-VII) 1.70〈NdNp〈2.10
[0566](4-VI I) 18.0〈 V dNp〈30.0
[0567](5-VII) 1.45〈NdNn〈l.75
[0568](6-VII) 48.0〈 v dNn〈90.0
[0569](7-VII) 1.0< I fNp/fNn I <2.0
[0570](8-VII) 2.5E-04< | fNpNn | <2.0E-02
[0571]在上面描述的條件中，各個參數(shù)符號的含義如下。
[0572]“F2b”表示布置為第二透鏡組或者隨后透鏡組的負(fù)透鏡組中的粘合透鏡的焦距?！癋2”表示布置為第二透鏡組或者隨后透鏡組的負(fù)透組的焦距。
[0573]“NdNp”表示布置為第二透鏡組或者隨后透鏡組的負(fù)透鏡組中的正透鏡之中“具有最低d線Abbe數(shù)的正透鏡”的d線折射率。“ V dNp”表示該正透鏡的d線Abbe數(shù)。
[0574]“NdNn”表示布置為第二透鏡或者隨后透鏡組的負(fù)透鏡組中的負(fù)透鏡之中“具有最高d線Abbe數(shù)的負(fù)透鏡”的d線折射率。“ V dNn”表示該負(fù)透鏡的d線Abbe。
[0575]“f2p”表示布置為第二透鏡組或者隨后的透鏡組的負(fù)透鏡組中的正透鏡之中“具有最低d線Abbe數(shù)的正透鏡”的焦距。
[0576]“f2n”表示布置為第二透鏡組或者隨后的透鏡組的負(fù)透鏡組中的負(fù)透鏡之中“具有最高d線Abbe數(shù)的負(fù)透鏡”的焦距。
[0577]“f2p2n”表示布置為第二透鏡組或者隨后的透鏡組的負(fù)透鏡組中的透鏡中“具有最低d線Abbe數(shù)的正透鏡”和“具有最高d線Abbe數(shù)的負(fù)透鏡”的復(fù)合焦距。[0578]注意，在條件(8-VII)中，例如“2.5E-04”表示“2.5X10-4”。同樣適用于以下。
[0579]如上所述，條件(1-VII)到(8-VII)是規(guī)定包括在作為第二透鏡組或者隨后的透鏡組的負(fù)透鏡組中的透鏡的材料的那些條件。
[0580]在下面要描述的每個示例的投影變焦透鏡中，第二透鏡組G2中的負(fù)透鏡組設(shè)置為“像差校正組”。
[0581]通過用四個或者更多透鏡配置像差校正組，可以最大化“像差校正”效果。
[0582]具體地,所有示例涉及廣角變焦鏡頭。此外,在廣角側(cè)上的像差校正組中，像差校正趨向于不足，除非存在四個或者更多透鏡。
[0583]此外，在從廣角端向長焦端的放大倍率改變期間，通過從放大側(cè)向縮小側(cè)移動第二透鏡組G2，改進(jìn)像差校正效果。
[0584]在所有示例中，作為負(fù)透鏡組的第二透鏡組包括正透鏡和負(fù)透鏡，每種兩個，自放大側(cè)起以“正、負(fù)、正和負(fù)”的順序排列。
[0585]通過如上所述地“交替布置正透鏡和負(fù)透鏡”，有效校正色差，由此改進(jìn)彗形像差和像散。
[0586]即使當(dāng)正透鏡和負(fù)透鏡反過來排列為“負(fù)、正、負(fù)和正”時，也可以達(dá)到與上面描述的效果相同的效果。
[0587]條件(1-VII)是用以保持像散和場曲率良好平衡的條件。
[0588]當(dāng)不滿足條件(1-VII)時，在放大倍率改變期間可能明顯破壞“像散和場曲率之間的平衡”。
[0589]條件(2-VII)是用以保持放大色差、彗形像差和像散平衡的條件。
[0590]當(dāng)不滿足條件(2-VII)時，特別在放大色差、彗形像差和像散方面可能發(fā)生大不平衡。
[0591 ] 通過滿足條件(2-VII)，可以特別保持放大色差、彗形像差和像散平衡。
[0592]本發(fā)明的投影變焦鏡頭中的“負(fù)第二透鏡組”可以設(shè)置為如上所述的“像差校正組”。
[0593]在該情形下，在條件(3-VII)的范圍之外，發(fā)生大放大色差，并且也可能增加彗形像差和像散。
[0594]通過滿足條件(3-VII)，可以有效抑制放大色差、彗形像差和像散的增加。
[0595]如所熟知，作為正透鏡的冕玻璃(低折射率)和作為負(fù)透鏡的燧石玻璃(高折射率)的組合一般在有效地執(zhí)行“消色差”時有效。
[0596]然而，在本發(fā)明的投影變焦鏡頭中，如條件(3-VII)的情形那樣，優(yōu)選第二透鏡組包括高折射率高色散正透鏡和低折射率低色散負(fù)透鏡。
[0597]該組合在改進(jìn)消色差和減小珀茲伐和時有效。
[0598]這里，給出正、負(fù)和正(粘合透鏡)的透鏡配置的情形的描述，該透鏡配置也用作后面要描述的示例中的第二透鏡組。
[0599]在該情形下，對距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的正透鏡具有“高折射率高色散”并且布置在該正透鏡的縮小側(cè)上的負(fù)透鏡具有“低折射率低色散”的情形給出考慮。
[0600]在該情形下，高折射率高色散引起該正透鏡中的正側(cè)上的大色差并且增加負(fù)側(cè)上的珀茲伐和。[0601]通過具有低折射率低色散的負(fù)透鏡“有效抑制”這種色差和珀茲伐和。
[0602]由此，有效抑制放大色差、彗形像差和像散的增加。
[0603]另一方面，當(dāng)正透鏡具有“低折射率低色散”并且負(fù)透鏡具有“高折射率高色散”時，明顯放大色差和珀茲伐和。
[0604]出于這個原因，甚至更可能增加放大色差、彗形像差和像散。
[0605]條件(4-VII)是在抑制放大色差時有效的條件。
[0606]如上所述，“高色散材料”優(yōu)選用于第二透鏡組中的正透鏡。滿足條件(4-VII)的高色散材料的使用可以有效地抑制放大色差的發(fā)生。
[0607]此外，在滿足條件(3-VII)或(4-VII)的投影變焦鏡頭的情形下，優(yōu)選采用“雙凸透鏡”作為如權(quán)利要求70中描述的“第二透鏡組中的正透鏡”。
[0608]雙凸透鏡作為“第二透鏡組中具有相對于d線的最低Abbe數(shù)的正透鏡”的形狀的采用在校正像差并且抑制珀茲伐和時有效。
[0609]當(dāng)正透鏡“不是雙凸透鏡”時，可能在放大倍率改變期間發(fā)生大“場曲率變化”。
[0610]條件(5-VII)是在抑制放大色差時有效的條件。如上所述，低折射率材料制成的透鏡優(yōu)選作為第二透鏡組中的負(fù)透鏡。
[0611]條件(5-VII)的滿足在控制大放大色差和珀茲伐和時有效。
[0612]條件(6-VII)也是在抑制放大色差時有效的條件。如上所述，低色散材料制成的透鏡優(yōu)選作為第二透鏡組中的負(fù)透鏡。
[0613]條件(6-VII)的滿足在抑制放大色差時有效。
[0614]在滿足條件(5-VII)或(6-VII)的投影變焦鏡頭中，優(yōu)選采用“雙凹透鏡”作為如權(quán)利要求73中描述的“第二透鏡組中的負(fù)透鏡”。
[0615]這種配置在校正像差和控制珀茲伐和時優(yōu)選。
[0616]當(dāng)負(fù)透鏡(具有最高Adde數(shù)和低折射率的負(fù)透鏡)“不是雙凹透鏡”時?？赡茉诜糯蟊堵矢淖兤陂g發(fā)生“大場曲率變化”。
[0617]條件(7-VII)是用以抑制放大倍率改變期間的場曲率的變化的最優(yōu)方案。通過滿足(7-VII)，可以最有效地抑制放大倍率改變期間的場曲率的變化。
[0618]條件(8-VII)是有利于有效抑制像差的發(fā)生的條件。
[0619]通過滿足條件(8-VII)，可以有效抑制大像差的發(fā)生。
[0620]當(dāng)配置投影變焦鏡頭使得第四透鏡組的折射力是“負(fù)”時，優(yōu)選滿足上面描述的條件(1-VII)到(8-VII)的范圍內(nèi)的以下條件(IA-VII)到(8A-VII)中的一個或者多個。條件(IA-VII)到(8A-VII)處于條件(1-VII)到(8-VII)的范圍內(nèi)。
[0621 ] (IA-VII) 2.0<F2b/F2<3.0
[0622](2A-VII) NdNp.v dNp〈NdNn.v dNn
[0623](3A-VII) 1.8〈NdNp〈l.9
[0624](4A-VII) 23.0〈 v dNp<24.0
[0625](5A-VII) 1.7〈NdNn〈l.75
[0626](6A-VII) 48.0〈 v dNn〈50.0
[0627](7A-VII) 1.5< | fNp/fNn | <1.8
[0628](8A-VII) 1.2E_02〈 | fNpNn |〈1.6E-02[0629]條件(IA-VII)到(8A-VII)中的參數(shù)與條件(1-VII)到(8-VII)中的參數(shù)相同。
[0630]當(dāng)配置投影變焦鏡頭使得第四透鏡組的折射力是“負(fù)”時，條件(IA-VII)到(8A-VII)中的一個或者多個的滿足可以允許上面描述的條件(1-VII)到(8-VII)的功能類似地起作用。
[0631]當(dāng)配置投影變焦鏡頭使得第四透鏡組的折射力是“正”時，優(yōu)選滿足上面描述的條件(1-VII)到(8-VII)的范圍內(nèi)的以下條件(IB-VII)到(8B-VII)中的一個或者多個。條件(IB-VII)到(8B-VII)處于條件(1-VII)到(8-VII)的范圍內(nèi)。
[0632](IB-VII) 0.7<F2b/F2<l.5
[0633](2B-VII)NdNp.v dNp〈NdNn.v dNn
[0634](3B-VII) 1.70〈NdNp〈2.10
[0635](4B-VII) 18.0〈 V dNp〈30.0
[0636](5B-VII) 1.45〈NdNn〈l.60
[0637](6B-VII) 58.0< v dNn〈90.0
[0638](7B-VII) 1.0< | fNp/fNn | <1.4
[0639](8B-VII) 2.5E_04〈 | fNpNn | <4.6E-03
[0640]條件(IB-VII)到(8B-VII)中的參數(shù)與條件(1-VII)到(8-VII)中的參數(shù)相同。
[0641]當(dāng)配置投影變焦鏡頭使得第四透鏡組的折射力是“正”時，條件(IB-VII)到(8B-VII)中的一個或者多個的滿足可以允許上面描述的條件(1-VII)到(8-VII)的功能類似地起作用。
[0642]在給出投影變焦鏡頭的具體示例之前，將參考圖29簡要描述投影儀設(shè)備的實施例。
[0643]圖29中所示的投影儀設(shè)備I是采用作為微鏡器件的DMD作為燈泡3的示例。
[0644]投影儀設(shè)備I包括照明系統(tǒng)2、作為燈泡的DMD3和投影儀變焦鏡頭4。
[0645]作為投影變焦鏡頭4，更具體地，使用根據(jù)示例I到14中的任一個的投影變焦鏡頭。
[0646]照明系統(tǒng)2向DMD3福射“三種顏色R、G和B的光”,同時在時間上分光。然后，在每種顏色的光的輻射的定時處控制與每個像素對應(yīng)的微鏡的傾斜。
[0647]以該方式，在DMD3上顯示“要投影的圖像”，并且按圖像調(diào)制的光強度通過投影變焦鏡頭4放大，并且投影在屏幕5上。
[0648]諸如DMD之類的微鏡器件通過選擇性地傾斜在圖像顯示表面上以陣列設(shè)置的微鏡顯示圖像。
[0649]每個微鏡的傾斜角設(shè)置為大約± 10度。通過切換傾斜角，在有效反射光(有效光)和無效反射光(無效光)之間切換。
[0650]當(dāng)微鏡器件用作燈泡時，投影變焦鏡頭需要成功地接受有效光并且盡可能少地接受無效光。
[0651]為了滿足上面的需要，優(yōu)選將投影變焦鏡頭布置在“微鏡以陣列設(shè)置在其上的圖像顯示表面的法線方向”上。
[0652]利用投影變焦鏡頭的這種布置，照明系統(tǒng)的光源需要鄰近投影變焦鏡頭安裝。
[0653]出于這個原因，需要減小投影變焦鏡頭的燈泡側(cè)的透鏡直徑，以使得投影變焦鏡頭的縮小側(cè)部分不妨礙入射在圖像顯示表面上的照明光。
[0654]照明系統(tǒng)2包括光源21、聚光器透鏡CL、RGB色輪CW和鏡M。此外，用以布置照明系統(tǒng)的空間需要“確保為在尺寸上一定程度地大”。
[0655]出于這個原因，使得從照明系統(tǒng)2入射在DMD3上的照明光的入射角需要設(shè)置為一定程度地大。
[0656]因為變焦鏡頭4和照明系統(tǒng)2的空間之間的這種關(guān)系，需要確保變焦鏡頭4的某種程度的后焦點。
[0657] 注意，聚光器透鏡CL、RGB色輪CW和鏡M包括在“照明光系統(tǒng)”中。
[0658]在根據(jù)示例I到14的變焦鏡頭中，當(dāng)從廣角端向長焦端改變放大倍率時，第三到第五透鏡組G3到G5朝放大側(cè)移動。
[0659]因此，也在放大倍率改變期間確保足夠大的后焦點。
[0660][示例]
[0661]下面將給出本發(fā)明的投影變焦鏡頭的十四個具體示例。
[0662]注意，具有正折射力的透鏡組下文將稱為“正組”，并且具有負(fù)折射力的透鏡組下文將稱為“負(fù)組”。
[0663]在每個示例中，各個符號的含義如下:
[0664]F:整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距
[0665]Fno:數(shù)值孔徑
[0666]R:曲率半徑(非球面表面的“近軸曲率半徑”)
[0667]D:表面分離
[0668]Nd:折射率
[0669]Vd:Abbe 數(shù)
[0670]BF:后焦點
[0671]非球面表面以以下熟知等式表達(dá):
[0672]X= (H2/R)/[1+U-K (H/r) 2} 1/2]
[0673]+C4.H4+C6.H6+C8.H8+C10.HlO+...[0674]在上面的等式中，X表示“基于表面頂點在高度H的位置處在光軸方向上從光軸的位移”，K表示“圓錐常數(shù)”，并且C4、C6、CS、C10...表示非球面常數(shù)。
[0675][示例I]
[0676]圖1示出示例I的投影變焦鏡頭。
[0677]如圖1中所示，第一透鏡組Gl包括透鏡Lll到L13，而第二透鏡組G2包括透鏡L21到 L24。
[0678]第三透鏡組G3包括一個透鏡L31，而第四透鏡組G4包括兩個透鏡L41和L42。
[0679]第五透鏡組G5包括四個透鏡L51到L54。
[0680]如上所述，DMD假設(shè)為燈泡并且具有保護(hù)玻璃CG。
[0681]當(dāng)從廣角端向長焦端改變放大倍率時，第二透鏡組G2向縮小側(cè)移動，而第三到第五透鏡組G3到G5向放大側(cè)移動。
[0682]第一透鏡組Gl是負(fù)組，并且包括朝放大側(cè)凸的負(fù)彎月透鏡L11、朝放大側(cè)凹的負(fù)透鏡L12和朝縮小側(cè)凹的負(fù)彎月透鏡L13。[0683]第二透鏡組G2是負(fù)組，并且包括雙凸透鏡L21、雙凹透鏡L22、朝縮小側(cè)凸的正彎月透鏡L23和朝放大側(cè)凹的負(fù)彎月透鏡L24。
[0684]粘合正彎月透鏡L23和負(fù)彎月透鏡L24。
[0685]第三透鏡組G3是正組，并且包括一個雙凸透鏡L31。
[0686]第四透鏡組G4是正組，并且包括朝放大側(cè)凸的正彎月透鏡L41和朝放大側(cè)凸的正彎月透鏡L42。
[0687]第五透鏡組G5是負(fù)組，并且包括朝放大側(cè)凸的負(fù)彎月透鏡L51、雙凸透鏡L52、朝放大側(cè)凹的負(fù)彎月透鏡L53和雙凸透鏡L54。
[0688]粘合負(fù)彎月透鏡L51和雙凸透鏡L52。
[0689]第二透鏡組G2是負(fù)組，并且包括雙凸透鏡L21、雙凹透鏡L22、朝縮小側(cè)凸的正彎月透鏡L23和朝放大側(cè)凹的負(fù)彎月透鏡L24 (正、負(fù)、正和負(fù))。
[0690]第五透鏡組G5是負(fù)組，并且包括朝放大側(cè)凸的負(fù)彎月透鏡L51、雙凸透鏡L52、朝放大側(cè)凹的負(fù)彎月透鏡L53和雙凸透鏡L54 (負(fù)、正、負(fù)和正)。
[0691]注意，在示例I到14的描述中，“雙凸透鏡”是正透鏡，并且“雙凹透鏡”是負(fù)透鏡。
[0692]在示例I中，整個系統(tǒng)的焦距F、F數(shù)和廣角端處的半視場角ω￥的范圍如下:
[0693]F=13.0 到 19.6mm，F(xiàn)no=2.55 到 3.34，并且 cow=42.Ιο。
[0694]表1示出示例I的數(shù)據(jù)。
[0695][表 I]
[0696]
【權(quán)利要求】
1.一種在圖像顯示設(shè)備中使用的投影變焦鏡頭，所述投影變焦鏡頭配置為將圖像投影在目標(biāo)投影表面上并且顯示該圖像的放大圖像，其中 該投影變焦鏡頭具有五透鏡組配置，包括從放大側(cè)朝縮小側(cè)排列的第一到第五透鏡組， 第一透鏡組具有負(fù)折射力， 第二透鏡組具有負(fù)折射力， 第三透鏡組具有正折射力， 第四透鏡組具有負(fù)折射力，以及 在放大倍率改變中，固定第一透鏡組，而第二到第五透鏡組中的每個朝縮小側(cè)或者放大側(cè)移動。
2.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中當(dāng)從廣角端向長焦端改變放大倍率時，第五透鏡組朝放大側(cè)移動。
3.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 排列在第二透鏡組中的正透鏡之中具有最低d線Abbe數(shù)的透鏡的d線折射率Nd2p和d線Abbe數(shù)v d2p,以及 排列在第二透鏡組中的負(fù)透鏡之中具有最高d線Abbe數(shù)的透鏡的d線折射率Nd2n和d線Abbe數(shù)V d2n滿足條件:
Nd2p.V d2p〈Nd2n.v d2n0
4.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 排列在第二透鏡組中的正透鏡之中具有最低d線Abbe數(shù)的透鏡和排列在第二透鏡組中的負(fù)透鏡之中具有最高d線Abbe數(shù)的透鏡的復(fù)合焦距f2p2n滿足條件:
1.2E-02<|f2p2n|<l.6E-02。
5.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 第一透鏡組中的一個或者多個透鏡是非球面透鏡，并且 布置在第一透鏡組中的非球面透鏡的焦距fsph滿足條件:
1.0E-02<l/|fsph|<2.0E-02。
6.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 第四透鏡組的焦距F4和第五透鏡組的焦距F5滿足條件:
F4|〈|F5。
7.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 第一透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的焦距Π和第一透鏡組的焦距Fl滿足條件:
2.5<|fl/Fl |<3.5。
8.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 第一透鏡組中距離放大側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡的焦距Π和廣角端處整個系統(tǒng)的焦距fV滿足條件:
9.5<|fl/fw|<10.8。
9.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 第一透鏡組的焦距Fl和第二透鏡組的焦距F2滿足條件:
|F1|〈|F2|。
10.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 負(fù)透鏡組中的粘合透鏡的焦距F2b和負(fù)透鏡組的焦距F2滿足條件: . 2.0<F2b/F2<3.0。
11.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 排列在負(fù)透鏡組中的正透鏡之中具有最低d線Abbe數(shù)的透鏡的d線折射率NdNp和排列在負(fù)透鏡組中的正透鏡之中具有最低d線Abbe數(shù)的透鏡的d線Abbe數(shù)v dNp、排列在負(fù)透鏡組中的負(fù)透鏡之中具有最高d線Abbe數(shù)的透鏡的d線折射率NdNn和排列在負(fù)透鏡組中的負(fù)透鏡之中具有最高d線Abbe數(shù)的透鏡的d線Abbe數(shù)v dNn滿足條件:
NdNp.V dNp〈NdNn.v dNn。
12.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 排列在負(fù)透鏡組中的正透鏡之中具有最低d線Abbe數(shù)的透鏡的焦距fNp和排列在負(fù)透鏡組中的負(fù)透鏡之中具有最高d線Abbe數(shù)的透鏡的焦距fNn滿足條件: . 1.5<|fNp/fNn|<l.8。
13.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 排列在負(fù)透鏡組中的 正透鏡之中具有最低d線Abbe數(shù)的透鏡和排列在負(fù)透鏡組中的負(fù)透鏡之中具有最高d線Abbe數(shù)的透鏡的復(fù)合焦距fNpNn滿足條件: . 1.2E-02<|fNpNn|<l.6E-02。
14.如權(quán)利要求1所述的投影變焦鏡頭，其中 圖像顯示元件和距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的第五透鏡組中距離縮小側(cè)最遠(yuǎn)的透鏡表面之間的距離Bf和廣角端處的焦距Fw滿足條件: . 2.68 ( Bf/Fw。
【文檔編號】G02B15/177GK103913829SQ201310745356
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】窪田高士 申請人:株式會社理光