變焦透鏡及使用它的投影機制造技術

一種變焦系統及使用它的投影機，該變焦系統由從放大側到縮小側依次排列的、整體具有負折射力的第１透鏡組、整體具有正折射力的第２透鏡組以及整體具有正折射力的第３透鏡組構成，并且可變倍，第３透鏡組在變倍動作中被固定、第１透鏡組在從廣角端到中間區域是從放大側向縮小側方向、此外從中間區域到望遠端是從縮小側向放大側方向在光軸上移動、第２透鏡組從廣角端到望遠端均從縮小側向放大側方向在光軸上移動，從而進行整個透鏡系統的變倍。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術主要涉及將來自DMD等的改變光的反射方向而形成圖像的光 閥的圖像放大投射在屏幕及其他上的透鏡口徑較小而緊湊的變焦透鏡。
技術介紹
采用DMD來作為光閥的投影機在小型化的方面與其他方式相比更有 利，目前以在進行演示時方便的數據投影機為中心、可攜帶的緊湊的結構 正廣泛地普及。在以可攜帶為前提的投影機中，減小厚度尺寸是重要的， 在與筆記本型個人計算機等一起攜帶的情況較多的使用方式的投影機中， 也可以說是最重要的要素。作為解決該問題的手段，例如有在日本特開2004-271668號公報(專利文獻l)中公開那樣的投影透鏡的緊湊化設計方法的一例。但是，在該例 中，使用0.7英寸DMD的情況下的前透鏡有效直徑為39mm到42mm，至 少不能使投影機裝置的厚度為50mm以下。如果實際試著與筆記本型個人 計算機等一起攜帶，則還是對該厚度有不滿。
技術實現思路
因而，本專利技術的目的是實現適合于DMD等的改變光的反射方向而形 成圖像的光閥的特性、在將來自光閥的圖像放大投射在屏幕上或其他壁面 等上的用途中成像性能較高、并且透鏡口徑較小而緊湊的變焦透鏡，提供 緊湊而明亮、在小會議室等的有限的空間也能夠投射較大的畫面的高畫質、 方便攜帶的薄型的投影機裝置。本專利技術的優選的技術方案之一，提供一種變焦透鏡，從放大側開始依次配置第1透鏡組、第2透鏡組以及第3透鏡組而成，上述第1透鏡組是 配設從放大側向縮小側依次排列的、向放大側凸的凹凸透鏡形狀的具有負 折射力的透鏡、負透鏡及具有正折射力的透鏡而構成的，整體具有負折射 力，上述第2透鏡組由從放大側向縮小側依次排列的正透鏡、正透鏡、負 透鏡、兩面凸的正透鏡、向放大側凸的凹凸透鏡形狀的負透鏡的5片構成， 整體具有正折射力，上述第3透鏡組是配設1片正透鏡而構成的，整體具 有正折射力，在變焦動作中，上述第1透鏡組在從廣角端到中間區域是從放大側向 縮小側、并且從中間區域到望遠端是從縮小側向放大側在光軸上移動，上 述第2透鏡組從廣角端到望遠端均從縮小側向放大側方向在光軸上移動， 上述第3透鏡組被固定，關于在廣角端的第1透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的放大側面到對 焦位置的光軸上的距離，滿足下述條件式(1)，關于廣角端的上述第2透 鏡組與上述第3透鏡組的位置關系，滿足下述條件式(2)，關于上述第2 透鏡組的廣角端的倍率，滿足下述條件式(3)，關于上述第1透鏡組的放 大率，滿足下述條件式(4)，關于上述第2透鏡組的望遠端的倍率，滿足 下述條件式(5)，(1) 7.0 <TL/fw< 10.0(2) 1.8<dIIW/fw<2.5(3) -1.0<mIIW<-0.5(4) -1.0<fw/fi<-0.55(5) 1.4<mIIT/mIIW<2.8 其中，TL:在廣角端的第1透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的放大側面到對 焦位置的光軸上的距離(從第1透鏡組的最放大側面的放大側物體距離為1700mm的對焦狀態)，fw:廣角端的整個透鏡系統的合成焦距 (從第1透鏡組的最放大側面的放大側物體距離為1700mm的對焦狀態)，d w:廣角端的第2透鏡組與第3透鏡組之間的空氣間隔，fI:第l透鏡組的合成焦距，mIIW:廣角端的第2透鏡組的倍率，mIIT:望遠端的第2透鏡組的倍率。通過結合附圖的以下的詳細的說明，本專利技術的上述目的及其他目的、 特征及優點就會變得更加清楚。附圖說明圖1是本專利技術的緊湊(小型)的變焦透鏡的第1實施例的透鏡結構圖。圖2是本專利技術的緊湊的變焦透鏡的第1實施例的透鏡的各像差圖。圖3是本專利技術的緊湊的變焦透鏡的第2實施例的透鏡結構圖。圖4是本專利技術的緊湊的變焦透鏡的第2實施例的透鏡的各像差圖。圖5是本專利技術的緊湊的變焦透鏡的第3實施例的透鏡結構圖。圖6是本專利技術的緊湊的變焦透鏡的第3實施例的透鏡的各像差圖。圖7是本專利技術的緊湊的變焦透鏡的第4實施例的透鏡結構圖。圖8是本專利技術的緊湊的變焦透鏡的第4實施例的透鏡的各像差圖。圖9是使用本專利技術的緊湊的變焦透鏡的投影機的外觀圖。具體實施例方式以下，利用附圖對用來實施本專利技術的優選的實施方式進行說明。以下， 就具體的數值實施例說明本專利技術。在以下的第1實施例到第4實施例的緊 湊的變焦透鏡中，由從放大側到縮小側依次排列的、整體具有負折射力的 第1透鏡組LG1、整體具有負折射力的第2透鏡組LG2及整體具有正折射 力的第3透鏡組LG3構成。另外，在本說明書中，將具有正折射力的透鏡 稱作正透鏡，將具有負折射力的透鏡稱作負透鏡。上述第1透鏡組LG1配設從放大側到縮小側依次排列的、向放大側凸 的凹凸透鏡形狀的負透鏡(透鏡名稱Lll、放大側面101、縮小側面102)、 負透鏡(透鏡名稱L12、放大側面103、縮小側面104)以及正透鏡(透鏡 名稱L13、放大側面104、縮小側面105)而構成。上述第2透鏡組LG2配設包括3片正透鏡和2片負透鏡的5片透鏡而構成(將透鏡名稱設為從放大側向縮小側依次排列的L21、 L22……、將面 的名稱設為從放大側向縮小側依次為201、 202、……)。上述第3透鏡組LG3配設1片正透鏡而構成(設透鏡名稱為L31、放 大側面的名稱為301、縮小側面的名稱為302)。此外，相對于上述第3透 鏡組LG3的縮小側透鏡面，隔開較小的空氣間隔而配設有作為DMD等的 光閥的結構部件的蓋玻璃CG (設放大側面為COl、縮小側面為C02)。上述第3透鏡組LG3在變倍(變焦)動作中被固定，上述第1透鏡組 LG1在從廣角端到中間區域的變倍動作中從放大側向縮小側方向、此外在 從中間區域到望遠端的變倍動作中從縮小側向放大側方向在光軸上移動， 上述第2透鏡組LG2在從廣角端到望遠端的變倍動作中從縮小側向放大側 方向在光軸上移動，由此形成整個透鏡系統的變倍。在各實施例中使用的各透鏡的非球面如周知那樣，在光軸方向上取Z 軸，在與光軸正交的方向上取Y軸，非球面式<formula>formula see original document page 9</formula>(這里，對近軸曲率半徑r、圓錐常數K、高次非球面系數A、 B、 C、 D……)的各個常數賦予適當的數值，形成為，使其與將該曲線繞光軸 旋轉而得到的曲面形狀一致。另外，在后面所示的表1-4中的圓錐常數及高次的非球面系數的表述 中，這些常數與各個系數包括作為e + nln2或e-nln2的表述部分， 而這意味著X10+nln2，，或xi(Tnln2(這里，nl和n2分別表示數字)。 例如，在表1中，作為第1透鏡組的透鏡L11的面102的圓錐常數K而賦 予的畫5.70111e-01意味著-5.70111Xl(T01，， (=-5.70111X10)。進而，該各實施例1 4的變焦透鏡是從放大側開始依次配置第1透鏡 組、第2透鏡組以及第3透鏡組而成的變焦透鏡，所述第l透鏡組是配設 從放大側向縮小側依次排列的向放大側凸的凹凸透鏡形狀的負透鏡、(另外 的)負透鏡及正透鏡而構成的，整體具有負折射力，所述第2透鏡組由從 放大側依次向縮小側排列的正透鏡、(另外的)正透鏡、負透鏡、兩面凸的 正透鏡、向放大側凸的凹凸透鏡形狀的負透鏡的5片構成，整體具有正折 射力，所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變焦透鏡，其特征在于，　　　　從放大側開始依次配置第１透鏡組、第２透鏡組以及第３透鏡組而成，　　　　上述第１透鏡組是配設從放大側向縮小側依次排列的、向放大側凸的凹凸透鏡形狀的具有負折射力的透鏡、負透鏡及具有正折射力的透鏡而構成的，整體具有負折射力，　　　　上述第２透鏡組由從放大側向縮小側依次排列的正透鏡、正透鏡、負透鏡、兩面凸的正透鏡、向放大側凸的凹凸透鏡形狀的負透鏡的５片構成，整體具有正折射力，　　　　上述第３透鏡組是配設１片正透鏡而構成的，整體具有正折射力，　　　　在變焦動作中，上述第１透鏡組在從廣角端到中間區域是從放大側向縮小側、并且從中間區域到望遠端是從縮小側向放大側在光軸上移動，上述第２透鏡組從廣角端到望遠端均從縮小側向放大側方向在光軸上移動，上述第３透鏡組被固定，　　　　關于在廣角端的第１透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的放大側面到對焦位置的光軸上的距離，滿足下述條件式（１），關于廣角端的上述第２透鏡組與上述第３透鏡組的位置關系，滿足下述條件式（２），關于上述第２透鏡組的廣角端的倍率，滿足下述條件式（３），關于上述第１透鏡組的放大率，滿足下述條件式（４），關于上述第２透鏡組的望遠端的倍率，滿足下述條件式（５），　　　　（１）７．０＜ＴＬ／ｆ↓［Ｗ］＜１０．０　　　　（２）１．８＜ｄ↓［Ⅱ　Ｗ］／ｆ↓［Ｗ］＜２．５　　　　（３）－１．０＜ｍ↓［Ⅱ　Ｗ］＜－０．５　　　　（４）－１．０＜ｆ↓［Ｗ］／ｆ↓［Ⅰ］＜－０．５５　　　　（５）１．４＜ｍ↓［Ⅱ　Ｔ］／ｍ↓［Ⅱ　　Ｗ］＜２．８　　　　其中，　　　　ＴＬ：在廣角端的第１透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的放大側面到對焦位置的光軸上的距離　　　　（從第１透鏡組的最放大側面的放大側物體距離為１７００ｍｍ的對焦狀態），　　　　ｆ↓［Ｗ］：廣角端的整個透鏡系統的合成焦距　　　　（從第１透鏡組的最放大側面的放大側物體距離為１７００ｍｍ的對焦狀態），　　　　ｄ↓［Ⅱ　　Ｗ］：廣角端的第２透鏡組與第３透鏡組之間的空氣間隔，　　　　ｆ↓［Ⅰ］：第１透鏡組的合成焦距，　　　　ｍ↓［Ⅱ　Ｗ］：廣角端的第２透鏡組的倍率，　　　　ｍ↓［Ⅱ　　Ｔ］：望遠端的第２透鏡組的倍率。...

【技術特征摘要】
JP 2008-8-25 215019/20081、一種變焦透鏡，其特征在于，從放大側開始依次配置第1透鏡組、第2透鏡組以及第3透鏡組而成，上述第1透鏡組是配設從放大側向縮小側依次排列的、向放大側凸的凹凸透鏡形狀的具有負折射力的透鏡、負透鏡及具有正折射力的透鏡而構成的，整體具有負折射力，上述第2透鏡組由從放大側向縮小側依次排列的正透鏡、正透鏡、負透鏡、兩面凸的正透鏡、向放大側凸的凹凸透鏡形狀的負透鏡的5片構成，整體具有正折射力，上述第3透鏡組是配設1片正透鏡而構成的，整體具有正折射力，在變焦動作中，上述第1透鏡組在從廣角端到中間區域是從放大側向縮小側、并且從中間區域到望遠端是從縮小側向放大側在光軸上移動，上述第2透鏡組從廣角端到望遠端均從縮小側向放大側方向在光軸上移動，上述第3透鏡組被固定，關于在廣角端的第1透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的放大側面到對焦位置的光軸上的距離，滿足下述條件式(1)，關于廣角端的上述第2透鏡組與上述第3透鏡組的位置關系，滿足下述條件式(2)，關于上述第2透鏡組的廣角端的倍率，滿足下述條件式(3)，關于上述第1透鏡組的放大率，滿足下述條件式(4)，關于上述第2透鏡組的望遠端的倍率，滿足下述條件式(5)，(1)7.0＜TL/fW＜10.0(2)1.8＜dII W/fW＜2.5(3)-1.0＜mII W＜-0.5(4)-1.0＜fW/fI＜-0.55(5)1.4＜mII T/mII W＜2.8其中，TL在廣角端的第1透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的放大側面到對焦位置的光軸上的距離(從第1透鏡組的最放大側面的放大側物體距離為1700mm的對焦狀態)，fW廣角端的整個透鏡系統的合成焦距(從第1透鏡組的最放大側面的放大側物體距離為1700mm的對焦狀態)，dII W廣角端的第2透鏡組與第3透鏡組之間的空氣間隔，fI第1透鏡組的合成焦距，mII W廣角端的第2透鏡組的倍率，mII T望遠端的第2透鏡組的倍率。2、 如權利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于，關于上述第1透鏡組的光軸上的尺寸，滿足下述條件式(6),關于在 上述第1透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的放大率，滿足下述條件式(7)， 關于在上述第1透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的縮小側面的形狀，滿足 下述條件式(8),關于在構成上述第1透鏡組的各透鏡中使用的玻璃材料 的分散特性，滿足下述條件式(9)，(6) 1.7<l4/fw<2.7(7) 國0.8〈fw/f^〈一0.3(8) 0.9<fw/r2< 1.6(9) 25 < (V一V2) /2-V3 其中，LI:在第1透鏡組中最靠放大側配置的透鏡的放大側面與在第1透鏡 組中最靠縮小側配置的透鏡的縮小側面的光軸上的距離， f1:在第1透鏡組中最靠放大側配置的透...

【專利技術屬性】
技術研發人員：手島康幸，
申請(專利權)人：卡西歐計算機株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]