[實用新型]用于投影的變焦透鏡和投影型顯示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020594536.8
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN201876597U
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 天野賢
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: G02B15/177
• 分類號: G02B15/177;G02B1/04;G02B3/02;G03B21/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張成新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于投影的變焦透鏡和其上安裝用于投影的變焦透鏡的投影型顯示裝置。

背景技術(shù)

近年來，廣泛使用投影型顯示裝置，如投射型或發(fā)射型液晶顯示裝置和DMD(數(shù)字微鏡裝置)顯示裝置，其采用各種電燈泡，并具有相對長的后焦點。而且，這種裝置的性能正變得越來越高。

在多數(shù)情況中，投影型顯示裝置采用變焦透鏡作為投影透鏡，變焦透鏡可以改變形成在屏幕上的圖像的尺寸。近來，對能夠極大地改變圖像的尺寸的變焦透鏡，換句話說，對具有較高的變焦比的變焦透鏡的需求不斷增加。

而且，變焦透鏡的透鏡移位功能和加寬功能變得是需要的。透鏡移位功能將投射的圖像相對于投影型顯示裝置的中心例如移向上側(cè)。加寬功能可以在靠近投影型顯示裝置的位置處投射大的圖像。因此，需要具有較寬的角度(較寬的視角)的變焦透鏡。

而且，采用多個電燈泡的光學系統(tǒng)等需要用于插入將分別從所述多個電燈泡輸出的各種顏色的光束組合在一起的棱鏡的空間。因此，需要長的后焦點。

按照慣例，例如在日本未審查專利公開No.2005-106948(專利文獻1)中披露的這種類型的投影型變焦透鏡是已知的。在專利文獻1中披露的變焦透鏡中，變焦比大于或等于1.5倍，這相對較高。然而，關(guān)于視角，專利文獻1中披露的變焦透鏡不能滿足近年來對加寬視角的需求。

而且，近年來，電燈泡變得越來越小，像素的分辨率變得越來越高。因此，用于投影的變焦透鏡的橫向色差需要進一步減小。然而，在專利文獻1中披露的變焦透鏡中，橫向色差不能充分地減小。特別地，橫向色差是決定圖像質(zhì)量的重要因素。如果橫向色差大于或等于電燈泡的像素的一半，則投射的圖像的質(zhì)量急劇變差，并且在一些情況中圖像的質(zhì)量在實際使用中變得難以忍受。

作為減小橫向色差的方法，采用低色散玻璃材料的方法是已知的。

當?shù)蜕⒉ＡР牧系陌⒇悢?shù)νd超過65時，在大多數(shù)情況中，低色散玻璃材料的相對于溫度變化的折射率變化(dn/dt)是負的(該變化的符號是負的)。當使用具有較高的阿貝數(shù)νd(例如，νd≥80)的低色散玻璃材料時，dn/dt的值為具有大的絕對值的負值。

因此，當?shù)蜕⒉ＡР牧嫌糜诰哂姓饬Φ耐哥R時，該透鏡的正位置隨著溫度的增加移向后側(cè)(縮小側(cè))，并且當材料的阿貝數(shù)較高時，移動的幅度較大。而且，在一些情況中使用其中具有負屈光力的透鏡組位于該透鏡的前側(cè)的反遠距型透鏡，因為它相對容易增加視角，并維持長的后焦點。在反遠距型透鏡中，在其光瞳位置的縮小側(cè)需要配置多個正透鏡。因此，能夠通過為正透鏡采用低色散玻璃材料來修正橫向色差。

然而，當如上所述，正透鏡由低色散玻璃材料制成時，特別是如果該材料的阿貝數(shù)大于或等于65，相對于該材料的溫度變化的折射率變化(dn/dt)變大。因此，由溫度變化引起的焦點失調(diào)情況和光學性能的惡化變得很明顯，設(shè)置在一些情況中對實際使用難以忍受。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到前述情況，本發(fā)明的目標是提供一種用于投影的變焦透鏡，具有寬的視角和高的變焦比，其中維持足夠長的用于插入用于組合光束的棱鏡的后焦點。用于投影的變焦透鏡可以防止由溫度變化引起的焦點失調(diào)情況和光學性能的惡化，同時降低橫向色差。而且，本發(fā)明的另一個目標是提供其上安裝用于投影的變焦透鏡的投影型顯示裝置。

根據(jù)本發(fā)明的用于投影的第一變焦透鏡是一種用于投影的變焦透鏡，包括：

具有負屈光力的透鏡組，配置為離該變焦透鏡的放大側(cè)最遠(換句話說，離變焦透鏡的放大側(cè)端最近)；

具有正屈光力的透鏡組，配置為離該變焦透鏡的縮小側(cè)最遠(換句話說，離該變焦透鏡縮小側(cè)端最近)；和

配置在所述透鏡組之間的至少一個透鏡組，并且所述至少一個透鏡組在該變焦透鏡的放大倍率改變時移動，其中該變焦透鏡的縮小側(cè)形成遠心系統(tǒng)，并且其中配置為離縮小側(cè)最遠的透鏡組在該變焦透鏡的放大倍率改變時是固定的，并由由塑性材料制成的具有至少一個非球面的正非球面透鏡和正透鏡構(gòu)成，并且其中配置在在構(gòu)成該變焦透鏡的透鏡中具有最小有效直徑的透鏡的縮小側(cè)的至少一個正透鏡滿足下述公式(1)：

νa＞80(在這里，(dn/dt)＜0)...(1)，

其中，νa為配置在在構(gòu)成該變焦透鏡的透鏡中具有最小有效直徑的透鏡的縮小側(cè)的所述至少一個正透鏡的d線的阿貝數(shù)，并且

dn/dt為當溫度從20℃開始變化時，配置在在構(gòu)成該變焦透鏡的透鏡中具有最小有效直徑的透鏡的縮小側(cè)的至少一個正透鏡的材料的d線的折射率的變化。