投影用變倍光學系統和投影型顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及投影用變倍光學系統和投影型顯示裝置，例如，涉及適合將具有來自 光閥的映像信息的光束放大投影到屏幕上的小型的投影用變倍光學系統和搭載有其的投 影型顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 近年來，代替液晶顯示裝置，以DMD(數字微鏡器件：注冊商標）顯示裝置作為光閥 使用的投影儀裝置（投影型顯示裝置）被利用。在投影型顯示裝置中，就DMD而言，使用能 夠根據輸入的視頻信號而在約10度以上的范圍改變傾斜度的高反射率的矩形狀的微小的 鏡，控制來自光源的光的反射方向，且僅僅使所期望的反射光會聚到屏幕上，而可以進行其 映像的投影。這是通過例如在基板上縱橫排列數百萬個以上的鏡，且完全獨立地進行數字 控制而形成的，各鏡分別與映像中的1個像素對應。
[0003] DMD顯示裝置與液晶顯示裝置不同，不需要使照射光偏振，因此光量的損失少，在 灰度表現的準確性這一點上也優異。因此，在使用了具有這樣的優點的DMD顯示裝置的投 影型顯示裝置中，就要求有具有良好的光學特性的投影用透鏡，使之能夠對應DMD顯示裝 置而得到鮮明且高精度的圖像。
[0004] 另外，順應移動用途的需要擴大、投影型顯示裝置的低價格化等，投影用透鏡也處 于要求小型化、輕量化、低成本化的傾向。此外，還期望大視場角化，即在狹小的室內可以用 更短的投影距離進行大畫面的投影。此外，還期望可以變倍，即能夠使屏幕上的投影圖像的 尺寸變更。
[0005] 為了使投影用透鏡小型化、輕量化，需要使透鏡構成簡易。作為簡易的群結構且透 鏡片數少的投影用變倍光學系統，已知有下述專利文獻1、2所述的。在下述專利文獻1、2 中記述有一種變焦透鏡，全系統由5片透鏡構成，從放大側依次排列有具有負光焦度的第 1透鏡群、和具有正光焦度的第2透鏡群，變倍時這2個透鏡群沿光軸方向移動。
[0006] 【先行技術文獻】
[0007] 【專利文獻】
[0008] 【專利文獻1】特開號公報
[0009] 【專利文獻2】特開號公報 [0010]【發明的概要】
[0011] 【發明要解決的課題】
[0012] 但是，上述專利文獻1、2所述的變焦透鏡，雖然比較小型、且構成透鏡片數也少達 5片，但廣角端的全視場角狹窄，為55度以下。近年來，對于廣角端的全視場角為60度左 右、且廉價而小型的投影用變倍光學系統的要求高漲，但若在此構成的狀態下擴大視場角， 則諸像差，特別是畸變、像散和像面彎曲的校正困難，不能保持良好的投影性能。

【發明內容】

[0013] 本發明鑒于上述情況而形成，其目的是提供一種以少透鏡片數形成簡易的群構 成，同時能夠確保大視場角、且諸像差得到良好校正的并廉價而小型的投影用變倍光學系 統和具備這樣的投影用變倍光學系統的投影型顯示裝置。
[0014]【用于解決課題的手段】
[0015] 本發明的投影用變倍光學系統，是從放大側依次由具有負光焦度的負透鏡群、和 具有正光焦度的正透鏡群構成，且在變倍時負透鏡群與正透鏡群在光軸上的間隔發生變化 的投影用變倍光學系統，其特征在于，全系統由6片透鏡構成，負透鏡群從放大側依次由具 有非球面的第1透鏡、和具有負光焦度的作為單透鏡的第2透鏡構成。
[0016] 在本發明的投影用變倍光學系統中，第1透鏡由塑料材質構成，優選滿足下述條 件式（1)，此外更優選滿足下述條件式（1'）。
[0017] fw/fl | < 0. 1. . . (1)
[0018] fw/fl I < 0. 03. . . (r )
[0019] 其中，
[0020] fw :在廣角端的全系統的焦距，
[0021] fl:第1透鏡的焦距。
[0022] 另外，在本發明的投影用變倍光學系統中，優選滿足下述條件式（2)，此外更優選 滿足下述條件式（2'）。
[0023] -0. 8 < fw/f2 < -0. 25. . . (2)
[0024] -0? 5 < fw/f2 <-0? 30. ? ? (2,）
[0025] 其中，
[0026] fw :在廣角端的全系統的焦距，
[0027] f2 :第2透鏡的焦距。
[0028] 另外，在本發明的投影用變倍光學系統中，優選滿足下述條件式（3)，此外更優選 滿足下述條件式（3'）。
[0029] 0. 7 < R2r/fw < 4. 0. . . (3)
[0030] 1. 0 < R2r/fw < 3. 0? ? ? (3,）
[0031] 其中，
[0032] R2r :第2透鏡的縮小側的面的曲率半徑，
[0033] fw :在廣角端的全系統的焦距。
[0034] 另外，在本發明的投影用變倍光學系統中，也可以構成為，使第2透鏡為雙凹透 鏡。
[0035] 另外，在本發明的投影用變倍光學系統中，也可以構成為，正透鏡群從放大側依次 由正透鏡、正透鏡、負透鏡、正透鏡構成，使負透鏡群、正透鏡群沿光軸方向移動而進行變 倍。
[0036] 或者，在本發明的投影用變倍光學系統中，也可以構成為，正透鏡群從放大側依次 由具有正光焦度的前群、和具有正光焦度的后群構成，前群由具有正光焦度的單透鏡構成， 后群從放大側依次由正透鏡、負透鏡、正透鏡構成，使負透鏡群、前群、后群分別沿光軸方向 移動而進行變倍。
[0037] 另外，在本發明的投影用變倍光學系統中，全系統的第1透鏡以外的透鏡，全部優 選兩側的面是球面。
[0038] 另外，在本發明的投影用變倍光學系統中，優選滿足下述條件式（4)，此外更優選 滿足下述條件式（4'）。
[0039] FNw < 3. 0. . . (4)
[0040] FNw < 2. 6. ? ? (4'）
[0041] 其中，
[0042] FNw :在廣角端的F數。
[0043] 本發明的投影型顯示裝置，其特征在于，具備如下：光源；來自該光源的光進行入 射的光閥；上述本發明的投影用變倍光學系統，其作為將由該光閥進行了光調制的光所形 成的光學像投影到屏幕上的投影用變倍光學系統。
[0044] 還有，上述所謂"放大側"，意思是被投影側（屏幕側），即使是縮小投影時，為了方 便也將屏幕側稱為放大側。另一方面，上述所謂"縮小側"，意思是原圖像顯示區域側（光閥 側），即使是縮小投影時，為了方便也將光閥側稱為縮小側。
[0045] 還有，上述的"由6片透鏡構成"，是實質上的意思，也包括在此6片透鏡以外，還擁 有實質上不具備光焦度的透鏡、光闌和保護玻璃等透鏡以外的光學零件等的情況。
[0046] 還有，所謂"單透鏡"，意思是由未接合的1片透鏡構成。
[0047] 還有，上述透鏡的面形狀、光焦度的符號、曲率半徑，在具有非球面的透鏡中，認為 是在近軸區域。
[0048] 還有，曲率半徑的符號，使凸面朝向放大側的形狀時為正，使凸面朝向縮小側的形 狀時為負。
[0049] 【發明的效果】
[0050] 本發明的投影用變倍光學系統，因為全系統由6片透鏡構成，所以可以廉價而小 型地構成。另外，本發明的投影用變倍光學系統，因為采用從放大側依次配置負透鏡群、正 透鏡群的反焦型，并適當地設定負透鏡群的構成，特別是在最靠放大側配置非球面透鏡，所 以既能夠以很少的透鏡片數形成簡易的群結構，又能夠確保大視場角，良好地校正諸像差。
[0051] 另外，本發明的投影型顯示裝置，因為具備本發明的投影用變倍光學系統，所以可 以廉價而小型地構成，能夠以廣角實現良好的投影性能。
【附圖說明】
[0052] 圖1是表示本發明的實施例1的投影用變倍光學系統的透鏡構成的剖面圖
[0053] 圖2是表示本發明的實施例2的投影用變倍光學系統的透鏡構成的剖面圖
[0054] 圖3是表示本發明的實施例3的投影用變倍光學系統的透鏡構成的剖面圖
[0055] 圖4(A)~圖4(L)是本發明的實施例1的投影用變倍光學系統的各像差圖
[0056] 圖5(A)~圖5(1)是本發明的實施例1的投影用變倍光學系統的廣角端的橫像差 圖
[0057] 圖6(A)~圖6(1)是本發明的實施例1的投影用變倍光學系統的中間焦距狀態下 的橫像差圖
[0058] 圖7(A)~圖7(1)是本發明的實施例1的投影用變倍光學系統的望遠端的橫像差 圖
[0059] 圖8(A)~圖8(L)是本發明的實施例2的投影用變倍光學系統的各像差圖
[0060] 圖9(A)~圖9(1)是本發明的實施例2的投影用變倍光學系統的廣角端的橫像差 圖
[0061] 圖10(A)~圖10⑴是本發明的實施例2的投影用變倍光學系統的中間焦距狀態 下的橫像差圖
[0062] 圖11 (A)~圖11 (I)是本發明的實施例2的投影用變倍光學系統的望遠端的橫像 差圖
[0063] 圖12(A)~圖12(L)是本發明的實施例3的投影用變倍光學系統的各像差圖
[0064] 圖13(A)~