[发明专利]变焦镜头和使用变焦镜头的投影仪

说明书

背景技术

本发明涉及具有小透镜孔径的紧凑的变焦透镜，其投影来自诸如主要是DMD(数字微镜器件)的光阀的图像，其中，通过以放大的比例改变照射其上的光到屏幕等上的反射方向来形成图像。 

在获得小型化的投影仪单元中，在投影仪单元上采用DMD作为光阀被认为优于其它方法。当前，便携式的紧凑的投影仪单元已广为人知，并且它们中，由于呈现信息时的易操作性，数据投影仪构成了兴趣的中心。在设计为便携式的投影仪单元中，减小投影仪单元的厚度是关键的，并且因此，应当说，减小厚度是许多情况下与笔记型个人计算机安装到一起以与其组合使用的投影仪单元中的最关键因素。作为用于解决此问题的装置的范例，例如，日本公开特许公报2004-271668号公开了用于使投影透镜紧凑的设计方法。 

本发明的一方面是提供投影仪单元，其足够薄，方便携带，并且通过实现紧凑的变焦镜头，甚至在有限的空间内，其能够投射具有高图像质量的放大的图像到大屏幕上。 

发明内容

根据本发明的优选方面，提供了一种包括光学系统的变焦镜头，光学系统由多个透镜元件或多个透镜组组成，其中，最大有效孔径和图像圆(image circle)的大小满足下述条件表达式(1)，且视角和亮度分别满足下述条件表达式(2)、(3)： 

(1)1.00＜φL/φI＜1.60 

(2)55＜BW＜70 

(3)1.8＜FN＜2.9 

其中 

φL：透镜系统的最大有效孔径； 

φI：围住光轴附近缩小侧图像平面上整个图像显示单元的最小大小的圆的直径； 

BW：相对于具有φL的图像点的全视角，其是在广角端处、聚焦操作可用时，焦点形成于距放大侧第一表面1700mm的物距时的值； 

FN：整个透镜系统的全孔径F值，其是聚焦操作可用时焦点形成于距所述放大侧第一表面1700mm的所述物距时的最小值。 

此外，根据本发明的另一优选方面，提供了一种投影仪，其中安装有该变焦镜头。 

附图说明

图1是0.7英寸图像显示设备的尺寸图； 

图2是0.55英寸图像显示设备的尺寸图； 

图3是示出根据本发明的变焦镜头的第一实施例的透镜配置的图示； 

图4是示出第一实施例的光路和透镜有效孔径的图示； 

图5是示出第一实施例的像差的图示； 

图6是示出根据本发明的变焦镜头的第二实施例的透镜配置的图示； 

图7是示出第二实施例的光路和透镜有效孔径的图示； 

图8是示出第二实施例的像差的图示； 

图9是示出根据本发明的变焦镜头的第三实施例的透镜配置的图示； 

图10是示出第三实施例的光路和透镜有效孔径的图示； 

图11是示出第三实施例的像差的图示； 

图12是使用根据本发明的变焦镜头的投影仪的外视图。 

具体实施方式

以下，将基于其具体数字实施例描述本发明。此外，具有正屈光力的透镜元件描绘为正透镜元件，而具有负屈光力的透镜元件描绘为负透镜元件。 

图3和4中所示的第一实施例的变焦镜头是紧凑的投影变焦镜头，其 最佳地适合于使用图1中所示的0.7英寸DMD图像显示设备的应用。此变焦镜头作为投影透镜具有29.0mm的最大有效孔径，并且从其放大侧起按顺序由总体上具有负屈光力的第一透镜组LG1、总体上具有正屈光力的第二透镜组LG2、总体上具有负屈光力的第三透镜组LG3、以及总体上具有正屈光力的第四透镜组LG4组成。 

通过从其放大侧按顺序部署形成为使得从为凸面的放大侧向外凸起的凹凸形状的负透镜元件(指定为L101并具有放大侧表面101和缩小侧表面102)、使得从为凸面的放大侧向外凸起的负透镜元件(指定为L102并具有放大侧表面103和缩小侧表面104)、负透镜元件(指定为L103并具有放大侧表面105和缩小侧表面106)、正透镜元件(指定为L104并具有放大侧表面106和缩小侧表面107，粘接到L103)、及负透镜元件(指定为L105并具有放大侧表面108和缩小侧表面109)来组成第一透镜组LG1。 

通过部署单个正透镜元件(指定为L201，并具有放大侧表面201和缩小侧表面202)来组成紧随第一透镜组LG1的第二透镜组LG2。