[发明专利]用于图像投影的变焦镜头及图像投影装置

说明书

本发明涉及用于图像投影的变焦镜头及图像投影装置，该用于图像投影的变焦镜头，高倍率且明亮，非球面透镜的使用枚数少，而且通过采用在形状的可制造性方面优异的非球面透镜，从而能够降低成本。该用于图像投影的变焦镜头，其特征在于，从放大侧开始依次配置有负的第一组透镜和正的第二组透镜，所述第一组透镜包括从放大侧开始依次排列的负的非球面透镜G1、负透镜G2、正透镜G3、正透镜G4，当将所述第一组透镜的焦距设为f1，将所述第二组透镜的焦距设为f2，将所述变焦镜头的广角端时的焦距设为fw，将所述非球面透镜G1的焦距设为fG1，将所述非球面透镜G1的光学面以相对于光轴的法线为基准而形成的最大倾斜角设为θ时，满足：1.3|f1|/f21.8、2.3|f1|/fw3.0、1.4|fG1|/|f1|1.9、tanθ＜1.19。

技术领域

本发明涉及用于对图像进行投影的变焦镜头和具备该变焦镜头的图像投影装置，特别涉及变焦倍率大、而且大口径、高画质的用于图像投影的变焦镜头。

背景技术

一直以来，已知一种使用DMD器件、液晶器件等光调制器件将图像放大投影到屏幕等上的图像投影装置。近年来，随着图像数据数字化的进展，开发出与用于大大小小的会议室、用于教育等广泛用途相应的图像投影装置。另外，用于图像投影装置的光调制器件在像素尺寸被精细化的同时，像素数增加，从XGA(1024×768像素)、WXGA(1280×800像素)发展到WUXGA(1920×1200像素)。

为此，作为用于图像投影装置的镜头，需要一种评价频率高且高倍率的用于投影的变焦镜头。

例如，在专利文献1～专利文献4中，公开了为了实现高性能化，在光学元件中使用非球面透镜的变焦镜头。

专利文献1：日本专利公开2004-240309号公报

专利文献2：日本专利公开2002-148515号公报

专利文献3：日本专利公开2004-271668号公报

专利文献4：美国专利US2017/0068077A1号公报

最近，为了提高图像投影装置的实用性，期待实现一种用于投影的变焦镜头，对于从用于小房间的屏幕到剧场、大礼堂的大画面屏幕的各种尺寸的投影画面，都能够投影出高品质的图像。即，寻求一种用于投影的变焦镜头，其为了应对大范围的屏幕尺寸而具有高变焦比，并且具有能够投影出清晰图像的大口径。

专利文献1中公开的变焦镜头是负、正两组结构的变焦镜头，F值为2.4，变焦比为1.2倍，其对于上述的要求而言不能说充分。

另外，专利文献2中公开的变焦镜头是以负、正两组结构在两组内采用非球面透镜的变焦镜头，F值为2.4，变焦比为1.2倍，其同样对于上述的要求而言不能说充分。

另外，专利文献3中作为实施例1公开的变焦镜头是负、正两组结构且在一组和二组中分别采用非球面透镜的变焦镜头。虽然是F值为2.07、变焦比为1.68倍的高倍率变焦镜头，但由于后焦距变长，第二组调制器件侧透镜的直径变大，因此难以进行像差校正。而且，由于采用了将非球面用于三枚透镜共计五面的结构，因此成本高昂。

另外，专利文献4中作为实施例1公开的变焦镜头是负、正两组结构且在一组的第一透镜中采用非球面透镜的变焦镜头。虽然是F值为2.4、变焦比为1.6倍的高倍率变焦镜头，但非球面透镜的最大倾斜角θ(由相对于光轴的法线与凹面形成的角度的最大值)为高达55度的角度。在最大倾斜角这样大的非球面透镜中，容易因制造时的收缩导致形状精度降低，以及在涂布防反射膜时膜的均匀性降低，实际上难以确保变焦镜头的性能。

因此，寻求一种用于图像投影的变焦镜头，高倍率且明亮，非球面透镜的使用枚数少，而且非球面透镜的形状的可制造性优异，能够降低制造成本。进而，期待实现一种使用这种变焦镜头的图像投影装置。

发明内容