[发明专利]投影透镜以及投影型显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种投影透镜以及一种投影型显示设备，具体涉及一种实质上由7个透镜组成的投影透镜以及一种使用投影透镜的投影型显示设备。

背景技术

近年来投影型显示设备(也称作投影仪)快速发展，所述投影型显示设备用于将从个人计算机等输出的图像数据所表示的图像投影到屏幕上。作为这种投影仪，已知将从光源输出的并且经过光阀(light valve)调制的光投影到屏幕上的投影仪。作为光阀，已知透射型液晶器件、反射型液晶器件、DMD(数字微镜器件(digital micromirror device))等等在DMD中，布置了角度可变的微镜。

这种投影仪需要用于布置以下光路的空间：用于将从光源输出的光引导至光阀的光路，以及用于将光阀调制后的光引导至投影透镜的光路。因此，安装在投影仪上的投影透镜具有较长的后焦距(back focus)，使得在投影透镜与光阀之间提供了这样的空间。

例如，用于投影彩色图像的投影仪包括分别用于对红色光、绿色光和蓝色光进行调制的光阀，该投影仪需要用于布置以下光路的空间：用于将每种颜色的光引导至相应光阀的光路，以及用于将光阀调制后的光引导至投影透镜的光路。

作为后焦距被设置为提供这种空间的投影透镜，已知由7个透镜组成的、焦距比数(F-number)在2.4到6.4范围内的投影透镜(请参见日本未审专利公开No.2003-287676(专利文献1)、日本未审专利公开No.2005-164839(专利文献2)、日本未审专利公开No.2005-173494(专利文献3)、日本专利No.3466002(专利文献4)、日本专利No.4076334(专利文献5)以及美国专利No.5731676的说明书(专利文献6))。

此外，尽管后焦距较短，然而已知由7个透镜组成的具有较小焦距比数1.7的投影透镜(强光透镜(fast lens))(请参见美国专利No.7057830的说明书(专利文献7))。

本文中，当计算透镜的数目时，如果包含了由n个透镜组成的接合透镜(cemented lens)，则将接合透镜的透镜数目看作是n。

在通过投影仪向屏幕上投影图像时，通常使屏幕的设置位置为暗，但是非常希望能够在不使设置位置变暗的情况下观看图像。然而，安装了如专利文献1至6所公开的焦距比数相对大的投影透镜的投影仪不满足这种需求。安装了如专利文献7所公开的焦距比数较小的投影透镜(强光透镜)的投影仪可以满足这种需求，但存在的问题是投影透镜的后焦距较短。

具体地，在专利文献1至6中公开的投影透镜中，如果在不改变透镜的放大率平衡分布(distribution of power balance)(正透镜和负透镜的布置)的情况下减小焦距比数(更强光透镜(faster lens))，则设备的尺寸变大。此外，变得难以抑制各种像差(aberration)的产生，这减小了投影透镜的分辨率。

在专利文献7公开的投影透镜(焦距比数为1.7)中，如果在不改变透镜的放大率平衡分布(正透镜和负透镜的布置)的情况下增大后焦距，则设备的尺寸变大。此外变得难以抑制各种像差的产生，这减小了投影透镜的分辨率。

发明内容

考虑到以上情况，本发明的目的是提供一种投影透镜，所述投影透镜具有较小的焦距比数(强光透镜)，同时抑制像差的产生和设备尺寸的增大。此外，本发明的另一目的是提供一种使用投影透镜的投影型显示设备。

本发明的投影透镜是包括从投影透镜的放大侧开始依次布置的第一透镜组和第二透镜组的投影透镜，其中，

投影透镜由7个透镜组成，

投影透镜的缩小侧是远心(telecentric)的，

第一透镜组由包括至少一个负透镜在内的两个透镜组成，

第二透镜组由从放大侧开始依次布置的正第二组第一透镜、负第二组第二透镜、正第二组第三透镜、正第二组第四透镜和正第二组第五透镜组成，所述正第二组第一透镜具有面对放大侧的凸表面，所述负第二组第二透镜具有面对放大侧的凹表面，所述正第二组第三透镜具有面对投影透镜的缩小侧的凸表面，以及

在第二组第二透镜的缩小侧表面与第二组第三透镜的放大侧表面之间提供间隔，并且

满足以下公式(A)和(B)：

1.2≤Bf/f≤2.5  (A)；以及

f23/f≤-1.5     (B)，

其中，

Bf是整个透镜系统的在空气中的后焦距，

f是整个透镜系统的焦距，以及