投影用镜头以及投影型显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及投影用镜头W及投影型显示装置，例如设及适合于将由光阀形成 的原图像放大投影至屏幕上的投影用镜头W及利用其的投影型显示装置。
【背景技术】
[0002] W往，在演示等之际，利用的是通过投影用镜头将液晶显示元件或DMD(数字微镜 器件；注册商标）等的光阀的图像显示面显示出的图像放大投影至屏幕上的投影型显示装 置（投影仪）。在投影图像之际，优选屏幕上的放大投影像的轮廓不变形、W及在放大投影 像的周边部无颜色偏差，为此要求投影用镜头可良好地修正歪曲像差、倍率色差，且为高分 辨能力。此外，从小型化、轻量化、低成本化的观点出发，要求在满足请求规格和请求性能的 基础上尽量减少投影用镜头的透镜构成枚数。进而，近年来要求短投影距离且大画面尺寸 的场景较多，因此广角的投影用镜头的需要不断增加。为了满足该些需求，提出利用像差修 正效果强的非球面透镜的投影用镜头（例如，参照下述专利文献1~4)。
[0003]在先技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1;JP特开2002-072094号公报
[0006] 专利文献2;JP发明专利第3487468号公报
[0007] 专利文献3;JP特开2005-084352号公报
[0008] 专利文献4;JP发明专利第4060075号公报 【实用新型内容】
[0009] 实用新型要解决的课题
[0010] 作为非球面透镜，有将玻璃透镜的透镜面成型为非球面形状的透镜（W下称作玻 璃非球面透镜）、将塑料透镜的透镜面成型为非球面形状的透镜（W下称作塑料非球面透 镜）、在玻璃透镜的透镜面形成薄的树脂层并将该树脂层的空气接触面侧的透镜面设为非 球面的透镜（W下称作复合非球面透镜）。但是，玻璃非球面透镜为高成本，塑料非球面透 镜存在温度变化所引起的性能变化比玻璃透镜大的不良状况。虽然复合非球面透镜一般较 之于玻璃非球面透镜能够廉价地制作，较之于塑料非球面透镜而温度变化所引起的性能变 化小，但由于包含树脂层，因此在变为高温的使用状态下需要加W注意。
[0011] 通常，在投影型显示装置中，为使光利用效率变得良好，被构成为照明光学系统的 出瞳位置和投影用镜头的缩小侧瞳位置实质上一致。在该种构成中，投影用镜头的主光线 和光轴的交点或其附近成为与通过照明光学系统中所用的积分器而生成的2次光源共辆 的位置，易于变为高温，因此在该种位置配置透镜的情况下，需要选择耐热性优异的材质。 此外，近年来，要求更高亮度的投影型显示装置，为此利用的是比W往更高的高亮度的光 源，在该种高亮度的投影型显示装置的内部，即便在上述的主光线和光轴的交点及其附近 W外也有可能变为高温。
[0012] 若在变为高温的位置配置不考虑耐热性的塑料非球面透镜或复合非球面透镜，贝U 不仅由于高温而发生性能变化，而且还存在该些透镜变质之虞，存在损害投影用镜头的投 影性能之虞。在上述专利文献1~3中，虽然记载了利用复合非球面透镜的投影用镜头，但 均没有考虑到温度变化或耐热性的记载。在上述专利文献4中，虽然记载了利用具有正、负 各面折射能力的2个复合非球面透镜来缓和塑料透镜中的温度变化所引起的光学特性的 变化的问题，但却没有关于可用于近年来所需求的高亮度的投影型显示装置该种程度的耐 热性的记载。
[0013] 本实用新型正是鉴于上述事情而完成的，其目的在于提供实现包含复合非球面透 镜且有利于成本W及良好光学性能的构成的同时，具有可使用于近年来所需求的高亮度的 投影型显示装置的耐热性的投影用镜头、W及具备该投影用镜头的投影型显示装置。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 本实用新型的投影用镜头，其特征在于，包含在玻璃透镜的面形成树脂层且该树 脂层的空气接触面侧的透镜面呈非球面形状的复合非球面透镜，关于至少一个树脂层而满 足下述条件式（1)、（2)。
[001 引 150<Tg< 280 (1)
[0017]
(2)
[001引其中，
[0019] Tg;树脂层的玻化温度,单化为C;
[0020] 4化；树脂层的空气接触面侧的透镜面的有效直径；
[0021] d;在最轴外主光线和光轴的交点存在于空气中的情况下是该交点和树脂层的空 气接触面侧的透镜面在光轴上的距离，在该交点不存在于空气中的情况下是光轴方向上最 接近于该交点的透镜面和树脂层的空气接触面侧的透镜面在光轴上的距离；
[0022] 4化；在最轴外主光线和光轴的交点存在于空气中的情况下是该交点的位置处的 轴上最周边光线高度的2倍，在该交点不存在于空气中的情况下是光轴方向上最接近于该 交点的透镜面的有效直径，
[002引在此，
[0024] 在投影用镜头为变倍光学系统的情况下，帅aU、4化是整个系统的F数成为最 小的变倍状态下的参数。
[0025] 本实用新型的投影用镜头优选取代上述条件式（1)而满足下述条件式（r)。本 实用新型的投影用镜头优选取代上述条件式（2)而满足下述条件式（2'）。
[0026] 160 < Tg< 250 (1，）
[0027]
(2，）
[002引此外，本实用新型的投影用镜头优选满足下述条件式（3)~化）、（3')、（5')、化'） 当中的任意一个、或者任意的组合。
[0029] 4 Da/4Ds< 2. 5 (3)
[0030] 4 Da/4Ds< 2. 0 (3，）
[00引]10 <4DP(4)
[0032] 1《4DP/ 4DLmin< 2. 0 妨
[0033] 1^<1)DP/<1)DLmin<1. 5 (5，）
[0034] 0. 4<Zr?y/(Fmin?f) (6)
[00巧]0. 45 <Zr?y/(Fmin?f) (6,）
[003引 其中，
[0037] (1)DP ;树脂层的空气接触面侧的透镜面的最大有效直径，单位为毫米；
[0038] 4DLmin ;整个系统中最小的透镜有效直径；
[0039] Zr;在投影用镜头为固定焦点光学系统的情况下是1，在投影用镜头为变倍光学 系统的情况下是变倍比；
[0040]y;将缩小侧设为像侧的情况下的最大像高；
[0041] Fmin;在投影用镜头为固定焦点光学系统的情况下是整个系统的F数，在投影用 镜头为变倍光学系统的情况下是整个系统的最小F数；
[0042]f;在投影用镜头为固定焦点光学系统的情况下是整个系统的焦点距离，在投影用 镜头为变倍光学系统的情况下是广角端处的整个系统的焦点距离，
[0043]在此，
[0044] 在投影用镜头为变倍光学系统的情况下，(1)DP是可取值成为最大的变倍状态下的 参数，4DLmin是可取值成为最小的变倍状态下的参数。
[0045] 在本实用新型的投影用镜头为固定焦点光学系统的情况下，优选满足下述条件式 (7)，更优选满足下述条件式（7'）。
[0046] 0. 3<Bf/|exP|<1. 0 (7)
[0047] 0. 4<Bf/|exP|<1. 0 (7，）
[004引其中，
[0049] Bf;从最靠缩小侧的透镜面至整个系统的缩小侧焦点位置为止的光轴上的空气换 算距离；
[0050]exP;从整个系统的缩小侧焦点位置至缩小侧瞳位置为止的距离。
[0051] 本实用新型的投影型显示装置，其特征在于，具备；光源；光阀，其入射来自光源 的光；和本实用新型的投影用镜头，其作为将由光阀进行光调制后的光所形成的光学像投 影至屏幕上的投影用镜头。
[0052]另外，在本实用新型的投影用镜头中，"放大侧"意味着被投影侧（屏幕侧），在缩 小投影的情况下为了方便起见也将屏幕侧称作放大侧。此外，在本实用新型的投影用镜头 中，"缩小侧"意味着原图像显示区域侧（光阀侧），在缩小投影的情况下为了方便起见也将 光阀侧称作缩小侧。
[0053] 另外，本实用新型的投影用镜头中的上述"复合非球面透镜"也被称作所谓的混合 非球面透镜、复制品非球面透镜，例如是通过成型在玻璃透镜的面形成薄的树脂层并将该 树脂层的空气接触面侧的透镜面设为非球面的透镜，是将玻璃透镜和树脂层一体式构成而 整体上作为一个非球面透镜发挥功能的透镜。因此，本实用新型的投影用镜头中的上述"复 合非球面透镜"不同于单独地形成玻璃透镜和由树脂构成的透镜并通过接合剂将它们粘贴 在一起而构成的接合透镜。
[0054] 实用新型效果
[0055] 根据本实用新型，由于构成为包含由玻璃透镜和树脂层组成的复合非球面透镜， 且满足与该树脂层相关的给定的条件式，因此可W提供实现有利于成本W及良好光学性能 的构成的同时，具有可使用于近年来所需求的高亮度的投影型显示装置的耐热性的投影用 镜头、W及具备该投影用镜头的投影型显示装置。
【附图说明】
[0056] 图1是表示本实用新型的实施例1的投影用镜头的构成W及光线的剖视图。
[0057] 图2是图1所示的投影用镜头的部分放大图。
[0058] 图3是本实用新型的一实施方式所设及的投影型显示装置的简要构成图。
[0059] 图4是表示本实用新型的实施例2的投影用镜头的构成W及光线的剖视图，上部 为广角端状态，下部为望远端状态。
[0060] 图5是表示本实用新型的实施例3的投影用镜头的构成W及光线的剖视图。
[0061] 图6是表示本实用新型的实施例4的投影用镜头的构成W及光线的剖视图。
[0062] 图7是表示本实用新型的实施例5的投影用镜头的构成W及光线的剖视图，上部 为广角端状态，下部为望远端状态。
[0063] 图8是表示本实用新型的实施例6的投影用镜头的构成W及光线的剖视图。
[0064] 图9是表示本实用新型的实施例7的投影用镜头的构成W及光线的剖视图，上部 为广角端状态，下部为望远端状态。
[0065] 图10是本实用新型的实施例1的投影用镜头的诸像差图，从左到右依次为球面像 差图、像散图、歪曲像差图、倍率色差图。
[0066] 图11是本实用新型的实施例2的投影用镜头的诸像差图，上部为广角端状态，下 部为望远端状态，各状态的像差图从左到右均依次为球面像差图、像散图、歪曲像差图、倍 率色差图。