[发明专利]投影镜头和使用该投影镜头的投影型显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于将缩小侧的共轭表面上的图像放大和投射到放大侧的共轭表面上的投影镜头，以及使用这种透镜的投影型显示设备。

背景技术

使用液晶及类似物的透射性/反射性光阀、使用通过偏转布置的微镜对光进行调制的DMD的小型投影镜头、以及使用该投影镜头的投影型显示设备(也称为投影仪)是公知的。

近年来，这种投影仪的市场已经随个人电脑的普及而扩展，光阀已经被小型化，并且光源已经变得更加高效。这一背景要求易便携式紧凑型投影仪的商业化。

作为构成这种便携式投影仪的投影镜头，具有减少的构成透镜数目的投影镜头是尤其熟知的(参见专利文献1、2和3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1

日本未审专利公开号2004-361651

专利文献2

日本未审专利公开号2010-97078

专利文献3

日本未审专利公开号2010-175832

发明内容

然而，专利文献1公开的投影仪具有介于25°和30°之间的小的视场角，因此，从短距离处投射过来的投影图像的尺寸不够大。此外，不能确保用于色彩合成以及照明光与投影光分离的足够的间距(投影镜头的缩小侧的后焦距)。此外，鉴于便携的重要性，光阀的尺寸应当小。然而，其问题在于这一点并未被考虑。

此外，专利文献2和3中公开的投影镜头是已知的视场角或后焦距被改进的投影镜头。然而，在这些投影镜头中，并未对第一透镜的非球面化给予足够的考虑，而这对于减小该透镜的尺寸和变明亮是重要的。更特别地，与第一透镜的非球面化相关的例如降低成本、减轻重量等也未给予足够的关注。此外，远心缩小侧的代表性的光线相对于光轴的倾角(下文将要描述的角的平分线)介于11°和15°之间，因此，专利文献2中其远心特性是不足的。

应当注意，表述“缩小侧是远心的”表示这样一种状态，其中，从缩小侧的共轭表面上的任选的点发出的光线将被会聚到放大侧的共轭表面上，将从缩小侧的共轭表面发出的光线的每个横截面的角平分的线与光轴几乎平行。因此，真实的远心状态不仅限于平分所述角的上述线与光轴完全平行的状态，并且包括可能存在一些差别的状态。这里，一些差别指的是平分线相对于光轴的倾角在±5°的范围内。

上述光线的横截面是沿着穿过光轴的平面截取的横截面。平分所述角的线是将从缩小侧的共轭表面发出的光线在每个横截面处的发散角划分成两个相同角度的平分线。

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种远心地布置在缩小侧的投影镜头，该投影镜头的结构紧凑、重量轻、成本低并且易便携，以及提供了使用这种投影镜头的投影型显示设备。

根据本发明的投影镜头是这样一种投影镜头，该投影镜头在缩小侧是远心的(telecentric)，并且将形成在缩小侧的共轭表面上的图像放大和投射到放大侧的共轭表面上，并且该投影镜头仅包括：

第一透镜，具有正光焦度并且具有是非球面表面的至少一个表面；

第二透镜，具有负光焦度并且在放大侧具有凹面；

第三透镜，具有正光焦度并且在缩小侧具有凸面；和

具有正光焦度的第四透镜，

上述四个透镜从放大侧开始顺序地布置，

其中，以下公式(A)、(B)、(C)和(D)被同时满足：

0.8＜Bf/f        (A)；

1.1＜f1/f＜1.6   (B)；

Nd1＜1.7          (C)；和

vd1＜35         (D)，其中

Bf是缩小侧的空气转换后焦距，

f是整个镜头系统的焦距，

f1是第一透镜的焦距

Nd1是第一透镜的折射率，以及

vd1是第一透镜的阿贝数。

希望的是，第四透镜具有是非球面表面的至少一个表面并且第四透镜的外周轮廓为非圆形，并且下述公式(E)和(F)被同时满足：

Nd4＜1.6     (E)；和

40＜vd4       (F)。

在这种情况下，Nd4是第四透镜的折射率，并且vd4是第四透镜的基于d-线的阿贝数。

希望的是，在第一透镜和第二透镜之间设有孔径光阑，所述孔径光阑限制从该孔径光阑中穿过的从缩小侧的共轭表面发射的光线的范围。

希望的是，该投影镜头同时满足下述公式(G)和(H)：