图像投射光学系统和图像投射装置

摘要

一种图像投射光学系统经由光学元件通过变焦透镜引导来自图像形成元件的光。光学元件满足∑(Di×Ndi)/fw＞4.0。变焦透镜从放大侧起依次包括：第一和第二透镜单元，和被设置为比第二透镜单元更接近缩小侧的透镜单元。第一透镜单元是负透镜单元。被设置为比第二透镜单元更接近缩小侧的透镜单元满足|dn/dt|＜1.0×10-5。被设置为比如下负透镜元件更接近放大侧的放大侧正透镜元件满足以下条件{9.0×∑(1/fpA)+5.0×∑(1/fpB)+0.5×∑(1/fpC)}/∑(1/fp)＜1，所述负透镜元件的有效直径在被设置为比第二透镜单元更接近缩小侧的透镜单元中为最小。被设置为比有效直径最小的负透镜单元更接近缩小侧的缩小侧正透镜元件满足{9.0×∑(1/fpA)+0.3×∑(1/fpB)+2.0×∑(1/fpC)}/∑(1/fp)＜1。色差被校正并且温度变化引起的焦点改变减小。

权利要求

1.一种图像投射光学系统，包括：

光学元件，来自形成原始图像的图像形成元件的光进入所述光学元件；和变焦透镜，所述变焦透镜将来自所述光学元件的光放大并投射到投射表面上，其中所述光学元件满足以下条件(1)，其中所述变焦透镜从放大侧起依次包括：第一透镜单元，第二透镜单元，和被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的多个透镜单元，其中所述第一透镜单元是负透镜单元，

其中被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的所述多个透镜单元满足以下条件(2)，其中被设置为比如下负透镜元件更接近放大侧的放大侧正透镜元件满足以下条件(3)，所述负透镜元件的有效直径在被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的所述多个透镜单元中为最小，并且其中被设置为比有效直径最小的所述负透镜元件更接近缩小侧的缩小侧正透镜元件满足以下条件(4)：(1)∑(Di×Ndi)/fw＞4.0

-5

(2)|dn/dt|＜1.0×10

其中Di代表所述光学元件沿着从所述图像形成元件向所述变焦透镜的光路的长度，Ndi代表形成所述光学元件的材料对于d线的折射率，fw代表所述变焦透镜在广角端的焦距，且dn/dt代表形成被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的所述多个透镜单元中每一个的材料对于d线的折射率变化的量，所述折射率变化由从25℃起的温度变化引起，(3){9.0×∑(1/fpA)+5.0×∑(1/fpB)+0.5×∑(1/fpC)}/∑(1/fp)＜1(4){9.0×∑(1/fpA)+0.3×∑(1/fpB)+2.0×∑(1/fpC)}/∑(1/fp)＜1其中fpA、fpB和fpC代表其材料分别包括在阿贝数νd为νd＞75的A区域、68＜νd＜75的B区域和68＞νd的C区域内的放大侧正透镜元件或缩小侧正透镜元件的焦距，并且fp代表其材料包括在所述A区域、B区域和C区域内的所有放大侧正透镜元件或所有缩小侧正透镜元件的整体焦距。

2.根据权利要求1的图像投射光学系统，其中被设置为最接近缩小侧的最缩小侧透镜单元不为了改变所述变焦透镜的放大率而移动，并且满足以下条件(5)：(5)Dnwt/fe＞0.15

其中Dnwt代表在变焦透镜的广角端和望远端之间的包括有效直径最小的所述负透镜元件的另一透镜单元的移动量，而fe代表所述最缩小侧透镜单元的焦距。

3.根据权利要求1的图像投射光学系统，其中被设置为比所述第一透镜单元更接近缩小侧并且被设置为比有效直径最小的所述负透镜元件更接近放大侧的正透镜元件满足以下条件(6)：(6)∑{Xi×(1/fpi)}/∑(1/fpi)＜0.0015其中Xi代表形成所述正透镜元件中从放大侧起计数的第i个正透镜元件的材料的反常色散值，所述反常色散值Xi被定义如下：Xi＝θgFi-(0.6438-0.001682×νdi)其中θgFi代表所述第i个正透镜元件的材料的反常部分色散值，并且被定义为θgFi＝(Ng-Nf)/(Nf-Nc)，Ng、Nf和Nc分别代表所述材料对于g线、F线和C线的折射率，νdi代表所述材料的阿贝数，并且fpi代表所述第i个正透镜元件的焦距。

4.根据权利要求3的图像投射光学系统，其中所述光学系统满足以下条件(7)：(7)∑{Xi×(1/fpi)}/∑(1/fpi)＜0。

5.根据权利要求1的图像投射光学系统，其中被设置为比有效直径最小的所述负透镜元件更接近缩小侧的所述正透镜元件满足以下条件(8)：(8)∑{Xi×(1/fpi)}/∑(1/fpi)＞0

其中Xi代表形成所述正透镜元件中从放大侧起计数的第i个正透镜元件的材料的反常色散值，所述反常色散值Xi被定义如下：Xi＝θgFi-(0.6438-0.001682×νdi)其中θgFi代表所述第i个正透镜元件的材料的反常部分色散值，并且被定义为θgFi＝(Ng-Nf)/(Nf-Nc)，Ng、Nf和Nc分别代表所述材料对于g线、F线和C线的折射率，νdi代表所述材料的阿贝数，并且fpi代表所述第i个正透镜元件的焦距。

6.一种图像投射装置，包含：

以来自光源的光照明的图像形成元件；和

根据权利要求1的图像投射光学系统。

说明书

图像投射光学系统和图像投射装置

技术领域

[0001] 本发明涉及诸如投射仪的图像投射装置，用于图像投射装置的包括投射透镜的图像投射光学系统，所述投射透镜为变焦透镜。

背景技术

[0002] 图像投射装置(投射仪)将光从诸如液晶板的图像形成元件投射到诸如屏幕的投射表面上，所述图像透射装置应当满足下列要求：

[0003] 1.在使用用于R、G和B的三个图像形成元件的三面板投射仪中，在图像形成元件与投射透镜之间需要空间，在该空间中诸如颜色组合棱镜的光学元件将来自三个图像形成元件和偏光元件的三种颜色的光分量组合。因此，需要投射透镜的后焦点长到一定程度。

[0004] 2.需要投射透镜为远心光学系统，该远心光学系统的图像形成元件侧光瞳位于无穷远，以便减小入射角度对于诸如偏光分离膜的光学膜的依赖性的影响，以及确保与利用光照射图像形成元件的照明光学系统的良好光瞳一致性。

[0005] 3.需要很好地校正投射透镜的畸变(像差)以便防止投射图像在其轮廓部分处相对于原始图像的畸变。

[0006] 4.当三种颜色的图像被组合投射到投射表面上时，相互对应的三种颜色的像素在投射表面上很好地重合在整个图像区域中。因此，需要在整个可见波长范围内很好地校正在投射透镜中产生的颜色偏移(放大率色差)。

[0007] 5.应当小型化该装置。

[0008] 6.能够在较短的投射距离处投射较大的图像。

[0009] 7.投射透镜需要具有变焦功能，以便能够在一定投射距离处选择投射图像的尺寸。

[0010] 8.光学系统的温度由于使用高亮度灯作为光源而增大，因此应当防止由温度变化引起的焦点移动(焦点变化或焦点移位)和性能劣化。

[0011] 以下文件中已公开了满足以上要求的投射仪的投射透镜。

[0012] 日本专利特开No.2001-235679(对应于美国专利6,633,436)公开了一种包括六个透镜单元的投射透镜，这六个透镜单元从放大侧起依次具有负、正、正、负、正和正折光力。该投射透镜使六个透镜单元中的至少两个移动来改变其放大率。

[0013] 将具有负折光力的透镜单元设置为最接近放大侧的这种负前置(negative-lead)型变焦透镜用于许多投影仪，因为其有利于增大其场角并且具有可在短距离投射中确保良好性能等的优势。然而，在负前置型变焦透镜中，用于放大率改变的可移动透镜单元的移动量大，使得放大率难以增大并且放大率色差显著改变。

[0014] 此外，通常将正透镜单元设置为最接近放大侧以校正畸变，这增加了变焦透镜的尺寸。在如日本专利特开No.2006-84971(对应于美国专利7,079,324)中公开的许多最近的变焦透镜中，使用由塑料制成的非球面透镜来校正畸变，这除去了最接近放大侧的正透镜单元，从而减小了变焦透镜的尺寸和重量。

[0015] 然而，比玻璃透镜的折射率相比，塑料透镜的折射率随温度变化更为显著。因此，塑料透镜的折射率因透射光产生的热量显著改变，这引起焦点变化和性能劣化。

[0016] 日本专利特开No.2005-266103(对应于美国专利7,215,477)公开了使用分别具有正和负光焦度的两个非球面透镜元件来校正焦点变化的方法。

[0017] 然而，在最近的投射仪中，投射透镜的温度随它们辉度(亮度)的增大而显著地增大，从而由温度变化引起的玻璃折射率变化不能被忽略，塑料的同样如此。

[0018] 问题是温度变化引起的玻璃材料折射率改变量随这些玻璃材料的成分而不同。具体地，包括在阿贝数νd＜68的区域(下文称作C区域)内的大多数玻璃材料的折射率-6 -6随温度变化的变化是从2.5×10 到8.5×10 (/℃)的正量。与之相比，包括在68＜νd＜75的区域(下文称作B区域)内的低色散玻璃材料的折射率随温度变化的变化量-6
是-0.7×10 (/℃)，这个量接近于零。此外，包括在75＜νd的区域(下文称作A区域)-6
内的极低色散玻璃材料的折射率随温度变化的变化量是-0.6×10 (/℃)，这个量与C区域内材料的变化量的符号相反。

[0019] 由于正和负透镜通常被设计为主要使用C区域的材料，因此通常无任何意图地校正焦点改变。然而，具有长的后焦点的投射透镜包括具有高光焦度的负透镜单元，该负透镜单元被设置为比孔径光阑更接近缩小侧，以便确保与缩小侧焦平面的足够距离。因此，产生比通常更大的负球面像差。这使得必须通过使用许多具有正光焦度的表面来校正球面像差。

[0020] 然而，在这种情形中，比孔径光阑更接近缩小侧的正透镜单元通常由包括在A或B区域中的低色散材料形成，以便防止纵向色差过度增加。

[0021] 由于负和正透镜单元的温度升高，对于长后焦点投射透镜使用低色散材料产生另外的焦点改变，这导致即使当仅使用玻璃材料时也产生大的焦点改变。

发明内容

[0022] 本发明提供了一种图像投射光学系统，其中可以很好地校正投射透镜(变焦透镜)中产生的纵向色差和放大率色差，并且可以减小因温度变化引起的焦点改变，并且提供了使用该图像投射光学系统的图像投射装置。

[0023] 根据本发明的一个方面，一种图像投射光学系统包括：光学元件，来自形成原始图像的图像形成元件的光进入所述光学元件；和变焦透镜，所述变焦透镜将来自所述光学元件的光放大并投射到投射表面上。

[0024] 该光学元件满足条件∑(Di×Ndi)/fw＞4.0。该变焦透镜从放大侧起依次包括：第一透镜单元，第二透镜单元，和被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的多个透镜单元。

[0025] 第一透镜单元是负透镜单元。被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的所述-5多个透镜单元满足条件|dn/dt|＜1.0×10 。

[0026] 被设置为比如下负透镜元件更接近放大侧的放大侧正透镜元件满足条件{9.0×∑(1/fpA)+5.0×∑(1/fpB)+0.5×∑(1/fpC)}/∑(1/fp)＜1，所述负透镜元件的有效直径在被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的所述多个透镜单元中为最小。

[0027] 被设置为比有效直径最小的所述负透镜元件更接近缩小侧的缩小侧正透镜元件满足条件

[0028] {9.0×∑(1/fpA)+0.3×∑(1/fpB)+2.0×∑(1/fpC)}/∑(1/fp)＜1。

[0029] Di代表所述光学元件沿着从所述图像形成元件向所述变焦透镜的光路的长度，Ndi代表形成所述光学元件的材料对于d线的折射率，fw代表所述变焦透镜在广角端的焦距，且dn/dt代表形成被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的所述多个透镜单元中每一个的材料对于d线的折射率变化的量，所述折射率变化由从25℃起的温度变化引起。此外，fpA、fpB和fpC代表其材料分别包括在阿贝数νd为νd＞75的A区域、68＜νd＜75的B区域和68＞νd的C区域内的放大侧正透镜元件或缩小侧正透镜元件的焦距，并且fp代表其材料包括在所述A区域、B区域和C区域内的所有放大侧正透镜元件或所有缩小侧正透镜元件的整体焦距。

[0030] 根据另一方面，本发明提供了一种图像投射装置，该图像投射装置包括以上图像投射光学系统和图像形成元件。

[0031] 根据以下参照附图描述的实施方案，本发明的其它方面将显而易见。

附图说明

[0032] 图1示意性示出作为本发明第一实施方案(实施方案1)的图像投射光学系统。

[0033] 图2是实施方案1(数值实施例1)的变焦透镜以2100mm的物距在广角端的像差图。

[0034] 图3是实施方案1(数值实施例1)的变焦透镜以2100mm的物距在望远端的像差图。

[0035] 图4示意性示出作为本发明第二实施方案(实施方案2)的图像投射光学系统。

[0036] 图5是实施方案2(数值实施例2)的变焦透镜以2100mm的物距在广角端的像差图。

[0037] 图6是实施方案2(数值实施例2)的变焦透镜以2100mm的物距在望远端的像差图。

[0038] 图7示意性示出作为本发明第三实施方案(实施方案3)的图像投射光学系统。

[0039] 图8是实施方案3(数值实施例3)的变焦透镜以2100mm的物距在广角端的像差图。

[0040] 图9是实施方案3(数值实施例3)的变焦透镜以2100mm的物距在望远端的像差图。

[0041] 图10示意性示出作为本发明第四实施方案(实施方案4)的图像投射光学系统。

[0042] 图11是实施方案4(数值实施例4)的变焦透镜以2100mm的物距在广角端的像差图。

[0043] 图12是实施方案4(数值实施例4)的变焦透镜以2100mm的物距在望远端的像差图。

[0044] 图13示意性示出作为本发明第五实施方案(实施方案5)的图像投射光学系统。

[0045] 图14是实施方案5(数值实施例5)的变焦透镜以2100mm的物距在广角端的像差图。

[0046] 图15是实施方案5(数值实施例5)的变焦透镜以2100mm的物距在望远端的像差图。

[0047] 图16示意性示出作为本发明第六实施方案(实施方案6)的图像投射光学系统。

[0048] 图17是实施方案6(数值实施例6)的变焦透镜以2100mm的物距在广角端的像差图。

[0049] 图18是实施方案6(数值实施例6)的变焦透镜以2100mm的物距在望远端的像差图。

[0050] 图19是示出使用实施方案1到6之一的图像投射光学系统的投射仪的配置的平面视图。

具体实施方式

[0051] 下面将参照附图描述本发明的示例性实施方案。

[0052] 首先，将描述本发明实施方案的基本概念。

[0053] 这些实施方案中的图像投射光学系统将来自诸如液晶板的图像形成元件的光引到诸如颜色组合棱镜的光学元件，然后通过变焦透镜(投射透镜)将图像放大并投射到诸如屏幕的投射表面上。

[0054] 该光学元件被设置为比变焦透镜更接近缩小侧(或缩小共轭侧，即图像形成元件侧)并且无光焦度。词组“无光焦度”不仅指完全无光焦度而且指不会影响投射图像的极弱光焦度(即，其可被视为无光焦度)。

[0055] 词语“极弱光焦度”代表光焦度满足如下条件：

[0056] |fo/fw|＞100

[0057] 其中fo代表光学元件的焦距，而fw代表变焦透镜在广角端的焦距。

[0058] 光焦度是焦距的倒数并且在这些实施方案中也可以表示为折光力。

[0059] 该光学元件满足以下条件(1)：

[0060] ∑(Di×Ndi)/fw＞4.0 …(1)

[0061] 其中Di代表光学元件沿着从图像形成元件向变焦透镜的光路的长度，Ndi代表形成光学元件的材料对于d线的折射率，而fw代表变焦透镜在广角端的焦距。

[0062] 如果∑(Di×Ndi)/fw的值低于条件(1)的下限，则作为投射透镜的变焦透镜的后焦点短，从而无需将低色散材料用于被设置为更接近缩小侧的正透镜单元，下面将对此进行说明。

[0063] 变焦透镜从放大侧(或放大共轭侧，即屏幕侧)起依次包括：第一透镜单元(如负透镜单元)，第二透镜单元(如正透镜单元)，和被设置为比第二透镜单元更接近缩小侧的多个透镜单元。

[0064] 在实施方案中，第一透镜单元被设置为最接近于放大侧，而第二透镜单元被设置为次接近于放大侧(仅次于第一透镜单元)。然而，在本发明中第一和第二透镜单元不局限于此。也就是说，它们可以按照从放大侧起的第一透镜单元和第二透镜单元的顺序排列。

[0065] 在实施方案中被设置为比第二透镜单元更接近缩小侧的透镜单元中的每一个满足如下条件(2)：

[0066] |dn/dt|＜1.0×10-5 …(2)

[0067] 其中dn/dt代表形成被设置为比第二透镜单元更接近缩小侧的透镜单元中每一个的材料对于d线的折射率变化量，该折射率变化由从25℃起的温度变化引起。

[0068] 由于高亮度的照射光不但影响焦点位置而且影响像差平衡，因此|dn/dt|值高于条件(2)上限的材料的折射率发生改变。因此，最好不使用这样的材料。

[0069] 在该实施方案中，将条件(2)应用于被设置为比第二透镜单元更接近缩小侧的透镜单元，因为温度升高不会经常发生在第一透镜单元处，这是因为第一透镜单元处的光通量密度小并且第一透镜单元被设置为接近于外部空气。

[0070] 被设置为比如下负透镜元件更接近放大侧的放大侧正透镜元件满足以下条件(3)，所述负透镜元件的有效直径在被设置为比所述第二透镜单元更接近缩小侧的所述多个透镜单元中为最小：

[0071] {9.0×∑(1/fpA)+5.0×∑(1/fpB)+0.5×∑(1/fpC)}/∑(1/fp)＜1 …(3)。

[0072] 此外，被设置为比有效直径最小的所述负透镜元件更接近缩小侧的缩小侧正透镜元件满足以下条件(4)：

[0073] {9.0×∑(1/fpA)+0.3×∑(1/fpB)+2.0×∑(1/fpC)}/∑(1/fp)＜1 …(4)。

[0074] 在条件(3)和(4)中，各个透镜元件的材料可以分类到包括在下列三个阿贝数νd区域中的材料：

[0075] A区域：75＜νd；

[0076] B区域：68＜νd＜75；和

[0077] C区域：68＞νd。

[0078] 条件(3)和(4)中的变量被定义如下：fpA、fpB和fpC代表其材料分别包括在A区域、B区域和C区域内的放大侧正透镜元件或缩小侧正透镜元件的焦距；fp代表其材料包括在所述A区域、B区域和C区域内的所有放大侧正透镜元件或所有缩小侧正透镜元件的整体焦距。

[0079] 然而在条件(3)和(4)中，不一定需要提供包括在A区域、B区域和C区域中的每一个中的透镜元件。例如，当不提供A区域中的透镜元件时，∑(1/fpA)的值被设定为零。这同样适用于不提供其它区域中的透镜元件的情形。

[0080] A区域、B区域和C区域也可以如下表示：

[0081] A区域：-2.0×10-6＞dn/dt；

[0082] B区域：|2.0×10-6|＜dn/dt；和

[0083] C区域：2.0×10-6＜dn/dt。

[0084] 条件(3)左手侧的值高于其上限表示在放大侧正透镜元件中由A区域或B区域中的材料形成的(一个或多个)透镜元件的光焦度比例过高，所述放大侧正透镜元件被设置为比有效直径最小的负透镜元件更接近于放大侧。在这种情形中，焦点改变可能校正不足。

[0085] 条件(4)左手侧的值高于其上限表示在缩小侧正透镜元件中由A区域或C区域中的材料形成的(一个或多个)透镜元件的光焦度比例过高，所述缩小侧正透镜元件被设置为比有效直径最小的负透镜元件更接近于缩小侧。如果(一个或多个)A区域中的透镜元件的光焦度比例过高，则焦点改变可能校正不足，并且如果(一个或多个)C区域中的透镜元件的光焦度比例过高，则色差可能校正不足。

[0086] 除上述的条件(1)-(4)以外，优选的，当最接近缩小侧的透镜单元(最缩小侧透镜单元)不为了改变变焦透镜的放大率而移动时满足以下条件(5)：

[0087] Dnwt/fe＞0.15 …(5)

[0088] 其中Dnwt代表在变焦透镜的广角端和望远端之间的包括所述有效直径最小的负透镜元件的透镜单元的移动量，而fe代表所述最缩小侧透镜单元的焦距。

[0089] 短语“最缩小侧透镜单元不为了改变放大率而移动”意指当仅进行放大率改变操作时最缩小侧透镜单元不移动。如果在放大率改变操作期间进行聚焦操作，则最缩小侧透镜单元可能为了聚焦操作而移动。

[0090] 如果Dnwt/fe的值低于条件(5)的下限，则当执行从广角端到望远端的变焦操作时阻断(cut)的光量减小，从而不会发生显著的温度上升。因此，本发明的实施方案是有效的，特别是当Dnwt/fe的值不低于条件(5)的下限时。然而，满足条件(1)到(4)的实施方案在不满足条件(5)的情况下也具有一定效果。

[0091] 更优选的是，被设置为比第一透镜单元更接近缩小侧并且比有效直径最小的负透镜元件更接近放大侧的正透镜元件满足以下条件(6)：

[0092] ∑{Xi×(1/fpi)}/∑(1/fpi)＜0.0015 …(6)

[0093] 其中Xi代表形成正透镜元件中从放大侧起计数的第i个正透镜元件的材料的反常色散值，Xi被定义如下：

[0094] Xi＝θgFi-(0.6438-0.001682×νdi)

[0095] 其中θgFi代表第i个正透镜元件的材料的反常部分色散值，并且定义为θgFi＝(Ng-Nf)/(Nf-Nc)，Ng、Nf和Nc分别代表所述材料对于g线、F线和C线的折射率，而νdi代表所述材料的阿贝数，并且fpi代表第i个正透镜元件的焦距。

[0096] 条件(6)左手侧的值高于其上限会增加二级光谱，这可能使得难以校正放大率色差。

[0097] 除条件(6)以外，更加优选地满足以下条件(7)：

[0098] ∑{Xi×(1/fpi)}/∑(1/fpi)＜0 …(7)。

[0099] 此外，被设置为比有效直径最小的负透镜元件更接近缩小侧的正透镜元件还可以满足以下条件(8)：

[0100] ∑{Xi×(1/fpi)}/∑(1/fpi)＞0 …(8)。

[0101] 条件(7)左手侧的值高于其上限会增加二级光谱，这可能使得难以校正放大率色差。

[0102] 实施方案的变焦透镜的示例性配置如下：

[0103] 1.六透镜单元配置从放大侧起依次包括：具有负光学光焦度的第一透镜单元(下文中将光学光焦度简称为光焦度)，具有正光焦度的第二透镜单元，具有正光焦度的第三透镜单元，具有负光焦度的第四透镜单元，具有正光焦度的第五透镜单元，和具有正光焦度的第六透镜单元。

[0104] 2.六透镜单元配置从放大侧起依次包括：具有负光焦度的第一透镜单元，具有正光焦度的第二透镜单元，具有正光焦度的第三透镜单元，具有正光焦度的第四透镜单元，具有正光焦度或(弱的)负光焦度的第五透镜单元，和具有正光焦度的第六透镜单元。

[0105] 3.五透镜单元配置从放大侧起依次包括：具有负光焦度的第一透镜单元，具有正光焦度的第二透镜单元，具有正光焦度的第三透镜单元，具有正光焦度或(弱的)负光焦度的第四透镜单元，和具有正光焦度的第五透镜单元。

[0106] 上述图像投射光学系统用于图19所示的投射仪(图像投射装置)。

[0107] 在图19中，附图标记303表示液晶驱动器。液晶驱动器303从诸如个人计算机、DVD播放机和电视调谐器的图像提供装置350接收视频信号(图像信息)。液晶驱动器303将视频信号转变成对于红色(R)液晶显示元件3R、绿色(R)液晶显示元件3G和蓝色(R)液晶显示元件3B的驱动信号，所有这些元件都是反射式液晶显示元件。由此，红色液晶显示元件3R、绿色液晶显示元件3G和蓝色液晶显示元件3B被单独控制。投射仪和图像提供装置350构成图像显示系统。

[0108] 尽管该实施方案描述使用反射式液晶显示元件的投射仪作为图像形成元件，然而也可以使用数字微镜器件作为图像形成元件。

[0109] 附图标记301示出照明光学系统。在图19的方框中的左侧示出的是右侧所示的照明光学系统301的侧视图。照明光学系统301将诸如高压汞灯的光源灯301a发出的白色光转变成偏光方向垂直于图19纸面的线性偏振光，并且将该偏振光导向分色镜305。

[0110] 该实施方案中的分色镜305反射品红色光而透射绿色光。白色光中的品红色光分量被偏转并且被导向蓝色串色(cross color)偏光器311。

[0111] 蓝色串色偏光器311为蓝色的偏振光提供1/2波长的相位延迟。这产生作为偏光方向平行于图19纸面的线性偏振光的蓝色光分量，以及作为偏光方向垂直于图19纸面的线性偏振光的红色光分量。

[0112] 接下来，蓝色光分量作为P偏振光进入第一偏光分束器并且透射穿过其偏光分离膜朝向用于蓝色的液晶显示元件3B。红色光分量作为S偏振光进入第一偏光分束器310并且被其偏光分离膜朝向用于红色的液晶显示元件3R反射。

[0113] 另一方面，在透射穿过分色镜305之后，绿光分量穿过用于校正光路长度的虚拟玻璃(dummy glass)306，然后进入第二偏光分束器307。具有垂直于图19纸面的偏光方向的绿色光分量对于第二偏光分束器307的偏光分离膜是S偏振光，使得绿色光分量被由此反射并导向用于绿色的液晶显示元件3G。

[0114] 如上所述，照明光进入红色液晶显示元件3R、绿色液晶显示元件3G和蓝色液晶显示元件3B。

[0115] 每一个液晶显示元件依照布置在液晶显示元件上的像素的调制状态为进入的照明光(偏振光)提供相位延迟。在从每个液晶显示元件反射的光中，偏光方向与照明光偏光方向相同的光分量通常沿照明光的光路朝向光源灯301a返回。

[0116] 在来自每个液晶显示元件的反射光中，由偏光方向垂直于照明光偏光方向的光分量形成的图像光以下面的方式传播。

[0117] 红色光分量是偏光方向平行于图19纸面的线性偏振光，该红色光分量从红色液晶显示元件3R射出并且作为P偏振光透射穿过第一偏光分束器310的偏光分离膜，然后透射穿过红色串色偏光器312。红色串色偏光器312为红色光分量提供1/2波长的相位延迟。这将红色光分量转变成偏光方向垂直于图19纸面的线性偏振光。

[0118] 红色光分量作为S偏振光进入第三偏光分束器308并被其偏光分离膜朝向投射透镜304反射。

[0119] 蓝色光分量是偏光方向垂直于图19纸面的线性偏振光，该蓝色光分量由蓝色液晶显示元件3B射出并且作为S偏振光被第一偏光分束器310的偏光分离膜反射，然后透射穿过红色串色偏光器312而不发生任何改变。蓝色光分量作为S偏振光进入第三偏光分束器308并被其偏光分离膜朝向投射透镜304反射。

[0120] 绿色光分量是偏光方向平行于图19纸面的线性偏振光，该绿色光分量由绿色液晶显示元件3G射出，并且透射穿过第二偏光分束器307的偏光分离膜，然后透射穿过虚拟玻璃309用以校正光路长度。

[0121] 蓝色光分量作为P偏振光进入第三偏光分束器308，透射穿过其偏光分离膜，并且被引到投射透镜304。

[0122] 在第三偏光分束器308中的颜色组合之后，红色、绿色和蓝色光分量被投射透镜304的入射光瞳获得并转移到光扩散屏幕(投射表面)313上。由于各个液晶显示元件的光调制表面和屏幕313的光学扩散表面被投射透镜304设置为光学共轭的关系，因此基于视频信号的图像被投射(显示)在屏幕313上。

[0123] 调节红色液晶显示元件3R、绿色液晶显示元件3G和蓝色液晶显示元件3B，使得来自相关联像素的光分量以预定的精度在屏幕313上重叠。

[0124] 第二偏光分束器307、虚拟玻璃309和第三偏光分束器308对应于上述光学元件。

[0125] 下面将参照图1、4、7、10、13和16对图像投射光学系统的实施方案1到6进行描述。实施方案1到6中每一个的图像投射光学系统对来自在液晶板LCD上形成的原始图像并穿过玻璃块GB的光进行放大(扩大)并通过变焦透镜(透射透镜)PL将其投射到屏幕(未显示)上。如上文所述，玻璃块GB包括偏光分束器310、307和308以及虚拟玻璃309，如图19所示。

[0126] 在实施方案1到6的每一个中，通过变焦透镜PL使屏幕表面和液晶板LCD成共轭关系。通常，离变焦透镜较长距离处的屏幕侧共轭点对应于放大侧共轭点，而离变焦透镜较短距离处的液晶板侧共轭点对应于缩小侧共轭点。据此，相对于变焦透镜PL的屏幕侧是指放大侧，而相对于变焦透镜PL的液晶板侧是指缩小侧。

[0127] 附图标记STO代表在变焦透镜PL中提供的孔径光阑。

[0128] 变焦透镜PL经由连接部件(未显示)安装在投射仪(未显示)的主体上。在投射仪主体的内部提供被设置为比变焦透镜PL更接近缩小侧的玻璃块GB和液晶板LCD。

[0129] 变焦透镜PL具有如下远心特性：其液晶板侧光瞳位于无限远距离以确保与照明光学系统(在图19中以附图标记301示出)的良好光瞳一致性。

[0130] 玻璃块GB具有如下作用：将来自用于R、G和B的三个液晶板(LCD)的光分量组合，和仅选择性地传送具有特定偏光方向的偏振光、改变偏振光的相位等等。

[0131] 变焦透镜PL是负前置型透镜，其中具有负折光力的透镜单元被设置为最接近放大侧。这容易保证足够长的后焦点以便放置玻璃块GB。

[0132] 变焦透镜PL具有包括放大率改变功能的配置，该配置用以通过沿变焦透镜PL的光轴移动一个或多个透镜单元改变所有透镜单元的合成焦距。

[0133] [实施方案1]

[0134] 图1示意性示出了实施方案1的图像投射光学系统。图2和图3分别示出当对应于该实施方案的数值实施例1的数值以毫米表示时，在广角端和望远端的球面像差(Sph)、像散(As)、畸变(Dst)和放大率色差(Chro)。

[0135] 图1示出包括六透镜单元变焦透镜的图像投射光学系统，该六透镜单元变焦透镜具有从放大侧起依次为负、正、正、负、正和正的光焦度布置。

[0136] 第一透镜单元L1从放大侧起依次由以下构成：具有放大侧凸面的负弯月透镜元件E1、非球面透镜元件E2、具有强光焦度的负透镜元件E3和具有缩小侧凸面且具有强光焦度的正透镜元件E4。

[0137] 负弯月透镜元件E1在离轴主射线高度h’小的其缩小侧表面上具有负光焦度以便获得宽的场角，并且在离轴主射线高度h’大的其放大侧表面上具有正光焦度以便校正畸变。

[0138] 非球面透镜元件E2和负透镜元件E3具有强光焦度以便获得宽的场角，并具有校正由强光焦度引起的畸变的效果。具有缩小侧凸面且具有强光焦度的正透镜元件E4校正由具有强光焦度的负透镜元件E3产生的畸变和放大率色差。

[0139] 第二透镜单元L2由一个具有强的正光焦度的双凸透镜元件E5构成，并且是可移动的透镜单元。此外，在离轴主射线高度h’大的位置处，第二透镜单元L2有效地校正由具有强的负光焦度的第一透镜单元L1产生的畸变和放大率色差。

[0140] 第三透镜单元L3从放大侧起依次由双凸透镜元件E6和孔径光阑STO构成。第三透镜单元L3随着第二透镜单元L2沿光轴移动，来改变它们的合成焦距以便提供放大率改变的效果。

[0141] 第四透镜单元L4是由一个粘合透镜构成的负透镜单元，在该粘合透镜中具有放大侧凸面的负弯月透镜元件E7与双凸透镜元件E8彼此粘合，透镜元件E7被设置为比透镜元件E8更接近放大侧。第四透镜单元L4具有如下补偿功能：校正由第二和第三透镜单元L2和L3为了放大率改变而移动产生的球面像差和纵向色差。

[0142] 将第四透镜单元L4设置在轴向主射线高度h大并且离轴主射线高度h’小的位置处，这使得能够校正球面像差和纵向色差同时抑制放大率色差的产生。

[0143] 第五透镜单元L5是具有相对弱光焦度的正透镜单元，并且从放大侧起依次由一个粘合透镜和双凸透镜元件E11构成，在所述粘合透镜中双凹透镜元件E9与双凸透镜元件E10彼此粘合。第五透镜单元L5在整个放大率改变范围内很好地校正放大率色差和像场弯曲。

[0144] 第六透镜单元L6仅由一个正透镜元件E12构成并且具有减弱第一到第五透镜单元L1到L5的合成折光力的功能。这对于增大场角和孔径尺寸是有利的。

[0145] 在第四透镜单元L4中具有放大侧凸面的负弯月透镜元件E7对应于“有效直径最小的负透镜元件”。

[0146] 第二和第三透镜单元L2和L3中的两个正透镜元件E5和E6(它们被设置为比负弯月透镜元件E7更接近放大侧)是由C区域中的材料形成并且满足条件(3)。这两个正透镜元件E5和E6有效校正由温度改变引起的焦点变化。此外，满足条件(6)的两个正透镜元件E5和E6减少二级光谱。

[0147] 第四透镜单元L4中的双凸透镜元件E8和第五透镜单元L5中的两个双凸透镜元件E10和E11(它们被设置为比负弯月透镜元件(有效直径最小的负透镜元件)E7更接近缩小侧)是由B区域中的材料形成。

[0148] 第六透镜单元L6中的正透镜元件E12由C区域中的材料形成。

[0149] 这些正透镜元件E8、E10、E11和E12满足条件(4)，从而有效校正放大率色差和纵向色差。此外，满足条件(8)的正透镜元件E8、E10、E11和E12可减少二级光谱。

[0150] 实施方案1的上述特征能够在广角端和望远端实现良好的光学性能，如图2和图3所示，并且抑制由于温度升高引起的焦点改变。

[0151] [实施方案2]

[0152] 图4示意性示出了实施方案2的图像投射光学系统。图5和图6分别示出当对应于该实施方案的数值实施例2的数值以毫米表示时，在广角端和望远端的球面像差(Sph)、像散(As)、畸变(Dst)和放大率色差(Chro)。

[0153] 图4示出包括六透镜单元变焦透镜的图像投射光学系统，该六透镜单元变焦透镜具有从放大侧起依次为负、正、正、正、负和正的光焦度布置。

[0154] 这个实施方案的变焦透镜与实施方案1的变焦透镜的不同之处在于，第四透镜单元L4的合成光焦度为正并且第五透镜单元L5的合成光焦度为负。这个实施方案中的透镜单元L1到L6分别具有与实施方案1中的透镜单元L1到L6类似的功能。

[0155] 这个实施方案的变焦透镜也能够在广角端和望远端实现良好的光学性能，如图5和图6所示，并且抑制由于温度升高引起的焦点改变。

[0156] [实施方案3]

[0157] 图7示意性示出了实施方案3的图像投射光学系统。图8和图9分别示出当对应于该实施方案的数值实施例3的数值以毫米表示时，在广角端和望远端的球面像差(Sph)、像散(As)、畸变(Dst)和放大率色差(Chro)。

[0158] 图7示出包括六透镜单元变焦透镜的图像投射光学系统，该六透镜单元变焦透镜具有从放大侧起依次为负、正、正、正、正和正的光焦度布置。

[0159] 这个实施方案的变焦透镜与实施方案1的变焦透镜的不同之处在于，对应于实施方案1中的第四透镜单元L4和第五透镜单元L5的两个透镜单元构成第五透镜单元L5。在构成实施方案1中的第一透镜单元L1的四个透镜元件E1到E4中，三个放大侧透镜元件E1到E3在这个实施方案中充当第一透镜单元，而最接近缩小侧的透镜元件E4在这个实施方案中充当第二透镜单元L2。

[0160] 此外，实施方案1中的第二透镜单元L2在这个实施方案中充当第三透镜单元L3，而实施方案1中的第三透镜单元L3在这个实施方案中充当第四透镜单元L4。

[0161] 这个配置使得能够通过第二透镜单元L2的移动校正被第一透镜单元L1不足校正的像场弯曲的变化。

[0162] 这个实施方案也能够在广角端和望远端实现良好的光学性能，如图8和图9所示，并且抑制由于温度升高引起的焦点改变。

[0163] [实施方案4]

[0164] 图10示意性示出了实施方案4的图像投射光学系统。图11和图12分别示出当对应于该实施方案的数值实施例4的数值以毫米表示时，在广角端和望远端的球面像差(Sph)、像散(As)、畸变(Dst)和放大率色差(Chro)。

[0165] 图10示出包括五透镜单元变焦透镜的图像投射光学系统，该五透镜单元变焦透镜具有从放大侧起依次为负、正、正、正和正的光焦度布置。

[0166] 这个实施方案的变焦透镜与实施方案1的变焦透镜的不同之处在于，对应于实施方案1中的第四透镜单元L4和第五透镜单元L5的两个透镜单元构成第四透镜单元L4。换而言之，这个实施方案对应于实施方案1中的第四和第五透镜单元L4和L5具有正的合成光焦度的情形。这个实施方案中的透镜单元L1到L5分别具有与实施方案1中的透镜单元L1到L5类似的功能

[0167] 这个实施方案也能够在广角端和望远端实现良好的光学性能，如图11和图12所示，并且抑制由于温度升高引起的焦点改变。

[0168] [实施方案5]

[0169] 图13示意性示出了实施方案5的图像投射光学系统。图14和图1 5分别示出当对应于该实施方案的数值实施例5的数值以毫米表示时，在广角端和望远端的球面像差(Sph)、像散(As)、畸变(Dst)和放大率色差(Chro)。

[0170] 图13示出包括五透镜单元变焦透镜的图像投射光学系统，该五透镜单元变焦透镜具有从放大侧起依次为负、正、正、正和正的光焦度布置。

[0171] 这个实施方案的变焦透镜与实施方案1的变焦透镜的不同之处在于，如同实施方案4，对应于实施方案1中的第四透镜单元L4和第五透镜单元L5的两个透镜单元构成第四透镜单元L4。换而言之，这个实施方案对应于实施方案1中的第四和第五透镜单元L4和L5具有正的合成光焦度的情形。这个实施方案中的透镜单元L1到L5分别具有与实施方案1中的透镜单元类似的功能。

[0172] 这个实施方案也能够在广角端和望远端实现良好的光学性能，如图14和图15所示，并且抑制由于温度升高引起的焦点改变。

[0173] [实施方案6]

[0174] 图16示意性示出了实施方案6的图像投射光学系统。图17和图18分别示出当对应于该实施方案的数值实施例6的数值以毫米表示时，在广角端和望远端的球面像差(Sph)、像散(As)、畸变(Dst)和放大率色差(Chro)。

[0175] 图16示出包括六透镜单元变焦透镜的图像投射光学系统，该六透镜单元变焦透镜具有从放大侧起依次为负、正、正、负、正和正的光焦度布置。

[0176] 这个实施方案的变焦透镜与实施方案1的变焦透镜的不同之处在于，向实施方案1中的第四透镜单元L4添加由A区域中的材料形成的正透镜元件E13。

[0177] 如表7所示，即使第四透镜单元L4包括由A区域中的材料形成的正透镜元件E13，如果该正透镜元件E13的光焦度足够弱，则仍满足上述条件。因此，这个实施方案也能够实现良好的光学性能，如图17和图18所示，并且抑制由于温度升高引起的焦点变化。

[0178] 在实施方案1到6中，被设置为比变焦透镜更接近于缩小侧的光学元件(玻璃块GB)满足条件(1)，从而为该变焦透镜提供足够长的后焦点。

[0179] 此外，在实施方案1到6中，被设置为比第二透镜单元L2更接近于缩小侧的透镜元件满足条件(2)，即不使用折射率显著改变的材料。

[0180] 此外，实施方案1到6满足条件(5)。这意味着在望远端处阻断的光量大，因而温度可显著增加。因此，特别是在这种情形中，实施方案1到6对抑制焦点改变有效。

[0181] 对应于实施方案1到6的变焦透镜的数值实施例1到6分别示于表1到6中。

[0182] 在数值实施例1到6的每一个中，从放大侧起每个光学表面的顺序表示为‘i’，每个光学表面的曲率半径表示为‘r’，第i个表面与第(i+1)个表面之间的距离表示为‘d’，而光学部件(透镜元件和棱镜)的材料对于d线的折射率和阿贝数分别表示为‘Nd’和‘νd’。光学部件因从常温(25℃)起的温度改变而引起的折射率改变量表示为‘dn/dt’。

[0183] 在 每 个 数 值实 施 例 中，示 出 了 反 常 色 散 值X，其 被 定 义 为X＝θgF-(0.6438-0.001682×vd)。θgF代表反常部分色散值。

[0184] 在每个数值实施例中，fw代表变焦透镜在广角端的焦距，ft代表变焦透镜在望远端的焦距，而Fno代表F数。距离d栏中的术语“可变”表示距离因放大率变化而改变。广角端和望远端的可变距离示于各个表中。具有符号‘#’的光学表面是非球面。

[0185] 非球面由以下表达式表示：

[0186] x＝(y2/r)/[1+{1-(1+K)(y2/r2)}1/2]+Ay4+By6+Cy8+Dy10+Ey12

[0187] 其中x代表在光轴方向上距表面顶点的距离，y代表在其正交方向上距光轴的高度，r代表旁轴曲率半径，K代表圆锥常数，而A、B、C、D和E代表非球面系数。

[0188] 此外，在各个非球面系数中‘E±G’表示‘×10±G’。

[0189] 表7示出了数值实施例1到6中的对应于上述条件(1)到(6)和(8)的数值。在表7中，条件(1)到(6)和(8)以带圈数字1到7表示。条件(7)的数值与条件(6)的数值相同。在表7中，P代表正光焦度，而N代表负光焦度。

[0190] 表1

[0191] 数值实施例1

[0192] fw：16.69

[0193] ft：24.72

[0194] Fno：1.95～2.53

[0195]r d Nd νd dn/dt(10-6) X
屏幕 2100.00
1 39.99 1.90 1.74950 35.3 6.2 0.0024
2 18.24 6.20
3(#) 60.00 2.80 1.52996 55.8 -83.9 -
4(#) 26.53 9.66
5 -25.23 1.50 1.60311 60.6 3.2 -0.0003
6 104.21 4.50
7 527.21 6.53 1.60342 38.0 2.8 0.0036
8 -33.28 (可变)
9 79.82 3.59 1.66998 39.3 5.1 0.0037
10 -210.12 (可变)
11 36.53 3.80 1.51680 64.2 3.0 -0.0007
12 7504.65 4.23
13(STO) (可变)
14 309.80 1.00 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
15 19.13 5.28 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
16 -38.25 (可变)
17 -19.33 1.10 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
18 47.26 5.38 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
19 -27.62 0.50
20 97.46 7.17 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
21 -24.53 (可变)
22 186.01 2.76 1.80518 25.4 1.8 0.0151
23 -100.56 1.00
棱镜 28.00 1.51633 64.1 2.8 -0.0007
棱镜 18.00 1.80518 25.4 1.8 0.0151

[0196] 反常色散值＝θgF-(0.6438-0.001682×νd)

[0197] (#)非球面

[0198] 表面距离

[0199]表面编号 广角端 望远端
8 16.67 0.70
10 40.83 27.04
13 11.89 21.39
16 2.57 5.41
21 5.14 22.56

[0200] 非球面系数

[0201]表面编号 K A B C D E
3 -8.653E-01 3.926E-05 -1.694E-07 6.613E-10 -1.070E-12 2.387E-16
4 -4.329E+00 5.292E-05 -2.753E-07 8.831E-10 -1.443E-12 -1.109E-15[0202] 表2

[0203] 数值实施例2

[0204] fw：16.69

[0205] ft：24.72

[0206] Fno：1.95～2.59

[0207]r d Nd νd dn/dt(10-6) X
屏幕 2100.00
1 38.97 1.90 1.74950 35.3 6.2 0.0024
2 18.25 6.25
3(#) 60.00 2.80 1.52996 55.8 -83.9 -
4(#) 24.63 9.96
5 -24.76 1.50 1.60311 60.6 3.2 -0.0003
6 181.14 3.83
7 1035.79 6.27 1.60342 38.0 2.8 0.0036
8 -33.35 (可变)
9 102.51 3.12 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
10 -247.75 (可变)
11 38.60 4.03 1.51680 64.2 3.0 -0.0007
12 -558.66 12.10
13(STO) (可变) -0.0037
14 280.34 1.00 1.83400 37.2 8.1
15 19.90 5.33 1.48749 70.2 -0.6
16 -40.04 (可变) 0.0043
17 -20.14 1.10 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
18 49.06 5.40 1.48749 70.2 -0.6
19 -28.35 0.20 0.0043
20 93.19 7.68 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
21 -25.56 (可变)
22 176.60 2.87 1.80518 25.4 1.8 0.0151
23 -105.66 1.00
棱镜 28.00 1.51633 64.1 2.8 -0.0007
棱镜 18.00 1.80518 25.4 1.8 0.0151

[0208] 反常色散值＝θgF-(0.6438-0.001682×νd)

[0209] (#)非球面

[0210] 表面距离

[0211]表面编号 广角端 望远端
8 15.44 0.70
10 42.73 27.78
13 4.16 14.14
16 2.58 5.17
21 4.75 21.86

[0212] 非球面系数

[0213]表面编号 K A B C D E
3 -8.653E-01 3.884E-05 -1.914E-07 8.984E-10 -2.099E-12 1.873E-15
4 -4.329E+00 5.972E-05 -3.240E-07 1.302E-09 -3.213E-12 1.805E-15

[0214] 表3

[0215] 数值实施例3

[0216] fw：16.70

[0217] ft：24.72

[0218] Fno：1.95～2.54

[0219]r d Nd νd dn/dt(10-6) X
屏幕 2100.00
1 36.67 1.90 1.74950 35.3 6.2 0.0024
2 18.15 6.53
3(#) 60.00 2.80 1.52996 55.8 -83.9 -
4(#) 25.02 9.64
5 -23.05 1.50 1.60311 60.6 3.2 -0.0003
6 61.26 (可变)
7 113.97 6.79 1.60342 38.0 2.8 0.0036
8 -30.87 (可变)
9 105.54 3.13 1.77250 49.6 4.7 -0.0084
10 -185.06 (可变)
11 39.55 3.47 1.51680 64.2 3.0 -0.0007
12 458.65 17.82
13(STO) (可变)
14 116.12 1.00 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
15 22.36 5.34 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
16 -35.57 2.47
17 -22.27 1.10 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
18 37.93 5.03 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
19 -44.66 0.20
20 78.17 7.68 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
21 -25.67 (可变)
22 84.14 2.96 1.80518 25.4 1.8 0.0151
23 -255.33 1.00
棱镜 28.00 1.51633 64.1 2.8 -0.0007
棱镜 18.00 1.80518 25.4 1.8 0.0151

[0220] 反常色散值＝θgF-(0.6438-0.001682×νd)

[0221] (#)非球面

[0222] 表面距离

[0223]表面编号 广角端 望远端
6 2.50 3.25
8 17.06 0.70
10 42.74 27.32
13 2.74 12.28
21 0.60 22.08

[0224] 非球面系数

[0225]表面编号 K A B C D E
3 -8.653E-01 2.493E-05 -1.058E-07 5.033E-10 -1.175E-12 1.325E-15
4 -4.329E+00 3.906E-05 -2.308E-07 8.147E-10 -2.078E-12 1.095E-15

[0226] 表4

[0227] 数值实施例4

[0228] fw：16.75

[0229] ft：24.81

[0230] Fno：1.85～2.31

[0231]r d Nd νd dn/dt(10-6) X
屏幕 2100.00
1 33.16 2.20 1.74950 35.3 4.2 0.0024
2 21.29 6.78
3(#) 86.37 3.00 1.52996 55.8 -83.9 -
4(#) 27.63 11.49
5 -25.97 1.60 1.51823 58.9 0.9 0.0010
6 59.31 6.43
7 1475.23 5.57 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
8 -43.13 (可变)
9 51.41 3.47 1.72000 50.2 5.6 -0.0073
10 23945.98 18.06
11(STO) (可变)
12 70.71 3.14 1.51633 64.1 2.8 -0.0007
13 -44.77 (可变)
14 -32.91 1.00 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
15 25.82 5.52 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
16 -23.10 2.54
17 -20.02 1.10 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
18 156.93 4.29 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
19 -27.53 1.95
20 204.42 6.95 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
21 -25.73 (可变)
22 52.54 3.03 1.80518 25.4 1.8 0.0151
23 580.23 2.00
棱镜 28.00 1.51633 64.1 2.8 -0.0007
棱镜 18.00 1.80518 25.4 1.8 0.0151

[0232] 反常色散值＝θgF-(0.6438-0.001682×νd)

[0233] (#)非球面

[0234] 表面距离

[0235]表面编号 广角端 望远端
8 36.55 7.20
11 17.24 24.08
13 2.26 5.75
21 0.82 19.84

[0236] 非球面系数

[0237]表面编号 K A B C D E
3 -8.653E-01 3.641E-05 -1.275E-07 4.843E-10 -1.061E-12 1.298E-15
4 -4.329E+00 5.490E-05 -1.961E-07 6.780E-10 -1.709E-12 2.432E-15

[0238] 表5

[0239] 数值实施例5

[0240] fw：16.74

[0241] ft：24.80

[0242] Fno：1.85～2.32

[0243]r d Nd νd dn/dt(10-6) X
屏幕 2100.00
1(#) 40.56 2.20 1.69680 55.5 4.2 -0.0070
2(#) 21.82 6.89
3 166.43 3.00 1.52996 55.8 -83.9 -
4 35.72 11.71
5 -28.90 1.60 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
6 58.39 4.22
7 153.32 5.56 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
8 -53.07 (可变)
9 45.25 4.30 1.69680 55.5 4.2 -0.0070
10 -850.27 27.20
11(STO) (可变)
12 63.68 1.99 1.51633 64.1 2.8 -0.0007
13 -5116.25 (可变)
14 -47.54 1.00 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
15 21.53 5.97 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
16 -22.40 2.80
17 -17.43 1.10 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
18 -172.76 4.28 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
19 -21.72 4.16
20 572.64 7.36 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
21 -26.13 (可变)
22 46.40 3.43 1.72151 29.2 3.1 0.0106
23 271.81 2.00
棱镜 28.00 1.51633 64.1 2.8 -0.0007
棱镜 18.00 1.80518 25.4 1.8 0.0151

[0244] 反常色散值＝θgF-(0.6438-0.001682×νd)

[0245] (#)非球面

[0246] 表面距离

[0247]表面编号 广角端 望远端
8 45.28 16.72
11 1.00 4.25
13 2.98 6.70
21 1.98 23.57

[0248] 非球面系数

[0249]表面编号 K A B C D E
3 -8.653E-01 5.198E-05 -1.738E-07 5.671E-10 -1.123E-12 1.127E-15
4 -4.329E+00 5.904E-05 -1.937E-07 5.736E-10 -1.251E-12 1.377E-15

[0250] 表6

[0251] 数值实施例6

[0252] fw：16.74

[0253] ft：24.73

[0254] Fno：1.95～2.55

[0255]r d Nd νd dn/dt(10-6) X
屏幕 2100.00
1 39.71 1.90 1.74950 35.3 6.2 0.0024
2 18.74 5.94
3(#) 60.00 2.80 1.52996 55.8 -83.9 -
4(#) 25.88 10.46
5 -24.46 1.50 1.60311 60.6 3.2 -0.0003
6 135.39 4.73
7 -21784.11 6.42 1.60342 38.0 2.8 0.0036
8 -33.50 (可变)
9 88.20 3.71 1.66998 39.3 5.1 0.0037
10 -173.86 (可变)
11 36.32 4.28 1.51680 64.2 3.0 -0.0007
12 -4185.69 9.91
13(STO) (可变)
14 -296.11 1.00 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
15 19.95 5.16 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
16 -35.68 0.49
17 193.01 1.79 1.49700 81.5 -6.1 0.0310
18 -660.90 (可变)
19 -19.09 1.10 1.83400 37.2 8.1 -0.0037
20 45.97 5.27 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
21 -27.41 0.50
22 110.17 7.71 1.48749 70.2 -0.6 0.0043
23 -23.56 (可变)
24 156.03 2.83 1.80518 25.4 1.8 0.0151
25 -106.43 1.00
棱镜 28.00 1.51680 64.2 2.8 -0.0007
棱镜 18.00 1.80518 25.4 1.8 0.0151

[0256] 反常色散值＝θgF-(0.6438-0.001682×νd)

[0257] (#)非球面

[0258] 表面距离

[0259]表面编号 广角端 望远端
8 15.42 0.70
10 38.17 22.75
13 7.83 17.42
18 3.40 5.63
23 2.67 20.99

[0260] 非球面系数

[0261]表面编号 K A B C D E
3 -8.653E-01 4.385E-05 -1.719E-07 6.818E-10 -1.210E-12 9.533E-16
4 -4.329E+00 6.189E-05 -2.726E-07 8.542E-10 -1.188E-12 -8.527E-16[0262] 表7

[0263]数值实施例 透镜单元配置 ① ②MAX ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
1 NPPNPP 4.488 8.1×10-6 0.5076 0.5000 0.25 0.0013 0.0056
2 NPPPNP 4.488 8.1×10-6 0.5113 0.5000 0.24 -0.0020 0.0056
3 NPPPPP 4.488 8.1×10-6 0.5278 0.5000 0.27 -0.0003 0.0057
4 NPPNP 4.488 8.1×10-6 0.5532 0.5000 0.27 -0.0003 0.0057
5 NPPPP 4.488 8.1×10-6 0.5340 0.5000 0.28 -0.0049 0.0052
6 NPPNPP 4.488 8.1×10-6 0.7798 0.5000 0.26 0.0013 0.0064

[0264] 如上文所述，在每个实施方案中，具有校正色差效果的低色散材料和具有校正焦点改变效果的材料被适当地用于具有长后焦点的变焦透镜中。因此，可以实现如下图像投射光学系统：纵向色差和放大率色差被很好地校正并且由于温度改变引起的焦点变化减小。

[0265] 尽管已参照示例性实施方案对本发明进行了描述，然而应当理解本发明不限于所公开的示例性实施方案。以下权利要求的范围应被给予最宽的解释以便包括所有修改、等同结构和功能。

[0266] 此外，本发明不限于这些实施方案，并且可以在不背离本发明范围的情况下做出多种改变和修改。

[0267] 本申请要求于2007年3月29日提交的日本专利申请No.2007-086949基础上的外国优先权，这里通过引用将其整体并入本文，如同在本文中全部给出。