JPH01112879A - 投写形テレビ用光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投写形テレビの光学系に係り、特にスクリー
ン上で上下、左右のフォーカスのアンバランスの少ない
高画質な画像を投写するに好適な光学系に関する。

〔従来の技術〕

投写形テレビは、比較的小形の投写管上の画像をレンズ
により拡大し、スクリーン上に投写することにより大画
面を得るテレビである。

第２図はその縦断面である。図において、１は投写管、
２はレンズ、３は投写管１とレンズ２を結合するブラケ
ット、４は鏡、５はスクリーン。

６は以上の部品をその内部に固定、収納するキャビネッ
トである。

次にその動作について説明する。小形のブラウン管であ
る投写管１の螢光面（図示せず）に写し出された画像（
図示せず）をレンズ２により拡大し、スクリーン５の背
面から投写することにより大画面を得ている。図では、
投写光路の途中に鏡４を入れ、光路を折り曲げることに
よりキャビネット６の奥行を薄くしている。

このような装置では、通常投写管１とレンズ３は各々１
本の１組ではなく、赤、緑、青の５色３組使用される。

３組用いられている投写管とレンズは、第３図に示すよ
うに、各々の光軸がスクリーン５近傍で一点に交わる様
設置されている。このとき中央の投写管１およびレンズ
２の光軸と両端の投写管１およびレンズ２の光軸がなす
角を集中角Ａと呼んでいる。集中角Ａはスクリーン５に
向って左右方向の角度であるが、上下方向にも角度を付
けることがある。これを仰角（図示せず）と呼び通常上
向きに３°前後付けている。ここでは、簡単のため仰角
を雰としているが、仰角が付いている場合でも全く同様
である。

実際のセットでは、県中角Ａを実現１°るため、前記ブ
ラケット３１こ角度を持たせている。第４図に、従来技
術により一般的に行なわれている例を示す。図において
、箒２図と同一番号は同一部品を表わす。図では簡単の
ため、投写ｖ１．し／ズ２、ブラケット３及びそれらを
固定する取付台７のみを図示しており、スクリーン５そ
の他の部品は省略しである。通常、緑色の投写管１Ｇを
中心とし、左右にそれぞれ青色投写ＶＩＢ、赤色投写管
１Ｒを配置する。レンズは、各投写管ごとに透過率を最
適化したものを使う例もあるが一般的には、３本共共通
仕様であることが多い。本説明でも特に分けていない。

投写管１とレンズ２を結合するとともに、それらを取付
台７に固定する部品がブラケット３である。緑色投写管
１Ｇ用のプラタン）５Ｇは、仰角が雰の場合、集中角も
雰であるため、投写管１Ｇとレンズ２を取付台７に対し
垂直に固定する。これに対し、青色投写管１Ｂ用のプラ
タン）３Ｂは、レンズを集中角Ａだけ取付台７に対し時
計方向に回転し固定する。また同時に、青色投写管１Ｂ
を、レンズの光軸に対し螢光面（図示せず）を中心に、
集中角の１５％前後（この角度を補正角と呼び、光軸に
垂直でないスクリーン上の全域でジャストフォーカスさ
せるために不可欠の角度である）を更に時計方向に回転
し固定する０ 赤色投写管１Ｒ用プラケツ）５Ｒは、青色投写［ＩＢ用
ズブラケット３Ｂ対称形であり、回転方向は反時計方向
である。

このようｌこ、左右のブラケット３Ｂ、５ｎは複雑な角
度を持っているが、これらの角度は以下に述べるように
性能上非常に重要であり、極めて高い精度が要求される
。

Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆａｎｃｔｉｏｎ）の関係を青色投
写管で示したものである。図において、実線Ｃはスクリ
ーン右側のＭＴＦ変化を平均値で表わしたもの、破線り
は同じく左側のＭＴＦ変化を平均値で表わしたものであ
る。図より明らかなように、県中角の補正角が設計値よ
りも小さ（なるとスクリーン右側のＭＴＦが極端に悪く
なり、左右平均のＭＴＦの劣化以上に左右のアンバラン
スとして画質を悪くＴる。集中角の補正角が設計値より
も大きい場合も、左右が逆となるだけでアンバランスは
大きくなる。

以上、ブラケット自体の精度について記述したが、ブラ
ケットに固定される光学部品との間の組立精度について
も同様に高い精度が要求される。

第３図は、投写管１．レンズ　、ブラケット３の組立て
状態を示した断面図である。図において第４図と同−査
号は同一部品を表わす。

図では、レンズ玉が４枚の場合について示しているが何
枚であろう七基本的には同じである。

投写管１と反対側のレンズ玉３枚は、内鏡筒８定された
外鏡筒９の内部を摺動する。投写管１に最も近いレンズ
玉１０は、ｂリング１１を介しブラケット３に直接固定
される。このとき、該レンズ玉１０とブラケット３の間
には大きな寸法公差が持たせてあり、レンズ玉１０とブ
ラケット３の間に間隙Ｅがある。この間隙Ｅは、組立：
８度を悪くするため、本来界にしたいが、従来技術では
以下の理由から無くすことはできない。ブラケット３は
放熱性能を確保するため通常金属で作られる。また、レ
ンズ玉１０はアクリル等の光学プラスチックがよく用い
られる。このとき金属とプラスチックでは熱膨脹率が異
なり、レンズ玉１０とブラケット３の間の寸法公差を小
さくすると、レンズ玉１０が変形する恐れがある。従っ
て、組立て精度が悪くなっても、レンズ玉１０とブラケ
ット３の間の寸法公差は小さくすることはできない０ま
た同じことが、外鏡筒９とブラケット３の間にも言える
。これは、外鏡筒９が通常プラスチックで作られるため
である。いま、レンズ玉１０とブラケット５の間の寸法
公差をδ１．外鏡筒９とブラケット３の間の寸法公差を
δ２．外鏡筒９と内鏡筒８の間の寸法公差モδ３゜内鏡
筒８と内鏡筒８内のレンズ玉の間の寸法公差をδ４とす
ると光軸のズレ量は δ＝　δ１２＋δ２２＋δ、２＋δ４２となる。

以上説明したように、従来技術による方法ではブラケッ
ト３が複雑な角度を持つため、ブラケット３自体の寸法
精度が悪いことと、ブラケット５まわりの光学部品の組
立精度が悪いことが画質を劣化させていた。

これに対し、特開昭６１−９５６８９において開示され
ている方法は、誤差の生じ易いブラケットに集中角およ
びその補正角を持たせず、換りに鏡筒に組込んだ部分の
レンズ群を倒す方法である。本方法では、誤差の出易す
いブラケットに角度を持たせていないため、ブラケット
自体の誤差は小さくできるという利点があるが、ブラケ
ットまわりの光学部品の組立精度は同等改善されてはい
ない。

また、投写管に最も近いレンズが投写管のフェイスパネ
ルと平行であるため、ブラケットに角度を持たせる方式
に比べ、ＭＴＦが劣るのが実情である０ 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従米技術は、投写形テレビの光学系では、極めて高
い部品Ｎ度１組立精度が要求されているにもかかわらず
、特定の部品に複雑さを集約し、その部品精度を劣化さ
せているのみならず、各種制約条件により組立精度を向
上させることができないという問題があった。

本発明は、上記した従来技術の問題点をなくし、部品の
精度を向上させ更に組立精度も向上させた投写形テレビ
の光学装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、鏡筒の投写管側をフランジ状とし該フラン
ジに最も投写管側にあるレンズ玉を、該レンズの光軸と
鏡筒の軸とを一致させ固定するとトモＩこ、フランジの
ブラケット取付面を鏡筒の光軸に対しその投写光学装置
の集中角の補正角を付けることにより達成される。

〔作用〕

鏡筒の投写管側をフランジ状とし、該フランジに最も投
写管側にあるレンズ玉を、該レンズ玉の光軸と鏡筒の軸
を一致させ固定する。これによりレンズ系は一つの部品
として機能し、フォーカス性能が向上する。

また、フランジのブラケット取付面を鏡筒の光軸に対し
その投写光学装置の集中角の補正角を付けることにより
、ブラケットの形状を簡略化できるので、ブラケットの
部品精度が向上し光学系のフォーカス性能が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図は、本発明によるフランジ付鏡筒１２とレンズ、
ブラケット３．投写管１の組立て状態を示した断面図で
ある。図では、レンズ玉が４枚の場合について示したが
、何枚であろうと基本的には同じである。

図において、１は投写管、８は投写管１と反対側にある
レンズ群を保持する内鏡筒、１２は該内鏡筒８をその内
側で摺動可能状態で保持するフランジ付き外鏡筒、１０
は該フランジ付き外鏡筒１２のフランジ部に固定された
投写管１に最も近いレンズ玉、３は投写管１とフランジ
付き外鏡筒１２を接続するブラケット、１３はブラケッ
ト３とフランジ付き外鏡筒の間をシールする心リングで
ある。投写管１と投写管１に最も近いレンズ玉１０の間
は空気層でもよいが、通常コントラストを向上させるた
めオプティカル・カップリングとしてシリコンゲルもし
くはエチレングリコール系の液体を封入する。このオプ
ティカル・カップリング剤を封止する手段としてブラケ
ット３を用いる。略四角形の断面を持つ筒状のブラケッ
ト３の一方の開放端には投写管１が固定される。また他
方の開放端にはフランジ付き外鏡筒１２のフランジ部が
、ｂリング１３を介し固定される。前述のように該フラ
ンジ部には投写管１＃こ最も近いレンズ玉が固定されて
いるためこれ等部品により囲まれた空間は密閉空間とな
る。この密閉空間ｌこシリコンゲルもしくはエチレング
リコール系の液体が封入される。

以下、本発明の光学装置が従来技術による光学系と異な
る点について述べる。

本光学装置では、従来、投写管１に最も近いレンズ玉１
０とブラケット３の間にシール材として入っていたるリ
ング１１をフランジ付き外鏡筒１２のフランジ部Ｆとブ
ラケット３の間に入れである。この理由は、光学プラス
チックで作られるレンズ玉１０が通常金属で作られるブ
ラケット６に直接固定されず通常プラスチックで作られ
るフランジ付き外鏡筒１２に固定されることによる。す
なわち、レンズ玉１０とフランジ付き外鏡筒１２の熱膨
脹率を略同一とすることにより、レンズ玉１０をフラン
ジ付き外鏡筒に超音波溶着もしくは熱カシメ等によりリ
ジットに取り付け、該レンズ玉１０が取付けられたフラ
ンジ付き外鏡筒１２を６リングによりブラケット３に取
付ける。

このように本発明によれば、レンズ玉１０と外鏡筒１２
との間の寸法公差を極めて小さくすることができる。こ
こで全体の光軸のズレ量６′は、外鏡筒１２とレンズ玉
１０の寸法公差がほぼ雰であることから外鏡筒１２と内
鏡筒８の間の寸法公差δ３．内鏡筒８と内鏡筒８内のレ
ンズ玉の間の寸法公差δ４とすると δｌヨ／ａ３”＋δ４２ で求まり、従来技術による場合の元軸のズレ量δ−へ２
＋δ２２＋δ３２＋δ４２ に比べ大幅に低減できる。

本発明の第２の実施例を第７図により説明ＴるＯ第７図
は、本発明によるフランジ付鏡筒１４とレンズ、ブラケ
ット３．投写管１の組立て状態を示した断面図である。

図において、第１図と四一番号は同一部品を表わす。

第７囚に記載した本発明による第２の実施例が第１図に
記載した第１の実施例と異なる点は、第２の実施例では
、レンズ群を投写管１の光軸Ｈから補正角θ′（光学系
の倍率をＭ、集中角をθとしたときθ／Ｍで与えられる
角度の±１０〜２０％以内の角良。正確には光線追跡で
求めるが、一般に集中角θの１５％前後となる０）だけ
傾けるため、フランジ付き外鏡筒１４のフランジ部を鏡
筒光軸に対して補正角０１分斜めに成形しである点であ
る。

従来技術による方法では、投写管１に最も近いレンズ玉
１０がブラケット３に直接取付けてあったため、レンズ
群を補正角θ′だけ傾けるためには、ブラケット３自体
に補正能力を持たせる必要があった。前述のように、ブ
ラケット３は冷却性能を確保するため金属で作られるの
が普通であることから、このように複雑な角度を精度よ
く持たせることは極めて困難であり、光学系自体のフォ
ーカス不良の原因となっていた。本発明ｌこよれば、ブ
ラケット３自体にこのような複雑な角度を持たせる必要
がないことから極めて精度よく作ることができ、光学系
のフォーカス不良もな（なる。

本発明の第３の実施例を第８図により説明する。

第８図は、本発明によるフランジ付鏡筒１５とレンズ、
ブラケット３．投写管１の組立て状態を示した断面図で
ある。図において、第１図と同一番号は同１一部品を表
わす。

第８図に記載した本発明による第３の実施例が＠１因に
記載した第１の実施例と異なる点は、第３の実施例では
、フランジ付外鏡筒１５のフランジ部に圧力調整用ベロ
ーズ１７が設けられている点である。以下、圧力調整用
ベローズ１７の必要理由について述べる。

グラグツト３．投写管１．フランジ付外鏡筒１５のフラ
ンジ、該フランジに取付けらちだレンズ玉１０＃こより
囲まれた空間には、前述のようにエチレングリコール等
の液体が封入しである。実使用状態では、投写管１が通
電中にはこの液体は加熱さ・れ膨張する。逆に投写管１
が通電されていないときにはこの液体は冷えて収縮する
。この液体の膨張、収縮により投写管１もしくはレンズ
玉１０が異常な力を受け、変形、破壊することがないよ
うに圧力調整用ベローズ１７が設けられている。

従来技術では、この圧力調整用ベローズは、その構造上
ブラケット３に設けざる７Ｆ−得なかった０しかし、ブ
ラケット３にこのような機ｖ４を設けると、ブラケット
３が非対称となり、稍従不良の原因となっていた。本発
明では、圧力調整用ベローズ１７を、フランジ付き外鏡
筒１５のフランジ部に設け、該ベローズ１７とブラケッ
トｓ内を均圧管１６で接続した。本発明によれば、圧力
調整用のベローズ１７をブラケット３に設ける必要がな
く、極めて精度の高いブラケット３を作ることができる
ことから、光学系のフォーカス不良をなくすことができ
る。

本発明の第４の実施例を第９図により説明する。

第９図は、本発明によるフランジ付鋭筒１８とレンズ、
ブラケット５１投写管１Ｂ、１Ｇ、１Ｈの組立て状態を
示した図である。図において第１図と同一番号は同一部
品を表わす。

本発明が他の発明と異なる点は、フランジ付き外鏡筒１
Ｂのフランジ部分が赤、緑、青の光学系で接続一体化さ
れていることにある。この一体化フランジ付き外鏡筒１
８のフランジ部分にブラケット３を介し投写管ＩＢ、Ｉ
Ｇ、ＩＲが取付けられる。

またこのフランジ部分の両端は側板１９ａ、１９ｂによ
り支えられる。

本発明によると赤、緑、青の外鏡筒が一体化されること
から、各レンズの互いの位置精度が非常に高くなり、ス
クリーン上での画像の歪１色ずれが少なくなる。また、
集中角および集中角の補正角を一体成形されたフランジ
部により実現することにより、ブラケット３をフランジ
取付は面と投写管取付は面を平行にすることができ、赤
、緑。

青で共通化することができる０また、ブラケット構造が
簡略化されることから、ブラケット自体も赤、緑、ｆを
一体に形成することもできる。この場合、光学系の主要
部品数は大幅に低減される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、投写管に最も近いレンズ玉を残りのレ
ンズ玉を固定する鏡筒に直接固定することができるので
レンズ系は一つの部品として機能し、フォーカス性能が
向上する０ また、本発明によれば、投写光学装置の集中角の補正角
をブラケットに付けなくともよいこと力）らブラケット
の形状を簡略化できるので、ブラケットの部品精度が向
上し、光学系のフォーカス性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光学装置の第１の実施例を示す断
面図、第２図は投写形テレビを示す縦断面図、第５図は
集中角を説明するための模式図、ｓｇ４図は従来技術に
よる光学装置の取付状態を示す模式図、第５図は集中角
の補正角とＭＴＦの関係を示すグラフ図、第３図は従来
技術による光学装置を示す断面図、第７図は本発明によ
る光学装置の第２の実施例を示す断面図、第８図は本発
明による光学装置の第３の実施例を示す断面図、第９図
は本発明による光学装置の取付状態を示す模式図である
。 １Ｂ、ＩＧ、ＩＲ・・・青、緑、赤色投写管２・・・レ
ンズ　３・・・ブラケット　８・・・内鏡筒１０・・・
投写管に最も近いレンズ玉　１２．１４．１５・・・フ
ランジ付き外鏡筒　１６・・・均圧管　１７・・・圧力
調整用ベローズ　１８・・・一体化フランジ付き外鏡筒
第２図 第５図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、投写管及び投写管前面に設けられた複数枚のレンズ
   群と、これらレンズ群を保持する鏡筒と、これら投写管
   と鏡筒を接続するブラケットからなる投写形テレビ用光
   学装置において、前記鏡筒の投写管側をフランジ状の形
   状とし、該フランジ状の鏡筒に投写管に最も近いレンズ
   玉を、該レンズ玉の光軸と鏡筒の軸を一致させ固定する
   とともに、前記ブラケットの片端に鏡筒のフランジ面を
   固定し、ブラケットの残る他端に投写管のフェイス面を
   固定したことを特徴とする投写形テレビ用光学装置。 ２、鏡筒のフランジ部の膨脹率と投写管に最も近いレン
   ズ玉の膨脹率を略同一としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の投写形テレビ用光学装置。 ３、少なくとも赤、緑、青３本の投写光学系をインライ
   ン状に配置した投写形テレビ用光学系において、両端の
   投写光学系に用いる鏡筒のフランジ部分を、ブラケット
   のフランジ取付面に対し、鏡筒がその投写光学系の集中
   角θのθ／Ｍ（Ｍ：投写光学系の倍率）で与えられる角
   度の±２０％以内の角度たおれる様に形成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の投写形テレビ用光
   学装置。 ４、各投写光学系の鏡筒のフランジ部分を一体化したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の投写形テレ
   ビ用光学装置。