JPH0528807B2

JPH0528807B2 -

Info

Publication number: JPH0528807B2
Application number: JP60134616A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kashiwabara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1993-04-27
Also published as: JPS61292113A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、投写型テレビなどに使用する投写レ
ンズの温度昇降による焦点変動に対して補正を行
う結像補正装置に関するものである。

従来の技術従来の投写型テレビの光学配置の一例を第４図
に示す。投写レンズ４１は取付板４２に取付けら
れており、小型陰極線管（CRT）４３に映出さ
れる映像を投写レンズ４１を介して、透過型スク
リーン板４４に拡大投写するよう構成されてい
る。この装置では、投写レンズ４１を取付板４２
にまず仮固定し、CRT４３の映像が透過型スク
リーン板４４に最も鮮明に結像するようにフオー
カス調整が行われている。

発明が解決しようとする問題点ところが、このような投写レンズでは、温度昇
降によつて温度ドリフトが発生し、結像面が変動
するという問題がある。この理由として、温度の
昇降に伴つてレンズを装着している胴が伸縮し、
これによつてレンズ間の空気間隔が変動し、この
結果投写レンズの焦点距離が変化することがあ
る。

また、最近では、射出成形技術の進歩によつ
て、この種の大口径レンズが樹脂の精密射出成形
法によつて、高精度にしかも安価にできるように
なり、投写レンズにも大幅に採用されるようにな
つてきた。

しかし、プラスチツクレンズは、温度ドリフト
が大きいという大きな弱点がある。ガラスに較べ
てプラスチツクは、大幅に温度膨張率が大きいた
め、温度変化により膨張、収縮が起こり、レンズ
面形状が変化し、この結果やはり焦点距離が変動
して最適像面位置の移動が生じる。また、温度変
化によつてプラスチツクレンズの材料である例え
ばアクリル樹脂の屈折率が変化し、この結果、や
はり焦点距離が変化する。

投写形テレビにおける小型CRTは高輝度で駆
動されるために高温度となり、この周辺の温度は
それに伴つてかなり上昇する。また、冬期におい
てしかも工場内の室温が低い時間帯に生産された
ものは、当然低い雰囲気温度にてフオーカス調整
が成されており、これを夏期に使用する場合には
CRTの発熱とも合わせて40℃〜50℃の温度変化
が発生する。また、この逆の場合もあるが、
CRTの発熱によつて温度が上昇するために前者
ほどの温度格差は発生しない。

このような温度差が発生すると、前述したよう
な理由により結像面位置が大きく移動し、最終的
にスクリーン上の像の焦点ずれとなつて観測され
る。

例えば、第５図に示すように、焦点距離が120
mm（物体無限遠時）の投写レンズ５１を使用し
て、投写レンズ５１の右側に位置する像面５２の
画像をスクリーン５３に10倍に拡大して投影する
場合を考える。温度上昇によつて投写レンズ５１
の焦点距離が0.5mm伸びて、120.5mmになつたと仮
定すると、像面５２の画像はスクリーン５３の左
側約65mmの位置に結像する。つまり投写距離が65
mm伸びたことになる。したがつて、この時スクリ
ーン５３に写る像はピントがはずれた像となる。
このように、従来の投写レンズでは、いずれ
も温度ドリフトが大きく満足できるものではなか
つた。

本発明は、前述したように、従来の投写型テレ
ビが有している周囲温度変化によつて投写レンズ
の焦点距離が変化してスクリーン像のピントがは
ずれるという問題点を解消して、投写レンズ（特
にプラスチツクレンズを使用しているもの）が本
質的に持つている温度変化に伴う焦点変動を自動
的に補正して常に所定の結像状態を維持すること
のできる結像補正装置を提供することを目的とす
るものである。

問題点を解決するための手段この目的を達成するため、本発明の結像補正装
置は、投写レンズを直接レンズ取付板に取付ける
のではなく、温度の上昇に伴つて所定量の形状回
復変形をするように設計された形状記憶合金製の
温度感応部材を取付板と投写レンズを保持するレ
ンズホルダとの間に介在させ、周囲温度が変化し
た場合に上記温度感応部材を形状変形させること
で投写レンズとレンズ取付板との間隔を微少に変
化させるように構成している。

作用かかる構成により、周囲温度の昇降によつて投
写レンズの焦点キヨリが変化しても、結像面が常
に一定位置になるように形状記憶合金製の温度感
応部材により微少に投写レンズを移動させること
によつて、温度変化に対して自動的に結像面を補
正し、常に良好な結像状態を維持するものであ
る。

実施例以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。第１図は本発明の一実施例にお
ける結像補正装置の主要構成図である。第１図に
おいて、１１は投写レンズで、本投写レンズ１１
には左よりL₁，L₂，L₃の３枚の単レンズが使用
されており、レンズL₁，L₂，L₃は鏡胴１２に装
着固定されている。図面中の平行平面板FPは
CRTの発光面Ｐを有するフエースプレートであ
り、投写レンズ１１には含まれないが、結像性能
を評価するためには除くことのできないものであ
る。また、図示はしていないが、投写レンズ１１
の左側には、CRTの発光面Ｐに映出される映像
の拡大投影面となるスクリーンが存在している。

鏡胴１２の外周部には投写レンズ１１をレンズ
ホルダ１３に螺合させるための大外周ネジ１２ａ
が形成されている。レンズホルダ１３には、鏡胴
１２の外周に形成された大外周ネジ１２ａと螺合
する大内周ネジ１３ａと後述の取付ネジ１６が貫
通する複数個の取付孔１３ｂが形成されている。

１４はレンズ取付板で、第４図中の４２に相当
する。レンズ取付板１４には後述の取付ネジ１６
がねじ込まれる複数個のネジ孔１４ａが形成され
ている。

１５は形状記憶合金製の温度感応部材で、この
温度感応部材１５の中心には取付ネジ１６が貫通
する貫通孔１５ａが形成されている。取付ネジ１
６には先端部にネジ部１６ａが形成され、ネジ部
１６ａとストレート部１６ｂとの境目には段差部
１６ｃが設けられ、頭部には後述のバイアスバネ
１７を保受するための座広部１６ｄが形成されて
いる。なお、この座広部１６ｄはネジに一体に設
けず、座金などで代用してもよい。

１７はスパイラル状のバイアスバネで、投写レ
ンズ１１が保持されたレンズホルダ１３を温度感
応部材１５に押し付けるよう押圧する。

取付ネジ１６のストレート部１６ｂと、レンズ
ホルダ１３の取付孔１３ｂとは、適度のギヤツプ
を保つた遊合状態になされている。

第１図に示すように、取付ネジ１６はバイアス
バネ１７が挿入され、レンズホルダ１３の取付孔
１３ｂ、温度感応部材１５の貫通孔１５ａを貫通
して取付板１４のネジ孔１４ａにねじ込まれる。
取付ネジ１６のねじ込みはその段差部１６ｃが取
付板１４に当接するまで行なわれる。この状態で
バイアスバネ１７は適度に圧縮され、レンズホル
ダ１３を常時温度感応部材１５に押圧するととも
にレンズホルダ１３が安定して保持される押圧強
度に設計がなされている。

第２図は形状記憶合金製の温度感応部材１５の
詳細形状を示したものである。なお、破線で示し
た形状はバイアスバネ１７の押圧力を受けて変形
した時の形状を表したものである。

形状記憶合金は、所定温度A_f以上のその材料
に適した温度で熱処理されるとともに所望の形状
に加工されて初期形状が付与される。その後、
A_s以下（A_f＞A_s）の温度で力が加えられて変形
しても、A_f以上の温度になると再び元の形状に
復帰するという性質を有している。

第３図は形状記憶合金の温度（Ｔ）上昇に伴
う、歪（ε）の回復曲線を模式的に示したもので
ある。A_sの温度にて歪回復が始まり、A_fの温度
にて歪回復が終了して初期の形状に復帰する。本
装置では、A_sとA_fの間における形状記憶合金の
示す挙動をを利用している。投写レンズが使用さ
れる温度範囲（約０℃〜60℃）が、このA_s〜A_f
に間になるよう、形状記憶合金の選択および材料
設計を行う必要がある。なお、A_sおよびA_fは、
使用温度範囲の下側温度（Ｌ）、上側温度（Ｈ）
より少し外側に位置するよう設定するのが好まし
い。この形状記憶合金は、バイアスバネなどによ
つて、常に押圧力、引張力、ねじりなどの力が加
わり、この力と均り合うような歪応力が発生し
て、均衡状態を保つている。

次に以上のように構成された結像補正装置の動
作を説明する。

まず、第１図に示すような状態に投写レンズ装
置が組み立てられると、CRTの映像がスクリー
ン上へ鮮明に投写されるように投写レンズ１１を
回転させてフオーカス調整が行なわれる。このと
き鏡胴１２とレンズホルダ１３とはねじによる螺
合であるので、投写レンズ１１を左右方向に回転
させれば前後に少しづつ移動させることができ
る。

このように、ある雰囲気温度にてフオーカス調
整がされるが、前述したように雰囲気温度が変動
すれば投写レンズの焦点距離が変動し、スクリー
ン上の像のピントがずれる。第１図に示すような
ごく一般的な投写レンズでは、温度が上昇すると
焦点距離が長くなつて投写距離が伸びる。レンズ
を全てPAAM樹脂で製造したとすれば、投写距
離は約２〜３mm／℃の割合で変化する。

しかるに、温度が上昇すると形状記憶合金製の
温度感応部材１５が初期形状に復帰する方向に移
行する。すなわち、A_s側よりA_f側方向に移行す
る。このことにより、第２図に示した寸法Ｗが微
少量増加する。このとき、形状記憶合金の温度上
昇によつて発生する復元力はそれを変形するのに
要する力より数倍大きく、温度感応部材１５はバ
イアスバネ１７の押圧力によつて変形している
が、周囲温度が上昇すると前述の如く形状復帰方
向に移行するのでバイアスバネ１７の押圧力に抗
してレンズホルダ１３を寸法Ｗの増加量だけ左方
向に押動させる。したがつて、投写レンズ１１は
寸法Ｗの増加量だけ左側に移動し、投写レンズ１
１とCRTのフエースプレートFPとの間隔が微少
量増加する。これにより、温度上昇に伴う焦点距
離の増大によるスクリーン上でのピントのはずれ
を補正して、常に良好な結像状態を保持すること
ができる。

次に、温度が降下すると、温度感応部材１５
は、バイアスバネ１７の押圧力によつて変形され
寸法Ｗが減少する。この変形歪み量は、第３図に
示すA_s〜A_f曲線に沿つて移行し、温度と歪量と
の均衡したところに移行する。従つて、温度下降
による焦点距離の縮小によるスクリーン上でのピ
ントのはずれを補正することができる。

このような過程で、温度の昇降に応じて投写レ
ンズ１１を微少に左右に押動することにより、常
にスクリーン上に鮮明に結像するように、自動的
に調整が行なわれる。

もちろん、温度感応部材１５の温度−歪回復特
性材料強度等はバイアススプリングの強度使用投
写レンズの特性や実装状態に応じて適切な設計が
なされなければならない。

発明の効果以上のように、本発明によれば、形状記憶合金
製の温度感応部材を投写レンズとレンズ取付板と
の間に介在させることにより、この部材の、温度
上昇による形状回復効果を利用して投写レンズと
CRTとの間隔を微少量変化させることによつて、
温度変化で投写レンズの焦点距離変化してもこれ
を補正して常にスクリーン上に鮮明な映像を投写
することができるものである。

さらに、図面からも理解されるように、きわめ
て簡素な構成であるので組立ても従来とほとんど
変わりなく行え、しかも低コストでその目的を達
成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における結像補正装
置の断面図、第２図ａ，ｂはその形状記憶合金製
の温度感応部材の形状詳細図、第３図はその形状
記憶合金の歪み−温度回復曲線を示す特性図、第
４図は従来例の投写型テレビの光学配置図、第５
図はその投写レンズの拡大投影状態を示す側面図
である。１１……投写レンズ、１２……鏡胴、１３……
レンズホルダ、１４……レンズ取付板、１５……
温度感応部材、１６……取付ネジ、１７……バイ
アススプリング、４１……投写レンズ、４２……
取付板、４３……小型CRT、４４……透過型ス
クリーン板。

Claims

【特許請求の範囲】

１投写レンズを装着した鏡胴を保持するレンズ
ホルダと、上記レンズホルダを取り付ける取付板
と、上記レンズホルダと上記取付板とに挟持され
温度上昇に伴つて所定量形状回復変形する形状記
憶合金製の温度感応部材と、上記レンズホルダを
上記取付板に固着する取付部材と、上記レンズホ
ルダと上記取付板との間に介在し上記レンズホル
ダを上記温度感応部材に押圧する押圧部材とを備
えたことを特徴とする結像補正装置。