JPH0736329Y2

JPH0736329Y2 - 投写装置

Info

Publication number: JPH0736329Y2
Application number: JP396189U
Authority: JP
Inventors: 輝親前田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2004-01-18
Also published as: JPH0295309U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はビデオプロジェクター等の投写装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第３図に一般的なビデオプロジェクターの垂直断面図を
示す。ビデオプロジェクターのキャビネット１内には、
原画像をその前面パネルの内面の蛍光面に形成し且つ光
源となるCRT2が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応して３個、イ
ンライン状即ち横一直線状に配置されている。駆動回路
３の駆動によってCRT2から出射した各色の映像光Ｌは、
各CRT2の前面にカプラー４を介して取り付けられたレン
ズ鏡筒５内に導かれた後、反射鏡６で反射してスクリー
ン７上に投射される。

第４図に示すように、レンズ鏡筒５内に設けられる投写
レンズは、通常複数のレンズで構成される主投写レンズ
８と像面湾曲補正のためのカップリングレンズ（補正レ
ンズ）９とからなっている。レンズ鏡筒５は、その下端
部に設けられたフランジ部51においてねじ52によりカプ
ラー４に固着されている。そして、このレンズ鏡筒５の
内部には内筒53が摺動自在に嵌装されており、この内筒
53の内部に主投写レンズ８が取り付けられている。一
方、カップリングレンズ９は、第５図に明示するような
キャップ状の取付け金具10を用いてカプラー４に取り付
けられている。即ち、取付け金具10は、図示の如く、円
筒状の本体部の下端部に外向きフランジ101及び上端部
に内向きフランジ102が夫々設けられた形状をしてお
り、下端部の外向きフランジ101においてねじ103により
カプラー４に固着されている。そして、カップリングレ
ンズ９を円筒状本体部の内部に収容した状態で、上端部
の内向きフランジ102によりカップリングレンズ９の上
端面を押圧して、このカップリングレンズ９の全体をカ
プラー４に押圧保持している。

第５図に明示するように、取付け金具10の円筒状本体部
には、90°間隔で４つの切欠き部104が形成されてい
る。一方、レンズ鏡筒５の下端部内面には、第４図に示
すように、この取付け金具10の切欠き部104に対応して
４つの突起54が設けられており、図示の如く、これらの
突起54がカップリングレンズ９の外周面に夫々当接し
て、このカップリングレンズ９を主投写レンズ８の光軸
と合った位置に位置決めするようにしている。

第４図に示すように、レンズ鏡筒５の内部に配された内
筒53は、その側面に垂直にねじ55が固着されており、こ
のねじ55は、レンズ鏡筒５の外周面に形成された案内溝
56に挿通されている。案内溝56はねじ55とほぼ同じ幅に
形成され、図示の如く、レンズ鏡筒５の長手方向に傾斜
した状態に設けられている。また、ねじ55には蝶ナット
57が取り付けられている。そして、この蝶ナット57を緩
め、ねじ55を案内溝56に沿って移動させることにより、
内筒53がレンズ鏡筒５内を回転しながら摺動し、主投写
レンズ８がその光軸方向に移動してその焦点調整が行わ
れる。そして、合焦点位置で蝶ナット57を締め付け、内
筒53をその位置で固定する。

この種のプロジェクターに用いられるCRT2には高出力が
要求されるため、その前面に冷却用の液体を接触させて
冷却効果を向上させると同時に、輝度をより増加させ、
且つ蛍光体の信頼性の向上を図っている。この目的のた
めに、第４図に示すように、カプラー４には、CRT2とカ
ップリングレンズ９との間の空間に冷却液41が充填され
ている。このようにCRT2とカップリングレンズ９との間
に液体を充填することにより、境界面での乱反射を防
ぎ、且つ画面のコントラストを向上させる効果も生じ
る。

冷却液41としては、エチレングリコールを主成分とした
液やシリコンオイルが一般的に使用されるが、界面反射
光による投写原画像のコントラスト低下を防止すること
が主目的の場合にはゲルを用いる場合もある。また、液
体層とゲル層との組合わせの場合もある。

なお、第４図において、42は、冷却液41を密封するため
のＯリングである。

〔考案が解決しようとする課題〕

上述した構造のビデオプロジェクターには、CRT2の発熱
によって冷却液41が加熱され、その熱がカップリングレ
ンズ９に伝わってその温度が上昇するという問題があっ
た。

カップリングレンズ９の材質がガラスである場合には、
その温度上昇による寸法変化は微小であり、また、吸湿
膨張も無視でき、更に、その剛性も大きいので、上述し
た構造であっても、温度や湿度の変化によってその光学
特性が変化して問題となることは殆どない。

しかし、カップリングレンズ９がPMMA樹脂等のプラスチ
ックレンズである場合には、プラスチックの線膨張係数
が大きく、従って、温度上昇による寸法変化が問題とな
る。また、吸湿による寸法変化も大きく、無視できな
い。

第４図に示す構造において、カップリングレンズ９が温
度上昇や吸湿によって膨張すると、それを遊びなく支持
していたレンズ鏡筒５の内面突起54を押し広げようとす
る力が働く。レンズ鏡筒５及び突起54は、通常、アルミ
ニウムや、ガラスファイバーで強化したポリカーボネー
ト樹脂等で一体成形されて構成され、CRT2、冷却液41及
びカップリングレンズ９が温度上昇しても、レンズ鏡筒
５は殆ど温度上昇しないので、熱膨張は殆どない。そし
て、レンズ鏡筒５及び突起54はプラスチック製カップリ
ングレンズ９に比べてその剛性が大きいので、殆ど変形
せず、従って、カップリングレンズ９の膨張寸法は、主
としてカップリングレンズ９自身の変形によって吸収さ
れることになる。このことは、カップリングレンズ９の
凹面（レンズ面）91及び平面92が所望の光学設計値から
外れて、レンズ性能を大幅に劣化させることを意味す
る。また、カップリングレンズ９の内部に強い応力が生
じると、その部分に歪が生じ、その部分の屈折率が変化
してしまって、やはりカップリングレンズ９の光学特性
を劣化させる原因となる。

試作実験として、PMMA製のカップリングレンズ９の外径
φ_９＝122mm、アルミニウム製のレンズ鏡筒５の突起54
の部分の内径φ₅₄＝122.2mmとしたものを組み立て、20
℃の室内でCRT2を約５時間駆動した結果、カップリング
レンズ９の平面部92の温度が40℃上昇して60℃を示し、
このとき、実験開始時に焦点調整されて良好な鮮鋭度を
示していたスクリーン画像は鮮鋭度の劣化したぼけた画
像となった。また、カップリングレンズ９は熱膨張によ
りレンズ鏡筒５の突起54に強固に嵌合していた。

カップリングレンズ９の熱膨張を、線膨張係数を７×10
^-5/℃として計算してみると、 122mm×40℃×（７×10^-5）／℃＝0.34mm となる。実際には、これに吸湿膨張も加算されるが、熱
膨張だけでもレンズ鏡筒５の突起54とカップリングレン
ズ９との間のクリアランス0.2mmを越えることが分か
る。

次に、カップリングレンズ９の外径を小さくし、φ_９＝
121.8mmとして同様な実験を行ったところ、スクリーン
画像の鮮鋭度も変化せず、また、カップリングレンズ９
の強嵌合も生じなかった。このように、カップリングレ
ンズ９とレンズ鏡筒５の突起54との間のクリアランス
を、熱膨張や吸湿膨張を考慮して大きくすれば、強嵌合
によるカップリングレンズ９の変形や内部歪による屈折
率の変化等の悪影響を防止することはできるが、今度
は、主投写レンズ８とカップリングレンズ９との光軸合
わせの精度が悪くなり、特に量産時の商品の結像性能の
ばらつきが大きくなる。この光軸合わせ精度が悪い場合
のスクリーン画像は、一般的に、或る一部分は良好な結
像性能を示すが、或る部分は大幅に劣化した結像性能を
示し、スクリーン画像全体としての性能のまとまりが得
られなくなる。

そこで、本考案の課題は、ガラスレンズに比べて、生産
性、コスト、軽量性、非球面加工性等の優位性を有する
PMMA樹脂等のプラスチックレンズをカップリングレンズ
（補正レンズ）に使用した場合でも、熱膨張による寸法
増大が問題にならず、且つ精度の良い光軸合わせが容易
に行える構造を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は本考案により次のようにして解決される。

即ち、第１図に示すように、本考案の投写装置において
は、カップリングレンズである補正レンズ９′がレンズ
鏡筒５′には固定されておらず、このレンズ鏡筒５′の
横断面方向に移動可能に取り付けられている。例えば、
補正レンズ９′は、その円柱状の本体部の側面にフラン
ジ状の突出部93を有しており、このフランジ状突出部93
がその両面側から把持されることにより、補正レンズ
９′が、その軸方向には移動せず、その横断面方向にの
み移動可能に取り付けられる。

そして、レンズ鏡筒５′の内部に配される内筒53′は、
その下端部が補正レンズ９′の前縁部に嵌合する位置ま
でレンズ鏡筒５′の内部を摺動移動するように構成され
ている。このとき、例えば、図示の例のように、内筒5
3′の下端部に延長部53aを設けてもよい。

〔作用〕

本考案の投写装置においては、まず、第１図に示すよう
に、内筒53′をレンズ鏡筒５′の内部で下方に摺動さ
せ、この内筒53′の下端部を補正レンズ９′の前縁部に
嵌合させて、補正レンズ９′と主投写レンズ８との光軸
合わせを行う。

次いで、内筒53′を上方に摺動させ、この内筒53′と補
正レンズ９′との嵌合を解除するとともに、主投写レン
ズ８の焦点合わせを行い、その合焦点位置で内筒53′を
固定する。

このとき、上記補正レンズ９′は、レンズ鏡筒５′と離
間しているため、この補正レンズ９′が自由に熱膨張可
能となり、歪むことがない。

〔実施例〕

以下、第３図に示したと同様のビデオプロジェクターに
本考案を適用した実施例を詳細に説明する。

第１図に本考案の一実施例による投写装置のレンズ部分
の構成を示す。この第１図において、第４図で説明した
従来構造のものと同一の構成で良い部分には夫々同一の
符号を付して、その説明を省略する。また、従来構造の
ものと対応する部材には、同一の符号を付した。

本実施例のカップリングレンズ９′は、例えばPMMA樹脂
等からなっており、図示の如く、円柱状の本体部の上面
にレンズ面である凹面91が形成され且つ下面が平面92に
構成されている。このカップリングレンズ９′の下端部
には、その外周面にフランジ状の突出部93が一体に形成
されている。

一方、このカップリングレンズ９′が取り付けられるカ
プラー４′の上面には、このカップリングレンズ９′の
下面形状に対応した形状の凹部43が設けられている。そ
して、フランジ状突出部93の形成されたカップリングレ
ンズ９′の下端部がこの凹部43内に受容されている。こ
の凹部43の深さはカップリングレンズ９′のフランジ状
突出部93の厚さとほぼ同一に構成され、この凹部43の外
周部に円環状の取付け金具11がねじ103′により固着さ
れている。そして、この円環状取付け金具11の内方突出
部がカップリングレンズ９′のフランジ状突出部93の上
面を弾性的に下方に押圧している。

一方、カプラー４′の凹部43の底面には、従来と同様の
Ｏリング42が埋設されており、カップリングレンズ９′
のフランジ状突出部93は、円環状取付け金具11とこのＯ
リング42とにより、上下両面から弾性的に挟持されてい
る。この目的のために、Ｏリング42はカップリングレン
ズ９′のフランジ状突出部93の部分の下方に配置され
る。

このような取付け構造により、カップリングレンズ９′
は、その軸方向即ち上下方向には移動せず、その横断面
方向にのみ移動可能に構成される。但し、強制力が作用
しない限り、カップリングレンズ９′はその位置で弾性
的に固定保持される。

本実施例においては、レンズ鏡筒５′の内部に設けられ
る内筒53′は、その下端部に延長部53aを有している。
即ち、本例の内筒53′では、主投写レンズ８の取付け位
置から内筒53′の下端までの長さが従来の内筒53よりも
長く構成されている。そして、この延長部53aの部分の
外周面に環状の突部53bが一体に形成され、この突部53b
の外周面がレンズ鏡筒５′の内面に密接して、内筒53′
がレンズ鏡筒５′の内部を遊びなく摺動するように構成
されている。

一方、レンズ鏡筒５′の外周面に形成される案内溝56′
には、図示の如く、焦点合わせのための傾斜部56aの下
端に連続して、レンズ鏡筒５′の軸方向に延びる直線部
56bが形成されている。そして、内筒53′に固着された
ねじ55を、この案内溝56′の傾斜部56aから直線部56bに
移動させると、内筒53′がレンズ鏡筒５′の内部を摺動
しながら下降し、その下端部が、図示の如く、カップリ
ングレンズ９′の前縁部に嵌合するようになっている。
このカップリングレンズ９′の前縁部の外径と内筒53′
の延長部53aの内径とは、室温で互いにぴったりと嵌合
するように構成されており、この嵌合によって、カップ
リングレンズ９′の位置合わせが行われて、このカップ
リングレンズ９′と内筒53′内に取り付けられた主投写
レンズ８との間の光軸合わせが行われるようになってい
る。

なお、このとき、第２図に例示するように、内筒53′の
延長部53aの下端部内面にテーパー面53cを形成しておく
と、この内筒53′とカップリングレンズ９′との嵌合を
よりスムーズに行うことができる。

また、内筒53′とカップリングレンズ９′との嵌合深さ
は、案内溝56′の直線部56bの長さを適当に設定するこ
とによって調節することができる。

上記のようにして主投写レンズ８とカップリングレンズ
９′との光軸合わせを行った後、レンズ鏡筒５′をねじ
52でカプラー４′に固着する。そして内筒53′に結合し
たねじ55を案内溝56′の直線部56bから傾斜部56aに移動
させ、これにより、内筒53′をレンズ鏡筒５′内で回転
させながら摺動させて、主投写レンズ８の焦点合わせを
行う。この主投写レンズ８の合焦点位置は、通常、ねじ
55が案内溝56′の傾斜部56aのほぼ中央部に位置する所
にあり、このとき、内筒53′はカップリングレンズ９′
から離脱して、充分に離れた位置にある。従って、カッ
プリングレンズ９′は自由に膨張可能であり、外力によ
って変形したり、内部に応力が生じたりしてその光学特
性を劣化させることがない。特に、カップリングレンズ
９′は、その下端部に設けたフランジ状突出部93の部分
においてのみ保持され、カップリングレンズ９′の外周
面がレンズ鏡筒５′の内周面から離間しているため、他
の殆どの部分は自由に膨張することができ、その結果、
全ての方向に等方的に膨張が起こって、その光学特性は
実質的に殆ど変化しない。

また、本実施例においては、円環状の取付け金具11によ
ってカップリングレンズ９′を取り付けることができ、
従来のように複雑な形状の取付け金具（例えば、第５図
に示す取付け金具10）を用いる必要がない。従って、金
具の材料コストや製造コストが安くなるとともに、その
取付け作業も容易になる。

以上、CRTを用いたビデオプロジェクターに本考案を適
用した実施例を説明したが、本考案は、液晶パネル等の
他の画像形成面を用いた投写装置にも適用が可能であ
る。また、スクリーンは、装置形態によって、透過式ス
クリーンと反射式スクリーンとを使い分けることができ
る。

〔考案の効果〕

本考案によれば、投写レンズを構成する補正レンズの外
周面とレンズ鏡筒の内周面とが離間しているため、補正
レンズの熱膨張に起因した従来のような光学特性の劣化
を効果的に防止することができる。

従って、この補正レンズにプラスチックを用いることが
でき、その加工性、低コスト性、軽量性、量産性等の有
利な特性を利用することが可能になる。

また、補正レンズと主投写レンズとの光軸合わせを、補
正レンズと内筒とを嵌合させるだけで容易に且つ精度よ
く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるビデオプロジェクター
の要部を示す一部切欠き側面図、第２図は内筒の変形例
を示す要部縦断面図、第３図はビデオプロジェクターの
全体の構成を示す概略縦断面図、第４図は従来のビデオ
プロジェクターの要部を示す一部切欠き側面図、第５図
は従来のカップリングレンズの取付け金具を示す外観斜
視図である。２……CRT、４、４′……カプラー、５、５′……レン
ズ鏡筒、８……主投写レンズ、９、９′……カップリン
グレンズ（補正レンズ）、11……取付け金具、41……冷
却液、53……内筒、56……案内溝、93……突出部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】原画像形成面の前方に配された投写レンズ
を通してスクリーン上に画像を投写する投写装置であっ
て、前記投写レンズが、レンズ鏡筒内に配された主投写
レンズと補正レンズとで構成され、前記主投写レンズ
が、前記レンズ鏡筒内に摺動可能に嵌装された内筒に取
り付けられ、前記補正レンズが前記主投写レンズと前記
原画像形成面との間に配置され、前記内筒が前記レンズ
鏡筒内で摺動移動することによって前記主投写レンズの
焦点合わせ及び前記主投写レンズと前記補正レンズとの
光軸合わせが行われるように構成された投写装置におい
て、前記補正レンズは前記レンズ鏡筒の横断面方向に移
動可能に設けられるとともに、この補正レンズの外周面
が前記レンズ鏡筒の内周面から離間して配され、光軸合
わせの際に、前記内筒が、前記レンズ鏡筒内において、
前記補正レンズの前縁部に嵌合する位置まで摺動移動
し、焦点合わせの際に、前記内筒と前記補正レンズとの
嵌合状態が解除されるように構成したことを特徴とする
投写装置。