DE3327246A1

DE3327246A1 - Projektionsfernsehempfaenger mit einheitlichem optikrahmen

Info

Publication number: DE3327246A1
Application number: DE19833327246
Authority: DE
Inventors: Bertram Vanbreemen; James Robert Indianapolis Ind. Young
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1984-02-09
Also published as: JPS5944181A; US4506295A

Description

-A-

RCA 7 8565 Sch/Vu
U.S.Ser.No. 403,457
vom 30. Juli 1982

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Projektionsfernsehempfänger mit einheitlichem

Optikrahmen
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Die Erfindung bezieht sich auf die Befestigung und Justierung optischer Komponenten in einem Rückwärtsprojektions-Fernsehempfanger.

Großschirm-Projektionsfernsehempfänger gibt es mit Frontoder Rückprojektion. Bei Frontprojektionsempfängern trifft Licht, welches von einer oder mehreren Projektions-Kathodenstrahlröhren kommt, auf die Vorderseite eines Reflexionsschirmes und erzeugt auf diese Weise ein sichtbares Bild.

Frontprojektionsempfänger können ein-oder zweiteilig aufgebaut sein, wobei einteilige Geräte im allgemeinen einen
gefalteten Strahlengang mit einem Spiegel haben, während
bei zweiteiligen Geräten ein freistehender Schirm von den Bildröhren und elektronischen Komponenten in einer vorbestimmten Entfernung angeordnet ist.

Bei Rückprojektionsempfängern fällt Licht von den Projektionsröhren auf die Rückseite eines durchscheinenden
Schirmes und erzeugt dabei auf der Vorderseite des Schirmes ein sichtbares Bild. Rückprojektionsgeräte enthalten
sämtliche elektronischen und optischen Komponenten in
einem einzigen Gehäuse, so daß man einen kompakteren
weniger sperrenden Aufbau erhält.

Bei beiden Projektionsempfängertypen erfordern die großen Abmessungen des letztlich erhaltenen Bildes eine genaue Ausrichtung der optischen Komponenten, damit man ein verzerrungsfreies Bild erhält. Bei Empfängern mit drei Projektionsröhren läßt sich eine stabile Ausrichtung und Konvergenz der überlagerten Raster nicht erreichen, wenn man die räumliche Beziehung zwischen den Röhren, den optischen Komponenten und dem Bildschirm nicht sorgfältig kontrolliert.

Die Justierung der gegenseitigen Lagen der Komponenten des Empfängers ist schwierig. Wegen der gefalteten oder zweiteiligen Konstruktion sind Frontprojektionsgeräte besonders anfällig gegen Justierfehler oder Fehlausrichtungen der Teile. Obwohl Rückprojektionsempfänger in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, können auch bei ihren Komponenten Ausrichtungsfehler auftreten. Die einzelnen optischen Teile sind normalerweise mit Haltegliedern am Gehäuse befestigt. Jedoch können sich die Abmessungen des üblicherweise aus Holz bestehenden Gehäuses bei Änderung der Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit und Temperatur sowie Alterung verändern, und daraus resultieren Änderungen der gegenseitigen Lage der Projektionsröhren, des Spiegels und des Schirmes, welche die Bildqualität beeinträchtigen können. Ist dies der Fall, dann muß der Betrachter ein qualitativ schlechteres Bild in Kauf nehmen oder dafür sorgen, daß periodisch ServiceJustierungen durchgeführt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rückprojektions-Fernsehempfänger mit einem Rahmenaufbau, an dem die optischen Elemente des Empfängers befestigt sind. Zur Feinjustierung dieser Komponenten sind Vorkehrungen getroffen. Der Rahmen erlaubt eine einfache Montage und Wartung des Empfängers und fixiert die gegenseitige räumliche Lage zwischen den Komponenten unabhängig von Umgebungseinflüssen oder anderen Faktoren.

Gemäß der Erfindung enthält ein Rückprojektions-Fernsehempfänger einen einheitlichen Gerüstrahmen, an dem drei Projektionsröhren mit den zugeordneten Linsenelementen befestigt sind. Ein erster Spiegel zum Reflektieren des von den Projektionsröhren erzeugten Lichtes ist ebenso wie ein zweiter Spiegel zum Reflektieren des vom ersten Spiegel kommenden Lichtes am Rahmen montiert. Bei einer Ausführungsform ist am Rahmen ferner ein Projektionsschirm montiert, auf dessen Rückseite das Licht vom zweiten Spiegel fällt. Der Gerüstrahmen fixiert damit die relative Lage zwischen den Bildröhren, den Spiegeln und dem Schirm.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Form eines

Rückprojektions-Fernsehempfängers; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Rahmens zur Komponentenbefestigung für einen Rückprojektions-Fernsehempfänger gemäß der Erfindung und Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Rahmens mit montierten Fernsehprojektionskomponenten.

Ein Rückprojektions-Fernsehempfänger, wie er schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, enthält eine Mehrzahl (typischerweise drei) horizontal ausgerichteter Projektions-Kathodenstrahlröhren 10, 11 und 12. In Fig. 1 ist nur die Röhre zu sehen. Die Röhren 10, 11 und 12 sind Einfarbröhren, welche rote, grüne bzw. blaue Bilder erzeugen. Jeder dieser Röhren ist ein Linsensystem 13, 14 bzw. 15 zugeordnet, und jedes Linsensystem 13, 14 und 15, von denen in Fig. 1 nur das Linsensystem 13 gezeigt ist, kann an der Vorderoder Schirmseite seiner zugehörigen Projektionsröhre befestigt sein und einen gerade oder abgewinkelten Lichtweg, in Abhängigkeit von der gewünschten Orientierung der 5 Röhren oder der anderen optischen Komponenten des Empfängers, ergeben. Beispielsweise kann es möglich sein, den

Projektionsempfänger kompakter zu bauen, wenn man ein Linsensystem verwendet, das eine rechtwinklige Ablenkung der von den Projektionsröhren kommenden Lichtwege ergibt. Das Bild wird von einem ersten Spiegel 16 und einem zweiten Spiegel 17 auf die Rückwand des Rückprojektionsschirms 20 reflektiert. Der Projektionsschirm 20 kann verschiedene Schirmmaterialschichten aufweisen einschließlich einer Fr.esnel-Linse zur Kollimierung des Lichts und einer Lentikularlinsenschicht zur Definierung des Betrachtungswinkeis für die Zuschauer. Die von jeder der Projektionsröhren 10, 11 und 12 abgetasteten einfarbigen Raster werden auf dem Schirm zu einem einzigen Farbbild überlagert. Selbst bei einer relativ geringen Fehlausrichtung der Projektionsröhrenspiegel oder des Schirmes kann im endgültigen Bild eine erhebliche Fehldeckung der Farben oder Fehlkonvergenz auftreten.

Die Gehäuse von Projektionsfernsehempfängern bestehen üblicherweise aus Holz, und die optischen Komponenten sind am Gehäuse entweder unmittelbar oder indirekt über Montageelemente befestigt, um der Konstruktion Starrheit zu verleihen. Das Holzgehäuse und die Montageelemente können sich jedoch in ihren Abmessungen und ihrer Form infolge von Feuchtigkeits- und Temperaturänderungen und Alterung der Holzkonstruktion ändern. Damit ändern sich auch die relativen Positionen der optischen Elemente, weil diese am Gehäuse befestigt sind. Diese Positionsänderungen können Ausrichtungs- und Konvergenzfehler ergeben, die eine Justierung erfordern. Bei bestimmten Bedingungen kann eine solche Justierung häufig notwendig sein, so daß die Wartungskosten des Empfängers unerwünscht hoch werden.

Entsprechend der Erfindung zeigt Fig. 2 einen gerüstförmigen Rahmen 21 zur Befestigung der optischen Elemente für die Verwendung in einem Projektionsfernsehempfänger. Die optischen Komponenten des Empfängers werden in einer noch

zu beschreibenden Art und Lage am Rahmen 21 befestigt.

Der Rahmen 21 selbst ist innerhalb eines nicht dargestellten Gehäuses befestigt. Er kann aus einer Metallröhrenkonstruktion bestehen, wie Fig. 2 zeigt, die eine gerüstförmige Konstruktion großer Festigkeit und Verbindungsfreiheit ergibt.

Der Rahmen 21 hat eine rechteckige Basis 22 mit Querversteifungen 23 und 24. Nahe einem Ende der Basis 22 befindet sich eine abgewinkelte Plattform 25. Von den der Plattform 25 entgegengesetzten Ecken der Basis 22 ragen Stützen 26 und 27 nach oben. Nahe der Querversteifung 24 ragen Stützen 30 und 31 von der Basis 22 nach oben. Die Stützen 26 und 30 sowie die Stützen 27 und 31 sind über Versteifungsglieder 32 bzw. 33 jeweils miteinander verbunden.

Zwischen den Stützen 26 und 27 befindet sich abgewinkelt ein dreiseitiger Unterrahmen 34 mit Seiten 50 und 51 und einem Endteil 52. Ein ähnlicher dreiseitiger Unterrahmen 35 mit Seiten 53 und 54 und einem Endteil 55 verläuft zwischen den Stützen 30 und 31. Das Endteil 52 des Unterrahmens 34 ist an den Seiten 5 3 und 54 des Unterrahmens nahe dem Endteil 56 befestigt. Auf diese Weise sind die Unterrahmen 34 und 35 miteinander verbunden und bilden zwei geschlossene Rahmen.

Anhand der Fig. 2 und 3 sei nun die Befestigung der optischen Komponenten am Rahmen 21 beschrieben.

Die Projektionsröhren 10, 11 und 12 werden an einer metallisehen Montageplatte 36 montiert, die dann am Rahmen 21 zwischen den Stützen 26 und 27 und dem Unterrahmen 35 befestigt wird. Das von der Bildröhrensichtflache kommende Licht wird durch Linsensysteme 13, 14 und 15 um 90° umgelegt. Ein erster reflektierender Spiegel 37 ist an der abgewinkelten Plattform 25 befestigt, deren Winkel so gewählt ist, daß das von den Linsensystemen 13, 14 und 15 kommende Licht auf einen zweiten Spiegel 40 reflektiert wird. Der

zweite reflektierende Spiegel 40 ist größer als der Spiegel 37 und mit Hilfe einer nicht dargestellten Brücke am Unterrahmen 35 derart befestigt ist, daß der Spiegel an vier Punkten gehalten wird, obwohl er am Rahmen 21 an drei Punkten befestigt ist, um Spiegelverzerrungen oder -beanspruchungen infolge von Vibrationen oder Rahmenbewegungen zu reduzieren. Ein Rückprojektionsschirm 21 ist am Endteil 55 des Unterrahmens 35 mit Hilfe einer Klammer ■ 42 befestigt, so daß er an seiner Oberkante aufgehängt ist. Alternativ kann der Schirm 41 beispielsweise mit Hilfe von Schrauben auch direkt am Endteil 55 befestigt sein. Die elektrischen Chassiskomponenten des Empfängers können an einem Bord 43 montiert sein, welches gemäß Fig. 3 am Rahmen 21 befestigt ist, um den Empfänger weiter zu komplettieren.

Die jeweilige Lage der Spiegel 37 und 40 und die Verwendung der lichtumlenkenden Linsensysteme 13, 14 und 15 ermöglichen einen Verlauf des Hauptlichtweges 44, bei welchem der Schirm 41 nahe am Boden angeordnet werden kann. Damit erhält man ein kleineres kompaktes Gehäuse, welches in einer Wohnung ästhetisch angenehmer empfunden wird.

Bekannte Techniken für die Anordnung und Montage der Komponenten erforderten erhebliche Justierungen des Empfängers bei dessen Installation. Die Optikrahmenkonstruktion gemäß der Erfindung erlaubt eine Vormontage und Justierung der meisten Komponenten im Werk anstatt bei der Aufstellung des Gerätes. Das beim Rahmen 21 verwendete Metallrohr hat Ausdehnungs- und Kontraktionskoeffizienten, die wesentlich geringer als diejenigen von Holz oder Plasik sind und ändert sich nicht mit Umgebungsbedingungen.

Die Konstruktion, die Montage und Befestigungsstellen der Unterrahmen 34 und 35 wirken Biegungen und Verzerrungen des Rahmens 21 entgegen. Das in Fig. 3 durch den Pfeil 56

symbolisierte Biegemoment/ welches am Befestigungspunkt der Seiten 53 und 54 mit den Stützen 30 und 31 infolge des Gewichts des Spiegels 40 und des Schirmes 41, die am Unterrahmen 35 befestigt sind, auftritt, wird in Druckkräfte auf die Seiten 53 und 54 (durch den Pfeil 57 dargestellt) und Zugkräfte auf die Seiten 50 und 51 (durch den Pfeil 60 dargestellt) des Unterrahmens 34 umgewandelt. Die Rohrkonstruktion des Rahmens 21 ist sehr widerstandsfähig gegen Zug- und Druckkräfte und stellt daher einen außerordentlich festen Aufbau dar. Durch den hinzugefügten Unterrahmen 34 werden somit die Biegebeanspruchungen des Unterrahmens 35 verringert. Die hinsichtlich eines Rohrrahmens beschriebene Konstruktionstechnik gilt ebenso für eine Rahmenkonstruktion aus Metallblech und verringert die Biegebeanspruchung ebenso.

Die Befestigung des Projektionsschirmes am Rahmen für die optischen Elemente führt zu einer weiteren Verringerung von Veränderungen der Lage der optischen Elemente und erlaubt einen leichten Zugang zum Schirm und anderen Komponenten des Empfängers sowie deren leichte Entfernung. Durch die Befestigung des Schirmes am Rahmen kann der Empfänger auch außerhalb des Gehäuses in Betrieb genommen werden, so daß Einstellungen bei Service und in der Fabrik erleichtert werden. Gewünschtenfalls kann der Schirm am Gehäuse montiert werden, wobei der Rahmen 21 dicht beim Schirm angebracht wird. Positionsänderungen sind wegen des geringen Abstandes zwischen Schirm und Rahmen daher nur gering. Die Benutzung des Rahmens 21 für die optischen Elemente erlaubt auch einen Service oder Austausch von Empfängerteilen und optischen Komponenten ohne zeitraubende Justierungen. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß der Schirm 41 an seiner Oberseite anstatt von seiner Unterseite getragen wird, wie es bei bekannten Empfängern der Fall ist, und dadurch werden Schirmverzerrungen infolge des Schirmgewichtes geringer. Bei einer Aufhängung des

-11-Schirmes bleibt dieser auch flacher.

Der gerüstförmige Rahmen 21 für die Montage der optischen Elemente vereinfacht daher den Zusammenbau und die Aufstellung des Projektionsfernsehempfängers und erübrigt gleichzeitig periodische optische Nachjustierungen. Entwurf und Konstruktion des Rahmens 21 sorgen für die Aufrechterhaltung genauer Lagebeziehungen zwischen den optischen Komponenten, welche durch Temperatur, Feuchtigkeit oder Alterung des Empfängers nicht nennenswert beeinflußt werden.

Claims

RCA 78565 Sch/Vu
U.S.Ser.No. 403,457
vom 30. Juli 1982

RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

Projektionsfernsehempfänger mit einheitlichem

Optikrahmen

Patentansprüche

Projektionsfernsehsystem, gekennzeichnet durch einen gerüstförmigen einheitlichen Rahmen (21), der eine Mehrzahl starrer Glieder (50,51,52,53,54,55) enthält, welche geschlossene rechteckige Unterrahmen (34,35) bilden,

eine Mehrzahl von innerhalb des Rahmens (21) montierten Projektionsfernsehröhren (10,11,12) zur Erzeugung leuchtender Bilder,

eine am Rahmen montierte Spiegelanordnung (37,40), welche von den Röhren (10,11,12) kommendes Licht unter einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Spiegelanordnung richtet,

und einen so montierten Projektionsschirm (41), daß das von der Spiegelanordnung (37,40) kommende Licht auf
ihn zur Bildung eines sichtbaren Bildes auf dem Schirm auffällt,

wobei die gegenseitige Lage der Projektionsröhren
(10,11,12), der Spiegelanordnung (37,40) und des Schirmes (41) durch den Rahmen (21) fixiert ist.
2) Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelanordnung einen ersten und einen zweiten Spiegel (37 bzw. 40) aufweist, von denen der erste
Spiegel (37) Licht von den Projektionsröhren (10,11,12)
enthält und der zweite Spiegel (40) Licht vom ersten Spiegel (37) erhält und auf den Schirm (41)richtet, und daß

der zweite Spiegel (40) zwischen dem Schirm (41) und den Projektionsröhren (10,11,12) angeordnet ist.
3) Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht auf die Rückseite des Schirmes (41) zur Bildung eines Bildes auf seiner Vorderseite auftrifft.
4) Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (41) an dem einheitlichen Rahmen (21) befestigt ist.
5) Fernsehsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (41) längs seiner Oberseite an dem
einheitlichen Rahmen (21) gehaltert ist.
6) Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Glieder (50,51,52,53,54,55) einen rohrförmigen Querschnitt haben.
7) Fernsehsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Glieder (50,51,52,53,54,55) aus Metall bestehen.
8) Montagerahmen für optische Komponenten eines Projektionsfernsehempfängers, gekennzeichnet durch

eine Basis (22) ,

einen ersten Unterrahmen (35), der an der Basis (22) befestigt ist und unter einem Winkel von ihr wegragt und der eine an ihm befestigte optische Komponente (40) aufnimmt ,

einen zweiten Unterrahmen (34), der an der Basis (22) an einer anderen Stelle als der erste Unterrahmen (35) befestigt ist und mit diesem nahe dem von der Basis (22) abgewandten Ende des ersten und zweiten Unterrahmens verbunden ist,

derart, daß durch das Zusammenwirken des ersten und zweiten Unterrahmens (35,34) Durchbiegungen des ersten Unterrahmens aufgrund der auf diesem befestigten optischen Komponenten reduziert werden.
9) Montagerahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des ersten und zweiten Unterrahmens (35,34) mit der Basis (22) eine Dreieckform bilden.
10) Montagerahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Unterrahmen (35,34) jeweils eine Mehrzahl starrer rohrförmiger Metallglieder (50,51,52,53,54,55) aufweisen.