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Diese
Anmeldung beansprucht das Vorrecht der vorläufigen US-Anmeldung Seriennummer 60/132,832,
eingereicht am 6. Mai 1999, mit dem Titel PROJECTION TELEVISION
LENS ASSEMBLY, von F. J. Bodurek und L. O. Okorocha.
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Hintergrund
der Erfindung
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Projektionsfernseher
(PTVs) sind wohlbekannt. Im allgemeinen weist ein Projektionsfernsehgerät oder Projektor
drei Kathodenstrahlröhren (CRTs)
auf, die den Grundfarben rot, blau und grün entsprechen. Mit jeder der
CRTs ist eine Projektionslinsenanordnung verbunden, die aus mehreren
Linsenelementen besteht. Insgesamt ist es die Funktion der Linsenanordnung,
das Bild zu vergrößern, das auf
dem CRT-Schirmträger
erscheint, und es dadurch auf einem Betrachtungsprojektionsschirm
zu projizieren, der sehr viel größer als
der Schirmträger der
CRT ist.
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In
einem Projektionsfernseher wird das Bild, das auf der CRT erscheint,
einer beträchtlichen
Vergrößerung unterzogen.
Zum Beispiel weisen typische CRTs, die in Projektionsfernsehern
verwendet werden, einen Durchmesser von 3–6 Inch auf. Jedoch werden
die Bilder auf eine Projektionsschirm projiziert, der typischerweise
eine Größe aufweist,
die von 48 bis 60 Inch oder mehr reicht. In Hinblick auf diese wesentliche
Vergrößerung ist
es wichtig, daß jede
der CRTs eine maximale Helligkeit oder Lichtintensität liefert.
Tatsächlich
ist der Bedarf nach Lichtintensität ein Grund, warum drei getrennte
CRTs in Projektionsfernsehern verwendet werden. Um die Intensität zu maximieren,
wird jede CRT mit einer maximalen Leistung betrieben, um eine maximale
Lichtausgangsleistung am Schirmträger zu erzeugen. Eine Folge des
Betriebs mit einer maximalen Leistung führt zusammen mit der Tatsache,
daß jede
der CRTs im Projektionsfernseher in einem Gehäuse enthalten ist, zur Erzeugung
einer beträchtlichen
Wärme im
Gehäuse. Folglich
kann jedes der Linsen systeme, das mit jeder der CRTs verbunden ist,
einer sehr beträchtlichen Temperaturänderung
unterliegen. Tatsächlich
ist es bei Projektionsfernsehgeräten,
die kommerziell vertrieben werden und zuhause verwendet werden, nicht
ungewöhnlich,
daß die
Umgebungstemperatur im Inneren des Geräts um 40°C bis 45°C und bei einigen Komponenten
um 90°C
erhöht
wird.
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Als
Ergebnis dessen, daß das
Linsensystem einer erhöhten
Umgebungstemperatur ausgesetzt wird, werden eine Vielfalt von Verzerrungen
im Linsensystem verursacht, die von einer thermisch induzierten
Ausdehnung der Komponenten des Systems herrühren. Eine besonders unangenehme
Verzerrung, die wohlbekannt ist und durch Fachleute erkannt wird,
ist die thermisch induzierte Verzerrung eines oder mehrerer Linsenelemente,
wodurch sich die Brennweite des Linsensystems ändern wird, wenn die Umgebungstemperatur
zunimmt. Dadurch wird das auf dem Projektionsschirm angezeigte Bild
nach einigen Betriebsstunden als Ergebnis der Defokussierung unscharf
werden.
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Eine
veranschaulichende Projektionsfernsehlinsenanordnung 10 des
Stands der Technik wird in 1 gezeigt.
Wie darin gezeigt, weist eine CRT 9 einen Schirmträger 11 auf.
Die Linsenanordnung 10 ist an der CRT 9 befestigt
und weist ein erstes Linsenelement 18 auf. Wie gezeigt,
besteht das erste Linsenelement 18, das in der Technik
häufig
als ein „C-Element" oder „Bildfeldebener" bezeichnet wird und
eine einheitliche Dicke aufweist, typischerweise aus Kunststoff
und ist zur CRT 9 konvex und zur Bildseite der Linsenanordnung 10 konkav.
Der Rand des ersten Linsenelements 18 ist zwischen einem
Kuppler 19, der wiederum an der CRT 9 gesichert
ist, und einer Fokussierfassung 12 angeordnet. Typischerweise
ist der Raum 13, der durch das erste Linsenelement 18,
den Schirmträger 11 und
den Kuppler 19 definiert wird, mit einer Flüssigkeit
gefüllt
und definiert eine konkave Linse, die als ein sogenannter Bildfeldebener
dient. Zusätzlich
dient die Flüssigkeit, die
im Raum 13 enthalten ist, dazu, Wärme von der CRT 9 zum
Kuppler 19 zu leiten, der wiederum zur Maximierung der
Wärmeübertragung
in die Umgebung typischerweise mit mehreren (nicht gezeigten) Kühlrippen
versehen ist.
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Wenn
man ferner die Linsenanordnung 10 betrachtet, die in 1 gezeigt
wird, sind die Linsenelemente 14, 15, 16 und 17 alle
an einem röhrenförmigen Glied 20 befestigt,
das als eine Linsenzelle bezeichnet wird, die in einem röhrenförmigen Glied 12 aufgenommen
ist, das als Fokussierfassung bezeichnet wird. Das Linsenelement 14 wird
häufig
als das sogenannte „A-Element" bezeichnet. Entsprechend werden
die Linsenelemente 15 und 16 im allgemeinen als
die „B-Elemente" bezeichnet. Das
Linsenelement 17 kann entweder als ein sogenannter „B/C-Korrektor" kategorisiert werden,
oder das Linsenelement 17 kann mit den Linsenelementen 15 und 16 zusammen
gruppiert werden und zusammen als die „B-Elemente" bezeichnet werden.
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Wie
in 1 erkannt werden kann, sind die Abstände zwischen
den Linsenelementen 14, 15, 16 und 17 fest,
da sie jeweils am röhrenförmigen Glied 20 gesichert
sind. Jedoch kann der Abstand zwischen dem Linsenelement 17 und
dem ersten Linsenelement 18 eingestellt werden, indem die
Linsenzelle 20 zum ersten Linsenelement 18 oder
von ihm weg bewegt wird. Wenn Projektionsfernsehgeräte zusammengebaut
werden, wird diese axiale Bewegung durchgeführt, um das Bild auf dem Projektionsschirm
zu fokussieren. Nachdem das Bild fokussiert ist, wird dann die axiale
Position des röhrenförmigen Glieds 20 bezüglich der
Fokussierfassung 12 fixiert. Eine Vorrichtung zum Erreichen
einer solchen Einstellung wird im US-Patent 5,276,555 gezeigt.
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Nachdem
die Linsenanordnung 10 fokussiert ist und die Linsenzelle 20 bezüglich der
Fokussierfassung 12 fixiert ist, wird das Gerät dann an
den Benutzer geliefert. Daraufhin wird beim Betrieb des Linsensystems,
wie oben beschrieben, es einer erhöhten Umgebungstemperatur ausgesetzt.
Das Linsenelement 16 weist, wie in 1 gezeigt,
typischerweise die maximale positive Brechkraft im System auf. Aus diesem
Grund und in Vorgriff auf die hohe Temperatur, der es ausgesetzt
sein wird, besteht dieses Element typischerweise aus Glas, wodurch
es als Ergebnis dessen, daß es
einer erhöhten
Temperatur ausgesetzt wird, einer kleinen Verzerrung unterliegen wird.
Jedoch weist im Gegensatz dazu das Linsenelement 18 eine
beträchtliche
negative Brechkraft auf, besteht aus Kunststoff und ist ziemlich
dünn. Wenn es
folglich für
eine lange Zeitspanne einer erhöhten Umgebungstemperatur
und der erwärmten
Flüssigkeit
im Raum 13 ausgesetzt wird, wird sich das erste Linsenelement 18 verzerren
und die Verzerrung wird sich als eine Zunahme des Krümmungsradius
der Linse und dadurch einer Abnahme der negativen Brechkraft jenes
Elements manifestieren. Ohne Korrektur wird das Ergebnis der Verzerrung
des ersten Linsenelements 18 ein Verlust an Bildschärfe des
Bildes sein.
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Obwohl
der Erfindung, die im US-Patent 4,236,790 offenbart wird, einen
Mechanismus zur Kompensation der Linsenverzerrung bereitstellt, kann
die Erfindung nach dem Zusammenbau nicht manuell fokussiert werden,
und kann nur automatisch fokussiert werden, nachdem der Zusammenbau vollendet
ist. Ferner lehrt die Linsenanordnung, die im US-Patent Nr. 4,525,745
offenbart wird, eine Fokussierung der Linsenanordnung mit beweglichen Teilen,
wo ein Kolben in einem Zylinder, der an der Brennweiteneinstellung
der Linsenanordnung angebracht ist, um sich drehend im Zylinder
bewegt, der wiederum das Linsegehäuse axial bewegt, wodurch folglich
eine automatische Fokussierung sowohl durch eine drehende als auch
axiale Bewegung erzielt wird.
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Eine
Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Konstruktion und ein Betriebsverfahren
bereitzustellen, wodurch es in einer Projektionsfernseh-Linsenanordnung
eine automatische Kompensation der Linsenverzerrung gibt, die als
Ergebnis von Temperaturänderungen
auftritt, denen die Anordnung ausgesetzt ist. Dadurch wird die Brennweite
des Systems aufrechterhalten und die Einbuße an Bildschärfe wird entweder
verhindert oder wesentlich reduziert.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, eine Konstruktion und ein Betriebsverfahren
einer PTV-Linsenanordnung bereitzustellen, wodurch sich der Verzerrung
einer Linse automatisch angepaßt
wird.
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US 5,731,917 (Inoue) beschreibt
ein Linsensystem für
eine Projektionsanzeige mit einem Bimetallblech, das zwischen inneren
und äußeren Röhren angeordnet
ist, um eine Temperaturkorrektur bereitzustellen. Das Bimetallblech
greift in eine Schlitzanordnung ein, so daß eine Biegung des Blechs eine Rotation
der Röhren
in Bezug zueinander mit einer axialen Bewegung zur Korrektur der
Fokussierung bewirkt.
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Erfindungsgemäß wird eine
Projektionslinsenanordnung bereitgestellt, wie im Anspruch 1 angegeben.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist das röhrenförmige Glied
in einem Projektionsfernsehlinsensystem, das die A- und B-Elemente
trägt,
während
des Betriebs des Systems nicht longitudinal fixiert. Zusätzlich ist an
einem Ende der Linse eine feste Montagestelle vorgesehen, d.h. eine
Montagestelle, die in ihrer Position bezüglich der CRT-Anordnung 9 fixiert
ist. Es ist dann eine Vorrichtung vorgesehen, die die feste Montagestelle
mit dem röhrenförmigen Glied
verbindet. Die thermischen und strukturellen Eigenschaften der Vorrichtung
werden so gewählt,
daß sich
die Vorrichtung als Reaktion auf Temperaturänderungen selbst verzerrt und
dadurch als Reaktion auf eine erhöhte bzw. verminderte Umgebungstemperatur
die A- und B-Linsenelemente nur axial und nicht drehend zum C-Element
hin oder von ihm weg bewegt.
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In
der bevorzugtesten Ausführungsform
befindet sich die feste Montagestelle an der Fokussierfassung auf
der Bildseite der Linsenanordnung. Die Röhre, die die A- und B-Elemente
trägt,
die als A/B-Anordnung bekannt sind, ist in der Fokussierfassung
angebracht, und ist mit der Fokussierfassung durch einen Polymerstab
verbunden, der an einem Ende an der Fokussierfassung befestigt ist,
und am anderen Ende an der A/B-Anordnung fixiert ist. Dadurch dehnt
sich der Stab aus, wenn die Umgebungstemperatur zunimmt, und bewegt
die A/B-Anordnung nur axial und nicht drehend zum C-Element. Das
Material des Stabs und seine Abmessungen werden so ausgewählt, daß als Reaktion
darauf, daß sie
einer erhöhten
Umgebungstemperatur ausgesetzt wird, die A/B-Anordnung um einen
Betrag zum C-Element hin bewegt wird, der geeignet ist, die Brennweite
aufrechtzuerhalten oder die Verzerrung des C-Elements im wesentlichen
auszugleichen. Aufgrund der Beschaffenheit der Anbringung des Stabs an
dem röhrenförmigen Glied,
das die A/B-Anordnung trägt,
bewegt sich das röhrenförmige Glied
axial und nicht drehend.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Seitenschnittansicht einer Linsenanordnung des
Stands der Technik.
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2 ist
eine schematische Seitenschnittansicht einer Linsenanordnung, die
die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung verkörpert.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kupplers.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht mit aufgelösten Einzelteilen einer Fokussierfassung
und einer Linsenzelle.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer Linsenzellenhälfte, die zusammen mit seiner
passenden Hälfte
die Linsenzelle bildet.
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6a ist
eine perspektivische Ansicht eines Thermostabs, der die bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung verkörpert.
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6b ist
eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Thermostabs, der
in 6a gezeigt wird.
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6c ist
einen Ansicht mit aufgelösten
Einzelteilen einer Thermostabanordnung, die die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung verkörpert.
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6d ist
eine perspektivische Ansicht der Thermostabanordnung, die in 6c gezeigt
wird.
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6e ist
eine Seitenschnittansicht der Thermostabanordnung, die in 6d gezeigt
wird.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht einer Linsenzelle, die in der bevorzugten
Ausführungsform der
Erfindung verwendet wird.
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8 ist
eine bruchstückhafte
perspektivische Ansicht einer Linsenzellenanordnung der vorliegenden
Erfindung
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Bezugnehmend
auf 2 wird das Konzept der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht. Wie darin gezeigt, weist die Glaslinsenanordnung 23 eine CRT 9 auf,
die einen Schirmträger 11 aufweist.
An der CRT 9 ist ein Kuppler 32 gesichert bzw.
befestigt. Das erste Linsenelement 18 ist in der Linsenanordnung 23 fixiert,
indem sein Umfang zwischen dem Kuppler 32 und der Fokussierfassung 30 angeordnet ist.
Das röhrenförmige Glied 36,
das in der Technik auch als die Linsenzelle bezeichnet wird, ist
in der Fokussierfassung 30 angebracht. Die Linsenzelle 36 trägt veranschaulichend
mindestens zwei Linsenelemente, nämlich ein „A"-Element 26 und ein „B"-Element 28.
Vorzugsweise liefert das „B"-Element 28 den
Hauptteil der positiven Brechkraft der Glaslinse 23 und
besteht aus Glas. Außerdem
besteht das „A"-Element 26 vorzugsweise aus
Kunststoff, weist mindestens eine asphärische Fläche auf und korrigiert die öffnungsabhängigen Aberrationen.
Die Linsenelemente 26 und 28 sind fest in der
Linsenzelle 36 angebracht.
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Die
Linsenzelle 36 weist zwei Stifte 40 auf, die daran
angebracht sind und die an der Linsenzelle 36 annähernd 180° voneinander
beabstandet angeordnet sind. Wie in 2 gezeigt,
erstrecken sich die Stifte 40 nach außen und sind mit einem Stab 41 an einem
Ende desselben verbunden. Das andere Ende jedes Stabs 41 ist
mit den Stiften 43 verbunden, die sich radial durch die
Fokussierfassung 30 nach außen erstrecken.
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Wenn
eine Linsenanordnung 23 des in 2 gezeigten
Typs in einem Projektionsfernsehgerät angeordnet ist, wie oben
erläutert,
nimmt die Temperatur im PTV-Gerät
zu, wenn des Fernsehgerät
verwendet wird. Als Folge nimmt die Temperatur des ersten Linsenelements
oder „C"-Elements 18 zu,
und folglich wird es, wie in 2 gezeigt,
zum Beispiel zu einer neuen Position 18a verzerrt. Als
Ergebnis nimmt die Brechkraft der Linseneinheit ab, die aus dem Kuppler 32,
dem Schirmträger 11 der
CRT 9, dem „C"-Element 18 und
dem Fluid besteht, das im Raum 13 enthalten ist. Gleichzeitig
dehnen sich die beiden Stäbe 41 aus,
wenn die Temperatur zunimmt. Da die Stifte 43 an der Fokussierfassung 30 fixiert
sind, die wiederum durch die Verbindung mit dem Kuppler 32 an
der CRT 9 fixiert ist, bewegt die Ausdehnung der Stäbe 41 folglich
die Linsenzelle zum „C"-Element 18 hin.
Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Stäbe 41 und die Länge der
Stäbe 41 sind
so ausgewählt,
daß die
Ausdehnung der Stäbe 41,
und dadurch die Bewegung der Linsenzelle einen Abstand zwischen
den Linsenelementen 28 und 18 aufrechterhält, so daß die Bildschärfe aufrechterhalten
wird. Wenn ein PTV-Gerät,
das eine solche Linsenanordnung 23 enthält, ausgeschaltet wird, wird
die Temperatur im Gerät
und dadurch die Umgebungstemperatur der Linsenanordnung 23 reduziert,
die in 2 gezeigt wird, und wenn die Abkühlung stattfindet, kehrt
das erste „C"-Element 18 an seine ursprüngliche
Position zurück.
Entsprechend ziehen sich die Stäbe 41,
wenn sie abkühlen,
zu ihrer ursprünglichen Position
zusammen, und die Linsenzellenanordnung 23 wird zu ihrer
ursprünglichen
Position zurückgebracht.
Daher ist die Bildschärfe
bzw. der Fokus richtig, wenn das Gerät das nächste Mal eingeschaltet wird.
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Es
wird nun die Konstruktion spezifischer Komponenten zur Bildung der
Linsenanordnung 23, die in 2 gezeigt
wird, und zur Verwirklichung der bevorzugtesten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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In 3 wird
die Bildseite eines Kupplers 100 gezeigt, der dazu bestimmt
ist, an einer CRT 9 in einer herkömmlichen Weise befestigt zu
werden, die Fachleuten bekannt ist. Der Kuppler 100 besteht
typischerweise aus einem geformten Kunststoffmaterial. Typischerweise
ist eine Stütze
bzw. Klammer um die CRT 9 befestigt und weist Aufnahmestützen auf. Wenn
er an einer CRT 9 befestigt ist, erstreckt sich ein Bolzen
durch jede Stütze
und geht durch jedes der Löcher 147,
die in jeder Ecke des Kupplers 100 angeordnet sind. Der
Kuppler 100 wird dadurch an der Vorderseite der CRT 9 angebracht
und abgedichtet. Wie in 3 gezeigt, endet die Bildseite
des Kupplers 100 in einer kreisförmigen Öffnung 106, die einen
Vorsprung 108 aufweist. Der Kuppler 100 weist eine Öffnung 110 auf,
die verwendet werden kann, um den Kuppler 100 mit einer
Kopplungsflüssigkeit zu
füllen,
wenn die endgültige
Linsenanordnung 23 vollendet ist. Ein O-Ring 112 ist
am Vorsprung 108 angeordnet. Die kreisförmige Öffnung 106 ist von senkrechten
Pfosten 114 umgeben, die jeweils eine Ausrichtungsstiftaufnahmeöffnung 116 in
deren Ende aufweisen. Der in 3 gezeigte
Kuppler 100 weist sechs solcher Pfosten 114 auf.
Die Ausrichtungsstiftaufnahmeöffnungen 116 sind
Ausrichtungsöffnungen und
ihre Funktion wird im folgenden beschrieben. In jeder Ecke des Kuppler 100 befindet
sich ein senkrechter Steg 149, der an einer Anschlußfläche 104 endet,
die eine Öffnung 102 darin
aufweist. Die Anschlußflächen 104 sind
koplanar, und wenn der Kuppler 100 an einer CRT 9 angebracht
wird, weisen die Anschlußflächen zur
Bildseite der Linsenanordnung 23.
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Bezugnehmend
auf 4, wird darin eine Fokussierfassung 120 gezeigt,
die wie der Kuppler 100 typischerweise aus einem geformten
Polymer besteht. Von der unteren oder Gegenstandsseite der Fokussierfassung 120 erstrecken
sich sechs Ausrichtungsstifte 122. Um den Umfang der Fokussierfassung 120 sind
auf deren Gegenstandsseite vier Befestigungsstützen 126 angeordnet,
von denen jede eine Öffnung 128 aufweist.
Ferner weist die Oberseite der Fokussierfassung 120 einen
Steg 144 auf, der einen Fokussierungsschlitz 142 aufweist.
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Beim
Vorgang des Zusammenbaus wird der in 3 gezeigte
Kuppler 100 an einer CRT 9 befestigt, wie oben
beschrieben. Danach wird das „C"-Element oder das
erste Linsenelement 18, das in 2 gezeigt
wird, auf dem Kuppler 100 in der Öffnung 106 angeordnet,
und der konvexe Abschnitt der Linse erstreckt sich darin nach unten,
d.h. er ist in der kreisförmigen Öffnung 106 angeordnet
und sein Rand ruht auf dem O-Ring 112, der durch den Vorsprung 108 gehalten
wird. Danach wird die in 4 gezeigte Fokussierfassung 120 mit
dem Kuppler 100 zusammengefügt, indem die Ausrichtungsstifte 122 in
jede der Ausrichtungsstiftaufnahmeöffnungen 116 eingefügt werden,
wodurch die Fokussierfassung in einen dichten Eingriff mit dem Kuppler 100 gebracht
wird. Dadurch fügt
sich die Umfangsfläche 129 des
Kupplers 100 mit dem Umfang des „C"-Elements zusammen, das zuvor in der
kreisförmigen Öffnung 106 des Kupplers 100 angeordnet
wurde. Als Folge dieses Zusammenfügungsvorgangs wird jede Befestigungsstütze 126 an
der Fokussierfassung 120 in direkten Eingriff mit einer
jeweiligen Anschlußfläche 104 am Kuppler 100 gebracht
und jede Öffnung 128 in
jeder Befestigungsstütze 126 wird
in Ausrichtung mit einer jeweiligen Öffnung 102 einer Anschlußflächen 104 gebracht.
Es wird ein Bolzen durch jede der Öffnung 102 und Öffnung 128 geschoben,
und dadurch wird die Fokussierfassung 120 an der Vorderseite
des Kupplers 100 befestigt.
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4 zeigt
außerdem
eine Linsenzelle 130. Wie im folgenden detaillierter beschrieben
wird, weist die Linsenzelle 130 zwei Linsenzellenhälften 130a bzw. 130b auf,
die wenn sie zusammengesetzt sind, die Linsenzelle 130 bilden.
Die Linsenzellenhälften 130a und 130b werden
miteinander verblockt, indem eine Schraube in jeder von vier Öffnungen 133 befestigt
wird, die in der Linsenzellenhälfte
angeordnet sind, die teilweise in 5 gezeigt
werden. Beim Zusammenbau einer Linsenzelle 130 werden die
darin enthaltenen Linsen, zum Beispiel die Linsenelemente 26 bzw. 28 der
sogenannten „A"-Gruppe und „B"-Gruppe im Inneren
einer ersten Linsenzellenhälfte
angeordnet. Der Rand jeder Linse wird in eine Nut aufgenommen, die
im Inneren der ersten Linsenzellenhälfte ausgeformt ist. Wenn die
Linsen so angeordnet sind, wird eine passende Linsenzellenhälfte mit
der ersten Linsenzellenhälfte
zusammengefügt und
die beiden Linsenzellenhälften
werden miteinander verblockt, indem vier Schrauben in den vier Öffnungen 133 der
Linsenzelle 130 befestigt werden.
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Die
in 4 gezeigte Linsenzelle 130 weist die
Komponenten auf, die zusammen die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung aufweisen. So wird, bezugnehmend auf die in 5 gezeigte
Linsenzellenhälfte 130A,
eine aufrechte Versteifungsrippe 132 bereitgestellt, die
ein integraler Teil der Linsenzellenhälfte 130a ist und
annähernd
im mittleren Abschnitt der Linsenzellenhälfte 130a angeordnet
ist. Die Versteifungsrippe 132 weist an einem Ende ein
Säulenglied 54 und
am gegenüberliegenden
Ende einen ausgesparten ovalen Schlitz 137 auf. Eine (in 6d gezeigte)
Ausdehnungs- oder Thermostabanordnung 66 ist auf der Versteifungsrippe 132 angeordnet.
Die Thermostabanordnung 66 weist einen Thermostab 67 und
ein Buckelglied 64 auf. Insbesondere weist der Thermostab 67 ein
Säulenaufnahmeloch 69 auf,
das der Form des Säulenglieds 54 entspricht und
das das Säulenglied 54 sicher
aufnimmt, das in den 6–6c gezeigt
wird. Ferner weist der Thermostab 67 eine größere Öffnung 68 auf,
die so bemessen ist, daß sie
das (in 6c gezeigte) Buckelglied 64 aufnimmt.
Der Thermostab 67 weist außerdem zwei (2) Hebeflächen 71 auf,
die zwischen dem Säulenaufnahmeloch 69 und
der Öffnung 68 angeordnet
sind. Wie in 6c gezeigt, weist das Buckelglied 64 einen
zylindrischen Körper 62c auf,
der einen inneren Kern 63 aufweist, der mit einem Gewinde
versehen ist. Außerdem
weist das Ende des zylindrischen Körpers 62c einen radialen
Flansch 62 auf, der integral mit dem zylindrischen Körper 62c ist. Der
radiale Flansch 62 weist zwei Rippen 61 an einer Oberseite 62a des
Flansches 62 auf, wobei alle Rippen 61 um annähernd 180° voneinander
beabstandet sind. Das Buckelglied 64 ist in der Öffnung 68 durch
den Unterteil des Thermostabs 67 gesichert, so daß die Rippen 61 auf
der Oberseite 62a des Flansch 62 mit einem entsprechenden
Satz von Schlitzen 65 im Unterteil des (in 6b gezeigten) Thermostabs 67 zusammenpassen,
wodurch sie folglich das Buckelglied 64 in der Öffnung 68 des Thermostabs 67 sichern,
die in 6d und 6e gezeigt
wird. Ein Ende der Thermostabanordnung 66 ist am Säulenglied 54 der
Linsenzellenhälfte 130a über das
Säulenaufnahmeloch 69 verankert,
wohingegen das Ende des Buckelglieds 64 im Inneren des ausgesparten
ovalen Schlitzes 137 der Linsenzellenhälfte 130a angeordnet
ist. Die Unterseite des Flansches 62 kommt mit der Linsenzellenhälfte 130a in Reibungseingriff,
wo der Flansch 62 des Buckelglieds 64 im ausgesparten
ovalen Schlitz 137 gesichert ist. Wenn dadurch die Linsenzellenhälfte 130a mit
ihrer passenden Zellenhälfte 130b zusammengefügt wird,
erstreckt sich ein Ende des Thermostabs 67 longitudinal
zur Bildseite der Linsenzelle 130 hin und ist an der Linsenzelle 130 über das
Säulenglied 54 befestigt.
Entsprechend weist die Linsenzellenhälfte 130b eine Thermostabanordnung 66 auf,
die an ihr gesichert ist, und die beiden Linsenzellenhälften werden
miteinander mit Schrauben verblockt, die in die Öffnungen 133 geschraubt
werden, die in den 5 und 7 gezeigt
werden.
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Der
Zusammenbau der in 4 gezeigten Einheiten geht wie
folgt vor sich. Nachdem die Fokussierfassung 120 am Kuppler 100 angebracht
ist, wie oben beschrieben, wird die Linsenzelle 130 in
die Fokussierfassung 120 eingesetzt, wie durch den Pfeil 140 in 4 angegeben.
Die Linsenzelle 130 wird in der Fokussierfassung 120 so
angeordnet, daß das Buckelglied 64 unter
dem Fokussierungsschlitz 142 im Steg 144 angeordnet
und darin gesichert wird. Der zylindrische Körper 62c des Buckelglieds 64 erstreckt
sich durch den Fokussierungsschlitz 142 im Steg 144 nach
außen.
Es wird eine Befestigungsschraube 180 durch das Äußere der
Fokussierfassung 120 in den Innenkern 63 des Buckelglieds 64 eingesetzt
und eingeschraubt, wie in 8 gezeigt. Daraufhin
kann, wenn die CRT 9 aktiviert wird, die Linsenzelle 130 gedreht
werden, und da jeder der Fokussierungsschlitze 142 schief
angeordnet ist, bewirkt diese Rotation der Linsenzelle 130 eine
longitudinale Bewegung, und dadurch kann das Gerät fokussiert werden. Wenn die
Bildschärfe
erreicht ist, wird die Befestigungsschraube 180 festgezogen,
wodurch die Oberseite 62a des Flansches 62 des
Buckelglieds 64 in Lagerkontakt und festen Reibungseingriff
mit der Unterseite des Stegs 144 kommt, der den Fokussierungsschlitz 142 umgibt.
Außerdem kommen
die beiden Hebeflächen 71 in
Reibungskontakt mit der Innenseite der Fokussierfassung 120. Wenn
diese Anordnung erreicht ist, wird zu erkennen sein, daß die Linsenzelle 130 in
der Fokussierfassung 120 vermöge der Thermostabanordnung 66 gehalten
wird, die an einem Ende über
das Säulenglied 54 an
der Linsenzelle 130 und am anderen Ende über das
Buckelglied 64 an der Fokussierfassung 120 verankert
ist. Wenn sich der Thermostab 67 infolge einer Umgebungstemperaturänderung
im Gerät ausdehnt,
wird die Wärmeenergie
zum Ende des Thermostabs 67 geleitet, der über das
Säulenglied 54 an
der Linsenzelle 130 verankert ist. Folglich wird es nur
zugelassen, daß sich
die Linsenzelle 130 axial in die Richtung des „C"-Linsenelements bewegt.
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Die
Details der Struktur und der Anordnung der oben beschriebenen Vorrichtung
werden in den 5–8 dargestellt.
Bezugnehmend auf 5, wird nur die Hälfte der
Linsenzelle 130 gezeigt; die andere Hälfte wird zur Klarheit weggelassen.
Zwei der Öffnungen 133,
die in passende Teile an der anderen Hälfte der Linsenzelle eingreifen,
werden in 5 deutlich gezeigt. Außerdem wird
die Versteifungsrippe 132 und das Säulenglied 54 gezeigt,
das als ein integraler Teil der Linsenzellenhälfte 130a geformt
ist. Auf der Projektionsschirmseite der Linsenzellenhälfte 130a ist
ein ausgesparter ovaler Schlitz 137 vorgesehen. Es wird
gezeigt, daß das
Buckelglied 64 im Inneren der Linsenzelle 130 angeordnet ist
und sich radial durch den ausgesparten Schlitz 137 erstreckt.
Eine detailliertere Ansicht der Buckelglieds 64 wird perspektivisch
in 6c gezeigt.
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Erneut
auf 5 bezugnehmend, ist die Form des Schlitzlochs 137 wichtig.
Wie oben beschrieben, wird sich, insbesondere wenn die Linsenanordnung 140 vollständig ist
und die Vorrichtung verwendet wird, die Linsenzelle 130 als
Reaktion auf eine Zunahme der Umgebungstemperatur axial zur CRT 9 hin
bewegen. Um eine solche Bewegung zuzulassen, ist es notwendig, den ovalen
oder länglichen
ausgesparten Schlitz 137 vorzusehen. Mit anderen Worten
wird der zylindrische Körper 62c des Buckelglieds 64 an
der Fokussierfassung 120 fixiert sein und sich nicht bewegen
können,
wohingegen der Flansch 62 des Buckelglieds 64 der
Teil ist, der in dem ausgesparten ovalen Schlitz 137 gehalten
wird, sich jedoch axial innerhalb des ausgesparten ovalen Schlitzes 137 bewegen
kann. Um sicherzustellen, daß sich
die Linsenzelle 130 axial bewegen kann, ist es notwendig,
den länglichen
ausgesparten Schlitz 137 vorzusehen.
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Bezugnehmend
auf 7 wird die Linsenzelle 130 mit einer
daran angebrachten Thermostabanordnung 66 gezeigt. Wie
in 7 gezeigt, und wie oben beschrieben, erstreckt
sich das Säulenglied 54 durch
die Säulenaufnahmeöffnung 69,
die an einem Ende des Thermostabs 67 vorgesehen ist. Die Größe des Säulenglieds 54 und
der Öffnung 69 sind so
gestaltet, daß es
einen festen Reibungseingriff des Säulenglieds 54 und
der Öffnung 69 gibt.
Am anderen Ende erstreckt sich der obere Abschnitt des zylindrischen
Körpers 62c durch
die größere Öffnung 68 des
Thermostabs 67. Als Ergebnis wird, wenn die Linsenzelle 130 innerhalb
der Fokussierfassung 120 angeordnet ist, wie in 8 gezeigt,
die Linsenzelle 130 an der Fokussierfassung 120 durch
den Ausdehnungsstab 67 und das Buckelglied 64 angebracht, das
an der Fokussierfassung 120 befestigt ist, indem eine Befestigungsschraube 180 innerhalb
des Kerns 63 des Buckelglieds 64 gesichert wird
und die Linsenanordnung 140 mit einer Unterlegscheibe 181 und
einer Mutter 182 festgezogen wird. Folglich kann sich im
Betrieb die Linsenzelle 130 als Reaktion auf eine Änderung
der Umgebungstemperatur axial bewegen, wie in 2 funktionell
angezeigt wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Thermostab 67 aus hochdichtem Polyethylen
gefertigt. Im allgemeinen, und wie vorhergehend angegeben, wird
das Material für
den Thermostab 67 so ausgewählt, daß die Fokussierfassung 120 in
Hinblick auf die zu erwartende Temperaturänderung und die zu erwartende
Verzerrung des „C"-Elements 18 einer
Bewegung unterliegen wird, die ausreicht, die Verzerrung des ersten „C"-Elements 18 und
die Änderung
der Brechkraft der Linse auszugleichen, die durch dieses Element
gebildet wird. Berechnungen, die erforderlich sind, um die Verzerrung
des „C"-Elements 18 und
die resultierende Änderung
der Brechkraft zu bestimmten, sind Fachleuten der Technik offensichtlich,
zu der diese Erfindung gehört.
Sobald die Änderung
der Brechkraft bestimmt worden ist, können dann Fachleute abhängig von
der Beschaffenheit der Linsen, die in der Linsenzelle 130 enthalten
sind, das Ausmaß bestimmen,
in dem sich die Linsenzelle 130 zur CRT 9 bewegen
muß. Wenn
dieser Abstand bestimmt worden ist, ist es dann eine Trivialität, um in
Kenntnis der zu erwartenden Temperaturänderung den erforderlichen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten und die Länge für den Thermostab 67 zu
bestimmen.
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Folglich
wird nach dem Zusammenbau der Linsenanordnung 140 für Projektionsfernsehen
der vorliegenden Erfindung die Linsenanordnung 140 anfänglich auf
eine manuell eingestellte Fokussierungsposition manuell fokussiert,
indem gleichzeitig die Linsenzelle 130 bezüglich der
Fokussierfassung 120 gedreht wird und die Linsenzelle 130 bezüglich der Fokussierfassung 120 axial
bewegt wird. Die manuell eingestellte Fokussierungsposition wird
anschließend
an ihrem Ort durch eine Befestigungsschraube 180 verriegelt,
die die Position der Linsenzelle 130 bezüglich der
Fokussierfassung 120 verriegelt und jede weitere Drehbewegung
der Linsenzelle 130 innerhalb der Fokussierfassung 120 verhindert.
Folglich wird daraufhin, daß die
manuell eingestellten Fokussierungsposition verriegelt ist, die
Linsenanordnung 140 dann als Reaktion auf Änderungen
der Umgebungstemperatur der Linsenanordnung 140 automatisch
fokussiert. Insbesondere bewirken Änderungen der Umgebungstemperatur
der Linsenanordnung 140 eine Ausdehnung des Thermostabs 67,
die nur die axiale Bewegung und nicht die Drehbewegung der Linsenzelle 130 bezüglich der
Fokussierfassung 120 bewirkt.
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Obwohl
eine spezifische Ausführungsform der
Erfindung hierin im Detail beschrieben worden ist, werden Fachleuten
Variationen derselben offensichtlich sein, ohne die Erfindung zu
verlassen, wie sie in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist.