JP2600202B2

JP2600202B2 - 光学的結合装置

Info

Publication number: JP2600202B2
Application number: JP25873187A
Authority: JP
Inventors: 隆一奥村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPH01101077A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ビデオプロジェクタのリキッド（オプティ
カル）カップリングシステムに関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ビデオプロジェクタ用の光学的結合装置で
あり、陰極線管のパネル前面に溶媒を封入してレンズ系
の最終レンズを配設し、最終レンズとレンズブロックと
の間に、レンズブロックを最終レンズの球面中心を中心
として所定の角度に設定した状態を固定できるスペーサ
を介装することにより、液体封入部の構造を変更させる
ことなく、種々のあおり角のビデオプロジェクタに対応
させることができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

第８図に示すように、従来のビデオプロジェクタ
（１）において、陰極線管（２）とレンズブロック
（３）との間で起きる界面反射光を防止してコントラス
トを向上させ、また陰極線管（２）の冷却を行うため
に、陰極線管（２）のパネル（４）、レンズブロック
（３）及び液体封入部（７）によって囲まれた空間内に
ガラス材と略同じ屈折率を持つ透明液体（５）を封入し
て光学的に結合させる、リキッド（オプティカル）カッ
プリング装置が用いられている（特開昭59−192228号公
報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第７図に示すように、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各ビデオプ
ロジェクタ（1R），（1G），（1B）をスクリーン（６）
に対して所定の角度θを持たせて配置しているが、中央
のプロジェクタ（1G）の両隣のプロジェクタ（1R），
（1B）については、パネル（４）の両端からスクリーン
（６）への距離を等しくして像面を正しくフォーカスさ
せるために、レンズブロック（３）からスクリーン
（６）への投射角θに対して陰極線管（２）を角度δだ
け傾けている。なお、この所要のあおり角δは、δ＝ta
n^-1（n/m₀・tanθ）で与えられる。但し、m₀はレンズの
倍率、ｎは透明液体の屈折率である。そして、このあお
り角を設けるために、従来透明液体（５）の封入部
（７）の形状を変えることにより行っていた。このあお
り角は、レンズの倍率、スクリーンのサイズ等によって
変更する必要があるが、このために封入部（７）の形状
を変更することは、経費上及び管理上問題があり、また
ビデオプロジェクタの量産上の大きな障害となってい
た。

本発明は、上記問題点を解決することができる陰極線
管とレンズの光学的結合装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る陰極線管とレンズの光学的結合装置にお
いては、陰極線管（18）のパネル（24）前面に所要のレ
ンズ系の最終レンズ（14）を液体封入部（20）を介して
一体に配設して、このパネル（24）、液体封入部（20）
及び最終レンズ（14）で囲まれた空間に透明液体（21）
を封入し、レンズブロック（15）をレンズ系の最終レン
ズ（14）を除いたレンズより構成して、レンズブロック
（15）の光軸と最終レンズ（14）の光軸とがオフセット
するようにこのレンズブロック（15）を最終レンズ（1
4）の球面中心Ｐを略中心として所定の角度に設置する
と共に、最終レンズ（14）とレンズブロック（15）との
間に両者の光軸間を所定の角度をもたせて固定するため
のスペーサ（25）を介装したことを特徴とする。

レンズブロック（15）の最終レンズ（14）の球面中心
Ｐを中心とした所定の角度とは、所要のあおり角δを設
定するために必要な水平角である。また、レンズブロッ
ク（15）は、最終レンズ（14）の球面中心Ｐを中心とし
て３次元的に回転させることが可能であり、必要であれ
ば垂直方向に移動させて仰角も同時に調整することがで
きる。

最終レンズ（14）とレンズブロック（15）との間に両
者の光軸間を所定の角度に固定するためのスペーサ（2
5）の形状は、任意に設定することができる。

〔作用〕

第６図に示すように、オプティカルカップリング用の
エチレングリコール等の透明液体（21）が最終レンズ
（14）の屈折率と略等しい場合、このレンズ（14）の凸
面（19）にはレンズ効果がなく、凹面（16）のみがレン
ズ効果を有していることになる。従って、最終レンズ
（14）の凹面（16）を半径Ｒの球面とすると、その球面
の中心Ｐを中心としてレンズブロック（15）の光軸Ｋを
陰極線管（18）の中心軸Ｃに対して所要の角度δだけ傾
ければ、最終レンズ（14）とレンズブロック（15）の光
学的関係を全く変化させることなく、等価的に陰極線管
（18）の螢光面（28）にあおり角δを設けたことにな
る。

なお、球面中心Ｐを中心として回転可能なレンズブロ
ック（15）の支持機構を設けることは構造的に難しいた
め、第１図に示すように最終レンズ（14）とレンズブロ
ック（15）の鏡筒（26）との間に鏡筒（26）を所定の角
度と位置に固定するためのスペーサ（25）を取り付け
る。

〔実施例〕

第１図〜第６図を参照して本発明の実施例を、例えば
第７図に示す青Ｂのビデオプロジェクタに適用した場合
について説明する。

第１図に示すように、本ビデオプロジェクタ（11）に
係る所要のレンズ系は、従来通り例えば前方から平凸レ
ンズ（12）、中央に凸レンズ（13）及び最終の平凹レン
ズ（14）より構成するが、本発明に係るレンズ系におい
ては最終レンズ（14）とその前の２個のレンズ（12），
（13）とを分離し、前の２個のレンズ系だけでレンズブ
ロック（15）を構成する。そして、最終レンズとなる平
凹レンズ（14）は、凹面（16）に対して同じ厚さのガラ
ス層（17）で形成し、陰極線管（18）のパネル（24）、
このレンズ（14）の凸面（19）及び液体封入部（20）よ
り設けられた空間にレンズ（14）のガラス材と略同じ屈
折率を有するエチレングリコール等の透明液体（21）を
封入することにより構成する。（22）は、最終レンズ
（14）と液体封入部（20）を封着する樹脂製のＯリン
グ、（23）は、液体封入部（20）と陰極線管（18）のパ
ネル（24）との接着剤である。即ち、本発明に係るレン
ズ系の最終レンズ（14）は、陰極線管（18）と一体に構
成する。ここで最終レンズ（14）はガラス以外のプラス
チック等の材質を用いることも可能であり、また厚さも
レンズの機能を満たせば均一でなくてもよい。

第６図に示すように、上述した構成に係る最終レンズ
（14）を使用した場合、レンズ面の凸面（19）にはレン
ズ効果がなく、凹面（16）のみがレンズ効果を有するこ
とになる。従って、この半径Ｒの凹面（16）の球面中心
Ｐを中心としてレンズブロック（15）を３次元的に回転
させても、最終レンズ（14）とレンズブロック（15）と
の光学的関係には変化は、全く生じない。そこで、本発
明においてはあおり角として必要な角度δは、陰極線管
（18）の中心軸Ｃ（最終レンズ（14）の光軸に対応す
る）に対してレンズブロック（15）の光軸Ｋを、Ｐを中
心として角度δだけ傾けることにより設ける。なお、逆
にレンズブロック（15）の光軸Ｋに対して陰極線管（1
8）の中心軸Ｃの方を、Ｐを中心として傾けて所要のあ
おり角δを設けることもでき、いずれを動かすかは任意
である。

そして、ビデオプロジェクタ（11）のレンズブロック
（15）と最終レンズ（14）との位置関係を所定のあおり
角δに固定するために、最終レンズ（14）とレンズブロ
ック（15）との間にスペーサ（25）を介装する。第１図
〜第５図に示すように、このスペーサ（25）は、レンズ
ブロック（15）の鏡筒（26）の内面と最終レンズ（14）
の端部（14a）に接触する部分（25a）及び鏡筒（26）の
端部（26a）と最終レンズ（14）を保持している封入部
（20）の両側面に接触する部分（25b）を一体として形
成し、またこのスペーサ（25）の内部には最終レンズ
（14）の端部（14a）と接してレンズブロック（15）の
鏡筒（26）を所定の傾き角δに保持できる孔部（27）を
形成する。第１図と第６図に示すように、あおり角δを
付ける方向の断面で見た場合、スペーサ（25）の、鏡筒
（26）の端部（26a）と封入部（20）の両側面に接触し
ている部分（25b）について、レンズ（14）の取り付け
ピッチをｐとすると、2psinδの厚さに相当する傾きを
持たせる。また、鏡筒（26）の内面と最終レンズ（14）
の端部（14a）に接している部分（25a）についての偏心
量Haxisは、球面中心ＰからＡ面までの距離をｘとした
場合、Haxis＝（ｘ−psinδ）で与えられる。

なお、上記実施例の場合、スペーサ（25）を一体構造
として構成したが、鏡筒（26）の内面と最終レンズ（1
4）の端部（14a）に介装される部分（25a）及び鏡筒（2
6）の端部（26a）と液体封入部（20）との間に介装され
る部分（25b）を別体に構成することもできる。また、
レンズブロック（15）の光軸Ｋに対して陰極線管（18）
の中心軸Ｃが所定のあおり角δ′をもつように液体封入
部（20）を設計し、残りの角度δ−δ′をスペーサ（2
5）でもたせることも可能である。また、本発明に係る
光学的結合装置を使用した場合、螢光面（28）上で光軸
Ｋの位置がH_CRT＝ysinδ（ｙは螢光面（28）から点Ｐま
での距離）だけずれてしまうが、この問題点については
電気的に回路補正をするか、陰極線管（18）の中心軸Ｃ
をずらして取り付けることにより解消することができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液体封入部の構造を変更することな
く、種々のあおり角を有するビデオプロジェクタに対応
させることができる。また、液体封入部の種類を減らす
ことにより、型代や管理工数を削減することができる。
更に、製造工程における自動化に関して、単一部品の数
量の割合が増えることにより、量産性が向上するという
効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の断面図、第２図はスペーサの平面図、
第３図はスペーサのＡ−Ａ′線断面図、第４図はスペー
サのＢ−Ｂ′線断面図、第５図はスペーサの斜視図、第
６図は本発明の構成を示す図、第７図はプロジェクタの
配置を示す平面図、第８図は従来のプロジェクタを示す
図である。（11）はビデオプロジェクタ、（14）は最終レンズ、
（15）はレンズブロック、（18）は陰極線管、（20）は
液体封入部、（21）は透明液体、（24）はパネル、（2
5）はスペーサ、（26）は鏡筒である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極線管とレンズ系とを光学的に結合する
ための光学的結合装置において、上記陰極線管のパネル前面を囲むように配置された液体
封入部と、該液体封入部の前側に配置された上記レンズ
系の最終レンズと、上記パネル前面、上記液体封入部及
び上記最終レンズの三者に囲まれた密閉空間に装填され
た液体と、を含み、上記最終レンズと上記最終レンズを含まないレンズブロ
ックとの間にスペーサを配置することによって、上記レ
ンズブロックの光軸が上記最終レンズの光軸に対して所
定の角度だけ傾斜し且つ上記レンズブロックが上記最終
レンズの球面中心を回転中心として回転した所定の回転
位置に配置されることを特徴とする光学的結合装置。
【請求項２】特許請求の範囲１項記載の光学的結合装置
において、上記スペーサは円筒状部分とフランジ状部分
とを有し、該フランジ状部分は円周方向に沿って厚さが
変化していることを特徴とする光学的結合装置。
【請求項３】特許請求の範囲２項記載の光学的結合装置
において、上記円筒状部分は円周方向に沿って厚さが変
化していることを特徴とする光学的結合装置。