JP2674134B2 - X線遮蔽投影レンズ - Google Patents

X線遮蔽投影レンズ

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JP2674134B2 JP22912488A JP22912488A JP2674134B2 JP 2674134 B2 JP2674134 B2 JP 2674134B2 JP 22912488 A JP22912488 A JP 22912488A JP 22912488 A JP22912488 A JP 22912488A JP 2674134 B2 JP2674134 B2 JP 2674134B2
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【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ーテレビ等の陰極線管
より発生する人体に害のあるX線を遮蔽するとともに映
像を拡大投影するために使用されるX線遮蔽投影レンズ
に関するものである。
従来の技術 従来、高精度の光学レンズには、ほとんどガラスレン
ズと金属鏡筒の組合せのものが使用されていたが、近年
軽量化の目的とプラスチック成形技術やプラスチック切
削加工技術によるプラスチックレンズの開発の進展によ
り、プラスチックレンズが実用に供されている。
高精度大口径レンズが必要とされる投影レンズもこの
プラスチックレンズが急速に採用されつつある。
この種のレンズの用途は、ほとんどがビデオプロジェ
クターテレビに使用されているが、ビデオプロジェクタ
ーテレビがなんらかの故障を起こし、陰極線管に高電圧
が印加されると常態では発生しなかったX線が陰極線管
発光面より発生する。ガラスレンズ、金属鏡筒では、レ
ンズの材質であるガラスによってこのX線が吸収され、
レンズ前面に出射されることはなかった。又、ガラスレ
ンズ外径より外側を透過するX線も金属鏡筒によりX線
が遮蔽され外部にX線が漏洩することはなかった。しか
るにプラスチックレンズ、プラスチック鏡筒の組合せを
用いた投影レンズでは、プラスチックはほとんどX線を
吸収しないのでX線が吸収されず、レンズ前面に出射さ
れるし、鏡筒外に漏洩するという欠点を有していた。
そのためX線を遮蔽する目的で本出願人は先に出願し
た特願昭59−219708号(特開昭61−98617号公報)に示
されているような投影レンズを提案した。以下図面を参
照しながら従来の投影レンズについて説明する。
第3図は3枚構成の投影レンズでの従来の第1例の横
断面図で、全てプラスチックレンズである。図中1はプ
ラスチック鏡筒、2,3,4はプラスチックレンズである。
7は陰極線管で、これに写し出されている映像が投影レ
ンズを介してスクリーン(図示せず)に投影される。
同様にX線A,B,C,D,Eも外部へ出射する。従ってこの
X線を遮蔽しなければいけない。5はガラス板であり、
X線B,C,D,Eを遮蔽できるがX線Aは鏡筒1を通過して
外部に漏洩する。6はX線遮蔽枠で鏡筒1から漏洩する
X線Aを遮蔽する。8は陰極線管7の後面より発生する
X線の遮蔽用バックカバーである。
以上のようにこの従来例ではガラス板5を鏡筒1内に
装着してレンズ2,3,4を通過するX線の遮蔽を行い遮蔽
枠6およびバックカバー8を用いて鏡筒1から漏洩する
X線を遮蔽することを特徴としている。
第4図は従来の第2例である。この例の場合2,4はプ
ラスチックレンズ、9はガラスレンズでこれらレンズを
通過しようとするX線はガラスレンズ9により遮蔽でき
るがガラスレンズ9の外径より外側を通過するX線A,F,
Gは遮蔽できない。従ってガラスレンズ外径より若干小
さな径の内径穴と外鏡筒12の内壁に接合する寸法で仕上
げられた鉄板でできたX線遮蔽リング10によりX線の遮
蔽を行っている。この場合でも第1例と同じようにX線
Aは外鏡筒12より通過し、X線F,Gはガラスレンズ9と
X線遮蔽リング10を位置決め装着するガラスレンズ装着
固定リブ15とX線遮蔽リング固定リブ16により、ガラス
レンズ9とX線遮蔽リング10の間に隙間ができるため、
この隙間を通過して漏洩する。従って1例と同様に外鏡
筒12の外側にX線遮蔽鉄枠14を、内鏡筒11の外側にX線
遮蔽鉄枠13をおのおの設け、これら遮蔽鉄枠13,14によ
り鏡筒11,12を通過してきたX線の遮蔽をしなければな
らない。
発明が解決しようとする課題 以上のように鏡筒にプラスチックを使用する場合、鏡
筒に鉄、鉛、亜鉛鋼板等のX線を遮蔽する材料を使用す
る場合と異なり、鏡筒の中の平行なX線はガラスレンズ
9やガラス板5を使用したハイブリッドプラスチックレ
ンズ系で遮蔽できるが、鏡筒の壁を通過する鏡筒と平行
でない斜めのX線の遮蔽ができない。従って投影レンズ
以外に鏡筒の外周をX線遮蔽鉄枠13,14で囲まなければ
ならない。
それでも鏡筒と遮蔽鉄枠の接触部では密着性が悪く、
わずかな隙間ができ、そこからX線が漏れてくるので鉛
テープ等をX線のもれてくる隙間に貼りつけて、X線漏
洩防止対策を行っている。これは金属のプレス型や部品
費が必要であり、部品点数が多くなり、組立工数がかか
る等、コスト、その他、問題点が多い。また投影レンズ
を組立てたあとでX線を測定し漏れている場所を見つけ
なければならないのでX線遮蔽鉄枠の大きさや形状を最
初から安全なものとできず修正を重ねなければならな
い、という課題があった。またプラスチック鏡筒は難燃
性が要求され、各種の難燃度合のプラスチックが市販さ
れていることは周知である。この難燃度合の規格では業
界ではUL規格が周知の代表的規格であり、この規格UL−
94にはV2,V1,V0の順でV0が最高の判断基準である(以下
難燃性とはこの規格に基づくものをいう。) 元来、可燃性である基体のプラスチックを難燃化する
ためには、各種の難燃化剤が練り込まれている。代表的
なものは、分子中にBr基を持つハロゲン化炭化水素であ
り、又、ポリ塩化ビニルとの混合物もある。このような
難燃のプラスチックに各種金属、無機物等のX線遮蔽用
添加物を練り込む場合は、多くの場合その難燃性を消失
することがあった。
本発明は前記したようなプラスチックレンズとプラス
チック鏡筒の欠点を解消し、難燃性を保持し、かつ、X
線遮蔽効果を持つ投影レンズを提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は、基体難燃性プラスチックの難燃性を保持
し、かつ、陰極線管より発生するX線を遮蔽する材料、
つまり三酸化アンチモン、硫酸バリウムとその2種の混
合物を前記発生X線を遮蔽するに必要な減衰率を有する
ように含有させ、そのプラスチックを使用して鏡筒を製
作し、その鏡筒にプラスチックレンズとガラスレンズを
組合せることによりX線を遮蔽する構造を備えたことを
特徴とする。
作用 本発明によれば、陰極線管より発生するX線を別物の
遮蔽体を用いることなく遮蔽して、陰極線管の画像の拡
大投影をする構成をしたX線遮蔽投影レンズを提供する
ことができる。
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図は本発明においける実施例の横断面図で
ある。図中、17は内鏡筒でプラスチックレンズ2とガラ
スレンズ9を所定の位置に固定している。18は外鏡筒で
プラスチックレンズ4の位置決め固定用である。19はレ
ンズ取付鏡筒で、陰極線管7とレンズを取付固定するた
めのものである。これら内鏡筒17、外鏡筒18、レンズ取
付鏡筒19が本発明のX線遮蔽投影レンズの構成の中でX
線を投影レンズより外に出射しないように遮蔽するX線
遮蔽プラスチック鏡筒である。この内鏡筒17、外鏡筒1
8、レンズ取付鏡筒19に使用するプラスチック材料は陰
極線管7より発生するX線を遮蔽するため、X線を遮蔽
する材料、例えば鉛化合物、バリュウム化合物、ストロ
ンチウム、チタン、ジルコン酸、亜鉛、合金(Pb−S
n)、アンチモン、その他重金属、金属、無機物、ある
いはそれらの混合、複合化物質等を陰極線管より発生す
るX線を遮蔽するに必要なX線減衰率を有するようにプ
ラスチックに混入したものを使用する。そして陰極線管
7の少なくとも前面を全て覆い、陰極線管7より発生す
るX線を投影レンズより漏洩しないように密閉された構
造を有する。
ビデオ・プロジェクターテレビの場合、陰極線管7に
高電圧が印加された場合に発生するX線は、ビデオプロ
ジェクターテレビの大きさ、種類によって使用するシャ
ーシ(電気回路)が異なり、なんらかの故障を起こした
とき、印加される高電圧も異なるが、通常42KVが設計目
標値とされるが、余裕をみて、45〜46KVみておけばよ
い。使用電気回路と陰極線管によって電流値も変化する
が表1のように1500μA,2000μA,2500μAの電流値で電
圧45〜46KVの時に発生するX線量は、4.1,5.2,5.7mR/hr
と電流値が高い程X線量が大きくなっている。そして規
格0.5mR/hrとするためのX線の減衰率は表1のように、 1500μA・46KVでは0.12 2000μA・46KVでは0.096 2500μA・45KVでは0.088 であり、最も厳しい減衰率0.088クリアーすればX線遮
蔽鏡筒の材料として使用可能である。
本発明は、以上の条件下に、どのようなX線遮蔽材を
プラスチックにどのように配合すれば難燃性を保持し、
X線遮蔽ができるか諸物質の中より選定する。
X線の遮蔽には通常鉛が良く使用される。そこで酸化
鉛(以後PbO)をプラスチックに混合し、2500μA、45K
Vで減衰率を測定した結果、表2のようになり、10%混
合では、鏡筒の肉厚を10mmにしても、0.088以下になり
そうにないものであった。通常、プラスチック鏡筒をX
線が通過するときには薄いところで3mm、厚いところで1
0mmの肉厚となる。PbO20%混合では、5.5mmの肉厚以上
のところで使用可能となる。PbO30%混合では、3.2mmの
肉厚でも0.088以下でX線遮蔽は充分できることが判明
したが、難燃性を消失してしまった。従って難燃性を保
持できてX線の遮蔽効果のある材料をプラスチックに混
合して難燃性の実験テストとX線減衰率を測定した結果
表2のようになり三酸化アンチモン(Sb2O3)と硫酸バ
リュウム(BaSO4)の2つが良いことが判明した。その
他の材料は難燃性を消失してしまった。
従って、X線遮蔽投影レンズの鏡筒としては、アンチ
モン化合物、あるいはバリュウム化合物を使用すれば良
い。このときの鏡筒の構造は、遮蔽材の種類により設計
しなければいけない。第2図に代表的な遮蔽材の含有率
と材料の肉厚によるX線の減衰曲線を示しているが、例
えば、三酸化アンチモン(Sb2O3)20%含有のプラスチ
ック材料を使用して鏡筒を設計するとなれば陰極線管よ
り発生したX線の通過距離が鏡筒の壁を通過するのに最
低X線減衰率0.088のラインと交差する肉厚、つまり、
2.9mm以上必要ということになる。これは第1図のX線
Aの場合は外鏡筒18の斜通過距離を2.9mm以上とれば良
い。又、X線Hの場合は内鏡筒17のリブ2本、内、外鏡
筒の壁の肉厚の合計通過距離が2.9mm以上となるように
鏡筒の構造を設計すれば良い。また、Sb2O3 30%含有
のプラスチックの場合は最低通過距離2.5mmで良いこと
になる。このようにあらかじめ使用するX線遮蔽材料と
含有率によるX線の減衰曲線を作成しておき、各種の陰
極線管の発生するX線量に対し、適当な減衰曲線を持っ
たX線遮蔽プラスチック材料を選出し、鏡筒の肉厚を設
計しX線遮蔽投影レンズを製造すれば良い。通常投影レ
ンズはフォーカシングのため内鏡筒と外鏡筒を使用した
構造となることが多い。従って鏡筒の肉厚としてはX線
Hの通過路では5mm以上の肉厚の確保ができるので心配
ないがX線Aの通過路では2.5〜3.0mmの肉厚となること
があるが、この場所の肉厚を5〜6mmの設計にすること
は非常に簡単であり、X線遮蔽材料のプラスチックへの
含有率としては、表2より想定するとSb2O3は、10%以
上、BaSO4では20%以上の含有率となるようにし、Sb2O3
とBaSO4の混合物では、2種以上の混合割合により異な
るが10%以上であれば良い。また上限の含有率は基体プ
ラスチックのX線遮蔽以外の物性を大きく劣化させない
ためには最大50%以下で製造することが望ましい。また
第2図及び表2は実施例にあげているものであり遮蔽材
料はこの他多くあり、使用目的に応じて各種遮蔽材料を
プラスチックに含有させ減衰曲線を測定し、使用するこ
とができる。
発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明はガラスレ
ンズとX線遮蔽材料(特にSb2O3、BaSO4)混入のプラス
チック材料で鏡筒を製作し組合せることで基体プラスチ
ックの難燃性を確保し、X線の漏洩を確実に防止するこ
とができる。従来のレンズのようにX線遮蔽のためだけ
に別途高価なX線遮蔽用ガラス素子(ガラス板)や金属
リングを設けたり、X線遮蔽用鉄枠や鉛テープ等を使用
せずに簡単な構成でX線遮蔽の目的を達成している。
従って簡素な構成で部品点数の削減と組立時間の短縮
化をはかることができ、安価な投影レンズの製作ができ
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X線遮蔽投影レンズ
の断面図、第2図は基体プラスチックの難燃性を保持
し、X線の遮蔽効果のある遮蔽材料含有率と肉厚による
減衰曲線の1例を示す特性図、第3図、第4図は従来の
投影レンズの断面図である。 2,4……プラスチックレンズ、7……陰極線管、9……
ガラスレンズ、17……X線遮蔽材含有プラチスック内鏡
筒、18……X線遮蔽材含有プラスチック外鏡筒、19……
レンズ取付鏡筒。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】陰極線管に映出される画像を投影するため
    に、前記陰極線管の前部に装着されるX線遮蔽投影レン
    ズであって、陰極線管の前部に配置され、前記陰極線管
    から放射されるX線を遮蔽する少なくとも1枚のガラス
    素子を含む少なくとも1枚のレンズと、前記陰極線管の
    前部でかつ前記レンズの周囲に配置される鏡筒を備え、
    この鏡筒は前記レンズを支持しており、かつ、前記陰極
    線管から放射されるX線を有効に遮蔽する材料が混入さ
    れ、かつ、難燃性プラスチックにより作製されているこ
    とを特徴とするX線遮蔽投影レンズ。
  2. 【請求項2】X線を有効に遮蔽する材料が混入されたプ
    ラスチックにより作製された鏡筒により組み込まれた少
    なくとも1枚のガラス素子を含んでいる投影レンズで前
    記陰極線管の少なくとも前面を全て覆い、前記陰極線管
    より発生するX線が投影レンズより漏洩しない構造と成
    した請求項(1)記載のX線遮蔽投影レンズ。
  3. 【請求項3】陰極線管より発生するX線の発生量に対
    し、少なくとも投影レンズより漏洩するX線が0.5mR/Hr
    以下となるX線の減衰率を有するようにX線遮蔽材料を
    混合し、かつレンズ鏡筒の肉厚を設定したことを特徴と
    する請求項(1)記載のX線遮蔽投影レンズ。
  4. 【請求項4】鏡筒は、X線を有効に遮蔽し、かつ、難燃
    性を保持する材料として三酸化アンチモン(Sb2O3)、
    硫酸バリュウム(BaSO4)の混合物あるいは少なくとも
    どちらか一種が混入されていることを特徴とする請求項
    (1)記載のX線遮蔽投影レンズ。
  5. 【請求項5】X線遮蔽材料の添加配合比がSb2O3:10%以
    上、またはBaSO4:20%以上、または、Sb2O3とBaSO4の混
    合物10%以上混入されたもので、最大50%以下で作成さ
    れたプラスチックを使用して、X線減衰率がI/Io=0.08
    8以下となるようにレンズ鏡筒の肉厚が設定されたこと
    を特徴とする請求項(4)記載のX線遮蔽投影レンズ。
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