JPH03274641A - レンズ一体型投写管および該レンズ一体型投写管を有する投写型受像機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レンズと投写管とが冷却液により光学結合さ
れるレンズ一体型投写管および該レンズ一体型投写管を
有する投写型受像機に関する。

［従来の技術］ 従来、投写管によりスクリーンに画像を拡大投写する投
写型受像機では、該画像の輝度およびコントラストを向
上させるために、レンズと投写管とが冷却液により光学
結合されるレンズ一体型投写管が用いられている（電子
技術出版「テレビ技術Ｊ　Ｖｏｌ、３４．Ｐ、２８〜Ｐ
、３１．１９８６年）。

第６図はレンズ一体型投写管の基本構造を示す断面図で
ある。

このレンズ一体型投写管は、投写管６１と、該投写管６
１の画像を拡大する第ルンズ６５およびレンズ群６６（
一部のレンズは省略）と、不図示の放熱フィンが設けら
れ、かつ、反射防止の黒いアルマイト処理が施されてい
るアルミ製のブラケット６４と、ニトリルゴム、シリコ
ンゴムなどから成る０リング６３と、投写管６１．ｉｆ
レンズ６５．Ｏリング６３．ブラケット６４により密閉
される空間（以下、「光学結合部」と称する。）に充填
される、光の透過率が高く、かつ、熱伝導率が良い冷却
液６２（たとえば、エチレングリコールの水溶液など）
とを有する。

このレンズ一体型投写管は、投写管６１のフェースプレ
ートが冷却液６２で冷却されるため投写管６１の蛍光面
の温度上昇が防止できるので、前記画像の輝度の向上が
図れる。また、投写管６１のフェースプレートおよび第
ルンズ６５の表面で生じる光の反射も、冷却液６２の屈
折率を該フェースプレートおよび第ルンズ６５の屈折率
とほぼ等しくすることにより防げるので、前記画像のコ
ントラストの向上が図れる。

しかし、このレンズ一体型投写管は、冷却液６２の体積
が温度変化により膨張または収縮すると、前記光学結合
部の内部圧力が大きく変化するため、投写管６１．第ル
ンズ６５．０リング６３などの破損や冷却液６２の漏れ
、空気の吸い込みが生じるという欠点がある。

前述のような欠点を補うため、特公昭６３−６４１１５
号公報に記載のレンズ一体型投写管では、冷却液を入れ
た透明樹脂袋を投写管と第ルンズに接着し、該透明樹脂
袋の側面に前記冷却液が流入、流出可能なように弾性袋
を設けている。また、実開昭６２−１０３１５４号公報
に記載のレンズ一体型投写管では、ブラケットに調圧室
を形成するとともに該調圧室にピストンを設けて、冷却
液の膨張または収縮にあわせて該ピストンを移動させて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した特公昭６３−６４１１５号公報に記載されたレ
ンズ一体型投写管は、冷却液を入れた透明樹脂袋を投写
管と投写レンズとに接着したり、該透明樹脂袋に弾性袋
を設ける必要があり、さらに、該弾性袋は、冷却液の体
積変化に耐え得る強度を有する伸縮自在な弾性体を要す
るため、光学結合部の構成が複雑となるとともに、製造
工程が複雑になるという欠点がある。

また、上述した実開昭６２−１０３１５４号公報に記載
されたレンズ一体型投写管は、調圧室に挿入したピスト
ンを、冷却液の膨張、収縮の際の体積変化に伴なう押圧
力あるいは吸引力によって、移動させる構成となってい
るので、装置の傾斜あるいは振動等により調圧室内でピ
ストンが傾斜した場合、該ピストンが調圧室内で引掛っ
て移動不能となるという欠点がある。

本発明は、上記従来の技術の有する欠点に鑑みてなさ飢
たもので、容易に製造可能で、かつ、光学結合部が破損
しない安全なレンズ一体型投写管および該レンズ一体型
投写管を有する投写型受像管を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレンズ一体型投写管は、投写管と投写レンズと
が、冷却液か充填された光学結合部を介して一体化され
たレンズ一体型投写管において、 前記冷却液の温度変化に応じて変形する形状記憶合金製
部材を有し、該形状記憶合金製部材の変形に伴って容積
が変化される液圧調整部が、前記光学結合部に連通して
形成されたものであり、前記液圧調整部は、ピストンが
挿入されたシリンダであり、該ピストンは、弾性部材に
よりシリンダ容積が減少する方向に付勢されているとと
もに、形状記憶合金製部材が前記弾性部材の付勢方向と
は反対方向に作用する形状記憶合金製部材が配設された
もの、あるいは、前記液圧調整部は、密閉室であり、少
なくともその一部が、該密閉室の容積が減少する方向に
付勢する弾性部材で形成されているとともに、前記弾性
部材の付勢方向とは反対方向に作用する形状記憶合金製
部材が配設されたものがある。

本発明の投写型受像機は、請求項１、請求項２あるいは
請求項３に記載のレンズ一体型投写管を有するものであ
る。

［作用］ 本発明のレンズ一体型投写管は、冷却液の温度変化に対
する形状記憶合金製部材の形状記憶効果を利用して液圧
調整部の容積を変化させることにより、投写管の温度変
化に伴なう、光学結合部の冷却液の体積変化を吸収して
、前記光学結合部の内部圧力を一定に保つものである。

請求項２項に記載したものは、形状記憶合金製部材が、
シリンダ容積が減少する方向に変形した場合、シリンダ
内のピストンを弾性部材の弾性力で移動させてシリンダ
容積を減少させ、また、形状記憶合金製部材が、シリン
ダ容積が増加する方向に変形した場合、該形状記憶合金
製部材の押圧力で前記ピストンを移動させてシリンダ容
積を増加させる。

請求項３項に記載したものは、形状記憶合金製部材が、
密閉室の容積が減少する方向に変形した場合、弾性部材
の弾性力によって該密閉室の容積を減少させ、また、形
状記憶合金製部材が密閉室の容積が増加する方向に変形
した場合、該形状記憶合金製部材の作用によって密閉室
の容積を増加させる。

本発明の投写型受像機は、上述のレンズ一体型投写管を
有しているので、投写管の蛍光面の温度上昇が防止でき
、スクリーンに拡大投写される画像の輝度の向上が図れ
るとともに、投写管のフェースプレートあるいは投写レ
ンズの表面で生じる光の反射も防止でき、前記画像のコ
ントラストの向上も図れる。

［実施例コ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明のレンズ一体型投写管の一実施例を示す
断面図である。

本実施例のレンズ一体型投写管は、投写管１と該投写管
１の画像を拡大投写する第ルンズ６および投写レンズ群
７とが、透過率が高く、熱伝導率の良い冷却液３（例え
ば、エチレングリコールの水溶液等。）が充填された光
学結合部を介して一体化されたものである。

上述の光学結合部は、不図示の放熱フィンが設けられ、
かつ、反射防止の黒アルマイト処理が施されたアルミ製
のブラケット４と、該ブラケット４と投写管１および′
＄ルンズ６との間にそれぞれ配設された、ニトリルゴム
あるいはシリコンゴム等から成るＯリング５とで形成さ
れている。さらに、前記ブラケット４の、レンズ一体型
投写管の上部側に相当する位置に、前記冷却液３の温度
変化に応じて変形する、後述の形状記憶合金製部材を有
し、該形状記憶合金製部材の変形に伴なって容積が変化
される液圧調整部２が、前記光学結合部に連通して設け
られている。

ここで、液圧調整部２の構成について、第２図（ａ）を
参照して説明する。

この液圧調整部２は、前記ブラケット４に連続して形成
されたシリンダ８内に、シリコンゴム等から成るシール
材１２が周設されたシール部１４を有するピストン１０
を挿入したものであり、該ピストン１０により前記シリ
ンダ８を密閉して冷却液３をシールするとともに、該ピ
ストン１０をシリンダ８内で移動させることにより、前
述した、光学結合部における内部圧力の変化を吸収する
構成となっている。このピストン１０は、シリンダ８の
下端部に設けられた係止部１３で傑出されてシリンダ８
の容積を増加する方向に作用する、形状記憶合金製部材
である形状記憶合金製コイル９内に、その下端部分が挿
入されて前記シール１４において支持されているととも
に、弾性部材であるバイアス用のスプリング１１によっ
て、前記シリンダ８の容積が減少する方向に付勢されて
いる。

前記形状記憶合金製コイル９は、チタニウム（Ｔｉ）−
ニッケル（Ｎｉ）の合金で形成されたもので、前記シリ
ンダ８内で冷却液３に浸っており、該冷却液３の温度変
化に応じた、形状記憶効果による形状の伸縮によって前
記ピストン１０を移動させる。

つづいで、本実施例の動作について説明する。

投写管１の画面サイズをツイツチ（約１８ｃｏ＋）程度
とし、レンズ一体型投写管にパワーを供給する前の温度
ｔ、＝２０℃、圧力Ｐ１＝１気圧（”１０３３．６ｇ／
ｃｍ２）における冷却液３の体積Ｖ、を２００　［ｃ＋
ｗ３］とする。前述の第２図（ａ）におけるピストン１
０の位置は冷却液３の体積が２００［ｃ＋ａ”］の場合
を示すものである。また、冷却液３の体膨張係数βを０
．７　Ｘ　１０−３／ｌ：、投写管１にパワーを入力し
たときの温度ｔ２を５０℃とすると、そのときの冷却液
３０体ＮＶ２は、下記のように求められる。

Ｖ２＝Ｖｌ（１＋β（ｔｚ　　−ｔ＋　　））＝２００
　Ｘ（１＋０．７　　Ｘ１Ｏ−３Ｘ　（５０−２０）　
）＝２０４．２　［ｃ口３１ このときの、液圧調整部２におけるピストン１０の位置
を、第２図（ｂ）に示すが、この場合、前述の第２図（
ａ）の場合に比較して高さがΔｈ高くなっている。これ
は、冷却液３の２０℃から５０℃への温度上昇によって
、−形状記憶合金コイル９がΔｈはど伸長した結果、ピ
ストン１０を上昇させたものであり、この変化量Δｈは
、前述の、冷却液３の温度上昇と該温度上昇による冷却
液３の体積変化および前記シリンダ８の容積を考慮して
、予め、形状記憶合金コイル９に対して設定したもので
ある。このようにして、ピストン１０を高さΔｈはど上
昇させることにより、冷却液３の体積増加量ΔＶ＝４．
２　［ｃｍ３］が、液圧調整部２において吸収されたこ
とになり、光学結合部の内部圧力は、一定に保たれる。

ここで、投写管１へのパワーの供給を停止した場合を考
えると、投写管１の温度低下に伴なって、冷却液３の温
度も低下し、その体積が減少する。そして、冷却液３の
温度が２０℃まで低下して、最初の状態に戻ったとする
と、この場合、前述の温度上昇の場合とは逆に、形状記
憶合金製コイル９がΔｈ分収縮するため、ピストン１０
は。

バイアス用のスプリング１１に押圧されて、その高さが
Δｈｇｉど下がり、前述の第２図（ａ）の状態に戻るこ
とになる。したがって、この場合も、冷却液３の体積変
化は、液圧調整部２において吸収されたことになり、光
学結合部の内部圧力が変化することはない。

上述のように冷却液３の温度変化に伴なってピストン１
０が上下動する際、該ピストン１０の上下両方向におい
て、それぞれバイアス用のスプリング１１と形状記憶合
金製コイル９とで支持されており、装置が傾斜あるいは
震動した場合であっても、それらは前記スプリング１１
および形状記憶合金製コイル９で吸収されて、それらに
よる押圧力はピストン１０に対して均一に加えられるの
で、シリンダ８内での引掛り等によってピストン１０が
移動不能となることがない。

次に、本発明のレンズ一体型投写レンズの他の実施例に
ついて説明する。

本実施例の場合も、前述の実施例の場合と同様に、第３
図に示すように、投写管３１と、第ルンズ３６および投
写レンズ群３７が、冷却液３３が充填された光学結合部
を介して一体化されたものであり、該光学結合部を形成
するブラケット３４の、レンズ一体型投写管の上部側に
相当する位置に、前記冷却液３３の温度変化に応じて形
状が変化する形状記憶合金製部材を有する液圧調整部３
２が、前記光学結合部に連通して設けられている。

液圧調整部３２について、第４図（ａ）を参照して説明
する。

この液圧調整部３２は、ブラケット３４に連続して形成
され前記冷却液３３が充満した密閉室３８から成るもの
で、その側面は内側が該密閉室３８の容積が増加する方
向に作用する形状記憶合金製部材である円筒状の形状記
憶合金製バイブ３９で形成され、その外側は、該形状記
憶合金製バイブ３９を、前記密閉室３８の容積が減少す
る方向に付勢する、弾性部材である板バネ４０で覆われ
ている。

この液圧調整部３２の場合、密閉室３８の側面の形状記
憶合金製バイブ３９が冷却液３３に接触しており、該冷
却液３３の温度変化による形状記憶合金製バイブ３９の
形状記憶効果および、板バネ４０の弾性力を利用して、
密閉室３８の容積を変化させる構成となっている。

上述の第４図（ａ）は、冷却液３３の体積２００ｃｍ３
（温度２０℃、圧力１気圧）の場合の液圧調整部３２を
示しており、レンズ一体型投写管にはパワーが供給され
ていない状態である。

本実施例のレンズ一体型投写管にパワーを供給して冷却
液３３の温度が上昇すると、その温度上昇に応じて、前
記形状記憶合金製バイブ３９が、第４図（ｂ）に示す如
く、密閉室３８の容積を増大する方向に変形し、それに
よって、冷却液３３の温度上昇に伴なう体積の増加を吸
収して光学結合部の内部圧力を一定に保つ。また、レン
ズ一体型投写管へのパワーの供給が停止されて、前記冷
却液３３の温度が低下すると、その温度低下に応じて、
前記形状記憶合金製パイプ３９の形状が、前記板バネ４
０の押圧力によって前述の第４図（ａ）の状態へ戻るよ
うに変形し、それによって、冷却液３３の、温度低下に
伴う体積の減少を吸収して、光学結合部の内部圧力を一
定に保つ。

次に、本発明のレンズ一体型投写管を有する投写型受像
機の一実施例について、第５図を参照して説明する。

本実施例の投写型受像機は、前面にスクリーン５２が取
付けられたキャビネット５１内に、前述の第１図あるい
は第３図に示した、赤、緑、青の３個のレンズ一体型投
写管５４（図には１個しか示していない）と、それらの
レンズ一体型投写管５４から投写される画像光をスクリ
ーン５２方向へ反射させる反射ミラー５３とを備えたも
のである。

この投写型受像機では、上述の３個のレンズ−体型投写
管５４のそれぞれから投写される、赤、緑、青の各色画
像光が反射ミラー５３で反射されたのち、スクリーン５
２上で重ね合わせられて、該スクリーン５２上にカラー
画像が映し出される。

本実施例では、投写管として、前述したような、本発明
のレンズ一体型投写管５４を用いているので、該レンズ
一体型投写管５４の、冷却液の温度上昇に伴なう光学結
合部の破損や、その破損による冷却液の漏れあるいは空
気の吸い込みが防止でき、スクリーンＥに、常に高輝度
でコントラストのよい画像を映し出すことが可能となる
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は下記のような効果を奏す
るものである。

（１）投写管の温度変化に伴なう冷却液の体積変化を、
液圧調整部の形状記憶合金製部材の形状の変化によって
吸収するので、投写管と投写レンズとの光学結合部の内
部圧力を一定に保つことが可能となり、該光学結合部に
おける、投写管、投写レンズおよびシール部の破損およ
び”冷却液の漏れあるいは空気の吸込みが防屯される。

（２）請求項２項に記載のレンズ一体型投写管では、ピ
ストンがシリンダ内を移動する際、該ピストンを、シリ
ンダ容積が減少する方向に付勢している弾性部材の弾性
力と、該弾性部材の付勢方向とは反対方向に作用する形
状記憶合金製部材の力とが、前記ピストンに対して均一
に加わるため、該ピストンはシリンダ内で引掛り等によ
って移動不能となることがない。また、装置が傾斜ある
いは震動した場合であっても、弾性部材によって吸収さ
れるので、ピストンがシリンダ内で傾斜することがなく
、さらに該ピストンは、シール材が周設されているので
、光学結合部内の冷却液が外部に漏れることがない。

（３）請求項３項に記載のレンズ一体型投写管によれば
、液圧調整部が密閉室であるので、構成が簡単で容易に
製造できるものである。

（４）本発明のレンズ一体型投写管を有する投写型受像
管によれば、前記レンズ一体型投写管の光学結合部への
ゴミ等の異物の侵入あるいは空気の吸込みが防止される
ので、常に鮮明な画像をスクリーン上に投写することが
可能となる。また、レンズ一体型投写管の温度上昇に伴
なう光学結合部の破損や冷却液の漏れが防止されて、該
光学結合部で、温度上昇が抑制されるので、投写画像の
高輝度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレンズ一体型投写管の一実施例を示す
断面図、第２図は第１図の液圧調整部２を示す断面図で
あり、（ａ）はレンズ一体型投写管にパワーが供給され
る前の状態を示す断面図、（ｂ）はレンズ一体型投写管
にパワーを供給したのちの状態を示す断面図、第３図は
本発明のレンズ一体型投写管の他の実施例を示す断面図
、第４図は第３図の液圧調整部３２を示す断面図であり
、（ａ）は、レンズ一体型投写管にパワーが供給される
前の状態を示す断面図、（ｂ）はレンズ一体型投写管に
パワーを供給したのちの状態を示す断面図、第５図は本
発明の投写型受像機の一実施例を示す図であり、（ａ）
はその正面図、（ｂ）はその側面図、第６図は従来のレ
ンズ一体型投写管を示す断面図である。 １．３１−投写管、 ２．３２−・液圧調整部、 ３．３３−冷却液、　４．３４−・・ブラケット、５．
３５−０リング、 ６．３６−・・第ルンズ、 ７．３７−・・投写レンズ群、 ８・・・シリンダ、 ９・・・形状記憶合金製コイル、 １０−・ピストン、　　　１１−・・スプリング、１２
・・・シール材、　　　１３・・・係止部、１４−・シ
ール部、　　　３　Ｂ　−・・密閉室、３９−・形状記
憶合金製バイブ、 ４０−・板バネ、　　　　５１−・・キャビネット、５
２−・スクリーン、　　５３−・・反射ミラー５４−・
レンズ一体型投写管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、投写管と投写レンズとが、冷却液が充填された光学
   結合部を介して一体化されたレンズ一体型投写管におい
   て、 前記冷却液の温度変化に応じて変形する形状記憶合金製
   部材を有し、該形状記憶合金製部材の変形に伴って容積
   が変化される液圧調整部が、前記光学結合部に連通して
   形成されたことを特徴とするレンズ一体型投写管。 ２、液圧調整部は、ピストンが挿入されたシリンダであ
   り、該ピストンは、弾性部材によりシリンダ容積が減少
   する方向に付勢されているとともに、前記弾性部材の付
   勢方向とは反対方向に作用する形状記憶合金製部材が配
   設されたことを特徴とする請求項１記載のレンズ一体型
   投写管。 ３、液圧調整部は、密閉室であり、少なくともその一部
   が、該密閉室の容積が減少する方向に付勢する弾性部材
   で形成されているとともに、前記弾性部材の付勢方向と
   は反対方向に作用する形状記憶合金製部材が配設された
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ一体型投写管。 ４、請求項１、請求項２あるいは請求項３に記載のレン
   ズ一体型投写管を有することを特徴とする投写型受像機
   。