JPS62126780A - 投写管装置 - 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 本発明はテレビジョン画像投写管装置に使用される投写
管に関するものであり、さらに詳細には投写管のフェイ
スプレートと投写レンズの間に透明媒質を充填すること
により密着させ、投写画像のコントラストを良好にした
投写管装置に関するものである。

従来の技術 従来から大画面のテレビジョン画像を得るために、比較
的小さな投写管にテレビジョン画像を映し出し、投写レ
ンズによりスクリーン上に拡大投写する方法はよく知ら
れている。とりわけ投写管、スクリーンおよび投写装置
の技術進歩は著しく、高輝度化、高コントラスト化が進
展している。中でも比較的安価で高コントラスト化が容
易に実現できる手段として、投写管のフェイスプレート
と投写レンズの間にゲルを封入する方法がある。従来の
技術としては、例えば実公昭５８−２８５０号公報に示
されているような投写管ゲル封入技術がある。

以下図面を参照しながら上述したような従来の投写管装
置について説明を行なう。第８図は従来の投写管装置の
ゲル封入構造を示すものである。

第８図において８はガラスあるいは樹脂よりなるレンズ
要素、１０は投写管、１２は投写管に内蔵された電子銃
、１１は電子銃から発光する電子ビーム、１４は螢光体
、９は樹脂接着剤あるいはゴムパツキンなどのシール部
材、１５は光透過率の良い透明なゲルであり、レンズ８
、投写管１０のフェイスプレー目３およびシール部材９
で囲まれた空間に封入されている。上記のような構成に
おいて、まず電子銃１２で電気信号が電子ビーム信号に
変えられる。

電子ビーム１１は図のように進み、螢光体１４を照射し
発光する。発光した光線はさらにフェイスプレーＨ３、
ゲル１５、レンズ８を通るが、フェイスプレートの屈折
率とレンズ要素の屈折率とゲルの屈折率はほぼ等しいた
めフェイスプレート１３とゲル１５との境界面およびゲ
ル１５とレンズ８の境界面での反射率は、ゲル１５の封
入されている空間が空気の場合に比べ非常に小さく、前
記空間にゲルを封入することは反射防止の効果がある。

そのため螢光体１４は反射光の影響がほとんどなく、コ
ントラストの低下が防止される。またゲルは断熱効果が
あるため、フェイスプレートで発生した熱は直接レンズ
要素８に伝達されず、レンズの熱変形を防止する効果が
ある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、一般にゲルは熱膨張率が大きく投写管の
フェイスプレートの温度変化に伴うゲルの体積変化を充
分に吸収、緩和させることができず、またゲル自身の伸
びおよび引張強度が小さい場合にはゲルが界面剥離や内
部亀裂を生じることがあり、この場合にはかえってコン
トラストが低下してしまうという問題点があった。

本発明は上記欠点に鑑み、本装置に最適なゲルを選択す
るとともにゲルの厚さに条件を設けることにより本装置
の信頼性を向上させ、高コントラストの画像をスクリー
ンに投写することのできる投写管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 この目的を達成するために本発明の投写管装置は、投写
管と、前記投写管のフェイスプレートの前方に一定の距
離をもって配置されたレンズ要素と前記フェイスプレー
トと前記レンズの間の空間に充填されたゲルから構成さ
れており、前記ゲルは単位面積当りの破断強度が２ｇ／
ｍ”以上であり、軸心からの距離がｈの点における前記
ゲルの厚さをｄとしたとき、前記ゲルの厚さが同じがな
めらかに変化する領域では、いずれの点においても、ｄ
　＞　１　／１２ｈを満足するものであり、前記ゲルの
弾性限界点までの弾性率がＩｇ／ｍｍ”以上であり、前
記ゲルの破断点までの距離が７００％以上である。

作用 上述の構成により次のような作用が得られる。

ゲルの単位面積当りの破断強度が２ｇ／鶴２以上であり
、軸心からの距離がｈの点における前記ゲルの厚さをｄ
としたとき、前記ゲルの厚さが同じかなめらかに変化す
る領域では、いずれの点においても、ｄ＞１／１２ｈを
満足するものであれば、ゲルの内部に亀裂や空隙を生じ
ることがなく、またゲルの疲労も見られない。その上で
コントラストの良好な投写管装置を提供することができ
る。

さらに前記ゲルにおいて弾性限界点までの弾性率がＩｇ
／ｕ”以上、または前記ゲルの破断点までの距離が７０
０％以上であれば長期の使用でもゲルの内部に亀裂や空
隙を生じない投写管装置を提供することができる。

実施例 我々発明者らは本発明の一実施例に採用するゲルの本質
的な性能を検討するため、第３図に示すような試験片を
製作した。第３図において１５はガラス板、１６はゲル
である。この試験片を引張り試験機によりガラス板１５
を固定し、もう一方のガラス板をつかんで一定速度で引
張った。ゲルは伸びきった後破断するかあるいはガラス
板との界面で剥離する。

第４図は前記試験結果を示したもので、縦軸に荷重、横
軸に伸びをとっである。■は発明者らが採用したゲルで
ある。Ａ点は弾性限界点であり、Ｂ点は破断点である。

Ａ点までの荷重と伸びの間にはほぼ比例関係がありＡ点
までの範囲での繰り返し引張り荷重に対してゲルの疲労
劣化は発生しない。しかしＡ点を越える繰り返し荷重が
加わると、ゲルの内部に疲労が残留し、再び引張り荷重
を加えた場合、初期の弾性限界点まで到達しなくなる。

又破断点に近い繰り返し引張り荷重を加えると早期に破
断現象が起こる。第４図の特性■に示すようなゲルは特
性■に比べ弾性限界点までの伸び、荷重及び破断点での
伸び、荷重が小さい。

前記試験片を試験片厚θ〜１００％の伸縮サイクルを行
なった後、前記引張り試験にかけると、第４図の■の初
期特性を示すようなゲルは、前記伸縮サイクル後も初期
特性と変わらないが、■のような初期特性を示すゲルは
前記伸縮サイクル後、初期の弾性限界点あるいは破断点
に到達しなくなる。前記初期特性■を示すようなゲルは
、前記伸縮サイクルにおいてゲルに疲れが生じたものと
思われる。

第５図において、１７は円盤型のゲル、１８は前記ゲル
よりも大きいガラス板であり、ｄはゲルの室温時の自然
長、ｈはゲルの界面のある点における半径、Ｓは円盤状
ゲルを微小円筒に分割した場合の断面の母線長である。

微小円筒の相対母線長Ｓ／　ｄＯと相対半径ｈ／ｄとの
理論的な関係を第６図に示す。この関係は引張り試験結
果とよく対応している。ｄｏはゲルの低温時の自然長、
Ｂはゲルの室温時に対する低温時の体積変化率である。

我々発明者らの投写管装置に使用したゲルでは第６図よ
りｈ／ｄ＝７．５のときＳ　／　ｄ　ｏ　＝１．３４で
ある。上記引張り試験における外周部の伸びは、Ｓ＝１
．３４ｄＯとすると、ｄｏ　＝５　（鰭〕のときＳ＝６
．７　（ｍ）となる。第４図に示すような特性をもつゲ
ルにおいてｓ　−６，７（鶴）が弾性限界範囲内にある
のは特性曲線■である。発明者らの投写管装置に使用し
た、第４図の特性曲線■に示すような特性をもつゲルは
、弾性限界点までの弾性率がＩｇ／ｗ”以上であり、単
位面積当りの破断強度が２ｇ／ｍ”以上であり、破断点
までの伸びが７００％以上のものである。以上のことか
ら第４図の特性曲線■のような特性を示し、上記弾性限
界点までの弾性率、単位面積当りの破断強度、破断点ま
での伸びを示すようなゲルを使用すれば、我々発明者ら
の投写管装置の実使用状態において、前記ゲルの劣化に
よる界面剥離あるいは内部亀裂の心配がない。望ましく
は、前記ゲルの単位面積当りの破断強度が２．４ｇ／ｕ
＋”以上であり、弾性限界点までの弾性率が１．３ｇ／
ｍ”以上であり、破断点までの伸びが８００％以上のも
のが良い。第７図はゲルの室温時の自然長をｄとしたと
き、相対半径、破断強度を変えた時のゲルの空隙発生状
態を調べたものである。図から明らかな様に破断強度が
２８／ａｍ”以上であり、軸心からの距離がｈの点にお
ける前記ゲルの厚さをｄとしたとき、ｄ〉！、／１２ｈ
を満足する領域内ではゲルに空隙が発生していない。

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図は本発明の一実施例における投写管装置の
構造を示すものである。第１図において１はレンズ、２
は投写管、５はレンズＩと投写管のフェイスプレート面
７の間の距離を規制しパツキン４を固定するスペーサで
ありレンズ１とパツキン４、フェイスプレート７とパツ
キン４の間は完全に密着されている。３はレンズ１とフ
ェイスプレート７とパツキン４で囲まれる空間に充填さ
れたゲルでありそれぞれレンズ１、フェイスプレート７
、パツキン４とに粘着している。

以上のように構成された投写管装置について以下その動
作を説明する。まず投写管の動作中においては、投写管
に内蔵されている電子銃（図中省略）から発光する電子
ビームが前記投写管のフェイスプレート７の内側に塗布
されている螢光体を照射し発光する。発光した光線はさ
らにフェイスプレート７、ゲル３、レンズ１を通る。こ
のときフェイスプレート７は通電時より温度上昇を始め
、それに伴なってゲル３の温度も上昇し半径方向に膨張
するがパツキン４に柔軟性があるため前記ゲルの膨張に
追従して半径方向に膨らむ。又温度が降下するに従って
膨張していたゲルは収縮を始めるが、前記パツキンもゲ
ルに追従して収縮する。

以上のように本実施例によればゲルの膨張、収縮がパツ
キンにより緩和されるためゲル内部に不必要な歪を与え
ず、レンズ１及びフェイスプレート７にも応力がかから
ない。又本装置に使用した上記ゲルは実使用状態でのゲ
ルの伸びがいずれの点においてもゲルの弾性限界範囲内
にあるため前記ゲルの劣化による空隙発生の心配がない
。本実施例においては、前記ゲルは単位面積当りの破断
強度が２ｇ／ｍｍ”以上であり、軸心からの距離がｈの
点における前記ゲルの厚さをｄとしたとき、前記ゲルの
厚さが同じか、なめらかに変化する領域では、いずれの
点においてもｄ＞１／１２ｈを満足するものであり、前
記ゲルは弾性限界点までの弾性率がＩｇ／ｕ”以上であ
り、前記ゲルの破断点までの距離が７００％以上である
。又、第２図に示すようなレンズ要素１がなめらかな曲
面をもつ場合においても上記の条件であれば、前記ゲル
の劣化による空隙発生の心配がない。

発明の効果 以上のように本発明は、投写管と前記投写管のフェイス
プレートの前方にある一定の距離をもって配置されたレ
ンズと前記フェイスプレートと前記レンズの間の空間に
充填されたゲルを具備した投写管装置において前記ゲル
を封止することにより、ゲルと前記フェイスプレート及
び前記レンズの屈折率がほぼ等しくなり、反射率が減少
し反射防止の効果がある。又ゲルには断熱効果があるた
めフェイスプレートで発生した熱は直接レンズに伝達さ
れず、レンズの熱変形を防止する効果がある。本発明者
らは弾性率、接着力が強くかつ伸びが大きいゲル、すな
わち単位面積当りの破断強度が２ｇ／１ｍ２以上であり
、軸心からの距離がｈの点における前記ゲルの厚さをｄ
としたとき、前記ゲルの厚さが同じか、なめらかに変化
する領域では、いずれの点においても、ｄ＞１／１２ｈ
を満足するものであり、前記ゲルの弾性限界点までの弾
性率力月ｇ　／　ｔｍ　”以上であり、前記ゲルの破断
点までの距離が７００％以上であるため、前記投写管装
置の実使用状態における前記ゲルの伸びは弾性限界内に
あり、前記ゲルの劣化による空隙発生の心配がなくなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例における投写管装置
の断面図、第３図は本発明の一実施例に採用されたゲル
の性能を検討した引張り試験片の断面図、第４図は前記
引張り試験片を引張り試験機にて一定速度で引張ったと
きの伸びと荷重の関係を示す特性図、第５図は微小円筒
の各部を示す断面図、第６図は同微小円筒の相対母線長
と相対半径との理論的な関係を表わした特性図、第７図
は実験値により破断強度と相対半径の関係を表わしたグ
ラフ、第８図は従来の投写管装置の断面図である。 １・・・・・・レンズ要素、３・・・・・・ゲル、７・
・・・・・フェイスプレート。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名菓　１　図
　　　　　　　　　　　　／−−−レ２ズ３−一−ゲｌ
し ７−−−　７エイ人７°レート 第２図 第４図 伸ブ［：／−］ 第５図 第６図 イ目　　　夕４　　　子　　　イ畳コ　　　　　メ；ベ
ビ第７図 ０　　　／　　　２　　　Ｊ 砿＃　＊　＆　（１／、−３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）投写管と前記投写管のフェイスプレートの前方に
   一定の距離をもって配置されたレンズ要素と、前記フェ
   イスプレートと前記レンズ要素の間の空間に充填された
   ゲルとを具備し、前記ゲルは単位面積当りの破断強度が
   ２ｇ／ｍｍ＾２以上であり、軸心からの距離がｈの点に
   おける前記ゲルの厚さをｄとしたとき、前記ゲルの厚さ
   が同じか、なめらかに変化する領域では、いずれの点に
   おいてもｄ＞１／１２ｈ を満足することを特徴とする投写管装置。
2. （２）ゲルは弾性限界点までの弾性率が１ｇ／ｍｍ＾２
   以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の投写管装置。
3. （３）ゲルは破断点までの距離が７００％以上であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の投写管装
   置。