專利名稱：投射透鏡裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適合于用在背投型圖像顯示裝置中的投射透鏡裝置，特別是能夠消除伴隨著由光源的發(fā)熱引起的膨脹收縮產生的灰塵等侵入的投射透鏡裝置。
背景技術：
近年來，要求投影顯示器具有高輝度以及高對比度的需求正在增加。然而，例如伴隨著諸如高清晰度電視(HDTV)圖像等等的圖像高精密化，在家庭中設置的所謂的背投電視中，為了獲得高輝度圖像，需要使光源的發(fā)熱量增大。諸如CRT投射管等等的熒光管表面的溫度，會伴隨著光源發(fā)熱量的增大，一直上升到90℃左右的溫度，如果在這種場合下關掉電源，為退到常溫會產生約70℃的溫度變化。
當產生有如此大的溫度變化時，各部件會產生熱膨脹和收縮，在鏡筒內部和外部處會產生空氣流動。隨著這種空氣流動，灰塵等也會產生流動。如果長時間使用，呈各種程度的熱膨脹和收縮會多次反復出現，各部件之間存在的間隙會反復變寬和變窄，所以在內外側之間也會形成空氣流動。
換句話說就是，如果長時間使用，呈各種程度的熱膨脹和收縮會多次反復出現，各部件之間存在的間隙會反復變寬和變窄，在內外側之間也會形成空氣流動，所以家庭內的灰塵等就會從鏡筒的間隙侵入到內部。如果有灰塵等進入，灰塵等會附著在透鏡的表面，最終會對圖像造成不好的影響。換句話說就是，會顯著降低對比度，降低亮度(輝度)，從而使圖像質量變差。
對于這種場合，面向外側的透鏡因為容易清掃，所以不存在問題，但面向內部的透鏡面不容易清掃，因而存在問題。
而且，在利用作為反射型圖像顯示裝置的DMD(數字微型反射鏡裝置，Digital Micromirror Device)的背投電視，和使用作為液晶應用的透射型LCD以及反射型LCOS(硅基液晶，Liquid Crystal on Silicon)的背投電視中，光學引擎內部的溫度約為60℃。因此，和上述場合相類似，也存在由于熱脹冷縮而會使灰塵等侵入到內部，從而會引起圖像質量下降的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是要解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止由熱脹冷縮引起的灰塵侵入的投射透鏡裝置。
為了能夠解決上述課題，本發(fā)明提供的投射透鏡裝置可以是一種在筒體部內安裝有一個或者多個透鏡，將光源側的圖像等向屏幕表面放大投影用的投射透鏡裝置，其特征在于具有密封部件，該密封部件能夠按照相對伴隨著由光源的熱量引起的溫度變化而使筒體部膨脹收縮時發(fā)生變化的間隙，允許產生該變化的方式進行密封。
如果采用上述結構構成形式，對于由于光源產生的熱量而導致筒體部產生膨脹收縮，而使間隙反復擴大變小的場合，也可以通過密封部件以允許產生該變化的方式，對間隙進行密封。
本發(fā)明提供的另一種投射透鏡裝置可以是一種將光源側的圖像等向屏幕表面上放大投影的投射透鏡裝置，其特征在于具有由安裝在上述光源側的內置反射鏡使光路彎折的光路彎折單元，和一體地安裝在該光路彎折單元上的前置鏡筒組，而且在上述光路彎折單元的反射鏡裝載部和上述光路彎折單元與上述多個鏡筒的裝配部上，具備有以允許間隙伴隨上述溫度變化產生變化的方式進行密封的密封部件。
如果采用上述結構構成形式，在上述光路彎折單元的反射鏡裝載部上設置有密封部件，即使由于該部分產生的熱膨脹收縮使得間隙反復擴大變窄，因為上述密封部件一直對上述間隙進行著密封，所以也可以防止灰塵等的侵入。同樣，在上述光路彎折單元以及上述多個鏡筒的裝配部設置有密封部件，即使由于該部分產生的熱膨脹收縮使得間隙反復擴大和變窄，因為上述密封部件一直對上述間隙進行著密封，所以也可以防止灰塵等的侵入。
如上所述，因為上述密封部件密封著間隙，防止了灰塵等的侵入，所以能夠提供出在長期使用時也能夠保持高輝度、高對比度的高精密度圖像。


圖1是表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的投射透鏡裝置的側面截面圖。
圖2是從屏幕側表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的投射透鏡裝置的分解斜視圖。
圖3是從CRT投射管側表示本發(fā)明第1實施形態(tài)的投射透鏡裝置的分解斜視圖。
圖4是從屏幕側表示本發(fā)明第2實施形態(tài)的投射透鏡裝置的分解斜視圖。
圖5是從反射鏡側表示本發(fā)明第2實施形態(tài)的投射透鏡裝置的分解斜視圖。
具體實施例方式
第1實施形態(tài)下面，參照附圖對作為本發(fā)明第1實施形態(tài)的投射透鏡裝置的實施形態(tài)進行詳細描述。
圖1是表示投射透鏡裝置的側面截面圖，圖2是從透鏡側表示投射透鏡裝置的分解斜視圖，圖3是從CRT投射管側表示投射透鏡裝置的分解斜視圖。
對于投射等場合，在CRT投射管1側制作出的圖像由投射透鏡裝置2放大，投影在屏幕(未圖示)上。
CRT投射管1是用于投射制作出的圖像的裝置。CRT投射管1的前表面(圖1中的左側面)形成為平坦的表面形狀，在該前表面處安裝有后述的聯接器單元4。
投射透鏡裝置2是用于將在CRT投射管1側制作出的圖像聚焦并投影在屏幕上的部件。該投射透鏡裝置2由聯接器單元4和透鏡單元主體5構成。
聯接器單元4是用于將透鏡單元主體5固定在CRT投射管1上的部件。該聯接器單元4由外框部6和像面彎曲修正單元7構成。外框部6形成為厚壁的四角板狀，其一端(圖1中的右側)與CRT投射管1的前面相抵接。
像面彎曲修正單元7按照具有凹部件8和冷卻液的形式構成。在該凹部件8的周邊部處安裝著遮光板9，以僅使來自CRT投射管1的圖像光線(投射到CRT投射管1上的逆R面上的圖像光線)通過該遮光板，并除掉位于其外側的不要的光線。
透鏡單元主體5是用于直接控制來自CRT投射管1的光線，將在CRT投射管1側制作出的圖像投影到屏幕上的部件。該透鏡單元主體5由透鏡11、內鏡筒12和外鏡筒13構成。
透鏡11可以由與設計相對應的單個凹透鏡或者凸透鏡構成，或者由多個組合而成。在這里，是由內側透鏡11A、中間透鏡11B以及外側透鏡11C這三個透鏡組合而成的。
內鏡筒12是按照與設計位置吻合的形式，對各透鏡11實施準確支撐用的部件。在內鏡筒12的內側面處，按設定間隔設置有支持部14，以在設定位置準確地支撐各透鏡11。在內鏡筒12的外周處，設有在被外鏡筒13支撐的狀態(tài)下，相對外鏡筒13出沒時實施滑動連接用的滑接部15。內鏡筒12由滑接部15支持在外鏡筒13上。滑接部15由設置在內鏡筒12的前端側處的前端側滑接部15A，和設置在內鏡筒12的底端側處的底端側滑接部15B構成。在底端側滑接部15B上作為和外鏡筒13的內側面間的滑接部的中央部處，還設置有環(huán)形溝16。在該環(huán)形溝16內設置有O形環(huán)17。O形環(huán)17是密封部件，能夠相對伴隨著由于光源的熱量而產生的溫度變化，而使內鏡筒12和外鏡筒13分別產生熱脹冷縮時產生變化的、位于它們之間的空隙，按照允許產生該變化的方式進行密封。在裝配在環(huán)形溝16中的狀態(tài)下，O形環(huán)17與外鏡筒13的接觸面呈彈性接觸，密封著內鏡筒12和外鏡筒13之間的間隙。O形環(huán)17由溫度依賴性低的材料構成。具體地說就是，可以由在常溫到90℃的高溫之間，能夠使其彈性保持為一定的合成樹脂材料構成。如果舉例來說，這種合成樹脂可以采用柔軟的硅橡膠等等。因此，對于由光源的熱量引起內鏡筒12和外鏡筒13產生熱膨脹收縮，從而使間隙反復擴大減小的場合，也可以通過O形環(huán)17發(fā)生的彈性變形，以跟隨該間隙變化的方式密封該間隙。
內鏡筒12由焦點鎖定螺釘18固定在外鏡筒13上。能夠通過只取下該焦點鎖定螺釘18的方式，從外鏡筒13上卸下內鏡筒12，更換上具有其它設計用途的內鏡筒12。而且，通過在同一個外鏡筒13中更換各種內鏡筒12的方式，還能夠在CRT投射管1中安裝上具有各種不同設計用途的透鏡單元主體5。在內鏡筒12的外周處螺紋嵌入至焦點鎖定螺釘18的螺母部19，可以按照一直延伸到與外鏡筒13的內周面接觸的位置處的方式實施設置。內鏡筒12僅被外鏡筒13支撐，不與聯接器單元4接觸。
外鏡筒13是用于在被固定到聯接器單元4上的狀態(tài)下，收納并可滑動地支撐內鏡筒12的部件。在外鏡筒13的內周面處，設置有和內鏡筒12的滑接部15相滑動連接的內鏡筒支撐部21。采用這種構成形式，可以通過外鏡筒13對內鏡筒12進行支撐，允許其出入移動。外鏡筒13通過腳部22被固定在聯接器單元4上。
在外鏡筒13的底端部(聯接器單元4的側端部)處，設置有O形環(huán)24。在外鏡筒13的底端面上，設置有環(huán)形溝25，而且可以將O形環(huán)24安裝在該環(huán)形溝25中。在裝配在環(huán)形溝25中的狀態(tài)下，O形環(huán)24與外鏡筒13的接觸面彈性地接觸，密封著外鏡筒13和聯接器單元4之間的間隙。O形環(huán)24由溫度依賴性低的材料構成。具體地說就是，可以由從常溫到90℃的高溫之間，其彈性能夠保持為一定的合成樹脂材料構成。采用這種構成形式，對于由于光源的熱量導致外鏡筒13和聯接器單元4產生熱膨脹、收縮，從而使間隙反復擴大減小的場合，也可以通過O形環(huán)24發(fā)生的彈性變形，以跟隨該間隙變化的方式密封該間隙。
在具有上述結構構成形式的投射透鏡裝置2中，O形環(huán)17、24具有如下所示的作用。
通過電源的輸入，由CRT投射管1側制作出的圖像光，可以通過投射透鏡裝置2投影在屏幕上。此時，由于電源的輸入會使得CRT投射管面發(fā)熱，從而對周圍進行加熱。因此，內鏡筒12、外鏡筒13和聯接器單元4將分別被加熱，產生與各自形狀等等相對應的熱膨脹。如果關掉電源，這些部件將通過放熱而冷卻到常溫，并且發(fā)生收縮。因此，在內鏡筒12和外鏡筒13之間，以及外鏡筒13和聯接器單元4之間會分別發(fā)生偏置，使間隙反復出現擴大縮小。
然而，具有溫度依賴性低、彈性高性能的O形環(huán)17、24，可以跟隨由于熱脹冷縮而產生的變化。因此，可以由O形環(huán)17、24分別對內鏡筒12和外鏡筒13之間，以及外鏡筒13和聯接器單元4之間進行密封，防止灰塵等侵入到內鏡筒12的內部。
如上所述，因為O形環(huán)17、24可以跟隨由于熱脹冷縮而產生的變化，分別對內鏡筒12和外鏡筒13之間，以及外鏡筒13和聯接器單元4之間進行密封，防止灰塵等侵入到內鏡筒12的內部，所以灰塵等等不會附著在內鏡筒12內的各透鏡11的表面上，從而能夠防止圖像質量劣化的現象出現。
如果采用這種構成形式，，即使長期使用也能保持高的圖像質量，并且能夠更進一步地提高投射透鏡裝置2的可靠性。
第2實施例接下來，對本發(fā)明的第2實施形態(tài)進行說明。本實施形態(tài)具有使光路彎折的光路彎折單元。
作為本實施形態(tài)的投射透鏡裝置具備光路彎折單元31和前置鏡筒組32。
光路彎折單元31由后置鏡筒組33、前置鏡筒組側筒體部34和反射鏡裝載部35構成。后置鏡筒組33是組裝在圖像顯示裝置(微型顯示器)上或安裝在光源側的裝置上的部件?？梢园凑赵O定的角度(例如66度)，配置后置鏡筒組33和前置鏡筒組側筒體部34。
前置鏡筒組側筒體部34是安裝前置鏡筒組32的部件。前置鏡筒組側筒體部34呈圓筒狀，在前置鏡筒組32的側端部處，還設置有凸緣部36和環(huán)形溝37。
凸緣部36是用于固定前置鏡筒組32的部件。該凸緣部36以整體形狀為四角形的方式構成，在其4個角部處分別設置有位置確定用突起36A和固定孔36B。環(huán)形溝37是用于裝配O形環(huán)39的溝形部件。環(huán)形溝37在前置鏡筒組側筒體部34的前置鏡筒組32的側端部處，沿著其整個周長形成為環(huán)狀。
O形環(huán)39是密封部件，能夠相對伴隨著由于光源的熱量而產生的溫度變化，而使光路彎折單元31和前置鏡筒組32分別產生熱脹冷縮時產生變化的、位于它們之間產生的空隙，按照允許發(fā)生該變化的方式進行密封。在裝配在環(huán)形溝37中的狀態(tài)下，O形環(huán)39與前置鏡筒組32的接觸面彈性地接觸，密封著光路彎折單元31和前置鏡筒組32之間的間隙。與上述第1實施形態(tài)的O形環(huán)17、24相類似，O形環(huán)39也由溫度依賴性低的材料構成。具體地說就是，可以由在常溫到90℃的高溫之間，能夠使其彈性保持為一定的合成樹脂材料構成。對于由于光源的熱量導致光路彎折單元31和前置鏡筒組32產生熱膨脹、收縮，從而使間隙反復擴大減小的場合，也可以通過O形環(huán)39發(fā)生的彈性變形，以跟隨該間隙的變化的方式密封該間隙。
在前置鏡筒組32中與光路彎折單元31側的凸緣部36相對地位置處，設置有凸緣部41。凸緣部41與凸緣部36匹配并形成為四角形，在各個角部處設置有裝配孔41A、41B。各裝配孔41A、41B是用于裝配位于凸緣部36處的位置確定用突起36A和螺釘42的孔。通過分別裝配這些位置確定用突起36A和螺釘42的方式，可以在相互匹配的狀態(tài)下對光路彎折單元31和前置鏡筒組32進行固定。
反射鏡裝載部35是用于裝載使光路彎折的反射鏡46的部件。在反射鏡裝載部35上，設置有四角形的開口部45，在該開口部處安裝著反射鏡46。在開口部45的周邊上設置有呈四角環(huán)形的環(huán)形溝47，并安裝著呈四角環(huán)狀的O形環(huán)49。與上述O形環(huán)39相同，O形環(huán)49由溫度依賴性低、彈性高的材料構成。
由板簧48和反射鏡蓋50對反射鏡46和O形環(huán)49進行固定。板簧48是用于以不使反射鏡46變形的方式對其進行彈性支撐的部件。板簧48是在呈平板狀的基板的四個地方處，切割形成彈簧部的。該板簧48通過位于該四處的彈簧部彈性地接觸反射鏡46的方式，對反射鏡46進行支撐。反射鏡蓋50覆蓋著板簧48和O形環(huán)49，并且在O形環(huán)49的外側處由螺釘51將其固定在開口45上。
通過采用上述結構構成形式，當由于光源的熱量使得光路彎折單元31、前置鏡筒組32和反射鏡蓋50分別產生熱膨脹、收縮，從而使位于其間的間隙反復擴大和變窄時，與上述第1實施形態(tài)相同，也可以通過O形環(huán)39和O形環(huán)49一直對上述間隙進行密封，防止灰塵等的侵入。采用這種構成形式，即使長期使用也能夠提供高精確度的圖像，從而提高了可靠性。
變形實施例上述各實施形態(tài)是以投射透鏡裝置為例進行說明的，但本發(fā)明并不僅限于這些實施形式中給出的實例，需要防止灰塵等侵入的各種投射透鏡裝置都可以采用本發(fā)明，并且都能夠達到與上述實施形態(tài)相同的作用、效果。
權利要求
1.一種投射透鏡裝置，是在筒體部內安裝有一個或者多個透鏡，將光源側的圖像等向屏幕表面放大投影用的投射透鏡裝置，其特征在于具備密封部件，該密封部件對伴隨著由光源的熱量引起的溫度變化而使筒體部膨脹收縮時發(fā)生變化的間隙，以允許該變化的方式進行密封。
2.一種如權利要求1所述的投射透鏡裝置，其特征在于上述筒體部由支撐上述透鏡的內鏡筒、可滑動地支撐該內鏡筒的外鏡筒構成，并且具備在光源側連接該外鏡筒的聯接器單元，上述密封部件分別設置在上述內鏡筒和上述外鏡筒的間隙處，以及上述外鏡筒和上述聯接器單元的間隙處，以允許各間隙伴隨著溫度的變化而變化的方式對上述筒體部內進行密封。
3.一種如權利要求2所述的投射透鏡裝置，其特征在于上述密封部件具備設置在和上述外鏡筒滑接的上述內鏡筒的外周的滑接部與上述外鏡筒的內側而之間，以允許間隙伴隨著熱膨脹收縮產生變化的方式進行密封的O形環(huán)，和設置在上述外鏡筒的底端面和聯接器單元的接觸面之間，以允許間隙伴隨著熱膨脹收縮產生變化的方式進行密封的O形環(huán)。
4.一種如權利要求3所述的投射透鏡裝置，其特征在于上述O形環(huán)由溫度依賴性低、相對于溫度的變化彈性能夠大致上保持一定的材料構成，以跟隨上述間隙變化的方式對該間隙進行密封。
5.一種投射透鏡裝置，是將光源側的圖像等向屏幕表面上放大投影用的投射透鏡裝置，其特征在于具備通過安裝在上述光源側的內置反射鏡使光路彎折的光路彎折單元，和一體地安裝在上述光路彎折單元上的前置鏡筒組，而且在上述光路彎折單元的反射鏡裝載部和上述光路彎折單元與前置鏡筒組的裝配部上，具備有以允許間隙伴隨上述溫度變化產生變化的方式進行密封的密封部件。
6.一種如權利要求5所述的投射透鏡裝置，其特征在于上述密封部件由溫度依賴性低、相對于溫度的變化彈性能夠大致上保持一定的材料構成，以跟隨上述間隙的變化的方式對該間隙進行密封。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠相對由熱膨脹、收縮引起的變化精確地進行密封，防止灰塵等的侵入從而防止圖像質量劣化的技術。本發(fā)明涉及一種在筒體部內安裝一個或者多個透鏡，將光源側的圖像等放大投影到屏幕表面上的投射透鏡裝置。該裝置具備O形環(huán)，其可以相對伴隨著由光源的熱量引起的溫度變化而使筒體部膨脹收縮時發(fā)生變化的間隙，按照允許產生該變化的方式進行密封。筒體部由支撐透鏡的內鏡筒、可滑動地支撐內鏡筒的外鏡筒構成，并且具備在光源側連接外鏡筒的聯接器單元，O形環(huán)設置在內鏡筒和外鏡筒的間隙處，以及外鏡筒和聯接器單元的間隙處，以允許各間隙伴隨著溫度的變化而變化的方式對筒體部內進行密封。
文檔編號G03B21/14GK1690755SQ20051006763
公開日2005年11月2日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權日2004年3月31日
發(fā)明者由良文敏, 關根熊二郎 申請人:塞金諾斯株式會社