投射透鏡組合件的製作方法

2023-06-04 15:15:11

專利名稱：投射透鏡組合件的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用在投影器等上，將光源側的圖像等投影到屏幕上的投射透鏡組合件，特別是改進了無用光的處理機構的投射透鏡組合件。
背景技術：
近年來，在投影器等上，要求例如高清晰度圖像那樣的隨著圖像的高精細化而投影圖像的品質(畫面質量)的穩定化。因此，對投射透鏡組合件也要求高的性能。
這時，由於無用光引起的幻象的發生成為問題。即，來自CRT的光束中，往往入射到投射透鏡的外周部的無用光使屏幕上產生月牙形等的幻象。
作為解決該問題的措施，有例如特許文獻1的投射透鏡。該投射透鏡，靠近適合圖像形狀的開口部設置遮蔽無用光的蔽光框。又，設置使蔽光框的開口部的形狀配合變焦動作變化的機構。但是這時，部件數量增加構造變得複雜，成本上升。
因此，作為利用簡單的構造抑制幻象的發生的投射透鏡組合件，有圖2所示的構成的形式。
圖中的1是CRT。在該CRT1上安裝投射透鏡組合件2。而且，由CRT1形成的圖像利用投射透鏡組合件2放大而投影在屏幕(未圖示)上。
投射透鏡組合件2，由透鏡3、內鏡筒4、外鏡筒5構成。透鏡3，組合安裝在內鏡筒4內的內側透鏡3A、中間透鏡3B以及外側透鏡3C這3枚透鏡構成。
而且，為了抑制月牙形的幻象(重影)的發生，在內側透鏡3A的外周邊設置塗墨部3D。
雖然在內鏡筒4的前端部安裝遮光罩6，但該遮光罩6對於無用光的除去沒有任何作用。
特許文獻1特開2000-194065號公報。
但是，上述構成的投射透鏡組合件的情況，雖然在內側透鏡3A的外周邊上設置塗墨部3D以防止無用光的入射，但設置該塗墨部時，必須有塗墨工序。即，作業工序增加1個，作業效率下降。並且，產生了這部分的作業成本。

發明內容
本發明，是鑑於上述問題提出的，目的在於提供可望去掉塗墨工序而作業效率提高以及作業成本降低的投射透鏡組合件。
為了解決這樣的課題，第1發明的投射透鏡組合件，其特徵在於使安裝了1枚或多枚透鏡的本體的屏幕側端部，沿著從透鏡中心擴展的視場角的最外側形成。
利用上述構成，在本體的屏幕側端部，可除去通過從透鏡中心擴展的視場角最外側的外側的無用光(對圖像造成不良影響的無用光)。這樣，可抑制幻象的發生而在屏幕上映出對比度高的清晰的圖像。
第2發明的投射透鏡組合件，其特徵在於在安裝了1枚或多枚透鏡的本體的屏幕側端部，具有分隔從透鏡中心擴展的視場角的最外側的遮光罩。
利用上述構成，利用分隔從透鏡中心擴展的視場角的最外側的遮光罩，可除去通過視場角最外側的外側的無用光。這樣，可抑制幻象的發生而在屏幕上映出對比度高的清晰的圖像。
上述遮光罩，具有沿垂直於上述透鏡的光軸的面配置在上述本體的屏幕側端部的環狀板狀的遮光板、和從上述本體的屏幕側端部向屏幕側伸出設置的遮光筒，當設上述遮光板的遮光高度為H、上述遮光筒的長度為L時，最好相對上述視場角α，滿足tan(α/2)＝H/L的關係。
利用上述構成，通過滿足tan(α/2)＝H/L的關係地設定遮光板的遮光高度H以及遮光筒的長度L，可除去通過視場角最外側的外側的無用光。這樣，可抑制幻象的發生而在屏幕上映出對比度高的清晰的圖像。
上述遮光板的遮光高度H以及遮光筒的長度L，最好滿足H/L＝0.74～0.94的關係。
利用上述構成，通過滿足H/L＝0.74～0.94的關係地設定遮光板的遮光高度H以及遮光筒的長度L，可除去通過視場角最外側的外側的無用光。這樣，可抑制幻象的發生而在屏幕上映出對比度高的清晰的圖像。
上述遮光罩的內面，最好實施吸收、反射或散射無用光的表面處理。
利用上述構成，利用遮光罩的內面的表面處理，可吸收、反射或散射而除去通過視場角最外側的外側的無用光。這樣，可抑制幻象的發生而在屏幕上映出對比度高的清晰的圖像。
上述遮光罩，最好分隔成多個，安裝在無用光通過的部分。
利用上述構成，以無用光通過的部分為中心安裝分隔成多個的遮光罩。也可只安裝在無用光通過的部分，也可安裝在包含無用光通過的部分的所有部分。利用該遮光罩，可除去通過視場角最外側的外側的無用光，抑制幻象的發生而在屏幕上映出對比度高的清晰的圖像。
如以上那樣，如果採用本發明，則可發揮以下的效果。
(1)因為沿從透鏡中心擴展的視場角的最外側形成本體的屏幕側端部，所以，在本體的屏幕側端部，可除去通過從透鏡中心擴展的視場角最外側的外側的無用光。這樣，可抑制幻象的發生而在屏幕上映出對比度高的清晰的圖像。結果，對投射透鏡組合件的信耐度提高。
(2)因為在本體的屏幕側端部上，具有分隔從透鏡中心擴展的視場角的最外側的遮光罩，所以，利用該遮光罩，可除去通過視場角最外側的外側的無用光，抑制幻象的發生。
(3)通過上述遮光罩具有遮光板和遮光筒，對於上述遮光板的遮光高度H、上述遮光筒的長度L、上述視場角α，設定遮光高度H和長度L滿足tan(α/2)＝H/L的關係，而可利用遮光板以及遮光筒除去通過視場角最外側的外側的無用光。這樣，可抑制幻象的發生。
(4)通過設定上述遮光板的遮光高度H以及上述遮光筒的長度L滿足H/L＝0.74～0.94的關係，可除去通過視場角最外側的外側的無用光。這樣，可抑制幻象的發生。
(5)因為在上述遮光罩的內面上，進行吸收、反射或散射無用光的表面處理，所以利用該表面處理，可吸收、反射或散射而除去通過視場角最外側的外側的無用光。這樣，可抑制幻象的發生。
(6)通過將上述遮光罩分隔成多個而安裝在無用光通過的部分，而可除去通過視場角最外側的外側的無用光，抑制幻象的發生。
圖面的簡單說明

圖1是本發明的實施形式的投射透鏡組合件的側斷面圖。
圖2是過去的投射透鏡組合件的側斷面圖。
圖3是本發明的實施形式的投射透鏡組合件的遮光罩的主要部分放大斷面圖。
符號說明11CRT；12投射透鏡組合件；14連接器；15透鏡組合件本體；16外筒部；17凹形元件；18冷卻液；19法蘭部；21透鏡；21A內側透鏡；21B中間透鏡；21C外側透鏡；22內鏡筒；23外鏡筒；24透鏡支撐部；25滑動連接部；26焦距固定螺栓；27螺母部；31遮光罩；32遮光板；33遮光筒；35散射溝槽；37內鏡筒支撐部；38支腳部；H遮光板32的遮光高度；L遮光筒33的長度；α視場角。
實施發明的最佳形式以下，參照圖面詳細說明本發明的投射透鏡組合件的實施形式。在此，與上述過去的技術一樣以將投射透鏡組合件使用在投影器(プロジエクタ-)上的情況為例進行說明。
圖1是投射透鏡組合件的側斷面圖，圖3是遮光罩的主要部分放大斷面圖。
投影器時，如圖1所示那樣，利用CRT11形成圖像，該圖像利用投射透鏡組合件12被放大，通過反射鏡(未圖示)、或直接投影到屏幕(未圖示)上。
CRT11是用於形成圖像的裝置。CRT11的前面(圖1中的左側面)形成平坦面狀，在該前面安裝後述的連接器14。
投射透鏡組合件12，是用於將CRT11形成的圖像對齊焦點投影在屏幕上的部件。該投射透鏡組合件12，由連接器14、透鏡組合件本體15構成。
連接器14，是用於將透鏡組合件本體15固定在CRT11上的部件。該連接器14，由外筒部16、凹形元件17、冷卻液18構成。外筒部16，形成大致圓筒形，其基端部(圖1中的右側端部)與CRT11的前面的周邊部相接。外筒部16的基端面與CRT11的前面之間被密封。在外筒部16的前端部，設置作為固定凹形元件17的壓板的法蘭部19。
凹形元件17，是用於在CRT11的前面，與外筒部16以及冷卻液18結合形成凹透鏡的部件。凹形元件17，凹入形成斷面大致圓形或大致橢圓形。在凹形元件17的周邊的外側面(圖1中的左側端部)上設置遮光板17A。該遮光板17A，是用於只通過來自CRT11的圖像光(在CRT11的前面映出的圖像的光)而除去其外側的無用光的部件。遮光板17A，覆蓋凹形元件17的周邊地利用環狀的板材構成。並且，遮光板17A，利用黑色的合成樹脂形成，以吸收光。遮光板17A的內側邊部，向內側延伸至覆蓋從CRT11射入透鏡組合件本體15的圖像光的邊緣部分的位置地形成。這樣，遮光板17A，設計為可除去向透鏡組合件本體15的入射光中位於圖像光的外側的無用光。
冷卻液18，是在構成連接器14的凹透鏡的一部分的同時用於吸收來自CRT11的熱量的液體。該冷卻液18，填充在由外筒部16、凹形元件17、CRT11的前面密封的空間內，構成凹透鏡。
透鏡組合件本體15，是用於直接控制來自CRT11的光而將CRT11形成的圖像投影到屏幕上的部件。該透鏡組合件本體15，由透鏡21、內鏡筒22、外鏡筒23構成。
透鏡21，根據設計由凹透鏡或凸透鏡單個或多個組合構成。在此，組合內側透鏡21A、中間透鏡21B以及外側透鏡21C的3枚透鏡構成。
內鏡筒22，是用於配合設計位置正確支撐各透鏡21的部件。透鏡支撐部24每既定間隔地設置在內鏡筒22的內側面，將各透鏡21正確支撐在設定位置。在內鏡筒22的外周上，設置在支撐在外鏡筒23上的狀態下從外鏡筒23進出時滑動連接的滑動連接部25。內鏡筒22，利用滑動連接部25支撐在外鏡筒23上，並利用焦距固定螺栓26固定在外鏡筒23上。而且，只要取出該焦距固定螺栓26，從外鏡筒23取出內鏡筒22，就可更換另外設計的內鏡筒22。又，通過在同一外鏡筒23上換上各種內鏡筒22，可在CRT11上安裝各種設計的透鏡組合件本體15。又，焦距固定螺栓26可螺紋旋入的螺母部27延伸至接觸外鏡筒23的內周面的位置地設置在內鏡筒22的外周。內鏡筒22僅支撐在外鏡筒23上，而不接觸連接器14。
在內鏡筒22的屏幕側端部，設置遮光罩31。該遮光罩31，是用於分隔從透鏡中心擴展的視場角的最外側的部件。遮光罩31，由遮光板32和遮光筒33構成。
遮光板32，形成沿垂直於透鏡組合件本體15的光軸的面配置的環狀板狀。該環狀板狀的遮光板32，從外側覆蓋外側透鏡21C的周邊地設置。
遮光筒33，從透鏡組合件本體15的屏幕側端部向屏幕側伸出設置。遮光筒33，是原樣伸長支撐外側透鏡21C的內鏡筒22而形成環狀筒狀。
遮光板32以及遮光筒33的前端部(遮光板32的內側端部以及遮光筒33的屏幕側端部)，沿從透鏡中心擴展的視場角的最外側形成。即，在將遮光板32的遮光高度設為H、遮光筒33的長度設為L時，設定這些H、L相對視場角α，滿足下式(1)的關係。
tan(α/2)＝H/L …(1)具體地，設定為滿足H/L＝0.74～0.94的關係。該H/L的具體的值，根據透鏡21的種類對應不同的視場角α的值設定。
遮光罩31，利用黑色的合成樹脂形成以吸收光。在遮光罩31的遮光筒33的內側面，如圖3所示那樣，形成散射溝槽35。該散射溝槽35，在遮光筒33的內側面整面上，利用在其圓周方向上刻的V字溝槽構成。散射溝槽35，是用於使通過從透鏡中心擴展的視場角最外側的外側的無用光散射而除去同時擴大吸收無用光的面積的溝槽。這樣，照射遮光筒33的內側面的無用光，首先在黑色的合成樹脂的表面上被吸收，而沒被吸收的反射的光在散射溝槽35上被散射，從而被除去。
外鏡筒23，如圖1所示那樣，是用於在固定在連接器14上的狀態下可滑動地支撐並收納內鏡筒22的部件。在外鏡筒23的內周面上設置與內鏡筒22的滑動連接部25滑動連接的內鏡筒支撐部37。這樣，外鏡筒23，支撐著內鏡筒22，並容許其進出移動。外鏡筒23，通過支腳部38固定在連接器14上。
利用以上的構成的投射透鏡組合件12，幻象被如下除去。
由CRT11形成的圖像，利用投射透鏡組合件12放大，擴大到視場角α的角度。而且，擴大到視場角α的限度的圖像，被投影到屏幕的整面上。
此時，從CRT11通過凹形元件17射入到內鏡筒22的圖像光，通過遮光板17A。而且，投向內鏡筒22的入射光中位於圖像光的外側的無用光，照射到遮光板17A而被除去，只有圖像光射入內鏡筒22。
又，從內鏡筒22射出的圖像光中在視場角α的最外側的外側存在無用光時，該無用光照射遮光罩31的遮光板32以及遮光筒33。照射到遮光板32的無用光，其一部分在遮光板32的內側表面上被吸收，其他在內鏡筒22內被反射而除去。照射遮光筒33的無用光，其一部分在遮光筒33的內側表面上被吸收，其他在散射溝槽35被散射而除去。
如上述那樣，利用遮光板17A，可除去位於從CRT11射入到內鏡筒22的圖像光的外側的無用光。並且，利用遮光罩31的遮光板32以及遮光筒33，可除去通過視場角α最外側的外側的無用光。因此，可在屏幕上抑制幻象的發生而在屏幕上映出對比度高的清晰的圖像。結果，對投射透鏡組合件12的信耐度提高。
(1)在上述實施形式中，雖然利用遮光板32以及遮光筒33構成遮光罩31，但也可僅利用遮光板32或遮光筒33的一方構成。通過沿視場角α的最外側設置遮光板32或遮光筒33，可除去通過視場角α最外側的外側的無用光。
又，雖然利用簡單的筒體構成遮光筒33，但也可設計為利用多個筒狀構成而可伸縮的構成從而可調節遮光筒33的長度L。這樣，也可利用透鏡的設計變更等對應視場角α變化的情況。
(2)在上述實施形式中，雖然將遮光罩31形成環狀，但也可將遮光罩31分隔成多個，而安裝在無用光通過的部分。也可僅安裝在無用光通過的部分，也可以無用光通過的部分為中心安裝至周圍。也可安裝在包含無用光通過的部分的所有部分上。利用該遮光罩31，可除去通過視場角最外側的外側的無用光，抑制幻象的發生。
(3)在上述實施形式中，雖然僅在遮光罩31的遮光筒33內側面設置散射溝槽35，但也可僅在遮光板32的內側面上、或在遮光板32以及遮光筒33的兩者的內側面上設置散射溝槽35。這時，也可發揮與上述實施形式同樣的作用、效果。
(4)在上述實施形式中，雖然通過在遮光罩31的遮光筒3 內側面設置散射溝槽35，使無用光主要被散射而除去，但也可吸收或反射而除去無用光。吸收無用光時，是在遮光板32或遮光筒33的內側面上進行消光等易吸收光的表面處理。反射無用光時，是在遮光板32或遮光筒33的內側面上進行拋光加工等易反射光的表面處理。這時，也可發揮與上述實施形式同樣的作用、效果。
(5)在上述實施形式中，雖然是以將投射透鏡組合件12用在投影器上的情況為例進行說明的，但不限於投影器，也可用於其他的光學機器。這時，也可發揮與上述實施形式同樣的作用、效果。
權利要求
1.一種投射透鏡組合件，其特徵在於使安裝了1枚或多枚透鏡的本體的屏幕側端部沿著從透鏡中心擴展的視場角的最外側形成。
2.一種投射透鏡組合件，其特徵在於在安裝了1枚或多枚透鏡的本體的屏幕側端部，具有分隔從透鏡中心擴展的視場角的最外側的遮光罩。
3.如權利要求2所述的投射透鏡組合件，其特徵在於上述遮光罩，具有沿垂直於上述透鏡的光軸的面配置在上述本體的屏幕側端部的環狀板狀的遮光板、和從上述本體的屏幕側端部向屏幕側伸出設置的遮光筒；當設上述遮光板的遮光高度為H、上述遮光筒的長度為L時，相對上述視場角α，滿足tan(α/2)＝H/L的關係。
4.如權利要求3所述的投射透鏡組合件，其特徵在於上述遮光板的遮光高度H以及上述遮光筒的長度L，滿足H/L＝0.74～0.94的關係。
5.如權利要求2所述的投射透鏡組合件，其特徵在於在上述遮光罩的內面上，進行吸收、反射或散射無用光的表面處理。
6.如權利要求2所述的投射透鏡組合件，其特徵在於將上述遮光罩分隔成多個，安裝在無用光通過的部分。
全文摘要
課題是除去無用光，抑制幻象的發生。方法是，在安裝了透鏡(21)的透鏡組合件本體(15)的屏幕側端部，具有分隔從透鏡中心擴展的視場角α最外側的遮光罩(31)。遮光罩(31)，具有遮光板(32)和遮光筒(33)，當設遮光板(32)的遮光高度為H、遮光筒(33)的長度為L時，相對視場角α，設定H和L滿足tan(α/2)＝H/L的關係。具體地，設定為滿足H/L＝0.74～0.94的關係。在遮光筒(33)的內面上，進行吸收、反射或散射無用光的表面處理。具體地，是設置散射溝槽(35)。
文檔編號G02B7/02GK1550809SQ20041004320
公開日2004年12月1日 申請日期2004年5月14日 優先權日2003年5月15日
發明者橫田明廣, 小林健志, 關根熊二郎, 二郎, 志 申請人:塞金諾斯株式會社