(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズを備えた外鏡筒と内鏡筒との間に温度変化反応素子を配置するとともに、
該温度変化反応素子の一端を前記外鏡筒に対する取付け位置をスライド変更可能な固定部に固定し、温度変化反応素子の他端を前記内鏡筒と一体の案内子に関連させ、
前記温度変化反応素子によって、前記外鏡筒と前記内鏡筒との光軸方向の相対的位置を動かしてレンズ焦点を補正する
ことを特徴とするレンズ焦点補正装置。
【請求項２】
前記温度変化反応素子が光軸方向又は光軸に近い方向に沿って配置される
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項３】
前記温度変化反応素子が外鏡筒の内周方向に沿って配置される
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項４】
前記温度変化反応素子をＵ字状に形成し、前記外鏡筒の外周壁部に光軸と交差する方向に１つの案内孔を設け、
前記温度変化反応素子の一端を前記案内孔に配置した前記固定部に固定し、温度変化反応素子の他端を前記案内孔に係合する前記内鏡筒と一体の案内子に関連させて成る
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項５】
前記外鏡筒の外周壁部に光軸に交差する方向に平行する２つの案内孔を設け、
一方の案内孔に前記固定部を配置し、他方の案内孔に前記内鏡筒と一体の案内子を係合し、
前記温度変化反応素子の固定部から作用点までの有効作動長を一定に保つように設定する
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項６】
前記外鏡筒の外周壁部に光軸に交差する方向に非平行の２つの案内孔を設け、
一方の案内孔に前記固定部を配置し、他方の案内孔に前記内鏡筒と一体の案内子を係合し、
前記案内孔内で前記固定部及び案内子の位置によって前記温度変化反応素子の固定部から作用点までの有効作動長を調整可能にした
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項７】
前記案内子を２つ設け、前記温度変化反応素子の他端を前記２つの案内子間で挟むようにした
ことを特徴とする請求項１、２、４、５又は６記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項８】
前記外鏡筒の外周壁部に２つの案内孔を設け、
一方の案内孔に前記固定部を配置し、他方の案内孔に前記内鏡筒と一体の案内子を係合させて成る
ことを特徴とする請求項３記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項９】
前記固定部に対する温度変化反応素子の固定位置を調整可能にし、
前記温度変化反応素子の固定部から作用点までの有効作動長を連続的に調整可能にした
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項１０】
前記内鏡筒内に光学レンズが保持されている
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載のレンズ焦点補正装置。
【請求項１１】
画像表示部と、該画像表示部前面に配された外鏡筒と内鏡筒を有した光学レンズ系と、前記画像表示部と前記光学レンズ系との間に配置され前記画像表示部と前記光学レンズ系との相対的位置を動かしてレンズ焦点を補正するための温度変化反応素子とを有し、
前記温度変化反応素子の一端が前記外鏡筒に対する取付け位置をスライド変更可能な固定部に固定され、
前記温度変化反応素子の他端が前記内鏡筒と一体の案内子に関連され、
前記温度変化反応素子による前記外鏡筒と前記内鏡筒との光軸方向の相対的移動でレンズ焦点が補正される
ことを特徴とする投写型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、投写型画像表示装置等に適用されるレンズ焦点補正装置に関する。
本発明は、レンズ焦点を補正することがでる投写型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
投写型画像表示装置として、例えば透過型のスクリーンを用いてスクリーン背面から陰極線管からの画像を拡大投写する投射型テレビ、所謂リアプロジェクタが知られている。
【０００３】
図１８は、このリアプロジェクタの概略的構成を示すもので、図中、１はキャビネット、２はキャビネット１内に配された例えば赤、緑、青に対応する３管式のカラー陰極線管２〔２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ〕を示し、カラー陰極線管２〔２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ〕からの画像が投写レンズ３で拡大され、反射ミラー４で反射されて前面のスクリーン５に背面から投写されるように構成される。
【０００４】
図１７は、従来の投写レンズ３を一体に取付けたリアプロジェクタ用の陰極線管２の一例を示す。この陰極線管２は、そのパネル前面と像面彎曲補正レンズ７と封止枠９で形成された空間に冷却液８を充填してなる液冷管が用いられ、その冷却液８の封止枠９に投写レンズ３を形成する鏡筒１０がビス１１等により固着されて成る。
【０００５】
鏡筒１０は、外鏡筒１２と、外鏡筒１２内に回転可能に且つ光軸方向に移動可能に配した内鏡筒１３とから構成され、内鏡筒１３に複数の光学レンズ１５，１６，１７が配列保持されている。本例では４枚の光学レンズ１５，１６，１７，７で投写レンズ、即ち主レンズ群３が構成される。
【０００６】
外鏡筒１２の外周壁部に平面的にみて光軸Ｃに対し所定角度をなす斜めの溝、即ち斜めの案内孔１８が設けられると共に、内鏡筒１３から之と一体に伸びる案内子１９が斜めの案内孔１８に係合される。
【０００７】
案内子１９には内鏡筒１３を光軸Ｃ方向に関して所定位置に設定した後に固定するための蝶ネジ２２がスペーサ２３を介して螺入される。
【０００８】
内鏡筒１３には、その前、後端に、外鏡筒１２の内周面に接して内鏡筒１３を摺動可能に支持する摺接部２０が設けられる。
外鏡筒１２及び内鏡筒１３等はプラスチックス（樹脂）によって形成される。
【０００９】
この鏡筒１０においては、主レンズ群３の初期の焦点位置を設定する場合、当初、蝶ネジ２２を緩め、案内子１９を斜めの案内孔１８に沿って動かすことにより、内鏡筒１３が外鏡筒１２に対して回転しながら光軸ｃ方向に変位し、レンズ焦点位置が調整される。レンズ焦点位置が調整されたならば、蝶ネジ２２を締めることによって、スペーサ２３を介して内鏡筒１３がその位置で外鏡筒１２に固定される。
【００１０】
ところで、上述したリアプロジェクタにおいては、陰極線管２や周辺回路部等の発熱源と、レンズ等の光学系、いわゆる鏡筒１０とが接近して配置されているために、図１６に示すように、陰極線管セットに通電した後、リアプロジェクタ機器内の温度が上昇するにつれて、各部分（レンズ系を含む鏡筒等）が膨張し、主レンズ群３の当初の焦点位置が変化し、画像に劣化を生じることが知られている。
【００１１】
従来、温度上昇に伴うレンズ焦点位置の変化を補正する手段として、レンズ設計時に温度による体積変化率の大きいプラスチックスレンズの一枚当りの光学的パワー（即ち屈折力）を弱くして複数枚に分割し、体積変化率の小さいガラスレンズの光学的パワーを強くして焦点位置の変化量を抑える方法がある。この従来の技術として、例えば米国特許第４７７６６８１号、特開昭６１−２０５９０９号公報、ＳＩＤ，１／１，１９９３（Ａ46−in. high−resolution rear−Projection display）等に示されているような設計手法がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図１７の例では、４枚構成の主レンズ群３において、第２の光学レンズ即ち、体積変化率の小さいガラスレンズ１６に光学系の正のパワーの大部分を負担させることにより、他のプラスチックスで形成されている第１、第３及び第４の光学レンズ１５，１７，７の光学的パワーを減少させている。
【００１３】
しかし、レンズ自身の体積変化率を小さくしても、それを支える鏡筒１０は樹脂製であることが多く、この鏡筒１０での体積変化による焦点位置の変化は考慮されていなかった。
例えば、図１７の場合、温度により陰極線管２と案内子１９との間の外鏡筒１２が熱膨張し、主レンズ群３が図面左方向に移動するため、当初の焦点位置から変化して画像に劣化を生じていた。
【００１４】
本発明は、上述の点に鑑み、発熱源に近接して光学レンズ系が配置される機器での温度変化によるレンズ焦点位置の変化を補正することができるレンズ焦点補正装置を提供するものである。
本発明は、温度変化によるレンズ焦点位置の変化を補正することができるリアプロジェクタ等の投写型画像表示装置を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るレンズ焦点補正装置は、光学レンズ７，１５，１６，１７を備えた鏡筒を構成する外鏡筒３３と内鏡筒３４との間に温度変化反応素子４５（５２，５８）を配置し、この温度変化反応素子４５（５２，５８）の一端を外鏡筒３３に対する取付け位置をスライド変更可能な固定部４１に固定し、温度変化反応素子４５（５２，５８）の他端を内鏡筒３４と一体の案内子４０に関連させ、温度変化反応素子４５（５２，５８）によって、外鏡筒３３と内鏡筒３４との光軸Ｃ方向の相対的位置を動かしてレンズ焦点を補正するようにした構成とする。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明のレンズ焦点補正装置において、温度変化反応素子４５を光軸方向又は光軸に近い方向に沿って配置した構成とする。
【００１８】
第３の発明は、第１の発明のレンズ焦点補正装置において、温度変化反応素子５８を外鏡筒３３の内周方向に沿って配置した構成とする。
【００１９】
第４の発明は、第１の発明のレンズ焦点補正装置において、温度変化反応素子５２をＵ字状に形成し、外鏡筒３３の外周壁部に光軸と交差する方向に１つの案内孔５１を設け、温度変化反応素子５２の一端を案内孔５１に配置した固定部４１に固定し、温度変化反応素子５２の他端を案内孔５１に係合する内鏡筒３４と一体の案内子４０に関連させた構成とする。
【００２０】
第５の発明は、第１の発明のレンズ焦点補正装置において、外鏡筒３３の外周壁部に光軸に交差する方向に平行する２つの案内孔３７，３８を設け、一方の案内孔３８に固定部４１を配置し、他方の案内孔３７に内鏡筒３４と一体の案内子４０を係合し、温度変化反応素子４５の固定部から作用点までの有効作動長を一定に保つように設定する構成とする。
【００２１】
第６の発明は、第１の発明のレンズ焦点補正装置において、外鏡筒３３の外周壁部に光軸に交差する方向に非平行の２つの案内孔３７，３８を設け、一方の案内孔３８に固定部４１を配置し、他方の案内孔３７に内鏡筒３４と一体の案内子４０を係合し、案内孔３８及び３７内で固定部及び案内子の位置によって温度変化反応素子の固定部から作用点までの有効作動長を調整可能にした構成とする。
【００２２】
第７の発明は、第１、第２、第４、第５又は第６の発明のレンズ焦点補正装置において、案内子４０を２つ設け、温度変化反応素子４５（５２）の他端をこの２つの案内子４０間で挟む構成とする。
【００２３】
第８の発明は、第３の発明のレンズ焦点補正装置において、外鏡筒３３の外周壁部に２つの案内孔５４，５５を設け、一方の案内孔５５に固定部４１を配置し、他方の案内孔５４に内鏡筒３４と一体の案内子５６を係合させた構成とする。
【００２４】
第９に発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７又は第８の発明のレンズ焦点補正装置において、固定部４１に対する温度変化反応素子４５（５２，５８）の固定位置を調整可能にし、温度変化反応素子４５（５２，５８）の固定部から作用点までの有効作動長を連続的に調整可能にした構成とする。
【００２６】
第１０の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８又は第９の発明のレンズ焦点補正装置において、内鏡筒３４内に光学レンズ１５，１６，１７を保持する構成とする。
【００２７】
第１１の発明に係る投写型画像表示装置は、画像表示部２と、画像表示部前面に配された外鏡筒３３と内鏡筒３４を有した光学レンズ系３（１５，１６，１７）と、画像表示部２と光学レンズ系３（１５，１６，１７）との間に配置され画像表示部２と光学レンズ系３（１５，１６，１７）との相対位置を動かしてレンズ焦点を補正するための温度変化反応素子４５（５２，５８），６２とを有し、温度変化反応素子４５（５２，５８），６２の一端が外鏡筒３３に対する取付け位置をスライド変更可能な固定部４１に固定され、温度変化反応素子４５（５２，５８），６２の他端が内鏡筒３４と一体の案内子５６に関連され、温度変化反応素子４５（５２，５８），６２による外鏡筒３３と内鏡筒３４との光軸方向の相対的移動でレンズ焦点が補正されるようにした構成とする。
【００３０】
【作用】
第１の発明に係るレンズ焦点補正装置においては、外鏡筒３３と内鏡筒３４との間に温度変化反応素子４５（５２，５８）を配置し、温度変化反応素子４５（５２，５８）によって外鏡筒３３と内鏡筒３４との光軸方向の相対的位置を動かすように構成することにより、温度変化による鏡筒３３の伸縮にともなってレンズの焦点位置が変化したとき、その温度変化に伴って温度変化反応素子４５（５２，５８）が反応して外鏡筒３３に対して内鏡筒３４が相対的に逆方向に動かされ、当初の焦点位置に戻され、焦点位置の補正がなされる。
【００３２】
第２の発明においては、温度変化反応素子４５を光軸方向又は光軸に近い方向に沿って配置し、温度変化反応素子４５の一端を外鏡筒３３に設けた固定部４１に固定し、その他端を内鏡筒３４と一体の案内子４０に関連させることにより、温度変化で焦点位置が変化が生じたとき、温度変化反応素子４５の他端が光軸と交差する方向に変位することによって、案内子４０を介して内鏡筒３４が回転しながら光軸方向に沿って逆方向に変位し、焦点位置の補正が行われる。
【００３３】
第３の発明においては、温度変化反応素子５８を外鏡筒３３の内周方向に沿って配置し、温度変化反応素子５８の一端を外鏡筒３３に設けられた固定部４１に固定し、温度変化反応素子５８の他端を内鏡筒３４と一体の案内子５６に関連させることにより、温度変化で焦点位置に変化が生じたとき、温度変化反応素子５８の他端が外鏡筒３３の円周方向に変位することにより、案内子５６を介して内鏡筒３４が回転しながら光軸方向に沿って逆方向に変位し、焦点位置の補正が行える。
また、温度変化反応素子５８を外鏡筒３３の内周方向に沿って配するため、温度変化反応素子５８の有効作動長を大きくとることができ、温度変化反応素子５８の他端の変位量と案内子５６に与える作用力を共に大きくすることができる。
【００３４】
第４の発明においては、温度変化反応素子５２をＵ字状に形成し、外鏡筒３３の外周壁部に案内孔５１を設け、温度変化反応素子５２の一端を案内孔５１に配置された固定部４１に固定し、他端を案内孔５１に係合する内鏡筒３４と一体の案内子４０に関連させることにより、温度変化で焦点位置に変化が生じたとき、温度変化反応素子５２の他端が外鏡筒３３の円周方向に沿うように変位することになり、案内子４０を介して内鏡筒３４が回転しながら光軸方向に沿って逆方向に変位し、焦点位置の補正が行える。
温度変化反応素子５２としてはＵ字状に形成されるため、温度変化反応素子５２の有効作動長を大きくとることができ、温度変化反応素子５２の他端の変位量を大きくすることができる。
【００３５】
第５の発明においては、外鏡筒３３の外周壁部に平行する２つの案内孔３７，３８を設け、一方の案内孔３８に固定部４１を配置し、他方の案内孔３７に内鏡筒３４と一体の案内子４０を係合せしめることにより、当初の焦点位置の調整で、案内子４０及び固定部４１が共に案内孔３７，３８内を移動するも、どの移動位置においても、温度変化反応素子４５の有効作動長は一定に保たれる。従って、予め設定された温度変化反応素子４５による補正量は維持されることになる。
また、投影倍率に拘らずこの補正量を一定に設定することができる。
即ち、投影倍率が一定、或は狭い範囲の投影倍率の場合には、調整位置による補正量の変化が無く、使い易い。
【００３６】
第６の発明においては、外鏡筒３３の外周壁部に非平行の２つの案内孔３７，３８を設け、一方の案内孔３８に固定部４１を配置し、他方の案内孔３７に内鏡筒と一体の案内子４０を係合することにより、案内孔内での固定部４１及び案内子４０の位置によって、温度変化反応素子４５の有効作動長が調整可能になる。従って、案内孔３７，３８に沿って内鏡筒３４を光軸方向に変位して投影倍率を調整したとき、その投影倍率に対応して温度変化反応素子４５の有効作動長を変えることができ、投影倍率に対応した補正量を設定することが可能となる。即ち、一種類のレンズで異なるスクリーンサイズの機器に適用できる。
【００３７】
第７の発明においては、案内子４０を２つ設け、温度変化反応素子４５（５２）の他端をこの２つの案内子４０間で挟む構成とすることにより、温度変化反応素子４５（５２）による変位を円滑に内鏡筒３４に伝えて之を光軸方向へ容易に変位されることが可能となる。
【００３８】
第８の発明においては、第３の発明のレンズ焦点補正装置で、外鏡筒３３の外周壁部に２つの案内孔５４，５５を設け、一方の案内孔５５に固定部４１を配置し、他方の案内孔５４に内鏡筒と一体の案内子５６を係合させることにより、温度変化反応素子５８の円周方向の変位を内鏡筒３４に容易に伝えることができ、焦点位置の補正が可能となる。
【００３９】
第９の発明においては、固定部４１に対する温度変化反応素子４５（５２，５８）の固定位置を調整可能にし、温度変化反応素子４５（５２，５８）の有効作動長を連続的に変えることができるので、鏡筒３３の伸縮以外の要素によって予め計算し得ない焦点位置の変化いわゆるレンズの温度変化環境に対応した焦点位置の補正も可能になる。
【００４０】
さらに、第９の発明は、第６の発明と組合せることにより、投影倍率の変化に対応し、かつ温度変化環境にも対応して、焦点位置の補正を行うことができる。
【００４２】
第１０の発明においては、内鏡筒３４内に光学レンズ１４，１６，１７を保持することにより、内鏡筒３４を光軸方向へ変化させることで焦点位置の補正を可能にする。
【００４３】
第１１の発明に係る投写型画像表示装置においては、画像表示部２と、画像表示部前面に配された光学レンズ系３（１５，１６，１７）と、画像表示部２と光学レンズ系３（１５，１６，１７）との相対的位置を動かしてレンズ焦点を補正するための温度変化反応素子４５（５２，５８），６２を有する構成とすることによって、投写型画像表示装置の動作時に、温度変化による光学レンズ系３（１５，１６，１７）の伸縮にともなうレンズの焦点位置が変化したとき、その温度変化に伴って温度変化反応素子４５（５２，５８），６２が反応して画像表示部２に対して光学レンズ系３（１５，１６，１７）が光軸方向に相対的に動かされ、当初の焦点位置に戻され、焦点位置が補正される。従って、スクリーン位置での画像のフォーカス性能劣化が防止される。
【００４６】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明のレンズ焦点補正装置及び投写型画像表示装置の実施例を説明する。
本例は前述したリアプロジェクタに適用した場合である。
【００４７】
図１は本発明の一実施例を示す。同図中、２〔２Ｒ，２Ｇ．２Ｂ〕はリアプロジェクタ用の３管方式のカラー陰極線管、３１はこの陰極線管２のパネル前面に一体に取付けられた投写レンズ装置で、これには本レンズ焦点補正機能が備えられている。
陰極線管２は、そのパネル前面と像面彎曲補正レンズ７と封止枠９とで形成される空間内に冷却液８が充填されてなる液冷管が用いられる。
【００４８】
投写レンズ装置３１は、その鏡筒３２を構成する外鏡筒３３を陰極線管側の封止枠９にビス１１等にて取付けて固着される。このとき、像面彎曲補正レンズ７は封止枠９と外鏡筒３３で挟持的に保持される。１４は仕切板である。
【００４９】
鏡筒３２は、外鏡筒３３と、外鏡筒３３内に回転可能に且つ光軸方向に移動可能に配した内鏡筒３４とを有し、内鏡筒３４内に複数の光学レンズ１５，１６，７が配列保持される。光学レンズ１５，１６，１７及び７で主レンズ群３が構成される。
内鏡筒３４には、その前端及び後端に外鏡筒３３の内周面に接して内鏡筒３４を回転且つ光軸Ｃ方向にに摺動可能に支持する摺接部３５が設けられる。
【００５０】
外鏡筒３３の外周壁部には、平面的にみて光軸Ｃと交差するように２つの溝、即ち案内孔３７及び３８が設けられる。一方の案内孔３７には、之に沿うように内鏡筒３４の外周壁部から之と一体に延びる２つの案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕（図２参照）が係合される。
【００５１】
他方の案内孔３８には、之に沿って摺動可能なスライド部４１が配置される。このスライド部４１は、幅狭部と幅広部を有して成り、その幅狭部が案内孔３８へ挿入され、その幅狭部と幅広部で形成される段差面が外鏡筒３３の内面に対接できるように配される。
【００５２】
スライド部４１は、その幅狭部に外鏡筒３３の外面に当接するスペーサ４２を介して締付手段例えば蝶ネジ４３が螺入されており、蝶ネジ４３を締付けた状態では、スライド部４１の段差面とスペーサ４２が夫々外鏡筒３３に挟持的に圧接することによって、外鏡筒３３に固定され、蝶ネジ４３を緩めれば固定が外れて案内孔３８にそって可動できる構成となっている。
【００５３】
一方、外鏡筒３３と内鏡筒３４間に光軸方向に沿って板状の温度変化反応素子、例えばバイメタル４５が配され、その一端がスライド部４１の幅広部に固定手段、例えばビス４６にて固定されると共に、他端が２つの案内子４０Ａ及び４０Ｂ間に挟み込まれるように配される。
【００５４】
２つの案内孔３７及び３８は、例えば図２に示すように、レンズ光軸Ｃに対して垂直より所定角θだけ傾くようにして平行に形成される。角度θは、投写レンズ装置３１の開口、焦点距離、バイメタル４５による補正量等に応じて設定されるもので、例えば数度に設定することができる。
【００５５】
鏡筒３２を構成する外鏡筒３３及び内鏡筒３４は例えば樹脂で形成される。
【００５６】
また、４枚構成の主レンズ群３のうち、第２の光学レンズ１６はガラスレンズで形成され、他の第１、第３及び第４の光学レンズ１５，１６及び７はプラスチックスレンズにて形成される。
【００５７】
図１では、バイメタル４５と、蝶ネジ４３を有するスライド部４１と、内鏡筒３４と一体の案内子４０Ａ，４０Ｂと、外鏡筒３３に設けた２つの案内孔３７，３８で主たるレンズ焦点補正機構が構成される。
【００５８】
上述の構成では、先ず、常温時でのレンズ焦点を合わせるために、蝶ネジ４３を緩めた状態でスライド部４１を斜めの案内孔３８に沿って移動させることによって、このスライド部４１に固定したバイメタル４５を介してその先端に係合している案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕を斜めの案内孔３７に沿って移動させ、案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕と一体の内鏡筒３４を回転させながらレンズ光軸Ｃ方向に沿って移動調整して焦点位置を調節する。焦点位置が調整されたならば、蝶ネジ４３を締付けてスライド部４１を外鏡筒３３に固定し、レンズ焦点位置を固定する。
【００５９】
図２は常温時のレンズ焦点位置が定められた状態の案内子４０Ａ，４０Ｂとバイメタル４５との位置を示しており、バイメタル４５は外鏡筒３３の案内孔３７にほぼ垂直で、直線状態となっている。
【００６０】
そして、陰極線管２を含むセットに通電した後、時間経過に伴って温度上昇し鏡筒、特に外鏡筒３３が熱膨張し、初期の調整時からレンズ焦点位置が変化した場合、図３に示すように、バイメタル４５が変化し、即ち図２の直線状態から彎曲し、案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕を図面下部方向に押し下げる。このため、内鏡筒３４が回動し、この回動変位が斜めの案内孔３７に沿わされることによって光軸Ｃ方向の変位に変換され、結果として、内鏡筒３４が陰極線管２側（図３、図１において右方向）に移動して主レンズ群３と陰極線管２との間隔を変えレンズ焦点位置が補正される。即ち常温で設定された当初の焦点位置に戻される。図３のｄ1 は焦点位置補正したときの内鏡筒３４の移動量を示す。
【００６１】
図２、図３の例では、２つの案内孔３７及び３８が平行に形成されているので、案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕が案内孔３７内のどの位置にあっても、バイメタル４５の固定部と作用点との距離、即ち有効作動長は変わらず、一定に保たれる。従って、例えば、初期の焦点位置の調節に際して内鏡筒３４の光軸方向の位置が多少変位しても有効作動長が変わらず、補正量は一定に設定できる。また、初期の焦点調整位置を変えて投影倍率を変えた場合にも、その投影倍率に拘らず補正量を一定に設定することができる。即ち、投影倍率が一定、或は狭い範囲の投影倍率（例えば４６インチ〜４８インチ）の場合には、調整位置による補正量の変化が無く、使い易い。
【００６２】
図４は、本発明の他の実施例を示す。
焦点位置の補正量としては、投影倍率が大きければ補正量が大きく、投影倍率が小さければ補正量が小さくなる傾向にある。本実施例は、投影倍率に対応できるようにした場合である。
【００６３】
但し、図４では、外鏡筒３３に形成する案内孔を含む焦点位置補正機構のみを示し、他の構成については図１と同様であるので重複説明を省略する。
【００６４】
本例においては、図４に示すように、少なくとも一方の案内孔３７が前述したと同様にレンズ光軸Ｃに対して垂直より所定角θ傾くようにして、両案内孔３７及び３８が非平行となるように形成する。本例ではスライド部４１を案内する案内孔３８を光軸Ｃに対して垂直に形成し、案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕を案内する方の案内孔３７を光軸Ｃに対して所定角度θだけ斜めに形成する。
角度θは、焦点距離、バイメタル４５による補正量等によって設定されるもので、一例として、主レンズ群３の開口１００ｍｍ、焦点距離７７ｍｍ、またバイメタルの長さ５０ｍｍとしたときには、０°＜θ≦１０°、好ましくは数度、例えば５°程度に設定することができる。
【００６５】
図４において、案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕が、実線位置ｂにあるとき、投写レンズ装置３１は例えば４６インチのスクリーンに投影する倍率の焦点調整位置に設定され、鎖線位置ａにあるとき、投写レンズ装置３１は例えば４１インチのスクリーンに投影する倍率の焦点調整位置に設定され、鎖線位置Ｃにあるとき、投写レンズ装置３１は例えは５３インチのスクリーンに投影する倍率の焦点調整位置に設定される。
【００６６】
この構成では、バイメタル４５の長さは一定であるので、スクリーンサイズの変更による焦点調整位置に対応してバイメタル４５の案内子と接する点（作用点）が変わることによって有効作動長が変化する。即ち、スクリーンサイズが小さくなるにつれて（図１７の鎖線、実線参照）、バイメタル４５の有効作動長が図示のようにＬ3 ，Ｌ2 ，Ｌ1 の順に小さくなり、補正量が小さくなる。この結果、投影倍率に対応して焦点位置の補正量を自動的に変えることができる。
【００６７】
また、本例では高温時における外鏡筒３３の伸縮以外に、例えば陰極線管セット構造体の伸縮等による予め計算され得る焦点位置の変化要素にも対応できる為、一種類の投写レンズ装置３１で異なるスクリーンサイズのリアプロジェクタに使用することが可能になる。
【００６８】
図５及び図６は、本発明の他の実施例を示す。
但し、図５（断面図）及び図６（平面図）は焦点位置補正機構のみ示し、他の構成は図１と同様であるので重複説明を省略する。
【００６９】
本例においては、図５及び図６に示すように、外鏡筒３３の外周壁部上に光軸Ｃに対して所定角度θだけ傾いた互に平行する斜めの案内孔３７及び３８を形成し、一方の案内孔３７に内鏡筒３４と一体の案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕を係合し、他方の案内孔３８にスライド部４１を案内されるようになすと共に、バイメタル４５の固定側に長孔４７を形成し、この長孔４７の範囲内でバイメタル４５の固定位置を任意（連続的）に設定できるように構成する。
【００７０】
この構成によれば、ビス４６によるバイメタル４５の固定位置を調整することにより、バイメタル４５の有効作動長がＬ4 ，Ｌ5 ，Ｌ6 で示すように、長孔４７の範囲内で任意（連続的）に設定することが可能になる。これにより、高温時に予め設計段階で計算され得ない焦点位置の変化が生じた場合にも、外鏡筒３３の案内孔３７，３８を変更することなしに、その固定位置を変えるのみで、焦点位置の補正ができる。
【００７１】
従って、本例は外鏡筒３３の伸縮以外の要素にも対応することができる。即ち、予測されないレンズの温度変化環境（同じサイズの機器でも個々の特性によって温度変化が異なる）に対応して予めバイメタルの補正係数を設定して置くことにより、レンズの温度変化環境に対応して補正量を調節することができる。
【００７２】
図７は、本発明の他の実施例を示す。但し、図７は焦点位置補正機構のみを示し、他の構成は図１と同様であるので、重複説明を省略する。
【００７３】
本例は、図４と図６の構成を組み合せたものである。即ち、図７に示すように、外鏡筒３３の外周壁部に少なくとも一方の案内孔３７が前述したと同様にレンズ光軸Ｃに対して垂直より所定角θ傾くようにして、両案内孔３７及び３８が非平行となるように形成する。本例ではスライド部４１を案内する案内孔３８を光軸Ｃに対し垂直に形成し、案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕を案内する案内孔３７を光軸Ｃに対して斜めに形成する。
【００７４】
一方、バイメタル４５の固定側に長孔４７を設け、この長孔４７の範囲内でバイメタル４５の固定位置を任意（連続的）に設定できるようになす。
名
この構成によれば、図４で説明したと同様に、スクリーンサイズの変更に対応して案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕の位置を変えることにより、バイメタルの有効作動長が変化し、投影倍率に応じた補正量が得られ、焦点位置の補正ができる。
また、バイメタル４５のスライド部４１に対する固定位置を所定範囲内で調整することにより、予め計算され得ない焦点位置の変化にも対応して補正することができる。
【００７５】
即ち、本例においては、図４及び図６の場合よりも、更に焦点位置の補正の自由度が増加し、予め計算され得る焦点位置の変化や、予め計算され得ない焦点位置の変化にも、設計変更や部品変更することなしに対応することができる。
【００７６】
図８は、本発明の他の実施例を示す。但し、図８は焦点位置補正機構のみを示し、他の構成は図１と同様であるので重複説明を省略する。
【００７７】
本例は、外鏡筒３３の外周壁部に光軸Ｃに対して垂直より所定角θ傾いた１つの案内孔５１を設け、この案内孔５１にスライド部４１と、内鏡筒３４に一体の案内子４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕とを案内するようになす。バイメタルとしては、Ｕ字状のバイメタル５２を設け、その一端をスライド部４１にビス４６を介して固定すると共に、他端を２つの案内子４０Ａ及び４０Ｂ間に挟み込むようになす。
【００７８】
この構成においては、スライド部４１を介して初期の焦点位置を調整し、蝶ネジ４３によりスライド部４１を外鏡筒３３に固定した後、通電等による温度変化が生じると、Ｕ字状のバイメタル５２が図８の鎖線で示すように例えば開く方向に変位し、バイメタル他端に係合している案内子４０が案内孔５１に沿って移動する。これにより、内鏡筒３４が回転しながらレンズ光軸Ｃに沿って図１、図８の右側に移動し、焦点位置を補正することができる。
【００７９】
この例の場合も、図示せざるも、図６と同様にバイメタル５２の固定位置を所定範囲で任意に設定できるようにすれば、予め計算され得ない焦点位置の変化要素にも設計変更、部品変更することなしに対応することができる。
【００８０】
そして、本例では、バイメタルをＵ字状とすることにより、有効作動長を大きくすることができ、補正量及を大きくすることができる。
【００８１】
図９及び図１０は、本発明の他の実施例を示す。但し、同図は焦点位置補正機構を主として示し、他の構成は図１と同様であるので、対応する部分には同一符号を付して重複説明は省略する。
【００８２】
本例は、外鏡筒３３の外周壁部に前述と同様にレンズ光軸Ｃに対して垂直より所定角θ傾いた２つの案内孔５４及び５５を形成する。この案内孔５４及び５５は互に平行する軸線上に形成される。
一方の案内孔５４に内鏡筒３４と一体の１つの案内子５６を係合し、他方の案内孔５５にスライド部４１を案内するようになす。スライド部４１にはスペーサを介して蝶ネジ４３が螺入される。
【００８３】
一方、帯状のバイメタル５８を外鏡筒３３の内周方向に沿うように外鏡筒３３及び内鏡筒３４間に配置し、その一端をスライド部４１に例えばビス４６を介して固定すると共に、他端を案内子５６に固定する。帯状のバイメタル５８は、丁度リング状に配されるもので、本例では例えば２７０°〜３６０°の範囲で巻かれるように構成するを可とする。
【００８４】
この構成においては、スライド部４１を案内孔５５に沿って移動し、バイメタル５８を介して案内子５６に一体の内鏡筒３４を光軸Ｃ方向に移動調整して初期の焦点位置を調整した後、蝶ネジ４３を介してスライド部４１を外鏡筒３３に固定する。通電等による温度変化で外鏡筒３３が熱膨張し焦点位置が変化した場合には、リング状に配された帯状のバイメタル５８が、例えば径が縮まる方向に変位することにより、結果としてバイメタル５８の他端が外鏡筒３３の円周方向に移動し、その他端に固定されている案内子５６を介して内鏡筒３４が回転しながらレンズ光軸方向に、即ち図１０及び図１の右側に移動し、焦点位置の補正を行うことができる。案内孔５４，５５は平行する軸上に配されるので、焦点の調整位置に拘らず、バイメタル５８の有効作動長は一定に保たれる。
【００８５】
本例では、帯状のバイメタル５８を外鏡筒３３の内周方向に沿ってリング状に配することにより、有効作動長が大きくなり、従って補正量を大きくとれる利点がある。
【００８６】
図１１及び図１２は、本発明の他の実施例を示す。本例は、前述の図９及び図１０で説明した帯状のバイメタル５８を３６０゜以上の巻き角をもって配置した場合である。
この構成では、さらにバイメタル５８の有効作動長が大きくなり、補正量が大きくとれる利点がある。この場合も、焦点の調整位置に拘らず、バイメタル５８の有効作動長は一定に保たれる。
【００８７】
図１３及び図１４は、本発明の他の実施例を示す。本例は、前述の図９及び図１０で説明した帯状のバメメタル５８を３６０°より小さい巻き角例えば１８０°の巻き角をもって配置した場合である。従って、外鏡筒３３の外周壁部に形成する案内孔５４及び５５は１８０°対向する位置関係に形成され、この場合、両案内孔５４及び５５は同一の軸上、或は平行する軸上に形成することができる。この構成においても、温度変化でバイメタル５８の案内子５６に固定された他端が円周方向に移動するので、斜めの案内孔５４によって内鏡筒３４を回転させながらレンズ光軸Ｃ方向に変位させることができ、焦点位置の補正を行うことができる。この場合も、焦点の調整位置に拘らず、バイメタル５８の有効作動長は一定に保たれる。
尚、上述の帯状バイメタル５８を外鏡筒３３の内周方向に沿って配置する図９、図１１、図１３の例においても、図示せざるも、前述の図６で説明したと同様に、バイメタル５８のスライド部４１に対する固定位置を所定範囲で任意に設定できる構成とすることにより、温度変化環境に対応した補正も可能となる。
【００８８】
図１５は、本発明のさらに他の実施例を示す。尚、同図中、前述の図１に対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
本例では、陰極線管２の前面の封止枠９に像面彎曲補正レンズ７が例えばビス等で取付けられ、陰極線管２のパネル前面と像面彎曲補正レンズ７と封止枠９とで形成される空間内に冷却液８が充填される。
この陰極線管２の前面、従って之と一体の像面彎曲補正レンズ７に対向して複数の光学レンズ１５，１６，１７を配列保持した鏡筒６１が配置され、この鏡筒６１と、之に対向する像面彎曲補正レンズ７を含む封止枠９の対向面との間に、温度変化反応素子、例えば温度上昇でやわらかくなる性質を有するゴム材６２が配置される。ゴム材６２は、鏡筒６１のフランジ部６１ａに沿うようにリング状に形成してもよく、又はフランジ部６１ａに沿って複数個所に配置してもよい。
【００８９】
鏡筒６１は、そのフランジ部６１ａにおいてスプリング６４とガイド軸６３を介して封止枠９に取付けられる。すなわち、ガイド軸６３は、鏡筒６１のフランジ部６１ａの挿通孔６３を挿通し、その先端のネジ部６３ａを封止枠９のフランジ部９ａに螺入するようにして封止枠９に固定される。同時に、ガイド軸６３の頭部６３ｂと鏡筒フランジ部６１ａ間にスプリング６４が介装され、このスプリング圧によって鏡筒６１がゴム材６２を挟んで封止枠９側に押圧されて保持される。
【００９０】
この構成においては、常温時には、ゴム材６２が所定の硬度に維持されて鏡筒６１がレンズ焦点の合った位置（実線位置）に定められる。そして、陰極線管２を含むセットに通電した後、時間経過とともに温度上昇し、鏡筒６１が熱膨張してレンズ焦点位置が変化した場合、この温度上昇に伴ってゴム材６２がやわらかくなることから、鏡筒６１がスプリング６４のバネ力によってゴム材６２を押し縮めながら光軸Ｃに沿って変化し、結果として、鏡筒６１が陰極線管２側に移動して主レンズ群３と陰極線管２との間隔を変え、レンズ焦点位置が補正される。即ち、常温で設定された当初の焦点位置に戻される。
【００９１】
陰極線管２を含むセットが常温に戻れば、ゴム材６２も常温時の硬度に戻り鏡筒６１は元の位置に戻される。
【００９２】
上述したように、本発明の実施例によれば、リアプロジェクタにおいて、通電開始直後の焦点位置と、通電数時間後に回路や陰極線管２等の発熱により装置内の温度が上昇した時点での鏡筒３３、鏡筒６１の熱膨張等による焦点位置との変化を、バイメタル４５，５２又は５８、ゴム材６２によって逆方向に補正することができる。これにより、通電時間の長短にかかわらず、通電開始後に設定した高品位の画像を維持することができる。
【００９３】
また、温度変化による焦点位置の移動量を一定範囲内に抑えること等のいわゆるレンズ設計上の制約条件が減り、設計の自由度が増加する。従って、従来の設計手法に比較してコスト低減を図ることができると共に、性能の向上を図ることができる。特にリアプロジェクタはガラスレンズに比較して温度の影響を受け易いプラスチックスレンズを多用する為、レンズ構成枚数の削減や生産性の向上等、コスト、性能への寄与率が他のレンズシステムに比べ高くなる。
【００９４】
また、リアプロジェクタの生産ライン上では焦点位置を調整する前の工程まで通電されているが、休憩時間、トラブル等でラインが停止している間にも通電され続ける為、焦点調整工程に入るまでの通電時間は一定しない。しかし、本実施例では、このようなリアプロジェクタの組立調整時の温度ばらつき、即ち、通電時間の差による温度変化での焦点位置の移動を補正することにより、通電時間の長短によらず、初期に設定した高品位の画像を維持することができる。
【００９５】
尚、上例では、温度変化反応素子として、バイメタル、ゴム材等を用いたが、その他、形状記憶合金、その他を用いることもできる。
【００９６】
また、上例では、リアプロジェクタの投写レンズ等に適用したが、これに限らず、反射型プロジェクタ、液晶プロジェクタ、その他、温度変化を受ける装置等の投写レンズ系に適用することもできる。
【００９７】
また、上例では、鏡筒３３の熱膨張による焦点位置の変化をバイメタル４５，５２又は５８によって内鏡筒３４を図１において右側つまり陰極線管２側に移動して焦点位置の補正を行うようにしたが、その他、キャビネットの熱膨張等、他の理由で左側に、つまり陰極線管２と反対側に内鏡筒３４を移動させて焦点位置の補正を行うようにすることもできる。
【００９８】
更に、上例の図１ではバイメタル４５として１枚用いたが、作用力を増したい等必要に応じて複数枚のバイメタルを重ね合せて用いることもできる。
【００９９】
また、上例においては、１組の焦点位置補正機構を設けたが、之に限らず、必要に応じて同じ構成の焦点位置補正機構を複数組設けることもできる。
【０１００】
【発明の効果】
第１の発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、温度変化による鏡筒の伸縮にともなってレンズ焦点位置が変化しても、温度変化反応素子によって自動的にレンズ焦点位置を補正することができ、初期の焦点位置の状態を維持することができる。
【０１０２】
第２の発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、温度変化反応素子を光軸方向に沿って配置するので、温度変化でレンズ焦点位置に変化が生じた際、温度変化反応素子によって内鏡筒を回転させながら光軸上を逆方向に移動させて焦点位置の補正を行うことができる。
【０１０３】
第３の発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、温度変化反応素子を外鏡筒の内周方向に沿って配置するので、温度変化でレンズ焦点位置に変化が生じた際、温度変化反応素子によって内鏡筒を回転させながら光軸上を逆方向に移動させて焦点位置の補正を行うことができる。また、この場合には温度変化反応素子の有効作動長が大きくなり、補正量を大きくすることができる。
【０１０４】
第４に発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、温度変化反応素子をＵ字状に形成することにより、温度変化でレンズ焦点位置に変化が生じた際、温度変化反応素子によって内鏡筒を回転させながら光軸上を逆方向に移動させて焦点位置の補正を行うことができる。また、この場合も温度変化反応素子の有効作動長が大きくなり、補正量を大きくすることができる。
【０１０５】
第５の発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、固定部を案内する案内孔と案内子を案内する案内孔を平行に形成することにより、いずれの焦点調整位置においても、温度変化反応素子の有効作動長を一定に保つことができる。
【０１０６】
第６の発明の係るレンズ焦点補正装置によれば、固定部を案内する案内孔と、案内子を案内する案内孔を非平行に形成することにより、投影倍率に対応して温度変化反応素子の有効作動長を変えることができ、投影倍率に対応した補正量を設定することができ、一種類のレンズ系で異なるスクリーンサイズの機器に適用することができる。
【０１０７】
第７の発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、温度変化反応素子の他端を２つの案内子間で挟むように構成することにより、温度変化反応素子の変化を案内子を介して円滑に内鏡筒に伝えることができ、焦点位置の補正を可能にする。
【０１０８】
第８の発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、円周方向に沿って帯状の温度変化反応素子を配したレンズ焦点補正装置において、外鏡筒の外周壁部に固定部と案内子を夫々案内させる２つの案内孔を形成することにより、初期の焦点調整位置の設定と、温度変化による焦点位置の変化を補正することができる。
【０１０９】
第９の発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、温度変化反応素子の固定部に対する固定位置を調整できるようにしたので、温度変化反応素子の有効作動長を所定範囲内で任意に設定でき、レンズの温度変化環境に対応することができる。
また第８の発明と組み合せることにより、投影倍率の変化及び温度変化環境に対応して焦点位置の補正を行うことができる。
【０１１１】
第１０の発明に係るレンズ焦点補正装置によれば、内鏡筒内に光学レンズを保持することにより、内鏡筒の移動でレンズ焦点位置の補正を行うことができる。
【０１１２】
従って、上記のレンズ焦点補正装置を例えばプロジェクタ等の投写型画像表示装置等に適用した場合、通電開始直後の焦点位置と、通電後の温度変化による鏡筒の熱膨張等による焦点位置との変化を温度変化反応素子によって逆方向に補正することができ、通電開始後に設定した高品位の画像を維持することができる。
【０１１３】
また、従来の温度変化による焦点位置の移動量を一定範囲内に抑えるというようなレンズ設計上の制約条件が減り、レンズ設計の自由度が増加する為、従来の設計手法に比較してコスト低減や性能向上が期待できる。特に投写型画像表示装置ではガラスレンズに比較して温度の影響を受け易いプラスチックスレンズを多用するため、レンズ構成枚数の削減や生産性の向上等、コスト、性能への寄与率が他のレンズシステムに比べて高くなる。
【０１１４】
さらに、投写型画像表示装置の組立調整時の温度バラツキ（通電時間の差による温度変化での焦点位置の移動）を補正することにより、通電時間の長短によらず、初期に設定した高品位の画像を維持することができる。
【０１１５】
第１１の発明に係る投写型画像表示装置によれば、温度変化による光学レンズ系の焦点位置が変化しても、温度変化反応素子によって自動的にレンズ焦点位置を補正することができ、初期に設定した高品位の画像を維持することができる。
【０１１８】
かかる投写型画像表示装置は、上述したように、レンズ設計上の制約条件が減り光学レンズ系のレンズ設計の自由度が増加し、コスト低減や、性能向上等を図ることができる。また、投写型画像表示装置の組立調整時の温度ばらつきによらず、初期に設定したレンズ焦点位置に維持され、高品位の画像を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ焦点補正装置を備えた投写型画像表示装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１のレンズ焦点補正装置の要部を示す平面図である。
【図３】図１のレンズ焦点補正装置の動作説明に供する要部の平面図である。
【図４】本発明に係るレンズ焦点補正装置の他の例を示す要部の平面図である。
【図５】本発明に係るレンズ焦点補正装置の他の例を示す要部の断面図である。
【図６】図５のレンズ焦点補正装置の要部の一部破断とする平面図である。
【図７】本発明に係るレンズ焦点補正装置の他の例を示す要部の一部破断とする平面図である。
【図８】本発明に係るレンズ焦点補正装置の他の例を示す要部の平面図である。
【図９】本発明に係るレンズ焦点補正装置の他の例を示す断面図である。
【図１０】図９のレンズ焦点補正装置を備えた投写型画像表示装置の平面図である。
【図１１】本発明に係るレンズ焦点補正装置の他の例を示す断面図である。
【図１２】図１１のレンズ焦点補正装置を備えた投写型画像表示装置の平面図である。
【図１３】本発明に係るレンズ焦点補正装置の他の例を示す断面図である。
【図１４】図１３のレンズ焦点補正装置を備えた投写型画像表示装置の平面図である。
【図１５】本発明に係る投写型画像表示装置の他の例を示す構成図である。
【図１６】リアプロジェクタの通電後の通電時間とレンズ焦点位置移動量の関係を示すグラフである。
【図１７】従来のレンズ装置の例を示す構成図である。
【図１８】リアプロジェクタの例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  キャビネット
２  陰極線管
３  主レンズ群（投写レンズ）
４  反射ミラー
５  スクリーン
７  レンズ
８  冷却液
９  封止枠
１０，３２  鏡筒
１２，３３  外鏡筒
１３，３４  内鏡筒
１５，１６，１７  光学レンズ
１８  案内孔
１９  案内子
２２  蝶ネジ
２３  スペーサ
３７，３８，５１  案内孔
４０〔４０Ａ，４０Ｂ〕  案内子
４１  スライド部
４２  スペーサ
４３  蝶ネジ
４５，５２，５８  バイメタル
６１  鏡筒
６２  ゴム材
６３  ガイド軸
６４  スプリング
【図１】
0003685825.tif 000002
【図２】
0003685825.tif 000003
【図３】
0003685825.tif 000004
【図４】
0003685825.tif 000005
【図５】
0003685825.tif 000006
【図６】
0003685825.tif 000007
【図７】
0003685825.tif 000008
【図８】
0003685825.tif 000009
【図９】
0003685825.tif 000010
【図１０】
0003685825.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003685825.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
0003685825.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
0003685825.tif 000017
【図１７】
0003685825.tif 000018
【図１８】
0003685825.tif 000019