(57)【要約】特に、例えば映写テレビジョン・セットのように温度が変化する環境中に取り付けるようになされた、自動熱焦点調整を備えたレンズ・アセンブリ（１０）である。レンズ・マウント（２８）は、第１の熱膨張率を有する材料で形成され、少なくとも１つのレンズ（３０、３２、３４）を支えている。焦点マウント（１４）は、レンズ・マウント（２８）に結合され、第１の熱膨張率とは異なる第２の熱膨張率を有する材料で形成されている。調整および固定構造（４０）は、レンズ・マウント（２８）を焦点マウント（１４）に結合し、次いで、所定の位置で固定される。使用に際しては、調整および固定構造（４０）を使用して所定の位置に固定されると、使用環境の温度変化に応じてレンズ・マウント（２８）および焦点マウント（１４）の相対軸方向位置が自動的に変化し、レンズ（３０、３２、３４）が移動する。
2004526182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度が変化する環境中に取り付けるようになされたレンズ・アセンブリであって、
内部および外部を有し、第１の熱膨張率を有する材料で形成された概ね管状のレンズ・マウントと、
前記レンズ・マウントの前記内部に、軸に沿って取り付けられた少なくとも第１のレンズと、
前記レンズ・マウントの前記外部に結合され、前記第１の熱膨張率とは異なる第２の熱膨張率を有する材料で形成された概ね管状の焦点マウントと、
前記第１のレンズの初期焦点位置を与えるように、前記レンズ・マウントを前記焦点マウントに結合し、前記焦点マウントに対して前記レンズ・マウントを前記軸に沿って移動させ、次いで所定の位置に固定させる調整および固定構造とを備え、
前記第１のレンズが初期焦点位置に固定され、レンズ・マウントおよび焦点マウントが温度の変化を受けると、第１と第２の熱膨張率により、前記レンズ・マウントと前記焦点マウントの相対軸方向位置が自動的に変化し、前記第１のレンズが新しい焦点位置へ移動するレンズ・アセンブリ。
【請求項２】
前記第１のレンズが、前記調整および固定構造の一方の側に支えられ、前記レンズ・マウントが温度の変化を受けると、前記第１のレンズが前記調整および固定構造から遠ざかる方向に移動する、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項３】
前記調整および固定構造が、レンズ・マウントを初期焦点位置へ移動させるために、第１の部分が前記レンズ・マウントに直接結合され、第２の部分が前記焦点マウント内のスロットを貫通し、かつ、前記スロットに沿って移動可能に延びた、前記レンズ・マウントを初期焦点位置に固定させるための前記焦点マウントの外部への固着が可能な固定エレメントを備えたファスナ・アセンブリをさらに備える、請求項２に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項４】
前記調整および固定構造が、前記レンズ・マウントと前記焦点マウントの間のねじ接続と、前記レンズ・マウントを初期焦点位置に選択的に固定するために固定位置と非固定位置の間を移動することができる、前記レンズ・マウント上の固定部材とをさらに備える、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項５】
前記軸に沿って取り付けられた、前記第１のレンズから遠ざかる方向に彎曲した凸面部を備えた第２のレンズをさらに備え、使用中に加熱されると前記凸面部が前記第１のレンズから遠ざかる方向にひずみ、第１と第２の熱膨張率により、前記第１のレンズが前記第２のレンズに向かって自動的に移動する、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項６】
温度が変化すると屈折率が変化する含有液体冷媒をさらに備え、新しい焦点位置によって前記屈折率の変化によって生じる焦点外れの補正が促進される、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項７】
前記第１の熱膨張率が前記第２の熱膨張率より大きい、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項８】
前記第１の熱膨張率が前記第２の熱膨張率より少なくとも２倍大きい、請求項７に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項９】
前記焦点マウントおよび前記レンズ・マウントのいずれか一方がプラスチック製であり、前記焦点マウントおよび前記レンズ・マウントのもう一方が金属製である、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項１０】
前記焦点マウントおよび前記レンズ・マウントの各々がプラスチック製である、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項１１】
前記焦点マウントおよび前記レンズ・マウントの各々が金属製である、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項１２】
前記レンズ・マウントおよび前記焦点マウントの各々が概ね円筒状である、請求項１に記載のレンズ・アセンブリ。
【請求項１３】
内部および外部を有し、第１の熱膨張率を有する材料で形成された概ね管状のレンズ・マウントと、
前記レンズ・マウントの前記内部に、軸に沿って取り付けられた少なくとも第１のレンズと、
前記軸に沿って、光源に隣接して取り付けるようになされた第２のレンズと、
前記レンズ・マウントの前記外部に結合され、前記第１の熱膨張率より小さい第２の熱膨張率を有する材料で形成された概ね管状の焦点マウントと、
前記第２のレンズに対する前記第１のレンズの初期焦点位置を与えるように、前記レンズ・マウントを前記焦点マウントに結合し、前記焦点マウントに対して前記レンズ・マウントを前記軸に沿って移動させ、次いで所定の位置での固定を可能にする調整および固定構造とを備え、
少なくとも前記第１のレンズが初期焦点位置に固定され、レンズ・マウント、焦点マウント、および第２のレンズが光源によって加熱されると、第１と第２の熱膨張率の違いにより、前記レンズ・マウントおよび焦点マウントが自動的に相互に移動し、それにより前記第１および第２のレンズの少なくとも一方が新しい焦点位置へ移動する映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項１４】
前記第１および第２のレンズが、前記調整および固定構造を使用して、また光源によって加熱されると前記軸に沿って相互に運動するように取り付けられる、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項１５】
前記第１および第２のレンズが、前記調整および固定構造を使用して、また光源によって加熱されると前記軸に沿って共に運動するように取り付けられる、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項１６】
前記第１のレンズと第２のレンズの間に配置され、前記軸に沿って前記レンズ・マウントの内部に取り付けられた第３のレンズをさらに備え、第１と第２の熱膨張率の違いにより、前記第３のレンズが前記第２のレンズに向かって自動的に移動し、それにより前記第３のレンズが前記第２のレンズに対する新しい焦点位置へ移動する、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項１７】
前記第１および第３のレンズが、前記軸に沿って前記調整および固定構造の一方の側に支えられ、前記レンズ・マウントが光源によって加熱されると、前記第１および第２のレンズが前記調整および固定構造から遠ざかる方向に移動する、請求項１６に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項１８】
前記調整および固定構造が、レンズ・マウントを初期焦点位置へ移動させるために、第１の部分が前記レンズ・マウントに直接結合され、第２の部分が前記焦点マウント内のスロットを貫通し、かつ、前記スロットに沿って移動可能に延びた、前記レンズ・マウントを初期焦点位置に固定させるための前記焦点マウントの外部への固着が可能な固定エレメントを備えたファスナ・アセンブリをさらに備える、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項１９】
前記第１の熱膨張率が前記第２の熱膨張率より大きい、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２０】
前記第１の熱膨張率が前記第２の熱膨張率より少なくとも２倍大きい、請求項１９に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２１】
前記焦点マウントおよび前記レンズ・マウントのいずれか一方がプラスチック製であり、前記焦点マウントおよび前記レンズ・マウントのもう一方が金属製である、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２２】
前記焦点マウントおよび前記レンズ・マウントの各々がプラスチック製である、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２３】
前記焦点マウントおよび前記レンズ・マウントの各々が金属製である、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２４】
前記第２のレンズがプラスチック・フィールド・フラットナ・レンズである、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２５】
光源によって加熱されると屈折率が変化する含有液体冷媒をさらに備え、新しい焦点位置によって前記屈折率の変化によって生じる焦点外れの補正が促進される、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２６】
前記第２のレンズが、前記第１のレンズから遠ざかる方向に彎曲した凸面部を備え、使用中に加熱されると前記凸面部が前記第１のレンズから遠ざかる方向にひずみ、第１および第２の熱膨張率の効果により、前記第１のレンズが前記第２のレンズに向かって自動的に移動する、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２７】
前記第２のレンズが、使用中に加熱されると、ひずみ焦点外れの影響を受ける材料で形成され、ひずみを補償するために、前記第１および第２のレンズの少なくとも一方が新しい焦点位置へ向かって自動的に移動する、請求項１３に記載の映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ。
【請求項２８】
概ね管状の焦点マウントと、焦点マウントに対して軸に沿って運動するように結合された概ね管状のレンズ・マウントと、レンズ・マウントによって軸に沿って支えられた少なくとも第１のレンズとを備え、レンズ・マウントおよび焦点マウントが、熱膨張率が異なる材料で形成された映写テレビジョン・レンズ・アセンブリの焦点を調整する方法であって、
第１のレンズの軸方向の位置を初期焦点位置に調整するために、焦点マウントおよびレンズ・マウントを軸に沿って互いに移動させるステップと、
焦点マウントおよびレンズ・マウントを光源で加熱するステップと、
光源が発生する熱を使用して、レンズ・マウントおよび焦点マウントの少なくともいずれか一方を他方に対して熱膨張させることにより、レンズ・マウントおよび第１のレンズの位置を、新しい焦点位置へ軸に沿って自動調整するステップとを含む方法。
【請求項２９】
レンズ・マウントおよび第１のレンズの軸方向の位置を自動調整するステップが、
焦点マウントをレンズ・マウントより大きく熱膨張させるステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
レンズ・アセンブリが第２のレンズをさらに備え、レンズ・マウントおよび第１のレンズの軸方向の位置を自動調整するステップが、
第１および第２のレンズを軸に沿って相互に移動させるステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
レンズ・アセンブリが第２のレンズをさらに備え、レンズ・マウントおよび第１のレンズの軸方向の位置を自動調整するステップが、
第１および第２のレンズを軸に沿って共に移動させるステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１２０条の下に、２００１年１月２６日出願の同時係属仮出願第６０／２６４，４８３号の利益を主張するものである。上記仮出願の開示は、すべて参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般に光学レンズ・アセンブリに関し、より詳細には、映写テレビジョンに使用されるレンズ・アセンブリおよび様々な温度に晒される環境で使用されるその他の光学レンズ・アセンブリに関する。
【０００３】
（発明の背景）
通常、映写テレビジョン・セットには、原色である赤、青および緑に対応する３台の陰極線管（ＣＲＴ）が含まれている。投影レンズ・アセンブリは、複数のレンズを使用して、ＣＲＴの表面板上に現れる画像を拡大し、拡大した画像をさらに大型のスクリーンに投影している。映写テレビジョンに使用されているＣＲＴの直径は、通常、７．６２ｃｍ（３インチ）ないし２２．８６ｃｍ（９インチ）である。スクリーン上に投影される画像のサイズは、一般的に対角線上で測定して１０１．６ｃｍ（４０インチ）から１５２．４ｃｍ（６０インチ）までの範囲であるか、あるいはそれ以上である。各々のＣＲＴは、最大輝度すなわち最大光強度を提供しなければならず、この目的を助長するために、各ＣＲＴは最大出力で動作し、それにより色のバランスを維持しつつ最大光出力を表面板にもたらしている。その結果、ＣＲＴはかなりの熱を映写テレビジョン・セットのエンクロージャ内に発生している。映写テレビジョンのレンズ・アセンブリ部分が、室温より４０℃ないし４５℃、あるいはそれ以上高い温度に高められることは、決してまれなことではない。
【０００４】
各ＣＲＴは、ＣＲＴ表面板に隣接して取り付けられた、ＣＲＴに関連した拡大レンズ系を有している。通常、レンズ・アセンブリは、少なくとも１つの「Ａ」レンズ・エレメント、少なくとも１つの「Ｂ」レンズ・エレメント、および少なくとも１つの「Ｃ」レンズ・エレメントで形成されている。当分野においては、これらは一般的に、レンズ・エレメントの数には無関係に「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」レンズ・グループと呼ばれている。つまり、各「グループ」は、１つまたは複数のレンズ・エレメントからなっている。「Ｂ」レンズ・グループは、一般的にガラス製のレンズを備え、一方、「Ａ」および「Ｃ」レンズ・グループは、プラスチックで形成されている。しかしながら、各グループが、１つまたは複数のガラス製レンズおよび１つまたは複数のプラスチック製レンズを備えることができることを理解すべきである。あるいは、レンズ・アセンブリは、すべてガラス製あるいはすべてプラスチック製のレンズを備えることもできる。ＣＲＴが発生する熱は、プラスチック・レンズのひずみ、あるいは光学特性の変化の原因になっている。このことは、関連するＣＲＴの直近に取り付けられる「Ｃ」レンズに対して特に言えることである。また、レンズ・アセンブリを冷却するために使用されるエチレングリコールなどの液体の屈折率も、温度変化によって変化する。温度によって引き起こされるこのような光学特性の変化により、レンズ系の焦点が変化する。より詳細には、レンズ・アセンブリの温度が、数時間の連続動作に渡って変化すると、温度上昇による焦点外れの影響により、テレビジョンのスクリーン上に表示される画像がしだいにぼやけることになる。このぼやけの影響は、高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ）セットの場合、その高解像能力のため、より顕著に現れることになる。
【０００５】
温度補正システムの中には、映写テレビジョン・キャビネット内の１つまたは複数の温度センサ、および（１つまたは複数の）温度センサからのフィードバックに基づいてレンズ・アセンブリの焦点を再び合わせる自動焦点機構を利用しているものがあるが、このようなシステムは、高価であり、また、各レンズ・アセンブリを有効かつ独立した方法で確実に補正することが比較的困難であるという欠点を抱えている。参照によりその開示のすべてが本明細書に組み込まれる、本発明の譲渡人に譲渡された米国特許第６，１０４，５５４号に、熱によって引き起こされるレンズひずみの問題に対処するための簡単な方法の１つが記載されている。米国特許第６，１０４，５５４号に示され、かつ、記載されている好ましい実施形態には、関連するＣＲＴによってレンズ・アセンブリが加熱されると熱膨張する複数のバーが利用されている。バーは、「Ａ」および「Ｂ」レンズ・エレメントを支えているレンズ・セルに機械的に結合されている。「Ｃ」レンズ・エレメントは、ＣＲＴに隣接してその近傍に配置され、「Ａ」および「Ｂ」レンズ・エレメントとは歪曲している。バーは、熱によって引き起こされるひずみと同様にひずみ、すなわち膨張し、それに対応して、「Ａ」および「Ｂ」レンズ・エレメントを「Ｃ」エレメントに向かう方向に移動させている。それにより、テレビジョン・セットの内部温度の上昇に対して、「Ａ」および「Ｂ」エレメントと「Ｃ」エレメントの間の間隔が適切に維持されている。同様に、テレビジョン・セットの温度が低くなると、「Ｃ」エレメントおよびバーが元の位置に戻り、すなわち元の位置に引き込み、テレビジョン・セットが再びターン・オンされた場合の適切な焦点が維持されている。
【０００６】
温度によって引き起こされるこのような焦点外れが、いずれの方向にも温度の変化を受ける実施形態を含む様々な実施形態で生じ得ることについては認識されよう。この分野においてなされた改善にもかかわらず、温度によって引き起こされる焦点の問題の影響に対処し、かつ、例えばレンズ・アセンブリの製造に関連するコストを低減し、その複雑さを緩和したレンズ・アセンブリが依然として必要である。
【０００７】
（発明の概要）
要約すると、本発明により、温度が変化する環境中に取り付けるようになされ、かつ、直接レンズ取付け部品または間接レンズ取付け部品の熱膨張による自動相対運動を介して少なくとも局部焦点補正を提供するようになされたレンズ・アセンブリが提供される。少なくとも１つのレンズを支えるレンズ・マウントが焦点マウントに結合されている。調整および固定構造が設けられており、レンズ・マウントを焦点マウントに対して軸方向に調整し、所定の位置で固定することができる。レンズ・マウントおよび焦点マウントは、熱膨張率（ＣＴＥ）が異なる材料で形成されている。アプリケーションに応じて、焦点マウントを形成する材料のＣＴＥを、レンズ・マウントを形成する材料のＣＴＥより小さくすることができ、あるいはその逆にすることができる。いずれの場合においても、レンズ・マウントおよび焦点マウントが、例えば光源に加熱されることによって温度変化を受け、あるいは何らかの他の環境条件による温度変化を受けると、レンズ・マウントの軸方向の位置が焦点マウントに対して自動的に変化し、調整および固定構造を使用して２つのマウントが所定の位置に固定されると、レンズが軸方向に移動する。アプリケーションの要求に応じて、自動軸方向運動を他のレンズまたは光学エレメントに向かわせ、あるいは他のレンズまたは光学エレメントから遠ざけることができる。また、加熱状態から冷却状態へ相対変化する環境の縮退を通して、自動補正運動させることもできる。
【０００８】
映写テレビジョン産業に関しては、より詳細には、第１の実施形態では、レンズ・マウントによって「Ａ」および「Ｂ」レンズ・エレメントが支えられ、軸方向に調整された後、「Ｃ」レンズ・エレメントに対して機械的に固定されている。温度が高くなると、焦点マウントより速い速度でレンズ・マウントが膨張し、少なくとも「Ａ」レンズ・エレメントを「Ｃ」エレメントに向けて移動させ、それにより、「Ｃ」エレメントの光学特性が加熱環境において変化しても、初期調整時に設定された適切なレンズ間隔が確実に維持される。
【０００９】
この実施形態では、焦点マウントおよびレンズ・マウントは円筒状部材であり、焦点マウントに対するレンズ・マウントの回転および軸方向の調整を可能にするための機械ファスナ・アセンブリが、これら２つの部材の間に設けられている。この手動調整が実施された後、レンズ・マウントに対して焦点マウントが固定され、使用に際して、ＣＴＥが異なる２つのマウントによって提供される自動調整が機能を開始し、熱によって引き起こされる光学特性の変化が自動的に補償される。手動調整は、焦点マウント・アセンブリおよびレンズ・マウント・アセンブリの長さに沿って、ほぼ中間に設けられたスロットおよびねじが切られたファスナ・アセンブリによって実施される。したがってこのファスナ・アセンブリを固定することにより、レンズ・マウントが逆方向への膨張を開始する位置が提供される。この領域の温度が最も高いため、ＣＲＴに向かって最大膨張が生じる。したがって少なくとも「Ｂ」レンズ・グループは、ファスナ・アセンブリと「Ｃ」エレメントおよびＣＲＴの間に配置されるレンズ・マウントの領域に取り付けられている。別法としては、「Ａ」および「Ｂ」レンズ・グループが基本的に一致して「Ｃ」レンズ・グループへ向かって移動するように、「Ａ」および「Ｂ」レンズ・グループの両方をこの領域に配置することもできる。
【００１０】
第１の実施形態の焦点マウント用として好ましい材料は、１０％のガラスが充填された、熱膨張率３．２２×１０−５ｃｍ／ｃｍ／Ｃのポリカーボネートである。レンズ・マウント用として好ましい材料は、熱膨張率６．７５×１０−５ｃｍ／ｃｍ／Ｃの非充填ポリカーボネートである。しかしながら、本発明の精神および範囲の範疇において、ＣＴＥが異なる他の材料を代わりに使用することができることについては理解されよう。例えば、この実施形態では２種類の材料が使用されているが、これらの材料の一方または両方に代わって金属を使用し、同様の結果を得ることができる。
【００１１】
第２の実施形態では、レンズ・マウントはアルミニウム製であり、一方、焦点マウントはプラスチック製である。この実施形態では、自動補正運動により、レンズ・マウントによって支えられているレンズが、他の光を透過する、あるいは光を発生するコンポーネントから遠ざかって移動している。
【００１２】
本発明のその他の目的、利点および特徴については、添付の図面に照らして行う好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を考察することにより、当分野の技術者にはより容易に明らかになるであろう。
【００１３】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１および２を総合的に参照すると、レンズ・アセンブリ１０は、映写テレビジョンにおける本発明の好ましい実施形態および用途に従って構築されているが、多くの他の構成および用途を、本発明の精神および範囲内で利用することができることについては理解されよう。レンズ・アセンブリ１０は、熱を発生する少なくとも１つの光源を有する映写テレビジョン・セットでの使用に特に適している。例えば、多くの映写テレビジョンは、原色である赤、緑および青の各々にＣＲＴ１２を使用している。例えばテレビジョン・キャビネット内に温度センサを使用している映写テレビジョン・セットに対する本発明の利点の１つは、ＣＲＴ１２の各々をより独立した方式で熱的に制御することができることである。ＣＲＴ１２の各々は異なる温度で動作する傾向があり、したがって異なる補正量を必要とするため、独立した方式で制御することができることは有用である。温度センサをベースとしたシステムが利用することができるのは、キャビネット内の平均温度のみであり、したがって１つまたは複数のレンズ・アセンブリに対する補正の過不足が生じている。
【００１４】
レンズ・アセンブリ１０は、概ね円筒状の外部焦点マウント１４を備えている。レンズ・アセンブリは、当分野においてフィールド・フラットナ・レンズと呼ばれている「Ｃ」レンズ・エレメント１６を備えている。焦点マウント１４は、取付け部材すなわちカプラ１７を使用してテレビジョン・セット（図示せず）の内部に取り付けられ、カプラ１７には適切なファスナ１８およびフランジ・エレメント２０によって固着されている。フィールド・フラットナ・レンズすなわち「Ｃ」エレメント１６は、焦点マウント１４とカプラ１７の間に固定され、ピン２２によって中心位置に配置されている。「Ｃ」レンズ・エレメント１６は、当分野における従来の場合と同様、透明なプラスチックで形成されており、ＣＲＴ１２と向かい合った凸状表面１６ａを有している。
【００１５】
図２にさらに示すように、ＣＲＴ１２は、ブラケット２３およびばね荷重ファスナ・アセンブリ２４によってカプラ１７に取り付けられている。「Ｃ」エレメント１６のフランジ部分１６ｂとカプラ１７の間、およびＣＲＴ１２とカプラ１７の間に、それぞれＯ−リング２５、２６が設けられており、「Ｃ」エレメント１６とＣＲＴ１２の間に、従来の場合と同様、液体冷媒を受け入れるための空間２７を形成している。この冷媒も、温度変化を受けると、その屈折率が変化することになるが、本発明により、この種の焦点外れの影響も補正される。
【００１６】
図３および４を参照すると、レンズ・マウント２８は、「Ａ」エレメント３０および一対の「Ｂ」エレメント３２、３４を含む３つのレンズを支えている。「Ｃ」エレメント１６に最も近い「Ｂ」エレメント３２は、「Ａ」エレメント３０と同様、透明プラスチック製である。もっと大きい、中央寄りに配置された「Ｂ」エレメント３４はガラス製であり、レンズ・アセンブリ１０に収斂拡大能の大半を付与している。もう一度図２を参照すると、ＣＲＴ１２は、ＣＲＴ１２に対向するレンズ・アセンブリ１０の側部に設けられているテレビジョン・スクリーン（図示せず）が、光および結果として得られる画像を受け取る前に、最初に「Ｃ」レンズ・エレメント１６、次いでそれぞれ「Ｂ」エレメント３２、３４、最後に「Ａ」エレメント３０を通して光を導いていることが理解されよう。
【００１７】
「Ａ」および「Ｂ」レンズ・エレメント３０、３２、３４を備えたレンズ・マウント２８は、図３および４に示すように、「Ｃ」レンズ・エレメント１６に対して、軸方向に左右の方向に手動で調整することができる。この調整は、通常、製造プロセスの間に工場で実施される初期調整である。この調整を容易にするために、ファスナ・アセンブリ４０は、雌ねじが切られたインサート４３に受け入れられ、さらに、間に止め座金４６を備えたナット・アセンブリ４４ａ、４４ｂに受け入れられる、焦点マウント１４内のスロット５０を貫通して延びる、雄ねじが切られたファスナ４２を備えている。上部インサート４３は、ファスナを受け入れてはいないが、回転調整時における案内部材として単純に作用している。ナット・アセンブリ４４ａ、４４ｂを緩めることにより、レンズ・マウント２８に対して焦点マウント１４を回転させることができる。図２に示すように、スロット５０は、レンズ・アセンブリ１０の軸５２（図２）に対して非直角の角度で延びている。したがって焦点マウント１４が回転すると、ファスナ・インサート４３が軸５２に沿って移動し、それによりレンズ・マウント２８およびレンズ３０、３２、３４が軸５２に沿って、回転方向に応じてＣＲＴ１２に向かって移動し、あるいはＣＲＴ１２から遠ざかる方向に移動する。この方法で焦点が適切に設定されると、ナット・アセンブリ４４ａ、４４ｂが締め付けられ、それぞれ「Ｃ」レンズ１６に対する「Ａ」および「Ｂ」レンズ３０、３２、３４の距離が固定される。
【００１８】
図４にさらに示すように、ある連続する時間の間、テレビジョン・セットが使用されると、ＣＲＴ１２からの熱によって、「Ｃ」レンズ・エレメント１６が、一点鎖線で示す位置から実線で誇張した形で示す位置にひずむことになる。つまり「Ｃ」レンズ・エレメント１６がＣＲＴ１２の方向に向かって変形、すなわちひずむことになる。したがって「Ｂ」レンズ・エレメント３２、３４が図３に示す位置を維持すると仮定すると、「Ｂ」レンズ・エレメント３２、３４と「Ｃ」レンズ・エレメント１６の間のそれぞれの距離Ｌ１およびＬ２が、適切な焦点を得るためにファスナ・アセンブリ４０を使用して最初に設定された距離とは異なる距離になり、したがってスクリーン上に投影される画像がぼやけることになる。「Ｃ」レンズ・エレメント１６に対する、熱によって引き起こされるひずみの影響あるいはその他の光学特性の変化を補償するために、レンズ・マウント２８は、焦点マウント１４の熱膨張率（ＣＴＥ）とは異なるＣＴＥを有する材料で形成されている。詳細には、レンズ・マウント２８の「Ｂ」レンズ・エレメント３２、３４を保持している部分が、図４に示すように右側へ移動し、それにより距離Ｌ１およびＬ２が、可能な限り図３に示す最初に設定された距離に一致するように維持される。このように、図４に示すように、ファスナ・アセンブリ４０の右側のレンズ・マウント２８部分が熱膨張して右側へ移動し、それによりレンズ・エレメント３２、３４が一点鎖線で示す位置から実線で示す位置へ移動する。好ましい実施形態では、レンズ・マウント２８は、ＣＴＥが６．７５×１０−５ｃｍ／ｃｍ／Ｃのプラスチック材料で形成され、一方、焦点マウントのＣＴＥはもっと小さく、３．２２×１０−５ｃｍ／ｃｍ／Ｃである。１０％のガラスが充填されたポリカーボネートで焦点マウント１４が形成され、非充填ポリカーボネートでレンズ・マウント２８が形成されることが最も好ましい。テレビジョン・セットを連続動作させた場合の「Ｃ」レンズ・エレメント１６の領域の温度を約６０℃〜６５℃と仮定すると、映写テレビジョン・レンズ・アセンブリ１０の再焦点距離の範囲は、約０．１０ｍｍから約０．１５ｍｍまでである。
【００１９】
図５Ａおよび５Ｂは、本発明の可能な多くの代替実施形態の１つを、レンズ・アセンブリ１００の形態で示したものである。レンズ・アセンブリ１００は、適切な支持構造１０４に厳重に貼付された外部焦点マウント１０２および内部レンズ・マウント１０６を備えている。焦点マウント１０２およびレンズ・マウント１０６は、いずれも円筒状であることが好ましいが、より一般的にはその形状は管状であり、縦軸１０８に沿って延びている。レンズ・マウント１０６は、焦点マウント１０２の内部に受け入れられ、焦点マウント１０２の相対軸方向位置とレンズ・マウント１０６の間の調整を可能にしているねじ１１０によって焦点マウント１０２に固着されている。これにより、レンズ・マウント１０６が、図５Ａおよび５Ｂに略図で示すプリズム・アセンブリ１１２などの光を放出する、あるいは光を発生するコンポーネントに向かって、あるいは遠ざかる方向に移動する。レンズ・マウント１０６の初期の焦点位置は、焦点マウント１０２の端部１０２ａを支え、レンズ・マウント１０６にねじ込まれる固定リング１１４を使用して所定の位置に固定されている。レンズ・マウント１０６の内部に一連のレンズ・エレメント１１６、１１８ａ、１１８ｂが固着され、任意の所望の光すなわち画像を透過させる目的を達成するように設計され、かつ、構成されている。したがって図に示すレンズ・エレメント１１６、１１８ａ、１１８ｂの構成、設計、構築材料、および数は、何らかの制限を意味するものとして捕らえてはならない。外部「Ａ」レンズ・エレメント１１８ａおよび外部「Ｂ」レンズ・エレメント１１８ｂは、アクリルなどのプラスチック材料で形成されている。それ以外の「Ａ」および「Ｂ」レンズ・エレメント１１６はガラス製である。「Ａ」および「Ｂ」レンズ・エレメント１１６、１１８ａ、１１８ｂをレンズ・マウント１０６の内部の所定の位置に固着するために、適切な保持エレメント１２０が使用されている。第１の実施形態と同様、このレンズ・アセンブリ１００も説明目的のものに過ぎず、構築物の構成および材料に関しては、個々のアプリケーションのニーズに応じて変更される。
【００２０】
図５Ａは、非加熱状態のレンズ・アセンブリを示したもので、それぞれの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が示されている。図５Ｂは、「Ｂ」レンズ・エレメント１１８ｂが、光を透過する、あるいは光を発生するエレメント１１２に向かって外側にひずんだ（誇張した形で）加熱状態（例えば６０℃〜６５℃）を示したものである。典型的な状況下においては、加熱状態では距離Ｌ１が変化し、そのためにレンズ・アセンブリ１００を通して投影される画像に潜在的なひずみが生じている。しかし本発明によれば、レンズ・マウント１０６は、ＣＴＥが焦点マウント１０２を形成している材料のＣＴＥより小さい、例えばアルミニウムなどの材料で形成されている。この実施例では、焦点マウント１０２は、ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＰｉｔｔｓｆｉｅｌｄにあるＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｌａｓｔｉｃｓが市販している、ＣＴＥが１１．２×１０−５ｃｍ／ｃｍ／ＣのＣｙｃｏｌａｃ  ＫＪＷなどのプラスチック材料で形成されている。アルミニウムのＣＴＥは、２．４×１０−５ｃｍ／ｃｍ／Ｃである。したがって焦点マウント１０２は、図５Ｂに誇張した形で示すように、支持構造１０４から長さＬ２’へ、元の長さＬ２から膨張することになる。図５Ｂに示すように、この膨張により、距離Ｌ３がより短い距離Ｌ３’になるように、レンズ・マウント１０６が左側へ移動する。その結果、「Ｂ」レンズ・エレメント１１８ｂの外部表面と、光を透過する、あるいは光を発生するエレメント１１２との間の距離が、同じかあるいはごく僅かな変化に好ましく維持される。つまりＬ１とＬ１’が等しいか、あるいはほぼ等しい状態に維持される。たとえ元の距離Ｌ１が完全に実現されない場合であっても、図５Ｂに示す加熱状態下におけるレンズ１１８ｂの左側への運動は、レンズ・アセンブリ１００を介した最終画像透過にとってはすべて有利であることが理解されよう。
【００２１】
以上、好ましい実施形態についてのある程度詳細な説明を通して本発明を説明したが、特許請求の範囲の各請求項の範囲をこれらの詳細に限定することは、本出願の意図するところではない。その他の利点および改変については、当分野の技術者には容易に明らかであろう。本発明の様々な特徴は、ユーザのニーズおよび好みに応じて、単独で、あるいは多数の組合せにおいて使用することができる。以上の説明は、現時点において分かっている本発明の好ましい実践方法に沿った形での本発明についての説明であるが、本発明自体は、特許請求の範囲の各請求項によってのみ定義されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
好ましい実施形態に従って構築されたレンズ・アセンブリを示す、考察用正面図である。
【図２】
レンズおよびＣＲＴアセンブリの側面図である。
【図３】
図１の線３−３に沿って取った横断面図である。
【図４】
熱によって引き起こされたひずみの影響下で自動補正されたレンズ・アセンブリを示す、図３と類似の横断面図である。
【図５Ａ】
本発明に従って構築された代替レンズ・アセンブリの縦軸方向の断面図である。
【図５Ｂ】
熱によって引き起こされたひずみの影響下で自動補正されたレンズ・アセンブリを示す、図５Ａと類似の横断面図である。
【国際公開パンフレット】
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2004526182.tif 000004
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526182.tif 000032
2004526182.tif 000033
【国際調査報告】
2004526182.tif 000034