專利名稱：具有柔性光學器件安裝結構的透鏡系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及光學透鏡組件，更具體地說，涉及特別是用于投影電視中的透鏡組件。
每個CRT具有安裝在CRT熒光屏附近的相關放大透鏡系統(tǒng)。在一個示例性的系統(tǒng)中，透鏡組件形成有至少一個“A”光學器件或元件、至少一個“B”光學器件或元件以及至少一個“C”光學器件或元件。不論光學器件的數(shù)量多少，一般來說，它們在本領域都被稱為“A”、“B”和“C”透鏡組。也就是說，每個“組”可以由一個或多個光學器件組成?！癇”透鏡組通常包括由玻璃形成的光學器件，而“A”和“C”光學器件可以由塑料例如模制丙烯酸塑料形成。但是，應該理解的是，每個組可以包括一個或多個由玻璃形成的光學器件以及一個或多個由塑料形成的光學器件。
在光學器件上或通過光學器件可能施加多種類型的力，這些力會導致光學器件的光學性能的不希望的改變。塑料光學器件由于例如受到相應CRT加熱的緣故而尤其易于熱膨脹。因此，光學器件支承結構會使熱膨脹的光學器件變形。另外，光學器件也會因安裝過程中施加的力而變形，特別是當采用塑料光學器件時更是如此。由于這些光學器件中的一個或多個物理變化，透鏡系統(tǒng)的焦距會隨之變化。因此，由于這些類型的光學器件變形的散焦效應，顯示在電視屏幕上的圖象會變得模糊。當在透鏡系統(tǒng)中使用更薄的光學器件時，這種類型的問題會變得更加尖銳并且更多。
由于至少這些原因，所以一直需要這樣的透鏡組件，其能夠解決由熱帶來的影響和/或與裝配相關的聚焦問題，同時例如可保持相對低的成本，以及降低與制造該透鏡系統(tǒng)相關的復雜性。
第一環(huán)形支承表面優(yōu)選設置在光學支承結構內部的凹槽內，并且第一光學器件的圓周邊緣位于該凹槽中。雖然彈性部件可以是任意對所期望的功能有幫助的部件，例如金屬彈簧、隔離橡膠或其它彈性插入件或模制橡膠或彈性部件，但是，優(yōu)選的結構是一種呈懸臂形式的柔性翼片部件。更具體地說，在第一光學器件周圍等距離間隔的位置上使用四個懸臂式部件。這些部件被模制進光學器件支承結構的壁中。
彈性部件(例如在優(yōu)選實施例中使用的柔性翼片部件)通過在將第一光學器件裝配在管狀光學器件支承結構中時沿著徑向向外的方向被彈性偏壓而在第一光學器件上施加預負載。也就是說，彈性部件沿著徑向向外的方向移動，然后壓靠在光學器件的圓周邊緣上，以在光學器件上施加徑向向內的力。當光學器件在使用過程中由于受到由CRT產(chǎn)生出的或其它熱源的熱量而膨脹時，通過彈性部件來接納或調節(jié)光學器件的熱膨脹，從而不會在光學器件支承結構的其余部分上產(chǎn)生顯著應力。
在優(yōu)選的實施例中，透鏡系統(tǒng)包括四個光學器件，但是，也可以采用多種其它結構和不同數(shù)量的光學器件。在優(yōu)選的組件中，如上所述，在包括有用來安裝每個光學器件的一個或多個彈性部件的結構內至少安裝有塑料光學器件。
在結合附圖閱讀下面優(yōu)選實施例的詳細說明之后，本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點和特征對于本領域普通技術人員來說將更加容易理解。
圖2為從

圖1中所示的系統(tǒng)中取得的沿著透鏡筒的中心縱向軸線剖開的剖視圖。
圖3A為沒有光學器件的本發(fā)明的彈性安裝部件的放大圖。
圖3B為類似于圖3A的放大剖視圖，但是顯示出與光學器件支承結構和彈性部件裝配在一起的光學器件。
圖4為大體上沿著圖2的直線4-4剖開的剖視圖。
圖5為類似于圖3B的放大剖視圖，但是顯示出裝配在光學器件支承結構中并且與其另一個彈性部件接觸的另一個光學器件。
圖6為大體上沿著圖2的直線6-6剖開的剖視圖。
圖7為顯示出光學支承結構或透鏡筒的一半以及一個插入在其中的光學器件的分解透視圖。
圖8為在圖7中所示的環(huán)繞部分8的放大視圖。
此外，如圖1中所示，CRT12通過托架23和彈性承力緊固件組件24抵靠著連接件17安裝。O形環(huán)25、26分別設在“C”元件16的凸緣部分16b和連接件17之間以及CRT 12和連接件17之間。這樣，和常規(guī)技術一樣，在“C”元件16和CRT12之間形成用于容納液體致冷劑的空間27。
更具體地，參照圖2，光學器件支承結構或透鏡筒28裝載著三個光學器件，包括“A”元件30、“B”元件34和B/C校正元件32。離“C”元件15最近的校正元件32和“A”元件30一樣由透明塑料形成。較大的、中心定位的“B”元件34由玻璃制成，并且向透鏡系統(tǒng)10提供主要的正放大率。如上所述，這些元件中的每一個在本行業(yè)中可以被稱為組，其可以包括或可以不必包括多個光學器件?；剡^來參照圖2，應理解的是，CRT 12起初將光引導穿過“C”光學器件16，然后穿過相應的校正元件32和“B”元件34，最后在電視屏幕(未示出)接收到光和所產(chǎn)生的影像之前到達“A”元件。
如關于“C”光學器件16的圖3和4中所示，包括有光學器件或元件30、32、34的透鏡筒28可以以軸向方式沿著左右方向手動地進行調節(jié)。為了便于這種調節(jié)，如圖1所示，包含帶有外螺紋的緊固件42和螺母組件44的緊固組件40將聚焦框架14連接在透鏡筒28上。緊固件42延伸穿過聚焦框架14中的狹縫50。使螺母組件44松開，從而使得聚焦框架14能夠相對于透鏡筒28轉動。如圖2所示，狹縫50相對于透鏡系統(tǒng)10的軸線52(圖2)成非垂直的角度延伸。因此，在聚焦框架14轉動時，緊固件42沿著軸線52運動，從而使透鏡筒28和光學器件30、32、34根據(jù)轉動方向而沿著軸線朝向或離開CRT12移動。一旦以這種方式已經(jīng)設定好正確的聚焦，則擰緊螺母組件44，并且使相應光學器件或元件30、32、34之間的距離相對于“C”光學器件16固定。
現(xiàn)在參照圖3A、3B和4，在透鏡筒28上設有四個等距離間隔的彈性部件60、62、64、66。這些彈性部件60、62、64、66采取圖2中所示的可相對于中心縱向軸線52大體上徑向向外和徑向向內移動的懸臂形式。如圖3A和3B中最清楚地顯示出的一樣，每個彈性部件60、62、64、66結構相同，因此一個部件的詳細說明和視圖就足夠了。因此，如在圖3A中具體顯示出的一樣，部件60包括用于接觸光學器件30的圓周邊緣30a的突起部60a(圖3B)。彈性部件或翼片60一般設置在圖3A中所示的位置上，但是可以克服反作用的徑向向內偏壓力而沿著箭頭方向68移動。因此，當在裝配期間將光學器件30插進透鏡筒28中時，翼片60徑向向外移動到圖3B中所示的位置上，從而沿著箭頭70的方向在圓周邊緣30a上施加徑向向內的力。這有助于光學器件30在透鏡筒28內的過盈配合(緊配合)。在裝配之后，在透鏡筒28的相鄰內壁的其余部分和圓周邊緣30a之間存在空隙72。因此，光學器件30沿著徑向向外方向的任何額外的熱膨脹將被空隙72所接納，并且將只使得柔性翼片60沿著徑向向外的方向進一步移動。如圖3B所示，這樣選擇空隙72的高度的徑向尺寸，以使得它大于光學器件30沿著該方向的最大預期熱膨脹。這樣，透鏡筒28將向彈性部件60、62、64、66施加徑向力，而不是向任何其它光學器件安裝結構施加徑向力，后者將會使光學器件30彎曲或妨礙膨脹，從而使得光學器件變形。
返回到圖5和6，光學器件32以類似于上面針對光學器件30所述的方式安裝在透鏡筒28內。如在圖6中最好地顯示出的一樣，四個等距離間隔的柔性翼片部件80、82、84、86徑向向內延伸，以形成與光學器件32的圓周邊緣32a的接觸點。這在光學器件32的剩下的圓周部分周圍留下空隙88。和光學器件30和上述說明一樣，每個柔性翼片部件80、82、84、86在將光學器件32裝配在透鏡筒28內時徑向向外移動。因此，在相隔90°對應于柔性翼片部件80、82、84、86的間距的位置處在光學器件32上施加四個相等的向內保持力。此外，如圖5中所示，當光學器件32受到由沿著徑向向外方向的熱致膨脹時，柔性翼片部件80可以從實線所示的位置移動到虛線所示的位置。其它柔性翼片部件80、82、84、86中的每一個出現(xiàn)相同的情況，以確保在透鏡筒28與光學器件32之間不發(fā)生粘結，這種粘結可能使光學器件變形以及使透鏡系統(tǒng)10散焦。在柔性翼片部件80、82、84、86和聚焦框架14之間留下足夠空間90，以幫助確保當光學器件32的最大熱膨脹出現(xiàn)時，翼片部件80、82、84、86不會由于膨脹而接觸聚焦框架14。
現(xiàn)在轉到圖7和8，雖然為了簡明起見，刪除了多個元件，但是可以理解光學器件30、32、34在透鏡筒28內的裝配。更具體地說，透鏡筒28包括兩個半部，其中一個半部28a顯示在圖7中，另一個半部采用相同的結構設計。這兩個半部通過鉤子形按扣102、104、106、108而扣接在一起。三個凹槽或溝槽162、182、202設置分別用來固定光學器件30、32、34的圓周邊緣。透鏡筒28大體上為圓筒形，并且溝槽162、182、202大體上為圓形，但是根據(jù)光學器件的設計或其它考慮，這些形狀可以變化成其它類型的管形或環(huán)形。在該實施例中，只有凹槽162和182包括施加如上所述的徑向力的柔性翼片部件，因為裝在凹槽202中的玻璃光學器件34在使用期間不會承受任何顯著的熱膨脹。但是，應理解的是，柔性翼片部件或其它彈性安裝結構也可以結合用于光學器件34中，這可以有助于緩解裝配力的負面影響。一旦如在針對光學器件30的圖7中大體上所示的一樣插入所有三個光學器件30、32、34，則透鏡筒的兩個半部扣接在一起，并且透鏡系統(tǒng)10的其余部分如圖1中所示一樣進行裝配。如圖8中所示，提供另一個用來在光學器件30上施加軸向校準力的柔性翼片部件120。在申請人于同日申請的專利申請No.09/855,974中，更完整地描述了上述特征的細節(jié)，因此，該申請的公開內容在這里被全部引用作為參考。
雖然已經(jīng)通過優(yōu)選實施例的說明對本發(fā)明進行了闡述，并且已經(jīng)相當詳細地對該實施例進行了說明，但是，并不打算限制或以任何方式將本發(fā)明限制在這些內容上。本發(fā)明的其它優(yōu)點和改進對于本領域普通技術人員來說是容易理解的。本發(fā)明的各個特征可以單獨使用或根據(jù)需要和使用者的偏好以許多組合方式使用。以上僅僅對本發(fā)明以及實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了說明。但是，本發(fā)明本身應該只是由附屬的權利要求所限定。
權利要求
1.一種光學透鏡筒，包括管狀光學器件支承結構，其內部具有縱向中心軸線和圍繞著該縱向中心軸線延伸并用來安裝具有外部圓周邊緣的第一光學器件的第一環(huán)形支承表面；所述第一環(huán)形支承表面包括至少一個第一彈性部件，該彈性部件被構造成用來接觸第一光學器件的外部圓周邊緣，并在所述第一光學器件的作用下相對于縱向中心軸線沿著徑向向外的方向移動，以有助于防止所述管狀光學器件支承結構的其余部分出現(xiàn)顯著運動。
2.如權利要求1所述的光學透鏡筒，其特征在于，所述第一環(huán)形支承表面設置在所述光學器件支承結構的內部的凹槽內。
3.如權利要求1所述的光學透鏡筒，其特征在于，所述光學器件支承結構的內部還包括圍繞著縱向中心軸線延伸并用來安裝具有外部圓周邊緣的第二光學器件的第二環(huán)形支承表面；所述第二環(huán)形支承表面包括至少一個第二彈性部件，該彈性部件被構造成用來接觸第二光學器件的外部圓周邊緣并相對于縱向中心軸線沿著徑向向外的方向移動，從而不會使所述管狀光學器件支承結構的其余部分顯著地移動。
4.如權利要求1所述的光學透鏡筒，其特征在于，所述第一彈性部件還包括有第一柔性翼片部件，它具有至少一個從所述第一環(huán)形支承表面中向內延伸的部分，并被構造成沿著軸向向外的方向被彈性偏壓，以在將第一光學器件裝在所述光學器件支承結構的所述內部時形成緊配合。
5.如權利要求4所述的光學透鏡筒，其特征在于，所述第一柔性翼片部件為一懸臂部件。
6.如權利要求4所述的光學透鏡筒，其特征在于，所述第一環(huán)形支承表面還包括第二柔性翼片部件，它與所述第一柔性翼片部件徑向相對地設置，并且被構造成用來在所述第一光學器件裝在所述光學支承結構的所述內部時沿著軸向方向被彈性偏壓。
7.如權利要求6所述的光學透鏡筒，其特征在于，所述第一光學器件支承表面還包括第三和第四柔性翼片部件，它們彼此徑向相對地設置，并且被構造成用來在第一光學器件裝在所述光學器件結構的內部時沿著徑向向外的方向被彈性偏壓。
8.如權利要求7所述的光學透鏡筒，其特征在于，所述第一和第三柔性翼片部件以及第二和第四柔性部件彼此等距離地設置。
9.一種投影電視透鏡系統(tǒng)，包括光源；以及根據(jù)上述任一權利要求構成的光學透鏡筒。
10.如權利要求9所述的透鏡電視透鏡系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述光源連接的聚焦框架，其中所述光學器件支承結構和所述聚焦框架相互可轉動地固定，以提供聚焦調節(jié)。
11.一種投影電視透鏡組件，包括具有內表面的模制塑料管子；多個安裝在所述管子中的光學器件，所述光學器件中的至少第一個的圓周邊緣設置在所述內表面附近；多個間隔開的彈性部件，它們與所述管子的內表面成一整體，并且抵靠在所述第一光學器件的圓周邊緣上，所述圓周邊緣的其余部分與所述管子的內表面間隔開。
12.如權利要求11所述的投影電視透鏡組件，其特征在于，所述彈性部件為懸臂翼片。
13.如權利要求11所述的投影電視透鏡組件，其特征在于，所述懸臂翼片在所述第一光學器件周圍等距離地間隔開。
全文摘要
一種投影電視透鏡筒和系統(tǒng),包括有管狀光學器件支承結構,其內表面具有縱向中心軸線。第一環(huán)形支承表面圍繞著縱向中心軸線延伸,并用來安裝具有外部圓周邊緣的第一光學器件。第一環(huán)形支承表面至少包括有第一彈性部件,它被構造成接觸第一光學器件的外部圓周邊緣,并且在第一光學器件的作用下相對于縱向中心軸線沿著徑向向外的方向移動。彈性部件有助于防止在裝配期間以及光學器件在使用時的熱致膨脹期間管狀光學器件支承結構的其余部分出現(xiàn)顯著的運動。
文檔編號G02B7/02GK1387066SQ0211984
公開日2002年12月25日 申請日期2002年5月15日 優(yōu)先權日2001年5月15日
發(fā)明者李維恩·O·奧科羅查 申請人:科寧精密透鏡公司