JP2786221B2 - 投写用光学系及びこれを用いた投写形テレビ - Google Patents
投写用光学系及びこれを用いた投写形テレビInfo
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- JP2786221B2 JP2786221B2 JP1009705A JP970589A JP2786221B2 JP 2786221 B2 JP2786221 B2 JP 2786221B2 JP 1009705 A JP1009705 A JP 1009705A JP 970589 A JP970589 A JP 970589A JP 2786221 B2 JP2786221 B2 JP 2786221B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投写形テレビジョン装置に適した投写用光
学系及びそれを用いた投写型テレビに関する。
学系及びそれを用いた投写型テレビに関する。
投写形テレビの画質は、種々の改良により数年前と比
べ大きな進歩があり直視形に近ずきつつある。特に、画
質を決めるキーデバイスである投写レンズの進歩は目ざ
ましいものがある。このような状況下で、我々は画質の
向上、セットのコンパクト化が同時に達成できる投写距
離の短い投写レンズを使用したセットを開発している。
この種の投写レンズとして関連するものには、例えば、
特開昭60−200215号、特開昭60−200216号、特開昭62−
71915号、特開昭62−174711号が挙げられる。
べ大きな進歩があり直視形に近ずきつつある。特に、画
質を決めるキーデバイスである投写レンズの進歩は目ざ
ましいものがある。このような状況下で、我々は画質の
向上、セットのコンパクト化が同時に達成できる投写距
離の短い投写レンズを使用したセットを開発している。
この種の投写レンズとして関連するものには、例えば、
特開昭60−200215号、特開昭60−200216号、特開昭62−
71915号、特開昭62−174711号が挙げられる。
第３図，第４図は投写形テレビの一般的な光学部品の
配置を示す図であり、光学部品はそれぞれ折返しミラー
18,19、ブラウン管10、投写レンズ11、スクリーン13で
ある。スクリーン、投写レンズ間隔（投写距離）の長い
レンズにおいては、第４図に示すように折返しミラーを
２枚配置してセットのコンパクト化をはかっている。こ
れに対し、上記した投写距離の短い投写レンズを使用し
た場合には第３図に示すように折返しミラー１枚でセッ
トのコンパクト化が達成できる。ミラーは、明るさ、フ
ォーカス、コントラストの劣化要因となるため、投写距
離を短かくしミラーを１枚とすることは、画質の向上に
もつながる。
配置を示す図であり、光学部品はそれぞれ折返しミラー
18,19、ブラウン管10、投写レンズ11、スクリーン13で
ある。スクリーン、投写レンズ間隔（投写距離）の長い
レンズにおいては、第４図に示すように折返しミラーを
２枚配置してセットのコンパクト化をはかっている。こ
れに対し、上記した投写距離の短い投写レンズを使用し
た場合には第３図に示すように折返しミラー１枚でセッ
トのコンパクト化が達成できる。ミラーは、明るさ、フ
ォーカス、コントラストの劣化要因となるため、投写距
離を短かくしミラーを１枚とすることは、画質の向上に
もつながる。
上記従来技術は、フォーカス性能、コンパクト性にお
いて優れたレンズである。
いて優れたレンズである。
コントラスト性能に関しても、特開昭62−174711号公
報に示されているように、ブラウン管の管面とその前面
に位置する凹レンズとの間に、屈折率が凹レンズ並びに
ブラウン管ガラスに近い値をもつ媒質で満たすことによ
って、凹レンズのブラウン管側の界面での反射を減らし
加善を図っている。
報に示されているように、ブラウン管の管面とその前面
に位置する凹レンズとの間に、屈折率が凹レンズ並びに
ブラウン管ガラスに近い値をもつ媒質で満たすことによ
って、凹レンズのブラウン管側の界面での反射を減らし
加善を図っている。
しかしながら、本実施例では、凹レンズの空気側界面
での反射光は考慮されておらず、その為蛍光面に戻るレ
ンズ界面での反射光は十分には取り除かれていなかっ
た。
での反射光は考慮されておらず、その為蛍光面に戻るレ
ンズ界面での反射光は十分には取り除かれていなかっ
た。
以下、第５図，第６図により詳細に説明する。第５
図，第６図はブラウン管、投写レンズの一部である凹レ
ンズ，媒質の位置関係を示す縦断面図である。図におい
て10はブラウン管、６は該ブラウン管10のブラウン管パ
ネル、14は該ブラウン管パネル６の蛍光面P1に塗付され
た蛍光体、15は蛍光体14に上に蒸着されたアルミニウム
のメタルバック、４は投写レンズの一部であり最もブラ
ウン管側に位置する凹レンズ、８は凹レンズ４とブラウ
ン管10を接続するとともに、凹レンズ４とブラウン管パ
ネル６の間に媒質５を封止するブラケットである。また
第５図（ｂ），第６図（ｂ）はブラウン管パネル６の蛍
光面に輝点を出したとき、凹レンズ４の空気側界面での
反射光により生じるゴーストをスクリーン上で見た図で
ある。
図，第６図はブラウン管、投写レンズの一部である凹レ
ンズ，媒質の位置関係を示す縦断面図である。図におい
て10はブラウン管、６は該ブラウン管10のブラウン管パ
ネル、14は該ブラウン管パネル６の蛍光面P1に塗付され
た蛍光体、15は蛍光体14に上に蒸着されたアルミニウム
のメタルバック、４は投写レンズの一部であり最もブラ
ウン管側に位置する凹レンズ、８は凹レンズ４とブラウ
ン管10を接続するとともに、凹レンズ４とブラウン管パ
ネル６の間に媒質５を封止するブラケットである。また
第５図（ｂ），第６図（ｂ）はブラウン管パネル６の蛍
光面に輝点を出したとき、凹レンズ４の空気側界面での
反射光により生じるゴーストをスクリーン上で見た図で
ある。
第５図は、輝点Ａが、蛍光面P1の中心にある状態を示
す。レンズの瞳（図示せず）の中心付近に向う光線α
は、一部凹レンズ４の空気側界面で反射しブラウン管パ
ネル６に戻る。この反射光は蛍光体14を通り抜け、メタ
ルバック15で再反射し、恰も蛍光体14が光っているかの
ごとくスクリーン上に現われる（第５図（ｂ）のＢ）。
す。レンズの瞳（図示せず）の中心付近に向う光線α
は、一部凹レンズ４の空気側界面で反射しブラウン管パ
ネル６に戻る。この反射光は蛍光体14を通り抜け、メタ
ルバック15で再反射し、恰も蛍光体14が光っているかの
ごとくスクリーン上に現われる（第５図（ｂ）のＢ）。
上記光線αにより更に外側に向う光線βは、光線αと
同様に一部凹レンズ４の空気側界面で反射しブラウン管
パネル６に戻るが、ブラウン管パネル６の蛍光面P1で全
反射し蛍光体14には戻らない。従って、スクリーン上に
は第５図（ｂ）のＣのようなリング状の黒い帯となって
現われる。
同様に一部凹レンズ４の空気側界面で反射しブラウン管
パネル６に戻るが、ブラウン管パネル６の蛍光面P1で全
反射し蛍光体14には戻らない。従って、スクリーン上に
は第５図（ｂ）のＣのようなリング状の黒い帯となって
現われる。
光線βより更に外側に向う光線γは、凹レンズ４の空
気側界面で全反射しブラウン管パネル６に戻る。該反射
光線は光線βの反射光線同様パネル面P1で全反射する
が、強度が光線βの反射光線に比べ極めて強いため、蛍
光面P1の凹凸（蛍光面P1は蛍光体塗付のため凹凸に粗し
てある）で乱反射する成分が無視できずスクリーン上で
は第５図（ｂ）のＤのようなゴーストとして現われる。
気側界面で全反射しブラウン管パネル６に戻る。該反射
光線は光線βの反射光線同様パネル面P1で全反射する
が、強度が光線βの反射光線に比べ極めて強いため、蛍
光面P1の凹凸（蛍光面P1は蛍光体塗付のため凹凸に粗し
てある）で乱反射する成分が無視できずスクリーン上で
は第５図（ｂ）のＤのようなゴーストとして現われる。
次にブラウン管パネル６の蛍光面P1の輝点が中心から
ずれた位置にある場合につ良いて第６図（ａ），（ｂ）
を使い説明する。基本的な減少は輝点が中心にある場合
と同じであるが、凹レンズ４の空気側界面で全反射する
場合において、凹レンズの中心附近で反射する光線δ
は、ブラウン管パネル６の蛍光面P1へ入射する角度θが
小さいため、蛍光面P1で全反射を起こさない。従って第
６図（ｂ）のＥに示すように、丁度ゴーストＢとゴース
トＤが重なった位置に極めて明るい三日月形のゴースト
を生じる。コントラスト性能が高いセット程このゴース
トは目立ち、画面の品位を落としていた。
ずれた位置にある場合につ良いて第６図（ａ），（ｂ）
を使い説明する。基本的な減少は輝点が中心にある場合
と同じであるが、凹レンズ４の空気側界面で全反射する
場合において、凹レンズの中心附近で反射する光線δ
は、ブラウン管パネル６の蛍光面P1へ入射する角度θが
小さいため、蛍光面P1で全反射を起こさない。従って第
６図（ｂ）のＥに示すように、丁度ゴーストＢとゴース
トＤが重なった位置に極めて明るい三日月形のゴースト
を生じる。コントラスト性能が高いセット程このゴース
トは目立ち、画面の品位を落としていた。
本発明の目的は、凹レンズの空気側界面で反射し蛍光
面に戻り蛍光面上のコントラストを低下させる反射光線
を低減し、コントラスト性能のよい投写レンズを提供す
ることにある。
面に戻り蛍光面上のコントラストを低下させる反射光線
を低減し、コントラスト性能のよい投写レンズを提供す
ることにある。
第６図で説明したブラウン管パネル６の蛍光面P1上の
輝点がパネル中心よりずれた位置にある場合に生じる三
日月形のゴーストは、この種の投写光学系では避けられ
ない。しかし、このゴーストの輝度を従来の半分以下に
できれば通常画像では殆んど目立たなくなる。そこで第
５図（ｂ）の凹レンズの空気側界面の全反射で生じるゴ
ーストＤの始まる位置を従来の 以上とすることにより、ゴースト輝度を半分以下とす
る。このために凹レンズをブラウン管パネルより離し、
凹レンズ曲率半径を小とするとともに、ブラウン管パネ
ルの蛍光面P1と凹レンズ空気側界面までの距離を長くと
る。このとき、凹レンズ４と媒質５で構成されるレンズ
系の負のパワーが小さくなるため、像面わん曲収差を補
正するためブラウン管パネルの蛍光面を凹レンズ側に凹
の球面もしくは非球面とする。
輝点がパネル中心よりずれた位置にある場合に生じる三
日月形のゴーストは、この種の投写光学系では避けられ
ない。しかし、このゴーストの輝度を従来の半分以下に
できれば通常画像では殆んど目立たなくなる。そこで第
５図（ｂ）の凹レンズの空気側界面の全反射で生じるゴ
ーストＤの始まる位置を従来の 以上とすることにより、ゴースト輝度を半分以下とす
る。このために凹レンズをブラウン管パネルより離し、
凹レンズ曲率半径を小とするとともに、ブラウン管パネ
ルの蛍光面P1と凹レンズ空気側界面までの距離を長くと
る。このとき、凹レンズ４と媒質５で構成されるレンズ
系の負のパワーが小さくなるため、像面わん曲収差を補
正するためブラウン管パネルの蛍光面を凹レンズ側に凹
の球面もしくは非球面とする。
〔作用〕 凹レンズの空気側界面はブラウン管側から見れば凸形
状であり、光の反射は拡散方向にある。従ってその曲率
半径を小さくすれば拡散はより広がる方向であり反射光
のブラウン管の蛍光面での照度は低くなる。また、凹レ
ンズ空気側界面とブラウン管パネルの蛍光面P1間の距離
も同じ理由から長くした方が反射光のブラウン管の蛍光
面での照度は低くなる。従って、本発明を実施すること
により、ゴーストの目立たないコントラスト性能のよい
画質とすることができる。
状であり、光の反射は拡散方向にある。従ってその曲率
半径を小さくすれば拡散はより広がる方向であり反射光
のブラウン管の蛍光面での照度は低くなる。また、凹レ
ンズ空気側界面とブラウン管パネルの蛍光面P1間の距離
も同じ理由から長くした方が反射光のブラウン管の蛍光
面での照度は低くなる。従って、本発明を実施すること
により、ゴーストの目立たないコントラスト性能のよい
画質とすることができる。
以下、本発明及びその実施例について説明する。
前述した従来技術の問題点を解決する為に、筆者ら
は、第７図に示すモデルにより、蛍光面P1の中心から発
した光線のうちで、凹レンズ空気側界面で全反射し、蛍
光面に戻る光線の位置を計算により求めた。以下、その
方法について述べる。図中RD3は凹レンズ空気側面の平
均曲率半径、RD0は蛍光面P1の平均曲率半径、11は蛍光
面から凹レンズ空気側界面までの距離を示している。
は、第７図に示すモデルにより、蛍光面P1の中心から発
した光線のうちで、凹レンズ空気側界面で全反射し、蛍
光面に戻る光線の位置を計算により求めた。以下、その
方法について述べる。図中RD3は凹レンズ空気側面の平
均曲率半径、RD0は蛍光面P1の平均曲率半径、11は蛍光
面から凹レンズ空気側界面までの距離を示している。
今、ブラウン管フェイスパネルの屈折率N3とすれば、
蛍光面P1の中心から発した光線の角度をθとすると、こ
の光線が凹レンズ空気側界面で全反射する条件は γ＝θ＋δ＝sin-1（1/N2） （但し、N1は凹レンズの屈折率） である。
蛍光面P1の中心から発した光線の角度をθとすると、こ
の光線が凹レンズ空気側界面で全反射する条件は γ＝θ＋δ＝sin-1（1/N2） （但し、N1は凹レンズの屈折率） である。
又、同図中のｈは（１）式により求められる。
さらに、 Ｈ′＝ｈ＋（12＋11）tan（θ＋２δ） （２） ここで （２）式に（１），（３）式を代入すれば さらに （６）式で求まる全反射光線βが蛍光面P1に到達する
高さＨと蛍光面P1の有効表示領域L1の比率H/L1は、現在
市場に出まわっている民生用投写形テレビでは45％〜50
％である。一部業務用の高精細投写形テレビでは60％を
達成したものもあるが一般には第６図（ｂ）に示した三
日月形のゴーストが目立っている。この三日月形のゴー
ストを目立たなくするにはゴーストの輝度を半分以下と
する必要がある。従ってH/L1は 以上とすればよい。無論この値は大きければ大きい程、
ゴースト輝度は低くコントラストの劣化も少ないが、こ
の値を大きくするには、一般に凹レンズ空気側界面と蛍
光面の距離を長くとる必要があり、画角が30゜以上の民
生用の投写形テレビでは凹レンズのパワーが小さくな
り、像面わん曲収差が大きくなり実用レベルのフォーカ
ス性能が確保できない。そこで、像面わん曲収差を補正
するために本発明では蛍光面を凹レンズ側に凹形状の球
面もしくは非球面としている。
高さＨと蛍光面P1の有効表示領域L1の比率H/L1は、現在
市場に出まわっている民生用投写形テレビでは45％〜50
％である。一部業務用の高精細投写形テレビでは60％を
達成したものもあるが一般には第６図（ｂ）に示した三
日月形のゴーストが目立っている。この三日月形のゴー
ストを目立たなくするにはゴーストの輝度を半分以下と
する必要がある。従ってH/L1は 以上とすればよい。無論この値は大きければ大きい程、
ゴースト輝度は低くコントラストの劣化も少ないが、こ
の値を大きくするには、一般に凹レンズ空気側界面と蛍
光面の距離を長くとる必要があり、画角が30゜以上の民
生用の投写形テレビでは凹レンズのパワーが小さくな
り、像面わん曲収差が大きくなり実用レベルのフォーカ
ス性能が確保できない。そこで、像面わん曲収差を補正
するために本発明では蛍光面を凹レンズ側に凹形状の球
面もしくは非球面としている。
第１図は、本発明の一実施例としての投写形テレビ用
光学系のレンズ主要部を示す断面図である。同図におい
て、P1はブラウン管蛍光面、６はブラウン管パネル、５
は冷却液、４は第４レンズ群、３は第３レンズ群、２は
第２レンズ群、１は第１レンズ群である。第１図に示し
た光学系は、ブラウン管蛍光面P1上で5.7インチのラス
ターをスクリーン上で59インチ（10.4倍）に拡大した時
に最良性能が得られるように構成してある。第１レンズ
群１からスクリーンまでの距離は、970.7mmとなってお
り、画角は38度である。第１レンズ群１は、口径に基ず
く球面収差を除く為に、非球面形状となっている。第２
レンズ群２は、温度変化によるフォーカスドリフトを低
減する為にガラスレンズとし、かつパワーを出来るだけ
大きくしている。
光学系のレンズ主要部を示す断面図である。同図におい
て、P1はブラウン管蛍光面、６はブラウン管パネル、５
は冷却液、４は第４レンズ群、３は第３レンズ群、２は
第２レンズ群、１は第１レンズ群である。第１図に示し
た光学系は、ブラウン管蛍光面P1上で5.7インチのラス
ターをスクリーン上で59インチ（10.4倍）に拡大した時
に最良性能が得られるように構成してある。第１レンズ
群１からスクリーンまでの距離は、970.7mmとなってお
り、画角は38度である。第１レンズ群１は、口径に基ず
く球面収差を除く為に、非球面形状となっている。第２
レンズ群２は、温度変化によるフォーカスドリフトを低
減する為にガラスレンズとし、かつパワーを出来るだけ
大きくしている。
第３レンズ群３は、高次のコマ、非点収差を除く為に
非球面構成とし、かつ、パワーは出来るだけ小さくして
いる。
非球面構成とし、かつ、パワーは出来るだけ小さくして
いる。
第４レンズ群４は、像画湾曲補正用のレンズで軸外の
サジタル収差を補正する為、空気側界面を非球面として
いる。
サジタル収差を補正する為、空気側界面を非球面として
いる。
又、前記H/L1を大きくし高コントラスト化を達成する
為、及び、ブラウン管から発生する熱を対流によって放
熱させる為、冷却液の液厚を十分とっている。
為、及び、ブラウン管から発生する熱を対流によって放
熱させる為、冷却液の液厚を十分とっている。
又、ブラウン管蛍光面P1は、像画湾曲を補正する為に
曲率を持たしている。
曲率を持たしている。
特に高次の像面湾曲を補正する為に非球面とすれば、
さらに優れた補正が可能となる。本レンズ系の取り得る
具体的レンズデータを第１表から第３表に示す。全ての
レンズのＦナンバーは１以下であり非常に明るいレンズ
を実現している。又画角は38度である。第１表の読み方
について以下説明する。主に光軸近傍のレンズ領域を扱
う球面系とその外周部についての非球面系とにデータを
分けて示してある。先ずスクリーンは曲率半径が∞（す
なわち平面）であり光学性能的に保証される有効半径
（クラップ半径）が750mm,スクリーンから第１レンズ群
１の面S1までの光軸上の距離（面間隔）が950.7mm,その
間の媒質の（空気の）屈折率が1.0であることが示され
ている。又、第１レンズ群１のS1面の曲率半径は、−9
2.857mm（曲率中心が蛍光面側）でありレンズ面S1とS2
の光軸上の間隔（面間隔）が9.0mmであり、その間の媒
質の屈折率が1.49345であることが示されている。以下
同様にして最後はブラウン管パネル６の蛍光面P1の曲率
半径が341.28mm,クラップ半径が72.4mm,ブラウン管パネ
ル６の光軸上の厚みが13.4mm,屈折率が1.53994であるこ
とが示されている。次に第１レンズ群１の面S1,S2,第３
レンズ群３の面S5,S6及び第４レンズ群４の面S7と蛍光
面P1について非球面係数が示されている。ここで、非球
面係数とは、面形状を次式で表現した時の係数である。
さらに優れた補正が可能となる。本レンズ系の取り得る
具体的レンズデータを第１表から第３表に示す。全ての
レンズのＦナンバーは１以下であり非常に明るいレンズ
を実現している。又画角は38度である。第１表の読み方
について以下説明する。主に光軸近傍のレンズ領域を扱
う球面系とその外周部についての非球面系とにデータを
分けて示してある。先ずスクリーンは曲率半径が∞（す
なわち平面）であり光学性能的に保証される有効半径
（クラップ半径）が750mm,スクリーンから第１レンズ群
１の面S1までの光軸上の距離（面間隔）が950.7mm,その
間の媒質の（空気の）屈折率が1.0であることが示され
ている。又、第１レンズ群１のS1面の曲率半径は、−9
2.857mm（曲率中心が蛍光面側）でありレンズ面S1とS2
の光軸上の間隔（面間隔）が9.0mmであり、その間の媒
質の屈折率が1.49345であることが示されている。以下
同様にして最後はブラウン管パネル６の蛍光面P1の曲率
半径が341.28mm,クラップ半径が72.4mm,ブラウン管パネ
ル６の光軸上の厚みが13.4mm,屈折率が1.53994であるこ
とが示されている。次に第１レンズ群１の面S1,S2,第３
レンズ群３の面S5,S6及び第４レンズ群４の面S7と蛍光
面P1について非球面係数が示されている。ここで、非球
面係数とは、面形状を次式で表現した時の係数である。
但し、Ｚは第２図に見られる如く、光軸方向をＺ軸に
とり、レンズの半径方向をγ軸にとった時のレンズ面の
高さ（γの関数）を表し、γは半径方向の距離を示し、
RDは曲率半径を示している。従って、CC,AE,AF,AG,AHの
各係数が与えられれば、上記式に従ってレンズ面の高
さ、つまり形状が定まるわけである。又、第１表におい
て第１レンズ群１と第４レンズ群４の面S8は、非球面係
数が全て零であり球面であることを示している。以上が
第１表に示したデータの読み方である。第２表および第
３表は、他のレンズデータの具体例を示している。
とり、レンズの半径方向をγ軸にとった時のレンズ面の
高さ（γの関数）を表し、γは半径方向の距離を示し、
RDは曲率半径を示している。従って、CC,AE,AF,AG,AHの
各係数が与えられれば、上記式に従ってレンズ面の高
さ、つまり形状が定まるわけである。又、第１表におい
て第１レンズ群１と第４レンズ群４の面S8は、非球面係
数が全て零であり球面であることを示している。以上が
第１表に示したデータの読み方である。第２表および第
３表は、他のレンズデータの具体例を示している。
第１表から第３表に示した本発明の実施例のレンズデ
ータに対し、（６）式で計算されるH/Lはそれぞれ66％,
72％,84％である。
ータに対し、（６）式で計算されるH/Lはそれぞれ66％,
72％,84％である。
以下、本発明を実施した場合のゴーストの低減効果を
第８図から第10図により説明する。
第８図から第10図により説明する。
第８図は、従来レンズ（H/L＝45％）を使用した光学
系において、蛍光面の中心より0.3L（L:最大有効ラスタ
領域の1/2対角長さ）の位置に輝点を映出したとき生じ
る三日月形ゴーストをスクリーン上で見た図（同図
（ａ））と該スクリーン中心を通る水平線Ｘで測ったゴ
ーストの輝度（同図（ｂ），輝点輝度はオーバースケー
ルとなるため示していない）である。従来レンズでは、
三日月形ゴーストは、狭い面積で極めて輝度が高いため
非常によく目立つ。第９図は、第１表にレンズデータを
示した投写レンズ（H/L＝66％）の場合であり、同図
（ａ）に示すようにゴーストの面積は広くなるが同図
（ｂ）に示すように輝度は約1/2となり実用上問題ない
レベルとなる。また、第10図は第３表にレンズデータを
示した投写レンズ（H/L＝84％）の場合であり、同図
（ｂ）に示すように輝度は約1/4と殆んど目立たなくな
る。
系において、蛍光面の中心より0.3L（L:最大有効ラスタ
領域の1/2対角長さ）の位置に輝点を映出したとき生じ
る三日月形ゴーストをスクリーン上で見た図（同図
（ａ））と該スクリーン中心を通る水平線Ｘで測ったゴ
ーストの輝度（同図（ｂ），輝点輝度はオーバースケー
ルとなるため示していない）である。従来レンズでは、
三日月形ゴーストは、狭い面積で極めて輝度が高いため
非常によく目立つ。第９図は、第１表にレンズデータを
示した投写レンズ（H/L＝66％）の場合であり、同図
（ａ）に示すようにゴーストの面積は広くなるが同図
（ｂ）に示すように輝度は約1/2となり実用上問題ない
レベルとなる。また、第10図は第３表にレンズデータを
示した投写レンズ（H/L＝84％）の場合であり、同図
（ｂ）に示すように輝度は約1/4と殆んど目立たなくな
る。
本発明による投写レンズは、以上説明したように蛍光
面から凹レンズ（第４レンズ群）の空気側界面までの距
離と凹レンズ空気側面平面曲率半径及び蛍光面の平均曲
率半径を最適化し、高コントラストな拡大像をスクリー
ン上において得られるばかりでなく、フォーカス性能も
向上している。
面から凹レンズ（第４レンズ群）の空気側界面までの距
離と凹レンズ空気側面平面曲率半径及び蛍光面の平均曲
率半径を最適化し、高コントラストな拡大像をスクリー
ン上において得られるばかりでなく、フォーカス性能も
向上している。
次に、以上説明した本発明の投写レンズを用いて、蛍
光面上の5.4インチの画像をスクリーン上に、拡大して
投写した時のMTF（Modulation Transfer Function）に
よるフォーカス特性の評価結果を第11図から第12図に示
す。
光面上の5.4インチの画像をスクリーン上に、拡大して
投写した時のMTF（Modulation Transfer Function）に
よるフォーカス特性の評価結果を第11図から第12図に示
す。
ここで第11図は第１表に対応した特性図、第12図は第
２表に対応した特性図、第13図は第３表に対応した特性
図である。
２表に対応した特性図、第13図は第３表に対応した特性
図である。
尚、スクリーン上での白，黒の縞信号の周波数として
300TV本を取った場合について示している。第11図から
第13図まで良好なMTF特性を示していることが分かる。
300TV本を取った場合について示している。第11図から
第13図まで良好なMTF特性を示していることが分かる。
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
本発明の第１の実施例では、第９図，第10図で説明し
たように、三日月形のゴーストの輝度は大幅に低減でき
目立たなくすることができる。しかし、ゴーストの面積
は広がり目立たないとはいえ望ましくはない。このゴー
ストの面積を輝度を低く保ったまま縮小するためには、
第５図（ｂ）に示したゴーストＢの面積を縮小（Ｃの面
積を広げる）すればよい。Ｃの面積を広げるには蛍光面
P1での全反射を生じ易くすればよいが、本発明蛍光面は
凹レンズ側に凹の形状であり、蛍光面へ戻ってくる光線
の入射角を緩和する方向にあり望ましくない。そこで、
三日月形ゴーストが発生し易い蛍光面の中心附近（相対
画角で0.4以下）の蛍光面の傾き（平面蛍光面を０゜と
したときのレンズ瞳方向を向く角度）を５゜以下とし、
全反射を起こし易くすることにより、三日月形ゴースト
の輝度を上げることなくゴースト面積を低減できる。第
４表に本発明を実施した非球面蛍光面を含むレンズデー
タを示す。第14図Ｆ（実線）に本発明による非球面蛍光
面の傾きを示す。同図Ｇは第１表から第３表に示した非
球面蛍光面の傾きであり、本発明による蛍光面の傾きＦ
は従来に比べ中心附近で20〜40％低減されていることが
分る。
たように、三日月形のゴーストの輝度は大幅に低減でき
目立たなくすることができる。しかし、ゴーストの面積
は広がり目立たないとはいえ望ましくはない。このゴー
ストの面積を輝度を低く保ったまま縮小するためには、
第５図（ｂ）に示したゴーストＢの面積を縮小（Ｃの面
積を広げる）すればよい。Ｃの面積を広げるには蛍光面
P1での全反射を生じ易くすればよいが、本発明蛍光面は
凹レンズ側に凹の形状であり、蛍光面へ戻ってくる光線
の入射角を緩和する方向にあり望ましくない。そこで、
三日月形ゴーストが発生し易い蛍光面の中心附近（相対
画角で0.4以下）の蛍光面の傾き（平面蛍光面を０゜と
したときのレンズ瞳方向を向く角度）を５゜以下とし、
全反射を起こし易くすることにより、三日月形ゴースト
の輝度を上げることなくゴースト面積を低減できる。第
４表に本発明を実施した非球面蛍光面を含むレンズデー
タを示す。第14図Ｆ（実線）に本発明による非球面蛍光
面の傾きを示す。同図Ｇは第１表から第３表に示した非
球面蛍光面の傾きであり、本発明による蛍光面の傾きＦ
は従来に比べ中心附近で20〜40％低減されていることが
分る。
第15図は、本発明を実施した蛍光面を含む投写レンズ
を使用した光学系（第４表にレンズデータを示す）にお
いて、蛍光面の中心より0.3L（L:最大有効ラスタ領域の
1/2対角長さ）の位置に輝点を映出したとき生じる三日
月形ゴーストをスクリーン上で見た図（同図（ａ））と
該スクリーン中心を通る水平線Ｘで測ったゴーストの輝
度（同図（ｂ），輝点はオーバースケールとなるため示
していない）である。本図より、本実施例の蛍光面を採
用すると、ゴーストの幅ｋ′が従来蛍光面を使用した場
合の第10図のゴースト幅ｋより小さくなっていることが
分る。
を使用した光学系（第４表にレンズデータを示す）にお
いて、蛍光面の中心より0.3L（L:最大有効ラスタ領域の
1/2対角長さ）の位置に輝点を映出したとき生じる三日
月形ゴーストをスクリーン上で見た図（同図（ａ））と
該スクリーン中心を通る水平線Ｘで測ったゴーストの輝
度（同図（ｂ），輝点はオーバースケールとなるため示
していない）である。本図より、本実施例の蛍光面を採
用すると、ゴーストの幅ｋ′が従来蛍光面を使用した場
合の第10図のゴースト幅ｋより小さくなっていることが
分る。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、凹レンズの空
気側界面で全反射し、蛍光面に戻り蛍光面上に三日月形
のゴーストを生じさせる反射光を低減し、該ゴーストの
輝度を低くすることができるので、コントラスト性能の
よい高画質を実現できる。
気側界面で全反射し、蛍光面に戻り蛍光面上に三日月形
のゴーストを生じさせる反射光を低減し、該ゴーストの
輝度を低くすることができるので、コントラスト性能の
よい高画質を実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はレン
ズの面形状の定義の説明に用いる説明図、第３図および
第４図は投写形テレビの縦断面図、第５図および第６図
は凹レンズの反射により生じるゴーストの説明に用いる
説明図、第７図はブラウン管蛍光面と凹レンズの間で生
じる反射を示した図、第８図から第10図はスクリーン上
の三日月形ゴーストとその輝度を示した図、第11図から
第13図はそれぞれ本発明の実施例に対するMTF特性を示
した特性図、第14図は蛍光面の傾きを示す図、第15図は
本発明による蛍光面を使用した場合のスクリーン上の三
日月形ゴーストとその輝度を示した図である。 １……第１レンズ群 ２……第２レンズ群 ３……第３レンズ群 ４……第４レンズ群 ５……冷却液 ６……ブラウン管パネル ７……内鏡筒 ８……ブラケット ９……外鏡筒 10……ブラウン管 11……投写レンズ 12……キャビネット 13……スクリーン 14……蛍光体 15……メタルバック 18……第１ミラー 19……第２ミラー
ズの面形状の定義の説明に用いる説明図、第３図および
第４図は投写形テレビの縦断面図、第５図および第６図
は凹レンズの反射により生じるゴーストの説明に用いる
説明図、第７図はブラウン管蛍光面と凹レンズの間で生
じる反射を示した図、第８図から第10図はスクリーン上
の三日月形ゴーストとその輝度を示した図、第11図から
第13図はそれぞれ本発明の実施例に対するMTF特性を示
した特性図、第14図は蛍光面の傾きを示す図、第15図は
本発明による蛍光面を使用した場合のスクリーン上の三
日月形ゴーストとその輝度を示した図である。 １……第１レンズ群 ２……第２レンズ群 ３……第３レンズ群 ４……第４レンズ群 ５……冷却液 ６……ブラウン管パネル ７……内鏡筒 ８……ブラケット ９……外鏡筒 10……ブラウン管 11……投写レンズ 12……キャビネット 13……スクリーン 14……蛍光体 15……メタルバック 18……第１ミラー 19……第２ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 隆彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 沼田 徹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 村中 昌幸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 ▲吉▼崎 功 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所横浜工場内 (72)発明者 稲岡 滋 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所横浜工場内 (72)発明者 森 繁 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−174711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278520（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−168615（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08
Claims (2)
- 【請求項１】蛍光面上の画像をスクリーン上に投写する
ための投写用光学系において、少なくとも蛍光面を含む
レンズ群がスクリーン側より順に、スクリーン側に凹の
メニスカスレンズ、透明媒体、蛍光面ガラスを含み、前
記凹メニスカスレンズの屈折率をN2、前記透明媒体の屈
折率をN1、前記蛍光面ガラスの屈折率をN3としたとき、 N1≦N2≦N3 の関係が成立し、 かつ前記凹メニスカスレンズの空気側の平均曲率半径を
RD3、蛍光面から凹メニスカスレンズの空気側の面まで
の距離を11、蛍光面の平均曲率半径をRD0、蛍光面の中
心から発した光が光軸となす角度をθ、前記光の凹メニ
スカスレンズの空気側面への入射角をγとしたときに、
以下の式で求められる蛍光面での蛍光面中心からの高さ
Ｈと蛍光面の有効表示領域高さL1との関係が、 Ｈ≧0.66L1 であって、 かつRD3≦52mm及び11≧24mmの両方を満足することを特
徴とする投写用光学系。 ただし、 - 【請求項２】請求項１に記載の投写用光学系を用いてス
クリーン上に画像を表示することを特徴とする投写型テ
レビ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009705A JP2786221B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 投写用光学系及びこれを用いた投写形テレビ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1009705A JP2786221B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 投写用光学系及びこれを用いた投写形テレビ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02190810A JPH02190810A (ja) | 1990-07-26 |
| JP2786221B2 true JP2786221B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=11727657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1009705A Expired - Lifetime JP2786221B2 (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | 投写用光学系及びこれを用いた投写形テレビ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786221B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2954309B2 (ja) * | 1989-12-13 | 1999-09-27 | 株式会社日立製作所 | 凹レンズ、投写用レンズ、及び投写形画像表示装置 |
| US5015881A (en) * | 1990-03-02 | 1991-05-14 | International Business Machines Corp. | High speed decoding circuit with improved AND gate |
| JP2004133219A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写レンズ及びそれを用いた映像拡大投写システム、並びに当該映像拡大投写システムを用いたビデオプロジェクター及びプロジェクションテレビ |
| TWI570467B (zh) | 2012-07-06 | 2017-02-11 | 大立光電股份有限公司 | 光學影像拾取系統組 |
| TWI629527B (zh) | 2017-08-18 | 2018-07-11 | 大立光電股份有限公司 | 攝影系統鏡片組、取像裝置及電子裝置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2523106B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1996-08-07 | 株式会社日立製作所 | 投写形テレビ用光学系 |
| JPH0820594B2 (ja) * | 1986-05-28 | 1996-03-04 | 株式会社日立製作所 | 投写形テレビ用光学装置 |
| JPS63168615A (ja) * | 1987-01-07 | 1988-07-12 | Hitachi Ltd | 投写形テレビ用光学装置 |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1009705A patent/JP2786221B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02190810A (ja) | 1990-07-26 |
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