JPH0364742A - Fresnel lens for back projection type projection television - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To form a Fresnel lens which differ in screen size by using the same metallic mold by specifying the relation between the inch size of a screen and a millimeter projection distance and the virtual shape of the Fresnel lens. CONSTITUTION:The Fresnel lens is so formed that the relation between the inch screen size and millimeter projection distance satisfies an expression I, and its virtual shape is determined as shown by expressions II and III. In the expression I, A is the inch screen size and T is the millimeter projection distance. In the expression II, H is the distance from the center of the Fresnel lens, (z) is a zagging quantity, C, (k), A4, A6, A8, and A10 are constants. Consequently, the lens of 38 - 52 inch screen size which is the same shape from the center part of the lens to the periphery and usable for a projection television is obtained. Consequently, the Fresnel lens which is usable for the projection television of different screen size can be formed with the same metallic mold.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、背面投写型プロジェクションテレビのスクリ
ーンに用いられるフレネルレンズに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a Fresnel lens used in a rear projection television screen.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第４図は背面投写型プロジェクションテレビの構成を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a rear projection type projection television.

図において、ｉはシート状のフレネルレンズ、２はレン
チキュラーレンズ、３Ｂ、’３Ｇ、３Ｒはそれぞれ青、
緑、赤の３色の画像を個別に映し出す投写管、４Ｂ、４
Ｇ、４Ｒは投影レンズ、５Ｂ、５Ｇ、５Ｒはカプラーで
あり、フレネルレンズ１とレンチキュラーレンズ２は、
フレネルレンズ１を背面、レンチキュラーレンズ２を前
面にしてスクリーンを構成している。In the figure, i is a sheet-like Fresnel lens, 2 is a lenticular lens, 3B, '3G, and 3R are blue, respectively.
Projection tube that projects images in three colors, green and red, 4B, 4
G and 4R are projection lenses, 5B, 5G, and 5R are couplers, and Fresnel lens 1 and lenticular lens 2 are
A screen is constructed with a Fresnel lens 1 at the back and a lenticular lens 2 at the front.

３色の投写管３と投影レンズ４はカプラー５によってそ
れぞれ光学的に結合され、緑投写管３Ｇを中心にしてそ
の左右に青投写管３Ｂと赤投写管３Ｒとが水平に並べて
配置されている。The three-color projection tubes 3 and projection lenses 4 are optically coupled by couplers 5, and a blue projection tube 3B and a red projection tube 3R are arranged horizontally on the left and right sides of a green projection tube 3G. .

そして、３色の投写管３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの画像は投影レ
ンズ４Ｂ、４Ｇ、４Ｒによってフレネルレンズ１の背面
に拡大投影され、この３色の投影画像が台底されてレン
チキュラーレンズ２の表側に拡大されたカラー画像が映
し出される。The images from the three-color projection tubes 3B, 3G, and 3R are enlarged and projected onto the back of the Fresnel lens 1 by the projection lenses 4B, 4G, and 4R, and these three-color projected images are projected onto the front side of the lenticular lens 2. An enlarged color image is displayed.

このとき、フレネルレンズＩとレンチキュラーレンズ２
で構成されるスクリーンにおいて、フレネルレンズ１は
投写光をレンチキュラーレンズ２の背面に集光し、レン
チキュラーレンズ２は表面のストライプ状のレンチキュ
ラーによって入射光を拡散する。これによって、主にス
クリーンの左右方向で所定の視野角が得られるようにな
っている。At this time, Fresnel lens I and lenticular lens 2
In the screen constructed of the following, the Fresnel lens 1 focuses the projected light on the back surface of the lenticular lens 2, and the lenticular lens 2 diffuses the incident light by striped lenticules on the surface. This makes it possible to obtain a predetermined viewing angle mainly in the left and right directions of the screen.

また、フレネルレンズ１は、画面サイズ、投写距離Ｔ（
投影レンズ４の第１レンズからスクリーンまでの距離）
および投影レンズ４の瞳の位置等を考慮して設計され、
このフレネルレンズ１を透過した光線がスクリーン前面
の２ｍ〜２０ｍの範囲に集光するように設定されている
。In addition, the Fresnel lens 1 has a screen size, a projection distance T (
distance from the first lens of projection lens 4 to the screen)
It is designed in consideration of the position of the pupil of the projection lens 4, etc.
It is set so that the light beam transmitted through this Fresnel lens 1 is focused in a range of 2 m to 20 m in front of the screen.

これによって、画面周辺部での輝度低下を防ぐとともに
、合成画像全面が白となる信号を投写管３Ｂ、３Ｇ、３
Ｒに入力したとき画面全面が略白色になるようにし、３
管の投写管３Ｂ、３Ｇ、３Ｒの位置の違いによる色ムラ
を低減するようにしている。This prevents brightness from decreasing at the periphery of the screen, and also sends signals that make the entire composite image white to the projection tubes 3B, 3G, 3.
When inputting to R, the entire screen should be almost white, and 3
This is intended to reduce color unevenness due to differences in the positions of the projection tubes 3B, 3G, and 3R.

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、このようなフレネルレンズは金型を使用して
成形されるが、従来は、プロジェクションテレビの画面
サイズ毎に金型を設計・製造しているため、コスト高の
要因となっている。[Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, such Fresnel lenses are molded using molds, but conventionally, molds are designed and manufactured for each screen size of a projection television, which reduces costs. This is a contributing factor to the high

本発明は、画面サイズの異なるプロジェクションテレビ
のフレネルレンズを、同じ金型を用いて製造することが
できるようにすることを課題とする。An object of the present invention is to enable Fresnel lenses for projection televisions with different screen sizes to be manufactured using the same mold.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明による背面投写型プロジェクションテレビ用フレ
ネルレンズは、画面サイズのインチ数と投写距離のミリ
数との関係が次式（１）を満足する背面投写型プロジェ
クションテレビに使用されるフレネルレンズであって、
フレネルレンズの仮想形状が、次の（ａ）〜（Ｃ）の条
件および次式（２）で示されるものであることを特徴と
する。A Fresnel lens for a rear projection television according to the present invention is a Fresnel lens used for a rear projection television in which the relationship between the screen size in inches and the projection distance in millimeters satisfies the following formula (1). ,
The virtual shape of the Fresnel lens is characterized by the following conditions (a) to (C) and the following expression (2).

１８ＸＡ＋６５≦Ｔ≦１８ＸＡ＋１１５３８≦Ａ≦５２
　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）ただし、Ａ
：画面サイズのインチ数 丁：投写距離のミリ数 ２：ザブ量 Ｃ、ｋ　、Ａ４．Ａ６．Ａｌｌ、ＡＩＯ：定数（ａ）　
　０．００２４≦Ｃ≦０．００２７５（ｂ）　　ｋ＝−
１，７５ （ｃ）　　Ａ４＝１．Ｉ　Ｘ１０−９．Ａ６＝−１，０
Ｘ１０−”、　Ａｓ＝−１，０ｘｌＯ−”　　、　ＡＩ
。＝１．８９６　ＸＩＯ”〔作　用〕 本発明の背面投写型プロジェクションテレビ用フレネル
レンズによれば、最小３８インチから最大５２インチの
画面サイズの範囲内でレンズの中央部から周辺に向かっ
て同じ形状で、かつ、プロジェクションテレビに使用で
きる性能のものを得ることができる。18XA+65≦T≦18XA+11538≦A≦52
...(1) However, A
: Screen size in inches : Projection distance in millimeters 2 : Amount of subtraction C, k, A4. A6. All, AIO: constant (a)
0.0024≦C≦0.00275(b) k=-
1,75 (c) A4=1. IX10-9. A6=-1,0
X10-”, As=-1,0xlO-”, AI
. = 1.896 In addition, it is possible to obtain a device with performance that can be used for projection television.

したがって、画面サイズの異なるプロジェクションテレ
ビに使用できるフレネルレンズを同じ金型で製造するこ
とができる。Therefore, Fresnel lenses that can be used for projection televisions with different screen sizes can be manufactured using the same mold.

〔実施例〕〔Example〕

第３図は本発明に係わるフレネルレンズの断面ただし、
Ｈ：フレネルレンズの中心からの距離を概念的に示す図
であり、同図（ｔ））は同図（ａ）の一部拡大図である
。FIG. 3 shows a cross section of a Fresnel lens according to the present invention.
H: This is a diagram conceptually showing the distance from the center of the Fresnel lens, and (t) in the same figure is a partially enlarged view of (a) in the same figure.

図示のように、フレネルレンズｌは、凸！／ンズを同心
円状に細分割して厚み方向を薄くした形状Ｇこなってい
るが、その形状は細分調される仮想形状によって示すこ
とができる。また、この仮想形状は、フレネル１ノンズ
と平行な基準面からのザブ星Ｚをフレネル１／ンズの中
心からの距離Ｈの関数として次式で表すことができる。As shown, the Fresnel lens l is convex! The shape G is obtained by subdividing / lenses into concentric circles to make the thickness direction thinner, and the shape can be shown by a virtual shape that is subdivided. Moreover, this virtual shape can be expressed by the following equation as a function of the distance H from the center of the Fresnel 1/nons by the Zab star Z from a reference plane parallel to the Fresnel 1/nons.

ただし、Ｃ、ｋ　、　Ａａ　、Ａ６９＾１］ｔＡＩＱ　
　’定数本発明実施例のフレネル１ノンズは、画面サイ
ズが５０インチで投写距離が１１０５．８隣の背面投写
型プロジェクションテレビ用のフ１／ネルレンズで、そ
の仮想形状は、」二式の定数を以下のように設定したも
のである。However, C, k, Aa, A69^1]tAIQ
'Constant' The Fresnel 1 Nons according to the embodiment of the present invention is a Fresnel lens for an adjacent rear projection television with a screen size of 50 inches and a projection distance of 1105.8, and its virtual shape is based on the constant of the two equations. The settings are as follows.

Ｃ＝Ｏ９００２６，ｋ−−１，７５、Ａ、＝１．１　Ｘ
ｌ０−９、　Ａ４＝−１，０Ｘ１０−１Ｓ、　ｘ、＝−
１，０ｘｌＯ−”＊　Ａｌ１−１−８９６　Ｘｌ０−” 第１図は実ｈ１６例のフ１／ネルレンズの形状を表す図
であり、第３図に示したように、フレネルレンズの中心
からの半径Ｈ（ｍｍ）と歯角α（度）との関係を示して
いる。そして、この実施例のフレネル１／ンズによれば
、第２図に示した光学特性が得られる。C=O90026,k--1,75,A,=1.1X
l0-9, A4=-1,0X10-1S, x,=-
1,0xlO-"*Al1-1-896 It shows the relationship between H (mm) and tooth angle α (degrees). According to the Fresnel 1/lens of this embodiment, the optical characteristics shown in FIG. 2 can be obtained.

第２図の曲線Ｆは、第４図に示したようにフレネルレン
ズの中心からのスクリーンの左右方向の距離Ｒで示され
る点の屈折力を表しており、フ１／ネルレンズから集光
点までの距離（ｍ）を示している。また、曲線ｐＨ，Ｐ
Ｇ、ＰＲは、前記第４図に示したと同様の３色の投写管
３Ｂ、３Ｇ、３Ｒからの投射光に対するフレネル１／ン
ズ上の各点の透過率（％）を示している。The curve F in Figure 2 represents the refractive power at a point indicated by the distance R in the horizontal direction of the screen from the center of the Fresnel lens, as shown in Figure 4, and from the Fresnel lens to the focal point. The distance (m) is shown. Also, the curve pH, P
G and PR indicate the transmittance (%) of each point on the Fresnel 1/lens for the projection light from the three color projection tubes 3B, 3G, and 3R as shown in FIG. 4 above.

第５図および第６図は従来のフレネルレンズの歯角と光
学特性を示す図であり、第５図は画面サイズが４０イン
チのもの、第６図は画面サイズが５０インチのものをそ
れぞれ示す。Figures 5 and 6 are diagrams showing the tooth angle and optical characteristics of conventional Fresnel lenses, with Figure 5 showing one with a screen size of 40 inches, and Figure 6 showing one with a screen size of 50 inches, respectively. .

実施例のフレネルレンズの透過率は、中心からのスクリ
ーンの左右方向の距離Ｒが同しでも３色の投写管３Ｂ、
３Ｇ、３Ｒの配置の違いによって差が生じているが、こ
の差はフレネルレンズの周辺部において１０％以内に抑
えられており、従来のフレネルレンズと同様に免ムラが
低減されることがわかる。The transmittance of the Fresnel lens in the example is that even if the distance R in the horizontal direction of the screen from the center is the same, the projection tube 3B of three colors,
Although there is a difference due to the difference in the arrangement of 3G and 3R, this difference is suppressed to within 10% at the periphery of the Fresnel lens, and it can be seen that the immunity is reduced as in the conventional Fresnel lens.

また、実施例のフ１／ネルレンズは両面サイズが５０イ
ンチのものであるが、その透過率の特性は、第２図、第
５図および第６図を比較して分かるように従来の４０イ
ンチ〜５０インチのフレネルレンズと略同様になってい
る。さらに、実施例のフレネルレンズの集光点は、従来
のものに比べて小さくなっており、特に周辺部での光量
が多くなることがわかる。Furthermore, although the F1/Nell lens in this example has a double-sided size of 50 inches, its transmittance characteristics are different from that of the conventional 40 inch lens, as can be seen by comparing FIGS. 2, 5, and 6. It is almost the same as a ~50 inch Fresnel lens. Furthermore, it can be seen that the condensing point of the Fresnel lens of the example is smaller than that of the conventional lens, and the amount of light is particularly large in the peripheral area.

すなわち、フレネルレンズの仮想形状を上記のように設
定すれば、例えば、画面サイズが４０インチ、４５イン
チ、５０インチ等のサイズの異なるフレネルレンズであ
っても、同じ金型を併用して成形することができる。That is, if the virtual shape of the Fresnel lens is set as described above, even if the Fresnel lenses have different screen sizes, such as 40 inches, 45 inches, and 50 inches, the same mold can be used to mold them. be able to.

上記の実施例では、定ｒ１１．Ｃを０．００２６に設定
したものについて説明したが、この定数Ｃは、０．００
２４≦Ｃ≦０．００２７５の範囲であれば、同様の効果
が得られ、さらに、画面サイズは、３８インヂから５２
インチのものまでも併用できることがわかった。In the above embodiment, constant r11. Although we have explained that C is set to 0.0026, this constant C is 0.00
Similar effects can be obtained within the range of 24≦C≦0.00275, and furthermore, the screen size is from 38 inches to 52 inches.
It turns out that even inches can be used together.

また、フレネルレンズの仮想形状を示す前掲の式の定数
として、 Ｃ＝０．００２６　、　ｋ　＝−１，７５、Ａ４＝１．
０８ｘｌＯ−’＊　Ａｈ　””−１，０５Ｘｌ０−　”
　＊　Ａｇ−−１−ＯＸ　ＩＱ−”ｐＡＩ。＝２．１１
ＸｌＯ−” を設定したフレネルレンズであっても同様の効果を得る
ことができる。Further, as constants in the above equation indicating the virtual shape of the Fresnel lens, C=0.0026, k=-1,75, A4=1.
08xlO-'*Ah ""-1,05Xl0-"
*Ag--1-OX IQ-"pAI.=2.11
A similar effect can be obtained even with a Fresnel lens set to XlO-''.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、背面投写型プロジ
ェクションテレビ用フレネルレンズにおいて、最小３８
インチから最大５２インチの画面サイズの範囲内でレン
ズの中央部から周辺に向かって同じ形状で、かつ、プロ
ジェクションテレビに使用できる性能のものを得るよう
にしたので、画面サイズの異なるプロジェクションテレ
ビに使用できるフレネルレンズを同じ金型で製造するこ
とができる。As explained above, according to the present invention, in the Fresnel lens for rear projection type projection television, the minimum
The lens has the same shape from the center to the periphery within the screen size range of 52 inches to a maximum of 52 inches, and has performance that can be used for projection TVs, so it can be used for projection TVs with different screen sizes. Fresnel lenses can be manufactured using the same mold.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明実施例のフレネルレンズの形状を表す図
、 第２図は実施例におけるフレネルレンズの光学特性を示
す図、 第３図は本考案に係わるフレネルレンズの形状と歯角を
説明する図、 第４図は本考案に係わる背面投写型プロジェクシッンテ
レビの構成を示す図、 第５図は４０インチ用の従来のフレネルレンズの歯角と
光学特性を示す図、 第６図は５０インチ用の従来のフレネルレンズの歯角と
光学特性を示す図である。Fig. 1 is a diagram showing the shape of a Fresnel lens according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing optical characteristics of a Fresnel lens in an embodiment, and Fig. 3 is a diagram explaining the shape and tooth angle of a Fresnel lens according to the present invention. Figure 4 is a diagram showing the configuration of the rear projection type projection television according to the present invention, Figure 5 is a diagram showing the tooth angle and optical characteristics of a conventional Fresnel lens for 40 inches, and Figure 6 is a diagram showing the tooth angle and optical characteristics of a conventional 40-inch Fresnel lens. It is a figure which shows the tooth angle and optical characteristics of the conventional Fresnel lens for 50 inches.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 投写管の画像をスクリーンの背面から投影する背面投写
型プロジェクションテレビに使用される背面投写型プロ
ジェクションテレビ用フレネルレンズにおいて、 画面サイズのインチ数と投写距離のミリ数との関係が次
式（１）を満足する背面投写型プロジェクションテレビ
に使用されるフレネルレンズであって、フレネルレンズ
の仮想形状が、次の（ａ）〜（ｃ）の条件および次式（
２）で示されるものであることを特徴とする背面投写型
プロジェクションテレビ用フレネルレンズ。 １８×Ａ＋６５≦Ｔ≦１８×Ａ＋１１５｝・・・（１）
３８≦Ａ≦５２｝ ただし、Ａ：画面サイズのインチ数｝ Ｔ：投写距離のミリ数｝ ｚ＝｛Ｃ／Ｈ＾２／１＋√〔１−（ｋ＋１）・Ｃ＾２・
Ｈ＾２〕｝＋Ａ＿４Ｈ＾４＋Ａ＿６Ｈ＾６＋Ａ＿８Ｈ＾
８＋Ａ＿１０Ｈ＾１＾０｝・・・（２）ただし、Ｈ：フ
レネルレンズの中心からの距離｝ｚ：ザグ量｝ Ｃ、ｋ、Ａ＿４、Ａ＿６、Ａ＿８、Ａ＿１＿０：定数｝ （ａ）０．００２４≦Ｃ≦０．００２７５ （ｂ）ｋ＝−１．７５ （ｃ）Ａ＿４＝１．１×１０＾−＾９、Ａ＿６＝−１．
０×１０＾−＾５、Ａ＿８＝−１．０×１０＾−＾２＾
１、Ａ＿１＿０＝１．８９６×１０＾−＾２＾７[Claims] In a Fresnel lens for a rear projection television that projects an image from a projection tube from the back of the screen, the relationship between the screen size in inches and the projection distance in millimeters. is a Fresnel lens used in a rear projection television that satisfies the following formula (1), and the virtual shape of the Fresnel lens satisfies the following formula (a) to (c) and the following formula (
2) A Fresnel lens for rear projection type projection television, characterized by being as shown in (2) above. 18×A+65≦T≦18×A+115}...(1)
38≦A≦52} Where, A: Screen size in inches} T: Projection distance in millimeters} z={C/H^2/1+√[1-(k+1)・C^2・
H^2〕＝+A_4H^4+A_6H^6+A_8H^
8+A_10H^1^0}...(2) However, H: Distance from the center of Fresnel lens}z: Zag amount} C, k, A_4, A_6, A_8, A_1_0: Constant} (a) 0.0024≦ C≦0.00275 (b) k=-1.75 (c) A_4=1.1×10^-^9, A_6=-1.
0×10^-^5, A_8=-1.0×10^-^2^
1, A_1_0=1.896×10^-^2^7