KR20020086886A

KR20020086886A - 투사 텔레비젼용 렌즈 시스템

Info

Publication number: KR20020086886A
Application number: KR1020027008876A
Authority: KR
Inventors: 야콥 모스코비치; 미첼비. 라슨; 리챠드제이. 웨슬링
Original assignee: 코닝 프리시젼 렌즈 인코포레이티드
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2002-11-20
Also published as: WO2002043370A2; WO2002043370A3; US7019793B2; US20060098125A1; US20030071929A1; US7133084B2; US20050057825A1; EP1350383A2; JP2004514928A; US6791629B2; CN1394446A; AU2002236582A1; KR100662138B1

Abstract

본 발명은 음극선관(CRT) 투사 텔레비젼과 함께 사용하기 위한 투사렌즈 시스템에 관한 것으로, 상기 투사렌즈 시스템은 양의 제 1 렌즈유닛(U1)과 음의 제 2 렌즈유닛(U2)을 갖고, 상기 음의 제 2 렌즈유닛은 당해 유닛과 함께 사용되는 CRT에 의해 생성되는 빛의 색깔중 적어도 2개에 대하여 적어도 하나의 광학 특성과 관련하여 최적화된다. 상기 제 2 렌즈유닛도 분광투과에 대해 최적화될 수 있으나, 상기 적어도 하나의 광학특성은 분광투과가 아니다. 도 1b 내지 도 1f, 도 8b 내지 도 8f에 도시된 바와 같이, 비투과성의 최적화는 CRT 투사렌즈 시스템의 색성능에 대한 효과적이며 저렴한 방법을 제공한다. 또한, 이미지 콘트라스트를 개선하고 제조비용을 저감시키는 양의 제 1 렌즈유닛의 구조가 제공된다.

Description

투사 텔레비젼용 렌즈 시스템{LENS SYSTEMS FOR PROJECTION TELEVISIONS}

투사렌즈 시스템, 특히 후방 투사렌즈 시스템 업계에서는 하기된 특성중 일부 또는 바람직하게는 전부를 가질 필요가 있다.

(1) 상기 시스템은 대량의 소비자 투사 텔레비젼 세트에 사용하기에 적합하도록 저렴하게 생산될 수 있다.

(2) 상기 시스템은 순색보정과 관련된 복잡성과 비용없이 적색, 청색 및 녹색 CRT에 의해 생성되는 빛에서 분광차를 조절할 수 있다.

(3) 상기 시스템은 디지털 텔레비젼의 고대역폭 신호와 함께 사용하기에 적합한 광학성능을 갖는다.

(4) 상기 시스템은 고도의 이미지 콘트라스트를 나타낸다.

(5) 상기 시스템은 밝은 이미지를 생성한다. 예를 들어, 상기 시스템은 1.5또는 그 이하, 바람직하게는 약 1.0인 무한 공액f수를 갖는다.

(6) 상기 시스템은 스크린 방향으로 넓은 시야를 가짐으로써, 스크린까지의 거리는 예를 들면 스크린 방향으로 반시야가 적어도 35°가 되도록 저감될 수 있다.

(7) 상기 시스템은 온도변화, 예를 들면, 실온과 작동온도간의 변화에 비교적 둔감하다.

본 출원은 2000년 11월 9일자로 출원된 미국 가출원 제60/247,978호를 35 USC§119(e)에 의거하여 우선권 주장한다.

본 발명은 투사 텔레비젼용 투사 렌즈 시스템에 관한 것으로, 특히 3개의 음극선관(CRT), 예를 들어 적색 CRT, 청색 CRT 및 녹색 CRT를 채용한 투사 텔레비젼용 저가의 고성능 투사렌즈 시스템에 관한 것이다.

도 1a는 본 발명에 따라 구성된 렌즈 시스템의 개략적인 측면도이고,

도 1b는 녹색광(λ=546㎚)과 함께 사용될 때 표 1의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이며,

도 1c는 청색광(λ=480㎚)과 함께 사용될 때 표 1의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이고,

도 1d는 청색광(λ=480㎚)과 함께 사용될 때 표 1b의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이며,

도 1e는 적색광(λ=644㎚)과 함께 사용될 때 표 1의 규정에 대한 MTF/OTF의그래프이고,

도 1f는 적색광(λ=644㎚)과 함께 사용될 때 표 1r의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이며,

도 2 내지 도 7은 본 발명에 따라 구성된 렌즈 시스템의 개략적인 측면도이고,

도 8a는 본 발명에 따라 구성된 렌즈 시스템의 개략적인 측면도이며,

도 8b는 녹색광(λ=546㎚)과 함께 사용될 때 표 8의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이고,

도 8c는 청색광(λ=480㎚)과 함께 사용될 때 표 8의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이며,

도 8d는 청색광(λ=480㎚)과 함께 사용될 때 표 8b의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이고,

도 8e는 적색광(λ=644㎚)과 함께 사용될 때 표 8의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이며,

도 8f는 적색광(λ=644㎚)과 함께 사용될 때 표 8r의 규정에 대한 MTF/OTF의 그래프이고,

도 9는 본 발명에 따라 구성된 투사렌즈 시스템을 채용한 투사 텔레비젼의 개략도이다.

명세서의 일부를 구성하는 상기 첨부도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있으며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다. 당연히, 첨부도면과 상세한 설명은 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하지는 않음을 알 수 있을 것이다.

당업계의 요구를 만족시키기 위하여, 본 발명은 전술한 7가지 특성중 일부, 바람직하게는 전부를 가진 투사렌즈 시스템을 제공한다.

제 1 특징에 따르면, 본 발명은 스크린, 주로 제 1 색깔의 빛을 생성하는 제 1 CRT, 주로 제 2 색깔의 빛을 생성하는 제 2 CRT 및 주로 제 3 색깔의 빛을 생성하는 제 3 CRT를 가진 투사 텔레비젼용 투사렌즈 시스템을 제공하되, 상기 투사렌즈 시스템은 3개의 투사렌즈를 포함하며, 하나의 투사렌즈는 해당 CRT에 의해 생성된 빛의 이미지를 상기 스크린상에 형성하기 위해 시스템이 사용중일 때 각각의 CRT와 연관되고, 각각의 투사렌즈는

(A) 양의 배율을 갖고, 상기 렌즈의 장공액측에 위치된 제 1 렌즈유닛(U1); 및

(B) (ⅰ) 상기 렌즈의 사용중에 CRT와 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제 2 렌즈유닛(U2)를 포함하되,

Scheimpflug 조건을 만족시키는 것에 기초한 임의의 차이(예를 들어, 하세가와의 미국특허 제5,045,930호; 야마모토 등의 미국특허 제5,293,226호; 및 토이데 등의 미국특허 제5,537,167호 참조) 또는 분광투과에서의 차이(예를 들어, 웨스링의 미국특허 제5,055,922호 참조)와 함께, 상기 제 2 투과렌즈의 제 2 렌즈유닛은 적어도 하나의 광학특성에서 제 1 투과렌즈의 제 2 렌즈유닛과 상이하며, 그 차이는 제 1 및 제 2 색깔에 기초한다.

소정의 바람직한 실시예에서, Scheimpflug 조건을 만족시키는 것에 기초한 임의의 차이 또는 분광투과에서의 차이와 함께, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 투과렌즈의 모든 제 2 렌즈유닛은 적어도 하나의 광학특성에서 서로 상이하며, 그 차이는 제 1, 제 2 및 제 3 색깔에 기초한다.

다른 바람직한 실시예에서, 상기 제 2 렌즈유닛은 오목렌즈 엘리먼트를 포함하며, 제 2 렌즈유닛간의 차이는 분광투과가 아닌 오목렌즈 엘리먼트에서의 차이, 예를 들어

(1) 초점길이

(2) 굴절률

(3) 상기 엘리먼트의 스크린측 표면에 대한 기준반경

(4) 상기 엘리먼트의 CRT측 표면에 대한 기준반경

(5) 표면 형상의 차이 및/또는 비구면 스크린측 표면을 가진 엘리먼트의 스크린측 표면의 최적 구면 반경, 및/또는

(6) 표면 형상의 차이 및/또는 비구면 CRT측 표면을 가진 엘리먼트의 CRT측표면의 최적 구면 반경중 적어도 하나에서의 차이에 의해 실현된다.

다른 실시예에 따르면, 상기 제 2 렌즈유닛은 접합유체부(예를 들어, 오목렌즈 엘리먼트와 CRT 면판 사이에 배치되어 상기 렌즈를 CRT 면판에 대해 광학적으로 접속시킴과 아울러 냉각매체의 기능을 하는 접합유체)를 포함하며, 상기 제 2 렌즈유닛간의 차이는 분광투과가 아닌 제 2 렌즈유닛의 접합유체부의 광학특성에서의 차이에 의해 실현된다. 제 2 렌즈유닛의 접합유체부에서의 차이는 예를 들어, 조성물의 차이 및/또는 가열에 의한 접합유체온도의 차이 및/또는 접합유체중 하나 또는 그이상의 냉각 및/또는 그 하우징에 의해 생성되는 결합유체의 굴절률 차이를 포함한다. 또한, 그 차이는 접합유체부의 형태차이(예를 들어, 축방향 두께 및/또는 곡률반경)를 포함한다. 상기 제 2 렌즈유닛의 접합유체부에서의 차이는 굴저률에서의 차이와 형태에서의 차이를 모두 포함할 수 있다.

상기 제 2 렌즈유닛에서의 차이를 발생시키기 위한 다른 대안으로서, 분광투과가 아닌, 투사렌즈의 사용시 제 2 렌즈유닛의 일부를 구성하는 CRT 면판의 광학특성이 CRT중 적어도 2개, 예를 들어, 녹색 및 적색 CRT에 대하여 상이하게 제조될 수 있다. 그 차이는 두께, 굴절률 및 곡률반경에서의 차이를 포함한다. 또한, 하나 또는 그 이상의 비구면 표면을 포함하는 CRT 면판의 경우, 표면 형상 및/또는 최적 구면 반경도 색깔에 기초하여 다양한 면판에서 상이하게 제조될 수 있다. 일반적으로, 면판을 변화시키는 이러한 방법은 오목렌즈 엘리먼트의 특성을 변화시키거나(가장 바람직함) 제 2 렌즈유닛의 접합유체영역의 특성을 변화시키는 것보다 제조 및 비용면에서 바람직하지 않다.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 투사렌즈의 제 1 렌즈유닛은 제조공차내에서 동일하다. 이 방식에 있어서, 투사렌즈에서 가장 복잡한 부분, 즉 주요부에 일반적인 제 1 렌즈유닛이 사용되기 때문에, 시스템 제조비용은 저감될 수 있음과 아울러, 서로 다른 색깔중 일부 또는 전부를 위해 투사렌즈에서 비교적 작고 단순한 부분(제 2 렌즈유닛)만을 변화시킴으로써 고도의 광학성능을 구현할 수 있다.

제 2 특징에 따르면, 본 발명은 CRT와 함께 사용하고, 장공액측, 단공액측 및 상기 CRT와 연관되는 경우 초점길이(F0)를 갖는 투사렌즈를 제공하며, 상기 렌즈는 그 장공액측으로부터 순차적으로,

(A) 상기 렌즈의 장공액측으로부터 순차적으로

(ⅰ) 적어도 하나의 비구면 표면과 미약한 배율을 가진 제 1 렌즈 엘리먼트(L1)로 구성된 제 1 렌즈 서브유닛;

(ⅱ) 바람직하게는 양볼록렌즈이며, 상기 투사렌즈의 양의 배율을 대부분 제공하고, 제 2 렌즈 엘리먼트(L2) 또는 이중렌즈(DB)로 구성된 제 2 렌즈 서브유닛(초점길이=F2); 및

(ⅲ) 적어도 하나의 비구면 표면과 양의 배율을 가진 제 3 렌즈 엘리먼트(L3; 초점길이=F3)로 구성된 제 3 렌즈 서브유닛;으로 이루어진 양의 제 1 렌즈유닛(U1): 및

(B) (ⅰ)상기 렌즈의 사용중에 CRT와 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제 2 렌즈유닛(U2; 초점길이=F4):를 포함하되,

(a) 상기 제 1 렌즈 엘리먼트는 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R11)과, 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 비구면 반경(R12)을 갖고,

(b) 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 렌즈의 장공액측 방향으로 반경(R21)과, 렌즈의 단공액측 방향으로 반경(R22)을 가지며,

(c) 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 제 3 렌즈 엘리먼트로부터 거리(T23)만큼 축방향으로 이격되고,

(d) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 축방향 두께(T3), 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R31), 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 구면 반경(R32)을 가지며,

(e) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 제 2 렌즈유닛으로부터 거리(T34)만큼 축방향으로 이격되고,

상기 투사렌즈는

(ⅰ) ｜R22｜/R21≥1.5 (또는 ≥2.0 또는 ≥2.5);

(ⅱ) R31〈0;

(ⅲ) R32〈0;

(ⅳ) ｜R31｜〉｜R32｜;

(ⅴ) T3/F0≤0.13 (또는 ≤0.1);

(ⅵ) T23≤T34;

(ⅶ) T23≥0.15F0;

(ⅷ) R11〉0;

(ⅸ) R12〉0;

(ⅹ) R11〉R12;

(ⅹⅰ) F0/F2≥0.9;

(ⅹⅱ) F0/F3≤0.42 또는 (≤0.4 또는 ≤0.3);

(ⅹⅲ) 0.64≤F0/｜F4｜〈0.85 (또는 0.75〈F0/｜F4｜〈0.85); 및/또는

(ⅹⅳ) 상기 제 2 렌즈유닛은 렌즈의 장공액측에 대해 오목한(바람직하게, 매우 오목한) 오목렌즈 엘리먼트를 포함하는 특징;중 일부, 바람직하게는 전부를 갖는다.

상기 (ⅱ) 및 (ⅲ)의 특징은 최적 구면 반경으로 그려질 때 L3은 투사렌즈의 단공액측쪽으로 볼록한 오목렌즈 형태를 갖는다는 것을 의미하는 반면, 상기 (ⅷ) 및 (ⅸ)의 특징은 최적 구면 반경으로 그려질 때 L1은 투사렌즈의 장공액측쪽으로 볼록한 오목렌즈 형태를 갖는다는 것을 의미한다.

본 발명의 특징에 따른 바람직한 실시예에서, 상기 투사렌즈는 렌즈의 장공액 방향으로 적어도 35°(예를 들어, 하기된 실시예 1 내지 8에서와 같이 37°또는 그 이상)인 반시야각을 갖는다. 다른 바람직한 실시예에서, 상기 투사렌즈는 1.5이하, 바람직하게는 1.0이하인 무한공액 f수를 갖는다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 글라스(또는 더 일반적으로, 열적으로 안정한 물질)로 이루어지며, 상기 제 1 렌즈 엘리먼트, 제 3 렌즈 엘리먼트 및 상기 제 2 렌즈 유닛(사용되는 경우)의 오목렌즈 엘리먼트는 플라스틱으로 이루어진다. 이러한 물질의 선택은 투사렌즈에 대해 수많은 장점을 제공한다.

첫째, 이는 렌즈를 저렴하게 제조할 수 있도록 한다. 하기된 실시예에 개시된 같이, 렌즈의 플라스틱 엘리먼트는 이들이 플라스틱으로 용이하게 몰딩될 수 있도록 하는 형태를 갖는다. 또한, 실시예에 개시된 바와 같이, 제 2 렌즈 서브유닛으로 사용된 제 2 렌즈 엘리먼트(L2) 또는 이중렌즈(DB)는 이들 구성요소가 글라스로 용이하게 제조될 수 있도록 하는 구면 표면을 갖는다. 따라서, 각각의 렌즈 구성요소는 저렴한 비용으로 용이하게 제조될 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 렌즈의 플라스틱-글라스-플라스틱의 구조는, 강력한 배율을 가진 글라스 부분과 함께, 렌즈가 온도변화에 둔감하도록 만든다. 또한, 플라스틱으로 이루어지고 양의 배율을 가진 제 3 렌즈 엘리먼트(L3)는 제 2 렌즈유닛의 온도변화를 보상하고, 특히 상기 유닛이 실온에서 작동온도로 가열될 때 발생하며 상기 유닛과 그 하우징내에서 통상적으로 사용되는 접합유체의 온도변화를 보상한다. 또한, 이러한 열적 안정성은 저렴하고 고도의 광학특성을 가진 투사렌즈에 대해 실현된다.

본 발명의 제 3 특징에 따르면, 본 발명의 제 2 특징에 따른 투사렌즈는 본 발명의 제 1 특징에 따른 투사렌즈 시스템에 사용된다.

본 발명의 전술한 특징과 바람직한 특성이 조합하여 사용될 때, 전술한 CRT 투사 텔레비젼에 대한 7가지 바람직한 특성은 각각 본 발명의 투사렌즈 시스템/투사렌즈에 의해 실현된다.

여기에 사용된 용어 "미약한"은 그 초점길이가 전체 투사렌즈의 유효초점길이의 적어도 약 8배인 엘리먼트, 유닛 또는 서브유닛을 의미하며, 용어 "강력한"은그 초점길이가 전체 렌즈 시스템의 유효초점길이의 약 2.5배 이하인 엘리먼트, 유닛 또는 서브유닛을 의미한다. 또한, 상기 제 2 렌즈유닛의 유효초점길이와 아울러, 상기 전체 투사렌즈의 유효초점길이는 CRT와 연관된 투사렌즈에 대해 결정되며, CRT 면판의 광학특성을 포함한다.

여기에 사용된 용어 "투사 텔레비젼"은 텔레비젼과 모니터, 예를 들어, 컴퓨터 모니터를 포함한다.

여기에 사용된 용어 "최적 구면 반경"은 1980년 SIAM J. Numer. Anal., 17:63-65의 던햄 등의 "반원에 의한 미니맥스 접근법"에 기술된 방법에 따라 표면을 최적 구면과 일치시킴으로써 상기 표면에 대해 결정된 반경을 의미한다. 구면의 경우, 최적 구면 반경과 기준 반경(광축에서의 반경)은 동일하다. 비구면의 경우, 최적 구면 반경과 기준 반경은 일반적으로 상이하다.

전술한 바와 같이, 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 투사 텔레비젼(PTV)에서 사용하기 위한 4개의 부품으로 이루어진 투사렌즈를 제공한다. 상기 4개의 부품은 2개의 렌즈유닛(U1)(U2)으로 구성되며, 제 1 유닛(U1)은 양의 배율을 갖고 상기 4개의 부품중 3개(즉, L1, L2 또는 DB, L3)를 포함하며, 제 2 유닛(U2)은 음의 배율을 갖고 네번째 부품(즉, L4)을 포함한다. 바람직하게, 상기 4개의 부품은 3개의 플라스틱 엘리먼트(L1, L3, L4)와, 글라스 단일선(L2) 또는 글라스 이중렌즈(DB)를 포함한다. 본 발명에 따라 4개의 부품으로 이루어진 투사렌즈는 종래의 4부품 시스템, 예를 들어, 미국특허 제4,776,681호(표 9 내지 표 11에서 "681"로 표시함)의 투사렌즈와 비교할 때 광학성능과 제조안정성이 향상된다.

A. 광학성능

1. 색에 의한 수차 변화 보상

비용을 고려하여, NTSC 신호를 디스플레이하도록 설계된 대량의 소비자 PTV 세트에 사용되는 4엘리먼트 렌즈는 통상적으로 색보정되지 않는다. 이러한 렌즈는 색보정되지 않기 때문에, 단색 수차뿐만 아니라, 그 초점길이와 1차 특성은 색에 따라 변한다. 그 결과, 이러한 렌즈가 디지탈 TV와 같이 고대역폭 신호를 디스플레이하기 위해 사용되는 경우, 적색 및 청색 CRT와 연관되는 렌즈에 의해 형성된 이미지는 녹색 CRT와 연관되는 렌즈에 의해 형성된 이미지만큼 양호하지 않다.

당업계에서는 이와 같은 색에 의한 성능의 차이와 관련된 문제점을 해결하기 위한 다양한 방법이 고려되었다. 하나의 방법에서, 순색보정된 렌즈가 사용되었으나, 이는 상당히 고가이어서 대량 판매제품으로는 적절하지 않았다. 분광산포를 최소화하고 색순도를 증대시키는 필터로서 작용하는 L4엘리먼트를 사용함으로써, CRT에서 사용되는 인광물질의 분광산포로 인한 색수차의 부분보정이 이루어졌다. 이러한 엘리먼트는 녹색 CRT와 함께 통상적으로 사용되었다. 웨스링의 미국특허 제5,055,922호를 참조하라.

이와 같은 필터링 방법은 본 발명의 색보정 기술과 함께 사용될 수 있음을 주지하라. 제조환경에서, 이러한 필터링은 제 2 렌즈유닛을 그들의 분광투과성으로 확인하기 위한 단순한 수단을 제공하는 장점을 갖는다. 예를 들어, 녹색 CRT용 제 2 렌즈유닛은 녹색의 렌즈 엘리먼트를 가질 수 있으며, 적색 CRT용 제 2 렌즈유닛은 적색의 엘리먼트를 가질 수 있고, 청색 CRT용 제 2 렌즈유닛은 투명한 엘리먼트를 가질 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예에서, 단지 2개의 광학적으로 상이한 제 2 렌즈유닛이 3개의 광학적으로 상이한 제 2 렌즈유닛과는 반대로 사용된다. 예를 들어, 청색 제 2 렌즈유닛은 서로 동일한 적색 및 녹색 제 2 렌즈유닛과는 상이하다. 이 경우, 제 2 렌즈유닛을 구분하기 위해서는 서로 다른 분광투과성을 가진 단지 2개의 렌즈 엘리먼트로도 충분하지만, 실제로는 서로 다른 분광투과성을 가진 3개의 렌즈 엘리먼트가 통상적으로 사용된다. 그 이유는 녹색 투사렌즈가 통상적으로 필터링이 가장 필요하며, 녹색 렌즈 엘리먼트는 일반적으로 적색 투사렌즈와 함께 사용될 수 없기 때문이다.

따라서, 제조환경에서의 혼란을 피하기 위해, 청색 제 2 렌즈유닛은 녹색 및 적색 제 2 렌즈유닛과는 다른 분광투과성을 가질 필요가 있으며, 상기 녹색 및 적색 제 2 렌즈유닛은 서로 다른 분광투과성을 가질 필요가 있다. 그 결과, 적색, 녹색 및 청색 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛에 대하여 3개의 서로 다른 분광투과성, 예를 들어, 녹색 투사렌즈용 녹색 렌즈 엘리먼트(L4 엘리먼트), 적색 투사렌즈용 적색 렌즈 엘리먼트(L4 엘리먼트), 청색 투사렌즈용 투명 렌즈 엘리먼트(L4 엘리먼트)가 통상적으로 사용된다. (청색 CRT는 필터링이 특별히 필요하지 않고, 투사 텔레비젼의 스크린에 도달하는 청색광의 양을 최대화하는 것이 일반적으로 바람직하기 때문에, 청색보다는 투명한 L4 엘리먼트가 청색 투사렌즈용으로 바람직하다)

녹색 CRT용 필터와 동일한 선을 따라, 녹색 CRT용 고품질 투사렌즈의 사용이 제안되었다. 히라타 등의 미국특허 제5,200,814호(녹색 CRT를 위하여 5개의 엘리먼트 투사렌즈가 사용되고, 적색 및 청색 CRT를 위하여 4개의 엘리먼트 렌즈가 사용됨)와, 오사와 등의 미국특허 제5,659,424호(적어도 녹색 CRT의 L2엘리먼트를 위하여 크라운 글라스가 사용되고, 적어도 적색 CRT의 L2 엘리먼트를 위하여 플린트 글라스가 사용됨)를 참조하라.

색에 의한 렌즈의 초점길이 변화는 렌즈 배율의 함수인 렌즈의 시야곡률(Petzval 곡률)이 변한다는 것을 의미한다. 시야곡률의 이러한 변화는 녹색 CRT용으로 설계된 렌즈가 적색 및/또는 청색 CRT와 함께 사용될 때 이미지 품질의 저하를 유발할 정도로 현저할 수 있다(도 1b 내지 도 1f, 및 도 8b 내지 도 8f와 관련된 하기의 설명 참조).

본 발명에 따르면, "적색" 및 "청색" 렌즈 각각에 대하여 시야 평탄기의 배율을 조절함으로써, 녹색 채널에서만큼 적색 및 청색 채널에서 이미지를 평탄화할 수 있음을 발견하였다. 이러한 조절은, 예를 들면, 렌즈의 시야곡률 보정에 대하여 주된 영향을 주는 유닛, 즉 제 2 렌즈유닛(U2)의 기준반경중 하나를 변화시킴으로써, 실현될 수 있다. 전술한 바와 같이, "적색" 및 "청색" 렌즈에 대한 이와 같은 개선된 시야 평탄화를 구현하기 위해 다른 변화가 제 2 렌즈유닛에 대해 이루어질 수 있다.

필요하다면, 제 2 렌즈유닛에 비구면 표면을 포함시키고 "녹색"렌즈와 비교하여 "적색" 및 "청색"렌즈용 표면의 비구면의 정도를 조절함으로써, 색에 의한 다른 수차 및 비점수차의 잔여변화가 더 저감될 수 있다.

이 방법을 통하여, 각각 자신의 주요색에 대해 조절되는 3개의 단색 렌즈를 이용한 투사 TV 시스템은 고도의 충실도를 가진 디지탈 TV 신호를 디스플레이할 수 있다.

"적색" 및 "청색"렌즈 모두의 제 2 렌즈유닛을 조절하는 것이 바람직하지만, 원한다면, 이들 렌즈중 단지 하나, 예를 들어, "적색"렌즈의 제 2 렌즈유닛이 조절될 수 있음을 주지하라. 물론, 이는 "적색" 및 "청색"렌즈 모두의 제 2 렌즈유닛이 조절될 때보다 전체 이미지를 일반적으로 덜 개선하게 될 것이다.

2. 부분적으로 색보정된 렌즈

축색 렌즈를 보정함으로써 투사렌즈에 의해 제공되는 이미지 품질을 더 개선할 수 있다. 초점길이가 70 내지 80㎜인 f/1렌즈에 대한 가시분광에서의 순색보정은 간단하지 않다. 다행하게도, 본 발명에 따르면, 이러한 순색보정이 필요하지 않음을 발견하였다.

물론, HDTV의 이미지 품질 요구조건으로 인하여, 렌즈의 광학성능을 현저히 개선하는데 있어서, 녹색 CRT 인광물질의 분광에서의 부분 색보정이 충분할 수 있다. 색보정되지 않은 렌즈의 약 30%까지 축색을 저감시키는 것은 사용자가 추가적인 색보정을 특별히 인지할 수 없는 수준으로 이미지 품질을 향상시키지만, 렌즈의 가격과 복잡성의 현저한 증가가 수반되어야 한다.

전술한 정도의 축색보정은 단일의 글라스 배율 엘리먼트(L2) 대신 접합 이중렌즈(DB)를 사용함으로써 매우 경제적으로 이루어질 수 있다. 바람직하게, 상기 색보정 이중렌즈는 단공액측으로 볼록한 음의 오목렌즈 엘리먼트가 후방에 설치된 장공액측상의 양의 양볼록렌즈 엘리먼트를 포함한다. 수차를 최소화하고, 제조오차에 대한 민감성을 둔화시키기 위하여, 상기 이중렌즈 부품은 바람직하게 서로 접합된다.

색보정이 완전하지 않기 때문에, 전술한 바와 같이 Petzval 곡률변화에 대해 조절되는 개별적인 적색 및 청색 CRT 렌즈를 갖는 것이 유리하다는 것을 주지하라. 상기 색보정 이중렌즈는 "녹색"렌즈에만 사용되거나, 전술한 바와 같이, "녹색"렌즈와 "적색" 및 "청색"렌즈중 하나 또는 그 이상에 사용될 수 있다.

3. 이미지 콘트라스트

투사 TV 세트에서 가장 중요한 이미지 품질특성중 하나는 콘트라스트이다.이미지 콘트라스트에 영향을 주는 변수는 (1) 명소로부터 암소까지 천이영역에 가까운 국소 콘트라스트에 영향을 주는 렌즈의 수차와, (2) 광역 콘트라스트에 영향을 주는 고스트, 내부반사, 산란, 장막 휘광 등이다. 비디오 이미지를 정확하게 재생하기 위하여, 스크린상에 넓은 광강도 동적범위를 갖는 것이 매우 중요하다. 스크린에 도달하되 어떠한 이미지도 형성하지 않는 빛으로 인하여 콘트라스트는 더 낮아진다. 낮은 콘트라스트 때문에, 검정색은 회색처럼 보이고, 전체적인 이미지가 평평하게 보이며, 새도우에서 세부가 소실된다.

CRT에 의해 생성되는 투사광을 위해 사용되는 고속 광각렌즈의 전형적인 구성은 양의 비구면 엘리먼트(L3)가 전방에 배치된 CRT와 접촉하는 강력한 음의 배율 렌즈유닛(U2)을 갖는다. CRT 인광물질 표면에 생성된 밝은 광원 이미지는 스크린쪽으로 투사된다. 그 빛중 일부는 투사렌즈의 표면에서 반사되며 CRT 면판으로 역진할 수 있다.

렌즈 표면이 공액이거나 상기 면판과 켤레에 가깝다면, 반사된 빛은 CRT의 인광물질 표면상에 밝은 고스트 이미지를 형성할 수 있다. 이 때, 상기 고스트는 스크린까지 항상 다시 이미지화될 수 있으며, 그 결과 현저한 2차 "고스트" 이미지를 만들어낸다. 흔히, 상기 렌즈 표면에서 반사된 빛은 CRT 면판 부근에 현저한 이미지를 형성하지는 않지만, 인광물질 표면에서 전체적인 명도 또는 잡음을 단순히 부가한다. 광역 콘트라스트 손실을 최소로 유지하기 위해 반드시 조절되어야 하는 것은 잡음수준이다.

반사방지막을 사용함과 아울러, CRT 면판에 가장 근접한 표면이 CRT 인광물질 부근의 어느 곳에서도 고스트 이미지를 생성하지 않도록 하는 것이 중요하다. CRT 부근의 전체적인 표면 형태가 CRT 면판에 대해 볼록하게 유지되도록 함으로써, 이들 표면으로부터 반산된 빛에 의해 생성된 이미지가 CRT의 인광물질 표면으로부터 멀리 형성되도록 보장한다.

또한, 반사된 빛을 CRT로 역진시키는 표면을 CRT로부터 가능한 멀리 유지하는 것도 도움이 된다. 그러나, 음의 배율 시야 평탄기 앞에 배치된 비구면 렌즈 엘리먼트는 주배율군과 너무 가깝게 위치될 수 없으며, 그렇지 않으면, 축이탈 수차를 충분히 보정할 수 없다.

전술한 (ⅱ)(ⅲ)(ⅳ)(ⅵ)(ⅶ) 특성은 이와 같이 다양한 이미지 콘트라스트 문제점을 해결함과 아울러, 온도에 따른 제 2 렌즈유닛(U2)의 광학특성 변화를 보상하는 양의 L3 엘리먼트를 제공한다.

B. 렌즈 제조안정성

플라스틱 광학기기의 가격에 영향을 주는 주요요소는 "주기시간", 즉 플라스틱 원료가 주형에 주입되는 순간과 완성된 엘리먼트가 주형으로부터 취출되는 순간 사이의 시간이다. 그 시간이 짧을수록 주어진 시간주기에서 제조될 수 있는 부품의 수는 많아진다.

필요한 주기시간을 결정하는 주요요소중 하나는 렌즈 엘리먼트내의 플라스틱 물질의 체적이다. 체적이 작으면 그 엘리먼트의 주형에서 필요한 냉각시간이 더 짧다. 따라서, 가능한 가장 얇은 렌즈 엘리먼트를 사용함으로써 플라스틱 물질의 체적과 질량을 최소화할 수 있으며, 그 엘리먼트를 성형하는데 필요한 주기시간을 저감시키게 된다.

그러나, 단순히 엘리먼트를 얇게 제조하는 것만으로는 충분하지 않다. 주기시간도 광학 엘리먼트의 최종 형태가 광학성능 요구조건을 만족시키는 최종 투사렌즈의 매우 엄격한 제조공차 범위 이내여야 한다는 요구조건에 의해 큰 영향을 받는다.

일반적으로, 플라스틱 물질의 수축성으로 인하여, 냉각주기가 길면 주형의 표면 형상에 대한 완성된 엘리먼트의 표면 형상의 적합성이 더 양호하다. 냉각주기를 최소화하기 위하여, 균일한 온도구배와 균일한 수축을 보장하도록 플라스틱 부품이 가능한 균일한 질량분포를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 이는 엘리머트의 직경을 통한 두께 변화를 가능한 많이 저감시키는 것이 바람직함을 의미한다.

또한, 더 복잡한 표면 형상은 엘리먼트에서 온도구배분포의 불균일성에 영향을 주며, 형상의 적합성을 실현하기 위해 더 긴 주기시간을 필요로 한다. 결론적으로, 더 완만하고 더 단순한 표면을 가진 엘리먼트가 고속으로 제조하기 용이하며, 비용이 저감된다.

전술한 (ⅱ)(ⅲ)(ⅳ)(ⅴ)(ⅷ)(ⅸ)(ⅹ)(ⅹⅱ) 특성은 이러한 렌즈 제조안정성과 관련된 다양한 문제점을 해결한다.

C. 렌즈 구조

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투사렌즈는 4개의 부품을 포함한다. 즉 장공액으로부터 단공액까지, 적어도 하나의 비구면 표면을 가진 미약한 광학배율의 제 1 부품(L1), 일반적으로 글라스인 열적으로 안정한 물질로제조되어 대부분의 렌즈 배율을 제공하는 양의 배율의 제 2 양볼록렌즈 부품(L2 또는 DB), 적어도 하나의 비구면 표면을 가진 양의 배율의 제 3 부품(L3), 및 상기 장공액측상의 외측 엘리먼트와 CRT 면판 사이에 샌드위치된 접합/냉각 유체를 포함하는 음의 배율의 제 4 부품(U2)을 포함하되, 상기 외측 엘리먼트의 선단 에어-글라스 표면은 장공액쪽으로 현저하게 오목하다.

전술한 렌즈에서, 상기 제 2 부품이 전체적으로 대부분의 양의 렌즈 배율을 제공한다는 것과, 온도에 따른 굴절률 변화로 인한 렌즈의 초점길이의 변화를 최소화한다는 것이 중요하다. 상기 제 1 및 제 3 부품은 수차보정 역할을 하며, 따라서, 비구면 표면을 포함한다.

전술한 바와 같이, CRT 인광물질에 도달하는 2차 역반사를 최소화하기 위하여, 반사된 빛을 CRT로 역진시키는 표면을 CRT로부터 가능한 멀리 유지하는 것이 도움이 된다. 그러나, 비구면인 제 3 부품은 주배율 부품과 너무 가깝게 위치될 수 없으며, 그렇지 않으면, 축이탈 수차를 충분히 보정할 수 없게 된다.

비구면 표면의 제조에 사용되는 대부분의 경제적 공정이 플라스틱과 관련되기 때문에, 상기 비구면 엘리먼트는 플라스틱으로 제조된다. 실질적으로, CRT에 뒤에 렌즈를 유지하는 상기 접합구조는 약간 팽창된다. 이러한 팽창과 관련된 CRT 면판 위치변경을 보상하기 위하여, 제 3 부품은 약간 한정된 양의 배율을 가져야 한다. 이 때, 온도가 상승하면, 그 엘리먼트의 굴절률은 변하며, 그 엘리먼트의 초점길이와 렌즈의 역초점거리를 전체적으로 증가시킨다. 이러한 변화는 접합체의 팽창으로 인해 CRT 상대위치의 변화와 반대로 작용한다. 상기 제 4 부품(U2)은 강력한음의 배율을 가지며, 렌즈의 시야곡률 보정에 크게 기여한다.

상기 제 2 부품(L2 또는 DB)은 구면 표면만을 갖고, 축빔이 부품의 전체 직경을 사용함으로써, 상기 부품은 렌즈의 축 구면 수차에 대해 큰 영향을 미치게 된다. 구면 수차에 대한 상기 부품의 영향을 최소화하기 위해, 장공액측상의 표면은 그 부품의 대향측상의 곡률반경보다 적어도 1.5배 더 짧은 곡률반경을 갖는다. 이에 따라, 상기 제 1 부품은 구면 수차를 보정하기 위해 열심히 "작용"할 필요가 없고, 이는 더 완만하게 제조될 수 있음을 의미하며, 따라서, 제조가 용이하다. (전술한 특성 (ⅰ)(ⅷ)(ⅸ)(ⅹ)이 본 발명의 이러한 특징과 관련된다) 상기 렌즈의 구경 조리개는 제 2 부품 부근에 위치된다.

비구면 표면보다 구면 표면의 제조와 실험이 항상 더 용이하다. 일반적으로, 용이한 제조를 위하여, 엘리먼트의 구경에서 심하게 변하지 않는 완만한 표면을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 비구면 표면의 형태를 설명하기 위해, 최적 구면 표면의 개념을 사용하는 것이 편리하다.

최적 구면으로부터 단조롭게 변하거나, 처짐의 근접변화가 서서히 발생하는 최소의 변곡점을 가진 비구면 표면 프로파일은 엘리먼트의 제조에 사용되는 주형을 더 용이하고, 더 신속하며, 더 정확하게 제조할 수 있도록 함과 아울러, 그 주형을 사용하여 개선된 엘리먼트가 제조될 수 있도록 한다.

이러한 조건을 만족시키기 위하여, 상기 제 1 및 제 3 부품은 장공액과 단공액에 대하여 각각 볼록한 본질적으로 오목렌즈 형상을 가져야 한다. 표면에 대한 광선의 입사각이 제로인 경우, 즉, 광선이 굴절면에 대해 수직인 경우, 상기 광선은 이탈하지 않는다. 광 번들은 하나의 공액으로부터 렌즈의 구경 조리개쪽으로 수렴하며, 대향 공액쪽으로 발산한다.

따라서, 상기 구경 조리개에 대해 오목하며 구경 조리개의 각 측면에 위치된 오목렌즈 엘리먼트는 당해 엘리먼트를 거의 직각으로 통과하는 모든 시점으로부터 광 번들을 갖게 되며, 최소의 수차를 유도하게 된다. 이 엘리먼트의 표면이 비구면인 경우, 해당 프로파일은 바람직하게 완만하며, 국소곡률 또는 2차 도함수의 부호가 변하는 변곡점을 한개 이상 갖지 않는다.

오목렌즈 엘리먼트를 사용함에 따른 다른 장점은 얇게 제조될 수 있음과 아울러, 당해 엘리먼트의 직경에서 최소의 두께 변화와 최소의 엣지 두께를 유지한다는 것이다. 따라서, 이는 물질의 질량을 저감시키며, 엘리먼트를 성형하는데 필요한 주기시간을 단축한다.

최적 구면 표면과 관련하여 설명할 때, 하기된 실시예에서, 제 1 부품은 장공액에 대하여 볼록한 오목렌즈 형태를 갖되, 제 1 곡률반경은 제 2 곡률반경보다 길고, 상기 제 3 부품은 단공액에 대하여 볼록한 오목렌즈 형태를 갖되, 제 1 곡률반경은 제 2 곡률반경보다 길다.

전술한 (ⅱ)(ⅲ)(ⅳ)(ⅷ)(ⅸ)(ⅹ) 특성은 본 발명의 투사렌즈에서 제 1 및 제 3 부품의 특성을 설명한다.

D. 실시예

도 1a, 도 2 내지 도 7, 도 8a는 본 발명에 따라 구성된 다양한 투사렌즈를 도시한 도면이다. 해당 규정이 표 1, 표 1b, 표 1r, 표 2 내지 표 8, 표 8r에 표시되어 있다. 렌즈 시스템에 사용된 글라스를 위해 HOYA 또는 SCOTT 표시가 사용되었다. 다른 제조자에 의해 제조된 등가의 글라스가 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 산업적으로 수용할 수 있는 물질이 플라스틱 엘리먼트를 위해 사용된다.

표에 개시된 비구면 계수는 하기된 수학식 1에서 사용하기 위한 것이다.

여기서, z는 시스템의 광축으로부터 거리(y)에서의 표면 처짐이고, c는 광축에서의 렌즈 곡률이며, k는 표 1, 표 1b, 표 1r, 표 2 내지 표 8, 표 8r의 모든 규정에서 제로인 원뿔상수이다.

상기 표의 다양한 표면과 관련된 "a" 표식은 비구면 표면, 즉 전술한 수학식 1에서 D, E, F, G, H 또는 I중 적어도 하나가 제로가 아닌 표면을 의미한다. 표는 빛이 도면에서 좌측에서 우측으로 이동하는 것으로 가정하고 작성되었다. 이와 유사하게, 본 명세서와 청구범위에 사용된 부호규약은 빛이 도면에서 좌측에서 우측으로 이동하는 것으로 가정한다. 실질적으로, 스크린은 좌측에 위치되며, CRT는 우측에 위치되고, 빛은 우측에서 좌측으로 이동하게 된다.

상기 CRT 면판은 표 1, 표 1b, 표 1r, 표 2 내지 표 5의 표면 11 및 12를 구성하고, 표 6, 표 7, 표 8, 표 8b 및 표 8r의 표면 12 내지 13을 구성한다. 접합유체는 표 1, 표 1b, 표 1r, 표 2 내지 표 5의 표면 10 및 11과, 표 6, 표 7, 표 8, 표 8b 및 표 8r의 표면 11 내지 12 사이에 위치된다. 접합유체와 CRT 면판의 물질표식은 표에 6자리수로 개시되어 있으며, 물질의 N_e값은 표식의 처음 3자리에 1,000을 더하고, 그 결과를 1,000으로 나눔으로써 얻어지며, V_e값은 마지막 숫자 앞에 소숫점을 위치시킴으로써 마지막 3자리로부터 얻어진다. 표 1, 표 1b, 표 1r, 표 2 내지 표 5의 표면 3과 6, 그리고, 표 6, 표 7, 표 8, 표 8b 및 표 8r의 표면 3과 7은 비네팅 표면이다. 규약표에 개시된 모든 크기는 단위가 밀리미터이다.

도 1b 내지 도 1f, 및 도 8b 내지 도 8f의 그래프는 좌측에는 관통초점(MTF)을 나타내고, 우측에는 최상의 축초점에서의 광전달함수(OTF)를 나타낸다. 5개의 필드 포인트, 즉 축, 0.35H, 0.70H, 0.85H 및 1.0H에 대한 데이타가 표시되며, 여기서, H는 스크린상에서의 최대 필드 높이이다. 우측 그래프에 대한 실제 필드 높이가 도시되어 있다. 이 필드 높이는 좌우측 그래프에 모두 적용되며, 단위는 밀리미터이다.

상기 관통초점 데이타는 단위가 밀리미터당 싸이클인 지시공간주파수, 즉 3 cycles/mm에 존재한다. 관통초점 및 최상초점 데이타는 모두 접선(실선) 및 정중(쇄선) MTF를 나타낸다. 계수 눈금은 0에서 1까지 블록의 좌측에 표시되어 있다. OTF의 위상은 최상초점 그래프에 점선으로 도시되어 있다. 위상의 눈금은 최상초점 블록의 우측에 표시되어 있으며, 단위는 라디안이다. 최상초점 그래프의 위에 표시된 축초점 변위는 관통초점 그래프의 제로 위치와 관련된다. 최상초점 평면은 축관통초점 그래프의 정점에 존재한다.

도 1b는 녹색광, 즉 함께 사용되도록 설계된 빛과 함께 사용될 때, 표 1의규정에 따른 MTF/OTF 성능을 나타낸다. 도 1c는 녹색광과 함께 사용하도록 재집중된 후 청색광에 대하여 CRT와 함께 사용된 투사렌즈에 대하여 종래에 실시했던 것과 동일한 규약이 사용될 때의 MTF/OTF 성능을 나타낸다. 성능의 저하가 명백하다.

도 1d는 청색광에 대하여 표 1b의 규정이 사용될 때의 MTF/OTF 성능을 나타낸다. 이 규정은 렌즈가 청색광에 대해 재집중된 다음 제 1 렌즈유닛(U1)은 불변한다는 조건에 따라 청색광에 대해 최적화된다는 점에서 표 1의 규정과는 다르다. 도 1c와 비교할 때 성능의 향상이 명백하다.

도 1e 및 도 1f는 적색광에 대한 해당 그래프이다. 즉, 도 1e는 적색광에 대하여 재집중될 때 표 1 규정의 양태를 나타내며, 도 1f는 적색광에 대해 재집중한 다음 제 1 렌즈유닛(U1)은 불변한다는 조건에 따라 적색광에 대해 다시 최적화함으로써 얻어진 표 1r 규정의 양태를 나타낸다. 색깔에 기초하여 제 2 렌즈유닛을 최적화함으로써 구현된 성능의 향상이 명백하다.

도 8b 내지 도 8f는 표 8, 표 8b 및 표 8r의 규정에 대한 해당 MTF/OTF 그래프이다. 도 1b 내지 도 1f와 같이, 이들 도면은 제 2 렌즈유닛의 최적화가 CRT 투사렌즈의 색성능을 개선하기 위한 경제적이며 효과적인 기술을 제공한다는 것을 나타낸다.

표 2 내지 표 7의 규정에서 적색 및 청색은 표 1 및 표 8과 동일한 방식, 즉 청색(적색)광에 대해 녹색 규정을 재집중한 다음 제 1 렌즈유닛(U1)은 불변한다는 조건에 따라 그 빛을 다시 최적화함으로서 얻어진다.

표 9 내지 표 11은 전술한 미국특허 제4,776,681호의 표 Ⅲ 및 표 Ⅴ의 렌즈특성과 아울러, 표 1, 표 1b, 표 1r, 표 2 내지 표 8, 표 8b 및 표 8r의 렌즈특성을 요약한 것이다. 이들 표에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 렌즈는 전술한 특성 (ⅰ) 내지 (ⅹⅳ)을 만족시킨다.

도 9는 본 발명에 따라 구성된 CRT 투사 텔레비젼(10)의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 투사 텔레비젼(10)은 캐비넷(12)을 포함하되, 상기 캐비넷에는 그 전면을 따라 투사 스크린(14)이 설치되며, 그 배면을 따라 경사진 거울(18)이 설치된다. 개략적으로 도시된 모듈(13)은 본 발명에 따라 구서된 투사렌즈이며, 모듈(16)은 그와 연련된 CRT관이다. 실질적으로, 상기 스크린(14)에 적색, 녹색 및 청색 이미지를 투사하기 위해 3개의 투사렌즈(13)와 3개의 CRT관이 사용된다.

본 발명의 특정 실시예가 도시되고 설명되었으나, 당업자는 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 전술한 설명으로부터 알 수 있을 것이다.

Claims

스크린, 주로 제 1 색깔의 빛을 생성하는 제 1 음극선관, 주로 제 2 색깔의 빛을 생성하는 제 2 음극선관 및 주로 제 3 색깔의 빛을 생성하는 제 3 음극선관을 가진 투사 텔레비젼용 투사렌즈 시스템으로서, 상기 투사렌즈 시스템은 3개의 투사렌즈를 포함하며, 하나의 투사렌즈는 해당 음극선관에 의해 생성된 빛의 이미지를 상기 스크린상에 형성하기 위해 시스템이 사용중일 때 각각의 음극선관과 연관되고, 각각의 투사렌즈는

(A) 양의 배율을 갖고, 상기 렌즈의 장공액측에 위치된 제 1 렌즈유닛; 및

(B) (ⅰ) 상기 렌즈의 사용중에 음극선관과 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제 2 렌즈유닛을 포함하되,

Scheimpflug 조건을 만족시키는 것에 기초한 임의의 차이 또는 분광투과에서의 차이와 함께, 상기 제 2 투과렌즈의 제 2 렌즈유닛은 적어도 하나의 광학특성에서 제 1 투과렌즈의 제 2 렌즈유닛과 상이하며, 그 차이는 제 1 및 제 2 색깔에 기초하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 1 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 1 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 제 1 오목렌즈 엘리먼트를 포함하고, 상기 제 2 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 제 2 오목렌즈 엘리먼트를 포함하며,

(ⅱ) 상기 제 2 렌즈유닛간의 차이는 분광투과 이외의 적어도 하나의 광학특성에서 제 1 오목렌즈 엘리먼트와 제 2 오목렌즈 엘리먼트간의 차이를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 오목렌즈 엘리먼트에서의 차이는

(ⅰ) 초점길이의 차이;

(ⅱ) 굴절률의 차이;

(ⅲ) 상기 엘리먼트의 스크린측 표면에 대한 기준반경의 차이;

(ⅳ) 상기 엘리먼트의 음극선관측 표면에 대한 기준반경의 차이;

(ⅴ) 상기 엘리먼트가 비구면 스크린측 표면을 가진 경우, 상기 스크린측 표면에 대한 최적 구면 반경의 차이;

(ⅵ) 상기 엘리먼트가 비구면 음극선관측 표면을 가진 경우, 상기 음극선관측 표면에 대한 최적 구면 반경의 차이;

(ⅶ) 상기 엘리먼트가 비구면 스크린측 표면을 가진 경우, 상기 스크린측 표면에 대한 형태의 차이; 및/또는

(ⅷ) 상기 엘리먼트가 비구면 음극선관측 표면을 가진 경우, 상기 음극선관측 표면에 대한 형태의 차이;중 적어도 하나로부터 기인하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 1 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 1 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 제 1 접합유체부를 포함하고, 상기 제 2 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 제 2 접합유체부를 포함하며,

(ⅱ) 상기 제 2 렌즈유닛간의 차이는 분광투과 이외의 적어도 하나의 광학특성에서 제 1 접합유체부와 제 2 접합유체부간의 차이를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 접합유체부의 차이는 적어도 축두께에서의 차이에 기인하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 투사렌즈의 제 1 렌즈유닛은 제조공차내에서 동일한 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 색깔은 녹색이며, 제 2 색깔은 적색 또는 청색인 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 분광투과에서 부가적으로 서로 다른 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 제 3 투과렌즈의 제 2 렌즈유닛은 분광투과에서 제 1 및 제 2 투과렌즈의 각 제 2 렌즈유닛과 서로 다른 것을 특징으로 투사렌즈 시스템.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 오목렌즈 엘리먼트는 분광투과에서 부가적으로 서로 다른 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 10 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 3 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 제 3 오목렌즈 엘리먼트를 포함하고,

(ⅱ) 상기 제 3 오목렌즈 엘리먼트는 분광투과에서 제 1 및 제 2 오목렌즈 엘리먼트와 각각 다른 것을 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 11 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 1 색깔은 녹색이고, 제 2 색깔은 적색이며, 제 3 색깔은 청색이고,

(ⅱ) 상기 제 1 오목렌즈 엘리먼트는 녹색이며, 제 2 오목렌즈 엘리먼트는 적색이고, 제 3 오목렌즈 엘리먼트는 투명한 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
스크린, 주로 제 1 색깔의 빛을 생성하는 제 1 음극선관, 주로 제 2 색깔의 빛을 생성하는 제 2 음극선관 및 주로 제 3 색깔의 빛을 생성하는 제 3 음극선관을 가진 투사 텔레비젼용 투사렌즈 시스템으로서, 상기 투사렌즈 시스템은 3개의 투사렌즈를 포함하며, 하나의 투사렌즈는 해당 음극선관에 의해 생성된 빛의 이미지를 상기 스크린상에 형성하기 위해 시스템이 사용중일 때 각각의 음극선관과 연관되고, 각각의 투사렌즈는

(A) 양의 배율을 갖고, 상기 렌즈의 장공액측에 위치된 제 1 렌즈유닛; 및

(B) (ⅰ) 상기 렌즈의 사용중에 음극선관과 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제 2 렌즈유닛을 포함하되,

Scheimpflug 조건을 만족시키는 것에 기초한 임의의 차이 또는 분광투과에서의 차이와 함께, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 투과렌즈의 제 2 렌즈유닛은 적어도 하나의 광학특성에서 서로 상이하며, 그 차이는 제 1, 제 2 및 제 3 색깔에 기초하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 13 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 1, 제 2 및 제 3 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 각각 오목렌즈 엘리먼트를 포함하고,

(ⅱ) 상기 제 2 렌즈유닛간의 차이는 분광투과 이외의 적어도 하나의 광학특성에서 상기 오목렌즈 엘리먼트간의 차이를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 오목렌즈 엘리먼트에서의 차이는

(ⅰ) 상기 엘리먼트중 적어도 2개 엘리먼트간의 초점길이의 차이;

(ⅱ) 상기 엘리먼트중 적어도 2개 엘리먼트간의 굴절률의 차이;

(ⅲ) 상기 엘리먼트중 적어도 2개 엘리먼트의 스크린측 표면에 대한 기준반경의 차이;

(ⅳ) 상기 엘리먼트중 적어도 2개 엘리먼트의 음극선관측 표면에 대한 기준반경의 차이;

(ⅴ) 상기 엘리먼트중 적어도 2개 엘리먼트가 비구면 스크린측 표면을 가진 경우, 상기 스크린측 표면에 대한 최적 구면 반경의 차이;

(ⅵ) 상기 엘리먼트중 적어도 2개 엘리먼트가 비구면 음극선관측 표면을 가진 경우, 상기 음극선관측 표면에 대한 최적 구면 반경의 차이;

(ⅶ) 상기 엘리먼트중 적어도 2개 엘리먼트가 비구면 스크린측 표면을 가진 경우, 상기 스크린측 표면에 대한 형태의 차이; 및/또는

(ⅷ) 상기 엘리먼트중 적어도 2개 엘리먼트가 비구면 음극선관측 표면을 가진 경우, 상기 음극선관측 표면에 대한 형태의 차이;중 적어도 하나로부터 기인하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 13 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 1, 제 2 및 제 3 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 접합유체부를 포함하고,

(ⅱ) 상기 제 2 렌즈유닛간의 차이는 분광투과 이외의 적어도 하나의 광학특성에서 접합유체부간의 차이를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 16 항에 있어서, 상기 접합유체부의 차이는 접합유체부중 적어도 2개의 접합유체부간의 적어도 축두께에서의 차이에 기인하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 투사렌즈의 제 1 렌즈유닛은 제조공차내에서 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제 1 색깔은 녹색이며, 제 2 색깔은 적색이고, 제 3 색깔은 청색인 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 투사렌즈의 제 2 렌즈유닛은 분광투과에서 부가적으로 서로 다른 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
제 14 항에 있어서, 상기 오목렌즈 엘리먼트는 분광투과에서 서로 다른 것을 특징으로 투사렌즈 시스템.
제 21 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 1 색깔은 녹색이고, 제 2 색깔은 적색이며, 제 3 색깔은 청색이고,

(ⅱ) 상기 제 1 투사렌즈의 오목렌즈 엘리먼트는 녹색이며, 제 2 투사렌즈의 오목렌즈 엘리먼트는 적색이고, 제 3 투사렌즈의 오목렌즈 엘리먼트는 투명한 것을 특징으로 하는 투사렌즈 시스템.
음극선관과 함께 사용하고, 장공액측, 단공액측 및 상기 음극선관과 연관되는 경우 초점길이(F0)를 갖는 투사렌즈로서, 상기 렌즈는 그 장공액측으로부터 순차적으로,

(A) 상기 렌즈의 장공액측으로부터 순차적으로

(ⅰ) 적어도 하나의 비구면 표면과 미약한 배율을 가진 제 1 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 1 렌즈 서브유닛;

(ⅱ) 상기 투사렌즈의 양의 배율을 대부분 제공하고, 제 2 렌즈 엘리먼트 또는 이중렌즈로 구성된 제 2 렌즈 서브유닛; 및

(ⅲ) 적어도 하나의 비구면 표면과 양의 근축 배율을 가진 제 3 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 3 렌즈 서브유닛;으로 이루어진 양의 제 1 렌즈유닛: 및

(B) (ⅰ) 상기 렌즈의 사용중에 음극선관과 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제 2 렌즈유닛:을 포함하되,

(a) 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 렌즈의 장공액측 방향으로 반경(R21)과, 렌즈의 단공액측 방향으로 반경(R22)을 가지며,

(b) ｜R22｜/R21≥1.5 이고,

(c) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 축방향 두께(T3), 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R31), 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 구면 반경(R32)을 가지며,

(d) R31〈0 이고,

(e) R32〈0 이며,

(f) ｜R31｜〉｜R32｜ 이고,

(g) T3/F0≤0.13인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
음극선관과 함께 사용하고, 장공액측, 단공액측 및 상기 음극선관과 연관되는 경우 초점길이(F0)를 갖는 투사렌즈로서, 상기 렌즈는 그 장공액측으로부터 순차적으로,

(A) 상기 렌즈의 장공액측으로부터 순차적으로

(ⅰ) 적어도 하나의 비구면 표면과 미약한 배율을 가진 제 1 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 1 렌즈 서브유닛;

(ⅱ) 상기 투사렌즈의 양의 배율을 대부분 제공하고, 제 2 렌즈 엘리먼트 또는 이중렌즈로 구성된 제 2 렌즈 서브유닛; 및

(ⅲ) 적어도 하나의 비구면 표면과 양의 근축 배율을 가진 제 3 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 3 렌즈 서브유닛;으로 이루어진 양의 제 1 렌즈유닛: 및

(B) (ⅰ) 상기 렌즈의 사용중에 음극선관과 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제2 렌즈유닛:을 포함하되,

(a) 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 렌즈의 장공액측 방향으로 반경(R21)과, 렌즈의 단공액측 방향으로 반경(R22)을 가지며,

(b) ｜R22｜/R21≥1.5 이고,

(c) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R31), 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 구면 반경(R32)을 가지며,

(d) R31〈0 이고,

(e) R32〈0 이며,

(f) ｜R31｜〉｜R32｜ 이고,

(g) 상기 제 2 렌즈유닛은 렌즈의 장공액측으로 오목한 오목렌즈 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
음극선관과 함께 사용하고, 장공액측, 단공액측 및 상기 음극선관과 연관되는 경우 초점길이(F0)를 갖는 투사렌즈로서, 상기 렌즈는 그 장공액측으로부터 순차적으로,

(A) 상기 렌즈의 장공액측으로부터 순차적으로

(ⅰ) 적어도 하나의 비구면 표면과 미약한 배율을 가진 제 1 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 1 렌즈 서브유닛;

(ⅱ) 상기 투사렌즈의 양의 배율을 대부분 제공하고, 제 2 렌즈 엘리먼트 또는 이중렌즈로 구성된 제 2 렌즈 서브유닛; 및

(ⅲ) 적어도 하나의 비구면 표면과 양의 근축 배율을 가진 제 3 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 3 렌즈 서브유닛;으로 이루어진 양의 제 1 렌즈유닛: 및

(B) (ⅰ) 상기 렌즈의 사용중에 음극선관과 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제 2 렌즈유닛:을 포함하되,

(a) 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 제 3 렌즈 엘리먼트로부터 거리(T23)만큼 축방향으로 이격되며,

(b) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 축방향 두께(T3), 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R31), 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 구면 반경(R32)을 가지며,

(c) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 제 2 렌즈유닛으로부터 거리(T34)만큼 축방향으로 이격되며,

(d) R31〈0 이고,

(e) R32〈0 이며,

(f) ｜R31｜〉｜R32｜ 이고,

(g) T23≤T34 이며,

(h) T3/F0≤0.13 인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
음극선관과 함께 사용하고, 장공액측, 단공액측 및 상기 음극선관과 연관되는 경우 초점길이(F0)를 갖는 투사렌즈로서, 상기 렌즈는 그 장공액측으로부터 순차적으로,

(A) 상기 렌즈의 장공액측으로부터 순차적으로

(ⅰ) 적어도 하나의 비구면 표면과 미약한 배율을 가진 제 1 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 1 렌즈 서브유닛;

(ⅱ) 상기 투사렌즈의 양의 배율을 대부분 제공하고, 제 2 렌즈 엘리먼트 또는 이중렌즈로 구성된 제 2 렌즈 서브유닛; 및

(ⅲ) 적어도 하나의 비구면 표면과 양의 근축 배율을 가진 제 3 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 3 렌즈 서브유닛;으로 이루어진 양의 제 1 렌즈유닛: 및

(B) (ⅰ) 상기 렌즈의 사용중에 음극선관과 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제 2 렌즈유닛:을 포함하되,

(a) 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 제 3 렌즈 엘리먼트로부터 거리(T23)만큼 축방향으로 이격되며,

(b) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R31), 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 구면 반경(R32)을 가지며,

(c) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 제 2 렌즈유닛으로부터 거리(T34)만큼 축방향으로 이격되며,

(d) R31〈0 이고,

(e) R32〈0 이며,

(f) ｜R31｜〉｜R32｜ 이고,

(g) T23≤T34 이며,

(h) 상기 제 2 렌즈유닛은 렌즈의 장공액측으로 오목한 오목렌즈 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
음극선관과 함께 사용하고, 장공액측, 단공액측 및 상기 음극선관과 연관되는 경우 초점길이(F0)를 갖는 투사렌즈로서, 상기 렌즈는 그 장공액측으로부터 순차적으로,

(A) 상기 렌즈의 장공액측으로부터 순차적으로

(ⅰ) 적어도 하나의 비구면 표면과 미약한 배율을 가진 제 1 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 1 렌즈 서브유닛;

(ⅱ) 상기 투사렌즈의 양의 배율을 대부분 제공하고, 제 2 렌즈 엘리먼트 또는 이중렌즈로 구성된 제 2 렌즈 서브유닛; 및

(ⅲ) 적어도 하나의 비구면 표면과 양의 근축 배율을 가진 제 3 렌즈 엘리먼트로 구성된 제 3 렌즈 서브유닛;으로 이루어진 양의 제 1 렌즈유닛: 및

(B) (ⅰ) 상기 렌즈의 사용중에 음극선관과 연관되며, (ⅱ) 이와 같이 연관될 때 강력한 음의 배율을 갖고, (ⅲ) 상기 렌즈의 시야곡률을 대부분 보정하는 제 2 렌즈유닛:을 포함하되,

(a) 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 렌즈의 장공액측 방향으로 반경(R21), 렌즈의 단공액측 방향으로 반경(R22)을 가지며,

(b) ｜R22｜/R21≥1.5 이고,

(c) 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 제 3 렌즈 엘리먼트로부터 거리(T23)만큼 축방향으로 이격되며,

(d) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 축방향 두께(T3), 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R31), 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 구면 반경(R32)을 가지며,

(e) R31〈0 이고,

(f) R32〈0 이며,

(g) ｜R31｜〉｜R32｜ 이고,

(h) T3/F0≤0.13 이며,

(i) 상기 제 3 렌즈 엘리먼트는 제 2 렌즈유닛으로부터 거리(T34)만큼 축방향으로 이격되고,

(j) T23≤T34 이며,

(k) 상기 제 2 렌즈유닛은 렌즈의 장공액측으로 오목한 오목렌즈 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항, 제 24 항 또는 제 27 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 1 렌즈 엘리먼트는 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R11)과, 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 구면 반경(R12)을 갖고,

(ⅱ) R11〉0 이며,

(ⅲ) R12〉0 이고,

(ⅳ) R11〉R12 인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 25 항, 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서, T23≥0.15 FO 인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 24 항, 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈유닛의 오목렌즈 엘리먼트는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서,

(ⅰ) 상기 제 1 렌즈 엘리먼트는 렌즈의 장공액측 방향으로 최적 구면 반경(R11)과, 렌즈의 단공액측 방향으로 최적 구면 반경(R12)을 갖고,

(ⅱ) R11〉0 이며,

(ⅲ) R12〉0 인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 초점길이(F2)를 갖고, F0/F2≥0.9 인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 렌즈 서브유닛은 초점길이(F3)를 갖고, F0/F3≥0.42 인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈유닛은 초점길이(F4)를 갖고, 0.64≤F0/｜F4｜〈0.85 인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 렌즈 서브유닛은 글라스로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 렌즈 엘리먼트와 제 3 렌즈 엘리먼트는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈는 렌즈의 장공액 방향으로 적어도 35°인 반시야각을 갖는 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 있어서, 무한공액에 대한 렌즈의 f수는 1.5이하인 것을 특징으로 하는 투사렌즈.
음극선관, 스크린, 및 상기 음극선관으로부터 스크린으로 빛을 투사하여 이미지를 형성하는 투사렌즈를 포함하되, 상기 투사렌즈는 제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 따른 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 텔레비젼 세트.
3개의 음극선관, 스크린, 및 3개의 투사렌즈를 포함하되, 각각의 음극선관과 연관된 하나의 투사렌즈는 그 음극선관으로부터 스크린으로 빛을 투사하여 이미지를 형성하고, 상기 각각의 투사렌즈는 제 23 항 내지 제 27 항중 어느 한 항에 따른 투사렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 텔레비젼 세트.
3개의 음극선관, 스크린, 및 제 1 항 또는 제 13 항에 따른 투사렌즈 시스템을 포함하는 투사렌즈 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 텔레비젼 세트.