JP2006330409A - プロジェクション表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】奥行き又は高さを低減し、コンパクトで薄型のプロジェクションＴＶを実現する光学エンジンを提供する。
【解決手段】本発明に係るプロジェクション表示装置は、陰極線管(6)と、該陰極線管の蛍光面(1)上に形成された映像をスクリーンへ拡大投射する投射レンズ(8)とを備えており、前記投射レンズの光軸が、前記陰極線管の電子銃(3)の中心軸に対して傾斜されていることを特徴とするものである。すなわち、陰極線管の蛍光面(1)の中心を通る該蛍光面に直交する線分が、上記投射レンズ(8)の光軸とほぼ一致し、この蛍光面に直交する線分が陰極線管の電子銃(3)の中心軸に対して傾斜される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、陰極線管装置と投射レンズを用いて映像情報を表示する装置に係わり、特にセットの奥行き又は高さを低減可能なプロジェクション表示装置に関する。

従来のプロジェクションＴＶとしては、特許文献１に記載のように、投射管の中心軸と投射レンズの光軸が一致し、夫々が直線上に配置されるような構造とすることが一般的であった。

一方、直視形ＴＶの奥行きを小さくするために、特許文献２に記載のように、電子銃の中心軸と蛍光面の法線が同一直線上に無い構造とすることも知られている。

特開２０００−２９４１７４号公報 特開平５−２３４５４０号公報

特許文献１に記載された構成を用いてセットのコンパクト化を実現しようとした場合、陰極線管及び投射レンズの大きさや、各々の相対位置関係等の制約により限界があった。特に従来の陰極線管は全長が長くセットのコンパク化を実現する上で最大の制約要因となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、セットをコンパク化するのに好適な技術を提供することにある。

上記目的を達成するための、本発明に係るプロジェクション表示装置は、投射レンズの光軸を陰極線管の電子銃の中心軸に対して傾斜させたことを特徴とするものである。このとき、上記陰極線管の蛍光面の中心を直交する線分が、前記投射レンズの光軸とほぼ一致しており、この線分が前記陰極線管の電子銃の中心軸に対して傾斜されている。

本発明によれば、セットの奥行き又は高さを低減することが可能となる為に、よりコンパクトで薄型のプロジェクションＴＶが実現できる。また、本発明によれば、解像度を劣化させることなくハイフォーカスが実現できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明によるプロジェクションＴＶの構成を示す概略図を示し、図１（ａ）はプロジェクションＴＶの正面図、（ｂ）はプロジェクションＴＶの銃断面図、（ｃ）は本発明の主要部である光学エンジンの縦断面図を示す。以下図１を用い詳細に本発明を説明する。

図１（ｂ）において、プロジェクションＴＶ１１は陰極線管６、投射レンズ８で構成する光学エンジン９、ミラー１４及びスクリーン７で構成し、蛍光面１の映像を投射レンズ８で拡大しミラー１４で折返しスクリーン７上に映し出している。図１（ｃ）において、陰極線管６は、パネル部２、ファンネル部５及びネック部４を含んでおり、パネル部２は、蛍光面１と、蛍光面１と対向して配置している前面ガラス１０及び蛍光面１の背面に該蛍光面１を冷却する放熱部１５を含んでいる。一方、ネック部４は、電子ビームを発生し、その電子ビームを収束させる作用を有する電子銃３、電子ビームを主偏向する偏向ヨーク１６、及び電子ビームを微小に偏向しＲＧＢ電子ビームをスクリーン７上で合致させるコンバーゼンスヨーク２０を含んでいる。図１（ｃ）で示すように、電子銃３の中心軸１２は蛍光面１に対し斜めに入射し、更に投射レンズ８の光軸１３は電子銃３の中心軸１２に対しθiの角度をもって傾斜しており、このように各々が傾斜して配置している点に大きな特長がある。すなわち、本実施例においては、蛍光面１の中心を通り、かつ蛍光面１に直交する線分が投射レンズ８の光軸１３とほぼ一致しており、この線分が陰極線管６の電子銃の中心軸に対して、角度Θiを以って傾斜されている。

本実施例において、電子銃３の中心軸１２と投射レンズ８の光軸１３との角度Θiが大きい程プロジェクションＴＶ１１の奥行きを小さくでき、薄型化が可能である。しかしながら、電子銃３の中心軸１２と投射レンズ８の光軸１３との角度Θiが大きくなると、図１（ｃ）で示すように、上偏向電子ビーム１７と下偏向電子ビーム１８の蛍光面１までの距離差が大きくなる為に、ダイナミックフォーカス電圧の上昇を招く。図２は電子銃３の中心軸１２と投射レンズ８の光軸１３との角度θiとダイナミックフォーカス電圧の関係を示した特性図である。縦軸で示すダイナミックフォーカス電圧は、ダイナミックフォーカス駆動回路や回路基板の耐電圧特性及びコスト等の点から１ｋＶが許容限界値である。この結果図２より、電子銃３の中心軸１２と投射レンズ８の光軸１３との角度Θiの最大値は８０度が限界値となる。一方、電子銃３の中心軸１２と投射レンズ８の光軸１３との角度Θiが小さくなると、図１（ｃ）で示すように、上偏向電子ビーム１７が前面ガラス１０の片端部に接触し、投射レンズ８の開口効率が低下する。この点を解決する為には、蛍光面１と前面ガラス１０の間隔を大きくすれば良いが、大きくした場合、投射レンズ８の解像度の特性劣化が生じてしまう。この点を考慮して、角度Θiを定める必要がある。図３は、上記投射レンズ８の開口効率を一定に保った条件下で、電子銃３の中心軸１２と投射レンズ８の光軸１３との角度Θiと、投射レンズ８の相対ＭＴＦの関係とを示した特性図である。縦軸の相対ＭＴＦは、電子銃３の中心軸１２と投射レンズ８の光軸１３との角度Θiが４５度の場合のＭＴＦに対する相対値で示している。この結果、図３から明らかなように、電子銃３の中心軸１２と投射レンズ８の光軸１３との角度Θiは２５度以上とすれば、ＭＴＦが劣化しない事が判明した。

また、図１（ｃ）で示すように、前面ガラス１０は陰極線管６の真空外囲器の一部を構成している。この前面ガラス１０の厚みは、中心部よりも周辺部が厚くなっており、同時にレンズ作用も有している。このようにすると、投射レンズ８の枚数を従来に比べ少なくできるため、コスト低減が可能となる。

また、図１（ｃ）で示すように、本実施例では、蛍光面１の背面には放熱部１５を配置している、これにより、蛍光面１から発生する熱を外部に放出し蛍光面１の発光効率の向上が実現できる。放熱部１５は、エチレングリコール等の液冷槽で構成しても良いし、アルミ又は銅等からなる放熱板で構成してもよい。本実施例は、従来に比べ放熱部１５の近傍空間が大きい為に放熱部１５の容積を増大でき、放熱効果を増すことが可能となる。

また本実施例では、図１（ｃ）で示すように、蛍光面１の形状は、中心部よりも周辺部がスクリーン７方向に湾曲した、いわゆる凹形状としている。このようにすることにより、上記したダイナミックフォーカス電圧の低減を図る事が出来ると同時に、像面湾曲収差が改善でき投射レンズ８の設計がより容易となる。

また図４に示すように、プロジェクションＴＶ１１に長方形の映像信号を加えた場合、従来の構成ではスクリーン７上にキーストン歪１９が発生する。キーストン歪１９を補正する為に、従来では、偏向ヨーク１６の磁界分布を調整していた。これに対し本実施例では、図５（ｂ）に示されるように、コンバーゼンスヨーク２０の垂直コイル２０２の両端子２０１に、図６に示されるような、垂直周期１Ｖで変調され、かつ水平周期１Ｈを鋸歯状波とした電流を供給する。これにより、キーストン歪１９が補正できる。更に図５（ｂ）で示すように、本実施例では、コア２０３を円環形状とし、さらに垂直コイル２０２の巻線分布を均一磁界分布としている。このため、垂直コイル２０２によって発生する補正磁界は斉一磁界を形成し、キーストン歪１９の補正量が増大しても電子ビーム形状への悪影響が極めて少ない特長を有している。

図７は、キーストン歪１９の補正量全体に対する、コンバーゼンスヨーク２０による補正量の比率と電子ビーム真円率の関係を示した特性図を示す。縦軸は電子ビーム真円率を示している。ここで電子ビーム真円率とは、スクリーン７上での電子ビームスポットの長径に対する短径の比率を意味するものとする。図７の横軸は、上記したようにキーストン歪１９の補正量全体に対するコンバーゼンスヨーク２０による補正量の比率を示す。図７において、高解像を実現するには電子ビーム真円率を０．９以上とする必要がある。このことにより、コンバーゼンスヨーク２０による補正量は０．６以上とすれば高解像を実現できることがわかる。
また、図１（ｃ）では前面ガラス１０の蛍光面１側の形状は平面で示しているが、凸面形状であっても良い。

（ａ）本発明によるプロジェクションＴＶの概略を示す正面図。（ｂ）本発明によるプロジェクションＴＶの概略を示す縦断面図。（ｃ）本発明による光学エンジンの縦断面図。 電子銃の中心軸と投射レンズの光軸との角度θiに対するダイナミックフォーカス電圧の関係を示した特性図。 電子銃の中心軸と投射レンズの光軸との角度θiに対する相対ＭＴＦの関係を示した特性図。 キーストン歪を示した図。 （ａ）コンザーゼンスヨークの概略図。（ｂ）コンザーゼンスヨークのＡ−Ａ‘断面図。 キーストン歪補正電流波形。 キーストン歪の補正量全体に対するコンバーゼンスヨークによる補正量の比率と電子ビーム真円率の関係を示した特性図。

符号の説明

１…蛍光面、２…パネル部、３…電子銃、４…ネック部、５…ファンネル部，６…陰極線管、７…スクリーン、８…投射レンズ、９…光学エンジン、１０…前面ガラス、１１…プロジェクション標示装置、１２…電子銃の中心軸、１３…投射レンズの光軸、１４…ミラー、１５…放熱部、１６…偏向ヨーク、１７…上偏向電子ビーム、１８…下偏向電子ビーム、１９…キーストン歪、２０…コンバーゼンスヨーク、２０２…垂直コイル。

Claims (8)

1. 陰極線管と、該陰極線管の蛍光面上に形成された映像をスクリーンへ拡大投射する投射レンズとを備えたプロジェクション表示装置において、
   前記投射レンズの光軸が、前記陰極線管の電子銃の中心軸に対して傾斜させたことを特徴とするプロジェクション表示装置。
2. 請求項１に記載のプロジェクション表示装置において、前記陰極線管の蛍光面の中心を通る該蛍光面に直交する線分が前記投射レンズの光軸とほぼ一致し、該線分が前記陰極線管の電子銃の中心軸に対して傾斜されていることを特徴とするプロジェクション表示装置。
3. プロジェクション表示装置において、
   スクリーンと、該スクリーン上に映像を拡大投射するための光学エンジンとを備え、
   前記光学エンジンは、
   蛍光面を有するパネル部と、電子銃を有するネック部と、該パネル部と該ネック部とをつなぐファンネル部とを備え、前記パネル部、ネック部及び前記ファン寝る部により真空外囲器を構成する陰極線管と、
   該陰極線管の蛍光面を物点にし、該蛍光面上の映像をスクリーンに結像させる投射レンズとで構成する光学エンジンと、
   を含み、前記陰極線管に内蔵された電子銃の中心軸が該投射レンズの光軸に対し傾斜し、該蛍光面の光束が蛍光面に対向する前面ガラスを通過し、投射レンズに入射する光学エンジンを有することを特徴とするプロジェクション表示装置。
4. 陰極線管と、概陰極線管の蛍光面上に形成された映像をスクリーンへ拡大投射する投射レンズとを備えたプロジェクション表示装置において、
   前記陰極線管に内蔵された電子銃の中心軸と投射レンズの光軸との交差する角度θiが、以下の条件を満足することを特徴とするプロジェクション表示装置。
   ２５°＜θi＜８０°
5. 請求項３または４に記載のプロジェクション表示装置において、前記陰極線管の蛍光面に対向して前面ガラスを配置し、該前面ガラスの厚さが、中心部よりも周辺部が厚くなっていることを特徴とするプロジェクション表示装置。
6. 請求項３乃至５のいずれかに記載のプロジェクション表示装置において、前記陰極線管装置の蛍光面の形状が、中心部よりも周辺部がスクリーン方向に湾曲し凹形状となっていることを特徴とする特長とするプロジェクション表示装置。
7. 請求項３乃至６のいずれかに記載のプロジェクション表示装置において、前記陰極線管は、キーストン歪の６０％以上をコンバーゼンスヨークで補正する偏向ヨークを具備したことを特徴とする特長とするプロジェクション表示装置。
8. プロジェクション表示装置において、
   スクリーンと、該スクリーン上に映像を拡大投射するための光学エンジンとを備え、
   前記光学エンジンは、
   蛍光面を有するパネル部と、電子銃を有するネック部と、該パネル部と該ネック部とをつなぐファンネル部とを備え、前記パネル部、ネック部及び前記ファン寝る部により真空外囲器を構成する陰極線管と、
   該陰極線管の蛍光面を物点にし、該蛍光面上の映像をスクリーンに結像させる投射レンズとで構成する光学エンジンと、
   を含み、前記陰極線管に内蔵された電子銃の中心軸が、前記蛍光面の中心と直交する線分に対し傾斜することを特徴とするプロジェクション表示装置。
   

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