JP2612392B2 - 投写型テレビ - Google Patents

投写型テレビ

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JP2612392B2
JP2612392B2 JP3283418A JP28341891A JP2612392B2 JP 2612392 B2 JP2612392 B2 JP 2612392B2 JP 3283418 A JP3283418 A JP 3283418A JP 28341891 A JP28341891 A JP 28341891A JP 2612392 B2 JP2612392 B2 JP 2612392B2
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俊秀 金子
英一 都出
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の表示素子の画像
を拡大投影し、容易にフルカラ−の大画面映像を得る投
写型テレビに関するものである。
【0002】
【従来の技術】小形CRT等の映像源を光学的に拡大投
影し、大画面を実現する投写型テレビは近年家庭用、業
務用に普及が進んでいる。図9は従来の3管式プロジェ
クションテレビの構成図である。図において、1は映像
源であるCRT、2は各CRTを投写する投写レンズ、
3はスクリ−ンである。
【0003】CRT1は赤、青、緑のモノクロ管1R、
1B、1Gの3本からなり、スクリ−ン水平方向に配さ
れている。各CRT1はそれぞれ投写レンズ2R,2
B,2Gにより拡大されスクリ−ン3上で合成され、フ
ルカラ−の大画面映像を得る。このとき各投写レンズ2
の光軸4は4Gを基準として4R,4Bは集中角5をな
してスクリ−ン中央6で交差する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の投写型テレビは
図10に示すように基準となる投写レンズの光軸4Gに
対し、4R,4Bは集中角5を有し、かつスクリ−ン中
央位置6に入射するので、投写レンズの画角が最大とな
るスクリーン4隅において、赤色画面・青色画面の照度
分布が非対称となり、この結果スクリーン上での緑、
赤、青の合成映像に部分的に赤あるいは青味を帯びた色
ムラを生じる。
【0005】以下、この問題点を図11を用いて詳細に
述べる。図11は図10の投写光学系の内、緑、赤色光
学系だけに注目し、上面より見た光路図であり、図にお
いて、8は投写レンズの瞳、9はCRT1に描かれた映
像面である。また、7a をスクリ−ン右上隅、7bを左
上隅とする。L1は映像面9から瞳8までの距離、L2
は瞳8からスクリ−ン3までの距離、hはスクリ−ン中
央から各左右対角隅までの距離である。
【0006】いま、緑色の光軸4Gとスクリーン対角隅
7へ向かう光線の成す画角をW0とした時、7a、7b
へ向かう光線の画角は等しくW0である。一方、赤色光
学系において、光軸を基準に7a、7bへ向かう光線の
成す画角をそれぞれW1、W2とする。7a、7bから
光軸4Rにおろした垂線の足10a、10bから赤色投
写レンズの瞳8Rまでの距離は各々異なり、垂線の長さ
Sが等しいことから、明らかに画角W1、W2は異な
り、W1はW2よりも大きい。
【0007】ところが、投写レンズは画角により出射光
の光量が異なり、一般に画角が大きくなるにつれ光量は
減少する。画角0度の光量と比較した光量比は図14の
ような特性を有する。画角W1はW2より大きいことか
ら赤色投写映像はスクリ−ン右隅7aの方が左隅7bよ
り暗くなる。逆に図示していない青色投写映像は7bの
ほうが暗くなるので、この結果スクリ−ン対角上での照
度分布は図12のようになる。図12はスクリーン中心
から右上隅7aへ向かう対角上において、緑、赤、青の
スクリーン中心における照度を1に規格化したときの照
度比を示す。縦軸が照度比、横軸がスクリーン中心から
対角隅までの距離を示す。
【0008】また、緑色投写映像のスクリーン上の照度
は、スクリーン中心を対称点として同心円状に均一に分
布する。従って、緑色の照度を基準として赤、青色照度
の緑に対する相対照度比をとることにより、任意のスク
リーン位置における赤、青色照度の不均一性、つまり色
ムラの程度を知ることが出来る。
【0009】従来の投写光学系の相対照度比を図13に
示す。縦軸は相対照度比、横軸はスクリーン中心から右
上隅7aへ向かう対角上の距離を表す。従って、従来の
投写光学系では、特にスクリーン隅部に大きな色ムラを
生じることが分かる。
【0010】また、投写光学系がスクリーン中心を通る
水平軸に対して対称であるとき、スクリーン右下隅、左
下隅でも同様となる。このため、スクリーンの左隅が赤
みがかり、右隅が青みがかるという色ムラが生じる。
【0011】この左右対角隅の照度の違いにもとづく色
ムラは、映像源であるCRTの周辺部の輝度を電気的に
補正することにより軽減することは可能であるが、スク
リーン隅部に生じる大きな色ムラを補正するには多くの
電流を流す必要があり、CRT蛍光面でのビームスポッ
トの拡大、つまり解像度の劣化をまねくことになる。
【0012】近年、投写型テレビのセットのコンパクト
化の要望が強く、短投写距離の投写レンズが必要となっ
てきた。しかし、短投写距離の投写レンズを用いると、
CRT1の配置余裕を確保するために集中角5を大きく
しなければならない。このため画角W1、W2の差から
生じる光量の違いが大きくなる。つまり、この問題点は
投写型テレビの小型化を妨げることにつながる。
【0013】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、集中角をもってスクリ−ンに斜め
入射する赤、青色映像の光量の非対称性を緩和し、色ム
ラの少ない小形の投写型テレビを得ることを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係る投写型テレ
ビは、集中角5を成し、スクリーン中心を通る水平方向
に配される投写光学系において、光軸を基準にスクリー
ン右隅へ向かう光線の成す角をW1、スクリーン左隅へ
向かう光線の成す角をW2としたとき、W1とW2が等
しくなるよう各々の投写レンズの光軸がスクリーンに入
射する位置を基準の緑色投写レンズの光軸と異なる位置
に設けたものである。
【0015】また、上記光学配置の投写型テレビは赤
色、青色CRTに、残存する色ムラを補正する駆動電流
発生回路を設けた。
【0016】また、本発明の赤、青色投写レンズの光軸
は、各々緑色投写レンズの光軸とスクリーン上で異なる
位置に入射し、上記スクリーン中心から対角隅までの距
離をS1、スクリーン左右対角隅方向への任意の点xま
での距離をS2、赤、青色投写レンズ各々の右対角上x
a、左対角上xbへ入射する光線の光軸と成す角を各々
W11、W22とした時、W11、W22が少なくとも
下記(1)式の範囲内において等しくなるよう、赤、青
投写レンズの光軸のスクリーン入射位置を決定する。
【0017】0.5 < S2/S1 < 0.9 …(1)
【0018】また、集中角のみならず仰角も有して配さ
れる投写光学系においては、スクリーン中心を通る水平
軸からはずれた位置に、各々の投写レンズの光軸がスク
リーンに入射するよう配したものである。
【0019】
【作用】本発明における投写型テレビは、集中角を成し
て配される投写光学系のスクリーン左右隅へ向かう光線
の画角W1、W2が等しくなるよう、光軸入射位置を決
めることにより、スクリーン4隅での光量に差が生じず
色ムラを軽減する。
【0020】上記光学系において、スクリーン4隅外に
わずかに残存する照度の不均一性を赤、青CRTに補正
用駆動電流回路を設けることにより、解像度を劣化させ
ることなくスクリーン全般に色ムラの軽減された映像を
得る。
【0021】本発明における投写型テレビは、スクリー
ン中心より左右対角上の(1)式を満たす点における画
角W11、W22が等しいので、光学的配置のみでスク
リーン全般にわたる色ムラを軽減する。
【0022】上記、集中角を有して配される光学系にお
いて、集中角のみならず仰角をも有して配された光学系
に対しては、各投写レンズ光軸のスクリーン入射位置を
スクリーン中心を通る水平軸からはずれた位置に設けた
ことにより、上記と同等の作用を奏し、スクリーン上の
色ムラを軽減する。
【0023】
【実施例】実施例1.本発明の実施例を図1を用いて説
明する。図1は本発明の赤、緑色投写光学系を取り出
し、上面より見た図である。本投写光学系では、スクリ
ーン中心を通る水平方向に各投写レンズが配されるた
め、水平軸に対して対称な左右対角下隅においても同様
の効果が得られるので、ここでは、スクリーン上側部に
限って説明する。
【0024】緑色投写レンズの光軸4Gはスクリーン3
の中心6に入射し、スクリーン右上隅7a、スクリーン
左上隅7bへ入射する光線の成す角は等しくW0とな
る。一方、赤色投写光学系では光軸4Rはスクリーン中
心6と異なる入射位置11に入射する。この時、スクリ
ーン右上隅7aへ向かう光線の成す角W1とスクリーン
左上隅7bへ向かう光線が成す角W2がほぼ等しくなる
よう、入射位置11は決められている。
【0025】従って、赤色投写光学系はスクリーン3に
対し集中角5をもって入射するにも関わらず、スクリー
ン左右対角隅へ向かう光線の画角がほぼ等しいので、入
射光量がほぼ等しくなり色ムラが軽減される。
【0026】この時のスクリーン対角右上方向の照度分
布を図2に示す。図2の縦軸は緑、赤、青各色のスクリ
ーン中心の照度を1に正規化したときの照度比を示し、
横軸はスクリーン対角距離を表す。また、対角上の緑の
照度を基準に赤、青の相対照度比を縦軸にとった色ムラ
の様子を図4に示す。図4より、スクリーン周辺部の色
ムラが図13に比べ大幅に改善されている。
【0027】実施例2.上記の実施例では、スクリーン
中心、隅部での色ムラが解消されるような光学配置をと
った。しかしながら、図4に示すようにスクリーン他の
部分では色ムラが残存することになる。この問題は、各
表示素子に色ムラを補正するための駆動電流発生回路を
設けることにより解消される。この回路は図6の水平走
査波形の1Hの周期毎に、図7に示すような色ムラと逆
位相の補正電流を発生させる。この時の残存する色ムラ
量は従来の図13に示す色ムラ量に比べ少ないので、電
流印加に伴う解像度劣化はほとんどない。
【0028】実施例3.上記二つの実施例ではスクリー
ン対角隅における色ムラがなくなるよう赤色投写光学系
の光軸を配し、電気的な手段を加えることによりスクリ
ーン全般の色ムラを解消した。しかし、緑色の照度に対
して赤、青色の照度の変動が7%以内であれば視感的に
色ムラを許容できることが経験的に分かっている。
【0029】このため、図10に示すようにスクリーン
中心から対角隅までの距離をS1、左右対角上任意の点
xまでの距離をS2、赤、青投写レンズ各々の右対角上
xa、左対角上xbへ入射する光線の光軸と成す角をW
11、W22とした時、(1)式を満たすよう赤、青色
光学系の光軸を配することにより、光学的配置だけでス
クリーン全般の色ムラを軽減できる。(1)の条件式は
上限を越えると対角上中央付近で、下限を越えると隅部
に許容値以上の色ムラを生じる。
【0030】この時の照度分布を図3に、赤、青の色ム
ラ発生の様子を図5に示す。この時集中角5により、内
側と外側で発生する色ムラ量をほぼ等しくさせることに
より、相対照度比を7%内に納めることができる。
【0031】上記1から3の実施例では各投写レンズの
スクリーン入射位置はスクリーン中心を通る水平方向に
あった。しかし、集中角だけに限らず、仰角を加えて配
される投写光学系においては、図8に示すように水平方
向とはずれた12、13、14のような位置に光軸の入
射位置を設けることにより、上記と同等の効果を奏し、
スクリーン上における色ムラを軽減できる。
【0032】上記1から4の実施例、及び図1、図11
では、説明のために赤色投写光学系についてだけ述べた
が、緑色光学系を介して対称に配された青色投写光学系
についても本発明が同様に適用できる。
【0033】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば集中角を
有してスクリ−ンに入射する色の光学系の光軸を、スク
リ−ン中心からずれた位置に入射するよう配したので、
スクリ−ン4隅の色ムラを容易に改善できる。
【0034】また、電気的な補正を加えることにより、
解像度の大きな劣化をまねくことなく、スクリーン全般
に色ムラを軽減する。
【0035】また、(1)式を満たす範囲内で画角W1
1、W22が等しくなるよう赤、青の光軸入射位置を決
定することにより、色ムラの量を視感的な許容値内に納
め光学配置のみでスクリーン全般の色ムラを軽減でき
る。
【0036】さらに、集中角のみならず仰角をも有する
光学系に対しては、各投写レンズ光軸のスクリーン入射
位置を、スクリーン中心を通る水平軸からはずれた位置
に設けることにより、上記と同等の効果により合成映像
の色ムラを軽減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の投写光学系の構成図である。
【図2】本発明による第1の実施例の照度分布図であ
る。
【図3】本発明による第3の実施例の照度分布図であ
る。
【図4】本発明による第1の実施例の色ムラを示す図で
ある。
【図5】本発明による第3の実施例の色ムラを示す図で
ある。
【図6】CRTの走査波形を示す図である。
【図7】本発明の色ムラ補正波形の図である。
【図8】本発明の仰角を有する光学系の光軸入射位置を
示す図である。
【図9】従来の3管式プロジェクションテレビの構成図
である。
【図10】従来の投写光学系の構成図である。
【図11】従来の投写光学系の構成図である。
【図12】従来の投写光学系における照度分布図であ
る。
【図13】従来の投写光学系における色ムラを示す図で
ある。
【図14】投写レンズの透過光量説明図である。
【符号の説明】
1 CRT 2 投写レンズ 3 スクリ−ン 4 光軸 5 集中角 6 スクリーン中心 7a スクリーン右上隅 7b スクリーン左上隅 11 入射位置

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像を表示する複数の表示素子と、スク
    リーンと、前記各表示素子の前に配置され、前記各表示
    素子の画像を拡大して前記スクリーンに投影する複数の
    投写レンズとを有し、 前記投写レンズのうち、第1の投写レンズは、その光軸
    が前記スクリ−ン上の第1の点に入射するように配置さ
    れ、 前記投写レンズのうち、前記第1の投写レンズ以外の他
    の投写レンズは、その光軸が前記第1の投写レンズの光
    軸とある角を成して前記スクリ−ンに入射するように配
    置された 投写型テレビにおいて、前記スクリーンの中心から前記スクリーンの隅までの距
    離をS1とし、前記スクリーンの中心から前記スクリー
    ンの対角線上の任意の点xまでの距離をS2としたとき
    に、下記の条件式(1) 0.5 < S2/S1 < 0.9 …(1) を満足する点xにおいて、前記各投写レンズを通して前
    記スクリーンに投影される画像の照度がほぼ等しくなる
    ように、前記他の投写レンズの光軸を前記第1の点とは
    異なる点で前記スクリーンに入射させた ことを特徴とす
    る投写型テレビ。
  2. 【請求項2】 前記スクリーン上の投影画像の照度分布
    の不均一を軽減させるように、前記表示素子に補正用駆
    動電流を与える駆動電流発生回路を設けたことを特徴と
    する請求項記載の投写型テレビ。
  3. 【請求項3】 前記各投写レンズの光軸が水平面に対し
    てある仰角を有するように、前記各表示素子及び前記各
    投写レンズを配置し、 前記各投写レンズの光軸を、前記スクリーンの中心を通
    る水平軸から外れた位置に入射させた ことを特徴とする
    請求項記載の投写型テレビ。
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