JP3064300B2 - 投写用レンズ及びプロジェクションテレビ - Google Patents

投写用レンズ及びプロジェクションテレビ

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JP3064300B2 JP1009706A JP970689A JP3064300B2 JP 3064300 B2 JP3064300 B2 JP 3064300B2 JP 1009706 A JP1009706 A JP 1009706A JP 970689 A JP970689 A JP 970689A JP 3064300 B2 JP3064300 B2 JP 3064300B2
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博樹 吉川
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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影レン
ズに関する。
〔従来の技術〕
一般にプロジェクションテレビは、緑,青,赤の3色
の投写管に映出した映像を投写レンズで、スクリーン上
に拡大投写する為に色収差は発生しないと考えられがち
であるが、例えば緑色螢光体では、第9図にスペクトル
分布を示すように主波長の他に青,赤のスプリアスが存
在しこれによって生じる色収差はフォーカス向上の大き
な防げとなっている。そこで高品位放送対応のプロジェ
クションテレビに用いられる投写レンズでは、例えば、
特開昭62−106427号公報の実施例4に示すように、低分
散の凸レンズと高分散の凹レンズを組合せることにより
色消し接合レンズを構成し軸上の色収差を低減してい
る。一方、画面周辺部で発生する色収差は、第1レンズ
L11を凸レンズとし、第3レンズL13を凹レンズ、第2レ
ンズ群を凸レンズとしたいわゆるトリプレット構成とす
ることで低減している。又、特開昭63−148220号公報で
開示された技術は第2レンズを高分散の凹レンズとする
ことで軸上の色収差を低減しているが、画面周辺部で発
生する色収差については考慮されていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、低分散の凸レンズと高分散の凹レン
ズにより成る色消し接合レンズが必要となり、接合レン
ズの肉厚増加によるレンズ長の長大化及びレンズ重量の
増加とコスト増加により一般家庭用プロジェクションテ
レビ用の投写レンズとしては不向きであった。又、上記
した接合レンズを使用しない従来技術では画面周辺部の
色消しについては考慮しておらず高画質化を計ったプロ
ジェクションテレビ用の投写レンズには不向きであっ
た。
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し
た、低コストで軽量かつ画面全領域で色収差が良好に補
正された投写レンズを提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するための本発明に係る投写レンズ
は、画像発生源に映出された画像を拡大してスクリーン
上に投写するための、光軸に沿って配列された複数レン
ズ素子を有する投写レンズであって、前記複数のレンズ
素子のうち最もスクリーン側に近いレンズ素子が、アッ
ベ数が45以下で、かつ光軸を含む中心部がスクリーン側
に凸で、光軸から半径方向に離れた周辺部がスクリーン
側に凹のスクリーン側レンズ面を備える色収差補正レン
ズであることを特徴とするものである。これにより、画
面周辺部の色収差を低減することができる。
〔作用〕
本発明の技術的手段がどのような働きをしているか
を、以下図を用いて述べる。第2図は、本発明の軸上色
収差の低減手段を説明する為の縦断面図である。投写レ
ンズを焦点距離fの一枚の薄肉レンズと考えると、螢光
面とレンズ間隔をa、レンズからスクリーンまでの間隔
をbとおくと結像の式は次により示される。
またレンズ両面の曲率半径をr1,r2とすると 又、スポット径の増加はΔdはレンズのFナンバ及び倍
率Mを用いて次式で与えられる。
(1)〜(4)式より 又 M・f≒b −(6) すなわち色収差によるスポット径の増加Δdは焦点距
離fに比例する。そこで、本発明の投写レンズでは、従
来技術の投写レンズの焦点距離が100mmから140mm程度で
あるのに比べ約80mmと大幅に低減することにより軸上色
収差の低減を達成している。又、これにより、レンズ,
スクリーン間距離を大幅に短縮できる為、第3図に示す
ように折り返しミラー2が一枚の構成で、第4図の従来
プロジェクションテレビのごとく複数枚の折り返しミラ
ー141,142を使用しなくでも奥行きの小さいコンパクト
なセットが実現可能となる。
次に、画面周辺部における色収差の低減手段を第5図
〜第8図により説明する。第5図は、投写管9と投写レ
ンズを構成する各レンズ1〜5及びスクリーン10の位置
関係を示す縦断面図である。投写管9の螢光面P1の周辺
物点0から発した映像光は上限光線RAY1と下限光線RAY2
の幅に広がり投写レンズ内の各レンズ1〜5を通過す
る。この時、第1レンズ群1においては、光軸l,l′の
上側半分を、第4レンズ群4においては、光軸l,l′の
下側半分のみ通過していることが判る。そこで例えば第
1レンズ群1を構成するレンズを分散45以上の高屈折率
材により作成しスクリ−ン10側の面形状を光軸近くで
凸,周辺部で凹形状とする。これにより、前記レンズ面
は、上限光RAY1と下限RAY2の範囲では凹形状となる。こ
の為に、第6図で示したように緑色映像光の上限光(図
中実線表示)及び下限光(図中実線表示)は、青色映像
光の上限光(図中破線表示)及び下限光(図中破線表
示)と異なった経路を通過するが、第1レンズ群1から
出射する際に、補正されスクリーン10上の像点0′で
は、色収差の小さい拡大像を得ることが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明及びその実施例について説明する。第1
図は本発明の一実施例としてのプロジェクションテレビ
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はブラウン管螢光面、7はブラウン管パネル、
6は冷却器、5は第5レンズ群、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レンズ群1〜第4レンズ群4までを内鏡筒
8に組込み、固定ネジ11で外鏡筒9と位置決め固定す
る。さらに外鏡筒9により固定板12を介してブラケット
10へネジ止め固定する。本実施例の光学系は、ブラウン
管螢光面P1上で5.4インチのラスターをスクリーン上で5
0インチ(9.3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790mmとなっており、画角は、39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、非球
面形状となっている。第2レンズ群2は、コマ収差を除
く為に非球面形状となっている。第3レンズ群3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4レンズ群4は、高次のコマ収差を除く為に非球
面形状としパワーは出来るだけ小さくしている。第5レ
ンズ群5は、像面湾曲補正用のレンズであり、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。又、ブラウン管螢光面P1は、像面湾曲を補正する為
に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。
一般に、ブラウン管パネル6の螢光面P1は、プレス成
形により製作し、後加工はしない。それゆえ、成形形状
が、球面であっても、非球面であっても、製法自体は変
化しない。
一方、本レンズ系のレンズは、プラスチックレンズの
パワーを極力抑えた設計とすることにより薄肉で、か
つ、中心部と周辺部の肉厚差を小さくすることにより、
成形性の向上を図っている。本レンズ系の取り得る具体
的レンズデータを第1表に示す。レンズのFナンバ−
は、0.93で非常に明るいレンズを実現している。又、画
角は39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63
5mm,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790mm,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、91.810mm(曲率中心が螢光面
側)でありレンズ面S1とS2の光軸上の間隔(面間隔)が
8.5mmであり、その間の媒質の屈折率が1.58890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7の螢光面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7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2レンズ群2の面S3,S4及び第
4レンズ群4の面S7,S8と第5レンズ群5の面S9と螢光
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10図及び第11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r軸にとった時の
レンズ面の高さ(rの関係)を表し、r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。第11図は
非球面の説明図で上記非球面の項にそれぞれの値を代入
すれば、球面系のみのレンズ面からSs(r)−As(r)だけ、
ずれたレンズ面が得られる。又、第1表において第5図
レンズ群5の面S10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7図は、本発明の一実施例による画面周辺部におけ
る点像のビームスポットを示したものであり、第1図に
示す第1レンズ群1をポリカーボネイト(d=30.3)に
よって構成したものである。
一方、第8図は、前記レンズをPMMA(ポリメチルメタ
クリレート)で構成したものである。第7図,第8図の
(a)は、青色(490nm)スプリアス映像光に対するビ
ームスポットを示す。又、同様に(b)は、赤色映像光
(623nm)に対するビームスポットを示す。同図におい
て示されたY軸は、投写レンズの光軸と物点を含む平面
により決まるものであり、X軸は、これに直交する軸で
ある。
本実施例では、第1レンズ群1をPMMAからポリカーボ
ネイトとすることにより青色映像光のビームスポット
は、(a)に示すようにY軸方向に約40%ビームが狭ま
り、X軸方向には約10%狭まっており十分な効果が確認
できた。同様に、赤色映像光のビームスポットは、
(b)に示すようにY軸方向に42%,X軸方向に11%狭ま
っており、色収差低減の効果が確認された。
次に、以上説明した本発明の投写レンズを用いて、螢
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 Furction)に
よるフォ−カス特性の評価結果を第12図に示す。この時
の螢光体発光スペクトルは、第9図に示すものを用い
た。評価周波数としては、スクリーンでの白黒の縞信号
を300本表示した場合について示している。同図から良
好なMTF特性が得られていることが判る。又、本実施例
では、第1図の第1レンズ群1を高分散材であるポリカ
ーボネイトで作成しスクリーン側面が中心部凸で周辺部
を凹形状とし、画面周辺部の光に対して色収差の低減を
はかっている。
その他の実施例として第13図に示すように画面周辺部
で結像する映像光(上限光をRAY1,下限光をRAY2で示
す)が光軸と物点を含む平面で光軸より上側を通過する
位置に配置した収差補正レンズ18を高分散材で作成しブ
ラウン管側の面がブラウン管側に向って中心部が凸,周
辺部に行くにしたがって凹形状としても同様の色収差補
正効果が得られる。
さらに、第14図に示すように収差補正レンズ18の両面
共に中心部が凸、周辺部に行くにしたがって凹形状とす
れば色収差補正効果はより大きなものとなる。又、第15
図に示すように画面周辺部で結像する映像光(上限光を
RAY1,下限光をRAY2で示す。)が光軸と物点を含む平面
で光軸の下側を通過する位置に配置した収差補正レンズ
20を高分散材で作成し、ブラウン管側の面が、ブラウン
管に向って中心部が凸,周辺部に行くにしたがって凹形
状とすることにより色収差補正効果が得られる。第16図
に示すように収差補正レンズ15を高分散材で作成し、収
差補正レンズ20のスクリーン側面を中心部が凸,周辺部
に行くにしたがって凹形状としても同様の色収差補正効
果が得られる。さらに、第17図に示すように収差補正レ
ンズ20の両面共に中心部が凸,周辺部に行くにしたがっ
て凹形状とすれば色収差補正効果は、より大きなものと
なる。第13図から第17図においては、説明を判かり易く
する為、収差補正レンズが1枚のみ3枚構成のごとく取
り扱ったが、3枚以上のレンズ構成であっても、本発明
を用いることが可能なことは言うまでもない。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、スクリーン上
の拡大投写像の色収差を、従来行なわれて色消し接合レ
ンズによらず補正することができる。この為に、ガラス
レンズ増加によるコスト上昇及び投写レンズの重量増加
をきたすことなく画面中心から周辺部に至るまで色収差
の補正された良好な投写像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第2図,第
5図,第6図は本発明の色収差低減技術の説明に用いる
説明図、第3図及び第4図はプロジェクションテレビの
縦断面図、第7図及び第8図は、画面周辺部のスポット
形状を示す図、第9図は、螢光体の発光スペクトル特性
図、第10図及び第11図はレンズ面形状の定義の説明に用
いる説明図、第12図は、本発明の実施例に対するMTF特
性を示した特性図、第13図,第14図,第15図,第16図,
第17図は、本発明の他の実施例を示す縦断面図である。 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:第5レンズ群、6:冷却液 7:ブラウン管パネル、8:内鏡筒 9:外鏡筒、10:ブラケット 11:固定ネジ、12:固定板 13:スクリーン 14,14−1,14−2:折返しミラー 15:投写レンズ、16:ブラウン管 17:外枠、18:収差補正レンズ 19:凸レンズ、20:収差補正レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 博樹 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 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63−139312(JP,A) 特開 昭63−264716(JP,A) 特開 昭63−64015(JP,A) 特開 昭63−243908(JP,A) 特開 昭63−168615(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像発生源に映出された画像を拡大してス
    クリーン上に投写するための、光軸に沿って配列された
    複数のレンズ素子を有する投写レンズであって、前記複
    数のレンズ素子のうち最もスクリーン側に近いレンズ素
    子が、アッベ数が45以下で、かつ光軸を含む中心部がス
    クリーン側に凸で、光軸から半径方向に離れた周辺部が
    スクリーン側に凹のスクリーン側レンズ面を備える色収
    差補正レンズであることを特徴とする投写用レンズ。
  2. 【請求項2】前記画像発生源の周辺部から出力され、前
    記スクリーンの周辺部で結像する光線束が、主として前
    記色収差補正レンズの周辺部の凹形状の部分を通過する
    ことを特徴とする請求項1に記載の投写用レンズ。
  3. 【請求項3】画像発生源に映出された画像を拡大してス
    クリーンに投写するための投写用レンズにおいて、スク
    リーン側から順に光軸に沿って配列された以下のレンズ
    群を備えることを特徴とする投写用レンズ。 アッベ数が45以下で、光軸を含む中心部がスクリーン側
    に凸で、光軸から半径方向に離れた周辺部がスクリーン
    側に凹のスクリーン側レンズ面を有するレンズ素子を含
    む第1レンズ群; 非球面形状を有するレンズ素子を含む第2レンズ群; 両凸形状で、最も強い正の屈折力を有するレンズ素子を
    含む第3レンズ群; 正の屈折力を有するレンズ素子を含む第4レンズ群; スクリーン側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズ
    素子を含む第5レンズ群。
  4. 【請求項4】前記第1レンズ群、第2レンズ群、第4レ
    ンズ群、及び第5レンズ群を構成するレンズ素子の少な
    くとも一面が非球面であることを特徴とする請求項3に
    記載の投写用レンズ。
  5. 【請求項5】ブラウン管に映出された画像を拡大してス
    クリーンに投写するための投写用レンズを備えたプロジ
    ェクションテレビにおいて、前記投写用レンズは、スク
    リーン側から順に光軸に沿って配列された以下のレンズ
    群を備えることを特徴とするプロジェクションテレビ。 アッベ数が45以下で、光軸を含む中心部がスクリーン側
    に凸で、光軸から半径方向に離れた周辺部がスクリーン
    側に凹のスクリーン側レンズ面を有するレンズ素子を含
    む第1レンズ群; 非球面形状を有するレンズ素子を含む第2レンズ群; 両凸形状で、最も強い正の屈折力を有するレンズ素子を
    含む第3レンズ群; 正の屈折力を有するレンズ素子を含む第4レンズ群; スクリーン側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズ
    素子と、前記ブラウン管の蛍光面ガラスを含む第5レン
    ズ群。
  6. 【請求項6】前記ブラウン管の蛍光面ガラスの面形状
    が、電子銃側に凸であることを特徴とする請求項5に記
    載のプロジェクションテレビ。
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KR960007892B1 (ko) * 1992-02-29 1996-06-15 강진구 배면투사방식 텔레비젼용 투사렌즈장치
KR970010211B1 (en) * 1992-10-28 1997-06-23 Samsung Electronics Co Ltd Lens system for rear viewer projector type
JP3429843B2 (ja) * 1993-05-25 2003-07-28 株式会社日立製作所 投写レンズ及び画像表示装置
US5329363A (en) * 1993-06-15 1994-07-12 U. S. Precision Lens Incorporated Projection lens systems having reduced spherochromatism
JPH11149041A (ja) * 1997-09-10 1999-06-02 Hitachi Ltd 投写用レンズ装置及びそれを用いた投写型画像デイスプレイ装置

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