JP3793758B2 - 背面投写型画像表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、映像源に表示された画像を、投写レンズにより拡大して、スクリーン上に投写結像させるようにした投写光学装置を筐体内に納めた背面投写型画像表示装置に関し、より詳しくは、複数の映像源と、透過型スクリーンと、複数の映像源に表示された画像を透過型スクリーン上に投写する各々の映像源に対応した複数の投写レンズと、投写レンズからの投影光を途中で折り返す光路折り返し用反射鏡とを備え、映像源に画像を表示するための電気回路を筐体内部の所定の位置に固定収納した背面投写型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的小形な陰極線管などの映像源に表示された映像を、投写レンズで拡大してスクリーンに投写する背面投写型画像表示装置は、近年、光学技術、回路技術、生産技術等の進歩により、画質が著しく向上し、広く使用されるようになってきた。
【０００３】
例えば特開平２−９４７８４号公報，実開平４−９６１８２号公報，特開平４−３３３０３８号公報，特開平５−１３０５４１号公報及び特開平５−１８３８４７号公報等には、背面投写型画像表示装置が開示されている。これらに開示されている背面投写型画像表示装置について、以下に図面を使用して詳細に説明する。
【０００４】
図３７は、特開平２−９４７８４号公報公報に開示された背面投写型画像表示装置の一部断面斜視図である。図において、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ（総称する場合２２で表す。以下同様である。）は、それぞれ赤色，緑色，青色の投写型陰極線管、２３ａ，２３ｂ，２３ｃはそれぞれ赤色，緑色，青色の投写レンズ、２４は光路折り返し用反射鏡、２７は透過型スクリーンである。２８は投写型陰極線管２２と投写レンズ２３とを機械的及び光学的に結合する結合器であり、それぞれ赤色２８ａ，緑色２８ｂ，青色２８ｃの結合器である。２９は、投写型陰極線管２２に映像を表示するための電気回路である。２１はこれらの光学装置及び電気回路をその内部の所定の位置に固定収納する筐体である。背面投写型画像表示装置では、投写型陰極線管２２に表示された映像（図示せず）を投写レンズ２３により透過型スクリーン２７上に拡大投影することにより画像を得ている。光路折り返し用反射鏡４は、投写レンズ２３からの投影光を途中で折り返すことにより背面投写型画像表示装置の筐体２１の奥行きを短縮するために用いられている。この様子を図３８に示す。
【０００５】
図３８は前述の背面投写型画像表示装置を上から見た図の一部断面図である。図３７中の番号と同一の番号は同一部品を表す。破線で示した投写型陰極線管２２，投写レンズ２３，結合器２８は、光路折り返し用反射鏡２４で投影光を途中で折り返さない場合の投写型陰極線管２２，投写レンズ２３，結合器２８の位置を示す。光路折り返し用反射鏡２４を使用しないと、破線で示した光学部品の位置まで筐体２１を大きくする必要がある。このように、光路折り返し用反射鏡２４は背面投写型画像表示装置の筐体２１の奥行きを短縮する効果がある。
【０００６】
図３９は前述の背面投写型画像表示装置を後側から見た斜視図である。図３９において筐体２１には、図３７に示した電気回路２９の発熱を筐体２１の外部に放熱するための通風出口孔２６が設けられている。通風出口孔２６が筐体２１の背面に設けてある理由を図４０で説明する。
【０００７】
図４０は前述の背面投写型画像表示装置を横から見た断面図である。図４０において図３７中の番号と同一の番号は同一部品を表す。背面投写型画像表示装置は上下２室に分離されており、上室Ａには投写レンズ２３、光路折り返し用反射鏡２４、透過型スクリーン２７等の光学部品が設置されており、下室Ｂには投写型陰極線管２２、電気回路２９等の電気部品が設置されている。上室Ａと下室Ｂとは結合器取付金具２５で分離され、相互の空気の流通はない。このように上室Ａと下室Ｂを分離する理由は、背面投写型画像表示装置の発熱源の大部分を収めた下室Ｂは冷却のため通風を良くする必要があるが、発熱源の少ない上室Ａは密閉して塵埃による汚染を防ぐためである。下室Ｂの通風は、筐体２１の底板３１に設けられた通風入口孔３２より筐体２１の背面に設けられた通風出口孔２６に向い通風路Ｃに従って行われる。
【０００８】
上室Ａの唯一の発熱源である投写型陰極線管２２の螢光面（図示せず）の冷却は、結合器２８に封入した冷却液（図示せず）により行なわれる。螢光面により加熱された冷却液は結合器２８を通して外部に放熱するが、結合器２８に設けられたフィン（図示せず）により自然対流で上室Ａに放熱される分は約２０％にすぎず、残りの約８０％は熱伝導により結合器取付金具２５を通じて放熱されている。従って、結合器取付金具２５の放熱を良くする必要があり、通風出口孔２６を筐体２１の背面に設けることにより、結合器取付金具２５を下室Ｂの通風路Ｃの中に置いている。以上が通風出口孔２６を筐体２１の背面に設ける理由である。
【０００９】
特開平５−１３０５４１号公報は、その図２などに一体物からなるバックカバー（３）を教示している。実開平４−９６１８２号公報は、後方に行くほど絞られた（幅の狭くなった）一体型シールドケース（１３）について教示している。特開平４−３３３０３８号公報は、バックカバーを後方に行くほど絞ることなどについてその図４，８に教示している。特開平５−１８３８４７号公報は、スクリーン（３）及び反射鏡（９）等を支持するキャビネット（枠体）の構造、及びバックカバーを後方に行くほど絞る（幅を狭くする）こと等について教示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の背面投写型画像表示装置は、画像を映出する透過型スクリーンの対角が３６インチ以上のものに限られており、その奥行きは最小でも４５０ｍｍ前後であった。
【００１１】
また、透過型スクリーンの対角が４０インチ以上のものでは、その奥行きは、最も薄いものでも透過型スクリーンの対角１インチあたり１０．８ｍｍ以上有り、４６インチのもので５００ｍｍ，５０インチのもので５４０ｍｍ，６０インチのもので６５０ｍｍであった。
【００１２】
そのため、従来では背面投写型画像表示装置を設置するためのスペースを広く取らなければならないという課題があった。
【００１３】
また、ハイビジョン放送に最適な３−１方式のステレオ音声方式を可能にするため、３個のスピーカを筐体の全面に取り付けると、その奥行きはさらに大きくなり、ますますその設置スペースが大きくなるといった課題があった。
【００１４】
また、図３９のようなタイプの従来の背面投写型画像表示装置は、筐体２１の背面が、光路折り返し用反射鏡２４を蓋う部分２１ａと電気回路２９を蓋う部分２１ｂで形状が異なっており、背面から見た場合、スッキリしていない。さらに、図３９において想像線（２点鎖線）２１ｃで示すように、バックカバー２１のうち下側バックカバー２１ｃが上側バックカバー２１ａとは独立に後方へ突出しているタイプのもの（例えば特開平５−１８３８４７号公報の図１）では、下側バックカバー２１ｃの上面２１ｄ等に埃も溜りやすいと言った課題があった。このことは、一体物からなるバックカバーについて、その図３等に開示している特開平５−１３０５４１号公報にもあてはまる。
【００１５】
また、前述したように、特開平２−９４７８４号公報に教示されているタイプの従来技術の背面投写型画像表示装置においては、筐体２１内の発熱部品の冷却を筐体２１の背面に設けた通風出口孔２６によって行っていた。従って、特開平５−１８３８４７号公報自体には、冷却に関する開示は実際上一切無いけれども、仮に、図３９において想像線（２点鎖線）２１ｃで示した下側バックカバーの後面に通風出口孔２６ａを設けると仮定すると、このような背面投写型画像表示装置を部屋の壁面に隙間なく付けて設置した場合には、通風出口孔２６ａが壁面により塞がれるため、電気部品の発熱を筐体の外に放熱することが不可能となる。そのために、従来のこのタイプの背面投写型画像表示装置では、装置を部屋の壁面に隙間なく付けて設置することはできなかった。実際に販売されている背面投写型画像表示装置では、壁面から約１０ｃｍ離して設置するよう、その取り扱い説明書に明示されている。このような設置方法は、背面投写型画像表示装置が部屋の他の家具から大幅に飛び出し、視聴時に圧迫感があるばかりでなく、部屋の雰囲気を損なうといった課題があった。尚、特開平５−１８３８４７号公報には、その図９にバックカバーの下部の後方への突出量を上部の後方への突出量よりも小さくするという教示自体はある。
【００１６】
また、従来の背面投写型画像表示装置には、光路折り返し用反射鏡２４を蓋う上部２１ａは後が比較的絞られているにもかかわらず、図３９のようにバックカバー２１の背面の電気回路２９を蓋う下部２１ｃは、電気回路２９等を収容するスペースを十分に確保すべく長方形に近い断面形状をしているものがあった。このようなタイプの従来の背面投写型画像表示装置を部屋のコーナーに設置しようとする場合、電気回路２９を蓋う部分２１ｃの後部が絞られていないため、光路折り返し用反射鏡２４を蓋う部分２１ａの後部が比較的絞られているにもかかわらず、装置全体をコーナーに押し込むことができず、装置が部屋の中央方向に大幅に飛び出してしまうといった課題があった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の主要な目的は、装置背面がスッキリして見栄えの良く、かつ部屋のコーナーに装置を押込むことが可能な背面投写型画像表示装置を提供することにある。この目的を達成するために、本発明では、映像源と、透過型スクリーンと、前記映像源に表示された画像を前記透過型スクリーン上に投写する投写レンズと、前記投写レンズからの投写光を途中で折り返して前記透過型スクリーンに導くための光路折り返し用の台形状反射鏡と、前記映像源に画像を表示するための電気回路と、前記映像源、前記透過型スクリーン、前記投写レンズ、前記台形状反射鏡及び前記電気回路を保持もしくは収納する筐体とを備えた背面投写型画像表示装置において、前記筐体は、前記透過型スクリーンを保持するとともに前記台形状反射鏡を収納する筐体上部と、前記電気回路を収納するとともに前記映像源及び投写レンズが設置される筐体下部とを含み、かつ前記筐体は、該背面投写型画像表示装置の上面部及び側面部を覆うように構成された、前記背面投写型画像表示装置の背面部に位置するバックカバーを有し、該バックカバーは、前記筐体上部と前記筐体下部とで一体的に構成されており、前記バックカバーの水平断面形状が、背面投写型画像表示装置の後方に行くに従ってその横幅が小さくなる台形状を為し、かつ前記台形状反射鏡の下端を含む水平断面形状と、筐体下部を構成する底板を含む水平断面形状とが、略同一となるように構成され、前記筐体後面部の横幅の、筐体前面部の横幅に対する比率が0.67〜0.84であり、前記筐体下部のバックカバーの少なくとも背面に、該筐体下部の内部に空気を流通させるための通風孔が設けられ、前記通風孔が設けられた前記筐体下部のバックカバー背面の位置が、前記筐体上部のバックカバー背面の位置よりも画像観察側となるように、前記バックカバー背面に段差を形成したことを特徴とする。
【００２３】
【作用】
上述の手段により、背面投写型画像表示装置を設置するためのスペースが狭くてすみ、しかも設置場所まで容易に移動させることができ、設置場所が壁面と平行の場合は壁面に装置の背面をピッタリ付けて設置でき、設置場所が部屋のコーナーの場合は装置全体をコーナーに押し込むことができ、装置の背面がスッキリしていることから、見栄えが良く、掃除がしやすくなる。
【００２４】
【実施例】
図１は本発明の一実施例としての背面投写型画像表示装置の外観を概略的に示した正面図、図２は図１の背面投写型画像表示装置の外観を概略的に示した側面図である。図１及び図２において、１は背面投写型画像表示装置であり、７は背面投写型画像表示装置１の画面を形成する透過型スクリーンである。
【００２５】
本実施例では、透過型スクリーン７の画面サイズは３８インチで、そのアスペクト比は１６：９である。
【００２６】
現在主流である画面のアスペクト比は４：３であるが、新しいタイプの画像表示装置として画面のアスペクト比が１６：９の画像表示装置が普及しつつある。本発明の一実施例として、背面投写型画像表示装置の画面サイズを３８インチの画面でアスペクト比を１６：９にした理由を図３で説明する。
【００２７】
図３は、画面７ａのアスペクト比が１６：９の背面投写型画像表示装置と、画面７ｂのアスペクト比が４：３の直視型画像表示装置の画面サイズを比較した図である。背面投写型画像表示装置では画面サイズは透過型スクリーン７の対角線の実寸をいうことから、アスペクト比が１６：９の３８インチの画面７ａの縦寸法は１８．６インチとなる。これに対して、直視型画像表示装置では、使用している陰極線管の対角寸法をいうため、アスペクト比が４：３の３３インチの実画面７ｂの縦寸法も１８．６インチとなる。これは、アスペクト比が１６：９の３８インチの背面投写型画像表示装置にアスペクト比が４：３の映像を映出しても、その大きさはアスペクト比が４：３の３３インチの直視型画像表示装置の画面サイズより小さくならないことを意味している。従って、アスペクト比が４：３の３３インチの直視型画像表示装置から、アスペクト比が１６：９の３８インチの背面投写型画像表示装置に置き換えても、画面が小さく感じられることはない。
【００２８】
図４は、同じく画面７ｃのアスペクト比が１６：９の３３インチの背面投写型画像表示装置と、画面７ｄのアスペクト比が４：３の２９インチの直視型画像表示装置の画面サイズを比較した図である。この場合、画面の縦寸法はアスペクト比が１６：９の３３インチの背面投写型画像表示装置の方がアスペクト比が４：３の２９インチの直視型画像表示装置よりも若干大きいことがわかる。以上説明したように、画面のアスペクト比が４：３の２９インチの直視型画像表示装置から画面のアスペクト比が１６：９の背面投写型画像表示装置に置き換えるとき、背面投写型画像表示装置の画面サイズは、３３インチ以上、好ましくは３８インチ以上必要となる。
【００２９】
以上、本発明の一実施例として、背面投写型画像表示装置の画面サイズを３８インチとし画面のアスペクト比を１６：９にした理由を説明したが、４０インチ以下の画面サイズの背面投写型画像表示装置の画面のアスペクト比を１６：９に限定するものではない。しかし、画面のアスペクト比が１６：９で３３インチ以上の表示を画面のアスペクト比が４：３の画面に映出するには、３６インチ以上の大きさが必要であり、画面のアスペクト比が１６：９で３８インチ以上の表示を画面のアスペクト比が４：３の画面に映出するには、４１インチの大きさが必要となる。
【００３０】
従って、画面のアスペクト比が４：３の背面投写型画像表示装置の画面サイズは、３６インチ以上、好ましくは４１インチ以上必要となる。本発明による４０インチ以上の画面サイズの背面投写型画像表示装置の実施例については後述する。
【００３１】
以下、画面のアスペクト比にかかわらず、画面サイズが４０インチ以下の背面投写型画像表示装置の実施例について説明する。
【００３２】
図１に示した実施例では、背面投写型画像表示装置１の本体の高さは、その図に示すように９９０ｍｍである。これは、画面中心高さを７２５ｍｍに設定することにより、アスペクト比が１６：９の３８インチの画面サイズから決定された値である。画面中心高さを７２５ｍｍにした理由を図５及び表１により説明する。図５は、一般家庭で画像表示装置を見る時の視聴姿勢と目の高さを示した図である。表１は、画像表示装置の画面中心高さを変えたときの、図５の視聴姿勢で画面を見た場合の見易さを表した表で、発明者等が行った官能試験の結果である。試験は、身長１５５ｃｍから１８０ｃｍまでの日本人男女１５名の被験者により行われた。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１の記号の意味は、主に画面全体の明るさ及び見る姿勢からくる疲れに対し、○は非常に良い，△はちょっと暗いが許せる，×は暗くて許せないの３段階の評価である。
【００３５】
表１より、○の非常に良いは、図５の目の高さに比例して画像表示装置の画面中心高さも高くなっていくが、△と×は、床座とごろ寝で一部反転している場所がある。これは、画像表示装置の画面中心高さが７５５ｍｍ以上になると、ごろ寝ではもともと画面を見上げる姿勢であるので許せても、床座では画面を見上げるようになり疲れそうで許せないという意見が強い為である。この結果から、画像表示装置の画面中心高さの上限は７５０ｍｍ以下、好ましくは７２５ｍｍ以下にする必要がある。
【００３６】
また、本実施例では、背面投写型画像表示装置１の本体横幅は、図１に示すように９００ｍｍである。この値は、アスペクト比が１６：９の３８インチの画面サイズから決定された値である。アスペクト比が１６：９で３３インチの場合は本体横幅は約７９０ｍｍとなる。
【００３７】
本体の奥行きは図２に示すように３９０ｍｍである。本体奥行きを４００ｍｍ以下とした理由は、家具と並べて設置するときの納まりの良さを考慮したためである。家具の奥行きは洋服箪笥等の６００ｍｍ前後からチェスト等の４５０ｍｍ前後が一般的であるが、画像表示装置が一般的に設置される居間等にあるサイドボード等では、４００ｍｍ前後となっている。この一番奥行きの小さいサイドボード等と並べて設置した場合でも、納まりを良くするには、画像表示装置の本体の奥行きも４００ｍｍ以下にする必要がある。
【００３８】
また、図１に示した背面投写型画像表示装置１の本体質量は４８ｋｇである。図６は、図１の背面投写型画像表示装置１の内部構成を概略的に示した一部断面斜視図である。図６において、２は投写型陰極線管であり、より具体的には、赤色投写型陰極線管２ａ、緑色投写型陰極線管２ｂ、及び青色投写型陰極線管２ｃよりなる（投写型陰極線管２ａ，２ｂ，２ｃの総称等の場合２で表す。後記の３等も同様である。）。なお実施例においては、映像源が投写型陰極線管からなるが、映像源が投写型陰極線管の代わりに透過型液晶表示素子とこれを背後から照射する光源との組合せまたはプラズマ式画像表示装置からなっていても良い。３は投写レンズであり、赤色投写レンズ３ａ、緑色投写レンズ３ｂ、及び青色投写レンズ３ｃよりなる。８は投写型陰極線管２と投写レンズ３とを機械的及び光学的に結合する結合器であり、赤色結合器８ａ、緑色結合器８ｂ、及び青色結合器８ｃよりなる。４は光路折り返し用反射鏡、７は透過型スクリーンである。９は投写型陰極線管２に映像を表示するための電気回路である。１０は合成樹脂、木材、金属などの材料よりなる筐体であり、以上述べた投写光学系及び電気回路がその内部の所定位置に固定保持されている。赤色結合器８ａ、緑色結合器８ｂ、青色結合器８ｃは、結合器取付金具５にインラインに固定され、該結合器取付金具５は筐体１０の下部構造体を兼ねたスピーカーボックス１３の側面に固定されている。
【００３９】
背面投写型画像表示装置は、投写型陰極線管２に表示された映像（図示せず）を投写レンズ３により透過型スクリーン７上に拡大投影することにより画像を得ている。光路折り返し用反射鏡４は、投写レンズ３からの投影光を途中で折り返すことにより背面投写型画像表示装置の筐体１の奥行きを短縮するために用いられている。
【００４０】
ここで、本実施例における背面投写型画像表示装置１の各部品の分類別の重量を表２に示す。なお参考のため、本発明にかかる背面投写型画像表示装置として、透過型スクリーン７のサイズが、アスペクト比１６：９で対角３３インチまたは４０インチである背面投写型画像表示装置についても、その各部品の分類別の重量を併記した。
【００４１】
【表２】

【００４２】
以下、本実施例における背面投写型画像表示装置１の画面サイズ、すなわち、透過型スクリーン７の画面サイズが対角３８インチの背面投写型画像表示装置を代表例としてその構成部品について説明する。
【００４３】
図７は、筐体１０を構成する部品を概略的に示した斜視図である。図７において、１１は底板、１３は該底板１１に固定された左右一対のスピーカーボックス、１４は下縁のみを想像線（２点鎖線）で示した透過型スクリーン７及び想像線（２点鎖線）で示した光路折り返し用反射鏡４を支持固定するアーチ状の構造体、１５はバックカバーである。これらの部品は、合成樹脂、木材、金属などの材料よりなるが、部品ごとに特に材料を特定しなくとも本発明の本質に影響はない。底板１１には、通風孔入り口１２が設けてある。また、アーチ状の構造体１４には、軽量化のための肉抜き孔１４ａが施してある。スピーカーボックス１３のＤ部は結合器取付け金具５（図示せず）を固定するための突起である。従来は、結合器取付け金具５はスピーカーボックス１３の上部に固定されていたが、本発明ではスピーカーボックス１３のＤ部を利用して結合器取付け金具５をスピーカーボックス１３の側面に固定する。これにより、結合器取付け金具５を小型化することができ、装置の総重量を軽減することができる。バックカバー１５の材質も何等規定されるものではないが、合成樹脂で成形により作ることにより、軽量化が図れる。バックカバー１５は上下一体構造とし、さらに、側面乃至側面及び上面のカバーも一体構造とする。これにより装置の背面がデザイン的にスッキリするだけでなく、繋ぎ目が無いので埃が溜りにくいことから掃除も簡単になる。以上説明した筐体１０関係の質量は、表２に示すごとく合計１７ｋｇである。透過型スクリーン７は、アーチ状の構造体１４に取り付けるための枠等の関連する部品を含み４ｋｇである。光路折り返し用反射鏡４は、その上部をアーチ状の構造体１４にその下部をスピーカーボックス１３の上部に取り付けるための金具等の関連する部品を含み３ｋｇである。また投写型陰極線管２，投写レンズ３，結合器８及び結合器取付金具５や冷却媒体（図示せず）を加えた光学系の質量は１５ｋｇである。スピーカ（図示せず）は、左右両側を合計して２ｋｇである。回路基板関係は合計７ｋｇである。これらを全てを合計した総質量は、前述したように４８ｋｇである。
【００４４】
次に、本実施例における背面投写型画像表示装置１の画面サイズ（対角）、奥行き及び質量を、従来の画面のアスペクト比が１６：９の背面投写型画像表示装置または直視型画像表示装置と比較して、表３に示す。
【００４５】
【表３】

【００４６】
前述したように、従来の背面投写型画像表示装置は画面サイズが対角３６インチ以上のものに限られており、特に、画面のアスペクト比が１６：９のものは、４０インチが最も小さいサイズであった。その奥行きは最小でも４５０ｍｍであり、その質量は７１ｋｇであった。また、画面のアスペクト比が１６：９の直視型画像表示装置は、本実施例における背面投写型画像表示装置とほぼ同等の画面サイズである対角３６インチのものでは、その奥行きは６２７ｍｍ、その質量は９１ｋｇもあった。これらに対し、本実施例における背面投写型画像表示装置１は、画面サイズが３８インチで、その奥行きが３９０ｍｍ，その質量が４８ｋｇと従来の画像表示装置に比べて大幅に低減できている。
【００４７】
奥行きを従来の背面投写型画像表示装置より小さくできた理由を次に述べる。すなわちその第１の理由は、投写距離が極めて短い投写レンズを使用することである。図８にその一実施例を示す。本投写レンズ３の特長は、図１２に関連して後述するように、投写距離が画面の対角３８インチの場合、５９０ｍｍと短いことである。
【００４８】
図８は、図６に示した投写レンズ３の実施例を示す構成図であって５１，５２，５３，５４，５５は、各々第１レンズ群，第２レンズ群，第３レンズ群，第４レンズ群，第５レンズ群である。第５レンズ群５５において５５ａはレンズ、５５ｂは冷却液である。５６は投写型陰極線管の蛍光面パネルである。
【００４９】
同図において、投写レンズ３は、透過型スクリーン（図示せず）側から投写型陰極線管の蛍光面パネル５６側へと順に配列された第１レンズ群，第２レンズ群，第３レンズ群，第４レンズ群，第５レンズ群の５群から構成されている。第１レンズ群５１は光軸上の頂点をスクリーン方向へ向けた非球面凸メニスカス形状のレンズ，第２レンズ群５２は逆に、頂点を投写型陰極線管２方向へ向けた非球面凸メニスカス形状のレンズ、第３レンズ群５３は全系の７割以上のパワーを有する両凸球面レンズ、第４レンズ群５４は中心部が両凸、レンズ周辺部がメニスカスとなる非球面形状のレンズ、第５レンズ群５５はレンズ５５ａと投写型陰極線管２の蛍光面パネル５６との間に冷却液５５ｂが充填されて形成されており、大きな負のパワーを持つレンズである。ここで、第３レンズ群５３は１枚のガラスレンズであり、他の非球面の第１レンズ群，第２レンズ群，第４レンズ群，第５レンズ群、５１，５２，５４，５５は、プラスチックレンズである。
【００５０】
以下では、この投写レンズ３の口径をｆ／１．０、半画角＝３８°として、この投写レンズ３の実施例を具体的に説明する。
【００５１】
実施例での各エレメント（レンズ群５１〜５５）のデータの一具体例を図９に示す。ここで、球面系は光軸近傍のレンズ領域を、非球面系はその外側のレンズ領域をそれぞれ表している。
【００５２】
図９において、例えば透過型スクリーン７（図６に図示）は全体として平面であるため、曲率半径は∞であり、透過型スクリーン７から第１レンズ群５１の面Ｓ₁までの光軸上の距離（面間隔）が５８８ｍｍであることを示す。また第１レンズ群５１のＳ₁面の曲率半径は９４．３５４ｍｍであり、第１レンズ群５１の面Ｓ₁と面Ｓ₂との面間隔は７．２８２ｍｍ、その間の屈折率が１．４９３４５であることを示している。なお、屈折率が空欄の項は、その面間の媒質が空気（屈折率１．０）であることを示す。以下同様にして、最後は投写型陰極線管の蛍光面パネル５６の螢光面Ｐ₁の曲率半径が−３５０ｍｍ、光軸上の厚み（面間隔）が１４．６ｍｍ、屈折率が１．５３９９４であることを示す。なお、ここにいう屈折率とは、波長５４５ｎｍの光線に対する屈折率である。
【００５３】
第１レンズ群５１の面Ｓ₁，Ｓ₂，第２レンズ群５２の面Ｓ₃，Ｓ₄，第４レンズ群５４の面Ｓ₇，Ｓ₈及び第５レンズ群５５の面Ｓ₉，Ｓ₁₀は非球面であり、図９の下段の非球面系の欄にそれらの非球面係数のデータを示している。
【００５４】
なお、ここでいう非球面係数とは、面形状が数１で表現した時の各係数ＣＣ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧ，ＡＨである。但し、数１のＺ（ｒ）は、図１０に示すようにレンズの光軸方向をＺ軸、半径方向をｒ軸としたときのレンズ面のＺ軸方向への変位量（ｒの関数）を表し、ｒは半径方向の距離、Ｒｄは近軸曲率半径である。従って、各係数ＣＣ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧ，ＡＨが決まれば、数１により、レンズ面の高さ、すなわちレンズ面形状が決まる。
【００５５】
【数１】

【００５６】
図８において、レンズ群５１〜５５のレンズデータが図９に示されるものであるとすると、全系のパワーを１／ｆ₀、各レンズ群のパワーをそれぞれ１／ｆ₁，１／ｆ₂，１／ｆ₃，１／ｆ₄，１／ｆ₅としたとき、それぞれのレンズ群の全系のパワーに対する相対的なパワーｆ₀／ｆ₁〜ｆ₀／ｆ₅は、
第１レンズ群５１；
ｆ₀／ｆ₁＝ ０．２３０
第２レンズ群５２；
ｆ₀／ｆ₂＝ ０．０３１１
第３レンズ群５３；
ｆ₀／ｆ₃＝ ０．７６０
第４レンズ群４；
ｆ₀／ｆ₄＝ ０．３１１
第５レンズ群５５；
ｆ₀／ｆ₅＝−０．６３０
となる。
【００５７】
かかる投写レンズにおいて結像に大きく関わるのは、最も正のパワーが大きい第３レンズ群５３であり、その他のレンズ群は収差補正用の非球面レンズ群である。これらの非球面レンズ群のうち、第５レンズ群５５を除いては、皆、中心部に正のパワーを与えている。これは、第３レンズ群５３の正のパワーを多少なりとも他の群に分散することにより、球面収差の補正を効率良く行うためである。また図８に示したように、投写型陰極線管の蛍光面５６の中心と周辺から射出される各々の光束は、いずれも第３レンズ群５３を通過する前後で大きく拡がっている。従って、第３レンズ群５３よりも図面上右側にある透過型スクリーン７（図示せず）側に位置する第１，第２レンズ群５１，５２が、各画角の物点から出射する光線群の収差を非球面によって微妙にコントロールして補正されるのに対し、第４，第５レンズ群５４，５５は、第１，第２レンズ群５１，５２への光束の入射条件をコントロールしてこれら第１，第２レンズ群５１，５２による収差補正の円滑化を図るように構成されている。
【００５８】
次に、各レンズ群５１〜５５の機能について説明する。
【００５９】
投写型陰極線管の蛍光面に最も近い第５レンズ群５５は、凹形状のレンズ５５ａと、冷却液５５ｂとからなって、強い負のパワーを有する像面湾曲補正用の凹レンズであって、投写型陰極線管の湾曲した蛍光面５６と相まって、レンズ系に入射する各物高さの光束の通過位置を規定し、レンズ系全体の像面湾曲を補正している。さらにレンズ５５ａは、その透過型スクリーン７側への出射面が非球面になっており、各画角におけるサジタル像面とメリディオナル像面の像面のずれである非点隔差を低減する形状となっている。なお、投写型陰極線管２から発生する熱は、冷却液５５ｂによって放熱される。
【００６０】
第４レンズ群５４は非球面レンズから成り、そのレンズ中心部が両凸形状をなして結像のための弱い正のパワーを分担している。従って相対画角０．２〜０．４程度の画角の小さな物点から出射する光束に対し、この中心部はコマ収差を発生する形状となっている。またそのレンズ周辺部は、中心部とは逆方向となる透過型スクリーン７側に湾曲したメニスカス形状をとり、相対画角０．７〜１．０程度の画角の大きな物点から出射する光束の、特に下側の光線群を拡げる作用を持っている。これにより、画面周辺部から入射して来る光線が光軸方向へ移動し、パワーの強い第３レンズ群５３の口径を極力小型化する。
【００６１】
第３レンズ群５３は、上述のようにパワーが最も大きいガラスレンズである。低次の球面収差をある程度抑制するために、透過型スクリーン７側の面の曲率半径を投写型陰極線管２側よりも小さく設定している。
【００６２】
第２レンズ群５２は、第３レンズ群５３の近辺に配置された補助レンズ群であり、非球面レンズから成っている。弱い正のパワーを持つレンズ中心部は、投写型陰極線管２側に頂点を有するメニスカス形状をなし、第４，第３レンズ群５４，５３のレンズ中心部で発生したコマ収差を補正する。また、レンズ周辺部は、特に、その出射面が中心部と逆方向に湾曲して高次の球面収差の補正を行い、レンズ中央部よりも強い正のパワーを持つことにより、画角の大きな物点から出射した光束の周辺光線をレンズの中心方向へ曲げる作用を有している。
【００６３】
第１レンズ群５１はレンズ中央部が透過型スクリーン７側に頂点を有する凸メニスカス形状の非球面レンズである。このレンズの中央部は、他の第２，第３，第４レンズ群５２，５３，５４のレンズ中央部とは逆方向へ湾曲して負の球面収差，コマ収差を発生し、これら第２，第３，第４レンズ群５２，５３，５４が発生する正の球面収差，コマ収差を補正する。またレンズ周辺部は両凹形状をなして局部的に強い負のパワーを有しており、第２レンズ群５２の周辺部に付与された強い正のパワーと組合さって（即ち、第２レンズ群５２の周辺部を通過する画角の大きな光線群に対しては凹レンズとして作用して）、相対画角が０．６以上の物点から出た光線のメリディオナル方向の横収差を補正する。
【００６４】
以上の構成により、投写型陰極線管２の蛍光面５６上周辺部の画角が大きな物点から出射した光束を広く取り込んで十分な周辺光量を確保し、かつ、短い投写距離で高解像度の画像を投写できる。
【００６５】
次に、その第２の理由、すなわち背面投写型画像表示装置１内の各部品の点数及び大きさが従来とほぼ同等（透過型スクリーン７は除く）であるにもかかわらず、その奥行きを従来よりも小さくできた理由は、背面投写型画像表示装置１内の各部品を高密度に配置したことである。
【００６６】
まず、背面投写型画像表示装置１内における部品のうち、投写型陰極線管２，投写レンズ３，光路折り返し用反射鏡４，結合器８，透過型スクリーン７等の光学系に関する部品の高密度配置について説明する。
【００６７】
図１１は、図１の背面投写型画像表示装置１内における光学系に関連する部品の位置関係を正面から見て概略的に示した断面図、図１２は、同じく図１の背面投写型画像表示装置１内における光学系に関連する部品の位置関係を側面から見て概略的に示した断面図である。図１１，図１２において図６中の番号と同一の番号は同一部品を表す。図６に示さなかった部品のうち、１６がカソード及び静電レンズからなる電子銃（いずれも図示せず）等を含む投写型陰極線管２に映像を映出するための電力及び信号を給電するＣＰＴ基板、１７がキャスタ、１８が筐体１０を構成する底板、１９が該底板１８にはった金網である。なお図１１，図１２に示した電気回路９については後述する。
【００６８】
本実施例では、投写型陰極線管２の緑色光に対する基準ラスタサイズは５インチであり、投写レンズ３の先端面から光路折り返し用反射鏡４を介して透過型スクリーン７までの距離、すなわち所謂投写距離ｙ１＋ｙ２は、前述したように５９０ｍｍであり、透過型スクリーン７上の画面サイズは対角３８インチである。従って、投写レンズ３による画像の拡大倍率は７．６倍である。また図１２において、投写型陰極線管２が鉛直方向となす角γは１８度である。投写レンズ３の先端面から結合器８の投写型陰極線管２の取付け面までの距離が１１０ｍｍ、投写型陰極線管２の長さが２５６ｍｍ、投写レンズ３の直径が１１０ｍｍ、ＣＰＴ基板１６の幅が７５ｍｍであることから投写レンズ３の上端からＣＰＴ基板１６の下端までの高さは３７７ｍｍとなる。背面投写型画像表示装置１を設置する床面（図ではハッチングで示す）から底板１８までの距離Ｅは、キャスタ１７を設ける必要があることから最小でも３５ｍｍ必要であり、またＣＰＴ基板１６の下端には最低でも２０ｍｍのクリアランス（図の距離Ｆ）が必要であることから、床面から投写レンズ３の上端までの高さは４３２ｍｍとなる。なお、本実施例ではこの高さをできる限り低くするため、底板１８のＣＰＴ基板１６の下端がくる部分を削除して底板１８の下面に金網１９をはってある。
【００６９】
これに対し、透過型スクリーン７の中心高さは前述のように７２５ｍｍであることから、透過型スクリーン７下端の高さは４８８ｍｍとなる。従って、投写レンズ３の上端よりも透過型スクリーン７下端の高さのほうが高くなる。この理由の１つは、本発明の場合投写レンズ３のように極めて短い投写距離の投写レンズを使用しているためであり、従来技術により構成した背面投写型画像表示装置では、投写レンズ３の上端よりも透過型スクリーン７下端の高さのほうが低くなることと好対照を示している。他の理由を以下に示す。
【００７０】
図１３は、本発明による光学系に関連する部品の位置関係を、別の方法で配置した図である。仮に、図１３に示すように電気回路２９をＣＰＴ基板１６の下部に配置すると仮定すると、投写型陰極線管２が鉛直方向となす角γ’は、３０度程度まで大きい必要がある。投写型陰極線管２を３０度まで倒す理由は、図１２のように１８度程度とすると透過型スクリーン７の中心高さが７５０ｍｍ以上となり不都合となるためである。このとき、投写レンズ３の上端よりも透過型スクリーン７下端の高さのほうが低くなる。また、この図１３に示すような配置方法では、筐体の奥行きが４５０ｍｍとなり、４００ｍｍを超えてしまうといった不都合が生じる。なお特開平２−９４７８４号公報の図１３に対応する従来技術の図６０には、回路基板２９と投写型陰極線管２との位置関係に限れば、図１２と同様な状態が示されているが、本発明のように投写距離の極めて短い投写レンズを使用していないため、投写型陰極線管２が鉛直方向となす角を３０度程度まで大きくしている。この配置は、図１３の範囲において、電気回路２９を筐体後部（透過型スクリーンと反対側）へ移動させたに過ぎない。
【００７１】
次に、本発明において光学系に関連する部品の上記配置を可能にした電気回路９（図１１及び図１２に図示）等の電気系の高密度の配置について説明する。
【００７２】
図１２において、本発明では、電気回路９は筐体１０の下部の底板１８の上に底板１８と平行に配置される。この時、底板１８の直上にあるＣＰＴ基板１６と干渉しないように電気回路９は、その奥行き寸法が３００ｍｍ以下、好ましくは２５０ｍｍ以下になっている。これにより、奥行き４００ｍｍ以下の筐体１０内に電気回路を高密度に配置することができる。
【００７３】
次に、本発明による電気回路９の横幅について説明する。図１１において、電気回路９は筐体の横幅よりも小さくなっている。この理由を図１４で説明する。図１４には、電気系に関連する部品に加えて光学系に関連する部品の内、光路折り返し用反射鏡４（図中、２点鎖線），透過型スクリーン７が同時に図示されている。
【００７４】
背面投写型画像表示装置では光路折り返し用反射鏡４を用いることにより、筐体の奥行きを低減することが一般に行われていることは既に説明した。光路折り返し用反射鏡４は、投写レンズ３から透過型スクリーン７にいたる光路の途中に斜めに挿入されている（図１２）から、光路折り返し用反射鏡４の有効部分は台形となる。従って、本実施例のように、台形（取付け状態を正面から見た図１１及び取付け状態を上部から見た図１４参照）にしても何等その性能を損なうものではない。従って、電気回路９の幅とほぼ同程度まで、光路折り返し用反射鏡４の下端（後端）の横幅を小さくすることにより、図１４に示すごとく筐体１０の後部を絞ることができる。
【００７５】
筐体１０の後部の絞りは、次にその理由を述べるごとく大きければ大きいほど都合が良い。しかし、筐体１０の後部の絞りを大きくすると、電気回路９が小さくなり、その分、別の場所に分割回路（例えば、図３０の基板４３参照）を設置する必要が生じる。これは、電気回路９の主要体積部分が、電源回路等の小型化しにくいもの及び偏向回路等の発熱量が比較的大きくて集積化されにくいものからなり、小型化に限度があるからである。また分割回路を設けるとしても、光路折り返し用反射鏡４の内側まで筐体１０後部を絞り込むことは物理的にできない。本実施例では光路折り返し用反射鏡４の寸法が５８０ｍｍであることから、筐体１０後部は光路折り返し用反射鏡４をクリアする隙間を考慮すると、６００ｍｍまでしか絞り込むことができない。
【００７６】
筐体１０の後部の絞りが大きければ大きいほど良い理由を図１５及び図１６で説明する。図１５及び図１６は、図１４と同様に背面投写型画像表示装置を上部から見て概略的に示した図である。但し、筐体１０の後部の絞りは、図１５では４５０ｍｍであり、本実施例の最大絞りの６００ｍｍを超えて絞っており、便宜的な説明図であることは言うまでもない。図１５に示すごとく、筐体後部の絞りを４５０ｍｍにすれば、９０度のコーナーにピッタリ納まり、コーナーのすみから透過型スクリーン面までの距離は最小の６１５ｍｍにすることができる。これに対し、図１４に示した本実施例の筐体後部の絞りが６００ｍｍの場合は、図１６に示すごとく、９０度のコーナーのすみから透過型スクリーン面までの距離は６９０ｍｍとなり７５ｍｍ飛び出すことになる。しかし、この７５ｍｍの飛び出しは、発明者等は問題にならないと判断している。その根拠を、直視型テレビを９０度のコーナーに設置する場合と比較することにより示す。
【００７７】
図１７は、奥行き４５０ｍｍの２９型の直視型テレビを９０度のコーナーに設置した状態を、上部から見て概略的に示した図である。図から明らかなように、９０度のコーナーのすみからブラウン管（図示せず）までの距離は７７０ｍｍである。この事実は、背面投写型画像表示装置を９０度のコーナーに設置した場合９０度のコーナーのすみから透過型スクリーン面までの距離が７７０ｍｍ以下であれば、違和感なく２９型の直視型テレビを３８型の背面投写型画像表示装置に置き替えられることを意味している。従って、図１８に示すごとく背面投写型画像表示装置の筐体後部の絞りは７６０ｍｍ以上であれば良いことになる。無論、上述のように筐体後部の絞りが大きければ大きいほど、コーナーのすみから透過型スクリーン面までの距離が小さくなるので、筐体後部の絞りが大きいほど良いことは言うまでもない。従って、筐体後部の絞りは筐体の横幅に対する比率で表すと、０．６７から０．８４までの間に設定すれば良いことになる。
【００７８】
図１４では、筐体１０後部の絞りを筐体１０の奥行き方向のほぼ中央から直線的に絞っているが、図１９に示すように、光路折り返し用反射鏡４（図では２点鎖線で示す）及び光線（図示せず）と干渉しないかぎり内側に凹ます事も可能である。
【００７９】
以上説明したように、本発明による電気回路９では、背面投写型画像表示装置１の筐体１０の後部を絞るため、その横幅を背面投写型画像表示装置１の筐体後部の絞りの効果が発生する７６０ｍｍを可能とする７４０ｍｍ以下かつ光路折り返し用反射鏡４の最小幅部分、すなわち下縁部の幅以下にすることは無意味であるため５８０ｍｍ以上にしている。
【００８０】
以上、本発明による背面投写型画像表示装置１は、光学系及び電気系の各々に関連する部品を高密度に配置することにより、従来よりもその奥行きを小さくできたことを説明した。このように、本発明による背面投写型画像表示装置１が、その高さ及び奥行きで小型になったことから、従来のように１箇所に設置しっぱなしではなく、あちこち移動させたり、移動させないまでも設置場所から引き出して裏側の掃除をしたりし易くなることは容易に類推できる。
【００８１】
図７の背面投写型画像表示装置１の筐体１０の構成部品を概略的に示した図において、バックカバー１５を一体構成品としたのは、上述した使い方を考えてのことである。一体構成のバックカバー１５は、図７で説明したように上下一体構造、さらには側面及び上面のカバーも一体構造であるため、装置の背面がデザイン的にスッキリするだけでなく、繋ぎ目が無いため埃が溜りにくいことから、掃除も簡単になるといった特長がある。
【００８２】
図２０，図２１は、図１の装置のバックカバーの２つの別の実施例である。
【００８３】
図２０は、筐体上下面及び筐体側面のカバーを一体化したバックカバー３５と筐体上面を覆うトップトレイ３６との２部品とした例であり、図２１は、筐体上下面及び筐体上面のカバーを一体化したバックカバー３７と筐体側面を覆う２つのサイドパネル３８との３部品とした例である。いずれの実施例でも上下のバックカバーなどをそれぞれ別体で形成する場合に比べ、装置の背面がデザイン的にスッキリするだけでなく繋ぎ目が少ないため埃が溜りにくいと言った特長がある。
【００８４】
図７，図２０及び図２１のバックカバーには、いずれも段差Ｇを設けてある。この理由を以下に説明する。
【００８５】
図２２は、背面投写型画像表示装置１を壁面にピッタリ付けて設置した状態を縦断面で表示した概略図、図２３は、図２２の設置状態を上から見た概略図である。図において、図１２中の番号と同一の番号は同一部品を表す。図２２において筐体１０の内部は、結合器取付け金具５で上下２室に分離されている。上室Ｈには結合器８，投写レンズ３，光路折り返し用反射鏡４，透過型スクリーン７等の非発熱部品が設置され、基本的に密閉構造になっている。下室Ｉには少なくとも発熱部品である投写型陰極線管２，電気回路９が設置され、冷却され得るように、基本的に開放構造になっている。冷却のための通風は、筐体１０の下部を構成する地板１８に設けられた通風入口孔１２（１９は通風入口孔１２に貼られた金網である）より、筐体１０を構成するバックカバー１５に設けられた通風出口孔６（２０は通風出口孔６に貼られた金網である）に向い、通風路Ｊにより行われる。この時、背面投写型画像表示装置１では、バックカバー１５に段差Ｇを設けてあるため、図２２，図２３に示すように、背面投写型画像表示装置１を壁面（図ではハッチングで示した）にピッタリ付けて設置しても、壁面が通風路Ｊを塞ぐことはない。また、図２３に示すように家具４０を背面投写型画像表示装置１にピッタリ付けて設置しても、筐体１０の後部が絞られていることから、家具４０が通風路Ｊを塞ぐことは無い。
【００８６】
電気回路９の発熱が大きい場合、若しくは筐体１０の後部を大きく絞ってあってバックカバー１５に通風出口孔６を大きく設けられない場合等、冷却性能が確保できない場合には、次のように構成することに解決できる。
【００８７】
まず第１の方法は、バックカバー側面を利用し通風出口孔面積を大きくすることである。図２４は、背面投写型画像表示装置１の別の一実施例を斜め後から見た概略図である。図２４より明らかなように、筐体１０を構成するバックカバー１５に設けられた通風出口孔６は、該バックカバー１５の背面だけでなく、側面まで大きく開口していることに特長がある。２０は、開口部に貼られた保護用の金網である。このように構成することにより、本発明による背面投写型画像表示装置１の通風性能は一段と向上する。図では、開口部を背面から側面までの一つのラウンドタイプとしているが、カバー１５のコーナーに想像線（２点鎖線）で示したような柱条部ａがあって、通風出口孔６の背面及び側面のそれぞれが独立していても、効果は同じである。
【００８８】
次に、第２の方法を図２５，図２６，図２７，図２８及び図２９で説明する。図２５は、背面投写型画像表示装置１の別の一実施例を壁面にピッタリ付けて設置した状態を縦断面で表示した概略図、図２６は、図２５の設置状態を上から見た概略図、図２７は、送風ファン（後述）の吹き出し方向を、筐体１０の側面とした場合の背面投写型画像表示装置１のさらに別の一実施例を壁面にピッタリ付けて設置した状態を上から見た概略図、図２８は、送風ファン（後述）の吹き出し方向を、筐体１０の背面と側面の稜とした場合の背面投写型画像表示装置１のさらに別の一実施例を壁面にピッタリ付けて設置した状態を上から見た概略図、図２９は、同じく送風ファン（後述）の吹き出し方向を、筐体１０の背面と側面の稜とした場合の背面投写型画像表示装置１を、送風ファン側を壁面にピッタリ付けて部屋のコーナーに設置した状態を上から見た概略図である。
【００８９】
図２５から図２９において、図２２中の番号と同一の番号は、同一部品を表す。図２５において、新たに追加されている部品は４１のダクト及び４２の送風ファンである。電気回路９の熱は、送風ファン４２をその出口に設けたダクト４１により通風路Ｋを通り筐体１０の外へ吸いだされる。従って、電気回路９を構成する電気部品のうち、特に発熱量の大きい部品を、ダクトの入口部Ｌに集めると冷却効率が良くなる。送風ファン４２の吹き出し方向は図２６に示すように筐体１０の背面でも、前述のように本発明ではバックカバー１５には段差Ｇを設けてあるため、十分な冷却効果が得られる。しかし、送風ファン４２から吹き出された風の一部が、通風出口孔６より筐体１０内に逆流し得る。これによって、筐体１０内の温度が過度に上昇するおそれがある場合、次の手段を採用するとより効果的である。
【００９０】
図２７は、送風ファン４２の吹き出し方向を筐体１０の側面とした例である。これにより、本発明による背面投写型画像表示装置１を壁面にピッタリ付けて設置しても、冷却風は通風路Ｋを通り、送風ファン４２からスムーズに吹き出される。
【００９１】
図２８，図２９のように、送風ファン４２の吹き出し方向を、筐体１０の背面と側面との稜とした場合には、図２８に示すように背面投写型画像表示装置１を壁面にピッタリ付けて設置しても、図２９に示すように背面投写型画像表示装置１を、送風ファン側を壁面にピッタリ付けて部屋のコーナーに設置しても、冷却風は通風路Ｋを通り、送風ファン４２からスムーズに吹き出される。
【００９２】
図３０は、本発明によるさらに別の背面投写型画像表示装置１の一実施例を壁面にピッタリ付けて設置した状態を縦断面で表示した概略図、図３１は、図３０の設置状態を上から見た概略図である。図３０，３１において、図２５中の番号と同一の番号は、同一部品を表す。図２５との違いは、ダクト４１の一方の構成面に電源回路基板４３を使用している点にある。これにより、最も発熱が大きく最も冷却の必要な電源部分の十分な冷却が得られる。図３０，図３１では、電源回路基板４３をダクト４１内に納める例を示したが、コンバーゼンスアンプ（図示せず），偏向回路（図示せず）等その他の発熱部品を納めても、また、ダクト４１を延長し、発熱量の大きい全ての部品を納めても良い。
【００９３】
図３２は、図３０，図３１の背面投写型画像表示装置１の変形例を斜め後から見た概略図である。図３２に示すように、送風ファン吹き出し孔４４は通風出口孔６と分離しており、筐体１０を壁面にピッタリ付けて設置した時にバックカバー１５が壁面に接する部分Ｍと同じ高さの突起部Ｎで左右に完全に分離される。このように構成することにより、この図３２の背面投写型画像表示装置１を壁面にピッタリ付けて設置した場合でも、送風ファン（図示せず）から吹き出された風の一部が、通風孔出口６より筐体１０内に逆流し、筐体１０内の温度を上昇させるといった不都合がなくなる。
【００９４】
次に、本発明による４０インチ以上の画面サイズの背面投写型画像表示装置の実施例について図３３，３４を参照しつつ説明する。
【００９５】
図３３は本発明の一実施例としての背面投写型画像表示装置の外観を概略的に示した正面図、図３４は図３３の背面投写型画像表示装置の外観を概略的に示した側面図である。図３３及び図３４において、２０１は背面投写型画像表示装置であり、２０７は背面投写型画像表示装置２０１の画面を形成する透過型スクリーンである。
【００９６】
本実施例では、透過型スクリーン２０７の画面サイズは５０インチで、そのアスペクト比は４：３である。また、背面投写型画像表示装置２０１の横幅は１１００ｍｍ，高さは１３１５ｍｍ，奥行きは図３４に示すように４９０ｍｍである。背面投写型画像表示装置２０１の横幅は小さい方が設置性が良いが画面サイズから決定される。高さについていえば、４０インチ以上の画面サイズの背面投写型画像表示装置は画面サイズが大きいので、上述の表１の画面高さが適用できない。画面高さを無理に低くすると、大画面では画面の下端が極端に低くなり却って見にくくなる。そこで、４０インチ以上の画面サイズの背面投写型画像表示装置では、高さは画面とのバランスで決定されることが多い。奥行きは設置性を考え薄ければ薄いほど良い。本発明では上述の技術により画面サイズ１インチあたり１ｃｍ以下を実現できる。図３３，図３４に示した画面サイズ５０インチの背面投写型画像表示装置２０１を例に以下説明する。
【００９７】
図３５は図３３の背面投写型画像表示装置２０１内における光学系に関連する部品の位置関係を側面から見て概略的に示した断面図である。図３５において図３３中の番号と同一の番号は同一部品を表す。図３３に示さなかった部品のうち、２は投写型陰極線管、３は投写レンズ、８は投写型陰極線管２と投写レンズ３とを連結する結合器、１６は投写型陰極線管２に映像を映出するための電力及び信号を給電するＣＰＴ基板、２１７はキャスタ、２１８は筐体２１０を構成する地板、２１９は該地板２１８にはった金網、２０４は光路折り返し用反射鏡である。
【００９８】
上述のように投写型陰極線管２の緑色光に対する基準ラスタサイズは５インチであり、投写レンズ３の先端面から光路折り返し用反射鏡２０４を介して透過型スクリーン２０７までの距離、すなわち所謂投写距離ｙ３＋ｙ４は、７７６ｍｍであり、透過型スクリーン２０７上の画面サイズは対角５０インチである。従って、投写レンズ３による画像の拡大倍率は１０倍である。また図３５において、投写型陰極線管２が鉛直方向となす角δは２０度である。このように配置することにより、背面投写型画像表示装置２０１の奥行きを図３４に示すように４９０ｍｍと画面サイズ１インチあたり１ｃｍ以下にできる。以上、画面のアスペクト比が４：３の場合について説明したが、画面のアスペクト比が１６：９の場合でも同様に薄型化が可能である。
【００９９】
４０インチ以上の画面サイズの背面投写型画像表示装置では、筐体２１０の下部中心にセンタースピーカを付ける場合がある。センタースピーカの目的は、スーパーウーハとして超重低音を出したり、画面のアスペクト比が１６：９の背面投写型画像表示装置では、ハイビジョン放送に最適な３−１方式のステレオ音声方式を可能にするためである。この時の課題は、超重低音を出すスーパーウーハの場合は大容積のスピーカボックスが必要になることで、これは背面投写型画像表示装置の奥行きがスピーカボックス分大きくなることを意味している。また、３−１方式の場合のセンタースピーカでも、比較的スペースのある投写型陰極線管２のネック部（図３５のＮ部）に設置しようとすると、スピーカの磁石が投写型陰極線管２の偏向ヨーク等へ悪影響を及ぼす。従って、センタースピーカは偏向ヨーク等へ悪影響を及ぼさないようさらに上部の図３５ではスペースの無い部分（図３５のＰ部）に設置せざるをえない。従って、この場合も背面投写型画像表示装置の奥行きがスピーカ取付け分大きくなることを意味している。
【０１００】
図３６は本発明の一実施例としての背面投写型画像表示装置２０１内における光学系に関連する部品の位置関係を側面から見て概略的に示した断面図である。図において図３５中の番号と同一の番号は同一部品を表す。図３６ではセンタースピーカ２２０及びセンタースピーカ２２０用スピーカーボックス２３０を設置するため、投写型陰極線管２が鉛直方向となす角εを１０度に設定してある。これにより筐体２１０の奥行きを９０ｍｍ増加させるだけで、奥行き１８０ｍｍのセンタースピーカ２２０用スピーカーボックス２３０を設置可能としている。図３６の実施例は、超重低音を出すため大容積のスピーカーボックス２３０が必要な場合であり、３−１方式の場合のセンタースピーカではスピーカーボックスの奥行きは更に小さいので、筐体２１０の奥行きは更に縮めることが可能となる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の実施例によれば、背面投写型画像表示装置の投写レンズの投写距離を大幅に短縮し、かつ光学系に関連する部品及び電気系に関連する部品を高密度実装することにより、装置を薄型でコンパクトにでき、従って設置するためのスペースが少なくてすみ、しかも、設置場所が壁面と平行の場合は壁面に装置の背面をピッタリ付けて設置でき、設置場所が部屋のコーナーの場合は筐体後部を上から下まで絞ってあるため、装置全体をコーナーに押し込むことができ、装置のバックカバーを側面ないし側面及び上面まで一体構成としたことから、装置の背面がスッキリしており、見栄えが良く、掃除がしやすいといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による好ましい一実施例の背面投写型画像表示装置の外観を概略的に示した正面図である。
【図２】図２は図１の背面投写型画像表示装置の外観を概略的に示した側面図である。
【図３】図３は画面のアスペクト比が１６：９の背面投写型画像表示装置の画面サイズと、画面のアスペクト比が４：３の直視型画像表示装置の画面サイズとを比較した図である。
【図４】図４は画面のアスペクト比が１６：９の３３インチの背面投写型画像表示装置の画面サイズと、画面のアスペクト比が４：３の２９インチの直視型画像表示装置の画面サイズとを比較した図である。
【図５】図５は一般家庭で画像表示装置を見る時の視聴姿勢と目の高さを示した図である。
【図６】図６は図１の背面投写型画像表示装置の内部構成を概略的に示した一部破断斜視図である。
【図７】図７は本発明の一実施例としての背面投写型画像表示装置の筐体を構成する部品を概略的に示した斜視図である。
【図８】図８は図１の背面投写型画像表示装置の投写レンズの一例の構成図である。
【図９】図９は図８の投写レンズのデータの一具体例である。
【図１０】図１０は非球面の定義を示す図である。
【図１１】図１１は図１の背面投写型画像表示装置内における光学系に関連する部品の位置関係を、正面から見て概略的に示した断面図である。
【図１２】図１２は図１の背面投写型画像表示装置内における光学系に関連する部品の位置関係を、側面から見て概略的に示した断面図である。
【図１３】図１３は図１２の光学系に関連する部品の配置と対比するための部品の比較配置例を示す図である。
【図１４】図１４は図１の背面投写型画像表示装置内における電気系に関連する部品の位置関係を、上部から見て概略的に示した断面図である。
【図１５】図１５は本発明の一実施例としての背面投写型画像表示装置を、図１４と同様に上部から見て概略的に示した図である。
【図１６】図１６は図１４の背面投写型画像表示装置を、上部から見て概略的に示した図である。
【図１７】図１７は奥行き４５０ｍｍの２９型の直視型テレビを９０度のコーナーに設置した状態を、上部から見て概略的に示した図である。
【図１８】図１８は筐体後部を７６０ｍｍに絞った本発明の一実施例としての背面投写型画像表示装置を９０度のコーナーに設置した状態を、上部から見て概略的に示した図である。
【図１９】図１９は筐体後部の絞りを別な形状とした本発明の一実施例としての背面投写型画像表示装置を、上部から見て概略的に示した図である。
【図２０】図２０は図１の背面投写型画像表示装置のバックカバーの別の実施例である。
【図２１】図２１は図１の背面投写型画像表示装置のバックカバーの更に別の実施例である。
【図２２】図２２は図１の背面投写型画像表示装置を壁面にピッタリ付けて設置した状態を縦断面で表示した概略図である。
【図２３】図２３は図２２の設置状態を上から見た概略図である。
【図２４】図２４は本発明による別の一実施例の背面投写型画像表示装置を、斜め後から見た概略図である。
【図２５】図２５は本発明による更に別の一実施例の背面投写型画像表示装置を壁面にピッタリ付けて設置した状態を縦断面で表示した概略図である。
【図２６】図２６は図２５の設置状態を上から見た概略図である。
【図２７】図２７は送風ファン４２の吹き出し方向を筐体の側面とした場合の本発明による更に別の一実施例の背面投写型画像表示装置を壁面にピッタリ付けて設置した状態を上から見た概略図である。
【図２８】図２８は送風ファンの吹き出し方向を、筐体の背面と側面の稜とした場合の本発明による更に別の一実施例の背面投写型画像表示装置を壁面にピッタリ付けて設置した状態を上から見た概略図である。
【図２９】図２９は送風ファンの吹き出し方向を、筐体の背面と側面の稜とした場合の本発明による背面投写型画像表示装置を、送風ファン側を壁面にピッタリ付けて部屋のコーナーに設置した状態を上から見た概略図である。
【図３０】図３０は本発明による更に別の一実施例の背面投写型画像表示装置を壁面にピッタリ付けて設置した状態を縦断面で表示した概略図である。
【図３１】図３１は図３０の設置状態を上から見た概略図である。
【図３２】図３２は図３０の背面投写型画像表示装置の変形例の装置を、斜め後から見た概略図である。
【図３３】図３３は本発明の別の一実施例としての背面投写型画像表示装置の外観を概略的に示した正面図。
【図３４】図３４は図３３の背面投写型画像表示装置の外観を概略的に示した側面図である。
【図３５】図３５は図３３の背面投写型画像表示装置内における光学系に関連する部品の位置関係を、側面から見て概略的に示した断面図である。
【図３６】図３６はセンタースピーカを設けた本発明の一実施例としての背面投写型画像表示装置内における光学系に関連する部品の位置関係を、側面から見て概略的に示した断面図である。
【図３７】図３７は従来の背面投写型画像表示装置の一例の一部断面斜視図である。
【図３８】図３８は図３７の背面投写型画像表示装置を上から見た図の一部破断上面図である。
【図３９】図３９は図３７の背面投写型画像表示装置を後側から見た斜視図である。
【図４０】図４０は図３７の背面投写型画像表示装置を横から見た断面図である。
【符号の説明】
１…背面投写型画像表示装置、２…投写型陰極線管、３…投写レンズ、４…光路折り返し用反射鏡、５…結合器取付金具、６…通風出口孔、７…透過型スクリーン、８…結合器、９…電気回路、１０…筐体、１１…底板、１２…通風入口孔、１３…スピーカーボックス、１４…アーチ状構造体、１５…バックカバー、１６…ＣＰＴ基板、１７…キャスター、３６…トップトレイ、３８…サイドパネル、４１…ダクト、４２…送風ファン、４３…電源回路基板、４４…送風ファン吹き出し孔。

Claims (4)

1. 映像源と、透過型スクリーンと、前記映像源に表示された画像を前記透過型スクリーン上に投写する投写レンズと、前記投写レンズからの投写光を途中で折り返して前記透過型スクリーンに導くための光路折り返し用の台形状反射鏡と、前記映像源に画像を表示するための電気回路と、前記映像源、前記透過型スクリーン、前記投写レンズ、前記台形状反射鏡及び前記電気回路を保持もしくは収納する筐体とを備えた背面投写型画像表示装置において、
   前記筐体は、前記透過型スクリーンを保持するとともに前記台形状反射鏡を収納する筐体上部と、前記電気回路を収納するとともに前記映像源及び投写レンズが設置される筐体下部とを含み、かつ前記筐体は、該背面投写型画像表示装置の上面部及び側面部を覆うように構成された、前記背面投写型画像表示装置の背面部に位置するバックカバーを有し、該バックカバーは、前記筐体上部と前記筐体下部とで一体的に構成されており、
   前記バックカバーの水平断面形状が、背面投写型画像表示装置の後方に行くに従ってその横幅が小さくなる台形状を為し、かつ前記台形状反射鏡の下端を含む水平断面形状と、筐体下部を構成する底板を含む水平断面形状とが、略同一となるように構成され、
   前記筐体後面部の横幅の、筐体前面部の横幅に対する比率が0.67〜0.84であり、
   前記筐体下部のバックカバーの少なくとも背面に、該筐体下部の内部に空気を流通させるための通風孔が設けられ、前記通風孔が設けられた前記筐体下部のバックカバー背面の位置が、前記筐体上部のバックカバー背面の位置よりも画像観察側となるように、前記バックカバー背面に段差を形成したことを特徴とする背面投写型画像表示装置。
2. 請求項１に記載の背面投写型画像表示装置において、前記バックカバーは、少なくとも光学系に関連する部品から分離されていることを特徴とする背面投写型画像表示装置。
3. 請求項１または２に記載の背面投写型画像表示装置において、前記映像源として、陰極線管を用いたことを特徴とする背面投写型画像表示装置。
4. 請求項１または２に記載の背面投写型画像表示装置において、前記映像源として、透過形液晶表示素子とそれを背後から照射する光源との組合せを用いたことを特徴とする背面投写型画像表示装置。

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