JPH02216983A - 投写形画像デイスプレイ装置及びその光学装置と投写レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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表示する投写形画像ディスプレ
イ装置に係り、特にスクリーン上の画像における色むら
の低減をはかるのに好適な投写形画像ディスプレイ装置
、及びその光学系。

ならびにその投写レンズに関する。

〔従来の技術〕

投写形ブラウン管などの小形映像源に表示された映像を
投写レンズにより拡大し、スクリーンに投写する投写形
テレビジョンは、近年、半導体大容量メモリなどが開発
され、ブラウン管のダイナミックコンバーゼンスのデジ
タル制御等が容易に行われるようになったことなどに助
けられて、画質の向上が著しく、大画面による迫力ある
臨場感を楽しむことができるため、家庭用、業務用に普
及が進んでいる。

投写形テレビジョンにおいて、投写形ブラウン管を映像
源として用いる場合、スクリーン上の画面の輝度を十分
に明るくするため、従来より、たとえば特開昭６１−９
５６８９号公報に記載のように、赤、緑、青の３原色に
ついてそれぞれブラウン管と投写レンズを組み合わせ、
スクリーン上で３原色の画像を合成する構成とすること
が一般に行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、赤、緑、青の３原色配設され
るが、通常は緑色のブラウン管を中央に配し、赤色と青
色のブラウン管をその左右に配して、各色の光軸がスク
リーン面付近で一点に交わるように配置する。このため
、赤、緑、青の各色の像は、スクリーンに対する投写方
向が互いに異なる方向となり、スクリーン上で各色の明
るさの分布の傾向が違ってくることから、たとえばスク
リーン全面に白色の画像を映出したとき、局部的に赤味
を帯びたり青味を帯びたりするような、色のむらが発生
する。この色むらについて、以下定量的に説明する。

第１７図は上記従来の投写光学系の水平方向展開図であ
り、ＩＲ，ＩＯ，ＩＢはそれぞれ赤、緑。

青の投写形ブラウン管、２Ｒ，２Ｇ、２Ｂはそれぞれ投
写形ブラウン管ＩＲ，ＩＧ、ＩＢ用の投写レンズ、８は
スクリーン、８Ｇはスクリーン中心。

８Ｒはスクリーン右端、８Ｌはスクリーン左端。

９Ｒ，９Ｇ、９Ｂはそれぞれ赤、緑、青の投写光束、３
Ｒ，３Ｇ、３Ｂはそれぞれ投写レンズ２Ｒ。

２Ｇ、２Ｂの光軸である。

また、第１８図はスクリーン８の正面図であり。

スクリーン中心８Ｃを原点とし、水平方向右向き。

垂直方向上向きをそれぞれＸ軸の正方向、ｙ軸の正方向
とする座標系を定める０点Ｐ　（ｘ、ｙ）はスクリーン
８上の任意の点とする。

さらに、第１７図及び第１８図において、Ｗ８゜Ｗｖは
それぞれスクリーンの＠、高さ、　ＤＩ↓投写レンズ２
Ｒ，２０，２Ｂの出射瞳（図示せず）とスクリーン中心
８Ｃとの距離、θは光軸集中角。

１０Ｒ，Ｚｏｏ、ＩＯＢはそれぞれブラウン管ＩＲ，Ｉ
Ｏ，ＩＢからスクリーン３上の点Ｐに至る光束の光軸で
ある。

さて、第１７図において、スクリーン全面に白色の画像
を映出するときの、ブラウン管ＩＲ。

ＩＯ，ＩＢからスクリーン８に至る光による。スクリー
ン８上の点Ｐ（ｘｓｙ）におけるスクリーン入射面側の
照度を計算する６ 簡単のため、ブラウン管ＩＲ，ＩＯ，ＩＢは。

の距離にある完全拡散面光源と仮定する。すなわち、ブ
ラウン管ＩＲ，ＩＧ、ＩＢがらスクリーン８上の点Ｐに
至る光は、いずれも投写レンズ２Ｒ。

２Ｇ、２Ｂに対して輝度の−様な平行光束として入射す
ると仮定する。

また、ブラウン管ＩＲ，ＩＧ、ＩＢから投写レンズ２Ｒ
，２Ｇ、２Ｂに入射した光は、無損失でそれぞれ投写レ
ンズ２Ｒ，２Ｇ、２Ｂの出射瞳の中心から出射するもの
と仮定する。

ここで、ブラウン管ＩＲ，ＩＱ、ＩＢからスクリーン８
上の点Ｐへ至る光軸１０Ｒ，ＬＯＧ。

１０Ｂがそれぞれ光軸３Ｒ，３Ｇ、３Ｂとなす角（以下
１点Ｐの画角と記す）をω、、に、ωＬＧ、ω、。

光軸１０Ｒ，ＬＯＧ、ＩＯＢがスクリーン８の法線とな
す角（以下、スクリーン入射角と記す）をそれぞれω１
．２．。、ω、１．投写レンズ２Ｒ。

ω ２Ｇ、２Ｂの出射瞳と点Ｐとの距離をそれぞれＤＲ，Ｄ
、、Ｄ、、点Ｐにおける赤、緑、青の照度をそれぞれＥ
ｌ、　Ｅａｓ　Ｅｌ＋スクリーンの中ＥＩ３゜、Ｅ、。

とする。

また、以下の計算式において、添字Ｌ　＝１．　ａ、　
ｍはそれぞれ赤、緑、青を表すものとする。

さて前記の仮定のもとでは、点Ｐにおける各色の照度Ｅ
Ｌは、投写レンズ２Ｒ，２Ｇ、２Ｂの入射瞳の面積に比
例する。この入射瞳の面積は、点Ｐの画角がω■のとき
、ＧＯ１ｉωいに比例する。

また、投写レンズが副数枚の単レンズから構成される場
合、各レンズの口径が有限であることに起因して、光の
「けられ」が発生することが多く、そのときの開口効率
が点Ｐの画角ωいの関数Ｖ（ωＬＬ）で表されるものと
すると、点Ｐにおける照度ＥＬはＶ（ωい）に比例する
。さらに、点Ｐにおける照度ＥＬは、距離の逆２乗の法
則により。

投写レンズ２Ｒ，２Ｇ、２Ｂの出射瞳と点Ｐとの距１１
ＤＬの２乗に逆比例し、また、入射角の余弦法則により
、スクリーン入射角がωＩ１１のとき、ｃｏｓωＳ凰に
比例する。

（Ｌ　＝Ｒ，Ｇ、Ｂ） で表される。ただしＳＬは である。

ここでＤＩは、 Ｄｔ”＝　（ｘ　　ＳＬＤ　ｓ　ｉ　ｎθ）　２　＋　
ｙ　Ｎ＋Ｄ”（１−８♂ｓ　ｉ　ｎ”θ） ＝ｘ”−２Ｓ、Ｄｘｓｉｎθ＋ｙ”＋Ｄ”−（３）であ
る。

また、ＱＯ９ωＬ１．　ＣＯＳωＢＬは、余弦定理よと
なる。

ここで、＞＝Ｇのとき、すなわち緑の投写光については
１式（３）（４）（５）より ％式％ となるから、式（１）は Ｅａ”ＥａｏＶ　　（ωｃａ）ｃ　Ｏ８’（１１（、Ｑ
となり、スクリーン８上の点Ｐにおける照度は画角ω、
、ａのコサインの４乗に比例することがわかる。

これはいわゆるコサイン４乗則の式にほかならない。

さて１式（１）において、スクリーン中心８Ｃにおける
照度をＥ　Ｌｏ　＝　１としたときの１点Ｐの照度（以
下、相対照度と記す）の具体例を以下に示す。

第１９図は、スクリーン全面に白色の画像を映出したと
きの、スクリーン８の入射面における中心の水平方向の
照度分布であり、横軸には水平方向座標、縦軸にはスク
リーン中心８Ｃにおける赤。

緑、青の照度をいずれも１としたときの相対照度をとっ
て、赤の照度分布を破線、緑の照度分布を点線、青の照
度分布を実線により示している。計算にあたっては、ス
クリーン３の大きさを対角約４０インチとし、ｗｓｇ＝
　８１２閣、Ｗｓｖ＝　６１０ｍ、Ｄ＝９００ｓｍ、θ
＝８＠とじた。また、投写レンズの開口効率Ｖ（ωい）
は、 ■　（ωい）：ＣＯ８”ωい と近似した。

第１９図より、緑の照度分布はスクリーン中心を軸とす
る対称な分布になっているのに対し、赤の照度分布はス
クリーンの左寄りに、青の照度分布はスクリーンの右寄
りに、それぞれ片寄っていることがわかる。この片寄り
は、光軸集中角θが大きいときに大きくなる。

この結果、スクリーン中心付近の白色を基準にみると、
スクリーンの左上隅から左下隅にかけては、緑の相対照
度に対して赤の相対照度が高く青の相対照度が低いこと
から、色温度が低く赤味ないし黄色味を帯びて見え１反
対にスクリーンの右下隅から右下隅にかけては、緑の相
対照度に対して赤の相対照度が低く青の相対照度が高く
なることから、色温度が高く責味ないしシアン色味を帯
びて見える。このため観視者は色むらの存在を感じるこ
とになる。

一方、色むらの見え方について、視覚心理学上、「色の
対比」と呼ばれる知覚現象が知られている。

これは、ある色の領域（検査領域）がこれと異なる色の
領域（誘導領域）に周囲を囲まれているとき、検査領域
の色はそれ自体の色に誘導領域の色の補色が加わった色
に変化して見える現象である。

前記のように、従来の投写光学系においては、スクリー
ン全面に白色の画像を映出したときに、スクリーン中心
付近より赤味ないし黄色味を帯びた領域と、青味ないし
シアン色味を帯びた領域を生じるが、これらの領域は相
互にほぼ補色の関係にあるため、前記の色の対比現象に
よって色むらがより強調されて見える。この色むらは、
スクリーン全面に白色の画像を映出したときに限らず。

一般的なテレビジョン放送の画像を映出したときにも、
観視者がきねめで容易に検知し得るレベルであり、著し
く画質を損なうという問題があった。

特に、家庭用の背面投写形テレビジョンのように、装置
の設置スペースをできる限り小さくすることが要求され
る投写形画像ディスプレイ装置においては、装置の筐体
をコンパクトにするために、投写光学系における投写レ
ンズからスクリーンまでの投写距離を短くする必要があ
るが、この場合は、各色の投写レンズの光軸のなす光軸
集中角が大きくなることから、さらに色むらが増すため
。

コンパクト化の障害になるという問題があった。

本発明の目的は、上記の従来の問題点を解決し、投写光
学系における投写レンズからスクリーンまでの投写距離
を短くすることと、スクリーン上における色むらを低減
することの両立を図り、高画質のコンパクトな投写形画
像ディスプレイ装置、及びその光学系、ならびにその投
写レンズを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため５本発明においては、赤、緑
、青の各色の映像源のうち少なくとも１色の映像源から
投写レンズを経てスクリーンに入射する投写光の光路中
に、その投写レンズの光軸に関して非軸対称なクラップ
形状を有するクラップ板を設けた構成とする。

あるいは、各色の投写光の光路中に、映像源の画３画の
上下左右方向を基準として、各色層ごとに異なるクラッ
プ形状で、かつ各投写レンズの光軸に関して非軸対称な
クラップ形状を有するクラップ板を設けた構成とする。

あるいは、赤、緑、青の各色の映像源を、緑色の映像源
を中心として、スクリーン面における水平方向にほぼ平
行な方向に配設し、赤色と青色の投写光の光路中に、各
投写レンズの光軸に関して非軸対称なクラップ形状で、
かつ映像源の画面の上下左右方向を基準として、それぞ
れ相互に対称なクラップ形状を有するクラップ板を設け
た構成とする。

あるいは、上記の各クラップ板に代えて、映像信号変調
手段、映像源の入力電力変調手段、映像源の入力電力に
対する発光出力特性変調手段のうち一以上の手段を設け
た構成とする。

〔作用〕

上記の構成の投写形画像ディスプレイ装置においては、
スクリーン全面に白色の映像を映出したときに、スクリ
ーン左右端付近、または左右の各専売の入射面の赤、緑
、青の各色の照度の比率がスクリーン中心付近における
各色の照度の比率とほぼ同じになるように、投写レンズ
の光軸を中心とするクラップ半径を特定の方向において
相対的に小さくしたクラップ形状を各色ごとに定めるこ
とができる。

さらに、これとあわせて、スクリーン全面に白色の映像
を映出したときに、スクリーンの中心付近を除くスクリ
ーンの周辺部の領域における色温度が、スクリーンの中
心付近における色温度より高くなるように、投写レンズ
の光軸を中心とするクラップ半径を特定の方向において
相対的に小さくしたクラップ形状を各色ごとに定めるこ
とができる。

上記のクラップ形状を有するクラップ板を用いることに
より、スクリーン面における色むらは、胡視者が直ちに
は検知しがたいレベルとなり、非常に良好な画質が得ら
れる。

一方、シャドウマスク形の従来のカラーブラウン管を用
いたカラーテレビジョンにおいては、般に画面全面に白
色の映像を映出したとき、画面の中心付近を除く周辺部
の領域は１画面の中心付近より色温度が高くなっている
。

したがって、投写形画像ディスプレイ装置において、前
記のクラップ板のクラップ形状を、スクリーン全面に白
色の映像を映出したときに、スクリーンの周辺部の領域
の色温度がスクリーン中心付近の色温度より高くなるよ
うに定めた場合は。

カラーブラウン管を用いたカラーテレビジョンと同様な
色再現ができることになるので、カラーブラウン管のカ
ラーテレビジョンを見慣れた一般の期視者にとっては、
きわめて色むらの少ない良好な画質に感じられることと
なる。

上記の各クラップ板に代えて、映像信号変調手段、映像
源の入力電力変調手段、映像源の入力電力に対する発光
出力特性変調手段のうち一以上の手段を設けることによ
っても１色むらの低減をはかることが可能である。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図〜第７図により説明す
る。

第１図は本発明による投写形画像ディスプレイ装置用光
学系の分解斜視図であり、ＩＲ，１Ｇ。

ＩＢはそれぞれ赤、緑、青の投写形ブラウン管、２Ｒ，
２Ｇ、２Ｂはそれぞれ投写形ブラウン管ＩＲ，１Ｇ、Ｉ
Ｂ用の投写レンズである。２Ｒ−１〜２Ｒ−４，２Ｇ−
１〜２Ｇ−４，２Ｂ−１〜２Ｂ−４はそれぞれ投写レン
ズ２Ｒ，２０，２Ｂを構成する第１〜第４レンズであり
、これらの・うち第３レンズ２Ｒ−３，２Ｇ−３２Ｂ−
３がパワーレンズとして画像の拡大に寄与し、他のレン
ズは主として収差補正に寄与している。３Ｒ，３Ｇ。

３Ｂはそれぞれ投写レンズ２Ｒ，２０，２Ｂの光軸であ
り、−点ＳＯで光軸集中角０で交わっている。スクリー
ン（図示せず）は、スクリーン中心を通る法線が光軸３
Ｇとほぼ一致し、点Ｓ０がスクリーン中心となるように
配設される。４Ｒ。

４Ｂはそれぞれ投写レンズ２Ｒ，２Ｂに設けられたクラ
ップ板であり、それぞれ光軸３Ｒ，３Ｂに第２図は、第
１図の投写形画像ディスプレイ装置用光学系を用いた背
面投写形画像ディスプレイ装置の、光軸３Ｇを含む要部
断面図であり、８はスクリーン、９Ｇは緑の投写光束、
１１は投写光束９Ｇを折り返すための反射鏡、１２は筐
体である。ＳＯ’は投写レンズ２Ｇをレンズ鏡筒に組み
込んだものであり、結合器６Ｇによって投写形ブラウン
管ＩＧに結合されている。

第２図に示すよう゛な背面投写形画像ディスプレイ装置
を一般の家庭において設置するにあたっては、装置の設
置スペースをできる限り小さくすることが要求されるが
、このためには装置の奥行きを小さくすることが必要で
ある。そのため、第１図の光学系においては、投写レン
ズ２Ｒ，２Ｇ。

２Ｂからスクリーン上の点Ｓ０までの投写距離がなるべ
く短くなるよう設計されるが、このとき投写レンズ２Ｒ
，２０，２Ｂの径、あるいは投写形ブラウン管ＩＲ，Ｉ
Ｇ、ＩＢの大きさに起因して、光軸集中角０は必ずしも
小さくはなっていなＮ− ｚ１急 第３図は、前記の赤の投写形ブラウン管ＩＲと投写レン
ズ２Ｒの組立状態の断面図であり、５Ｒはレンズ鏡筒、
６Ｒは投写形ブラウン管ＩＲと投写レンズ２Ｒを結合す
る結合器である。７Ｒは透明液体冷媒であり、投写形ブ
ラウン管Ｉ　Ｒと第１レンズ２Ｒ−１と結合器６Ｒとに
より囲まれた空間内に封止され、対流により、投写形ブ
ラウン管ＩＲが発生する熱の放熱を助けている。３１は
クラップ板４Ｒの回転防止用爪である。

第３図においては、第３レンズ２Ｒ−３がパワーレンズ
であることから、投写レンズ２Ｒの入射瞳はおおむね第
２レンズ２Ｒ−２と＠３レンズ２Ｒ−３との間にあり、
出射瞳はおおむね第３レンズ２Ｒ−３と第４レンズ２Ｒ
−４との間にある。

したがって、クラップ板４Ｒは、投写形ブラウン管ＩＲ
と、投写レンズ２Ｒの入射瞳との間に設けられているこ
とになる。

このとき、第１図において、スクリーンに投写された画
像は、投写形ブラウン管ＩＲに映出された画像に対して
倒立画像となり、たとえばスクリ−ンから見て投写形ブ
ラウン管ＩＲの右端部付近の画素から出射した光束は、
クラップ板４Ｒの穴の右寄り、パワーレンズ２Ｒ−３の
中央付近を経てスクリーン左端部付近に集束する。また
、投写形ブラウン管ＩＲの左上隅付近の画素から出射し
た光束は、クラップ板４Ｒの穴の左上寄り、パワーレン
ズ２Ｒ−３の中央付近を経てスクリーン右下隅付近に集
束する。したがって、クラップ板４Ｒの、光軸３Ｒを中
心としたときのクラップ半径を方向により変化させれば
、投写形ブラウン管ＩＲからスクリーンに至る光束の、
クラップ板４Ｒによる「けられ」が投写方向によって変
化することになり、スクリーンの左右端付近、左右の各
上下限付近における。スクリーン入射面の照度分布を変
化させることができる。

緑、青の投写形ブラウン管ＩＯ，ＩＢと、投写レンズ２
Ｇ、２Ｂについても、第３図と同様に組み立てられてい
る。ただし本実施例においては、緑の投写レンズにはク
ラップ板は設けていない。

プ板４Ｒ，４Ｂの、スクリーン側から見た平面図である
。３２は、第３図のレンズ鏡筒５Ｒ内の回転防止用爪３
１と嵌合させるための切欠きである。

第４図（、）に示したクラップ板４Ｒは、スクリーン側
から見て右の方がクラップ半径が小さくなっており、ス
クリーン左端部付近の赤の照度をおさえることができる
。また、第４図（ｂ）に示したクラップ板４Ｂは、スク
リーン側から見て左の方がクラップ半径が小さくなって
おり、スクリーン右端部付近の青の照度をおさえること
ができる。

第１図の投写形画像ディスプレイ装置用光学系における
、クラップ板４Ｒ，４Ｂの有無によるスクリーン入射面
の照度分布の変化についてさらに説明する。

第５図は、スクリーンの中心の水平方向の入射面照度分
布であり、横軸には水平方向座標、縦軸にはスクリーン
中心における赤、緑、青の照度をいずれも１としたとき
の相対照度をとって、赤の４度を破線、緑の照度を点線
、青の照度を実線により示している。

第１図においてクラップ板４Ｒ，４Ｂがない場合は、第
１９図に示した従来例の照度分布と同様、第５図に示す
ように、スクリーン左端部付近では赤の照度が高く青の
照度が低くなる。また、スクリーン右端部付近では逆に
、赤の照度が低く青の照度が高くなる。

これに対し、第４図に示すようなクラップ板４Ｒ，４Ｂ
を第３図に示すような位置に設けたときは、前記のよう
に、スクリーン左端部付近では赤の照度がおさえられ、
スクリーン右端部付近では青の照度がおさえられる。し
たがって、第５図において、スクリーン左端部付近の赤
の照度は二点鎖線のように低下して緑、青の照度との差
が減少する。また、スクリーン右端部付近の青の照度は
一点鎖線のように低下して赤、緑の照度との差が減少す
る。この結果、投写レンズとスクリーンとの間の投写距
離がたとえば７００〜８００膿程度と小さく、各投写レ
ンズの光軸の集中角が７゜〜ｌＯ°程度と大きい場合で
あっても、スクリーン面における色むらは低減され、非
常に良好な画質が得られる効果がある。

なお、本実施例では、クラップ板４Ｒ，４Ｂの形状を第
４図（ａ）（ｂ）に示す形状としたが、クラップ形状は
これに限定されるものではない。

第６図（ａ）（ｂ）は、それぞれクラップ板４Ｒ，４Ｂ
の他の形状の例を示す平面図であり。

第４図（ａ）（ｂ）と比較すると、クラップ板４Ｒにあ
っては右上と右下方向、クラップ板４Ｂにあっては左上
と左下方向のクラップ半径が大きい形状となっている。

これらのクラップ板を使用した場合は、第４図のクラッ
プ板を使用した場合と比較して、スクリーン面で左上と
左下の赤の照度がやや大きく、右上と右下で青の照度が
やや大きくなり１色むらの点ではやや劣るものの、スク
リーン面の四隅付近の明るさが暗くなり過ぎないように
できる効果がある。

第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、縁周の投写レンズにもク
ラップ板４Ｇを設ける場合のクラップ板４Ｒ，４Ｇ、４
Ｂの形状の例を示す平面図である。

青色の投写形ブラウン管ＩＢにおいて、螢光面に入射す
る電子線のエネルギに対して発光量が比例せず飽和する
。いｂゆる譚度飽和が顕著な場合。

スクリーン左端部付近の青の照度が第５図よりさらに低
下する。これは第１図に示した投写形画像ディスプレイ
装置用光学系においては、スクリーン左端部はスクリー
ン中心に比較して投写レンズ２Ｂからの距離が長いこと
から投写倍率が大きくなり、スクリーン面で左端と中心
に同じ大きさの画像を映出するためには、投写形ブラウ
ン管ＩＢの右端に中心より小さい画像を映出しなければ
ならないことに起因する。この場合、第７図（ａ）（ｂ
）（ｃ）に示すクラップ板４Ｒ，４Ｇ、４Ｂを用いるこ
とにより、スクリーン左端部付近の赤と緑の照度がやや
小さく、右端部付近の青の照度がやや小さくなり、各色
の照度差が低減されるので、スクリーン面における色む
らが低減され良好な画質が得られる効果がある。

次に、本発明の他の実施例を第８図〜第１５図により説
明する。

第８図は、本発明による投写形画像ディスプレイ装置用
光学系の他の実施例の水平方向概略展開図であり、第１
図〜第３図と同一部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。

第８図の光学系と第１図の光学系の違いは、第１図にお
いては光軸３Ｒ，３０，３Ｂの交点Ｓ０にスクリーン中
心となるようにスクリーンを配したのに対し、第８図に
おいては交点Ｓｏより投写レンズ寄りにスクリーンを配
している点にある。

第８図の光学系においても、第３図に示すように、投写
レンズ２Ｒ，２Ｂ内にクラップ板４Ｒ。

４Ｂが設けられる。

第８図の光学系でクラップ板４Ｒ，４Ｂがない場合は、
第１図の光学系でクラップ板４Ｒ，４Ｂがない場合と比
較して、スクリーン中心８Ｃ付近の各色の照度差はやや
大きくなるが、左右両端部付近において各色の照度差が
少なくなり、スクリーン中心の水平方向に関しては全体
的に色むらが少なくなる。しかしながら、スクリーンの
４隅にζおいては、各色の照度差が大きくなるので、ク
ラップ板４Ｒ，４Ｂを投写レンズ２Ｒ，２Ｂ内に設けて
いる。

第９図（ａ）（ｂ）は本実施例に用いられるクラップ板
４Ｒ，４Ｂの、スクリーン側から見た平面図である。

第９図（ａ）に示したクラップ板４Ｒは、スクリーン側
から見て左上、左下がクラップ半径がノＪ％さくなって
おり、スクリーン右上、右下付近の赤の照度をおさえる
ことができる。また、第９図（ｂ）に示したクラップ板
４Ｂは、スクリーン側から見て右上、右下がクラップ半
径が小さくなっており、スクリーン左上、左下付近の青
の照度をおさえることができる。

第１０図は、スクリーンの対角方向の入射面照度分布で
あり、横軸には対角方向座標、縦軸にはスクリーン中心
における赤、緑、青の照度をいずれも１としたときの相
対照度をとって、赤の照度を破線、緑の照度を点線、青
の照度を実線により示している。

第８図の光学系において、投写レンズ２Ｒ。

２Ｂにクラップ板４Ｒ，４Ｂがない場合、スクリーン中
心から左上または左下へ画面を追っていくと、中心付近
では赤の照度が高く青の照度が低いが、左上隅、左下隅
付近では逆に青の照度が高く赤の照度が低くなる。また
、スクリーン中心から右上または右下へは、これと逆の
傾向がある。

これに対し、第９図（ａ）（ｂ）に示すようなクラップ
板４Ｒ，４Ｂを第３図に示すような位置に設けたときは
、前記のように、スクリーン左上、左下付近では青の照
度がおさえられ、スクリーン右上、右下付近では赤の照
度がおさえられる。したがって、第１０図において、ス
クリーン左上、左下付近の青の照度は一点鎖線のように
低下して赤、緑との照度の差が減少する。また、スクリ
ーン右上、右下付近の赤の照度は二点鎖線のように低下
して緑、青の照度との差が減少する。この結果、第１の
実施例の場合と同様に、スフ町；−ン面における色むら
は低減され、良好な画質が得られる効果がある。

第８図に示した本実施例の光学系において、光軸３Ｒ，
３０，９Ｂの交点Ｓ０とスクリーン中心８Ｃとの相対位
置関係によっては、クラップ板４Ｒ，４Ｂがない場合、
スクリーン左端とスクリーン右の上下限が同程度に赤の
照度が高く、スクリーン右端とスクリーン左の上下限が
同程度に青の照度が高くなる場合がある。

第１１図（ａ）（ｂ）Ｉ第１２図（ａ）（ｂ）。

第１３図（ａ）（ｂ）は、上記の場合に有効なクラップ
板４Ｒ，４Ｂの他の形状を示す平面図である。これらの
クラップ板を用いることにより、スクリーン面における
色むらは低減され、良好な画質となる効果が得られる。

第１４図（ａ）（ｂ）（ｃ）、第１５図（ａ）（ｂ）（
ｃ）は、スクリーン全面に白色の映像を映出したときに
、スクリーン周辺部においてスクリーン中心付近より色
温度を高くするのに適するクラップ板４Ｒ，４Ｇ、４Ｂ
の形状を示す、この場合は緑に対してもクラップ板４Ｇ
を用い、また。

スクリーン周辺部において、色温度を高くするために青
の照度が赤、緑の照度より大きくなるよう。

各色ごとに異なるクラップ形状を採用している。

これにより、スクリーン面における色むらがきわめて少
なく、かつカラーブラウン管のカラーテレビジミンと同
様な色再現が可能となるので、一般の観視者にとって、
きわめて良好な画質に感じられる効果がある。

スクリーン全面に白色の映像を映出したときに、スクリ
ーン周辺部においてスクリーン中心付近より色温度を高
くする場合、スクリーン周辺部全域にわたって色温度を
高くするのが望ましいが、投写光学系の設計上やむを得
ない場合は、スクリーン周辺部の半分以上の領域で色温
度を高くすれば、相応の効果が得られる。

以上の各実施例においては、第３図に示すように、クラ
ップ板４Ｒ，４Ｇ、４Ｂを投写形ブラウン管ＩＲ，ＩＯ
，ＩＢと、投写レンズ２Ｒ，２Ｇ。

２Ｂの入射畷との間に挿入しているが、これらのクラッ
プ板は投写レンズ２Ｒ，２Ｇ、２Ｂの出射瞳とスクリー
ンとの間に挿入する構成としてもよンに投写された画像
は、投写形ブラウン管に映出された画像に対して倒立画
像となるため、各クラップ板は光軸３Ｒ，３Ｇ、３Ｂを
中心として１８０＠回転して配設する必要がある。また
、この場合は、クラップ形状による光束の「けられ」が
、スクリーンの周辺部だけでなく、かなり中心近くの画
素にぺしても影響が及ぶため１画面全体の明るさが若干
犠牲となるが１色むらの低減に関しては、上記の各実施
例の場合と同様の効果がある。

一方、スクリーン全面に白色の画像を映出したときに、
スクリーン周辺部においてスクリーン中心付近より色温
度を高くするために、前記の各クラップ板に代えて、電
気回路による手段を用いることもできる。

第１６図は本発明の第三の実施例で、電気回路を用いた
実施例のブロック図であり、１は投写形ブラウン管、１
３は映像信号入力端子、１４は同期信号入力端子、１５
はノイズ抑圧回路、黒レベル補正回路１輸郭補正回路等
よりなる映像信号処理回路、１６は映像信号変調手段、
１７は投写形ブラウン管１の電子ビーム量変調手段、１
８は投写形ブラウン管１のフォーカス回路、１９はフォ
ーカス電流変調手段、２０は投写形ブラウン管１のフォ
ーカスコイルである。

第１６図において、映像信号入力端子１３に入力された
映像信号は、映像信号処理回路１５．映像信号変調回路
１６を経て、投写形ブラウン管１のカソードに印加され
る。ここで映像信号変調手段１６は、投写形画像ディス
プレイ装置のスクリーン（図示せず）上に生じる色むら
を除くために、同期信号入力端子１４に入力された同期
信号を用いてこの色むらと逆極性の補正関数を発生し、
この補正関数を映像信号に乗じる機能を有している。

一方、上記の同期信号は、電子ビーム量変調手段１７を
経て、投写形ブラウン管１のグリッドに印加される。こ
こで電子ビーム量変調手段１７は、映像源の入力電力変
調手段であって、映像信号変調手段１６と同様に、同期
信号を用いてスクリーン上の色むらと逆極性の補正関数
を発生する。この補正関数信号は、カソードとグリッド
間の電位差に重畳され、投写形ブラウン管１の電子ビー
ム量を変調する。

また、上記の同期信号は、フォーカス回路１８゜フォー
カス電流変調手段１９を経て、投写形ブラウン管１のフ
ォーカスコイル２０に印加される。

ここで、フォーカス電流変調手段１９は、映像源の入力
電力に対する発光出力特性変調手段であって、映像信号
変調手段１６．電子ビーム量変調手段１７と同様に、同
期信号を用いてスクリーン上の色むらと逆極性の補正関
数を発生し、この補正関数をフォーカス回路１８の出力
のフォーカス信号に乗じる機能を有している。

本実施例においては、映像信号変調手段１６゜電子ビー
ム量変調手段１７．フォーカス電流変調手段１９を用い
ることにより、総合的にスクリーン上の色むらを除くよ
うに、それぞれの補正関数を定めればよい。

なお、映像信号変調手段１６．電子ビーム量変調手段１
７．フォーカス電流変調手段１９は、これらを全部用い
るのではなく、これらのうちの−手段または二手段を用
いる構成とすることもできる。また、これらの三１手段
のうちのいくつかの手段と１本発明の第一の実施例また
は第二の実施例に示したようなクラップ板を用いた光学
系とを併用する構成とすることもできる。いずれの場合
も補正関数の選び方とクラップ板のクラップ形状の選び
方により、スクリーン全面に白色の画像を映出したとき
に、スクリーン周辺部においてスクリーン中心付近より
色温度を高くすることが可能である。

上記の電気回路を用いた実施例にあっては、各補正関数
が複雑な関数となるため、製造コストの上昇は避けられ
ない、しかしながら、クラップ板を用いる本発明の第一
の実施例、第二の実施例においては、スクリーン入射面
の各点における照度がクラップ板を除いた場合と比較し
て上昇することはないのに対し、上記の電気回路を用い
た実施例ではスクリーン入射面の一部の点における照度
を増すことにより色むらを低減することもできる効果が
ある。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように１本発明によれば、投写
レンズとスクリーンとの間の投写距離がたとえば７００
〜８００鴎程度と小さく、各投写レンズの光軸の集中角
が７〜１０”程度と大きい場合であっても、スクリーン
面における色むらは低減され、非常に良好な画質が得ら
れる効果がある。このとき、特にスクリーン全面に白色
の映像を映出したときに、スクリーン周辺部においてス
クリーン中心より色温度を高くした場合には、カラーブ
ラウン管のカラーテレビと同様な色再現が可能となるの
で、一般の敵視者にとってきわめて良好な画質に感じら
れる効果がある。

さらに、これにより、家庭用の投写形テレビジ五ンをは
じめとして、特に背面投写形の画像ディスプレイ装置に
ついて、光路折返し用の反射鏡を用いれば、投写光学系
をおさめる装置筐体の大きさをコンパクトにすることが
、スクリーン上の色ならを増加させることなく可能とな
り５画像ディスプレイ装置の設置スペースをより狭くし
得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の光学装置の分解斜視図
、第２図は第１図の光学装置を用いた背面投写形画像デ
ィスプレイ装置の要部断面図、第３図は投写形ブラウン
管と投写レンズの組立状態を示す断面図、第４図は第１
図の光学装置に用いたクラップ板の平面図、第５図は第
一の実施例におけるスクリーン面水平方向の入射面照度
分布図、第６図及び第７図はクラップ板の他の例を示す
平面図、第８図は本発明の第二の実施例の光学装置の水
平方向概略展開図、第９図は第８図の光学系に用いるク
ラップ板の平面図、第１０図は第二の実施例におけるス
クリーン面対角方向の入射面照度分布図、第１１図乃至
第１５図はそれぞれクラップ板の他の実施例を示す平面
図、第１６図は本発明の第三の実施例を示すブロック図
、第１７図は従来の投写光学系の水平方向展開図、第１
８図７１壁スクリーン面の平面図、第１９図は第１７図
の従来の投写光学系におけるスクリーン面水平方向の入
射面照度分布図である。 １、ＩＲ，ＩＯ，ＩＢ・・・投写形ブラウン管、２Ｒ，
２０，２Ｂ・・・投写レンズ、 ４Ｒ，４０，４Ｂ・・・クラップ板。 ８・・・スクリーン。 １６・・・映像信号変調手段、 １７・・・電子ビーム量変調手段、 １９・・・フォーカス電流変調手段。 粥 躬 乙 閉 （ａン （し） 第 凶 （し） 躬 ／θの 工下 塙 （ａ） Ｃｔ”） 躬 圀 筋 国 躬１２Ｉ！］ 躬１３０ 躬 ／４−虐 第 １ｓ図 Ｂ Ｂ 扇１８国 ＃ 躬ｔ’？７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、赤、緑、青の各色の映像源と、映像が投写されるス
   クリーンと、前記各色の映像源の前面にそれぞれ配設さ
   れ、前記各映像源の表示画像を前記スクリーン上に拡大
   投写する投写レンズとを備えた投写形画像ディスプレイ
   装置用光学装置において、前記映像源のうち少なくとも
   １色の映像源から前記投写レンズを経て前記スクリーン
   に入射する投写光の光路中に、前記投写レンズの光軸に
   関して非軸対称なクラップ形状を有するクラップ板を設
   けたことを特徴とする投写形画像ディスプレイ装置用光
   学装置。 ２、赤、緑、青の各色の映像源と、映像が投写されるス
   クリーンと、前記各色の映像源の前面にそれぞれ配設さ
   れ、前記各映像源の表示画像を前記スクリーン上に拡大
   投写する投写レンズとを備えた投写形画像ディスプレイ
   装置用光学装置において、前記各映像源から前記各投写
   レンズを経て前記スクリーンに入射する投写光による、
   前記スクリーンの入射面における各色の照度分布のうち
   、少なくとも１色の照度分布を、前記投写光の光路中に
   設けられ前記投写レンズの光軸に関して非軸対称なクラ
   ップ形状を有するクラップ板により変調することを特徴
   とする投写形画像ディスプレイ装置用光学装置。 ３、前記クラップ板は、前記映像源の画面の上下左右方
   向を基準として、各色の投写光用ごとに異なるクラップ
   形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の投写形画像ディスプレイ装置用光学装置。 ４、前記映像源は、緑色の映像源を中心として、前記ス
   クリーン面における水平方向にほぼ平行な方向に、赤、
   緑、青の順に配列されるとともに、前記クラップ板は、
   前記映像源の画面の上下左右方向を基準として、赤と青
   の投写光用としてそれぞれ相互に対称なクラップ形状を
   有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
   れかに記載の投写形画像ディスプレイ装置用光学装置。 ５、前記クラップ板は、前記スクリーン全面に白色の映
   像を映出したときに、スクリーン左右端付近、または左
   右の各上下の四隅付近において、スクリーン入射面の赤
   、緑、青の各色の照度の比率がスクリーン中心付近にお
   ける各色の照度の比率とほぼ同じになるように、前記投
   写レンズの光軸を中心とするクラップ半径を特定の方向
   において相対的に小さくしたクラップ形状を有すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
   の投写形画像ディスプレイ装置用光学装置。 ６、前記スクリーン全面に白色の映像を映出したときに
   、前記スクリーンの中心付近を除く前記スクリーンの周
   辺部の半分以上の領域における色温度が、前記スクリー
   ンの中心付近における色温度より高いことを特徴とする
   投写形画像ディスプレイ装置。 ７、前記クラップ板は、前記スクリーン全面に白色の映
   像を映出したときに、前記スクリーンの中心付近を除く
   前記スクリーンの周辺部の半分以上の領域における色温
   度が、前記スクリーンの中心付近における色温度より高
   くなるように、前記投写レンズの光軸を中心とするクラ
   ップ半径を特定の方向において相対的に小さくしたクラ
   ップ形状を有することを特徴とする請求項１ないし請求
   項５のいずれかに記載の投写形画像ディスプレイ装置用
   光学装置。 ８、１枚以上のレンズと、前記レンズを保持固定するレ
   ンズ鏡筒とよりなる投写形画像ディスプレイ装置用投写
   レンズにおいて、前記投写レンズの光軸に関して非軸対
   称なクラップ形状を有するクラップ板を前記レンズ鏡筒
   に組み込んだことを特徴とする投写形画像ディスプレイ
   装置用投写レンズ。 ９、前記クラップ板は、前記投写レンズと前記スクリー
   ンとの相対位置に応じて、前記スクリーン全面に均一な
   階調レベルの単色の映像を映出したときに、スクリーン
   入射面における照度分布がスクリーン中心を軸とした軸
   対称分布に近くなるように、前記投写レンズの光軸を中
   心とするクラップ半径を特定の方向において相対的に小
   さくしたクラップ形状を有することを特徴とする請求項
   ８記載の投写形画像ディスプレイ装置用投写レンズ。 １０、特許請求の範囲第請求項１項ないし請求項５のい
   ずれか、または請求項７に記載の投写形画像ディスプレ
   イ装置用光学装置を用いた投写形画像ディスプレイ装置
   。 １１、映像信号変調手段、前記映像源の入力電力変調手
   段、前記映像源の入力電力に対する発光出力特性変調手
   段のうち一以上の手段により、前記スクリーン全面に白
   色の映像を映出したときに、前記スクリーンの中心付近
   を除く前記スクリーンの周辺部の半分以上の領域におけ
   る色温度が、前記スクリーンの中心付近における色温度
   より高くなるようにしたことを特徴とする投写形画像デ
   ィスプレイ装置。 １２、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の投写
   形画像ディスプレイ装置用光学装置を用いるとともに、
   映像信号変調手段、前記映像源の入力電力変調手段、前
   記映像源の入力電力に対する発光出力特性変調手段のう
   ち一以上の手段を用いることにより、前記スクリーン全
   面に白色の映像を映出したときに、前記スクリーンの中
   心付近を除く前記スクリーンの周辺部の半分以上の領域
   における色温度が、前記スクリーンの中心付近における
   色温度より高くなるようにしたことを特徴とする投写形
   画像ディスプレイ装置。