JPH0248881A - 投写形ディスプレイ装置 - 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〕 本発明は投写形テレビジョンなどの投写形ディスプレイ
装置に係り、特に画面アスペクト比１６二〇のスクリー
ンに４＝３の画像を映出するときのフォーカス性能を改
善するに好適な投写光学系に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図に従来の投写形テレビジョン装置の構造図を示す
。第３図において、１は画像光源としての投写管、２は
前記投写管１からの画像光を拡大する投写レンズ、３は
前記レンズ２からの画像光をスクリーンへ導くミラー、
４は画像光を投写する為のスクリーン、５はキャビネッ
トである。投写管１の管面から出た画像光はレンズ２を
透過して拡大され、ミラー３において反射されて、画成
光がスクリーン４に対して投写される。従ってスクリー
ン上に拡大された画像を映出する事ができる。この時、
投写管１の管面上の画像（ラスタ）とスクリーン４上に
投写された画像との間の縦・横寸法の比（縦横各方向の
光学的倍率）は固定されている為、スクリーン４上に点
を定めれば、画像光源である投写管１の管面上にも一意
的に対応する点が定まる。すなわち、ある光学的倍率条
件の下では投写管１の管面上に、レンズ２によりスクリ
ーン４のある特定面積に対し投写可能な有効面積が規定
される。スクリーン面を有効に利用する為に、スクリー
ン全面のサイズに対応する投写管の蛍光面上の画像のサ
イズが、蛍光面上の発光可能面積内におさまるように投
写倍率と投写管蛍光面上の画像サイズを決定するのが一
般的である。

さて、ハイビジョン（ＨＤＴＶ）は、従来の３５ｍｍフ
ィルムとほぼ同程度の解像度と、色再現性の優れた画像
で次世代テレビとしてその伸びが期待されている。しか
しながら、従来のテレビ放送規格とは種々の点で方式が
異なり、互換性はない、したがって、ハイビジョンの本
格放送が開始されても、従来のテレビ放送は決して消滅
することはなく、ハイビジョン放送と混在することにな
るということは容易に推察される。このような状況下で
市場に出されるハイビジョン用受像機は。

ハイビジョン放送と従来放送の両方が受信できることが
必要になってくる。

ハイビジョンの映像と従来テレビの映像とで最も大きな
差異はその画面アスペクト比であり、前者が１６：９の
横長画面であるのに対し、後者は４：３の画面である。

したがって、ハイビジョン用受像機に従来放送を映出す
ると、第４図のようにハイビジョン用受像機の画面の左
右両端（ハツチング部）に何も映像が映出されない部分
が生じる。

従来技術として、たとえば特開昭６２−２６３７８２に
開示されているように、上記の何も映像が映出されない
部分に文字多重信号から文字情報を映出するなどの技術
が提案されている。しかしながら、投写形テレビジョン
装置においては、１６：９の画面に映出された４：３の
画像自体の画質は、第３図により説明した従来の投写形
テレビジョン装置における投写管の蛍光面上の画像サイ
ズと投写倍率との関係から、決してよい画質とはならな
い。以下にその理由を述べる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図は上記の従来技術を投写形テレビジョン装置に適
用する場合の光学系の模式図であり、１は投写管、２は
投写レンズ、４はスクリーン。

１１は投写管蛍光面上の画像である。

第５図において、投写管１の蛍光面上の画像１１が大き
ければ大きいほど、投写レンズ２によりスクリーン４上
に映写された映像は画質がよくきれいな映像となる。そ
の理由は、投写管１の陰極線による蛍光面上の輝点の径
は陰極線の電流値が一定であれば投写管上の画像サイズ
によらず一定となるのに対し、これが投写レンズ２によ
り拡大されてスクリーン４上に映写されると、スクリー
ン４上の輝点の径は投写レンズ２の投写倍率に比例して
大きくなることによる。すなわち、投写管１の蛍光面上
の画像１１が大きければ大きいほど投写レンズ２の投写
倍率は小さくなり、スクリーン４上の輝点の径が小さく
なるため、映像のフォーカス特性がよくなり映像は美し
くなる。

前述のように、スクリーン全面のサイズに対応する投写
管の蛍光面上の画像のサイズが、蛍光面の発光可能面積
内におさまるように投写倍率と投写管蛍光面上の画像サ
イズを決定するのが一般的である。したがって第５図に
おいては、画面アスペクト比が１６＝９のスクリーン４
の横幅−杯に映像Ａを映写する場合を基準に考え、スク
リーン４上の映像Ａに対応する投写管１の蛍光面上の画
像ａが、蛍光面の発光可能範囲の横幅−杯におさまるよ
うに投写レンズ２の投写倍率が決定される。

このような光学系で従来の画面アスペクト比が４：３の
放送を受信すると、第５図に示したようにスクリーン４
の横幅−杯には映像は出ずスクリーン４上の映像はＢと
なり、投写管の蛍光面上の画像すは小さくなってしまう
。

したがって、従来技術による投写光学系では。

画面アスペクト比４：３の従来放送受信時に投写管１の
蛍光面を有効に使用する点について配慮がされておらず
、蛍光面上の映像１１が小さくなって１画面アスペクト
比４：３専用の投写形テレビジョン装置の画像に比較す
るとフォーカス性能が悪く画質が劣ってしまうといった
問題点があった。

本発明の目的は、画面アスペクト比１６：９の映像を映
出するときも、４：３の映像を映出するときも投写管蛍
光面の横幅を一杯に有効に使用するようにして、いずれ
の場合にも最高の画質の映像を得られるようにすること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、投写形テレビの光学系の光路上に縦方向と
横方向に拡大率の異なる倍率変調レンズを配置可能とす
る事により、達成される。

〔作用〕

倍率変調レンズはその縦横方向の拡大率の比の選択によ
って、蛍光面上の画像のアスペクト比をスクリーン上の
画像のアスペクト比とは異なる任意の値にする事ができ
る。それによって、蛍光面上の画像のアスペクト比を適
当に選ぶ事で、蛍光面上の画像の領域を常に大きくとる
事ができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における投写形ディスプ
レイ装置のブロック図である。

第１図において、第３図と同じ動作をするものは同一番
号で示し説明は省略する。第１図において６は投写管か
らの画像光の拡大率を縦方向と横方向それぞれ異なる比
率で増減させる倍率変調レンズであり、たとえばシリン
ドリカルレンズや楕円レンズ等から構成され、光路上に
任意に出し入れ可能に保持されている。

以上のように構成されたこの実施例の投写形ディスプレ
イ装置について、以下のその動作を説明するため第２図
の投写管有効面積図を用いる。説明を容易にする為、画
像光の中央光線は垂直にスクリーンに入射し、投写レン
ズの縦横方向への拡大率が等しくＭ倍であると仮定して
いる。ｍＸｎの大きさのスクリーン（アスペクト比ｍ：
ｎ）全面に投写する場合の管面上有効面積は第２図ａ及
びｂの破線で示すように、ｍ／ＭＸｎ／Ｍの太きさにな
る。そのｍ　Ｘ　ｎスクリーン上にアスペクト比ｉ：ｊ
の画像を最大限投写する場合にたとえばｍ　／　ｎ　＞
　ｉ　／　ｊならばスクリーン上の画像の大きさはｎ−
ｉ／ｊＸｎとなり、管面上有効領域は第２図ａの一点鎖
線内斜線部で示すｎ−１／ｊ−ＭＸ　ｎ　／　Ｍとなり
、管面有効利用率は破線領域に比べｎ−１／ｍ−ｊ（く
１）倍と低下する。第１図において、縦方向１／Ｖ倍、
横力向１／Ｈ倍だけ画像の拡大率を変化させる倍率変調
レンズ６が画像光の光路上に配置されている場合には、
管面上画像は縦方向にＭ／Ｖ倍、横方向にＭ／Ｈ倍拡大
されてスクリーン上に投写されるから、スクリーン上に
ｎ−１／ｊｘｎの大きさの画像を投写する為の有効面積
はｎ−１−ｖ／ｊ−Ｍｘｎ−Ｈ／Ｍとなる。従って、Ｖ
−Ｈ＞１である倍率変調レンズを画像光光路上に配置す
る事によって、アスペクト比ｉ：ｊの画像に対する管面
上有効領域は第２図すの２点鎖線内科線部に示すように
増大し、管面有効利用率も向上する。倍率変調レンズ６
は光路上に出し入れ可能に保持されているから、縦横方
向の倍率を変化させている事による不都合、たとえばス
クリーン上にもっと大きな画像を投写しようとして有効
領域が管面・の発光可能領域からはみ出し画像が欠ける
等が発生する場合には、倍率変調レンズ６を画像光光路
上から外し、それら問題の発生を防ぐ。従って、本実施
例では、縦方向と横方向の拡大率の組合せが異なる複数
の光学系を１組もしくは複数組の倍率変調レンズを画像
光光路に対して出し入れする事で切り換え、異なるアス
ペクト比の画像に対しても常に大きな管面上有効領域を
得る事ができる。

このように本発明によれば、異なるアスペクト比の画像
に対しても常に管面上有効面積を大きく保ち、高輝度で
フォーカス性の良い、見易い映像を得る事ができる。

説明においては、画像光の中央光線がスクリーンに垂直
に入射するとしたが、斜めから入射してもかまわない。

また、投写レンズの拡大率が縦方向と横方向で異なって
いてもかまわない。

また、収差補正を良好に行なう為に倍率変調しンズの断
面形状を非球面形状としてもかまわない。

蛍光面上の画像形状を補正するために１倍率変調レンズ
が光軸を中心に回転対称でなくてもかまわない。

本発明の第２の実施例を第６図により説明する。

第６図は本発明の第２の実施例における投写形ディスプ
レイ装置のブロック図である。図において第１図と同一
番号は同一部品を表わす。

第６図に記載した本発明による第２の実施例が第１図に
記載した第１の実施例と異なる点は、第２の実施例と異
なる点は、アスペクト比がｍ：ｎとｉ：Ｊの２通りの画
像を投写する事を目的とした場合に１倍率変調レンズ６
は画像光の中央光線もしくは投写レンズ２の光軸を中心
軸として９０’以上回転可能に保持され、その拡大率の
比が縦・横方向でＦ了　二６Ｔもしくは、／’ｉ　：　
、／’；了であり、各アスペクト比に対応した縦横方向
に拡大率の事なる２組の光学系の切り換えを倍率変調レ
ンズ６の９０°回転によって行う事にある。スクリーン
上でアスペクト比召Ｔ：　ＪＦＶ；どなるように投写レ
ンズ２を透過した画像光は倍率変調レンズによって縦及
び横方向にＷ　：　ＪＦＶｒあるいは「　：　５丁の倍
率比で拡大され、それぞれスクリーン上でｍ：ｎ、ｉ：
ｊのアスペクト比の画像となる。すなわち、本発明によ
れば２種類のアスペクト比の画像を投写する場合にも管
面上の有効領域は共通となり、この共通有効領域を管面
上に最大限に取る事により、２種類のスクリーン上アス
ペクト比の画像に対応する管面上有効領域をそれぞれ大
きくすることができる。また、各々のアスペクト比に対
する光学系の切り換えに際し、倍率変調レンズ６を光路
上から外す必要がない為、光学系切り換えに必要な空間
を非常に小さくできる。

本発明において１倍率変調レンズを回転させる駆動力源
として電動モーターの他に、超音波モーター等を使用し
てもかまわない。また、倍率変調レンズを投写レンズの
一部と一体化させ、同時に回転可能としてもかまわない
。また、本発明において画面アスペクト比の切り換えに
対し、スクリーン余白部を小さくするために、スクリー
ンアスペクト比をＪ’；；Ｖｒ　　：　Ｆ了としてもか
まわない。

本発明の第３の実施例を第７図により説明する。

第７図は、本発明における倍率変調レンズの略断面図で
ある。説明を簡略化するため、凸フレネルシリンドリカ
ルレンズ１枚より構成しである。通常状態にある第７図
ａ記載の倍率変調レンズ６に対し、応力ｆを加え倍率変
調レンズを一方向に湾曲する事で、第７図すに記載の様
にその湾曲方向のレンズパワーすなわち拡大率を変える
事ができる。

本発明による第３の実施例が第１図に記載した第１の実
施例と異なる点は１倍率変調レンズを構成するレンズの
少なくとも１枚以上を、応力を加えて湾曲させる事によ
り縦方向と横方向の拡大率の比を変化させる事にある。

本発明によれば、倍率変調レンズを光路外へ取り出さず
、その構成するレンズの湾曲により光学系の縦横方向の
拡大率を変化させる為、スクリーン上画像アスペクト比
に対応した縦横方向の拡大率の異なる光学系の切り換え
を連続的に行い、且つその切り換えに必要な空間を小さ
くする事ができる。この時、倍率変調レンズは投写レン
ズの一部と一体化してもかまわない。

本発明の第４の実施例を第８図により説明する第８図は
、本発明による投写形ディスプレイ装置の光学系切り換
えに関する命令伝達及び動作を示した流れ図である。

第８図記載の本発明の第４の実施例が第１図記載の第１
の実施例と異なる点は、異なったアスペクト比に対する
各々の光学系に対し、あらかじめ個々の光学系に対する
コンバーゼンス補正用データを採取・保存し、光学系の
切り換えに連動して補正用データを切り換える事である
。

従来の技術ではコンバーゼンス補正回路内の補正用デー
タは１組しかなかったため、光学系の切り換えによって
スクリーン上の映像に歪みが発生する可能性があった。

本発明によれば、光学系の切り換えに対し補正用データ
も自動的に切り換わるので、常に歪みのない見やすい映
像を得る事ができる。

本発明において、コンバージェンス補正用データの保存
をＲＯＭ上に行ない、コンバーゼンス補正回路が読み出
すＲＯＭを切り換える事でデータを切り換える他に、ア
ナログコンバーゼンス補正回路上に各光学系補正用に調
整された回路を複数持ち、回路の切り換えによって補正
用データの切り換えを行なってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば投写管蛍光面上の
画像が縦横方向に異なる倍率で投写される光学系を切り
換える事で画面アスペクト比に拘束されずに蛍光面上画
像アスペクト比を選択して蛍光面上の画像の領域を大き
くする事ができ、常に高輝度でかつフォーカス性の良い
見やすい映像を得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示すブロック図、第２
図は投写管有効面積を示す模式図、第３図は従来の投写
形テレビジＪン装置を示す構造図。 第４図はハイビジョン用受像機の画面の説明図、第５図
は従来の投写形テレビジョンの光学系を示す模式図、第
６図は本発明の第二の実施例を示すブロック図、第７図
は倍率変調レンズの略断面図。 第８図は本発明の投写形ディスプレイ装置の光学系切換
えの命令伝達及び動作の流れ図である。 １・・・投写管、　　　２・・・投写レンズ、３・・・
ミラー、　　　　４・・・スクリーン、６・・・倍率変
調レンズ。 代理人弁理士　小　川　勝　男− 纂　ｆ　図 纂　３　図 第　２　図 （α） Ｃｂ’） ！ 第 ヰ 図 稟 図 ＋ 纂 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、投写管と、この投写管からの画像光を拡大する光学
   的手段と、この光学的手段を出た画像光を投写するスク
   リーンと、前記光学的手段、から出た画像光を前記スク
   リーンに投写するための投写手段と、縦方向と横方向の
   拡大率を各々異なる倍率で変える倍率変調レンズを備え
   た投写形ディスプレイ装置。 ２、光学系手段と一体あるいは別体に設けられた、縦方
   向と横方向の拡大率を各々異なる倍率で変える倍率変調
   レンズと、前記倍率変調レンズを前記光学的手段の光軸
   を中心として回転させる回転手段とを備えた請求項１記
   載の投写形ディスプレイ装置。 ３、光学的手段と一体または別体に設けられた縦方向と
   横方向の拡大率を各々異なる倍率で変える倍率変調レン
   ズと、この倍率変調レンズの一部を一方向に湾曲させる
   湾曲手段を備えた請求項１記載の投写形ディスプレイ装
   置。