JPH0565853B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像管に映出される画像を投写レンズ
によりスクリーン上に拡大投写するテレビジヨン
画像投写装置に関するものである。

従来の技術 大画面のテレビジヨン画像を得るために、比較
的小さな映像管にテレビジヨン画像を映出し、投
写レンズによりスクリーン上に拡大投写する方法
は従来からよく知られているが、最近では、映像
管と投写レンズとの間の空間に透明シリコーンゲ
ルや透明液体を充填することにより、投写画像の
コントラストを向上させることが試みられるよう
になつた（例えば、テレビジヨン学会誌第38巻第
１号第14ページ、実開昭58−28501号公報）。

上述のテレビジヨン画像投写装置の一例の概略
構成を第６図に示す。映像管１のフエイスプレー
ト２の前方に投写レンズ３が配置され、映像管１
に映出されるテレビジヨン画像が投写レンズ３に
より投写レンズ３から離れた位置に配置されてい
るスクリーン（図示せず）に拡大投写される。フ
エイスプレート２と投写レンズ３の映像管１に最
も近いレンズ要素４との間には、弾性に富んだ枠
体５が密着して配置され、枠体５で囲まれる空間
にはシリコーンゲル６が充填されている。シリコ
ーンゲル６の屈折率はフエイスプレート２の屈折
率およびレンズ要素４の屈折率に近いので、フエ
イスプレート２の外面７およびレンズ要素４の映
像管１側の面８で境界面の両側の媒質の屈折率差
により発生する不要反射が非常に少なくなる。映
像管１の螢光体面９上のある一点から出た光は不
要反射により螢光体面９に戻り、この戻つてきた
光は螢光体面９により拡散反射され、さらに投写
レンズ３によりスクリーン上に拡げられて到達す
るので、不要反射が多い場合には投写画像のコン
トラストが劣化してしまう。その点、第６図に示
すような構成にすると、不要反射が少ないために
投写画像のコントラストを向上させることができ
る。

なお、第６図に示した映像管１を液冷式映像管
１０に置換して第７図に示すような構成にして
も、投写画像のコトラスト向上に関して同等の効
果が得られる。第７図に示した液冷式映像管１０
は、映像管１のフエイスプレート２の上に中央に
窓を有する金属板１１を接着剤１２で固定し、さ
らに金属板１１の上にガラス板１３を接着剤１４
で固定し、内部の密閉空間にエチレングリコール
のような対流し易い透明液体１５を充填したもの
である（例えば、実公昭59−7731号公報）。フエ
イスプレート２から発生する熱は透明液体１５の
対流により金属板１１に伝えられ、その熱が金属
板１１の表面から外部に放散されるので、映像管
１の入力電力を大きくしても映像管１の爆縮を防
止でき、映像管１を高輝度で発光させることがで
きる。

シリコーン樹脂には２駅混合した後、時間経過
に伴いゲル状に硬化するシリコーンゲルというも
のがある。このようなシリコーンゲルを第６図に
示すような構成に使用すると、組立時には液体で
あるのでフエイスプレート２とレンズ要素４とを
空気層が入らないように容易に結合することがで
き、また使用時にはゲル状であつて使用中に液体
が漏洩する問題がないので、非常に都合が良い。

発明が解決しようとする問題点 第６図に示した構成において、シリコーンゲル
６の厚さを厚くすると、投写レンズ３の映像管１
に最も近いレンズ要素４の凹面１６と螢光体面９
との間隔が長くなり、投写レンズ３の良好な収差
補正が困難となるので、シリコーンゲル６の厚さ
は薄い方が良い。枠体５はレンズ要素４とフエイ
スプレート２に密着する必要があり、しかも温度
変化によるシリコーンゲル６の体積変化に追従し
て横方向に容易に変形する必要があるので、枠体
５の軸方向の長さをある程度大きくしなければな
らない。そうすると、シリコーンゲル６の両面が
平面でその厚さが薄い場合には、レンズ要素４と
フエイスプレート２との間に枠体５を配置する空
間がなくなつてしまう。これは、第７図に示した
構成でも同様の問題点である。

そこで、第８図に示すようにレンズ要素４の映
像管１側の面８に段差部１７を設け、シリコーン
ゲル６を中心部１８は薄く、周辺部１９は厚くな
るようにすると上述の問題点は解決される。とこ
ろが、この場合には次のような別の問題点が発生
する。つまり、シリコーンゲル６の屈折率は約
1.40でアクリル樹脂あるいは光学ガラスの屈折率
よりも小さいので、第８図に示すように、螢光体
面９上の一点から出て段差部１７の傾斜面２０に
入射する光線は、段差部１７の傾斜面２０で屈折
し投写レンズ３の結像作用により、スクリーンの
周辺部にゴースト像を発生させる。また、第９図
に示すように、螢光体面９上の一点から出てレン
ズ要素４に入射した後に傾斜面２０に入射する光
線があり、この光線は傾斜面２０で反射し投写レ
ンズ３の結像作用により、スクリーンの周辺部に
ゴースト像を発生させる。これらのゴースト像は
テレビジヨン画像にあつてはならないものであり
大きな問題点である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、映
像管に最も近いレンズ要素の映像管側の面に段差
部を設け、透明物質の中心部が薄く、周辺部が厚
くなるようにした場合でも、コントラストが良好
で、しかもゴースト像が発生しないようにしたテ
レビジヨン画像投写装置を提供することを目的と
している。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、映像管
と、前記映像管のフエイスプレートの前方に配置
される投写レンズと、前記フエイスプレートと前
記投写レンズとの間に配置される枠体と、前記フ
エイスプレートと前記投写レンズと前記枠体とに
囲まれる空間に充填される透明物質と、前記投写
レンズの前記映像管に最も近いレンズ要素の前記
映像管側の面に設けられた段差部とを備え、前記
段差部は前記映像管に近づくに従つて細くなる傾
斜面であつて、前記傾斜面の前記投写レンズの光
軸に対する傾斜角は20°から35°の範囲であり、前
記透明物質は前記レンズ要素の前記映像管側の面
と前記傾斜面とに接触し、前記映像管の蛍光体面
から出て前記傾斜面に入射して屈折する光線およ
び前記傾斜面に入射した後に前記傾斜面で反射す
る光線が前記投写レンズの内部で遮蔽されるよう
にしたものである。

作 用 上記手段によれば、映像管に最も近いレンズ要
素の映像管側の面に段差部を設け、透明物質の中
心部が薄く周辺部が厚くなるようにしているの
で、投写レンズは良好な収差補正が可能となり、
レンズ要素とフエイスプレートとの間に十分な厚
さの枠体を配置することができる。さらに、段差
部を映像管に近づくに従つて細くなるような傾斜
面とし、映像管の螢光体面から出て傾斜面に入射
して屈折する光線およびレンズ要素に入射した後
に傾斜面で反射する光線が投写レンズの内部で遮
蔽されるようにしているので、ゴースト像の発生
を防止することができる。

実施例 本発明によるテレビジヨン画像投写装置の実施
例について添付図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるテレビジヨ
ン画像投写装置の構成を示したものである。映像
管２１のフエイスプレート２２の前方には投写レ
ンズ２３が配置され、投写レンズ２３からかなり
離れた位置にスクリーン（図示せず）が配置され
る。

投写レンズ２３の映像管２１に最も近いレンズ
要素２４には、第２図に示すように、外周面の中
央部に鍔２５を設け、レンズ要素２４の映像管２
１側のレンズ面２６と鍔２５との間に、段差部２
７が構成されるようにしてある。この段差部２７
は映像管２１に近づくに、従つて細くなるような
傾斜面２８となつている。この傾斜面２８の投写
レンズ２３の光軸２９に対する傾斜角は後述のよ
うにゴースト像がスクリーン上に現われないよう
に適当な角度に選ばれる。レンズ面２６は加工の
容易な平面である。傾斜面２８の外周形状は映像
管２１に映出される画像と同一または同程度の大
きさで四隅の丸い長方形状とし、鍔２５の外周３
０の形状はフエイスプレート２２とほぼ同じ大き
さで四隅の丸い長方形状である。レンズ要素２４
のスクリーン側の外周面３１の外周形状は加工の
容易な円形としている。レンズ要素２４は傾斜面
２８が設けられているので、アクリル樹脂などの
透明樹脂を材料として、鍔２５と一体にして樹脂
成形加工すれば、容易に製作することができる。

フエイスプレート２２と鍔２５の間には、第３
図に示すように、全体の形状がコ字状で断面形状
がコ字状の弾性に富む枠体３２がフエイスプレー
ト２２と鍔２５とに密着するように配置されてい
る。枠体３２は、外周３３，３４がフエイスプレ
ート２２とほぼ同じ大きさの長方形状で、内周３
５が映像管２１に映出される画像よりも少し大き
く、上部が開いた長方形状となつている。

フエイスプレート２２とレンズ要素２４と枠体
３２とに囲まれた空間には透明物質３６が充填さ
れる。透明物質３６はレンズ要素２４の映像管側
のレンズ面２６と傾斜面２８とに接触する。透明
物質３６は、シリコーンゲル、透明接着剤のよう
な屈折率がフエイスプレート２２の屈折率とレン
ズ要素２４の屈折率に近く、組立時には液体で使
用時には個体またはゲル状の透明材料が選ばれ
る。

枠体３２は、組立時には液体である透明物質３
６か漏洩しないように、フエイスプレート２２と
鍔２５とに密着させる必要がある。このために
は、枠体３２を接着剤によりフエイスプレート２
２と鍔２５とに固定するとよい。あるいは、枠体
３２を弾性材料で構成して、フエイスプレート２
２と鍔２５とを機械的に圧縮するようにしてもよ
い。枠体３２は、例えばシリコーンゴムなどの弾
性に富み化学的に安定な材料から選ぶとよい。

上述のような構成にすることにより次のような
作用が得られる。レンズ要素２４の映像管２１側
のレンズ面２６の周囲には段差部２７が構成さ
れ、透明物質３６は中心部３７が薄く周辺部３８
が厚くなる。そのため、投写レンズは良好な収差
補正が可能となり、またレンズ要素２４の鍔２５
とフエイスプレート２２との間に十分な厚さの枠
体３２を配置することができる。

次に、レンズ要素２４に段差部２７を設けた場
合でもスクリーン上にゴースト像が現れないよう
にする考え方について述べる。第４図は、傾斜面
２８が光軸２９を中心にして回転対称であるとし
て、光軸２９を含む平面内にあつて映像管２１の
螢光体面３９から出てレンズ要素２４の傾斜面２
８に入射して屈折する光線を示したものである。
実線と破線は螢光体面３９の有効領域の端部４０
から出てそれぞれ傾斜面２８の映像管２１側の端
部４１に入射する光線と、傾斜面２８の任意の一
点に入射する光線を示したものである。一点鎖線
と二点鎖線は螢光体面３９と有効領域内の任意の
一点から出てそれぞれ傾斜面２８の端部４１に入
射する光線と、傾斜面２８の任意の一点に入射す
る光線を示したものである。第４図からレンズ要
素２４のスクリーン側の面４２と各光線との交点
の光軸２９からの距離が最も小さいのは実線の場
合であることがわかる。また、光軸２９と捻れの
関係にある光線と光軸２９を含む平面内にある光
線とを比較すると、螢光体面３９上の出射点が同
じであれば、光線と面４２の交点の光軸２９から
の距離は前者のほうが大きくなる。従つて、傾斜
面２８と、レンズ要素２４に隣接するレンズ要素
または絞りとが光軸２９を中心として回転対称の
有効径を有する場合には、第４図に実線で示した
光線が投写レンズ２３の内部で遮蔽されるなら、
螢光体面３９の有効領域内の任意の一点から出て
傾斜面２８の任意の一点に入射して屈折する光線
はすべて投写レンズ２３の内部で遮蔽されること
になる。また、第２図に示したように傾斜面２８
が光軸２９を中心として回転対称でない場合に
は、光軸２９を含む平面として、傾斜面２８の法
線が含まれるような平面、つまり傾斜面２８を構
成する長方形の長辺に平行、短辺に平行、および
対角方向に平行な３つの平面を選び、第４図に実
線で示したような光線を３種類考える。この３種
類の光線がすべて投写レンズの内部で遮蔽される
なら、レンズ要素２４に隣接するレンズ要素また
は絞りが光軸２９を中心として回転対称の有効径
を有する場合に、螢光体面３９の任意の一点から
出て傾斜面２８の任意の一点に入射して屈折する
光線はすべて投写レンズ２３の内部で遮蔽され、
スクリーン上にゴースト像が現れないことにな
る。

第５図は、傾斜面２８が光軸２９を中心にして
回転対称であるとして、光軸２９を含む平面内に
あつて映像管２１の螢光体面３９から出てレンズ
要素２４に入射した後に傾斜面２８で反射する光
線を示したものである。実線と破線は螢光体面３
９の有効領域の端部４０から出てレンズ要素２４
に入射した後にそれぞれ傾斜面２８の端部４１に
入射する光線と、傾斜面２８の任意の一点に入射
する光線を示したものである。一点鎖線と二点鎖
線は螢光体面３９の有効領域内の任意の一点から
出てレンズ要素２４に入射した後にそれぞれ傾斜
面２８端部４１に入射する光線と、傾斜面の任意
の一点に入射する光線を示したものである。第５
図からレンズ要素２４のスクリーン側の面４２に
おいて各光線の光軸からの距離が最も小さいのは
実線の場合であることがわかる。従つて、実線で
示した光線が投写レンズ２３の内部で遮蔽される
なら、螢光体面３９の任意の一点から出て傾斜面
２８に入射した後に傾斜面２８の任意の一点で反
射する光線はすべて投写レンズの内部で遮蔽され
ることになる。第５図の場合にも、光軸２９と捻
れの関係にある光線を考慮した場合について、ま
た傾斜面２８が光軸２９を中心にして回転対称で
ない場合について、光線が傾斜面２８で屈折する
場合と同様の結論を得られる。つまり、傾斜面２
８を構成する長方形の長辺に平行、短辺に平行、
および対角方向に平行な３つの平面を選び、第５
図に実線で示したような光線を３種類考える。こ
の３種類の光線がすべて投写レンズの内部で遮蔽
されるなら、レンズ要素２４に隣接するレンズ要
素または絞りが光軸２９を中心として回転対称の
有効径を有する場合に、螢光体面３９の有効領域
内の任意の一点から出て傾斜面２８の任意の一点
に入射して屈折する光線はすべて投写レンズ２３
の内部で遮蔽され、スクリーン上にゴースト像が
現れないことになる。

以上のことから、投写レンズ２３の光軸２９を
含む平面内において、螢光体面３９の両端から出
て傾斜面２８の端部４１に入射する光線、および
レンズ要素２４に入射した後に傾斜面２８の端部
４１に入射する光線が投写レンズ２３の内部で遮
蔽されるように、傾斜面２８の光軸２９に対する
傾斜角を決定すればよいことがわかる。そこで、
種々の投写レンズについて実験および光線追跡を
行ない、傾斜角が20°より小さい場合には傾斜面
２８で反射する光線により、また傾斜角が35°よ
り大きい場合には傾斜面２８で屈折する光線によ
りスクリーン上にゴースト像が現れることがわか
つた。従つて、傾斜角を20°から35°の範囲に選べ
ば、ゴースト像の現れない画質の良好な投写画像
を提供することができる。

次に本発明の他の実施例について説明する。

第１図および第２図に示したレンズ要素２４の
映像管２１側の面４２は平面ではなく、曲面とす
ることもできる。また、傾斜面２８は平面ではな
く、ゆるやかな曲面とすることもできる。いずれ
の場合も、先の実施例と同様に、コントラスト、
画質とも良好で、スクリーン上にゴースト像が現
れないようにすることができる。

第１図に示した構成において、透明物質３６と
してエチレングリコールのような液体に置換する
こと、あるいは映像管２１を第６図に示したよう
な液冷式映像管１０に置換することもできる。こ
の場合も、先に示した実施例と全く同様の作用お
よび効果を得ることができる。液冷式映像管を用
いる場合には、従来の技術として説明したように
映像管をより高輝度で発光させることができるの
で、画質が良好でしかも高輝度の投写画像を得る
ことができる。

発明の効果 以上に説明したように、本発明によれば、投写
レンズの映像管に最も近いレンズ要素の映像管側
の面に段差部を設け、透明物質の中心部を薄く周
辺部を厚くしているので、投写レンズの良好な収
差補正が可能であり、十分な厚さの枠体をレンズ
要素とフエイスプレートとの間に配置することが
できる。さらに、段差部を映像管に近づくに従つ
て細くなるような傾斜面としたことにより、映像
管の螢光体面から出て傾斜面に入射して屈折する
光線およびレンズ要素に入射したのちに傾斜面で
反射する光線が投写レンズの内部で遮蔽されるよ
うにして、スクリーン上にゴースト像が現れない
ようにすることができる。この際、段差部の傾斜
面を、投写レンズの光軸に対する傾斜角が20°か
ら30°となる範囲に設定することにより、スクリ
ーン上のゴースト像を極めて効果的に抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体構成を示す縦断
面図、第２図は第１図に示した構成におけるレン
ズ要素の構成を示す斜視図、第３図は第１図に示
した構成における枠体の構成を示す斜視図、第４
図および第５図は本発明におけるゴースト像の発
生を防止する考え方を説明する線図、第６図およ
び第７図は従来例の全体構成を示す縦断面図、第
８図および第９図はゴースト像発生の原因を説明
するための線図である。 ２１……映像管、２２……フエイスプレート、
２３……投写レンズ、２４……レンズ要素、２５
……鍔、２８……傾斜面、３２……枠体、３６…
…透明物質。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 映像管と、前記映像管のフエイスプレートの
   前方に配置される投写レンズと、前記フエイスプ
   レートと前記投写レンズとの間に配置される枠体
   と、前記フエイスプレートと前記投写レンズと前
   記枠体とに囲まれる空間に充填される透明物質
   と、前記投写レンズの前記映像管に最も近いレン
   ズ要素の前記映像管側の面に設けられた段差部と
   を備え、前記段差部は前記映像管に近づくに従つ
   て細くなるような傾斜面であつて、前記傾斜面の
   前記投写レンズの光軸に対する傾斜角は20°から
   35°の範囲であり、前記透明物質は前記レンズ要
   素の前記映像管側のレンズ面と前記傾斜面とに接
   触し、前記映像管の蛍光体面から出て前記傾斜面
   に入射して屈折する光線および前記レンズ要素に
   入射した後に前記傾斜面で反射する光線が前記投
   写レンズの内部で遮蔽されるようにしたテレビジ
   ヨン画像投写装置。 ２ 投写レンズの映像管に最も近いレンズ要素に
   隣接するレンズ要素または絞りは光軸を中心にし
   て回転対称の有効径を有する特許請求の範囲第１
   項記載のテレビジヨン画像投写装置。 ３ 投写レンズの映像管に最も近いレンズ要素の
   映像管側のレンズ面が平面である特許請求の範囲
   第１項記載のテレビジヨン画像投写装置。 ４ 傾斜面の断面形状は直線または略直線である
   特許請求の範囲第１項記載のテレビジヨン画像投
   写装置。 ５ 映像管に最も近いレンズ要素は樹脂成形によ
   り製作されている特許請求の範囲第１項記載のテ
   レビジヨン画像投写装置。