JPH07119900B2

JPH07119900B2 - 投射型テレビ装置

Info

Publication number: JPH07119900B2
Application number: JP3028252A
Authority: JP
Inventors: 京平福田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPH03273206A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投写形テレビジョン装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機の画像再生面を大型
化して小型の画面では得られない迫力に富んだ画像を得
たいという要求が強まるにつれ、ブラウン管の蛍光面に
再生された画像をレンズ、反射鏡などの投写光学系によ
りスクリーン上に拡大して大型のテレビジョン画像を得
るようにした、いわゆる投射型テレビ装置（以下、ＰＴ
Ｖと略す。）が広く用いられるようになってきた。かか
るＰＴＶにおいて、これまで種々の改良が加えられた結
果、数年前と比較すると大幅に画質が向上している。こ
のＰＴＶのうちでレンズの果たす役割は非常に大きく、
特に最近はプラスチックレンズが用いられ、Ｆナンバー
が１．０と明るく、かつコストも安いレンズが実用化さ
れている。

【０００３】またこのレンズにおいて、鏡を内蔵するこ
とによって、コンパクトなセットも実現されている。

【０００４】ミラーを内蔵してコンパクトなセットを実
現した例を図１、図２（いずれも側面図）に示す。

【０００５】レンズ１は３枚構成であり、鏡２が１枚内
蔵されている。他に反射鏡３、４が２枚設けられてお
り、コンパクトなセットを実現している。ブラウン管５
上の像をレンズにより拡大投影し、スクリーン６上に像
を得る。図１は特に奥行きを低減するためのレンズ及び
鏡配置となっている。図２は特に高さを低減するための
レンズ及び鏡配置となっている。従来一般に用いられて
いる例では、ブラウン管螢光面の有効ラスターサイズは
４．８インチ、スクリーンサイズ４５インチ、倍率９．
３７倍での場合、レンズ先端からスクリーンまでの投写
距離は、１２２０〜１２７０ｍｍである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、Ｐ
ＴＶは従来に比較すると、大幅に画質が向上し、コンパ
クト化しているが、いまだ直視型のシャドウマスク式テ
レビと比較すると劣っており、また値段も高いことと相
まって、普及率も大幅に向上していないのが現状であ
る。

【０００７】本発明の目的は、少ないレンズ枚数構成で
あるにもかかわらず、投写距離の短いコンパクトなレン
ズを実現し、コンパクトで、かつ低コストのＰＴＶを実
現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、キャビネッ
トと、該キャビネットの前面上部に設けられたスクリー
ンと、螢光面が前記キャビネットの上背面方向に向けら
れた姿勢をとって該キャビネット内の下部に設けられた
陰極線管と、前記キャビネット内の上背面部に傾斜して
設けられ、前記陰極線管の螢光面からの光を前記スクリ
ーンに向かって反射される反射鏡と、前記陰極線管の螢
光面上に取り付けられ、該螢光面からの光を前記反射鏡
を介して前記スクリーンに拡大投写する投写レンズと、
からなり、前記螢光面形状は画角最外周と中心部の軸方
向偏位をＺｐとしたとき、１０ｍｍ＞｜Ｚｐ｜＞２ｍｍであって、前記投写レンズの画角を６７゜以上とし、更に、該投写
レンズの上端部は、前記スクリーンの下端部と、前記反
射鏡の下端部との間に位置することを特徴とする投射型
テレビ装置によって達成される。

【０００９】

【作用】本発明では、陰極線管（ブラウン管）の螢光面
形状は画角最外周と中心部の軸方向偏位をＺｐとしたと
き、１０ｍｍ＞｜Ｚｐ｜＞２ｍｍであって、投写レンズの画角を６７゜以上とし、更に、該投写レン
ズの上端部は、スクリーンの下端部と、反射鏡の下端部
との間に位置するようにしている。

【００１０】このブラウン管及びレンズを用いることに
よって、レンズ及び投写距離が短くなりセット内のミラ
ーが１枚となり、非常にシンプルな構成となり、またコ
ンパクトなセットが実現でき、コストも安くなる。

【００１１】

【実施例】本発明は、このような目的のもとで、以下に
示すようなブラウン管、およびレンズを用いる。

【００１２】まず、ブラウン管およびレンズの概略図を
図３（平面図ないし側面図）に示す。ブラウン管螢光面
は曲率中心がスクリーン側にある曲面となっており、ま
たレンズ構成としては、この螢光面ガラスの他に、スク
リーン側から、凸レンズ、凸レンズ、凹レンズの順に配
置されている。本発明は、このレンズ及びブラウン管を
用いることによって、レンズ先端からスクリーンまでの
投写距離を従来よりも大幅に短くし、光学系をシンプル
な構成とし、かつコンパクトなセットを実現する。以下
本発明の特徴を述べる。

【００１３】説明は４．５インチのブラウン管上のラス
ター像をレンズによって１０倍拡大し、スクリーン上に
４５インチの像を得る場合について説明する。符号は全
て、スクリーンからブラウン管に向かう方向を正とす
る。

【００１４】ブラウン管蛍光面形状として、画角最外周
と中心部の軸方向偏位をＺｐとしたとき、１０ｍｍ＞｜Ｚｐ｜＞２ｍｍである。従来光学系のレンズ先端からスクリーンまでの距離１２
２０〜１２７０ｍｍに比較して、本発明は８００〜８５
０ｍｍとなっており、従来光学系の半画角が約２５゜で
あるのに対して、本発明にかかる光学系の半画角は、約
３５゜であり、大幅に大きい。

【００１５】本条件はこのような画角の大きい光学系を
実現するために必要な条件である。

【００１６】ブラウン管蛍光面を非球面とし、またその
形状として、中心軸付近の曲率中心は電子銃側と反対に
位置し、また曲率半径は、中心部よりも周辺部で大きく
する。一般にレンズには像面わん曲と呼ばれる収差があ
り、本条件はこの収差を低減するためのものである。ブ
ラウン管の蛍光面ガラスは一般にプレスで製作されてお
り、また蛍光面側について、研磨されることなく、ある
程度表面が粗い状態で蛍光体が塗布さている。このよう
な製造法においては、蛍光面が平面、球面、非球面であ
っても大きい違いはなく、コストも変わらない。

【００１７】本発明に用いるレンズとして、螢光面ガラ
スの他に、スクリーン側から、凸レンズ、凸レンズ、凹
レンズの順に配置され、１番目の凸レンズのパワー（焦
点距離の逆数）、２番目の凸レンズのパワー、及びレン
ズ全系のパワーをそれぞれＰ₁，Ｐ₂，Ｐ₀としたとき、
次の関係を有する。

【００１８】０．６＞Ｐ₁／Ｐ₀＞０．４５０．８５＞Ｐ₂／Ｐ₀＞０．７５一般にレンズ先端からスクリーンまでの投射距離Ｄは大
略次式で与えられる。

【００１９】Ｄ≒Ｍ・ｆＭ：倍率ｆ：焦点距離したがって、倍率一定のときの投射距離を短くするに
は、焦点距離を短くし、パワーを大きくする必要があ
る。本レンズはこの全体のパワーを２枚の凸レンズで分
担するものである。また本条件を達成すると、必然的に
第１レンズと第２レンズと第３レンズ間隔が狭くなる。
したがって本条件はコンパクトなレンズを実現するため
にも欠くことができない。

【００２０】第３の凹レンズのスクリーン側面を非球面
とし、その曲率は、中心部よりも周辺部で大きくする。
同様に第２の凸レンズのブラウン管側面も非球面とす
る。この２面の非球面量をｑ₁，ｑ₂、球面量をＳ₁，Ｓ₂
としたとき、これらの値と、レンズ最外周での、中心部
との軸方向偏位Ｚ₁，Ｚ₂の間に次の関係を有する。

【００２１】Ｚ_１＝ｑ_１＋Ｓ_１Ｚ_２＝ｑ_２＋Ｓ_２ −５ｍｍ＞ｑ_１＞−１０ｍｍ −３ｍｍ＞ｑ_２＞−５ｍｍこの条件は、ディストーション及び球面収差を除くのに
必要である。

【００２２】第２の凸レンズと第３の凹レンズの間隔Ｔ
₂₃と全系の焦点距離の間に次の関係を有する。

【００２３】０．４ｆ＞Ｔ₂₃＞０．３５ｆこれはディストーションおよびコマ収差を低減するのに
必要な条件である。

【００２４】第１の凸レンズと第２の凸レンズの間隔Ｔ
₁₂と全系の焦点距離ｆの間に次の関係を有する。

【００２５】０．４５ｆ＞Ｔ₁₂＞０．３７ｆこれは（２）の条件と関連して、全レンズ系をコンパク
トにし、かつ非点収差を除くためのものである。

【００２６】第２の凸レンズの厚みｔ₂を次の値に設定
する。

【００２７】０．２５ｆ＞ｔ₂＞０．２ｆこれはディストーション低減のための条件である。本発
明に係る実施例についてのレンズデータを第１表〜第７
表に示す。それぞれに対応するＭＴＦの結果を特性図の
図４〜図１０に示す。図において縦軸はＭＴＦ（％）、
横軸は相対画角である。ＭＴＦはブラウン管上１ｐｌ／
ｍｍの緑色単色波長（λ＝５４００Å）の値である。全
て良好なＭＴＦが得られている。

【００２８】表１〜表４に示すレンズデータについて
は、ディストーションが３〜１０％と若干悪い。ＰＴＶ
のディストーションについては、レンズ系で悪くても、
ブラウン管のディストーションで逆補正することによっ
てスクリーン上のディストーションを少なくすることが
可能である。したがってディストーションが悪くても、
使用するに際してはそれほど大きな問題ではない。表５
〜表７のレンズにおいては、ディストーションも良好に
補正された設計である。表１〜表７の全てにわたってＦ
ナンバーが約１．０と小さく、かつ画角が約３５゜と非
常に大きいにもかかわらず良好なＭＴＦ特性が得られて
いる。なお表１〜表７における非球面式とはレンズ形状
を次式で示したときの係数である。

【００２９】

【数１】

【００３０】表８に各実施例について、（１）〜（８）
で述べた各値を一覧表にし、それぞれの裏付けとする。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】

【００３５】

【表５】

【００３６】

【表６】

【００３７】

【表７】

【００３８】

【表８】

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると投射距
離の短いレンズが構成できるため、セット内の鏡配置等
は図１１（側面断面図）に示す構造となり、非常にシン
プルなセットが実現できる。またセットの大きさも従来
主に使われてきた図２に示す構成（投射距離１２３５ｍ
ｍ）に比べ、高さ同一で、奥行きが約１０ｃｍ低減でき
る。またセット内の鏡が従来の３枚から１枚に低減でき
るため、鏡の反射損失が少なくなり、明るさが２０％向
上する。また図１、図２に示すレンズに比べて、内蔵鏡
がなくなり、鏡筒が単純化され、同時にレンズ単玉も小
さくなることによって、非常に低コストとなる。例え
ば、図１、図２に示す最もスクリーン側に近いレンズの
径は１４０〜１５０ｍｍφであったものが、本発明によ
れば８０〜９０ｍｍφとなる。またレンズの軸方向長さ
も約半分となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＰＴＶの光学構造断面図である。

【図２】従来のＰＴＶの光学構造断面図である。

【図３】本発明のレンズ系の平面ないしは側面断面図で
ある。

【図４】本発明の実施例の特性図である。

【図５】本発明の実施例の特性図である。

【図６】本発明の実施例の特性図である。

【図７】本発明の実施例の特性図である。

【図８】本発明の実施例の特性図である。

【図９】本発明の実施例の特性図である。

【図１０】本発明の実施例の特性図である。

【図１１】本発明のＰＴＶの構造を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１…レンズ、２…内蔵線、３…鏡、４…鏡、５…ブラウ
ン管、６…スクリーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャビネットと、該キャビネットの前面上
部に設けられたスクリーンと、螢光面が前記キャビネッ
トの上背面方向に向けられた姿勢をとって該キャビネッ
ト内の下部に設けられた陰極線管と、前記キャビネット
内の上背面部に傾斜して設けられ、前記陰極線管の螢光
面からの光を前記スクリーンに向かって反射される反射
鏡と、前記陰極線管の螢光面上に取り付けられ、該螢光
面からの光を前記反射鏡を介して前記スクリーンに拡大
投写する投写レンズと、からなり、前記螢光面形状は画角最外周と中心部の軸方向偏位をＺ
ｐとしたとき、１０ｍｍ＞｜Ｚｐ｜＞２ｍｍであって、前記投写レンズの画角を６７゜以上とし、更に、該投射
レンズの上端部は、前記スクリーンの下端部と、前記反
射鏡の下端部との間に位置することを特徴とする投射型
テレビ装置。