JPS60175019A - 投射型テレビ装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、投写型テレビジョン装置に適した投影レンズ
忙関する。

〔発明の背景〕

テレビジ諌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、ブラウン管の蛍光画に再生された画像
をレンズ、反射鏡などの投写光学系によりスクリーン上
に拡大して大盤のテレビジ１７画像を得るようにした、
いわゆる投写型テレビジ勝ン装置ｋ（以下ＰＴ′ｖと略
す。）が広く用いられるようになりてきた。かかるｙｎ
′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巾に画質が向上している。このＰＴ
Ｖの中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ｔｏと
明るく、かつコストも安いレンズが実用化されている。

またこのレンズにおいて、蜆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。

ミ２−を内蔵してコンパクトなセットを実現した例をＷ
Ｊ１図、第２図（いずれも側面図）に示す。

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
トなセットを芙現し【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。第１
図は特に奥ゆきを低減するためのレンズ及び鏡装置とな
りている。第２図は特に高さを低減するためのレンズ及
び鏡装置となっている。従来一般に用いられている例で
は、ブラウン管蛍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９３７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、１
２２０〜１２７０■である。

以上述べたように、ＰＴＶは従来に比較すると大巾に画
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、普及率も大巾には向上して
いないのが現状である。

〔発明の目的〕

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。

〔発明の概要〕

本発明は、ブラウン管の蛍光面ガラス自体をレンズ化し
、またその他に非球面を用いた３枚構成プラスチックレ
ンズを用い、その構成として、スクリーン側から、凸レ
ンズ、凸レンズ。

平凹レンズから成っている。このブラウン管及びレンズ
を用いることによって、レンズ及び投射距離力、を短く
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。

〔発明の実施例〕

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。

まず、ブラウン管及びレンズの概略図を第３図（平面図
ないしは側面図）に示す。ブラウン管蛍光面は曲率中心
がスクリーン側にある曲面となりており、またレンズ構
成としては、この蛍光面ガラスの他に、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な用いること
によって、レンズ先端からスクリーンまでの投射距離を
従来よりも大巾に短くし、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。

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
像を得る場付について説明する。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。

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ＺＰとしたとき、 １０ｍ　＞　ＺＰ　＞　２１１１１ 従来光学系のレンズ先端からスクリーンまでの距離１２
２０〜１２７０　ｍｍに比較して、本発明は８００〜８
５０　ｍとなっており、従来光学系の一角が約２５゜で
あるのに対して、本発明に係る光学系の一角は約６５°
であり、大巾に大きい。

本条件はこのような一角の大きい光学系を実現するため
に必要な条件である。

ブラウン管蛍光面を非球面とし、またその形状として、
中心軸附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は、研マされることなく、ある程度
表面が粗い状態で蛍光体が塗布されている。このような
製造法においては、蛍光面が平面２球面、非球面であっ
ても大きな違いはなく、コストも変わらない。

本発明に用いるレンズとして、蛍光面ガラスの他に、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査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Ｐｒ　、Ｐｔ　、Ｐａとしたとき、次の関
係を有する。

０．６　）　Ｒ／ｐｏ　）　０−４５ Ｑ、８５　＞　Ｐ！／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りは大路次式で与えら
れる。

Ｄ；：Ｍ−ｆ Ｍ：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ルン
ズと第２レンズ及び第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。

第５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
非球面蓋をｔｓ　＋　ｔｔ、球面量をＳ、　、　Ｓ、と
じたとき、これらの値と、レンズ最外周での、中心部と
の軸方向偏位２．　、２゜の間に次の関係を有する。

Ｚ＋　−ｊｈ　＋　Ｓｔ Ｚ！　−ｔ＊＋　Ｓｍ −８■＞　ｔｔ　＞　−１２ｍ ２■〉？、〉　α５箇 これらの条件は、最大画角の収差及び５０％画角のコマ
収差を低減するために必要な条件である。

第１の凸レンズの両面を非球面とし、スクリーン側、ブ
ラウン管側のそれぞれの非球面量ｔ、。

ｈと球面ｉｔ　Ｓｓ　、８４としたとき、これらの値と
し゛　ンズ最外周での、中心部との軸方向偏位２．．２
゜の間に次の関係を有する。

Ｚｓ　”　ｔｓ＋　Ｓｇ Ｚ４−　Ｐ４＋　８４ 一５ｗａ　）　ｔＨ）　−１０＋ｍ −５ｗｍ　：＞　ｐ４　）　−５ｍｍ この条件は、ディストーシロン及び球面収差を除くのに
必要である。

第２の凸レンズと第６の凹レンズの間隔ＴＲＢと全系の
焦点距離の間に次の関係を有する。

０．４ｆ　＞　Ｔｕ　＞α５５７ これはディストーシロン及びコマ収差を低減するのに必
要な条件である。

第１の凸レンズと第２の凸レンズの間隔Ｔ’ｔｔと全系
の焦点距離ｆの間に次の関係を有する。

０．４５７　＞　Ｔｔｔ　＞αｓｙｆ 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。

第２の凸レンズの厚みｔｔを次の値に設定する。

０．２５ｆ　）　ｔ、　）　０．２ｆ これはディストーシロ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な第１表〜弗７
表にす。それぞれに対応するＭｒＦの結果を特性図第４
四〜第１０図に示す。

図において縦軸はＭＩ’Ｆ　（％）、横軸は相対画角で
ある。Ｍ「はブラウン管上１１１７ｍの緑色単色波長（
λ−５４００Ｘ　）の値である。全て良好なＭｒＦが得
られている。

第１表〜第４表に示すレンズデータについては、ディス
トーシｌｌイが３〜１０％と若干愚い。

円Ｎのディストーシロンについては、レンズ系で悪くて
も、ブラウン管のディストーシロンで逆補正することに
よりてスクリーン上のディスト−シロンを少なくするこ
とが可能である。したがってディストーシロンが悪くて
も、使用するに際してはそれ程大きな問題ではない。Ｍ
５表〜第７表のレンズにおいては、ディストーシロンも
良好に補正された設計である。第１表〜第７表の全てに
わたってＦナンバが約ｔｏ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ＭｒＦ特性が
得られている。なお第１表〜第７表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。

第１１表に各実施例について、（１）〜（８）で述べた
６値を一覧表にし、それぞれの拠づけとする。

第１表　本発明実施例に係るレンズデータ（１）（球面
糸） （非球面９ｋｇ＞ 第２表　本発明実施例に係るレンズデータ（２）（球面
系） （非球面係数） 第３表　本発明実施例に係るレンズデータ（３１（球面
系） （非球面係数） 第４表　本発明実施例に係るレンズデータ（４）第５表
　本発明実施例に係るレンズデータ（５）（非球面係数
） 第６表　本発明実施例に係るレンズデータ（６）（球面
系） （非球面係数） 第７表　本発明実施例に係るレンズデータ（））（球面
系） （非球面係数） 〔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、セット内の鏡装置等は第１１図（＠
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
きた第２図に示す構成（投射距離１，２５５ｍ　）に比
べ、高さ同一で、奥行きが約１０５１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、明かるさが２０％向上する
。また第１図、第２因に示すレンズに比べて、内蔵鋭が
なくなり、鏡筒が重線化され、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、
第１因、第２図に示す最もスクリーン側に近いレンズの
径は１４０〜１５０φでありたものが、本発明によれば
８０〜９０φ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】

第１図、第２図は従来のＣＴＶの光学構造断面図、 第５図は本発明のレンズ系の平面ないしは側面断面図、 第４図〜第１０図は本発明の実施例の特性図、第１１図
は本発明のＣＴｖの構造を示す側面断面図である。 １・・・レンズ、 ２・・・内蔵鏡、 ３．４・・・鏡、 ５・・・ブラウン管、 ６・・・スクリーン。 第　１図 第　２１ｉｌＩＩ 第３図 ％　４図 ％　５図 ／ｆｆＪ対画角 第　６肥 オＵ対画右 第７図 第　８　図 第　ヲ　壓１ ％　１０　ＵＪＦＪ 兜　ＩＩ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　ブラウン管蛍光面上の像を投射レンズによりス
   クリーン上に拡大投射する投射型テレビ装置において、
   そのスクリーンの対角線長をＸ（インチ）としたとき、
   前記投射レンズ先端からスクリーンまでの投射距離を９
   ００Ｘ、ｇ（ヨ）以下とし、セット内の鏡を１枚とした
   ことを０９とする投射型テレビ装置。 （２ン　前記ブラウン管は、その蛍光面形状として、蛍
   光面上の電子ビームラスター上の最外周の動性距離Ｒｐ
   　（ｍ　）における管軸方向位置が、中心部の軸方向位
   置に対して、次の関係式で示すＺＰ（，１Ｉ１１）だけ
   、スクリーン側に夫出していることを特徴とする特許請
   求範囲第１項記載の投射型テレビ装置 １０（肋）”＞Ｚｐ＞２・（’ＲＺ））１５７　５７ （３）　前記ブラウン管は、蛍光面を非球面とし、矛の
   老成（して−中、１゛シ軸附近の曲惠中心は電子銃と反
   対側に位置し、また曲率半径は中心部よりも周辺部で大
   きくしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   投射型テレビ装置。 （４）　前記投射レンズは、前記した蛍光面ガラスレン
   ズの他に、スクリーン側から、凸レンズとして作用する
   第ルンズ、両凸レンズとして作用する第２レンズ、凹レ
   ンズとして作用する第３レンズの順に配置され、第ルン
   ズのパワー、第２レンズのパワー、全系のパワーをそれ
   ぞれＰ、　、　Ｐ、　、　ＰＧとしたとき次の関係を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の投射
   テレビ装置。 ０．６　）　ＰＬ／／Ｐｏ＞　０．４５０．８５　）　
   Ｐｔ７／ｐＨ）　０．７５（５）前記第２レンズのプ２
   つ／管側面、前記第３レンズのスクリーン側面を非球面
   とし、各面の非球面ｆ［ｆｌ、Ｉｌｈ、球面量Ｓ１．Ｓ
   、の間に次の関係を有することを特徴とする特許請求範
   囲第４項記載の投射テレビ装置。 一８ｍ　＞　ｆｈ　）　−１２ｍ ２ｍ＞ｈ＞α５■ ここで非球面＊ｔｉはレンズ有効最外周でｈのレンズ中
   心との軸方向偏位を左としたとき次式で定義される。 ？１−Ｚｉ　８番 Ｓｉは球面量であり、次式で定義される。 Ｃは中心軸近傍の曲率であり、符号はブラウン管からス
   クリーン側に向かう方向を正とする。 （６）　前記第ルンズの両面を非球面とし、スクリーン
   側、ブラウン管側のそれぞれの童の非球面値ｆｓ＊ｆｈ
   と球面量５ｓ−８４の間に次の関係を有することを特徴
   とする特許請求範囲第４項記載の投射テレビ装置。 −ｓｍ　＞　ｔｓ　＞　−１０ｍｍ −３鱈＞ｆｋ＞−５鱈 （７）　前記第２レンズと前記第５レンズとの間隔Ｔ３
   ．と全系の焦点距離ｆとの間に次の関係を有することを
   特徴とする特許請求範囲第４項記載の投射テレビ装置。 ＣＬ４ｆ　＞　”ｒ、ｓ　＞α５５ｆ （８）　前記第ルンズと前記第２レンズとの間隔Ｔ１．
   と全系の焦点距離ｆとの間に次の関係を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の投射テレビ装置。 ０．４５７＞Ｔ□）　０．５７ｆ （９）　前記第２レンズの厚みｔ！と全系の焦点距離ｆ
   との間に次の関係式を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第４項記載の投射テレビ装置。 ｏ、２ｓｆ　）　ｔ、　＞　ａ、２ｆ