JPS62208016A - テレビジヨン画像投写装置 - 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ョン画像投写装置に
関するものである。

従来の技術 大画面のテレビジョン画像を得るために、比較的小さな
映像管にテレビジョン画像を映出し、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
るようになった（例えば、テレビジョン学会誌第３８巻
第１号第１４ページ、実開昭５８−２８５０号公報）。

上述のテレビジョ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のフェイスプレート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
ョ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。フェイスプレート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、弾性に冨んだ枠
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
屈折率はフェイスプレート２の屈折率およびレンズ要素
４の屈折率に近いので、フェイスプレート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、この戻ってきた光は
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
ン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のフェイスプレ
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）。フェイスプ
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ｌの爆縮を防止でき、映像管ｌ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液温合した後、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ェイスプレート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って使用中
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ｌ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とフェイスプレート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クシ、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とフェイスプレート２と
の間に枠体５を配置する空間がなくなってしまう。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＜、周辺部１９は厚（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ョン画像にあっては
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ョ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
像管のフェイスプレートの前方に配置される投写レンズ
と、前記フェ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、前記フェ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って細くなる傾斜面であ
って、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、前記映像管の螢光体面から
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、レンズ要素とフェイスプレート
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って細くなるような
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ョ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ョン画像投
写装置の構成を示したものである。映像管２１のフェイ
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２１側のレンズ面２６と
鍔２５との間に、段差部２７が構成されるようにしであ
る。この段差部２７は映像管２１に近づくに従って細く
なるような傾斜面２８となっている。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３０の形状はフェイスプレート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、ｒｆ　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。

フェイスプレート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
に冨む枠体３２がフェイスプレート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がフェイスプレート２２とほぼ同じ大きさの長方形
状で、内周３５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っている。

フェイスプレート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２日とに接触する。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ェイスプレート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３６が漏洩
しないように、フェイスプレート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
よりフェイスプレート２２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、フェイス
プレート２２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（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２
４の鍔２５とフェイスプレート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
あって映像管２１の螢光体面３９から出てレンズ要素２
４の傾斜面２８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の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４
２の交点の光軸２９からの距離は前者のほうが大きくな
る。従って、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２
３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を含む平面内にあって映像管２
１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３９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。従って、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
で投写レンズ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った。従って、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２
１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ェ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
に従っ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ので、多大の効
果がある。

【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・・・・・・フェイスプ
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。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はが１名第　２　図 あ 芒　　　　　　２５ 第３図 第４図 第５図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像管と、前記映像管のフェイスプレートの前方
   に配置される投写レンズと、前記フェイスプレートと前
   記投写レンズとの間に配置される枠体と、前記フェイス
   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
   って細くなるような傾斜面であって、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、前記映像管の螢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ョン画像投写装置。
2. （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
   ョン画像投写装置。
3. （３）傾斜面の投写レンズの光軸に対する傾斜角は２０
   °から３５°の範囲である特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のテレビジョン画像投写装置。
4. （４）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
   のテレビジョン画像投写装置。
5. （５）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項記載のテレビジョン画像投写装置。
6. （６）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項記載のテレビジョン
   画像投写装置。