KR20060129132A - 투사 광학계 및 이를 채용한 프로젝션 ｔｖ - Google Patents

Abstract

투사 광학계 및 이를 채용한 프로젝션 TV가 개시되어 있다.

이 개시된 투사 광학계는 플라스틱 보정 파워 렌즈와, 양면 볼록의 글라스 렌즈의 적어도 한 면에 비구면 렌즈층이 형성된 하이브리드 렌즈를 구비한 렌즈 모듈; 및 C형 보정 소자, 윈도우 및 상기 보정 소자와 윈도우 사이의 냉매를 구비한 전자빔관 광학 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해 본 발명은 고화질의 화상을 제공함과 아울러 플라스틱 렌즈의 개수를 줄임으로써 제조 비용이 저감된다.

하이브리드 렌즈, 투사 광학계, 프로젝션 TV

Description

투사 광학계 및 이를 채용한 프로젝션 ＴＶ{Projection optical system and projection television employing the same}

본 발명은 투사 광학계 및 이를 채용한 프로젝션 TV에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈계의 구성이 단순화되어 제조 단가가 절감되고 수차가 양호하게 보정된 투사 광학계 및 이를 채용한 프로젝션 TV에 관한 것이다.

음극선관(CRT)에서 형성된 소형의 화상을 스크린으로 확대 투사시키는 투사 렌즈계로서 U.S. No.5,029,993호에 개시되어 있는 종래 투사 렌즈계는 도 1에 도시된 바와 같이 상대적으로 약한 파워를 가지는 제1렌즈(13), 상대적으로 강한 파워를 가지는 제2렌즈(14), 적어도 한 면에 비구면을 가지는 상대적으로 약한 파워를 가지는 제3렌즈(15), 및 스크린 측의 면에 오목 형상을 가지는 상대적으로 강한 음의 파워를 가지는 제4렌즈(16)를 스크린으로부터 영상 튜브의 튜브 측의 순으로 광축(19)을 따라 배열되어 있다.

상기와 같이 구성된 시스템은 렌즈 모듈(LM)과 전자빔 튜브 광학 모듈(OM)로 나뉠 수 있다. 상기 렌즈 모듈(LM)은 상기 제1, 제2 및 제3 렌즈(13)(14)(15)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 렌즈(13)(14)는 플라스틱 보정 파워 렌즈로 구성되고, 상기 제3렌즈(15)는 글라스 파워 렌즈로 구성된다. 전자빔 튜브 광학 모듈(OM)은 C 형상의 제4렌즈(16)를 포함한다.

하지만, 종래의 렌즈 시스템은 렌즈 디자인이 복잡하고, 압축 성형에 의한 제조로 인해 제조 단가가 상승된다. 즉, 비구면을 가지는 두 개의 플라스틱 렌즈를 압축 성형으로 제조해야 하고, 플라스틱 렌즈는 글라스 렌즈에 비해 공차가 적기 때문에 제조 과정이 복잡하고 제조 비용 또한 고가인 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 제조 단가가 절감되고 수차가 양호하게 보정된 투사 광학계 및 이를 채용한 프로젝션 TV를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 투사 광학계는 플라스틱 보정 파워 렌즈와, 양면 볼록의 글라스 렌즈의 적어도 한 면에 비구면 렌즈층이 형성된 하이브리드 렌즈를 구비한 렌즈 모듈; 및 C형 보정 소자, 윈도우 및 상기 보정 소자와 윈도우 사이의 냉매를 구비한 전자빔관 광학 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 비구면 렌즈층은 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 하이브리드 렌즈는 상기 투사 광학계의 초점 파워에 대해 0.95-0.98 범위 내의 상대 초점 파워를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 글라스 렌즈는 양면 대칭형인 것이 바람직하다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝션 TV는 전자빔 튜브와, 전자빔 튜브에서 형성된 화상을 스크린에 확대 투사시키기 위한 투사 광학계를 포함한 프로젝션 TV에 있어서, 상기 투사 광학계는,

플라스틱 보정 파워 렌즈와, 양면 볼록의 글라스 렌즈의 적어도 한 면에 비구면 렌즈층이 형성된 하이브리드 렌즈를 구비한 렌즈 모듈; 및

C형 보정 소자, 윈도우 및 상기 보정 소자와 윈도우 사이의 냉매를 구비한 전자빔 튜브 광학 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 상세하게 설명함으로서 좀더 명확하게 될 것이다.

도 1은 종래 U.S. No.5,029,993호에 개시된 투사 렌즈계를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 투사 광학계를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 투사 광학계를 채용한 프로젝션 TV를 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명에 따른 투사 광학계(80)는 도 2에 도시된 바와 같이 렌즈 모듈(M1)과 전자빔 튜브 광학 모듈(M2)을 포함한다.

상기 렌즈 모듈(M1)은 플라스틱 보정 파워 렌즈(52)와 하이브리드 렌즈(54)를 구비한다. 상기 하이브리드 렌즈(54)는 양면 볼록형의 글라스 렌즈(54a)와 상기 글라스 렌즈(54a)의 적어도 일면에 코팅된 비구면 렌즈층(54b)으로 구성된다.

상기 글라스 렌즈(54a)는 양면 대칭형인 것이 바람직하며, 상기 비구면 렌즈층(54b)은 전자빔 튜브 광학 모듈(M2)을 향한 면에 비구면을 가지는 플라스틱층으 로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 하이브리드 렌즈(54)의 초점 파워는 전체 투사 광학계의 초점 파워에 대해 0.95-0.98 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

상기 비구면 렌즈층(54b)은 다음과 같은 수학식으로 나타나는 비구면 표면을 가진다.

여기서, z는 종방향 좌표를, c는 표면 곡률을, ρ는 반경 좌표를, k는 코닉 상수를, αi는 구면으로부터 비구면의 편차를 결정하는 비구면 계수를 나타내며, (α_i)(α_i+1)<0의 관계를 만족한다.

상기 광학 모듈(M2)은 C형 보정 소자(62), 윈도우(66) 및 상기 보정 소자(62)와 윈도우(66) 사이의 냉매(64)를 포함한다.

상기 윈도우(66)는 칼라 화상을 생성하는 전자빔 튜브와 같은 디스플레이 장치의 형광면을 감싸는 역할을 하며, 냉매(64)는 디스플레이 장치에서 발생되는 열을 냉각시키는 역할을 한다. 또한, 상기 보정 소자(62)는 상기 냉매(64)에 접합되어 화상을 소정 광경로로 발산시킨다.

상기 보정 소자(62)에서 출사된 칼라 화상은 상기 하이브리드 렌즈(54)에서 집광되고 상기 보정 파워 렌즈(52)에 의해 스크린(S) 상에 맺힌다.

도 3은 본 발명에 따른 투사 광학계가 채용된 프로젝션 TV를 개략적으로 도 시한 것이다.

본 발명에 따른 프로젝션 TV는 화상을 형성하는 전자빔 튜브(70)와, 전자빔 튜브(70)에서 형성된 화상을 확대 투사시키는 투사 광학계(80)를 포함한다. 또한, 상기 투사 광학계(80)와 스크린(S) 사이에 화상을 스크린(S)쪽으로 반사시키기 위한 반사미러(85)가 더 구비될 수 있다.

전자빔 튜브를 이용하는 프로젝션 TV의 경우 예를 들어, 레드, 그린 및, 블루의 각 칼라광의 전자빔 튜브의 신호를 투사 광학계를 이용하여 조합함으로써 스크린 상에 화상을 표현한다. 상기 전자빔 튜브(70)는 칼라 화상을 형성하기 위해 예를 들어, 레드 화상, 그린 화상 및 블루 화상을 형성하기 위한 세 개의 전자빔 튜브를 포함한다.

상기 투사 광학계(80)는 앞서 설명한 바와 같이 렌즈 모듈(M1)과 전자빔 튜브 광학 모듈(M2)을 포함한다.

도 2를 참조하여 스크린 방향으로부터 차례로 각 광학소자의 역할을 간략히 살펴본다. 보정 파워 렌즈(52)는 스크린(S) 방향으로 볼록한 렌즈로 형성되며, 스크린이 대화면일 경우 렌즈의 구경이 커짐에 따라 발생하는 구면수차를 보정하기 위해 채용된다.

상기 하이브리드 렌즈(54)는 전자빔 튜브로부터 입사하는 화상을 일정 배율로 확대시키기 위한 광학 소자로서 양의 고굴절력을 가지도록 글라스로 형성된 구면 렌즈(54a)의 적어도 일면에 플라스틱 비구면 렌즈층(54b)이 형성되어 수차 보정의 기능을 강화할 수 있다.

상기 보정 소자(62)는 스크린 쪽으로 오목하고 전자빔 튜브 쪽으로 볼록한 음의 굴절력을 가지는 렌즈로 형성되어 상면 만곡 및 왜곡 수차를 보정하는 역할을 한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 투사 광학계는 렌즈 모듈의 렌즈 구성이 간단하고, 플라스틱 렌즈의 개수가 감소되어 렌즈 제조를 위해 필요한 압축 성형의 공정이 감소되고, 하이브리드 렌즈에 플라스틱 비구면 렌즈층이 구비되어 글라스 렌즈에 대한 공차를 확장시킨다.

또한, 본 발명에 따른 투사 광학계를 채용한 프로젝션 TV는 색수차나 구면수차와 같은 수차가 양호하게 보정됨으로써 고화질의 화상을 제공함과 아울러 플라스틱 렌즈의 개수를 줄임으로써 제조 비용이 저감된다.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

본 발명에 따른 투사 광학계 및 프로젝션 TV는 고화질의 대형 영상을 저가의 비용으로 제공한다.

Claims (8)

1. 플라스틱 보정 파워 렌즈와, 양면 볼록의 글라스 구면 렌즈의 적어도 한 면에 비구면 렌즈층이 형성된 하이브리드 렌즈를 구비한 렌즈 모듈; 및

   C형 보정 소자, 윈도우 및 상기 보정 소자와 윈도우 사이의 냉매를 구비한 전자빔관 광학 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 광학계.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 비구면 렌즈층은 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는 투사 광학계.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 하이브리드 렌즈는 상기 투사 광학계의 초점 파워에 대해 0.95-0.98 범위 내의 상대 초점 파워를 가지는 것을 특징으로 하는 투사 광학계.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 글라스 렌즈는 양면 대칭형인 것을 특징으로 하는 투사 광학계.
5. 전자빔 튜브와, 전자빔 튜브에서 형성된 화상을 스크린에 확대 투사시키기 위한 투사 광학계를 포함한 프로젝션 TV에 있어서, 상기 투사 광학계는,

   플라스틱 보정 파워 렌즈와, 양면 볼록의 글라스 구면 렌즈의 적어도 한 면에 비구면 렌즈층이 형성된 하이브리드 렌즈를 구비한 렌즈 모듈; 및

   C형 보정 소자, 윈도우 및 상기 보정 소자와 윈도우 사이의 냉매를 구비한 전자빔관 광학 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝션 TV.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 비구면 렌즈층은 플라스틱으로 형성된 것을 특징으로 하는 프로젝션 TV.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 하이브리드 렌즈는 상기 투사 광학계의 초점 파워에 대해 0.95-0.98 범위 내의 상대 초점 파워를 가지는 것을 특징으로 하는 프로젝션 TV.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 글라스 렌즈는 양면 대칭형인 것을 특징으로 하는 프로젝션 TV.

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