KR900008365B1 - 투사형 광학시스템 - Google Patents

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내용 없음.

Description

투사형 광학시스템

제1도 및 제2도는 종래의 투사형 텔레비젼의 구조를 도시한 측면단면도.

제3도는 형광체의 발광스펙트럼을 도시한 특성도.

제4도는 색수차등을 설명하는 평면도.

제5도는 렌즈구조를 도시한 평면도.

제6도 내지 제10도는 각 실시예의 MTF 특성을 도시한 특성도.

제11도는 중심부 MTF 특성을 도시한 특성도.

제12도는 온도변화에 의한 MTF의 저하특성을 도시한 특성도.

제13도는 본 발명에 관한 세트구성을 도시한 측면단면도.

제14도는 본 발명의 다른 렌즈구성의 1예를 도시한 평면도.

제15도 내지 제20도는 제14도에 도시한 각 실시예의 특성을 도시한 특성도.

본 발명은 투사형 텔레비젼에 사용하는 렌즈에 관한 것으로, 특히 브라운관에 나타나는 화상의 확대를 투사하는데 적합한 투사형 광학시스템에 관한 것이다.

텔레비젼 수상기의 화상재생면을 대형화하여, 소형의 화면으로는 얻을 수 없는 박력이 풍부한 화상을 얻고저하는 요구가 강하게 됨에 따라 브라운관의 형광면에 재생된 화상을 렌즈반사경등의 투사광학계에 의해 스크린 위에 확대하여 큰 화면의 재생된 화상을 얻도록 한 소위, 투사형 텔레비젼을 널리 사용할 수 있게 되었다.

이러한 투사형 텔레비젼에 있어서, 지금까지 여러가지의 개량이 가하여진 결과, 수년전과 비교하면 큰 진전이 있다. 이 투사형 텔레비젼중에서 렌즈의 역할은 매우 크다. 이와 같이 미국 특허 공보 제4348081호에 개시된 렌즈는 3개로 구성되어 있으므로, F번호가 1.0이라는 높은 휘도를 달성하고 있다. 이것은 플라스틱 렌즈의 최대의 이점인 비구면화가 용이하다는 것을 최대한으로 이용한 설계로 되어 있다. 또, 3개의 적은 구성갯수, 플라스틱 렌즈라는 대량생산에 적합한 렌즈이므로 원가도 싸다.

이 렌즈를 사용한 세트의 구성을 제1도, 제2도(측면단면도)에 도시한다.

브라운관(4)위의 상을 렌즈(5)에 의해 스크린위에 확대투사하는 것이지만, 각각 콤팩트화를 위해서, 거울(1), (2)가 배치되어 있다. 또, 제2도는 렌즈내에 거울(3)을 마련하여 콤팩트된 세트를 실현한 것이다. 이와 같이 미국특허 공보 제4348081호에 개시되는 렌즈에 의해서 투사형 텔레비젼이 크게 발전하였다고 하여도 과언은 아니다. 그러나, 직시형 텔레비젼과 비교하면, 화질, 콤팩트성, 가격에 있어서 아직 뒤떨어지고 있는 현황이다. 각각의 문제점에 대해서 기술한다.

(1) 화질……투사형 텔레비젼의 중요한 화질항목으로서 포커스, 밝기, 콘트래스트가 거론된다. 포커스에 대해서는 일반적으로 렌즈에 있어서, MTF(Modulation Transfer Function)로 평가되지만 상기한 미국 특허 공보 제4348081호를 평가한 결과 매우 양호하였다. 그러나, 실제의 브라운관에 있어서, 형광체의 발광스펙트럼 특성은 제3도에 도시하는 것과 같은 분포를 가지고 있어, 이것을 고려하면 MTF는 나빠지고, 특히 저주파 영역에서는 일반적으로 사용되고 있는 투사형 텔레비젼용 유리렌즈와 비교해서 뒤떨어진다. 이것은 본 렌즈에 대해서 색수차 개선의 배려가 고려되지 않았기 때문이다. 역으로 색수차를 개선하는 것에 의해서 큰 MTF의 향상이 기대된다. 또, 본 렌즈는 전부 플라스틱 렌즈로 구성되어 있으므로 온도가 변화하면, 굴절율이 변화하고, 포커스 저하를 초래하는 결점이 있다.

본 렌즈를 사용한 세트, 제1도와 제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 콤팩트한 세트를 실현할려고 하면, 아무래도 많은 거울을 배치하지 않으면 아니된다.

이로 인해, ① 거울의 반사손실을 초래하여 밝기가 저감한다. ② 산란광이 발생하여 콘트래스트가 저하한다는 문제가 있다.

(2) 콤팩트성…… 종래는 콤팩트화를 달성하기 위해서 세트내의 거울을 증가하는 경향이 있었으나, 현상에 한도가 있고, 또한 콤팩트화 하는데는 투사거리, 렌즈의 길이의 단축화가 필요하며, 동시에 거울배치등도 재고할 필요가 있다.

더욱이, 미국 특허 공보 제4348081호에 기술되어 있는 렌즈의 투사거리 및 렌즈의 길이는 45인치 스크린을 사용, 배율이 약 9내지 10배일때, 각각 1200내지 1300mm, 약 200mm 전후로 되어 있다.

(3) 이상 설명한 바와 같이, 종래 기술에서는 복잡한 거울의 배치, 큰 렌즈에 의해서 원가가 높아지는 것은 피할수 없다.

본 발명의 목적은 투사거리 및 렌즈의 길이를 짧게 하여, ① 포커스, 밝기, 콘트래스트등의 화질향상, ② 콤팩트한 세트의 실현, ③ 원가 절감을 달성한 투사형 텔레비젼용 렌즈 즉, 투사형 광학시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서 다음에 기술하는 짧은 초점거리를 실현할 수 있는 구성의 렌즈를 사용한다.

스크린측에서 차례로, (a)스크린 측면형상이 중앙부에서는 접속작용, 주변부에서는 발산작용으로 되어있는 렌즈, (b)양 볼록렌즈, (c)오목렌즈와 (d)중심부의 곡률중심은 스크린측에 있고, 주면부로 이동함에 따라서 그 곡률반경이 크고, 또는 전자총측에 곡률중심이 있는 비구면 형상으로 되어 있는 형광면을 가진 브라운관 유리렌즈로 배치되어 있다.

본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 이상 기술한 문제점을 해결하기 위해서, 초점거리를 종래보다 약 35% 단축화 하였다. 배율을 일정하게 한 그대로 투사거리를 짧게 할려면, 화각을 크게 할 필요가 있으며, 종래의 일본국 특허출원 소화54-115645호의 반화각은 약 25도이지만, 이것을 40% 증가한 35도로 할 필요가 있다. 중심부 및 주변부의 광량을 유지하면서, 이를 달성하는 것은 매우 어렵다. 역으로, 이와 같이 화각을 크게하고, 투사거리를 짧게 할 수 있으면, 초점거리도 단축화되어 ①렌즈의 소형화, 색수차의 저감을 도모할 수 있어, 플라스틱 렌즈의 발전에 매우 큰 기여를 할 수가 있다.

여기서, 초점거리의 단축화와 색수차 및 온도변화에 의한 포커스 어긋남의 저감의 관계에 대해서 기술한다.

제4도(평면도 내지는 측면도)에 있어서, 렌즈(5)를 초점거리 F의 거리로 고려하고, 또, 형광면과 렌즈의 간격을 a, 렌즈에서 스크린까지의 거리를 b로 한다.

(i)

또, 렌즈의 양면의 곡률반경을 r₁, r₂로 하면,

(ⅱ)

(ⅱ)에서

(ⅲ)

여기서, 온도 변화에 의해 열팽창하여 형상이 변화하고, 또 초점거리가 변동하지만, 굴절율의 변화에 의한 효과와 비교하면, 매우 적고, 또, 플라스틱 렌즈통을 사용하였을 때에, 렌즈통의 신장과 상쇄함으로, △r₁,△r₂를 포함하는 항에 의한 기여는 생략하였다. 또, 스크린(6)위의 스포트 지름의 저하 △d는 렌즈의 F번호 및 배율 M을 사용하여 다음식으로 부여된다. (ⅰ) 내지 (ⅲ)를 사용하여,

즉, 색수차, 또는 온도변화에 의한 스포트 지름의 증대 △d는 초점 거리 f에 비례한다. 즉, 초점 거리가 35% 감소에 의해서 색수차 및 온도변화에 의한 스포트 지름의 증대도 35% 감소한다. 특히 본 렌즈는 스크린 중심부의 MTF가 색수차만으로 지배되므로, 매우 큰 효과가 있다.

또 플라스틱 렌즈인 경우, 온도변화에 의한 포커스 어긋남은 가장 큰 문제점이 있었으나, 이것이 35% 저감된다고 하는 것은 매우 큰 효과가 있다. 실제의 스크린 중심부의 MTF 특서이 온도에 대해서 어떻게 변화하는 가는 다음에 기술한다. 본 렌즈의 대표적인 구성을 제5도에 표시한다.

제5도에서, (10)은 렌즈축을 갖는 중심부가 집속 작용을 하고, 렌즈 가장자리를 갖는 주변부가 발산작용을 하는 스크린(6)에 대향된 표면 S1을 갖는 제1렌즈, (20)은 제1렌즈(10)의 표면 S2에 대향된 표면 S3을 갖는 양 볼록렌즈, (30)은 렌즈(20)의 표면 S4에 대향된 표면 S5를 갖는 오목렌즈, (40)은 렌즈(30)의 표면 S6과 실링재료(42)에 의해 봉합되는 실드유리(50)의 표면 S7사이에 배치된 실리콘 겔로 되는 액정층, (60)은 표면 S8과 브라운관(4)의 형광면(22)의 표면 S9사이에 고정된 냉각액, (70)은 조리개, (80)은 렌즈(10)과 (20), 조리개(70)을 지지하는 렌즈통 및 (90)은 방열기를 나타낸다. 이 실시예에서, 렌즈(10), (20) 및 (30)은 플라스틱 재료로 되어 있다.

형광면(22)에 관하여 표면 S9는 평면이고, 형광체가 피복된 표면 S10은 렌즈로써 형광면(22)가 작용하도록 만곡된다. 표면 S10의 중심부에 대한 곡률중심은 투사형 시스템의 스크린측에 배치되어 있고, 중심부의 각부의 곡률 반경은 필드곡률을 감소시키도록 렌즈축에서의 각 부의 반구경 거리의 증가에 따라서 증가된다. 조리개(70)은 수차를 감소시키고, 렌즈시스템의 주변부내의 휘도를 증가시키는데 사용된다.

실시예 1 내지 5에 대응하는 렌즈 데이터를 표 1 내지 표 5에 도시한다. 이들의 렌즈의 특징은 스크린 측에서 차례로 다음과 같이 배열되어 있는 것이다.

(a) 스크린 측면 형상이 중앙부에서는 집속작용, 주변부에서는 발산작용으로 되어 있는 제1렌즈 즉, 이 렌즈는 제5도(평면도 내지는 측면도)에서 알 수 있는 바와 같이, 매우 강한 비구면 형상으로 되어 있다.

(b) 양 볼록의 제2렌즈,

(c) 오목의 제 3 렌즈,

(d) 중심부의 곡율줌심은 스크린 측에 있고, 주변부로 이동함에 따라서 그 곡률반경이 크고, 또는 전자총측에 곡률중심이 있는 면형상으로 되어 있는 형광면을 가진 브라운관 유리렌즈.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

본 발명은 이 렌즈 및 브라운관을 사용하는 것에 의해서 렌즈 앞쪽끝부에서 스크린 까지의 투사거리를 종래보다도 크게 단축화하여, 광학계를 간단한 구성으로 하고, 또한 콤팩트한 세트를 실현한다. 다음이, 본 발명의 특징을 기술한다. 설명은 4.5인치의 브라운관 위의 스타상을 렌즈에 의해서 10배 확대하여 스크린 위에 4.5인치의 상을 얻을 때에 행하여진다.

(1) 상기 제1렌즈 및 제2렌즈의 스크린 측의 면형상으로서, 중심부근의 곡률반경을 r₁, r₂로 하였을 때에 다음의 관계를 갖는다.

0.9r₂＜r₁＜1.1r₂

본 발명과 같이, 짧은 투사거리를 실현할려면, 초점거리를 짧게 하여 파워를 크게 할 필요가 있다. 본 조건은 그 전체의 파워를 2개의 블록렌즈를 분리하고, 파워렌즈에서 일어나는 수차를 저감하는 것이다. 또 본 조건을 달성하면, 필연적으로 제1렌즈와 제2렌즈 및 제2렌즈와 제3렌즈 간격이 좁아져서, 콤팩트한 렌즈를 실현하기 위해서도 없어서는 안된다.

(2) 상기 제1렌즈와 제2렌즈의 면간격 T₁₂와 전체의 초점거리 f의 사이에서는 다음의 관계를 갖는다.

0.2f＜T₁₂＜0.4f

이것은 (1)의 조건과 연관해서, 모든 렌즈계를 콤팩트로 하고, 또한 비점수차를 제거하기 위한 것이다. 또 동시에 제2렌즈의 구경을 크게 할 수가 있어, 넓은 화각화일 때에 문제로 되는 주변광량의 증대에 방해되지 않는다.

(3) 상기 제2렌즈와 제3렌즈의 간격 T₂₃과 전체의 초점거리 f의 사이에서는 다음의 관계를 갖는다.

0.35f＜T₂₃＜0.45f

이것은 디스토션 및 코마(coma) 수차를 저감하는데 필요한 조건이다.

T₂₃이 하한을 크게 벗어나면, 페쓰벌(petzval)화를 적게 하기 위해서, 오목렌즈의 곡률을 강하게 할 필요가 있지만, 동시에 고차의 코마수차가 발생한다.

(4) 상기 제2렌즈의 두께 t₂와 전체의 초점거리 f의 사이에서는 다음의 관계를 갖는다.

0.025f＜t₂＜0.35f

t₂로서, 이 상한을 초과하면, ① 렌즈성형시의 냉각시간이 걸려서 원가상승으로 된다. ② 재료비가 든다고 하는 문제가 있다. 하한을 밑돌면, 렌즈주변부의 렌즈 가장자리 둘레부분의 두께를 확보할 수 없게 되어, 렌즈를 렌즈통으로 조립하였을 때, 열팽창 등에 의하여 렌즈의 주변부에 외력이 가해지는 경우에 변형하는 일이 있다.

(5) 상기 제1렌즈와 제2렌즈의 사이의 제2렌즈측에 클램보드를 마련한다.

일반적으로 이 형태의 렌즈에서 중심부근의 수차는 보정하기 쉽고, F번호를 적게 할 수 있어 1.0 이하로 하는 것도 가능하다.

그러나, 이 경우에 스크린 위의 상으로서는 중심부가 매우 밝으며, 역으로 주변부가 어두워 보기 어렵게 된다. 특히, 본 렌즈와 같이 화각을 크게 하면, 일반적으로 잘 알려진 것과 같이, 주변부의 광량은 화각을

로 하였을 때 COS⁴

에 비례하여 매우 적게 된다.

이와같은 것을 고려하여, 주변부의 수차 저감 및 광량의 증대를 도모하기 위해서 클랩보드를 마련하였다.

(6) 브라운관의 형광면을 비구면으로 하고, 또 그 형상으로서, 중심축 부근의 곡률중심은 스크린 측에 있고, 주변부로 이동함에 따라서 그 곡률반경이 크고, 또는 전자총측으로 곡률중심이 있는 면형상으로 되어 있다.

일반적으로 렌즈에는 상면만곡이라 불리는 수차가 있고, 본 조건은 이 수차를 저감하기 위한 것이다.

상면 만곡은 일반적으로 중심부근, 즉 3차수차 영역에서는 물건쪽으로 만곡하지만, 주변부, 즉 고차수차는 3차수차와 부호가 역으로 된다.

표 6에 실시예 1 내지 5에 대응하는 상기 치수를 정리 해서 일람표로 하여 본 발명의 근거로 한다.

[표 6]

표 1에서 표 5에 나타낸 실시예 1 내지 5에 대응하는 MTF의 결과를 제6도에서 게10도(전부 특성도)에 도시한다. 이들의 수치는 브라운관 위에서 1pl/mm일 때이다. 또, 이 MTF의 계산에서는 형광체의 발광스팩트럼 분포도 고려하였다. 그 각 파장의 웨이트(wait)는 표 7에 나타낸 것과 같다.

[표 7]

또, 화면중심의 MTF의 결과를 미국특허공보 제 4348081호와 비교해서 제11도(특성도)에 도시한다. 여기서 A는 본 발명의 렌즈의 특성이고, B는 종래예의 것을 도시한다. 각 실시예 모두가 F번호는 0.91로 높은 휘도이면서, 양호한 MTF 특성을 나타내고 있다. 또, 주변광량비는 종래의 화각이 적은 투사형 텔레비젼에 사용되고 있는 렌즈와 같은 30%이다. 이와같이, 종래와 비교해서 F번호를 적게 하여 화각을 크게 향상시켰음에도 불구하고 주변의 밝기를 저하시키는 일 없이 MTF 특성을 대폭으로 개선할 수가 있었다. 또, 본 렌즈에 의한 온도 변화에 대한 MTF 변화의 특성을 제12도에 도시한다. A는 본 발명의 렌즈의 특성, B는 종래예의 것이다.

전부가 플라스틱 렌즈 구성이면서, 종래의 플라스틱 렌즈에 비해서 온도변화에 의한 MTF 저하는 반감되어 있는 것을 알 수 있다.

본 실시예에 의하면, 이상 설명한 렌즈를 사용하는 것에 의해서 다음에 제시하는 효과가 있다. (1) 렌즈의 길이, 구경이 매우 적어져서 경량화할 수 있어 크게 원가가 절감된다. (2) 중심부의 포커스를 크게 개량할 수가 있다.

또, 본 렌즈는 투사거리가 단축화 되어 있고, 렌즈길이의 단축화와 상관해서, 콤팩트한 세트가 실현된다. 1예를 제13도(측면단면도)에 도시한다.

제13도의 투사형 시스템은 다음과 같이 묘사된다. 이 투사형 시스템은 상면 사이드(112), 하면 사이드(114), 앞면 사이드(116) 및 뒷면 사이드(118)을 갖는 캐비닛(110)으로 되어 있다. 또, 제5도에 도시된 스크린(6)은 앞면 사이드의 상부에 고정되어 있다. 거울(91)은 스크린과 떨어져 있고 스크린(6)의 하부 가장자리부(121)보다 높게 위치된 거울의 하부 가장자리부(119)와 함께 스크린에 경사져 있다. 이 투사형 시스템(122)는 제5도에 따른 브라운관(4)와 투사형 시스템(124)로 구성되어 있다. 제13도에서 알 수 있는 바와 같이 투사형 시스템(124)는 결합 기구에 의해 브라운관(4)에 기계적으로 결합되어 있다. 투사형 시스템(122)에서 투사된 화상은 거울(91)을 거쳐서 확대된다. 스크린(6)에 가장 가까운 투사형 시스템(124)의 상부 가장자리부(123)에서의 광은 거울(91)의 상부 코너(125)에 투사되어 스크린(6)의 상부(129)에 반사된다. 마찬가지로 거울(91)의 하부 가장자리부(119)에 가장 가까운 투사형 시스템(124)의 상부 코너(129)에서의 광은 거울(91)에서 스크린(6)의 하부 가장자리부(121)에 반사된다. 세트내의 거울(2)이 1개만으로 이루어져 있어 매우 간략한 구조로 되어 있다. 그 결과,

(1) 세트의 폭, 높이가 저감되어 콤팩트화를 달성할 수 있다.

(2) 세트내의 거울이 1개로 된 것에 의해 1개당 10%의 광의 반사손실을 적게 할 수 있다.

(3) 거울 갯수의 저감 및 이를 받치는 받침대가 간소화되어 원가를 절감하게 된다.

(4) 종래의 세트는 많은 거울로 구성되어 있었으므로 여러가지의 불필요한 광이 발생하고, 이로 인해 렌즈 단체일 때와 비교해서 콘트래스트가 저하한다는 문제가 있었다.

본 렌즈를 사용한 세트는 이와같은 불필요한 광을 크게 저감할 수 있어 콘트래스트를 크게 개선할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예를 제14도에 도시한다. 제5도의 렌즈(20)은 제14도에 도시된 바와같이 2개의 렌즈(22) 및 (24)로 분리되어도 된다. 이 실시예에서 렌즈(22)는 약한 파워의 볼록 요철 렌즈이다. 렌즈(24)는 강한 파워를 공급하고, 다른 렌즈(10), (22) 및 (30)이 플라스틱 재료로 되는 구면 수차를 감소시키기 위해 유리재료를 사용하는 것이 바람직하다.

실시예 6 내지 11에 대응하는 렌즈데이터를 표 6 내지 표 11에 나타낸다. 이들의 렌즈의 특징은 스크린측에서 차례로 다음과 같이 배열되어 있는 것이다.

(a) 스크린 측면형상이 중앙부에서는 집속작용으로, 주변부에서는 발산작용으로 되어 있는 렌즈, 즉 이 렌즈는 제5도에서도 알 수 있듯이 극단적인 비구면 형상으로 되어 있다. (b) 볼록면을 스크린측, 오목면을 브라운관 측으로 한 볼록 요철 렌즈, (c) 볼록 렌즈, (d) 오목 렌즈, (e) 중심부의 곡률중심은 스크린측에 있고, 주변부로 이동함에 따라서, 그 곡률반경이 크든가, 또는 전자총측에 곡률중심이 있는 면형상으로 되어 있는 형광면을 가진 브라운관 유리 렌즈.

[표 6]

[표 7]

[표 8]

[표 9]

[표 10]

[표 11]

이 렌즈의 특징으로서,

(1) 제1렌즈의 스크린측의 비구면량 △Pa와, 구면량 △Ps의 사이에서는 다음의 관계를 갖는다.

0.5 △Ps＜Pa＜1.5 △Ps

여기서 △Pa 및 △Ps는 면형상을

rm, Zm은 각각 렌즈 가장 바깥둘레의 동경거리 및 중심으로부터의 축방향 편차이다. 실제로 실시예 1 내지 6에 대한 △Ps와 △Pa를 표 12에 나타낸다.

제1렌즈의 비구면량

[표 12]

이와 같이 하는 것에 의해서, 가장 큰 화각의 하한 가까이의 광선에 의한 수차가 개선되어, 특히 주변의 광량의 확보에 유용하다.

(2) 상기 제2렌즈와 제3렌즈의 간격 t와 전체의 초점거리 f의 사이에서는

0＜t＜0.04f

의 관계를 갖는다.

표 6에서 표 11에 나타낸 실시예의 MTF의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 이 간격 t를 크게함에 따라서, 가장 바깥둘레부의 MTF가 약간 저하하여, 이 범위내에서는 충분하게 실용화 될 수 있는 레벨이지만, 더욱 t를 크게하면 허용될 수 없게 된다.

(3) 제1렌즈와 제2렌즈의 사이의 제2렌즈측으로 광선차단용의 클랩보드를 마련한다.

일반적으로 이 형태의 렌즈에서는, 중심부근의 수차는 보정하기 쉽고, F번호를 적게할 수가 있으며, 10이하로 하는 것도 가능하다. 그러나, 이 경우에 스크린 위의 상으로서, 중심부가 매우 밝고, 역으로 주변부가 어둡게 보이게 된다. 특히, 본 렌즈와 같이 화각을 크게 하면, 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이,주변부의 광량은 화각을

로 하였을 때, cos^4-에 비례하여 매우 적어진다. 이와 같은 것을 고려해서, 중심부의 광량을 약간 감소시켜 주변부의 수차저감 및 광량의 증가를 도모할 수 있도록 이 클랩보드를 마련하였다.

표 6에서 표 11에 나타낸 렌즈에 대응하는 MTF의 결과를 제15도 내지 제20도(특성도)에 도시한다.

이 MTF의 계산에 있어서, 형광체의 발광스펙트럼 분포도 고려하였다. 그 각 파장의 웨이트는 상술의 표7에 나타낸 것과 같다.

또, 화면중심의 MTF의 결과를 일본국 특허출원 소화 54-115645호와 비교해서 제12도(특성도)에 도시한다. A는 본 발명이며, B는 종래예의 특성이다. 각 실시예 모두가 F번호는 0.93, 초점거리는 73 내지 76mm이다. 또, 주변광량비는 화각 90% 대역에서 30%이며, 종래 투사형 텔레비젼에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 렌즈와 마찬가지이다. 이와 같이, 종래와 비교해서 화면을 넓히고, F번호를 크게 개량할 수가 있었다.

또, 표 6 내지 표 9에 나타낸 실시예는 제2렌즈가 유리로 구성되어 있으며, 온도변화에 대해서 포커스 저하가 적은 설계로 되어 있다.

본 발명에 의하면, 이상 설명한 렌즈를 사용하는 것에 의해서 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 렌즈길이, 구경이 매우 적어져, 경량화할 수 있어 대폭적인 원가절감으로 된다.

(2) 중심부의 포커스를 크게 개선할 수가 있다.

또, 본 렌즈는 투사거리가 단축화 되어 있고, 렌즈길이의 단축화와 상관해서, 콤팩트한 세트가 실현된다. 1예를 제13도(측면단면도)에 도시한다.

세트내의 거울(2)가 1개만으로 이루어져 있어 매우 간략한 구조로 되어 있다 그 결과,

(1) 세트의 폭, 높이가 저감되어 콤팩트화를 달성할 수 있다.

(2) 세트내의 거울이 1개로 된 것에 의해 1개당 10%의 광의 반사손실을 적게할 수 있다. 그 결과, 휘도가 향상한다.

(3) 종래의 세트는 많은 거울로 구성되어 있었으므로, 여러가지의 불필요한 광이 발생하여, 이로 인해 렌즈 단체일때와 비교해서, 콘트래스트가 저하하는 문제가 있었다.

본 렌즈를 사용한 세트는 이와 같은 불필요한 광을 크게 저감할 수 있어, 콘트래스트를 대폭으로 개선할 수 있다.

Claims (8)

1. 브라운관의 형광면에 재생된 화상을 스크린에 투사하기 위한 투사형 광학시스템에 있어서, (가) 화상의 집속작용을 하는 광축을 포함하는 렌즈의 중심부와 화상의 발산작용을 하는 주변부를 갖고, 형광면에 대하여 오목면을 갖는 제1렌즈(10), (나) 볼록면을 갖는 제2렌즈(20), (다) 오목면을 갖는 제3렌즈(30), (라) 상기 제3렌즈와 상기 브라운관의 형광면 사이에 접속된 액정 광학 결합 수단(50, 60, 90)을 포함하는 투사형 광학시스템.
2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2렌즈 사이의 간격을 T₁₂로 하고, 시스템의 초점거리를 f로 하였을 때, 0.2f＜T₁₂＜0.4f인 관계를 만족하는 투사형 광학시스템.
3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2렌즈는 공기에 의해 분리되는 투사형 광학시스템.
4. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제 2 렌즈의 스크린측 표면의 중심부의 곡률 반경을 각각 r₁및 r₂로 하였을 때, 0.9r₁＜r₂＜1.1r₁인 관계를 만족하고, 상기 중심부는 구면형상으로 되는 투사형 광학시스템.
5. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 광축을 따른 상기 제2렌즈의 두께를 t₂로 하고, 시스템의 초점거리를 f로 하였을 때, 0.25f＜t₂＜0.35f인 관계를 만족하는 투사형 광학시스템.
6. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 광축을 따른 상기 제2 및 제3렌즈 사이의 간격을 T₂₃으로 하고, 시스템의 초점거리를 f로 하였을 때, 0.35f＜T₂₃＜0.45f인 관계를 만족하는 투사형 광학시스템.
7. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 제1렌즈의 광축으로부터의 동경거리를 rm으로 하고, 상기 제1렌즈의 스크린측 표면의 가장 바깥둘레의 유효부분의 상기 제1렌즈의 축방향으로의 편차를 Zm으로 하고, 상기 제1렌즈의 곡률을 R_D로 하여

   

   이고 Pa=Ps-Zm으로 하였을 때, 0.5Ps＜Pa＜1.5Ps인 관계를 만족하는 투사형 광학시스템.
8. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 광축을 따른 상기 제2렌즈의 브라운관측 표면과 상기 제3렌즈의 스크린측 표면 사이의 간격을 t로 하고, 시스템의 초점거리를 f로 하였을 때, 0＜t＜0.04f인 관계를 만족하는 화상을 스크린에 투사하기 위한 투사형 광학시스템.

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