KR950011004B1 - 비디오 프로젝터용 프로젝션 렌즈 시스템 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

비디오 프로젝터용 프로젝션 렌즈 시스템
제1도는 본 발명 실시예의 설치 상태도.
제2도 내지 제6(a)도, 제6(b)도는 본 발명의 렌즈군의 데이타 수차 그래프로써,
제2도는 제1렌즈의 데이타 수차 그래프.
제3도는 제2렌즈의 데이타 수차 그래프.
제4도는 제3렌즈의 데이타 수차 그래프.
제5도는 제4렌즈군의 데이타 수차 그래프.
제6도는 제5렌즈군의 데이타 수차 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,2,3 : 음극선관 G1 : 제1렌즈
G2 : 제2렌즈 G3 : 제3렌즈
G4 : 제4렌즈군 G5 : 제5렌즈군
S7,S8 : 전면 윈도우 S9,S10 : 다색성 거울
S11,S12 : 후면 윈도우
본 발명은 다색성 거울을 사용하면서 3개의 음극선관과 하나의 렌즈가 적용되는 방식의 투사 광학계로써 소형의 단색 구면 음극선관을 영상 매체로 하여 다색성 거울로 빛을 합성하고, 투사 렌즈를 통하여 대형의 고품위 화면을 얻게 되는 비디오 프로젝터용 프로젝션 렌즈 시스템에 관한 것이다.
종래의 비디오 프로젝션 렌즈 시스템은 3개의 음극선관에 3개의 렌즈가 적용되는 방식으로 적색·녹색·청색(R·G·B)의 신호를 갖는 각각의 음극선관의 광축이 각각의 렌즈를 독립적으로 투과하여 최종적으로 스크린에 맺히게 하는 것이었다.
이러한 종래의 방식은 다음과 같은 문제점이 지적되고 있다.
첫째 각각의 적색 ·녹색·청색(R·G·B)신호가 가는 길의 차이를 보정하기 위하여 각각의 음극선관의 기울기를 조정하여야만 한다.
둘째, 좌우 음극선과의 스크린에서 왜곡을 보정하여야 한다.
셋재, 음극선관이 스크린에서 왜곡의 보정에 의하여 좌우 음극선관의 영상을 최대로 할 수 없어서 광량이 저하된다.
넷째, 시청자의 시청 위치에 따라 휘도 차이가 발생되므로 색상의 이동을 필요로 한다.
다섯째, 스크린의 크기를 조정할 때 마다 광학계의 세팅을 다르게 하여야만 하는 어려움이 뒤따르게 된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 렌즈 방식에서 벗어나 3개의 음극선관과 하나의 렌즈 방식으로 되는 광학계를 사용하여 소형의 단색 음극선관를 프로젝션 시스템으로 투사하여 대형의 고품위 화면을 제공함을 목적으로 하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제5렌즈군을 가지고 세방향으로 형성되는 단색의 음극선관과; 사이 음극선관 사이에 교차되게 형성되어 빛을 합성하는 다색성 거울과, 외측으로 전면 윈도우와 후면윈도우를 가지는 제4렌즈군과; 상기 제4렌즈군에서 합성된 빛이 다수의 렌즈군을 통하여 스크린에 투사되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 본 발명은 세방향으로 놓여지는 각각의 소형 음극선관이 T자의 형태로 배열되어 다색성 거울로써 하나의 상을 갖게하여 투사 렌즈군에 입사되므로써 스크린과 광축이 직교하게 되며, 음극선관의 색합성을 위한 다색성 거울의 적당한 함입 공간의 확보는 다색성 거울의 생화학 기질과 굴절율이 유사한 오일을 채움으로써 해결된다.
이는 후방의 촛점 길이를 늘려 주게 됨은 무론 다색성 거울에서의 반사 손실을 최소로 가져가고, 구결적 광선과 자오적 광선의 이탈성을 방지하여 투사 광학계의 수차 보정을 용이하게 한다.
음극선관의 전면에는 스크린을 향하여 오목한 렌즈를 배치하여 광의 구부러짐을 보정할 수 있으며, 정곡률과 음극선관을 이용하여 광의 구부러짐과 주변 광량에 대응하게 된다.
이러한 음극선관의 냉각과 방사에 의한 광손실 및 음극선관 전면 렌즈의 왜곡 역할을 돕기 위하여 오일이 충진된다.
주투사 렌즈군은 다색성 거울의 전면에 배치하여 스크린의 화면을 조정할 때마다 광학계의 세팅을 다시 조정하는 번거로움을 해소하게 된다.
스크린과 음극선관의 광축은 모두 직교하므로써 종래 렌즈 방식의 프로젝터의 단점을 해결하게 된다.
이와 같은 본 발명에 의하면 5인치의 크기를 갖는 음극선관을 사영하여 60인치 내지 100인치 크기 정도의 화면을 얻을 수 있는 프론트 타입의 프로젝션 시스템을 제공할 수 있게 된다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 프로젝션 렌즈 시스템은 총 5군으로 구성되며, 양산시 단가 저하를 위하여 유리 렌즈와 프라스틱 렌즈를 병합한 3개의 음극선관과 하나의 렌즈를 가지는 프로젝터용 혼합 방식 프로젝션 렌즈 시스템으로 구성된다.
제1렌즈(G1)는 전면이 오목면(S1)을 갖고, 후면의 볼록면(S2)을 가지며, 두께(d1)를 갖는 렌즈로 네가티브(negtative)의 촛점 길이를 갖는 오목렌즈다.
제2렌즈(G2)는 전면(S3)과 후면(S4)을 렌즈면으로 하며, 두께(D3)를 갖는 렌즈군으로 포지티브(positive)의 촛점 길이를 가진다.
제1렌즈(G1)와 제2렌즈(G2)는 프라스틱으로 형성되며 일정한 거리(d2)가 떨어져 파워를 거의 갖지 않으면서, 구면 수차와 코마(coma) 수차, 비점 수차를 보정하게 된다.
제3렌즈(G3)는 전면(S5)과 후면(S6), 그리고 두께(d5)를 가지며 전체 시스템의 메인 파워를 담당하는 포지티브 렌즈이고, 양면이 볼록이고 온도 변화에 따른 촛점거리의 변화를 보정하기 위한 유리 렌즈이고 제2렌즈(G2)와 일정한 거리(d4)를 두고 있다.
제4렌즈군(G4)은 일정한 두께(d7)를 가지는 전면 윈도우(S)(S8)와 다색성 거울(S9)(S10)로 형성되면서 광학 파워를 갖지 않고, 적·녹·청 3색을 합성하며, 한쪽의 전면 윈도우(S7)(S8)가 제3렌즈군(G3)과 일정한 거리(d6)를 두고 떨어져 있고, 나머지 3면은 세개의 음극선관(1)(2)(3)에 대향하여 놓여져 있다.
다색상 거울(S9)(S10)은 교차하는 중심점(d9)을 형성하는 한쌍으로 되어 중심점(d9)과 전면 윈도우(S8)가 일정한 거리(d8)로 떨어져 있으며, 중심점(d9)을 축으로 하여 적색의 음극선관(1)과 청색의 음극선관(2)에 대하여 45°의 기울기로 교차되게 놓여져서 적색 색성의 거울은 적색만 반사하고, 청색 색성은 거울은 청색만 반사하며, 나머지 영역의 빛을 투과하게 된다.
제5렌즈군(G5)은 오목면(S13)과 볼록면(S14)을 가지는 두께(d13)로 이루어지면서 제4렌즈군(G4)의 후면 윈도우(S11)(S12)와 각각의 음극선관(1)(2)(3)이 거리(d12)를 두고 놓여지며, 단색 음극선관(1)(2)(3)과의 거리(d14)에 오일이 채워져 있다.
음극선관(1)(2)(3)은 발광성 합성물이 채워지는 거리(d15)를 형성하면서 다색성 거울(S9)(S10)과 직교하도록 구성되어 있다.
이와 같은 본 발명의 투사 광학계는 색수차를 고려하지 않았다.
이는 단색 음극선관(1)(2)(3)을 사용하여 다색성 거리(S9)(S10)로 하나의 상을 갖게 하여 각 음극선(1)(2)(3)의 거리(d12)를 다르게 하므로서 보정이 가능하기 때문이다.
스크린의 크기 소정은 투사 거리의 변경과 각 크기마다 주투사 렌즈군과 다색성 거울(S9)(S10)의 전면 윈도우(S7)(S8)간의 거리(d6)를 변경하므로써 가능하게 된다.
각각의 렌즈군은 다음의 조건식을 만족한다.
8*f<1f1*1<10*f…………………………………………………………①
1.5*f<1f2*1<3*f…………………………………………………………②
1.1*f<1f3(1<1.2*f……………………………………………………… ③
2*f<1f4*1<4*f……………………………………………………………④
여기에서; f는 전체 광학계의 촛점거리고, f1, f2, f3는 제1·2·3렌즈(G1)(G2)(G3)의 촛점 거리이며, F5는 제5렌즈군(G5)으로 렌즈와 오일을 하나의 유니트로한 촛점 거리이다.
[실시예]
본 프로젝션 광학계의 실시예를 표 1~표 5에 나타내고 있다.
스크린 A·B·C는 각각 60인치, 80인치, 100인치를 나타낸다.
dA,dB,dC는 각각 렌즈 1면까지의 거리로써 60인치, 80인치 100인치에서 전면 윈도우(S7)(S8)와 주투사 렌즈간의 조정 거리를 나타낸다.
유리렌즈, 윈도우, 다색성 거울은 BK7을 채택하였다.
그리고 프라스틱의 굴절율 n=1.492,
유리 렌즈의 굴절율 n=1.517,
다색성 박스내의 오일 굴절율 n=1.52,
거리(d14)내의 오일의 굴절율 n=1.46이다.
[표 1. 제1렌즈(G1)의 데이타]
비구면 계수
kk=0
[표 2. 제2렌즈(G2)의 데이타]
비구면 계수
kk=0
[표 3. 제3렌즈(G3)의 데이타]
비구면 계수
kk=0
[표 4. 제4렌즈(G4)의 데이타]
비구면 계수
kk=0
[표 5. 제5렌즈(G5)의 데이타]
비구면 계수
kk=0

Claims (1)

  1. 오목면(S13)과 볼록면(S14)을 가지고 세방향의 음극선관(1)(2)(3) 전면에 놓여지는 제4렌즈군(G5)이 형성되고, 주투사 렌즈인 제4렌즈군(G4)을 통하여 합성된 빛을 제3, 제2, 제1렌즈(G3)(G2)(G1)로 스크린에 투사되게 하는 프로젝션 렌즈 시스템에 있어서, 제5렌즈군(G5)과 음극선관(1)(2)(3) 사이에 오일이 개재되고, 제4렌즈군(G4)은 음극선관(1)(2)(3)의 전방에서 교차되게 놓여져서 빛을 합성하는 다색성 거울(S9)(S10)과, 이다색성 거울(S9)(S10)과 제5렌즈군(G5) 사이에 적정한 간격으로 놓여지는 후면 윈도우(S11)(S12)가 형성되어 한쪽의 전면 윈도우(S7)(S8)로 투사되게 하는 것을 포함하는 비디오 프로젝터용 프로젝션 렌즈 시스템.
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