JPH0750938B2 - 投写形テレビ用光学系 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、投写形テレビの光学系に係り、特に残留歪，
色ずれの少ない高画質な画像をスクリーン上に投写する
に好適な、投写管とレンズの組立ブラケツトを備えた投
写形テレビ用光学系に関する。

〔従来の技術〕

投写形テレビは、比較的小形の投写管上の画像をレンズ
により拡大し、スクリーン上に投写することにより大画
面を得るテレビである。

第２図はその縦断面である。図において、１は投写管,2
はレンズ,3は投写管１とレンズ２を結合するブラケツ
ト,4は鏡,5はスクリーン,6は以上の部品をその内部に固
定，収納するキヤビネツトである。

次にその動作について説明する。小形のブラウン管であ
る投写管１の螢光面（図示せず）に写し出された画像
（図示せず）をレンズ２により拡大し、スクリーン５の
背面から投写することにより大画面を得ている。図で
は、投写光路の途中に鏡４を入れ、光路を折り曲げるこ
とによりキヤビネツト６の奥行を薄くしている。

このような装置では、通常投写管１とレンズ３は各々１
本の１組ではなく、赤，緑，青の３色３組使用される。
この理由は、１本のカラーブラウン管の画像を拡大した
のでは、画面上の３色のドツトが拡大され近距離では不
自然となるだけでなく、明るさも暗くなるためである。
３組用いられている投写管とレンズは、第３図に示すよ
うに、各々の光軸がスクリーン５近傍で一点に交わる様
設置されている。このとき中央の投写管１およびレンズ
２の光軸と両端の投写管１およびレンズ２の光軸がなす
角を集中角Ａと呼んでいる。集中角Ａはスクリーン５に
向つて左右方向の角度であるが、上下方向にも角度を付
けることがある。これを仰角（図示せず）と呼び通常上
向きに３゜前後付けている。ここでは、簡単のため仰角
を零としているが、仰角が付いている場合でも全く同様
である。

実際のセツトでは、集中角Ａを実現するため、前記ブラ
ケツト３に角度を持たせている。第４図に、従来技術に
より一般的に行なわれている例を示す。図において、第
２図と同一番号は同一部品を表わす。図では簡単のた
め、投写管1,レンズ2,ブラケツト３及びそれらを固定す
る取付台７のみを図示しており、スクリーン５その他の
部品は省略してある。通常、緑色の投写管1Gを中心と
し、左右にそれぞれ青色投写管1B,赤色投写管1Rを配置
する。レンズは、各投写管ごとに透過率を最適化したも
のを使う例もあるが一般的には、３本共共通使用である
ことが多い。本説明でも特に分けていない。投写管１と
レンズ２を結合するとともに、それらの取付台７に固定
する部品がブラケツト３である。緑色投写管1G用のブラ
ケツト3Gは、仰角が零の場合、集中角も零であるため、
投写管1Gとレンズ２を取付台７に対し垂直に固定する。
これに対し、青色投写管1B用のブラケツト3Bは、レンズ
を集中角Ａだけ取付台７に対し時計方向に回転し固定す
る。また同時に、青色投写管1Bを、レンズの光軸に対し
螢光面（図示せず）を中心に、集中角の15％前後（この
角度を補正角と呼び、光軸に垂直でないスクリーン上の
全域でジヤストフオーカスさせるために不可欠の角度で
ある）を更に時計方向に回転し固定する。

赤色投写管1R用ブラケツト3Rは、青色投写管1B用ブラケ
ツト3Bの対称形であり、回転方向は反時計方向である。

このように、左右のブラケツト3B,3Rは複雑な角度を持
つているが、従来技術では図に示すように各々独立に作
り、最後に取付台７に取付ける方法をとつていた。この
方法では、各々のブラケツトに寸法誤差が生じるのみで
なく組立においても、回転，たおれ，ずれ等の組立誤差
が生じる。これらの誤差は、スクリーン上でのフオーカ
スのアンバランスおよび残留歪，色ずれの増大として表
われてくる。

第５図は、集中角の補正角とMTF（Modulation Transfer
Fanction）の関係を青色投写管で示したものである。
図において、実線Ｃはスクリーン右側のMTF変化を平均
値で表わしたもの、破線Ｄは同じく左側のMTF変化を平
均値で表わしたものである。図より明らかなように、集
中角の補正角が設計値よりも小さくなるとスクリーン右
側のMTFが極端に悪くなり、左右平均のMTFの劣化以上に
左右のアンバランスとして画質を悪くする。集中角の補
正角が設計値よりも大きい場合も、左右が逆となるだけ
でアンバランスは大きくなる。

また、ブラケツト３と取付台７の組立誤差は、主にスク
リーン５上の画像中心のずれとして表われてくる。この
ずれば投写管１の螢光面の画像（図示せず）を電気的に
移動させて補正するが、設計時の位置と異なる場所に画
像を出すことになるため、螢光面が球面もしくは非球面
であるときなどは螢光面上で画像が歪み、極端な場合は
補正回路で補正不能となり、残留歪，色ずれの原因とな
る。

第６図は、第４図と同様に従来技術により作られた投写
管とレンズの組立ブラケツトの概略図である。図におい
て、第４図と同一番号は同一部品を表わす。第４図と異
なる点は、第４図の取付台７に集中角に相当する部分を
受け持たせている点であり、取付台はレンズ２に集中角
を与える上板９と側板10a,10bから成つている。この方
式ではレンズ２の互いの位置関係は比較的より精度で組
立てられるが各々ブラケツト8B,8G,8Rがまだ独立してい
るため、基本的には第４図の例と同じ問題をもつてい
る。

以上説明したように従来技術による方法ではブラケツト
が複雑な角度を持つためその各々が独立しているとブラ
ケツト固有の角度誤差に加え、組立時の誤差が加わり画
質を劣化させる要因となつていた。これに対し、特開昭
61−95689号公報において開示されている方法は、誤差
の生じ易いブラケツトに集中角およびその補正角を持た
せず、代りに鏡筒に組込んだ部分のレンズ群を倒す方法
である。本方法では、誤差の出易すいブラケツトに角度
を持たせていないためブラケツトの組立時の角度誤差が
殆んど零であるという特長があるが、反面投写管に最も
近いレンズ（通常凹レンズ）が投写管のフエイスパネル
と平行であるため、ブラケツトに角度を持たせる方式に
比べ、MTFが若干劣るのが実情である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、投写形テレビでは、赤，緑，青の３色
３組の投写管およびレンズにより１つの画像を得るた
め、その各々の位置関係をあたかも１本のブラウン管の
ように機能させるべく、３本のレンズおよび３本の投写
管を一体化する点について配慮がされておらず、各々の
部品誤差および組立て誤差がそのまま画質の低下として
画面に表われるといつた問題があつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点をなくし、
３本のレンズ,3本の投写管を一体化した組立ブラケツト
備えた投写形テレビ用光学系を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、３本のレンズを、中央部に対しその両端を
集中角に等しい角度だけ曲げた上板に取付け、３本の投
写管を、中央部に対しその両端を集中角とその補正角の
和に等しい角度だけ曲げた下板に取付け、更にその３本
のレンズを取付けた上板と３本の投写管を取付けた下板
を結合することにより達成される。

〔作用〕

３本のレンズは、中央部に対しその両端を集中角に等し
い角度だけ曲げた上板に取付けられる。１つの部品に固
定されることから、その相互の間隔，取付角等は極めて
高い精度で組立てられる。

また、３本の投写管も同様に、中央部に対しその両端を
集中角と補正角の和に等しい角度だけ曲げた下板に取付
けられることから、その相互の間隔，取付角等は極めて
高い精度で組立てられる。

上板と下板の組立てに関しても、２部品の位置合せであ
り、比較的高い精度で組立てることができる。

従つて、本発明による一体化組立ブラケツトによれば、
３本のレンズ,3本の投写管を極めて高い精度で組立てる
ことができるので、あたかも１本のブラウン管のように
機能させることができ、高画質な投写形テレビを実現す
ることができる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を第１図（ａ），（ｂ）により説
明する。第１図（ａ）は、本発明による一体化したブラ
ケツトの一部断面図、（ｂ）はその分解斜視図である。

図において、２はレンズ,11は該レンズを取付ける上板,
1B,1G,1Rはそれぞれ青，緑，赤の投写管,12は３本の投
写管1B,1G,1Rを取付ける下板である。下板12は、第１図
（ｂ）に示すように皿状となつており、上板11と組合せ
たときでも、レンズ２と投写管1B,1G,1Rとの間に一定の
間隔が保たれるよう構成される。

このレンズ２と投写管1B,1G,1Rの間隙は、空気層でもよ
いが、通常コントラストを向上させるため、オプテイカ
ル・カツプリングとしてシリコンゲルもしくはエチレン
グリコール系の液体を封入する。

13は、互いの投写管の光が漏れない様に設けた遮光板で
あり14a,14bは側板である。

15は、レンズ２を構成する第１のレンズである。本実施
例では薄肉の半球状のレンズで、上板11と下板12の間に
封入された液体とともに凹レンズを形成する。

本発明によれば、３本のレンズは１つの部品に固定され
ることから、その相互の間隔，取付角は極めて高い精度
で組立てられる。また３本の投写管も１つの部品に固定
されることから、その相互の間隔，取付角は極めて高い
精度で組立てられる。

また、３本のレンズの取付けられた上板11と３本の投写
管の取付られた下板12の組立てに関しても、２部品の位
置合せであり高い精度で組立てることができる。

従つて、本発明により３本のレンズ,3本の投写管を極め
て高い精度で組立てることができるため、これらをあた
かも一本のブラウン管のように機能させることができ、
高画質な投写形テレビを実現することができる。

本発明の第２の実施例を第７図（ａ），（ｂ），第８図
第９図，第10図，第11図により説明する。第７図（ａ）
は、本発明による一体化したブラケツトの一部断面図、
（ｂ）はその分解斜視図である。第８図は本発明による
一体化したブラケツト内の冷媒の流れを説明する模式
図、第９図は従来技術によるブラケツト内の冷媒の流れ
を説明する模式図、第10図は本発明による一体化したブ
ラケツト内の不要光の反射を説明する腰部断面図、第11
図は従来技術によるブラケツト内の不要光の反射を説明
する断面図である。

以上の図において第１図と同一番号は同一部品を表わ
す。

第７図（ａ），（ｂ）に記載した本発明による第２の実
施例が第１図（ａ），（ｂ）に記載した第１の実施例と
異なる点は、第２の実施例では第１の実施例の遮光板13
を、投写管1B,1G,1Rからレンズ２に向う光軸に対し、投
写管からレンズに近づくに従い光軸から離れるように構
成したことを特徴としている。このような遮光板を実現
するには各投写管とレンズの組合せに対し、左右方向に
一対必要となる。上下方向には下板12を同様の構成とな
る様な形状とする。

具体的には、青色投写管1Bと緑色投写管1Gの間及び緑色
投写管1Gと赤色投写管1Rの間の遮光板はチヤネル状のダ
ブル遮光板16aであり、両端の投写管の外側端部の遮光
板はシングル遮光板16bである。ダブル遮光板16a及びシ
ングル遮光板16bの上下には、皿状の下板12との間に間
隙を設けたあり、該皿状の下板12に封入した冷媒が自由
に移動できるように構成する。

以上のように構成することにより以下の２つの効果が得
られる。

投写管と凹レンズ15の間にオプテイカルカツプリングと
して液体を充填すると前述したが、この液体は単なるオ
プテイカルカツプリングとしての効果だけでなく、投写
管の冷却の働きも果たす。

第９図により従来技術によるブラケツト内の冷媒の流れ
を説明する。従来技術ではブラケツト３の幅は投写管１
の幅と概略等しく、冷媒液も投写管１のパネル面Ｐの幅
に封入してあるに過ぎない。投写管１のパネル面Ｐ全域
が被冷却面（加熱面）であり加熱された冷媒は比重が小
さくなり上方に移動する。このとき、冷媒が循環する経
路がないため、上方に加熱された冷媒が溜り上下に温度
差がつく。また当然冷却性能も良くないという問題点が
あつた。

第８図により本発明による一体化したブラケツト内の冷
媒の流れを説明する。本発明では、前記ダブル遮光板16
a及びシングル遮光板16bと下板12の間に冷媒の戻りの経
路が形成される。従つて、第８図に示すように冷媒は極
めてスムーズに対流をする。これにより、冷媒の温度差
も小さく、冷媒性能もよくなる。

本発明による一体化したブラケツトの２つ目の効果とし
ては、不要反射によるコントラストの低下が少ないこと
である。

第11図により従来技術によるブラケツト内の不要光の反
射を説明する。従来技術ではブラケツト３の側部が、投
写管１からレンズ２に向う光軸とほぼ平行であつたため
投写管１から凹レンズ15に直接入射する有効光束以外の
不要光が一部ブラケツト３の側部に反射して凹レンズ15
に入射し、コントラスト劣化の原因となつていた。

第10図により本発明による一体化したブラケツト内の不
要光の反射を説明する。本発明では遮光板16aが、投写
管１からレンズ２に向う光軸に対し、投写管１からレン
ズ２に近づくに従い光軸より離れるように構成している
ので、投写管１から凹レンズ15に直接入射する有効光束
以外の不要光が前記遮光板16aに反射したとしても再び
凹レンズに戻るようなことは少なく、従つて、コントラ
ストの劣化も少ない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、３本のレンズ,3本の投写管の相互の間
隔，相互の角度が極めて高い精度で組立てることができ
るので、これらをあたかも一本のブラウン管のように機
能させることができ、高画質な投写形テレビを実現する
ことができる。

また、本発明による第２の実施例によると、ブラケツト
内の冷媒の流れを円滑にできるので投写管の冷却効率を
上げることができる。また、ブラケツト内の不要光の反
射を少なくできるのでコントラストの劣化も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の要部としての一体化
したブラケツトの一部断面図、第１図（ｂ）はその分解
斜視図、第２図は投写形テレビの縦断面図、第３図は集
中角の説明図、第４図は従来技術によるブラケツトの取
付図、第５図は集中角の補正角とMTFの関係を示した特
性図、第６図は従来技術によるその他のブラケツトの取
付例を示した説明図、第７図（ａ）は本発明による一体
化したブラケツトの第２の実施例の一部断面図、第７図
（ｂ）はその分解斜視図、第８図，第９図はそれぞれ冷
媒の流れを説明する模式図、第10図，第11図はそれぞれ
不要光の反射を説明する模式図、である。 符号の説明 1B,1G,1R……青，緑，赤色投写管 ２……レンズ、11……上板 12……下板、13……遮光板 16a……ダブル遮光板、16b……シングル遮光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村中 昌幸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−269590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−95689（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−61677（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−168374（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】青、緑、赤色用の各投写管とそれぞれの投
   写管の前面に設けられたレンズとから成る投写形テレビ
   用光学系において、 前記青、緑、赤色用の３本の投写管を中央に位置する投
   写管を固定する平面に対し、その両側に位置する投写管
   を固定するための各平面がそれぞれ前記光学系の集中角
   と補正角の和に等しい角度をなして位置する様構成され
   た第一の取付部品に固定すると共に、 前記３本のレンズを中央に位置するレンズを固定する平
   面に対し、その両側に位置するレンズを固定するための
   各平面がそれぞれ前記光学系の集中角に等しい角度をな
   して位置するよう構成された第二の取付部品に固定する
   と共に、 前記第一の取付部品と第二の取付部品の間に透明液体を
   充填して成ることを特徴とする投写形テレビ用光学系。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の投写形テレビ
   用光学系において、前記第二の取付部品に前記赤、緑、
   青用のレンズを結ぶ軸にほぼ直交する様第二の取付部品
   から第一の取付部品に向け少くとも１つ以上の遮光板を
   設けたことを特徴とする投写形テレビ用光学系。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の投写形テレビ
   用光学系において、前記第一の取付部品に、前記赤、
   緑、青用の投写管を結ぶ軸にほぼ直交する様第一の取付
   部品から第一の取付部品に向け少なくとも１つ以上の遮
   光板を設けたことを特徴とする投写形テレビ用光学系。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第２または第３項記載の投
   写形テレビ用光学系において、前記遮光板を、前記投写
   管中心と前記レンズ中心を結ぶ光軸と遮光板との距離が
   投写管側で狭く、レンズ側で広くなる様構成したことを
   特徴とする投写形テレビ用光学系。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第２項、第３項または第４
   項記載の投写形テレビ用光学系において、前記遮光板を
   少なくとも２枚以上の板で構成し、該遮光板どうしの間
   隙に前記透明液体が流れることができる様少なくとも２
   箇所以上の開口部を設けたことを特徴とする投写形テレ
   ビ用光学系。