JP2659542B2 - 背面投影型プロジェクションテレビ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、小型の画像光をレンズ系でスクリーンの背
面に拡大投影し、スクリーンに大画面を得る背面投影型
プロジェクションテレビに関するものである。

［従来の技術］ 第６図はCRT（陰極線管）からの画像光を拡大投影す
る従来の背面投影型プロジェクションテレビの側面図で
ある。

第７図は第６図の装置と等価な光路配置図を示したも
のである。

第６図及び第７図において、31は光源としてのCRT
で、これは液晶シャッター等を使用する場合、キセノン
ランプ又はハロゲンランプでも使用可能である。32はCR
T31からの画像光を拡大するレンズ、33,34はそれぞれ前
記レンズ32からの画像光を反射したスクリーンまで導く
平面ミラーである。35は画像光を映し出す透過型スクリ
ーン、36は前記各要素を納めたキャビネットである。

CRT31の面から垂直に出た画像光は、レンズ32で光軸
に沿って拡大投影され、平面ミラー33,34で２回反射さ
れてスクリーン35に垂直投影される。

この為、ミラー34はスクリーン35とほぼ同じ大きさを
必要とし、しかも、反射光の光軸をスクリーン35に対し
てほぼ直角に向ける為、スクリーン35の後背面におい
て、スクリーン35と対向するように斜めに設置する必要
がある。よって、キャビネット36の奥行寸法L1は40イン
チのスクリーンを備えたプロジェクションテレビの場合
450mm〜700mm程度必要であった。

従来より、ディスプレイ装置を小型化するために、CR
T31からスクリーン35間の距離を短縮化し、レンズ系の
拡大倍率を大きくしてミラーによって反射させる構成に
より奥行寸法L1のコンパクト化が各種検討されている。
しかし、現在最も短いもので500mm位迄で、これ以上短
くすることはスクリーンに直角投影するシステムではレ
ンズの拡大倍率の限界からも難しいと考えられている。

これを解決する手法として、光学系からの画像光を、
スクリーンに対して急角度で入射させて投影させる背面
投影方式が各種考えられている（特開昭57−109481,特
開昭61−247180他）。

これらの考え方を第８図に基づき説明する。

第８図は背面投影型プロジェクションテレビの構成図
である。同図において、光源31から発する画像はレンズ
32によって拡大されミラー37を経由して、スクリーン面
38に斜めに入射する。スクリーン38にはその背面に第９
図に示すように偏向透過手段としてプリズム40等が形成
され、スクリーン面38に斜め入射する光がロスなく光軸
を変更して正面に出射させることができる構造となって
いる。

このようにスクリーン面に斜め入射させることにより
第６図に示した様にスクリーン38の背後にスクリーンと
ほぼ同じ大きさのミラーを設ける必要が無くなり、ひい
ては、キャビネット39の大きさも小型化が計られ、奥行
寸法を第６図の構成のプロジェクションテレビの約1/2
程度にコンパクトにすることが可能である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記斜め投影方式による背面投影型プ
ロジェクションテレビにおいては、スクリーン面に画像
が斜めに急角度で入射することによって、 垂直振幅の減少 台形変調率の増大 により、光源の発光面は台形となる為、従来一般に使用
されている発光源を使用した場合発光面の利用効率が悪
くなる問題があった。このため、発光面積が小さくな
り、明るさ及び解像力の低下が生じ問題点なっていた。

なお、台形変調率の増大とは、元の光源からの画像が
正四角形の画面でも、スクリーン38上では、台形状に画
像が変形してしまう問題を言い、スクリーンに斜めに入
射する角度が急なほどその変形度合が大きくなる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、キャビネットの奥行寸法を薄くしつ
つ、上記問題を解決できる高輝度な背面投影型のプロジ
ェクションテレビを提供することにある。

本発明によれば、以上の様な目的を達成するものとし
て、 光源と、該光源から出た光束の光路をスクリーン面に
対して急角度で投影する様に偏向させる少なくとも１つ
の反射ミラーと、該反射ミラーで反射した光束をスクリ
ーン面に対してほぼ直交する方向に偏向する偏向手段
と、該偏向手段で偏向された光束が投影されるスクリー
ンとからなる背面投影型プロジェクションテレビであっ
て、 前記反射ミラーが曲率を有するミラー面から構成さ
れ、そのミラー面の曲率により斜め投影による光束の垂
直振幅の減少を拡大投影するとともに台形変調率の増大
が補正され、光束の垂直振幅及び台形変調が調整される
ことを特徴とする背面投影型プロジェクションテレビ、 が提供される。

このような構成により、光源側は従来のCRTの全面を
使用して投影できるので、明るさ、解像力に劣ることな
く、奥行きをコンパクトにした背面投影型プロジェクシ
ョンテレビを作ることが可能になった。

また、本発明の典型的な実施構成としては、 小型CRTディスプレイ（さらに、液晶シャッターを使
用した際はワンビームのカラー画像、単色CRTの場合は
ダイクロイックミラー等を使用して３色を合成したカラ
ーディスプレイ等）と、 小型CRTディスプレイからの画像を拡大する光学系手
段と、 光路を変更し、且つ上述の垂直振幅の減少の問題と台
形変調率の増大の問題を解決するように調整された少な
くとも１個のミラーと、 該ミラーから斜め投影された画像光を前記スクリーン
に対して、ほぼ直交する方向に偏する偏向手段と、 画像光が投影されるスクリーンと、 を有していることが好ましい。

本発明の背面投影型プロジェクションテレビにおい
て、曲率を有するミラー面から構成される反射ミラー
は、１個または２個以上を組み合わせて使用される。反
射ミラーを１個使用する場合には、その１つの反射ミラ
ーのミラー面を３次曲面等に形成して、光束の垂直振幅
及び台形変調の双方を同時に調整する様に構成される。
また、２個以上の反射ミラーを使用する場合には、１つ
の反射ミラーのミラー面を３次曲面等に形成して光束の
垂直振幅及び台形変調の双方を同時に調整する様に構成
してもよいし、または、少なくとも１つの反射ミラーに
光束の垂直振幅を調整する様な曲率を有するミラー面を
形成し且つ別の少なくとも１つの反射ミラーに光束の台
形変調を調整する様な曲率を有するミラー面を形成して
２種類の反射ミラーの組合わせにより光束の垂直振幅及
び台形変調を調整する様に構成してもよい。

［作用］ 本発明のプロジェクションテレビは、光源から出たワ
ンビームのカラー画像光を前記ミラーで反射させた後、
スクリーンに対して斜めに投影し、その入射光を偏向手
段により光路を変更させると共に、この斜め投影による
垂直振幅の減少を前記ミラーの曲率により拡大投影する
こと及び台形変調率の増大を反射ミラーの曲率により補
正することにより、光源側の画像の発光効率を最大限に
保持しながら装置全体に必要なスペースをコンパクトに
することを可能にする。

［実施例］ 以下、本発明の背面投影型プロジェクションテレビに
ついて具体的な実施例に基づき詳細に説明する。

第１図，第２図は本発明の背面投影型プロジェクショ
ンテレビの第１実施例を示すそれぞれ側面図、正面図で
ある。

第１図及び第２図において、１はCRT等の光源、２は
光源１からの光を拡大し投影する光学系、10は光学系２
からの画像光が最初に入射するミラー、11は２番目に入
射するミラーで、このミラー11からの光がスクリーンに
急角度で入射することになる。12はミラー11から斜め投
影された画像光を前記スクリーンに対して、ほぼ直交す
る方向に偏する偏向手段（例えば、プリズム）、13は透
過型スクリーン、６は各要素を収納するキャビネットで
ある。

第３図は従来のスクリーンに斜めに入射する光学系の
場合にCRTの有効面積の割合を示した図であり、第３図
において斜線部分しか利用できないことを示している。

本実施例によれば、第１図及び第２図において、ミラ
ー10の曲率を変化させることにより第３図におけるＢ幅
のものをＤ幅にする縮小効果を持ち、Ｂ幅の画像をスク
リーン13の高さ一杯に投影することができる。また、ミ
ラー11でＡ部とＡ′部（Ａ部側と反対側の意味である）
の曲率を変えることにより、前述の台系変調を打消すよ
うな台形歪を作り、斜め入射する際には正規な画像を得
るものである。

つまり、この実施例はそれぞれ２次曲面を持つ２つの
ミラー10及びミラー11により構成されていることを特徴
とし、ミラー10で垂直振幅に差を設け且つミラー11で台
形変調を設けることにより光学系２より拡大投影される
図形を変形させ、スクリーン13への斜め入射により発生
する両歪を補正することによって、正規の図形を再現で
きるようにしたものである。このようにすることにより
光源の有効利用率が向上し、明るく、かつ高解像度のコ
ンパクトなプロジェクションテレビを提供できる。

第４図，第５図は本発明の背面投影型プロジェクショ
ンテレビの第２実施例を示すそれぞれ側面図、正面図で
ある。

同図において、１はCRT等の光源、２は光源１からの
光を拡大し投影する光学系、３は３次曲面を設けたミラ
ー、４は斜め投影された画像光を前記スクリーンに対し
てほぼ直交する方向に方向を変える偏向手段（例えば、
プリズム）、５は観察用の透過型スクリーン、６は各要
素を収納するキャビネットである。

本実施例において、光源１からの画像光は光学系２に
より所定の倍率に拡大された後、ミラー３に入射する。
ミラー３は前記実施例のミラー10及びミラー11の働きを
１枚のミラーで行なう３次曲面で構成されたミラーであ
る。すなわち、垂直振幅の減少及び台形変調率の増大に
対して、一回の反射で補正できるようにその曲率が調整
されている。ミラー３からの反射光（画像光）は上述の
ように補正されてから、プリズム４を経てスクリーンに
入射するので、良好な画像をスクリーンで観察すること
ができる。本実施例の場合、ミラー３の曲率の製造はミ
ラー10,11に比べ難しくなるが、よりコンパクト化が可
能である。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明の背面投影型プロジェ
クションテレビによれば、垂直振幅の減少を反射ミラー
の曲率により拡大投影すること及び台系変調率の増大を
反射ミラーの曲率により補正することにより、光源側の
画像の発光効率を最大限に保持しながら、装置全体に必
要なスペースをコンパクトにすることが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明の背面投影型プロジェクション
テレビの第１実施例を示すそれぞれ上面図、正面図であ
る。 第３図はスクリーンに斜めに入射する光学系の場合にCR
Tの有効面積の割合を示した図である。 第４図，第５図は本発明の背面投影型プロジェクション
テレビの第２実施例を示すそれぞれ上面図、正面図であ
る。 第６図は光源からの画像光を拡大投影する従来の背面投
影型プロジェクションテレビの上面図である。 第７図は第６図の装置と等価な光路配置図を示したもの
である。 第８図は従来の斜め入射方式の背面投影型プロジェクシ
ョンテレビの構成図である。 第９図はフレネルレンズの構成図である。 1:光源 2:拡大投影光学系 3,10,11:曲率変化ミラー 4,12:光束偏向手段 5,13:スクリーン 6:キャビネット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、該光源から出た光束の光路をスク
   リーン面に対して急角度で投影する様に偏向させる少な
   くとも１つの反射ミラーと、該反射ミラーで反射した光
   束をスクリーン面に対してほぼ直交する方向に偏向する
   偏向手段と、該偏向手段で偏向された光束が投影される
   スクリーンとからなる背面投影型プロジェクションテレ
   ビであって、 前記反射ミラーが曲率を有するミラー面から構成され、
   そのミラー面の曲率により斜め投影による光束の垂直振
   幅の減少を拡大投影するとともに台形変調率の増大が補
   正され、光束の垂直振幅及び台形変調が調整されること
   を特徴とする背面投影型プロジェクションテレビ。