JPH0152959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は映像管に映出されるテレビジヨン画像
を拡大してスクリーン上に投写するためのテレビ
ジヨン画像投写装置に関するものであり、さらに
詳しくは、赤，緑，青の単色光を発する３本の単
色映像管と２枚のダイクロイツクミラーを用いて
カラーのテレビジヨン画像を合成した後、レンズ
系により拡大してスクリーン上に投写する形式の
テレビジヨン画像投写装置に関するものである。

本発明のようにそれぞれ赤，緑，青の単色光を
発する３本の映像管に映出されるテレビジヨン画
像を２枚のダイクロイツクミラーを用いて重ね合
わせ、さらにレンズ系を用いてスクリーン上に拡
大された画像を得る方法は従来からよく知られて
いる。このような方法を実現する構成の従来例を
第１図に示す。同図において、赤の光のみ反射
し、緑，青の光は透過させるダイクロイツクミラ
ー１Ｒと、青の光のみ反射し、緑と赤の光は透過
させるダイクロイツクミラー１Ｂを中央部で直角
に交叉するように配置する。

このような構成で、ダイクロイツクミラー１
Ｒ、１Ｂの法線と45度の角度をなす４方向を向い
た回転対称軸の一つを光軸２Ｌとして、この光軸
２Ｌ上にその光軸が一致するように投写レンズ３
を配置する。他の３方向の回転対称軸を光軸２
Ｒ，２Ｇ，２Ｂとして、この光軸上には、投写レ
ンズ３の方向に各色が出てくるように、赤，緑，
青の単色画像を映出する映像管４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ
を配置する。このとき、映像管４Ｒ，４Ｇはダイ
クロイツクミラー１Ｒに関して鏡像の関係となつ
ており、映像管４Ｇ，４Ｂはダイクロイツクミラ
ー１Ｂに関して鏡像の関係になつている。

このような構成では投写レンズ３を出たあとの
赤，緑，青の３色の光軸が一致していることによ
り次のような特長があつた。

(1) 指向性を有するスクリーンを用いる場合に観
察者が見る場所を変えても色変りを生じない。

(2) 赤，緑，青の３色とも最適像面が重なつてい
るので、解像度がすぐれている。

(3) 原理的にはコンバージエンス調整を必要とし
ない。映像管のバラツキによりコンバージエン
ス調整が必要であつても、その調整は非常にわ
ずかな補正で済む。

(4) 投写レンズ３の位置を調整するだけで、投写
距離または投写倍率を自由に変えることができ
る。

しかし、第１図に示したような方式には次のよ
うな欠点があつた。

(1) ３本の映像管４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに全面にわた
つて輝度が一様な画像を映出した場合、投写画
像の上下または左右で色が異なる現象（カラー
シエーデイング）を生じる。

(2) ３本の映像管４Ｒ，４Ｇ，４ＢがＴ字型に配
置されるので装置全体が大きくなる。

(3) 地磁気等の外部磁界がある場合、３本の映像
管４Ｒ，４Ｇ，４Ｂへの作用の仕方は３本とも
異なるので、この装置を移動したり、向きを変
えたりすると、コンバージエンスずれを生じ
る。

上記(1)のカラーシエーデイングは、ダイクロイ
ツクミラーのカツトオフ波長（ここでは透過率が
50％となる波長をいう）と、透過率または反射率
がダイクロイツクミラーに入射する光線の入射角
度によつて異なることにより生じる。このためカ
ラーシエーデイングは投写レンズのＦ数が小さい
ほど、また画角が大きいほど顕著に生じる。カラ
ーシエーデイングの一例を第２図に示す。この図
は、第１図に示した構成において、スクリーン上
で最もカラーシエーデイングが顕著な方向におけ
る各色の輝度分布を示したものである。この第２
図で、中心から左右の端に向かつて輝度が低下し
ているが、この原因は画角が大きくなるに従つて
第１図に示した投写レンズ３の開口率が小さくな
るからである。また、左右で曲線が非対称になつ
ているが、これはダイクロイツクミラーのカツト
オフ波長と、透過率あるいは反射率が入射角度に
よつて異なるために生じている。第２図の場合、
赤と青の曲線の傾向はほぼ同じであるが、緑の曲
線は赤と青の曲線と左右が入れ替わつた傾向にな
ている。このため、スクリーン上の各位置によつ
て赤，緑，青の輝度比が異なり、カラーシエーデ
イングとなる。

上述の従来例の欠点の(2)と(3)は、映像管４Ｒ，
４Ｇ，４ＢをＴ字型に配置していることに原因が
ある。しかし、これらはやむを得ない問題であつ
た。

次に、本発明の実施例を説明する前に、本発明
の原理を従来例に対比して述べておく。まず、従
来例の場合について述べる。第３図ａに示すよう
に、映像管４Ｇの螢光体面５上の任意の点から出
て、投写レンズ３の入射瞳６上の任意の点に入射
する光線が、ダイクロイツクミラー１Ｒに入射す
るときの入射角度を考えると、非常に広い範囲に
分布することがわかる。第３図ａにおいて、螢光
体面５上の任意の点から出て入射瞳６上の任意の
点に到達する光線のダイクロイツクミラー１Ｒへ
の入射角度を考える。入射角度が下限値となる光
線は螢光体面５上の点Ａを出て入射瞳６の縁を形
成する境界線２０上の点Ａから最も遠い点に入射
する光線Ａ−A′であり、入射角度が上限値とな
る光線は螢光体面５上の点Ｂを出て境界線２０上
の点Ｂから最も遠い点に入射する光線Ｂ−B′で
ある。前述のように、入射角度が上限値または下
限値に近い光線ほどカラーシエーデイングに寄与
しやすい。そこで本発明では、第３図ｂに示すよ
うに、映像管４Ｇの螢光体面５とダイクロイツク
ミラー１Ｒの間に凸レンズ７を挿入し、螢光体面
５上の任意の点から出る発散光束を凸レンズ７で
平行光束に変換し、この平行光束をダイクロイツ
クミラー１Ｒに入射させている。第３図ｂにおい
て、螢光体面５上の任意の点から出て凸レンズ７
を通過して入射瞳６上の任意の点に到達する光線
を考えると、そのような光線はただ１本である。
その光線のダイクロイツクミラー１Ｒへの入射角
度を考えると、入射角度が下限値となる光線は螢
光体面５上の点Ａを出て凸レンズ７の点Ａを通
過して入射瞳６の縁を形成する境界線２０上の点
Ａに最も近い点に入射する光線Ａ−A″であり、
入射角度が上限値となる光線は螢光体面５上の点
Ｂを出て凸レンズ７の点Ｂを通過して境界線２
０上の点Ｂから最も遠い点に入射する光線Ｂ−
B″である。上限値と下限値の差は、第３図ａの
場合に比べて非常に小さくなつている。従つて、
それだけカラーシエーデイングが改善される。な
お、第３図ｂのような構成にすると、螢光体面５
と凸レンズ７の間に映像管のフエイスプレートの
大きさに相当する空間を設けることができるの
で、この空間に平面鏡を入れて、映像管からの光
を平面鏡で折り曲げた後に凸レンズ７に入射する
ことができる。このようにすると、装置のコンパ
クト化、地磁気の影響の回避が可能となる。

以下に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。第４図はその概略構成を示したもので
ある。同図において、赤の光のみ反射し、緑と青
の光は透過させるダイクロイツクミラー１Ｒと、
青の光のみ反射し、赤と緑の光は透過させるダイ
クロイツクミラー１Ｂとを中央で交叉するように
配置する。ダイクロイツクミラー１Ｒ，１Ｂの法
線と45度の角度をなす４方向を向く対称軸の一つ
を光軸２Ｌとし、光軸２Ｌ上に投写方向側レンズ
系８を配置する。残る３方向の対称軸を光軸２
Ｒ，２Ｇ，２Ｂとして、この光軸上にそれぞれ映
像管側レンズ系９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを配置する。こ
の映像管側レンズ系９Ｒ，９Ｇ，９Ｂは、正屈折
力を有し前述の発散光束を平行光束に変換し、カ
ラーシエーデイングを改善するためのものであ
り、また、投写方向側レンズ系８と組み合わせる
ことにより、一つの投写レンズとして機能する。
映像管側レンズ系９Ｒ，９Ｂの直後には、平面鏡
１０Ｒ，１０Ｂを配置し、光軸２Ｒ，２Ｂをそれ
ぞれ光軸２R′，２B′の方向に折り曲げている。
光軸２R′，２B′は光軸２Ｇと平行になつている。
光軸２R′，２Ｇ，２B′上には投写方向側レンズ
系の方に各色が出てくるように赤，緑，青の単色
画像を映出する映像管４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを配置す
る。

このような構成にすると、映像管４Ｒ，４Ｇ，
４Ｂの管軸が平行になるので、第１図に示した従
来例よりも装置全体がコンパクトになり、また、
地磁気による影響も回避できる。第４図に示すよ
うな構成において、ダイクロイツクミラーの透過
率の分光特性を適当に変えることにより、光軸２
Ｇ上に赤または青の単色画像を映出する映像管を
配置することもできる。しかし、光軸２Ｇ上には
緑の単色画像を映出する映像管４Ｇを配置するの
が望ましい。これは次のような理由による。光軸
２R′，２B′上に配置された映像管から出た光は
平面鏡１０Ｒ，１０Ｂで光強度の減衰を受ける
が、光軸２Ｇ上に配置された映像管から出た光は
そのような光強度の減衰を受けない。緑は視感度
が赤，青に比べて高く、投写画像の解像度に寄与
する割合が大きいので、映像管４Ｇのビーム電流
を大きくして輝度を高めようとするとビーム径が
大きくなり、投写画像の解像度の低下を招く。

一方、赤と青は視感度が緑に比べて低く、投写
画像の解像度に寄与する割合が小さいので、映像
管４Ｒ，４Ｂのビーム電流を大きくしてビーム径
が拡がつても人間の目には解像度の低下がわかり
にくい。従つて、緑に対しては平面鏡を使わない
ようにし、赤と青に対しては平面鏡を使い、平面
鏡による光強度の減衰分は映像管４Ｒ，４Ｂのビ
ーム電流を大きくすることにより映像管４Ｒ，４
Ｂに映出する画像の輝度を高めればよい。

第４図に示す構成でのスクリーン上の赤，緑，
青の３色の輝度分布を第５図に示す。この場合の
測定条件は第２図に示した従来例の場合と同じで
ある。第５図を第２図と比較すると、各色につい
て、第２図の中心から高輝度測は第５図でもほぼ
同じ形状の曲線となつているが、第２図の中心か
ら低輝度測は第５図では輝度が増加している。ま
た、第５図の各色の曲線は第２図と比べて左右の
対称性が良くなつている。従つて、スクリーン上
の各位置における３色の輝度比は第２図に比べ差
が小さくなつており、カラーシエーデイングを改
善できたことを表わしている。第５図で、各曲線
は完全には一致していないが、各位置における輝
度比の差が非常に小さい場合、人間の目には、そ
の差を感じることができないので実用的には問題
とならない。

第４図で、映像管側レンズ系９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ
と、ダイクロイツクミラー１Ｒ，１Ｂと、投写方
向側レンズ系８は、相互の間隔，傾きについて高
い精度が要求される。また、このような光学素子
に空気中のほこりや、ごみが付着すると光学的特
性が劣化してしまう。そこで、映像管側レンズ系
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂと、ダイクロイツクミラー１
Ｒ，１Ｂと、投写方向側レンズ系８は、一つの鏡
筒１１に密封して設け、光学素子と外気との接触
を最小限にしている。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、 (1) カラーシエーデイングを著しく改善できる。

(2) 装置全体のコンパクト化が容易に可能とな
る。

(3) 地磁気等の外部磁界の影響を回避できる。

などの数々のすぐれた効果が得られるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す構成図、第２図は従来例
におけるカラーシエーデイングを説明するための
特性図、第３図ａ，ｂは従来例および本発明の原
理を説明するための図、第４図は本発明の一実施
例を示す構成図、第５図は本発明によるシエーデ
イング改善の効果の一例を示す特性図である。 １Ｒ，１Ｂ……ダイクロイツクミラー、３……
投写レンズ、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ……映像管、８…
…投写方向側レンズ系、９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ……映
像管側レンズ系、１０Ｒ，１０Ｂ……平面鏡、１
１……鏡筒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ赤、緑、青の単色画像を映出する３
   本の映像管と、前記各映像管の前に所定の間隔で
   配置され前記映像管上の任意の点から出た発散光
   束を平行に近い光束に変換する３つの映像管側レ
   ンズ系と、前記平行に近い３つの光束をカラー光
   束に合成するための２枚のダイクロイツクミラー
   と、前期カラー光束が入射する投写方向側レンズ
   系とを具備し、前期２枚のダイクロイツクミラー
   はＸ字状に交差させ、前記投写方向側レンズ系は
   前記映像管側レンズ系と組み合わせて一つの投写
   レンズとして機能するようにしたことを特徴とす
   るテレビジヨン画像投写装置。 ２ ３つの映像管側レンズ系と投写方向側レンズ
   系と２枚のダイクロイツクミラーとは一つの鏡筒
   に密封して設けられたことを特徴とする特許請求
   の範囲第(1)項記載のテレビジヨン画像投写装置。 ３ ３つの映像管側レンズ系のうち２つの映像管
   側レンズ系は投写方向側レンズ系に隣接するよう
   配置され、映像管から出射される光束が平面鏡に
   よりその光軸を変えられて照射されることを特徴
   とする特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載の
   テレビジヨン画像投写装置。 ４ 平面鏡を介して２つの映像管側レンズ系に光
   束を照射する映像管の管軸と、２枚のダイクロイ
   ツクミラーのいずれをも直進する光束を出射する
   映像管の管軸とが平行であることを特徴とする特
   許請求の範囲第(3)項記載のテレビジヨン画像投写
   装置。 ５ 緑の単色画像を映出する映像管は、２枚のダ
   イクロイツクミラーのいずれをも直進する光束を
   出射する映像管であることを特徴とする特許請求
   の範囲第(3)項記載のテレビジヨン画像投写装置。