JPH0313794B2

JPH0313794B2 -

Info

Publication number: JPH0313794B2
Application number: JP60150310A
Authority: JP
Inventors: Andorea Yohan; Rubuchenko Yuujin; Hanputon Buratsudorei Rarufu
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1985-07-10
Publication date: 1991-02-25
Also published as: EP0168116B1; EP0168116A1; ATE49496T1; US4679069A; JPS6146689A; CA1300410C; DE3575370D1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は複数個の光学チヤンネルを具え、これ
らの各光学チヤンネルが原則的には単色タイプの
ものとする画像表示管と、該表示管の画像を投写
スクリーン上に投写する投写レンズ系とを具えて
おり、前記スクリーンをすべてのチヤンネルに共
通とすると共に該スクリーン上にて個々の画像を
重畳させて１つのカラー画像を形成するように
し、前記投写レンズ系と前記投写スクリーンとの
間に放射通路を折り曲げる複数個の反射器を配置
したカラー画像投写装置に関するものである。さ
らに本発明は斯種のカラー画像投写装置に使用す
る投写レンズ系にも関するものである。

斯種のカラー画像投写装置については、例えば
米国特許第4400723号明細書に開示されている。
これに記載されている装置は、一列に配列されて
各々が青，赤及び緑画像をそれぞれ発生する３個
の陰極線管を具えている。これら３つの各画像の
拡大像は別個の投写レンズ系によつて共通の投写
スクリーン上に形成される。投写レンズ系と投写
スクリーンとの間には、投写レンズ系から出るビ
ームを上向きに反射する第１ミラーと、この第１
ミラーにて反射されたビームを投写スクリーンに
向けてほぼ水平方向に反射する第２ミラーとをこ
の順序で配置している。これらの第１及び第２ミ
ラーによつて投写レンズ系と投写スクリーンとの
間の放射通路が「折り曲げられ」、これにより、
実質上所要の像拡大を図る斯かる放射通路の長さ
を短縮することなく投写装置を小容積のキヤビネ
ツト内に収納させることができる。

最近のカラー画像投写装置に用いられている投
写レンズ系の各素子は透明プラスチツク製とする
のが好適とされている。これらの投写レンズ系は
ガラス素子を用いる投写レンズ系よりも遥かに軽
量で、しかも寸法も小さい。しかし、プラスチツ
ク素子で構成する投写レンズ系では、ほぼ単色の
ビームによつてしかシヤープ像を形成できず、換
言するに、これらの投写レンズ系は色収差を呈す
る。ガラス素子で構成する投写レンズ系は色消し
て色収差を最小とすることができるが、これには
種々のレンズ素子に対し異なるタイプのガラスを
使用する如き追加の工程が必要である。

発光効率が高いために陰極線管に発光層として
使用するのに好適なけい光体は所定のスペクトル
幅を有しており、このことは電子ビームでの励起
時に斯かるけい光体が純粋な赤，緑及び青色光、
即ち或る特定波長の光を放射するだけでなく、所
望波長付近の範囲内における波長の光成分も放射
することを意味する。この最後に述べた光成分は
関連する色の投写レンズ系によつては投写スクリ
ーン上にシヤープに結像させることはできない。
投写スクリーン上に投写される赤，緑及び青色の
３つのシヤープな像には、シヤープでない異なる
色のスプリアス画像が重畳されることになる。こ
の結果、投写スクリーン上に形成されるカラー画
像の鮮鋭度は最適なものでなくなる。

投写スクリーンにおけるスプリアス像は、投写
レンズ系と投写スクリーンとの間の光学チヤンネ
ルに、所望波長の光だけを透過して他の波長の光
は吸収する透過フイルタを配置することによつて
低減させることができる。しかし、斯種のフイル
タではスプリアス像を僅かに低減し得るだけであ
り、斯種フイルタの透過率−波長特性は十分に急
峻なものではないため、スプリアス像は有効に除
去されない。さらに、光学チヤンネルに斯様なフ
イルタを用いることは、追加の素子の導入及び反
射を起す２つの追加表面の導入を意味することに
なる。

本発明の目的は放射通路に追加の素子を用いる
ことなく、前記スプリアス像を殆ど完全になくす
カラー画像投写装置を提供することにある。

本発明は冒頭にて述べた種類のカラー画像投写
装置において、少なくとも１つの光学チヤンネル
における少なくとも１個の反射器を、該反射器に
関連するチヤンネルが伝達すべき波長のみを反射
する波長選択反射器としたことを特徴とする。

実際上、例えばカラーテレビジヨン投写に最も
よく用いられるカラー画像投写装置は赤，緑及び
青色画像をそれぞれ発生する３個の陰極線管を具
えている。青画像の形成に用いられるけい光体の
スペクトル幅は十分に広く、しかも投写レンズ系
に用いられるプラスチツク及び投写スクリーンに
用いられる材料は、特に光スペクトルの青−紫領
域では実質上分散作用を呈するために上述したよ
うなスプリアス像は特に青チヤンネルに形成され
ることを確めた。これがため、本発明の好適例で
は青画像に対するチヤンネルにおける反射器を波
長選択反射器として、この反射器により殆ど青色
光のみを反射せしめるようにする。

波長選択反射器はダイクロイツクミラーとする
のが好適である。ダイクロイツクミラーは急峻な
反射率−波長特性を呈するため、これはカラー画
像投写装置におけるカラーフイルタとして使用す
るのに極めて好適である。

カラーテレビジヨン投写装置にダイクロイツク
ミラーを用いることは、例えば米国特許第
4300156号明細書から既知である。これに記載さ
れている投写装置におけるダイクロイツクミラー
は表示管の直ぐ後ろに配置されており、これらの
ミラーは３つの単色画像を１つのカラー画像に合
成するのに仕え、このカラー画像は単一の非色消
し投写レンズによつてスクリーン上に投写され
る。斯かる従来の投写装置は各々が別個の投写レ
ンズを有している３個の光学チヤンネルを具える
ものでなく、ダイクロイツクミラーは別個のチヤ
ンネルにおける光をろ波するために用いられるも
のではない。上記米国特許第4300156号明細書に
記載されている投写装置では、異なるカラー画像
を着色レンズによつて投写スクリーン上にシヤー
プに結像できないと云う問題を、表示管の位置を
変えて、これらの表示管に与えられる偏向信号の
大きさを適合させることによつて解決するように
している。

これに対し、本発明によれば、複数個のレンズ
群から成るカラー画像投写装置用の投写レンズ系
において、２つのレンズ群の間に波長選択反射器
を配置し、該反射器により投写レンズ系に指定さ
れる光学チヤンネルによつて伝達すべき波長の光
だけを反射せしめるようにしたことを特徴とす
る。

以下図面につき本発明を説明する。

第１図に略図的に斜視図をもつて示す本発明に
よるカラーテレビジヨン投写装置はカラーテレビ
ジヨン受像機１を具えている。この受像機の入力
端子は、例えばアンテナ２に接続して赤，緑及び
青信号に分けられるカラーテレビジヨン信号を受
信する。これらの信号を３個の画像表示管、本例
では３個の陰極線管３，４及び５に供給して、こ
れらの陰極線管の各けい光スクリーン上に青，緑
及び赤色画像を形成する。これらの画像を関連す
る投写レンズ系６，７及び８によつて投写スクリ
ーン１５上に投写する。図面の明瞭化のために各
陰極線管から出るビームの内の主光線だけを示し
てある。投写レンズ系６，７，８と投写スクリー
ン１５との間には、各陰極線管３〜５から出るビ
ームを斜め上方に反射する第１ミラー９，１０及
び１１と、これらの反射ビームを投写スクリーン
に向けて反射する第２ミラー１２，１３及び１４
を配置する。第１及び第２ミラーによつて放射通
路を「折り曲げる」ことにより、斯かる放射通路
の長さを短くすることなく比較的浅いキヤビネツ
ト内に投写装置を収納させることができる。

３つの単色画像は重畳させる必要があるため、
一列に配置する３個の表示管は互いに僅かながら
向き合うように、即ち管３及び５のスクリーンに
対する法線が管４のスクリーンに対する法線に対
して小角度を成すように配置する。

投写スクリーン１５では、３ビームから成る光
がｘ−方向、即ち観察者ｗに対して水平方向には
比較的大きな角度にわたり散乱されるが、斯かる
光はｚ方向、即ち観察者に対して垂直の方向には
小角度で散乱されるだけである。観察者ｗは陰極
線管３，４及び５によつて発生される像の拡大重
畳画像を知覚する。

投写レンズ系６，７及び８の素子は透明プラス
チツク製として、これらの投写レンズ系が着色レ
ンズ系であるかのように、即ちこれらの投写レン
ズ系が投写スクリーン上にそれぞれ純粋な青，赤
及び緑の画像に対するシヤープな像のみを形成す
るものとするのが好適である。しかしこれらのレ
ンズ系によつては、異なる色の画像は投写スクリ
ーン上にシヤープに結像されない。

例えば、第２ａ，２ｂ及び２ｃ図は、それぞれ
組成がY₂O₃，Euの赤色けい光体、組成が
ZnSiO₄，Mnの緑色けい光体及び組成がZnSi，
Agの青色けい光体のスペクトル特性を示したも
のである。これから明らかなように、特に青色け
い光体は広いスペクトルを有している。このよう
なけい光体を具えている表示管３から出る光の一
部分だけは投写レンズ系により投写スクリーン上
にシヤープに結像させることができる。さらに、
投写レンズに用いられるプラスチツク及び投写ス
クリーンに用いられる例えばPMMA（ポリメチル
メタクリレート）のような材料は、光スペクトル
の青−紫領域内ではこの光スペクトルの他の領域
内におけるよりも例えば三倍のような遥かに高い
光分散作用を呈する。

これがため特殊な手段を講じないと、青チヤン
ネルにスプリアス画像、特に青色でない画像が起
生し、このようなスプリアス画像は投写スクリー
ン上にシヤープに結像されないため、観察者によ
つて知覚される合成画像の鮮鋭度は低減する。

斯様な欠点をなくすために、本発明によれば好
ましくは青チヤンネルにおける反射器の１つ、例
えば反射器９をダイクロイツクミラーとする。こ
の反射器は陰極線管が放射する光の内の青色光だ
けを反射し、残りの他の光は透過する。この透過
光はミラー９の裏側に塗布した例えば黒ペンキの
ような光吸収層によつて吸収せしめることができ
る。

第３図は青チヤンネル用のダイクロイツクミラ
ーの一例を示したものであり、これはガラス基板
１９上に11枚の層２１〜３１を堆積して構成す
る。層２１，２３，２５，２７，２９及び３１は
酸化チタン（TiO₂）製とし、層２２，２４，２
６，２８及び３０は二酸化シリコン（SiO₂）製
とする。層２１〜３１のすべての厚さは基準波長
λ₀のほぼ1/4とし、本例の場合にはこの基準波長
λ₀を約500nmとする。基板１９の裏側には不所望
な光を吸収する艶消し黒ペンキの層２０を塗布す
ることができる。

第４図は第３図に示したダイクロイツクミラー
に対する反射係数Ｒを波長λの関数として示した
ものである。これから明らかなように、スペクト
ルの青領域に対する反射係数は高くなるが、
500nm帯以上の波長の光に対する反射係数は急激
に低下する。

第２ｂ図から明らかなように、緑表示管に用い
られるけい光体も比較的広いスペクトルを有して
いる。このことからして、緑チヤンネルでも鮮鋭
度の劣る不所望な画像が形成されることになる。
しかし、これらの画像は青チヤンネルにおけるも
のほどには煩らわしくない。その理由は、緑けい
光体のスペクトル幅は青けい光体のスペクトル幅
よりも狭く、しかも光スペクトルの緑領域に対す
る投写レンズ系における材料による光分散度及び
投写スクリーン材料による分散度は光スペクトル
の青領域に対するものよりも遥かに小さいからで
ある。緑チヤンネルにおけるスプリアス像の発生
は、この緑チヤンネルにおける第１反射器、即ち
第１図の反射器１０をダイクロイツクミラーとし
て構成することによりなくすことができる。

第５図は緑チヤンネル用のダイクロイツクミラ
ーの一例を示したものであり、これはガラス基板
４０上に８枚の薄い層４１〜４８を堆積して構成
する。層４２，４４，４６及び４８は酸化シリコ
ン（SiO₂）製とし、層４２，４４及び４６の厚
さは約1/4λ₀とし、層４８の厚さは約λ₀とする。
層４３，４５及び４７は酸化チタン（TiO₂）製
とし、層４３及び４５の厚さは約3/4λ₀とし、層
４７の厚さは約1/4λ₀とする。厚さを約3/4λ₀とす
る層４１はHBN（メルク（Merck）社製）なる
商標名で知られている酸化ジルコニウム（ZrO₂）
と酸化チタン（TiO₂）との合金製とする。この
場合にも基板４０の裏側を光吸収層（図示せず）
で覆うことができる。

第６図は第５図に示したダイクロイツクミラー
に対する反射係数Ｒを波長λの関数として示した
ものである。この特性曲線はスペクトルの青領域
とスペクトルの赤領域の双方に向う２つの急峻な
側部を具えているため、斯かるミラーはスペクト
ルの緑領域の部分の光しか反射しない。

原則的にはカラーチヤンネルにおける任意の反
射器をダイクロイツクミラーと置換することがで
きる。しかし、該当するチヤンネルにおける最小
寸法の反射器、即ち当面の画像拡大系における投
写レンズ系に最も近いミラーをダイクロイツクミ
ラーと置換するのが有利である。

投写装置の容積は、第７図に略図的に示したよ
うな特殊な投写レンズ系を用いれば縮小すること
ができる。なお、第７図はカラー画像投写装置の
断面を示しているため、この図からは１チヤンネ
ル分しか見ることができない。前述したように、
各投写レンズ系は例えば３つのような複数のレン
ズ群から成り、これらの各レンズ群は１個以上の
レンズ素子で構成する。これらのレンズ群の内の
１つのレンズ群はレンズ系全体の屈折力を決定す
るが、他の２つのレンズ群は前記レンズ群の収差
を補正する。これらのレンズ群の間に反射器を配
置することは既知であるため、投写レンズ系から
出るビームが既に適当な方向を向くようにして、
カラー画像投写装置の他の反射器を、投写装置が
一層コンパクトとなるような角度及び距離に配置
することができ、第７図に斯種の投写レンズ系を
50にて示してある。各々１個づつのレンズから成
る種々のレンズ群を５１，５２及び５３にて示し
てあり、レンズ系内の反射器を５４にて示してあ
る。第７図に示す投写装置では、第１図の投写装
置と同様に反射器９をダイクロイツクミラーとし
て構成することができる。しかし反射器５４をダ
イクロイツクミラーとすることもできる。この場
合にはダイクロイツクミラーが包囲空所内に配置
されるため、これは損傷されることがない。

本発明を陰極線管形態の３個の表示管を具えて
いるカラーテレビジヨン投写装置につき説明した
が、本発明投写装置はテレビジヨン画像以外に、
デイジタルデータの如き像を投写させるのにも好
適である。さらに投写装置は３個以上のカラーチ
ヤンネルで構成することもできる。概して本発明
は、カラー画像が３個以上の表示管によつて形成
され、これらの表示管の内の少なくとも１個の表
示管が発生する画像の単色性が満足する程度でな
い場合に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカラーテレビジヨン投写
装置の一例を示す概略的斜視図；第２ａ，２ｂ及
び２ｃ図はそれぞれ投写装置の表示管に用いられ
るけい光体のスペクトル特性図；第３図は青チヤ
ンネル用のダイクロイツクミラーの一例を示す断
面図；第４図は第３図のダイクロイツクミラーの
反射係数を波長の関数として示す特性図；第５図
は緑色チヤンネル用のダイクロイツクミラーの一
例を示す断面図；第６図は第５図のダイクロイツ
クミラーの反射係数を波長の関数として示す特性
図；第７図は本発明による投射レンズ系を具えて
いる投写装置の一例を概略的に示す断面図であ
る。１…カラーテレビジヨン受像機、２…アンテ
ナ、３，４，５…陰極線管、６，７，８…投写レ
ンズ系、９，１０，１１…第１ミラー、１２，１
３，１４…第２ミラー、１５…投写スクリーン、
１９，４０…ガラス基板、２０…艶消し黒ペンキ
層、２１〜３１…青チヤンネル用ダイクロイツク
ミラー構成層、４１〜４８…青チヤンネル用ダイ
クロイツクミラー構成層、５０…投射レンズ系、
５１，５２，５３…レンズ群、５４…反射器。

Claims

【特許請求の範囲】１複数個の光学チヤンネルを具え、これらの各
光学チヤンネルが原則的には単色タイプのものと
する画像表示管と、該表示管の画像を投写スクリ
ーン上に投写する投写レンズ系とを具えており、
前記スクリーンをすべてのチヤンネルに共通とす
ると共に該スクリーン上にて個々の画像を重畳さ
せて１つのカラー画像を形成するようにし、前記
投写レンズ系と前記投写スクリーンとの間に放射
通路を折り曲げる複数個の反射器を配置したカラ
ー画像投写装置において、少なくとも１つの光学
チヤンネルにおける少なくとも１個の反射器を、
該反射器に関連するチヤンネルが伝達すべき波長
のみを反射する波長選択反射器としたことを特徴
とするカラー画像投写装置。２赤、緑及び青画像をそれぞれ発生する３個の
画像表示管を具えている特許請求の範囲第１項に
記載のカラー画像投写装置において、青画像に対
するチヤンネルにおける反射器を、殆ど青色光の
みを反射する波長選択反射器としたことを特徴と
するカラー画像投写装置。３緑画像に対するチヤンネルにおける反射器
を、殆ど緑色光のみを反射する波長選択反射器と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１又は２
項のいずれかに記載のカラー画像投写装置。４少なくとも１つの光学チヤンネルにおける投
写レンズ系に最も近い所に配置する反射器を波長
選択反射器としたことを特徴とする特許請求の範
囲第１〜３項のいずれかに記載のカラー画像投写
装置。５波長選択反射器をダイクロイツクミラーとし
たことを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項の
いずれかに記載のカラー画像投写装置。６波長選択反射器をガラス基板上に11枚の層を
堆積して構成したダイクロイツクミラーとし、前
記各層の厚さをほぼ1/4λ₀とし、基板から数えて
奇数番目の層はTiO₂製とし、かつ偶数番目の層
はSiO₂製として、ここにλ₀を約500nmの基準波
長としたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
に記載のカラー画像投写装置。７波長選択反射器をガラス基板上に８枚の層を
堆積して構成したダイクロイツクミラーとし、基
板から数えて１〜８番目の各順次の層の組成及び
層さを：１ ZrO₂とTiO₂との合金 3/4λ₀ ２ SiO₂ 1/4λ₀ ３ TiO₂ 3/4λ₀ ４ SiO₂ 1/4λ₀ ５ TiO₂ 3/4λ₀ ６ SiO₂ 1/4λ₀ ７ TiO₂ 1/4λ₀ ８ SiO₂ λ₀ としたことを特徴とする特許請求の範囲第３項に
記載のカラー画像投写装置。８複数個のレンズ群から成るカラー画像投写装
置用の投写レンズ系において、２つのレンズ群の
間に波長選択反射器を配置し、該反射器により投
写レンズ系に指定される光学チヤンネルによつて
伝達すべき波長の光だけを反射せしめるようにし
たことを特徴とする投写レンズ系。