JPS58134593A - テレビジヨン画像投写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ョン画像をレンズ
によりスクリーン上に拡大投写するテレビジョン画像投
写装置に関するものであり、さらに詳細には、赤、緑お
よび青の映像管に映出される単色画像を２枚のダイクロ
イックミラーでカラー画像に合成し、このカラー画像を
１つのレンズによりスクリーン上に拡大投写する形式の
テレビジョン画像投写装置に関ず）ものである。

映像管に映出されるテレビジョン画像をレンズによりス
クリーン上に拡大投写するテレビジジン画像投写装置に
は、いくつかの形式が知られているが、そのうちの１つ
の形式として第１図に示す３ページ ような構成のテレビジョン画像投写装置がある。

まず、その構成を説明する。

緑の映像管１Ｇを中心にして、赤の映像管１Ｒと青の映
像管１Ｂを、それらの７エイスプレート２Ｒ，２Ｇ、２
Ｂが互いに直角に隣接するようにＴ字状に配置し、３本
の映像管１Ｒ１１Ｇ、１Ｂの７エイスプレート２Ｒ，２
Ｇ、２Ｂに囲まれる直方体状空間に、赤反射用ダイクロ
イックミラー３Ｒと青反射用ダイクロイックミラー３Ｂ
をＸ字状に交叉させて配置している。緑の映像管１Ｇの
元軸上にはレンズ４を配置している。赤反射用ダイクロ
イックミラー３Ｒに関して赤の映像管１Ｒと緑の映像管
１Ｇが鏡像の関係にあり、青反射用ダイクロイックミラ
ー３Ｂに関して青の映像管１Ｂと緑の映像管１Ｇが鏡像
の関係にある。３本の映像管１Ｆｌ、ＩＧ、１１３に映
出される単色画像は２枚のダイクロイックミ、７−３Ｒ
，３Ｂによシカラー画像に合成され、この□カラー画像
はレンズ４によりスクリーン６上に拡大投写される。

第１図に示したような構成のテレビジョン画像投写装置
は、第２図に示すような赤、緑および青の３本の映像管
ＩＲ，ＩＱ、ＩＢに映出される単色画像′ｆｒｓ本のレ
ンズ４Ｒ，４Ｇ、４Ｂを使ってスクリーン６に拡大投写
し、スクリーンδ上で３色の画像を重ね合わせる形式の
テレビジョン画像投写装置に比べ、スクリーン６上の輝
度が低いという欠点を有している。これは、２枚のダイ
クロイックミラー３１．３Ｂにょシ光強度の減衰を生じ
るためである。つまり、透過すべき光は透過率１００％
でダイクロイックミラーｓＲ，３Ｂを透過し、反射すべ
き光は反射率１００％でダイクロイックミラー３Ｒ，３
Ｂによって反射されるので理想的であるが、現実にはそ
うならない。

映像管への入力電力を大きくすればスクリーン上の輝度
を高くすることができるが、映像管への′：：：′ 入力電力を過度に、、１１大きくすると爆縮の危険があ
シ、また、ビーム電ｉ′□、１を大きくすると解像度が
低下するという問題があ云。そのため、各映像管１Ｒ。

ＩＱ、ＩＢはビーム電流が許容値を超えないように制限
して駆動する必要がある。従って、スクリ６ベージ −７６上の輝度の向上に関して、ダイクロイックミラー
３Ｒ，３Ｂによる損失は大きな障害となっている。

本発明は、ダイクロイックミラーを用いて色合成を行な
う形式のテレビジョン画像投写装置において、投写画像
の明るさを向上させることを目的としたものである。

以下に本発明を図示の実施例に基いて説明するが、その
前に各映像管のビーム電流比について説明しておく。

一般に、映像管に使われている赤、緑および背の螢光体
の発光効率はそれぞれ異なる。また、ダイクロイックミ
ラーによる損失の割合も各色によって異なる。そのため
、第１図に示すような構成で、ホワイトバランスを保つ
ために３本の映像管ＩＲ，ＩＧ、ＩＢの出力輝度を適正
な比にしようとすると、発光色により各映像管のビーム
電流の大きさが異なってくる。前述のように、各映像管
はビーム電流が許容値を越えないようにして駆動する必
要があるので、赤、緑および青の映像ｔｌＲ。

６ペーノ １Ｇ、１Ｂのうち１本は許容最大ビーム電流付近で駆動
するが、残る２本の映像管は余裕を残して駆動すること
になる。

そこで、本発明ではビーム電流の小さい色に対するダイ
クロイックミラーの損失は大きくなる力ζその代シにビ
ーム電流の大きい色に対するダイクロイックミラーの損
失を小さくシ、赤、緑および青のビーム電流の比がほぼ
１　：１　：１となるようにしている。これにより、投
写画像の明るさの向上が図られる。

第３図は本発明によるダイクロイックミラーの構成の一
例を示したものである。第３図に示すものは赤反射用ダ
イクロイックミラー６Ｒである。

透明基板７の一方の面に、赤の光は反射し、緑および青
の光は透過する多層膜８を間隔をあけてストライプ状に
蒸着している。間の領域には緑および青の元に対する反
射防止膜９を蒸着している。

また、透明基板７の反射側の面には、緑および青の光に
対する反射防止膜を全面に蒸着している。

青反射用ダイクロイックミラー６Ｂも、第３図に７ペー
ジ 示した赤反射用ダイクロイックミラー６Ｒと同様の構成
で、緑および青の光が透過する多層膜８を赤および緑の
元が透過する多層膜に置き換えられている。

第４図は、第１図に示した構成に第３図に示したような
構成の赤反射用ダイクロイックミラー６Ｒおよび青反射
用ダイクロイックミラー６Ｂを使った例である。他の部
分は、第１図に示した構成と同じになっている。

第５図および第６図に、それぞれ赤反射用ダイクロイッ
クミラー６Ｒおよび青反射用ダイクロイックミラー６Ｂ
の多層膜領域の分光透過率特性を示す。図中のパラメー
タはダイクロイックミラーｅＲ、ｅＢへの入射光線の入
射角θｌを示していも反射率は１００％から透過率を差
し引いた値でほぼ与えられる。また、第６−および第６
図には、１「ｔ ３本の映像管１Ｒ，１Ｂ、・ｊ　ｌ’Ｇに使われてい゛
るそれぞれ赤、緑および青の螢光体の発光スペクトルＲ
，Ｇ、Ｂが破線で示されている。第６図および第６図か
ら明らかなように、ダイクロイックミラーには、一般に
入射角θ１が大きくなるとカットオフ波長（透過率が６
０％となる波長）が短波長側に移動するという性質があ
る。そのため、赤反射用ダイクロイックミラー６Ｒの４
６°入射時のカットオフ波長を赤および緑の螢光体の発
光スペクトルＲ，Ｇの中間に選んだ場合、入射角が４６
°よシ大きくなると緑の光は赤反射用ダイクロイックミ
ラー〇Ｈの多層膜８を透過するときに、発光スペクトル
Ｇの長波長側が削られてしまい、逆に入射角が４６°　
より小さくなると赤の光は反射用ダイクロイックミラー
６Ｒの多層膜８で反射されるときに発光スペクトル　の
短波長側が削られてしまう。同様のことが青反射用ダイ
クロイックミラー６Ｂの多層膜でも発生する。

一方、赤反射用および青反射用ダイクロイック、１゜ ミラーｅＲ，ｅＢの・反射防止膜の部分ｅは入射角が変
化しても波長に・（上゛って透過率が急激に変化すると
いうことは起こらず、しかも、その透過率は赤反射用お
よび青反射用ダイクロイックミラー６Ｒ，６Ｂの緑の発
光スペクトルＧの波長帯の透９ベージ 過率と同程度である。従って、赤反射用および青反射用
ダイクロイックミラーｅＲ，ｅＢの反射防止膜の部分９
は緑の光に対する損失が非常に小さい。

ところで、現在のテレビジョン画像投写装置の映像管に
使われている赤、緑および青の螢光体のうち、緑の螢光
体の発光効率は他の色に比べ低い。

そのため、許容最大ビーム電流付近で駆動するのは緑の
映像管１Ｇとなっている。赤および青の映像管１Ｒ，１
Ｂには余裕がある。

以上のことから、赤反射用および青反射用ダイクロイッ
クミラーｅＲ，ｅＢを第３図に示すように部分的に多層
膜を蒸着しないようにすると、緑の光に対する損失は多
層膜を全面に蒸着した場合に比べ小さくなシ、ビーム電
流を大きくしないで緑の投写画像の輝度を高くすること
ができる。なお、赤反射用および青反射用ダイクロイッ
クミラー６Ｒ，６Ｂを部分的に多層膜を蒸着しないよう
にすると、反射すべき赤および青の光はダイクロイック
ミラーｅＲ、ｅＢで反射された後の光量が１０べ一／゛ 減るが、赤および青の映像管１Ｒ，１Ｂはビーム電流に
余裕があるので、ビーム電流を大きくすることで赤およ
び青の投写画像の輝度を高くすることができる。このよ
うにして、赤反射用ダイクロイックミラー６Ｒおよび青
反射用ダイクロイックミラー６Ｂについて、多層膜を蒸
着する領域と多層膜を蒸着しない領域の面積比を最適な
値に選べば、ホワイトバランスをとったときの３本の映
像管１Ｒ，１Ｇ、１Ｂのビーム電流比を１＝１：１にす
ることができ、３本、の映像管１Ｒ，１Ｇ、１Ｂとも許
容最大ビーム電流付近まで使うことができるので、従来
よシも明るい投写画像を得ることができる。

第４図に示すような構成にＦ数の大きなレンズを使うと
、焦点深度が深いためにダイク四イックミラー上のパタ
ーンが明るさの差となってスクリーン上に現われるおそ
れがあるが、テレビジョン画像投写装置に使用されるレ
ンズのＦ数は十分に小さいので一焦点深度が浅く、シか
もパター７の境界の像はスクリーンとは異なる位置に結
像するこ１１　ページ とになるので、はとんど問題とならない。

第７図は、第３図に示したようなダイクロイックミラー
を作成するためのマスク１０を示したものであり、金属
板１１に開孔１２を設けた構成になっている。このマス
ク１０を透明基板７に密着させて、ダイクロイックミラ
ーとして機能する多層膜を蒸着することにより、マスク
１０の開孔１２と同一のパターンを有する多層膜を透明
基板７上に作成することができる。多層膜のパターンは
第３図に示すようなストライプ状パターンに限る必要は
なく、多層膜を蒸着しない領域の透明基板７全体に対す
る面積比が適当であればどのようなパターンでも良く、
マスク１０を作成しやすいパターンとすれば艮い。ただ
し、多層膜を蒸着しない領域の分布が極端に偏ると、補
正困難なカラーシェーディングを発生するの、で良くな
い。

第３図に示したようなグでクロイックミラーを作成する
他の方法として、透明基板７上に細い帯状の遮蔽物を装
着し、この状態で多層膜を蒸着し、蒸着終了後に遮蔽物
を取り除く方法も考えられる。

第８図」答本発明で使用し得るダイクロイックミラーの
他の実施例を示したものである。同図において、貫通穴
１３を分布させた透明基板１４の一方の面にダイクロイ
ックミラーとして機能する多層膜を蒸着し、他方の面に
反射防止膜を蒸着したものである。貫通穴１３では入射
光がそのまま通過するので、第３図に示したような構成
のダイクロイックミラーと同様の作用を行なう。

本発明によるダイクロイックミラーは、第４図に示した
ような構成のテレビジョン画像投写装置だけでなく、ダ
イクロイックミラーを用いたテレビジョン画像投写装置
のすべてに応用することができる。そのようなテレビジ
ョン画像投写装置の例を第９図および第１０図に示す。

第９図に示したテレビジョン画像投写装置では、青反射
用グイ１：１１ クロイックミラー３Ｂに関して赤および青の映像１１１
１′・ 管ＩＲ，ＩＢが鏡１像、の関係になるように７エイスプ
レー）２Ｒ，２Ｂ４隣接させて配置することにより映像
管１Ｒ，１Ｂに映出される単色画像を赤および青のカラ
ー画像に合成し、このカラー画像１３ページ は赤の映像管１Ｒの光軸上に配置されたレンズ４Ｒによ
りスクリーン６上に拡大投写される。緑の映像管１Ｇに
映出される画像は、その先軸上に配置されたレンズ４Ｇ
により、スクリーン６上に拡大投写され、赤、青および
緑の投写画像はスクリーン５上で重なり合うようになっ
ている。この構成で、赤の映像管１Ｈのビーム電流が許
容最大ビーム電流付近にあり、青および緑の映像管のビ
ーム電流に余裕がある場合には、青反射用ダイクロイッ
クミラー３Ｂに多層膜を蒸着しない領域を分布させるこ
とにより、投写画像の輝度を高めることができる。

第１０図に示したテレビジョン画像投写装置では、赤お
よび青の映像管１Ｒ２１Ｂに映出される画像は第９図に
示したテレビジョン画像投写装置と同様の光路を経てス
クリーン６上に拡大投写される。レンズ４Ｒとスクリー
ン６の間には緑反射用ダイクロイックミラー３Ｇが配置
され、緑の映像管１Ｇとレンズ４Ｇが緑反射用ダイクロ
イックミラー３Ｇに関して赤の映像管１Ｒとレンズ４Ｒ
１４ページ と鏡像の関係になるように配置、されている。このよう
にすることで、赤、青および緑の映像管１Ｒ，１Ｂ、１
Ｇに映出される単投画像はスクリーン６上に拡大投写さ
れ、赤、青および緑の投写画像はスクリーン６上で重な
り合うようになっている。

第１０図に示したような構成で、赤の映像管１Ｒのビー
ム電流が許容最大ビーム電流付近にあり、青および緑の
映像管１Ｂ、１Ｇのビーム電流に余裕がある場合には、
青反射用ダイクロイックミラａＢまたは緑反射用ダイク
ロイックミラー３Ｇまたはその両方に多層膜を蒸着しな
い領域を分布させることにより、投写画像の輝度を高め
ることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ダイ
クロイックミラーを使用したテレビジョン画像投写装置
において、ビーム電流に余裕のない色の光に対するダイ
クロイックミラーの損失を軽減し、かつ他の色のビーム
電流を大きくすることにより、従来よりも明るい投写画
像を提供することができるもので、その効果は大なるも
のかあ１６ベージ る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関係するテレビジョン画像投写装置の
光学系の構成図、゛第２図は他の方式によるテレビジョ
ン画像投写装置の光学系の構成図、第３図は本発明で使
用するダイクロイックミラーの一例を示す斜視図、第４
図は本発明に係るテレビジョン画像投写装置の一実施例
の要部斜視図、第５図および第６図はダイクロイックミ
ラーとして機能する多層膜部分のそれぞれ赤反射用およ
び青反射用ダイクロイックミラーの分光透過率特性を示
す特性図、第７図は本発明で使用するダイクロイックミ
ラーを作成するためのマスクの一例の斜視図、第８図は
本発明で使用するダイクロイックミラーの他の例を示す
斜視図、第９図および第□ １０図は本発明に係るテレ上９１フ画像投写装置門 の他の実施例を示す要部槽’、’、＝図である。 １Ｒ９１Ｇ、１Ｂ・川・・′峡徽管、４，４Ｒ，４Ｇ嗜
・・・・・レンズ、ｅＲ，ｅＢ、ｅＧ−・・・・・タイ
クロイックミラー、８・・・・・・多層膜、９・・・・
・・反射防代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　は
が１名・１・１１１１ ワ：・ ｌ１１ｍｌ 第７図 第８図 〜 （ｒｌ 滅

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）それぞれ異なる色の単色画像を映出する複数の映
   像管と、少なくとも１枚のダイクロイックミラーと、レ
   ンズを具備し、前記映像管に映出される単色画像を前記
   ダイクロイックミラーによりカラー画像に合成し、前記
   レンズにより前記カラー画像をスクリーン上に拡大投写
   するように構成し、かつ前記ダイクロイックミラーに、
   ダイクロイックミラーとして機能する多層膜を着けない
   領域を分布させたことを特徴とするテレビジタン画像投
   写装置。 ＠）特許請求の範囲第０）屓の記載において、ダイクロ
   イックミラーの多層膜を設けない領域に反射防止膜を設
   けたことを特徴とするテレビジョン画像投写装置。 （３）特許請求の範囲第（１）項の記載において、ダイ
   クロインクミラーの多層膜を設けない領域を貫通２ベー
   ／゛ 穴としたことを特徴とするテレビジョン画像投写装置。 ←）特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（
   ３）項の記載において、ホワイトバランスをとったとき
   の複数個の映像管の平均ビーム電流が１１ぼ同一となる
   ように、多層膜を設けない領域の面積を設定したことを
   特徴とするテレビジョン画像投写装置。