JPS58222689A - 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シ、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」−に拡大投写する形式
のテレビジョン画像投写装置に関するものである。

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ョン画像投写装置に
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ト青ノ映
像管１Ｂを、それらのフェイスプレート２Ｒ＋　　２Ｇ
、２Ｂ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１Ｒ９１Ｇ＋　　Ｉ　Ｂのフェイスプレー
ト２Ｒ，２Ｇ、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ンク
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の光軸上にはレンズ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、青反射用グイクロ
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ＩＲ，ＩＧ、Ｉ
Ｂに映出される単色画像は２枚のダイクロイックミラー
３Ｒ，３Ｂによりカラー画像に合成され、このカラー画
像はレンズ４によシスクリーン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
１Ｒ，１Ｇ、１Ｂに映出される単色画像を３本のレンズ
４　Ｒ１４Ｇ　１　４　Ｂを使ってスクリーン６に拡大
投写し、スクリーン６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５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３Ｒ，３Ｂにより光強度の減衰を
生じるためである。つまり、透過すべき光は透過率１０
０％でダイクロイックミラー３Ｒ，３Ｂを透過し、反孔
すべき光は反射率１００％でダイクロイックミラー３Ｒ
，３Ｂによって反射されるのが理想的であるが、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
に大きくすると爆縮の危険があり、また、ビーム電流を
大きくすると解像度が低下するという問題がある。その
だめ、各映像管１Ｒ１１Ｇ、１Ｂはビーム電流が許賽値
を超えないように制限して駆動する必要がある。従って
、スクリーン６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」ニ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、緑および青の螢光体
の発光効率１よそれぞれ異なる。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１Ｒ，１Ｇ、１Ｂの出方輝度を適
正な比にしようとすると、発光色にょシ各映像管のビー
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、緑および青の映像管ＩＲ，ＩＧ、
ＩＢのうち１本は許容最大ビーム電流伺近で駆動するが
、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タイ
クロインクミラーの損失は大きくなるが、その代りにビ
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
失を小さくし、赤、緑および青のビーム電流の比がほぼ
１　二１　＋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」−が図られる。

第３図および第４図は本発明に用いるダイクロインクミ
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ｅＲ
を斜めから見たものであり、第４図はその断面を示した
ものである。透明ｈ（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を全面に蒸着し、
その上に所定の間隔をあけてノドライプ状に反射膜９を
蒸着している。まだ、透明基板７の反対側の面には、緑
および青の光に対する反射防止膜１ｏを全面に蒸着し、
その上の反射膜９に対向する領域に光吸収膜１１を設け
ている。反射膜９はアルミニウムの蒸着膜が適しており
、光吸収膜１１はつや消しの異色塗料が適している。光
吸収膜１１は透明基板７に反射防止膜１ｏ側から光が入
射する場合に、反射膜９の裏側に光が当たって迷光が発
生するのを防ぐためのものである。

第５図は、第１図に示した構成に第３図および第４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
を使った例である。青反射用ダイクロイックミラー６Ｂ
および他の部分は第１図に示した構成と同じになってい
る。

第６図および第７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ンクミラー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θ、を示している。

反射率は１００チから透過率を差し引いた値でほぼ与え
られる。まだ、第６図および第７図には、３本の映像管
１Ｒ，１Ｂ、１Ｇ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７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θｉが大きく
なるとカットオフ波長（透過率が６０％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４６°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／Ｌ／Ｒ
，Ｇの中間に選んだ場合、入射角が４５８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６Ｒ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〇Ｈの多層膜８で
反射されるときに発光スペクトルＨ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
ｐＢの多層膜でも発生する。

の反射膜の部分９は入射角が変化しても波長によって反
射率が急激に変化するということは起こらず、しかも、
その反射率は赤反射用ダイクロインクミラー６Ｒの緑の
発光ヌベク）／し０の波長帯の透過率と同程度である。

従って、赤反射用ダイクロインクミラー６Ｒの反射膜の
部分９は赤の光に対する損失が非常に小さい。

ところで、第１図に示すような構成でホワイトバランス
をとろうとすると、赤、緑および青の映像管１Ｒ，１Ｇ
、１Ｂの発光効率、さらに赤反射用および青反射用ダイ
クロイックミラー３Ｒ２３Ｂの分光透過率特性が関係し
てくるが、許容最大ビーム電流付近で駆動するのが、赤
の映像管１Ｒとなる場合があった。このとき、緑および
青の映像管ＩＧ、ＩＢには余裕があった。このような場
合、赤反射用ダイクロイックミラー〇Ｒを第３図および
第４図に示すように部分的に反射膜９を蒸着すると、赤
の光に対する損失は多層膜だけを全面に蒸着した場合に
比べ小さくなり、ビーム電流ことができる。なお、赤反
射用ダイクロイックミラー６Ｒを部分的に反射膜９を蒸
着したものにすると、透過すべき緑および青の光はダイ
クロイックミラー６Ｒを透過した後の光量が減るが、緑
および青の映像、管１Ｇ、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緑および青の投
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に
ついて、反射膜を蒸着する領域と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
の赤および緑の映像管ＩＲ。

１Ｇのビーム電流比を１：１にすることができ、いずれ
も許容最大ビーム電流付近まで使うことができるので、
従来よりも明るい投写画像を得ることができる。

第５図に示すような構成ｉｙ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ロ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焦点深度が浅く、しかも
パターンの境界の像はスクリーンとは異なる位置に結像
することになるのでほとんど問題とならない。

第８図は、第３図および第４図に示したようなダイクロ
インクミラーを作成するだめのマスク１２を示したもの
であり、金属板１３に開孔１４を設けた構成になってい
る。透明基板７上にダイクロイックミラーとして機能す
る多層膜８を蒸着した後、マスク１２を多層膜８上に密
着させて反射膜９を蒸着することにより、マスク１２の
開孔１４と同一のパターンを有する反射膜を作成するこ
とができる。多層膜のパターンは第３図に示すようなヌ
トライプ状パターンに限る必要はなく、反射膜９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１２を作成しやすいパターンと
すれば良い。ただし、反射膜９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９図ｅ）、　（ｂ）、　（０）は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
。

いずれも透明基板７の一方の面に、多層膜８１　反射膜
９．光吸収膜１１を着けたものである。第９図（ＩＬ）
に示すものは、透明基板７にまずストライブ状の光吸収
膜１１を分布させて設け、その」−に全面にダイクロイ
ックミラーとして機能する多層膜８を設け、さらにその
上に光吸収膜１１と重なるように反射膜９を設ける。第
９図（ｂ）に示すものは、第９図（＆）において、光吸
収膜１１と多層膜８の順序を交換したものである。第９
図（０）に示すものは、第９図（ａ）において、多層膜
８を光吸収膜１１の着いていない領域にのみ設けたもの
である。

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１０図および第１１図に示す
。第１０図に示したテレビジョン画像投写装置では、赤
反射用ダイクロイックミラー６Ｒに関して赤およヒ青の
翳像管ＩＲ，１Ｂが鏡像の関係になるようにフェイヌプ
レート２Ｂ、２Ｂを隣接させて配置することにより、映
像管ＩＲ，ＩＢ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、このカラー画像は青の映像管１Ｂの
光軸」二に配置されたレンズ４Ｒによシスクリーン６」
−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」−に配
置されたレンズ４Ｇにより、スクリーン６」二に拡大投
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。この構成で、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
および緑の映像管のビーム電流に余裕がある場合には、
赤反射用ダイクロイックミラー６Ｈに反射膜を分布させ
ることにより、投写画像の輝度を高めることができる。

第１１図に示しだテレビジョン画像投写装置では、赤お
よび青の映像管ＩＲ，ＩＢに映出される画像は第１０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５」二に拡大投写される。レンズ４Ｒとスク
リーン５の間には緑反射用タイクロインクミラー３Ｇが
配置され、緑の映像管１Ｇとレンズ４Ｇが緑反射用ダイ
クロインクミラー３Ｇに関して青の映像管１Ｂとレンズ
４Ｒ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、
、Ｉ　Ｇに映出される単色画像はスクリーン５」二に拡
大投写され、赤、青および緑の投写画像はスクリーン５
上で重なシ合うようになっている。第１１図に示したよ
うな構成で、緑の映像管１Ｇのビーム電流が許容最大ビ
ーム電流付近にあり、赤および青の映像管１Ｂ、１Ｇの
ビーム電流に余裕がある場合には、赤反射用および緑反
射用ダイクロインクミラーｓＲ，ｓＧｉだは緑反射用ダ
イクロインクミラー３Ｇのみに反射膜を分布させること
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
クロイン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
電流を大きくするととにより、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
のがある。

【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図および第４図は
本発明で使用するダイクロインクミラーの一例を示す斜
視図および断面構成図、第６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６図およ
び第７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８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だめのマス
クの一例の斜視図、第９図（ａ）。 （ｂ）、’　（Ｃ）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断面構成図、第１０図および第１
１図は本発明に係るテレビジョン画像投写装置の他の例
を示す要部構成図である。 １Ｒ，１Ｇ、１Ｂ・旧・・映像管、４　＋　　４　Ｒ＋
　４　Ｇ・・・・・・ｖン−ｃ、ｅＪ　　ｅＢ、ｓＧ・
・・・・・ダイクロイックミラー、８・旧・・多層膜、
９・・・・・・反射膜、１１・・・・・光吸収膜、１２
・・・・・・マスク。 代坤人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図 ６Ｒ 第４図

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
   するように構成すると共に、前記ダイクロイックミラー
   に反射膜を分布させて設けたことを特徴とするテレビジ
   ョン画像投写装置。 ＠）ダイクロイックミラーは、透明基板の上にダイクロ
   イックミラーとして機能する多層膜を全面に蒸着し、そ
   の上に複数本のストライプ状の光吸収膜を所定の間隔を
   隔てて分布させて設け、さらにその光吸収膜の上にのみ
   反射膜を設けたものでおることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載のテレビジョン画像投写装置。 （３）ダイクロインクミラーは、透明基板の上に複数本
   のストライプ状の光吸収膜を所定の間隔を隔てて分布さ
   せて設け、前記透明基板上の前記光吸収膜を設けない部
   分にダイクロイックミラーとして機能する多層膜を設け
   、前記光吸収膜の上にのみ反射膜を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載のテレビジョン画像
   投写装置。 （４）ダイクロイックミラーは、透明基板の上に複数本
   のストライプ状の光吸収膜を所定の間隔を隔てて分布さ
   せて設け、その上にダイクロイックミラーとして機能す
   る多層を全面に蒸着し、さらに前記光吸収膜と前記多層
   膜の重なっている領域にのみ前記多層膜の」二に反射膜
   を着けたことを特徴とする特許請求の範囲第Ｏ）項記載
   のテレビジョン画像投写装置。 （６）ダイクロイックミラーは、透明基板の一方の面の
   上にダイクロイックミラーとして機能する多層膜を全面
   に蒸着し、その上に複数本のストライプ状の反射膜を所
   定の間隔を隔てて分布させて設け、前記透明基板の反射
   側の面の前記反射膜に対向する領域に光吸収膜を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のテレ
   ビジョン画像投写装置。 （６）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ほぼ同一となるように反射膜の面
   積を設定したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項、第（２）項、第（３）項、第（４）項または第（５
   ）項記載のテレビジョン画像投写装置。