JPS6028144A

JPS6028144A - 画像投写装置

Info

Publication number: JPS6028144A
Application number: JP58135855A
Authority: JP
Inventors: Naotake Saito; 斎藤　尚武; Yukiaki Iwahara; 岩原　幸明; Isao Yoshizaki; 吉崎　功; Masanori Ogino; 正規荻野; Osamu Shiyuugien; 祝儀園　修
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-07-27
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1985-02-13
Also published as: DE3477719D1; EP0137164A2; EP0137164A3; EP0137164B1; US4729031A

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】〔発明の利用分野〕本発明はブラウン管に表示された画像をレンズを介して
投写する画像投写装置に関するものであシ、更に詳しく
は投写画像の輝度およびコントラスト比の向上に関する
ものである。

〔発明の背景〕

画像投写装置は、フロント形投写方式とリア形投写方式
の２３類に分けることができる。第１図にフロント形投
写方式、第２図にリア形投写方式を示す。

第１図では、ブラウン管１に光示された画像はレンズ２
によって拡大され、鏡３によって反射され、スクリーン
４上に投写される。また、第２図ではブラウン管５に表
示された画像は、レンズ６によって拡大され、第１の鏡
７および第２の鏡８によって反射され、スクリーン９に
投写される。

第１図および第２図では、ブラウン管は１個のみ示され
て′いるが、実際には赤、緑、青色の画像光示を行なう
３本のブラウン管と、これに対応する３個のレンズよシ
構成され、カラー画像はスクリーン上で合成される。

しかし、従来の画像投写装置では、ブラウン管の表面ガ
ラスとレンズの間の空隙な単なる空気で満されている。

このため、ブラウン管の表面ガラスと空気、および空気
とレンズの間の界面反射によジ透過元強度が減少する。

第３図は、ブラウン管およびレンズの構成例を示したも
のである。

第６図において、１０はブラウン管、１１は螢光体、１
２はブラウン管の表面ガラスである。レンズは、１３．
１４．１５の３枚２よび鏡１６によって構成されている
。１７は、ブラウン管とレンズ間の空気層である。螢光
体を発した元は、ガラス１２、空気層１７、レンズ１３
および１４を透過し、鏡１６によって反射された後、レ
ンズ１５を透過する。

螢光体１１を発した元の強度をＢＯｍ　’ンズ透過後の
九の強度をＢ、とすると、Ｂ、はつぎのように計算する
ことができる。

第４図は、屈折率の異る２種類の媒質中を元が進むとき
のようすを示した図である。第１の媒質から元が角度θ
１（ただし、θ１は小さいものとする）で第２の媒質に
入射するとき、反射光および出射光に分れる。、ただし
、媒質中における元の吸収および散乱は十分小さく、無
視できるものとする。反射率をｒ１透過率をＴとすると
、ｒおよびＴは一般につぎのように定義されている。

第１の媒質の屈折率をｎｌ、第２の媒質の屈折率をｎ２
とすると、ｒおよびＴは次式で与えられる。

Ｔ＝１−ｒ、　（４）第１の媒質をガラス、第２の媒質を空気とする。

ガラスの屈折率は、カラスの種類によって異るが代表的
な数値例として、約１．５４である。また空気の屈折率
は、１．００である。ｎ＋＝１．５４＋ｎ２＝１．００
とすると、ｒおよびＴは式（３）および（４）よりｒ＝
０．０４５（４，５％）　、　Ｔ＝０．９５５　（９５
，５％）となる。

０内は百分率で表わしたものである。

ところで、第６図において、レンズはガラスまたはプラ
スチヴクな材質とするが、透過本を上げるため、レンズ
の表面１８〜２３には反射防止膜を形成することが多く
、一般に無反射コーティングと称している。この場合、
空気との界面における反射幕の代表的な数値として約１
．５％であシ、したがって透過車は約９ａ５％となる。

第３図で、界面はガラス１２と空気１７、空気１７と無
反射コーティング面１８．以下同様に無反射コーティン
グ面１９，２０，２１，２２．２！ｉの７ケ所ある。ま
た鏡」６の表面と空気との界面における反射率の代表的
な数値として約９６％である。したがって、螢光面を発
した九Ｂｏに対する透過光強度Ｂｘは、つぎのようにな
る。

Ｂ、＝　（０，９８５）７Ｘ０．９６＝０．８６４　（８６，４％）（５）すなわち、透過光強度は１＆６％減衰し、８６．４％と
なる。

つぎに、第５図（ａｌに示すように画面（２４で示す）
全体を白（２５″″Ｃ′示す）表示し、中心に黒（２６
で示す）を表示、する場合を考える。このとき、第５　
図（ｂｌに示すようにブラウン管の表面ガラスの反射に
よシ、黒表示秤が明るくなってコントラスト比が劣化す
る。すなわち、白嚢示部の螢光体２７゜２８を発した元
は表面ガラス６０によって反射され、黒表示部２９を明
るくしコントラスト比を劣化させる。ただし、コントラ
スト比は黒表示部の輝度を８１％　白表示部の輝度をＢ
ｙとすると次式％式％表１に実測例を示す。

表１〔発明の目的〕本発明の目的は、明るく、コントラスト比の良好な画像
表示を行なうことのできる画像投写装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は、画像投写装置において、ブラウン管トレンズ
の間の空隙を屈折率がブラウン管の表面ガラスの屈折率
およびレンズを構成する媒質の屈折量にほぼ等しい媒質
で満たすことによシ、光示画像の明るさおよびコントラ
スト比の大幅な同上を図るものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を第６図により説明する。第６
図において、ブラウン管の表面ガラス３２とレンズ３３
の間を、ガラスおよびレンズを構成する媒質の屈折率に
近い媒質３４で満たす方法がある。表面ガラスの屈折ボ
をｎｐ、レンズを構成する媒質の屈折率’ａ？ｎＪｌ、
媒質３４の屈折率をｎ８とする。このとき、表面ガラス
３２と媒質３４の界面における反射率をｒ、！、レンズ
５６と媒質３４の界面における反射率をｒｐ４ｘとする
と、ｒ□ｒ　ｒ［ｚは次式となる。

ｎ、９＋ｎ。

ｎ　ｚ　＝　ｎ　ｇ　＝　ｎ　Ｊｌが成ｐｘりならば、
ｒｐｘ””０＋ｒｌｘ＝０となるので、透過光強度（Ｂ
８．とする）は式（５）と同様に、下記のように計算す
ることができる。

Ｂｔｚ＝（α９８５）５Ｘ０．９６＝０．８９０　（８
９％）（９）式（９）の結果を式（５）と比較すると、輝度は約５％
改善できる。

つぎ、こ、コントラスト比に関しては、ｍ５図に示した
ようにブラウン管の表面ガラスの反射により劣化する。

本発明によれば、第６図に示した如く、ｎｘ＝ｎ、＝ｒ
Ｂ２′とすれば、前記反射をなくすことができるので極
めて大きなコントラスト比乞得ることが可能となる。し
かし、笑際にはれ。”　ｎ　ｐ＝ｎμ　とすることは困
難なため、表面ガラスの反射が残ることと、レンズを支
持するための周辺部の反射光が戻ることにより、コント
ラスト比は劣化するが、ブラウン管とレンズ間が空気の
場合に比較して大幅に改善することが可能となる。

第６図に示した媒質の例として、シリコン樹脂をオυ用
する方法について以下説明する。シリコン樹脂にはいろ
いろｆｘ種類があるが、本発明に適用するためには元の
透過率が大きく、ガラスあるいはアクリル樹脂の屈折率
に近い埋折累を有する無色透明形のシリコン樹脂が適し
ている。このようなシリコン樹脂で、本発明に適用可能
な形態としては、液状であることが必要である。すなわ
ち、ブラウン管の表面ガラスと空気およびレンズ面と空
気との間の界面による元の反射を軽減することは、液状
のシリコン樹脂をブラウン管の表面ガラスとレンズ間の
空隙に満たすことにより実現することができる。以下、
第７図および第８図χ用いて説明する。

第７図および第８図において、３５はブラウン管の表面
ガラス、３６はレンズである。３７は。

液状のシリコン樹脂″が外部に漏れないようにするため
のシール材である。

混合直後は液体である活、−゛定時間後に硬化してゲル
状または固体状に変化する２液性のシリコン樹脂を利用
する方法について説明する。このようなシリコン樹脂を
用いると、混合直後は液体のため注入は容易である。一
定時間後に硬化するので、注入口をふさがなくとも外部
に漏れることはなく、また、長時間経過してもゴミ１等
異物が混入するおそれもない。

このような２液性のシリコン樹脂について、以下説明す
る。第９図は、２液として１液およびＢ液を用いる場合
の反応を示したものである。Ａ液Ｂ液ともに主要成分（
Ｓ、で示す）は同じであるが、Ａ液には硬化反応を促進
するため、微量の触媒が添加されている。Ｂ液には、少
量の架橋剤（Ｓ２で示す）が添加されている。Ａ液、Ｂ
液ともに単独では液体であるが、混合すると反応してＳ
３で示したように変化する。

すなわち、ａで示した一ＣＨ＝ＣＨ２の二重結合がはず
れてｂで示己たＨと結合し、Ｃで示した部分となる。ま
た、ｄで示した部分はｅで示した部分となる。このよう
（して、Ｓ、と８２は重合して、Ｓ５となる。この変化
は徐々に進行し、常温で約２４時間経過するとほぼ反応
は終了してゲル状となる。反応後のゲル状シリコン樹脂
の硬さは、Ａ液とＢ液の混合比率によって調整すること
が可能である。

２液温合形のシリコン樹脂を用いる場合、第７図におい
て３′８に示した部分がゲル状シリコンによって満たさ
れるが、ゲル状シリコンとブラウン管の表面ガラスとの
界面、およびレンズとの界面は密着していることが必要
である。すなわち、前記界面において、ゲル状シリコン
が剥離すると。

剥離した部分に空気が侵入し、界面反射を生ずることと
なる。この剥離の原因は王として温度変化によるもので
あるが、剥離を生じないためには、ゲル状シリコン樹脂
の粘着力が大きいことが望ましい。

ゲル状シリコン樹脂の粘着力は、ガラス面に対して５０
９７３２以上、“　アクリル面に対して約２０９７ｃｓ
２　Ｔある。第７図において、アクリル樹脂性のレンズ
を使甲した場飢粘着力を増強するにはプライマとよばれ
る界面処理剤を使用することが有効である。

すなわち、第７図の凹レンズ３６のゲル状シリコン樹脂
に接する面に）′ライフな塗布し、乾燥後シリコン樹脂
を注入する。プライマは、アクリル面およびシリコン樹
脂と反応して粘着力が増加する。プライマを使用するこ
とによ’）　、５０１／　／ｌｙｍ　２以上の粘着力を
得ることが可能である。プライマの組成例を下記に示す
。

（１）　ＣＨ５（ＣＨ２）ｒｌＣＨｇ　９０％以上（２
）Ｒｎ　５ｉ−（ＯＲ）ａｎ　小量（３）　Ｒ−Ｔ　ｓ
　（ＯＲ）　ａ　ｎ　小量たたし、Ｒはアルキル基（Ｃ
ｎＨ２ｎ＋１）である。

ＣＨ５（ＣＨ２）ｒｌＣＨ５は、ｍａするための溶剤で
、Ｒｎ−８ｓ　（ＯＲ）ａｎ２よびＲｎ　Ｔｔ　（ＯＲ
）ａｎが粘着力強化に有効な成分である。

プライマの使用は、常温および常温附近の温度では有効
である。しかし、極く低温ではゲル状シリコンが収縮し
、剥離が発生する場合がある。

これは、ブラウン管の表面ガラスとレンズ間の間隔が一
定であることに原因する。

第１０図（ａｌは、極く低温においても剥離を避ける手
段を示したものである。図は、レンズは３９゜４０およ
び４１の３枚で構成する場合の例を示したもので、４１
および４０はレンズを支持するためのレンズホルダー４
２（斜線Ｉを施した部分〕に固定し、レンズ６９のみレ
ンズホルダー４２に固することなく、元軸に沿って目出
に左右に（図面に回って）移動することができるように
構成する。

レンズ３９は、第１０図（ｂｌに示すようにゲル状シリ
コン樹脂４５に接する側の直径（φ、とする）は、レン
ズホルダー４２の内径よシ大きく、反対側の直径（φ２
とする）はレンズホルダー４２の内径よシ小さくする。

１例として、φ、＝１４０ｇｌ、φ２：＝１２０１１　
程度とする。第１０図（ａｌにおいて、４３および４４
はレンズ３９がレンズホルダー内を元軸に沿って左右、
に自由に移動できるように、０、１〜０．２　ｍ程度と
する。また、４３はレンズ６９が動くことによ６丁変化
す・希Ｐ゛シリコン樹脂注入時は、ｉ間４４を十分小さくする。シ
リコン樹脂４５が硬化してゲル状に変化した後は、極く
低温においてゲル状シリコンが収縮した場合、レンズ６
９はブラウン管４６側（図に向って右ｆｌｌｌ）に移動
するので、剥離が発生することはない。つぎに、この移
動量について説明する。

ブラウン管上に表示される画像（テレビの画面）の面積
の数値例としては、約１ＱＱｃｓ２である。

また、ブラウン管の表面ガラスとレンズ間の間隔の数値
例としては、約６ｖｒｘである。したがって、ゲル状シ
リコン樹脂の体積は、約６００３となる。

一方、ゲル状シリコン樹脂の熱膨張係数は、は１０−５
７　℃である。以上のことから、レンズのレンズホルダ
ーに対する移動量は、６Ｘ１０−３ＭＩＮ／［となる。

レンズホルダー馨この移動量を吸収できるような構造と
することによシ、剥離の発生を避けることができる。

このようなシリコン樹脂の特性例として、２液性の樹脂
を用いた場合、屈折率ｎ、ｊ、４１が得られている。こ
の場合、反射率は（７）および（８）よシｎ。

＝１．５４．ｎβ＝Ｌ４９としてｒ　＃　、＝Ｑ、Ｑ　
Ｏ１９（０，１９Ｘ）＋ｒｌ、＝０．０００７６（０，
０７６％）が得られ、極めて小さな値となるので実用上
０とみなしてさしつかえない。したがって、投写された
画像の明るさおよびコントラスト比を大＠ＶＣ向上せし
めることが可能となる。

以上、２液性のシリコン樹脂について説明したが、２液
に限定するものではなく、３液以上用いることも可能で
ある。

〔発明の効果〕

本発明による効果を表２に示す。

表２で従来例は１表１の数値と同じである。表２に示す
ように１本発明によル明るさは約１．８％改善された。

また、コントラスト比は、約２．３倍と大幅な改善が可
能となった。これは、ブラウン管の表面ガラスによる反
射を軽減し、黒表示部の輝度を大幅に改善（黒表示部輝
度をより暗く）できたこ七による。

上記の如く１本発明により大幅に画質を改善することが
可能となった。

また、本発明は、液状シリコン樹脂を注入するため、ブ
ラウン管の表面ガラスとレンズ間の間隔の寸法公差を充
分に吸収することが可能である。

サラニ、レンズχレンズホルダーに固定することなく、
可動とすることにより極く低温においてもゲル状シリコ
ン樹脂とブラウン管表面ガラスおよびレンズとの間で、
剥離を発生することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は７ｏント形投写方式を示す説明図、第２図はリ
ア形投写方式を示す説明図、第３図はブラウン管とレン
ズの位置関係ビ示す説明図、第４図は媒匍中を′ｙｔが
進む様子ン示した説明図、第５図はブラウン管の管面ガ
ラスの反射を示す説明図で、ｌａ）は正面図、（ｂ）は
４Ｊ４ＩＪ面図、第６図はレンズとブラウン管の結合部
を示す説明図、第７図および第８図は本発明の実施例を
示す説明図、第９図は２液性シリコンの反応を示す説明
図、第１０図はレンズをレンズホルダーに固定しない構
成火水す図でｔａ）は側面図、［ｆｉｌは寸法関係説明
図である。符号説明３５はブラウン管の管面ガラス、３６はレンズ。３７はシリコン樹脂％３８はシール材である。代理人弁理士　高　橋　明　犬ρ 才１図と第２図第３図才４図才５図（α）　（ｂ）第６図オフ図才８図Ｓ２才９図 ■

Claims

【特許請求の範囲】（１）　ブラウン管に表示された画像をレンズを介して
投写する画像投写装置において、前記ブラウン管とレン
ズ間の空隙を、ブラウン管表面ガラスの屈折率およびレ
ンズ材質の屈折率の両者にほぼ等しい屈折量をもつ媒質
で満たしたことを特徴とする画像投写装置。（２、特許請求の範囲第１項に記載の画像投写装置にお
いて、前記媒質として混合直径値液状でちゃ、一定時間
経過後硬化してゲル状あるいは固体状に変化する２液ま
たは３液以上のシリコン樹脂を用いたことを特徴とする
画像投写装置。（３）　特許請求の範囲第１項または第２項に記載の画
像投射装置において、前記レンズをレンズホルダー内で
元軸に沿って司動自在に保持したことを特徴とする画像
投射装置。