JPS6346640B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には画像投射器（image
projector）に関し、更に詳細にはカラーテレビ
ジヨン画像投射器に関し、特にテレビジヨン原色
の各一つの画像が別個の陰極線管によつて作ら
れ、互いに重畳してそれらの陰極線管の前面板に
生ずるよりも非常に大きい寸法で見るために適す
る単一な天然色像を作る形式のカラーテレビジヨ
ン画像投射器に関する。

投射技術を使用することによつて、テレビジヨ
ン観察のための非常に大きい画像を得ることがで
きることは以前から認められていた。陰極線管
は、開発が進んで、それらの管の前面板よりも遥
かに大きいスクリーンの上に投射するために適す
る強度の画像を作ることができる。このような高
強度のカラーテレビジヨン画像を投射するときに
は、テレビジヨンの原色の各々に対して別々の陰
極線管を使用して、大きい寸法で見るために適す
る単一な天然色像を作るように別々の画像を重ね
合せることが有利であることが判つている。

更に商業的に成功したカラーテレビジヨン投射
器の中には、３個の原色陰極線管の位置を、投射
スクリーン上に３個の原色画像が集束および合致
することができる複数軸に沿つて置かれているも
のがある。このような配置においては、いくつか
の欠点を持つている。その第１は、３個の像は、
台形ひずみ（keystoning）および焦点面（bocal
plane）シフトに対する補正をするために別々に
整形されなければならないことである。第２に
は、高利得（high gain）スクリーンを使用する
ときに、異なる投射源から３色の各々を投射する
ことによる色むら（color shading）に対する補
正をしなければならない。更に、或る特定の投射
距離に対して投射装置が調整された後に、もし投
射器とスクリーンの距離が変更されるならば、多
くの再調整を必要とする。

単一の出口瞳孔を有する投射器は、上記の欠点
を除去することができ、また別々の陰極線管によ
つて投射される原色画像が、ダイクロイツクミラ
ー（二色性の鏡）（dichroic mirror）を使用して
結合されて単一の出口から投射するための単一な
画像を作るように投射器が設計されることが示唆
されている。しかし、実用的であるためには、こ
の示唆された装置は、高強度の画像に対しては実
施できなかつた。何となれば、必要な高強度の画
像は、高電力を付随し、また多量の熱を放散する
必要があるからである。接触空気冷却の使用は、
投射陰極線管の前面板の急速または遅延の亀裂を
来たす。高電圧を使用するので、塵埃の沈着が問
題となる。その上に、ダイクロイツク・ミラー
が、その環境の熱および機械的応力に耐えるに足
る頑丈な基材で構成される場合には、希望しない
第２表面反射画像および屈折率変化から光学的の
諸問題が生じる。

本発明の目的は、上に概説した有害な熱的、機
械的および光学的作用を生ぜず、かつ複雑な電子
的修正手段を必要とせずに、単一の出口瞳孔を通
して投射するために比較的狭い環境内で単一の画
像を作るように別々の高強度画像が相互に重ね合
わされることができる画像投射器を提供すること
である。

本発明の他の目的は、単一出口を持つ形式のカ
ラーテレビジヨン画像投射器を提供し、その高強
度の個々のテレビジヨン単色画像は、別々のテレ
ビジヨン投射陰極線管の前面板を互いに比較的接
近して置いて配列された陰極線管によつて作ら
れ、出口を通して投射するために単一な天然色画
像に個々の画像を重ね合せる鏡装置を有し、それ
らのすべては単一全面画像の焦点面を出口と接近
位置に持つて来るために比較的高い屈折率を持つ
た液体で満たされた室の中にある。

本発明の更に他の目的は、前記室の中の液体
は、陰極線管の前面板鏡の基材および単一出口窓
の屈折率とほぼ同一の屈折率を持ち、第２表面の
反射と斜め光線偏倚（skew ray dviation）とを
減少する上記形式のカラーテレビジヨン画像投射
器を提供することである。

本発明の更に他の目的は、室の中の液体を介し
て、前記室およびその内部の種々の要素から熱を
取去るための冷却装置を含む、上記形式のカラー
テレビジヨン画像投射器を提供することである。

本明の他の目的は、色補正の必要を除去し、同
時に、テレビジヨン単色投射陰極線管のそれぞれ
の単色像を重畳するためにそれら陰極線管を互い
に結合している要素間に他の色補正ができるよう
にして、簡単化された一層経済的な投射レンズ系
の使用を可能にするような、上記形式のカラーテ
レビジヨン画像投射器を提供することである。

本発明の更に他の目的は、製造の簡易性および
経済のみならず、動作の容易性を可能にする単一
投射レンズ系を使用した、上記形式のカラーテレ
ビジヨン画像投射器を提供することである。

本発明の他の目的は、熱および輻射の障害を少
くした、上記形式のカラーテレビジヨン画像投射
器を提供することである。

上記目的および更に他の目的および利点は、本
発明によつて達成され、それは複数個の画像を作
る装置からの画像が単一の投射面像中に重畳され
る画像投射器として簡単に説明され、この投射器
は、壁と閉鎖室とを含むハウジングを有し、前記
画像を作る装置は、ハウジング壁と関連して前記
室と連通するようにされ、前記ハウジング壁に設
けた透明窓と、前記画像を作る装置の少くとも一
つからの画像を前記窓に指向させて、画像を作る
装置の画像が互いに重畳合致関係にあるようにす
るために前記室内に置かれた色選択性鏡装置と、
前記室を満たし、かつ前記画像を作る装置、前記
鏡装置、前記窓および前記ハウジング壁に接触す
る透明液体とを有し、前記透明液体は前記重畳画
像の焦点面を前記窓に接近位置に持ち来たすため
に比較的に高い屈折率を持ち、前記窓に現出する
重畳画像を投射するために前記窓に関連した投射
レンズ系を持つている。好ましい実施例において
は、投射器は一つのカラーテレビジヨン画像投射
器であつて、前記画像を作る装置は、前記ハウジ
ング壁中に設けられた、画像を作る前面板を持つ
た陰極線管であつて、各陰極線管は、単一色の画
像を作ることができ、単一の投射画像は天然色の
テレビジヨン画像である。

添付図面に示された本発明の実施例の下記に詳
細に説明する。

特に、第１図および第２図を参照すると、本発
明によつて構成された投射器は、カラーテレビジ
ヨン画像投射器１０の形態に一部は略示して例示
される。投射器１０は枠１２を含み、この例にお
いては、この枠は、Ｔ形配置に置かれた高強度の
カラーテレビジヨン投射陰極線管１４，１６，１
８の形態にある３個の、画像を作る装置を担持
し、その第１および第２の管１４および１６は共
通軸Ｘに沿つて位置し、管１８は軸Ｙに沿つて位
置する。この軸Ｙは、軸Ｘと同一平面にあるが、
軸Ｘに直角である。各管は通常の偏向ヨーク２２
によつて包囲され、装架ブロツク２８上に、矢符
２６の方向に選択的揺動できるように装架された
ブラケツト２４によつて担持された首２０を持つ
ている。装架ブロツク２８は、枠１２の上に置か
れ、以下に更に詳しく説明される目的のために枠
に対して矢符３０の方向に長手方向に、および矢
符３２の方向に側方に選択的に動かされることが
できる。

各管１４，１６および１８は、前面板３４を持
ち、この面上に高強度のテレビジヨン画像が作ら
れる。各画像は、単一色にあり、この例において
は、テレビジヨン原色に作られる画像、すなわ
ち、管１４の前面板上の画像は、青であり、管１
６の前面板上の画像は赤であり、管１８の前面板
上の画像は緑である。ハウジング４０は、枠１２
上に位置し、かつハウジング内に室４４を作る壁
４２を含む。好ましくは、ハウジング４０は、対
向側壁４６，４８、後壁５０、前壁５２、上壁５
４および底壁５６の形態に示された６個の壁部を
持つ平行六面体の形態にある。管１４，１６およ
び１８は、側壁５０に設けた開孔５８を貫通し
て、前面板３４は室４４に連通している。

前面板３４から投射された個々の画像を単一な
天然色画像に結合するためには、交差した色選択
性の鏡６０および６２の形態にある鏡装置が、室
４４の中に装架されている。現在入手できる適当
な色選択性鏡は、ダイクロイツク・ミラーとして
知られていて、通常、透明な基材の上の被覆また
は層の形態に構成される。鏡６０は、透明基材６
４の形態の透明部材を持ち、これに担持された層
６６は、軸Ｘに対して鋭角Ａをなし、管１４の青
い画像を前壁５２に向つて反射することができ
る。鏡６２は、また透明基材６４を持ち、それに
担持された層６８は、軸Ｘに対して鋭角Ｂを作
り、管１６の赤い像を前壁５２に向つて反射する
ことができる。層６６および６８は、各鏡６０，
６２によつて前壁５２に向けて反射された色がそ
れぞれの陰極線管１４および１６によつて作られ
た画像の色に対応するように選択される。角Ａお
よびＢは、好ましくは、約45゜である。管１８に
よつて投射された緑の画像は、反射せずに鏡６０
および６２の両方を通過する。このようにして、
３個の管１４，１６および１８によつて作られた
３つの個々の単色画像は、結合され、または互い
に重畳されて、前面壁５２に単一な天然色画像を
作る。透明窓７０は、前壁５２に設けられ、投射
レンズ系７２は窓７０に関連して、単一な天然色
画像がレンズ系７２を経て見物用の遠隔スクリー
ン（図示せず）に投射される。

最大効果を達成するためには、管１４，１６お
よび１８の前面板３４は、鏡６０および６２に接
近して配置され、従つて、互いに接近している。
前面板３４に作られた画像の高強度のために、多
量の熱が室４４の中に生じる。その熱を有効に消
散するために、室４４は液体７４で満たされて密
封される。液体７４はハウジング４０の壁４２の
みならず、前面板３４および鏡６０および６２と
直接に接触する。冷極装置は、室４４から熱を取
去るために上壁５４および底壁５６と関連して設
けられ、この冷却装置は好ましくは空気通路７８
を持つた冷却フイン７６の形態に示された放熱器
を含み、この空気通路を通る冷却空気は、空気導
管８４によつて多岐管に連結された送風機８０に
よつて送気されることができる。効果を増すため
には、第３図の７６Ａに示すように室４４内の液
体７４中に付加的の冷却フインを延ばしてもよ
い。このようにして、前面板３４において高強度
像の形成によつて発生した熱は、液体７４によつ
て前面板３４および鏡６０，６２から有効に運び
去られ、、冷却装置によつて室４４の外へ運び去
られる。

液体７４は、上壁５４を貫通する注入管８６を
経て室４４内に送入される。第３図に最もよく示
すように、注入管８６は、また気泡収集装置とし
て作用し、また室４４が常に充満状態にあること
を確実にする膨脹容積を持つ。密封体８７は、注
入管８６を閉鎖する。弾性材料の環状シール８８
は、各開孔５８の周囲に取付けられ、各管１４，
１６および１８に至るベロー延長部９０を持ち、
帯状締付体９２によつて各管に固定される。シー
ル８８は、室４４を管１４，１６および１８にお
いて効果的に密封し、また、ベロー延長部９０
は、各管をハウジング４０に対して相対的に、制
限された長手、横手および揺動の運動を可能に
し、前面板３４およびその面上の画像の位置を相
互に、および鏡６０および６２に対して選択的調
整をすることができる。このような調整は、ブラ
ケツト２４および装架ブロツク２８によつてあた
えられる選択的運動によつて実行され、重ね合さ
れた像を窓７０において正確に合致させることが
できる。このようにして、各色は、個々に焦点に
調整される。

液体７４は、管１４，１６，１８の前面板３
４、鏡６０，６２と前壁５２の窓７０の基材６４
の材料の屈折率に実質的に近接する屈折率を持つ
液体のなかから選ばれる。好ましくは、これら要
素の各々はガラスで構成され、液体７４はグリセ
リンまたはグリセリンと水の混合物である。液体
７４はまた、透明で非引火性かつ熱伝導性である
べきである。かような屈折率を持つ液体を選択す
ることによつて、液体とこの液体が接触する諸要
素とにより屈析率の変化は消去され、それによつ
て第２表面反射および斜め光線偏倚を減少する。
従つて、基材６４は、他の場合に鏡の表面９４に
現われることのある反射を必配することなく、鏡
６０および６２が受けると思われる熱的および機
械的応力に耐えるに十分の厚さとすることができ
る。また、液体７４の比較的高い屈析率は、焦点
面を投射レンズ系７２の第１レンズ要素100に接
近させる効果を持ち、室４４が空気で満たされて
いるときに許容されるよりも頑丈なレンズ系を使
用することを可能にする。後方散乱（back
scatter）を少なくすることによつて改良された
コントラスト比（contrast ratio）が得られる。
何となれば、前面板３４の螢光体から窓７０にお
ける出口瞳孔までの屈折媒質の全体厚は、臨界角
度が付随内部反射を有する状態に達することがで
きる厚さよりも大きいからである。従つて、室４
４の液体７４によつて得られる液体結合は、熱的
利点のみならず付加的の光学的効果を達成する。
更に、液体７４は、有害なＸ線を吸収し従つて制
御し、輻射障害を減少することを助ける。

第２図に示すように、窓７０は、ガラスの扁平
板で構成される。窓７０は、第４図に例示した他
の実施例における窓１０４に１０２で示すように
曲面を持つように構成してもよい。このようにす
れば、窓１０４は、室４４内の液体７４との関連
において、投射レンズ系７２の構成を簡単化する
液体修正レンズまたは視野平坦化体を示す。第４
図にまた示すように、鏡装置は、各鏡の透明部材
を形成する２枚の透明板１０８の間に封着された
層１０６を持つダイクロイツク・ミラーの形態に
構成されることができる。このようにして、層１
０６の材料は、層１０６と液体７４との直接接触
の結果生じる任意有害な影響に対して保護され
る。

上に述べたように、選択的に動くことのできる
ブラケツト２４と、装架ブロツク２８とを設ける
ことは、可撓性シール８８とともに、各管１４，
１６および１８を整列させ、個々に焦点を合わ
せ、同時にハウジング４０の室４４内の液体結合
の完全性を維持する。かような配置は、各色を個
別に軸方向の焦点を合すことができる。各管１
４，１６および１８は、それぞれ青と赤と緑の像
を作るための特殊の螢光体を持つている。各像
は、液体を満たした光学的結合ハウジング４０の
中心に浸漬された交差したダイクロイツク・ミラ
ー６０および６２を使用することによつてスペク
トラムのバンド幅に折りたたまれ、調整される。
交差した鏡の交点１１０は、任意焦点面の十分外
側にあるので、この交点１１０は投射された画像
の上に可視的の効果は持たない。従つて、良好に
画成された単色画像を表示する能力は、電子的に
画像の大きさと形状を修正する能力とともに、長
手方向および横手方向に色修正をすることができ
るので、投射レンズ系７２には、単に最小の色修
正を必要とするかあるいは色修正の必要はない。
従つて、レンズ系７２は、設計は簡単で、製造が
経済的である。何となれば、レンズ系７２内の色
を修正するために、異なる分散度を持つ異なる屈
折率の材料および負性要素を必要としないからで
ある。従つて、単色設計のプラスチツクレンズ系
を使用することを実用的にし、それによつて製造
費を著しく低減する効果がある。

上記特徴のすべては、単一出口瞳孔を持つたカ
ラーテレビジヨン画像投射器を提供する。この投
射器は、構造が簡単で、使用に信頼性がある。何
となれば、原色画像のすべては、対称的に発生さ
れ、、増加した鮮明度および鮮鋭度の全色像に容
易に重畳される。陰極線管１４，１６および１８
と、鏡６０および６２の配置の対称性は、電子的
修正の必要性を減少し、それによつて単色画像の
位置を安定するように作用し、かつそれらの画像
を天然色画像に確実に重ね合せることを可能にす
る。この単一投射レンズ系は、通常の写真投射器
と同様の簡単化された態様で、選択された投射距
離の広範囲にわたつて天然色画像を投射および焦
点を結ぶことが可能にする。

本発明の実施例の上記詳細な説明は、単に例示
的に行なつたことは理解されるべきである。設計
および構成の種々の詳細は、特許請求の範囲に記
載したように、本発明の真の精神および範囲から
離脱することなく変形されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によつて構成されたカラーテ
レビジヨン画像投射器の部分的略示斜視図、第２
図は、内部詳細を示すために一部を切断した、上
記投射器の部分的略示平面図、第３図は、第１図
の線３−３に沿う部分断面図、第４図は、他の実
施例を示す部分断面図である。 １０……カラーテレビジヨン画像投射器、１２
……枠、１４……陰極線管（青）、１６……陰極
線管（赤）、１８……陰極線管（緑）、３４……前
面板、４０……ハウジング、４４……閉鎖室、４
６，４８……側壁、５０……後壁、５２……前
壁、５４……上壁、５６……底壁、５８……開
孔、６０，６２……ダイクロイツク・ミラー、６
４……鏡基材、６６，６８……ダイクロイツク
層、７０……窓、７２……投射レンズ系、７４…
…液体、７６……冷却フイン、７８……空気通
路、１００……第１レンズ要素、１０２……窓曲
面、１０４……窓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 壁と密閉室とを含むハウジングと、前記密閉
   室と連通するように前記ハウジングの壁に置かれ
   た像を作る前面板を持ち、投射のための単色画像
   を作ることのできる複数のテレビジヨン投射陰極
   線管と、前記ハウジング壁に設けた透明窓と、前
   記陰極線管の画像が互いに重量合致状態にあるよ
   うに、前記陰極線管の少なくとも一つから単色画
   像を前記窓に指向させるために前記密閉室の内部
   に位置する色選択性鏡装置と、前記密閉室を満た
   して前記前面板、前記鏡装置、前記窓および前記
   ハウジング壁に接触し、前記重畳した画像の焦点
   面を前記窓の接近位置に持ち来たすために、比較
   的高い屈折率を持つ透明液体と、前記窓に現われ
   る重畳した画像を投射するために前記窓と関連し
   て設けた投射レンズ系とを有するカラーテレビジ
   ヨン画像投射器。 ２ 液体を介して、密閉室から熱を取去るため
   に、ハウジング壁に関連して設けた冷却装置を含
   む特許請求の範囲第１項に記載のカラーテレビジ
   ヨン画像投射器。 ３ 冷却装置は、ハウジング壁に関連し、密閉室
   の外部と連通する放熱体と、この放熱体に前記密
   閉室の外側全体にわたつて冷却流体を通すための
   装置とを含む特許請求の範囲第２項に記載のカラ
   ーテレビジヨン画像投射器。 ４ ハウジングは、６個の壁部を持つ実質的に平
   行六面体であり、陰極線管は、その第１および第
   ２の陰極線管が、対向の第１および第２の壁部に
   それぞれ位置し、第３の陰極線管が、第１および
   第２壁部に隣接する第３の壁部に位置するように
   配置され、窓は、前記第３の壁部に対向する第４
   の壁部に位置している特許請求の範囲第１項に記
   載のカラーテレビジヨン画像投射器。 ５ 液体を経て密閉室から熱を取去るために、第
   ５および第６壁部のうちの少なくとも一つに関連
   する放熱体を含む特許請求の範囲第４項に記載の
   カラーテレビジヨン画像投射器。 ６ 鏡装置は、透明部材によつて担持された反射
   層を含み、液体は、前記透明部材の屈折率とほぼ
   同一の屈折率を持つている特許請求の範囲第１項
   に記載のカラーテレビジヨン画像投射器。 ７ 透明部材は、複数の透明板を含み、反射層
   は、液体と層との直接接触を避けるために板の間
   に密封されている特許請求の範囲第６項に記載の
   カラーテレビジヨン画像投射器。 ８ 液体の屈折率は、陰極線管の前面板および窓
   の屈折率とほぼ同一である特許請求の範囲第６項
   に記載のカラーテレビジヨン画像投射器。 ９ 陰極線管の数は、３個、すなわち各カラーテ
   レビジヨン原色に対して１個であつて、それらの
   陰極線管は、単一平面内に互いに直交して位置す
   る軸上に置かれ、色選択性の鏡装置は、２個の交
   差したダイクロイツク・ミラーを含み、各鏡は、
   その鏡に関連する陰極線管によつて投射される原
   色画像のみを反射するために、対応陰極線管の軸
   線に対して鋭角に置かれ、前記窓は、それら軸の
   うちの一つに直角に置かれる特許請求の範囲第６
   項に記載のカラーテレビジヨン画像投射器。 １０ 放熱体は、室の外部と連通し、冷却装置
   は、前記室の外側で前記放熱体の上に冷却流体を
   通すための装置を含む特許請求の範囲第５項に記
   載のカラーテレビジヨン画像投射器。 １１ 鋭角は、約45゜である特許請求の範囲第９
   項に記載のカラーテレビジヨン画像投射器。 １２ 透明部材は、複数の透明板を含み、反射性
   層は、液体と層との直接接触を避けるために板間
   に密封されている特許請求の範囲第９項に記載の
   カラーテレビジヨン画像投射器。 １３ 窓は、投射レンズ系に関連する付加光学要
   素として作用するための曲面を含む特許請求の範
   囲第１２項に記載のカラーテレビジヨン画像投射
   器。 １４ 重畳される原色画像の正確な重ね合せを確
   保するように陰極線管のうちの少なくとも一つの
   位置を他の陰極線管に対して選択的に調整するた
   めの装置を含む特許請求の範囲第１２項に記載の
   カラーテレビジヨン画像投射器。 １５ ハウジングは、６個の壁を持つほぼ平行六
   面体であり、陰極線管は、その第１および第２陰
   極線管が、対応する対向第１および第２壁部にあ
   り、その第３陰極線管は、第１および第２壁部に
   隣接する第３壁部にあり、窓は、第３壁部に対向
   する第４壁部にある特許請求の範囲第１２項に記
   載のカラーテレビジヨン画像投射器。 １６ 液体を介して室から熱を取去るために、ハ
   ウジング壁に関連する冷却装置を含む特許請求の
   範囲第１２項に記載のカラーテレビジヨン画像投
   射器。 １７ 液体を介して室から熱を取去るために、第
   ５および第６壁部のうちの少なくとも一つと関連
   する放熱体を含む特許請求の範囲第１５項に記載
   のカラーテレビジヨン画像投射器。 １８ 冷却装置は、ハウジング壁に関連して室の
   外部に連通する放熱体と、室の外側で放熱体の上
   に冷却流体を通すための装置とを含む特許請求の
   範囲第１６項に記載のカラーテレビジヨン画像投
   射器。 １９ 放熱体は、室の外部と連通し、冷却装置
   は、室の外側で放熱体の上に冷却流体を通すため
   の装置を含む特許請求の範囲第１７項に記載のカ
   ラーテレビジヨン画像投射器。