RU2082206C1

RU2082206C1 - Color projection screen

Info

Publication number: RU2082206C1
Application number: RU94005224A
Authority: RU
Inventors: П.А. Благов; В.И. Душин; И.А. Глазова
Original assignee: Государственное производственное объединение "Загорский оптико-механический завод"
Priority date: 1994-02-14
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1997-06-20

Abstract

FIELD: design of large-screen projection TV home appliances, in particular, projection of TV or computer picture on large-size reflection or transparent screen. SUBSTANCE: device has screen 1 and projection lens which has cubic prism 3 which is made from four glued rectangular prisms so that two diagonal surfaces with extended diachronic mirrors are shaped. In addition device has two mirrors 3 which are located at output faces of cubic prism, and three cathode-ray tubes 9. Lens has three members, first of which is shared by all cathode-ray tubes 9, is located before input face of cubic prism 3. Its axis is perpendicular to plane of screen 1. Said first member has positive and negative mobile and stationary lenses which are spaced by two gaps. Focal length of first member 2 is greater than focal length of projection lens more than twice. Intersection line of diagonal surfaces of cubic prism 3 is perpendicular to axis of first member 2. Second member is made from three pairs of positive lenses 4 which are located at three output faces of cubic prism 3. Their refraction index is less than 1.6. Their non-spherical surfaces face each other. Mirrors 5 are located at angle of 40-50 degrees to axis of first member 2 at upper and lower faces of cubic prism 3 between second and third members. Edges of mirrors 5 that are closest to cubic prism are closer to screen 1. Third member is made from three negative menisci 6 which are spaced from lenses of second member by air spaces. Said menisci are directed to screen 1 with their concave surface. In addition third member has three protection flat-parallel plates 7 and transparent liquid which is located between plates 7 and negative menisci 8. Said plates serve as protection for cathode-ray tubes 9. Another claim of invention describes device design in which additional third mirror 11 is located before third input face of cubic prism 3 as other ones but position of these members differ; in particular, intersection line of diagonal surfaces of cubic prism 3 coincides with optical axis of first member 2; mirrors 5, 11 are located at angle of 40-50 degrees with respect to corresponding output face of cubic prism 3 so that lower edge of each mirror 5, 11 is closer to lenses of second member 2. Yet another claim of invention describes device design which is identical to second claim but yet another mirror 12 is inserted between screen and lens. Said mirror alters direction of optical axis by right angle in horizontal plane. In addition position of members is different; in particular, axis of first member 2 is parallel to plane of screen 1; intersection line of diagonal surfaces of cubic prism 3 is perpendicular to plane of screen 1; three mirrors 5, 11, 12 which are located at three output faces of cubic prism 3 are positioned so that their edges that are closer to cubic prism 3 are located at minimal space from output face of cubic prism 3 which is parallel to input face. Mirrors 5, 11, 12 are located at angle of 40-50 degrees with respect to input face. EFFECT: increased quality of picture, decreased warm-up time. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к проекционным системам, обеспечивающим проекцию увеличенного телевизионного или компьютерного изображения на отражательный или просветный экран достаточно большого размера, и может быть использовано в видеопроекторах, видеомониторах, при создании проекционных телевизоров с большим экраном, а также может найти применение в цветных видеокамерах на ПЗС-матрицах. The invention relates to projection systems providing a projection of an enlarged television or computer image onto a reflective or transparent screen of a sufficiently large size, and can be used in video projectors, video monitors, when creating projection televisions with a large screen, and can also be used in color video cameras on a CCD matrices.

Известен видеопроектор кинескопного типа с тремя проекционными объективами, сопряженными с электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ) каждый (см. журнал "Техника кино и телевидения", N 9, 1990, с. 35, р. 2, 3.). A well-known kinescope type video projector with three projection lenses paired with cathode ray tubes (CRT) each (see. Journal of Film and Television Technology, N 9, 1990, p. 35, p. 2, 3.).

Как и изобретение, данный видеопроектор содержит три источника информации в виде трех ЭЛТ, сопряженных с проекционным объективом, и экран, на который с помощью проекционного объектива переносится изображение с экрана ЭЛТ. Изменение проекционного расстояния осуществляется путем перемещения элементов объектива. Соответствующие фрагменты изображения с зеленого (G), красного (R) и синего (B) проекционных ЭЛТ с помощью светосильных объективов проецируется на экран. Полученную на экране цветную картину наблюдают зрители, находясь на расстоянии, определяемом характеристиками экрана. Трехтрубочные трехобъективные системы обеспечивают большую яркость изображения за счет большой светосилы объективов и больших размеров экранов проекционных трубок. Однако такое устройство имеет большие габариты, что препятствует их применению в домашних условиях, при этом красная и синяя составляющие изображения проецируются наклонно с трапециидальными искажениями по отношению к плоскости экрана. Поэтому края R и B изображений получаются более размытыми, чем в центральной части экрана. Проективные искажения исправляются электронным путем за счет искривления линий на экранах R и B ЭЛТ. При изменении проекционного расстояния потребителю необходимо произвести перефокусировку объективов в каждом канале, совместить три цветных изображения с помощью перенастройки электронного тракта, что требует длительного времени и помощи квалифицированного специалиста. Таким образом, известный видеопроектор имеет большие габариты и практически не может быть использованы в быту. Like the invention, this video projector contains three sources of information in the form of three CRTs paired with a projection lens, and a screen onto which the CRT screen image is transferred using the projection lens. The change in projection distance is carried out by moving the lens elements. The corresponding fragments of the image from the green (G), red (R) and blue (B) projection CRTs are projected onto the screen using fast lenses. The color picture obtained on the screen is observed by viewers at a distance determined by the characteristics of the screen. Three-tube three-objective systems provide greater image brightness due to the large aperture of the lenses and the large screen sizes of the projection tubes. However, such a device has large dimensions, which prevents their use at home, while the red and blue components of the image are projected obliquely with trapezoidal distortions relative to the plane of the screen. Therefore, the edges of R and B images are more blurry than in the central part of the screen. Projective distortions are electronically corrected by curving the lines on the CRT screens R and B. When changing the projection distance, the consumer needs to refocus the lenses in each channel, combine three color images by reconfiguring the electronic path, which requires a long time and the help of a qualified specialist. Thus, the known video projector has large dimensions and can hardly be used in everyday life.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цветное воспроизводящее устройство проекционного типа (см. патент США N 4850685, кл. G 02 B 27/18), содержащее проекционный объектив, первую призму/куб, склеенную из четырех прямоугольных призм таким образом, что последние образуют две диагональные грани, на которые нанесены дихроические зеркала, и три источника электронного изображения, выполненные в виде ЖКЭ. Ось G ЖКЭ совпадает с осью объектива, а R и B ЖКЭ расположены напротив друг друга таким образом, что их оси пересекают перпендикулярно ось объектива в точке пересечения светоделительных граней призмы-куб. С помощью второй призмы-куба и двух зеркал свет от источника света раскладывается на три цвета и направляется на соответствующую матрицу. С помощью дихроических зеркал первой призмы-куба три цветных изображения накладываются друг на друга и направляются проекционным объективом на экран. Closest to the technical nature of the invention is a color reproducing device of the projection type (see US patent N 4850685, CL G 02 B 27/18) containing a projection lens, a first prism / cube, glued from four rectangular prisms in such a way that the last they form two diagonal faces on which dichroic mirrors are applied, and three electronic image sources made in the form of LCE. The G axis of the LCD coincides with the axis of the lens, and the R and B LCDs are located opposite each other so that their axes intersect perpendicular to the axis of the lens at the intersection of the beam-splitting faces of the prism-cube. Using the second prism-cube and two mirrors, the light from the light source is decomposed into three colors and sent to the corresponding matrix. Using the dichroic mirrors of the first prism-cube, three color images are superimposed on each other and sent by the projection lens to the screen.

Известное устройство имеет следующие признаки, совпадающие с признаками изобретения: экран, проекционный объектив с призмой-кубом, склеенный из четырех прямоугольных призм таким образом, что последние образуют две диагональные поверхности, на которые нанесены диохроические зеркала, два зеркала, расположенные у двух выходных граней призмы-куба и три источника электронного изображения (ИЭИ) красного (R), зеленого (G) и синего (B) цветов. В данном устройстве нельзя использовать ЭЛТ вместо ЖКЭ, поскольку затруднено применение светосильного проекционного объектива. В самом деле, в заднем отрезке светосильного проекционного объектива необходимо разместить склеенный куб, что не позволяет применять объектив простой конструкции с высоким качеством изображения. К тому же, размещение призмы-куба в достаточно сильно сходящемся пучке лучей вызывает цветовые искажения лучей, отражающихся под разными углами на дихроических зеркал, что также ведет к ухудшению качества изображения. The known device has the following features that coincide with the features of the invention: a screen, a projection lens with a prism-cube, glued from four rectangular prisms in such a way that the latter form two diagonal surfaces on which diochro mirrors are applied, two mirrors located at the two output faces of the prism -cube and three sources of electronic image (IEI) of red (R), green (G) and blue (B) colors. You cannot use a CRT in this device instead of an LCD, since it is difficult to use a fast projection lens. In fact, it is necessary to place a glued cube in the rear segment of the aperture projection lens, which does not allow the lens to be used with a simple design with high image quality. In addition, the placement of a prism-cube in a sufficiently converging beam of rays causes color distortion of the rays reflected at different angles on the dichroic mirrors, which also leads to a deterioration in image quality.

Технической задачей настоящего изобретения является создание семейства проекционных устройств (варианты) различных компоновок с небольшими габаритами, не требующих большого пространства для размещения, которые при переносе на новое место легко и быстро приводятся в рабочее состояние. В качестве источника электронного изображения должны быть использованы ЭЛТ, так как ЖКЭ, имеющие ряд преимуществ перед ЭЛТ, гораздо дороже, и их серийное производство в нашей стране находится в стадии становления. The technical task of the present invention is the creation of a family of projection devices (options) of various layouts with small dimensions that do not require large space for placement, which when transferred to a new place are easily and quickly brought into working condition. CRTs should be used as a source of electronic images, since LCDs having a number of advantages over CRTs are much more expensive, and their mass production in our country is in its infancy.

В предлагаемом устройстве обеспечено высокое качество изображения: цветопередача, четкость изображения по всей площади экрана, и достигнуто предельное упрощение приведения в рабочее состояние. Данный технический в первом варианте устройства обеспечен за счет того, что в цветном проекционном устройстве, содержащем экран и проекционный объектив с призмой-кубом, склеенным из четырех прямоугольных призм таким образом, что последние образуют две диагональные поверхности, на которые нанесены дихроические зеркала, два зеркала, расположенные у входных граней призмы-куба и три источника электронного излучения (ИЭИ) красного, зеленого и синего цветов, объектив, в отличие от прототипа, выполнен из трех компонентов, первый из которых, общий для всех трех компонентов ИЭИ, выполненных в виде ЭЛТ, расположен перед входной гранью призмы-куба с осью, перпендикулярной плоскости экрана, и состоит из положительной и отрицательной линз, установленных с возможностью перемещения вдоль своей оси, и положительной линзы, разделенных двумя воздушными промежутками, при этом фокусное расстояние первого компонента по абсолютной величине более, чем в два раза, превышает фокусное расстояние проекционного объектива, линия пересечения диагональных поверхностей призмы-куба перпендикулярна оси первого компонента, второй компонент состоит из пар положительных линз, расположенных у трех выходных граней призмы-куба, имеющих показатель преломления меньше чем 1,6, обращенных друг к другу асферическими поверхностями, зеркала расположены у верхней и нижней выходных граней призмы-куба под углом 40-50^o к оси первого компонента между вторым и третьим компонентами, соответственно, причем ближние к кубу ребра зеркал расположены ближе к экрану, третий компонент выполнен из трех отрицательных менисков, отдельных от линз второго компонента воздушными промежутками, обращенных вогнутостью к экрану, и трех защитных плоско-параллельных пластин, между которыми и отрицательными менисками находится прозрачная жидкость.The proposed device provides high image quality: color reproduction, image clarity over the entire screen area, and the utmost simplification of bringing into working condition is achieved. This technical in the first embodiment of the device is provided due to the fact that in a color projection device containing a screen and a projection lens with a prism-cube glued from four rectangular prisms in such a way that the latter form two diagonal surfaces on which dichroic mirrors are applied, two mirrors located at the input faces of the prism-cube and three sources of electronic radiation (IEI) of red, green and blue colors, the lens, in contrast to the prototype, is made of three components, the first of which, d for all three components of the IEI, made in the form of a CRT, is located in front of the input face of the prism-cube with an axis perpendicular to the plane of the screen, and consists of positive and negative lenses mounted to move along its axis, and a positive lens separated by two air gaps moreover, the focal length of the first component in absolute value more than twice exceeds the focal length of the projection lens, the line of intersection of the diagonal surfaces of the prism-cube is perpendicular to si of the first component, the second component consists of pairs of positive lenses located at the three output faces of the prism-cube, having a refractive index less than 1.6, facing each other with aspherical surfaces, the mirrors are located at the angle of the upper and lower output faces of the prism-cube 40-50 ^o to the axis of the first component between the second and third components, respectively, wherein the rib closest to the cube mirrors are arranged close to the screen, the third component is made of three negative meniscus, lens separate from the second component ozdushnymi intervals concavity facing the screen, and three protective plano-parallel plate, between which and the negative meniscus is transparent liquid.

Тот же технический результат во втором варианте устройства обеспечивается за счет того, что в цветном проекционном устройстве, содержащем экран и проекционный объектив с призмой-кубом, склеенный из четырех прямоугольных призм таким образом, что последние образуют две диагональные поверхности, на которые нанесены дихроические зеркала, два зеркала, расположенные у двух выходных граней призмы-куба, и три источника электронного изображения (ИЭИ) красного, зеленого и синего цветов, объектив, в отличие от прототипа, выполнен из трех компонентов, первый из которых, общий для всех трех ИЭИ, выполненных в виде ЭЛТ, расположен перед входной гранью призмы-куба, так, что его ось перпендикулярна плоскости экрана и состоит из положительной и отрицательной линз, установленных с возможностью перемещения вдоль своей оси, и неподвижной положительной линзы, разделенных двумя воздушными промежутками, при этом фокусное расстояние первого компонента по абсолютной величине более, чем в два раза превышает фокусное расстояние проекционного объектива, линия пересечения диагональных поверхностей призмы-куба совпадает с оптической осью первого компонента, второй компонент выполнен из трех пар положительных линз, расположенных у трех выходных граней призмы-куба, имеющих показатель преломления выше чем 1,6, обращенных друг к другу асферическими поверхностями, в схему введено третье зеркало, расположенное у третьей выходной грани призмы-куба, каждое из трех зеркал расположено под углом 40-50^o к соответствующей выходной грани призмы-куба таким образом, что нижнее ребро каждого зеркала лежит ближе к линзам второго компонента, третий компонент выполнен из трех отрицательных менисков, обращенных вогнутостью к зеркалам, и трех защитных плоско-параллельных пластин, между которыми и отрицательными менисками находится прозрачная жидкость.The same technical result in the second embodiment of the device is ensured by the fact that in a color projection device comprising a screen and a projection lens with a prism-cube glued from four rectangular prisms in such a way that the latter form two diagonal surfaces on which dichroic mirrors are applied, two mirrors located at two output faces of the prism-cube, and three sources of electronic images (IEI) of red, green and blue colors, the lens, in contrast to the prototype, is made of three components c, the first of which, common to all three IEIs made in the form of a CRT, is located in front of the input face of the prism-cube, so that its axis is perpendicular to the plane of the screen and consists of positive and negative lenses mounted with the possibility of movement along its axis, and a stationary positive lens separated by two air gaps, while the focal length of the first component in absolute value more than doubles the focal length of the projection lens, the line of intersection of the diagonal surfaces of the prism-cube prism coincides with the optical axis of the first component, the second component is made of three pairs of positive lenses located at the three output faces of the prism-cube, having a refractive index higher than 1.6, facing each other with aspherical surfaces, a third mirror is introduced into the circuit located at the third exit face of the prism-cube, each of the three mirrors is located at an angle of 40-50 ^o to the corresponding output face of the prism-cube so that the lower edge of each mirror lies closer to the lenses of the second component, the third The component is made of three negative menisci facing concavity to the mirrors, and three protective plane-parallel plates, between which and negative menisci there is a transparent liquid.

Вышеуказанный технический результат в третьем варианте обеспечивается за счет того, что в цветном проекционном устройстве, содержащем экран и проекционный объектив с призмой-кубом, склеенной из четырех прямоугольных призм таким образом, что последние образуют две диагональные поверхности, на которые нанесены зеркала, два зеркала, расположенные у двух граней призмы-куба, и три источника электронного изображения (ИЭИ) красного, зеленого и синего цветов, в отличие от прототипа, между экраном и объективом введено третье зеркало, изменяющее направление оптической оси на 90^o в горизонтальной плоскости, объектив выполнен из трех компонентов, первый из которых, общий для всех трех ИЭИ, выполненных в виде электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), расположен переход входной гранью призмы-куба с осью, параллельной плоскости экрана, и состоит из положительной и отрицательной линз, установленных с возможностью перемещения вдоль своей оси, и неподвижной положительной линзы, разделенных двумя воздушными промежутками, при этом фокусное расстояние первого компонента по абсолютной величине более, чем в два раза, превышает фокусное расстояние проекционного объектива, линия пересечения диагональных поверхностей расположена перпендикулярно плоскости экрана, второй компонент выполнен из трех пар положительных линз, расположенных у трех выходных граней призмы куба, имеющих показатель преломления меньше чем 1,6, обращенных друг к другу асферическими поверхностями, в схему дополнительно введено четвертое зеркало, которое расположено у третьей выходной грани призмы-куба, при этом ближние к призме-кубу ребра первого, второго и четвертого зеркал расположены на наименьшем расстоянии от выходной грани призмы-куба, параллельной входной грани, а сами зеркала расположены под углом 40-50^o к ней, третий компонент выполнен из трех отрицательных менисков, обращенных вогнутостью к зеркалам, и трех плоско-параллельных защитных пластин, между которыми и отрицательными менисками находится прозрачная жидкость.The above technical result in the third embodiment is provided due to the fact that in the color projection device comprising a screen and a projection lens with a prism-cube glued from four rectangular prisms in such a way that the latter form two diagonal surfaces on which mirrors are applied, two mirrors, located at two faces of the prism-cube, and three sources of electronic images (IEI) of red, green and blue colors, unlike the prototype, a third mirror is introduced between the screen and the lens, which changes The direction of the optical axis by 90 ^o in the horizontal plane, the lens is made of three components, the first of which is common to all three IEI made in the form of cathode ray tubes (CRT), is located a transition input face cube prism with its axis parallel to the plane of the screen , and consists of positive and negative lenses mounted with the ability to move along its axis, and a fixed positive lens separated by two air gaps, while the focal length of the first component in absolute value is more than than twice as much as the focal length of the projection lens, the intersection line of the diagonal surfaces is perpendicular to the screen plane, the second component is made of three pairs of positive lenses located at the three output faces of the cube prism having a refractive index of less than 1.6 facing each other to other aspherical surfaces, a fourth mirror is additionally introduced into the circuit, which is located at the third output face of the prism-cube, while the edges of the first, second, and fourth closest to the prism-cube second mirror disposed closest to the exit face cube prism parallel to the entrance face and mirrors themselves are angled 40-50 ^o thereto, the third component is made of three negative meniscus facing to the concave mirror, and the three plane-parallel cover plates between which and the negative menisci is a clear liquid.

Сущность предложения поясняется чертежами. The essence of the proposal is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена оптическая схема 1-го варианта цветного проекционного устройства. В обратном ходе лучей устройство содержит экран 1, первый компонент 2 проекционного объектива, состоящего из положительной и отрицательной линз, установленных с возможностью перемещения, и неподвижной линзы, разделенных воздушными промежутками, при этом фокусное расстояние компонента 2 более чем в 2 раза, превышает фокусное расстояние объектива, а его ось перпендикулярна плоскости экрана 1. Далее расположена призма-куб 3, склеенная из четырех прямоугольных призм таким образом, что последние образуют две диагональные поверхности, на которые нанесены дихроические зеркала. Линия пересечения диагональных поверхностей призмы-куба 3 перпендикулярна оси первого компонента 2. У выходных граней призмы-куба 3 расположены три пары положительных линз 4, представляющие собой второй компонент объектива, имеющие показатель преломления меньше чем 1,6, и обращенные друг другу асферическими поверхностями. За парами положительных линз 4, у верхней и нижней граней призмы-куба 3 под углом 40-50^o к оси первого компонента 2 расположены зеркала 5. При этом ближние к призме 3 ребра зеркал 5 расположены ближе к экрану 1. Далее расположены элементы третьего компонента, которые выполнены в виде отрицательных менисков 6, обращенных вогнутостью к экрану 1, и трех плоско-параллельных пластин 7, между которыми находится прозрачная жидкость 8, при этом пластины 7 являются защитными экранами синей (B), зеленой (G) и красной (R) ЭЛТ 9, и электронный блок 10.In FIG. 1 is an optical diagram of a first embodiment of a color projection device. In the reverse ray path, the device comprises a screen 1, a first component 2 of a projection lens, consisting of positive and negative lenses mounted with the possibility of movement, and a fixed lens separated by air gaps, while the focal length of component 2 is more than 2 times greater than the focal length the lens, and its axis is perpendicular to the plane of the screen 1. Next is a prism-cube 3, glued from four rectangular prisms in such a way that the latter form two diagonal surfaces on which Dichroic mirrors are applied. The intersection line of the diagonal surfaces of the prism-cube 3 is perpendicular to the axis of the first component 2. At the output faces of the prism-cube 3 are three pairs of positive lenses 4, which are the second component of the lens, having a refractive index of less than 1.6, and facing each other with aspherical surfaces. For pairs of positive lenses 4, at the upper and lower faces of the prism-cube 3 at an angle of 40-50 ^o to the axis of the first component 2 are mirrors 5. At the same time, the edges of the mirrors 5 closest to the prism 3 are located closer to the screen 1. Next are the elements of the third component , which are made in the form of negative menisci 6, facing concavity to the screen 1, and three plane-parallel plates 7, between which there is a transparent liquid 8, while the plates 7 are protective screens of blue (B), green (G) and red (R ) CRT 9, and electronic unit 10.

На фиг.2 приведены конструктивные параметры проекционного объектива: радиусы r, толщина d линз, показатели преломления n, марки оптических материалов, из которых изготовлены линзы, световые диаметры оптических элементов св ⌀ и уравнения асферических поверхностей линз второго компонента. Линзы второго компонента выполнены из пластмассы с показателем преломления меньше 1,6. Фокусное расстояние проекционного объектива f' 148 мм, относительное отверстие 1:1,5, поле зрения 2ω 38^o. Воздушный промежуток между вторым компонентом и третьим компонентом могут незначительно отличаться друг от друга.Figure 2 shows the design parameters of the projection lens: the radii r, the thickness d of the lenses, the refractive indices n, the brands of optical materials from which the lenses are made, the light diameters of the optical elements sv and the equations of the aspherical surfaces of the lenses of the second component. The lenses of the second component are made of plastic with a refractive index of less than 1.6. The focal length of the projection lens f '148 mm, the relative aperture 1: 1,5, the field of view 2ω 38 ^o . The air gap between the second component and the third component may vary slightly from each other.

На фиг.3 приведены графики аберраций проекционного объектива при увеличении -20^x, подтверждающие высокое качество изображения, позволяющее обеспечить в устройстве разрешение не менее 700 телевизионных линий по горизонту. При размере диагонали ЭЛТ в 100 мм размер экрана 2 м.Figure 3 shows the graphs of the aberrations of the projection lens at a magnification of -20 ^x , confirming the high image quality, which allows to provide at least 700 television lines with horizontal resolution in the device. With a CRT diagonal size of 100 mm, the screen size is 2 m.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Путем перемещения первых линз компонента 2 на экране 1 добиваются резкого изображения зеленой составляющей трубки G для среднего значения (-20^x) проекционного расстояния. Затем путем небольших изменений воздушных промежутков между вторым и третьим компонентами в B и R каналах достигается резкое изображение B и R составляющих изображений. С помощью электронного блока 10 устраняются искажения в изображении, вносимые электронным трактом, путем тонкого совмещения стандартных изображений (сетчатого поля). В дальнейшем величина изображения на экране 1 изменяется только за счет изменения первых двух воздушных промежутков в компоненте 2, путем поворота наружного кольца его оправы. Фокусное расстояние компонента 2 больше 300 мм по абсолютной величине, что обеспечивает небольшой разброс углов падения на дихроических зеркалах в призме-кубе 3, что приводит к более качественной и однородной цветной картине на различных участках экрана 1. Величина фокусного расстояния объектива f' 148 мм позволяет применять проекционное устройство в современных квартирах, объектив обеспечивает высокое качество изображения при изменении размера экрана 1 от 1,5 до 2,5 м. При этом проекционное расстояние (от проектора до экрана) изменяется от примерно 2,3 м до примерно 3,8 м. В помещениях площадью от 16 до 20 м² проекционное устройство может быть размещено на одной стене, а на противоположной экран. На фиг.1 приведен вариант устройства, имеющий наибольший размер в горизонтальной плоскости и наименьший в вертикальной плоскости и используемый тем потребителем, которому удобна такая компоновка "лежащего" проекционного устройства.By moving the first lenses of the component 2 on the screen 1, a sharp image of the green component of the tube G is obtained for the average value (-20 ^x ) of the projection distance. Then, by making small changes in the air gaps between the second and third components in the B and R channels, a sharp image of the B and R component images is achieved. Using the electronic unit 10 eliminates the distortion in the image introduced by the electronic path, by thinly combining standard images (mesh field). Subsequently, the magnitude of the image on screen 1 changes only by changing the first two air gaps in component 2, by rotating the outer ring of its frame. The focal length of component 2 is greater than 300 mm in absolute value, which provides a small variation in the angles of incidence on dichroic mirrors in prism-cube 3, which leads to a better and more uniform color picture in different parts of the screen 1. The focal length of the lens f '148 mm allows use a projection device in modern apartments, the lens provides high image quality when changing the screen size 1 from 1.5 to 2.5 m. In this case, the projection distance (from the projector to the screen) changes from when ERNO 2.3 m to about 3.8 m. In areas ranging from 16 to 20 m ² projection device may be disposed on one wall, and on the opposite screen. Figure 1 shows a variant of the device having the largest size in the horizontal plane and the smallest in the vertical plane and used by the consumer who is comfortable with this layout of the "lying" projection device.

На фиг.4 приведена оптическая схема 2-го варианта цветного проекционного устройства, имеющего те же элементы и работающего как и 1-й вариант, но отличающегося введением одного зеркала и новой компоновкой элементов. Устройство содержит экран 1, объектив, состоящий из трех компонентов первый компонент 2 которого расположен перед входной гранью призмы-куба 3 так, что его ось перпендикулярна плоскости экрана 1 и состоит из подвижных положительной и отрицательной линз и неподвижной линзы, разделенных двумя воздушными промежутками, допускающих перемещение первых двух линз вдоль оси, при этом фокусное расстояние компонента 2 по абсолютной величине, более чем в 2 раза, превышает фокусное расстояние проекционного объектива, второй компонент состоит из трех пар 4 положительных линз, расположенных у выходных граней призмы-куба 3, имеющих показатель преломления меньше чем 1,6, обращенных друг к другу асферическими поверхностями, к которым примыкают зеркала 5, расположенные под углом α= 40-50^° к соответствующей выходной грани призмы-куба 3 таким образом, что нижнее ребро каждого зеркала лежит ближе к линзам 4, третий компонент выполнен из трех отрицательных менисков 6, обращенных вогнутостью к зеркалам, трех плоско-параллельных пластин 7, между которыми и менисками 6 находится прозрачная жидкость 8 и три ЭЛТ 9, соединенные с электронным блоком 10. Пластины 7 являются защитными экранами ЭЛТ 9. Дополнительное зеркало 11 расположено аналогично зеркалам 5 между линзами 4 и мениском 6 под углом α к соответствующей выходной грани призмы-куба 3. Призма-куб 3 склеена из четырех прямоугольных призм таким образом, что последние образуют две диагональные поверхности, на которые нанесены дихроические зеркала, при этом линия пересечения диагональных поверхностей призмы-куба 3 совпадает с оптической осью компонента 2. Такая компоновка 2-го варианта проекционного устройства обеспечивает ему форму, близкую к форме видеокамеры, т. е. максимальные размеры устройство имеет в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости экрана, и используется теми потребителями, которым такая компоновка и форма удобны.Figure 4 shows the optical scheme of the 2nd embodiment of a color projection device having the same elements and working as the 1st embodiment, but characterized by the introduction of one mirror and a new layout of the elements. The device comprises a screen 1, a lens consisting of three components, the first component 2 of which is located in front of the input face of the prism-cube 3 so that its axis is perpendicular to the plane of the screen 1 and consists of movable positive and negative lenses and a fixed lens separated by two air gaps, allowing moving the first two lenses along the axis, while the focal length of component 2 in absolute value, more than 2 times, exceeds the focal length of the projection lens, the second component consists of three p 4 positive lens disposed at the output sides 3-cube prism having a refractive index less than 1.6, the facing aspherical surfaces, which are adjoined by a mirror 5 arranged at an angle α = 40-50 ^° to the respective output faces of the prism -cube 3 in such a way that the lower edge of each mirror lies closer to the lenses 4, the third component is made of three negative menisci 6, facing concavity to the mirrors, three plane-parallel plates 7, between which and menisci 6 there is a transparent liquid 8 and three CRT 9 connected to the electronic unit 10. The plates 7 are protective screens of the CRT 9. The additional mirror 11 is located similarly to the mirrors 5 between the lenses 4 and the meniscus 6 at an angle α to the corresponding output face of the prism-cube 3. Prism-cube 3 is glued from four rectangular prisms in such a way that the latter form two diagonal surfaces on which dichroic mirrors are deposited, while the line of intersection of the diagonal surfaces of the prism-cube 3 coincides with the optical axis of component 2. This arrangement of the 2nd projection th device gives it a shape close to the shape of video cameras, m. e. the device has maximum dimensions in a vertical plane perpendicular to the plane of the screen, and is used by the customer to whom such an arrangement and shape convenient.

На фиг.5 приведена оптическая схема 3-го варианта цветного проекционного устройства, имеющего те же основные элементы, что и предыдущие варианты, функционирующего аналогично им, но отличающиеся иной компоновкой и введением одного зеркала. Figure 5 shows the optical scheme of the 3rd version of a color projection device having the same basic elements as the previous versions, functioning similarly to them, but differing in a different layout and the introduction of one mirror.

Устройство состоит из экрана 1, объектива, состоящего из трех компонентов, первый компонент 2 которого установлен перед призмой-кубом 3, второй компонент выполнен из трех пар положительных линз 4, за которыми расположены зеркала 5, третий компонент выполнен из трех отрицательных менисков 6, трех плоско-параллельных пластин 7, и прозрачной жидкости 8, залитой между менисками 6, и пластинами 7, электронного блока 10, зеркала 11 и зеркала 12. The device consists of a screen 1, a lens consisting of three components, the first component 2 of which is installed in front of the prism-cube 3, the second component is made of three pairs of positive lenses 4, behind which there are mirrors 5, the third component is made of three negative menisci 6, three plane-parallel plates 7, and a transparent liquid 8, poured between the menisci 6, and the plates 7, the electronic unit 10, the mirror 11 and the mirror 12.

Зеркало 12 расположено между экраном 1 и компонентом 2 и изменяет направление оптической оси на 90^o в горизонтальной плоскости, компонент 2, общий для трех ЭЛТ, расположен перед входной гранью призмы-куба 3, и состоит из двух подвижных отрицательной и положительной линз и одной положительной неподвижной линзы, разделенных воздушными промежутками, допускающими перемещение вдоль своей оси первых двух линз, при этом фокусное расстояние первого компонента 2 по абсолютной величине более, чем в 2 раза, превышает фокусное расстояние проекционного объектива. Призма-куб 3 склеена из четырех прямоугольных призм так, что они образуют две диагональные поверхности, на которые нанесены дихроичные покрытия. При этом линия пересечения диагональных поверхностей расположена перпендикулярно плоскости экрана 1. Линзы 4 второго компонента расположены у трех выходных граней призмы-куба 3, обращены друг к другу асферическими поверхностями и имеют показатель преломления меньше чем 1,6. К трем парам линз 4 второго компонента примыкают два зеркала 5 и зеркало 11, у которых ближние к призме-кубу 3 ребра расположены на наименьшем расстоянии от выходной грани призмы-куба 3, параллельной входной грани, а сами зеркала расположены под углом α=40-50^° к ней. Мениски 6 обращены вогнутостями к зеркалам 5 и 11. Пластины 7 являются защитными экранами соответствующего ЭЛТ 8. 3-й вариант проекционного устройства скомпонован плоским в вертикальной плоскости и при использовании может размещаться на стене или иной вертикальной поверхности подобно настенной картине.The mirror 12 is located between the screen 1 and component 2 and changes the direction of the optical axis by 90 ^o in the horizontal plane, component 2, common to three CRTs, is located in front of the input face of the prism-cube 3, and consists of two moving negative and positive lenses and one positive a fixed lens separated by air gaps that allow the first two lenses to move along its axis, while the focal length of the first component 2 in absolute value is more than 2 times greater than the focal length of the projection lens ektiva. Prism-cube 3 is glued from four rectangular prisms so that they form two diagonal surfaces on which dichroic coatings are applied. The intersection line of the diagonal surfaces is perpendicular to the plane of the screen 1. The lenses 4 of the second component are located at the three output faces of the prism-cube 3, face each other with aspherical surfaces and have a refractive index of less than 1.6. Three mirrors 4 of the second component are adjoined by two mirrors 5 and mirror 11, in which the 3 edges closest to the prism-cube 3 are located at the smallest distance from the output face of the prism-cube 3 parallel to the input face, and the mirrors themselves are located at an angle α = 40- 50 ^° to her. The menisci 6 are turned by concavities to the mirrors 5 and 11. The plates 7 are protective shields of the corresponding CRT 8. The 3rd version of the projection device is arranged flat in the vertical plane and can be placed on a wall or other vertical surface like a wall picture.

Claims

1. A color projection device comprising a screen and a projection lens with a prism-cube glued from four rectangular prisms to form two internal diagonal surfaces coated with a dichroic coating, two mirrors located at two opposite faces of the prism-cube, and three electronic sources image of red, green and blue colors, characterized in that the projection lens is made of three components, the first of which is common to all three sources of electronic image, made in the form of a CRT, and is located in front of the input face of the prism-cube, and the first component of the projection lens consists of positive and negative lenses mounted to move along its axis perpendicular to the plane of the screen and the intersection line of the diagonal surfaces of the prism-cube and a fixed positive lens and separated by two air gaps, the focal length of the first component of the projection lens in absolute value is more than two times the focal length, projection lens, the second component of the projection lens is made of three pairs of positive lenses made of material with a refractive index not exceeding 1.6, located at the three output faces of the prism-cube and facing each other with aspherical surfaces, the mirrors are located at the upper and lower output faces of the prism -cube angle of 40 ^o to the axis 50 of the first component of the projection lens elements between the second and third components, proximal to the prism-cube edge mirror located closer to the screen than to the long-cube prism ribs Erkaev, and a third projection lens component is made of three negative menisci, each of which is separated from the second lens component by an air gap, concavity facing the screen and three CRT protective flat parallel plates, between which and the respective negative meniscus introduced transparent fluid.

2. A color projection device containing a screen and a projection lens with a prism-cube glued from four rectangular prisms with the formation of two internal diagonal surfaces that are coated with a dichroic coating, two mirrors located at two opposite faces of the prism-cube, and three sources of electronic image of red, green and blue colors, characterized in that the projection lens is made of three components, the first of which is common to all three sources of electronic image, made in the form of a CRT, and is located in front of the entrance face of the prism-cube, the first component of the projection lens consisting of positive and negative lenses mounted to move along its axis perpendicular to the plane of the screen and coinciding with the intersection line of the internal diagonal surfaces of the prism-cube, and fixed positive lens, and separated by two air gaps, the focal length of the first component of the projection lens in absolute value is more than two times greater than t is the focal length of the projection lens, the second component of the projection lens is made of three pairs of positive lenses made of material with a refractive index not exceeding 1.6, located at the three output faces of the prism-cube and facing each other with aspherical surfaces, and the third a mirror disposed at the output facet of the third prism, cube, each of three mirrors is arranged between the respective elements of the second and third components at an angle of 40 - 50 ^o to a corresponding output facet etc. zm-cube, the lower edge of each mirror is located closer to the lenses of the second component of the projection lens, and its third component is made of three negative menisci, each of which is separated from the lenses of the second component by the air gap, facing concavity to the mirrors, and three protective plane-parallel CRT plates between which and the corresponding negative menisci a clear liquid is introduced.

3. A color projection device comprising a screen and a projection lens with a prism-cube glued from four rectangular prisms with the formation of two internal diagonal surfaces that are coated with a dichroic coating, two mirrors located at two opposite faces of the prism-cube, and three sources of electronic image of red, green and blue colors, characterized in that a third mirror is inserted into it between the screen and the projection lens to change the direction of the optical axis of the device by 90 ^o in the horizontal the surface of the plane, and the projection lens is made of three components, the first of which is common to all three sources of electronic images made in the form of a CRT and is located in front of the input face of the prism-cube, the first component of the projection lens consists of positive and negative lenses mounted with the ability to move along its axis parallel to the plane of the screen, and a fixed positive lens and separated by two air gaps, the focal length of the first component of the projection of the objective lens in absolute value more than doubles the focal length of the projection lens, the line of intersection of the diagonal surfaces of the prism-cube is perpendicular to the plane of the screen, the second component of the projection lens is made of three pairs of positive lenses from a material with a refractive index not exceeding 1.6 located at the three output faces of the prism-cube and facing each other with aspherical surfaces, and also a fourth mirror is introduced into the device to change the direction of nical axis through 90 ^o to the horizontal plane, located at a third output facet of prism cube between the elements of the second and third components of the projection lens, the first and second mirrors located at the first and second output faces of cube prism at an angle of 40 50 ^o thereto between the elements of the second and the third components of the projection lens, respectively, the ribs of the first and second mirrors, located closer to the lenses of the second component, are installed at the smallest distance from the third output face of the prism-cube, and the third component The objective lens is made of three negative meniscuses, each of which is separated from the lenses of the second component by the air gap, and facing concavity to the mirrors, and three protective plane-parallel CRT plates, between which and the corresponding negative menisci a transparent liquid is introduced.