JPS6392192A - カラ−テレビ画像投影装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は白黒テレビの画像をカラー化してスクリーン
上に拡大して投影する装置の構造技術分野に属する。

く要旨の概要〉 而して、この出願の発明はケーシングの内部所定位置に
設置されたランプの光源とスクリーンに対接して設けら
れた投影レンズとの間に色別に反射するダイクロイック
ミラー、及び、又は、全反射ミラーを介装した複数の色
別光系統の各々に電子制りＩｌ装置等の駆動源に接続さ
れたモノクローム液晶パネルを介装してイメージレンズ
の同一光軸上にその画像を結像するようにしたカラーテ
レビ画像投影装置に関する発明であり、特に、色別の光
系統にモノクローム液晶パネルを設置しその前段と後段
に２段のダイクロイックミラー及び、又は、全反射ミラ
ーを設けて光源側の集光レンズとスクリーン側の投影レ
ンズに対８２シて鮮明で明るいカラー画像をスクリーン
上に投影することが出来るようにしたカラーテレビ画像
投影装置に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、産業社会のみならず、市民社会にとっても
情報伝達は極めて重要な機能を有するようになってきて
おり、このうちテレビ画像は甚だ有効で多罪の情報を伝
達することが出来るために広く用いられているが、これ
までのブラウン管タイプのテレビ画像はブラウン管のサ
イズが一定でおるために、個人、或は、少数のグループ
に対する情報伝達機能しか持っておらず、スクリーン上
に拡大した画像を投影して不特定多数の人に多量の情報
を伝達する機能を有する技術の出現が期待されてきた。

これに対処するに、例えば、ビデオテレビプロジェクタ
等も開発されているが、明るさが不充分である不具合が
あり、しかも、側方からの視認はし難いという難点があ
り、鮮明な拡大画像の投影であって、そのうえ情報母の
多いカラー画像の投影が望まれていた。

而して、近時液晶パネルを用いた液晶テレビが出現され
、所謂ポケットテレビ等の小型テレビが実用化されるに
至り、液晶パネルが光透過性であることから液晶パネル
に光源からの光を透過させて投影レンズにより拡大画像
をスクリーン上に拡大する技術が研究され、一部試験的
には実用化されるようにすらなってきている。

しかしながら、カラー液晶テレビはその画素が粗いため
に、スクリーン上の投影された拡大画像もきめが粗く、
ちらつき易くて目が疲れるという不具合があった。

したがって、技術開発の当然の勢いとしてきめの細かい
モノクローム液晶パネルに対する光源からの光を透過さ
せてスクリーン上にカラー化した影像を拡大投影する技
術が開発されるようになってきている。

而して、この場合、光源からの白色光を赤（Ｒ＞、青、
（Ｂ）、Ｂ（Ｇ）（以下単にＲ，Ｂ、Ｇと略称）の色別
光系銃に別けてそれぞれモノクローム液晶パネルにＲ，
Ｂ、Ｇの光を透過させ、その後合成して投影レンズによ
りスクリーン上に拡大投影して重畳させ、カラー画像を
投影する技術が研究され、例えば、特開昭６０−３２９
１号発明にみられるように、この色別光系統に特定の色
の波長のみを反射させ、他の色の光は透過させる所謂ダ
イクロイックミラーを用いた技術が用いられている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、核種ダイクロイックミラーを用いた色光
銃側のモノクローム液晶パネルに対する光透過に基づく
カラーテレビ画像投影は３つの光源を用いるようにされ
ている。

ざりながら、光源をダイクロイックミラーに対する３光
源とすることは構造が複雑であり、しかも嵩高になり、
そのサイズが大きくなればなる程結果的に投影装置がコ
スト高につく不利点があり、潜在的に大きな需要に対す
る量産供給体制が実現出来ない障害となっている難点が
あった。

又、光源が多くなればなる程発熱母が人となって液晶パ
ネルの画像形成機能を損うという欠点があり、コンパク
トなポータプルタイプのものを設計するとなると、不可
能に近い不具合があった。

そして、光源からのダイクロイックミラー、液晶パネル
の距離が夫々異なると、各色の間で強弱の差が出て、ス
クリーン上の投影画像に色別の濃淡が現れるという不都
合さがあった。

又、投影レンズからのダイクロイックミラーや液晶パネ
ルへの距離が異なると、夫々焦点距離の異なるレンズが
３つ必要でおり、上述同様に装置構造が複利［となって
操作が難しく、コスト的にも高くなるというマイナス点
があった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づくモノクローム液
晶パネル利用のカラー化した画像のスクリーン上への拡
大投影の問題点を解決すべき技術的課題とし、モノクロ
ーム液晶パネルの画素の細かさの利点を利用し、低廉価
で量産体勢で供給出来る利点をも利用し、ダイクロイッ
クミラーの良さを生かしながらも、その集積装置化を促
進し、昇温を抑え、サイズを小さくし、それにもかかわ
らず、何らカラー化された画像の拡大投影に色ずれや色
の強弱等の支障をきたさないようにし、装置全体をコン
パクトにし、コストダウンを図ることが出来、安定供給
を確立することが出来るようにして情報産業におけるテ
レビ技術利用分野に益する優れたカラーテレビ画像投影
装置を提供せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は前述
問題点を解決するために、１つの光源からの光は集光レ
ンズにより絞られてコールドミラー、及び、熱線反射フ
ィルターにより赤外線を除去されて反射された光は前段
の一対のダイクロイックミラーの中間に焦点を有するよ
うに絞られて、該一対のダイクロイックミラーのそれぞ
れにより、例えば、ＲとＢとが反射されＧは透過して全
反射ミラーにより反射されて色別に分解され、各々駆動
装置により同期作動するモノクローム液晶パネルの原画
を通過し、そのプロセスにおいて、各液晶パネルの昇温
は、１つの光源と赤外線除去により、又、ダイクロイッ
クミラーによる単色光の透過により昇温を防止され、機
能低下を防止され、モノクローム液晶パネルに添設され
たフレネルレンズ等の集光レンズにより透過光は絞られ
て後段の一対のダイクロイックミラーの間に焦点を有す
るような集光レンズの作用により、同一光軸上に投影光
が合成され、而して、結果的に前段と後段の各々のダイ
クロイックミラーは最小のサイズのものが、しかも、一
対づつのみ設定数を少くして用いられ、他は全反射ミラ
ーにより同一光軸に、又、モノクローム液晶パネルが光
源、及び、投影レンズから等距離に配設されていること
により、イメージレンズにより結像され、投影レンズに
より必おり作動を介し歪のないカラー画像をスクリーン
上に拡大して投影され、鮮明なカラー画像が不特定多数
の人により側方からも視認することが出来、而して、各
色別の光系統に於いてはそれぞれＲ，８１Ｇの色フィル
ターを介装することにより、シャープで鮮明なカラー画
像がスクリーン上に投影され、而して、ダイクロイック
ミラーの前段階以降の部分と光源からの集光レンズによ
る光反射部分は熱的に遮断され、コールドミラーや熱線
反射フィルターにより熱発生部が離隔されて冷却される
ようにし、各色別系統に於けるモノクローム液晶パネル
の作動機能が昇温により損われないようにした技術的手
段を講じたものである。

〈実施例〉 次に、この発明の１実施例を図面に基づいて説明すれば
以下の通りである。

図示実施例はモノクローム液晶パネルに形成されるきめ
細かいモノクローム画像をスクリーン上に歪なく拡大し
、正面は勿論のこと、側方からもシｉｔ−プで鮮明でき
め細かなカラー化された画像を視認することが出来るよ
うにするカラーテレビ画像投影装置１の態様であり、ハ
ンドル２を有して可搬式にされ、そのポータプルなアタ
ッシュケース式のケーシング３の内部にはモノクローム
の放送、或は、ビデオテープからのテレビ画像をカラー
化してスクリーン上に拡大投影する機構部が全て収納さ
れているコンパクトなタイプにされている。

而して、ケーシング３の側面視−側寄りにはモノクロー
ム液晶パネルに対する画像形成用の周知の電子装置から
成る駆動装置４が設けられ、その下部には交流直流変換
器（ＡＣアダプター）５が設けられている。

そして、中央の光系統部６を介しての他側寄りには光源
部７が設けられ、その−側面の内側上部にはモータ１０
が設けられ、プーリ、ベルト等のミッション１１を介し
て冷却ファン１２が設けられ、ケーシング３の下部の吸
気口１３から外気を吸入し、上部の排気口１４から排気
して発生熱を強制的に冷却することが出来るようにされ
ている。

そして、駆動モータ１０の下部−側寄りに周知の白色光
のランプの光源１５が１つ設置されて、その下部には第
一段の集光レンズ１６が設けられると共に、更にその下
段には吹込焦点形成用の第二段の集光レンズ１７が設け
られ、その下部には周知のコールドミラー１８が設けら
れて赤外線のみを通過させ、その他の光は反射させて光
系統部６内の昇温を防止するようにされている光源部７
と、光系統部６とは熱伝導性の低い石綿製等の熱遮断壁
１９が設けられてその下部のコールドミラー１８の側部
にはコールドミラー１８からの反射光線を通過させ、更
に、赤外線を反射させる市販の熱線反射フィルター２０
が配設されて光源部７と光系統部６の熱遮断を行い、光
系統部６内の昇温を二重、三重に防止するようにされて
いる。

そして、光系統部６の下部にはＲのみを反射し、他は透
過させる前段の市販のダイクロイックミラー２１、及び
、Ｂのみを反射させてＧを透過するダイクロイックミラ
ー２２、及び、通常の全反射ミラー２３が設けられてそ
れぞれ光源１５からの白色光から各々Ｒ，Ｂ、Ｇのみ＠
３つの色糸銃側に反射するようにされており、各々その
ダイクロイックミラー２１．２２、及び、全反射ミラ−
２３上部には８色フィルター２４．８色フィルター２５
．０色フィルター２６が設けられて各々反射されるＲ、
Ｂ、Ｇの色彩をシャープにするようにダイクロイックミ
ラー２１．２２、全反射ミラー２３と共動して各色光統
を確実にするように殿能している。

色フィルターに入射する光はダイクロイックミラーによ
り既にＲ，Ｂ、Ｇに分解されているので、光の損失は少
くシャープなＲ，Ｂ、Ｇの光を形成させる。

即ち、従来の如く、白色光を色フィルターに透過すると
当該の包収外の光はフィルターに吸収され損失が大きい
。

而して、第二段の集光レンズ１７は第一と第二のＲダイ
クロイックミラー２１とＢダイクロイックミラー２２の
中間にその焦点を有するようなレンズにされており、高
価なダイクロイックミラーを２枚のみに、しかも、その
サイズを可及的に小さくすることにより、コストダウン
を図れることが出来るように役立っており、最後の全反
射ミラー２３がダイクロイックミラーではないことによ
りダイクロイックミラーの枚数をより少くされて低コス
ト化を図るようにされている。

そして、ダイクロイックミラー２１．２２、全反射ミラ
ー２３の上部の光源から等しい距離となる所定位置には
これまで実用化可能に開発されている同一４１能の３つ
のモノクローム液晶パネル２７．２８．２９が設置され
て駆動装置４に接続され、それぞれＲ，Ｂ、Ｇ画像に対
応するモノクローム原画を同期的に形成するようにされ
ており、更に、各モノクローム液晶パネル２７．２８．
２９の下面には集光レンズとしてのフレネルレンズ３０
．３１．３２が添設されて各モノクローム液晶パネル２
７．２８．２９を透過する色別の光を絞るようにされて
いる。

そして、各モノクローム液晶パネル２７．２８．２９の
上部所定の位置にはこれに対応して全反射ミラー３３、
Ｂのみを反射するダイクロイックミラー３４、Ｇのみを
反則するダイクロイックミラー３５が順に後段に設けら
れて前段のダイクロイックミラー２１、ダイクロイック
ミラー２２、全反射ミラー２３の色別光分解に対してこ
れらを合成するようにされており、それらの反射光が同
軸上に在るように角度を設定されて、ダイクロイックミ
ラー３５の駆動装置４寄りに設定位置に設けられたイメ
ージレンズ３６に対して上記各モノクローム液晶パネル
２７．２８．２９は等距離に在るようにされると共に、
各液晶パネルの透過光がダイクロイックミラー３４と次
のダイクロイックミラー３５との間゛に焦点を持つよう
なフレネルレンズ３１であり、しかも、全反射ミラー３
３、ダイクロイックミラー３４、ダイクロイックミラー
３５による同一光軸上の像がイメージレンズ３６によっ
て結像されるような光の絞りを与えるような各フレネル
レンズ３０．３１．３２にされている。

したがって、前段のダイクロイックミラー２１、″２２
同様に後段のダイクロイックミラー３４．３５も可及的
にそのリーイズを小さくされ、しかも、全反射ミラー３
３を用いることにより、２枚のみのダイクロイックミラ
ーとされ、画像投影装置１のダイクロイックミラーは全
てで４枚であり、６枚に比し２枚数が少いうえにそのサ
イズも可及的に小さくされて高価なダイクロイックミラ
ー使用によるコストダウンを図ることが出来るようにさ
れている。

そして、光系統部６にはコールドミラー１８、熱線反射
゛フィルター２０により赤外線が入って来ないために、
各モノクローム液晶パネル２７．２８．２９の赤外線に
よる温度上昇を介しての機能低下が防止出来、常に安定
した原画形成機能を維持することが出来る。

そして、このことは光源部７に於ける光源１５が１つで
あることによる熱発生源が少いことと、冷却ファン１２
の強制冷却と相俟ってケーシング３内の昇温を二重、三
重に阻止し、モノクローム液晶パネル２７．２８．２９
の加熱による機能低下を防止する。

したがって、逆には光源１５の明るさを上げることが出
来、それだけ鮮明な画像のスクリーン上への投影を図る
ことが可能となる。

そして、ケーシング３の駆動部４の上部には遮光ベロー
ズ３７を介してあおり装置を成す円筒３８が投影レンズ
３９を有して調節ネジ４０により姿勢変位自在にされて
おり、図示しないスクリーンに対する側方からの視認可
能な歪のない画像を投影することが出来るようにされて
いる。

〈実施例−作用〉 上述構成において、室内の壁面や野外の所定のスクリー
ンに対して放送テレビやビデオテレビのモノクローム画
像をカラー化し拡大して投影するに際し、スクリーンに
対向する所定位置にカラーテレビ画像投影装置１をセッ
トし、プラグ８を電源に差し込んで交流直流変換器５を
介して駆動装置４を稼動すると、各モノクローム液晶パ
ネル２７．２８．２９には同期的に同一モノクローム画
像画成され、光源部７に於ては１つの光源１５が点灯し
て白色光を投すると共に、駆動モータ１０が回転して冷
却ファン１２を回転させ、吸気口１３から外気を吸入し
、排気口１４から排気して光源１５、及び、駆動モータ
１０による発熱を強制冷却する。

そして、１つの光源１５からの白色光は集光レンズ１６
より第二段の集光レンズ１７を経てコールドミラー１８
を通り赤外線を透過させて赤外線以外の光を反射させ、
次いで、熱線反射フィルター２０を透過し、更に赤外線
を除去するように二重の発熱抑止を図り前段の第一のダ
イクロイックミラー２１に入射する。

したがって、コールドミラー１８、熱線反射フィルター
２０、及び、熱遮熱壁１９により光源部７内の熱は光系
統部６には二重、三重に入熱されず、又、光源部７に於
ては光源１５が１つであり、加えて冷却ファン１２によ
る外気冷却が図られる。

而して、光系統部６に於ては、前段の第一のダイクロイ
ックミラー２１に入射した白色光のうちＲのみが反射さ
れ、ＢとＧは通過し、第二段のダイクロイックミラー２
２によりＢのみが反射され、残りのＧは全反射ミラー２
３により反則されて３系統の色別光系統に分解され、Ｒ
，Ｂ、Ｇの光は同一作動において同期的に原画を形成し
ている各モノクローム液晶パネル２７．２８．２９を通
り、その裏面に添設されている集光レンズとしてのフレ
ネルレンズ３０．３１．３２に絞られて後段の全反射ミ
ラー３３、ダイクロイックミラー３４、ダイクロイック
ミラー３５に入射される。

その間、各色別光系統に於いてはＲ，Ｂ、Ｇに対する色
フイルタ−２４，２５，２６が介装されていることによ
り、最もシャープな色合いのＲ，Ｂ、Ｇが全反射ミラー
３３、ダイクロイックミラー３４、ダイクロイックミラ
ー３５に入射され、それぞれ反射されて同一光軸上に合
成されてイメージレンズ３６に入射され、投影レンズ３
９に結像し、調節ネジ４０により所定のあおり作用を与
えられて図示しないスクリーン上に歪のない拡大画像を
各々投影されるが、同一光軸上であるために、図示しな
いスクリーン上に於ては重畳され、したがって、各モノ
クローム液晶パネル２７．２Ｂ、２９に形成されたモノ
クローム画像はカラー化されて投影され、しかも、色フ
イルタ−２４，２５，２６によりシャープな色合いにさ
れ、そのうえ、原画がモノクローム液晶パネル２７．２
８．２９に形成されているために、画素が細かであるこ
とにより、スクリーン上に於てもきめの細かな鮮明な画
像として投影される。

そして、光系統部６には赤外線が入っておらず、又、遮
熱壁１９、及び、熱線反射フィルター２０により光源部
７内の熱風が光系銃部６内に入ることがないために、温
度は上昇せず、したがって、各モノクローム液晶パネル
２７．２８．２９の画像形成機能は何ら経時的に損われ
ることはない。

又、光源１５が１つでおるが、光系統部６に前述した如
り４湿がなされないためにその明るさを大きくすること
が出来、明るい画像をスクリーン上に投影される。

勿論、ダイクロイックミラー２１．２２、及び、全反射
ミラー２３を介してのモノクローム液晶パネル２７．２
８．２９の光源１５からの距離は同一であり、更に全反
射ミラー３３、ダイクロイックミラー３４．３５を介し
てのモノクローム液晶パネル２７．２８．２９のイメー
ジレンズ３６からの距離は同一距離に在るために、重畳
された画像の色のアンバランスや色ずれ等はなく、際立
った鮮明さの画像が拡大し投影されることになる。

又、スクリーン上に投影される画像はあおり機構により
投影されるために、側方からの全て直前からの視認と同
様に鮮明な拡大画像を視認することが出来る。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、駆動装置にビデオ装置を接
続する専任々の態様が採用可能である。

そして、設計変更的には色別光系統の各モノクローム液
晶パネルに添設する集光レンズは、フレネルレンズ以外
にも通常の凸レンズを設ける等も可能である。

又、使用態様は空白や野外は勿論のこと、船舶、航空機
、或は、自動車等にも装備することが出来ることも勿論
のことである。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的に３つのモノクローム
液晶パネルに対し１つの白色光源からの光をダイクロイ
ックミラーを介してＲ，Ｂ、Ｇの色別光系統にし、各々
の色合いにカラー化して１ｑだモノクロームのきめ細か
な画像を投影レンズによりスクリーン上に重畳して拡大
投影することにより、きめ細かなカラー化された画像を
観賞することが出来るという効果が秦され、又、カラー
液晶テレビに比し低コストのモノクローム液晶テレビを
利用することにより低価格化することが出来るという効
果が奏される。

又、モノクローム液晶パネルを用いることにより、画像
投影装置がポータプル式に出来、装置全体をコンパクト
化することが出来る利点もある。

而して、１つの光源と前段と後段のダイクロイックミラ
ーを用いて２段の反射をざぜることにより、色別光の分
解と合成が出来、しかも、その間に光源、及び、投影レ
ンズから等距離の配置にモノクローム液晶パネルを介在
させて色むら色ずれのない画像をカラー化することが出
来る効果がおる。

そして、光源を１つにすることにより液晶パネルに対す
る光源からの発熱による昇温を阻止し、液晶パネルの機
能低下を防止することが出来る効果が奏される。

更に、光源が１つでおることにより、他の冷却手段や赤
外線除去手段を用いることで１つの光源の明るさを上げ
ることが可能となり、その点からスクリーン上の投影画
像を鮮明にすることが出来る効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の１実施例の説明図であり、全体
概略縦断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と投影レンズとの間にダイクロイックミラー
   を介装した複数の色別光系統の各々に駆動装置に接続さ
   れたモノクローム液晶パネルを介装したカラーテレビ画
   像投影装置において、上記光源に対して３枚のダイクロ
   イックミラーのうちの少くとも１枚を全反射ミラーとし
   た初段の光分解系が設けられ、これらのミラー系を介し
   て各液晶パネルの配置が上記光源から等距離になるよう
   にしたことを特徴とするカラーテレビ画像投影装置。
2. （２）光源と投影レンズとの間にダイクロイックミラー
   を介装した複数の色別光系統の各々に駆動装置に接続さ
   れたモノクローム液晶パネルを介装したカラーテレビ画
   像投影装置において、投影レンズに対して３枚のダイク
   ロイックミラーのうちの少くとも一枚を全反射ミラーと
   した後段の光集合系が設けられ、各液晶パネルの配置が
   投影レンズから等距離となるようにされていることを特
   徴とするカラーテレビ画像投影装置。