专利名称：后投射型图象显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种后投射型图象显示装置，在其外壳中包括投影型图象显示装置，通过投影透镜对已显示在图象产生源上的图象进行放大，以投影并在透射型屏幕上形成图象。更具体地，本发明是关于这样一种(下面称为“特定型”)后投射型图象显示装置，当被固定在预定的位置时，它可容纳一个投影型图象显示装置，它具有多个图象产生源、透射型屏幕、对应于各个图象产生源的、用于将多个图象产生源显示的图象投影在透射型屏幕上的多个投影透镜、以及用于在中间位置反射由投影投影投影的光线的反射镜；该装置不容纳一个电子电路，用于在图象产生源上显示图象。
背景技术：
由于光学技术、电子技术和生产技术的发展，后投射型图象显示装置的图象质量在近几年中有了很大提高，该后投射型显示装置通过投影透镜将图象投影到透射型屏幕上而将已显示在图象产生源比如相对小的投影型阴极射线管上的图象进行放大，因此后投射型图象显示装置已被广泛地使用。
例如，在下列专利中者公开了后投射型图象显示装置的例子日本未审专利公开号2-94784、日本未审实用新型公开号4-96182、日本未审专利公开号4-333038、日本未审专利公开号5-130541和日本未审专利公开号5-183847。上面所公开的后投射型图象显示装置将被结合附图详细地描述。
图57是包括部分交叉部分的透视图，它示出的日本未审专利公开号2-94784所公开的后投射型图象显示装置。参见图57，标号22a、22b和22c(总体由22表示)分别代表红、绿和兰投影型阴极射线管，23a、23b和23c分别代表红、绿和兰投影透镜，24代表反射镜，27代表透射型屏幕。标号28代表连接器，用于将投影型阴极射线管22和投影透镜23互相进行机械和光学连接，连接器28由红连接器28a、绿连接器28b和兰连接器28c构成。标号29代表用于在投影型阴极射线管22上显示图象的电子电路。标号21代表外壳，用于在预定位置容纳且固定上述光学单元和电子电路。在后投影型图象显示装置中，已显示在投影型阴极射线管22上的图象(未显示)通过投影透镜23被放大且被投影在透射型屏幕27上，因此获得图象。反射镜24反射由位于光路中间位置的投影透镜投影来的光线，以缩短后投射型图象显示装置的外壳21的深度。进一步的状况示于图58。
参见图58，与图57中相同的标号代表相同的部件。由虚线指明的投影型阴极射线管22、投影透镜23和连接器28代表它们在假设投影光线不被反射镜反射时的虚拟位置。如果不用反射镜24，外壳21必须加大到由虚线指明的光学部件的位置。如上所述的，反射镜24可以缩短后投射型图象显示器的外壳21的深度。
参见图29，它是后投射型图象显示器从后面看的透视图，外壳21有一个通风口26，用于将电子电路29产生的热量散发到外壳21的外面。为什么通风口26形成在外壳21的后面的原因将结合图60来描述。
图60是图57的侧面剖视图，其中与图57所示相同的标号代表相同的部件。该后投射型图象显示装置被垂直地分离成空间A和B。上部空间A容纳光学部件，比如投影透镜23、反射镜24和透射型屏幕27。下部空间B容纳电子部件，比如投影型阴极射线管22和电子电路29。连接器的基本上为水平的金属安装部件25以这样的方式即禁止空气相互流通，而将上述空间与下部空间彼此分开。将后投射型图象显示装置分成上部空间A和下部空间B的原因是容纳后投射型图象显示装置的大部分热量产生源的下部空间B必须靠通风来冷却，而上部空间A与此相反，其中容纳相对小的热量产生源，而且必须密封，以防止灰尘对光学部件的沾染。下部空间B是如此通风的，即沿着着气流通道C从外壳的基板31上的通风口32到外壳的背面上的通风口26。
投影型阴极射线管22的荧光面板(未显示)是上部空间A中唯一的热量产生源，它由装在连接器28中的冷却液(未显示)冷却。被荧光面板加热的冷却液通过连接器28然后向外散热。可是，由于自然的通风，只有20％的热量通过连接器28的散热片散到上部空间A中，而80％的热量通过连接器的金属安装部件25进行热传导。因此，连接器的金属安装部件25需要足够的散热。因此，在外壳21的背面形成通风口26，使得连接器的金属安装部件25被置于下部空间B的通过通道中。由于上述的原因，通风口26形成在外壳21的背面上。
在日本未审专利公开号5-130541中，图2显示了作为整体的后盖(3)。在日本未审实用新型公开号4-96182中，公开了一种后锥形(朝后面方向其宽度是减小的)的整体外壳。
在日本未审专利公开号4-333038中，参见图4和8，公开了一种后锥形的后盖的结构。
在日本未审专利公开号5-183847中，公开了一种盒体(舱)的结构，它用于安装透射型屏幕(3)和反射镜(9)，其后盖是后锥形的(其宽度减小)。
可是，常规后投射型图象显示器，为了显示36吋或更大的投影图象，它应具有如此长的透射型屏幕的对象线的长度，而且其深度不小于450mm。
一个有40吋或更长对角线长度的透射型屏幕一吋对角线长度，必须具有10.8mm或更大的深度。对角线长度为46吋的透射型屏幕具有500mm的深度，对角线长度为50吋的则有540mm的深度，对角线长度50吋的则有650mm的深度。
因此，常规后投射型图象显示装置存在的问题是需要宽大的空间来安装。
如果在外壳的前表面上安装三个喇叭以实现高清晰系统的3-1型立体声声音系统，则深度必须进一步增加，因此导致所需空间进一步增加的问题。
另外，如图所示的常规后投射型图象显示装置，59有这样的结构，即外壳21的背面或后表面具有覆盖反射镜24的部分21a和覆盖不同形状电路的部分21b。因此，该后投射型图象显示装置不能有配平的背面。另外，这种类型(例如日本未审专利公开号5-183847中图1所示的)的后盖具有这样的结构，即下盖21c比上后盖21a凸出，如图59中的虚线所示，因此导致灰尘易容聚积在下后盖21c的上表面21d上的问题。在日本未审专利公开号5-130541中也存在上述的问题，在其图3中揭示了一种整体结构的后盖。
如上所述，在日本未审专利公开号2-94784中揭示的常规后投射型图象显示装置具有这样的结构，以外壳21中的热产生部分由外壳21后表面上的通风口26来冷却。尽管日本未审专利公开号5-183847没有明确揭示冷却部分，但可假设通风口26a是形成在下后盖的背面上，在图59中用虚线21c表示，如果上述类型的后投射型图象显示装置要无缝隙地沿房间墙壁安装，则通风口26a被壁盖住了。因此由电子部分产生的热量不能散发到外壳21的外面，因此使得上述类型的常规后投射型图象显示装置不能无缝隙地沿房间墙壁安装。在商业上可得到的后投射型图象显示装置中，在其手册中都说明该后投射型图象显示装置必须离墙壁10cm完安装。可是，这样的安装使得该后投射型图象显示装置显著地比其它家具凸出，因此使人感到压抑并损坏了房间间内设计。在日本未审专利公开号5-183847中，其结构已结合图9进行了描述，其中后盖的下部的向后突出量与其上部的向后突出量相比是减少了。
某些常规的后设射型图象显示装置具有这样的结构，即图59所示的、用于覆盖反射镜24的后盖21的后表面的上部21a相对地形成锥形；而用于覆盖电子电路29的下部21c则有矩形状的剖面形状，以便有足够大的空间来容纳电路29。在该种常规后投射图象显示装置被安放在房间的角落的情况下，整个装置不能放置到角落中，因为用于覆盖电路29的部分21c不能足够地向后锥，尽管用于覆盖反射镜24的部分21a有后锥的部分。因此，引起该装置显著地向房间中央突进的问题。
发明内容
本发明的总目的是提供一种特别类型的后投射型图象显示装置，它至少能解决一部分常规特种后投射型图象显示装置存在的问题。
本发明的第一个目的是提供一种后投射型图象显示装置，用它可减少所需的安装空间。
本发明的另一个目的是提供一种特别类型的后投射型图象显示装置，它能如此地安装，即当该装置被沿墙壁安装时，其后表面能无缝隙地沿墙壁放置。本发明又一个目的是提供一种特别类型的后投射型图象显示装置，其热量产生部分可保证被冷却，其高度可降低。
本发明的又一个目的是提供一种特别类型的后投射型图象显示装置，它有一个很好的外观，因为该装置的后表面在设计上可整平。
本发明的又一个目的是提供一种特别类型的后投射型图象显示装置，当该装置被安放在房间的角落时，它能完全被角落容纳。
根据本发明，提供了一种后投射式图象显示装置包括一个外壳；一个投射式图象显示装置，具有多个图象产生源；透射式屏幕；对应于各自的图象源的多个投射透镜，用于将由多个图象产生源所产生的多个图象投射到所说的透射式屏幕；以及反射镜，用以反射由所说投射透镜在中间位置上所投射的光线；和用于将该图象显示在所说图象产生源之上的电路，所说投射式图象显示装置和所说电路以预定的位置装在该外壳之内，并被确固在该该定的位置，其中在所说外壳的后部表面形成有一个换气出口，从该装置的侧面看去，所说具有换气出口的外壳后表面的至少一部分从所说外壳的最外部分开始向朝所说透射式屏幕的方向下陷。
在上述后投射式图象显示装置中，所说外壳的两个侧表面的至少之一中具有所说的换气出口。
其中，所说透射式屏幕的宽高比为16∶9，从而有其屏幕尺寸为33至40吋；或者是该宽高比为4∶3，从而有其屏幕尺寸为36至40吋；并且所说的外壳的深度为400nm或更短。
其中，在构成有所说电路的至少含一块电路板当中的具有最大尺寸的电路板被置于在所说外壳之内的底表面上，并经过具有一个或多个电扇的气道将主要由所说电路板产生的热量从所说的电路板排出到所说的外壳之外。
所说的产生大量热的电路板的一部分或多部分被集中在靠近所说气道的一个进口处。
所说的气道中容纳有用于该后投射式图像显示装置的电源部件。
所说气道的一个或多个表面是由所说电路板的一部分构成。
所说气道的换气出口至少被形成在所说外壳的后表面、侧表面、以及该后表面和该侧表面之间的边沿处之一上。
所说透射式屏幕的中心的高度是750mm或更低。
所说后表面具有一换气出口，并且，当从该装置的侧面看去时，具有所说换气出口的所说后表面的至少一部分从所说外壳的最外部分朝向所说透射式屏幕的方向下陷。其中，所说外壳两个侧表面的至少之一在其中具有所说的换气出口。或者，所说气道的两个换气出口由高度高于所说两个孔的一个组件彼此分离。
通过下面附图对优选实施例的描述，本发明的上述和其它目的、特征以及优点将会更清楚。
图1是按照本发明一个实施例的后投射型图象显示装置的前视图；图2是图1所示装置形状的侧视图；
图3是用于比较后投影型图象显示装置的屏幕尺寸的示意图，其屏幕的宽高比为16∶9，而直视型图象显示装置的屏幕的宽度比为4∶3；图4是用于比较后投射型图象显示装置的屏幕尺寸的示意图，其宽高比为16∶9的屏幕的屏幕尺寸为33吋，而宽度比为4∶3的屏幕的尺寸为29吋；图5为示意图，它示出了在普通家庭观看者观看图象显示装置的观看姿态和眼睛的高度；图6为图示图1所示显示装置内部结构的部分剖面图；图7为显示图1所示显示装置的透射型屏幕的一个例子的透视图；图8为暴露式的透视图，用于说明构成按照本发明一个实施例的后投射型图象显示装置的外壳的部件；图9为显示图1所示显示装置的投影透镜例子的示意图；图10为显示非球面定义的图表；图11为前剖视图，它图示了图1所示显示装置中部件与光学系统的相对位置关系；图12为侧剖视图，它图示了图1所示显示装置中部件与光学系统的相对位置关系；图13为示意图，它示出了部件的布置与相对于图12所示光学系统部件布置相比较的例子；图14为剖视图，它图示了从上部位置观看时图1所示显示装置中部件与电子系统和相对位置关系；图15为示意图，当从类似于图14的上部位置观看时，它示出了按照本发明一个实施例的后投射型图象显示装置。
图16为示意图，当从上部位置观看时，它示出了图14所示的显示器；图17为示意图，它示出了这样的状态，其中深度为450mm的29吋直观型图象显示装置被安装在90度的角落里；图18为示意图，当从上部位置观看时，它示出了这样的状态，其中按照本发明一个实施例的后投射型图象显示装置被安装在90度的角落里，该装置有一个外壳，其尾部减小到760mm；图19为示意图，当从上部位置观看时，它示出了按照本发明一个实施例的后投影型图象显示装置的示意图，该装置具有一个外壳，其尾部减小为另一形状；
图20为暴露式的透视图，它示出了图1所示装置的后盖的另一个例子；图21为暴露式的透视图，它示出了图1所示显示装置的后盖的其它另一个例子；图22为示意性的垂直剖面图，它示出了这样的状态，其中图1所示的显示装置无缝隙地沿墙壁安装；图23为图22所示显示装置的顶视图；图24为示意图，当从对角线位置观看时，它示出了按照本发明另一个实施例的后投射型图象显示装置；图25为示意性的垂直剖视图，它示出这样的状态，其中按照本发明其它另一个实施例的后投射型图象显示装置沿墙壁无缝隙地安装；图26为图25所示安装状态的顶视图；图27为这种状态的顶视图，其中按照本发明其它另一个实施例的后投射型图象显示装置无缝隙地沿墙壁安装，该装置具有从外壳侧面向外通风的电风扇；图28为这种状态的顶视图，其中按照本发明其它另一个实施例的后投射型图象显示装置无缝隙地沿墙壁安装，该装置具有从后表面与侧面之间的边缘处向外通风的电风扇；图29为这种状态的顶视图，其中按照本发明其它另一个实施例的后投射型图象显示装置被安装在房间的角落里，该装置具有从外壳后表面和侧面之间的边缘处向外通风的电风扇，具有电风扇的表面无缝隙地沿墙壁安装；图30为垂直剖视图，它示出了这样的状态，其中按照本发明其它另一个实施例的后投射型图象显示装置无缝隙地沿墙壁安装；图31为图30所示安装状态的顶视图；图32为示意图，当从对角线位置观看时，它示出了图30所示显示装置的一种改型；图33为按照本发明后投射型图象显示装置的声音重放系统的实施例结构的图解示意图；图34为特性，它显示了图33所示的声音重放系统的实施例结构的图解示意图；图34为特性，它显示了图33所示的声音重放系统的工作；
图35为按照本发明后投射型图象显示装置的声音重放系统的另一个实施例结构的图解示意图；图36为显示图35所示声音重放系统工作的特性图；图37为按照本发明后投射型图象显示装置的声音重放系统的其它另一个实施例结构的图解示意图；图38为显示图37所示声音重放系统工作的特性图；图39为按照本发明后投射型图象显示装置的声音重放系统其它另一个实施例结构的图解示意图；图40为显示图39所示声音重放系统工作的特性图；图41为按照本发明后投射型图象显示装置的声音重放系统驱动电路的实施例结构的图解示意图；图42为显示图41所示声音重放系统工作的特性图；图43为按照本发明的后投射型图象显示装置的声音重放系统的驱动电路的另一个实施例结构的图解示意图；图44为显示图43所示带通滤波器的频率特性的特性图；图45为显示图43所示声音重放系统工作的特性图；图46为按照本发明后投射型图象显示装置的声音重放系统的驱动电路的其它另一个实施例结构的图；图47为显示图46所示滤波器的频率特性的特性图；图48为显示图46所示声音重放系统工作的特性图；图49为示意性透视图，它示出了按照本发明后投射型图象显示装置的喇叭安置位置的例子；图50为示意性透视图，它示出了按照本发明后投射型图象显示装置的喇叭安置位置的另一个例子；图51为说明图50所示实施例效果的示意图；图52为示意性透视图，它示出了按照本发明后投射型图象显示装置的喇叭安置位置的其它另一个例子；图53为前视图，它示出了按照本发明其它另一个实施例的后投射型图象显示装置的形状；图54为侧视图，它示出了图53所示的显示装置的形状；图55为侧剖面图，它示出了图53中所示后投射型图象显示装置中部件相对于光学系统的位置关系；
图56为侧剖面图，它示出了按照本发明一个实施例后投射型图象显示装置中部件相对于光学系统的位置关系，该显示装置具有中心喇叭；图57为部分剖开透视图，它示出了常规后投射型图象显示装置的一个例子；图58为部分剖开顶视图，它示出了图57所示显示装置；图59为透视图，它显示了当从后面位置观看时图57所示的显示装置；图60为图57所示显示装置的侧面剖面图。
具体实施例方式
参考图1和图2，标号1代表后投射型图象显示装置，7代表发送型屏幕。
按照本实施例的发送型屏幕具有38吋的屏幕尺寸和16∶9高宽比。
尽管目前的发送型屏幕主要是4∶3的宽高比，但具有16∶9宽高比的新型图象显示器被越来越广泛地使用。下面将结合图3描述按照本发明实施例的后投射型图象显示装置采用38吋大小和16∶9的高宽比原因。
图3用于比较包括宽高比为16∶9的屏幕7a的后投射型图象显示装置的尺寸与包括宽高比为4∶3的屏幕7b的直视型图象显示装置的尺寸。由于后投射型图象显示装置的屏幕尺寸为发送型屏幕7的实际对角线长度，宽高比为16∶9的38吋屏幕的垂直高度为18.6吋。另一方面，直视型图象显示装置的屏幕尺寸是阴极射线管的对象线长度。因此，宽高比为4∶3的33吋屏幕的垂直高度也为18.6吋。这就意味着如果宽调节比为4∶3的图象显示在宽高比为16∶9的38吋后投射型图象显示装置上，所显示图象的尺寸不会小于宽度比为4∶3的33吋直视型图象显示装置的屏幕尺寸。因此，即使用宽高比为4∶3的33吋直视型图象装置，现众也不会感觉到屏幕变小。
图4用来比较包括宽高比为16∶9的屏幕6c的后投射型图象显示装置的尺寸与包括宽高比为4∶3的屏幕7d的直视型图象显示装置的尺寸。可以理解到宽高比为16∶9的33吋后投射型图象显示装置的屏幕垂直高度稍大于宽高比为4∶3的29吋直视型图象显示装置的屏幕垂直高度。如上所述，当用包括高宽为16∶9的屏幕的后投射型图象显示装置来代替包括宽高比为4∶3的屏幕的29吋直视型图象显示装置时，后投射型图象显示装置必须是33吋或更大，最好是38吋或更大。
由于前面的原因，按照本发明该实施例的后投射型图象显示装置的尺寸要具有38吋的大小和16∶9的宽高比。可是屏幕尺寸不大于40吋的后投射型图象显示装置的屏幕宽高比不被限制到16∶9。可是，为了在宽高比为4∶3的屏幕上显示已经在宽高比为16∶9且大小为33吋或更大的屏幕上显示的图象，该屏幕必须具有不小于36吋的尺寸。为了在宽高比为4∶3的屏幕上显示已在宽高比为16∶9且大小为38吋或更大屏幕上显示的图象，该屏幕必须具有不小于41吋的尺寸。首先，下面将对后投射型图象显示装置的各个实施例进行解释。
因此，包括4∶3宽高比屏幕的后投射型图象显示装置的屏幕必须具有不小于36吋的尺寸，最好是不小于41吋。后面将描述包括尺寸不小于40吋的屏幕的后投射型图象显示器的一个实施例。
在图1所示的实施例中，如图1所示，后投射型图象显示装置1的主体高度是990mm。该值是根据这种假设而确定的，即宽高比为16∶9的38吋屏幕的中心部分高度最好为725mm。下面将结合图5和表1来描述为什么要假设该屏幕的中心部分高度为725mm的原因。图5示出了当在普通家庭观众在看显示的图象时观看姿态和眼睛高度之间的关系。表1显示了敏感度测试的结果，该测试是由本发明人做的，并进一步用于检查观众以图5所示任何观看姿态来观看该屏幕的方便性。该测试是对身高为155cm至180cm的15个日本男女测试者进行的。注意如果在比如美国、英国和中国，其平均高度与测试中的值(155-180cm)不同，该值可以适当地改变。
在表1中，符号○代表优秀、△代表允许的亮度而X代表太暗以使被测度者太费劲，或由于整个屏幕的亮度太暗和观看姿态而感到烦。
表1敏感度测试结果
正如从表1所理解的，由符号○代表的结果“优秀”是如此给出的，即图象显示器的中心部分的高度比图5所示眼睛的高度要高。由符号△和X代表的结果“允许”和“太暗”在“坐在地板上”和“射在地板上”两姿态之间部分地变换。原因如此当图象显示器中心部分的高度超出755mm时，“躺在地板上”是观查屏幕的基本姿态，因此可接受更高的高度。可是，当“坐在地板上”时，这种高度是不能接受的，因为要求被测试者仔细看屏幕，它使大部分被测试者被耗尽体力。按照上面的结果，图象显示器屏幕的中心部分的高度必须是750或更小，最好是725mm或更小。
在该实施例中，如图1所示，后投射型图象显示装置1的主体的宽度是900mm。该值是根据其宽高比为16∶9的38吋屏幕的尺寸来确定的。在这种情况，当屏幕为33吋且宽高比为16∶9时主体的宽度变为790mm。
如图2所示主体的深度为390mm。主体的深度确定为400mm或更小的原因是主体必须足以与日本家庭的其它家具一起安装，这些家具中，衣柜等的深度通常为大约600mm，五屉框等的深度大约为450mm。摆在起居室内的器具柜的深度大约为400mm，图象显示器装置通常就安放在其中。为了在最小的器具柜中足以安放图象显示装置，图象显示器主体的深度必须也中400mm或更短。如果在美国、英国、中国等等，家具的通常尺寸不同，可以考虑适当地改变该值。
参考图6，标号2代表一个投影型阴极射线管，该投影型阴极射线管更具体地包括红色投影型阴极射线管2a、绿色投影型阴极射线管2b和兰色投影型阴极射线管2c(投影型阴极射线管2a、2b和2c总体由2来表示；以便在下面的描述中，它与其它的标号比如“3”有类似的表达。尽管该实施例包括作为图象产生源的投影型阴极射线管，但替代投影型阴极射线管的图象产生源可以是透射型液晶显示装置与从后部照射液晶显示装置的光源或等离子体型图象显示器的组合。标号3代表投影透镜，它包括用于红色投影型阴极射线管2a的投影透镜3a、用于绿色投影型阴极射线管2b的投影透镜3b和用于兰色投影型阴极射线管2c的投影棱镜3c。标号8代表一个连接器，用于将投影型阴极射线管2与投影透镜3进行机械和光学连接，连接器8包括用于红色投影型阴极射线管2a的连接器8a、用于绿色投影型阴极射线管2b的连接器8b和用于兰色投影型阴极射线管2c的连接器8c。标号4代表一个反射镜，标号7代表一个透射型屏幕。如图7所示，该透射型屏幕7包括一个菲涅尔透镜片7e、柱状透镜片7f和保护片7g。关于透射型屏幕7的详细结构参见参考文献-美国专利申请号07/938861，这里结合起来作为参考。也可以改为采用美国专利号4536056中所公开的屏幕7，标号9代表在投影型阴极射线管2上显示图象的电子电路。标号10代表由聚脂、木头或金属制成的外壳，上述的图象显示装置和电子电路就安置在其中预定的位置上。用于红色投影型阴极射线管的连接器8a、用于绿色投影型阴极射线管的连接器8b和用于兰色投影型阴极射线管的连接器8c以直线排列方式被固定在连接器的金属安装部5上。而连接器的该金属安装部分5固定到作为外壳10底结构的扬声器室的表面上。)在该后投射型图象显示装置中，把显示在投影型阴极射线管2上的图象(未显示)通过投影透镜3被放大并投影在透射型屏幕7上，以形成图象。反光镜4在光路的中间位置反射由投影透镜3投影的光线，以缩短后投射型图象显示装置1的外壳的深度。
下面将描述按照该实施例、包括对角线为38吋的透射型屏幕7的典型后投影型图象显示装置的各个部件。
参考图8，标号11代表基板，13代表固定到基板11的一对左右喇叭室，14代表用于固定和支撑透射型屏幕7的弓型结构，其唯一的底端用虚线表明，反射镜4也用虚线表明，15代表一个后盖。尽管这些部件由聚脂、木头或金属制成，但本发明并不限制这些部件材料。基板11具有通风口12。弓型结构14具有减重孔14a，以减轻其重量。喇叭室13的部分D凸出，以固定连接器(未显示)的金属安装部分5。通常，连接器的金属安装部分5被固定到喇室13的上部，而在本发明的实施例中，喇叭13的部分D用于将连接器的金属安装部分固定到喇叭室13的侧面。结果，连接器的金属安装部分5的尺寸可以减小，因此显示装置的整个重量可以减小。尽管本发明不限制后盖15的材料，但采用聚脂可减小其重量。后盖15由上下部分的整体结构构成。进一步，后盖15的侧面和顶盖也整体形成。因此，显示装置的后表面可按照设计来装饰。由于不需要常规的密封，灰尘的积累可以减小，显示装置的清除工作可容易进行。
下面将描述与常规后投射型图象显示装置相比为什么按照本发明的后投射型图象显示装置的深度可以减小的原因。第一个原因是使用了具有非常短的投影距离的投影透镜(关于这种投影透镜，参见美国专利申请号08/241633，其受让人与本申请相同，在这里结合起来参考)。图9示出了这样的例子。投影透镜3的特征在于其投影距离为590mm，正如下面将结合图12所描述的，在对角线为38吋长的情况下，该距离是非常短的。
在图9中示出了该投影透镜3结构的一个例子标号151、152、153、154和155分别代表第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组。第五透镜组155包括透镜155a和冷却液155b。标号156代表投影型阴极线管2的荧光面板。
进一步参见图9，该投影投镜包括从透射型屏幕(未显示)到投影阴极射线管2的荧光表面板156顺序排列的第一透镜组151、第二透镜组152、第三透镜组153、第四透镜组154和第五透镜组155。第一透镜组151为非球面凹透镜，其边缘部分具有负的折射率，该第一透镜组151被如此安放，即其在光轴的顶点面向透射型屏幕7。第二棱组152为非球面凸透镜，其边缘部队发的折射率比中心部分的高，该第二透镜组152被如此安放，即共在光轴的顶点反面对着投影型阴极射线管2。第三透镜镜153为双凸球面透镜，其折射率不低于该投影透镜系统总折射率的70％。第四透镜组154为非球面透镜，在其中心部分为双凹形而在边缘部分为弯月形。第五透镜组155是如此构成的，即在透镜155a和投影阴极射线管2的荧光表面板156之间装满冷却液155b，该第五透镜组155具有大的负折射率。第三透镜组153是纯玻璃透镜，而其它非球面透镜即第一透镜组151、第二透镜组152、第四透镜组154和第五透镜组155则是塑料透镜。
然后，描述投影透镜3的一个具体例子，其中投影透镜3的光圈为f/1.0，半场角为38度。按照该实施例每个单元(透镜组155至155)的具体数据例子示于表2中，其中“球面系统”意思是在光轴附近的透镜区域，而“非球面系统”意思是球面系统的外面。
图9所示投影透镜例子的各种参数的数据。
参见表2，由于透射型屏幕7(见图6)通常是比如平板形，其曲率半径为∞，在光轴上从透射型屏幕7到第一透镜组151的表面S1的距离(表面距离)为588mm。第一透镜组151的表面S1的曲率半径为94.354mm从第一透镜组151的表面S1到表面S2的表面距离为7.282mm，而在两表面S1和S2之间的部分指数为1.94354。“折射指数”为空白处表示在两表面之间的介质为空气(其指数为1.0)。类似地投影型阴极射管2的荧光表面板156的荧光面P1的曲率半径为-350mm，轴线上的厚度(表面距离)14.6mm，而该指数为1.53994。注意这儿的“折射指数”是光线波长为545nm的折射指数。
第一透镜组151的表面S1和S2、第二透镜组152的表面S3和S4、第四透镜组154的表面S7和S8、以及第五透镜组155的表面S9和S10都是非球面的。在表2的下部的非球面系统部分显示了非球面系数数据。
表2
表2续
注意非球面系数数据是当表面形状由下述等式(1)表达时的系数CC、AE、AF、AG和AH的值。
Z(r)=r2/Rd1+1-(1+CC)·r2/Rd2·AE·r4+AF·r6+AG·r8+AH·r10---(1)]]>其中等式(1)中的Z(r)是透镜表面在Z方向的表面弯曲度，假设光轴方向为Z轴，半径方向为r轴，其中r为半光圈距离，而Rd为准轴曲率半径。因此，只要确定了系数CC、AE、AF、AG和AH，透镜表面的高度即透镜表面形状就可按照等式(1)来确定。
在图9中，对于表2中透镜组151至155的透镜数据，假设总体折射率为1/f0，各个透镜组的折射率分别为1/f1、1/f2、1/f3、1/f4和1/f5，对于总体折射率的相对折射率f0/f1至f0/f5如下
第一透镜组151f0/f1＝0.230第二透镜组152f0/f2＝0.0311第三透镜组153f0/f3＝0.760第四透镜组154f0/f4＝0.311第五透镜组155f0/f5＝-0.630在图象形成方面占最主导地位的投影透镜是第三透镜组153，它具有最大的正折射率。其它的透镜组是用于校正象差有非球面透镜。这些非球面透镜除掉第五透镜组155在其中心部分都有正的折射率。其原因是第三透镜组153的正折射率或多或少地对其它进行分配，以有效地校正球面象差。
如图9所示，在光束通过第三透镜组153之前和之后时，从投影型阴极射线管2的荧光面板156的中心部分和边缘部分发散的各个光束都相当宽。因此，第一和第二透镜组151和152更靠近透射型屏幕7(未显示，定位于图9的右边)，然后，通过非球面表面，第三透镜组153针对场角对从物点发散来的光束的象差进行精确的控制和校正，而第四和第五透镜组154和155控制光束入射到第一和第二透镜组151和152的条件，以使由第一第二透镜组151和152进行的象差校正变得容易。
现对透镜组151至155的功能进行详细的描述。
最靠近投影型阴极射线管2的荧光面板156的第五透镜组155是一个凹透镜，用于校正图象面的曲率，它包括凹透镜155a和冷却液155b，并具有负的折射率。通过与投影型阴极射线管2的弯曲荧光面板156联接，第五透镜组155从每个物体高度确定在透镜系统中光束入射通道的位置，以校正整个透镜系统3的图象面的曲率。透镜155a具有面对透射型屏幕7的开口面，该开口面被形成为非球面形，以便能减少象散现象，它是在每个场角处弧矢图象面和了午图象面之间的图象面之差。注意由投影型阴极射线管2产生的热量则被冷却液155b辐射。
第四透镜组154包括一个球面透镜该透镜的中心部分是双凸形，因此具有小的正折射率用于图象的形成。因此，中心部分的形状用于对从物点散射的光束以约为0.2至0.4的小的相对图象高度产生替象差。另一方面，该透镜的边缘部分形成为向透射型屏幕7弯曲的弯月形形状，其方向与中心部分的方向相反。因此有加宽的功能，特别是朝向周边部分，来自物点散射的光束以约0.7至1.0的相对图象高度散射。结果，从光栅的周边部分入射的射线可以位移到光轴的方向，因此，具有高折射率的第三透镜组153的直径可被减小。
第三透镜组153是具有最高折射率的玻璃透镜。为了减小一点原始的球面象差，面向透射型屏幕7的表面的曲率半径做得比面向投影型阴极射线管2的表面曲率半径小。
第二透镜组152是靠近第三透镜组153的辅助透镜且，它包括一个非球面透镜。第二透镜组的该透镜的中心部分具有小的正折射率，该中心部分形成为具有面向投影型阴级射线管2的光圈的弯月形形状，以校正由第四和第三棱镜组154和153产生的替象差。具体地，第二透镜组152的边缘部分具有向与中心部分方向相反的方向上弯曲的光线射出面，经校正较高等级的球面象差。由于该透镜的边部分的正折射率高于其中心部分，该边缘部分用作来促使从物点散射的光束的边缘射线具有大的图象高度。
第一透镜组151是一个非球面透镜，其中心部分形成为具有面向透射型屏幕7的顶点的弯月形状。该透镜的中心部分朝与第二、第三和第四透镜组的这些透镜的方向相反的方向弯曲。因此，第一透镜组151对由第二、第三和第四透镜组152、153和154产生的正球面和彗象差进行较正。第一透镜组151的该透镜的边级部分形成为双凹形，因此它具有局部的高负折射率，以便与第二透镜组152(即，对沿大图象高度并通过第二透镜组152的射线或光束来说，它作为凹透镜)的边缘部分的高正折射率结合来校正从相对图象高度为0.6的或更高的物点散射的纵横向射线象差。
在具有上述结构的投影透镜3中，从物点散射的、具有大图象高度的、在投影型阴极射线管2的荧光面板156的边缘部分的光束可被很宽地接收，以保持边缘的亮度充足。进一步，只需要短的投影距离就可投影高分辨率的图象。
然后，将描述第二个原因，即，为什么按照本发明的后投射型图象显示装置1与常规显示装置相比能够有较短的深度，而该装置包括的部件的尺寸和数量基本上与常规后投射型图象显示器相同(除透射型屏幕7之外)，其原因是在该后投射型图象显示装置中的部件以高密度安放。
首先，将对该后投射型图象显示装置1中的光学系统部件，比如投影型CRT(阴极射线管2)、投影透镜3、反射镜4、连接器8和透射型屏幕7的密集放置进行描述。
参见11和12，其中与图6所示的、相同的标号代表相同的部件。图11和12还显示了一个用于投影型CRT2的电路板16，它提供电源和用于在投影型阴极射线管2上显示图象的信号，它包括如下部件具有阴极和静电透镜的电子枪、脚轮17、用于构成外壳10的基板(底板18)、以及附在基板18的网19。下面将详细描述图11和12所示的电子电路9。
在该实施例中，对应于来自投影型阴极射线管2的绿光的参考光栅尺寸为5吋，正如上面所描述的，从投影透镜3的前端面通过反射镜4的透射型屏幕7的距离即所谓的投影距离W1+W2为590mm，而该透射型屏幕7的对角线的尺寸为38吋。因此，投影透3的图象放大率为7.6。参见图12，投影型阴极射线管2的轴相对于垂直方向的角度γ为18度。由于从投影透镜3的前端面到与投影型阴极射线管2联结的连接器的表面之距离为110mm，投影型阴极射线管2的长度为256mm，投影透镜3的直径为110mm，电路板16的宽度为75mm，则从投影透镜3的顶端到电路板16的底端为377mm。从放置后投射型图象显示装置1的地板(用阴影线示出)的表面到基板18的距离必须是35mm或更大，以配置脚轮17。另外，在电路板16的下面需要20mm或更长的间隙(图12中的距离F)。因此，从地板表面到投影透镜3的顶端的高度为432mm。为了减小该高度，在基板18上接收电路板16的部分形成空白，并且将网19附在基板18的底表面上。
由于透射型屏幕7的中心的高度为725mm，透射型屏幕7的底端高度成为488mm。因此，透射型屏幕7的底端位于投影透镜3的顶端之上。其原因之一是因为投影透镜3具有非常短的投影距离。与此相反，常规后投射型图象显示装置常使得透射型屏幕7的底端低于投影透镜3的顶端。其它的原因将在下面描述。
假设电子电路29被放置在CRT电路板16的下面，如图13所示，投影型阴极射线管2的轴与垂直方向之间的角度γ必须大于30度。投影型阴极射线管2要倾斜30度的其原因是如果如图12所示投影型阴极射线管2只倾斜18度，则透射型屏幕7的中心的高度成为750mm或更高，如前详细所述，这是应该被避免的。另一方面，在图13中，透射型屏幕7的底端低于投影透镜3的顶端。图13所示安放或布局的方法碰到这样一个问题，即外壳的深度变为450mm，这大于希望的值400mm。就电路板29和投影型阴极射线管22之间的位置关系方面，如日本专利未审会开号2-94784的图60示出图12所示类似的情况。可是，要注意图60中的投影透镜的投影距离不短于图12中的的投影距离，因此投影型CRT22的轴线相对于垂直线的角度要做得大到30度左右它基本上对应于向后放置图13中的电子电路29，而增加了外壳的深度。
然后将描述电子系统比如电子电路9(见图11和12)的高密度放置，以保证上述的光学系统部件的安放或放置。
参见图12，电子电路9与基板18平等地地被安放在外壳10底部的基板上。为了防止直接安放在上述基板18上的CRT板对电路9的接触和干优，电子电路9的深度为300mm或更短，最好是250mm或更短。结果，电子电路可以在深度为400mm或更短的外壳内高密地安放。
参见图11，电子电路9的横向尺寸或宽度小于外壳10的宽度。其原因将结合图14来描述。图14图示了那些与光学系统相关的部件，即反射镜4(由虚线表示)和透射型屏幕7，附加上与电子系统相关的部件9。
如上所述，后投射型图象显示装置通常有用于减小外壳10深度的反射镜4。如图12所示，由于反射镜4被倾斜地安放在从投影透镜3至透射型屏幕7形成的光通道的中间位置，反射镜4的有效部分变成不规则四边形的形状。因此，采用该种不规则四边形反射镜(参见图11，它显示了当从前面位置观看时的反射镜4的连接状况，参见图14，它显示了光从上面位置观看时的连接状况)将导致各种问题。因此，减小反射镜底端(后端)的宽度，使它基本上与电子电路9的宽度相同，就将保证图14所示外壳的后部的宽度。
尽管显著地减小电路9的后部的尺寸会使电路9的尺寸降低，但是最好是缩小外壳10的后部尺寸，其原因如下述。处在此情形时，有必要将分离的一部分即用于执行电路9的部分功能的分割出的电路(例如图30中所示的电路板的一部分)放置在另外的位置。这样做的原因是，电路9的体积的主要构成是由诸如电源之类的体积不易减小的部件以及诸如偏转电路之类的生热而不易集成化的部件而定，因而使电路9的体积不易减小。即使是采用了分割出的电路，将外壳10的后部分缩小到反射镜4的内部也会受到体积上的限制。因为在本实施例中的反射镜4的尺寸是580mm，由于该反射镜4需要有一间隙，所以外壳10的后部分不可能被缩小到小于600mm。
现在来参考图15和16来说明为什么希望外壳10的后部的尺寸尽可能减小的原因。在图15所示的结构中，壳10的后部的尺寸被减至450mm，它小于依照本实施例中将其最大缩至600mm的尺寸。图15当然仅是为了说明方便的一个图示。如果外壳10的后部如图15所示被减至450mm，那么壳10即被恰放在具有90°的拐角处，从而使由该拐角的末端到传输型屏幕7表面的距离被缩到615mm。在图14所示实施例中其壳10的后部的缩减至600mm的情形中，则从该具有90°的拐角末端到传输型屏幕7表面的距离是690mm，如图16所示，从而导致了75mm的一个前伸量。然而，本发明认为，其75mm前伸量不会引起实质性的问题。这种认识的原因将通守与安装在具有90°拐角中的直视型图象显示装置的情况的比较而加以说明。
图17是一个顶视图，示出了具有450mm深度的被安装在90°的拐角处的一个29吋直视型图象显示装置的情况。如从图17中所见到的，从90°的拐角的末端到阴极射线管(未示出)的正面的距离是770mm。这意味着在采用后向深度减缩式或渐缩后部突伸型图象显示装置安装在90°的拐角情况中，从90°拐角的末端到发射型屏幕7的表面距离将会是770mm或更短，从而使之能够以38吋后部突伸型图象显示装置取代29吋直视型图象显示装置，而不会引起物理上的不相配的问题。因此，该后部突伸型图象显示装置的后向深度减缩外壳10的后部分的尺寸或深度必须是等于或小于760mm。当然，因为从拐角末端到发射型屏幕7的表面的距离可随着外壳10后部的尺寸或深度的缩减程度按比例缩短，所以最好是减小壳10的后部的尺寸。因此，壳10后部的宽度缩减对于壳10前部的宽度的比率最好在0.67至0.84的范围内。
在图14中，虽然在外壳10深度的方向上其后部实际上是从中心部分即开始缩减的，但实际上这种缩减可如图19所示可以从不接触或不影响反射镜4(如虚线所示)以及光路(未示出)的位置即开始这种缩减。
为了减小这种后投射形图象显示装置1的外壳10后部的尺寸，根据本发明的电路9具有在740mm(相应于外壳10后部分的宽度(760mm)以提供后向减缩深度的效果)和580mm(不小于反射镜4的最小宽度，即，该镜低端的宽度)之间的宽度。
如上所述，涉及光系统和电系统的那些部分密集放置，以使得该后投射型图象显示装置1的深度短于传统的后投射型图象显示装置的深度。由于依照本发明的这种后投射型图象显示装置1可以具有减缩的高度和深度，所以使得其能比传统的显示装置更容易地被移开其安装位置，以清扫其后部。
依照上述处理及使用的方式的考虑，图8示出了这种后投射式图象显示装置1的外壳10的那些部件，它示出了为什么将后盖15形成在与该图结构中的集成部件相结合的方式。由于集成型后盖15具有图8所示的结构，从而使上部和底部分被形成在整体之内，并使侧表面和顶盖也被整体形成，其装置的后部即尾部表面可在设计上实现无接点，从而减小了灰尘的累积。从而使显示装置有易于清洗的优点。
图20和图21示出了图1中所示后投射型图象显视装置的后盖的两种修正方案。图20示出的实例的后盖由两部分组成，一部分是整体形成的后盖35，它包括壳的上部、下部及侧面；一部分是顶板36，用以盖住壳的顶表面。图21示出的实例中的后盖由三部分构成，一部分是整体形成具有壳的上部和下部；另两部分是用以挡住壳的侧面的两个侧板38。两实例中的装置后表面在设计上均是光滑平坦，且与上、下部分后盖分别表成的方案相比，由于省去其边沿的存在，则使灰尘的积累最小。
图8、图20和21中所示后盖的每一个都有凸台G，其作用现予以说明。
参考图22，它示出了这样一种情形，其中的后投射型图象显示装置1的放置与室壁无任何缝隙，外壳10的内部由耦合器8的金属支架部件5垂直地分成两个部分H·J。上部空间H中所置都是非生热部件，例如耦合器8、投影镜3、反射镜4及透射性屏幕7，该上部空间H实际上是被形成为一个密封结构的。在底部仓室1中，至少放置有投射型阴极射线管2和电路9之类的生热部件，该底部仓室实际上形成为开放结构，以便冷却，从构成外壳10的底部分的基板18上的一个换气孔12到在后盖15上的一个换气孔6而形成的一个通风通道或气流通道用以执行冷却通风(参考号19和20分别表示附在气孔12和16上的网状物)。由于该后投射型图象显示装置包括具有凸台G的后盖15，则如图22及23所示，其中将该后投射式图象显示装置与室壁无任何缝隙的安放方式(其墙壁由虚影部分表示)并不会引起通气孔J的遮挡。如果如图23所示，有其它家具40与该后投射式图象显示装置1紧靠摆放而无任何缝隙，外壳10后部的这种由于家具40引起的通风减损阻碍了通过气流通道J的通风能力。
在出现了由于电路9的大量生热或由于该外壳10的后部的过量减损而使其无法在后盖15上形成大的换气孔6等原因而无法获得满意的冷却时，采用下面的结构则可以克服这一问题。
第一种方法或方案是在后盖的侧表面利用一个区域的扩大通气孔的面积。如从图24中所看到的那样，它示出了后投射型图象显示装置1的另一个例子，在构成外壳10的后盖15上的换气孔6现被构成达到后盖15的侧面以及后盖15的后表面的程度。参考号码20表示一个防护网。此时，依照本发明的后投射型图象显示装置1的通气状况可被进一步改善。虽然图24表示的是在后盖表面及侧表面上的单孔型或连续扩展式的开口部分，但仍可采用由虚线表示的在后盖15的拐角处柱状部分15a，以单独在后表面及侧表面上提供开口，这并不影响其效果。
现参考图25、26、27、28和29来说明第二方法或方案。
参考图25至29，图22中相同的参考符号表示相同的部件。在图25中，是在由图22所示结构中附加了一个气道41和一个电扇42而成。由电路9生出的热量由具有出口的气道41以及由电扇经空气通道K而被排出到外壳10之外。因而产生大量热的构成电路9的电元件的集中放置在气道41出口部分L，改善了冷却效率。即使是在图26中所示那样由电扇42的作用使气流排出外壳10的后表面，该凸台G在后盖15上的存在也使其获得满意的冷却效果。可是，如果存在这样的危险，即由电扇42驱出的气流的一部分经换气口6流回到外壳10之内，使外壳10之内的温度升得过高，此时可采用下述的方法有效地克服此问题。图27示出了一个实例，其中电扇42经壳10的侧表面驱出气流。此情形中，即使后投射型图象显视装置1被沿墙放置而不留任何缝隙，冷却空气也能由电扇42经一空气通道K而流通。
参考图30和31，它示出了依照本发明的后投射式图象显示装置1的另一个实施例，对照图25所示，其中相同的参考符号表示相同部件。与图25所示之间的不同在于其电源(电路板)43形成或装在气道41的一个表面上。因此，最需要进行冷却的产生最大热量的供电部分可被充分地冷却。尽管图30和31示出了将电源43提供在气道41之内的例子，但其它生热部件，例如转换放大器(未示出)和偏转电路(未示出)也可被放在气道41之内。该气道可被加长以容纳全部生热部件。
参考图32，它示出了图30中的后投射式图象显示装置1的改进型，它单独形成了从换气出口6的一个电扇出口(即受迫换气出口或气道的换气出口)44，以使它们在水平方向上由和部分M相同高度凸沿N所分离，其部分M使得当该外壳M与墙壁无缝隙放置时与墙接触。上述结构的结果是，即使是如图32的后投射式图象显示装置1沿室壁无缝隙地放置时，由电扇(未示出)驱出的气流部分也不会经换气孔6流回到壳10内，从而防止了壳10内的温度升高的问题。
尽管如图25至31所示的冷却方法或系统提供了很好的冷却效果，但是在该后投射式图象显示装置之一侧的用于扬声器室的空间却被减小，且该扬声器室的容量或音量被不希望地降低了。如果通过提供左、右扬声器仓室以相同的扬声器仓室的容积或容量以使左、右扬声器音域响应相同的话，则音频信号的低频范围则不易被再生。在其高度被显著减小的具有外壳10的后投射式图象显示装置1中，可供扬声器使用的垂向空间，即从透射屏幕的较低处到地板的距离，由于该屏幕中心的预定高度而受限。本发明者已经发现，从外观或设计以及稳定外表的角度出发，如果将中频到低频范围的扬声器放在用于扬声器的空间的下半部分，则由地板反射的增加会使声音的清晰度受损。为解决上述两个新出现的问题，后投射式图象显示装置具有下面结构，将注意力集中到这样的事实，即，人的低频范围声音听觉几乎是无方向性的。
图33示出了后投射式图象显视系统的声音再生系统的一个实施例。为简化本结构的描述，与本结构描述无关的部件均从图中略去。而且，外壳10简化地以长方盒形式示出(以下相似地说明)。在图33中，其后投射式图象显示装置1包括有外壳10、透射型屏幕7、场声器仓13a和13b以及扬声器单元51a和51b。参考符号53表示安装电路板9的位置，而参考符号54表示安装气道41的位置。扬声器单元51a和扬声器仓13a构成第一声音再生系统，而场声器单元51b和扬声器仓13b构成第二声音再生系统。在此结构中，声仓13a的容积要比声仓13b的容积小得多。从具有这种非对称容积的声仓可获得的音域响应将参考图34予以说明。图34示出从场声器单元51a和51b辐射出的声能频响。由扬声器单元51a和声仓13a产生的声能频响由频率相关响应曲线55表示。如果声仓13a的硬度对于场声器单元51a的振颤系统的影响显著时，则该频率相关响应则在低频区(峰值频率fp1)有些上升。由场声器单元51b和声仓13b实现的频响由频率相关响应曲线56所示。当有单声信号(具有相同相位和幅度的信号)被加到场声器单元51a和51b时，实际上是频响55和频响56的中值的频率相关响应57则可在外壳10正前方且与两个扬声器单元51a和51b等距的地方获得。通常低音成分不能被人耳听出其方向性。因此，对于声音是否由场声器单元15a和15b产生不构成问题。
图35示出了依照本发明的后投射式图象显示装置1的声音再生系统的另一个实施例。在图35中，与图33相同的那些部件赋以相同符号。扬声器单元48a和59a构成第一声音再生系统，而场声器单元58b、声仓59a以及端口管60构成第二声音再生系统。在本实施例中，具有较小容积的声创是一种密封类型，而具有较大容积的声仓是具有一个端口管60的低音反射室型。下面来参考图36描述图35中的具有非对称容积的声仓59a和59b所产生的频率相关响应。图36示出了从扬声器单元58a、场声器单元58b和端口管60辐射出的声音功率频响曲线。可从扬声器单元58a和声仓59a获得的频响由频率相关曲线61所示。如果声仓59a的容积的强度对于扬声器单元58a的振颤系统的影响变得十分明显时，则频率相关响应在其低频范围(峰值频率fp2)有些上升。可从扬声器单元58b、声仓59b和端口管60获得的声音功率频响由频率相关响应曲线62所示。可以通过声仓59b的容积以及与扬声器单元58b的各种参数相关的端口管60的谐振频率来多样地改变频响曲线62。如果端口管60的谐振频率被设置在低水平，则产生峰值fp3和一个下陷fd1。当单声信号(具有同一相位和幅度的信号)提供到扬声器单元58a和58b时，可以实际地获得在频响61和频响62之间的频率相关响应曲线63。由于两个频响61和62的相互补偿，与前一实施例相比，本实施例可以容易地获得平坦的频响，且在效果上与前一实施例类似。
图37示出了依照本发明的后投射式显象显示装置1的声音再生系统的又一个实施例。在图37中，与图33相同的部件以相同的参考号表示。参考图37，场声器单元64a、声仓65a和端口管66a构成了第一声音再生系统，而场声器单元64b、声仓65b和端口管66b构成了第二声音再生系统。在本实施例中，小容积声仓和大容积声仓分别具有端口管66a和66b而均被构形成低音反射式。下面参考图38描述由具有非对称容积的图37的声仓所产生的频率相关响应。图38示出了从扬声器单元64a、端口管66a、扬声器单元64b以及端口管66b发出的声音功率频响曲线。可从扬声器单元64a、声仓65a和端口管66a获得的声音功率频响曲线如频率相关响应曲线67所示。可从扬声器单元64b、声仓65b和端口管66b获得的声音功率频率响应如频率相关响应曲线68所示。通过改变声仓(容积)65a和65b值以及与扬声器单元64a和64b的各种参数相关的端口管66a和66b的谐振频率，可以多样地改变频响曲线67和68可按所描述的那样对前述的改变作选择。例如，在端口管尺寸属于端口孔径面积、端口管的长度不被改变的情况下，且在(声仓65a的容积)＜(声仓65b的容积)的情况下，在分别的声音功率频响中产生有的峰值fp4与fp5的关系是fp4＞fp5。当单声信号(具有同一相位和幅度的信号)被加到场声器单元64a和64b时，可产生频率相关响应曲线69。由于频响曲线67和68的相互补偿，可获得峰值fp6，从而使可能在频响68中产生的下陷被抑制且同时地使得获得其低频范围相对于频响67而被加宽。当与上述的两个实施例相对照时，本实施例具有这样的特点，即，该声音再生系统具有端口管66a和66b，从而使设计上有一定的自由度。因而可就声仓65a和65b的容积作选择以方便地获得所希望的频率相关响应。而且，可以获得可从上述两个实施例所获得的类似效果。
图39示出了根据本发明的后投射式图象显示装置1的声音再生系统的双一个实施例。在图39中，在图33所示的相同的部件以相同的参考号表示。参见图39，场声器单元70a、声仓71a和端口管72a构参展第一声音再生系统，而扬声器单元64b、声仓65b和端口管66b构成第二声音再生系统。在本实施例中，与图37和38所示的实施例相似，小容积声仓和大容积声仓都形成为低音反射密室型。然而，本实施例的特点是，连接到小容积声仓71a的端口管72a的长度比连接到大容积声仓的65b的端子管66b的长度要长。现在参考图39和40来讨论本实施例与图38与图39所示实施例的这一点差异。频率相关响应68没变，而可以从扬声器单元70a、声仓71a和端口管72a获得的声音功率频响由频率相关响应曲线73所示，其中保持着fp7＜fp4的关系。在本实施例中，在低于fp5的一个频率范围内(由圆圈74所表示的区域，两个频响曲线68和73的衰减特性可被允许相互接近。结果是，尽管总的或整个频率相关响应75具有相近的关系fp5＝fp8，但在低音范围内的下降特性可被形成得更为平缓。因此，可以获得丰实的低音声响。与图37与38所示实施例相比，本实施例具有不同长度的端口管。与图37和38的实施例相似，此设计或被更自由地实现，因而可获得相似的效果。)参考图41，它示出了根据本发明的后置投射式图象显示装置的声音再生系统的又一个实施例，在图33中所示出的相同的部件以相同的参考数字表示。根据本实施例的声音现考系统包括有外壳10、透射型屏幕7、声仓13a和13b、扬声器单元51a和51b、音频信号输入端76、带通滤波器(BPF4)77、加法电路78和一个驱动电路79。带通滤波器77和加法电路78构成一个峰值电路，以加重音频信号的低音区。随后来描述其操作。图42示出了由扬声器51a和51b产生的声音功率以及在带通滤波器77的频率范围内的频率相关特性或响应。现假设由扬声器51b产生的声音功率的频率响应是一个频率相关响应曲线80。由于声仓13a的容积小于声仓13b的容积所以可从此获得频率相关响应81。当该峰值电路的频率相关响应被设置成如响应曲线82所示时，即可获得由频响曲线83所示的频率相关响应。选择频响83使其与频响80实际上相同，从而使实际地获得相同的即总的声音功率频率响应。图41所示的低频区峰值电路可被应用于图37和图39所示的其中小容积声仓属低音反射密室型的每一个实施例中。在此情形中，左、右声音再生系统的相位及声音功率频响可被作得彼此完全一样，以使得图38和图40所示的合成声音功率频率响应得以改善(在低频区内的声音功率电平被提高)。
可能由于声仓之一有较小容积的结构原因而受到损坏的声音功率频率响应可通过校正或利用电路以及上述的在声音再生系统中的改进而实现对该频率响应的改善。图43示出了这种校正现有方式的实施例。这种实施例的结构包括音频信号输入端84a和84b、第一带通滤波器(BPF1)85a、第二带通滤波器(BPF2)85b、加法器电路86a和86b、输出或驱动电路87a和87b以及扬声器单元88a和88b。在本实施例中，外接端84a(84b)是左(右)音频输入端，而扬声器单元88a(88b)是左(右)声音再生系统。现来参考图44和45描述该电路的操作。图44是表示带通滤波器的频率相关响应的曲线，而图45表示由扬声器单元产生的声域响应曲线。第一(第二)带通滤波器85a(85b)的频响被设置为响应曲线89(90)。可见响应曲线89和90具有在其通带仙的不同的中心频率fc1和fc2。由经外部端84a(84b)提供的音频信号的响应89(90)所指示的音频范围被检测，并且由加法器电路86a(86b)加到输入音频信号，以便经过输出(即驱动)电路87a(97b)驱动扬声器单元88a(88b)。假设扬声器单元88a和88b的频率相关响应由响应曲线91所示，而经端84a输入的音频信号被转变成绕中心频率fc1而加重的频响曲线92的形式。经端84b输入的音频信号被转换成绕中心频率fc2而加重的频响曲线93的形式。因此，在本实施例中，由于扬声器单元88a的频率相关响应可被扩展到比扬声器单元88b宽得多的低音或低频范围内，所以，在其中有一声仓的容积较小的情形中其声音功率的频率相关响应易受劣化的情况得到改善。通过正确设在与扬声器单元88a和88b的声音功率频率响应相对应的fc1和fc2，可以实现不同于传统音调控制电路中的频率范围的强调。由于本实施例采用了不同于上述通过声音再生系统所实现的改进，因而可实现本实施例与任何上述实施例的结合使用。
利用电路装置以改善当仓室之一容积减小而劣化的声音功率频率响应的另一实施例如图46中所示，图46中实施例所示结构包括音频信号输入端84a和84b，高通滤波器(HPF)95、带通滤波器(BPF)96、低通滤波器(LPF)97、加法器电路98、99、100、101、输了即驱动电路87a和87b、以及扬声器单元88a和88b。此实施例要比图43中所示实施例更为有效地加宽低音范围。具有相同于图43中的参考符号的部件表示相同的部件。在此实施例中，外部端84a(84b)是左(右)音频输入端，而左(右)扬声器单元88a(88b)是左(右)声音再生系统。现参考图47和48描述该电路的操作。图47是表示滤波器95、96和97的每一个的相关响应的曲线。图48是表示由扬声器单元产生的声域响应的曲线。高通滤波器95、带通滤波器96和低通滤波器97的声音功率频率响应分别由响应曲线102、103和104所示出。假设响应曲线103的中心频率是fc3，而响应曲线104和102实际上是关于fc3对称的频率相关响应。现在来说明对于每一个音频信号的频率范围的操作。开始，音频信号经输入端84a和84b而被输入。所提供音频信号的中频和高频或分别被通过高通滤波器95、加法电路98和101以及驱动电路87a和97b，且随后送到扬声器单元88a和88b。由带通滤波器86所选择的接近中频音调的低音成分以及左与右信号由加法器电路98和99相加。相加的结果被送到驱动电路87a。由低通滤波器97选择的低音范围成分的左与右信号由加法器电路101和100相加。相加所生成的信号被送到驱动电路87b。即如示出声音功率频率响应的图48所示，由扬声单元88a产生的声音功率响应变成了响应108，而由扬声器单元88b产生的声音功率响应变成了响应109。由于在由扬声器单元88a和88b所产生的低音范围信号中不会相互干扰的信号成分，因而可以获得作为响应108和109彼此相加而得的合成总响应110。由于本实施例采用不同于前述声音再生系统的改进方法，因而根据本实施例的方法可与前述的声音再生系统的改进方法结合使用。例如，当频率fc3、fp4和fp4被置于彼此相近以构成与图37或39的实施例结构使用时，其低凌晨区可被更有效地加强。因此可获得的一个优点是驱动电路的负担(热、动态范围等等)以及供电电路的负担(电能损耗等等)可被减少。
图46中由虚线框所示的电路框是由高通滤波器与带通滤波器组合而成。作为对此的替换，具有图47所示的响应107的高通滤波器可采用来提供相类似的操作。
其高度显著关不止的外壳10后投射式图象显示装置1具有用于产生可听频率范围的主区的大致1KHz频率范围的扬声器单元，在其过可靠近地板的位置上，从地板反射的增加会损害声音的清晰性，现将要描述的方法可以解决这种后投射式图象显示装置1的问题。
图49是一个示意图，它示出可以解决这一问题的方式或方式。在图49中，与图33中相同的部件被赋以相同的参考符号。本实施例的结构包括外壳10、透射式屏幕7和扬声器单元51a和51b。符号D1和H1至H4表示长度，而符号P1和P2表示声音路径。密致后抽射式图象显示装置必须有减小的深度D1和高度H1。由于透射式屏幕7的高度H2是恒定的，因此从该屏幕7的低部到地板的距离将会变短。考虑到外观的设计及外观的稳定性，扬声器51通常放置于大致为距离H3一半的高度上或比该高度的一半稍低的位置上。结果是在声音从扬声器51a辐射出的情况下，由于从该扬声器51a的中心到地板的距离H4的缩短，引起经过从地板反射路径P2的声音强度相对于经路径P1的声音强度有所增加。因而使声音的清晰度受损。本实施例具有这样的结构，即保持至少有H4＞H3/2的关系，以便得经路径P2的非直接声比例被减小，以便改善声音的清晰度。
现参考图50描述另一个实施例。图50中，与图49中相同的部件以相同的参考号表示。本实施例的结构包括外壳10、透射式屏幕7以及扬声器单元118a、118b、119a和119b。它施行了利用扬声器(高音喇叭)以在重放音频的场合实现高音扩展、从而使频率范围扩展的方法。参考符号119a和119b表示两个高音扬声器。通常，设计质量及外观的稳定性均要求扬声器单元(低音扬声器)118a和118b有较大的直径，且被置于比高音扬声器119a和119b更低的位置。然而在本实施例中，用以再生声音信号的中频范围的扬声器的中心高度H4被选定为H4＞H3/2。因此该低音扬声器118a和118b被附在高于高音扬声器119a和119b的水平上。结果是，经路径P2的非直接声音的比例可被减少，且因此改善了声音的清晰度。由于出自高音扬声器的声音波长要短得多，所以尽管高音扬声器119a和119b被处于接近地板的位置，从地板反射来的反射声对于再生出的声音的影响并不严重。现在进一步参考图51来描述将高音扬声器119a和119b置在低于低音扬声器118a和118b的位置上这样结构所带来的优点。通常，对于收听或观看者来说，所要求的收看位置是该透射式屏幕7的中心部分要低于收视者的眼睛，以使其在观看该透射式屏幕7时，该收视者不感劳累。然而，从低音扬声器118a到听者眼睛的距离L2必须直接地确定，现加以讨论。低音扬声器118a和音高扬声器119a实际是在线圈位置120和121产生出声波的。将这两声扬器作比较，即从水平方向上看，话音成圈120的位置要比话音线圈121距听者远许多，换言之，话音线圈121要比语音线圈120更水平地靠近后投射式图象显示装置1的前表面1a。因此，将低音扬声器118a相对于高音扬声器119相对靠上而定位使得距离L1和距离L2大致相同。结果是，由低音扬声器118a和高音扬声器119a分别辐射的声波到达听者所需时间差被消除，因而可获得的优点是能够校正时间的对准性。
时间对准性之校正的效应在于在高音扬声器119a和低音扬声器118a之间的串扰频率的邻近区内平滑其声音的衔接。除去降低了出自低音扬声器118a的声波之反射外，这种校正得以产生清晰的声音。
图52示出了本发明的又一个实施例。在图52中，与图37和50相同的部件以同样的参考号表示。本实施例的结构包括有外壳10、透射式屏幕7、低音扬声器118a和118b、高音扬声器119a和119b，以及端口管66a和66b。与图50之间差异在于添加了实现低音反射特性的端口管66a和66b。低音扬声器118a和118b置于低于该透射式屏幕7的部分，高音扬声器119a和119b放在低音扬声器118a和118b之下，而实现低声反射的端口管66a和66b放在高音扬声器119a和119b的下方。结果是，由于受来自地板的反射的影响，经过低音反射端口管的低音成分能够具有高的声音功率。因此，能够改善低音反射特性的效率。
因此，可以实现这样一种声音信号再生系统，它在即便是由于密致的外壳的原因而无法提供尺寸足够大的声仓的条件下，也能获得满意的声音功率。
随后参考图53和图54来描述根据本发明的一实施例的具有大于或等于40屏幕的后投射型图象显示装置。参考图53和54，参考号201表示一个后投射式图象显示装置，而207表示用以形成庐后投射式图象显示装置201的一个屏幕的透射式屏幕。
在本实施例中，透射式屏幕的尺寸是50吋而宽高比是4∶3。该后投射式图象显示装置201的宽度是1100mm，高度是1315mm而深度是490mm(图54)。虽然说最好是将这种后投射式图象显示装置201的宽度缩小到可被满意地安装，但其宽度是根据屏幕的尺寸而决定的。就其高度而言，由于这种具有40吋或更大显示屏幕的后投射式图象显示装置有很大尺寸的屏幕，所以图1所示的屏幕高度数据不能使用。如果强令将屏幕的高度降低，则在使用大屏幕的条件下，其屏幕低端会被低得过低，使收视者不能满意观看。因此，具有40吋或更大屏幕的这种后投射式图象显视装置的高度通常是被确定的，以保持与该屏幕的平衡。为了按所希望的情况安装所述的这种后投射式图象显示装置，最好是减缩其深度。本发明能够实现对应每一吋的屏幕其深度为1cm或更小。现在进一步来描述图53和54中所示的具有50屏幕的这种后投射式图象显示装置201的例子。
图55是一个侧面图，它示出了图53中的后投射式图象显视装置201中的各个部件相对于光学系统的位置关系。在图55中，与图53中相同的标号表示相同的部件。在图54中有下列的部件没有说明投射型阴极射线管2；投射镜3；耦合器8，用于将投射型阴极射线管(CRT)与投射镜相耦合；用于该投射型CRT2的电路板6，以便提供用于在该投射型CRT2上的显示一个图象的电能；角轮217；构成外壳210的基板218；附在基板218上的网孔219；以及一个反射镜204。
如前所述，与绿光相关的投射型CRT2的基准光栅尺寸是5吋。从投射镜3经反射镜204而达到透射式屏幕207的距离，即所谓的投射距离W3+W4是776mm。透射式屏幕207上的对角线长度是50吋。因而由投射镜3实现的放大(率)是10。在图55中，在投射型CRT2的轴与垂向之间的角δ是20度。如上的述，此种设计的结果是使此后投射式图象显示装置201的深度可被形成如图54所示的490mm，即可实现每1对应1cm或更小。虽然所讨论的情况是属4∶3宽高比屏幕的结构，但在16∶9的屏幕宽高比的情形中，其深度也可被缩小。
最有40吋或更大尺寸屏幕的后投射式图象显视装置有时还包括在外壳210的下部中心位置的一个中心扬声器。安装这种中心扬声器之目的在于是用作能够产生极低频声范围的超级低音扬声器，或是用作实现3-1型立体声方法，在包括16∶9宽度比屏幕的后投射式图象显示装置中实现Hi-vision(超视)系统过程中，这种方法尤其有用。在此情形中，这种用于产生极低音频率范围的超低音扬声器的使用要求有大的声仓容积，因而使之与该声仓相对应地要求该后投射式显示装置有一个过量的深度。在3-1型中心扬声器放置在邻近投射式阳极射线管2的颈管部分(图55中的部分N)的一个相当宽的空间中的情况下，该扬声器的磁性会对该阴极射线管2的偏转线圈之类的部件产生不利的影响。因此，中心扬声器必须放置在更为靠上、更窄的一部分中，即在图55中的部分P中，以避免对偏转线管的不利影响。因而在此情况中，为具有这种扬声器使后投射式图象显示装置的深度被不期望地增大。
图56是一个断面图，示出了在从侧面观看时在根据本发明的后投射式图象显示装置201中与其光学系统相关的部件的位置关系。在图56中，与图55相同的部件赋的相同的参考号。在图56的结构中，中心扬声器220以及用于该扬声器的声仓230的放置使得投射式阴极射线管2的轴线和垂向之间选择夹角为ε，它是一个10°的角。结果是，只使外壳210之深度增加90mm就使得深度为180mm的用于中心扬声器的声仓230成功地置于其中。在图56的实施例中，要求有大容积的声仓230的产生极低频域的声音。在安装有中心扬声器的3-1系统的情形中，声仓的深度可被进一步减小，从而使其外壳230的深度进一步减小。
如上所述，本发明提供的后投射式图象显示装置的实施例能够克服上述的问题，它只要求小的安装空间，使其后表面沿墙壁无间隙地放置，如果必要的话，能使显示装置的总体深入放入房屋的角落内，并且有平滑的显示装置的后表面并因此实现美好的外观并使之易于清洗。
就是说，本发明的多数实施例具有的结构的透射式屏幕的对角线长度是33至40吋，且投射式图象显示装置的投射距离是640mm或更短。
在屏幕尺寸超过40吋的情形中，对应于每吋的屏幕尺寸，其投射距离是16mm或更短。
而且，覆盖该装置的外壳后在的后盖被构成为整体，以使上部与下部被结合；该后盖与侧边或侧边及顶盖整体构成。而且，后盖具有的表状是其宽度是沿后方向缩减的。
此外，在该显示装置的外壳的表面上用于散热的换气孔的定位要比该外壳的最深或最靠后位置更靠内(正向)。
这种前述结构的结果是，用以安装该后投射式图象显示装置的空间可被减小。如果该显示装置是与墙壁平行放置，则该装置的后表面可与墙紧靠放置而无缝隙。在将该显示装置放置于房屋角落中的情形中，整个装置的实体可被深收到该角落中。由于显示装置有平滑的后表面，可实现美好的外观，并使该显示装置的清洗变得容易。
如上所述，本发明实施例的结构使得后投射式图象显示装置的投射镜的投射距离显著地缩短；并使得关于光学系统的部件以及关于电器系统的部件被密集放置，从而使显示装置可被变薄且密集化。因而使安装本装置的所需空间能够被减小。在装置沿室壁旋转的情况中，装置可被将其后表面沿室壁无缝隙地放置。如果装置被放在角落，由于外壳后部的宽度是沿后向地在任何垂直位置被缩小的，因此整个装置之实体可被深收到角落中。由于后盖与侧面或侧面及顶面是整体构成，该显示装置的后表面有平滑的构形，因而实现外观的美好且使装置的清洗容易。
权利要求
1.一种后投射式图象显示装置，包括一个外壳；一个投射式图象显示装置，具有多个图象产生源；透射式屏幕；对应于各自的图象源的多个投射透镜，用于将由多个图象产生源所产生的多个图象投射到所说的透射式屏幕；以及反射镜，用以反射由所说投射透镜在中间位置上所投射的光线；和用于将该图象显示在所说图象产生源之上的电路，所说投射式图象显示装置和所说电路以预定的位置装在该外壳之内，并被确固在该该定的位置，其中在所说外壳的后部表面形成有一个换气出口，从该装置的侧面看去，所说具有换气出口的外壳后表面的至少一部分从所说外壳的最外部分开始向朝所说透射式屏幕的方向下陷。
2.根据权利要求1的后投射式图象显示装置，其中所说外壳的两个侧表面的至少之一中具有所说的换气出口。
3.根据权利要求1的后投射式图象显示装置，其中所说透射式屏幕的宽高比为16∶9，从而有其屏幕尺寸为33至40吋；或者是该宽高比为4∶3，从而有其屏幕尺寸为36至40吋；并且所说的外壳的深度为400nm或更短。
4.根据权利要求1的后投射式图象显示装置，其中在构成有所说电路的至少含一块电路板当中的具有最大尺寸的电路板被置于在所说外壳之内的底表面上，并经过具有一个或多个电扇的气道将主要由所说电路板产生的热量从所说的电路板排出到所说的外壳之外。
5.根据权利要求4的后投射式图象显示装置，其中所说的产生大量热的电路板的一部分或多部分被集中在靠近所说气道的一个进口处。
6.根据权利要求4的后投射式图象显示装置，其中所说的气道中容纳有用于该后投射式图像显示装置的电源部件。
7.根据权利要求4的后投射式图象显示装置，其中构成所说气道的一个或多个表面是由所说电路板的一部分构成。
8.根据权利要求4的后投射式图象显示装置，其中所说气道的换气出口至少被形成在所说外壳的后表面、侧表面、以及该后表面和该侧表面之间的边沿处之一上。
9.根据权利要求4的后投射式图象显示装置，其中所说后表面具有一换气出口，并且，当从该装置的侧面看去时，具有所说换气出口的所说后表面的至少一部分从所说外壳的最外部分朝向所说透射式屏幕的方向下陷。
10.根据权利要求9的后投射式图象显示装置，其中所说外壳两个侧表面的至少之一在其中具有所说的换气出口。
11.根据权利要求9的后投射式图象显示装置，其中所说气道的两个换气出口由高度高于所说两个孔的一个组件彼此分离。
12.根据权利要求4的后投射式图象显示装置，其中所说透射式屏幕的中心的高度是750mm或更低。
全文摘要
一种后投射式图象显示装置，其设计上使投射透镜的投射矩离缩短，且使得所安装的涉及光学系统及一电器系统的部件的密集度增加。而且，该后投射式图象显示装置的外壳的后部分从上部分到下部分的任何部分均被后向地缩小，并且其后盖的低部分被内向压陷。因此，安装本后投射式图象显示装置所需空间可被减小，当装置沿墙壁放置时，该装置可靠墙放置而无任何缝隙，并且当该装置放于角落时，其总体上可深入到墙角落内。
文档编号H04N5/44GK1496115SQ0310775
公开日2004年5月12日 申请日期1995年1月17日 优先权日1994年1月17日
发明者吉川博树, 吉田隆彦, 和田清, 森繁, 大石哲, 渡边敏光, 须曾公士, 横山佳正, 高桥彰, 小松靖彦, 松村佳宪, 中川一成, 尾关考介, 古井真树, 久保尚子, 嶋田勤, 森彻, 石塚聪, 介, 光, 士, 子, 宪, 彦, 成, 树, 正 申请人:株式会社日立制作所