リアプロジェクションテレビ

テレビ黎明期には、陰極線管技術は非常に限られていました。それは、何世紀にもわたってほとんど変わっていない従来のガラス吹き方法に依存していました。管内には非常に高い真空状態を保つ必要があったため、ガラスにはかなりのストレスがかかっていました。このことと、当時のCRTの偏向角が小さかったことから、奥行きを増やさずにCRTの実用的なサイズを制限する必要がありました。^{[ 2 ]}許容できる奥行きのテレビキャビネットに水平に取り付けることができる実用的な管の最大サイズは、約9インチ（23cm ）でした。12インチ（30cm ）の管も製造できましたが、これらは非常に長かったため、垂直に取り付けてキャビネット上部の角度付きミラーを通して見る必要がありました。1936年、英国政府は英国放送協会に、当時としては高精細なテレビ放送サービスを開始するよう説得しました。^{[ a ] [ b ]}英国政府がこの動きに出た主な理由は、予想された第二次世界大戦が現実のものとなった場合に不可欠になると考えられていた陰極線管の生産施設を確立することでした。  

管の形状による歪みを補正する技術はまだ開発されておらず、歪みを最小限に抑えるためには、画面サイズに比べて比較的長い管を作る必要があった。しかし、管の表面は空気圧に対する抵抗力を持たせるために凸型にする必要があったため、これは歪みをある程度軽減するものの、見かけ上の歪みの中心が画面の曲率中心とほぼ一致する場合に限った。そのため、画面サイズに比べて比較的長い管が必要となった。これらの管に使用された加速電圧は後の基準からすると非常に低く、12インチ管でさえ5000ボルトの電源でしか動作しなかった。初期の白色蛍光体は後の製品ほど効率が良くなく、これらの初期のテレビは薄暗い照明の下で見る必要があった。

1937年、フィリップスとヒズ・マスターズ・ボイス（HMV）は、ロンドンのラジオリンピアショーで、同じMS11 ^{[ c ]}フィリップス/マラード^{[ d ]}管をベースにした25インチのテレビを展示した。^{[ 3 ]}これらはショーに先立って広告キャンペーンが行われ、大きな注目を集めていた。テレビの背面は、4 + 1/2インチの管からの画像を、保護のために2枚のガラス板の間に挟まれた25インチのエッチングされたセルロイドスクリーンに投影した。管のサイズは、フラットスクリーンで製造できる最大の管であったため決定された。当時、曲面スクリーンの曲率中心がミラーの曲率中心とほぼ同じ位置にある場合、曲面スクリーンの方が光学的に優れていることは認識されていなかった。管はキャビネットの底に垂直に取り付けられ、スクリーンは凹面鏡に向かって下向きに向けられ、凹面鏡は画像をキャビネット上部の傾斜鏡に向かって上向きに反射し、25 インチのスクリーンに投影した。管のミラー ボックスの上部には、収差を補正するためのシュミット レンズ^{[ e ]}があった。管面の画像の約 100 倍の面積を持つスクリーンを照らすために画像を拡大する必要があったため、管上の画像は非常に明るくなければならなかった。必要な明るさを得るために、管は 25,000 ボルトの加速電源で駆動された。^{[ f ]}管の型式番号からわかるように、蛍光体は緑色で、これは同じビーム電流に対して当時の白色蛍光体よりも明るかった。

残念ながら、フィリップスとHMVはどちらも初日の午後までに展示からセットを撤去せざるを得ませんでした。どちらの場合も陰極線管が故障したためです。これらのセットを購入した顧客は、管が数週間以上持つことはほとんどないことを知って落胆しました（1日に1時間しかテレビ放送がなかったことを考えると）。1937年11月までに、フィリップスは、需要が供給を上回って入手が困難になっていたため、保証期間中に管を交換し続けるよりもセットを買い戻す方が経済的であると判断しました。^{[ 4 ] [ g ]} HMVがこの問題をどのように処理したかについては情報がありません。

1938年までに、フィリップスは以前の陰極線管の欠点を大幅に克服し、フィリップス/マラードMS11/1 ^{[ h ]}投影管を製造しました。^{[ 5 ]}この新しい管は基本的に同様でしたが、より大きな陰極を備えており、より多くのヒーター電力が必要で、より高いビーム電流をサポートできました。^{[ i ]} この新しい管は、以前の管の緑色の蛍光スクリーンを保持していました。テレビセットには、前年のモデルの約4分の3の面積である21インチの小型スクリーンも搭載されており、管をそれほど強く駆動する必要がなかったことを意味します。この後期のモデルを購入した人は、第二次世界大戦の間テレビ放送が1939年に中断されたため、1年かそれ以下の期間しか使用できませんでした。テレビの両モデルには、管の加速電圧が高いため、かなりのX線放射が発生するという問題がありました。これは1930年代には広く懸念事項として見なされていませんでした。^{[ j ]}幸いなことに、この放射線のほとんどは、下向きの管からセットの下部を通過しました。

アメリカ合衆国では、第二次世界大戦の終結に伴いテレビ放送がより普及しました。^{[ 6 ] [ 7 ]}陰極線管技術は戦争中に改良され、歪みを補正できるようになったため、管のサイズは小さくなりましたが、12インチが依然として実用的なサイズの限界でした。しかし、許容できるサイズのキャビネットに12インチの管を水平に取り付けることが可能になりました。このようなサイズの制限の結果、12インチより大きい画面サイズのテレビを製造する方法として、リアプロジェクションシステムが普及しました。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} 3 インチまたは 4 インチのモノクロ CRT を、そのサイズに対して非常に高い加速電圧 (通常 25,000 ボルト^{[ 11 ]}、ただし RCA は 27,000 ボルトを必要とするより大きな 5 インチの管も製造した^{[ 10 ]} ) で駆動し、管は非常に明るい画像を生成し、シュミット レンズとミラー アセンブリを介して、通常対角 22.5 ～ 30 インチの半透明スクリーンに投影しました。この光学系は、前述の以前の Philips システムとほぼ同じです。唯一の違いは、RCA が管に光学的に優れた凸面スクリーンを使用したことです。シュミット レンズは管面の曲率を補正する必要がなく、ミラーの球面収差のみを補正すればよいことに気づいたためです。結果として得られる画像は、直視型 CRT よりも暗く、非常に暗い照明で見る必要がありました。管の駆動レベルが高かったため、管の寿命は比較的短くなりました。

1946年6月にイギリスのテレビ放送が再開されたとき、テレビの生産再開は、主に戦後の資材不足のために遅々として進まなかった。すでに述べたように、直視型陰極線管の実用的な上限は依然として12インチであった。これに対し、1950年にフィリップスは、マラード社を通じて新しい投影管MW6/2を発表した。[k][12] 管の基本的な考え方は変わっていなかったが、サイズはわずか2 + 1/2^{インチと小型化され}、その間にアメリカで開発された技術を活用し、凸面スクリーン面が採用された。また、全長は約4インチ短くなり、戦時中に開発されたより効率的な白色蛍光体が採用された。この管により、よりコンパクトなリアプロジェクションシステムが実現した。管は以前と同様に水平に取り付けられ、凹面鏡に向けられたが、今回は反射像が管用の穴が中央に開いた平面鏡によって90度回転された。その後、シュミット補正レンズを通して上方に反射され、さらに90度回転してスクリーンに投影された。^{[ l ]}

この新しい管と光学系は、以前のシステムに比べていくつかの利点がありました。セットキャビネットを小型化することができました。以前はスクリーンが大きな家具の上に置かれていましたが、この新しいシステムでは、通常のコンソールサイズのキャビネット内で、直視型テレビのスクリーンと同じような位置にスクリーンを配置することができました。シュミットミラーは、ミラーからの球面収差を補正するために依然として必要でした。^{[ m ]}追加の平面ミラーを使用することで、偏向コイルとフォーカスマグネットをこのミラーの後ろに配置して光路から外すことができました。以前は、凹面ミラーが管のスクリーンよりもやや大きかったため、画像が部分的に遮られていました。管を収容する光学ボックスは、管から発生するX線を遮蔽するようにも設計されていました。光学ボックスは、15 + 1/2、17 + 3/4、19 + 7/8インチのスクリーン用に3つのバージョンで製造されました。44インチまたは52インチのスクリーンへのフロントプロジェクション用に、さらに2つのサイズが用意されていました。^{[ 13 ]}違いは、凹面鏡に対する管のスクリーンの位置とシュミットレンズの光学特性のみであった。この新しいシステムは、薄暗い照明下で見たときに十分な明るさ​​の許容できる画像を提供した。しかし、管のスクリーンの明るい画像と、管が依然として高負荷で駆動されることから、管の寿命は同時代の直視型管よりもかなり短かった。リアプロジェクションセットは、その寿命中に少なくとも1つか2つの管を交換する必要があった。この不便さは、管が大量生産される必要があったことと、交換が比較的容易であったことなどから、大型の直視型に比べて管の価格が比較的低かったことで、ある程度相殺された。

1950年代が進むにつれて、陰極線管技術にはいくつかの大きな進歩がありました。管球をスクリーンの外側に鋼鉄バンドでプレストレスをかけてインプロージョンを防ぐことで、より大きな管径を製造できるようになりました。これらのスクリーンの偏向収差を補正する改良により、より大きな偏向角が可能になり、結果として、同じスクリーンサイズでより短い管を製造できるようになりました。さらに、以前の回路の電力を消費することなく、必要な大電流を生成できる、はるかにシンプルな偏向システムが開発されました。1956年までに、ほぼ長方形の面を持つ管を製造する能力が開発されました。これはプレストレスによって促進されましたが、それでも大気圧に耐えるために壁は凸型にする必要がありました。^{[ 14 ]} この時点では17インチが最大サイズでしたが、これはすぐにリアプロジェクション技術を時代遅れにするのに十分な大きさでした。戦後の優れた白色蛍光体とより高い加速電圧を使用することで、^{[ n ]}テレビはより大きく、より明るくなりました。

テレビ技術が発展し、画質が向上するにつれて、陰極線管のサイズ制限が再び問題となった。短い管長でより大きな画面サイズが利用可能になったにもかかわらず、当時の直視型陰極線管の能力を超える画面サイズを実現するために、リアプロジェクションシステムへの関心が再び高まった。現代のカラーリアプロジェクションテレビは1970年代に市販されたが、^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}当時は直視型CRTの画像の鮮明さには及ばなかった。

プロジェクションテレビは、その大きなサイズを考慮して、直視型CRTや特に奥行きが制限されたフラットパネルテレビと比較して、より大きなスピーカーやより強力な内蔵オーディオを搭載している場合があり、サウンドバーに似たSRS LabsのSound Retrieval System（SRS）などの基本的なサラウンドサウンド処理やエミュレーターも搭載していました。