JP2001133887A - 背面投写型画像表示装置 - Google Patents

背面投写型画像表示装置

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JP2001133887A
JP2001133887A JP31055799A JP31055799A JP2001133887A JP 2001133887 A JP2001133887 A JP 2001133887A JP 31055799 A JP31055799 A JP 31055799A JP 31055799 A JP31055799 A JP 31055799A JP 2001133887 A JP2001133887 A JP 2001133887A
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成多 山岸
Hiroshi Miyai
宏 宮井
Hiroshi Yamaguchi
博史 山口
Kenichi Ikeda
健一 池田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３管式のリアプロジェクターにおいてカラー
シェーディングのない高画質を維持しながら、特に外光
に強い装置を提供する。 【解決手段】 異なる入射角をもって各色光がスクリー
ンに入射して画像合成を行うリアプロジェクターにおい
てフレネルレンズを経た光をカラーシェーディング除去
手段でおよそ主光線の平行な光に変換後、透明パネルの
入射側に光吸収作用のある接着剤によって透明なビーズ
を配列することによって構成される光拡散手段に入射せ
しめる。このときカラーシェーディング除去手段は１対
１に対応する入射側レンチキュラーレンズと出射側レン
チキュラーレンズからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の画像表示装置
を水平並置して使用する背面投写型画像表示装置に関
し、特に視野角が広くカラーシェーディングの少ない高
画質、高性能を備えた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の背面投写型画像表示装置を
図面を用いて説明する。図７は、従来の３管式プロジェ
クターの全体構成図である。同図は、現在、家庭用大型
映像市場の主力であるビデオプロジェクター（投写型表
示装置１００示し、これは３つのＣＲＴ１０１，１０
２，１０３上の画像を投写レンズ１０４，１０５，１０
６で拡大しスクリーン上に合成する構成をしている。こ
のスクリーンは、図７にあるようにコリメート手段であ
るフレネルレンズ１０７と、光拡散手段のレンチキュラ
ーシート１０８とからなり、異なる方向から入射する各
色光の主光線を平行にして出射出来ることから観察者の
立ち位置によって色目が変わるカラーシェーディングを
改善している。同時にスクリーン出射面には外光による
黒浮きを防ぐため光吸収材であるブラックストライプ１
０９を備え、垂直方向の視野角確保のため拡散材をブラ
ックストライプ１０９間の基板パネル上に塗布したり、
基板パネル材料に拡散材を混入して構成されている。し
かし図８にあるようにブラックストライプ１０９間の開
口部には異なる色光の光源像を形成するため、光損失を
防ぐためブラックストライプ１０９間の間隔を前記光源
像に対し十分確保する必要があり、ブラックストライプ
１０９の密度が疎となってしまう。従ってこの開口部に
外光が入射した際には拡散材で光を反射してしまうこと
で生じる黒浮きを十分に改善することが出来なかった。
【０００３】このような問題を解決するスクリーンが近
年提案されているので以下に示す。第１に特表平９−５
０４８８２号公報に示すビーズタイプのものと、第２に
特開平１０−３３９９１５号公報に示すブラックストラ
イプタイプのものと、第３に特開平１０−１１１５３７
号公報に示す着色層タイプのものとがあげられる。第１
のビーズタイプの構成は図９に示すようになっており、
光を透過する材料からなる基板パネル１１０上に光透過
性の材料からなる微小なビーズ１１１を光吸収性の接着
剤１１２を介して固定してなる。入射した光はビーズ１
１１で集光され、ビーズ１１１と基板パネル１１０とが
接した部分に集光されることで基板パネル１１０を透過
して拡散光として出射される。このスクリーンの特徴は
ビーズ１１１が非常に小さいことからファインピッチな
表示が出来ることと、ビーズ１１１と基板パネル１１０
とが接した部分は点であり、観察者側から見るとほとん
ど認められないような面積であることから、この開口以
外のスクリーン前面は光吸収性の接着剤で占められ、強
い外光下にあっても黒レベルが浮きにくくなっているこ
とである。 また、ブラックストライプタイプの原理は
図１０に示すような構成であり、入射面にレンズ面を備
えたレンチキュラーシート１１３と、その出射側に配置
された前面パネル１１４間にブラックストライプ１１５
と、拡散層１１６が備えられて構成されている。レンチ
キュラーレンズに入射した光はここで収束され、ブラッ
クストライプ１１５間に設けられた開口部あるいはその
周辺に集光される。ここを透過した光は拡散層で垂直方
向にも拡散を受けた後出射される。このスクリーンの特
徴はレンチキュラーシート１１３を薄く形成できるので
ファインピッチ化が容易であることと、拡散層１１６が
ブラックストライプ１１５前面にあることからスクリー
ン前面に入射した外光は拡散層１１６で光路を曲げられ
るがブラックストライプ１１５に至り、全反射されるこ
となくここで吸収されることにより強い外光下にあって
も黒レベルが浮きにくくなっている。
【０００４】さらに着色層タイプの原理は図１１に示す
ような構成であり、基本的には入射面にシリンドリカル
レンズ１１７を備えたレンチキュラーシート１１８と、
前記シリンドリカルレンズ１１７の入射面近傍に着色層
１１９を備えており、この基盤であるレンチキュラーシ
ート１１８の材料は着色されていないかまたは前記着色
層１１９より薄く着色されて構成されている。従って前
記着色層１１９に入射した光はここを透過後、レンチキ
ュラーレンズ１１７に入射した光はここで収束されたの
ちに広がりを持って観察者側に射出される。
【０００５】このスクリーンの特徴は図１１から分かる
ように周囲の環境からの外光のうち、着色層１１９に対
して入射角小さく入射する光はここを透過することで筐
体内に吸収され再度スクリーン面に戻る光はほとんどな
く有害光とはならない、また、着色層１１９に対して入
射角大きく入射する光は着色層１１９と空気面間におい
て全反射せしめられる。全反射された光のうち、いくら
かの光は観察者側に戻る光路をたどるがこのとき着色層
を通る距離が長くなることから、着色層でほとんど吸収
されてしまう。このようにしてこの着色層タイプにおい
ても画像表示装置からの光は大きく劣化無く、レンチキ
ュラーシート１１８を薄く形成できるのでファインピッ
チ化が容易であることと、スクリーンに入射した外光が
反射されないことから強い外光下にあっても黒レベルが
浮きにくくなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ビ
ーズタイプ、ブラックストライプタイプの提案共に入射
側レンズ（ビーズタイプはビーズ、ブラックストライプ
タイプはシリンドリカルレンズ）で微小面積の開口部に
集光する必要がある。従ってこれらはカラー画像を表示
する画像表示装置上の画像を１つの投写レンズで拡大投
射した画像を拡大表示するには問題ないが、先に述べた
ようにＣＲＴを用いた現在主流のプロジェクターに用い
ると各色光で入射側レンズに異なる角度で入射すること
から中心にあるＣＲＴ以外の色光は光吸収層上に集光し
てしまうことから光利用効率を大きく損なう上に、色バ
ランスも取れなくなってしまう。
【０００７】また前記着色層タイプの提案においては先
に述べたようにＣＲＴを用いた現在主流のプロジェクタ
ーに用いると各色光で入射側レンズに異なる角度で入射
することから出射光の強度分布が色により変わってしま
い、顕著なカラーシェーディングとなってしまう。従っ
てこれらはカラー画像を表示する画像表示装置上の画像
を１つの投写レンズで拡大投射した画像を拡大表示する
には問題ないが、先に述べたようにＣＲＴを用いた現在
主流のプロジェクターに用いると各色光で入射側レンズ
に異なる角度で入射することから中心にあるＣＲＴ以外
の色光は光吸収層上に集光してしまうことから光利用効
率を大きく損なったり、色バランス、カラーシェーディ
ングも取れなくなってしまう。
【０００８】従ってプロジェクター市場を今以上に拡大
するにはＣＲＴ３管式プロジェクターにおいて以上にあ
げた３つの提案以外の外光の影響による黒浮きを抑える
提案が新たに求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の発明による画像表示装置は、入力信号に応じて
画像表示を行う画像表示装置と前記画像表示装置上の画
像を拡大投写する投写レンズとからなり互いに水平方向
に配置された３原色画像投写部と、前記３原色画像投写
部によって投写された画像を映すように設けられた透過
型スクリーンとを備えてなり、前記透過型スクリーンは
最も投写レンズ側にそれぞれ各色光の画像投写部からの
角度を持った入射光をテレセントリックな光に変換可能
なコリメート手段と、その出射側に配置されており、入
射面に水平方向の光を収束する入射側レンチキュラーレ
ンズを備え出射面には前記収束光に対応した出射側レン
チキュラーレンズを備えてなり前記コリメート手段を経
た前記画像投写部からの各色光の主光線を互いに平行に
して出射するカラーシェーディング除去手段と、さらに
その出射側に配置されており透明な材料からなる微小ビ
ーズが透明な材料からなる基盤シートの入射面上に配置
され、基盤シートと微小ビーズ間の光透過部以外の基盤
シートの入射面上を不透明な結合剤で覆われてなる光拡
散手段と、から構成される。
【００１０】第２の発明による画像表示装置は入力信号
に応じて画像表示を行う画像表示装置と前記画像表示装
置上の画像を拡大投写する投写レンズとからなり互いに
水平方向に配置された３原色画像投写部と、前記３原色
画像投写部によって投写された画像を映すように設けら
れた透過型スクリーンとを備えてなり、前記透過型スク
リーンは最も投写レンズ側にそれぞれ各色光の画像投写
部からの角度を持った入射光をテレセントリックな光に
変換可能なコリメート手段と、その出射側に配置されて
おり、入射面に水平方向の光を収束する入射側レンチキ
ュラーレンズを備え出射面には前記収束光に対応した出
射側レンチキュラーレンズを備えてなり前記コリメート
手段を経た前記画像投写部からの各色光の主光線を互い
に平行にして出射するカラーシェーディング除去手段
と、さらにその出射側に配置されており入射面に水平方
向の光を収束する入射側レンチキュラーレンズを備え、
その結像位置あるいはその近傍以外の部分には光を吸収
する特性を備えた材料からなブラックストライプ層と、
拡散材料を含む材料からなる拡散パネルとからなる光拡
散手段と、からなることを特徴として構成される。
【００１１】第３の発明による画像表示装置は入力信号
に応じて画像表示を行う画像表示装置と前記画像表示装
置上の画像を拡大投写する投写レンズとからなり互いに
水平方向に配置された３原色画像投写部と、前記３原色
画像投写部によって投写された画像を映すように設けら
れた透過型スクリーンとを備えてなり、前記透過型スク
リーンは最も投写レンズ側にそれぞれ各色光の画像投写
部からの角度を持った入射光をテレセントリックな光に
変換可能なコリメート手段と、その出射側に配置されて
おり、入射面に水平方向の光を収束する入射側レンチキ
ュラーレンズを備え出射面には前記収束光に対応した出
射側レンチキュラーレンズを備えてなり前記コリメート
手段を経た前記画像投写部からの各色光の主光線を互い
に平行にして出射するカラーシェーディング除去手段
と、さらにその出射側に配置されており入射面に水平方
向の光を収束するレンチキュラーレンズを備え、前記レ
ンチキュラーレンズの少なくとも入射面の近傍に形成さ
れた着色層を備え、その基板材料は着色されていないか
または前記着色層より薄く着色されていることを特徴と
してなる光拡散手段と、からなることを特徴として構成
される。
【００１２】前記第１、２、３の発明において透過型ス
クリーンのコリメート手段は透過型スクリーンから画像
投写部までの距離におよそ等しい焦点距離のフレネルレ
ンズシートであることを特徴として構成される。
【００１３】前記第１、２、３の発明において透過型ス
クリーンのカラーシェーディング除去手段の入射側レン
チキュラーレンズは３原色画像投写部の像を水平方向に
ついておよそその水平方向のピッチ同等あるいは水平方
向のピッチより小さく形成するような焦点距離の設定で
あり、出射レンチキュラーレンズはこの結像範囲を包括
する水平方向の幅を有することを特徴として構成され
る。
【００１４】前記第１、２、３の発明において透過型ス
クリーンのカラーシェーディング除去手段の出射レンチ
キュラーレンズはおよそ入射側レンチキュラーレンズの
結像位置に配置されていることを特徴として構成され
る。
【００１５】前記第１、２、３の発明において透過型ス
クリーンのカラーシェーディング除去手段の出射レンチ
キュラーレンズはおよそ入射側レンチキュラーレンズま
での距離を焦点距離とするレンチキュラーレンズである
ことを特徴として構成される。
【００１６】前記第１、２、３の発明において透過型ス
クリーンのカラーシェーディング除去手段の入射側レン
チキュラーレンズは３原色画像投写部の像を水平方向に
ついておよそその水平方向のピッチより小さく形成する
ような焦点距離の設定であり、出射レンチキュラーレン
ズはこの結像範囲を包括しながらも入射側レンチキュラ
ーレンズの水平方向の幅より狭い構成であり、隣り合う
出射レンチキュラーレンズ間には光吸収剤が備えられて
いることを特徴として構成される。
【００１７】前記第１、２、３の発明において透過型ス
クリーンのカラーシェーディング除去手段は片面に前記
入射側レンチキュラーレンズ、反対面には前記出射レン
チキュラーレンズを備えたレンチキュラーシートである
ことを特徴として構成される。
【００１８】前記第２の発明において光拡散手段の拡散
パネルは透明な材料からなる平面パネルと入射面側に備
えられた拡散層からなることを特徴として構成される。
【００１９】前記第２の発明において光拡散手段のブラ
ックストライプ層、拡散パネル間が密着されてなること
を特徴として構成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明によれば異なる角度から入
射する各色光の主光線をカラーシェーディング除去手段
でおよそ平行に変換したのちに外光の影響を受けにくい
光拡散手段に入射せしめることにより、光利用効率を落
とすことなく外光に強い複数の画像表示装置を備えたプ
ロジェクター（たとえばＣＲＴ３管式プロジェクター）
を提供することが出来る。 （実施の形態１）図１は実施の形態１の概略構成図であ
り、図２はスクリーン部周辺の拡大図である。本例の投
写型画像表示装置２００は水平方向に一列に配置された
赤色用ＣＲＴ２０１、緑色用ＣＲＴ２０２、青色用ＣＲ
Ｔ２０３とそれぞれのＣＲＴの前部に配置され、各色光
を所望の位置に導く照明レンズ２０４、２０５、２０６
からなる画像表示装置２０７と、前記照明レンズ２０
４、２０５、２０６の出射瞳まで距離とおよそ等しい焦
点距離を持つフレネルレンズ２１１が各色について画像
表示装置２０７からの光を各色光の主光線２０８、２０
９、２１０に対して略平行光に変換するコリメート手段
として配置され、その出射側にはそれぞれ同ピッチで同
じ方向に配列されたシリンドリカルレンズを入射面と出
射面に備え、入射面側のシリンドリカルレンズ２１２は
およそ出射面側シリンドリカルレンズ２１３間での距離
に等しい焦点距離を持ち、出射面側のシリンドリカルレ
ンズ２１３はおよそ入射面側シリンドリカルレンズ２１
２間での距離に等しい焦点距離を持つ。このように構成
されることで図からも分かるようにシリンドリカルレン
ズ２１２の中央部に入射した各色光の主光線２０８，２
０９，２１０についてみるとこれらの光はシリンドリカ
ルレンズ２１３の入射側焦点位置にあるのでおよそ平行
光としてシリンドリカルレンズ２１３から互いに平行な
主光線２１４、２１５、２１６として出射される。ま
た、シリンドリカルレンズ２１２におよそ平行光として
入射した緑光２１７、２０９、２１８についてみればシ
リンドリカルレンズ２１２は焦点位置をシリンドリカル
レンズ２１３の位置に持つことからシリンドリカルレン
ズ２１３の中心部に集光せしめられる。赤光、青光はそ
れぞれ主光線２０８，２１０について平行な光として入
射することからシリンドリカルレンズ２１３上緑光と隣
り合う位置に集光せしめられる。このような作用を果た
すカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラー
シート２１９と、その出射側には透明パネル２２０上に
光吸収作用のある黒色の接着剤２２１で光を透過する透
明な材料からなる無数のビーズ２２２が図にあるように
ビーズ２２２と透明パネル２２０が接して固定されてい
る。従ってビーズ２２２に入射した光は平行光であれば
ビーズ２２２と透明パネル２２０が接している光を透過
する開口部２２３に集光されて透明パネル２２０を抜け
て観察者側に出射される。このときビーズ２２２を非常
に小さく設定して開口部２２３への入射角を大きくすれ
ば広視野角化が可能な拡散手段としてビーズタイプ拡散
パネル２２４を構成できる。以上により実施の形態１は
構成される。
【００２１】このとき観察者側から最前面に配置された
ビーズタイプ拡散パネル２２４をみると開口部２２３は
全体面積に対し非常に小さい面積であることから観察者
側から強い外光が入射してもほとんど接着剤２２１で吸
収される上、開口部２２３を抜けた光も拡散剤が配置さ
れていないことから筐体内に入射するが再度この開口部
２２３に戻って観察者に観察されることはないことから
環境に左右されることなく、常に締まった黒を提要する
事が出来る。もちろんビーズタイプ拡散パネル２２４に
入射する各色光ともおよそ主光線は平行になっているの
で射出される光の角度分布も同じになることから観察者
にはカラーシェーディングのない均一な色を再現した画
像を提供できる。
【００２２】以上に述べた構成にあるカラーシェーディ
ング除去手段であるレンチキュラーシート２１９は照明
レンズ２０４、２０５、２０６の出射瞳像をシリンドリ
カルレンズ２１２によりシリンドリカルレンズ２１３上
の異なる位置に形成するが、このときの光源像（出射瞳
像）はシリンドリカルレンズ２１３の幅（１ピッチ）内
に収まるようにその厚みが決定されている。ちなみにレ
ンズのピッチが一定で厚みが薄くなれば各シリンドリカ
ルレンズの焦点距離は短くなり、シリンドリカルレンズ
２１３上に形成される像は小さくできるが出射光の広が
り角が大きくなるのでビーズタイプ拡散パネル２２４で
開口部２２３に集光しきれない光が損失となる可能性も
ある。一方レンズのピッチが一定で厚みが厚くなれば各
シリンドリカルレンズの焦点距離は長くなり、シリンド
リカルレンズ２１３上に形成される像が大きくなり、１
つのシリンドリカルレンズ２１３に入らずにとなりのレ
ンズに入射すれば迷光となり光損失となる。よって照明
レンズ２０４、２０５、２０６の出射瞳像の大きさとそ
れぞれの間隔とカラーシェーディング除去手段であるレ
ンチキュラーシート２１９までの距離、シリンドリカル
レンズ２１２、２１３のピッチと焦点距離、ビーズタイ
プ拡散パネル２２４の入射角に対する光透過率特性を把
握して最も光利用特性の優れた構成を取ることが望まし
い。
【００２３】さらにはシリンドリカルレンズ２１３に十
分小さく光源像を形成できればシリンドリカルレンズ２
１３の隣り合うレンズ間に光吸収層であるブラックスト
ライプを形成すれば迷光による混色など画質劣化要因を
確実に除くことが出来る。
【００２４】上記実施の形態１ではビーズタイプ拡散パ
ネル２２４においてビーズ２２２と透明パネル２２０が
接して固定されているとしたが必ずしも接していなくて
も、ビーズ２２２で集光された光が透明パネル２２０に
到達するような構成（光透過部に遮光材が介入しない）
であれば応用可能なことは言うまでもない。
【００２５】ここに示したビーズタイプ拡散パネル２２
４は後に述べる構成と比較して特に外光に強いという特
徴を有しているのでこの構成によれば特に強い外光下で
も高コントラスト化実現できる。 （実施の形態２）図３は実施の形態２の概略構成図であ
り、図４はスクリーン部周辺の拡大図である。本例の投
写型画像表示装置３００は水平方向に一列に配置された
赤色用ＣＲＴ３０１、緑色用ＣＲＴ３０２、青色用ＣＲ
Ｔ３０３とそれぞれのＣＲＴの前部に配置され、各色光
を所望の位置に導く照明レンズ３０４、３０５、３０６
からなる画像表示装置３０７と、前記照明レンズ３０
４、３０５、３０６の出射瞳まで距離とおよそ等しい焦
点距離を持つフレネルレンズ３１１が各色について画像
表示装置３０７からの光を各色光の主光線３０８、３０
９、３１０に対して略平行光に変換するコリメート手段
として配置され、その出射側にはそれぞれ同ピッチで同
じ方向に配列されたシリンドリカルレンズを入射面と出
射面に備え、入射面側のシリンドリカルレンズ３１２は
およそ出射面側シリンドリカルレンズ３１３間での距離
に等しい焦点距離を持ち、出射面側のシリンドリカルレ
ンズ３１３はおよそ入射面側シリンドリカルレンズ３１
２間での距離に等しい焦点距離を持つ。このように構成
されることで図からも分かるようにシリンドリカルレン
ズ３１２の中央部に入射した各色光の主光線３０８，３
０９，３１０についてみるとこれらの光はシリンドリカ
ルレンズ３１３の入射側焦点位置にあるのでおよそ平行
光としてシリンドリカルレンズ３１３から互いに平行な
主光線３１４、３１５、３１６として出射される。ま
た、シリンドリカルレンズ３１２におよそ平行光として
入射した緑光３１７、３０９、３１８についてみればシ
リンドリカルレンズ３１２は焦点位置をシリンドリカル
レンズ３１３の位置に持つことからシリンドリカルレン
ズ３１３の中心部に集光せしめられる。赤光、青光はそ
れぞれ主光線３０８，３１０について平行な光として入
射することからシリンドリカルレンズ３１３上緑光と隣
り合う位置に集光せしめられる。このような作用を果た
すカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラー
シート３１９と、その出射側には透明パネル３２０上の
前記レンチキュラーシート３１９側に拡散材により形成
された光拡散層３２１が備えられており、さらに光吸収
作用のある黒色の材料からなるブラックストライプ３２
２が接着剤３２３により光拡散層３２１と前記レンチキ
ュラーシート３１９側はシリンドリカルレンズ３２４の
集合体でなり他面を平面としたレンチキュラーシート３
２５の平面側に狭持されて構成されるブラックストライ
プタイプ拡散パネル３２６が配置されている。ここに述
べたブラックストライプタイプ拡散パネル３２６のシリ
ンドリカルレンズ３２４は前記シリンドリカルレンズ３
１３と同じく入射光に対して水平方向に屈折作用を与え
るように並列されており、そのピッチはシリンドリカル
レンズ３１３に必ずしも一対一に対応する必要はなく、
ここではシリンドリカルレンズ３１３のピッチに対して
十分小さく構成する。さらにシリンドリカルレンズ３２
４は略平行で入射する光が集光する位置がおよそブラッ
クストライプ３２２までの距離になるよう設定されてい
る。すなわちシリンドリカルレンズ３２４の焦点距離は
レンチキュラーシート３２５の厚さにほぼ等しく設定さ
れている。また、ブラックストライプ３２２は垂直方向
に延びて形成されており、そのストライプ間にはシリン
ドリカルレンズ３２４で集光された光が透過するに足り
るだけの最小の間隔が設けられている。
【００２６】このとき観察者側から最前面に配置された
ブラックストライプタイプ拡散パネル３２６をみるとブ
ラックストライプ３２２間の間隔は全体面積に対し非常
に小さい面積であることから実施の形態１と同様に観察
者側から強い外光が入射してもほとんどブラックストラ
イプ３２２で反射される上、ブラックストライプ３２２
間の間隔を抜けた光は筐体内に入射するが、再度このブ
ラックストライプ３２２間の間隔に戻って観察者に観察
されることはないことから環境に左右されることなく、
常に締まった黒を提要する事が出来る。もちろんブラッ
クストライプタイプ拡散パネル３２６に入射する各色光
ともおよそ主光線は平行になっているので射出される光
の角度分布も同じになることから観察者にはカラーシェ
ーディングのない均一な色を再現した画像を提供でき
る。
【００２７】以上に述べた構成にあるカラーシェーディ
ング除去手段であるレンチキュラーシート３１９は照明
レンズ３０４、３０５、３０６の出射瞳像をシリンドリ
カルレンズ３１２によりシリンドリカルレンズ３１３上
の異なる位置に形成するが、このときの光源像（出射瞳
像）はシリンドリカルレンズ３１３の幅（１ピッチ）内
に収まるようにその厚みが決定されている。ちなみにレ
ンズのピッチが一定で厚みが薄くなれば各シリンドリカ
ルレンズの焦点距離は短くなり、シリンドリカルレンズ
３１３上に形成される像は小さくできるが出射光の広が
り角が大きくなるのでブラックストライプタイプ拡散パ
ネル３２６でブラックストライプ３２２間の間隔に集光
しきれない光が損失となる可能性もある。一方レンズの
ピッチが一定で厚みが厚くなれば各シリンドリカルレン
ズの焦点距離は長くなり、シリンドリカルレンズ３１３
上に形成される像が大きくなり、１つのシリンドリカル
レンズ３１３に入らずにとなりレンズに入射すれば迷光
となり光損失となる。よって照明レンズ３０４、３０
５、３０６の出射瞳像の大きさとそれぞれの間隔とカラ
ーシェーディング除去手段であるレンチキュラーシート
３１９までの距離、シリンドリカルレンズ３１２、３１
３のピッチと焦点距離、ブラックストライプタイプ拡散
パネル３２６の入射角に対する光透過率特性を把握して
最も光利用特性の優れた構成を取ることが望ましい。
【００２８】さらにはシリンドリカルレンズ３１３に十
分小さく光源像を形成できればシリンドリカルレンズ３
１３の隣り合うレンズ間に光吸収層であるブラックスト
ライプを形成すれば迷光による混色など画質劣化要因を
確実に除くことが出来る。
【００２９】上記実施の形態２ではブラックストライプ
タイプ拡散パネル３２６においてブラックストライプ３
２２が接着剤３２３により光拡散層３２１と密着してい
たがここを密着せずに空気層としても画像表示装置から
の光はほとんど損失無く利用できる。但し外光が拡散層
において屈折せしめられ大きな入射角で入射すると空気
層で反射されて黒浮きを生じることになるので密着する
ことが望ましい。
【００３０】ここに示したブラックストライプタイプ拡
散パネル３２６は実施の形態１の構成と比較して水平と
垂直の視野角を独立して設定することが出来、実施の形
態３の構成と比較して外光に強いという特徴を有してい
るのでこの構成によれば特に画像表示装置に明るさ余裕
がない場合でも高画質化を実現できる。 （実施の形態３）図５は実施の形態３の概略構成図であ
り、図６はスクリーン部周辺の拡大図である。本例の投
写型画像表示装置４００は水平方向に一列に配置された
赤色用ＣＲＴ４０１、緑色用ＣＲＴ４０２、青色用ＣＲ
Ｔ４０３とそれぞれのＣＲＴの前部に配置され、各色光
を所望の位置に導く照明レンズ４０４、４０５、４０６
からなる画像表示装置４０７と、前記照明レンズ４０
４、４０５、４０６の出射瞳まで距離とおよそ等しい焦
点距離を持つフレネルレンズ４１１が各色について画像
表示装置４０７からの光を各色光の主光線４０８、４０
９、４１０に対して略平行光に変換するコリメート手段
として配置され、その出射側にはそれぞれ同ピッチで同
じ方向に配列されたシリンドリカルレンズ４１２を入射
面に備えた第一のレンチキュラーシート４１３が配され
ている。シリンドリカルレンズ４１２は第２レンチキュ
ラーシート４１４の出射面側に備えられたシリンドリカ
ルレンズ４１５間での距離に等しい焦点距離を持ち、シ
リンドリカルレンズ４１５はおよそシリンドリカルレン
ズ４１２間との距離に等しい焦点距離を持つ。このよう
に構成されることで図からも分かるようにシリンドリカ
ルレンズ４１２の中央部に入射した各色光の主光線４０
８，４０９，４１０についてみるとこれらの光はシリン
ドリカルレンズ４１５の入射側焦点位置にあるのでおよ
そ平行光としてシリンドリカルレンズ４１５から互いに
平行な主光線４１６、４１７、４１８として出射され
る。また、シリンドリカルレンズ４１２におよそ平行光
として入射した緑光４１９、４０９、４２０についてみ
ればシリンドリカルレンズ４１２は焦点位置をシリンド
リカルレンズ４１５の位置に持つことからシリンドリカ
ルレンズ４１５の中心部に集光せしめられる。赤光、青
光はそれぞれ主光線４０８，４１０について平行な光と
して入射することからシリンドリカルレンズ４１５上緑
光と隣り合う位置に集光せしめられる。このような作用
を果たすカラーシェーディング除去手段である第一のレ
ンチキュラーシート４１３、第２のレンチキュラーシー
ト４１４と、その出射側には入射側にシリンドリカルレ
ンズ４２１を配し、他面は平面からなり、シリンドリカ
ルレンズ４２１の入射側には着色層４２２が設けられて
なる第３のレンチキュラーシート４２３が配置されてい
る。シリンドリカルレンズ４２１のピッチはシリンドリ
カルレンズ４１２、４１５に必ずしも一対一に対応する
必要はなく、ここではシリンドリカルレンズ４１２，４
１５のピッチに対して十分小さく構成する。
【００３１】このとき観察者側から最前面に配置された
第３のレンチキュラーシート４２３をみると実施の形態
１、２と同様に観察者側から強い外光が入射しても着色
層４２２に小さな入射角で入射下光は筐体内で吸収さ
れ、大きな入射角で入射した光は着色層４２２内で全反
射角により長い光路経て再度観察者側に射出されるが、
着色層４２２の光路中でほとんどの光は吸収されるため
再度戻る光はごくわずかとなる。従って環境に左右され
ることなく、常に締まった黒を提要する事が出来る。も
ちろん第３のレンチキュラーシート４２３に入射する各
色光ともおよそ主光線は平行になっているので射出され
る光の角度分布も同じになることから観察者にはカラー
シェーディングのない均一な色を再現した画像を提供で
きる。
【００３２】以上に述べた構成にあるカラーシェーディ
ング除去手段である第一のレンチキュラーシート４１
３、第２のレンチキュラーシート４１４は照明レンズ４
０４、４０５、４０６の出射瞳像をシリンドリカルレン
ズ４１２によりシリンドリカルレンズ４１５上の異なる
位置に形成するが、このときの光源像（出射瞳像）はシ
リンドリカルレンズ４１５の幅（１ピッチ）内に収まる
ようにその厚みが決定されている。ちなみにレンズのピ
ッチが一定で厚みが薄くなれば各シリンドリカルレンズ
の焦点距離は短くなり、シリンドリカルレンズ４１５上
に形成される像は小さくできるが出射光の広がり角が大
きくなるので第３のレンチキュラーシート４２３でシリ
ンドリカルレンズ４２１で全反射されたり、希望する視
野角よりも角度が大きくなりすぎることから観察者は所
望の明るさを得られなくなってしまう。
【００３３】一方レンズのピッチが一定で厚みが厚くな
れば各シリンドリカルレンズの焦点距離は長くなり、シ
リンドリカルレンズ４１５上に形成される像が大きくな
り、１つのシリンドリカルレンズ４１５に入らずにとな
りレンズに入射すれば迷光となり光損失となる。よって
照明レンズ４０４、４０５、４０６の出射瞳像の大きさ
とそれぞれの間隔とカラーシェーディング除去手段であ
るレンチキュラーシート４１３までの距離、シリンドリ
カルレンズ４１２、４１５のピッチと焦点距離、第３の
レンチキュラーシート４２３の入射角に対する光透過率
特性を把握して最も光利用特性の優れた構成を取ること
が望ましい。
【００３４】さらにはシリンドリカルレンズ４１５に十
分小さく光源像を形成できればシリンドリカルレンズ４
１５の隣り合うレンズ間に光吸収層であるブラックスト
ライプを形成すれば迷光による混色など画質劣化要因を
確実に除くことが出来る。
【００３５】ここに示した第３のレンチキュラーシート
４２３は実施の形態１、２の構成と比べ比較的外光に対
してやや弱くなるが、実施の形態１の構成と比較して水
平と垂直の視野角を独立して設定することが出来る。ま
たこの構成では押し出し成形等で安価に製造できること
が最大の長所である。よってこの構成によれば特に画像
表示装置に明るさ余裕がない場合でも高画質化を比較的
安価に実現できる。
【００３６】以上に述べた実施の形態ではＣＲＴを用い
て画像表示を行っているが必ずしもこれにとらわれるこ
とはなく、液晶等のライトバルブを用いた構成において
も応用可能であることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば現在市場
で主流である３管式リアプロジェクターにおいて、カラ
ーシェーディング除去手段により異なる角度から光拡散
手段に入射してくる各色光を主光線がおよそ平行な光と
し、外光の影響を受けにくい光拡散手段に入射せしめる
ことにより、光利用効率を落とすことなく外光に強いプ
ロジェクターを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の全体構成図
【図２】実施の形態１のスクリーン周辺拡大図
【図３】実施の形態２の全体構成図
【図４】実施の形態２のスクリーン周辺拡大図
【図５】実施の形態３の全体構成図
【図６】実施の形態３のスクリーン周辺拡大図
【図７】従来の３管式プロジェクターの全体構成図
【図８】従来の３管式プロジェクターのスクリーン周辺
拡大図
【図９】従来のビーズタイプ拡散手段説明図
【図１０】従来のブラックストライプ拡散手段説明図
【図１１】従来の着色層拡散手段説明図
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 投
写型画像表示装置 １０１、２０１、３０１、４０１ 赤色用ＣＲＴ １０２、２０２、３０２、４０２ 緑色用ＣＲＴ １０３、２０３、３０３、４０３ 青色用ＣＲＴ １０４、１０５、１０６、２０４、２０５、２０６、３
０４、３０５、３０６、 ４０４、４０５、４０６ 照
明レンズ ２０７、３０７、４０７ 画像表示装置 ２０８、３０８、２１４、３１４、４０８、４１６ 赤
光主光線 ２０９、３０９、２１５、３１５、４０９、４１７ 緑
光主光線 ２１０、３１０、２１６、３１６、４１０、４１８ 青
光主光線 １０７、２１１、３１１、４１１ フレネルレンズ １１７、２１２、２１３、３１２、３１３、３２４、４
１２、４１５、４２１シリンドリカルレンズ ２１７、２１８、３１７、３１８、４１９、４２０ 緑
光 １０８、１１８、１１３、２１９、３１９、３２５、４
２３ レンチキュラーシート １１０ 基板パネル １１４ 前面パネル ２２０、３２０ 透明パネル １１２、２２１ 光吸収作用のある黒色の接着剤 １１１、２２２ ビーズ ２２３ 開口部 ２２４ ビーズタイプ拡散パネル １１６、３２１ 光拡散層 １０９、１１５、３２２ ブラックストライプ ３２３ 接着剤 ３２６ ブラックストライプタイプ拡散パネル ４１３ 第一のレンチキュラーシート ４１４ 第２のレンチキュラーシート １１９、４２２ 着色層
フロントページの続き (72)発明者 山口 博史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 池田 健一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H021 BA24 BA26 BA27 BA28 5C058 AA01 BA06 DA03 EA01 EA12 EA32 EA35 EA36 EA37 5C060 GA02 GB07 HC06 HC07 HC11 JA19

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力信号に応じて画像表示を行う画像表
    示装置と前記画像表示装置上の画像を拡大投写する照明
    レンズとからなり互いに水平方向に配置された３原色画
    像投写部と、前記３原色画像投写部によって投写された
    画像を映すように設けられた透過型スクリーンとを備え
    てなり、 前記透過型スクリーンは最も照明レンズ側にそれぞれ各
    色光の画像投写部からの角度を持った入射光をテレセン
    トリックな光に変換可能なコリメート手段と、その出射
    側に配置されており、入射面に水平方向の光を収束する
    入射側レンチキュラーレンズを備え出射面には前記収束
    光に対応した出射側レンチキュラーレンズを備えてなり
    前記コリメート手段を経た前記画像投写部からの各色光
    の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディ
    ング除去手段と、さらにその出射側に配置されており透
    明な材料からなる微小ビーズが透明な材料からなる基盤
    シートの入射面上に配置され、基盤シートと微小ビーズ
    間の光透過部以外の基盤シートの入射面上を不透明な結
    合剤で覆われてなる光拡散手段と、からなることを特徴
    とする背面投写型画像表示装置。
  2. 【請求項２】 入力信号に応じて画像表示を行う画像表
    示装置と前記画像表示装置上の画像を拡大投写する照明
    レンズとからなり互いに水平方向に配置された３原色画
    像投写部と、前記３原色画像投写部によって投写された
    画像を映すように設けられた透過型スクリーンとを備え
    てなり、 前記透過型スクリーンは最も照明レンズ側にそれぞれ各
    色光の画像投写部からの角度を持った入射光をテレセン
    トリックな光に変換可能なコリメート手段と、その出射
    側に配置されており、入射面に水平方向の光を収束する
    入射側レンチキュラーレンズを備え出射面には前記収束
    光に対応した出射側レンチキュラーレンズを備えてなり
    前記コリメート手段を経た前記画像投写部からの各色光
    の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディ
    ング除去手段と、さらにその出射側に配置されており入
    射面に水平方向の光を収束する入射側レンチキュラーレ
    ンズを備え、その結像位置あるいはその近傍以外の部分
    には光を吸収する特性を備えた材料からなるブラックス
    トライプ層と、拡散材料を含む材料からなる拡散パネル
    とからなる光拡散手段と、からなることを特徴とする背
    面投写型画像表示装置。
  3. 【請求項３】 入力信号に応じて画像表示を行う画像表
    示装置と前記画像表示装置上の画像を拡大投写する照明
    レンズとからなり互いに水平方向に配置された３原色画
    像投写部と、前記３原色画像投写部によって投写された
    画像を映すように設けられた透過型スクリーンとを備え
    てなり、 前記透過型スクリーンは最も照明レンズ側にそれぞれ各
    色光の画像投写部からの角度を持った入射光をテレセン
    トリックな光に変換可能なコリメート手段と、その出射
    側に配置されており、入射面に水平方向の光を収束する
    入射側レンチキュラーレンズを備え出射面には前記収束
    光に対応した出射側レンチキュラーレンズを備えてなり
    前記コリメート手段を経た前記画像投写部からの各色光
    の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディ
    ング除去手段と、さらにその出射側に配置されており入
    射面に水平方向の光を収束するレンチキュラーレンズを
    備え、前記レンチキュラーレンズの少なくとも入射面の
    近傍に形成された着色層を備え、その基板材料は着色さ
    れていないかまたは前記着色層より薄く着色されている
    ことを特徴としてなる光拡散手段と、からなることを特
    徴とする背面投写型画像表示装置。
  4. 【請求項４】 前記透過型スクリーンのコリメート手段
    は透過型スクリーンから画像投写部までの距離におよそ
    等しい焦点距離のフレネルレンズシートであることを特
    徴とする請求項１、２または３記載の背面投写型画像表
    示装置。
  5. 【請求項５】 前記透過型スクリーンのカラーシェーデ
    ィング除去手段の入射側レンチキュラーレンズは３原色
    画像投写部の像を水平方向についておよそその水平方向
    のピッチ同等あるいは水平方向のピッチより小さく形成
    するような焦点距離の設定であり、出射レンチキュラー
    レンズはこの結像範囲を包括する水平方向の幅を有する
    ことを特徴とする請求項１、２または３記載の背面投写
    型画像表示装置。
  6. 【請求項６】 前記透過型スクリーンのカラーシェーデ
    ィング除去手段の出射レンチキュラーレンズはおよそ入
    射側レンチキュラーレンズの結像位置に配置されている
    ことを特徴とする請求項１、２、３記載の背面投写型画
    像表示装置。
  7. 【請求項７】 前記透過型スクリーンのカラーシェーデ
    ィング除去手段の出射レンチキュラーレンズはおよそ入
    射側レンチキュラーレンズまでの距離を焦点距離とする
    レンチキュラーレンズであることを特徴とする請求項
    １、２または３記載の背面投写型画像表示装置。
  8. 【請求項８】 前記透過型スクリーンのカラーシェーデ
    ィング除去手段の入射側レンチキュラーレンズは３原色
    画像投写部の像を水平方向についておよそその水平方向
    のピッチより小さく形成するような焦点距離の設定であ
    り、出射レンチキュラーレンズはこの結像範囲を包括し
    ながらも入射側レンチキュラーレンズの水平方向の幅よ
    り狭い構成であり、隣り合う出射レンチキュラーレンズ
    間には光吸収剤が備えられていることを特徴とする請求
    項１、２または３記載の背面投写型画像表示装置。
  9. 【請求項９】 前記透過型スクリーンのカラーシェーデ
    ィング除去手段は片面に前記入射側レンチキュラーレン
    ズ、反対面には前記出射レンチキュラーレンズを備えた
    レンチキュラーシートであることを特徴とする請求項
    １、２または３記載の背面投写型画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記光拡散手段の拡散パネルは透明な
    材料からなる平面パネルと入射面側に備えられた拡散層
    からなることを特徴とする請求項２記載の背面投写型画
    像表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記光拡散手段のブラックストライプ
    層、拡散パネル間が密着されてなることを特徴とする請
    求項２記載の背面投写型画像表示装置。
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