JP2002031854A - 背面投射型スクリーンおよび背面投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光を拡散させる拡散シートでの透過光の損失
を改善することにより、透過効率が良くかつカラーシフ
トが軽微な背面投射型スクリーンと、カラーシフトが軽
微で、かつ解像力および透過効率に優れ、しかも外光に
よるコントラスト低下の少ない背面投射型画像表示装置
を提供する。 【解決手段】 背面投射型スクリーンにおいて、拡散シ
ートの背面に配置されるカラーシフト補正シート３６
が、垂直方向を長手方向とするアレイ状の入射側レンチ
キュラレンズ３６１と、各入射側レンチキュラレンズ３
６１に対応して、各色投射光の焦点部に対向して前記入
射側レンチキュラレンズ３６１とそれぞれ焦点を共有す
る３つの出射側レンチキュラレンズ３６２Ｒ，３６２
Ｇ，３６２Ｂとを有することにより、各色投射光が、前
記拡散シートのシート面に垂直な平行光として入射す
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、背面からの投射光
を透過拡散して前面からの観察を可能とする背面投射型
スクリーンおよびこれを用いた背面投射型画像表示装置
に関し、特に、３原色の単色画像源のそれぞれからの投
射光を１つの結像面で重ね合わせてカラー画像を得る背
面投射型スクリーンおよびこれを用いた背面投射型画像
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＴＶ受像機を中心に大画面に対す
るニーズが高まっており、大画面表示に適した装置とし
て、背面投射型画像表示装置が注目されている。背面投
射型画像表示装置は、小型高輝度画像を投射レンズによ
って拡大投射し、透過型スクリーンを介して画像観察す
るものである。

【０００３】近年、液晶パネルなどの空間変調素子を用
いる背面投射型画像表示装置も開発されているが、画像
源として３原色の単色ＣＲＴを用い、その映像を投射レ
ンズによってスクリーンに重ねあわせてカラー画像を形
成する方式が、コストパフォーマンスに優れ、主流であ
る。この方式は３つのＣＲＴ（投射管）を用いることか
ら３管式と呼ばれる。

【０００４】従来の３管式の背面投射型画像表示装置の
基本構成を模式的に図４に示す。なお、図４は、前記背
面投射型画像表示装置を上方から見た様子を模式的に示
したものであり、紙面が水平方向となる。

【０００５】図４に示すように、従来の３管式の背面投
射型画像表示装置は、水平方向に並べて配置された３原
色の単色ＣＲＴ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに形成された画像を、
それぞれに対応する投射レンズ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂによっ
て拡大投影し、スクリーン３０上で重ねあわせてカラー
画像を形成する。なお、添え字Ｒ、Ｇ、Ｂは、各構成が
それぞれ赤、緑、青に対応することを示す。

【０００６】結像面に設置されるスクリーン３０には、
図４に示すように、中心部から周辺部に向かって発散的
で、部分的には極めて指向性鋭い光が入射する。また、
各部に入射するＲＧＢ光は、互いに異なる入射角度を持
っている。

【０００７】スクリーン３０は、この様な投射光を適切
に配光して、良好な画像認識を可能にする働きをする。
スクリーン３０として単純な拡散板を用いても、最低限
の画像観察は可能である。しかしながら、投射光は前述
のように発散的に入射するので、スクリーン３０の周辺
部に入射する投射光は外向きの指向性を有することにな
り、スクリーン正面から観察した場合には、中心輝度に
比べて周辺輝度が極端に暗くなる一方、斜めから観察し
た場合には、近い方の端部は明るく、遠い方の端部は極
端に暗くなる等、画面の明るさに顕著な不均一を生じ
る。

【０００８】この様な不均一性を排除するために、従来
のスクリーン３０は、光を拡散させる機能を持つレンチ
キュラレンズシート３２よりも投射レンズ側に、フレネ
ルレンズシート３１が配置されているのが一般的であ
る。フレネルレンズシート３１は、投射レンズ２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂからスクリーン３０に発散的に入射する投射光
を、略平行光に変換する働きをする。この作用によっ
て、緑の投射光はスクリーン面に垂直な平行光に変換さ
れるが、青および赤の投射光は水平方向に一定の角度を
有する平行光になる。

【０００９】このような状態で投射光を単純に拡散する
と、緑の投射光がスクリーン面の法線方向に対称に出射
されるのに対し、赤および青の投射光は非対称に出射さ
れ、スクリーン３０を見る方向によって色変わりを生じ
る。この現象はカラーシフトと呼ばれ、画像品位の低下
をもたらす。

【００１０】指向性鋭い投射光を拡散して様々な角度か
ら観察可能にすると共に、前記カラーシフトを低減する
ために、レンチキュラレンズシート３２として、ＢＳペ
アレンチと呼ばれる特殊な構造を持つシートが従来用い
られている。その機能を図５を用いて説明する。図５
は、レンチキュラレンズシート３２の部分水平断面図で
あり、緑の投射光の光線軌跡を実線で、赤の投射光の光
線軌跡を破線で示す。

【００１１】図５に示すように、レンチキュラレンズシ
ート３２は、入射側レンチキュラレンズシート３２１と
出射側レンチキュラレンズシート３２２とを、光軸を共
有するようにペアで配置することによって、斜め入射す
る赤光線の出射角度を補正して、緑光線と同様にスクリ
ーン法線方向に対称な拡散を実現し、前記カラーシフト
を低減する。

【００１２】更に、入射側レンチキュラレンズシート３
２１の集光作用によって、出射面での光の透過部分が限
定されるため、光不透過部に光吸収層３２３を設けるこ
とが可能になる。この光吸収層３２３は、黒色でストラ
イプ状に形成されるため、ブラックストライプあるいは
略してＢＳと呼ばれ、明るい環境下でのスクリーンによ
る外光の拡散反射を大きく低減して、コントラスト劣化
を低減する効果を発揮する。

【００１３】なお、レンチキュラレンズシート３２１，
３２２のレンチキュラレンズは、鉛直方向を長手方向と
して形成されており、これらのレンチキュラレンズによ
る屈折は水平方向にのみ作用し鉛直方向の拡散に寄与し
ないが、内部に拡散材を分散することにより垂直方向に
も光を拡散するのが一般的である。

【００１４】この様に、ＢＳペアレンチシートは、投射
光の拡散、カラーシフトの補正、外光の吸収といった複
数の機能を同時に果たす、極めて合理的な構造である。
しかしながら、背面投射型画像表示装置を更に高性能化
する上でいくつかの限界がある。

【００１５】その第１は、ピッチの微細化の問題であ
る。図から明らかなように、出射面は入射側レンチキュ
ラレンズの焦点付近に設ける必要が有るため、レンチキ
ュラレンズシートの厚みｔとレンチキュラレンズピッチ
ｐとの比率ｔ／ｐは一定であり、約１．３程度である。

【００１６】しかし、前記ＢＳペアレンチシートは、通
常、入射側および出射側の一対の金型を用い、熱プレス
あるいはロール押し出し成形によって形成するが、広い
視野角を確保するための入射側レンチキュラレンズの形
状が深く割れやすいので、これらの成形方法で実現でき
る最小厚みは０．７ｍｍ程度であり、それより薄くなる
と歩留まりが急激に悪化して生産が困難になる。従っ
て、実現可能な最小ピッチは０．７ｍｍ／１．３とな
り、約０．５ｍｍである。近年ハイビジョンを代表に映
像の高精細化が進む中で、上記ＢＳペアレンチシートの
微細化限界がスクリーンの解像力限界となり、問題にな
っている。

【００１７】また、ＢＳペアレンチシートの出射面に
は、出射側レンチキュラレンズおよびＢＳ印刷用ランド
部を形成するが、出射側レンチキュラレンズの有効領域
に対しマージンが必要で、ランド部側面にテーパーが必
要であることから、ピッチに対するブラックストライプ
の幅の割合（ＢＳ率）に制限が有り、４０％程度が限界
であった。明るい環境下で高いコントラストを実現する
ためには、更に外光吸収能力の高いスクリーンが望まれ
ている。

【００１８】これらの問題を鑑み、微細構造による高解
像力と高い外光吸収能力とを実現するスクリーンとし
て、最近提案されたものに、入射側のみにレンチキュラ
レンズを有し出射側は平坦なもの（ＢＳシングルレン
チ）と、入射側にビーズを配列した構造を有するもの
（ビーズスクリーン）などがある。

【００１９】図６にＢＳシングルレンチの構造を示す。
ＢＳシングルレンチ３３は、フィルムをベースとして感
光性樹脂により入射側レンチキュラレンズ３３１が形成
され、入射側レンチキュラレンズ３３１の集光機能を利
用して選択露光することによりブラックストライプ３３
３がパターン成形されている。これにより、機械的誤差
に影響されない高い位置合わせ精度でブラックストライ
プ３３３をパターン成形でき、１００μｍ程度の微細ピ
ッチで７０％以上の高いＢＳ率を実現することが可能に
なる。

【００２０】図７にビーズスクリーンの構造を示す。ビ
ーズスクリーン３４は、透明基材３４１の上に光吸収材
３４３を塗布し、この光吸収材３４３に透明ビーズ３４
２を互いに隣接して配列するよう圧着させる。このとき
の圧力調整により、透明ビーズ３４２と透明基材３４１
との接する部分に、光吸収材３４３の介在しない開口部
を設ける。透明ビーズ３４２の入射側の面はレンズとし
て機能し、投射光を開口部に集光して透過するとともに
拡散する。

【００２１】ビーズスクリーン３４は、配列ピッチがビ
ーズ粒径程度となり、粒径１０μｍ程度のビーズを用い
れば更に微細化が可能になる。更に、開口部が格子点状
に点在するため、スクリーン表面に占める光吸収材３４
３の面積割合（ブラック率）を９０％程度にすることが
可能になり、外光反射を大きく低減できる。

【００２２】このように、ＢＳシングルレンチ構造ある
いはビーズスクリーン構造を用いれば、微細化が可能で
しかも高い外光吸収を実現することができる。しかしな
がら、これらにはＢＳペアレンチシートのようなカラー
シフト補正機能がないため、背面投射型プロジェクター
として主流である３管式には用いることができず、液晶
パネルを用いて１本の投射レンズで投射するような限ら
れた方式にしか適用できなかった。

【００２３】そこで、本発明者らは、スクリーン３０に
カラーシフト補正シートを用いた構成を提案した（特願
平１１−３１０５５７号）。その基本構成を図８に示
す。

【００２４】図８において、フレネルレンズシート３１
とビーズスクリーン３４との間に配置されているシート
がカラーシフト補正シート３５である。カラーシフト補
正シート３５は、入射側および出射側の両方にレンチキ
ュラレンズを備えた構造を有する。なお、図８では、ビ
ーズスクリーン３４を用いた例を示したが、ビーズスク
リーン３４の代わりに前述のＢＳシングルレンチ３３を
用いた構成も知られている。

【００２５】ここで、カラーシフト補正シート３５の機
能について説明する。図９は、前記カラーシフト補正シ
ート３５の拡大断面図であり、緑投射光の光線軌跡を実
線で、赤投射光の光線軌跡を破線で示す。なお、青投射
光の光線軌跡は示していないが、赤投射光と対称であ
る。

【００２６】投射光は、フレネルレンズシート３１の収
束作用によって平行化され、緑光線はスクリーン面に垂
直に、赤光線（青光線）は傾きをもって入射する。その
傾きは、ＣＲＴ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの配置および投射距離
に依存するが、８°〜１２°程度である。

【００２７】カラーシフトの補正メカニズムは光線軌跡
から明らかであり、図５を用いて説明したＢＳペアレン
チシートと同様である。ただし、拡散が主目的ではない
ので補正可能な範囲でレンチ形状を浅くすることが可能
になり、厚みに対するピッチを小さくすることができ
る。更に、レンチ形状が浅い分割れにくく、厚み自体を
薄くできるため、１００μｍ程度の微細ピッチが可能に
なる。

【００２８】このようなカラーシフト補正シート３５を
用いて図８のようにスクリーン３０を構成することによ
り、ＢＳシングルレンチ構造やビーズスクリーン構造の
微細構造および高い外光吸収能力を活かし、かつカラー
シフトを良好に低減した３管式背面投射型画像表示装置
が実現できる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した様な
カラーシフト補正シートを用いた従来の構成は、透過光
の損失を抑えることにより、さらに透過効率を向上する
余地がある。

【００３０】図６あるいは図７から明らかなように、Ｂ
Ｓシングルレンチ３３あるいはビーズスクリーン３４へ
斜めに入射する光線は、その集光位置が開口部中心から
はずれ、光吸収層３２３または光吸収材３４３へ入射す
る成分が発生する。

【００３１】図１０に、ＢＳ率７５％のＢＳシングルレ
ンチおよびブラック率９０％のビーズスクリーンについ
て入射角を変えて平行光を入射させたときの透過率を測
定し、この測定値を入射角０度での透過率で規格化した
結果を示す。図１０から明らかなように、斜めに入射す
る光線について光吸収層３２３または光吸収材３４３に
吸収される成分が生じ、その入射角に応じて透過率が低
下する。

【００３２】カラーシフト補正シート３５の作用によっ
て、赤、緑、青の光線の主指向方向はスクリーン面の法
線方向に整列されるが、同時にある程度の拡散性を有す
ることになる。赤および青の光線の入射角を±１２°と
してこれを補正するためにその拡散角は±１５°程度に
なる。

【００３３】本発明者らは、この様な拡散に起因する、
ＢＳシングルレンチ３３あるいはビーズスクリーン３４
での透過率の低下を改善することにより、さらに透過効
率の良いスクリーンを提供することを新たな課題とし
た。

【００３４】すなわち、本発明は、透過光の損失を抑え
ながら良好なカラーシフト補正を実現する背面投射型ス
クリーンを提供することを目的とする。また、その様な
背面投射型スクリーンを用いることにより、カラーシフ
トが軽微で、かつ、解像力、透過効率に優れ、外光によ
るコントラスト低下の少ない背面投射型画像表示装置を
提供することを目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の背面投射型スクリーンは、水平方向に配
置された３原色の単色画像源のそれぞれから拡大投射さ
れた投射光を透過拡散して画像として観察可能にする背
面投射型スクリーンにおいて、前記投射光の投射側から
出射側に向かって順に、入射面の中心から周辺に向かっ
てマクロに発散的でありかつ前記入射面各部への水平入
射角が前記３原色の単色画像源毎に異なる前記投射光を
マクロに収束することにより、前記３原色の単色画像源
の投射光のそれぞれを略平行光に変換する収束シート
と、前記収束シートによってそれぞれ水平方向に異なる
角度で平行化された前記３原色の単色画像源の投射光を
略等しい角度の平行光に変換する補正シートと、前記補
正シートによって略等しい角度に平行化された前記投射
光を拡散する拡散シートとを備え、前記補正シートが、
前記投射光の入射する面に、垂直方向を長手方向とする
入射側レンチキュラレンズアレイが形成されると共に、
前記投射光の出射する面に、前記入射側レンチキュラレ
ンズのそれぞれに対応して、前記３原色の単色画像源の
投射光のそれぞれの焦点部に対向してそれぞれ焦点を共
有する３つの出射側レンチキュラレンズが垂直方向を長
手方向として形成され、前記拡散シートが、前記投射光
の入射する面に入射側レンズアレイを有すると共に、前
記入射側レンズにより集光された光の透過しない領域に
光吸収部を有することを特徴とする。

【００３６】この構成によれば、補正シートの入射側レ
ンチキュラレンズアレイに平行入射する各色投射光は、
入射側レンチキュラレンズの収束作用によって入射側レ
ンチキュラレンズの光軸上に焦点を結んだ後、対向する
出射側レンチキュラレンズへ入射し、出射側レンチキュ
ラレンズの屈折作用によって、入射側レンチキュラレン
ズの光軸に平行な光線となって出射する。これにより、
補正シートから出射した赤、緑、青の各投射光がすべ
て、拡散シートの入射面に垂直な平行光として入射する
ので、カラーシフトを発生することなく、拡散シートの
光吸収部による吸収損失を生じることもない。また、拡
散シートの光吸収部が、入射側レンズにより集光された
光の出射範囲外の部分で光を吸収することにより、投射
光を吸収することなく外光を吸収し、透過効率を落とさ
ずにコントラストを向上させることができる。この結
果、カラーシフトを発生せず、透過効率およびコントラ
ストの高い背面投射型スクリーンを提供することができ
る。

【００３７】前記背面投射型スクリーンにおいて、前記
拡散シートは、前記入射側レンズアレイの各レンズが垂
直方向を長手方向とするレンチキュラレンズからなり、
前記光吸収部が前記拡散シートの出射面に垂直方向に沿
って形成されるブラックストライプであることが好まし
い。

【００３８】この構成によれば、明るい環境下での外光
の拡散反射を低減し、コントラスト低下の少ない背面投
射型スクリーンを提供することができる。

【００３９】前記背面投射型スクリーンにおいて、前記
拡散シートは、前記入射側レンズアレイの各レンズがス
クリーン全面に面状に隣接して配置された透明ビーズか
らなり、前記光吸収部が前記拡散シートの基材と前記透
明ビーズとの間に介在する光吸収材であることが好まし
い。

【００４０】この構成によれば、投射光が透過する開口
部が格子点状に点在することとなるので、スクリーン表
面にしめる光吸収材の面積割合を高くすることができ、
外光反射を大きく低減できる。

【００４１】上記の目的を達成するために、本発明にか
かる背面投射型画像表示装置は、水平方向に配置された
３原色の単色画像源と、前記３原色の単色画像のそれぞ
れを拡大投射し１つの結像面に重ねあわせる３つの投射
レンズと、前記結像面に設置され背面から投射された画
像を前面から観察可能にする背面投射型スクリーンとを
備えた背面投射型画像表示装置において、前記背面投射
型スクリーンが、前記投射レンズ側から順に、入射面の
中心から周辺に向かってマクロに発散的でありかつ前記
入射面各部への水平入射角が前記３原色の単色画像源毎
に異なる前記投射光をマクロに収束することにより、前
記３原色の単色画像源の投射光のそれぞれを略平行光に
変換する収束シートと、前記収束シートによってそれぞ
れ水平方向に異なる角度で平行化された前記３原色の単
色画像源の投射光を略等しい角度の平行光に変換する補
正シートと、前記補正シートによって略等しい角度に平
行化された前記投射光を拡散する拡散シートとを備え、
前記補正シートが、前記投射光の入射する面に、垂直方
向を長手方向とする入射側レンチキュラレンズアレイが
形成されると共に、前記投射光の出射する面に、前記入
射側レンチキュラレンズのそれぞれに対応して、前記３
原色の単色画像源の投射光のそれぞれの焦点部に対向し
てそれぞれ焦点を共有する３つのレンチキュラレンズが
垂直方向を長手方向として形成され、前記拡散シート
が、前記投射光の入射する面に入射側レンズアレイを有
すると共に、前記入射側レンズにより集光された光の透
過しない領域に光吸収部を有することを特徴とする。

【００４２】この構成によれば、背面投射型スクリーン
における補正シートの入射側レンチキュラレンズアレイ
に平行入射する各色投射光は、入射側レンチキュラレン
ズの収束作用によって入射側レンチキュラレンズの光軸
上に焦点を結んだ後、対向する出射側レンチキュラレン
ズへ入射し、出射側レンチキュラレンズの屈折作用によ
って、入射側レンチキュラレンズの光軸に平行な光線と
なって出射する。これにより、補正シートから出射した
赤、緑、青の各投射光がすべて、拡散シートの入射面に
垂直な平行光として入射するので、カラーシフトを発生
することなく、拡散シートの光吸収部による吸収損失を
生じることもない。また、拡散シートの光吸収部が、入
射側レンズにより集光された光の出射範囲外の部分で光
を吸収することにより、投射光を吸収することなく外光
を吸収し、透過効率を落とさずにコントラストを向上さ
せることができる。この結果、カラーシフトが軽微で、
かつ、解像力、透過効率に優れ、外光によるコントラス
ト低下の少ない背面投射型画像表示装置を提供できる。

【００４３】前記背面投射型画像表示装置において、前
記背面投射型スクリーンにおける前記拡散シートは、前
記入射側レンズアレイの各レンズが垂直方向を長手方向
とするレンチキュラレンズからなり、前記光吸収部が前
記拡散シートの出射面に垂直方向に沿って形成されるブ
ラックストライプであることが好ましい。

【００４４】この構成によれば、明るい環境下での外光
の拡散反射を低減し、コントラスト低下の少ない背面投
射型画像表示装置を提供することができる。

【００４５】前記背面投射型画像表示装置において、前
記背面投射型スクリーンにおける前記拡散シートは、前
記入射側レンズアレイの各レンズがスクリーン全面に面
状に隣接して配置された透明ビーズからなり、前記光吸
収部が前記拡散シートの基材と前記透明ビーズとの間に
介在する光吸収材であることが好ましい。

【００４６】この構成によれば、投射光が透過する開口
部が格子点状に点在することとなるので、スクリーン表
面にしめる光吸収材の面積割合を高くすることができ、
外光反射を大きく低減できる。これにより、明るい環境
下でもさらに高いコントラストを実現することが可能と
なる。

【００４７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の背面投
射型スクリーンの実施の一形態について、図面を用いて
説明する。

【００４８】図１は、本実施形態にかかる背面投射型ス
クリーンの構成を示す水平断面図である。なお、図１
は、本背面投射型スクリーンを上方から見た様子を模式
的に示したものであり、紙面が水平方向となる。

【００４９】図１に示すように、背面投射型スクリーン
３は、水平方向に並べて配置された３原色の単色画像源
としてのＣＲＴ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂにより形成され、それ
ぞれに対応する投射レンズ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂによって拡
大投影された画像を重ねあわせることにより、カラー画
像を形成するものである。ここで、添え字Ｒ、Ｇ、Ｂは
それぞれ赤、緑、青に対応することを示す。

【００５０】スクリーン３は、投射レンズ２Ｒ，２Ｇ，
２Ｂ側から順に、フレネルレンズシート３１（収束シー
ト）、カラーシフト補正シート３６（補正シート）、お
よびビーズスクリーン３４（拡散シート）を配置した構
成である。

【００５１】フレネルレンズシート３１は、投射レンズ
２Ｒ，２Ｇ，２Ｂからスクリーン３に発散的に入射する
投射光を、略平行光に変換する働きをする。この作用に
よって、緑の投射光はスクリーン面に垂直な平行光に変
換されるが、青および赤の投射光は水平方向に一定の角
度を有する平行光になる。

【００５２】ビーズスクリーン３４は、図７に示したよ
うに、透明基材３４１の全面に光吸収材３４３を塗布
し、この光吸収材３４３の全面に透明ビーズ３４２を互
いに隣接して配列するよう圧着させる。このときの圧力
調整により、透明ビーズ３４２と透明基材３４１との接
する部分に、光吸収材３４３の介在しない開口部を設け
る。透明ビーズ３４２の入射側の面はレンズとして機能
し、図７に模式的に示したように、投射光を開口部に集
光して透過するとともに拡散する。すなわち、透明ビー
ズ３４２の入射側の面により集光された光の透過しない
領域に光吸収材３４３が存在することにより、投射光の
出射範囲外の部分で外光を吸収することとなり、透過効
率を落とさずにコントラストを向上させることができ
る。

【００５３】ビーズスクリーン３４は、配列ピッチがビ
ーズ粒径程度となり、粒径１０μｍ程度のビーズを用い
れば更に微細化が可能になる。更に、開口部が格子点状
に点在するため、スクリーン表面に占める光吸収材３４
３の面積割合（ブラック率）を９０％程度にすることが
可能になり、外光反射を大きく低減できるという利点が
ある。

【００５４】以下、カラーシフト補正シート３６の構成
および機能について説明する。

【００５５】図２は、カラーシフト補正シート３６の構
成を示す拡大断面図であり、緑投射光の光線軌跡を実線
で、赤投射光の光線軌跡を破線で示している。青投射光
の光線軌跡については図面が見難くなるため図示してい
ないが、赤投射光の光線軌跡と対称である。

【００５６】カラーシフト補正シート３６は、その入射
側に、入射側レンチキュラレンズ３６１が設けられてい
る。一方、出射側には、赤、緑、青の投射光の出射領域
のそれぞれに応じて、出射側レンチキュラレンズ３６２
Ｒ、３６２Ｇ、３６２Ｂが設けられている。この出射側
レンチキュラレンズ３６２Ｒ、３６２Ｇ、３６２Ｂは、
それぞれの透過光線について、入射側レンチキュラレン
ズ３６１と焦点を共有するように設けられている。ここ
で、出射側レンチキュラレンズ３６２Ｒ、３６２Ｇ、３
６２Ｂは、それぞれの焦点がその光軸上に位置するよう
設置される。

【００５７】上記のような構成を有するカラーシフト補
正シート３６は、その材料として、ＰＭＭＡ（ポリメタ
クリル酸メチル）、ＭＳ（ＭＭＡとスチレンとの共重合
体）、またはＰＣ（ポリカーボネート）等を用いること
ができる。

【００５８】また、入射側レンチキュラレンズ３６１お
よび出射側レンチキュラレンズ３６２Ｒ、３６２Ｇ、３
６２Ｂは、それぞれのレンチ形状が形成された入射用お
よび出射用の一対の平板状金型を用いた熱プレス成形に
より形成される。あるいは、それぞれのレンチ形状が形
成された入射用および出射用の一対のロール状金型を用
いた押し出し成形によって形成してもよい。

【００５９】カラーシフト補正シート３６は、例えば、
シートの厚みが０．８１ｍｍ、入射側レンチキュラレン
ズ３６１のピッチが０．３０ｍｍで曲率半径が０．２１
ｍｍ、出射側レンチキュラレンズ３６２Ｒ、３６２Ｇ、
３６２Ｂの各レンズ幅が０．０８ｍｍで曲率半径が０．
０５ｍｍ、出射側レンチキュラレンズ間の平坦部の幅が
０．０６ｍｍになるように形成される。ただし、これら
の寸法はあくまでも一例であり、本発明を限定するもの
ではない。

【００６０】入射側レンチキュラレンズ３６１の光軸に
平行入射する緑投射光は、図２に実線で示すように、入
射側レンチキュラレンズ３６１の収束作用によって入射
側レンチキュラレンズ３６１の光軸上に焦点を結んだ
後、出射側レンチキュラレンズ３６２Ｇに入射する。出
射側レンチキュラレンズ３６２Ｇは入射側レンチキュラ
レンズ３６１と焦点を共有しているので、各光線は出射
側レンチキュラレンズ３６２Ｇの屈折作用によって、入
射側レンチキュラレンズ３６１の光軸に平行な光線とな
って出射する。

【００６１】一方、入射側レンチキュラレンズ３６１の
光軸に斜め入射する赤投射光は、図２に破線で示したよ
うに、入射側レンチキュラレンズ３６１の光軸上から外
れた位置に焦点を結ぶ。赤投射光に対応する出射側レン
チキュラレンズ３６２Ｒは、入射側レンチキュラレンズ
３６１と焦点を共有し、光軸が入射側レンチキュラレン
ズ３６１の光軸と平行になるように設置されているの
で、やはり入射側レンチキュラレンズ３６１の光軸に平
行な光線となって出射する。

【００６２】青投射光も、その軌跡を図示していない
が、赤投射光と同様に入射側レンチキュラレンズ３６１
の光軸に平行な光線となって出射する。

【００６３】このように、赤、緑、青それぞれの投射光
がすべてビーズスクリーン３４のスクリーン面に垂直な
平行光として入射するので、カラーシフトを発生するこ
となく、光吸収材による吸収損失も生じない。

【００６４】従って、上記の構成によれば、解像力に優
れ外光吸収能力の高いビーズスクリーン３４を適用した
３管式の背面投射型画像表示装置であって、カラーシフ
トを発生せず、かつ効率の高い背面投射型スクリーンを
実現することができる。

【００６５】なお、ビーズスクリーン３４の代わりに、
図６に示したＢＳシングルレンチ３３を備えた構成とし
ても良く、同様に、カラーシフトを発生せず、かつ効率
の高い背面投射型スクリーンを実現することができる。

【００６６】なお、ＢＳシングルレンチ３３は、フィル
ムをベースとして感光性樹脂により入射側レンチキュラ
レンズ３３１が形成され、入射側レンチキュラレンズ３
３１の集光機能を利用して選択露光することによりブラ
ックストライプ３３３がパターン成形されたものであ
る。これによっても、機械的誤差に影響されない高い位
置合わせ精度でブラックストライプ３３３をパターン成
形でき、１００μｍ程度の微細ピッチで７０％以上の高
いＢＳ率を実現することが可能になる。

【００６７】（実施の形態２）本発明にかかる背面投射
型画像表示装置の実施の一形態について説明する。な
お、実施の形態１で説明した構成と同様の構成について
は、同じ符号を付記し、詳細な説明を省略する。

【００６８】図３は、本実施形態にかかる背面投射型画
像表示装置の構成を示す斜視図である。図３に示すよう
に、本背面投射型画像表示装置は、キャビネット５の内
部にＣＲＴ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂと、投射レンズ２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂとを有する。ＣＲＴ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに形成さ
れた画像は、それぞれに対応する投射レンズ２Ｒ，２
Ｇ，２Ｂによって拡大投射される。

【００６９】投射光は、キャビネット５の内壁に設けら
れたミラー４によって折り曲げられ、スクリーン３上で
結像し、スクリーン３の作用によって拡散され、様々な
角度から画像として観察可能になる。なお、キャビネッ
ト５は、外光が侵入しない構造になっている。

【００７０】スクリーン３は、実施の形態１において図
１および図２に示したように、フレネルレンズシート３
１、カラーシフト補正シート３６、およびビーズスクリ
ーン３４から構成されている。

【００７１】このように、本実施形態の構成によれば、
微細構造で外光吸収能力の高いビーズスクリーン３４を
用いることにより、高精細でコントラストに優れた画像
表示が可能であり、しかもカラーシフト補正シート３６
によって効率を損なうことなくカラーシフトを低減する
ことにより、明るく色均一性に優れた背面投射型画像表
示装置を実現できる。

【００７２】なお、実施の形態１で説明したように、ス
クリーン３において、ビーズスクリーン３４の代わりに
ＢＳシングルレンチ３３を備えた構成としても良く、同
様に、明るく色均一性に優れた背面投射型画像表示装置
を実現できる。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、効率を
損なうことなくカラーシフトを低減することのできるカ
ラーシフト補正シートを用いたことにより、明るい環境
下でもコントラストが高く、高精細でカラーシフト性能
に優れ光利用効率の高い画像表示を実現する背面投射型
スクリーンおよび背面投射型画像表示装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態にかかる背面投射型スク
リーンの概略構成と、画像源から投射された光がこのス
クリーンを透過する様子を示す模式図

【図２】 前記背面投射型スクリーンが備えるカラーシ
フト補正シートの構成とこのシートにおける透過光の様
子を示す模式図

【図３】 本発明の他の実施形態にかかる背面投射型画
像表示装置の構成を示す斜視図

【図４】 従来の一般的な背面投射型画像表示装置の概
略構成を、透過光の様子と共に示す模式図

【図５】 従来のＢＳペアレンチの構成を透過光の様子
と共に示す模式図

【図６】 従来のＢＳシングルレンチの構成を透過光の
様子と共に示す模式図

【図７】 従来のビーズスクリーンの構成を透過光の様
子と共に示す模式図

【図８】 従来のカラーシフト補正シートを用いた背面
投射型画像表示装置の概略構成を、透過光の様子と共に
示す模式図

【図９】 前記従来のカラーシフト補正シートの構成を
透過光の様子と共に示す模式図

【図１０】 前記従来のＢＳシングルレンチおよびビー
ズスクリーンのそれぞれについて、入射角度と透過率の
関係を示すグラフ

【符号の説明】

１ ＣＲＴ ２ 投射レンズ ３ スクリーン ４ ミラー ５ キャビネット ３１ フレネルレンズシート ３３ ＢＳシングルレンチ ３４ ビーズスクリーン ３６ カラーシフト補正シート ３３１ 入射側レンチキュラレンズ ３３２ 開口部 ３３３ ブラックストライプ ３４１ 透明基材 ３４２ 透明ビーズ ３４３ 光吸収材 ３６１ 入射側レンチキュラレンズ ３６２ 出射側レンチキュラレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岸 成多 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 BA23 BA27 5C060 BA02 BA07 BB01 BC05 CA01 GA01 GB02 GB06 GC01 HC05 HC07 JA13 JA17 JA19 JB06 5G435 AA02 AA03 BB17 CC12 DD07 GG06 GG26 GG27 GG28 GG46

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に配置された３原色の単色画像
   源のそれぞれから拡大投射された投射光を透過拡散して
   画像として観察可能にする背面投射型スクリーンにおい
   て、 前記投射光の投射側から出射側に向かって順に、 入射面の中心から周辺に向かってマクロに発散的であり
   かつ前記入射面各部への水平入射角が前記３原色の単色
   画像源毎に異なる前記投射光をマクロに収束することに
   より、前記３原色の単色画像源の投射光のそれぞれを略
   平行光に変換する収束シートと、 前記収束シートによってそれぞれ水平方向に異なる角度
   で平行化された前記３原色の単色画像源の投射光を略等
   しい角度の平行光に変換する補正シートと、 前記補正シートによって略等しい角度に平行化された前
   記投射光を拡散する拡散シートとを備え、 前記補正シートが、前記投射光の入射する面に、垂直方
   向を長手方向とする入射側レンチキュラレンズアレイが
   形成されると共に、前記投射光の出射する面に、前記入
   射側レンチキュラレンズのそれぞれに対応して、前記３
   原色の単色画像源の投射光のそれぞれの焦点部に対向し
   てそれぞれ焦点を共有する３つの出射側レンチキュラレ
   ンズが垂直方向を長手方向として形成され、 前記拡散シートが、前記投射光の入射する面に入射側レ
   ンズアレイを有すると共に、前記入射側レンズにより集
   光された光の透過しない領域に光吸収部を有することを
   特徴とする背面投射型スクリーン。
2. 【請求項２】 前記拡散シートは、前記入射側レンズア
   レイの各レンズが垂直方向を長手方向とするレンチキュ
   ラレンズからなり、前記光吸収部が前記拡散シートの出
   射面に垂直方向に沿って形成されるブラックストライプ
   である請求項１に記載の背面投射型スクリーン。
3. 【請求項３】 前記拡散シートは、前記入射側レンズア
   レイの各レンズがスクリーン全面に面状に隣接して配置
   された透明ビーズからなり、前記光吸収部が前記拡散シ
   ートの基材と前記透明ビーズとの間に介在する光吸収材
   である請求項１に記載の背面投射型スクリーン。
4. 【請求項４】 水平方向に配置された３原色の単色画像
   源と、前記３原色の単色画像のそれぞれを拡大投射し１
   つの結像面に重ねあわせる３つの投射レンズと、前記結
   像面に設置され背面から投射された画像を前面から観察
   可能にする背面投射型スクリーンとを備えた背面投射型
   画像表示装置において、 前記背面投射型スクリーンが、前記投射レンズ側から順
   に、 入射面の中心から周辺に向かってマクロに発散的であり
   かつ前記入射面各部への水平入射角が前記３原色の単色
   画像源毎に異なる前記投射光をマクロに収束することに
   より、前記３原色の単色画像源の投射光のそれぞれを略
   平行光に変換する収束シートと、 前記収束シートによってそれぞれ水平方向に異なる角度
   で平行化された前記３原色の単色画像源の投射光を略等
   しい角度の平行光に変換する補正シートと、 前記補正シートによって略等しい角度に平行化された前
   記投射光を拡散する拡散シートとを備え、 前記補正シートが、前記投射光の入射する面に、垂直方
   向を長手方向とする入射側レンチキュラレンズアレイが
   形成されると共に、前記投射光の出射する面に、前記入
   射側レンチキュラレンズのそれぞれに対応して、前記３
   原色の単色画像源の投射光のそれぞれの焦点部に対向し
   てそれぞれ焦点を共有する３つのレンチキュラレンズが
   垂直方向を長手方向として形成され、 前記拡散シートが、前記投射光の入射する面に入射側レ
   ンズアレイを有すると共に、前記入射側レンズにより集
   光された光の透過しない領域に光吸収部を有することを
   特徴とする背面投射型画像表示装置。
5. 【請求項５】 前記背面投射型スクリーンにおける前記
   拡散シートは、前記入射側レンズアレイの各レンズが垂
   直方向を長手方向とするレンチキュラレンズからなり、
   前記光吸収部が前記拡散シートの出射面に垂直方向に沿
   って形成されるブラックストライプである請求項４に記
   載の背面投射型画像表示装置。
6. 【請求項６】 前記背面投射型スクリーンにおける前記
   拡散シートは、前記入射側レンズアレイの各レンズがス
   クリーン全面に面状に隣接して配置された透明ビーズか
   らなり、前記光吸収部が前記拡散シートの基材と前記透
   明ビーズとの間に介在する光吸収材である請求項４に記
   載の背面投射型画像表示装置。