JP2002090888A - Rear projection display device - Google Patents
Rear projection display deviceInfo
- Publication number
- JP2002090888A JP2002090888A JP2000279438A JP2000279438A JP2002090888A JP 2002090888 A JP2002090888 A JP 2002090888A JP 2000279438 A JP2000279438 A JP 2000279438A JP 2000279438 A JP2000279438 A JP 2000279438A JP 2002090888 A JP2002090888 A JP 2002090888A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- projector
- rear projection
- fresnel lens
- screen
- display device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示の技術分
野に関し、特に背面投写型ディスプレイ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the technical field of image display, and more particularly to a rear projection display device.
【0002】従来の背面投写型表示装置には、投写装置
にCRT(陰極線管)や液晶(液晶プロジェクタ)を使
用したものがほとんどである。また、最近では投写装置
にデジタルミラーデバイス(DMD)を使用したものが
ある。この液晶プロジェクタやDMDを利用したもの
は、CRTを利用した3投写系(3管式)のものと比べ
て1投写系で済む事から、スペ−ス的に有利である。Most conventional rear projection display devices use a CRT (cathode ray tube) or liquid crystal (liquid crystal projector) as the projection device. Recently, there is a projector using a digital mirror device (DMD) as a projection device. A projector using a liquid crystal projector or a DMD is advantageous in terms of space because it requires only one projection system as compared with a three-projection system (three-tube type) using a CRT.
【0003】画像を投影する投写型スクリーンは、概ね
フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、 拡散板の3
種の光学部品で構成されており、その性質上フレネルレ
ンズの光軸上に投影装置を設置し、レンチキュラーレン
ズシートに対し、概ね垂直に光線が入射する光学形状を
フレネルレンズに与える。[0003] A projection type screen for projecting an image is generally composed of a Fresnel lens, a lenticular lens, and a diffusion plate.
A projection device is installed on the optical axis of the Fresnel lens due to its nature, and gives the Fresnel lens an optical shape in which light rays are incident substantially perpendicularly to the lenticular lens sheet.
【0004】現在の背面投写型表示装置では、フレネル
レンズの屈折角度の制約から、画像を投影するための空
間がある程度必要となる為、反射鏡を用いて光路を折り
曲げたり、フレネルレンズの光軸を画面中心からオフセ
ットするなどの方法で、装置全体の小型化を図る場合が
あるが、反射による光量ロスや、オフセット時には、そ
の屈折角の増大による屈折透過率の減少、全反射の発生
などにより限界がある。In the current rear projection display device, a space for projecting an image is required to some extent due to the restriction of the refraction angle of the Fresnel lens. Therefore, the optical path is bent by using a reflecting mirror, or the optical axis of the Fresnel lens. In some cases, the size of the entire device can be reduced by offsetting the image from the center of the screen. There is a limit.
【0005】更に、明るい表示画像を得るため、複数の
プロジェクタからなる多灯式プロジェクタとした場合に
は、レンチキュラーレンズのかまぼこ形状の横方向へ位
置をずらしたプロジェクタの配置しか出来ないため、灯
数が限られたり、装置配置上の制約から、装置の小型化
の障害となったりして、効果を減じてしまう。Further, in the case of a multi-lamp type projector comprising a plurality of projectors in order to obtain a bright display image, the number of lamps can be reduced only by disposing the lenticular lens in a laterally shifted position. However, the effect is reduced due to limitations on the arrangement of the apparatus and an obstacle to miniaturization of the apparatus.
【0006】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、これまで以上の装置の小型化と、複数のプロジェク
タからなるプロジェクタの多灯化によるスクリーン映像
の輝度の向上とを両立する事を目的としたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made to achieve both a further reduction in the size of the device and an improvement in the brightness of a screen image by increasing the number of projectors comprising a plurality of projectors. It is intended.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、請求項1の発明は、全反射あるいは全反
射と屈折両方を混在させた方式で光線を集光するフレネ
ルレンズと、透過型拡散板とを最低構成要素とする投写
型スクリーンとプロジェクタからなる事を特徴とする背
面投写型ディスプレイ装置である。According to the present invention, there is provided a Fresnel lens for converging a light beam by total reflection or a system in which both total reflection and refraction are mixed. , A rear projection display device comprising a projection screen having a transmission type diffusion plate as a minimum component and a projector.
【0008】請求項2の発明は、前記投写型スクリーン
に、さらに、両面に光軸を揃え、かつ互いのレンズ位置
を焦点として構成したマイクロレンズアレイを付加して
構成される事を特徴とする背面投写型ディスプレイ装置
である。[0008] The invention of claim 2 is characterized in that the projection type screen is further provided with a microlens array in which the optical axes are aligned on both sides and the mutual lens positions are focused. It is a rear projection display device.
【0009】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記フ
レネルレンズを、該光軸を画面中心よりオフセットし
て、配設する事を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the rear projection type display device according to the first or second aspect, the Fresnel lens is disposed with the optical axis being offset from the center of the screen. .
【0010】請求項4の発明は、請求項1ないし請求項
3いずれか1項に記載の背面投写型ディスプレイ装置に
おいて、前記プロジェクターが、複数のプロジェクター
からなる事を特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the rear projection display device according to any one of the first to third aspects, the projector comprises a plurality of projectors.
【0011】<作用>小型化を妨げる要因となってい
る、フレネルレンズとプロジェクタ間の距離を、最小限
の光量ロスによって、短縮するフレネルレンズと、複数
のプロジェクターからなる多灯式プロジェクタとする場
合における、プロジェクタ位置の光軸からの位置ズレ補
正を広い範囲で行うことが可能なマイクロレンズアレイ
と、多灯式プロジェクタとの組み合わせにより、装置の
小型化と、プロジェクタの多灯化によるスクリーン映像
の輝度の向上とを実現できる。<Function> A multi-lamp type projector including a plurality of projectors and a Fresnel lens which shortens the distance between the Fresnel lens and the projector, which is a factor hindering miniaturization, with a minimum loss of light. The combination of a micro-lens array capable of correcting the positional deviation of the projector position from the optical axis in a wide range and a multi-light type projector allows for downsizing of the device and the screen image by multi-lighting the projector. Improvement of luminance can be realized.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
について図を参照しながら詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0013】図1は、本発明の背面投写型ディスプレイ
装置の要部構成の一例を示す断面図である。まず、プロ
ジェクタ(1)にて投影された画像を、適宜平面ミラー
(2)にてスクリーンへ向かって反射させ、全反射を用
いたフレネルレンズ(3)へ入射させる様、配置させ
る。全反射を用いたフレネルレンズ(3)の一部分を拡
大したフレネルレンズ(6)に示すように、プロジェク
タからの光線は、一度入射面で屈折させた後に全反射に
よって観察者側へと射出される。フレネルレンズで方向
を整えられた光線は、両面マイクロレンズアレイ(4)
に到達する。上記のフレネルレンズ(3)は、光線が入
射する「屈折面」と、そこでの屈折光を反射によって射
出面側へ導く「反射面」で構成されるプリズムを同心円
上に配設したものであるか、あるいは、従来の屈折面の
みで構成されるプリズムの、両方を混在させた方式で光
線を集光するフレネルレンズであっても良い。また、上
記両面マイクロレンズアレイ(4)は、レンズのピッチ
が等しく、なおかつ互いのレンズ位置を焦点として構成
した、マイクロレンズ2枚1組として配置したものであ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a main configuration of a rear projection display apparatus according to the present invention. First, an image projected by the projector (1) is appropriately reflected by a plane mirror (2) toward a screen, and is arranged so as to be incident on a Fresnel lens (3) using total reflection. As shown in a Fresnel lens (6) in which a part of a Fresnel lens (3) using total reflection is enlarged, a light ray from a projector is refracted once on an incident surface and then emitted toward the observer by total reflection. . The light beam whose direction is adjusted by the Fresnel lens is a double-sided micro lens array (4).
To reach. The above-mentioned Fresnel lens (3) is configured such that a prism composed of a “refractive surface” on which a light beam enters and a “reflective surface” for guiding the refracted light to the exit surface side by reflection is arranged on a concentric circle. Alternatively, a Fresnel lens that collects light rays by a method in which both of a conventional prism composed only of a refracting surface are mixed may be used. The double-sided microlens array (4) is arranged as a set of two microlenses having the same lens pitch and having the lens positions as the focal points.
【0014】このときに、例えば、光軸に対して45度
の角度で入射する光線を、従来の屈折型のフレネルレン
ズで曲げる場合に、フレネル面の角度が約68度で全反
射角に達してしまう(n=1.53、平滑面入射の配置
の場合)ため、このときの光線の射出角度約21度以上
には光線を曲げることが出来ない。これに対して、全反
射によるフレネルレンズを用いる場合、屈折面角度は7
0度、反射面角度は53度で同様な効果を得る事がで
き、この方式上、これ以上の射出角度を得る事も問題な
く行える。この事は同時にディスプレイの視野特性を自
在に制御出来ることを示している。At this time, for example, when a light beam incident at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis is bent by a conventional refraction type Fresnel lens, the angle of the Fresnel surface reaches the total reflection angle at about 68 degrees. (N = 1.53, in the case of an arrangement with a smooth surface incidence), the light beam cannot be bent at an emission angle of about 21 degrees or more at this time. On the other hand, when a Fresnel lens by total reflection is used, the refraction surface angle is 7
A similar effect can be obtained at 0 ° and the reflection surface angle is 53 °. With this method, it is possible to obtain a larger exit angle without any problem. This indicates that the visual field characteristics of the display can be freely controlled at the same time.
【0015】両面マイクロレンズアレイ(4)の一部を
拡大した両面マイクロレンズアレイ(7)に示すよう
に、両面に構成されたレンズの焦点を反対側のレンズ近
傍に置くことで、光線の拡散と、光軸ズレの補正を同時
に行うことができる。このレンズ形状は球面に限らず、
非球面形状を用いても良い事は言うまでもない。As shown in a double-sided micro-lens array (7) in which a part of the double-sided micro-lens array (4) is enlarged, the focal point of a lens formed on both sides is placed near the opposite lens, thereby diffusing light rays. And the optical axis shift can be corrected at the same time. This lens shape is not limited to a spherical surface,
It goes without saying that an aspherical shape may be used.
【0016】最後に、拡散板(5)によって最終的な光
学特性を整える。Finally, final optical characteristics are adjusted by the diffusion plate (5).
【0017】次に、図2は、複数のプロジェクタを設置
した本発明の背面投写型ディスプレイ装置の要部構成の
一例を示した斜視図である。スクリーン(8)に対して
所定の位置にプロジェクタ(9)を複数設置し、画像を
投影する構成例である。この配置では3×3の9灯とし
ているが、この灯数は光学的、機械的な要素で決定する
もので9灯に限定するものではない。Next, FIG. 2 is a perspective view showing an example of a main configuration of a rear projection type display apparatus according to the present invention in which a plurality of projectors are installed. This is a configuration example in which a plurality of projectors (9) are installed at predetermined positions with respect to a screen (8), and an image is projected. In this arrangement, nine lights of 3 × 3 are used, but the number of lights is determined by optical and mechanical factors, and is not limited to nine lights.
【0018】本発明で用いるマイクロレンズアレイ等の
レンズシートは、光学用透明樹脂で構成する事で、レン
ズ、あるいはプリズムとして機能する。この光学用透明
樹脂には、各種成形技術の応用しやすい透明合成樹脂シ
ートが望ましい。透明合成樹脂としては、ポリメタクリ
ル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、
アクリル−スチレン共重合体樹脂、スチレン樹脂、ポリ
塩化ビニール樹脂等を上げる事ができる。A lens sheet such as a microlens array used in the present invention functions as a lens or a prism by being made of an optically transparent resin. The transparent resin for optical use is desirably a transparent synthetic resin sheet to which various molding techniques can be easily applied. As the transparent synthetic resin, an acrylic resin such as polymethyl methacrylate, a polycarbonate resin,
Acrylic-styrene copolymer resin, styrene resin, polyvinyl chloride resin and the like can be used.
【0019】[0019]
【発明の効果】請求項1においては、全反射を用いたフ
レネルレンズをスクリーンの構成部品として用いること
で、スクリーンとプロジェクターの間隔を短縮する事が
可能となり、特に反射も併せて利用している事で、屈折
のみを用いる場合に比して大幅な短縮が可能である。According to the first aspect of the present invention, by using a Fresnel lens using total reflection as a component of the screen, the distance between the screen and the projector can be reduced, and in particular, reflection is also used. Thus, a significant reduction is possible as compared with the case where only refraction is used.
【0020】請求項2においては、マイクロレンズアレ
イが光の拡散と同時に、プロジェクターの位置ズレを補
正する効果を奏する事から、プロジェクタ位置をずらし
ての更なる小型化や、多灯化を容易に実現することが可
能である。In the second aspect, the microlens array has the effect of correcting the positional deviation of the projector at the same time as the diffusion of light, so that further miniaturization by shifting the position of the projector and the increase in the number of lights can be easily performed. It is possible to realize.
【0021】また、このフレネルレンズとマイクロレン
ズアレイを適切に組み合わせる事により、他の光学部品
を追加せずに、即ち、光量のロスやコストアップを伴う
事無く、装置の小型化と高輝度化を両立し、実現するこ
とが可能である。By appropriately combining the Fresnel lens and the microlens array, it is possible to reduce the size of the device and increase the brightness without adding other optical components, that is, without increasing the loss of light amount or increasing the cost. And can be realized.
【0022】請求項3においては、フレネルレンズの光
軸をスクリーンの中心からずらす配置すなわちオフセッ
ト配置をとる事によって、更なる小型化を実現できる。According to the third aspect of the present invention, further miniaturization can be realized by adopting an arrangement in which the optical axis of the Fresnel lens is shifted from the center of the screen, that is, an offset arrangement.
【0023】請求項4においては、前述のマイクロレン
ズの作用によって、特別な光学部品を追加せずに多灯化
を行う事が可能となり、それによって容易にスクリーン
の輝度を向上させることが可能である。その際に、プロ
ジェクタの配置に関する自由度が大きい事も重要な点で
ある。According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to increase the number of lights without adding a special optical component by the action of the above-mentioned microlens, thereby easily improving the brightness of the screen. is there. At this time, it is also important that the degree of freedom regarding the arrangement of the projectors is large.
【図1】本発明の背面投写型ディスプレイ装置の要部構
成の一例を示した断面図であるFIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a main configuration of a rear projection display device of the present invention.
【図2】本発明の背面投写型ディスプレイ装置における
複数のプロジェクタによる多灯化の一例を示した斜視図
である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of multi-lighting by a plurality of projectors in the rear projection display device of the present invention.
(1)プロジェクタ (2)反射ミラー (3)全反射を用いたフレネルレンズ (4)両面マイクロレンズアレイ (5)拡散板 (6)全反射を用いたフレネルレンズの拡大レンズ側断
面 (7)マイクロレンズアレイの拡大断面 (8)投写型スクリーン (9)多灯式プロジェクタ(1) Projector (2) Reflection mirror (3) Fresnel lens using total reflection (4) Double-sided micro lens array (5) Diffusion plate (6) Magnifying lens side section of Fresnel lens using total reflection (7) Micro (8) Projection screen (9) Multi-light projector
Claims (4)
せた方式で光線を集光するフレネルレンズと、透過型拡
散板とを最低構成要素とする投写型スクリーンとプロジ
ェクタからなる事を特徴とする背面投写型ディスプレイ
装置。1. A projection screen and a projector comprising a Fresnel lens for condensing light rays in a system of total reflection or a mixture of both total reflection and refraction, and a transmission type diffusion plate as a minimum component. Rear projection display device.
光軸を揃え、かつ互いのレンズ位置を焦点として構成し
たマイクロレンズアレイを付加して構成される事を特徴
とする背面投写型ディスプレイ装置。2. A rear projection type display apparatus comprising a projection screen and a microlens array having optical axes aligned on both sides thereof and having a focus on each other's lens positions. .
よりオフセットして、配設する事を特徴とする請求項1
または請求項2記載の背面投写型ディスプレイ装置。3. The apparatus according to claim 1, wherein the Fresnel lens is disposed with its optical axis offset from the center of the screen.
Or a rear projection display device according to claim 2.
ターからなる事を特徴とする請求項1ないし請求項3い
ずれか1項に記載の背面投写型ディスプレイ装置。4. The rear projection type display apparatus according to claim 1, wherein said projector comprises a plurality of projectors.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000279438A JP2002090888A (en) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Rear projection display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000279438A JP2002090888A (en) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Rear projection display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002090888A true JP2002090888A (en) | 2002-03-27 |
Family
ID=18764443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000279438A Pending JP2002090888A (en) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | Rear projection display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002090888A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005119358A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Kuraray Co., Ltd. | Fresnel lens sheet, rear projection tyep screen and rear projection type image display unit |
WO2006123727A1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Tohoku Techno-Brains Corporation | Projection display screen using deflection element and projection display system |
CN100406919C (en) * | 2004-11-05 | 2008-07-30 | 索尼株式会社 | Fresnel lens sheet, transmission type screen and rear projection type display apparatus |
US7520623B2 (en) | 2004-03-19 | 2009-04-21 | Seiko Epson Corporation | Transmission-type screen and projection-type display device |
-
2000
- 2000-09-14 JP JP2000279438A patent/JP2002090888A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7520623B2 (en) | 2004-03-19 | 2009-04-21 | Seiko Epson Corporation | Transmission-type screen and projection-type display device |
WO2005119358A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Kuraray Co., Ltd. | Fresnel lens sheet, rear projection tyep screen and rear projection type image display unit |
CN100406919C (en) * | 2004-11-05 | 2008-07-30 | 索尼株式会社 | Fresnel lens sheet, transmission type screen and rear projection type display apparatus |
WO2006123727A1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Tohoku Techno-Brains Corporation | Projection display screen using deflection element and projection display system |
JP2006323284A (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Tohoku Univ | Projection display screen using deflection element, and projection display system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4274766B2 (en) | LIGHTING DEVICE AND IMAGE PROJECTION DEVICE USING THE LIGHTING DEVICE | |
US7931377B2 (en) | Screen and projection system | |
JP4286271B2 (en) | Illumination device and image projection device | |
JP2008076524A (en) | Image display apparatus | |
CN100383600C (en) | Optical lighting system and image projection system containing it | |
JP4561204B2 (en) | Screen, Fresnel lens sheet used therefor, and image display device using the same | |
US20100103380A1 (en) | Critical abbe illumination configuration | |
US20080025041A1 (en) | Backlight unit and display apparatus having the same | |
US6829088B2 (en) | Picture display of rear surface projection type | |
US7807958B2 (en) | Switch for an illumination device, and projection system including the same | |
WO2005036260A1 (en) | Fresnel lens, transmission screen, and rear projection-type display device using the lens and the screen | |
JP2002090888A (en) | Rear projection display device | |
JP4103734B2 (en) | Video display device | |
JP2007171561A (en) | Screen and rear projection display apparatus | |
JP2003005275A (en) | Rear projection tv | |
JPS6210637A (en) | Rear projection screen | |
WO2015080234A1 (en) | Projection device | |
JPH0473133B2 (en) | ||
CN100454993C (en) | Image display apparatus | |
US20110134398A1 (en) | Projection System | |
CN211427029U (en) | Projection module and electronic equipment | |
JPH11149803A (en) | Lighting system and projection type display device using the same | |
JP3489135B2 (en) | Projection display device | |
JP2023154401A (en) | Illumination system and projection device | |
WO2005040912A1 (en) | Rear projection display |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040617 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050422 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050422 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050706 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051220 |