JP2002258395A

JP2002258395A - 背面画像投射装置

Info

Publication number: JP2002258395A
Application number: JP2001054912A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yoshida; 勉吉田; Takashi Abe; 崇阿部
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、投射レンズを備えた、赤、緑、青色
の発光面を持つ３本の投射管の赤、青２色の投射光の集
中角を小さくし、カラーシフトを低減した、背面画像投
射装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像発生源として赤、緑、青色の発光面を
持つ３本の投射管を備え、該投射管の前方に投写用レン
ズを備え、該レンズの前方の結像面に、少なくとも２枚
のレンズシートからなる透過型スクリーンを備えた背面
画像投射装置において、前記３本の投射管と該投射管の
前方に配置された投射用レンズがトライアングル配列で
配設されてなることを特徴とする背面画像投射装置であ
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、背面画像投射装置
に係わり、特にカラーシフトを低減した背面画像投射装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、投射管を用いた背面画像投射装
置、いわゆるプロジェクションテレビにおいて、投射レ
ンズを備えた、赤、緑、青色の発光面を持つ３本の投射
管が水平一列に配列されており（図７（ｂ）参照）、通
常リアプロジェクションテレビの光学システムの基本構
成は、図７に示すように、投射レンズを備えた、赤、
緑、青色の投射管７，６，８からの画像は投射レンズに
よりスクリーン１１へ投射される。スクリーンは、フレ
ネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとから
構成される。フレネルレンズシートは、投射レンズから
スクリーンの周辺部へ向かって発散してくる投射光を収
束して平行出射光に変換する。レンチキュラーレンズシ
ートは、図６に示すような構造のレンチキュラーレンズ
シートが用いられており、投影画像を観察者が広い範囲
で観察できるように視野角を拡大する働きをするもので
ある。

【０００３】投射レンズを備えた、赤、緑、青色の発光
面を持つ３本の投射管が水平一列、すなわち緑色投射管
を中心に、左右赤色投射管、青色投射管が横方向にイン
ライン配置されているためにスクリーン上で正規の映像
を得ようとすると構造上次のことが必要となる。すなわ
ち、赤色投射管と青色投射管がスクリーンに正対せずあ
る角度（集中角と言う）だけ斜めから入射することにな
る。従来、その赤、青２色の投射光の集中角は、各々、
通常６〜８度ぐらいの角度となるように配置されてい
た。この集中角に起因するカラーシフトが発生する。こ
のカラーシフトは、大幅に画質を劣化させるものであ
る。

【０００４】このために、従来、スクリーンを構成する
レンチキュラーレンズシートは、図６に示すように、レ
ンチキュラーレンズシートの入射側に水平方向に拡散作
用を有するレンチキュラーレンズ２１を、出射側にカラ
ーシフトを低減する光学設計に基づいたレンチキュラー
レンズ２２を備えた両面レンチキュラーレンズシートを
用いることで、カラーシフトによる画質の劣化を低減し
ていた。

【０００５】しかしながら、上記両面レンチキュラーレ
ンズシートの入射側レンズと出射側レンズの光軸位置合
わせの問題があり、レンズシートの作製上、大掛かりな
設備を必要とするなどの問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するためになされたものであって、投射レンズを
備えた赤、緑、青色の発光面を持つ３本の投射管の赤、
青２色の投射光の集中角を小さくし、カラーシフトを低
減した、背面画像投射装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の背面画像投射装置は、画像発生源として
赤、緑、青色の発光面を持つ３本の投射管を備え、該投
射管の前方に投写用レンズを備え、該レンズの前方の結
像面に、少なくとも２枚のレンズシートからなり、前記
投射管に近い側にフレネルレンズシートを、前記投射管
に遠い側にレンチキュラーレンズシートとが配置されて
なる透過型スクリーンを備えた背面画像投射装置におい
て、前記３本の投射管と該投射管の前方に配置された投
射用レンズがトライアングル配列で配設されてなること
を特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一例
としての背面画像投射装置の模式図である。図１（ｂ）
は、本発明の背面画像投射装置において、投射レンズを
備えた赤、緑、青色の発光面を持つ３本の投射管のトラ
イアングル配列の一例を示した説明図である。図１
（ｃ）は、本発明の背面画像投射装置の光学システムの
基本構成を示した説明図である。図１（ａ）に示すよう
に、本発明の背面画像投射装置１は、箱状のキャビネッ
ト９内には、投射レンズ５を備えた赤、緑、青色の発光
面を持つ３本の投射管７，６，８からなる映像投射装置
が収納されている。キャビネットの後方開口部はミラー
カバーで覆われ、このミラーカバー内に反射ミラー１０
が配置されている。また、キャビネットの前面側には長
方形状の開口部が形成され、この開口部の全周囲にフラ
ットな取り付け部（図示せず）が設けられており、その
取り付け部にフレネルレンズシートと、レンチキュラー
レンズシートからなるスクリーン１１が装着固定され
る。

【０００９】図１（ｂ）に示すように、本発明の背面画
像投射装置１における投射レンズ５を備えた赤、緑、青
色の発光面を持つ３本の投射管７，６，８はトライアン
グル配列で配設されていることを特徴とするものであ
る。尚、本発明において、トライアングル配列とは、投
射レンズを備えた３本の投射管が一直線上に位置しない
ように配列することを言う。

【００１０】図１（ｃ）に示すように、投射レンズを備
えた赤色投射管７、緑色投射管６、青色投射管８からの
画像はスクリーン１１へ投射される。スクリーン１１
は、フレネルレンズシート１２とレンチキュラーレンズ
シート１３とから構成される。フレネルレンズシート１
２は、投射レンズからスクリーンの周辺部へ向かって発
散してくる投射光を収束して平行出射光に変換する。レ
ンチキュラーレンズシート１３は、投影画像を観察者が
広い範囲で観察できるように視野角を拡大する働きをす
るものである。２色の赤色の投射光と青色の投射光の各
々の集中角でできる角度２θが、投射レンズを備えた
赤、緑、青色の発光面を持つ３本の投射管７，６，８が
トライアングル配列で配置されていることで、従来１２
〜１６度であったものが１０度以下にすることができる
ために、カラーシフトを大幅に低減できる。

【００１１】図２は、本発明の背面画像投射装置におけ
る水平指向特性を示した説明図である。また、図３は、
従来の背面画像投射装置における水平指向特性を示した
説明図である。図３に示すように、従来の背面画像投射
装置では、赤、緑、青色の発光面を持つ３本の投射管が
水平一列に配列されており、赤色の投射光、青色の投射
光の２色の集中角が大きいために、赤色と青色との指向
性が著しく非対称となってカラーシフトが発生すること
を意味する。これに対して、図２に示すように、本発明
の背面画像投射装置では、赤、緑、青色の発光面を持つ
３本の投射管がトライアングル配列を採用していること
で、２色の赤色の投射光、青色の投射光の集中角が小さ
くできることから、赤色と青色との指向性の対称性が改
善されるために、カラーシフトが著しく改善される。

【００１２】したがって、本発明の背面画像投射装置の
カラーシフトが著しく改善されたことにより、その投射
装置に用いられるスクリーンは、図４に示すように、フ
レネルレンズシート１２と両面レンチキュラーレンズシ
ート１３とからなり、投射装置に近い側にフレネルレン
ズ１７を備えたフレネルレンズシート１２を配置し、出
射側に両面レンチキュラーレンズシート１３を配置し、
そのレンチキュラーレンズシートの投射側の面に投影画
像を観察者が広い範囲で観察できるように視野角を拡大
する働きをするレンチキュラーレンズ１８を備え、反対
側の出射側の面に拡散作用を有するもう一つのレンチキ
ュラーレンズ１９を備え、さらにレンチキュラーレンズ
シートの画像光が実質的に通過しない領域にレンチキュ
ラーレンズの配列方向と平行にストライプ状の遮光層２
０を備えたものである。

【００１３】図５は、本発明の背面画像投射装置に用い
られるスクリーンを構成する両面レンチキュラーレンズ
シートの構成の一例を示した断面図である。上記両面レ
ンチキュラーレンズシートは、その出射側レンチキュラ
ーレンズ１９のピッチＰ₁が投射側レンチキュラーレン
ズ１８のピッチＰ₀の１／２以下のレンズピッチを持
ち、かつ出射側レンチキュラーレンズ１９の拡散性が投
射側レンチキュラーレンズ１８の拡散性よりも低いレン
ズ形状を持つことを特徴とするものである。そして、投
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
ズの光軸位置合わせの必要ない。また、レンチキュラー
レンズシートの厚さに関しても、レンズの光軸位置合わ
せが必要でないために、レンズの焦点距離よりも厚くな
る。例えば、投射側のレンズ形状としてＰ₀＝１５０μｍ焦点距離＝１２５μｍとすると、出射側のレンズ形状は、Ｐ₁＝６５μｍ焦点距離＝５００μｍになる。上記両面レンチキュラーレンズシートを用いて
透過型スクリーンとなして、本発明の背面画像投射装置
に搭載して光学特性を評価すると、観察領域が１２０度
以上でもカラーシフトが殆どなく観察が可能である。一
方、このスクリーンを従来の背面画像投射装置に搭載し
て光学特性を評価すると、観察領域が４０度で、これよ
り広い観察領域ではカラーシフトが著しく、画質の劣化
が発生した。

【００１４】本発明の背面画像投射装置に用いられる透
過型スクリーンを構成する両面レンチキュラーレンズシ
ートおよびフレネルレンズシートは、公知慣用の方法で
製造できる。例えば、熱可塑性樹脂を、加熱されたスタ
ンパを用いて押圧し、レンズ面を成形する手法や紫外線
や電子線等に代表される電離放射線の照射によって硬化
する樹脂を使用してレンズシートを成形する手法等が挙
げられるが、特にその製造方法に限定されるものではな
い。

【００１５】また、レンチキュラーレンズシートに実質
的に映像光が通過しない領域にストライプ状の遮光層を
形成する方法として、粘着性の紫外線硬化型樹脂が、紫
外線の照射によって硬化して非粘着性となることを利用
して設ける下記の方法によるのが望ましいが、特に限定
されるものではない。

【００１６】遮光層を形成する方法の一例として、レン
チキュラーレンズシートのレンズ面と反対側の平坦面
に、紫外線硬化型樹脂層を形成する。レンズ側からレン
チキュラーレンズシートの平坦面に形成した紫外線硬化
型樹脂層に対して各々のレンチキュラーレンズ群を介し
て、紫外線を垂直に照射して、各レンチキュラーレンズ
群によって集光された部分の前記樹脂を硬化させて非粘
着性とした後、粘着性の前記樹脂の未硬化部分にのみ黒
色の着色剤を付着させることにより遮光層が形成され
る。

【００１７】着色剤として黒色微粉体トナーを、未硬化
部分にのみに選択的に付着させることもできる。また、
黒色のインキ層を設けた転写紙を使用して、黒色インキ
層を未硬化部分にのみに選択的に付着させることもでき
る。

【００１８】上記の露光プロセスによれば、各レンチキ
ュラーレンズに対しては、レンズ側からレンチキュラー
レンズシートの全面に平行光を一括的に照射することに
なる。従って、形成される遮光層は、実際のレンチキュ
ラーレンズシートへの紫外線の照射による非集光部に対
してであり、真に遮光層の形成が必要な箇所、すなわち
映像光の通過しない領域に、確実な位置精度で形成でき
る。

【００１９】本発明の背面画像投射装置に用いられる透
過型スクリーンを構成する、例えば、図５に示すような
両面レンチキュラーレンズシートは、まず、投射側の所
定の位置に遮光層を設けたレンチキュラーレンズシート
１３Ａを上記の手段によって作製し、一方、出射側のレ
ンチキュラーレンズシート１３Ｂを同様上記手段によっ
て作製した後、レンチキュラーレンズシート１３Ａとレ
ンチキュラーレンズシート１３Ｂとを透光性の光学用と
の接着剤もしくは粘着剤を用いて積層し、両面レンチキ
ュラーレンズシートを作製できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、投射レンズを備えた、
赤、緑、青色の発光面を持つ３本の投射管をトライアン
グル配列としたことで、カラーシフトを低減した背面画
像投射装置を提供できる。本発明の背面画像投射装置に
用いる透過型スクリーンを構成する両面レンチキュラー
レンズシートは、表裏のレンチキュラーレンズ光軸の位
置合わせを必要としないために、ファインピッチの高精
細のレンチキュラーレンズシートを容易に作製できる。
したがって、本発明の背面画像投射装置は、透過型スク
リーンにファインピッチ高精細のレンチキュラーレンズ
シートを用いることができるので、カラーシフトを低減
した、明るい、高精細の映像を観察できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一例としての背面画像投射
装置の模式斜視図である。（ｂ）は、本発明の背面画像
投射装置において、赤、緑、青の発光面を持つ３本の投
射管のトライアングル配列の一例を示した説明図であ
る。（ｃ）は、本発明の背面画像投射装置の光学システ
ムの基本構成を示した説明図である。

【図２】本発明の背面画像投射装置における水平指向特
性を示した説明図である。

【図３】従来の背面画像投射装置における水平指向特性
を示した説明図である。

【図４】本発明の背面画像投射装置に用いられるスクリ
ーンの構成の一例を示した模式斜視図である。

【図５】本発明の背面画像投射装置に用いられるスクリ
ーンを構成する両面レンチキュラーシートの一例を示し
た模式断面図である。

【図６】従来の両面レンチキュラーシートの一例を示し
た模式断面図である。

【図７】従来の背面画像投射装置の一例を示した模式斜
視図である。

【符号の説明】

１・・・背面画像投射装置２・・・緑色投射管３・・・赤色投射管４・・・青色投射管５・・・投射レンズ６・・・投射レンズを備えた緑色投射管７・・・投射レンズを備えた赤色投射管８・・・投射レンズを備えた青色投射管９・・・キャビネット１０・・・反射ミラー１１・・・透過型スクリーン１２・・・フレネルレンズシート１３・・・両面レンチキュラーレンズシート１４―１４´・・・緑色投射光の指向特性１５―１５´・・・青色投射光の指向特性１６―１６´・・・赤色投射光の指向特性１７・・・フレネルレンズ１８、２１・・・投射側レンチキュラーレンズ１９、２２・・・出射側レンチキュラーレンズ２０、２３・・・遮光層Ｐ₀、Ｐ₁・・・レンチキュラーレンズピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像発生源として赤、緑、青色の発光面を
持つ３本の投射管を備え、該投射管の前方に投射用レン
ズを備え、該レンズの前方の結像面に、少なくとも２枚
のレンズシートからなり、前記投射管に近い側にフレネ
ルレンズシートを、前記投射管に遠い側にレンチキュラ
ーレンズシートとが配置されてなる透過型スクリーンを
備えた背面画像投射装置において、前記３本の投射管と
該投射管の前方に配置された投射用レンズがトライアン
グル配列で配設されてなることを特徴とする背面画像投
射装置。