JP2002502197A - 高角度軸成分排除用のホログラフィックスクリーンを有する投影型テレビ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 投影型テレビ１０は、異なる色の画像を投影する画像プロジェクタ１４，１６，１８および光学素子を有し、投影スクリーン２２の少なくとも一部に入射する一定量の散乱光を生成する。この投影スクリーン２２は、基板２４上に配設され、画像プロジェクタ１４，１６，１８からの画像を第１の面で受け取り、その受け取った全ての表示用の画像を制御用の分散光として第２の面に表示する３次元干渉アレイとして機能する３次元ホログラム２６を含む。このスクリーン２２は、通常の入射角以外の角度から入射される光を高い割合で除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （背景） （発明の分野） 本発明は、投影型テレビ受像機に関し、特に、色ずれの大幅な削減、キャビネ
ットの奥行きの大幅な削減、所定の最大入射角度よりも大きな角度を用いること
によって、スクリーンに直交する角度とは異なるある入射角度で入射する入射光
を高比率で排除することが可能な投影型テレビスクリーン、すなわち、高角度軸
成分排除用のホログラフィックスクリーンを有する投影型テレビに関する。

【０００２】 （背景技術） 従来、投影テレビジョンシステムの設計には、色ずれおよびその他の様々な明
るさ特性に影響を与える設計基準について多くの選択肢が含まれる。

【０００３】 色ずれは、垂直視野角における明るさのピークを観測することにより、水平平
面内の様々な角度で見たときの、赤投影チューブ、緑投影チューブ、青投影チュ
ーブからの投影画像によって投影スクリーンの中央に形成される白画像の赤／青
の比、又は、緑／青の比の変化として定義される。

【０００４】 色ずれ問題は、いくつかの異なる色、例えば、赤、青、緑の各画像用の少なく
とも３つの画像プロジェクタが必要であるために生じる。投影スクリーンは、少
なくとも３つのプロジェクタからの画像を第１の面で受け取り、表示されるすべ
ての画像について制御された光分散で画像を第２の面に表示する。

【０００５】 １つのプロジェクタ、すなわち、通常は緑であり、通常はプロジェクタアレイ
の中央にあるプロジェクタは、スクリーンにほぼ直交する方向の第１の光路を有
する。少なくとも２つのプロジェクタ、すなわち、通常は赤および青であり、通
常はアレイ内の中央の緑プロジェクタの両側に位置決めされるプロジェクタは、
規定された入射角の、直交方向とならない方向で第１の光路の方へ収束するそれ
ぞれの光路を有する。

【０００６】 色ずれは、スクリーンおよび緑プロジェクタに対する赤プロジェクタおよび青
プロジェクタの非直交関係によって生じる。色ずれの結果として、色調はスクリ
ーン上のあらゆる位置で異なるものとなる。色調の違いが大きな状態を、しばし
ば、不十分な白一様性、と呼ぶ。色ずれが小さければ小さいほど、白一様性が向
上する。

【０００７】 色ずれは、数のスケールによって示され、より小さい数はより弱い色ずれおよ
びより優れた白一様性を示す。一般的な手順によれば、通常は、少なくとも約−
４０度ないし＋４０度から約−６０度ないし＋６０度程度まで、５度または１０
度の増分で様々な水平視野角から赤輝度、緑輝度、および青輝度の値がスクリー
ンで測定される。正の角度および負の角度は、それぞれ、スクリーン中央に対し
て右および左の水平視野角を表す。これらの測定値は、ピーク垂直視野角で得ら
れる。赤データ、緑データ、および青データは０度で１に正規化される。

【０００８】 以下の数式（Ｉ）および（ＩＩ）の一方または両方が各角度で評価される。

【０００９】

【数１】

【００１０】

【数２】

【００１１】 上式で、θは水平視野角内の任意の角度であり、Ｃ（θ）は角度θでの色ずれ
であり、red（θ）は角度θでの赤輝度レベルであり、blue（θ）は角度θでの 青輝度レベルであり、green（θ）は角度θでの緑輝度レベルである。これらの 値の最大値はスクリーンの色ずれである。

【００１２】 一般に、色ずれは、商業的に受け入れられるスクリーン設計では、名目上５以
下であるべきである。他のエンジニアリングおよび設計上の制約では、場合によ
っては色ずれを５よりもいくらか高くする必要があるときがあるかも知れないが
、このような色ずれ性能は望ましくなく、通常は白一様性が不十分な知覚的に劣
った画像をもたらす。

【００１３】 投影テレビジョン受像機用のスクリーンは、一般に、熱可塑性シート材料の表
面を形成するために、１つ又は複数のパターン化されたローラを使用した押出し
プロセスによって製造される。この形状は、一般に、レンチキュールおよびレン
ズレットとも呼ばれるレンチキュラー要素のアレイである。レンチキュラー要素
は、同じシート材料の一面または両面上に形成するか、或いは、いくつかの異な
るシートの一面上にのみ形成し、次いでこれらのシートを積層ユニットとして永
久的に組み合わせるか、あるいは積層ユニットとして機能するように互いに隣接
するように他の方法で取り付けることができる。

【００１４】 多くの設計では、スクリーンの一方の表面は、光を拡散させるようにフレネル
レンズとして設計される。色ずれを低減し白一様性を向上させる従来の技術上の
奮闘は、スクリーンの２つの態様にのみ焦点が当てられている。１つの態様はレ
ンチキュラ要素の形状および配置である。

【００１５】 他方の態様は、スクリーン材料または、光拡散を制御するためにその一部に光
拡散粒子がドープされているスクリーン材料の範囲である。これらの奮闘は以下
の特許文書によって例示される。

【００１６】 米国特許第４４３２０１０号および米国特許第４５３６０５６号では、投影ス
クリーンは、入射表面と出射表面を有する光透過レンチキュラーシートを含んで
いる。その入力表面は、０．５から１．８の範囲の波打ち深さＸｖと近軸曲率半
径Ｒ１の比（Ｘｖ／Ｒ１）を有する水平拡散レンチキュラプロファイルを特徴と
する。そのプロファイルは、光軸に沿って縦長であり、非球面入力レンチキュラ
レンズを形成している。

【００１７】 両面レンチキュラレンズを有するスクリーンを使用することは一般的である。
このようなスクリーンは、スクリーンの入射表面上の円筒形入射レンチキュラ要
素と、スクリーンの出射表面上に形成された円筒形レンチキュラ要素と、出射表
面の光非収束部に形成された光吸収層とを有している。その入射レンチキュラー
要素および出射レンチキュラー要素は、それぞれ、以下の数式（ＩＩＩ）で表さ
れる円、楕円、または双曲線の形状で示される。

【００１８】

【数３】

【００１９】 上式で、Ｃは主曲率であり、Ｋは円錐定数である。

【００２０】 別法として、そのレンズレット群は、二次よりも高次の項が追加された曲線を
有する。

【００２１】 両面レンチキュラレンズのようなものを使用して作られたスクリーンでは、入
射レンズと出射レンズの間の位置関係、またはレンズを形成するレンチキュラ要
素同士の間の位置関係を特定することが提案されている。たとえば、米国特許第
４４４３８１４号では、一方のレンズのレンズ表面が他方のレンズの焦点に存在
するように入射レンズと出射レンズを位置決めすることが教示されている。

【００２２】 例えば、日本特許出願第５８−５９４３６号には、入射レンズの偏心率を、レ
ンチキュラレンズを構成する材料の屈折率の逆数にほぼ等しくすることも教示さ
れている。

【００２３】 さらに、例えば、米国特許第４５０２７５５号には、それぞれのレンチキュラ
ーレンズの光軸平面が互いに直角になるように両面レンチキュラーレンズの２枚
のシートを組合せ、かつ一方のレンズの周辺にある入射レンズと出射レンズが光
軸に対して非対称的になるような両面レンチキュラーレンズを形成することが教
示されている。

【００２４】 米国特許第４９５３９４８号では、光軸の位置ずれの公差および厚さの違いの
許容量を大きくするか、あるいは色ずれを小さくすることができるように、入射
レンズの谷でのみ光収束位置を出射レンズの表面から視野側の方へずらすことも
教示されている。

【００２５】 色ずれ又は白の非一様性を低減するための様々な提案に加え、投影スクリーン
性能を向上させるための他の提案として、水平方向および垂直方向において、画
像を明るくし、適切な視野を確保することが挙げられている。このような技術は
、直接的な興味を引くものではなく、詳細に説明されていない。 この種の多数提案されているものの概要は、米国特許第５１９６９６０号に記
載されている。この特許には、入射レンズを有する入射レンズ層と、出射レンズ
を有する出射レンズ層とを備え、出射レンズのレンズ表面が入射レンズの光収束
点またはその近傍に形成され、入射レンズ層および出射レンズ層がそれぞれ、ほ
ぼ透明な熱可塑性樹脂で形成され、少なくとも出射層が拡散微粒子を含み、入射
レンズ層と出射レンズ層との間に光拡散特性の違いが存在する両側面レンチキュ
ラーレンズシートを教示している。複数の入射レンズが円筒形レンズを形成して
いる。

【００２６】 この出射レンズは複数の出射レンズ層で形成され、入射レンズ層の各レンズの
光収束点に、又はその近傍にレンズ表面を有している。また、光吸収層がその出
射レンズ層の非収束部に形成されている。このスクリーン設計は、十分な水平視
野角を与え、色ずれを低減し、画像をより明るくすると共に、押出しプロセスに
よる製造を容易にすると言われている。

【００２７】 投影スクリーン設計において何年にも渡って積極的に開発されてきたにもかか
わらず、その達成された改良はせいぜい増分的なものであり、さらに、ある基準
を超えることには成功していない。画像投影機の幾何学的構成によって規定され
るその入射角は、本明細書では角度αと呼ばれ、一般に、０度よりも大きくかつ
約１０度又は１１度以下である範囲に限られている。

【００２８】 画像プロジェクタの寸法のために、角度αを０度に近くすることはほぼ不可能
である。角度αが約１０度または１１度よりも小さい範囲では、達成されている
最高の色ずれ性能は、数式（Ｉ）および（ＩＩ）にしたがって測定されたとして
、約５である。ある角度が約１０度又は１１度を超える範囲で既に達成されてい
る最良の色ずれ性能は、商業的には受け入れられてはいない。実際、角度αが１
０度または１１度よりも大きな角度を持つ投影型テレビ受像機は知られていない
。

【００２９】 αの角度が小さい場合は、顕著で望ましくない結果、すなわち、非常に大きな
キャビネット奥行きが、投影型テレビ受像機を収納するのに必要になる、という
ことを生じさせる。この大きな奥行きは、小さな入射角（α）を有する光路に対
処する必要があることの直接的な結果である。

【００３０】 投影型テレビのキャビネットの寸法を削減する技法は、一般に、ミラーの配置
に依存している。入射角の小範囲によって、このような努力には、自ずと限界が
ある。

【００３１】 Ｐｏｌａｒｏｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、ＤＭＰ−１２８（登録商標）
としてデザインされた光ポリマーを販売しており、Ｐｏｌａｒｏｉｄ Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎが、独占権を持つプロセスを使用し、３次元ホログラムとして製
造することができる。このホログラフィック製造プロセスは、米国特許第５５７
６８５３号に部分的に記載されている。

【００３２】 投影型テレビ用の３次元ホログラフィックスクリーンは、ＤＭＰ−１２８（登
録商標）光ポリマーホログラフィック製品の市場を確立するための努力がなされ
る間に示された多数の提案のうちの１つとしてＰｏｌａｒｏｉｄ Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎによって提案された。この提案は、より高い明るさおよび解像度、よ
り低い製造コスト、より小さい重量、および２ピーススクリーンが輸送中に受け
る磨耗に対する抵抗力の項目に関して、Ｐｏｌａｒｏｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎが期待した利点に基づいた提案であった。Ｐｏｌａｒｏｉｄ Ｃｏｒｐｏｒ
ａｔｉｏｎは、ホログラフィック投影型テレビスクリーンのようなものを作成可
能かもしれない多量のホログラフィック要素に対する如何なる特定のホログラフ
ィック構成をも提案しておらず、ホログラフィックであるか、その他の種類であ
るかにかかわらず、どんな種類の投影型テレビスクリーンにおける色ずれ問題も
、考慮されてさえいない。

【００３３】 全般的に、色ずれが５よりも小さく、場合によっては５よりもずっと小さいス
クリーン、また角度αが１０度または１１度よりもずっと大きい場合に色ずれが
５程度に低いスクリーンを有する投影型テレビ受像機を提供するための開発が何
年にもわたって集中的に行われてきたにもかかわらず、従来型の投影スクリーン
におけるレンチキュラー要素形状および位置および散光器を増分的に変更するこ
とを除いて、色ずれ問題の解決策は進歩していない。

【００３４】 さらに、投影スクリーンには３次元ホログラムが有用であるという提案にもか
かわらず、色ずれに関してすることがないという理由であるが、３次元ホログラ
フィックスクリーンを使用した投影型テレビを提供する努力はなされていない。
著しく向上した色ずれ性能を有し、著しく小さなキャビネットに組み込むことの
できる投影型テレビ受像機に対してずっと前から探し求められているニーズは依
然として満たされていない。

【００３５】 （概要） 本発明では、測定される色ずれ性能を著しく向上させ、１０度又は１１度より
も小さな範囲の入射角αを有する投影型テレビを用いて、２以下の色ずれを達成
する投影型テレビ受像機を提供する。

【００３６】 さらに、色ずれ性能が著しく高く、入射角αが最大約３０度の商業的に受け入
れられ、従来型よりも遥かに小さなキャビネットに収納することが可能な投影型
テレビ受像機を提供することができる。

【００３７】 そのような大きい入射角度αの投影型テレビの色ずれ性能は、例えば５の色ず
れ性能を持つ入射角度αの小さな従来型と少なくとも同程度に良好であり、入射
角度αの小さな投影型テレビと同様に、約２程度に低い値に近づくか、或いは場
合によってはそのような値に達するものと期待できる。

【００３８】 これらの結果は、従来の押出しレンズスクリーン技法を完全に放棄することに
よって得られる。

【００３９】 本発明に係る投影テレビジョン受像機は、基板、たとえばＭｙｌａｒ（登録商
標）などのポリエチレンフィルム上に形成された３次元ホログラムで形成された
スクリーンを有する。

【００４０】 このような３次元ホログラフィックスクリーンは最初、より高い明るさおよび
解像度、より低い製造コスト、より小さい重量、および２ピーススクリーンが例
えば輸送中に受ける磨耗に対する抵抗力の項目に関して期待した利点のために開
発された。

【００４１】 その３次元ホログラフィックスクリーンの色ずれ性能は、その３次元スクリー
ンの光学特性が少なくとも従来型のスクリーンと同程度に良好であるかどうかを
判定するための試験を行ったときに見出された。

【００４２】 数式（Ｉ）および（ＩＩ）によって測定されたその３次元ホログラフィックス
クリーンの色ずれ性能は、予想されたよりも非常に低かった。従来技術の改良を
増分ステップに制限していた障壁も完全になくなっていた。現在、その上、入射
角αよりも大きなことを特徴とする投影幾何形状を有する、より小さなキャビネ
ットを開発することが可能である。

【００４３】 色ずれ性能を高め、可視性を向上させるだけでなく、３次元ホログラフィック
スクリーンは、従来型の押出しレンズ投影スクリーンによってもたらされていた
よりも、全体的な利得をより増大させることを示した。そのホログラフィックス
クリーンによってもたらされたその増大された明るさは、そのスクリーンの全体
的な明るさをより一様になるようにプロジェクタを修正することを可能にする。
これは、そのスクリーン上に投影される画像の中央の明るさを低減するように、
そのプロジェクタレンズの中心を閉塞することによって行われている。

【００４４】 従来型の押出しレンズ投影スクリーンはこのように修正することができるが、
従来型のスクリーンはそのスクリーンについて視野の任意の点に沿う明るさの喪
失を補うのに十分な全体的な明るさを示さない。

【００４５】 ３次元ホログラフィックスクリーンに関係する予想を上回る特性を有し、本発
明に係る投影型テレビは、以下の構成で示される。

【００４６】 各異なる色の各画像用の少なくとも３つの画像プロジェクタと、基板上に配設
された３次元ホログラムで形成され、プロジェクタからの画像を第１の面で受け
取り、表示される全ての画像について制御された光分散で画像を第２の面に表示
する投影スクリーンと、その画像プロジェクタの１つは投影スクリーンにほぼ直
交する方向の第１の光路を有し、その画像プロジェクタのうちの少なくとも２つ
は規定された入射角の、スクリーンに対して直交方向とならない方向で第１の光
路の方へ収束するそれぞれの光路を有する。

【００４７】 投影スクリーンを構成するレンチキュラー要素の３次元回折アレイを表す３次
元ホログラムは、表示された画像の色ずれを低減する上で有効な構成を有し、そ
のスクリーンは０度よりも大きくかつ約３０度以下である範囲内の全ての入射角
について約５以下である色ずれを持つ。

【００４８】 ここで、色ずれは、以下の式の少なくとも一方から得られる最大値によって求
められる。すなわち、

【００４９】

【数４】

【００５０】

【数５】

【００５１】 によって色ずれを求めることができる。

【００５２】 なお、θは一連の水平視野角内の任意の角度であり、Ｃ（θ）は角度θでの色
ずれであり、ｒｅｄ（θ）は角度θでの赤輝度レベルであり、ｂｌｕｅ（θ）は
角度θでの青輝度レベルであり、ｇｒｅｅｎ（θ）は角度θでの緑輝度レベルで
ある。そのスクリーンの色ずれは、５未満、例えば、約４、３、又は場合によっ
ては２以下になると予想することができる。

【００５３】 入射角が約１０度又は１１度のときの既知の障壁に関して、そのスクリーンの
色ずれは、０度よりも大きくかつ約１０度以下である入射角の第１のサブレンジ
内のすべての入射角について約２以下であり、約１０度よりも大きくかつ約３ ０度以下である入射角の第２のサブレンジ内の全ての入射角について約５以下で
ある。

【００５４】 その投影スクリーンは、さらに、例えば、約２ｍｍ〜４ｍｍの範囲の厚さを有
する層状のアクリル材料の光透過強化部材を備える。その基板は、ポリエチレン
テレフタレート樹脂フィルムなど、耐久性が高く透明な撥水性のフィルムで構成
される。また、その基板は、約１ミル〜１０ミル（約２５．４ミクロン〜２５４
ミクロン）の範囲の厚さを有するフィルムでよい。約７ミルの厚さは、その３次
元ホログラムを適切に支持することが判明している。そのフィルムのその厚さは
性能とは関係がない。その３次元ホログラムは、約２０ミクロン以下の範囲の厚
さを有する。

【００５５】 さらに、発展させた形態として、その投影型テレビは、その画像プロジェクタ
とレンズからの所望の光線を映し出すスクリーンとの間に、１つ又は複数のミラ
ーを備えてもよい。ただし、レンズからスクリーンに向う直線的な光線を除外す
るような光バッフルを含む必要はない。

【００５６】 特に、投影型テレビは、異なる色のそれぞれの画像を投影するための少なくと
も３つの画像プロジェクタによって構成され、当該画像プロジェクタは、投影ス
クリーンの少なくとも一部に投影される一定量の散乱光を出力する。投影スクリ
ーンは、基板上に配設され、かつ、３次元回折パターン或いは干渉アレイとして
機能する３次元ホログラムによって形成されている。

【００５７】 該投影スクリーンは、画像プロジェクタからの画像を第１の面で受け取り、そ
の受け取った表示用の全画像を制御された分散光として第２の面に表示する。利
点として、投影スクリーンでは、散乱光の量が選択的に除去される。

【００５８】 （実施例の説明） 図１は、投影型テレビとしての投影テレビジョン受像機１０を示す。

【００５９】 投影陰極線管１４、１６、および１８のアレイ１２はそれぞれ、赤、緑、およ
び青の画像を生成する。各陰極線管は、各信号を投影スクリーンに投影するため
のレンズ１５、１７、および１９をそれぞれ備える。その投影された画像は、ミ
ラー２０によって投影スクリーン２２上に反射される。また、独自の幾何学的な
光路に応じて、ミラーを付加させてもよい。

【００６０】 図１に示すように、緑陰極線管（Ｇ）１６は光路３２に沿って緑画像を投影し
、この光路３２はスクリーン２２面に対してほぼ直交（スクリーン面に対して垂
直）している。

【００６１】 また、赤陰極線管（Ｒ）および青陰極線管（Ｂ）は、各光路３４，３６を有し
、これら光路３４，３６は、スクリーン面に対して直交しない方向の規定された
入射角αによって第１の光路３２の方へ向かって収束する。この入射角αは、色
ずれの問題を生じさせる。

【００６２】 また、レンズ１５、１７、１９から射出された光の一部は、通常の場合、スク
リーン２２上に直接散乱する。この散乱状態は、スクリーン２２面でのコントラ
スト比を減少させ、画像の品質を低下させることになる。

【００６３】 本発明に係る投影システムの一形態として、スクリーン２２は、基板２４上に
配設された３次元ホログラム２６によって構成される。そのスクリーンは、プロ
ジェクタからの画像を第１の入射表面側２８で受け取り、その受け取った全ての
画像を制御された分散光として第２の出射表面側３０上に表示する。

【００６４】 より好ましい形態として、スクリーン２２は、前述した従来型のスクリーンと
比較して、異った光学的対称（ｓｙｍｍｅｔｒｙ）特性を構成する。特に、この
本発明に係る光学的対称特性、すなわち、スクリーン２２の光学特性は、スクリ
ーンの物理的な方位（例えば、水平方向或いは垂直方向）に無関係に、均一な特
性を有している。

【００６５】 本発明のスクリーン２２に用いられる補償型のホログラフィックスクリーンは
、高精度な楕円軌道の光学特性、すなわち、一方の軸（例えば主軸側）に沿って
より高い透過特性を有し、他方の軸（例えば副軸側）に沿ってより低い透過特性
を有する。

【００６６】 従来型のスクリーン、すなわち、微小凸レンズ群から構成される従来のスクリ
ーンにおいては、光学特性は互いに密接に関連して各レンズ特性が多段階に渡っ
て変化しており、スクリーン内では不均一な非対称特性となっている。

【００６７】 本発明において、ホログラフィクスクリーン２２は、スクリーン面に対して垂
直方向の狭い範囲のエンベロープにおいて、超楕円形の出力光を得る。言い替え
れば、ホログラフィクスクリーン表面においては、そのスクリーン面に対して非
常に狭い範囲の垂直角度内で入射する光のみを受け入れる。その結果、そのスク
リーン面に対して垂直方向からわずかに外れた角度からホログラフィクスクリー
ン２２上に入射する散乱光又は反射光は、ホログラフィクスクリーン２２内を透
過することができず、これにより、画像のコントラストを全面的に改善すること
ができる。

【００６８】 図４および図５は、本発明に係る垂直方向および水平方向の入射光に対する除
去特性を示す。

【００６９】 これら図４および図５のグラフに用いられているデータは、図６に示す試験装
置を用いて収集されるデータを示す。

【００７０】 ４６インチ投影型テレビ２７は、緑用ＣＲＴのみを具備している。スクリーン
２２を介して送られる緑光は、光センサ２９によって、垂直方向および水平方向
からの入射角の関数をもつデータとして収集される。なお、該データは、ギリシ
ャ文字θによって示される角度で測定される。本例では、入射角度（θ度）に対
する入射光の透過率（標準値）を示す。

【００７１】 スクリーン部材３０は、図６に示すように、スクリーン面に対する垂直方向に
関して回転できるようになっている。これにより、スクリーン２２は、スクリー
ン自体の回転に伴って、異なる角度θから緑光を受光する。光センサ２９は、ス
クリーン２２の中心位置でそのスクリーン面に対して直交して配置されており、
入射光を検出することによって、入射角度（θ度）に対する入射光の透過割合を
記録する。

【００７２】 この測定系のより好ましい形態として、ＰＴＶレンズ１５，１７，１９からの
直接的な光の入射を減少させるために、垂直（９０度回転させた）位置にホログ
ラフィクス拡散スクリーンを配置して構成した。

【００７３】 下記に示す表１は、上記試験装置から得られたデータであり、図４および図５
に示したグラフと共に作成したものである。なお、表１中、垂直スクリーン方向
において、θは、スクリーン面に対する垂直方向からずれた入射角を示す。

【００７４】

【表１】

【００７５】 この表１から、レンズ１５，１７，１９からの反射光又は散乱光は、スクリー
ン２２の内部に入射するが、スクリーン面に対して垂直方向からわずかに外れた
角度からは入射することはなく、スクリーンを透過することはない。

【００７６】 図４および図５は、垂直方向および水平方向における入力光の除去レベルを示
す。垂直ホログラフィック効果により、任意の角度、ただし所定の入力角度、例
えば、約２．５°では５０％、約７°では９０％、２０°を超える角度では実質
的にゼロ（０）の各入力光が除去される。

【００７７】 レンズ１５，１７，１９上の画像は、従来のＰＴＶにおいては、スクリーンの
表面出口側３０からしばしば直接観察することができる。

【００７８】 一方、本発明においては、ホログラフィックスクリーン２２が９０°回転でき
る位置内、すなわち、スクリーン面に対して水平方向に向けられたとき、レンズ
１５，１７，１９上の画像は、ホログラフィックスクリーン２２を通じて直接観
察することができる。

【００７９】 しかし、ホログラフィックスクリーン２２がスクリーン面に対して垂直方向に
置かれたとき、レンズ１５，１７，１９上の画像は、スクリーンの表面出口側３
０から観察できなくなる。

【００８０】 このように、ホログラムは、所定の角度からスクリーンに入射する、不要な迷
光或いは散乱光を遮断することができる。これに対して、従来の装置においては
、そのようなレンズからの画像を直接取り除くために、光バッフルが必要となる
。

【００８１】 また、より好ましい形態として、スクリーン２２の基板は、ポリエチレンテレ
フタレート樹脂フィルムのような、耐久性が高く透明で、撥水性のあるフィルム
が好ましい。

【００８２】 このようなフィルムの１つは、商標Ｍｙｌａｒ（登録商標）として、Ｅ．Ｉ．
ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．から得ることができる。そ
のフィルム基板は、約１ミル〜１０ミル、すなわち、約０．００１インチ〜０．
０１インチまたは約２５．４ミクロン〜２５４ミクロンの範囲の厚さを有する。
その厚さが約７ミル（１７７．８ミクロン）のフィルムは、その上に配設された
３次元ホログラムを適切に支持することが判明している。そのフィルムの厚さは
、一般にスクリーン性能に影響を与えず、また特に色ずれ性能に影響を与えず、
いくつかの異なる厚さのフィルムを使用してもよい。その３次元ホログラム２６
の厚さは約２０ミクロン以下である。

【００８３】 この３次元ホログラフィックスクリーンは少なくとも２つの供給源から得るこ
とができる。Ｐｏｌａｒｏｉｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは独自の湿式化学プロ
セスを使用して、そのＤＭＰ−１２８光ポリマー材料で３次元ホログラムを形成
している。

【００８４】 投影テレビジョン受像機で使用される３次元ホログラフィックスクリーンに関
する一形態として、以下の性能仕様にしたがって、Ｐｏｌａｒｏｉｄ Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎ湿式化学プロセスによって製造した。 水平半視野角：３８度±３度 垂直半視野角：１０度±１度 スクリーン利得：≧８ 色ずれ：≦３

【００８５】 ここで、水平視野角および垂直視野角は従来の方法で測定され、スクリーン利
得は、そのスクリーンに直交する方向で測定された、光源から視野表面の背面の
方へ向かう光強度と視野表面の前面から観察者の方への光強度との商であり、色
ずれは前述のように測定される。その３次元ホログラフィック投影スクリーンの
並はずれた色ずれ性能は、概要で説明したように、全く予想外のものであった。

【００８６】 図２は、色ずれ性能について説明するための、ミラーおよびレンズを省略した
投影テレビジョンの簡略図である。

【００８７】 赤陰極線管１４および青陰極線管１８の光路３４，３６は、緑陰極線管１６の
光軸３２に対して入射角αの位置に対称的に位置合わせされる。キャビネットの
最小奥行きＤは、スクリーン２２と陰極線管の背縁部との間の距離によって決定
される。角度αを小さくするように、それぞれの陰極線管を互いに接近して移動
させなければならず、これらの衝突を避けるためにスクリーンからさらに離隔し
て設けなければならない。

【００８８】 十分に小さな角度αでは、このような干渉を回避することはできない。この場
合、キャビネットの最小奥行きＤが大きくなるので望ましくない。逆に、角度α
が大きくなるにつれて、陰極線管をスクリーン２２に近づけ、キャビネットの最
小奥行きＤを小さくすることができる。

【００８９】 スクリーン２２の視野側では、２つの水平半視野角は−βおよび＋βとして指
定される。総水平視野角２βも定義される。半視野角は通常、±４０度から±６
０度の範囲である。各半角内に複数の特定の角度θがあり、この角度で、前述の
数式（Ｉ）および（ＩＩ）にしたがって色ずれを測定し求めることができる。

【００９０】 入射角約１０度または１１度での既知の障壁に関して、３次元ホログラフィッ
クスクリーンの色ずれは、入射角が０度よりも大きくかつ約１０度以下である第
１のサブレンジ内の全ての入射角について約２以下であり、このスクリーンの色
ずれは、入射角が約１０度よりも大きくかつ約３０度以下である第２のサブレン
ジ内のすべての入射角について約５以下である。第１のサブレンジのような約２
以下の色ずれを、より大きな入射角の第２のサブレンジでも達成できることが期
待される。

【００９１】 図３を参照して、基板２４は、前述のように、Ｍｙｌａｒ（登録商標）などの
透明フィルムを含む。３次元ホログラム２６が形成される光ポリマー材料はフィ
ルム層（基板）２４上に支持される。適切な光ポリマー材料はＤＭＰ−１２８（
登録商標）である。

【００９２】 スクリーン２２はさらに、たとえば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
などのアクリル材料の光透過の強化部材３８を含むことができる。ポリカーボネ
ート材料を使用することもできる。強化部材３８は、本実施の形態では、約２ｍ
ｍ〜４ｍｍの範囲の厚さを有する層である。スクリーン２２および強化部材３８
は、ホログラフィック層（３次元ホログラム）２６と強化部材３８の相互境界４
０全体に渡って互いに接着される。接着剤、放射、および／または熱結合技法を
使用することができる。例えば、ティンティング、惑光防止コーティング、耐ひ
っかきコーティングのうちの１つまたは複数によって強化層の表面４２を処理す
ることもできる。

【００９３】 ３次元ホログラフィック投影スクリーンの改良された色ずれ性能を低減せず、
従来型の投影スクリーンで知られているような、色ずれ性能以外の性能特性に関
する投影スクリーンの態様を制御するために、スクリーンおよび／またはその構
成要素層の様々な表面に他の光学レンズまたはレンチキュラアレイを設けること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る投影テレビジョンの概略構成図である。

【図２】 本発明に係る投影テレビジョンの幾何形状の説明に有益な構成図である。

【図３】 本発明の構成に対応して改良された投影スクリーンの側面図である。

【図４】 本発明に係る垂直光線除去の特性を示すグラフである。

【図５】 本発明に係る水平光線除去の特性を示すグラフである。

【図６】 図４および図５において表示されるデータを収集するために用いられる試験設
備を示す説明図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年１２月３日（１９９９．１２．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 46，Ｑｕａｉ Ａ， Ｌｅ Ｇａｌｌｏ Ｆ−92648 Ｂｏｕｌｏｇｎｅ Ｃｅｄｅ ｘ Ｆｒａｎｃｅ (72)発明者 プファイル ウェンディー レーン アメリカ合衆国 46226 インディアナ州 インディアナポリス イーストボーン ドライブ 4540 Ｆターム(参考） 2H021 BA21 2H049 CA01 CA05 CA22 CA30 5C060 AA01 BA04 BB13 BC05 BD02 GA01 GB02 GC03 HC01 JA01 JB06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投影型テレビであって、 異なる色の各々の画像を投影する、少なくとも３つの画像プロジェクタ（１４
   ，１６，１８）を具え、当該画像プロジェクタは、投影スクリーン（２２）の少
   なくとも一部に入射する一定量の散乱光を出力し、 前記投影スクリーン（２２）は、基板（２４）上に配設され、かつ、３次元干
   渉アレイとして機能する３次元ホログラム（２６）によって形成され、当該投影
   スクリーンは、前記画像プロジェクタ（１４，１６，１８）からの画像を第１の
   面で受け取り、該受け取った全ての表示用の画像を制御された分散光として第２
   の面に表示し、ここで、当該投影スクリーンは、前記散乱光を選択的に除去し、 前記画像プロジェクタの１つ（１６）は、前記投影スクリーンと実質的に直交
   する方位内で第１の光路を有し、前記画像プロジェクタの少なくとも２つ（１４
   ，１８）は、投影角度を定義する非直交な方位内で前記第１の光路の方向に向か
   って収束する光路を各々有することを特徴とする投影型テレビ。
2. 【請求項２】 前記投影スクリーン（２２）は、垂直軸に対して約２．５度
   の角度で入射する前記散乱光のうちの５０％を除外することを特徴とする請求項
   １記載の投影型テレビ。
3. 【請求項３】 前記投影スクリーン（２２）は、垂直軸に対して約７度の角
   度で入射する前記散乱光のうちの９０％を除外することを特徴とする請求項１記
   載の投影型テレビ。
4. 【請求項４】 前記投影スクリーン（２２）は、垂直軸に対して２０度以上
   の角度で入射する前記散乱光の全てを本質的に除外することを特徴とする請求項
   １記載の投影型テレビ。
5. 【請求項５】 前記投影スクリーン（２２）は、水平軸に対して約１８度の
   角度で入射する前記散乱光の５０％を除外することを特徴とする請求項１記載の
   投影型テレビ。
6. 【請求項６】 前記投影スクリーン（２２）は、水平軸に対して約４５度の
   角度で入射する前記散乱光の９０％を除外することを特徴とする請求項１記載の
   投影型テレビ。
7. 【請求項７】 前記投影スクリーン（２２）は、少なくとも垂直軸に沿って
   、高精度な楕円軌道の光学特性をさらに具えたことを特徴とする請求項６記載の
   投影型テレビ。
8. 【請求項８】 前記３次元ホログラム（２６）は、 水平半視野角：３８度±３度 垂直半視野角：１０度±１度 スクリーン利得：≧８ 色ずれ：≦３ の性能仕様を有することを特徴とする請求項２記載の投影型テレビ。