JP2003114481A - 透過型スクリーンおよび投写型表示装置 - Google Patents

透過型スクリーンおよび投写型表示装置

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JP2003114481A JP2001310039A JP2001310039A JP2003114481A JP 2003114481 A JP2003114481 A JP 2003114481A JP 2001310039 A JP2001310039 A JP 2001310039A JP 2001310039 A JP2001310039 A JP 2001310039A JP 2003114481 A JP2003114481 A JP 2003114481A
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transmissive screen
refraction
total reflection
light beam
fresnel lens
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信介 鹿間
Hiroshi Suzuki
浩志 鈴木
Kohei Teramoto
浩平 寺本
Akihisa Miyata
彰久 宮田
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Projection Apparatus (AREA)
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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２重像・ゴースト像が正規の投写画像に重畳
して表示されてしまうという課題があった。 【解決手段】 入射面に成型した屈折全反射フレネル面
の屈折・反射の光学的作用を投写光束５０へ与えて出射
面１５から出射する屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃ
と、透過基板２２の入射面に上下方向の周期構造で単位
レンズを配列した集光レンズアレイ２１と、単位レンズ
の集光点近傍に設けられた透明部２０１と、単位レンズ
の集光点周辺に設けられた不透明部２００とを透過基板
２２の出射面に上下方向の周期構造で交互に配列したブ
ラックストライプ２３とから構成される迷光除去板２０
と、その散乱特性によって光束を散乱させる透過基板３
２の入射面に水平方向の周期構造で単位レンズを配列し
たレンチキュラーレンズ３１からなる結像表示板３０と
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、その内部で発生
する無効光束による表示特性の劣化を除去する透過型ス
クリーンに関するものであり、またこの発明は、透過型
スクリーンを用いた投写型表示装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、図６から図８までを用いて、屈折
フレネルレンズ板、全反射フレネルレンズ板および屈折
全反射フレネルレンズ板の各種フレネルレンズ手段をそ
れぞれ用いた従来の透過型スクリーンの課題について説
明する。
【０００３】図６は従来の屈折フレネルレンズ板の構造
・動作を説明するための図であり、屈折フレネル面を投
写光束の入射側に形成した屈折フレネルレンズ板の断面
形状を示している。
【０００４】図６において、１１０Ａは屈折フレネルレ
ンズ板（屈折フレネルレンズ手段）、１１１は屈折斜面
（屈折フレネル面）、１１２は無効ファセット面（屈折
フレネル面）、１１５は出射面、ｎは屈折フレネルレン
ズ板１１０Ａ（または出射面１１５）の法線である。ま
た、１５０は屈折フレネルレンズ板１１０Ａへの投写光
束、１５２は無効光束、１５３は有効光束である。屈折
フレネルレンズ板１１０Ａは、屈折斜面１１１と、この
屈折斜面１１１に隣接した無効ファセット面１１２との
組合せからなる周期構造により構成されている。
【０００５】次に動作について説明する。投写光束１５
０は、屈折フレネルレンズ板１１０Ａの法線ｎに対して
斜め方向から入射し、一部は屈折斜面１１１で法線ｎの
方向へ屈折（光学的作用）されて、屈折フレネルレンズ
板１１０Ａの出射面１１５から有効光束１５３として出
射する。
【０００６】一方、投写光束１５０の残りの部分は、無
効ファセット面１１２で屈折（光学的作用）されて無効
光束１５２になる。無効光束１５２は法線ｎの方向から
傾いており、その一部は出射面１１５から出射し、別の
一部は出射面１１５で反射する。出射面１１５で反射し
た無効光束１５２は、その後屈折フレネルレンズ板１１
０Ａを構成する屈折斜面１１１または無効ファセット面
１１２へ再度入射し、屈折斜面１１１または無効ファセ
ット面１１２と出射面１１５との間で屈折・反射を繰り
返す。
【０００７】以上の各光束のうち有効光束１５３が正規
の画像光であり、無効光束１５２は正規の表示位置以外
に輝点や線像などが表示される２重像やゴースト像を発
生させる原因となっていた。
【０００８】図７は従来の全反射フレネルレンズ板の構
造・動作を説明するための図であり、全反射フレネル面
を投写光束の入射側に形成した全反射フレネルレンズ板
の断面形状を示している。
【０００９】図７において、１１０Ｂは全反射フレネル
レンズ板（全反射フレネルレンズ手段）、１１３は全反
射斜面（全反射フレネル面）、１１４は透過斜面（全反
射フレネル面）、１１５は出射面、ｎは全反射フレネル
レンズ板１１０Ｂ（または出射面１１５）の法線であ
る。また、１５０は全反射フレネルレンズ板１１０Ｂへ
の投写光束、１５１は有効光束、１５２は「それ光束」
（無効光束）である。全反射フレネルレンズ板１１０Ｂ
は、全反射斜面１１３と、この全反射斜面１１３に隣接
した透過斜面１１４との組合せからなる周期構造により
構成されている。
【００１０】次に動作について説明する。投写光束１５
０は全反射フレネルレンズ板１１０Ｂの法線ｎに対して
斜め方向から入射し、一部は透過斜面１１４で屈折（光
学的作用）されてから全反射斜面１１３で法線ｎの方向
へ反射（光学的作用）され、全反射フレネルレンズ板１
１０Ｂの出射面１１５から有効光束１５１として出射す
る。
【００１１】一方、投写光束１５０の残りの部分は、全
反射斜面１１３で反射されずに「それ光束」１５２にな
る。「それ光束」１５２は法線ｎの方向から傾いてお
り、その一部は出射面１１５から出射し、別の一部は出
射面１１５で反射する。出射面１１５で反射した「それ
光束」１５２は、その後全反射フレネルレンズ板１１０
Ｂを構成する全反射斜面１１３または透過斜面１１４へ
再度入射し、全反射斜面１１３または透過斜面１１４と
出射面１１５との間で屈折・反射を繰り返す。
【００１２】以上の各光束のうち有効光束１５１が正規
の画像光であり、「それ光束」１５２は正規の表示位置
以外に輝点や線像などが表示される２重像やゴースト像
を発生させる原因となっていた。
【００１３】図８は従来の屈折全反射フレネルレンズ板
の構造・動作を説明するための図であり、屈折フレネル
面および全反射フレネル面の両方を投写光束の入射側に
形成した屈折全反射フレネルレンズ板の構造を示してい
る。図６，図７と同一符号は同一または相当する構成で
ある。図８において、１１０Ｃは屈折全反射フレネルレ
ンズ板（屈折全反射フレネルレンズ手段）である。
【００１４】次に動作について説明する。投写光束１５
０は屈折全反射フレネルレンズ板１１０Ｃの法線ｎに対
し斜め方向から入射する。屈折斜面１１１で屈折（光学
的作用）した光束は法線ｎの方向へ進行する有効光束１
５３となる。また、透過斜面１１４で屈折（光学的作
用）して全反射斜面１１３で反射（光学的作用）した光
束は法線ｎの方向へ進行する有効光束１５１となる。
【００１５】一方、無効ファセット面１１２で屈折（光
学的作用）した投写光束１５０および透過斜面１１４で
屈折（光学的作用）した後に全反射斜面１１３で全反射
されなかった投写光束１５０は、無効光束（「それ光
束」）１５２となる。無効光束１５２は法線ｎから傾い
た方向へ進行して、その一部は出射面１１５から出射
し、別の一部は出射面１１５で反射する。出射面１１５
で反射した無効光束１５２はその後、屈折全反射フレネ
ルレンズ板１１０Ｃを構成する屈折斜面１１１，無効フ
ァセット面１１２，全反射斜面１１３，透過斜面１１４
へ再度入射し、屈折斜面１１１，無効ファセット面１１
２，全反射斜面１１３，透過斜面１１４と出射面１１５
との間で屈折・反射を繰り返す。
【００１６】以上の各光束のうち有効光束１５１，１５
３が正規の画像光であり、無効光束１５２は正規の表示
位置以外に輝点や線像などが表示される２重像やゴース
ト像を発生させる原因となっていた。
【００１７】なお、従来の透過型スクリーンは、図６〜
図８に示したフレネルレンズ板１１０Ａ，全反射フレネ
ルレンズ板１１０Ｂ，屈折全反射フレネルレンズ板１１
０Ｃの出射面１１５側に、水平・垂直方向に視野角を制
御し、かつ画像を結像させるためのレンチキュラーレン
ズ板が配置される（図示省略）。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】従来の透過型スクリー
ンは以上のように構成されているので、正規の投写画像
の表示に寄与する有効光束以外に、２重像・ゴースト像
の原因となる無効光束の発生が原理的に避けられず、２
重像・ゴースト像が正規の投写画像に重畳して表示され
てしまうという課題があった。
【００１９】２重像・ゴースト像の発生は高画質な画像
表示を行う上で障害となるので、これらの減少を改善す
ることが求められる。
【００２０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、無効光束を除去し、有効光束だけ
で正規の投写画像を表示できる高画質な透過型スクリー
ンを提供することを目的とする。
【００２１】また、この発明は、２重像・ゴースト像の
発生を除去して高画質な画像を表示できる投写型表示装
置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る透過型ス
クリーンは、入射面に成型したフレネル面の光学的作用
を投写された光束へ与えて出射面から出射するフレネル
レンズ手段と、フレネル面の光学的作用の差異によって
異なる角度を持った光束のみを除去する迷光除去手段
と、迷光除去手段からの光束を散乱して結像させる結像
表示手段とを備えるようにしたものである。
【００２３】この発明に係る透過型スクリーンは、光束
を屈折する屈折斜面と、無効ファセット面との周期構造
からなる屈折フレネル面を入射面に形成した屈折フレネ
ルレンズ手段をフレネルレンズ手段とするようにしたも
のである。
【００２４】この発明に係る透過型スクリーンは、光束
を屈折する透過斜面と、透過斜面で屈折した光束を反射
する全反射斜面との周期構造からなる全反射フレネル面
を入射面に形成した全反射フレネルレンズ手段をフレネ
ルレンズ手段とするようにしたものである。
【００２５】この発明に係る透過型スクリーンは、光束
を屈折する屈折斜面と、無効ファセット面と、光束を屈
折する透過斜面と、透過斜面で屈折した光束を反射する
全反射斜面との周期構造からなる屈折全反射フレネル面
を入射面に形成した屈折全反射フレネルレンズ手段をフ
レネルレンズ手段とするようにしたものである。
【００２６】この発明に係る透過型スクリーンは、投写
された光束を出射面の法線と略平行な方向へフレネルレ
ンズ手段が屈折斜面で屈折するようにしたものである。
【００２７】この発明に係る透過型スクリーンは、透過
斜面で屈折した光束を出射面の法線と略平行な方向へフ
レネルレンズ手段が全反射斜面で反射するようにしたも
のである。
【００２８】この発明に係る透過型スクリーンは、投射
された光束を出射面の法線と略平行な方向へフレネルレ
ンズ手段が屈折斜面で屈折するとともに、透過斜面で屈
折した光束を出射面の法線と略平行な方向へフレネルレ
ンズ手段が全反射斜面で反射するようにしたものであ
る。
【００２９】この発明に係る透過型スクリーンは、その
回転中心からの距離に応じて、透過斜面および全反射斜
面からなる全反射フレネル部と、屈折斜面および無効フ
ァセット面からなる屈折フレネル部との割合をフレネル
レンズ手段が変化させるようにしたものである。
【００３０】この発明に係る透過型スクリーンは、第１
透過基板の入射面に上下方向の周期構造で単位レンズを
配列した集光レンズアレイ手段と、単位レンズの集光点
近傍に設けられた透明部と、単位レンズの集光点周辺に
設けられた不透明部とを第１透過基板の出射面に上下方
向の周期構造で交互に配列した第１ブラックストライプ
手段とから迷光除去手段が構成されるようにしたもので
ある。
【００３１】この発明に係る透過型スクリーンは、その
散乱特性によって光束を散乱させる第２透過基板の入射
面に水平方向の周期構造で単位レンズを配列したレンチ
キュラーレンズ手段を結像表示手段とするようにしたも
のである。
【００３２】この発明に係る透過型スクリーンは、第１
透過基板、集光レンズアレイ手段および第１ブラックス
トライプ手段を保持する保持用透過基板を迷光除去手段
が備えるようにしたものである。
【００３３】この発明に係る透過型スクリーンは、フレ
ネルレンズ手段の回転中心に対して同心円状の周期構造
で成型した集光レンズアレイ手段および第１ブラックス
トライプ手段を迷光除去手段が備えるようにしたもので
ある。
【００３４】この発明に係る透過型スクリーンは、直線
状の周期構造で成型した集光レンズアレイ手段および第
１ブラックストライプ手段を迷光除去手段が備えるよう
にしたものである。
【００３５】この発明に係る透過型スクリーンは、散乱
特性を付与した第１透過基板または散乱特性を付与した
集光レンズアレイ手段を迷光除去手段が備えるようにし
たものである。
【００３６】この発明に係る透過型スクリーンは、第２
透過基板とレンチキュラーレンズ手段との間に、レンチ
キュラーレンズ手段の単位レンズの集光点近傍に設けら
れた透明部と、単位レンズの集光点周辺に設けられた不
透明部とを第３透過基板の出射面に水平方向の周期構造
で交互に配列した第２ブラックストライプ手段を結像表
示手段が備えるようにしたものである。
【００３７】この発明に係る透過型スクリーンは、光束
を透過する透明部と、透明部を上下方向の周期構造でそ
れぞれ挟んで配列した水平方向ルーバ状不透明部と、透
明部を水平方向の周期構造でそれぞれ挟んで配列した上
下方向ルーバ状不透明部とから迷光除去手段が構成され
るようにしたものである。
【００３８】この発明に係る透過型スクリーンは、光束
を透過する透明部と、透明部を上下方向の周期構造でそ
れぞれ挟んで配列した水平方向ルーバ状不透明部とから
迷光除去手段が構成され、第２透過基板とレンチキュラ
ーレンズ手段との間に、レンチキュラーレンズ手段の単
位レンズの集光点近傍に設けられた透明部と、単位レン
ズの集光点周辺に設けられた不透明部とを第３透過基板
の出射面に水平方向の周期構造で交互に配列した第２ブ
ラックストライプ手段を結像表示手段が備えるようにし
たものである。
【００３９】この発明に係る透過型スクリーンは、フレ
ネルレンズ手段の出射面の法線に沿って幅の変化する台
形状にルーバ状不透明部の断面形状を迷光除去手段が形
成するようにしたものである。
【００４０】この発明に係る透過型スクリーンは、フレ
ネルレンズ手段の出射面に迷光除去手段が一体成型され
るようにしたものである。
【００４１】この発明に係る投射型表示装置は、請求項
１から請求項１９のうちのいずれか１項記載の透過型ス
クリーンと、透過型スクリーンへ光束を投写して、透過
型スクリーンに画像を表示させる投写光学系とを備える
ようにしたものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。なお、各図面における同一符号は同一または
相当する構成要素を示している。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による透
過型スクリーンの上下方向断面構造を示す図であり、図
２はこの発明の実施の形態１による透過型スクリーンの
斜視構造を示す図である。
【００４３】図１において、１０Ｃは屈折全反射フレネ
ルレンズ板（屈折全反射フレネルレンズ手段）、２０は
迷光除去板（迷光除去手段）、３０は結像表示板（結像
表示手段）である。屈折全反射フレネルレンズ板１０
Ｃ，迷光除去板２０および結像表示板３０から透過型ス
クリーンが構成されている。ｎは屈折全反射フレネルレ
ンズ板１０Ｃ，迷光除去板２０，結像表示板３０に共通
の法線である。また図２において、４０は投写光束５０
を出射する投写光学系、９０は拡大表示画像の鑑賞者で
ある。
【００４４】次に動作について説明する。投写光学系４
０から出射し、法線ｎに対して傾斜して屈折全反射フレ
ネルレンズ板１０Ｃへ入射する投写光束５０の一部は、
屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃの入射面に設けられ
た屈折斜面１１で屈折されて法線ｎに平行な有効光束５
３となる。また投写光束５０の別の一部は透過斜面１４
で屈折した後に全反射斜面１３で反射され、法線ｎに平
行な有効光束５１となる。
【００４５】これら以外の投写光束５０は、屈折斜面１
１に隣接する無効ファセット面１２で屈折するか、もし
くは透過斜面１４で屈折した後に全反射斜面１３で反射
せず法線ｎに対して傾斜した無効光束（「それ光束」）
５２となり、両者とも出射面１５へ入射する。
【００４６】迷光除去板２０は、透過基板（第１透過基
板）２２の入射面側に形成された集光レンズアレイ（集
光レンズアレイ手段）２１と、透過基板２２の出射面側
に形成されたブラックストライプ（第１ブラックストラ
イプ手段）２３とから構成されている。集光レンズアレ
イ２１とブラックストライプ２３とは、典型的には図２
のように、上下方向に周期性を有するレンズアレイと、
透明／不透明の格子板の構造とからなっている。ブラッ
クストライプ２３は、集光レンズアレイ２１を構成する
各単位レンズの集光点近傍の透明部２０１と集光点周辺
の不透明部２００とが周期的に交互に形成されている。
【００４７】図１において、屈折全反射フレネルレンズ
板１０Ｃで法線ｎに沿う方向へ偏向された有効光束５
１，５３は集光レンズアレイ２１へ入射後、集光レンズ
アレイ２１の単位レンズの焦点近傍に集光され、透明部
２０１を透過して有効出射光束５５となり、結像表示板
３０へ入射する。このために、集光レンズアレイ２１の
各単位レンズの中心と透明部２０１の中心とは、断面構
造を示す図１の如く略一致するように互いに配置されて
いる。
【００４８】結像表示板３０の入射面には、水平方向に
周期性を持つレンチキュラーレンズ（シリンドリカルレ
ンズアレイ、レンチキュラーレンズ手段）３１が設けら
れ、また結像表示板３０の出射面側には、透過基板（第
２透過基板）３２が設けられてレンチキュラーレンズ３
１を保持している。
【００４９】レンチキュラーレンズ３１は入射する光を
水平方向へ拡散させる作用がある。また、透過基板３２
の内部もしくは表面近傍には公知の材料よりなる散乱粒
子が分散保持されており、透過基板３２は拡散板として
作用することで投写画像を結像させる。よって透過型ス
クリーンから出射する画像光束８０の水平方向の配光特
性はレンチキュラーレンズ３１の屈折力と透過基板３２
の散乱特性とから決定される。また、画像光束８０の上
下方向の配光特性は、迷光除去板２０の集光レンズアレ
イ２１の屈折力と透過基板３２の散乱特性とから決定さ
れる。
【００５０】なお、有効光束５１，５３は屈折斜面１１
および全反射斜面１３によって法線ｎに沿う方向へ偏向
されているので、透過型スクリーンから出射する画像光
束８０は法線ｎに対して対称性の良い配光特性となり、
透過型スクリーンの正面に位置する鑑賞者９０が画像を
鑑賞する上で都合が良い。
【００５１】続いて、迷光除去板２０の無効光束除去作
用について述べる。屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃ
で生じた無効光束５２は、法線ｎに対して傾斜した状態
で出射面１５を通じて迷光除去板２０へ入射する。もし
くは無効光束５２は出射面１５で反射無効光束５４とし
て反射した後、屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃの入
射面側の屈折斜面１１，無効ファセット面１２，全反射
斜面１３，透過斜面１４などによって再度屈折・反射さ
れ、一部の光束が出射面１５を透過して迷光除去板２０
へ無効光束として再入射する。詳細な光線追跡シミュレ
ーションによれば、この再入射の際の無効光束もその大
部分は法線ｎに対して大きく傾斜した光束であることが
判明している。
【００５２】法線ｎに対して傾斜して迷光除去板２０へ
入射する無効光束（再入射する無効光束も含む）５２
は、集光レンズアレイ２１を透過後、ブラックストライ
プ２３の不透明部２００により吸収されるので、結像表
示板３０への入射が防止される。よって無効光束５２に
起因する２重像やゴースト像の発生が大幅に改善される
ようになる。
【００５３】なお、不透明部２００は、公知の各種黒色
塗料の選択塗布、パターニング、透過基板２２の出射側
表面の選択的粗面加工、もしくはこれらの組合せにより
構成される。
【００５４】また、この発明に用いている迷光除去板２
０の無効光束除去機能は、上下方向に周期性のある集光
レンズアレイ２１とブラックストライプ２３とにより実
現されているので、屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃ
の回転対称軸が透過型スクリーンの左右中心線上に位置
する場合には、この中心線を含む断面内で理想的に機能
する。
【００５５】さらに、屈折全反射フレネルレンズ板１０
Ｃの回転中心に対して、集光レンズアレイ２１およびブ
ラックストライプ２３を同心円状の周期構造とすること
により、迷光除去板２０の無効光束除去機能をより有効
に機能させることができる。
【００５６】さらに、理想的には、迷光除去板２０の遮
光機能は透過基板２２や集光レンズアレイ２１に散乱機
能がない場合に本来発揮されるものであり、結像のため
の散乱作用は透過基板３２に主に分担させて配置するの
が通常の手法ではあるが、迷光除去板２０の構成要素で
ある透過基板２２や集光レンズアレイ２１の材料に散乱
機能を付与して、透過型スクリーンの出射光の配光特性
や結像作用を制御することも可能である。
【００５７】例えば、画像光束８０に生じるシンチレー
ションによる投写画像の劣化を防止するために、透過基
板２２や集光レンズアレイ２１の材料に微小粒子を意図
的に混入して若干の散乱特性を付与し、物理的に距離の
ある透過基板３２の散乱特性と合わせて透過型スクリー
ンの法線ｎ方向に散乱機能を分散配置するのが有効な場
合もある。したがって、迷光除去板２０の構成要素に散
乱機能を持たせるかどうかは、投写型表示装置のシステ
ム設計に依存する事項である。
【００５８】さらに、迷光除去板２０を構成するレンズ
アレイ２１，透過基板２２，ブラックストライプ２３の
層厚が薄く保持に不都合な場合には、図１に点線で示し
たように透過基板（保持用透過基板）２４でこれらを保
持するように構成しても良い。
【００５９】さらに、本願発明者らは、図２の如く上下
方向に周期性のある直線状の集光レンズアレイ２１と同
じく上下方向に周期性のある直線状のブラックストライ
プ２３により構成された迷光除去板２０を回転対称軸が
透過型スクリーン中心線上でかつ透過型スクリーンの下
部付近にある屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃに組み
合わせて、投写画像の観測を行なった。この結果、表示
画像に重畳される２重像・ゴースト像は、画像中心を通
る上下方向の部分を中心に、透過型スクリーン面内の相
当領域において低減されることが確認できた。
【００６０】このことは、屈折全反射フレネルレンズ板
１０Ｃの中心に対して理想的には同心円構造とすべき迷
光除去板２０を、直線ストライプ構造の集光レンズアレ
イとブラックストライプとから構成された迷光除去板で
代用しても、一定の画質改善効果が得られることを意味
している。この迷光除去板で代用することにより、迷光
除去板の製造上の制約を大幅に緩和し、良好な画像を低
コストで表示できる透過型スクリーンを提供できるよう
になる。
【００６１】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、入射面に成型した屈折全反射フレネル面の屈折・反
射の光学的作用を投写光束５０へ与えて出射面１５から
出射する屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃと、透過基
板２２の入射面に上下方向の周期構造で単位レンズを配
列した集光レンズアレイ２１と、単位レンズの集光点近
傍に設けられた透明部２０１と、単位レンズの集光点周
辺に設けられた不透明部２００とを透過基板２２の出射
面に上下方向の周期構造で交互に配列したブラックスト
ライプ２３とから構成される迷光除去板２０と、その散
乱特性によって光束を散乱させる透過基板３２の入射面
に水平方向の周期構造で単位レンズを配列したレンチキ
ュラーレンズ３１からなる結像表示板３０とを備えるよ
うにしたので、無効光束５２，５４を除去し、有効光束
５１，５３だけで正規の投写画像を表示できる高画質な
透過型スクリーンを提供できるという効果が得られる。
【００６２】また、この実施の形態１によれば、投射光
束５０を出射面１５の法線ｎと略平行な方向へ屈折全反
射フレネルレンズ板１０Ｃが屈折斜面１１で屈折すると
ともに、透過斜面１４で屈折した光束を出射面１５の法
線ｎと略平行な方向へ屈折全反射フレネルレンズ板１０
Ｃが全反射斜面１３で反射するようにしたので、透過型
スクリーンの法線ｎ方向に対して対称性のある配光特性
の表示画像を形成でき、透過型スクリーン中心に位置す
る鑑賞者９０に最適な条件で画像を表示できるという効
果が得られる。
【００６３】さらに、この実施の形態１によれば、透過
基板２２，集光レンズアレイ２１およびブラックストラ
イプ２３を保持する保持用の透過基板２４を迷光除去板
２０が備えるようにしたので、透過基板２２，集光レン
ズアレイ２１，ブラックストライプ２３の層が薄い場合
でも、迷光除去板２０を構成できるという効果が得られ
る。
【００６４】さらに、この実施の形態１によれば、フレ
ネルレンズ板１０Ｃの回転中心に対して同心円状の周期
構造で成型した集光レンズアレイおよび第１ブラックス
トライプを迷光除去板２０が備えるようにしたので、迷
光除去板２０の無効光束除去機能をより有効に機能させ
ることができるという効果が得られる。
【００６５】さらに、この実施の形態１によれば、直線
状の周期構造で成型した集光レンズアレイおよび第１ブ
ラックストライプを迷光除去板２０が備えるようにした
ので、迷光除去板２０の製造上の制約を大幅に緩和し、
良好な画像を低コストで表示できるという効果が得られ
る。
【００６６】さらに、この実施の形態１によれば、散乱
特性を付与した透過基板２２または散乱特性を付与した
集光レンズアレイ２１を迷光除去板２０が備えるように
したので、画像光束８０に生じるシンチレーションによ
る投写画像の劣化を防止できるという効果が得られる。
【００６７】さらに、この実施の形態１によれば、透過
型スクリーンへ投写光束５０を投写して、透過型スクリ
ーンに画像を表示させる投写光学系４０を備えるように
したので、２重像・ゴースト像の発生を除去して高画質
な画像を表示できる投写型表示装置を提供できるという
効果が得られる。
【００６８】実施の形態２．この実施の形態２では、投
写画像内のより広い領域において、２重像・ゴースト像
を低減できる手法について説明する。
【００６９】図３はこの発明の実施の形態２による透過
型スクリーンの構造を示す図である。図３において、３
３は透過基板（第３透過基板）、３４はブラックストラ
イプ（第２ブラックストライプ手段）である。図３で
は、無効光束の水平方向成分を除去する迷光除去板２０
の機能を結像表示板３０に持たせている。このために、
水平方向に周期性を有するレンチキュラーレンズ３１と
透過基板３２との間に、水平方向に周期性を持つブラッ
クストライプ３４と透過基板３３とを配置している。こ
れ以外の構成は図１，図２と同様なので、構成の説明を
省略する。
【００７０】図３（ａ）の結像表示板３０の構造拡大図
を図３（ｂ）に示す。図２の実施の形態１と同じく投写
画像を結像させるべく、透過基板３２は、拡散特性を持
たせるように透過基板３２の内部もしくは表面近傍に公
知の材料よりなる散乱粒子が分散保持されている。ま
た、レンチキュラーレンズ３１は上下方向に延伸し水平
方向に周期性を有する円筒状のレンズアレイである。
【００７１】さらに、ブラックストライプ３４は、レン
チキュラーレンズ３１の各単位レンズ中心に透明部３０
１を合わせ、レンズ中心から不透明部３００を外すよう
な水平方向の周期構造を有している。さらに、不透明部
３００は、公知の各種黒色塗料の選択塗布、パターニン
グ、透過基板３３の出射側表面の選択的粗面加工、もし
くはこれらの組合せにより構成されている。ブラックス
トライプ３４とレンチキュラーレンズ３１とは、透過基
板３３を挟んで所定の距離を保つように保持され、さら
にブラックストライプ３４側が透過基板３２に接着など
の方法で装着されている。
【００７２】以上のように、結像表示板３０を構成する
ことにより、図２の迷光除去板２０と同じ原理で、結像
表示板３０に水平方向の無効光束除去機能を持たせるこ
とができる。これによって、回転対称軸が透過型スクリ
ーン中心線上で、かつ透過型スクリーンの下部付近にあ
る屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃを用いた場合に
は、透過型スクリーンの水平方向中央部近傍で上下方向
に発生する無効光束を迷光除去板２０で除去し、迷光除
去板２０と結像表示板３０との組合せによって、透過型
スクリーン中央から左右に外れた領域の斜めに生じる無
効光束を除去できるので、図１，図２の場合と比較し
て、２重像・ゴースト像をより緻密に除去できる。
【００７３】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、透過基板３２とレンチキュラーレンズ３１との間
に、レンチキュラーレンズ３１の単位レンズの集光点近
傍に設けられた透明部３０１と、単位レンズの集光点周
辺に設けられた不透明部３００とを透過基板３３の出射
面に水平方向の周期構造で交互に配列したブラックスト
ライプ３４を結像表示板３０が備えるようにしたので、
無効光束５２の上下方向成分、水平方向成分を除去でき
るようになり、２重像・ゴースト像をより緻密に除去で
きるという効果が得られる。
【００７４】実施の形態３．この実施の形態３では、実
施の形態２と同様に無効光束の上下方向成分と水平方向
成分とを共に除去できる透過型スクリーンの構成変形例
について説明する。
【００７５】図４はこの発明の実施の形態３による透過
型スクリーンの構造を示す図である。図４（ａ）におい
て、１０Ｃは図１と同様の屈折全反射フレネルレンズ
板、２０は屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃの出射面
１５側に配置された迷光除去板、２６は迷光除去板２０
の透明部、２５は迷光除去板２０のルーバ状不透明部、
５５は迷光除去板２０の有効出射光束である。また、結
像表示板３０の構成は図１と同様である。
【００７６】さらに図４（ｂ）には、迷光除去板２０と
屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃを有効出射光束５５
の側から見た拡大斜視図が描かれている。この拡大斜視
図において、２５Ｈは水平方向ルーバ状不透明部であ
り、上下方向に透明部２６を挟み周期的に配列されてい
る。２５Ｖは上下方向ルーバ状不透明部であり、水平方
向に透明部２６を挟み周期的に配列されている。
【００７７】次に図４の透過型スクリーンの動作につい
て説明する。図１の場合と同様に、屈折斜面１１の屈折
作用と透過斜面１４および全反射斜面１３の作用とによ
り、投写光束５０は透過型スクリーンの法線ｎの方向に
進行する有効光束５３，５１となる。有効光束５３，５
１は透明部２６を透過して有効出射光束５５となって結
像表示板３０へ入射し、レンチキュラーレンズ３１によ
って水平方向に拡散された後、散乱性のある透過基板３
２上に投写画像が結像される。画像光束８０の水平方向
の配光特性は、レンチキュラーレンズ３１の水平方向拡
散特性と透過基板３２の散乱特性とによって決定され
る。また、上下方向の配光特性は透過基板３２の散乱特
性により決定される。
【００７８】符号５２を付した点線矢印は、屈折全反射
フレネルレンズ板１０Ｃの無効ファセット面１２を透過
した無効光束、もしくは透過斜面１４を透過して全反射
斜面１３で反射されずに生じた無効光束である。この無
効光束５２は、法線ｎの方向へ沿うように構成されたル
ーバ状不透明部２５により吸収されるか、もしくは屈折
全反射フレネルレンズ板１０Ｃと迷光除去板２０との界
面１５で反射されて反射無効光束５４となる。界面１５
での反射無効光束５４は、この後、屈折全反射フレネル
レンズ板１０Ｃ入射側の屈折斜面１１，無効ファセット
面１２，全反射斜面１３，透過斜面１４で屈折／反射を
受け、界面１５へ再度入射してルーバ状不透明部５２で
大部分が吸収される。
【００７９】界面１５による反射無効光束５４は、屈折
全反射フレネルレンズ板１０Ｃの裏面（出射面）側に迷
光除去板２０が一体成型されるか、もしくは両者が接着
剤等で貼り合わせられる場合には殆ど発生しないので考
慮する必要はない。迷光除去板２０は、例えばアクリル
材料を用いて、ルーバ状不透明部２５に相当する突起列
を形成した金型で格子状の溝を成型し、吸収性のある墨
やインクを溝部に注入することで形成できる。
【００８０】墨もしくはインクを注入する際に、迷光除
去板２０の表面に残った汚れ成分は適宜ふき取るなどし
て、透明部２６の透過特性を妨げないように処理してお
く必要がある。このようにして作成した迷光除去板２０
を、例えばアクリル材から構成された屈折全反射フレネ
ルレンズ板１０Ｃに、アクリルと屈折率の類似した接着
剤で貼り付けることで両者が一体成型され、かつ反射無
効光束５４の発生を最小限に抑えることができる。もち
ろん、屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃの裏面側に迷
光除去板２０を直接一体成型した後、墨やインクを注入
することで作成しても問題ない。
【００８１】なお、図４（ａ）には透過型スクリーンの
上下方向断面図を示したが、投写光束５０には斜め方向
成分もしくは水平方向成分もあり、この場合に生じる無
効光束の水平方向成分は上下方向ルーバ状不透明部２５
Ｖで主に吸収されることになる。また無効光束の上下方
向成分は水平方向ルーバ状不透明部２５Ｈで主に吸収さ
れることになる。
【００８２】また、ルーバ状不透明部２５，２５Ｖ，２
５Ｈは、型成型の容易性や墨／インクの注入容易性を考
慮して、法線ｎの方向に沿って幅がゆるやかに変化する
ような形状としても良い。この場合、透過型スクリーン
の断面図を示す図４（ａ）において、ルーバ状不透明部
２５は、法線ｎに沿って幅が変化するゆるやかな台形状
となる（図示省略）。
【００８３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、光束を透過する透明部２６と、透明部２６を上下方
向の周期構造でそれぞれ挟んで配列した水平方向ルーバ
状不透明部２５Ｈと、透明部２６を水平方向の周期構造
でそれぞれ挟んで配列した上下方向ルーバ状不透明部２
５Ｖとから迷光除去板２０が構成されるようにしたの
で、無効光束５２の上下方向成分、水平方向成分を除去
できるようになり、２重像・ゴースト像をより緻密に除
去できるという効果が得られる。
【００８４】また、この実施の形態３によれば、フレネ
ルレンズ板１０Ｃの出射面１５の法線ｎに沿って幅の変
化する台形状にルーバ状不透明部２５Ｈ，２５Ｖの断面
形状を迷光除去板２０が形成するようにしたので、迷光
除去板２０の型成型やルーバ状不透明部に相当する墨／
インクの注入を容易に行なうことができるという効果が
得られる。
【００８５】さらに、この実施の形態３によれば、フレ
ネルレンズ板１０Ｃの出射面１５に迷光除去板２０が一
体成型されるようにしたので、フレネルレンズ板１０Ｃ
の出射面で生じる反射無効光束の発生を最小限に抑制で
きるという効果が得られる。
【００８６】実施の形態４．ルーバ素子とブラックスト
ライプ付きのレンチキュラーレンズとを組み合わせて、
無効光束の上下方向成分と水平方向成分とを共に除去で
きる構成例を次の図５に示す。
【００８７】図５はこの発明の実施の形態４による透過
型スクリーンの構造を示す図である。図５において、２
０は迷光除去板であり、ルーバ状不透明部２５と透明部
２６とから構成されている。図５（ｂ）に図示するよう
に、ルーバ状不透明部２５は上下方向に周期的に配列さ
れた水平方向ルーバ状不透明部２５Ｈからのみ構成され
ている。また、結像表示板３０は、有効出射光束５５の
入射側から順に、レンチキュラーレンズ３１，透過基板
３３，ブラックストライプ３４，透過基板３２が順に積
層されて構成されている。
【００８８】ブラックストライプ３４は、図５（ｃ）に
拡大描画したように、水平方向に周期的に配置されたス
トライプ状の不透明部３００と透明部３０１より構成さ
れ、透明部３０１の水平方向中心部はレンチキュラーレ
ンズ３１の各単位レンズの中心部に合わせて配置されて
いる。また、透過基板３３はレンチキュラーレンズ３１
とブラックストライプ３４との間の間隔を設定保持して
いる。屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃの構成は図１
と同様であり説明を省略する。
【００８９】次に図５の透過型スクリーンの動作につき
説明する。投写光束５０は、図１の場合と同様に屈折斜
面１１の屈折作用と、透過斜面１４および全反射斜面１
３の作用とにより、透過型スクリーンの法線ｎの方向へ
進行する有効光束５３，５１となる。有効光束５３，５
１は透明部２６を透過して有効出射光束５５となって結
像表示板３０へ入射し、レンチキュラーレンズ３１によ
って水平方向に拡散された後、散乱性のある透過基板３
２上へ投写画像が結像される。画像光束８０の水平方向
の配光特性は、レンチキュラーレンズ３１の水平方向拡
散特性と透過基板３２の散乱特性とにより決定される。
また、上下方向の配光特性は、透過基板３２の散乱特性
により決定される。
【００９０】符号５２を付した点線矢印は、屈折全反射
フレネルレンズ板１０Ｃの無効ファセット面１２を透過
した無効光束、もしくは透過斜面１４を透過して全反射
斜面１３で反射されずに生じた無効光束である。無効光
束５２は、法線ｎの方向に沿うように構成されたルーバ
状不透明部２５により吸収されるか、もしくは屈折全反
射フレネルレンズ板１０Ｃと迷光除去板２０との界面１
５で反射された反射無効光束５４となる。この反射無効
光束５４は、この後、屈折全反射フレネルレンズ板１０
Ｃの入射側の屈折斜面１１，無効ファセット面１２，全
反射斜面１３，透過斜面１４で屈折／反射を受け、界面
１５へ再度入射しルーバ状不透明部５２で大部分が吸収
される。
【００９１】界面１５による反射無効光束５４は、屈折
全反射フレネルレンズ板１０Ｃの裏面側に迷光除去板２
０が一体成型されるか、もしくは両者が接着剤等で貼り
合わせられる場合には殆ど発生しないので考慮する必要
はない。迷光除去板２０は、例えばアクリル材料を用い
て、ルーバ状不透明部２５に相当する突起列を形成した
金型で格子状の溝を成型し、溝部に吸収性のある墨やイ
ンクを注入することで形成できる。墨もしくはインクを
注入の際に迷光除去板の表面に残った汚れ成分は、適宜
ふき取るなどして透明部２６の透過特性を妨げないよう
に処理しておく必要がある。
【００９２】このようにして作成した迷光除去板２０を
例えばアクリル材から構成された屈折全反射フレネルレ
ンズ板１０Ｃに、これと屈折率の類似した接着剤で貼り
つけることで両者が一体成形される。もちろん、屈折全
反射フレネルレンズ板１０Ｃの裏面側に迷光除去板２０
を直接一体成型した後、墨やインクを注入することで作
成しても問題ない。
【００９３】ルーバ状不透明部２５，２５Ｈは、型成型
の容易性や墨／インクの注入容易性を考慮して、法線ｎ
の方向に沿って幅が緩やかに変化するような形状として
も良い。この場合、断面図を示す図５（ａ）において、
ルーバ状不透明部２５は、法線ｎに沿って幅が変化する
緩やかな台形状となる（図示省略）。
【００９４】なお、図５（ａ）には透過型スクリーンの
上下方向断面図を示したが、投写光束５０には斜め方向
成分もしくは水平方向成分もあり、この場合に生じる無
効光束の水平方向成分は主に結像表示板３０内のレンチ
キュラーレンズ３１とブラックストライプ３４の不透明
部３００の作用により吸収除去される（図５（ｃ）参
照）。
【００９５】また、レンチキュラーレンズ３１とブラッ
クストライプ３４は水平方向に周期性を持つように配置
されており、図１の集光レンズアレイ２１とブラックス
トライプ２３とは９０°回転した配置であるが、無効光
束の吸収原理は同じである。
【００９６】さらに、無効光束の上下方向成分は主に水
平方向ルーバ状不透明部２５Ｈで吸収されることになる
（図５（ｃ）参照）。
【００９７】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、光束を透過する透明部２６と、透明部を上下方向の
周期構造でそれぞれ挟んで配列した水平方向ルーバ状不
透明部２５Ｈとから迷光除去板２０が構成され、透過基
板３２とレンチキュラーレンズ３１との間に、レンチキ
ュラーレンズ３１の単位レンズの集光点近傍に設けられ
た透明部３０１と、単位レンズの集光点周辺に設けられ
た不透明部３００とを透過基板３３の出射面に水平方向
の周期構造で交互に配列したブラックストライプ３４を
結像表示板３０が備えるようにしたので、無効光束５２
の上下方向成分、水平方向成分を除去できるようにな
り、２重像・ゴースト像をより緻密に除去できるという
効果が得られる。
【００９８】また、この実施の形態４によれば、フレネ
ルレンズ板１０Ｃの出射面１５の法線ｎに沿って幅の変
化する台形状にルーバ状不透明部２５Ｈの断面形状を迷
光除去板２０が形成するようにしたので、迷光除去板２
０の型成型やルーバ状不透明部に相当する墨／インクの
注入を容易に行なうことができるという効果が得られ
る。
【００９９】さらに、この実施の形態４によれば、フレ
ネルレンズ板１０Ｃの出射面１５に迷光除去板２０が一
体成型されるようにしたので、フレネルレンズ板１０Ｃ
の出射面で生じる反射無効光束の発生を最小限に抑制で
きるという効果が得られる。
【０１００】なお、図１から図５の各実施の形態では、
屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃとの組合せによる透
過型スクリーンの構成と動作について述べた。しかし、
図１から図５の屈折全反射フレネルレンズ板１０Ｃを次
の（１）〜（３）のフレネルレンズ板に置換えた透過型
スクリーンに適用しても良く、同様の効果が得られる。
【０１０１】（１） 屈折斜面および無効ファセット面
からなる周期構造の屈折フレネル面が入射面側に形成さ
れた屈折フレネルレンズ板（図６）に置換えた透過型ス
クリーン。
【０１０２】（２） 全反射斜面および透過斜面からな
る周期構造の全反射フレネル面が入射面側に形成された
全反射フレネルレンズ板（図７）に置換えた透過型スク
リーン。
【０１０３】（３） 屈折全反射フレネルレンズ板は同
心円構造なので、半径の小さな部分では透過効率を高め
るために、全反射斜面および透過斜面からなる全反射フ
レネル部に対して、屈折斜面および無効ファセット面か
らなる屈折フレネル部の割合を大きくし、半径の大きな
部分では全反射フレネル部の割合を大きくして透過効率
を徐々に高め、半径の非常に大きな部分では全反射フレ
ネル部のみで高透過効率を得るハイブリッド構造の屈折
全反射フレネルレンズ板に置換えた透過型スクリーン。
【０１０４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入射
面に成型したフレネル面の光学的作用を投写された光束
へ与えて出射面から出射するフレネルレンズ手段と、フ
レネル面の光学的作用の差異によって異なる角度を持っ
た光束のみを除去する迷光除去手段と、迷光除去手段か
らの光束を散乱して結像させる結像表示手段とを備える
ようにしたので、無効光束を除去し、有効光束だけで正
規の投写画像を表示できる高画質な透過型スクリーンを
提供できるという効果が得られる。
【０１０５】この発明によれば、光束を屈折する屈折斜
面と、無効ファセット面との周期構造からなる屈折フレ
ネル面を入射面に形成した屈折フレネルレンズ手段をフ
レネルレンズ手段とするようにしたので、フレネルレン
ズ手段の半径の小さな領域で高い透過効率を実現できる
という効果が得られる。
【０１０６】この発明によれば、光束を屈折する透過斜
面と、透過斜面で屈折した光束を反射する全反射斜面と
の周期構造からなる全反射フレネル面を入射面に形成し
た全反射フレネルレンズ手段をフレネルレンズ手段とす
るようにしたので、フレネルレンズ手段の半径の大きな
領域で高い透過効率を実現できるという効果が得られ
る。
【０１０７】この発明によれば、光束を屈折する屈折斜
面と、無効ファセット面と、光束を屈折する透過斜面
と、透過斜面で屈折した光束を反射する全反射斜面との
周期構造からなる屈折全反射フレネル面を入射面に形成
した屈折全反射フレネルレンズ手段をフレネルレンズ手
段とするようにしたので、フレネルレンズ手段の全領域
にわたって高い透過効率を実現できるという効果が得ら
れる。
【０１０８】この発明によれば、投写された光束を出射
面の法線と略平行な方向へフレネルレンズ手段が屈折斜
面で屈折するようにしたので、透過型スクリーンの法線
方向に対して対称性のある配光特性の表示画像を形成で
き、透過型スクリーン中心に位置する鑑賞者に最適な条
件で画像を表示できるという効果が得られる。
【０１０９】この発明によれば、透過斜面で屈折した光
束を出射面の法線と略平行な方向へフレネルレンズ手段
が全反射斜面で反射するようにしたので、透過型スクリ
ーンの法線方向に対して対称性のある配光特性の表示画
像を形成でき、透過型スクリーン中心に位置する鑑賞者
に最適な条件で画像を表示できるという効果が得られ
る。
【０１１０】この発明によれば、投射された光束を出射
面の法線と略平行な方向へフレネルレンズ手段が屈折斜
面で屈折するとともに、透過斜面で屈折した光束を出射
面の法線と略平行な方向へフレネルレンズ手段が全反射
斜面で反射するようにしたので、透過型スクリーンの法
線方向に対して対称性のある配光特性の表示画像を形成
でき、透過型スクリーン中心に位置する鑑賞者に最適な
条件で画像を表示できるという効果が得られる。
【０１１１】この発明によれば、その回転中心からの距
離に応じて、透過斜面および全反射斜面からなる全反射
フレネル部と、屈折斜面および無効ファセット面からな
る屈折フレネル部との割合をフレネルレンズ手段が変化
させるようにしたので、透過効率をさらに向上できると
いう効果が得られる。
【０１１２】この発明によれば、第１透過基板の入射面
に上下方向の周期構造で単位レンズを配列した集光レン
ズアレイ手段と、単位レンズの集光点近傍に設けられた
透明部と、単位レンズの集光点周辺に設けられた不透明
部とを第１透過基板の出射面に上下方向の周期構造で交
互に配列した第１ブラックストライプ手段とから迷光除
去手段が構成されるようにしたので、無効光束を除去
し、有効光束だけで正規の投写画像を表示できる高画質
な透過型スクリーンを提供できるという効果が得られ
る。
【０１１３】この発明によれば、その散乱特性によって
光束を散乱させる第２透過基板の入射面に水平方向の周
期構造で単位レンズを配列したレンチキュラーレンズ手
段を結像表示手段とするようにしたので、簡単な構成で
画像光束を散乱して結像できるという効果が得られる。
【０１１４】この発明によれば、第１透過基板、集光レ
ンズアレイ手段および第１ブラックストライプ手段を保
持する保持用透過基板を迷光除去手段が備えるようにし
たので、第１透過基板、集光レンズアレイ手段、第１ブ
ラックストライプ手段の層が薄い場合でも、迷光除去手
段を構成できるという効果が得られる。
【０１１５】この発明によれば、フレネルレンズ手段の
回転中心に対して同心円状の周期構造で成型した集光レ
ンズアレイ手段および第１ブラックストライプ手段を迷
光除去手段が備えるようにしたので、迷光除去手段の無
効光束除去機能をより有効に機能させることができると
いう効果が得られる。
【０１１６】この発明によれば、直線状の周期構造で成
型した集光レンズアレイ手段および第１ブラックストラ
イプ手段を迷光除去手段が備えるようにしたので、迷光
除去手段の製造上の制約を大幅に緩和し、良好な画像を
低コストで表示できるという効果が得られる。
【０１１７】この発明によれば、散乱特性を付与した第
１透過基板または散乱特性を付与した集光レンズアレイ
手段を迷光除去手段が備えるようにしたので、画像光束
に生じるシンチレーションによる投写画像の劣化を防止
できるという効果が得られる。
【０１１８】この発明によれば、第２透過基板とレンチ
キュラーレンズ手段との間に、レンチキュラーレンズ手
段の単位レンズの集光点近傍に設けられた透明部と、単
位レンズの集光点周辺に設けられた不透明部とを第３透
過基板の出射面に水平方向の周期構造で交互に配列した
第２ブラックストライプ手段を結像表示手段が備えるよ
うにしたので、無効光束の上下方向成分、水平方向成分
を除去できるようになり、２重像・ゴースト像をより緻
密に除去できるという効果が得られる。
【０１１９】この発明によれば、光束を透過する透明部
と、透明部を上下方向の周期構造でそれぞれ挟んで配列
した水平方向ルーバ状不透明部と、透明部を水平方向の
周期構造でそれぞれ挟んで配列した上下方向ルーバ状不
透明部とから迷光除去手段が構成されるようにしたの
で、無効光束の上下方向成分、水平方向成分を除去でき
るようになり、２重像・ゴースト像をより緻密に除去で
きるという効果が得られる。
【０１２０】この発明によれば、光束を透過する透明部
と、透明部を上下方向の周期構造でそれぞれ挟んで配列
した水平方向ルーバ状不透明部とから迷光除去手段が構
成され、第２透過基板とレンチキュラーレンズ手段との
間に、レンチキュラーレンズ手段の単位レンズの集光点
近傍に設けられた透明部と、単位レンズの集光点周辺に
設けられた不透明部とを第３透過基板の出射面に水平方
向の周期構造で交互に配列した第２ブラックストライプ
手段を結像表示手段が備えるようにしたので、無効光束
の上下方向成分、水平方向成分を除去できるようにな
り、２重像・ゴースト像をより緻密に除去できるという
効果が得られる。
【０１２１】この発明によれば、フレネルレンズ手段の
出射面の法線に沿って幅の変化する台形状にルーバ状不
透明部の断面形状を迷光除去手段が形成するようにした
ので、迷光除去手段の型成型やルーバ状不透明部に相当
する墨／インクの注入を容易に行なうことができるとい
う効果が得られる。
【０１２２】この発明によれば、フレネルレンズ手段の
出射面に迷光除去手段が一体成型されるようにしたの
で、フレネルレンズ手段の出射面で生じる反射無効光束
の発生を最小限に抑制できるという効果が得られる。
【０１２３】この発明によれば、請求項１から請求項１
９のうちのいずれか１項記載の透過型スクリーンと、透
過型スクリーンへ光束を投写して、透過型スクリーンに
画像を表示させる投写光学系とを備えるようにしたの
で、２重像・ゴースト像の発生を除去して高画質な画像
を表示できる投写型表示装置を提供できるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による透過型スクリ
ーンの上下方向断面構造を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による透過型スクリ
ーンの斜視構造を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態２による透過型スクリ
ーンの構造を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態３による透過型スクリ
ーンの構造を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態４による透過型スクリ
ーンの構造を示す図である。
【図６】 従来の屈折フレネルレンズ板の構造・動作を
説明するための図である。
【図７】 従来の全反射フレネルレンズ板の構造・動作
を説明するための図である。
【図８】 従来の屈折全反射フレネルレンズ板の構造・
動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１０Ｃ 屈折全反射フレネルレンズ板（屈折全反射フレ
ネルレンズ手段）、１１ 屈折斜面、１２ 無効ファセ
ット面、１３ 全反射斜面、１４ 透過斜面、１５ 出
射面、２０ 迷光除去板（迷光除去手段）、２１ 集光
レンズアレイ（集光レンズアレイ手段）、２２ 透過基
板（第１透過基板）、２３ ブラックストライプ（第１
ブラックストライプ手段）、２４ 透過基板（保持用透
過基板）、２５ ルーバ状不透明部、２５Ｈ 水平方向
ルーバ状不透明部、２５Ｖ 上下方向ルーバ状不透明
部、２６ 透明部、３０ 結像表示板（結像表示手
段）、３１ レンチキュラーレンズ（レンチキュラーレ
ンズ手段）、３２ 透過基板（第２透過基板）、３３
透過基板（第３透過基板）、３４ ブラックストライプ
（第２ブラックストライプ手段）、４０ 投写光学系、
５０ 投写光束、５１，５３ 有効光束、５２ 無効光
束、５４ 反射無効光束、５５ 有効出射光束、８０
画像光束、９０ 鑑賞者、２００ 不透明部、２０１
透明部、３００ 不透明部、３０１ 透明部、ｎ 法
線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｃ (72)発明者 寺本 浩平 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 宮田 彰久 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H021 BA24 BA26 5C058 BA33 EA01 EA32 EA34 EA36 EA37

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射面に成型したフレネル面の光学的作
    用を投写された光束へ与えて出射面から出射するフレネ
    ルレンズ手段と、 上記フレネル面の光学的作用の差異によって異なる角度
    を持った光束のみを除去する迷光除去手段と、 上記迷光除去手段からの光束を散乱して結像させる結像
    表示手段とを備えることを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  2. 【請求項２】 フレネルレンズ手段は、 光束を屈折する屈折斜面と、無効ファセット面との周期
    構造からなる屈折フレネル面を入射面に形成した屈折フ
    レネルレンズ手段とすることを特徴とする請求項１記載
    の透過型スクリーン。
  3. 【請求項３】 フレネルレンズ手段は、 光束を屈折する透過斜面と、上記透過斜面で屈折した上
    記光束を反射する全反射斜面との周期構造からなる全反
    射フレネル面を入射面に形成した全反射フレネルレンズ
    手段とすることを特徴とする請求項１記載の透過型スク
    リーン。
  4. 【請求項４】 フレネルレンズ手段は、 光束を屈折する屈折斜面と、無効ファセット面と、上記
    光束を屈折する透過斜面と、上記透過斜面で屈折した上
    記光束を反射する全反射斜面との周期構造からなる屈折
    全反射フレネル面を入射面に形成した屈折全反射フレネ
    ルレンズ手段とすることを特徴とする請求項１記載の透
    過型スクリーン。
  5. 【請求項５】 フレネルレンズ手段は、 投写された光束を出射面の法線と略平行な方向へ屈折斜
    面で屈折することを特徴とする請求項２記載の透過型ス
    クリーン。
  6. 【請求項６】 フレネルレンズ手段は、 透過斜面で屈折した光束を出射面の法線と略平行な方向
    へ全反射斜面で反射することを特徴とする請求項３記載
    の透過型スクリーン。
  7. 【請求項７】 フレネルレンズ手段は、 投射された光束を出射面の法線と略平行な方向へ屈折斜
    面で屈折するとともに、透過斜面で屈折した光束を上記
    出射面の法線と略平行な方向へ全反射斜面で反射するこ
    とを特徴とする請求項４記載の透過型スクリーン。
  8. 【請求項８】 フレネルレンズ手段は、 その回転中心からの距離に応じて、透過斜面および全反
    射斜面からなる全反射フレネル部と、屈折斜面および無
    効ファセット面からなる屈折フレネル部との割合を変化
    させることを特徴とする請求項４記載の透過型スクリー
    ン。
  9. 【請求項９】 迷光除去手段は、 第１透過基板の入射面に上下方向の周期構造で単位レン
    ズを配列した集光レンズアレイ手段と、 上記単位レンズの集光点近傍に設けられた透明部と、上
    記単位レンズの集光点周辺に設けられた不透明部とを上
    記第１透過基板の出射面に上下方向の周期構造で交互に
    配列した第１ブラックストライプ手段とから構成される
    ことを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
  10. 【請求項１０】 結像表示手段は、 その散乱特性によって光束を散乱させる第２透過基板の
    入射面に水平方向の周期構造で単位レンズを配列したレ
    ンチキュラーレンズ手段とすることを特徴とする請求項
    １記載の透過型スクリーン。
  11. 【請求項１１】 迷光除去手段は、 第１透過基板、集光レンズアレイ手段および第１ブラッ
    クストライプ手段を保持する保持用透過基板を備えるこ
    とを特徴とする請求項９記載の透過型スクリーン。
  12. 【請求項１２】 迷光除去手段は、 フレネルレンズ手段の回転中心に対して同心円状の周期
    構造で成型した集光レンズアレイ手段および第１ブラッ
    クストライプ手段を備えることを特徴とする請求項９記
    載の透過型スクリーン。
  13. 【請求項１３】 迷光除去手段は、 直線状の周期構造で成型した集光レンズアレイ手段およ
    び第１ブラックストライプ手段を備えることを特徴とす
    る請求項９記載の透過型スクリーン。
  14. 【請求項１４】 迷光除去手段は、 散乱特性を付与した第１透過基板または上記散乱特性を
    付与した集光レンズアレイ手段を備えることを特徴とす
    る請求項９記載の透過型スクリーン。
  15. 【請求項１５】 結像表示手段は、 第２透過基板とレンチキュラーレンズ手段との間に、上
    記レンチキュラーレンズ手段の単位レンズの集光点近傍
    に設けられた透明部と、上記単位レンズの集光点周辺に
    設けられた不透明部とを第３透過基板の出射面に水平方
    向の周期構造で交互に配列した第２ブラックストライプ
    手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の透過型
    スクリーン。
  16. 【請求項１６】 迷光除去手段は、 光束を透過する透明部と、 上記透明部を上下方向の周期構造でそれぞれ挟んで配列
    した水平方向ルーバ状不透明部と、 上記透明部を水平方向の周期構造でそれぞれ挟んで配列
    した上下方向ルーバ状不透明部とから構成されることを
    特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
  17. 【請求項１７】 迷光除去手段は、 光束を透過する透明部と、 上記透明部を上下方向の周期構造でそれぞれ挟んで配列
    した水平方向ルーバ状不透明部とから構成され、 結像表示手段は、 第２透過基板とレンチキュラーレンズ手段との間に、上
    記レンチキュラーレンズ手段の単位レンズの集光点近傍
    に設けられた透明部と、上記単位レンズの集光点周辺に
    設けられた不透明部とを第３透過基板の出射面に水平方
    向の周期構造で交互に配列した第２ブラックストライプ
    手段を備えることを特徴とする請求項１０記載の透過型
    スクリーン。
  18. 【請求項１８】 迷光除去手段は、 フレネルレンズ手段の出射面の法線に沿って幅の変化す
    る台形状にルーバ状不透明部の断面形状を形成すること
    を特徴とする請求項１６または請求項１７記載の透過型
    スクリーン。
  19. 【請求項１９】 迷光除去手段は、 フレネルレンズ手段の出射面に一体成型されることを特
    徴とする請求項１６または請求項１７記載の透過型スク
    リーン。
  20. 【請求項２０】 請求項１から請求項１９のうちのいず
    れか１項記載の透過型スクリーンと、 上記透過型スクリーンへ光束を投写して、上記透過型ス
    クリーンに画像を表示させる投写光学系とを備えること
    を特徴とする投写型表示装置。
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