JP2004085659A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、据付調整の手間がかからず、且つ不使用時にはよりコンパクトな形状に収納できる投写型表示装置を実現する。
【解決手段】投写手段１０と、該投写手段１０の発する投写光線が照射されるスクリーンと、該スクリーンを巻き取って収納する収納手段１２とを含む。投写手段１０と収納手段１２とは相互に着脱自在に構成されている。スクリーンはフレネルレンズシートと光線拡散シートとを重ね合わせて構成し、更にスクリーンで反射する外来光線の影響を低減するため、ＮＤ着色フィルム等を光線拡散シートの前面に設ける。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プロジェクションテレビジョンなどの投写型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレゼンテーション装置やテレビジョン受信機として使用される投写型表示装置は、投写スクリーンの前面に投写手段を配置する前面投写型（フロント投写型）と投写スクリーンの背面に投写手段を配置する背面投写型とに分けることができる。
【０００３】
図１６は、従来のフロント投写型の表示装置の構成及び使用形態を模式的に示す図であり、同図において１は投写手段、２は設置台、３はフロント投写スクリーン、４はスクリーン収納ケース、５はスクリーン保持台、６は床面、７は使用者、Ｌは投写光線、Ｌ２は反射光線、Ｌｅは外来光線である。
【０００４】
投写型表示装置を使用する場合には、まずスクリーン保持台５を室内の床面６上の適切な位置に配置し、フロント投写スクリーン３を収納ケース４から引き出す。次に、投写手段１を設置台２に置き、投写画像がフロント投写スクリーン３の表面において適切な大きさ、位置、形状で表示されるように、投写手段１の方向、傾き、投写画角などを調節する。投写光線Ｌはフロント投写スクリーン３で反射され、反射光線Ｌ２となる。反射光線Ｌ２が使用者７に到達することにより投写画像が見える。
【０００５】
投写画像が画面全体に渡って均一な明るさで見えるように、フロント投写スクリーン３としては、反射光線Ｌ２を広い範囲に拡散させる指向特性を有する等方拡散性のスクリーンを用いる。室内照明などからの外来光線Ｌｅは、その一部がフロント投写スクリーン３に到達するが、上記特性により、到達した外来光線は広い範囲に反射され、一部が使用者７に向かう。使用者７に外来光線が到達すると、スクリーンを白く浮き上がらせ、表示画像のコントラストが低下する。フロント投写スクリーンのスクリーンゲインは通常、１ないし２の範囲であるので、所望の画面輝度を得るためには、投写手段１としては発光強度の比較的大きいものを用いる必要がある。
【０００６】
図１７にテレビジョン受信機として使用される従来の背面投写型の表示装置の構成を模式的に示す。同図において、１Ｂは投写手段、３Ｂは背面投写スクリーン、８は投写光線の折り曲げミラー、９はキャビネット、ＬＢは投写光線、ＬＢ２はスクリーン３Ｂを通過した光線である。
【０００７】
投写手段１Ｂが発した投写光線ＬＢはミラー８により進路を曲げられ、背面投写スクリーン３Ｂに向かい、これを通過して光線ＬＢ２となり、使用者７の方向に進む。背面投写スクリーン３Ｂは、一般にはフレネルレンズシート（図示せず）とレンチキュラーシートまたは拡散シート（図示せず）などから構成され、投写光線ＬＢを受け入れて、適切な指向性を有する光線ＬＢ２として通過させる特性を有する。
【０００８】
テレビジョン受信機として使用する場合には、光線ＬＢ２は、片側半値角が水平方向で約３５度、垂直方向で約１０度の指向性であればよい。フレネルレンズシートによりスクリーン周辺部の通過光線が使用者７の方向に集光され、輝度が向上する。背面投写スクリーンのスクリーンゲインは３ないし６程度と比較的高いので、同じ投写手段を使用した場合、フロント投写型に比較し、明るい投写画像が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の投写型表示装置では、フロント投写型においては反射スクリーンの手前に投写手段を設置して使用するので、第一に投写手段の設置するスペースの確保が必要であり、第二に投写手段の設置時にスクリーンの所定位置に投写光線が正しく当たるように、投写手段の方向、傾き、投写画角などを調節する必要があり据付調整に手間がかかるという欠点がある。
【００１０】
特開２００１−１０９０６６号公報には、この欠点を解消するため、投写手段と折り返しミラーとフロント投写スクリーンとを一体化し、設置・調整の手間を軽減可能にした構成が開示されている。しかし、上に説明したように、フロント投写型の表示装置では、画像を画面周辺まで均一の明るさで表示するために等方拡散性のスクリーンを使用することが必要であり、このため投写スクリーンのゲインを高くすることできないので投写光の利用効率が低く、また天井照明などの周囲の光がスクリーンに反射されるためスクリーンが白っぽく浮き上がって見え、これらの結果として画像のコントラストは劣ったものとなる。
【００１１】
また、米国特許６１７９４２６号には、壁面に固定されたスクリーンの上部に一端が固定された可動アームの他端に投写手段を取り付け、投写手段の使用時の投写位置への配置及び不使用時の収納をアームの旋回により簡単に行うことができるようにした構成が開示されている。しかし、この構成では、室内の壁面の一部をスクリーンの取り付けスペースとして確保する必要があり、また、投写手段の発する光は、天井の照明器具の発する光と共に上方からスクリーンに照射されるので上に説明した特開２００１−１０９０６６号公報の場合と同様、スクリーンが白く浮きあがり、コントラストは劣ったものとなる。
【００１２】
背面投写型の表示装置においては、据付調整の手間はかからず、またフロント投写型に比べ画像を高コントラストで表示できるが、光源、ライトバルブ、スクリーン、投写光の折り曲げミラーなどの部品を収納するキャビネットが必要であり、このため装置の体積が大きく、室内空間の大きな部分を常に占有するので邪魔になるという欠点がある。
【００１３】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、据付調整の手間がかからない小型の投写型表示装置を実現することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、設置と収納が簡単であり、且つ不使用時にはよりコンパクトな形状に収納できる投写型表示装置を実現することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明は、投写手段と、該投写手段の発する投写光線が照射されるスクリーンと、該スクリーンを収納する収納手段とを含む投写型表示装置において、
前記スクリーンに到達する外来光線を遮蔽するための遮蔽手段を備えるとともに、前記投写手段及び前記収納手段を一体化したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スクリーンが背面投写スクリーンであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スクリーンが前面投写スクリーンであることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記スクリーンの周縁部に不透明領域を設けたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記スクリーンが少なくとも光線拡散手段とフレネルレンズシートを含んで構成されることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記スクリーンが少なくとも光線拡散手段とフレネルレンズシートを含んで構成されることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の発明において、前記フレネルレンズシートの光学中心と前記スクリーンの中心とがずれていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記遮蔽手段は、前記フレネルレンズシートの投写光線が通過しない複数の部分のそれぞれに形成した光吸収材からなることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記遮蔽手段は、前記光線拡散手段の前面に設けたＮＤ着色フィルム材からなることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記光線遮蔽手段は、前記光線拡散手段の前面に設けた微細な光吸収材からなるブラインドであることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記光線遮蔽手段は、前記投写手段の発した投写光線が前記スクリーンに至る光路を含む空間を囲む暗幕からなることを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記フレネルレンズシートは、全反射プリズムとして機能する部分を複数有することを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記フレネルレンズシートは、反射面として機能する部分を複数有することを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記フレネルレンズシートの表面に反射低減処理を施したことを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記収納部は前記スクリーンを該収納部内の軸に巻き取って収納することを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記収納部と前記投写手段とが分離可能であることを特徴とする。
請求項１７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スクリーンに至る投写光線の光路を折り曲げるミラーを備え、該ミラーは、不使用時に収納できるように前記投写手段に回転可能に軸支されていることを特徴とする。
請求項１８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スクリーンの前記収納手段への収納及び前記収納手段からの引出しを遠隔操作する手段を更に備えることを特徴とする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スクリーンが前記収納手段から所定の位置に引き出されたか否かを検出する手段を更に備え、前記投写手段は、前記スクリーンが前記所定の位置に引き出されたことが検出されたときにのみ投写光を投写できることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る投写型表示装置のスクリーンを収納した状態における外観を示す斜視図である。同図において、１０は投写手段、１１は投写レンズ部、１２はスクリーン収納部、１３はスクリーン端保持手段、１４は受光手段、１５はネジ等のスクリーン収納部連結手段である。投写手段１０、レンズ部１１、及びスクリーン収納部１２は、相互に所定の位置関係に固定されており、図示の状態で使用する場所に置く。投写型表示装置を使用するときには、リモートコントローラ（図示せず）を操作することにより、電源をオン状態にし、次にスクリーンをスクリーン収納部１２から引き出す。受光手段１４はリモートコントローラから送信された光信号に応答し、所定の動作を行う。使用後は、スクリーン収納部連結段１５であるネジを緩めることで、スクリーン収納部１２を投写手段１０から分離して収納することもできる。
【００１９】
図２は、スクリーン収納部１２からスクリーンを引き出した状態の投写型表示装置の外観を示す斜視図である。同図において、１６はスクリーン引き出し機構カバー、１７は背面投写スクリーンである。スクリーン取り出し機構カバー１６の内部には後述するスクリーン取り出し機構が設けられ、スクリーン１７の上端が固定されたスクリーン端保持手段１３を上昇させることにより、スクリーン１７が上方に引き出され平面状に保持される。スクリーン引き出し機構カバー１６としては、使用者の指が挟まれることのないような構成のものであれば、プラスチック製の蛇腹やスライド機構等、公知の任意のものを用いることができ、本発明とは直接関係するものではないので詳細な説明は省略する。
【００２０】
図３は、スクリーン収納部１２のスクリーン収納状態における断面を模式的に示す図であり、同図において１８はスクリーン巻き取り軸、１９１および１９２は左右のスクリーン引き出し機構、２０１および２０２はスクリーン引き出し機構１９１，１９２にそれぞれ対応して設けられた左右のモータ、２１１および２１２はスクリーン引き出し機構１９１，１９２にそれぞれ対応して設けられた左右の位置検知センサである。スクリーン１７の下端はスクリーン巻き取り軸１８に固定され、上端はスクリーン端保持手段１３に固定されている。モータ２０１および２０２がスクリーン引き出し機構１９１および１９２を上方に伸長させるように駆動することにより、スクリーン端保持手段１３が上昇し、スクリーン１７が引き出される。スクリーン巻き取り軸１８にはゼンマイバネ（図示せず）により回転力を与えてあり、これによりスクリーン１７は一定の張力が掛けられた状態で引き出される。スクリーン端保持手段１３が所定の位置に達すると、位置検知センサ２０１および２０２はスクリーン引き出し機構１９１および１９２の変位に基づきこれを検知して検知信号を発生し、モータ２０１および２０２を停止させる。
【００２１】
図４は、実施の形態１の投写型表示装置の側面を一部透視して示す図であり、同図において２６は映像信号等の信号入力端子、２７は投写レンズの光軸、１７０は引き出されたときにスクリーン１７が占める位置、ＬＣは投写光線である。
広角の投写を行うことができる投写レンズ部１１を使用すれば投写型表示装置の奥行きを短くすることができる。投写レンズ部１１は、引き出されたスクリーン１７に向けて斜め上方に投写できるように、投写レンズの光軸２７に関し、下側に比べ上側により大きい角度範囲で投写光線を出射する。
【００２２】
図５は、スクリーン収納部１２の側面を一部透視して示す図であり、同図において２４は扇型ギア、２５はスクリーン引き出し機構１９１の回転軸である。モータ２０１が回転すると、モータ軸に取り付けた小型ギアが回転して扇型ギア２４を駆動し、スクリーン引き出し機構１９１全体がモータ２０１の回転方向に応じて伸縮する。扇型ギア２４が所定の位置まで駆動されると、位置検知センサ２１１が検知信号を発生し、これによりモータ２０１が停止する。
【００２３】
図６は、スクリーン１７の断面を模式的に示す図であり、同図において１７１はフレネルレンズシート、１７２は光線拡散手段、１７３はＮＤ（ニュートラルデンシティ）着色フィルム、ＬＣ２はスクリーンを通過した投写光線、Ｌｅは外来光線である。スクリーン１７はフレネルレンズシート１７１、拡散手段１７２、およびＮＤ着色フィルム１７３を順に重ね合わせて構成され、いずれも柔軟で巻き取り可能な特性を有する。投写光線ＬＣはまずフレネルレンズシート１７１により進行方向を曲げられスクリーン面にほぼ垂直な向きの光線となって、光線拡散手段１７２に進み、ここで水平、垂直方向に拡散され、更にＮＤ着色フィルム１７３を通過して光線ＬＣ２となり、使用者の方向に進む。
【００２４】
スクリーン１７はスクリーン収納部１２からの引き出し及びスクリーン収納部１２への収納を繰り返し行うものであるので、フレネルレンズシート１７１と光線拡散手段１７２の界面には擦れによる発粉を防止するためにシリコーンオイルなどの潤滑材を塗布することが好ましいい。また、拡散手段１７２とＮＤ着色フィルム１７３は両者の界面での反射による投写光線の減衰が低減されるように光学的に張り合わせることが好ましい。
【００２５】
スクリーン１７に到達した外来光線は、ＮＤ着色フィルム１７３を通過し、拡散手段１７２で反射され、再度ＮＤ着色フィルム１７３を通過してからその一部が使用者に達する。ＮＤ着色フィルム１７３の光線透過率が例えば７０％であれば、外来光線Ｌｅは、ＮＤ着色フィルム１７３を２回通過するのでその反射強度は、４９％（０．７×０．７＝０．４９）に減少する。一方、投写光線はＮＤ着色フィルム１７３を１回だけ通過するのでその強度は７０％に減少する。即ち、ＮＤ着色フィルム１７３は外来光線の影響を低減させる機能を有し、ＮＤ着色フィルムが無い場合と比較して明室でのコントラストは約１．４３倍（７０／４９≒１．４３）に改善される。拡散手段１７２は、例えばレンチキュラーレンズから構成してもよく、その場合には、投写光線の拡散の度合いを水平方向と垂直方向で独立に設定することが可能となる。
【００２６】
図７は、引き出されたスクリーンのコーナー部分を拡大して示す図である。同図において１７４は、スクリーン１７の縁部の全周に渡って設けられている黒色の柔軟で丈夫な素材からなる画面枠である。画面枠１７４はＮＤ着色フィルム１７３、光線拡散手段１７２、およびフレネルレンズシート１７１と重ねて縫い合わせ、接着などの方法により相互に密着される。背面から投写された光線は、画面枠１７４で囲まれる領域内で画像として観察されるが、投写光線がスクリーン１７を通過しないで直接使用者に達すると、使用者がこれを見た場合、強い光線により眼が眩んでしまう。従って、スクリーン１７とスクリーン引き出し機構カバー１６との間の隙間は極力小さくするとともに、投写光線ＬＣの断面が画面枠１７４で囲まれる領域からはみ出さないようにすることが好ましい。
【００２７】
図８は、実施の形態１の投写型表示装置の設置形態を模式的に示す図であり、図８（ａ）は通常の設置形態、図８（ｂ）は上下反転した設置形態を示している。図８において、２６は設置台、２７は絵画などの調度品である。尚、図８においては、スクリーン端保持手段１３、スクリーン引き出し機構１９１および１９２は図示を省略している。
【００２８】
図８（ａ）において、使用者７は投写型表示装置を使用する場合、リモートコントローラを操作する。スクリーン１７はスクリーン収納部１２から引き出され、次に投写光線ＬＣが投写される。投写型表示装置の使用が終了した場合には、リモートコントローラの操作によりスクリーン１７をスクリーン収納部１２に収納する。このように投写型表示装置の不使用時はスクリーン１７を収納するので、調度品２７が視界から遮られることはない。上下反転して設置した図８（ｂ）の場合については、図８（ａ）の場合と同様であるので説明は省略する。投写角度にもよるが、設置台２６の奥行きが４５０ｍｍ程度あれば対角長がおよそ９００ｍｍ（３５インチ）以上の寸法の投写画面を実現することができる。設置台２６は必ずしも必要ではなく、使用環境に適合させ、投写型表示装置を書棚、机、床、天井、垂直な壁などに設置することができる。
【００２９】
次に、実施の形態１の投写型表示装置のスクリーン収納部１２の着脱機構を図９を参照して説明する。図９（ａ）はスクリーン収納部１２及び投写手段１０を側方から見た図、図９（ｂ）はスクリーン収納部１２を後方から見た図である。
図９において、２８はフック、２９はフック受け、３０は電気信号コネクタである。この着脱機構は、投写型表示装置を使用する場所が狭い等、使用場所のスペースに制約がある場合に、スクリーン収納部１２だけを取り外して別の場所に移動すること、または、投写型表示装置全体をスクリーン収納部１２と投写手段１０とに分離して移動することを可能にするものである。スクリーン収納部１２を投写手段１０に装着する場合には、フック２８をフック受け２９に引っ掛け、次に固定手段１５であるネジを絞める。スクリーン収納部１２が投写手段１０に装着されると、電気信号コネクタ３０が電気信号を伝達できる状態になり、左右のモータ２０１，２０２を駆動する信号、及び位置検知センサ２１１，２１２が検知した信号が、電気信号コネクタ３０を通して伝達される。スクリーン収納部１２を投写手段１０と分離する場合には、固定手段１５であるネジを緩め、次にフック２８をフック受け２９から外す。
【００３０】
図１０は、実施の形態１の投写型表示装置の回路構成と光学系の構成を示す機能ブロック図である。同図において３１は光源であるランプ、３２は照明光学手段、３３はライトバルブ、３４はランプドライブ手段、３５はライトバルブドライブ手段、３６はモータドライブ手段、３７は制御手段、３８は画像信号処理手段である。
【００３１】
図１０において、リモートコントローラが送信した光信号は受光部１４に受光され、受光部１４は該光信号を電気信号に変換して制御手段３７に出力する。制御手段３７は、この信号の種類を判別して所定の制御を行う。スクリーン収納部１２と投写手段１０が一体に連結されている場合には、電気信号コネクタ３０を通してモータへの電源供給や検知センサの出力信号の伝達が行われる。
【００３２】
投写型表示装置の電源が投入された場合には、信号処理手段３８はテレビジョン信号等の映像信号を受け入れ、ランプドライブ手段３４はランプ３１を点燈する。映像信号は信号入力端子２６から入力され、信号処理手段３８により、色合い、色の濃さなどの補正が行われ、更にライトバルブドライブ手段３５によりライトバルブ３３を動作させるのに適した信号に変換される。ランプ３１が発した光は、照明光学手段３２により断面が矩形の均一な照明光線に変換され、液晶素子あるいはマイクロミラー素子などからなるライトバルブ３３に照射される。ライトバルブ３３は画素単位で照明光線の透過、不透過を制御可能であり、透過した光線は投写レンズ部１１を通過してスクリーンに投写される。
【００３３】
スクリーンが引き出されていない状態では、映像信号が入力されても光線が投写されないようにするため、制御手段３７は信号処理手段３８に黒画面信号を生成するように指示し、これにより信号処理手段３８は発生した黒画面信号をライトバルブドライブ手段３５に出力し、ライトバルブドライブ手段３５は黒画面（投写光線なし）を表示するようにライトバルブ３３を動作させる。スクリーンをスクリーン収納部１２から引き出す場合には、制御手段３７はモータドライブ手段３６に制御信号を出力し、モータ２０１およびモータ２０１を回転させる。スクリーンが所定位置まで完全に引き出された時には、位置検知センサ２１１および２１２が検知信号を発生して制御手段３７に出力し、制御手段３７は受け取った検知信号に対応するモータの回転を停止させる。位置検知センサ２１１および２１２の両方が検知信号を発生した場合に、スクリーンの引出しが完了したと判定し、光線の投写を開始する。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態１の投写型表示装置は、拡散手段１７２の前面にＮＤ着色フィルム１７３を設けたので外来光線の影響が低減されて画像のコントラストが向上し、また、スクリーン収納部１２と投写手段１０とを着脱自在にしたので不使用時には投写型表示装置をよりコンパクトな形状にして収納することができる。
【００３５】
実施の形態２．
次に本発明の実施の形態２に係る投写型表示装置について説明する。実施の形態２の表示装置はフロント投写型であり、スクリーンの構成は実施の形態１と異なるが、その他の点では実施の形態１と同一の構成を有する。図１１に実施の形態２の投写型表示装置のフロント投写スクリーン４０の断面を、また、図１２に実施の形態２の投写型表示装置の設置形態をそれぞれ模式的に示す。
【００３６】
図１１において、４０１は反射フレネルレンズシート、４０２は光線拡散手段、４０３は光線吸収材、４０４は透明保護フィルム、ＬＤは投写光線、ＬＤ２はスクリーン４０で反射された投写光線である。投写光線ＬＤはスクリーン４０で反射されるが、その際、まず透明保護フィルム４０４を通過し、次に反射フレネルレンズシート４０１表面の拡散手段４０２により拡散反射されるので、ほぼスクリーン４０の面に垂直な方向を光線指向特性の中心とする反射光線ＬＤ２となる。外来光線Ｌｅは、上部から到来するものが多いので、大部分は光線吸収材４０３に吸収される。図１２において、投写レンズ部１１は、その背面が使用者７を向くように配置され、スクリーン４０に光線ＬＤを投写する。使用者７がリモートコントローラをスクリーン４０の方向に向けて操作すると、送信された光信号は壁面、あるいはスクリーン４０で反射し、光線ＬＤとほぼ逆向きに進んで受光部に到達する。
【００３７】
実施の形態２の投写型表示装置は、実施の形態１と同様、スクリーン収納部１２と投写手段１０とが着脱自在であるので、持ち運びが容易であり、不使用時にはコンパクトに収納でき、また、従来のフロント投写型の投写表示装置と異なり、スクリーンの所定位置に投写光線が正しく当たるように投写手段の方向、傾き、投写画角などを調節する手間も省ける。更に、光線吸収材４０３により外来光線を吸収するようにしたので画像を高コントラストで表示することができる。
【００３８】
実施の形態３．
次に本発明の実施の形態３に係る投写型表示装置について説明する。実施の形態３の表示装置は実施の形態１と同様背面投写型であり、スクリーンの構成は異なるがその他の点では実施の形態１と同一の構成を有する。図１３に実施の形態３の表示装置のフロント投写スクリーン５０の断面を模式的に示す。同図において、５０１はフレネルレンズシート、５０２は反射低減膜、５０３は光線拡散手段、５０４は周期的光吸収材５０５を有するブラインド部、５０６は反射低減膜、ＬＥは投写光線、ＬＥ２はスクリーン５０を通過した投写光線、ＬＥ１はフレネルレンズシート内部を進む投写光線、ＬＥ１１は投写光線ＬＥ１がフレネルレンズシート５０１のレンズ界面で反射されて発生した迷光である。
【００３９】
投写光線ＬＥがフレネルレンズシート５０１の内部に入ると光線ＬＥ１として進み、レンズ機能を有する出射界面において進行方向が変化する。その際光線ＬＥ１の一部が界面で反射し、画像のボケや二重像を発生させる迷光ＬＥ１１となる。本実施形態では、反射低減膜５０２を設けることにより、迷光ＬＥ１１の強度を数分の１に低減し、投写光線ＬＥの１％程度にすることができる。
【００４０】
また、外来光線Ｌｅが光線拡散手段５０３に到達すると拡散反射され、一部は使用者の方向に進む。しかし、光線拡散手段５０３に向かう外来光線Ｌｅは、水平な平行平板の形状の光吸収材５０５が使用者に視認されない程度の微細な周期で垂直方向に並んだ構成のブラインド部５０４を通過するので、例えばスクリーン５０に斜めに入射する光線、例えばスクリーン面に対し１５度以上の角度で入射する光線は急峻に減衰する。一方、ブラインド部５０４はスクリーン５０にほぼ垂直に入射する投写光線にはほとんど影響を与えない。外来光線Ｌｅは様々な方向から到来するが、例えばスクリーン５０に斜め上方から入射する光線は、ブラインド部５０４により吸収され、拡散手段５０３に到達しないので、画面が白く浮き上がることが防止できる。但し、スクリーン面に垂直に入射する外来光線の一部はブラインド部５０４の表面で正反射されるので、使用者の背後に照明光源があると、その反射像が使用者に見え、投写画像が見づらくなる。そのため、反射低減膜５０６によりブラインド部５０４の表面における正反射を防止するようにしている。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態３の投写型表示装置は、拡散手段５０３の前面にブラインド部５０４を設けたので外来光線の影響が低減されてコントラストが向上し、また、スクリーン収納部１２と投写手段１０とを着脱自在にしたので不使用時には投写型表示装置をよりコンパクトな形状にして収納することができる。
【００４２】
実施の形態４．
次に本発明の実施の形態４に係る投写型表示装置を説明する。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）はそれぞれ、実施の形態４の投写型表示装置のスクリーンを引き出した状態及びスクリーンを収納した状態の側面図である。図１４において、６０はスクリーン、６１は投写手段、６２は光路折り曲げミラー、６３は暗幕、ＬＦは投写光線、ＬＦ２はスクリーンを通過した投写光線である。投写型表示装置の使用時は、図１４（ａ）に示したように、投写手段６１が後方に光線を投写し、ミラー６２が投写光線を折り曲げることにより、投写光線ＬＦがスクリーン６０へ投写される。スクリーン端保持手段１３の後端とミラー６２の上端との間には伸縮性のある素材からなる暗幕６３が張られており、投写型表示装置の上方から到来する外来光線Ｌｅを吸収する。投写型表示装置の不使用時は、図１４（ｂ）に示したように、スクリーン６０がスクリーン収納部１２に収納され、ミラー６２は前方に倒され、暗幕６３は縮むことによりコンパクトに収納することができる。投写レンズ部（図示せず）および、ミラー６２の開閉機構（図示せず）は小型化し、投写手段６１の内部に配置する構成とする。
【００４３】
図１５に実施の形態４の投写型表示装置のスクリーン６０の断面を模式的に示す。同図において、６０１は保護フィルム、６０２および６０３は保護フィルム６０１の表面に形成された反射低減膜、６０４はフレネルレンズシート、６０５は光線拡散手段である。
【００４４】
投写光線ＬＦがスクリーン６０に対し、４０度以上の大きな角度で入射する場合にはフレネルレンズシート６０４のレンズを全反射方式とする。即ち、投写手段が発した投写光線ＬＦは反射低減膜付き保護フィルム６０１を通過し、フレネルレンズシート６０４のレンズの第一面を通過し、該レンズの第二面で全反射して向きを変え、光線拡散手段６０５に進み、光線拡散手段６０５を通過し、拡散する光線ＬＦ２となる。フレネルレンズシート６０４のレンズは、スクリーン面上の位置に応じて投写光線の入射角度が異なるので、その位置によっては通常の屈折方式の入射面レンズあるいは出射面レンズとしてもよい。光線拡散手段６０５としてはレンチキュラーレンズ構造を用いてもよい。この場合、レンチキュラーレンズの光線不通過部にブラックストライプを形成してもよく、それにより画像のコントラストが更に向上する。
【００４５】
本実施の形態４によれば、明るさとコントラストは従来の背面投写型プロジェクションテレビと同等に良好であり、寸法は従来のフロント投写型表示装置と同等にコンパクトであり、さらに装置の設置・収納の手間が従来のフロント投写型表示装置に比べ大幅に軽減された投写型表示装置が実現される。
【００４６】
上記実施の形態４において、スクリーン６０にブラインド部あるいはＮＤ着色フィルム等の外来光線の遮蔽手段を付加してもよい。また、スクリーン６０を構成する要素の界面に反射低減膜を付加するか、あるいは構成要素の接触面を光学的に接着してもよく、それにより、投写光線の反射損失及び迷光が低減し、画質が向上する。また、スクリーン６０を構成する要素の素材の性質によっては、スクリーンの引き出し・収納の繰り返しにより相互に摩擦して傷つく可能性があるが、その場合には透明な潤滑材を接触面に塗布することにより、不具合の発生を防止することができる。尚、光路折り曲げ用のミラー６２は実施の形態１〜３に用いることもできる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、据付調整の手間がかからない小型の投写型表示装置が実現される。
請求項２に記載の発明によれば、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、且つスクリーンのゲインが高く従って高輝度の投写画像を表示できる小型の背面投写型の表示装置が得られる。
請求項３に記載の発明によれば、明室環境においても画像を高コントラストで表示でき、据付調整の手間がかからない小型の前面投写型の表示装置が得られる。
請求項４に記載の発明によれば、投写光線がスクリーンを通らず直接使用者の目に入ることを防止できる。また、不透明領域においてスクリーンに丈夫な不透明部材を接合することによりスクリーンの端部を補強することが可能であり、スクリーンの耐久性及び平坦性が向上する。
請求項５または６に記載の発明によれば、投写光線を使用者の方向に集めることが可能であり、スクリーンゲインを向上させることができる。
請求項７に記載の発明によれば、フレネルレンズシートの光学中心と投写型表示装置の投写レンズの光学軸とをほぼ一致させることにより、スクリーンの中心法線からずれた位置から投写を行っても均一な輝度の画像を表示することができる。
請求項８に記載の発明によれば、投写光線に影響を与えることなく、光線拡散手段により拡散反射される外来光線を低減することが可能であり、画像のコントラストが向上する。
請求項９に記載の発明によれば、光線拡散手段により反射される外来光線はその入射角度の如何に拘わらずＮＤ着色フィルムを往復し、光線強度が低減するのでコントラストの良好な画像が得られる。
請求項１０に記載の発明によれば、特に天井照明などの外来光線を効果的に吸収することが可能であり、その結果コントラストの良好な画像が得られる。
請求項１１に記載の発明によれば、スクリーンの背面からスクリーンを照射する外来光線を遮断することが可能であり、コントラストの良好な画像を得ることができる。
【００４８】
請求項１２に記載の発明によれば、大きな角度でスクリーンに入射する光線を該スクリーンからその面にほぼ垂直な光線として出射させることが可能であり、投写型表示装置の奥行きを短くすることができる。
請求項１３に記載の発明によれば、フレネルレンズシートは、反射面として機能する界面を複数有する構成であるので、投写光とスクリーン面とが大きな角度をなす画面周辺部においても輝度が低下しない前面投写型の投写型表示装置を実現することができる。
請求項１４に記載の発明によれば、スクリーン面での反射による迷光が減少し、画像のぼけや二重像の発生を防止できる。
請求項１５に記載の発明によれば、スクリーンが筒状に巻き取られて収納されるので、収納手段の寸法を小さくでき、従って投写型表示装置を小型化できる。
請求項１６に記載の発明によれば、投写型表示装置を投写部とスクリーン収納部とに分離できるので持ち運びが容易であり、また、不使用時には投写型表示装置をよりコンパクトな形状に収納することができる。
請求項１７に記載の発明によれば、投写光線の光路を折り曲げることにより装置の奥行きを短くでき、また不使用時にはミラーを倒して投写手段内に収納できるので投写型表示装置を小型化できる。
請求項１８に記載の発明によれば、使用者が直接操作できない場所に投写型表示装置を設置することが可能となる。
請求項１９に記載の発明によれば、投写型表示装置の取り扱い中等に、投写光線が誤って外部に発せられることを防止でき、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る投写型表示装置のスクリーンを収納した状態の外観を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１の投写型表示装置のスクリーンを取り出し状態の外観を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１の投写型表示装置のスクリーン収納機構の断面を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態１の投写型表示装置を側方から見たときの断面を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態１の投写型表示装置のスクリーン収納部を側方から見たときの断面を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態１の投写型表示装置のスクリーンの断面を模式的に示す図である。
【図７】実施の形態１の投写型表示装置のスクリーンの一部を拡大して示す図である。
【図８】実施の形態１の投写型表示装置の設置例を模式的に示す図である。
【図９】実施の形態１の投写型表示装置のスクリーン収納部の着脱機構の構造を説明する図である。
【図１０】実施の形態１の投写型表示装置の電気回路及び光学系の構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る投写型表示装置のスクリーンの断面を模式的に示す図である。
【図１２】実施の形態２の投写型表示装置の設置例を模式的に示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る投写型表示装置のスクリーンの断面を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る投写型表示装置を側方から見たときの断面を模式的に示す図である。
【図１５】実施の形態４の投写型表示装置のスクリーンの断面を模式的に示す図である。
【図１６】従来のフロント投写型の投写型表示装置の設置例を模式的に示す図である。
【図１７】従来の背面投写型の投写型表示装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０，６１　投写手段、　１７，５０，６０　収納可能な背面投写スクリーン、　４０　収納可能な前面投写スクリーン、　６２　収納可能なミラー、　６３暗幕、　１７１，４０１，５０１，６０４　フレネルレンズシート、　１７２，４０２，５０３，６０５　光線拡散手段、　１７３　ＮＤ着色フィルム材による光線遮蔽材、　１７４　不透明領域、　４０３　光吸収材による光線遮蔽材、
５０４　微細なブラインドによる光線遮蔽材。

Claims (19)

1. 投写手段と、該投写手段の発する投写光線が照射されるスクリーンと、該スクリーンを収納する収納手段とを含む投写型表示装置であって、前記スクリーンに到達する外来光線を遮蔽するための遮蔽手段を備えるとともに、前記投写手段及び前記収納手段を一体化したことを特徴とする投写型表示装置。
2. 前記スクリーンが背面投写スクリーンであることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
3. 前記スクリーンが前面投写スクリーンであることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
4. 前記スクリーンの周縁部に不透明領域を設けたことを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
5. 前記スクリーンが少なくとも光線拡散手段とフレネルレンズシートを含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
6. 前記スクリーンが少なくとも光線拡散手段とフレネルレンズシートを含んで構成されることを特徴とする請求項３に記載の投写型表示装置。
7. 前記フレネルレンズシートの光学中心と前記スクリーンの中心とがずれていることを特徴とする請求項５または６に記載の投写型表示装置。
8. 前記遮蔽手段は、前記フレネルレンズシートの投写光線が通過しない複数の部分のそれぞれに形成した光吸収材からなることを特徴とする請求項６に記載の投写型表示装置。
9. 前記遮蔽手段は、前記光線拡散手段の前面に設けたＮＤ着色フィルム材からなることを特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。
10. 前記光線遮蔽手段は、前記光線拡散手段の前面に設けた微細な光吸収材からなるブラインドであることを特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。
11. 前記光線遮蔽手段は、前記投写手段の発した投写光線が前記スクリーンに至る光路を含む空間を囲む暗幕からなることを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
12. 前記フレネルレンズシートは、全反射プリズムとして機能する部分を複数有することを特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。
13. 前記フレネルレンズシートは、反射面として機能する部分を複数有することを特徴とする請求項６に記載の投写型表示装置。
14. 前記フレネルレンズシートの表面に反射低減処理を施したことを特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。
15. 前記収納部は前記スクリーンを該収納部内の軸に巻き取って収納することを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
16. 前記収納部と前記投写手段とが分離可能であることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
17. 前記スクリーンに至る投写光線の光路を折り曲げるミラーを備え、該ミラーは、不使用時に収納できるように前記投写手段に回転可能に軸支されていることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
18. 前記スクリーンの前記収納手段への収納及び前記収納手段からの引出しを遠隔操作する手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
19. 前記スクリーンが前記収納手段から所定の位置に引き出されたか否かを検出する手段を更に備え、前記投写手段は、前記スクリーンが前記所定の位置に引き出されたことが検出されたときにのみ投写光を投写できることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。

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