JP2004271923A - Rear projection screen and image display device using same - Google Patents

Rear projection screen and image display device using same Download PDF

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JP2004271923A
JP2004271923A JP2003062642A JP2003062642A JP2004271923A JP 2004271923 A JP2004271923 A JP 2004271923A JP 2003062642 A JP2003062642 A JP 2003062642A JP 2003062642 A JP2003062642 A JP 2003062642A JP 2004271923 A JP2004271923 A JP 2004271923A
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Japan
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image
diffusion
diffusion layer
refractive index
rear projection
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Application number
JP2003062642A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroki Yoshikawa
博樹 吉川
Satoru Oishi
哲 大石
Koji Hirata
浩二 平田
Yoji Nakayama
洋二 中山
Daisuke Imafuku
大輔 今福
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that image disturbance called a speckle is caused when the effective screen size of an image source is small and the diameter D of a projection lens is small. <P>SOLUTION: A lenticular lens sheet has two layers of diffusing materials, and the absolute value of the difference in refractive index between the diffusing material on an image observation side (on the opposite side from the Fresnel lens sheet) and a base material is ≤0.03 and the mean particle size of the diffusing material is ≤10 μm. Or the lenticular lens sheet has two layers of diffusing materials, and the absolute value of the difference of the refractive index of the diffusing material on the Fresnel lens sheet side from that of a base material is ≥0.08 and the mean particle size of the diffusing material is ≤10 μm. Consequently, an image display device which hardly causes the speckle is obtained even when an image modulating element such as a reflection or a transmission liquid crystal panel and a display element equipped with a plurality of fine mirrors is used for an image source instead of a projection cathode-ray tube. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像発生源と、前記画像発生源の映像を拡大投写する光学部品と、前記光学部品から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーンとを備えた画像表示装置、及びこの画像表示装置に用いられる背面投写型スクリーンに関する。
【0002】
【従来の技術】
小型画像発生源としての投写型ブラウン管や液晶表示装置などに表示された画像を投写レンズ等により拡大し、背面投写型スクリーンに投写する画像表示装置は、近年画質の向上が著しく、家庭用、業務用に普及が進んでいる。
【0003】
以下、図8及び図9を用いて、従来技術による画像表示装置について説明する。図8は従来技術による画像表示装置の一部断面斜視図、図9は従来技術による背面投写型スクリーンの構造を示す模式図である。図8において、51は画像発生源、52は前記画像発生源の映像を拡大投写する投写レンズ、53は前記投写レンズ52から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーン、54は画像表示装置の奥行を低減するために設けられた反射ミラー、55はこれらの装置を所定位置に固定する筐体である。画像発生源51は投写型ブラウン管や液晶表示装置などから構成され小型の画像を表示する。投写レンズ52は前記画像を背面投写型スクリーン53に投写するが、一般に投写距離が長いことから、画像表示装置の奥行を低減するために反射ミラー54がその光路の途中に設けられている。
【0004】
図9は従来技術による背面投写型スクリーン53の構造を示す模式図である。図において56はフレネルレンズシート、57はレンチキュラーレンズシート、58は前記レンチキュラーレンズシート57の画像観視側に設けられたブラックストライプである。矢印aの方向から投写される拡大投写映像(図示せず)は、フレネルレンズシート56で略平行光ないし若干内側を向く光に変換されレンチキュラーレンズシート57に入射する。レンチキュラーレンズシート57は図のようにスクリーン画面垂直方向を長手方向とするレンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に複数配列された形状になっており、前記映像光をスクリーン画面水平方向に拡散する働きをする。また、レンチキュラーレンズシート57には拡散材59が練り込まれており、前記映像光をスクリーン画面水平及び垂直方向に拡散する働きをする。
【0005】
このようなスクリーンにおいては、以下に詳述するスペックルと呼ばれる画像妨害が発生する。このスペックル妨害の対策については、例えば下記特許文献1または2に記載されている。
【0006】
【特許文献1】特開平7−168282号公報
【特許文献2】特開平11−38512号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記画像発生源51には有効画面サイズが5〜7インチ程度の赤、緑、青の投写型ブラウン管が用いられてきたが、近年投写型ブラウン管に替わって反射型や透過型の液晶パネル、微小なミラーを複数備えた表示素子等の画像変調素子が用いられるようになってきた。このような画像変調素子はその有効画面サイズが1インチ前後と小さく、またその出射光は投写型ブラウン管に比べコリメート光に近いため前記投写レンズ52も小型で高F値(F値はレンズの明るさを表す数値であり、レンズの焦点距離fとレンズの口径Dの比f/Dに等しい。高F値とは、焦点距離fが同じであればレンズの口径Dが小さいことを表している。レンズに入射する光がコリメート光に近ければ、レンズの口径Dが小さくとも明るさを確保する事ができる。)になってきている。画像発生源51の有効画面サイズが小さく投写レンズ52の口径Dが小さくなってくるとスペックルと呼ばれる画像妨害が発生する。
【0008】
スペックルは空間的に離れたところにある微小な拡散要素で散乱した光が、後方の1点に作用して互いに干渉して生じる。言い換えれば画像発生源51上の任意の1点から出た光がスクリーン上の2点を通って干渉する訳であるから画像発生源51が小さくなって出射光の面密度が高くなれば高くなるほど、レンズの口径Dが小さくなればなるほど干渉は強くなり、スペックルのコントラストも大きくなっていく。
【0009】
スペックルを低減するには画像発生源51の有効画面サイズを大きくしたり、レンズの口径Dを大きくしたりする必要があるが、画像発生源51に画像変調素子を用いるというトレンドに反することになる。そこでスクリーン上の2点から出た光が互いに干渉しないようにするか、もしくは干渉した光を更に拡散させホワイトノイズにしてしまう対策がとられている。前者の対策については、上記特許文献1に開示されているように、背面投写型スクリーン53を構成するレンチキュラーレンズシート57に拡散材59を練り込まず、該レンチキュラーレンズの焦点距離のほぼ3倍以上はなれた位置に拡散層を設けると言うもので、スペックルの原因になる拡散材に入射する光線の方向をレンチキュラーレンズで大きくして干渉しないようにしている。この方法はスペックルの発生原因を取り除くことであり極めて効果的であるが、拡散層を該レンチキュラーレンズの焦点距離のほぼ3倍以上はなれた位置に設けなければならず、解像度が大幅に劣化すると言う新たな課題が生じた。
【0010】
また後者の対策については、上記特許文献2に開示されているように、背面投写型スクリーン53を構成するレンチキュラーレンズシート57に拡散材59を単純に練り込むのではなく、透明中間層をもつ3層構造にして第1層の拡散層で発生したスペックルを第3層の拡散層で隠蔽するようにしている。この方法も解像度が劣化するだけでなく、観視側にある拡散層が外光により白く見え明るい場所でのコントラスト性能が劣化すると言った課題が生じた。
【0011】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、解像度やコントラスト性能の低下を抑えつつスペックルの発生を低減せしめた背面投写型スクリーン、及びそれを用いた画像表示装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明では、背面投写型スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートの拡散材の層を2層とし、画像観視側(フレネルレンズシートと反対側)に位置する拡散材の屈折率と、その拡散層の基材の屈折率との差の絶対値を0.03以下とし、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成した。
【0013】
更に上記課題を解決するため本発明では、背面投写型スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートの拡散層を2層とし、画像観視側(フレネルレンズシートと反対側)に位置する拡散材の屈折率と、その拡散層の基材の屈折率との差の絶対値を0.03以下とし、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成するとともに、フレネルレンズシート側に位置する拡散層の拡散材の屈折率と、その拡散層の基材の屈折率との差の絶対値を0.08以上とし、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成した。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について実施例を用い、図を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明による画像表示装置の一部断面斜視図である。図1において、1は画像発生源、2は前記画像発生源の映像を拡大投写する投写レンズ、3は前記投写レンズから投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーン、4は画像表示装置の奥行を低減するために設けられた反射ミラー、5はこれらの装置を所定位置に固定する筐体である。画像発生源1は投写型ブラウン管や反射型や透過型の液晶パネル、微小なミラーを複数備えた表示素子等の画像変調素子などから構成され小型の画像を表示する。投写レンズ2は前記画像を背面投写型スクリーン3に投写するが、一般に投写距離が長いことから、画像表示装置の奥行を低減するために反射ミラー4がその光路の途中に設けられている。
【0016】
図2は本発明による背面投写型スクリーン3の構造を示す模式図である。図において6はフレネルレンズシート、7はレンチキュラーレンズシートで拡散材の異なる2層から構成されており7aはフレネルレンズ側拡散層、7bは画像観視側拡散層、8は前記レンチキュラーレンズシート7の画像観視側に設けられたブラックストライプである。矢印bの方向から投写される拡大投写映像(図示せず)は、フレネルレンズシート6で略平行光ないし若干内側を向く光に変換されレンチキュラーレンズシート7に入射する。レンチキュラーレンズシート7は図のようにスクリーン画面垂直方向を長手方向とするレンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に複数配列された形状になっており、前記映像光をスクリーン画面水平方向に拡散する働きをする。また、レンチキュラーレンズシート7は拡散材の異なる2層から構成されており7aはフレネルレンズ側拡散層で拡散材9が練り込まれており、前記映像光をスクリーン画面水平及び垂直方向に拡散する働きをする。また、7bは画像観視側拡散層で低屈折率差拡散材10が練り込まれており、フレネルレンズ側拡散層7aで拡散材9により発生したスペックルを隠蔽する働きをする。拡散材はその平均粒径を小さくすると隠蔽作用が強くなることが知られている。本発明のような使用方法では平均粒径を10μm以下にすることによりその効果が特に著しくなることを発明者等は実験で求めた。しかし、平均粒径を小さくすると外光により白く光る課題が発生した。そこで発明者等は、基材と拡散材の屈折率を変え実験を行った結果、基材と拡散材10の間の屈折率差が0.03以下にすれば外光により白く光る課題が従来技術に比べ緩和されることを見出した。以上より、本発明の低屈折率差拡散材10は拡散材の屈折率を基材の屈折率との差の絶対値が0.03以下で且つ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成したことに特徴がある。
【0017】
図3は本発明による背面投写型スクリーン3のその他の実施例の構造を示す模式図である。図において図2と同一番号は同一部品をあらわす。本実施例が図2の実施例と異なる点は、拡散材の異なる2層から構成されているレンチキュラーレンズシート11の画像観視側拡散層11bが着色されていることにある。着色は、画像観視側拡散層11bに練り込まれた低屈折率差拡散材10が外光により白く光る課題を更に低減する作用を持つ。フレネルレンズ側拡散層11aは図2の7aと同一部品である。
【0018】
図4は本発明による背面投写型スクリーン3のその他の実施例の構造を示す模式図である。図において図2と同一番号は同一部品をあらわす。本実施例が図2の実施例と異なる点は、レンチキュラーレンズシート12が3層から構成されていることにある。12aはフレネルレンズ側にあるレンチキュラーレンズ層で拡散材を含まない透明材からなっており、12bはフレネルレンズ側拡散層で拡散材9が練り込まれており、前記映像光をスクリーン画面水平及び垂直方向に拡散する働きをする。12cは画像観視側拡散層で低屈折率差拡散材10が練り込まれており、フレネルレンズ側拡散層12bで拡散材9により発生したスペックルを隠蔽する働きをする。また、図4では画像観視側拡散層12cは着色されており画像観視側拡散層11bに練り込まれた低屈折率差拡散材10が外光により白く光る課題を低減する作用を持たせているが、着色がなくとも本発明の効果が維持されることは言うまでもない。
【0019】
図5は本発明による背面投写型スクリーン3のその他の実施例の構造を示す模式図である。図において図4と同一番号は同一部品をあらわす。本実施例が図4の実施例と異なる点は、レンチキュラーレンズシート13が図4の実施例のレンチキュラーレンズシート12とは異なる3層から構成されていることにある。13aはフレネルレンズ側にあるレンチキュラーレンズ層で拡散材を含まない透明材からなっており、13bは該レンチキュラーレンズ層13aの基材シートで同じく透明材からなっている。13cはフレネルレンズ側拡散層で拡散材9が練り込まれており、前記映像光をスクリーン画面水平及び垂直方向に拡散する働きをする。13dは画像観視側拡散層で低屈折率差拡散材10が練り込まれており、フレネルレンズ側拡散層13cで拡散材9により発生したスペックルを隠蔽する働きをする。該レンチキュラーレンズ層13aの基材シート13bにはブラックストライプ14が所定位置に形成されており、粘着材13eでフレネルレンズ側拡散層13cに接着されている。
【0020】
レンチキュラーレンズ層13a、基材シート13b、ブラックストライプ14は通常以下のように製造される。図6は該レンチキュラーレンズ層を連続成形する方法を模式的に表した図である。図において15aは上部ガイドローラー、15bは下部ガイドローラー、13bはUV樹脂の接着性を向上させるため表面処理を施した基材シートである。基材シート13bはガイドローラー15a、15bで型16を巻きつけた成形ドラム17に押し付けられながら上方から下方へ移動する。透明のUV樹脂は基材シート13bと型16を巻きつけた成形ドラム17が接触し始める位置に投入し、基材シート13bと成形ドラム17が接触している間にUV照射してUV樹脂を固める。ブラックストライプ14は後工程として基材シート13bの該レンチキュラーレンズと反対側にフォトレジスト法でブラックストライプ14を所定位置に形成する。フレネルレンズ側拡散層13c、画像観視側拡散層13dは各々別に製造し貼り合せても、別々の材料を同時に2層成形してもよい。
【0021】
以上、図2から図5を用いて本発明による背面投写型スクリーン3の実施例を説明してきたが、図2から図5における拡散材9を以下に説明するスペックルの発生が少ない拡散材に変更することにより本発明の効果はより顕著となる。 図7は発明者らが行った実験の結果であり、拡散材の平均粒径をパラメータにして基材と拡散材の屈折率差の絶対値を横軸にスペックルのコントラストを縦軸にとった図である。スペックルのコントラストはRear Projection Screens for Light Valve Projection System:Jill F.Goldenberg他2;PP49−59,SPIE Vol.3013(1997)に開示されている方法で求めた。図7から屈折率差の絶対値が大きくなるほどスペックルのコントラストが減少していくことが分る。しかし、拡散材の平均粒径が従来の30μm程度では屈折率差の絶対値を大きくしてもスペックルのコントラストは減少しない。本発明の効果を得るには基材と拡散材の屈折率差の絶対値が0.08以上で且つ該拡散材の平均粒径が10μm以下と言う2つの条件を同時に実現しなければならないことが分る。以上より、本発明の拡散材9は拡散材の屈折率を基材の屈折率との差の絶対値が0.08以上で且つ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成したことに特徴がある。
【0022】
基材と拡散材の材質の選択は例えば表1及び表2に示す組合せを選択すればよい。
【0023】
【表1】

Figure 2004271923
【0024】
【表2】
Figure 2004271923
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、画像発生源に投写型ブラウン管に替わって反射型や透過型の液晶パネル、微小なミラーを複数備えた表示素子等の画像変調素子を用いてもスペックルの発生が少ない画像表示装置を得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像表示装置の一実施例を示す一部断面斜視図である。
【図2】図1に示す画像表示装置の背面投写型スクリーン3の構造を示す模式図である。
【図3】本発明による背面投写型スクリーン3の他の実施例の構造を示す模式図である。
【図4】本発明による背面投写型スクリーン3の他の実施例の構造を示す模式図である。
【図5】本発明による背面投写型スクリーン3の他の実施例の構造を示す模式図である。
【図6】本発明のレンチキュラーレンズ層を連続成形する方法を模式的に表した図である。
【図7】基材と拡散材の屈折率差の絶対値を横軸にスペックルのコントラストを縦軸にとった図である。
【図8】従来技術による画像表示装置の一部断面斜視図である。
【図9】従来技術による背面投写型スクリーンの構造を示す模式図である。
【符号の説明】
1…画像発生源、2…投写レンズ、3…背面投写型スクリーン、4…反射ミラー、5…筐体、6…フレネルレンズシート、7a、11a、12b、13c…フレネルレンズ側拡散層、7b、11b、12c、13d…画像観視側拡散層、8…ブラックストライプ、9…拡散材、10…低屈折率差拡散材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an image display device including an image source, an optical component that enlarges and projects an image of the image source, and a rear projection screen that projects a projection image projected from the optical component. The present invention relates to a rear projection screen used for an image display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, image display devices that enlarge images displayed on a projection type cathode ray tube or liquid crystal display device as a small image source with a projection lens, etc., and project them on a rear projection screen It is spreading for use.
[0003]
Hereinafter, an image display device according to the related art will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 is a partial cross-sectional perspective view of an image display device according to the prior art, and FIG. 9 is a schematic diagram showing the structure of a rear projection screen according to the prior art. 8, 51 is an image source, 52 is a projection lens for enlarging and projecting the image of the image source, 53 is a rear projection screen for projecting the image projected from the projection lens 52, and 54 is an image display A reflection mirror 55 provided to reduce the depth of the device is a housing for fixing these devices at predetermined positions. The image source 51 is composed of a projection type cathode ray tube, a liquid crystal display device or the like, and displays a small image. The projection lens 52 projects the image on the rear projection screen 53. Since the projection distance is generally long, a reflection mirror 54 is provided in the middle of the optical path to reduce the depth of the image display device.
[0004]
FIG. 9 is a schematic diagram showing the structure of a rear projection type screen 53 according to the related art. In the figure, 56 is a Fresnel lens sheet, 57 is a lenticular lens sheet, and 58 is a black stripe provided on the image viewing side of the lenticular lens sheet 57. The enlarged projection image (not shown) projected from the direction of the arrow a is converted into substantially parallel light or slightly inward light by the Fresnel lens sheet 56 and enters the lenticular lens sheet 57. The lenticular lens sheet 57 has a shape in which a plurality of lenticular lenses having a longitudinal direction in the screen screen vertical direction are arranged in the screen screen horizontal direction as shown in the figure, and serves to diffuse the image light in the screen screen horizontal direction. . A diffusing material 59 is kneaded in the lenticular lens sheet 57 and functions to diffuse the image light in the horizontal and vertical directions on the screen screen.
[0005]
In such a screen, image interference called speckle, which will be described in detail below, occurs. The measures against the speckle interference are described in, for example, Patent Document 1 or 2 below.
[0006]
[Patent Document 1] JP-A-7-168282 [Patent Document 2] JP-A-11-38512
[Problems to be solved by the invention]
Red, green, and blue projection CRTs having an effective screen size of about 5 to 7 inches have been used for the image source 51. However, in recent years, reflection-type or transmission-type liquid crystal panels, minute Image modulators such as display devices having a plurality of different mirrors have come to be used. Such an image modulating element has an effective screen size as small as about 1 inch, and its emitted light is closer to collimated light than a projection type cathode-ray tube. Therefore, the projection lens 52 is also small and has a high F value (the F value is the brightness of the lens). And is equal to the ratio f / D of the focal length f of the lens to the aperture D of the lens, and the high F value indicates that the aperture D of the lens is small if the focal length f is the same. If the light incident on the lens is close to the collimated light, the brightness can be secured even if the aperture D of the lens is small.) When the effective screen size of the image source 51 is small and the diameter D of the projection lens 52 is small, an image disturbance called speckle occurs.
[0008]
Speckle is generated by light scattered by minute diffusing elements located at spatially separated locations acting on one point behind and interfering with each other. In other words, light emitted from any one point on the image source 51 interferes through two points on the screen. Therefore, the smaller the image source 51 and the higher the surface density of the emitted light, the higher the height. The smaller the lens diameter D, the stronger the interference and the speckle contrast.
[0009]
In order to reduce the speckle, it is necessary to increase the effective screen size of the image source 51 or to increase the aperture D of the lens. However, this is contrary to the trend of using an image modulation element for the image source 51. Become. Therefore, measures have been taken to prevent light emitted from two points on the screen from interfering with each other, or to further diffuse the interfered light into white noise. Regarding the former measure, as disclosed in Patent Document 1, the lenticular lens sheet 57 constituting the rear projection screen 53 is not kneaded with the diffusing material 59, and is at least approximately three times the focal length of the lenticular lens. A diffusion layer is provided at a separated position, and the direction of a light beam incident on the diffusion material that causes speckle is increased by a lenticular lens to prevent interference. Although this method is very effective in removing the cause of speckles, it is necessary to provide a diffusion layer at a position separated by at least about three times the focal length of the lenticular lens. A new challenge has arisen.
[0010]
Regarding the latter measure, as disclosed in Patent Document 2 described above, the diffusion material 59 is not simply kneaded into the lenticular lens sheet 57 constituting the rear projection type screen 53, but a transparent intermediate layer 3 having a transparent intermediate layer is used. The layer structure is such that speckles generated in the first diffusion layer are hidden by the third diffusion layer. This method also has a problem that not only the resolution is deteriorated, but also that the diffusion performance on the viewing side is white due to external light and the contrast performance is deteriorated in a bright place.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rear projection screen in which the occurrence of speckles is reduced while suppressing a decrease in resolution and contrast performance, and an image display apparatus using the same. Is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the lenticular lens sheet constituting the rear projection screen has two diffusion material layers, and the refractive index of the diffusion material located on the image viewing side (opposite to the Fresnel lens sheet). The absolute value of the difference between the refractive index of the diffusion layer and the base material of the diffusion layer was set to 0.03 or less, and the average particle size of the diffusion material was set to 10 μm or less.
[0013]
In order to further solve the above problem, in the present invention, the lenticular lens sheet constituting the rear projection type screen has two diffusion layers, and the refractive index of the diffusion material located on the image viewing side (the side opposite to the Fresnel lens sheet) is determined. The absolute value of the difference between the diffusion layer and the base material of the diffusion layer is set to 0.03 or less, and the average particle diameter of the diffusion material is set to 10 μm or less. The absolute value of the difference between the refractive index of the diffusion material of the layer and the refractive index of the base material of the diffusion layer was set to 0.08 or more, and the average particle size of the diffusion material was set to 10 μm or less.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings using examples.
[0015]
FIG. 1 is a partially sectional perspective view of an image display device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an image source, 2 is a projection lens for enlarging and projecting the image of the image source, 3 is a rear projection screen that projects the image projected from the projection lens, and 4 is an image display device. The reflection mirror 5 provided to reduce the depth of the device is a housing for fixing these devices at predetermined positions. The image source 1 includes a projection type cathode ray tube, a reflection type or transmission type liquid crystal panel, an image modulation element such as a display element having a plurality of minute mirrors, and the like, and displays a small image. The projection lens 2 projects the image on the rear projection screen 3, but since the projection distance is generally long, a reflection mirror 4 is provided in the middle of the optical path to reduce the depth of the image display device.
[0016]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the rear projection type screen 3 according to the present invention. In the figure, 6 is a Fresnel lens sheet, 7 is a lenticular lens sheet, which is composed of two layers of different diffusing materials, 7a is a Fresnel lens side diffusion layer, 7b is an image viewing side diffusion layer, and 8 is the lenticular lens sheet 7 This is a black stripe provided on the image viewing side. The enlarged projection image (not shown) projected from the direction of the arrow b is converted into substantially parallel light or slightly inward light by the Fresnel lens sheet 6 and enters the lenticular lens sheet 7. As shown in the figure, the lenticular lens sheet 7 has a shape in which a plurality of lenticular lenses having the longitudinal direction in the screen screen vertical direction are arranged in the screen screen horizontal direction, and functions to diffuse the image light in the screen screen horizontal direction. . The lenticular lens sheet 7 is composed of two layers of different diffusing materials, and 7a is a Fresnel lens-side diffusing layer into which the diffusing material 9 is kneaded to diffuse the image light in the horizontal and vertical directions on the screen screen. do. Reference numeral 7b denotes an image viewing side diffusion layer into which a low refractive index difference diffusion material 10 is kneaded, and has a function of concealing speckles generated by the diffusion material 9 in the Fresnel lens side diffusion layer 7a. It is known that the concealing effect of the diffusing material is enhanced by reducing its average particle size. The inventors have experimentally found that the effect is particularly remarkable when the average particle size is set to 10 μm or less in the method of use as in the present invention. However, when the average particle size is reduced, there is a problem that white light is emitted by external light. Thus, the present inventors conducted an experiment by changing the refractive index of the base material and the diffusing material. As a result, if the difference in the refractive index between the base material and the diffusing material 10 is 0.03 or less, the problem that the light glows white due to external light has been a problem. It was found that it was easier than technology. As described above, the low refractive index difference diffusing material 10 of the present invention has an absolute value of a difference between the refractive index of the diffusing material and the substrate of 0.03 or less and an average particle diameter of the diffusing material of 10 μm or less. It is characterized by having such a configuration.
[0017]
FIG. 3 is a schematic view showing the structure of another embodiment of the rear projection screen 3 according to the present invention. In the figure, the same numbers as those in FIG. 2 represent the same parts. This embodiment differs from the embodiment of FIG. 2 in that the image-viewing-side diffusion layer 11b of the lenticular lens sheet 11 composed of two different layers of the diffusion material is colored. The coloring has the effect of further reducing the problem that the low-refractive-index-diffusion material 10 kneaded into the image-viewing-side diffusion layer 11b shines white due to external light. The Fresnel lens side diffusion layer 11a is the same component as 7a in FIG.
[0018]
FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of another embodiment of the rear projection type screen 3 according to the present invention. In the figure, the same numbers as those in FIG. 2 represent the same parts. This embodiment differs from the embodiment of FIG. 2 in that the lenticular lens sheet 12 is composed of three layers. 12a is a lenticular lens layer on the Fresnel lens side made of a transparent material that does not contain a diffusing material, and 12b is a Fresnel lens side diffusing layer into which a diffusing material 9 has been kneaded, and the image light is transmitted horizontally and vertically to the screen screen. It works to diffuse in the direction. Reference numeral 12c denotes an image viewing side diffusion layer into which a low refractive index difference diffusion material 10 is kneaded, and has a function of hiding speckles generated by the diffusion material 9 in the Fresnel lens side diffusion layer 12b. In FIG. 4, the image viewing side diffusion layer 12c is colored, and has an effect of reducing the problem that the low refractive index difference diffusion material 10 kneaded into the image viewing side diffusion layer 11b shines white due to external light. However, it goes without saying that the effects of the present invention can be maintained without coloring.
[0019]
FIG. 5 is a schematic view showing the structure of another embodiment of the rear projection screen 3 according to the present invention. In the figure, the same numbers as those in FIG. 4 represent the same parts. This embodiment is different from the embodiment of FIG. 4 in that the lenticular lens sheet 13 is formed of three layers different from the lenticular lens sheet 12 of the embodiment of FIG. A lenticular lens layer 13a on the Fresnel lens side is made of a transparent material that does not contain a diffusing material, and a base sheet 13b of the lenticular lens layer 13a is also made of a transparent material. Reference numeral 13c denotes a Fresnel lens-side diffusion layer into which the diffusion material 9 is kneaded, and serves to diffuse the image light in the horizontal and vertical directions on the screen screen. Reference numeral 13d denotes an image viewing-side diffusion layer into which the low-refractive index difference diffusion material 10 is kneaded, and has a function of hiding speckles generated by the diffusion material 9 in the Fresnel lens-side diffusion layer 13c. A black stripe 14 is formed at a predetermined position on the base sheet 13b of the lenticular lens layer 13a, and is adhered to the Fresnel lens side diffusion layer 13c with an adhesive 13e.
[0020]
The lenticular lens layer 13a, the base sheet 13b, and the black stripe 14 are usually manufactured as follows. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a method of continuously forming the lenticular lens layer. In the figure, 15a is an upper guide roller, 15b is a lower guide roller, and 13b is a base sheet that has been subjected to a surface treatment to improve the adhesiveness of the UV resin. The base sheet 13b moves downward from above while being pressed against the forming drum 17 around which the mold 16 is wound by the guide rollers 15a and 15b. The transparent UV resin is put into a position where the forming drum 17 around which the base sheet 13b and the mold 16 are wound starts to come into contact with each other, and the UV resin is irradiated by UV irradiation while the base sheet 13b and the forming drum 17 are in contact with each other. Harden. As a post-process, the black stripe 14 is formed at a predetermined position on the opposite side of the base sheet 13b from the lenticular lens by a photoresist method. The Fresnel lens-side diffusion layer 13c and the image viewing-side diffusion layer 13d may be separately manufactured and bonded, or two layers of different materials may be formed simultaneously.
[0021]
The embodiment of the rear projection type screen 3 according to the present invention has been described above with reference to FIGS. 2 to 5. However, the diffusing material 9 in FIGS. 2 to 5 is replaced with a diffusing material which generates less speckle as described below. The effect of the present invention becomes more remarkable by changing. FIG. 7 shows the results of an experiment conducted by the inventors, in which the average particle size of the diffusing material is used as a parameter, the absolute value of the refractive index difference between the substrate and the diffusing material is plotted on the horizontal axis, and the contrast of speckle is plotted on the vertical axis. FIG. The speckle contrast is determined by the Rear Projection Screens for Light Valve Projection System: Jill F. Goldenberg et al. 2: PP49-59, SPIE Vol. 3013 (1997). FIG. 7 shows that the speckle contrast decreases as the absolute value of the refractive index difference increases. However, when the average particle diameter of the diffusing material is about 30 μm, the contrast of the speckle does not decrease even if the absolute value of the refractive index difference is increased. In order to obtain the effect of the present invention, two conditions that the absolute value of the refractive index difference between the base material and the diffusion material is 0.08 or more and the average particle size of the diffusion material is 10 μm or less must be simultaneously realized. I understand. As described above, the diffusing material 9 of the present invention was configured such that the absolute value of the difference between the refractive index of the diffusing material and the substrate was 0.08 or more and the average particle size of the diffusing material was 10 μm or less. It has a special feature.
[0022]
For the selection of the materials of the base material and the diffusion material, for example, the combinations shown in Tables 1 and 2 may be selected.
[0023]
[Table 1]
Figure 2004271923
[0024]
[Table 2]
Figure 2004271923
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if an image modulating element such as a reflective or transmissive liquid crystal panel or a display element having a plurality of micromirrors is used in place of a projection type cathode ray tube as an image source, an image in which generation of speckle is small is obtained. A display device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially sectional perspective view showing an embodiment of an image display device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a structure of a rear projection screen 3 of the image display device shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic view showing the structure of another embodiment of the rear projection screen 3 according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing the structure of another embodiment of the rear projection type screen 3 according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of another embodiment of the rear projection screen 3 according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a method of continuously forming a lenticular lens layer according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram in which the abscissa represents the absolute value of the refractive index difference between the base material and the diffusing material, and the ordinate represents the speckle contrast.
FIG. 8 is a partial cross-sectional perspective view of an image display device according to the related art.
FIG. 9 is a schematic view showing a structure of a rear projection screen according to the related art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image generation source, 2 ... Projection lens, 3 ... Rear projection screen, 4 ... Reflection mirror, 5 ... Housing, 6 ... Fresnel lens sheet, 7a, 11a, 12b, 13c ... Fresnel lens side diffusion layer, 7b, 11b, 12c, 13d: image viewing side diffusion layer, 8: black stripe, 9: diffusion material, 10: low refractive index difference diffusion material

Claims (11)

画像発生源と、前記画像発生源の映像を拡大投写する光学部品と、前記光学部品から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーンとを備え、
前記背面投写型スクリーンは、少なくとも画像発生源側に配置されたフレネルレンズシートと、画像観視側に配置されたレンチキュラーレンズシートとを含み、該レンチキュラーレンズシートは、それぞれ拡散材を含有する2つの拡散層を含み、
前記2つの拡散層のうち、画像観視側に位置する拡散層に含まれる拡散材の屈折率と該拡散層の基材の屈折率との差の絶対値が0.03以下であり、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成したことを特徴とする画像表示装置。
An image source, an optical component for enlarging and projecting the image of the image source, and a rear projection screen that projects a projection image projected from the optical component,
The rear projection screen includes at least a Fresnel lens sheet disposed on the image source side and a lenticular lens sheet disposed on the image viewing side, and the lenticular lens sheet includes two diffusing materials. Including a diffusion layer,
Of the two diffusion layers, the absolute value of the difference between the refractive index of the diffusion material contained in the diffusion layer located on the image viewing side and the refractive index of the base material of the diffusion layer is 0.03 or less, and An image display device wherein the average particle size of the diffusion material is 10 μm or less.
請求項1記載の画像表示装置において、前記レンチキュラーレンズシートを3層とし、最もフレネルレンズ側に位置する層を、拡散材を含まない透明材からなるレンチキュラーレンズ層とし、残りの2層を拡散層とし、前記画像観視側に位置する拡散層の拡散材の屈折率と該拡散層の基材の屈折率との差の絶対値が0.03以下であり、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成したことを特徴とする画像表示装置。2. The image display device according to claim 1, wherein the lenticular lens sheet has three layers, a layer located closest to the Fresnel lens is a lenticular lens layer made of a transparent material containing no diffusing material, and the remaining two layers are diffusion layers. The absolute value of the difference between the refractive index of the diffusion material of the diffusion layer located on the image viewing side and the refractive index of the base material of the diffusion layer is 0.03 or less, and the average particle size of the diffusion material Is smaller than 10 μm. 請求項2記載の画像表示装置において、前記レンチキュラーレンズ層は、そのフレネルレンズ側の面に、画面垂直方向に延び、かつ拡散材を含有しない複数のレンチキュラーレンズが設けられ、そのフレネルレンズとは反対側の面の所定位置にブラックストライプが設けられ、該レンチキュラーレンズ層と前記フレネルレンズ側に位置する拡散層とを、粘着材で接着して構成したことを特徴とする画像表示装置。3. The image display device according to claim 2, wherein the lenticular lens layer is provided with a plurality of lenticular lenses that extend in a direction perpendicular to the screen and do not contain a diffusing material on a surface on a Fresnel lens side, and are opposite to the Fresnel lens. An image display device comprising: a black stripe provided at a predetermined position on a side surface; and a lenticular lens layer and a diffusion layer positioned on the Fresnel lens side bonded with an adhesive. 請求項1乃至3のいずれかに記載の画像表示装置において、前記画像観視側に位置する拡散層の基材を着色したことを特徴とする画像表示装置。4. The image display device according to claim 1, wherein a base material of the diffusion layer located on the image viewing side is colored. 5. 請求項1乃至4のいずれかに記載の画像表示装置において、前記フレネルレンズ側に位置する拡散層の拡散材の屈折率と該拡散層の基材の屈折率との差の絶対値が0.08以上であり、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成したことを特徴とする画像表示装置。5. The image display device according to claim 1, wherein an absolute value of a difference between a refractive index of a diffusion material of the diffusion layer located on the Fresnel lens side and a refractive index of a base material of the diffusion layer is 0. An image display device characterized in that it is not less than 08 and the average particle size of the diffusion material is 10 μm or less. 光学部品から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーンにおいて、少なくとも画像発生源側に配置されたフレネルレンズシートと、画像観視側に配置されたレンチキュラーレンズシートとを含み、該レンチキュラーレンズシートは、それぞれ拡散材を含有する2つの拡散層を含み、
前記2つの拡散層のうち、画像観視側に位置する拡散層に含まれる拡散材の屈折率と該拡散層の基材の屈折率との差の絶対値が0.03以下であり、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成したことを特徴とする背面投写型スクリーン。
A rear projection screen that projects a projection image projected from an optical component, the lenticular lens sheet including at least a Fresnel lens sheet disposed on an image source side and a lenticular lens sheet disposed on an image viewing side. The sheet includes two diffusion layers each containing a diffusion material,
Of the two diffusion layers, the absolute value of the difference between the refractive index of the diffusion material contained in the diffusion layer located on the image viewing side and the refractive index of the base material of the diffusion layer is 0.03 or less, and A rear projection screen, wherein the average particle size of the diffusing material is 10 μm or less.
請求項6記載の背面投写型スクリーンにおいて、前記レンチキュラーレンズシートを3層とし、最もフレネルレンズ側に位置する層を、拡散材を含まない透明材からなるレンチキュラーレンズ層とし、残りの2層を拡散層とし、前記画像観視側に位置する拡散層の拡散材の屈折率と該拡散層の基材の屈折率との差の絶対値が0.03以下であり、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成したことを特徴とする背面投写型スクリーン。7. The rear projection screen according to claim 6, wherein the lenticular lens sheet has three layers, the layer located closest to the Fresnel lens is a lenticular lens layer made of a transparent material not containing a diffusing material, and the remaining two layers are diffused. The absolute value of the difference between the refractive index of the diffusion material of the diffusion layer positioned on the image viewing side and the refractive index of the base material of the diffusion layer is 0.03 or less; A rear projection screen characterized in that the diameter is 10 μm or less. 請求項7記載の背面投写型スクリーンにおいて、前記レンチキュラーレンズ層は、そのフレネルレンズ側の面に、画面垂直方向に延び、かつ拡散材を含有しない複数のレンチキュラーレンズが設けられ、そのフレネルレンズとは反対側の面の所定位置にブラックストライプが設けられ、該レンチキュラーレンズ層と前記フレネルレンズ側に位置する拡散層とを、粘着材で接着して構成したことを特徴とする背面投写型スクリーン。8. The rear projection type screen according to claim 7, wherein the lenticular lens layer is provided with a plurality of lenticular lenses that extend in a direction perpendicular to the screen and do not contain a diffusing material, on a surface on a Fresnel lens side thereof. A rear projection screen comprising a black stripe provided at a predetermined position on an opposite surface, wherein the lenticular lens layer and a diffusion layer located on the Fresnel lens side are bonded with an adhesive material. 請求項6乃至8のいずれかに記載の背面投写型スクリーンにおいて、前記画像観視側に位置する拡散層の基材を着色したことを特徴とする背面投写型スクリーン。9. The rear projection type screen according to claim 6, wherein a base material of a diffusion layer located on the image viewing side is colored. 請求項6乃至9のいずれかに記載の背面投写型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズ側に位置する拡散層の拡散材の屈折率と、該拡散層の基材の屈折率との差の絶対値が0.08以上であり、かつ該拡散材の平均粒径が10μm以下になるように構成したことを特徴とする背面投写型スクリーン。10. The rear projection screen according to claim 6, wherein the absolute value of the difference between the refractive index of the diffusion material of the diffusion layer located on the Fresnel lens side and the refractive index of the base material of the diffusion layer is different. A rear projection screen characterized in that it is not less than 0.08 and the average particle size of the diffusing material is not more than 10 μm. 光学部品から投写された画像発生源の映像を映出する背面投写型スクリーンにおいて、
少なくとも、画像発生源側に配置されたフレネルレンズシートと、画像観視側に配置されたレンチキュラーレンズシートとを含み、該レンチキュラーレンズシートは、それぞれ拡散材を含有する第1及び第2の拡散層を含み、
前記第1の拡散層に含有される拡散材と、前記第2の拡散層に含有される拡散材とは、互いに屈折率が異なることを特徴とする背面投写型スクリーン。
In a rear projection screen that projects the image of the image source projected from the optical component,
At least a Fresnel lens sheet arranged on the image generation source side and a lenticular lens sheet arranged on the image viewing side, wherein the lenticular lens sheet has first and second diffusion layers each containing a diffusing material Including
A rear projection screen, wherein the diffusion material contained in the first diffusion layer and the diffusion material contained in the second diffusion layer have different refractive indexes.
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