JP2005266263A - Rear projector device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像光を投射する投射部と、該投射部からの投射光を反射する反射ミラーと、該反射ミラーの反射光が背面側から投影されるスクリーンとを備えたリアプロジェクタ装置に関するものである。 The present invention relates to a rear projector apparatus including a projection unit that projects image light, a reflection mirror that reflects projection light from the projection unit, and a screen on which reflected light of the reflection mirror is projected from the back side. It is.
近年、会議等において発言者が資料を提示する方法としてオーバヘッドプロジェクタやスライドプロジェクタが広く用いられている。また、一般家庭においても液晶を用いたビデオプロジェクタや動画フィルムプロジェクタが普及しつつある。これらのプロジェクタの映写方法は光源から出力された光を、例えば透過形の液晶パネル等によって光変調して画像光を形成し、この画像光をレンズ等の光学系を通して出射してスクリーン上に映写するものである。 In recent years, overhead projectors and slide projectors have been widely used as methods for presenting materials by a speaker in a conference or the like. In general households, video projectors and moving picture film projectors using liquid crystals are becoming popular. In these projector projection methods, light output from a light source is modulated by, for example, a transmissive liquid crystal panel to form image light, and the image light is emitted through an optical system such as a lens and projected onto a screen. To do.
例えば、スクリーン上にカラー画像を形成することができるプロジェクタ装置は、光源から出射された光線を赤(R)、緑(G)、青(B)の各色に分離して所定の光路に収束させる照明光学系と、この照明光学系によって分離されたRGB各色の光束をそれぞれ光変調する液晶パネル(ライトバルブ)と、液晶パネルにより光変調されたRGB各色の光束を合成する光合成部とを備え、光合成部により合成したカラー画像を投射レンズによりスクリーンに拡大投影するようになっている。 For example, a projector device capable of forming a color image on a screen separates light rays emitted from a light source into red (R), green (G), and blue (B) colors and converges them on a predetermined optical path. An illumination optical system, a liquid crystal panel (light valve) that optically modulates the RGB light beams separated by the illumination optical system, and a light combining unit that combines the RGB light beams light-modulated by the liquid crystal panel, The color image synthesized by the light synthesizing unit is enlarged and projected on a screen by a projection lens.
また、最近では光源として狭帯域三原色光源を使用し、液晶パネルの代わりにグレーティング・ライト・バルブ(GLV:Grating Light Valve)を用いてRGB各色の光束を空間変調するタイプのプロジェクタ装置も開発されている。 Recently, a projector device has been developed that uses a narrow-band three-primary-color light source as a light source, and spatially modulates the luminous flux of each RGB color using a grating light valve (GLV) instead of a liquid crystal panel. Yes.
上述したプロジェクタ装置においては、投影像を見るためにプロジェクタ用スクリーンが用いられる。このプロジェクタ用スクリーンには大別して、スクリーンの表側から投影光を照射して当該投影光のスクリーンでの反射光を見るフロントプロジェクタ用スクリーンと、スクリーンの裏側から投影光を照射してスクリーンを透過した光をスクリーンの表側から見るリアプロジェクタ用スクリーンとがある。いずれの方式においてもスクリーンに表示される映像が高コントラストであることが要求される。 In the projector apparatus described above, a projector screen is used to view a projected image. This projector screen is roughly divided into a front projector screen for irradiating projection light from the front side of the screen and viewing the reflected light on the screen, and a projection light from the back side of the screen for transmission through the screen. There is a rear projector screen for viewing light from the front side of the screen. In either method, the image displayed on the screen is required to have high contrast.
最近のリアプロジェクタ用スクリーンでは、図12に示す様にレンチキュラレンズ100の非集光部に対応したブラックストライプからなる遮光層105を形成することにより、コントラストを改善するものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
A recent rear projector screen has been proposed in which contrast is improved by forming a light-
しかしながら、上記リアプロジェクタ用スクリーンでも、遮光層のブラックストライプの隙間から入った外光がプロジェクタ装置内で再反射されてスクリーンに投影されるため、映像として黒の落ち込みが不充分となり、その結果コントラストが悪くなるという問題を生じていた。 However, even in the rear projector screen described above, since the outside light that has entered through the gap between the black stripes of the light shielding layer is re-reflected in the projector device and projected onto the screen, the drop of black as an image becomes insufficient, and as a result, the contrast Had a problem of getting worse.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、外光の影響を排除し、コントラストの高い映像を投影することのできるリアプロジェクタ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a rear projector device that can project an image with high contrast while eliminating the influence of external light.
すなわち、請求項1の発明は、画像光を投射する投射部と、該投射部からの投射光を反射する反射ミラーと、該反射ミラーの反射光が背面側から投影されるスクリーンとを備えたリアプロジェクタ装置において、前記反射ミラーは、前記画像光に対応する特定の波長領域の光に対して反射特性を有し、前記特定の波長領域を除く可視波長領域の光に対して吸収特性を有することを特徴とする。
That is, the invention of
本発明においては、投射部から投射される画像光は反射ミラーによって反射され、スクリーンに投影される。一方、スクリーンを通って入射した外光は、画像光を除く波長領域の光を吸収する反射ミラーによってほとんど吸収される。したがって、反射ミラーによって反射される外光の割合が大幅に低減されるため、スクリーンに高コントラストの映像を投影することが可能となる。 In the present invention, the image light projected from the projection unit is reflected by the reflection mirror and projected onto the screen. On the other hand, external light incident through the screen is almost absorbed by the reflection mirror that absorbs light in the wavelength region excluding image light. Accordingly, since the ratio of the external light reflected by the reflecting mirror is greatly reduced, it is possible to project a high-contrast image on the screen.
このような選択反射特性を有する反射ミラーは、例えば、可視光を反射する反射層の上に、誘電体膜と透過性を有する光吸収薄膜からなる少なくとも2層以上の光学多層膜を形成することによって得られる。誘電体膜は少なくとも可視波長領域で透明な材料からなり、例えばNb2O5,TiO2,Ta2O5,Al2O3又はSiO2が用いられる。また、透過性を有する光吸収薄膜は、屈折率1以上、吸収係数0.5以上の材料により、好ましくは5〜20nmの膜厚に形成される。このような材料としては、例えば、Nb,Nb系合金,C,Cr,Fe,Ge,Ni,Pd,Pt,Rh,Ti,TiN,TiNxWy,Mn,Ru又はPbTe等が挙げられる。このような光学多層膜の各膜は、例えばスパッタリング法により成膜することができる。なお、誘電体として熱硬化性樹脂やUV硬化型樹脂等を用いることもできるが、この場合には塗布法により誘電体膜を形成することができる。光学多層膜が形成される反射層としては、金属基板、又はプラスチック等の基板に金属膜が形成されたものが好ましい。 In the reflection mirror having such selective reflection characteristics, for example, an optical multilayer film of at least two layers including a dielectric film and a light-absorbing thin film having transparency is formed on a reflection layer that reflects visible light. Obtained by. The dielectric film is made of a transparent material at least in the visible wavelength region, and for example, Nb 2 O 5 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Al 2 O 3 or SiO 2 is used. The light-absorbing thin film having transparency is preferably formed to a thickness of 5 to 20 nm with a material having a refractive index of 1 or more and an absorption coefficient of 0.5 or more. Examples of such materials include Nb, Nb-based alloys, C, Cr, Fe, Ge, Ni, Pd, Pt, Rh, Ti, TiN, TiN x W y , Mn, Ru, and PbTe. Each film of such an optical multilayer film can be formed by sputtering, for example. Although a thermosetting resin, a UV curable resin, or the like can be used as the dielectric, in this case, the dielectric film can be formed by a coating method. The reflective layer on which the optical multilayer film is formed is preferably a metal substrate or a substrate such as a plastic on which a metal film is formed.
また、上記選択反射特性を有する反射ミラーは、この他の例として、可視光を吸収する吸収層上に、高屈折率膜と該高屈折率膜より低い屈折率を有する低屈折率膜を交互に積層した光学多層膜を形成することによって得られる。高屈折率膜はTiO2,Nb2O5又はTa2O5からなり、低屈折率膜はSiO2又はMgF2からなることが好ましい。このような光学多層膜の各膜は、例えばスパッタリング法により成膜することができる。あるいは、前記高屈折率膜及び低屈折率膜は、エネルギーを吸収して硬化反応を起こす樹脂を含む塗料が塗布されて形成された光学膜であってもよい。光学多層膜が形成される反射層としては、黒色粒子を含有する基板、又はプラスチック等の基板に黒色膜が形成されたものが好ましい。 In another example of the reflection mirror having the selective reflection characteristic, a high refractive index film and a low refractive index film having a lower refractive index than the high refractive index film are alternately formed on an absorption layer that absorbs visible light. It is obtained by forming an optical multilayer film laminated on the substrate. The high refractive index film is preferably made of TiO 2 , Nb 2 O 5 or Ta 2 O 5 , and the low refractive index film is preferably made of SiO 2 or MgF 2 . Each film of such an optical multilayer film can be formed by sputtering, for example. Alternatively, the high refractive index film and the low refractive index film may be optical films formed by applying a paint containing a resin that absorbs energy and causes a curing reaction. The reflective layer on which the optical multilayer film is formed is preferably a substrate containing black particles, or a substrate such as plastic on which a black film is formed.
また、前記反射ミラーは、前記スクリーン縦方向に湾曲していることが好ましい。
これにより、反射ミラー(光学多層膜)のどの入射位置においても投射部から投射される画像光の入射角度は一定の範囲内になることから反射ミラー(光学多層膜)で反射される光の波長領域が一定の範囲内となるため、視聴者はスクリーン全体で色調変動の少ない画像を観賞することが可能となる。
The reflection mirror is preferably curved in the vertical direction of the screen.
As a result, since the incident angle of the image light projected from the projection unit is within a certain range at any incident position of the reflection mirror (optical multilayer film), the wavelength of the light reflected by the reflection mirror (optical multilayer film) Since the area is within a certain range, the viewer can view an image with little color tone variation over the entire screen.
あるいは、前記反射ミラーは、前記投射光の入射角に対応して選択反射特性が異なることが好ましい。
これにより、反射ミラー(光学多層膜)のどの入射位置においても投射部から投射される画像光の入射角度に応じて反射される光の波長領域は調整されていることから反射ミラー(光学多層膜)で反射される光の波長領域が一定の範囲内となるため、視聴者はスクリーン全体で色調変動の少ない画像を観賞することが可能となる。
Alternatively, it is preferable that the reflection mirror has different selective reflection characteristics corresponding to the incident angle of the projection light.
As a result, the wavelength region of the reflected light is adjusted according to the incident angle of the image light projected from the projection unit at any incident position of the reflecting mirror (optical multilayer film). ) Is within a certain range, the viewer can view an image with little color tone fluctuation on the entire screen.
また、前記特定の波長領域は、赤色光、緑色光及び青色光の各色の波長領域を含むことが好ましい。 The specific wavelength region preferably includes a wavelength region of each color of red light, green light, and blue light.
本発明によれば、反射ミラーがプロジェクタ光源からの投射光のうち画像光に関わる波長領域の光のみを選択的に反射し、外光などそれ以外の波長領域の光を反射させないため、黒を沈めることができ、コントラストの高い映像を投影することが可能となる。 According to the present invention, the reflection mirror selectively reflects only light in the wavelength region related to the image light out of the projection light from the projector light source, and does not reflect light in other wavelength regions such as external light. It is possible to project a high contrast image.
以下に、本発明に係るリアプロジェクタ装置の第1の実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係るリアプロジェクタ装置の構成を示す断面図である。
リアプロジェクタ装置10は、画像光を投射する投射部の一態様であるプロジェクタ光源1と、プロジェクタ光源1からの投射光(プロジェクタ光)LPを反射する反射ミラー2と、反射ミラー2の反射光LRが背面側から投影され、映像光Liとして視聴者側に放射するスクリーン3とを備えている。
Hereinafter, a first embodiment of a rear projector apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a rear projector apparatus according to the present invention.
The rear projector 10 includes a
プロジェクタ光源1は、通常のリアプロジェクタ装置の光源として用いられているものであればよく、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の三原色の各色の波長領域を含む光を用いて画像光を投射するものであることが好ましい。例えば、レーザー発振器、LED、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプのいずれかと、それに対応した照明光学系とを備える。このうち、レーザー発振器としては、RGB三原色の各色の波長領域からなる三原色狭帯域光を出射するものが好ましく、例えば波長が642nmである赤色光を出射するレーザー発振器と、波長が532nmである緑色光を出射するレーザー発振器と、波長が457nmである青色光を出射するレーザー発振器とから構成される。
The
反射ミラー2は、画像光であるプロジェクタ光LPに対応する特定の波長領域の光に対して反射特性を有し、前記特定の波長領域を除く可視波長領域の光に対して吸収特性を有する。ここで、特定の波長領域として、プロジェクタ光源1で画像光として使用されるRGB三原色の各色の光の波長領域を含むことが好ましい。
Reflecting
図2に、反射ミラー2の構成として、誘電体膜22Dと透過性を有する光吸収薄膜22Mからなる光学多層膜22と、反射層21とを備えた例を示す。
FIG. 2 shows an example in which the
ここで、反射層21は基板21Bに金属膜21Mが形成され、光学多層膜22の透過光を反射するものである。
Here, the
基板21Bは、反射ミラー2の支持体となるものであり、例えばポリカーボネイト(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリオレフィン(PO)等の可撓性を有するポリマーが挙げられる。
The
金属膜21Mは、可視光を高い反射率で反射する金属材料であればよい。例えば、Al,Au又はAgからなり、膜厚50nm以上が好ましい。基板21B上への金属膜21Mの形成方法としては、蒸着、めっき、塗布などいずれの方法によってもよい。
また、反射層21として、図2の基板21Bに金属膜21Mが形成されたものに代えて、金属膜21Mと同じ材料からなる金属基板を使用してもよい。
The
As the
光学多層膜22は、誘電体膜22Dと透過性を有する光吸収薄膜22Mからなる少なくとも2層以上の選択反射特性をもつ膜である。この場合、誘電体膜22Dと透過性を有する光吸収薄膜22Mとが交互に積層された構造でもよく、複数種類の誘電体膜22Dが連続して積層された構造であってもよい。
The
誘電体膜22Dは、少なくとも可視波長領域で透明な材料からなり、例えばNb2O5,TiO2,Ta2O5,Al2O3又はSiO2が用いられる。なお、誘電体膜22Dの屈折率が大きいほど三原色波長領域の各色光の波長領域における反射ピークの半値幅が大きくなり、屈折率が小さいほど当該半値幅が小さくなる傾向を有することから、必要とされる選択反射特性に応じて誘電体材料を適宜選択すればよい。
The
透過性を有する光吸収薄膜22Mは、屈折率1以上、吸収係数0.5以上の材料により、好ましくは5〜20nmの膜厚に形成された薄膜である。このような材料としては、例えば、Nb,Nb系合金,C,Cr,Fe,Ge,Ni,Pd,Pt,Rh,Ti,TiN,TiNxWy,Mn,Ru又はPbTe等が挙げられる。このような光学多層膜22の各膜は、例えばスパッタリング法などのドライプロセスにより成膜すればよい。
The light-absorbing
光学多層膜22の各膜厚は、例えば赤色、緑色及び青色の各色の波長領域の光からなる三原色波長域光に対して、例えば反射率が80%以上の高反射特性を有するとともに、この三原色波長域光以外の波長域の光に対しては、例えば吸収率が80%以上の高吸収特性を有するように設計されている。ここで、光学多層膜22の各膜厚は、その各膜の厚さをd、その各膜の屈折率をn、この光学多層膜に入射する光の波長をλとすると、各膜の光学的厚さndが入射光の波長λに対して次式(1)を満足するように設計されるとよい。
nd=λ(α±1/4) ・・・(1)
(ただし、αは自然数である。)
Each film thickness of the
nd = λ (α ± 1/4) (1)
(However, α is a natural number.)
例えば、金属膜21MをAl膜(膜厚50nm)とし、光学多層膜22をNb2O5/Nb/Nb2O5(各膜厚:551nm/15nm/551nm)の3層構造とすることで、図3に示すように、プロジェクタ光(上記レーザー発振器を用いたプロジェクタ光源からの光)について、三原色波長域光に対しては80%以上の高い反射率を有し、三原色波長域の前後の波長域光(迷光)に対しては80%以上の高い吸収率を有する反射ミラー2とすることができる。なお、図3では反射ミラー2に対してプロジェクタ光が垂直に入射した(入射角0°)場合を示している。
For example, the
また、複数の誘電体膜を使用し、それぞれの膜厚を調整することにより、三原色波長領域の各色光の波長領域におけるそれぞれの反射ピークの半値幅とピーク高さを別個に調整することが可能である。例えば、金属膜21MをAl膜(膜厚50nm)とし、光学多層膜22をSiO2/Nb2O5/Nb(各膜厚:554nm/327nm/6nm)の3層構造とすることで、青色及び赤色領域に対して、緑色領域での反射率を低くすることができる。これにより、青色及び赤色領域に対して緑色領域の輝度が高いような輝度バランスの悪いプロジェクタ光源を使用する場合にも三原色の輝度バランスをとることができる。
In addition, by using multiple dielectric films and adjusting the film thickness, the half-value width and peak height of each reflection peak in the wavelength region of each color light in the three primary color wavelength regions can be adjusted separately. It is. For example, the
図4に、反射ミラー2のその他の構成として、基板21B上にプロジェクタ光LPの波長領域のうち、RGB三原色の各色の光の波長領域の光に対して反射特性を有し、前記波長領域以外の光に対しては透過特性を有する光学多層膜23と、基板21Bの裏面に光吸収層24とを備えた例を示す。ここで、基板21Bは図2で示した基板と同じものでよい。
4, as another configuration of the reflecting
光学多層膜23は、高屈折率膜23Hと該高屈折率膜23Hより低い屈折率を有する低屈折率膜23Lとを交互に積層した選択反射特性を有する膜である。
The
高屈折率膜23H、低屈折率膜23Lは、それぞれスパッタリング法などのドライプロセス、あるいはスピンコート、ディップコートなどのウェットプロセスのいずれの方法によっても形成することができる。
The high
ドライプロセスにより形成する場合には、高屈折率膜23Hの構成材料は、屈折率が2.0〜2.6程度のものであれば種々のものを用いることができる。同様に、低屈折率膜23Lの構成材料は、屈折率が1.3〜1.5程度のもので種々のものを用いることができる。例えば、高屈折率膜23Hは、TiO2,Nb2O5又はTa2O5からなり、低屈折率膜23Lは、SiO2又はMgF2からなるとすればよい。
In the case of forming by a dry process, various materials can be used as the constituent material of the high
ドライプロセスにより形成する場合、光学多層膜23の各膜厚は、マトリクス法に基づいたシミュレーションにより光学薄膜が特定波長帯の光に対して高反射特性を有し、少なくとも該波長域光以外の可視波長域光に対しては高透過特性を有するように膜厚設計するとよい。ここでいうマトリクス法に基づいたシミュレーションとは、特開2003−270725号公報に示されている手法であり、複数の異なる材料で構成され各層の境界で多重反射が生じる多層光学薄膜系に角度θ0で光が入射した場合、用いる光源の種類及び波長と、各層の光学膜厚(屈折率と幾何学的膜厚との積)に依存して位相が揃い、反射光速は可干渉性を示す場合が生じ、互いに干渉しあうようになる原理に基づいた方程式を利用してシミュレーションを行い、所望の特性を有する光学膜の膜厚設計を行うものである。
When formed by a dry process, the thickness of each
本発明においては、特定の波長領域として、プロジェクタ光源1で画像光として使用されるRGB三原色の各色の光の波長領域を選択して、マトリクス法に基づいたシミュレーションによりこれらの波長領域の光のみを反射させるとともにこれらの波長領域以外の波長領域の光を透過させるように膜厚設計すればよい。このような厚みの高屈折率膜23H及び低屈折率膜23Lを重ね合わせることにより三原色波長帯域フィルターとして良好に機能する光学多層膜23を確実に実現することができる。
In the present invention, as the specific wavelength regions, the wavelength regions of the three primary colors of RGB used as image light by the
また、ドライプロセスにより形成される光学多層膜23を構成する光学膜の層数は、特に限定されるものではなく、所望の層数とすることができるが、光入射側及びその反対側の最外層が高屈折率膜23Hとされる奇数層により構成されることが好ましい。
Further, the number of layers of the optical film constituting the
ウェットプロセスにより光学多層膜23を形成する場合には、高屈折率膜用溶剤系塗料を塗布・硬化して得られる高屈折率膜23Hと、該高屈折率膜23Hよりも低屈折率の光学膜となる低屈折率膜用溶剤系塗料を塗布・硬化して得られる低屈折率膜23Lとを交互に積層した奇数層とするとよい。また、それぞれの光学膜は、加熱や紫外線照射などにより付与されるエネルギーを吸収して硬化反応を起こす樹脂を含む塗料を塗布して形成するとよい。例えば、高屈折率膜23Hは、熱硬化型樹脂JSR製オプスター(JN7102、屈折率1.68)により形成され、低屈折率膜23Lは熱硬化型樹脂JSR製オプスター(JN7215、屈折率1.41)により形成されるとよい。これにより光学多層膜23は可撓性を有する。
ここで、高屈折率膜23Hは、上記熱硬化型樹脂に限定されるものではなく、1.6〜2.1程度の屈折率が確保できる溶剤系塗料であればよい。また、低屈折率用膜23Lは、上記熱硬化型樹脂に限定されるものではなく、1.3〜1.59程度の屈折率が確保できる溶剤系塗料であればよい。なお、高屈折率膜23Hと低屈折率膜23Lとの屈折率の差が大きいほど、積層数が少なくすることができる。
When the
Here, the high
ウェットプロセスにより形成する場合、光学多層膜23の各膜厚は、例えば赤色、緑色及び青色の各色の波長領域の光からなる三原色波長域光に対して、例えば反射率が80%以上の高反射特性を有するとともに、この三原色波長域光以外の波長域の光に対しては、例えば透過率が80%以上の高透過特性を有するように設計されている。ここで、光学多層膜23の各膜厚は、上式(1)を満足するように設計されるとよい。
When formed by a wet process, each film thickness of the
例えば、高屈折率膜23H(屈折率1.68)の膜厚を1023nm、低屈折率膜23L(屈折率1.41)の膜厚を780nmとし、高屈折率膜23H、低屈折率膜23Lが交互に9層ずつ積層され、その積層されたものの上に高屈折率膜23Hが積層された19層構造の光学多層膜23とすることで、図5に示すように、プロジェクタ光(上記レーザー発振器を用いたプロジェクタ光源からの光)について、三原色波長域光に対しては80%以上の高い反射率を有し、三原色波長域の前後の波長域光(迷光)に対しては反射率が20%以下の高い透過特性を有する膜とすることができる。
For example, the film thickness of the high
吸収層24は、基板21Bの裏面に黒色の塗料を塗布して形成された黒色塗装膜、あるいは黒色フィルムが貼りつけられたものであり、光を吸収する機能を有する。これにより、光学多層層23を透過した光を吸収層24が吸収し、透過光の反射を防ぐことができ、反射ミラー2は、より確実に三原色波長域光のみを反射光として得ることが可能となる。また、基板21Bに黒色塗料等を含有させて基板21Bの色を黒色とすることにより、基板21B自体が吸収層として機能させてもよい。
The
以上のいずれの構成の反射ミラー2においても、プロジェクタ光源1から投射される光に対応した、特定の波長領域(三原色波長領域)の光を光反射率で反射し、その特定波長領域以外の光(スクリーン3を通して入射する外光)を吸収することが可能である。
In any of the above-described reflection mirrors 2, light in a specific wavelength region (three primary color wavelength regions) corresponding to light projected from the
以下、図2の構成の反射ミラー2を例にとり、実施形態を説明する。
反射ミラー2が平板形状であると仮定すると、図6に示す様にスクリーン3縦方向の反射ミラー2の位置によってプロジェクタ光の入射角が異なるようになる。すなわち、反射ミラー2上でプロジェクタ光の入射位置Pyが入射位置Pxよりもプロジェクタ光源1から遠くなる関係において、入射位置Pxでのプロジェクタ光LPxの入射角xよりも、入射位置Pyでのプロジェクタ光LPyの入射角yは大きくなる。この入射角度の変動は、例えばリアプロジェクタ装置が大型になるほど大きくなる。
Hereinafter, the embodiment will be described by taking the
Assuming that the reflecting
一方、光学多層膜22では、プロジェクタ光の入射角度が変動すると光学特性が変動する傾向がある。その様子を図7に示す。入射角が0°から40°と大きくなるにつれて、RGBの波長領域それぞれにおいて高反射率となる波長領域が短波長側にシフトしてしまう。
On the other hand, in the
したがって、反射ミラー2の形状が平板で、光学特性が均一な光学多層膜22が形成されている場合、スクリーン3縦方向の反射ミラー2上のプロジェクタ光の入射位置によって、光学多層膜22で反射される光の波長領域が変動するため、スクリーン3から出射される映像光はスクリーン3の縦方向に色調変動が発生する。
Accordingly, when the
そこで、本発明では、図8に示す様に反射ミラー2をスクリーン3の縦方向に湾曲させることにより、プロジェクタ光源1から反射ミラー2への投射光LPの入射角が調整される構成とする。これにより、反射ミラー2上のどの入射位置(図中、Pa,Pb,Pc)においても入射角度(a,b,c)は一定の範囲内となり、光学多層膜22で反射される光LRの波長領域が一定の範囲内となるため、視聴者はスクリーン3を通して色調変動の少ない画像を観賞することが可能となる。
ここで、反射ミラー2の湾曲は、例えばプロジェクタ光の入射角が20°以下となるように調整されることが好ましい。
Therefore, in the present invention, by curving the reflecting
Here, the curvature of the
スクリーン3は、リアプロジェクタ装置で使用される従来公知のスクリーンの構成でよく、例えば反射ミラーからの反射光を平行光にするフレネルレンズと、その平行光を拡散させて出射する拡散板とを備えたすクリーンを用いればよい。
また、反射ミラー2側からフレネルレンズ、レンチキュラレンズ、ブラックストライプ、拡散板からなる構成としてもよく、具体的には図12に示す構成のスクリーンを用いればよい。
これらのスクリーンのうち、ブラックストライプからなる遮光層を備えたスクリーンを用いれば、本発明の効果とあいまって、より高コントラストの映像を得ることができるため好ましい。
The screen 3 may have a configuration of a conventionally known screen used in a rear projector device, and includes, for example, a Fresnel lens that converts reflected light from a reflecting mirror into parallel light, and a diffusion plate that diffuses and emits the parallel light. Just use clean.
Further, a configuration including a Fresnel lens, a lenticular lens, a black stripe, and a diffusion plate from the
Among these screens, it is preferable to use a screen having a light-shielding layer made of black stripes, in combination with the effects of the present invention, because a higher contrast image can be obtained.
以上の構成(図1)により、プロジェクタ光源1からの投射光LPは反射ミラー2に入射した際、光学多層膜22によりRGB三原色波長領域の光のみ高い反射率で反射され、それ以外の波長領域の光は吸収される。あるいは、光学多層膜23によりRGB三原色波長領域の光のみ高い反射率で反射され、それ以外の波長領域の光は光吸収層24により吸収される。ついで、反射ミラー2で反射された反射光LRはスクリーン3を透過し、映像光Liとして視聴者側に到達する。
また、視聴者側から入り込む外光LOは、スクリーン3のレンチキュラレンズの非集光部に設けられているブラックストライプの隙間からプロジェクタ装置内に入り込む光があるが、反射ミラー2の光学多層膜22、あるいは光吸収層24により吸収される。これにより、従来のリアプロジェクタ装置よりもさらにコントラストの高い映像を得ることができる。
With the above structure (Fig. 1), when the projection light L P from the
In addition, the external light L O entering from the viewer side includes light entering the projector device through the gap between the black stripes provided in the non-condensing part of the lenticular lens of the screen 3, but the optical multilayer film of the
次に、本発明に係るリアプロジェクタ装置の第2の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、反射ミラー2へのプロジェクタ光の入射位置によって入射角が異なる問題に対処する構成が第1の実施の形態と異なり、それ以外は第1の実施の形態と同じである。以下、第1の実施の形態とは異なる反射ミラー2の構成についてのみ説明する。
Next, a second embodiment of the rear projector apparatus according to the present invention will be described.
In the present embodiment, the configuration for dealing with the problem that the incident angle varies depending on the incident position of the projector light on the
図9は、反射ミラー2を光学多層膜22が設けられた側から見た図である。
光学多層膜22は、プロジェクタ光源1からの投射光の入射角に対応してスクリーン縦方向に選択反射特性が異なるものであり、図9ではスクリーン縦方向にA,B,Cの3つの領域に区分されており、その光学特性は領域A,B,Cごとに異なるように形成されている。なお、領域Aはプロジェクタ光源1から遠い位置にある領域、すなわちプロジェクタ光の入射角が大きい領域であり、領域Cはプロジェクタ光源1から近い位置にある領域、プロジェクタ光の入射角が小さい領域である。
FIG. 9 is a view of the
The
図10に領域A,B,Cごとの光学特性の例を示す。ここでは、光学多層膜22に対してプロジェクタ光が垂直に入射した(入射角0°)場合を示している。
ここでは、領域Cの光学多層膜22の光学特性を基準として、プロジェクタ光の入射角が大きくなるほど、すなわち領域B,Cの順に高反射率を示すピークを長波長側にシフトさせた光学特性となっている。この場合の膜設計はプロジェクタ光の入射角に応じて予め光学特性をシフトさせておき、実際に反射される光の波長領域を反射ミラー2全体として一定の範囲内に収めるものであり、式(1)に基づく方法により行えばよい。また、本実施の形態においても図4に示した光学多層膜23の構成を適用できるが、この場合は式(1)に基づく方法、あるいはマトリクス法に基づいたシミュレーションによる方法により行えばよい。
FIG. 10 shows an example of the optical characteristics for each of the regions A, B, and C. Here, a case is shown in which projector light is incident on the
Here, with reference to the optical characteristics of the
図11に、本実施の形態により反射ミラー2の反射光LRの波長領域が一定の範囲の波長領域に収められる構成を示す。すなわち、反射ミラー2上の入射位置(Pi,Ph,Pg)に応じて入射角度(i,h,g)が大きくなるが、光学多層膜22の領域C,B,Aの順で光学特性が長波長側にシフトしていることにより、それぞれの位置における反射されるの波長領域が調整される結果、反射光LRの波長領域が一定の範囲内となるため、視聴者はスクリーン3を通して色調変動の少ない画像を観賞することが可能となる。
11 shows a configuration in which the wavelength region of the reflected light L R of the reflecting
なお、図9のように反射ミラー2上の位置で光学多層膜22の領域を区分する態様を示したが、反射ミラー2の上下方向で連続的に選択反射特性を変化させる態様であってもよい。この場合は、例えば光学多層膜22の形成時(スパッタリング時)に、プロジェクタ光の入射角に応じて予め光学特性をシフトさせるように光学多層膜22の膜厚が連続的に変化した傾斜膜とすればよい。
In addition, although the aspect which divides the area | region of the
以上の本実施の形態においても第1の実施の形態と同様の作用効果により、従来のリアプロジェクタ装置よりもさらにコントラストの高い映像を得ることができる。 In the present embodiment as described above, an image having a higher contrast than that of the conventional rear projector device can be obtained by the same effect as that of the first embodiment.
1…プロジェクタ光源、2…反射ミラー、21B…基板、21M…金属膜、22,23…光学多層膜(光学多層膜)、3…スクリーン、10…リアプロジェクタ装置、22D…誘電体膜、22M…光吸収薄膜、23H…高屈折率膜、23L…低屈折率膜、24…吸収層、90…フレネルレンズシート、91…光拡散基板、92…フレネルレンズ部、93…シリンドリカルレンズ群、100…レンチキュラシート、101…基板、レンズ部…102、105…遮光部、106…紫外線硬化型樹脂層、201…光拡散板、207…粘着層、Li…映像光、Lp…プロジェクタ光、LR…反射光、Lo…外光
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記反射ミラーは、前記画像光に対応する特定の波長領域の光に対して反射特性を有し、前記特定の波長領域を除く可視波長領域の光に対して吸収特性を有することを特徴とするリアプロジェクタ装置。 In a rear projector device including a projection unit that projects image light, a reflection mirror that reflects projection light from the projection unit, and a screen on which reflected light of the reflection mirror is projected from the back side,
The reflection mirror has a reflection characteristic with respect to light in a specific wavelength region corresponding to the image light, and has an absorption characteristic with respect to light in a visible wavelength region excluding the specific wavelength region. Rear projector device.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 2004-03-18 JP JP2004078133A patent/JP2005266263A/en active Pending
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