JP2005326573A - Rear projection image display apparatus and/or rear projection screen - Google Patents

Rear projection image display apparatus and/or rear projection screen Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a displayed image high in image quality by eliminating such a failure that adjacent optional displayed pixel images partially overlap each other in a rear projection image display apparatus. <P>SOLUTION: A V-shaped groove G is formed near a boundary between a pixel display area 1 and a pixel display area 2 on the light incident surface Sa of the rear side of the rear projection screen S. The light 2 entering the area 2 in a conventional manner is partially reflected by a surface 2 as shown by a continuous line. Non-reflected components enter the area 2 through the surface 2, but, the reflectance can be enhanced by increasing the incident angle on the surface 2. When comparing the incident angle θ1 of the light 2 on the surface 2 with the incident angle θ2 of the light 2 on the surface 1 as an inclined surface after being reflected by the surface 2, θ1> θ2 is established. Then, the light 2 made incident on the surface 1 hardly reflects from the surface 1 and enters the area 1. Besides, the incident angle θ3 of the light 1 which is not made incident on the surface 2 but made incident on the surface 1 on the surface 1 is smaller than the incident angle θ1, then, the light 1 hardly reflects from the surface 1, and then, enters the area 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、空間光変調素子を用いた液晶プロジェクタ等の背面投射型画像表示装置に関する。   The present invention relates to a rear projection type image display apparatus such as a liquid crystal projector using a spatial light modulator.

空間光変調素子(以下ライトバルブと称する)のパネル上の表示画像を、拡大光学系によってスクリーン上に投射するプロジェクタ装置において、投影像の画素数増加による投影画像の高精細化が進展している。
投影画像を高精細化する最も一般的な方法は、ライトバルブの画素数そのものを増やす方法である。ライトバルブの画素数を増やすとスクリーン上における画素表示領域は小さくなる。よって、投射光学系に要求される解像性能は高くなり、高い周波数帯域の解像特性が要求される。
画素表示領域が小さくなるにつれて、隣接する画素表示領域間の画像のストローク、すなわち、表示光の一部が隣の画素表示領域に入り込んでしまう、という現象に対する対策は難しくなってくる。
ライトバルブのサイズを変えずに画素数を増やすには1画素のサイズを小さくする必要がある。このことはライトバルブのコストアップに影響する。
画素サイズを小さくしないで画素数を増やすにはライトバルブの面積を大きくすればよい。しかし、ライトバルブの面積を大きくして照明光学系や投射光学系を小さくするのは難しい。投射装置の小型軽量化は重要であり、ライトバルブのサイズは小型化している。
In a projector apparatus that projects a display image on a panel of a spatial light modulation element (hereinafter referred to as a light valve) onto a screen using an enlargement optical system, the resolution of the projection image is increasing due to an increase in the number of pixels of the projection image. .
The most common method for increasing the definition of a projected image is to increase the number of pixels of the light valve. When the number of pixels of the light valve is increased, the pixel display area on the screen is reduced. Therefore, the resolution performance required for the projection optical system is increased, and a resolution characteristic in a high frequency band is required.
As the pixel display area becomes smaller, it becomes difficult to take measures against the phenomenon that an image stroke between adjacent pixel display areas, that is, a part of display light enters the adjacent pixel display area.
In order to increase the number of pixels without changing the size of the light valve, it is necessary to reduce the size of one pixel. This affects the cost increase of the light valve.
In order to increase the number of pixels without reducing the pixel size, the area of the light valve may be increased. However, it is difficult to increase the area of the light valve and reduce the illumination optical system and the projection optical system. It is important to reduce the size and weight of the projection device, and the size of the light valve is reduced.

ライトバルブのサイズを変えず、またライトバルブの画素数を増やすことなく、拡大投射表示する画像の画素数が見かけ上多くなるようにする特殊な表示方法も提案されている。
それは、ライトバルブの画素を投影する位置を、微小量ずらして投影表示する方法である。この方法を以下、画素ずらし表示法と称する。
これは、空間変調素子上の画素を拡大表示する位置を光学的手段などにより1画素以下程度ずらして時分割表示し、ずらして表示される各々の画素には必要に応じて異なる画像情報を与えることによって、見かけ上空間変調素子の画素数よりも多くの画素を表示するという方式である。時分割表示法の他には、複数台の画像投射装置を用いて、一枚の画像情報を複数に分け、分割された複数の画像を同一の投影面に重ね、投射位置をずらして、互いの画素がずれるように投射する方式もある。
画素ずらし表示法を行うには、画素ずらし表示をしない場合の1フレームの表示情報を2つ以上のサブフレーム表示情報に分割する。分割したサブフレームの表示情報を、表示位置を僅かにずらして投影する。
ずらし方としては、既に述べたように、複数のサブフレームで構成された複数の別なる画面を静的に重ねて投影する方法と、これらを時分割で投影表示する方法がある。
投影画素の移動量は投影画素サイズよりも小さくした方がよい。投影画素の1/2程度ずらすのが好ましい。
There has also been proposed a special display method in which the number of pixels of an image to be enlarged and projected is apparently increased without changing the size of the light valve and without increasing the number of pixels of the light valve.
This is a method of projecting and displaying the light valve pixel projection position with a slight shift. Hereinafter, this method is referred to as a pixel shift display method.
This is a time-division display in which the position for enlarging and displaying pixels on the spatial modulation element is shifted by about one pixel or less by optical means or the like, and different image information is given to each pixel displayed by shifting as necessary. Thus, it is a method of displaying more pixels than the number of pixels of the spatial modulation element apparently. In addition to the time-division display method, a plurality of image projection devices are used to divide a piece of image information into a plurality of images, and the divided images are superimposed on the same projection plane, and the projection positions are shifted to each other. There is also a method of projecting so that the pixels are shifted.
In order to perform the pixel-shifted display method, display information of one frame when pixel-shifted display is not performed is divided into two or more subframe display information. The display information of the divided subframes is projected with the display position slightly shifted.
As described above, as described above, there are a method in which a plurality of different screens configured by a plurality of subframes are statically superimposed and projected, and a method in which these are projected and displayed in a time division manner.
The amount of movement of the projection pixel should be smaller than the projection pixel size. It is preferable to shift about 1/2 of the projected pixel.

画素の投影位置をずらす方法としては、静的な重ね合わせ投影表示の場合には、複数の投射装置を用いて、その各々が分割したサブフレームの画像を投影するという方法がある。動的に時分割投影表示する場合には、アクティブな画素ずらし手段を以ってサブフレーム画像を時分割投影表示する。
時分割投影表示する場合には、画像の投影位置を、画像を表示する周波数よりも高速に、投影面上で移動させる。標準的なフレーム周波数を60Hzとすると、2つのサブフレームに分割して交互に画素ずらし表示する場合には、各サブフレームの表示周波数は120Hzとなる。同様に、4つのサブフレームに分割して交互に画素ずらし表示する場合には、各サブフレームの表示周波数は240Hzとなる。
As a method of shifting the projection position of the pixel, in the case of static superimposed projection display, there is a method of projecting sub-frame images each divided by using a plurality of projection devices. In the case of dynamic time-division projection display, the sub-frame image is time-divisionally projected and displayed using active pixel shifting means.
In the case of time-division projection display, the projection position of the image is moved on the projection plane at a speed higher than the frequency at which the image is displayed. Assuming that the standard frame frequency is 60 Hz, the display frequency of each subframe is 120 Hz when divided into two subframes and displayed by alternately shifting the pixels. Similarly, when the display is divided into four subframes and the pixels are alternately shifted and displayed, the display frequency of each subframe is 240 Hz.

画像の表示位置を移動させる方法としては、例えば、光透過性基板、ITO電極層、液晶層、ITO電極層、光透過性基板の積層構成素子を投射系の光路中におき、液晶層にITO電極によって電界を印加することにより、液晶の配向方向を電気的にスイッチングさせ、液晶層中を通過する光路を複屈折効果によって平行シフトさせる方法がある。
垂直配向型強誘電性液晶の長軸の方向を、光軸に対し、光軸を含む面内で±に傾くようにスイッチング動作させることにより、液晶層を通過する光線の出射位置を、光軸を含む面内で±にシフト動作させることができる。このような画素ずらし素子に関する説明の詳細は特開2002−214579号公報に記載されているので省略する。この他の方法によっても画素ずらし表示は可能であり、多くの開示例がある。
As a method for moving the display position of the image, for example, a laminated component of a light transmissive substrate, an ITO electrode layer, a liquid crystal layer, an ITO electrode layer, and a light transmissive substrate is placed in the optical path of the projection system, and ITO is placed on the liquid crystal layer. There is a method in which an electric field is applied by an electrode to electrically switch the alignment direction of the liquid crystal, and the optical path passing through the liquid crystal layer is parallel-shifted by a birefringence effect.
By switching the direction of the long axis of the vertical alignment type ferroelectric liquid crystal so that it is tilted to ± with respect to the optical axis in the plane including the optical axis, the emission position of the light beam passing through the liquid crystal layer is changed to the optical axis. Can be shifted to ± in the plane including the. Details of such pixel shifting elements are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-214579, and are omitted here. Pixel shift display is also possible by other methods, and there are many disclosed examples.

画素毎に空間光変調器(例えば液晶素子)の画像を光学的に変位させて空間光変調器の解像度以上の画像を投影する方式としては、特開平4−113308号公報(特許第293926号)、特開平5−289044号公報、特開平9−152572号公報、特開平6−324320号公報、特開2000−98968号公報等に記載のものがある。
これらは、走査線に垂直な2つの位置、又は縦横4つの位置に画素を光軸シフトにより光学的に変位させることにより、変位させるサブフィールドを2枚又は4枚とすることにより、スクリーン上で、それぞれ2倍及び4倍の解像度を得ることができるとしている。
As a method of optically displacing an image of a spatial light modulator (for example, a liquid crystal element) for each pixel and projecting an image having a resolution higher than that of the spatial light modulator, Japanese Patent Laid-Open No. 4-113308 (Japanese Patent No. 293926) is disclosed. JP-A-5-289044, JP-A-9-152572, JP-A-6-324320, JP-A-2000-98968, and the like.
These can be achieved on the screen by changing the subfield to be displaced by 2 or 4 by optically displacing the pixel by optical axis shift at two positions perpendicular to the scanning line, or at four vertical and horizontal positions. It is said that it is possible to obtain double and quadruple resolutions, respectively.

また、特開平8−194207号公報、特開平9−230329号公報、特開平9−015548号公報等には、画素の配列と光軸シフトの変位量及び変位方向を制御することにより、一方向に空間的にフィルタで空間分割したRGB画素を、同じ方向に3つの位置を変位させて重ねることにより3倍の解像度の向上を行ったり、シフトすることによってRGBのデルタ配列を実現したり、一部の画素のみをシフトして特定部分のみ高解像度化するという装置も開示されている。   JP-A-8-194207, JP-A-9-230329, JP-A-9-015548, and the like disclose that one direction is achieved by controlling the pixel arrangement, the displacement amount and the displacement direction of the optical axis shift. The RGB pixels, which are spatially divided by the filter, are overlapped with the three positions displaced in the same direction to improve the resolution by a factor of 3, or by shifting to realize an RGB delta arrangement. An apparatus is also disclosed in which only a specific pixel is shifted to increase the resolution only in a specific portion.

ところで、ライトバルブの画素を投影表示するとき、投影表示されるライトバルブの画素像の理想的な表示領域の大きさは、通常のプロジェクタ装置においては画素サイズ×投影倍率である。このときには、隣接する画素の像はほぼ隙間なく投影されている。厳密には、ライトバルブ本体の画素間に隙間があるので、隙間の領域は黒く表示されているが、黒く表示されている領域は画素と比べればはるかに細い。この状態において画素ずらし表示を行うと、表示される隣接画素の像が一部重なることになる。
図19に示すように、画素サイズの1/2ピッチずらして2つの画素を表示した状態では、図20に示すように、2つの画素の一部が重なってしまう。重なっている領域をハッチングして示している。このような表示状態では、CTF値が劣化し、画像パターンによっては輪郭・エッジのぼけた画像になる。輪郭のぼけは画像の濃淡差の大きいところにおいて特に顕著である。文字や図面などエッジが目立つ画像を表示する場合にこのぼけが目立つことになる。
By the way, when the pixels of the light valve are projected and displayed, the ideal display area size of the pixel image of the light valve that is projected and displayed is pixel size × projection magnification in a normal projector apparatus. At this time, the images of adjacent pixels are projected with almost no gap. Strictly speaking, since there is a gap between the pixels of the light valve body, the gap area is displayed in black, but the area displayed in black is much thinner than the pixels. If pixel-shifted display is performed in this state, the images of adjacent pixels that are displayed partially overlap.
As shown in FIG. 19, in a state where two pixels are displayed with a shift of ½ pitch of the pixel size, some of the two pixels overlap as shown in FIG. The overlapping area is hatched. In such a display state, the CTF value deteriorates, and an image with a blurred outline / edge is obtained depending on the image pattern. The blurring of the outline is particularly noticeable where the image has a large difference in shading. This blur is noticeable when displaying images with conspicuous edges such as characters and drawings.

上述の画像ぼけを改善する方法として、投影面上に投影するライトバルブの画素のサイズを縮小する方法がある。この方法を以下、画素縮小表示法と称する。
ここで、画素縮小表示法とは、投影画面全体のサイズを縮小してしまうことではなく、画面全体のサイズは変えずにライトバルブの画素の投影面上における表示像の大きさのみが縮小されるように表示する特殊な表示方法である。画素の投影像の大きさのみが縮小表示されるため、隣接する画素像同士は隙間を以って投影された状態となる。
図21に示すように、空間変調素子の画素を縮小し、その像を拡大投射するようにすると、拡大投射された画素の像のサイズは図19で示した例の場合より小さくなっている。画素縮小率を0.5とすると、拡大投影される画素のサイズは従来の1/2になっているので、この画素のサイズ相当、すなわち図19における画素のサイズの1/2相当画素ずらしして表示したときに、図22に示すように、2つの画素像の重なりはほとんどなくなる。
As a method of improving the above-described image blur, there is a method of reducing the size of the pixel of the light valve projected onto the projection plane. This method is hereinafter referred to as a pixel reduction display method.
Here, the pixel reduction display method does not reduce the size of the entire projection screen, but reduces only the size of the display image on the projection surface of the light valve pixels without changing the size of the entire screen. Is a special display method. Since only the size of the projected image of the pixel is reduced and displayed, adjacent pixel images are projected with a gap.
As shown in FIG. 21, when the pixels of the spatial modulation element are reduced and the image is enlarged and projected, the size of the enlarged and projected pixel image is smaller than in the example shown in FIG. Assuming that the pixel reduction ratio is 0.5, the size of the pixel to be enlarged and projected is ½ of the conventional size. Therefore, the pixel shift equivalent to this pixel size, that is, the pixel size in FIG. 22, there is almost no overlap between the two pixel images as shown in FIG.

このように、画素縮小表示法を併用して、半画素相当の移動量を以って画素ずらし表示を行うことにより、隣接する画素像の重なりの問題をほぼ解消でき、これにより、画像のぼけは低減されうると、考えられてきた。
特開平4−113308号公報には、既に画素ピッチよりも画素サイズが1/2より小さい画素を有する空間光変調素子の構成が表示され、これと画素ずらし手段を用いて解像度を高くする投射画像形成装置が開示されている。なお、ここでは隣接する画素間の重なりは指摘されていない。
In this way, by using the pixel reduction display method together and performing pixel-shifted display with a movement amount equivalent to a half pixel, the problem of overlapping of adjacent pixel images can be almost solved, thereby causing blurring of the image. Has been thought to be reduced.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-113308 discloses a configuration of a spatial light modulator having pixels whose pixel size is smaller than 1/2 the pixel pitch, and a projection image in which the resolution is increased by using this and pixel shifting means. A forming apparatus is disclosed. In addition, the overlap between adjacent pixels is not pointed out here.

特開平9−054554号公報には、画素ずらし手段により高解像度化を行う場合に、集光レンズによって透過型液晶パネルの開口よりも小さく集光する方法が開示されている。画素サイズを変形させる手段としては、透過型液晶パネルにマイクロレンズを組み合わせた構成が示されている。所定の形状サイズをもつ開口を有する透過型液晶ライトバルブの画素(開口)に対向してアクティブ素子を設けている。アクティブ素子によって全体の開口は小さくなる。その開口よりもさらに画素サイズを縮小するために、ここでは円形の外形形状を有するマイクロレンズを設けている。また、液晶ライトバルブと画素ずらし素子を用いた投射拡大装置によって一方向に2倍の高解像度化を行い、ライトバルブの画素開口ごとに対応する集光光学系群を用いて、表示画像を構成する各画素のサイズを縮小する例が示されている。なお、ここでは画素を形成する光強度分布の詳細については述べられていない。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-054554 discloses a method of condensing light with a condensing lens smaller than the opening of the transmissive liquid crystal panel when the resolution is increased by the pixel shifting means. As means for changing the pixel size, a configuration in which a microlens is combined with a transmissive liquid crystal panel is shown. An active element is provided to face a pixel (opening) of a transmissive liquid crystal light valve having an opening having a predetermined shape size. The active element reduces the overall aperture. In order to reduce the pixel size further than the opening, a microlens having a circular outer shape is provided here. In addition, a projection enlargement device using a liquid crystal light valve and a pixel shifting element increases the resolution twice in one direction, and a display image is constructed using a condensing optical system group corresponding to each pixel opening of the light valve. An example of reducing the size of each pixel is shown. Note that details of the light intensity distribution forming the pixels are not described here.

特開平4−113308号公報JP-A-4-113308 特開平5−289044号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-289044 特開平9−152572号公報JP-A-9-152572 特開平6−324320号公報JP-A-6-324320 特開2000−98968号公報JP 2000-98968 A 特開2002−214579号公報JP 2002-214579 A 特開平8−194207号公報JP-A-8-194207 特開平9−230329号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-230329 特開平9−015548号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-015548 特開平9−054554号公報JP-A-9-055454 特開2003−177475号公報JP 2003-177475 A 特開2003−114481号公報JP 2003-144481 A 特開5−072634号公報JP-A-5-072634

しかしながら、後述するように、画素縮小手段を付加すると、ただちに表示画素間の重なりが無くなるという説明は実は不充分である。画素縮小表示したときの各表示画素の光強度分布プロファイルがどのようになっていても画質は同等かというとそうではないからである。
特開平4−113308号公報に記載されているように、MTFの高い投射レンズを用いた場合には、解像度は高くなるが、「ジャギー」等の視認性の問題が顕在化してくる。
このときに投射レンズのMTFを相対的に低くすれば「ジャギー」等が目立たなくなるが「鮮鋭性」が大きく減少するため、結果的には高解像度映像プロジェクタや高解像度データプロジェクタが本来狙っている画像特性を画素ずらし手段によって形成することができない。すなわち、画素ずらし手段を用いただけでは不充分であり、画素縮小するだけでも不充分である。
However, as will be described later, when the pixel reduction means is added, the explanation that the overlap between display pixels immediately disappears is actually insufficient. This is because the image quality is not the same regardless of the light intensity distribution profile of each display pixel when pixel reduction display is performed.
As described in JP-A-4-113308, when a projection lens having a high MTF is used, the resolution becomes high, but visibility problems such as “jaggy” become obvious.
If the MTF of the projection lens is made relatively low at this time, “jaggy” or the like becomes inconspicuous, but “sharpness” is greatly reduced. As a result, high-resolution video projectors and high-resolution data projectors are originally aimed. Image characteristics cannot be formed by pixel shifting means. That is, it is not sufficient to use only the pixel shifting means, and it is not sufficient to reduce the pixels.

また、前記の画素縮小技術と、画素ずらし技術を用いて、高解像の画像表示を行う場合には、以下のような課題もある。
画素ずらし技術を用いて、高解像の画像表示を行うためには、スクリーン上における画素の表示領域をどのように考えるかが重要になってくる。例えば、画素ずらし技術を用いて、通常の4倍の画素を表示する場合、1つの画素の表示領域は、従来の1/4になっていることが好ましい。1/4を越えると隣接する画素表示領域の画素像とクロストークが発生してしまう。
画素縮小率を高くすると、表示される画素の像は小さくなるので、クロストークが回避されうるが、以下のような課題が発生する。
Further, when performing high-resolution image display using the pixel reduction technique and the pixel shifting technique, there are the following problems.
In order to display a high-resolution image using the pixel shifting technique, it is important to consider the pixel display area on the screen. For example, when displaying a pixel that is four times as large as a normal pixel by using the pixel shifting technique, it is preferable that the display area of one pixel is 1/4 of the conventional one. If it exceeds 1/4, crosstalk occurs with the pixel image of the adjacent pixel display area.
When the pixel reduction ratio is increased, the displayed pixel image is reduced, so that crosstalk can be avoided, but the following problems occur.

画素の像が小さく表示されているとき、隣接する画素表示領域の画素像の連続性が目立つようになる。任意の画素表示エリアにおける画素の像を形成する光は、中心が明るく、周辺が暗い光強度分布を有している。このため、画素縮小率を高くするにつれて、画素表示領域の周辺部は暗くなる。
例えば、隣接する2つの画素表示領域で共に白を表示した場合、画素表示領域の境界近傍で少し暗い領域ができてしまい、表示される画面の滑らかさが劣化する。
When a pixel image is displayed small, the continuity of pixel images in adjacent pixel display areas becomes conspicuous. Light forming an image of a pixel in an arbitrary pixel display area has a light intensity distribution with a bright center and a dark periphery. For this reason, as the pixel reduction rate is increased, the peripheral portion of the pixel display area becomes darker.
For example, when white is displayed in two adjacent pixel display areas, a slightly dark area is formed near the boundary between the pixel display areas, and the smoothness of the displayed screen deteriorates.

画素の像を小さく表示させようとするときには、画素縮小手段として用いるマイクロレンズアレイの集光NAを大きくすることが有効である。このとき、マイクロレンズが有する曲面の曲率半径を小さくすることになる。曲率半径を小さくすると、マイクロレンズに入射する照明光の偏光特性が変わってくる。これは偏光解消現象といわれる現象である。
例えば、マイクロレンズに対して、S偏光の直線偏光光を透過させるとき、マイクロレンズの曲率半径が小さいと、透過光がP偏光成分をもつようになる。P偏光成分が発生してしまうと、ライトバルブで光変調した画像生成光の偏光状態にも影響が及んでコントラストが低下してしまう。
このため、マイクロレンズの曲率半径を過度に小さくすることはコントラスト性能上からは望ましくない。
しかし、マイクロレンズの曲率半径を小さくしないと、上述したように、スクリーン面上における画素表示領域の外側にまで光が広がってしまい、隣接する画素像がクロストークしてしまう。
When trying to display a pixel image small, it is effective to increase the condensing NA of the microlens array used as the pixel reduction means. At this time, the curvature radius of the curved surface of the microlens is reduced. When the radius of curvature is reduced, the polarization characteristics of the illumination light incident on the microlens change. This is a phenomenon called depolarization phenomenon.
For example, when transmitting S-polarized linearly polarized light to a microlens, the transmitted light has a P-polarized component if the radius of curvature of the microlens is small. When the P-polarized component is generated, the polarization state of the image generation light modulated by the light valve is also affected, and the contrast is lowered.
For this reason, it is not desirable from the viewpoint of contrast performance to make the radius of curvature of the microlens excessively small.
However, unless the radius of curvature of the microlens is reduced, as described above, light spreads outside the pixel display area on the screen surface, and adjacent pixel images will crosstalk.

以上のような画素像のクロストークに対し、スクリーン構造による有効な対策は前例がほとんど皆無である。
背面投射型スクリーンは投射側にフレネルレンズ面を設け、更にレンチキュラーレンズアレイ面を積層したタイプが多い。フレネル面は投射光をスクリーンの法線方向に偏向させることが目的であり、レンチキュラーレンズアレイは、フレネル面で偏向された光線を、観察者側から見たときの発散角、すなわちスクリーンゲイン調整機能をもっている。
あるいは、スクリーン層内にビーズを混入させて光を発散させる構成もある。しかしながら、これらの構成では、スクリーン上における隣接する画素像間のクロストークを回避することはできない。
上述のフレネルピッチないしレンチキュラーのピッチを規定している公知例があるが、これは、モアレの発生を回避することを目的としたものである。
あるいは、スクリーン上の任意の画素像表示領域に入射する迷光を、画素表示領域から離れたところに逃がしてしまう構成や、光吸収層によって迷光を吸収することにより、画素像が二重像となる問題を回避している公知例があるが、この方法は光量ロスを伴う方法である。
For the crosstalk of the pixel image as described above, there is almost no precedent for effective countermeasures by the screen structure.
Many rear projection screens have a Fresnel lens surface on the projection side and a lenticular lens array surface laminated. The purpose of the Fresnel surface is to deflect the projected light in the normal direction of the screen, and the lenticular lens array has a divergence angle when the light deflected by the Fresnel surface is viewed from the viewer side, that is, a screen gain adjustment function. Have
Alternatively, there is a configuration in which light is emitted by mixing beads in the screen layer. However, with these configurations, crosstalk between adjacent pixel images on the screen cannot be avoided.
There are known examples in which the above-mentioned Fresnel pitch or lenticular pitch is defined, but this is intended to avoid the occurrence of moire.
Alternatively, the stray light incident on any pixel image display area on the screen is escaped away from the pixel display area, or the stray light is absorbed by the light absorption layer, so that the pixel image becomes a double image. Although there is a known example that avoids the problem, this method involves a loss of light amount.

これらのスクリーン技術では、隣接する画素表示領域間における、クロストーク成分を失うことなく、所望の画素表示領域に戻す、ということはできない。
以上のように、単に表示画素数を増加しても画素のクロストークを解消しないと良好な画像は得られない。
画素ずらし表示する場合に、画素縮小率を高くするとコントラストが低下して画像の滑らかさが劣化し、画素縮小率を低くするとクロストークが発生してシャープネスが劣化するという、2律背反的な複合問題がある。
画素ずらし表示法と画素縮小表示法を行わない場合においても、スクリーン上における任意の隣接する画素表示領域間におけるクロストークの問題は存在する。
With these screen technologies, it is impossible to return to a desired pixel display area without losing a crosstalk component between adjacent pixel display areas.
As described above, even if the number of display pixels is simply increased, a good image cannot be obtained unless pixel crosstalk is eliminated.
When displaying with shifted pixels, increasing the pixel reduction ratio lowers the contrast and degrades the smoothness of the image, and lowering the pixel reduction ratio causes crosstalk and sharpness deterioration. There's a problem.
Even when the pixel shift display method and the pixel reduction display method are not performed, there is a problem of crosstalk between arbitrary adjacent pixel display areas on the screen.

そこで、本発明は、隣接する任意の表示画素像が部分的に重なる不具合を解消でき、表示画像の高画質化を図れる背面投射型画像表示装置の提供を、その主な目的する。   Accordingly, the main object of the present invention is to provide a rear projection type image display apparatus that can eliminate the problem that adjacent arbitrary display pixel images partially overlap and can improve the image quality of the display image.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明では、少なくとも、照明光源と、複数の画素をもつ空間光変調素子と、拡大投射光学系と、背面投射スクリーンを有し、前記空間光変調素子の画素の像は前記拡大投射光学系によって前記背面投射スクリーンの投影面に拡大投射表示される画像表示装置において、前記背面投射スクリーンの背面における、任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes at least an illumination light source, a spatial light modulation element having a plurality of pixels, an enlarged projection optical system, and a rear projection screen, and the spatial light modulation. In the image display device in which the image of the pixel of the element is enlarged and displayed on the projection surface of the rear projection screen by the enlargement projection optical system, the pixel image is inclined near the region boundary of the arbitrary pixel display region on the rear surface of the rear projection screen. It has a groove with a surface.

請求項2記載の発明では、少なくとも、照明光源と、複数の画素をもつ空間光変調素子と、前記画素の縮小像を生成する画素縮小手段と、前記縮小像の投射位置をずらす画素ずらし手段と、拡大投射光学系と、背面投射スクリーンを有し、前記画素縮小像は前記拡大投射光学系によって前記背面投射スクリーンの投影面に拡大投射され、且つ、前記画素ずらし手段によって、像面上に表示される画素の像の位置がずらして表示される画像表示装置において、前記背面投射スクリーンの背面における、任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することを特徴とする。
ここでは、特に、画素縮小手段を伴い、画素ずらし表示したときに、隣接する任意の表示画素像が部分的に重なる不具合を解消することを目的としている。
According to a second aspect of the present invention, at least an illumination light source, a spatial light modulation element having a plurality of pixels, pixel reduction means for generating a reduced image of the pixels, and pixel shifting means for shifting the projection position of the reduced image An enlarged projection optical system and a rear projection screen, and the reduced pixel image is enlarged and projected onto the projection surface of the rear projection screen by the enlarged projection optical system, and displayed on the image plane by the pixel shifting means. In the image display device in which the position of the image of the pixel to be displayed is shifted, a groove having an inclined surface is provided in the vicinity of a region boundary of an arbitrary pixel display region on the rear surface of the rear projection screen. .
Here, in particular, it is intended to solve the problem that adjacent display pixel images partially overlap when a pixel-shifted display is performed with pixel reduction means.

請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記背面投射スクリーンにおける、任意の画素表示領域1と、該画素表示領域1と隣接する画素表示領域2において、前記溝の傾斜面が前記画素表示領域1と前記画素表示領域2のうちの少なくとも一方にあり、前記傾斜面は、該傾斜面がない方の画素表示領域の画像を生成する光線成分を選択的に反射し、前記傾斜面がある方の画素表示領域の画像を生成する光線成分を選択的に透過することを特徴とする。
ここでは、特に、画素ずらし表示する際に、背面投射スクリーンにおける任意の画素表示領域に隣接する任意の画素表示領域への光のクロストークを防止し、画素ずらし表示したときに、隣接する画素表示領域の画素像が互いに重ならないようにすることを目的としている。
According to a third aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, in an arbitrary pixel display region 1 and a pixel display region 2 adjacent to the pixel display region 1 in the rear projection screen. The inclined surface of the groove is in at least one of the pixel display region 1 and the pixel display region 2, and the inclined surface selects a light ray component that generates an image of the pixel display region without the inclined surface. The light beam component that selectively reflects and generates the image of the pixel display area having the inclined surface is selectively transmitted.
Here, in particular, when pixel-shifted display is performed, crosstalk of light to any pixel display area adjacent to any pixel display area on the rear projection screen is prevented, and adjacent pixel display is performed when pixel-shifted display is performed. The object is to prevent the pixel images in the region from overlapping each other.

請求項4記載の発明では、請求項3記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝の深さよりも深い領域における、隣接する任意の画素表示領域のスクリーン厚さ方向境界面が光反射層であることを特徴とする。
ここでは、特に、溝の傾斜面によって選択分離し、所望の画素表示領域内に導いた光線の、隣接する画素表示領域への漏洩を防止することを目的としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the rear projection image display device according to the third aspect, the boundary surface in the screen thickness direction of any adjacent pixel display region in the region deeper than the depth of the groove is a light reflecting layer. It is characterized by being.
In particular, the object is to prevent leakage of light rays, which are selectively separated by the inclined surfaces of the grooves and guided into a desired pixel display area, to adjacent pixel display areas.

請求項5記載の発明では、請求項4記載の背面投射型画像表示装置において、任意の画素表示領域の、前記溝よりも深い位置に、前記背面投射スクリーンの光線入射面と平行に光拡散層を設けたことを特徴とする。
ここでは、特に、画素表示領域内の光強度分布を均一化することを目的としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the fourth aspect of the present invention, a light diffusion layer parallel to the light incident surface of the rear projection screen at a position deeper than the groove in an arbitrary pixel display region. Is provided.
Here, in particular, an object is to make the light intensity distribution in the pixel display region uniform.

請求項6記載の発明では、請求項5記載の背面投射型画像表示装置において、前記光反射層は、前記光拡散層の前記スクリーン厚さ方向上下で連続していることを特徴とする。
ここでは、特に、光拡散層によって指向性を失った光線の、隣接する画素表示領域への漏洩を防止することを目的としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the fifth aspect, the light reflecting layer is continuous above and below the screen thickness direction of the light diffusing layer.
Here, in particular, it is intended to prevent leakage of light rays that have lost directivity due to the light diffusing layer to adjacent pixel display areas.

請求項7記載の発明では、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝の傾斜面は正の曲率を有することを特徴とする。
ここでは、特に、光線の、溝の傾斜面の入射位置に対する反射率差を少なくすることを目的としている。
The invention according to claim 7 is the rear projection type image display device according to claim 1 or 2, wherein the inclined surface of the groove has a positive curvature.
In particular, the object is to reduce the difference in reflectance of the light beam with respect to the incident position of the inclined surface of the groove.

請求項8記載の発明では、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記背面投射スクリーンの光線入射面における任意の座標(X、Y)における、前記溝の傾斜角φ2(X、Y)が、同位置における、スクリーン法線に対する光線入射角φ1(X、Y)よりも大きいことを特徴とする。
ここでは、特に、背面投射スクリーンの法線に対して斜めに背面投射する場合に、背面投射スクリーン上の任意の位置で、画素像のクロストークが発生しないようにすることを目的としている。
According to an eighth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, an inclination angle φ2 (X of the groove) at an arbitrary coordinate (X, Y) on a light incident surface of the rear projection screen. , Y) is larger than the light incident angle φ1 (X, Y) with respect to the screen normal at the same position.
Here, in particular, when the rear projection is performed obliquely with respect to the normal line of the rear projection screen, the object is to prevent the crosstalk of the pixel image from occurring at an arbitrary position on the rear projection screen.

請求項9記載の発明では、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝が封止材で封止され、前記封止材の屈折率N2は、前記背面投射スクリーンの屈折率N1よりも大きいことを特徴とする。
ここでは、特に、溝の傾斜面における、光線入射角による、反射・透過分離特性を改善することを目的としている。
According to a ninth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, the groove is sealed with a sealing material, and the refractive index N2 of the sealing material is the refraction of the rear projection screen. It is characterized by being larger than the rate N1.
In particular, the object is to improve the reflection / transmission separation characteristics depending on the light incident angle on the inclined surface of the groove.

請求項10記載の発明では、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、任意の画素表示領域1に入るべき光線1の、前記傾斜面への入射角をψ1、前記画素表示領域1と隣接する任意の画素表示領域2に入るべき光線2の、同一傾斜面への入射角をψ2とするとき、前記傾斜面は前記光線1を反射し、且つ、前記光線2を透過する傾斜角度を有することを特徴とする。
ここでは、特に、溝における傾斜面の角度と光線入射角度の関係を規定し、最適化することを目的としている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, the incident angle of the light beam 1 that should enter an arbitrary pixel display area 1 with respect to the inclined surface is ψ1, and the pixel display area When the incident angle of a light beam 2 that should enter an arbitrary pixel display area 2 adjacent to 1 is ψ2, the inclined surface reflects the light beam 1 and transmits the light beam 2 It has an angle.
Here, in particular, the object is to define and optimize the relationship between the angle of the inclined surface in the groove and the light incident angle.

請求項11記載の発明では、請求項10記載の背面投射型画像表示装置において、前記光線1は前記傾斜面における任意の入射位置において入射角度が最小の光線であることを特徴とする。
ランプ光源の場合には、傾斜面の任意の位置において入射する光線の入射角度が一義的に定まらないので、どのような入射角度の光線を以って、反射・透過の選択を行うかを規定する必要がある。ここではその最適化を目的としている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the rear projection image display device according to the tenth aspect, the light beam 1 is a light beam having a minimum incident angle at an arbitrary incident position on the inclined surface.
In the case of a lamp light source, the incident angle of a light beam incident at an arbitrary position on an inclined surface is not uniquely determined. Therefore, it is specified what incident angle of light beam is selected for reflection / transmission. There is a need to. The purpose here is to optimize it.

請求項12記載の発明では、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、隣接する画素表示領域において、前記画素表示領域の一部を含む領域に前記溝が形成され、前記溝は2つの傾斜面を有しており、第1の傾斜面は第1の画素表示領域内にあり、且つ、第2の傾斜面は第2の画素表示領域内にあり、各々の傾斜面の傾斜角度は異なっていることを特徴とする。
ここでは、特に、背面投射スクリーンの背面における画素表示領域2にあって、隣接する画素表示領域1に至るべき光線を、画素表示領域1に導くとともに、背面投射スクリーンの背面における画素表示領域1にあって、隣接する画素表示領域2に至るべき光線を、画素表示領域2に導くようにすることを目的としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, in the adjacent pixel display region, the groove is formed in a region including a part of the pixel display region. There are two inclined surfaces, the first inclined surface is in the first pixel display area, and the second inclined surface is in the second pixel display area, and each inclined surface is inclined. The angle is different.
Here, in particular, in the pixel display area 2 on the back surface of the rear projection screen, the light beam that should reach the adjacent pixel display area 1 is guided to the pixel display area 1 and also to the pixel display area 1 on the back surface of the rear projection screen. Therefore, an object is to guide a light beam that should reach the adjacent pixel display area 2 to the pixel display area 2.

請求項13記載の発明では、請求項12記載の背面投射型画像表示装置において、任意の画素表示領域の中心と、該画素表示領域に画像を生成する光束のスポットの中心位置はずれていることを特徴とする。
表示領域1側に設けた傾斜面1では、表示領域1に至らしめる光線と表示領域2に至らしめる光線を充分に反射・透過分離させることは難しい。ここでは、この問題を解消することを目的としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the twelfth aspect, the center of an arbitrary pixel display area and the center position of a spot of a light beam that generates an image in the pixel display area are shifted. Features.
With the inclined surface 1 provided on the display area 1 side, it is difficult to sufficiently reflect and transmit and separate the light beam reaching the display area 1 and the light beam reaching the display area 2. The purpose here is to eliminate this problem.

請求項14記載の発明では、請求項13記載の背面投射型画像表示装置において、任意の画素表示領域の中心に対して、該画素表示領域の画像を生成する光束のスポットの中心位置は、前記背面投射スクリーンの中央より右の領域においては左下方向にずれており、前記背面投射スクリーンの中央より左の領域においては右下方向にずれていることを特徴とする。
ここでは、特に、背面投射スクリーン面における、個々の画素表示領域と、画素像生成光束スポットの位置関係を規定して最適化を図ることを目的としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the thirteenth aspect, with respect to the center of an arbitrary pixel display region, the center position of the spot of the light beam that generates the image of the pixel display region is In the right area from the center of the rear projection screen, it is shifted in the lower left direction, and in the left area from the center of the rear projection screen, it is shifted in the lower right direction.
Here, in particular, an object is to optimize by specifying the positional relationship between individual pixel display areas and pixel image generation light beam spots on the rear projection screen surface.

請求項15記載の発明では、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝は2つの面を有し、該2面のうちの一方の面は傾斜面であり、他方の面は前記背面投射スクリーンの光線入射面に対して垂直な面であることを特徴とする。
ここでは、特に、光線の分離特性を改善し、また溝の構成を簡略化することを目的としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, the groove has two surfaces, and one surface of the two surfaces is an inclined surface, and the other surface is the other surface. The surface is a surface perpendicular to the light incident surface of the rear projection screen.
Here, in particular, the object is to improve the light separation characteristics and simplify the structure of the grooves.

請求項16記載の発明では、請求項15記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝は、前記傾斜面と前記垂直な面をつなぐつなぎ面を有することを特徴とする。
ここでは、特に、製造容易性に優れた溝形状にすることを目的としている。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the fifteenth aspect, the groove has a connecting surface that connects the inclined surface and the vertical surface.
Here, it aims at making it the groove | channel shape excellent in manufacture ease especially.

請求項17記載の発明では、背面投射型画像表示装置に用いられる背面投射スクリーンにおいて、背面における任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することを特徴とする。   In a seventeenth aspect of the present invention, a rear projection screen used in the rear projection type image display device has a groove having an inclined surface in the vicinity of a region boundary of an arbitrary pixel display region on the rear surface.

請求項1記載の発明によれば、少なくとも、照明光源と、複数の画素をもつ空間光変調素子と、拡大投射光学系と、背面投射スクリーンを有し、前記空間光変調素子の画素の像は前記拡大投射光学系によって前記背面投射スクリーンの投影面に拡大投射表示される画像表示装置において、前記背面投射スクリーンの背面における、任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することとしたので、隣接する画素像が部分的に重なる不具合を解消でき、画像ぼけのない画像を表示できる。   According to the first aspect of the present invention, at least an illumination light source, a spatial light modulation element having a plurality of pixels, an enlarged projection optical system, and a rear projection screen are provided, and an image of the pixel of the spatial light modulation element is In the image display device that is enlarged and displayed on the projection surface of the rear projection screen by the enlargement projection optical system, a groove having an inclined surface is provided in the vicinity of an area boundary of an arbitrary pixel display region on the rear surface of the rear projection screen. Therefore, the problem that adjacent pixel images partially overlap can be solved, and an image without image blur can be displayed.

請求項2記載の発明によれば、少なくとも、照明光源と、複数の画素をもつ空間光変調素子と、前記画素の縮小像を生成する画素縮小手段と、前記縮小像の投射位置をずらす画素ずらし手段と、拡大投射光学系と、背面投射スクリーンを有し、前記画素縮小像は前記拡大投射光学系によって前記背面投射スクリーンの投影面に拡大投射され、且つ、前記画素ずらし手段によって、像面上に表示される画素の像の位置がずらして表示される画像表示装置において、前記背面投射スクリーンの背面における、任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することとしたので、画素縮小手段を伴い、画素ずらし表示したときに隣接する画素像が部分的に重なる不具合を解消でき、画像ぼけのない画像を表示できる。   According to the second aspect of the present invention, at least an illumination light source, a spatial light modulation element having a plurality of pixels, pixel reduction means for generating a reduced image of the pixel, and pixel shifting for shifting the projection position of the reduced image. Means, an enlarged projection optical system, and a rear projection screen. The reduced pixel image is enlarged and projected onto the projection surface of the rear projection screen by the enlarged projection optical system, and on the image plane by the pixel shifting means. In the image display device in which the position of the image of the pixel displayed on the screen is shifted, a groove having an inclined surface is provided in the vicinity of the region boundary of the arbitrary pixel display region on the rear surface of the rear projection screen. Therefore, with the pixel reduction means, it is possible to eliminate the problem that adjacent pixel images partially overlap when displayed while shifting pixels, and an image without image blur can be displayed.

請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記背面投射スクリーンにおける、任意の画素表示領域1と、該画素表示領域1と隣接する画素表示領域2において、前記溝の傾斜面が前記画素表示領域1と前記画素表示領域2のうちの少なくとも一方にあり、前記傾斜面は、該傾斜面がない方の画素表示領域の画像を生成する光線成分を選択的に反射し、前記傾斜面がある方の画素表示領域の画像を生成する光線成分を選択的に透過することとしたので、任意の画素表示領域1に隣接する画素表示領域2に入っていた光線成分を、溝の傾斜面において反射偏向し、画素表示領域1内に導くことができる。これにより、画素ずらし表示したときに、隣接する画素表示領域の画素像のクロストークをなくすことができる。   According to a third aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, an arbitrary pixel display region 1 and a pixel display region adjacent to the pixel display region 1 on the rear projection screen. 2, the inclined surface of the groove is in at least one of the pixel display region 1 and the pixel display region 2, and the inclined surface is a light ray component that generates an image of the pixel display region without the inclined surface. Is selectively transmitted, and the light ray component that generates the image of the pixel display region having the inclined surface is selectively transmitted, so that the pixel display region 2 adjacent to the arbitrary pixel display region 1 is entered. The light component that has been reflected can be reflected and deflected on the inclined surface of the groove and guided into the pixel display region 1. Thereby, when the pixel is shifted and displayed, the crosstalk of the pixel image in the adjacent pixel display area can be eliminated.

請求項4記載の発明によれば、請求項3記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝の深さよりも深い領域における、隣接する任意の画素表示領域のスクリーン厚さ方向境界面が光反射層であることとしたので、隣接する画素表示領域から正規の画素表示領域に導かれた光線は光反射層によって反射され、隣接する画素表示領域へ漏洩しない。   According to a fourth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the third aspect, the screen thickness direction boundary surface of any adjacent pixel display region in the region deeper than the depth of the groove reflects light. Since it is a layer, the light beam guided from the adjacent pixel display area to the normal pixel display area is reflected by the light reflection layer and does not leak to the adjacent pixel display area.

請求項5記載の発明によれば、請求項4記載の背面投射型画像表示装置において、任意の画素表示領域の、前記溝よりも深い位置に、前記背面投射スクリーンの光線入射面と平行に光拡散層を設けたこととしたので、光拡散層によって、光線の指向性を弱めることができ、画素表示領域内の光強度分布が均一化される。   According to a fifth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the fourth aspect, light is emitted parallel to the light incident surface of the rear projection screen at a position deeper than the groove in an arbitrary pixel display region. Since the diffusion layer is provided, the directivity of the light beam can be weakened by the light diffusion layer, and the light intensity distribution in the pixel display region is made uniform.

請求項6記載の発明によれば、請求項5記載の背面投射型画像表示装置において、前記光反射層は、前記光拡散層の前記スクリーン厚さ方向上下で連続していることとしたので、指向性を失った光線が光反射層で完全に反射され、隣接する画素表示領域にクロストークせず、画素ずらし表示したときには、隣接画素像が部分的に重なるという不具合が解消される。   According to the invention of claim 6, in the rear projection type image display device according to claim 5, the light reflection layer is continuous up and down in the screen thickness direction of the light diffusion layer. The light beam that has lost its directivity is completely reflected by the light reflecting layer, does not cross-talk to the adjacent pixel display area, and is displayed in a pixel-shifted manner, thereby eliminating the problem that adjacent pixel images partially overlap.

請求項7記載の発明によれば、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝の傾斜面は正の曲率を有することとしたので、溝の傾斜面の入射位置による反射率差が少なくなるため、領域1から外れた位置にある光線の領域1への取り込み効率が高くなり、領域内の画素は明るくなる。   According to the seventh aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, since the inclined surface of the groove has a positive curvature, the reflection by the incident position of the inclined surface of the groove. Since the rate difference is reduced, the efficiency of capturing light rays in the region 1 away from the region 1 increases, and the pixels in the region become brighter.

請求項8記載の発明によれば、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記背面投射スクリーンの光線入射面における任意の座標(X、Y)における、前記溝の傾斜角φ2(X、Y)が、同位置における、スクリーン法線に対する光線入射角φ1(X、Y)よりも大きいこととしたので、背面投射スクリーン上の位置によって溝の傾斜角を変えることにより、背面投射スクリーンに斜め投射したとき、背面投射スクリーン上の任意の位置でクロストーク防止効果が得られる。   According to an eighth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, the groove inclination angle φ2 at an arbitrary coordinate (X, Y) on the light incident surface of the rear projection screen. Since (X, Y) is larger than the light incident angle φ1 (X, Y) with respect to the screen normal at the same position, rear projection is performed by changing the inclination angle of the groove according to the position on the rear projection screen. When projecting obliquely on the screen, an effect of preventing crosstalk can be obtained at an arbitrary position on the rear projection screen.

請求項9記載の発明によれば、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝が封止材で封止され、前記封止材の屈折率N2は、前記背面投射スクリーンの屈折率N1よりも大きいこととしたので、溝の傾斜面において光が反射する際には内部全反射となり、反射率が改善される。また、入射角度による反射・透過分離特性も改善される。   According to a ninth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, the groove is sealed with a sealing material, and the refractive index N2 of the sealing material is determined by the rear projection screen. Therefore, when light is reflected on the inclined surface of the groove, total internal reflection occurs and the reflectance is improved. Also, the reflection / transmission separation characteristics depending on the incident angle are improved.

請求項10記載の発明によれば、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、任意の画素表示領域1に入るべき光線1の、前記傾斜面への入射角をψ1、前記画素表示領域1と隣接する任意の画素表示領域2に入るべき光線2の、同一傾斜面への入射角をψ2とするとき、前記傾斜面は前記光線1を反射し、且つ、前記光線2を透過する傾斜角度を有することとしたので、背面投射スクリーンの背面において任意の画素表示領域1と隣接する任意の画素表示領域2にある光線を選択的に反射して画素表示領域1に導くことができる。   According to a tenth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, the incident angle of the light beam 1 that should enter an arbitrary pixel display region 1 with respect to the inclined surface is ψ1, and the pixel When the incident angle of a light beam 2 to enter an arbitrary pixel display region 2 adjacent to the display region 1 with respect to the same inclined surface is ψ2, the inclined surface reflects the light beam 1 and transmits the light beam 2. Therefore, the light rays in the arbitrary pixel display area 2 adjacent to the arbitrary pixel display area 1 on the back surface of the rear projection screen can be selectively reflected and guided to the pixel display area 1. .

請求項11記載の発明によれば、請求項10記載の背面投射型画像表示装置において、前記光線1は前記傾斜面における任意の入射位置において入射角度が最小の光線であることとしたので、規定した条件の光線に対して反射・透過選択性が得られるようにすれば、それ以外の光線についても正しく反射・透過の選択が行われる。   According to the eleventh aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the tenth aspect, the light beam 1 is a light beam having a minimum incident angle at an arbitrary incident position on the inclined surface. If reflection / transmission selectivity is obtained with respect to the light beam under the above conditions, the reflection / transmission selection is correctly performed for other light beams.

請求項12記載の発明によれば、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、隣接する画素表示領域において、前記画素表示領域の一部を含む領域に前記溝が形成され、前記溝は2つの傾斜面を有しており、第1の傾斜面は第1の画素表示領域内にあり、且つ、第2の傾斜面は第2の画素表示領域内にあり、各々の傾斜面の傾斜角度は異なっていることとしたので、画素表示領域1側にずれてしまった光線を、画素表示領域2に戻すための反射作用を得ることができる。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the first or second aspect, in the adjacent pixel display region, the groove is formed in a region including a part of the pixel display region, The groove has two inclined surfaces, the first inclined surface is in the first pixel display area, and the second inclined surface is in the second pixel display area. Since the inclination angles are different from each other, it is possible to obtain a reflection action for returning the light beam shifted to the pixel display region 1 side to the pixel display region 2.

請求項13記載の発明によれば、請求項12記載の背面投射型画像表示装置において、任意の画素表示領域の中心と、該画素表示領域に画像を生成する光束のスポットの中心位置はずれていることとしたので、画素表示領域2の光束のスポットを、画素表示領域3には漏れているが、画素表示領域1側には漏れていないように、スポットの中心位置を画素表示領域の中心位置からずらすことによって、画素表示領域1側に漏れる光線を画素表示領域2に戻す必要がなくなる。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the twelfth aspect, the center of an arbitrary pixel display area is shifted from the center position of a spot of a light beam that generates an image in the pixel display area. Since the spot of the light flux in the pixel display area 2 leaks to the pixel display area 3 but does not leak to the pixel display area 1 side, the center position of the spot is set to the center position of the pixel display area. It is not necessary to return the light beam leaking to the pixel display region 1 side to the pixel display region 2 by shifting from the pixel display region 1 side.

請求項14記載の発明によれば、請求項13記載の背面投射型画像表示装置において、任意の画素表示領域の中心に対して、該画素表示領域の画像を生成する光束のスポットの中心位置は、前記背面投射スクリーンの中央より右の領域においては左下方向にずれており、前記背面投射スクリーンの中央より左の領域においては右下方向にずれていることとしたので、溝の傾斜面によって光線を分離し、所望の画素表示領域に導くことができる。   According to the fourteenth aspect of the present invention, in the rear projection type image display device according to the thirteenth aspect, with respect to the center of an arbitrary pixel display area, the center position of the spot of the light beam that generates the image of the pixel display area is In the right area from the center of the rear projection screen, it is shifted to the lower left direction, and in the left area from the center of the rear projection screen, it is shifted to the lower right direction. Can be separated and led to a desired pixel display region.

請求項15記載の発明によれば、請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝は2つの面を有し、該2面のうちの一方の面は傾斜面であり、他方の面は前記背面投射スクリーンの光線入射面に対して垂直な面であることとしたので、製造容易となる。   According to the invention described in claim 15, in the rear projection type image display device according to claim 1 or 2, the groove has two surfaces, and one surface of the two surfaces is an inclined surface, Since the other surface is a surface perpendicular to the light incident surface of the rear projection screen, it is easy to manufacture.

請求項16記載の発明によれば、請求項15記載の背面投射型画像表示装置において、前記溝は、前記傾斜面と前記垂直な面をつなぐつなぎ面を有することとしたので、製造がさらに容易となる。溝加工を行う際に、つなぎ面の幅が著しく大きくならない限りにおいて、光線分離特性に与える影響は少ない。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the rear projection image display device according to the fifteenth aspect, since the groove has a connecting surface that connects the inclined surface and the vertical surface, the manufacturing is further facilitated. It becomes. When grooving, the effect on the light separation characteristics is small unless the width of the connecting surface is significantly increased.

請求項17記載の発明によれば、背面投射型画像表示装置に用いられる背面投射スクリーンにおいて、背面における任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することとしたので、隣接する画素像が部分的に重なる不具合を解消でき、画像ぼけのない画像を表示できる。   According to the invention of claim 17, in the rear projection screen used in the rear projection type image display device, since it has a groove with an inclined surface in the vicinity of the region boundary of an arbitrary pixel display region on the rear surface, The problem that adjacent pixel images partially overlap can be solved, and an image without image blur can be displayed.

以下、本発明の第1の実施形態を図1乃至図4に基づいて説明する。
まず、本実施形態における背面投射型画像表示装置の構成の概要を説明する。
ランプ光源から発生する照明光は無偏光の白色光である。これをフライアイレンズアレイ、ないし、ロッドインテグレータなどを用いて照度の空間分布を均一化させる。次に、これを偏光板によって直線偏光に変換する。次に、偏光分離素子によって照明光を反射させる。偏光分離素子としては偏光ビームスプリッタが代表的な素子である。反射された照明光をスキュー補正板に通す。次に、色分解プリズムによってRGBの3色に分離する。
ここから先はRGB3色に光路が分離されるので、そのうちの一つの光路について説明する。色分離した照明光を画素縮小手段に通す。次に空間光変調素子としての反射型ライトバルブの画素面を照射する。照明光は反射される。この反射光を再び画素縮小手段に通す。この過程において、照明光は都合2回画素縮小手段を通っている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, an outline of the configuration of the rear projection type image display apparatus in the present embodiment will be described.
The illumination light generated from the lamp light source is unpolarized white light. The spatial distribution of illuminance is made uniform by using a fly-eye lens array or a rod integrator. Next, this is converted into linearly polarized light by a polarizing plate. Next, the illumination light is reflected by the polarization separation element. A typical example of the polarization separation element is a polarization beam splitter. The reflected illumination light is passed through the skew correction plate. Next, it is separated into three colors of RGB by a color separation prism.
From this point onward, since the optical paths are separated into RGB three colors, one of the optical paths will be described. The color-separated illumination light is passed through the pixel reduction means. Next, the pixel surface of a reflective light valve as a spatial light modulator is irradiated. The illumination light is reflected. This reflected light is again passed through the pixel reduction means. In this process, the illumination light conveniently passes through the pixel reduction means twice.

ここで、画素縮小手段は、ライトバルブの画素のそれぞれについて画素縮小像を生成させるようにしたいので、複数の画素のそれぞれに対して1対1に対応するように設定している。画素縮小手段を1回目に通ったとき、照明光がやや集光されるようにする。これにより、照明光はライトバルブの画素全体ではなく、中心を含む一部を照明するようにする。
さらに、ライトバルブを反射した照明光が画素縮小手段を2回目に通るときにも、やはり照明光が集光されるようにする。このようにして、一つの画素を照明した光束は絞られた状態にする。絞られているのであるから、光束の断面は画素よりも小さくなっている状態ができる。この状態を画素縮小像とする。このような画素縮小像が全ての画素についてできている状態にする。
Here, since the pixel reduction means wants to generate a pixel reduced image for each of the pixels of the light valve, it is set to correspond to each of the plurality of pixels on a one-to-one basis. When passing through the pixel reducing means for the first time, the illumination light is slightly condensed. Thereby, the illumination light illuminates a part including the center, not the entire pixel of the light valve.
Further, the illumination light is also condensed when the illumination light reflected from the light valve passes through the pixel reduction means for the second time. In this way, the light beam that illuminates one pixel is brought into a narrowed state. Since the aperture is narrowed, the cross section of the light beam can be smaller than the pixel. This state is referred to as a pixel reduced image. Such a reduced pixel image is made for all pixels.

光束は一回絞られたあと再び発散状態に移行する。発散状態に移行した照明光を前出のスキュー補正板に通す。ここで3つの光路から戻ってきた3色の照明光を色合成プリズムによって合成する。次に合成した照明光を波長板に通す。この波長板は前記偏光板とクロスニコルの配置条件を満たすように設ける。
波長板を通過した照明光を画素ずらし手段に通す。画素ずらし手段としては液晶を用いた光路シフト機能をもつ画素ずらし手段が従来より提案されているので、これを用いることができる。画素ずらし手段を通過した照明光を拡大投射光学系に通す。拡大投射光学系を通り、折り返しミラーを介してスクリーン上に拡大画像が投影表示される。
The light flux is once diverged and then again shifts to a divergent state. The illumination light that has shifted to the diverging state is passed through the skew correction plate described above. Here, the illumination lights of the three colors returned from the three optical paths are synthesized by the color synthesis prism. Next, the synthesized illumination light is passed through the wave plate. This wave plate is provided so as to satisfy the arrangement condition of the polarizing plate and the crossed Nicols.
The illumination light that has passed through the wave plate is passed through the pixel shifting means. As the pixel shifting means, a pixel shifting means having an optical path shift function using liquid crystal has been proposed so far, and this can be used. The illumination light that has passed through the pixel shifting means is passed through the magnification projection optical system. The enlarged image is projected and displayed on the screen through the magnifying projection optical system via the folding mirror.

次に、図4に基づいて本実施形態における背面投射型画像表示装置の構成の具体的一例を説明する。
ランプ光源31から射出される照明光は、UVカットフィルタ32とIRカットフィルタを通り、2枚のマイクロレンズアレイ板34によって照度の空間分布を均一化される。
その後、照明光は色分離フィルタ35で光路分離され、ミラー36により光路偏向される。符号37、38は光路分離された2つの光路長を補正するレンズを示し、符号39は色分離フィルタを示す。照明光は半波長板40で直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ41に入る。
符号42は反射型ライトバルブ素子と画像縮小素子を一体化した素子を示し、符号43は倍率色収差補正用レンズを示している。
色分離フィルタ35、39によりRGBに分離された照明光は、クロスプリズム44で色合成される。クロスプリズム44を出た照明光はリターダ偏光子45を通り、X方向への画素ずらし機能を有する画素ずらし素子46と、Y方向への画素ずらし機能を有する画素ずらし素子47、拡大投射光学系48を通って図示しない投影面に至る。拡大投射光学系48の後段に図示しない折り返しミラーが設けられ、その後段には後述する背面投射スクリーン(以下、単に「スクリーン」ともいう)が配置されている。
Next, a specific example of the configuration of the rear projection type image display apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG.
The illumination light emitted from the lamp light source 31 passes through the UV cut filter 32 and the IR cut filter, and the spatial distribution of illuminance is made uniform by the two microlens array plates 34.
Thereafter, the illumination light is optically separated by the color separation filter 35 and deflected by the mirror 36. Reference numerals 37 and 38 denote lenses for correcting two optical path lengths separated from each other, and reference numeral 39 denotes a color separation filter. The illumination light is converted into linearly polarized light by the half-wave plate 40 and enters the polarization beam splitter 41.
Reference numeral 42 denotes an element in which a reflective light valve element and an image reduction element are integrated, and reference numeral 43 denotes a magnification chromatic aberration correction lens.
The illumination light separated into RGB by the color separation filters 35 and 39 is color-synthesized by the cross prism 44. Illumination light exiting the cross prism 44 passes through a retarder polarizer 45, a pixel shifting element 46 having a pixel shifting function in the X direction, a pixel shifting element 47 having a pixel shifting function in the Y direction, and an enlarged projection optical system 48. Through to a projection surface (not shown). A folding mirror (not shown) is provided at the subsequent stage of the magnifying projection optical system 48, and a rear projection screen (hereinafter also referred to simply as “screen”) to be described later is disposed at the subsequent stage.

上記の構成と照明光の経路条件において、反射型ライトバルブ素子の構成例としては、シリコンバックプレーン上に画素面、液晶層、カバーガラス層が積層された構成が知られているが、ここでは、前記液晶層とマイクロレンズアレイ基板を、接着層を介して接合している。マイクロレンズアレイは、以下に説明するように画素縮小手段として機能する。
上記のマイクロレンズアレイ基板上には複数のマイクロレンズが配列されており、それらは反射型ライトバルブ素子が有する複数の画素と1対1に対応して配置されており、マイクロレンズの光軸と画素の中心は一致して構成されている。
ここではマイクロレンズの開口形状は正方形にしている。マイクロレンズの焦点距離は、マイクロレンズの主点から前記画素面までの距離の2倍より長いことが望ましい。このようにすれば、マイクロレンズ側から照明光を導光すると、照明光はマイクロレンズを透過して集光ぎみになって画素を照射する。前記画素を照射した照明光は前記画素で反射されて、マイクロレンズを透過し、さらに集光されるという状態ができる。
In the above configuration and illumination light path conditions, as a configuration example of the reflective light valve element, a configuration in which a pixel surface, a liquid crystal layer, and a cover glass layer are stacked on a silicon backplane is known. The liquid crystal layer and the microlens array substrate are bonded via an adhesive layer. The microlens array functions as a pixel reduction unit as described below.
A plurality of microlenses are arranged on the microlens array substrate, which are arranged in one-to-one correspondence with the plurality of pixels of the reflective light valve element, and the optical axis of the microlens The centers of the pixels are configured to match.
Here, the opening shape of the microlens is a square. The focal length of the microlens is preferably longer than twice the distance from the principal point of the microlens to the pixel surface. In this way, when the illumination light is guided from the microlens side, the illumination light passes through the microlens and becomes a condensing spot to irradiate the pixel. The illumination light that irradiates the pixel is reflected by the pixel, passes through the microlens, and is further condensed.

ランプ光源31から生成される照明光は所定の角度範囲の光線成分から成る光束であるので、集光位置における光束が完全に一点に集光されることはなく、有限の大きさになる。
そこで、前記光束が集光されている位置を画素縮小像面と定義し、この面における中間像を画素縮小像と定義する。
前記画素縮小像は前記反射型ライトバルブ素子の画素よりも小さくなっていることは上記の説明から理解される。この状態を画素縮小されていると定義する。
Since the illumination light generated from the lamp light source 31 is a light beam composed of a light beam component in a predetermined angle range, the light beam at the condensing position is not completely condensed at one point, and has a finite size.
Therefore, a position where the light beam is condensed is defined as a pixel reduced image plane, and an intermediate image on this plane is defined as a pixel reduced image.
It can be understood from the above description that the reduced pixel image is smaller than the pixel of the reflective light valve element. This state is defined as pixel reduction.

以下、本発明の要旨を説明する。図1は、画素表示領域1の隣接領域である画素表示領域2に光がクロストークしている状態を模式的に示している。光線は上から下に向かって進行している。符号Lはこのときの光強度分布を示している。
図2は、画素表示領域1(以下、単に「領域1」という)と画素表示領域2(以下、単に「領域2」という)の境界近傍にV字形の溝Gを形成した状態を模式的に示している。説明を分かりやすくするため、図1よりもやや拡大して示している。符号Saは、スクリーンSの光線入射面を示す。図2におけるスクリーンSの上側の屈折率N1は、領域1及び領域2の屈折率N2より小さい。溝部の屈折率もN1である。
Hereinafter, the gist of the present invention will be described. FIG. 1 schematically shows a state in which light crosstalks with a pixel display region 2 that is an adjacent region of the pixel display region 1. Light rays are traveling from top to bottom. Symbol L indicates the light intensity distribution at this time.
FIG. 2 schematically shows a state in which a V-shaped groove G is formed in the vicinity of the boundary between the pixel display region 1 (hereinafter simply referred to as “region 1”) and the pixel display region 2 (hereinafter simply referred to as “region 2”). Show. In order to make the explanation easy to understand, it is slightly enlarged than FIG. Reference numeral Sa denotes a light incident surface of the screen S. The refractive index N1 on the upper side of the screen S in FIG. 2 is smaller than the refractive index N2 of the region 1 and the region 2. The refractive index of the groove is also N1.

図2において、従来は領域2に入ってしまっていた光線2は実線で示すように溝Gの傾斜面としての面2にて部分反射される。反射されない成分は面2を透過して領域2に入るが、面2に対する入射角を大きくすれば反射率を高くすることができる。
面2に対する光線2の入射角θ1と、面2で反射した光線2の傾斜面としての面1への光線入射角θ2を比較すると、θ1>θ2である。よって、面1に入射した光線2は、面1ではほとんど反射せず、領域1内に入る。
また、面2に入射せずに面1に入射した光線1の、面1に対する入射角θ3はθ1よりも小さいので、面1ではほとんど反射されずに、領域1内に入る。
図3は、図2をベースに、領域2に入らずに領域1にクロストークしてしまっていた光線成分を併記した模式図である。これまで領域2に入らなかった光線も、図2の説明と同様の作用を受けて、領域1にクロストークせずに、領域2に入るようになる。光線3と光線4は領域2に入るべき光線である。
以上のように、溝Gの面1と面2には、光線の入射角に対して反射・透過分離機能をもたせることができる。
In FIG. 2, the light beam 2 that has conventionally entered the region 2 is partially reflected by the surface 2 as the inclined surface of the groove G as indicated by the solid line. The components that are not reflected are transmitted through the surface 2 and enter the region 2. However, if the incident angle with respect to the surface 2 is increased, the reflectance can be increased.
When the incident angle θ1 of the light beam 2 with respect to the surface 2 and the light beam incident angle θ2 to the surface 1 as the inclined surface of the light beam 2 reflected by the surface 2 are compared, θ1> θ2. Therefore, the light beam 2 incident on the surface 1 hardly enters the surface 1 and enters the region 1.
Further, the incident angle θ3 of the light beam 1 incident on the surface 1 without being incident on the surface 2 is smaller than θ1, and therefore enters the region 1 without being substantially reflected by the surface 1.
FIG. 3 is a schematic diagram in which the light ray components that have cross-talked to the region 1 without entering the region 2 are also shown based on FIG. The light beam that has not entered the region 2 until now receives the same action as described in FIG. 2 and enters the region 2 without crosstalking with the region 1. Rays 3 and 4 are rays that should enter region 2.
As described above, the surface 1 and the surface 2 of the groove G can have a reflection / transmission separation function with respect to the incident angle of the light beam.

前記したように、前記画素縮小像面で集光された光束は再び発散光になり、拡大投射光学系に導かれる。このとき、前記の画素縮小像面が、拡大投射光学系48の物体面となるように配置し、前記物体面上の画素縮小像を、拡大投射光学系48を介して、スクリーンS上に背面投射表示する。
但し、この方法で画素縮小率を高くすると、マイクロレンズの偏光解消効果によってコントラストが低下してくる。そこで、コントラストを犠牲にしないことを優先すると、画素縮小率は低くなり、スクリーンSの背面に至る光束スポットサイズは画素表示サイズよりも大きくなる。
しかしこの状態においても、上述したスクリーンSの機能によって、スクリーンSの背面において隣接画素表示領域にはみ出している光線を所望の画素表示領域に導くことができるので、スクリーンSの表面から画面をみたときには、隣接する画素像が部分的に重なって見えることはない。あるいは、任意の画素表示領域に、これと隣接する画素像の情報が混在するという従来の不具合も解消されることとなる。
As described above, the light beam condensed on the pixel reduced image plane again becomes divergent light and is guided to the enlargement projection optical system. At this time, the reduced pixel image plane is arranged so as to be the object plane of the enlargement projection optical system 48, and the reduced pixel image on the object plane is placed on the screen S via the enlargement projection optical system 48. Projection display.
However, when the pixel reduction ratio is increased by this method, the contrast is lowered due to the depolarization effect of the microlens. Therefore, if priority is given to not sacrificing contrast, the pixel reduction rate becomes low, and the light beam spot size reaching the back surface of the screen S becomes larger than the pixel display size.
However, even in this state, the light beam protruding from the adjacent pixel display area on the back surface of the screen S can be guided to the desired pixel display area by the function of the screen S described above, so that when the screen is viewed from the surface of the screen S, Adjacent pixel images do not appear to partially overlap. Or the conventional malfunction that the information of the pixel image adjacent to this is mixed in arbitrary pixel display areas will also be eliminated.

図5に基づいて、第2の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する(以下の他の実施形態において同じ)。
溝Gの面1と面2によって、従来、領域2にクロストークしていた光線が、領域1に入ったあとの状態について説明する。
領域2にクロストークしていた光線2(実線)は、溝の面2によって領域1に導かれた後には、領域1内に留まっていることが望ましい。これを実現すべく、領域1と領域2の境界に光反射層としての全反射面を設けている。全反射面は、溝Gの深さよりも深い領域における、隣接する任意の画素表示領域(ここでは領域1と領域2)のスクリーン厚さ方向境界面に設けられている。全反射面を設けることによって、光線2は領域1の左の領域には透過せず、領域1内に封じ込めることができる。破線で示す光線1も同様に領域1内に封じ込めることができる。
全反射面を遮光部材にしても前述のクロストーク問題は回避できるが、光線が吸収されるので、表示画素領域の光量は低下する。吸収による光量ロスを抑制するには反射面とした方がよい。
The second embodiment will be described based on FIG. Note that the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and unless otherwise specified, description of the configuration and functions already described is omitted, and only the main part will be described (the same applies to other embodiments below).
A state after the light beam that has conventionally cross-talked to the region 2 by the surface 1 and the surface 2 of the groove G enters the region 1 will be described.
It is desirable that the light beam 2 (solid line) that has crosstalked with the region 2 stays in the region 1 after being guided to the region 1 by the groove surface 2. In order to realize this, a total reflection surface as a light reflection layer is provided at the boundary between the region 1 and the region 2. The total reflection surface is provided on the boundary surface in the screen thickness direction of any adjacent pixel display region (here, region 1 and region 2) in a region deeper than the depth of the groove G. By providing the total reflection surface, the light beam 2 is not transmitted to the left region of the region 1 but can be confined in the region 1. The light beam 1 indicated by the broken line can be confined in the region 1 as well.
Even if the total reflection surface is a light shielding member, the above-described crosstalk problem can be avoided, but the amount of light in the display pixel region is reduced because light rays are absorbed. It is better to use a reflective surface in order to suppress light loss due to absorption.

図6に基づいて、第3の実施形態を説明する。
本実施形態では、画素表示領域に光拡散層としての拡散面を設けている。拡散面は、任意の画素表示領域(ここでは領域1と領域2)の、溝Gよりも深い位置に、スクリーンSの光線入射面Saと平行に設けられている。領域1内に入った全ての光線は拡散面に至り拡散される。これにより、さまざまな入射角で領域1内に入射した光線の指向性は均一化される。
拡散面より上の領域と下の領域では、下の領域の方が、光強度が均一化された状態となる。画素表示領域内の光強度分布の均一性が改善されることによって、既に述べたように、例えば、領域1と領域2で、共に白を表示したとき、領域の境界で光強度が下がるという不具合は解消され、滑らかな画像が得られる。
ここで、全反射面を拡散面の下側にも連続して形成することにより、すなわち、スクリーン厚さ方向上下で連続するように形成することにより、拡散面によって拡散した光線が、隣接する画素表示領域にクロストークすることはなくなる。
A third embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a diffusion surface as a light diffusion layer is provided in the pixel display region. The diffusing surface is provided parallel to the light incident surface Sa of the screen S at a position deeper than the groove G in an arbitrary pixel display region (here, region 1 and region 2). All the light rays entering the region 1 reach the diffusion surface and are diffused. As a result, the directivity of light rays that enter the region 1 at various incident angles is made uniform.
In the region above and below the diffusion surface, the light intensity is made uniform in the lower region. As described above, by improving the uniformity of the light intensity distribution in the pixel display area, for example, when both the area 1 and the area 2 display white, the light intensity decreases at the boundary of the area. Is eliminated and a smooth image is obtained.
Here, by forming the total reflection surface continuously below the diffusion surface, that is, by forming the total reflection surface so as to be continuous up and down in the thickness direction of the screen, the light diffused by the diffusion surface is adjacent to the pixel. There is no crosstalk in the display area.

図7に基づいて、第4の実施形態を説明する。
本実施形態では、溝Gの面(傾斜面)が正の曲率をもっていることを特徴としている。図示する2本の光線1、2は、本来領域1に入射すべき光線である。スクリーンSに向かう光束は集光しているので、図7で縦方向をZ軸にとったとき、光線2がZ軸となす角は、光線1がZ軸となす角よりも大きくなっている。
ここで、面2に対する入射角についてみると、図2の場合は、光線1の入射角の方が光線2の入射角よりも大きかったが、図7の場合にはその差を小さくすることが可能である。
面2における反射・透過分離特性は入射角依存性をもっているので、図7の構成にすることによって、光線1と光線2の入射角度差が少なくなり、反射率をほぼ同等にする効果が得られる。
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the surface (inclined surface) of the groove G has a positive curvature. The two rays 1 and 2 shown in the figure are rays that should be incident on the region 1 originally. Since the light beam traveling toward the screen S is condensed, when the vertical direction is taken as the Z axis in FIG. 7, the angle formed by the light beam 2 with the Z axis is larger than the angle formed by the light beam 1 with the Z axis. .
Here, regarding the incident angle with respect to the surface 2, in the case of FIG. 2, the incident angle of the light beam 1 is larger than the incident angle of the light beam 2, but in the case of FIG. 7, the difference can be reduced. Is possible.
Since the reflection / transmission separation characteristics on the surface 2 are dependent on the incident angle, the configuration shown in FIG. 7 reduces the incident angle difference between the light beam 1 and the light beam 2 and provides the effect of making the reflectance substantially equal. .

また、面1に着目すると、図2の場合よりも、面2で反射した光線1と光線2が面1に入射する角度差も少なくなっている。このことは、面1における透過率差が少なくなっているということである。
このように、図2の場合と比較して、図7の場合には、所定の画素表示領域に取り込む光線の、入射角度依存性を低くするという効果が得られる。
Further, when attention is paid to the surface 1, the angle difference at which the light beam 1 reflected by the surface 2 and the light beam 2 enter the surface 1 is smaller than in the case of FIG. This means that the transmittance difference on the surface 1 is reduced.
As described above, in the case of FIG. 7 as compared with the case of FIG. 2, an effect of reducing the incident angle dependency of the light beam taken into the predetermined pixel display region can be obtained.

図8乃至図10に基づいて、第5の実施形態を説明する。
まず、図8に基づいて、背面投射型リアプロジェクタの構成について説明する。リアプロジェクタの場合、スクリーン面(光線入射面Sa)の法線に対して斜め方向から画像情報を含んだ光線を投射させるケースが多い。
つまり、スクリーンSへの入射角度がスクリーン面内で異なっている。図8では上の方が入射角は大きい。
図8をXZ面とすると、YZ面についても、スクリーンSへの光線入射角度は一様でなく、スクリーンSの中心から±X方向に離れるにしたがって、入射角度は大きくなっている。
上述したように、スクリーン面に対し、光線が斜めに入射する場合には、溝Gの面の構成を改良する必要がある。
The fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of the rear projection type rear projector will be described with reference to FIG. In the case of a rear projector, there are many cases in which light rays including image information are projected from an oblique direction with respect to the normal line of the screen surface (light incident surface Sa).
That is, the incident angle to the screen S is different within the screen surface. In FIG. 8, the upper side has a larger incident angle.
Assuming that FIG. 8 is an XZ plane, the incident angle of light on the screen S is not uniform also on the YZ plane, and the incident angle increases with increasing distance from the center of the screen S in the ± X direction.
As described above, when the light ray is incident obliquely on the screen surface, it is necessary to improve the configuration of the surface of the groove G.

図9に示すような角度で光線が入射してくると、面2はこの光線を反射することができなくなる。これに対し、図9に示すように、面2を傾ければ、面2は光線を反射することができる。
すなわち、スクリーン面の法線と光線が成す角をφ1、スクリーンの法線と溝面2が成す角をφ2とすると、φ2>φ1の関係が満たされていれば、面2は光線を反射することができる。
ここで、φ1は、スクリーン面内において一様ではなく、スクリーン面をXY面とすれば、XY面上の座標の関数として、φ1(X、Y)と標記することができる。
したがって、スクリーン面上の任意の位置において、φ2(X、Y)>φ1(X、Y)を満たしていれば、スクリーンS上の任意の位置において、領域2に入射してしまった光線を領域1に導くことができる。
When a light beam is incident at an angle as shown in FIG. 9, the surface 2 cannot reflect the light beam. On the other hand, as shown in FIG. 9, if the surface 2 is tilted, the surface 2 can reflect light rays.
That is, if the angle formed by the normal line of the screen surface and the light beam is φ1 and the angle formed by the normal line of the screen and the groove surface 2 is φ2, the surface 2 reflects the light beam if the relationship φ2> φ1 is satisfied. be able to.
Here, φ1 is not uniform within the screen surface. If the screen surface is an XY plane, φ1 (X, Y) can be expressed as a function of coordinates on the XY plane.
Accordingly, if φ2 (X, Y)> φ1 (X, Y) is satisfied at an arbitrary position on the screen surface, the light beam that has entered the region 2 at any position on the screen S is Can lead to 1.

なお、スクリーン面をXY面としたときに、スクリーンSに投射される光線がスクリーン面と成す角度は、スクリーン面内において一様ではない。したがって、任意の入射位置において光線の反射・透過分離特性を得るための分離面の傾斜角度は、厳密にはスクリーン面内において異なっているので、全ての画素表示領域において、前記の分離面の傾斜角が異なるように製造するとなるとコストが高くなる。
しかしながら、スクリーン面を有限の複数領域に分割し、分割された領域内においては、分離面の傾斜角が同一になるようにすれば、コストを抑えることができる。
When the screen surface is an XY plane, the angle formed by the light beam projected on the screen S and the screen surface is not uniform within the screen surface. Accordingly, since the inclination angle of the separation surface for obtaining the reflection / transmission separation characteristic of the light beam at an arbitrary incident position is strictly different in the screen surface, the inclination of the separation surface in all pixel display regions. Manufacturing with different angles increases the cost.
However, if the screen surface is divided into a plurality of finite regions, and the inclination angles of the separation surfaces are the same in the divided regions, the cost can be reduced.

次に、第6の実施形態を説明する。本実施形態では、溝Gが封止材で封止され、該封止材の屈折率N2は、スクリーンSの屈折率N1よりも大きいことを特徴とする。但し、ここでの屈折率は第1の実施形態での屈折率とは無関係である。
まず、溝部の屈折率N3と、スクリーンSの屈折率N1によって、面2における反射作用が変わる点について説明する。溝部に特に何も充填していないのであれば、N3<N1となる。一方、スクリーンSよりも屈折率の高い材料(封止材)で充填すると、N2>N1である。面2に対する光線入射角と反射率の関係式が、N2<N1のときと、N2>N1のときで異なる。
このことは、例えば、光学(村田和美著:サイエンス社刊、p29、図2.4)に記載されている通りである。
発明の目的を満たすには、N2>N1とした方が有利になる。つまり、N2>N1のときには、臨界角以上における反射率は100%に近くなり、臨界角以下では反射率が急峻に下がる特性となるので、反射・透過分離特性が向上する。
Next, a sixth embodiment will be described. In the present embodiment, the groove G is sealed with a sealing material, and the refractive index N2 of the sealing material is larger than the refractive index N1 of the screen S. However, the refractive index here is independent of the refractive index in the first embodiment.
First, the point that the reflection action on the surface 2 changes depending on the refractive index N3 of the groove and the refractive index N1 of the screen S will be described. If nothing is filled in the groove, N3 <N1. On the other hand, when filled with a material (encapsulant) having a higher refractive index than the screen S, N2> N1. The relational expression between the light incident angle and the reflectance with respect to the surface 2 is different when N2 <N1 and when N2> N1.
This is, for example, as described in Optics (Kazumi Murata, published by Science Co., p29, FIG. 2.4).
In order to satisfy the object of the invention, it is advantageous that N2> N1. That is, when N2> N1, the reflectivity near the critical angle is close to 100%, and the reflectivity decreases sharply below the critical angle, so that the reflection / transmission separation characteristics are improved.

次に、第7の実施形態を説明する。
面2に入射する光線を2種類考えてみる。領域1に入るはずの光線を光線1、領域2に入るべき光線を光線2とする。面2に対する光線1と光線2の入射角をそれぞれψ1、ψ2とする。
このとき、ψ1のときには反射、ψ2のときには透過するように、面2を設定すれば、光線1を反射させて領域1に導き、同時に、光線2は透過して領域2に導くことができる。
Next, a seventh embodiment will be described.
Consider two types of rays incident on surface 2. A light beam that should enter the region 1 is a light beam 1, and a light beam that should enter the region 2 is a light beam 2. The incident angles of the light beam 1 and the light beam 2 with respect to the surface 2 are denoted by ψ1 and ψ2, respectively.
At this time, if the surface 2 is set so as to reflect when ψ1 and transmit when ψ2, the light beam 1 can be reflected and guided to the region 1, and at the same time, the light beam 2 can be transmitted and guided to the region 2.

図11に基づいて、第8の実施形態を説明する。
上記の説明で用いた光線1と光線2はどのような光線であるかについて詳細に説明する。まず、領域1に入るべき光線群1を考えると、光線群1は一般的に光学用語で定義される主光線とその他の光線群に分類される。
その他の光線群の中には、一般的な光学用語で定義されるマージナル光線と、その他の光線群に分類される。
本発明が対象とする表示装置は、光源がランプ光源であることが多い。この場合には、図11に示すように、マージナル光線よりも小さい入射角度で面2に入射する光線1が存在する。
図11において、面2への入射位置は光線1とマージナル光線で等しいが、入射角度は異なっている。したがって、面2に、マージナル光線よりも入射角の小さい(最小の)光線1を反射する作用をもたせることによって、マージナル光線も反射することができる。
The eighth embodiment will be described with reference to FIG.
The light rays 1 and 2 used in the above description will be described in detail. First, considering the light group 1 to enter the region 1, the light group 1 is generally classified into a principal light and other light groups defined in optical terms.
The other ray groups are classified into marginal rays defined in general optical terms and other ray groups.
In the display device targeted by the present invention, the light source is often a lamp light source. In this case, as shown in FIG. 11, there is a light beam 1 incident on the surface 2 at an incident angle smaller than the marginal light beam.
In FIG. 11, the incident position on the surface 2 is the same for the light beam 1 and the marginal light beam, but the incident angles are different. Therefore, the marginal ray can also be reflected by causing the surface 2 to reflect the ray 1 having a smaller (smallest) incident angle than the marginal ray.

ここで、光線1がスクリーンSの法線と成す角は、角度の符号を時計周りを正と定義した場合、正である。これに対し、図10では示していないが、面2に入射し、領域2に入射する光線が、スクリーンSの法線と成す角は負である。
また、スクリーンSの法線となす角は、主光線が法線と成す角よりも大きい。さらに、領域2に入射すべき光線2は、光線1よりも面2への入射角が小さい。
したがって、面2において、領域1に入射すべき光線を選択的に反射し、領域2に入射すべき光線を選択的に透過させるには、光線1が反射し、光線2が透過するように、面2の傾きを設定すればよいということになる。
Here, the angle formed by the ray 1 with the normal line of the screen S is positive when the sign of the angle is defined as positive in the clockwise direction. On the other hand, although not shown in FIG. 10, the angle formed by the light ray incident on the surface 2 and incident on the region 2 with the normal line of the screen S is negative.
Further, the angle formed with the normal line of the screen S is larger than the angle formed by the principal ray with the normal line. Further, the light beam 2 to be incident on the region 2 has a smaller incident angle on the surface 2 than the light beam 1.
Therefore, in order to selectively reflect the light beam to be incident on the region 1 and selectively transmit the light beam to be incident on the region 2 on the surface 2, the light beam 1 is reflected and the light beam 2 is transmitted. This means that the inclination of the surface 2 may be set.

図12に基づいて、第9の実施形態を説明する。
ここまでは領域2にクロストークしている領域1に到達すべき光線を中心に説明してきた。次に、領域2に到達すべき光線が、領域1にクロストークしているとき、この光線を領域2に導く方法について更に説明すると、以下のようなケースが考えられる。
図12において、面1に入射する光線が2本描かれており、これらはいずれも、本来は、領域2に導かれるべき光線であるとする。これらの光線は、面1で反射し、面2では透過し、領域2に導かれている。これらの光線を面1で反射させるには、面2よりも、スクリーン面の法線と成す角が小さい傾斜面とする必要がある。
Based on FIG. 12, a ninth embodiment will be described.
Up to this point, the description has focused on light rays that should reach region 1 that is crosstalking with region 2. Next, a method of guiding the light beam to the region 2 when the light beam that should reach the region 2 is crosstalking to the region 1 will be described below.
In FIG. 12, two light rays incident on the surface 1 are drawn, and it is assumed that both of these light rays are originally to be guided to the region 2. These rays are reflected by surface 1, transmitted by surface 2, and guided to region 2. In order to reflect these light rays on the surface 1, it is necessary to make the inclined surface smaller in angle with the normal of the screen surface than the surface 2.

しかし、ここで問題となるのは、図12に示した光線と同一の入射条件を示しながらも、領域1に導かれるべき光線が存在しうる、ということである。このような場合、面1によって所望の反射・透過分離機能を得ることは難しい。しかしながら、以下のようにすると、上記の不具合が解消できる。
図13に示す特徴は、領域2に導かれるべき光束の強度分布の中心が、領域2の中心よりも画素表示領域3(以下、単に「領域3」という)側にずれており、領域1には、光がクロストークしていない。このとき、右側の領域3にクロストークしている光は、これまで説明してきた方法で回避できる。
また、領域1にはクロストークしていないので、領域1の面(傾斜面)11、領域2の面(傾斜面)21は、反射・透過分離特性を要しない。
すなわち面11には領域1に導かれるべき光線のみが入射するので、これらを透過させればよく、同様に面21には領域2に導かれるべき光線のみが入射するので、これらを透過させればよい(第10の実施形態)。
However, the problem here is that there may be light rays to be guided to the region 1 while exhibiting the same incident conditions as the light rays shown in FIG. In such a case, it is difficult to obtain a desired reflection / transmission separation function by the surface 1. However, the following problems can be solved by doing the following.
The feature shown in FIG. 13 is that the center of the intensity distribution of the light beam to be guided to the region 2 is shifted to the pixel display region 3 (hereinafter simply referred to as “region 3”) side from the center of the region 2. The light is not crosstalk. At this time, the light that crosstalks to the right region 3 can be avoided by the method described so far.
Further, since there is no crosstalk with the region 1, the surface (inclined surface) 11 of the region 1 and the surface (inclined surface) 21 of the region 2 do not require the reflection / transmission separation characteristics.
That is, since only the rays to be guided to the region 1 are incident on the surface 11, it is only necessary to transmit them. Similarly, only the rays to be guided to the region 2 are incident on the surface 21, so that these can be transmitted. What is necessary is tenth embodiment.

図13の状態を、スクリーン面すなわちXY面において示すと、図14のように、任意の領域1を正方形で示し、領域1の画素像を生成する光束のエリアを円で示すと、正方形の中心と、円の中心はずれた状態になっている。ハッチング領域が示した画素表示領域における溝部である。
スクリーンに対する光線入射条件が、図8のような場合、スクリーン面全体に対する図14の関係は、図15のようになる。
When the state of FIG. 13 is shown on the screen surface, that is, the XY plane, as shown in FIG. 14, the arbitrary region 1 is indicated by a square, and the area of the luminous flux that generates the pixel image of the region 1 is indicated by a circle. And the center of the circle is off. It is a groove in the pixel display area indicated by the hatched area.
When the light incident condition on the screen is as shown in FIG. 8, the relationship of FIG. 14 with respect to the entire screen surface is as shown in FIG.

スクリーンS上に投影される、画素像を形成する光束をスポットと表現すると、図15に示すように、スクリーンSの背面におけるスポットの位置と、同スクリーンSにおける、画素像表示領域はずれている。すなわち、画素表示領域の画像を生成する光束のスポットの中心位置は、スクリーンSの中央より右の領域においては左下方向にずれており、スクリーンSの中央より左の領域においては右下方向にずれている。
スポットの位置は、投射光学系の収差補正設計によって制御することができる。これによって得られたスポットの位置に対して、前記スポットに対応する画素表示領域の、溝部の、XY面における幅を決めるとともに、溝Gを構成する反射・透過面の傾きを決めることで、溝Gの形状が決定し、所望の効果が得られる。
溝部の幅、及び溝Gを構成する反射・透過面の傾きは、スクリーンS上の位置によって異なるので、スクリーン厚さ方向の溝Gの深さも、スクリーンS上の位置によって異なることになる(第11の実施形態)。
If the light beam forming the pixel image projected on the screen S is expressed as a spot, the position of the spot on the back surface of the screen S and the pixel image display area on the screen S are shifted as shown in FIG. That is, the center position of the spot of the luminous flux that generates the image of the pixel display area is shifted in the lower left direction in the area to the right of the center of the screen S, and is shifted in the lower right direction in the area to the left of the center of the screen S. ing.
The spot position can be controlled by the aberration correction design of the projection optical system. By determining the width of the groove portion in the XY plane of the pixel display area corresponding to the spot and the inclination of the reflection / transmission surface constituting the groove G with respect to the spot position obtained in this way, The shape of G is determined and the desired effect is obtained.
Since the width of the groove part and the inclination of the reflection / transmission surface constituting the groove G differ depending on the position on the screen S, the depth of the groove G in the screen thickness direction also differs depending on the position on the screen S (first). 11 embodiments).

図12の説明において述べたように、溝Gを構成する面2では光線を選択的に反射・透過分離する効果が得られるが、面1においてはその効果を得ることが難しく、面1に入射した領域1に導かれるべき光線が領域2に導かれてしまう場合がある。
しかし、溝Gの断面形状を、図16に示すように、面1をスクリーンSの法線と平行(光線入射面Saに対して垂直)となるように形成すると、面1に入射する光線は、領域1に導かれるべき光線のみになり、領域1に導かれるべき光線が領域2に導かれるという不具合は起こらない(第12の実施形態)。
As described in the description of FIG. 12, the effect of selectively reflecting / transmitting and separating light rays can be obtained on the surface 2 constituting the groove G, but it is difficult to obtain the effect on the surface 1, and the light enters the surface 1. In some cases, the light beam to be guided to the region 1 may be guided to the region 2.
However, if the cross-sectional shape of the groove G is formed so that the surface 1 is parallel to the normal of the screen S (perpendicular to the light incident surface Sa) as shown in FIG. Thus, there is no problem that only the light beam to be guided to the region 1 and the light beam to be guided to the region 1 are guided to the region 2 (a twelfth embodiment).

図16に示すような溝Gを実際に作製する場合、面1と面2が交わる稜線を形成することは困難である。しかし、図17に示すように、つなぎ面としての底面3が存在する構成とすれば、作製は容易となる。この場合には、底面3と傾斜面2の交わる稜線の位置が、画素表示領域の境界になるようにする(第13の実施形態)。
図17では、底面3を平面で表現しているが、完全な平面でなくても実使用上の弊害はない。また、傾斜面2と底面3の交わる部分にはR(丸み)が付いていても実使用上の弊害は少ない。
When the groove G as shown in FIG. 16 is actually produced, it is difficult to form a ridge line where the surface 1 and the surface 2 intersect. However, as shown in FIG. 17, if the bottom surface 3 as the connecting surface is present, the manufacture is easy. In this case, the position of the ridgeline where the bottom surface 3 and the inclined surface 2 intersect is made to be the boundary of the pixel display region (13th embodiment).
In FIG. 17, the bottom surface 3 is expressed by a plane, but there is no problem in actual use even if it is not a complete plane. Moreover, even if R (roundness) is attached to the portion where the inclined surface 2 and the bottom surface 3 intersect, there are few harmful effects in actual use.

図18に基づいて、第14の実施形態を説明する。これまでに記載した実施形態の他に、例えば傾斜面をフレネル状に分割した構成が考えられる。このときの傾斜面が、既に説明した光の反射・透過分離機能をもっていればよい。
図18において、投射光は、図の右から入射している。図示した光線1と2は、スクリーンSの光線入射面Saにおいて、領域2側にクロストークしているが、スクリーンSの光線入射面Saに設けられた溝Gの傾斜面において反射し、領域1に導かれている。
一方、光線3、4は領域2に至るべき光線で、これらは傾斜面で屈折透過し、領域2に導かれている。
上記各実施形態では、反射型ライトバルブ素子を用いた例を示したが、透過型ライトバルブ素子を用いた構成としても同様の機能を得ることができる。
A fourteenth embodiment will be described based on FIG. In addition to the embodiments described so far, for example, a configuration in which an inclined surface is divided into Fresnel shapes is conceivable. The inclined surface at this time may have the light reflection / transmission separation function already described.
In FIG. 18, the projection light is incident from the right side of the figure. The illustrated light beams 1 and 2 are cross-talked to the region 2 side on the light incident surface Sa of the screen S, but are reflected by the inclined surface of the groove G provided on the light incident surface Sa of the screen S. Has been led to.
On the other hand, the light rays 3 and 4 are light rays that should reach the region 2, and these are refracted and transmitted on the inclined surface and guided to the region 2.
In each of the above embodiments, an example using a reflective light valve element has been described, but the same function can be obtained even with a configuration using a transmissive light valve element.

特定の画素表示領域の隣接領域に光がクロストークしている状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state where the light cross-talks to the adjacent area | region of a specific pixel display area. 背面投射スクリーンの光線入射面側に形成されたV字形の溝による光線の導き状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the guidance state of the light ray by the V-shaped groove | channel formed in the light-projection surface side of a rear projection screen. 背面投射スクリーンの光線入射面側に形成されたV字形の溝による光線の導き状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the guidance state of the light ray by the V-shaped groove | channel formed in the light-projection surface side of a rear projection screen. 第1の実施形態における全体構成の概要図である。It is a schematic diagram of the whole structure in a 1st embodiment. 第2の実施形態における背面投射スクリーンの溝周辺部を示す図である。It is a figure which shows the groove peripheral part of the rear projection screen in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における背面投射スクリーンの溝周辺部を示す図である。It is a figure which shows the groove peripheral part of the rear projection screen in 3rd Embodiment. 第4の実施形態における背面投射スクリーンの溝周辺部を示す図である。It is a figure which shows the groove peripheral part of the rear projection screen in 4th Embodiment. 背面投射スクリーンへの照射光の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the irradiation light to a rear projection screen. 溝の傾斜面により光線を反射できない状態を示す図である。It is a figure which shows the state which cannot reflect a light beam by the inclined surface of a groove | channel. 第5の実施形態における溝の傾斜面形状を示す図である。It is a figure which shows the inclined surface shape of the groove | channel in 5th Embodiment. 第8実施形態における背面投射スクリーンの溝周辺部を示す図である。It is a figure which shows the groove peripheral part of the rear projection screen in 8th Embodiment. 溝の傾斜面の角度の相違による光線の反射状態を示す図である。It is a figure which shows the reflective state of the light ray by the difference in the angle of the inclined surface of a groove | channel. 第10実施形態における背面投射スクリーンの複数の溝周辺部を示す図である。It is a figure which shows the some groove peripheral part of the rear projection screen in 10th Embodiment. 光束のエリアとこれに対応する画素表示領域がずれている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the area | region of a light beam and the pixel display area corresponding to this have shifted | deviated. 背面投射スクリーン上において光束のエリアとこれに対応する画素表示領域がずれている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the area | region of a light beam and the pixel display area corresponding to this have shifted | deviated on a rear projection screen. 第12実施形態における背面投射スクリーンの溝周辺部を示す図である。It is a figure which shows the groove peripheral part of the rear projection screen in 12th Embodiment. 第13実施形態における背面投射スクリーンの溝周辺部を示す図である。It is a figure which shows the groove peripheral part of the rear projection screen in 13th Embodiment. 第14実施形態における背面投射スクリーンの溝周辺部を示す図である。It is a figure which shows the groove peripheral part of the rear projection screen in 14th Embodiment. 拡大投射された画素像と、1/2ピッチ画素ずらしして拡大投射された画素像の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the enlarged and projected pixel image, and the enlarged and projected pixel image shifted by 1/2 pitch pixel. 拡大投射された画素像の合成像を示す図である。It is a figure which shows the synthesized image of the enlarged and projected pixel image. 拡大投射された画素縮小像と、1/2ピッチ画素ずらしして拡大投射された画素縮小像の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pixel reduction image projected and enlarged, and the pixel reduction image enlarged and projected by shifting 1/2 pitch pixel. 拡大投射された画素縮小像の合成像を示す図である。It is a figure which shows the synthesized image of the pixel reduction image by which the expansion projection was carried out.

符号の説明Explanation of symbols

15 空間光変調素子としての反射型ライトバルブ素子
31 照明光源としてのランプ光源
42 画素縮小手段としての素子
46、47 画素ずらし手段としての画素ずらし素子
48 拡大投射光学系
G 溝
S 背面投射スクリーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Reflection type light valve element as a spatial light modulation element 31 Lamp light source as illumination light source 42 Element as pixel reduction means 46, 47 Pixel shift element as pixel shift means 48 Enlarging projection optical system G Groove S Rear projection screen

Claims (17)

少なくとも、照明光源と、複数の画素をもつ空間光変調素子と、拡大投射光学系と、背面投射スクリーンを有し、前記空間光変調素子の画素の像は前記拡大投射光学系によって前記背面投射スクリーンの投影面に拡大投射表示される画像表示装置において、
前記背面投射スクリーンの背面における、任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することを特徴とする背面投射型画像表示装置。
At least an illumination light source, a spatial light modulation element having a plurality of pixels, an enlarged projection optical system, and a rear projection screen, and an image of a pixel of the spatial light modulation element is formed by the enlarged projection optical system by the rear projection screen. In an image display device that displays an enlarged projection on the projection surface of
A rear projection type image display apparatus comprising a groove having an inclined surface in the vicinity of an area boundary of an arbitrary pixel display area on the rear surface of the rear projection screen.
少なくとも、照明光源と、複数の画素をもつ空間光変調素子と、前記画素の縮小像を生成する画素縮小手段と、前記縮小像の投射位置をずらす画素ずらし手段と、拡大投射光学系と、背面投射スクリーンを有し、前記画素縮小像は前記拡大投射光学系によって前記背面投射スクリーンの投影面に拡大投射され、且つ、前記画素ずらし手段によって、像面上に表示される画素の像の位置がずらして表示される画像表示装置において、
前記背面投射スクリーンの背面における、任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することを特徴とする背面投射型画像表示装置。
At least an illumination light source, a spatial light modulation element having a plurality of pixels, a pixel reduction means for generating a reduced image of the pixels, a pixel shifting means for shifting the projection position of the reduced image, an enlarged projection optical system, and a rear surface A projection screen, and the reduced pixel image is enlarged and projected onto a projection surface of the rear projection screen by the enlargement projection optical system, and a position of a pixel image displayed on the image plane by the pixel shifting means is determined. In an image display device displayed in a shifted manner,
A rear projection type image display apparatus comprising a groove having an inclined surface in the vicinity of an area boundary of an arbitrary pixel display area on the rear surface of the rear projection screen.
請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、
前記背面投射スクリーンにおける、任意の画素表示領域1と、該画素表示領域1と隣接する画素表示領域2において、前記溝の傾斜面が前記画素表示領域1と前記画素表示領域2のうちの少なくとも一方にあり、前記傾斜面は、該傾斜面がない方の画素表示領域の画像を生成する光線成分を選択的に反射し、前記傾斜面がある方の画素表示領域の画像を生成する光線成分を選択的に透過することを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 1 or 2,
In an arbitrary pixel display area 1 and a pixel display area 2 adjacent to the pixel display area 1 on the rear projection screen, the inclined surface of the groove is at least one of the pixel display area 1 and the pixel display area 2. The inclined surface selectively reflects a light ray component that generates an image of the pixel display region without the inclined surface, and a light ray component that generates an image of the pixel display region with the inclined surface. A rear projection type image display device which selectively transmits light.
請求項3記載の背面投射型画像表示装置において、
前記溝の深さよりも深い領域における、隣接する任意の画素表示領域のスクリーン厚さ方向境界面が光反射層であることを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 3,
A rear projection type image display apparatus, wherein a boundary surface in a screen thickness direction of an arbitrary adjacent pixel display region in a region deeper than the depth of the groove is a light reflection layer.
請求項4記載の背面投射型画像表示装置において、
任意の画素表示領域の、前記溝よりも深い位置に、前記背面投射スクリーンの光線入射面と平行に光拡散層を設けたことを特徴とする背面投射型画像表示装置。
The rear projection type image display device according to claim 4,
A rear projection type image display device, wherein a light diffusion layer is provided in a position deeper than the groove in an arbitrary pixel display region in parallel with a light incident surface of the rear projection screen.
請求項5記載の背面投射型画像表示装置において、
前記光反射層は、前記光拡散層の前記スクリーン厚さ方向上下で連続していることを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 5,
The rear projection type image display device, wherein the light reflection layer is continuous above and below the light diffusion layer in the screen thickness direction.
請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、
前記溝の傾斜面は正の曲率を有することを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 1 or 2,
The rear projection type image display device, wherein the inclined surface of the groove has a positive curvature.
請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、
前記背面投射スクリーンの光線入射面における任意の座標(X、Y)における、前記溝の傾斜角φ2(X、Y)が、同位置における、スクリーン法線に対する光線入射角φ1(X、Y)よりも大きいことを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 1 or 2,
The inclination angle φ2 (X, Y) of the groove at an arbitrary coordinate (X, Y) on the light incident surface of the rear projection screen is greater than the light incident angle φ1 (X, Y) with respect to the screen normal at the same position. A rear projection type image display device characterized by being large.
請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、
前記溝が封止材で封止され、前記封止材の屈折率N2は、前記背面投射スクリーンの屈折率N1よりも大きいことを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 1 or 2,
The groove is sealed with a sealing material, and the refractive index N2 of the sealing material is larger than the refractive index N1 of the rear projection screen.
請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、
任意の画素表示領域1に入るべき光線1の、前記傾斜面への入射角をψ1、前記画素表示領域1と隣接する任意の画素表示領域2に入るべき光線2の、同一傾斜面への入射角をψ2とするとき、前記傾斜面は前記光線1を反射し、且つ、前記光線2を透過する傾斜角度を有することを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 1 or 2,
The incident angle of the light beam 1 to enter the arbitrary pixel display area 1 is ψ1 and the incident light beam 2 of the arbitrary pixel display area 2 adjacent to the pixel display area 1 is incident on the same inclined surface. A rear projection type image display device, wherein when the angle is ψ2, the inclined surface has an inclination angle that reflects the light beam 1 and transmits the light beam 2.
請求項10記載の背面投射型画像表示装置において、
前記光線1は前記傾斜面における任意の入射位置において入射角度が最小の光線であることを特徴とする背面投射型画像表示装置。
The rear projection type image display device according to claim 10,
The rear projection type image display device, wherein the light beam 1 is a light beam having a minimum incident angle at an arbitrary incident position on the inclined surface.
請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、
隣接する画素表示領域において、前記画素表示領域の一部を含む領域に前記溝が形成され、前記溝は2つの傾斜面を有しており、第1の傾斜面は第1の画素表示領域内にあり、且つ、第2の傾斜面は第2の画素表示領域内にあり、各々の傾斜面の傾斜角度は異なっていることを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 1 or 2,
In the adjacent pixel display region, the groove is formed in a region including a part of the pixel display region, the groove has two inclined surfaces, and the first inclined surface is in the first pixel display region. And the second inclined surface is in the second pixel display region, and the inclined angle of each inclined surface is different.
請求項12記載の背面投射型画像表示装置において、
任意の画素表示領域の中心と、該画素表示領域に画像を生成する光束のスポットの中心位置はずれていることを特徴とする背面投射型画像表示装置。
The rear projection type image display device according to claim 12,
A rear projection type image display apparatus characterized in that the center of an arbitrary pixel display area is shifted from the center position of a spot of a light beam that generates an image in the pixel display area.
請求項13記載の背面投射型画像表示装置において、
任意の画素表示領域の中心に対して、該画素表示領域の画像を生成する光束のスポットの中心位置は、前記背面投射スクリーンの中央より右の領域においては左下方向にずれており、前記背面投射スクリーンの中央より左の領域においては右下方向にずれていることを特徴とする背面投射型画像表示装置。
The rear projection type image display device according to claim 13,
With respect to the center of an arbitrary pixel display area, the center position of a light beam spot that generates an image of the pixel display area is shifted in the lower left direction in the right area from the center of the rear projection screen, and the rear projection A rear projection type image display device characterized in that the region left of the center of the screen is shifted to the lower right.
請求項1又は2記載の背面投射型画像表示装置において、
前記溝は2つの面を有し、該2面のうちの一方の面は傾斜面であり、他方の面は前記背面投射スクリーンの光線入射面に対して垂直な面であることを特徴とする背面投射型画像表示装置。
In the rear projection type image display device according to claim 1 or 2,
The groove has two surfaces, one of the two surfaces is an inclined surface, and the other surface is a surface perpendicular to the light incident surface of the rear projection screen. Rear projection image display device.
請求項15記載の背面投射型画像表示装置において、
前記溝は、前記傾斜面と前記垂直な面をつなぐつなぎ面を有することを特徴とする背面投射型画像表示装置。
The rear projection type image display device according to claim 15,
The rear projection type image display device, wherein the groove has a connecting surface that connects the inclined surface and the vertical surface.
背面投射型画像表示装置に用いられる背面投射スクリーンにおいて、
背面における任意の画素表示領域の領域境界近傍に、傾斜面をもった溝を有することを特徴とする背面投射スクリーン。
In the rear projection screen used for the rear projection type image display device,
A rear projection screen comprising a groove having an inclined surface in the vicinity of a region boundary of an arbitrary pixel display region on the rear surface.
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