JP2006171482A - Screen, fresnel lens sheet for use in the same, and image display device using the same - Google Patents

Screen, fresnel lens sheet for use in the same, and image display device using the same Download PDF

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JP2006171482A JP2004365258A JP2004365258A JP2006171482A JP 2006171482 A JP2006171482 A JP 2006171482A JP 2004365258 A JP2004365258 A JP 2004365258A JP 2004365258 A JP2004365258 A JP 2004365258A JP 2006171482 A JP2006171482 A JP 2006171482A
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Hiroki Yoshikawa
博樹 吉川
Satoru Oishi
哲 大石
Koji Hirata
浩二 平田
Daisuke Imafuku
大輔 今福
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology suitable to shorten the depth of a rear projection type image display device, while obtaining an image of high image quality. <P>SOLUTION: A Fresnel lens sheet (6) is provided with a total reflection prism part (10), formed on its image generation source side and a refraction prism part formed on its image observation side. The total reflection prism part (10) includes an incidence face (15), on which light is made incident and a total reflection face (16) from which incident light from the incidence face is reflected and emitted to the image observation side; and furthermore includes elements (17 and 18) for cutting a part of the incident light so as not to have a part of light impinging on the total reflection prism part emitted to the image observation side. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像発生源の映像を拡大投写して透過型スクリーンに表示する画像表示装置、及びこの画像表示装置に用いられるスクリーン、フレネルレンズシートに関する。   The present invention relates to an image display device that enlarges and projects an image of an image generation source and displays the image on a transmissive screen, and a screen and a Fresnel lens sheet used in the image display device.

投写型の画像表示装置(以下、「セット」と呼ぶ場合もある)は、小型画像発生源としての投写型ブラウン管や液晶表示装置などに表示された画像を投写レンズ等により拡大して透過型スクリーンに投写することにより、透過型スクリーン上に画像を形成する。   A projection-type image display device (hereinafter sometimes referred to as “set”) is a transmissive screen in which an image displayed on a projection-type cathode ray tube or a liquid crystal display device as a small image generation source is enlarged by a projection lens or the like. An image is formed on the transmissive screen by projecting onto the transmissive screen.

このような画像表示装置においては、軽量化、並びにコストと設置スペースの低減のために、薄型化(セットの奥行寸法の低減)が要求される。薄型化されたセットに対応するための透過型スクリーンの構成は、例えば下記特許文献1に記載のものが知られている。   Such an image display device is required to be thin (reduced in the depth of the set) in order to reduce weight and reduce cost and installation space. As a configuration of a transmissive screen for accommodating a thinned set, for example, a configuration described in Patent Document 1 is known.

WO/02/27399WO / 02/27399

セットの薄型化(奥行寸法を低減)は、投写レンズを広角化して投写距離を短縮し、更に投写レンズの光軸中心を透過型スクリーンの中心より下方にずらす(例えば投写レンズの光軸中心を透過型スクリーンの下端中心に合わせる)ことにより可能となる。   Thinning the set (reducing the depth dimension) reduces the projection distance by widening the projection lens, and further shifts the optical axis center of the projection lens below the center of the transmission screen (e.g., the optical axis center of the projection lens). This is possible by aligning with the center of the lower end of the transmission screen.

しかしながら、この様な構成において、例えば、スクリーン(アスペクト比16:9)のサイズを対角65インチ、投写レンズの投写距離を500mm、セットの奥行を350mmとした場合、投写レンズから透過型スクリーンの左右上端部に入射する映像光の入射角度は、65.2度と大きくなる。図10は、一般的な出射面フレネルレンズにおける、スクリーンへの光線入射角度と反射損失の関係を示した図である。図10から、光線入射角が65.2度の場合、スクリーンの反射損失は36%と大きなものとなっていることが分かる。よって、画像表示装置の薄型化を更に進めるとこの損失は急激に大きくなり、スクリーン左右上端部が暗くなる。   However, in such a configuration, for example, when the size of the screen (aspect ratio 16: 9) is 65 inches diagonal, the projection distance of the projection lens is 500 mm, and the depth of the set is 350 mm, from the projection lens to the transmissive screen The incident angle of the image light incident on the upper left and right ends is as large as 65.2 degrees. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the incident angle of light on the screen and the reflection loss in a general exit surface Fresnel lens. FIG. 10 shows that when the light incident angle is 65.2 degrees, the reflection loss of the screen is as large as 36%. Therefore, when the image display apparatus is further reduced in thickness, this loss increases rapidly, and the upper left and right ends of the screen become dark.

上記特許文献1は、このようなセットの薄型化に対応する透過型スクリーンとして、フレネルレンズシートの光入射面に屈折型プリズム部と全反射型プリズム部とを交互に設けるとともに、光出射面を平面とすることが開示されている。しかしながら、この特許文献1に記載の構成は、フレネルレンズシートの光入射面に屈折型プリズム部を設ける構成としているため効率が低下し、特に映像として重要な中域映像(スクリーン上ではドーナツ状の範囲)が暗くなる。   In Patent Document 1, as a transmissive screen corresponding to such a thin set, a refractive prism portion and a total reflection prism portion are alternately provided on a light incident surface of a Fresnel lens sheet, and a light emitting surface is provided. A flat surface is disclosed. However, the configuration described in Patent Document 1 has a configuration in which a refractive prism portion is provided on the light incident surface of the Fresnel lens sheet, so that the efficiency is lowered. In particular, a mid-range image (a donut-shaped image on the screen) that is important as an image. Range) becomes darker.

また、フレネルレンズシートに屈折型プリズム部と全反射型プリズム部とを設ける構成の場合、屈折型プリズム部と全反射型プリズム部との境界部分において屈折型プリズム部と全反射型プリズム部の透過率の違いから光の不連続が生じる場合がある。光の不連続が生じると、正面から見た画像に不連続部分が生じ、画質低下の要因となる。   Further, in the case where the Fresnel lens sheet is provided with the refractive prism portion and the total reflection prism portion, the transmission between the refractive prism portion and the total reflection prism portion at the boundary portion between the refractive prism portion and the total reflection prism portion. Light discontinuity may occur due to the difference in rate. When the light discontinuity occurs, a discontinuous portion is generated in the image viewed from the front, which causes a deterioration in image quality.

この様に、画像表示装置の薄型化に対応する透過型スクリーンでは、スクリーンの入射面における光の反射損失を低減するとともに光の利用効率を向上させて、画像を明るくする(すなわち画像の明るさ低減を抑制する)ことが重要な課題である。また、光の不連続を抑制することもまた、重要な課題の一つである。   In this way, in a transmissive screen corresponding to the reduction in the thickness of the image display device, the reflection loss of light on the incident surface of the screen is reduced and the light use efficiency is improved, thereby brightening the image (that is, the brightness of the image). Suppressing reduction is an important issue. In addition, suppression of light discontinuity is also an important issue.

本発明は、上記のような課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、高画質な画像を得つつ画像表示装置の奥行を短縮するのに好適な技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique suitable for shortening the depth of an image display device while obtaining a high-quality image. .

上記目的を達成するために、本発明では、フレネルレンズシートの画像発生源側(光入射面)の、所定の入射角度(例えば略42度)以上で光が入射される領域に全反射型プリズム部を形成し、かつ画像観視側(光出射面)に屈折型プリズム部を形成した。上記全反射型プリズム部は、光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含んでおり、この全反射型プリズム部に該全反射型プリズム部に入射される光の一部が画像観視側へ出射されないように、該入射光の一部をカットするための要素を設けたことを特徴とするものである。この要素により、全反射型プリズム部に入射される光に対する透過率を低下させる。上記要素は、全反射型プリズム部に入射される光の一部を遮光する遮光部であってもよい。また、上記要素は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部を、画像観視側へ出射されない方向に反射するための反射面であってもよい。   In order to achieve the above object, in the present invention, a total reflection prism is applied to an area where light is incident at a predetermined incident angle (for example, approximately 42 degrees) or more on the image generation source side (light incident surface) of the Fresnel lens sheet. And a refractive prism portion was formed on the image viewing side (light exit surface). The total reflection prism unit includes an incident surface on which light is incident and a total reflection surface that reflects incident light from the incident surface and emits the incident light toward the image viewing side. The total reflection prism unit Further, an element for cutting a part of the incident light is provided so that a part of the light incident on the total reflection type prism portion is not emitted to the image viewing side. With this element, the transmittance for light incident on the total reflection prism portion is reduced. The element may be a light shielding part that shields a part of light incident on the total reflection prism part. The element may be a reflecting surface for reflecting a part of the light incident on the total reflection type prism unit in a direction not emitted to the image viewing side.

更に、入射角が大きい位置に設けられた全反射型プリズム部の前記要素による透過率の低下が、入射角が小さい位置に設けられた全反射型プリズム部の前記要素による透過率の低下よりも、大きくしてもよい。更に、前記全反射型プリズム部は、入射光線を第1の屈折現象の後全反射現象により、少なくともフレネルレンズシートに対し略垂直な方向と該垂直な方向よりフレネルレンズシートの全反射角以上内側を向いた方向の2方向以上の入射面出射角を与える、各々少なくとも2面以上の面、球面または非球面で構成された入射面と全反射面とを含むものでもよい。   Further, the decrease in transmittance due to the element of the total reflection prism portion provided at the position where the incident angle is large is smaller than the decrease in transmittance due to the element of the total reflection prism portion provided at the position where the incident angle is small. You can make it bigger. Further, the total reflection type prism unit causes the incident light beam to be at least a direction substantially perpendicular to the Fresnel lens sheet and more than the total reflection angle of the Fresnel lens sheet by the total reflection phenomenon after the first refraction phenomenon. It is possible to include at least two or more surfaces, an incident surface composed of a spherical surface or an aspherical surface, and a total reflection surface, which provide two or more incident surface exit angles in the direction facing the surface.

好ましくは、前記全反射型プリズム部と前記屈折型プリズム部との境界部近傍(フレネルレンズシートの法線方向において、全反射型プリズム部と屈折型プリズム部とが重複する部分)における全反射型プリズム部と屈折型プリズム部の透過率を略等しくする。   Preferably, the total reflection type in the vicinity of the boundary between the total reflection prism portion and the refraction type prism portion (a portion where the total reflection type prism portion and the refraction type prism portion overlap in the normal direction of the Fresnel lens sheet). The transmittances of the prism portion and the refractive prism portion are made substantially equal.

本発明は、上記のようにフレネルレンズシートの画像発生源側に全反射型プリズム部を形成し、画像観視側に屈折型プリズム部を形成する場合において、全反射型プリズム部の透過率を低下させる要素を設けている。これにより、全反射型プリズム部と屈折型プリズム部の境界部近傍における全反射型プリズム部と屈折型プリズム部の透過率を略等しくできる。従って、本発明によれば、観視角度によるスクリーン上に表示された画像の明るさの変化を、抑制することが可能となる。   In the present invention, when the total reflection type prism portion is formed on the image generation source side of the Fresnel lens sheet and the refraction type prism portion is formed on the image viewing side as described above, the transmittance of the total reflection type prism portion is increased. An element to lower is provided. As a result, the transmittances of the total reflection prism portion and the refractive prism portion in the vicinity of the boundary between the total reflection prism portion and the refractive prism portion can be made substantially equal. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress a change in the brightness of the image displayed on the screen due to the viewing angle.

本発明によれば、高画質化しつつ画像表示装置の薄型化が可能となる。   According to the present invention, it is possible to reduce the thickness of an image display device while improving image quality.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明による画像表示装置の一部断面斜視図である。画像発生源1は投写型ブラウン管や反射型や透過型の液晶パネル、微小なミラーを複数備えた表示素子等の画像変調素子などから構成され小型の画像を表示する。投写レンズ2は、前記画像を拡大し、透過型スクリーン3に投写する。投写レンズ2の投写距離は、一般的に長いため、画像表示装置の奥行を低減するために反射ミラー4が光路(投写レンズの出射側からスクリーンに至るまでの光の経路)の途中に設けられている。これらの要素は、筐体5の内部に収納され、所定位置に固定される。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of an image display device according to the present invention. The image source 1 is composed of a projection cathode ray tube, a reflective or transmissive liquid crystal panel, an image modulation element such as a display element having a plurality of minute mirrors, and the like, and displays a small image. The projection lens 2 enlarges the image and projects it on the transmissive screen 3. Since the projection distance of the projection lens 2 is generally long, the reflection mirror 4 is provided in the middle of the optical path (the path of light from the exit side of the projection lens to the screen) in order to reduce the depth of the image display device. ing. These elements are housed inside the housing 5 and fixed in place.

図2は本発明による透過型スクリーン3の構造を示す模式図である。矢印bの方向から投写される拡大投写映像(図示せず)は、フレネルレンズシート6で略平行光ないし若干内側を向く光に変換されレンチキュラーレンズシート7に入射する。レンチキュラーレンズシート7は、図に示されるように、スクリーン画面垂直方向を長手方向とするレンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に複数配列された形状になっており、前記映像光をスクリーン画面水平方向に拡散する働きをする。また、レンチキュラーレンズシート7の出射面には、画面垂直方向に延びるブラックストライプ8が形成されており、スクリーン出射側から入射される外光を吸収する。また、レンチキュラーレンズシート7には拡散材9が練り込まれており、前記映像光をスクリーン画面水平及び垂直方向に拡散する働きをする。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the transmission screen 3 according to the present invention. An enlarged projection image (not shown) projected from the direction of the arrow b is converted into substantially parallel light or light slightly inward by the Fresnel lens sheet 6 and enters the lenticular lens sheet 7. As shown in the figure, the lenticular lens sheet 7 has a shape in which a plurality of lenticular lenses whose longitudinal direction is the screen screen vertical direction are arranged in the horizontal direction of the screen screen, and diffuses the image light in the horizontal direction of the screen screen. To work. A black stripe 8 extending in the vertical direction of the screen is formed on the exit surface of the lenticular lens sheet 7 and absorbs external light incident from the screen exit side. Further, a diffusing material 9 is kneaded into the lenticular lens sheet 7 and functions to diffuse the image light in the horizontal and vertical directions of the screen screen.

図2に示された本発明に係る透過型スクリーンの実施例は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側に、全反射型プリズム部10を設けている。この全反射型プリズム部10は、矢印bの方向から投写される映像光のフレネルレンズシート6への入射角が、少なくとも略42度以上となる範囲に設けられている。この全反射型プリズム部10は、入射光線を第1の屈折現象によって屈折する屈折面と、該屈折面によって屈折された光を全反射してフレネルレンズシート6の画像観視側へ出射する全反射面とを含む。この全反射面によって全反射された光は、少なくともフレネルレンズシート6の面に対し略垂直な第1方向と、該第1方向よりフレネルレンズシート6の全反射角以上内側を向いた第2方向との、2つの方向に出射される。全反射型プリズム部10の屈折面及び/または全反射面は、このような2つの方向に光を出射するために、少なくとも2面以上の面、球面または非球面で構成されている。また、本実施例では、フレネルレンズシート6の画像観視側の、上記全反射型プリズム部を設けていない領域と対向する範囲(入射角が42度以下となる範囲)に、屈折型プリズム部30が設けられている。この屈折型プリズム部30は、入射光を第2の屈折現象により屈折し、所定の出射角を持つ光を画像観視方向へ出射する。そして本実施例は、上記全反射型プリズム部10が、この全反射型プリズム部10に入射される光の一部が画像観視側へ出射されないように該入射光の一部をカットして、全反射型プリズム部10の入射光に対する透過率を低下させるための光学要素を含むことを特徴としている。以下、本実施例の全反射型プリズム部及び上記光学要素について、図3乃至図9を用いて説明する説明する。尚、以下の説明では、便宜上、フレネルレンズシートの入射面に形成された全反射型プリズム部の全体を入射面全反射型フレネル(または入射側フレネル)、フレネルレンズシートの出射面に形成された屈折型プリズム部の全体を出射面屈折型フレネル(または出射側フレネル)と呼ぶものとする。   In the embodiment of the transmission screen according to the present invention shown in FIG. 2, a total reflection prism portion 10 is provided on the image generation source side of the Fresnel lens sheet. The total reflection prism unit 10 is provided in a range where the incident angle of the image light projected from the direction of the arrow b to the Fresnel lens sheet 6 is at least approximately 42 degrees or more. The total reflection type prism unit 10 totally refracts incident light by a first refraction phenomenon and totally reflects the light refracted by the refraction surface and emits the light to the image viewing side of the Fresnel lens sheet 6. Including a reflective surface. The light totally reflected by the total reflection surface is at least a first direction substantially perpendicular to the surface of the Fresnel lens sheet 6, and a second direction facing the inner side of the Fresnel lens sheet 6 more than the total reflection angle from the first direction. And emitted in two directions. The refracting surface and / or the total reflection surface of the total reflection type prism unit 10 is composed of at least two or more surfaces, a spherical surface or an aspherical surface, in order to emit light in such two directions. Further, in this embodiment, the refractive prism portion is in a range facing the region where the total reflection prism portion is not provided on the image viewing side of the Fresnel lens sheet 6 (a range where the incident angle is 42 degrees or less). 30 is provided. The refracting prism unit 30 refracts incident light by the second refraction phenomenon and emits light having a predetermined emission angle in the image viewing direction. In this embodiment, the total reflection prism unit 10 cuts a part of the incident light so that a part of the light incident on the total reflection prism unit 10 is not emitted to the image viewing side. The optical element for reducing the transmittance with respect to the incident light of the total reflection type prism unit 10 is included. The total reflection prism portion and the optical element of this embodiment will be described below with reference to FIGS. In the following description, for the sake of convenience, the entire total reflection type prism portion formed on the incident surface of the Fresnel lens sheet is formed on the incident surface total reflection type Fresnel (or the incident-side Fresnel) and the output surface of the Fresnel lens sheet. The entire refraction type prism portion is referred to as an exit surface refraction type Fresnel (or exit side Fresnel).

まず、図3及び図4を用いて、フレネルレンズシート入射面の全面にわたって全反射型プリズム部が形成されている場合に生じる光学的現象について説明する。図3は、フレネルレンズシート6への光線の入射角に対する出射側フレネル及び入射側フレネルの透過率特性を示す図である。図3において、フレネルレンズシートへの光線の入射角を横軸、出射側フレネル及び入射側フレネルの透過率を縦軸に示してある。出射側フレネルの透過率(図3の破線)は、図10の縦軸に示された反射損失をkとしたとき、(1−k)で表されるものとする。図3から明らかなように、入射側フレネルの透過率(図3の実線)は、光線の入射角が42度未満で急激に低下している。このような現象が発生するのは、42度未満の入射角で入射された光によって迷光が発生するためである。図4にその迷光の発生メカニズムを示す。図4は、フレネルレンズシート入射面の全面にわたって全反射型プリズム部が形成されたシート11に、例えば42度未満の入射角で光線が入射した場合の光線追跡図である。斜め下方から入射した光束Aは、シート11の入射面12から入射して、その大部分は全反射面13で全反射してシート11の出射面14から出射する。しかし、光線入射角が42度未満であると、入射した光線の一部が全反射面13で全反射できず、直接出射面14に向かう光束になる。この光束は、該出射面14で全反射して再度入射面12と全反射面13で構成される全反射フレネル面に戻る。この全反射フレネル面は、入射面12と全反射面13で構成された三角プリズムであるため、これらの光束は、図に示されるようにUターンして再度シート11の出射面14に向かう。今度は、これらの光束は全反射角より小さい角度で出射面14に入射するため、迷光Cとしてシート11から出光する。これらの迷光Cは、シート11の透過効率をC/Aだけ低下させるだけでなく、二重像として観視者側に出光するため画質劣化の原因となる。このように、入射側フレネルに全反射角未満(例えば42度未満)で光が入射されると、上記のように迷光が生じる。このため、図3で説明したように、当該全反射角未満で入射する光に対する入射側フレネルの透過率は、その角度以上で入射する光に対する透過率に比べ急激に低下することになる。   First, the optical phenomenon that occurs when the total reflection prism portion is formed over the entire surface of the Fresnel lens sheet incident surface will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram illustrating the transmittance characteristics of the exit-side Fresnel and the entrance-side Fresnel with respect to the incident angle of the light beam on the Fresnel lens sheet 6. In FIG. 3, the incident angle of the light ray to the Fresnel lens sheet is shown on the horizontal axis, and the transmittance of the outgoing side Fresnel and the incoming side Fresnel is shown on the vertical axis. The transmittance of the output-side Fresnel (broken line in FIG. 3) is represented by (1-k), where k is the reflection loss shown on the vertical axis in FIG. As is apparent from FIG. 3, the transmittance of the incident-side Fresnel (solid line in FIG. 3) decreases rapidly when the incident angle of the light beam is less than 42 degrees. Such a phenomenon occurs because stray light is generated by light incident at an incident angle of less than 42 degrees. FIG. 4 shows the generation mechanism of the stray light. FIG. 4 is a ray tracing diagram when light rays are incident on the sheet 11 on which the total reflection type prism portion is formed over the entire surface of the Fresnel lens sheet incident surface at an incident angle of, for example, less than 42 degrees. The light beam A incident obliquely from below is incident from the incident surface 12 of the sheet 11, most of which is totally reflected by the total reflection surface 13 and is emitted from the emission surface 14 of the sheet 11. However, if the light incident angle is less than 42 degrees, a part of the incident light cannot be totally reflected by the total reflection surface 13 but becomes a light beam directed directly to the emission surface 14. The luminous flux is totally reflected by the exit surface 14 and returns to the total reflection Fresnel surface constituted by the incident surface 12 and the total reflection surface 13 again. Since the total reflection Fresnel surface is a triangular prism composed of the incident surface 12 and the total reflection surface 13, these light beams make a U-turn and travel again toward the exit surface 14 of the sheet 11 as shown in the figure. This time, since these light beams are incident on the emission surface 14 at an angle smaller than the total reflection angle, they are emitted from the sheet 11 as stray light C. The stray light C not only lowers the transmission efficiency of the sheet 11 by C / A, but also emits light to the viewer side as a double image, which causes image quality degradation. As described above, when light is incident on the incident-side Fresnel at a angle less than the total reflection angle (for example, less than 42 degrees), stray light is generated as described above. For this reason, as described with reference to FIG. 3, the transmittance of the incident-side Fresnel with respect to light incident at less than the total reflection angle is drastically reduced as compared with the transmittance with respect to light incident at or above that angle.

そこで本実施例では、フレネルレンズシート入射側の、光線入射角が大きい(すなわち全反射角(例えば42度)以上)領域にのみ全反射型プリズム部を設け、光線入射角が小さい(すなわち全反射角(例えば42度)未満)領域は、その全反射型プリズム部を設けずに、平坦部とする。一方、フレネルレンズシート出射側の、上記光線入射角が小さい領域(すなわち平坦部)に対向する領域を含む範囲には、効率の良い屈折型プリズム部を設ける。尚、本実施例では、フレネルレンズシート出射側の、全反射型プリズム部と対向する領域は平坦部とされている。   Therefore, in this embodiment, the total reflection prism portion is provided only in the region where the light incident angle is large (that is, the total reflection angle (for example, 42 degrees or more)) on the Fresnel lens sheet incident side, and the light incident angle is small (that is, total reflection). The corner (for example, less than 42 degrees) region is a flat portion without providing the total reflection prism portion. On the other hand, an efficient refractive prism portion is provided in a range including the region facing the region where the light incident angle is small (that is, the flat portion) on the Fresnel lens sheet emission side. In this embodiment, the region facing the total reflection prism portion on the Fresnel lens sheet emission side is a flat portion.

このとき、全反射型プリズム部と屈折型プリズム部との境界部(フレネルレンズシート6の面の法線方向において全反射型プリズム部と屈折型プリズム部とが重複もしくは近接する部分の近傍(以下、単に「境界部」と呼ぶ))において、両者の透過率がほぼ等しくなるようにする必要がある。それは、図3に示されるように、境界部(例えば光線入射角が40.5度の位置)では、入射側フレネル部において前述した迷光が生じており、当該境界部近傍において透過率の急激な低下が発生するためである。境界部近傍において透過率の低下が生じると、スクリーン上の画像を観察した場合、当該境界部近傍が黒い帯(他の部分よりも明るさが低下した部分)となって視認される。また、前述の二重像も発生し、画質劣化も生じる。そこで本実施例では、入射側フレネルの透過率を下げるとともに、上記境界部を入射側プリズムにおいて上記迷光が生じない位置とした。図5はこれを説明する図であり、前述した図3に、本実施例による入射側フレネルの透過率(図5の実線)を書き加えたものである。図3において実線で示された入射側フレネルの透過率は、図5においては二点鎖線で示されている。図5に示されるように、本実施例では、入射側フレネルの透過率を図3に示されたものに比べ、白矢印分だけ下げている。すなわち、実線で示された入射側フレネルの透過率特性と、破線で示された出射側フレネルの透過率特性とが、迷光が生じない位置でクロスされている。そして、そのクロス点(図5の実施例では42.5度)を上記の境界部とする。これにより、境界部において、入射側フレネル(全反射型プリズム部)と出射側フレネル(屈折型プリズム部)との透過率が互いに略等しくなり、当該境界部近傍が黒い帯となって視認されることが抑制される。   At this time, a boundary portion between the total reflection prism portion and the refraction type prism portion (in the vicinity of a portion where the total reflection type prism portion and the refraction type prism portion overlap or are close to each other in the normal direction of the surface of the Fresnel lens sheet 6 (hereinafter referred to as “the vicinity”) , Simply referred to as “boundary portion”)), the transmittances of the two need to be substantially equal. As shown in FIG. 3, the stray light described above is generated in the incident-side Fresnel portion at the boundary portion (for example, the position where the light incident angle is 40.5 degrees), and the transmittance is rapidly increased in the vicinity of the boundary portion. This is because a decrease occurs. When the transmittance decreases near the boundary, when the image on the screen is observed, the vicinity of the boundary is visually recognized as a black band (a portion where the brightness is lower than the other portions). In addition, the above-mentioned double image is also generated, and the image quality is deteriorated. Therefore, in this embodiment, the transmittance of the incident-side Fresnel is lowered, and the boundary portion is set at a position where the stray light does not occur in the incident-side prism. FIG. 5 is a diagram for explaining this. In FIG. 3, the transmittance of the incident-side Fresnel according to this embodiment (solid line in FIG. 5) is added. The transmittance of the incident-side Fresnel indicated by a solid line in FIG. 3 is indicated by a two-dot chain line in FIG. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the transmittance of the incident-side Fresnel is lowered by the amount of the white arrow as compared with that shown in FIG. That is, the transmittance characteristic of the incident-side Fresnel indicated by the solid line and the transmittance characteristic of the emission-side Fresnel indicated by the broken line are crossed at a position where stray light does not occur. Then, the crossing point (42.5 degrees in the embodiment of FIG. 5) is set as the boundary portion. As a result, the transmittances of the incident-side Fresnel (total reflection prism portion) and the emission-side Fresnel (refractive prism portion) are substantially equal to each other at the boundary, and the vicinity of the boundary is visually recognized as a black band. It is suppressed.

入射側フレネルの透過率を下げる場合、図4に示されたように、観視者側に出射される迷光を発生する方法では画質の低下が著しい。そこで本実施例では、全反射型プリズム部10に、この全反射型プリズム部に入射される光の一部が画像観視側へ出射されないように、該入射光の一部をカットして透過率を低下させるための光学要素を設けた。この光学要素の一具体例を図6に示す。図6は、上記光学要素として、全反射型プリズム部10に、この全反射型プリズム部に入射される光の一部を画像観視側へ出射されない方向に反射するように導くための傾斜面17と第2の反射面18とを設けた例である。すなわち、本実施例の全反射型プリズム部10は、2段になった入射面15と同じく2段になった全反射面16とを含む。下方から入射する光束Dの殆どの光は、入射面15に入射され、全反射面16で全反射されて、フレネルレンズシートに対し略垂直な第1方向に光束Eとして出射される。一方、光束Dの一部の光は、入射面15に設けられた傾斜部17に入射され、全反射面16の根元近傍に設けられた第2の全反射面18によって、上記第1方向よりもフレネルレンズシートの全反射角以上内側を向いた第2方向に全反射される。この第2方向の光束は、上記第1方向よりもフレネルレンズシートの全反射角以上内側を向いているため、フレネルレンズシート6の出射面19で全反射される。この全反射された光は、図6に示されるように全反射型プリズム部10に戻ってくる。この戻ってきた光は、全反射型プリズム部10の全反射面16には入射されずに、入射面15及び傾斜部17に入射される。傾斜部17に入射された光は、そのまま当該傾斜部を透過してフレネルレンズシート6の外に出射される。一方、入射面15に入射された光は、該入射面15で全反射された後に全反射面16を透過してフレネルレンズシート6の外に光束Fとして出射され、フレネルレンズシート6には戻ってこない。従って、本実施例によれば、画質を大きく低下させることなくフレネルレンズシート6の透過率を所定の量だけ下げることが可能になる。   When lowering the transmittance of the incident-side Fresnel, as shown in FIG. 4, the method of generating stray light emitted to the viewer side causes a significant decrease in image quality. Therefore, in this embodiment, a part of the incident light is cut and transmitted to the total reflection prism unit 10 so that a part of the light incident on the total reflection prism unit is not emitted to the image viewing side. An optical element was provided to reduce the rate. A specific example of this optical element is shown in FIG. FIG. 6 shows an inclined surface for guiding, as the optical element, a part of light incident on the total reflection prism unit 10 to be reflected in a direction not emitted to the image viewing side. In this example, 17 and the second reflecting surface 18 are provided. That is, the total reflection type prism unit 10 of the present embodiment includes the two-stage incident surface 15 and the two-stage total reflection surface 16. Most of the light beam D incident from below enters the incident surface 15, is totally reflected by the total reflection surface 16, and is emitted as a light beam E in a first direction substantially perpendicular to the Fresnel lens sheet. On the other hand, a part of the light beam D is incident on the inclined portion 17 provided on the incident surface 15, and the second total reflection surface 18 provided near the root of the total reflection surface 16 from the first direction. Is also totally reflected in the second direction facing inward beyond the total reflection angle of the Fresnel lens sheet. The luminous flux in the second direction is totally reflected by the exit surface 19 of the Fresnel lens sheet 6 because it is directed more inside than the first direction by the total reflection angle of the Fresnel lens sheet. The totally reflected light returns to the total reflection prism unit 10 as shown in FIG. The returned light is not incident on the total reflection surface 16 of the total reflection type prism unit 10 but is incident on the incident surface 15 and the inclined portion 17. The light incident on the inclined portion 17 passes through the inclined portion as it is and is emitted out of the Fresnel lens sheet 6. On the other hand, the light incident on the incident surface 15 is totally reflected by the incident surface 15, passes through the total reflection surface 16, is emitted as the light flux F outside the Fresnel lens sheet 6, and returns to the Fresnel lens sheet 6. It does n’t come. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the transmittance of the Fresnel lens sheet 6 by a predetermined amount without greatly reducing the image quality.

図5では、入射側フレネルの透過率を全体的に略一律に下げる説明をしたが、フレネルレンズシートを用いる画像表示装置に拠っては、周辺部で明るさが低下する場合がある。そのときは、図5のように入射側フレネルの透過率を全体的に略一律に下げるのではなく、スクリーン周辺に向かうに従い透過率を上がる(透過率を下げない)ように構成する。図7にその一例を示す。   In FIG. 5, the transmittance of the incident-side Fresnel has been described as being lowered substantially uniformly as a whole. However, depending on the image display device using the Fresnel lens sheet, the brightness may decrease in the peripheral portion. In this case, the transmittance of the incident-side Fresnel is not lowered as a whole as shown in FIG. 5, but the transmittance is increased toward the periphery of the screen (the transmittance is not lowered). An example is shown in FIG.

上記図6に示された具体例では、全反射型プリズム部に入射する光束の下側(フレネル中心に対して内側)の光束の一部を、該全反射型プリズム部の全反射面の根元に導き、そこに設けた全反射面で該一部の光束を下方(フレネル中心に対して内側)に反射している。このため、全反射型プリズム部の全反射面の全面を、通常の全反射面(出射面16から光を出射させるための全反射面。以下、「有効反射面」と呼ぶ)に使用することはできない。図6の具体例では、有効反射面に使用している範囲は、全ての全反射面のうち、63%である。有効反射面に使用される範囲を狭くすると、全反射フレネルとしてフレネルレンズシートに略垂直に出光可能な光線入射角の最低値が大きくなっていく。この関係を図8に示す。面積割合が1(全ての反射面が有効反射面)の場合は、フレネルレンズシートに略垂直に出光可能な光線入射角の最低値が42度であったのに対し、有効反射面63%では57度と大きくなっている。本実施例は、有効反射面が83%で、光線入射角の最低値が48度まで実施可能であるが、それ以下は全反射型プリズム部形状の実現が困難となる。この最低角度は出射側フレネルとの境界部になるので、小さければ小さいほど全体の透過率は高く設定できる。   In the specific example shown in FIG. 6 described above, a part of the lower side of the light beam incident on the total reflection type prism unit (inner side with respect to the Fresnel center) is used as the root of the total reflection surface of the total reflection type prism unit. The partial light flux is reflected downward (inward with respect to the Fresnel center) by the total reflection surface provided there. Therefore, the entire surface of the total reflection surface of the total reflection type prism portion is used as a normal total reflection surface (total reflection surface for emitting light from the emission surface 16; hereinafter referred to as “effective reflection surface”). I can't. In the specific example of FIG. 6, the range used for the effective reflection surface is 63% of all the total reflection surfaces. When the range used for the effective reflection surface is narrowed, the minimum value of the light incident angle at which light can be emitted substantially perpendicularly to the Fresnel lens sheet as the total reflection Fresnel increases. This relationship is shown in FIG. When the area ratio is 1 (all reflecting surfaces are effective reflecting surfaces), the minimum value of the incident angle of light that can be emitted substantially perpendicular to the Fresnel lens sheet was 42 degrees, whereas the effective reflecting surface 63% It is 57 degrees. In this embodiment, the effective reflection surface is 83%, and the minimum value of the light incident angle is 48 degrees. However, it is difficult to realize the total reflection type prism portion shape below that. Since this minimum angle is the boundary with the output-side Fresnel, the smaller the smaller the angle, the higher the overall transmittance can be set.

図9を用いて、全反射型プリズム部に設けられる上記光学要素の他の具体例を説明する。図9は、上記光学要素として、該全反射型プリズム部20に入射される光の一部を遮光する遮光部23を設けた例を示している。すなわち、本実施例では、全反射型プリズム部20が、入射面21と全反射面22及び黒色塗装を施された遮光部23とを備えている。下方から入射した光束は、入射面21に入射するがその一部は遮光部23で遮光される。入射面21に入射した光束は、全反射面22で全反射してフレネルレンズシートに対し略垂直な方向に出射する。本実施例では、入射する光束に対し出射する光束は遮光部23で遮光された分だけ少なくなる。従って、遮光部23の割合を変えることによってフレネルレンズシート6の透過率を調整することができる。前述のように、入射側フレネルの透過率を全体的に略一律に下げることも、周辺に向かうに従い透過率を上げる(透過率を下げない)ように構成することも可能である。本実施例における遮光部23は全反射型プリズム部の先端部に設けられるので、通常のスクリーン印刷やホットスタンプで黒色塗装することにより遮光部23を形成することが可能である。   Another specific example of the optical element provided in the total reflection prism unit will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an example in which a light-shielding portion 23 that shields part of the light incident on the total reflection prism portion 20 is provided as the optical element. In other words, in the present embodiment, the total reflection type prism unit 20 includes an incident surface 21, a total reflection surface 22, and a light-shielding unit 23 provided with black paint. A light beam incident from below enters the incident surface 21, but part of the light is shielded by the light shielding unit 23. The light beam incident on the incident surface 21 is totally reflected by the total reflection surface 22 and is emitted in a direction substantially perpendicular to the Fresnel lens sheet. In this embodiment, the amount of light emitted from the incident light beam is reduced by the amount shielded by the light shielding portion 23. Therefore, the transmittance of the Fresnel lens sheet 6 can be adjusted by changing the ratio of the light shielding portion 23. As described above, it is possible to reduce the transmittance of the incident-side Fresnel substantially uniformly, or to increase the transmittance toward the periphery (do not lower the transmittance). Since the light-shielding part 23 in this embodiment is provided at the tip of the total reflection type prism part, it is possible to form the light-shielding part 23 by black coating with normal screen printing or hot stamping.

本発明が適用される画像表示装置の一例を示す断面斜視図。1 is a cross-sectional perspective view illustrating an example of an image display device to which the present invention is applied. 本発明に係る透過型スクリーン3の一実施例を示す図。The figure which shows one Example of the transmissive screen 3 which concerns on this invention. 出射側フレネルと入射側フレネルの透過率を示す図。The figure which shows the transmittance | permeability of an output side Fresnel and an incident side Fresnel. 迷光の発生メカニズムを示す図。The figure which shows the generation | occurrence | production mechanism of a stray light. 本発明の実施例による入射側フレネルの透過率を示した図。The figure which showed the transmittance | permeability of the incident side Fresnel by the Example of this invention. 全反射型プリズム部に設けられた光学要素の一具体例を示す図。The figure which shows one specific example of the optical element provided in the total reflection type prism part. 本発明の実施例による入射側フレネルの透過率の、他の例を示す図。The figure which shows the other example of the transmittance | permeability of the incident side Fresnel by the Example of this invention. 全反射型プリズム部の全反射面に対する有効反射面の割合と光線入射角との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the ratio of the effective reflective surface with respect to the total reflection surface of a total reflection type prism part, and a light ray incident angle. 全反射型プリズム部に設けられた光学要素の他の具体例を示す図。The figure which shows the other specific example of the optical element provided in the total reflection type prism part. 一般的な出射面フレネルレンズのスクリーンへの光線入射角度と反射損失の関係を示した図。The figure which showed the relationship between the light ray incident angle to the screen of a general output surface Fresnel lens, and reflection loss.

符号の説明Explanation of symbols

1…画像発生源、2…投写レンズ、3…透過型スクリーン、4…反射ミラー、5…筐体、6…フレネルレンズシート、7…拡散シート、10…全反射型プリズム部、15…段付の入射面、16…2段になった全反射面、17…傾斜部、18…第2の全反射面、23…遮光部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image generation source, 2 ... Projection lens, 3 ... Transmission type screen, 4 ... Reflection mirror, 5 ... Case, 6 ... Fresnel lens sheet, 7 ... Diffuse sheet, 10 ... Total reflection type prism part, 15 ... Stepped , 16... Two-stage total reflection surface, 17... Inclined portion, 18... Second total reflection surface, 23.

Claims (21)

画像発生源からの光が投写されるスクリーンにおいて、
画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを有するフレネルレンズシートと、
該フレネルレンズシートの画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートと、を備え、
前記全反射型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、かつ前記光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記屈折型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズム部が形成されていない領域と対向する領域に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記全反射型プリズム部は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部が画像観視側へ出射されないように、該入射光の一部をカットするための要素を含むことを特徴とするスクリーン。
On the screen where the light from the image source is projected,
A Fresnel lens sheet having a total reflection prism portion formed on the image generation source side and a refraction prism portion formed on the image viewing side;
A diffusion sheet disposed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet and diffusing video light at least in the horizontal direction of the screen,
The total reflection prism portion is formed in a region where the light is incident at a predetermined incident angle or more on the image generation source side of the Fresnel lens sheet, and an incident surface on which the light is incident, and the incident surface A total reflection surface that reflects the incident light from the light and emits it to the image viewing side,
The refractive prism portion is formed in a region facing the region where the total reflection prism portion is not formed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet, and refracts the light toward the image viewing side. Including the exiting refractive surface,
The total reflection prism unit includes an element for cutting a part of the incident light so that a part of the light incident on the total reflection prism unit is not emitted to the image viewing side. And screen.
前記全反射型プリズム部の要素は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部を、画像観視側へ出射されない方向に反射するための反射面であることを特徴とする請求項1に記載のスクリーン。   The element of the total reflection prism unit is a reflection surface for reflecting a part of light incident on the total reflection prism unit in a direction not emitted to the image viewing side. The screen according to 1. 前記全反射型プリズム部の要素は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部を遮光する遮光部であることを特徴とする請求項1に記載のスクリーン。   2. The screen according to claim 1, wherein the element of the total reflection type prism unit is a light blocking unit that blocks a part of light incident on the total reflection type prism unit. 画像発生源からの光が投写されるスクリーンにおいて、
画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを有するフレネルレンズシートと、
該フレネルレンズシートの画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートと、を備え、
前記全反射型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、かつ前記光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記屈折型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズム部が形成されていない領域と対向する領域に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記全反射型プリズム部は、該全反射型プリズム部に入射される光に対する透過率を低下させる要素を含むことを特徴とするスクリーン。
On the screen where the light from the image source is projected,
A Fresnel lens sheet having a total reflection prism portion formed on the image generation source side and a refraction prism portion formed on the image viewing side;
A diffusion sheet disposed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet and diffusing video light at least in the horizontal direction of the screen,
The total reflection prism portion is formed in a region where the light is incident at a predetermined incident angle or more on the image generation source side of the Fresnel lens sheet, and an incident surface on which the light is incident, and the incident surface A total reflection surface that reflects the incident light from the light and emits it to the image viewing side,
The refractive prism portion is formed in a region facing the region where the total reflection prism portion is not formed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet, and refracts the light toward the image viewing side. Including the exiting refractive surface,
The screen according to claim 1, wherein the total reflection prism unit includes an element that reduces a transmittance of light incident on the total reflection prism unit.
入射角が大きい位置に設けられた前記全反射型プリズム部の前記要素による透過率の低下が、入射角が小さい位置に設けられた前記全反射型プリズム部の前記要素による透過率の低下よりも、大きいことを特徴とする請求項4に記載のスクリーン。   The decrease in transmittance due to the element of the total reflection prism portion provided at a position where the incident angle is large is lower than the decrease in transmittance due to the element of the total reflection prism portion provided at a position where the incident angle is small. The screen according to claim 4, wherein the screen is large. 前記全反射型プリズム部は、入射光線を第1の屈折現象の後全反射現象により、少なくともフレネルレンズシートに対し略垂直な方向と該垂直な方向よりフレネルレンズシートの全反射角以上内側を向いた方向の2方向以上の入射面出射角を与える、各々少なくとも2面以上の面、球面または非球面で構成された入射面と全反射面とを含むことを特徴とする請求項4に記載のスクリーン。   The total reflection type prism unit causes the incident light beam to be directed inward at least in a direction substantially perpendicular to the Fresnel lens sheet and beyond the total reflection angle of the Fresnel lens sheet by the total reflection phenomenon after the first refraction phenomenon. 5. The method according to claim 4, further comprising at least two or more surfaces, an incident surface composed of a spherical surface or an aspherical surface, and a total reflection surface, each of which provides an incident surface exit angle in two or more directions. screen. 前記全反射型プリズム部の要素は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部を遮光する遮光部であることを特徴とする請求項4に記載のスクリーン。   5. The screen according to claim 4, wherein the element of the total reflection type prism unit is a light blocking unit that blocks a part of light incident on the total reflection type prism unit. 画像発生源からの光が投写されるスクリーンにおいて、
画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを有するフレネルレンズシートと、
該フレネルレンズシートの画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートと、を備え、
前記全反射型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、かつ前記光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記屈折型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズム部が形成されていない領域と対向する領域に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記全反射型プリズム部と前記屈折型プリズム部との境界部近傍において、前記全反射型プリズム部と前記屈折型プリズム部の透過率とを略等しくしたことを特徴とするスクリーン。
On the screen where the light from the image source is projected,
A Fresnel lens sheet having a total reflection prism portion formed on the image generation source side and a refraction prism portion formed on the image viewing side;
A diffusion sheet disposed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet and diffusing video light at least in the horizontal direction of the screen,
The total reflection prism portion is formed in a region where the light is incident at a predetermined incident angle or more on the image generation source side of the Fresnel lens sheet, and an incident surface on which the light is incident, and the incident surface A total reflection surface that reflects the incident light from the light and emits it to the image viewing side,
The refractive prism portion is formed in a region facing the region where the total reflection prism portion is not formed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet, and refracts the light toward the image viewing side. Including the exiting refractive surface,
In the vicinity of the boundary between the total reflection prism portion and the refractive prism portion, the transmittance of the total reflection prism portion and the refractive prism portion is substantially equal.
画像表示装置において、
画像発生源と、前記画像発生源の映像を拡大投写する光学部品と、前記光学部品から投写された投写映像を映出する透過型スクリーンとを備え、
前記透過型スクリーンは、少なくとも、画像発生源側に配置されたフレネルレンズシートと、画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートとを含み、
前記フレネルレンズシートは、画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを備え、
前記全反射型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、かつ前記光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記屈折型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズム部が形成されていない領域と対向する領域に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記全反射型プリズム部は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部が画像観視側へ出射されないように、該入射光の一部をカットするための要素を含むことを特徴とする画像表示装置。
In an image display device,
An image generation source, an optical component that magnifies and projects an image of the image generation source, and a transmissive screen that projects a projection image projected from the optical component,
The transmissive screen includes at least a Fresnel lens sheet disposed on the image generation source side, and a diffusion sheet disposed on the image viewing side and diffusing video light at least in the horizontal direction of the screen,
The Fresnel lens sheet includes a total reflection prism portion formed on the image generation source side, and a refraction prism portion formed on the image viewing side,
The total reflection prism portion is formed in a region where the light is incident at a predetermined incident angle or more on the image generation source side of the Fresnel lens sheet, and an incident surface on which the light is incident, and the incident surface A total reflection surface that reflects the incident light from the light and emits it to the image viewing side,
The refractive prism portion is formed in a region facing the region where the total reflection prism portion is not formed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet, and refracts the light toward the image viewing side. Including the exiting refractive surface,
The total reflection prism unit includes an element for cutting a part of the incident light so that a part of the light incident on the total reflection prism unit is not emitted to the image viewing side. An image display device.
画像表示装置において、
画像発生源と、前記画像発生源の映像を拡大投写する光学部品と、前記光学部品から投写された投写映像を映出する透過型スクリーンとを備え、
前記透過型スクリーンは、少なくとも、画像発生源側に配置されたフレネルレンズシートと、画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートとを含み、
前記フレネルレンズシートは、画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを備え、
前記全反射型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、かつ前記光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記屈折型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズム部が形成されていない領域と対向する領域に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記全反射型プリズム部は、該全反射型プリズム部に入射される光に対する透過率を低下させる要素を含むことを特徴とする画像表示装置。
In an image display device,
An image generation source, an optical component that magnifies and projects an image of the image generation source, and a transmissive screen that projects a projection image projected from the optical component,
The transmissive screen includes at least a Fresnel lens sheet disposed on the image generation source side, and a diffusion sheet disposed on the image viewing side and diffusing video light at least in the horizontal direction of the screen,
The Fresnel lens sheet includes a total reflection prism portion formed on the image generation source side, and a refraction prism portion formed on the image viewing side,
The total reflection prism portion is formed in a region where the light is incident at a predetermined incident angle or more on the image generation source side of the Fresnel lens sheet, and an incident surface on which the light is incident, and the incident surface A total reflection surface that reflects the incident light from the light and emits it to the image viewing side,
The refractive prism portion is formed in a region facing the region where the total reflection prism portion is not formed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet, and refracts the light toward the image viewing side. Including the exiting refractive surface,
The image display apparatus according to claim 1, wherein the total reflection prism unit includes an element that reduces a transmittance for light incident on the total reflection prism unit.
入射角が大きい位置に設けられた前記全反射型プリズム部の前記要素による透過率の低下が、入射角が小さい位置に設けられた前記全反射型プリズム部の前記要素による透過率の低下よりも、大きいことを特徴とする請求項10に記載の画像表示装置。   The decrease in transmittance due to the element of the total reflection prism portion provided at a position where the incident angle is large is lower than the decrease in transmittance due to the element of the total reflection prism portion provided at a position where the incident angle is small. The image display device according to claim 10, wherein the image display device is large. 前記全反射型プリズム部は、入射光線を第1の屈折現象の後全反射現象により、少なくともフレネルレンズシートに対し略垂直な方向と該垂直な方向よりフレネルレンズシートの全反射角以上内側を向いた方向の2方向以上の入射面出射角を与える、各々少なくとも2面以上の面、球面または非球面で構成された入射面と全反射面とを含むことを特徴とする請求項10に記載の画像表示装置。   The total reflection type prism unit causes the incident light beam to be directed inward at least in a direction substantially perpendicular to the Fresnel lens sheet and beyond the total reflection angle of the Fresnel lens sheet by the total reflection phenomenon after the first refraction phenomenon. 11. The light emitting device according to claim 10, further comprising at least two or more surfaces, an incident surface made up of a spherical surface or an aspherical surface, and a total reflection surface, each of which provides an incident surface exit angle in two or more directions. Image display device. 前記全反射型プリズム部の要素は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部を遮光する遮光部であることを特徴とする請求項10に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 10, wherein the element of the total reflection type prism unit is a light blocking unit that blocks a part of light incident on the total reflection type prism unit. 画像発生源と、前記画像発生源の映像を拡大投写する光学部品と、前記光学部品から投写された投写映像を映出する透過型スクリーンとを備え、
前記透過型スクリーンは、少なくとも、画像発生源側に配置されたフレネルレンズシートと、画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートとを含み、
前記フレネルレンズシートは、画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを備え、前記全反射型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、
前記屈折型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズム部が形成されていない領域と対向する領域に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記全反射型プリズム部と前記屈折型プリズム部との境界部近傍において、前記全反射型プリズム部と前記屈折型プリズム部の透過率とを略等しくしたことを特徴とする画像表示装置。
An image generation source, an optical component that magnifies and projects an image of the image generation source, and a transmissive screen that projects a projection image projected from the optical component,
The transmissive screen includes at least a Fresnel lens sheet disposed on the image generation source side, and a diffusion sheet disposed on the image viewing side and diffusing video light at least in the horizontal direction of the screen,
The Fresnel lens sheet includes a total reflection type prism portion formed on the image generation source side and a refraction type prism portion formed on the image viewing side, and the total reflection type prism portion is formed of the Fresnel lens sheet. It is formed on the image generation source side in the region where the light is incident at a predetermined incident angle or more,
The refractive prism portion is formed in a region facing the region where the total reflection prism portion is not formed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet, and refracts the light toward the image viewing side. Including the exiting refractive surface,
An image display device characterized in that, in the vicinity of a boundary portion between the total reflection prism unit and the refraction type prism unit, the transmittances of the total reflection type prism unit and the refraction type prism unit are substantially equal.
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを備え、
前記全反射型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、かつ前記光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記屈折型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズム部が形成されていない領域と対向する領域に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記全反射型プリズム部は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部が画像観視側へ出射されないように、該入射光の一部をカットするための要素を含むことを特徴とするフレネルレンズシート。
In a Fresnel lens sheet used for a transmissive screen on which light from an image source is projected,
A total reflection type prism portion formed on the image generation source side, and a refraction type prism portion formed on the image viewing side,
The total reflection prism portion is formed in a region where the light is incident at a predetermined incident angle or more on the image generation source side of the Fresnel lens sheet, and an incident surface on which the light is incident, and the incident surface A total reflection surface that reflects the incident light from the light and emits it to the image viewing side,
The refractive prism portion is formed in a region facing the region where the total reflection prism portion is not formed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet, and refracts the light toward the image viewing side. Including the exiting refractive surface,
The total reflection prism unit includes an element for cutting a part of the incident light so that a part of the light incident on the total reflection prism unit is not emitted to the image viewing side. Fresnel lens sheet.
前記全反射型プリズム部の要素は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部を、画像観視側へ出射されない方向に反射するための反射面であることを特徴とする請求項15に記載のフレネルレンズシート。   The element of the total reflection prism unit is a reflection surface for reflecting a part of light incident on the total reflection prism unit in a direction not emitted to the image viewing side. 15. The Fresnel lens sheet according to 15. 前記全反射型プリズム部の要素は、該全反射型プリズム部に入射される光の一部を遮光する遮光部であることを特徴とする請求項15に記載のフレネルレンズシート。   The Fresnel lens sheet according to claim 15, wherein the element of the total reflection prism unit is a light blocking unit that blocks a part of light incident on the total reflection prism unit. 画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを備え、
前記全反射型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、かつ前記光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記屈折型プリズム部は、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズム部が形成されていない領域と対向する領域に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記全反射型プリズム部は、該全反射型プリズム部に入射される光に対する透過率を低下させる要素を含むことを特徴とするフレネルレンズシート。
In a Fresnel lens sheet used for a transmissive screen on which light from an image source is projected,
A total reflection type prism portion formed on the image generation source side, and a refraction type prism portion formed on the image viewing side,
The total reflection prism portion is formed in a region where the light is incident at a predetermined incident angle or more on the image generation source side of the Fresnel lens sheet, and an incident surface on which the light is incident, and the incident surface A total reflection surface that reflects the incident light from the light and emits it to the image viewing side,
The refractive prism portion is formed in a region facing the region where the total reflection prism portion is not formed on the image viewing side of the Fresnel lens sheet, and refracts the light toward the image viewing side. Including the exiting refractive surface,
The Fresnel lens sheet, wherein the total reflection prism portion includes an element that reduces a transmittance for light incident on the total reflection prism portion.
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを備え、
前記全反射型プリズム部は、入射光線を第1の屈折現象の後全反射現象により、少なくともフレネルレンズシートに対し略垂直な方向と、該垂直な方向よりフレネルレンズシートの全反射角以上内側を向いた方向との2方向以上の入射面出射角を与える、各々少なくとも2面以上の面、球面または非球面で構成された入射面と全反射面とを含むことを特徴とするフレネルレンズシート。
In a Fresnel lens sheet used for a transmissive screen on which light from an image source is projected,
A total reflection type prism portion formed on the image generation source side, and a refraction type prism portion formed on the image viewing side,
The total reflection type prism unit causes the incident light rays to be at least substantially perpendicular to the Fresnel lens sheet and more than the total reflection angle of the Fresnel lens sheet by the total reflection phenomenon after the first refraction phenomenon. A Fresnel lens sheet comprising an incident surface made up of at least two surfaces, a spherical surface or an aspherical surface, and a total reflection surface, each of which provides an incident surface exit angle in two or more directions with respect to a direction.
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを備え、
前記全反射型プリズム部は、光が入射される入射面と、該入射面に入射された光を反射する全反射面と、前記全反射型プリズム部に入射する光の一部を遮光する遮光部と、を含むことを特徴とするフレネルレンズシート。
In a Fresnel lens sheet used for a transmissive screen on which light from an image source is projected,
A total reflection type prism portion formed on the image generation source side, and a refraction type prism portion formed on the image viewing side,
The total reflection prism unit includes an incident surface on which light is incident, a total reflection surface that reflects the light incident on the incident surface, and a light shield that blocks a part of the light incident on the total reflection prism unit. And a Fresnel lens sheet.
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
画像発生源側に形成された全反射型プリズム部と、画像観視側に形成された屈折型プリズム部とを備え、前記全反射型プリズム部と前記屈折型プリズム部との境界部近傍における前記全反射型プリズム部と前記屈折型プリズム部の透過率を略等しくしたことを特徴とするフレネルレンズシート。
In a Fresnel lens sheet used for a transmissive screen on which light from an image source is projected,
A total reflection prism portion formed on the image generation source side, and a refraction type prism portion formed on the image viewing side, and in the vicinity of a boundary portion between the total reflection prism portion and the refraction type prism portion A Fresnel lens sheet characterized in that the transmittance of the total reflection type prism part and the refractive type prism part are substantially equal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012002990A (en) * 2010-06-16 2012-01-05 Enplas Corp Luminous flux control member and optical device having the same
JP2016218185A (en) * 2015-05-18 2016-12-22 株式会社遠藤照明 Fresnel lens for lighting fixture and lighting fixture having the same

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