JP2008052097A - Screen and image display apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、スクリーン及びそのスクリーンが用いられた画像表示装置に関する。 The present invention relates to a screen and an image display device using the screen.
従来、投射装置からの光を観察者と反対側に投射させるリアプロジェクター表示装置のスクリーンでは、所定の広い視野角特性を得るために一定方向の拡散度をレンズの形状により設定するレンチキュラーシートと、その方向以外への拡散度を設定する別の拡散シートとを用いて、例えば垂直方向の拡散と水平方向の拡散を設定、コントロールしていた。 Conventionally, in the screen of the rear projector display device that projects the light from the projection device on the side opposite to the observer, a lenticular sheet that sets the diffusivity in a certain direction according to the shape of the lens in order to obtain a predetermined wide viewing angle characteristic, For example, vertical diffusion and horizontal diffusion are set and controlled using another diffusion sheet that sets the diffusion degree in other directions.
しかし、そのようなスクリーンでは観察者側からの外光がスクリーン表面全体で散乱し、観察者には画像の黒が浮いて見えてしまい、コントラストが低下するという問題があった。 However, in such a screen, there is a problem that external light from the viewer side is scattered over the entire screen surface, and the black image of the screen appears to the viewer and the contrast is lowered.
そこで、例えばレンチキュラーシートと拡散シートとの間にブラックストライプを設け、拡散シートの背面を黒くすることで黒の浮きを少なくしてコントラストを向上させる工夫がされている。
(例えば、特許文献1参照。)。
(For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に記載の方法では、黒の浮きを少なくしてコントラストを向上させる効果はあるものの、不十分であり拡散シートでの外光の散乱を最小限に抑えることはできない。 However, although the method described in Patent Document 1 has the effect of improving the contrast by reducing the black float, it is insufficient, and the scattering of external light on the diffusion sheet cannot be minimized.
また、拡散シート自体にND(Neutral Density)フィルター効果を付与してスクリーンを黒くする工夫も考えられるが、NDフィルターであるため黒だけでなく白の輝度も低下するという欠点がある。 Also, a contrivance of imparting an ND (Neutral Density) filter effect to the diffusion sheet itself to make the screen black can be considered, but since it is an ND filter, there is a disadvantage that the brightness of not only black but also white is lowered.
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外光がある環境でも表示画面の輝度を低下させずにコントラストの高い画像表示ができるスクリーン、そのスクリーンを用いた画像表示装置を提供することにある。 In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a screen capable of displaying a high-contrast image without reducing the brightness of the display screen even in an environment with external light, and an image display device using the screen. It is in.
上記目的を達成するために、本発明に係るスクリーンは、投射装置からの光を観察者と反対側に投射させ、投影するスクリーンにおいて、前記光を略平行な光に変換する光学部材と、前記略平行な光をその光の方向に対し垂直方向に屈折させるレンチキュラーシートと、少なくとも前記垂直方向に屈折された光が進む第1の領域に設けられ、前記屈折された光を少なくとも前記垂直方向に対し直角な水平方向に拡散させる拡散部材と、前記屈折された光が進すまない第2の領域で前記観察者側の最表面側に設けられた複数のブラックストライプとを具備することを特徴とする。ここで、「投射装置」とは、光源からの光が空間光変調部により変調されて出射されるもので、例えばプロジェクターをいい、「光学部材」とは、例えばフレネルレンズシートをいう。また、「レンチキュラーシート」は、垂直方向にのみ光を屈折させるものでも良い。 In order to achieve the above object, a screen according to the present invention projects light from a projection device on the side opposite to an observer, and in the projecting screen, an optical member that converts the light into substantially parallel light, and A lenticular sheet that refracts substantially parallel light in a direction perpendicular to the direction of the light, and at least a first region where light refracted in the vertical direction travels, and the refracted light is provided in at least the vertical direction. A diffusing member that diffuses in a horizontal direction at right angles to the light source; and a plurality of black stripes provided on the outermost surface side on the viewer side in the second region where the refracted light does not travel. To do. Here, the “projection device” is a device in which light from a light source is emitted after being modulated by a spatial light modulator, for example, a projector, and an “optical member”, for example, a Fresnel lens sheet. The “lenticular sheet” may be one that refracts light only in the vertical direction.
本発明では、スクリーンを光学部材とレンチキュラーシートとにより屈折された光が進む第1の領域と屈折された光が進まない第2の領域とに分割し、その第2の領域の観察者側最表面にブラックストライプを設けることとした。従って、投射装置からの光の出射を妨げることなく外光が当たる最表面を最大限ブラックストライプで覆うことができ、外光を吸収し散乱を極力抑えることが可能となる。 In the present invention, the screen is divided into a first region in which the light refracted by the optical member and the lenticular sheet travels and a second region in which the refracted light does not travel. A black stripe was provided on the surface. Therefore, it is possible to cover the outermost surface to which the external light hits without interfering with the emission of the light from the projection device with the black stripe as much as possible, and to absorb the external light and suppress the scattering as much as possible.
また、拡散部材、例えば拡散シート自体にNDフィルター効果を持たせる必要がないので、白の輝度の低下を防ぐことができ、コントラストの高い画像表示が可能となる。 Further, since it is not necessary to give the diffusing member, for example, the diffusing sheet itself, an ND filter effect, it is possible to prevent a decrease in white luminance and to display an image with high contrast.
本発明の一の形態によれば、前記拡散部材は、前記第2の領域を含み前記レンチキュラーシートの前記観察者側面に積層されており、前記複数のブラックストライプは、その拡散部材の前記観察者側面に設けられていることを特徴とする。これにより拡散部材の観察者側表面での外光の散乱を、投射装置からの光の出射を妨げず最大限防ぐことができると共に、拡散部材、例えば拡散シートに印刷法で黒の塗料を塗布することで簡単に製造でき、製造コストを低減可能である。 According to an aspect of the present invention, the diffusion member includes the second region and is laminated on the viewer side surface of the lenticular sheet, and the plurality of black stripes are the observer of the diffusion member. It is provided on the side surface. As a result, scattering of external light on the observer side surface of the diffusing member can be prevented to the maximum extent without disturbing the emission of light from the projection device, and black paint is applied to the diffusing member, for example, the diffusion sheet by a printing method. By doing so, it can be easily manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.
また、比較的広い面積で拡散部材を形成するので、ホログラム拡散シートのような特殊なシートも容易に製造できる。 Further, since the diffusion member is formed in a relatively wide area, a special sheet such as a hologram diffusion sheet can be easily manufactured.
本発明の一の形態によれば、前記拡散部材は、ホログラム拡散シートであることを特徴とする。これにより、通常の拡散部材よりもより自由な拡散制御が可能となり、より自由度の高い拡散特性を持ったスクリーンを作成することが可能となる。例えば一般に拡散部材は透明樹脂に無機化合物などの拡散材を混入させて製造するが、そのような方法では垂直方向と水平方向の夫々の拡散角が著しく異なる拡散違方性を持たせることは困難である。その点、ホログラム拡散シートであれば比較的容易に拡散違方性を持たせるように製造することができる。 According to an aspect of the present invention, the diffusion member is a hologram diffusion sheet. Thereby, it becomes possible to perform diffusion control more freely than a normal diffusion member, and it is possible to create a screen having a diffusion characteristic with a higher degree of freedom. For example, diffusion members are generally manufactured by mixing a transparent resin with a diffusion material such as an inorganic compound. However, it is difficult for such a method to have diffusion anisotropy in which the vertical and horizontal diffusion angles are significantly different. It is. In that regard, a hologram diffusion sheet can be manufactured so as to have diffusion anisotropy relatively easily.
本発明の一の形態によれば、前記ホログラム拡散シートの前記水平方向の拡散角は、0.1度以上で2度以下であることを特徴とする。 According to one form of this invention, the said horizontal diffusion angle of the said hologram diffusion sheet is 0.1 degree or more and 2 degrees or less, It is characterized by the above-mentioned.
例えば立体表示リアプロジェクターにレンチキュラーシートと等方向に拡散する拡散シートとを有するスクリーンを用いると水平方向での拡散度の調整が難しく、複数の縦ライン表示の合成画像が部分的に重なってしまい、全体としてぼやけた立体画像となってしまう。また、拡散シートを用いないと縦ラインの間に隙間が生じ、縦ストライプが目立った立体画像となってしまう。そこで、拡散部材としてホログラム拡散シートを用いて水平方向の拡散度を0.1度以上で2度以下に設定することで、立体表示リアプロジェクターに用いても全体にぼけることも無くしかも、縦ストライプも目立たない立体画像を得ることが可能となる。 For example, when a screen having a lenticular sheet and a diffusion sheet that diffuses in the same direction is used for the stereoscopic display rear projector, it is difficult to adjust the diffusion degree in the horizontal direction, and the composite images of a plurality of vertical line displays partially overlap. As a whole, it becomes a blurred stereoscopic image. Further, if a diffusion sheet is not used, a gap is generated between the vertical lines, resulting in a stereoscopic image in which the vertical stripes are conspicuous. Therefore, by using a hologram diffusion sheet as a diffusing member and setting the diffusivity in the horizontal direction to 0.1 degrees or more and 2 degrees or less, even if it is used for a stereoscopic display rear projector, it does not blur entirely, and the vertical stripe It is possible to obtain an inconspicuous stereoscopic image.
本発明の一の形態によれば、前記複数のブラックストライプは、前記レンチキュラーシートの前記観察者側面に積層されていることを特徴とする。これにより、レンチキュラーシートとブラックストライプとの間に拡散部材が存在しないのでスクリーン全体の厚さを薄くできる。 According to an aspect of the present invention, the plurality of black stripes are stacked on the viewer side surface of the lenticular sheet. Thereby, since there is no diffusing member between the lenticular sheet and the black stripe, the thickness of the entire screen can be reduced.
本発明の一の形態によれば、前記拡散部材は、前記ブラックストライプ同士の間にのみ設けられていることを特徴とする。これにより、レンチキュラーシートを通った光は全てこの拡散部材を通り、水平方向への拡散を得ることができる一方で、外光に対する散乱は当該拡散部材であるブラックストライプ間だけで発生する。拡散部材以外のブラックストライプに当たった光は吸収されるため、黒の浮きが確実にブラックストライプの面積比分だけ減少する。 According to an aspect of the present invention, the diffusing member is provided only between the black stripes. As a result, all the light passing through the lenticular sheet passes through this diffusing member and can be diffused in the horizontal direction, while scattering with respect to external light occurs only between the black stripes that are the diffusing member. Since the light striking the black stripe other than the diffusing member is absorbed, the black float is reliably reduced by the area ratio of the black stripe.
また、拡散部材を通った光はNDフィルターを通ったときのように吸収されることが無いので、白の輝度の低下が無く、より高いコントラストと高い輝度特性とを得ることができる。 Further, since the light passing through the diffusing member is not absorbed as when passing through the ND filter, white brightness is not lowered, and higher contrast and higher luminance characteristics can be obtained.
本発明の一の形態によれば、前記ブラックストライプ同士の間に透明基材を更に備え、前記拡散部材は、前記透明基材の前記観察者側面に形成されていることを特徴とする。これにより、例えばブラックストライプ間に作りこまれた透明基材に対しサンドブラスト法でフロスト処理することで容易に拡散部材を形成することができ、製造コストの低減が可能となる。 According to an aspect of the present invention, a transparent base material is further provided between the black stripes, and the diffusion member is formed on the observer side surface of the transparent base material. Thereby, for example, the diffusing member can be easily formed by frosting the transparent base material formed between the black stripes by the sandblasting method, and the manufacturing cost can be reduced.
本発明の他の形態に係る画像表示装置は、光源からの光が空間光変調部により変調されて出射される投射装置を有し、前記投射装置からの前記光をスクリーンの観察者と反対側に投射して画像を表示する画像表示装置において、前記スクリーンは、前記光を略平行な光に変換する光学部材と、前記略平行な光をその光の方向に対し垂直方向に屈折させるレンチキュラーシートと、少なくとも前記垂直方向に屈折された光が進む第1の領域に設けられ、前記屈折された光を少なくとも前記垂直方向に対し直角な水平方向に拡散させる拡散部材と、前記屈折された光が進すまない第2の領域で前記観察者側の最表面側に設けられた複数のブラックストライプとを具備することを特徴とする。 An image display device according to another aspect of the present invention includes a projection device that emits light from a light source that is modulated by a spatial light modulation unit and emits the light from the projection device on the opposite side of the screen observer. In the image display device that projects an image on the screen, the screen includes an optical member that converts the light into substantially parallel light, and a lenticular sheet that refracts the substantially parallel light in a direction perpendicular to the direction of the light. A diffusing member that is provided at least in a first region where light refracted in the vertical direction travels and diffuses the refracted light in a horizontal direction perpendicular to at least the vertical direction; and the refracted light includes A plurality of black stripes provided on the outermost surface side on the observer side in the second region that does not proceed.
本発明では、スクリーンを光学部材とレンチキュラーシートとにより屈折された光が進む第1の領域と屈折された光が進まない第2の領域とに分割し、その第2の領域の観察者側最表面にブラックストライプを設けることとした。従って、投射装置からの光の出射を妨げることなく外光が当たる最表面を最大限ブラックストライプで覆うことができるので、外光を吸収し散乱を最大限抑え、黒浮きが少ない画像表示装置を得ることが可能となる。 In the present invention, the screen is divided into a first region in which the light refracted by the optical member and the lenticular sheet travels and a second region in which the refracted light does not travel. A black stripe was provided on the surface. Therefore, the outermost surface that is exposed to external light can be covered with black stripes as much as possible without interfering with the emission of light from the projection device, so that an image display device that absorbs external light and suppresses scattering to the maximum and has less black floating. Can be obtained.
また、拡散部材例えば拡散シート自体にNDフィルター効果を持たせる必要がないので、白の輝度の低下を防ぐことができ、コントラストの高い画像表示装置とすることも可能となる。 Further, since it is not necessary to give the ND filter effect to the diffusing member, for example, the diffusing sheet itself, it is possible to prevent a decrease in white luminance and to achieve an image display device with high contrast.
以上のように、本発明によれば、外光がある環境でも表示画面の輝度を低下させず黒浮きが少なくコントラストの高い画像表示ができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to display an image with high contrast with little black floating without reducing the luminance of the display screen even in an environment where there is external light.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づきスクリーン及びそのスクリーンを備えた画像表示装置の例としてリアプロジェクター型の画像表示装置について説明する。 Hereinafter, a rear projector type image display device will be described as an example of a screen and an image display device including the screen according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るスクリーンの斜視図、図2は、図1の部分断面で光の進み方を説明する説明図及び図3は、画像表示装置の説明図である。 FIG. 1 is a perspective view of a screen according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining how light travels in the partial cross section of FIG. 1, and FIG. 3 is an explanatory diagram for an image display device. is there.
スクリーン1は、例えば図1に示すように後述する投射装置からの光を平行光線に変換する光学部材としてのフレネルレンズシート2、その平行光線をその光線の方向に対し垂直方向にのみ屈折させるレンチキュラーシート3、その屈折された光線を水平方向に拡散させる拡散部材4及びその拡散部材4の観察者側に設けられたブラックストライプ5等を有する。
For example, as shown in FIG. 1, a screen 1 includes a Fresnel
ここで、フレネルレンズシート2は投射装置から出射された投射光(図1中の白抜き矢印)をレンチキュラーシート3に対し垂直に近い角度(図2に示すZ軸方向)の略平行光線に変換させることができる。
Here, the Fresnel
レンチキュラーシート3は、例えば図1及び図2に示すように投射装置側のシリンドリカルレンズ部3a及び観察者側のレンズ基部3bを有する。当該シリンドリカルレンズ部3aは、平板状のレンズ基部3b上に水平方向に等しく略半円状の断面で延びるシリンドリカルレンズが複数垂直方向に並設されている。これにより、平行光線をその方向(図1及び図2中のZ軸方向)に対し垂直方向(図2中のY軸方向)にのみ屈折させ散乱させることができる。
The
また、拡散部材4は垂直方向に対し直角な水平方向(図2中のX軸方向)に拡散させるもので、例えば無機化合物を透明樹脂内に分散混合させる等の方法で製造することができる。このような方法で製造された拡散部材4は等方向に拡散する性質を有し、レンチキュラーシートに重ねることにより水平方向への拡散が可能となる。
The diffusing
更に拡散部材4は、例えば図1及び図2に示すようにレンチキュラーシート3のシリンドリカルレンズ部3aにより屈折された光線が進む第1の領域A(図1及び図2中のA)及び当該屈折された光線が進まない第2の領域B(図1及び図2中のB)を含むように略レンチキュラーシート3の観察者側面の全面にシート状に形成されている。
Further, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, the
ブラックストライプ5は、拡散部材4の観察者側面に形成されており、例えば図1及び図2に示すようにレンチキュラーシート3のシリンドリカルレンズ部3aにより屈折された光線が進まない第2の領域B(図1及び図2中のB)に、水平方向(図1及び図2のX軸方向)に略矩形状に複数並設されている。
The
例えば、図2に示すようにブラックストライプ5は隣り合うシリンドリカルレンズ同士の境界を中心として垂直方向に上下する範囲に形成される第2の領域Bに設けられている。
For example, as shown in FIG. 2, the
また、ブラックストライプ5は、拡散部材4上に印刷法を用いて黒の塗料を塗布することにより製造できる。それ以外の製造方法としては、例えば拡散部材4全面に光エッチング可能な黒い塗料を予め塗っておき、レンチキュラーシート側から投射装置から投射される光線と同じ配光特性を持った光を当てて、当該光が当たった部分だけエッチングがされるようにすることでも製造できる。これにより、セルフアライメントで最適なブラックストライプパターンを拡散部材上に形成することが可能となる。
The
尚上述の説明では、拡散部材4として例えば無機化合物を透明樹脂内に分散混合させたものを説明したが、これに限られるものではなく例えば通常の拡散部材より、より自由な拡散制御が可能なホログラム拡散シートを用いてもよい。これにより、より自由度の高い拡散特性を持ったスクリーン1を作成することが可能である。
In the above description, the
次に、後述する立体画像表示装置ではないリアプロジェクター型の画像表示装置50について簡単に説明する。
Next, a rear projector type
画像表示装置50は、例えば図3に示すようにスクリーン1、そのスクリーン1に像光を投射する投射装置51及びミラー52,53等を有し、それらはケース54に収納されている。
For example, as shown in FIG. 3, the
ここで、投射装置51は図示しない光源と1次元型空間光変調部とを有し、所定の映像信号に対応した像光をミラー52に投射する。ミラー52は投射装置51からの光をミラー53に反射し、ミラー53はスクリーン1に光を反射し入射させる。
Here, the
これにより、スクリーン1のフレネルレンズシート2及びレンチキュラーシート3、拡散部材4を光が進んでブラックストライプ5同士の間となる第1の領域Aから出射した像光が観察者の眼に入ることとなる。この際、外光はブラックストライプ5により大幅に吸収され、観察者に黒浮きを感じさせない良好な画像として表示させることができる。
Thereby, the image light emitted from the first region A between the
以上のように構成されたスクリーン1の動作について光の進み方を中心に説明する。 The operation of the screen 1 configured as described above will be described focusing on how light travels.
まず、例えば図1、図2及び図3に示すように投射装置51からの光がフレネルレンズシート2の投射装置側に入射すると、当該フレネルレンズシート2により光が略平行光線に変換されレンチキュラーシート3に出射される。このとき、出射される光線は当該レンチキュラーシート3に対し略垂直に近い角度となっている。
First, for example, as shown in FIGS. 1, 2, and 3, when light from the
そして、当該フレネルレンズシート2から出射した光はレンチキュラーシート3のシリンドリカルレンズ部3aに入射し、例えば図2に示すように平行光線は集光するように屈折され、拡散部材4内或はその表面付近で最も集光する。その後発散するように広がりながら拡散部材4から出射するが、このときに拡散部材4の等方向(水平方向及び垂直方向に等しく)への拡散効果により水平方向にも拡散して図2に示す矢印Cのようにスクリーン1から観察者に出射していくこととなる。
Then, the light emitted from the
一方、観察者側からの外光D(図2に示すD)は図2に示すようにレンチキュラーシート3により屈折された光線が通る第1の領域Aでは外光が散乱するが、その第1の領域Aを除いた屈折された光が通らない第2の領域Bでは、ブラックストライプ5により吸収され反射しないため散乱しない。
On the other hand, outside light D (D shown in FIG. 2) from the observer side is scattered in the first region A through which the light refracted by the
これにより、外光の散乱による画面表示の黒浮きを最小限に抑えることとなる。 Thereby, the black floating of the screen display due to scattering of external light is minimized.
このように本実施形態によれば、スクリーン1はレンチキュラーシート3により屈折された光が進む第1の領域Aと屈折された光が進まない第2の領域Bとに分割し、その第2の領域Bの観察者側最表面にブラックストライプ5を設けることとした。従って、投射装置からの光の出射を妨げることなく外光Dが当たる最表面を最大限ブラックストライプ5で覆うことができ、外光Dを吸収し散乱を最大限抑えることが可能となる。
Thus, according to the present embodiment, the screen 1 is divided into the first region A in which the light refracted by the
また、拡散部材4自体にNDフィルター効果を持たせる必要がないので、白の輝度の低下を防ぐことができ、コントラストの高い画像表示が可能となる。
Moreover, since it is not necessary to give the ND filter effect to the diffusing
更に拡散部材4は、第2の領域Bを含みの観察者側面に積層されており、複数のブラックストライプ5は、そのレンチキュラーシート3の観察者側表面に設けられていることとした。従って、拡散部材4の観察者側表面での外光Dの散乱を、投射装置からの光の出射を妨げず最大限防ぐことができると共に、拡散部材4に印刷法で黒の塗料を塗布することで簡単に製造でき、製造コストを低減することが可能である。
Further, the diffusing
図4は、本発明の第2の実施形態に係るスクリーンの部分断面図である。尚、これ以降の発明の説明では、上述した実施形態に係るスクリーン及び画像表示装置の部材や機能等について同様なものは説明を簡略または省略して、異なる点を中心に説明する。 FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a screen according to the second embodiment of the present invention. In the following description of the invention, the same elements and functions of the screen and the image display apparatus according to the above-described embodiments will be described with the description thereof being simplified or omitted, and different points will be mainly described.
図4に示すように拡散部材14は、レンチキュラーシート3の観察者側面の第1の領域Aに積層されており、第2の領域Bには積層されていない。例えばレンチキュラーシート3の各シリンドリカルレンズの中央部を中心に上下する範囲に対応する拡散部材の領域が第1の領域Aとなっており、丁度当該シリンドリカルレンズ部3aにより集光される光線が通る領域となっている。
As shown in FIG. 4, the diffusing
これに対し、ブラックストライプ15は第2の領域Bに対応するレンチキュラーシート3の観察者側面の領域に積層されており、第1の領域Aには積層されていない。すなわち、拡散部材14は、ブラックストライプ15同士の間を埋めるようにその間にのみ設けられていることとなる。
On the other hand, the
尚、拡散部材の製造方法としては、例えば印刷法で透過率が高く散乱特性を持つ塗料を第2の領域Bに作りこむようにブラックストライプ15の上から印刷する方法等がある。
As a method for manufacturing the diffusing member, for example, there is a method of printing from the top of the
また、スクリーン1を除いた画像表示装置やスクリーンの光の動作については第1の実施形態と略同様であるのでその説明を省略する。 The operation of the light of the image display device and the screen excluding the screen 1 is substantially the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
このように本実施形態によれば、複数のブラックストライプ15は、レンチキュラーシート3の観察者側面に積層されていることとしたので、レンチキュラーシート3とブラックストライプ15との間に拡散部材14が存在せずスクリーン全体の厚さを薄くできる。
As described above, according to the present embodiment, since the plurality of
また、拡散部材14は、ブラックストライプ同士の間にのみ設けられていることとしたので、レンチキュラーシート3を通った光は全てこの拡散部材14を通り、水平方向への拡散を得ることができる一方で、外光Dに対する散乱は当該拡散部材14だけで発生し、拡散部材以外のブラックストライプ15に当たった光は吸収されるため、黒の浮きはブラックストライプ15の面積比分だけ減少する。
Further, since the diffusing
また、拡散部材14を通った光はNDフィルターを通ったときのように吸収されることが無いので、白の輝度の低下が無く、より高いコントラストと高い輝度特性とを得ることができる。
Further, since the light passing through the diffusing
図5は、本発明の第3の実施形態に係るスクリーンの部分断面図である。 FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a screen according to the third embodiment of the present invention.
図5に示すように拡散部材24は、第1の領域Aに対応するレンチキュラーシート3の観察者側面の領域に積層された透明基材26の表面に形成されており、第2の領域Bには積層されていない。例えばレンチキュラーシート3の各シリンドリカルレンズの中央部を中心に上下する範囲に対応する領域が第1の領域Aとなっており、丁度当該シリンドリカルレンズ部3aにより集光される光線が進む領域となっている。
As shown in FIG. 5, the diffusing
これに対し、ブラックストライプ25はレンチキュラーシート3の観察者側面の第2の領域Bに積層されており、第1の領域Aには積層されていない。すなわち、透明基材26は、ブラックストライプ25同士の間を埋めるようにその間にのみ設けられていることとなる。
On the other hand, the
尚、拡散部材の製造方法としては、例えばブラックストライプ間にまず透明樹脂等で透明基材26を印刷法にて作りこみ、当該作りこまれた透明基材26に対しサンドブラスト法でフロスト処理することで拡散部材24を形成する方法等がある。
In addition, as a manufacturing method of the diffusing member, for example, a
また、スクリーン1を除いた画像表示装置やスクリーンの光の動作については第1の実施形態と略同様であるのでその説明を省略する。 The operation of the light of the image display device and the screen excluding the screen 1 is substantially the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.
このように本実施形態によれば、ブラックストライプ同士の間に透明基材26を更に備え、拡散部材24は、透明基材26の観察者側面に形成されていることとしたので、例えばブラックストライプ間に作りこまれた透明基材26に対しサンドブラスト法でフロスト処理することで拡散部材24を形成することができ、製造が容易となる。
As described above, according to the present embodiment, the
図6は、本発明の第4の実施形態に係る画像表示装置の斜視図及び図7は画像表示装置の画像表示を説明する説明図である。本実施形態では特に画像表示装置としてリアプロジェクター型の立体画像表示装置について説明する。尚、図7のうち(a)は画像表示装置を上方から見た図であり、(b)はスクリーンを観察者側から見たときの合成画像の説明図である。 FIG. 6 is a perspective view of an image display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining image display of the image display apparatus. In the present embodiment, a rear projector type stereoscopic image display device will be described as an image display device. 7A is a diagram of the image display device viewed from above, and FIG. 7B is an explanatory diagram of a composite image when the screen is viewed from the viewer side.
リアプロジェクター型の立体表示装置である画像表示装置100は、例えば図6に示すように複数の投射装置151、その各投射装置151に映像信号を送る基板152、その投射装置151の投射光出射面に対向して配置されたスクリーン1及び当該投射装置151やスクリーン1等を支えるベース153等を有している。
For example, as shown in FIG. 6, the
ここで各投射装置151は、例えば図6に示すようにプロジェクタベース154に配列されて保持されており、図示しない光源と1次元型空間光変調部とを有し、基板152から送られる映像信号に対応した像光を投射する。また、各投射装置151はその投射光の出射面を略一平面に揃えて並列配置されている。
Here, each
スクリーン1は、各投射装置151の出射面に平行に対向するように例えば図6に示すようにスクリーン枠155を介してベース153に固定されており、拡散部材としてホログラム拡散シート104が用いられている。例えばスクリーン1の観察者側から出射する像光が垂直方向(図6中のY軸方向)には数十度、好ましくは約60度の拡散角となり、水平方向(図6中のX軸方向)には0.1度以上で2度以下、好ましくは0.5度以上で2度以下、更に好ましくは約1度の拡散角となるようにホログラム拡散シート104が設計されている。
The screen 1 is fixed to the
これは、水平方向の拡散角が2度より大きくなると隣の投射装置からの像光が一部重なってしまい、それらの合成画像が全体としてぼやけたものとなってしまうことを防止するためである。また、水平方向の拡散角が0.1度より小さくなると隣の投射装置からの像光との間に隙間が生じ、それらの合成画面で縦ストライプが目立ってしまうことを防止するためである。 This is to prevent the image light from the adjacent projection device from partially overlapping when the horizontal diffusion angle is greater than 2 degrees, and the combined image from becoming blurred as a whole. . Further, if the horizontal diffusion angle is smaller than 0.1 degree, a gap is generated between the image light from the adjacent projection apparatus and vertical stripes are not conspicuous on the combined screen.
また、スクリーン1と複数の投射装置151を保持するプロジェクタベース154との間の側方は例えば図6に示すようにミラー156が設けられており、投射装置151からの投射光のうち、スクリーン1に入射しない投射光を反射させてスクリーン側に投射することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 6, a
以上のように構成された画像表示装置100の動作について光の進み方を中心に説明する。
The operation of the
まず、原理的に立体画像表示装置では、観察者の左右の眼に対して、対応する視差情報を入れるために、スクリーン後方に複数の投射装置(プロジェクター)を配置することと、スクリーン拡散板を垂直方向だけの拡散で水平方向は殆ど拡散しないように設定することで、左右の眼に対して別々の画像情報を入力することができるようになる。 First, in principle, in a stereoscopic image display device, a plurality of projection devices (projectors) are arranged at the rear of the screen in order to put corresponding parallax information for the left and right eyes of an observer, and a screen diffusion plate is provided. By setting the diffusion only in the vertical direction and hardly in the horizontal direction, different image information can be input to the left and right eyes.
このとき左右の眼には1台の投射装置の情報は拡散違方性拡散板によって、垂直方向にしか拡散されないため、縦ラインの表示として見える。隣の表示ラインはその隣の投射装置からの表示情報が眼に入るため、複数台の投射装置から夫々必要な情報が眼に入るようになっている。 At this time, since the information of one projection apparatus is diffused only in the vertical direction by the diffusion anisotropic diffusion plate, the left and right eyes can be seen as a vertical line display. In the adjacent display line, since the display information from the adjacent projection device enters the eye, necessary information enters each eye from the plurality of projection devices.
これにより、左右の眼に見えるスクリーン上の画像は各投射装置による縦ライン表示の合成画像として見えることとなる。 As a result, the image on the screen that can be seen by the left and right eyes can be seen as a composite image of vertical line display by each projection device.
以下具体的に説明する。例えば図7(a)に示すように水平方向に配列された投射装置151aから151kの内の投射装置151dから出射された光線は、スクリーン1のフレネルレンズシート2に入射し略平行光線に変換されて当該フレネルレンズシート2を出射してレンチキュラーシート3に入射する。
This will be specifically described below. For example, as shown in FIG. 7A, light beams emitted from the
ここで、レンチキュラーシート3に入射した平行光線は、シリンドリカルレンズ部3aにより垂直方向(図7中のY軸方向)に屈折されて拡散した後、その屈折された光線が進む第1の領域Aを含めてレンチキュラーシート3の観察者側に設けられた拡散部材としてのホログラム拡散シート104に入射する。すると当該ホログラム拡散シート104より水平方向(図7中のX軸方向)にもわずかに拡散させられる。例えばホログラム拡散シート104を出射する光線(像光)は、垂直方向に数十度、好ましくは60度の拡散角となり、水平方向に0.1度以上で2度以下、好ましくは0.5度以上で2度以下、更に好ましくは約1度の拡散角となる。
Here, the parallel rays incident on the
そして、例えば図7(a)に示すように上下(図7(a)中のY軸方向)のブラックストライプ5の間を通過した像光Eは、観察者の左右の眼157に対し、立体画像を構成する画像情報の内の一つである合成画像Fのうち、縦方向に分割された一部の画像情報を表示することとなる。
For example, as shown in FIG. 7A, the image light E passing between the
このとき、上述するようにスクリーン1をその垂直方向には大きな拡散角を有し、水平方向には微小な拡散角を有する構成としているので、1つの投射装置151dからの情報は水平方向には微小な拡散だけで、縦ライン表示、例えば図7(b)の縦ライン表示F4として観察者には見える。
At this time, as described above, the screen 1 is configured to have a large diffusion angle in the vertical direction and a small diffusion angle in the horizontal direction, so that information from one
また、その隣の表示ラインには投射装置151dの隣の投射装置151eからの表示情報である縦ライン表示F5が観察者の眼に入るため、複数の投射装置151から夫々必要な情報が眼に入るようになり、左右の眼で観察されるスクリーン1上の画像は、各投射装置による縦ライン表示の合成画像、例えば図7(b)に示す複数の短冊状の縦ライン表示の合成された合成画像Fとして見えることとなる。
Moreover, since the vertical line display F5 which is the display information from the
一方、図1に示すように外光Dは、その多くがスクリーン1の観察者側に設けたブラックストライプ5に吸収されることとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 1, most of the external light D is absorbed by the
尚、拡散部材の水平方向の拡散角が殆ど無い場合には、各投射装置が表示する縦ラインの間に隙間が生じるため、縦ストライプが目立ってしまうが、本実施形態ではホログラム拡散シート104により水平方向の拡散角を約1度前後に設定しているので、縦ライン間の隙間を埋めることができる。
When there is almost no diffusion angle in the horizontal direction of the diffusing member, a vertical stripe is conspicuous because a gap is generated between the vertical lines displayed by each projection device. In this embodiment, the
このように本実施形態によれば、画像表示装置100は、そのスクリーン1をレンチキュラーシート3により屈折された光が進む第1の領域Aと屈折された光が進まない第2の領域Bとに分割し、その第2の領域Bの観察者側最表面にブラックストライプ5を設けることとした。従って、各投射装置151からの光の出射を妨げることなく外光Dが当たる表面を最大限ブラックストライプ5で覆うことができるので、外光を吸収し散乱を最大限抑え、黒浮きが少ない画像表示装置100を得ることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、ホログラム拡散シート自体にNDフィルター効果を持たせる必要がないので、白の輝度の低下を防ぐことができ、コントラストの高い画像表示装置100とすることも可能となる。
Further, since it is not necessary to give the ND filter effect to the hologram diffusion sheet itself, it is possible to prevent the brightness of white from being lowered, and the
更に、ホログラム拡散シート104は、第2の領域Bを含みレンチキュラーシート3の観察者側面に積層されており、複数のブラックストライプ5は、そのホログラム拡散シート104の観察者側面に設けられることとしたので、ブラックストライプ5を印刷法で黒の塗料をホログラム拡散シート104に塗布することで簡単に製造できる。
Furthermore, the
また、比較的広い面積でホログラム拡散シート104を形成するので、ホログラム拡散シートのような特殊なシートも正確に製造できる。
In addition, since the
更に拡散部材は、ホログラム拡散シートであることとしたので、通常の拡散部材よりもより自由な拡散制御が可能となり、より自由度の高い拡散特性を持ったスクリーンを作成することが可能となった。例えば立体画像表示装置にレンチキュラーシート3と等方向に拡散する拡散部材4とを有するスクリーン1を用いると水平方向での拡散度の調整が難しく、複数の縦ライン表示の合成画像Fが部分的に重なってしまい、全体としてぼやけた立体画像となってしまう。また、拡散部材4を用いないと縦ラインの間に隙間が生じ、縦ストライプが目立った立体画像となってしまう。そこで、拡散部材としてホログラム拡散シート104を用いて水平方向の拡散度を例えば0.1度以上で2度以下に設定することで、立体画像表示装置に用いても全体にぼけることも無くしかも、縦ストライプも目立たない立体画像を得ることが可能となる。
Furthermore, since the diffusion member is a hologram diffusion sheet, it is possible to control diffusion more freely than a normal diffusion member, and it is possible to create a screen having diffusion characteristics with a higher degree of freedom. . For example, when the screen 1 having the
更に拡散部材は、例えば透明樹脂に無機化合物などの拡散材を混入させて製造するが、そのような方法では垂直方向と水平方向の夫々の拡散角が著しく異なる拡散違方性を持たせることは困難である。その点、ホログラム拡散シート104であれば比較的容易に拡散違方性を持たせるように製造することができる。
Furthermore, the diffusing member is manufactured by mixing a diffusing material such as an inorganic compound in a transparent resin, for example. However, in such a method, it is not possible to have diffusion anisotropy where the diffusing angles in the vertical direction and the horizontal direction are significantly different. Have difficulty. In that respect, the
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更し或は上述した各実施形態を組み合わせて実施できるものである。 The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to any of the above-described embodiments, and various modifications may be made as appropriate within the scope of the technical idea of the present invention. It can be implemented in combination.
1…スクリーン
2…フレネルレンズシート
3…レンチキュラーシート
4,14,24…拡散部材
5,15,25…ブラックストライプ
26…透明基材
50,100…画像表示装置
104…ホログラム拡散シート
51,151…投射装置
A…第1の領域
B…第2の領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (8)
前記光を略平行な光に変換する光学部材と、
前記略平行な光をその光の方向に対し垂直方向に屈折させるレンチキュラーシートと、
少なくとも前記垂直方向に屈折された光が進む第1の領域に設けられ、前記屈折された光を少なくとも前記垂直方向に対し直角な水平方向に拡散させる拡散部材と、
前記屈折された光が進すまない第2の領域で前記観察者側の最表面側に設けられた複数のブラックストライプと
を具備することを特徴とするスクリーン。 In the screen that projects the light from the projection device to the opposite side of the observer and projects it,
An optical member that converts the light into substantially parallel light;
A lenticular sheet that refracts the substantially parallel light in a direction perpendicular to the direction of the light;
A diffusing member that is provided in at least a first region where light refracted in the vertical direction travels and diffuses the refracted light in a horizontal direction perpendicular to at least the vertical direction;
And a plurality of black stripes provided on the outermost surface side on the viewer side in the second region where the refracted light does not travel.
前記拡散部材は、前記第2の領域を含み前記レンチキュラーシートの前記観察者側面に積層されており、前記複数のブラックストライプは、その拡散部材の前記観察者側面に設けられていることを特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 1,
The diffusion member includes the second region, and is laminated on the observer side surface of the lenticular sheet, and the plurality of black stripes are provided on the observer side surface of the diffusion member. Screen to play.
前記拡散部材は、ホログラム拡散シートであることを特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 2,
The screen, wherein the diffusion member is a hologram diffusion sheet.
前記ホログラム拡散シートの前記水平方向の拡散角は、0.1度以上で2度以下であることを特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 3,
The horizontal diffusion angle of the hologram diffusion sheet is not less than 0.1 degrees and not more than 2 degrees.
前記複数のブラックストライプは、前記レンチキュラーシートの前記観察者側面に積層されていることを特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 1,
The screen, wherein the plurality of black stripes are stacked on the viewer side of the lenticular sheet.
前記拡散部材は、前記ブラックストライプ同士の間にのみ設けられていることを特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 5,
The screen, wherein the diffusing member is provided only between the black stripes.
前記ブラックストライプ同士の間に透明基材を更に備え、
前記拡散部材は、前記透明基材の前記観察者側面に形成されていることを特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 5,
Further comprising a transparent substrate between the black stripes,
The screen, wherein the diffusing member is formed on a side of the observer of the transparent substrate.
前記スクリーンは、
前記光を略平行な光に変換する光学部材と、
前記略平行な光をその光の方向に対し垂直方向に屈折させるレンチキュラーシートと、
少なくとも前記垂直方向に屈折された光が進む第1の領域に設けられ、前記屈折された光を少なくとも前記垂直方向に対し直角な水平方向に拡散させる拡散部材と、
前記屈折された光が進すまない第2の領域で前記観察者側の最表面側に設けられた複数のブラックストライプと
を具備することを特徴とする画像表示装置。 In an image display device that has a projection device in which light from a light source is modulated and emitted by a spatial light modulator, and projects the light from the projection device on the opposite side of the screen from an observer, and displays an image.
The screen is
An optical member that converts the light into substantially parallel light;
A lenticular sheet that refracts the substantially parallel light in a direction perpendicular to the direction of the light;
A diffusing member that is provided in at least a first region where light refracted in the vertical direction travels and diffuses the refracted light in a horizontal direction perpendicular to at least the vertical direction;
An image display device comprising: a plurality of black stripes provided on the outermost surface side on the viewer side in the second region where the refracted light does not travel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006229019A JP2008052097A (en) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | Screen and image display apparatus |
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