JP2008076524A - Image display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、映像光を表示する映像表示装置に関する。 The present invention relates to a video display device that displays video light.
従来、明光下で映像を観察するための映像表示装置として、プロジェクターを内蔵する筐体の開口部に透過型スクリーンを設けたリアプロジェクションテレビが知られている。透過型スクリーンは、光源側にフレネルレンズシート、観察者側にレンチキュラーレンズシートを設けた2枚構造が一般的である。
このようなリアプロジェクションテレビでは、フレネルレンズシートにより斜め方向から入射する映像光を観察者側の略一定方向に屈折させることで、装置の奥行きのコンパクト化を図っている。
一方、特許文献1には、被投影面を選ぶことなく調整作業なしで容易にフォーカスの合った歪みのない画像を投影できるようにするために、自由曲面を有する反射ミラーを備える画像投影装置を被投影面に当接して配置し、被投影面に映像を投影してその反射光を観察できるようにした構成が記載されている。
In such a rear projection television, the depth of the apparatus is reduced by refracting image light incident from an oblique direction in a substantially constant direction on the viewer side by a Fresnel lens sheet.
On the other hand,
しかしながら、上記のような従来の映像表示装置には、以下のような問題があった。
リアプロジェクションテレビは、透過型スクリーンから透過する映像光を観察するので明室環境での観察に向いているが、透過型スクリーンでは、透過光のうち一部の光線の輝度が目立って観察されることで、映像にぎらつき感やちらつき感が生じる現象、いわゆるシンチレーションが問題となる。特に、明光下でより鮮明な画像を観察するために、光源として高輝度でコヒーレントなレーザ光源を用いる場合、シンチレーションがより多く観察されるようになり、映像鑑賞の妨げとなるという問題がある。
一般に反射型スクリーンでは、シンチレーションの発生は少ないとされるが、例えば、特許文献1に記載されたような反射型スクリーンを用いた映像表示装置では、明光下では、映像光以外の外光も反射してしまうため、映像光のコントラストが十分にとれず、良好な映像を観察することができないという問題がある。
However, the conventional video display apparatus as described above has the following problems.
The rear projection television is suitable for observation in a bright room environment because it observes the image light transmitted from the transmission screen, but the luminance of some of the transmitted light is conspicuously observed on the transmission screen. As a result, a phenomenon in which a glare or flickering feeling occurs in the image, so-called scintillation, becomes a problem. In particular, when a high-brightness and coherent laser light source is used as a light source for observing a clearer image under bright light, there is a problem that more scintillation is observed, which hinders video viewing.
In general, it is considered that scintillation hardly occurs in a reflective screen. For example, in a video display device using a reflective screen as described in
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、反射型スクリーンを用いても明光下の環境で良好な映像を観察することができる映像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image display apparatus that can observe a good image in a bright environment even when a reflective screen is used. .
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、映像表示装置において、映像光を投射する投影部と、該投影部から投射される映像光を複数の反射素面により略一定方向に向けて反射して映像を映し出す反射型スクリーンと、前記投影部および前記反射型スクリーンを内部に収容するとともに該反射型スクリーンで反射された映像光を観察者側に透過させる前面板を有する筐体とを備える構成とする。
この発明によれば、投影部から投射された映像光による映像が反射型スクリーン上に映し出される。この映像光は、複数の反射素面により略一定方向に向けて反射され、前面板を透過して観察者側に導かれる。
その際、反射型スクリーンが筐体の内部に収容されているので、反射型スクリーンに対する外光の入射を低減することができる。そのため映像のコントラストを向上することができる。
また、反射型スクリーンが前面板で覆われているため、反射型スクリーンを露出する場合のように、スクリーン表面に帯電防止や耐擦傷性向上などの機能を不要しなくてもスクリーン表面を清浄に保つことができるので、反射型スクリーンを簡素な構成とすることができる。
In order to solve the above problems, in the invention according to
According to this invention, the image by the image light projected from the projection unit is projected on the reflective screen. This image light is reflected in a substantially constant direction by a plurality of reflecting element surfaces, passes through the front plate, and is guided to the viewer side.
At this time, since the reflective screen is accommodated in the housing, the incidence of external light on the reflective screen can be reduced. Therefore, the contrast of the video can be improved.
In addition, since the reflective screen is covered with the front plate, the screen surface can be cleaned without the need for functions such as antistatic and improved scratch resistance, such as when the reflective screen is exposed. Since it can be maintained, the reflective screen can have a simple configuration.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の映像表示装置において、前記反射型スクリーンが、略三角形断面の複数のプリズム部が配列されてなる凹凸面に反射層を形成して前記複数の反射素面を構成したフレネルミラーと、前記映像光の視野角を拡大するために、前記映像光が前記反射層に入反射される光路上に配置された光拡散層とを備える。
この発明によれば、反射型スクリーンの複数の反射素面が、複数のプリズム部が配列されてなる凹凸面に反射層が形成されたフレネルミラーにより構成されるので、投影部からの映像光を、その入射方向に応じて効率よく略一定方向に向けて反射させることができる。
そして光拡散層により映像光を拡散することで、視野角が拡大された映像光を反射することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the video display device according to the first aspect, the reflective screen is formed by forming a reflective layer on a concavo-convex surface formed by arranging a plurality of prism portions having a substantially triangular cross section. And a light diffusing layer disposed on an optical path where the image light is incident on and reflected by the reflection layer in order to enlarge the viewing angle of the image light.
According to the present invention, the plurality of reflecting element surfaces of the reflection type screen are constituted by the Fresnel mirror in which the reflection layer is formed on the uneven surface in which the plurality of prism portions are arranged. The light can be efficiently reflected in a substantially constant direction according to the incident direction.
Then, by diffusing the image light by the light diffusion layer, it is possible to reflect the image light having an enlarged viewing angle.
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の映像表示装置において、前記フレネルミラーが、前記複数のプリズム部が同心円状に配列され、前記反射型スクリーンの幾何学的な中心からオフセットされた光軸を有するサーキュラー・フレネルレンズ形状に形成された構成とする。
この発明によれば、複数のプリズム部が同心円状に配列され、光軸が反射型スクリーンの幾何学的な中心からオフセットされたサーキュラー・フレネルレンズ形状のフレネルミラーを備えるので、オフセットされた光軸から斜め方向に拡大投射される映像光をフレネルミラーで反射して歪みのない映像を法線方向に略平行光束として反射することができる。そのため、投影部のレイアウトが容易となり、コンパクトな装置を構成することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the video display device according to the first or second aspect, the Fresnel mirror has the plurality of prism portions arranged concentrically, and is arranged from a geometric center of the reflective screen. A circular Fresnel lens having an offset optical axis is used.
According to the present invention, since the plurality of prism portions are arranged concentrically and the optical axis is provided with the Fresnel mirror having a circular Fresnel lens shape offset from the geometric center of the reflective screen, the offset optical axis is provided. The image light that is enlarged and projected in an oblique direction can be reflected by a Fresnel mirror, and an image without distortion can be reflected as a substantially parallel light beam in the normal direction. Therefore, the layout of the projection unit becomes easy and a compact device can be configured.
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の映像表示装置において、前記筐体の内部が艶消し加工された構成とする。
この発明によれば、艶消し加工により筐体内部での反射光によるフレアを低減することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the video display device according to any one of the first to third aspects, the inside of the casing is matted.
According to this invention, the flare by the reflected light inside a housing | casing can be reduced by matting process.
請求項5に記載の発明では、請求項1〜4のいずれかに記載の映像表示装置において、前記前面板の少なくとも観察者側の表面が、帯電、反射、および擦傷の少なくともいずれかを防止する加工処理が施されている構成とする。
この発明によれば、前面板の少なくとも観察者側の表面に、帯電、反射、および擦傷の少なくともいずれかを防止する加工処理が施されているので、帯電による埃付着によるノイズ、表面反射による映り込みなどのノイズ、擦傷によるノイズの少なくともいずれかのノイズを低減することができるので、良好な映像を観察することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the video display device according to any one of the first to fourth aspects, at least the surface on the viewer side of the front plate prevents at least one of charging, reflection, and scratches. It is assumed that the processing is performed.
According to the present invention, at least the surface on the viewer side of the front plate is subjected to processing for preventing at least one of charging, reflection, and scratches. Since at least one of noise such as noise and noise due to scratches can be reduced, a good image can be observed.
請求項6に記載の発明では、請求項1〜5のいずれかに記載の映像表示装置において、前記反射型スクリーンおよび前記前面板の少なくともいずれかに、黒色の顔料もしくは染料が含有されている構成とする。
この発明によれば、反射型スクリーンおよび前面板の少なくともいずれかに、黒色の顔料もしくは染料が含有されるので、反射型スクリーンおよび前面板の少なくともいずれかに入射する外光が吸収されるので、映像のコントラストが向上される。
According to a sixth aspect of the present invention, in the video display device according to any one of the first to fifth aspects, a black pigment or dye is contained in at least one of the reflective screen and the front plate. And
According to this invention, since the black pigment or dye is contained in at least one of the reflective screen and the front plate, external light incident on at least one of the reflective screen and the front plate is absorbed. The contrast of the image is improved.
請求項7に記載の発明では、請求項1〜6のいずれかに記載の映像表示装置において、前記投影部がレーザ光源を備える構成とする。
この発明によれば、投影部がレーザ光源を備えるので、高輝度な映像を表示することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the video display device according to any one of the first to sixth aspects, the projection unit includes a laser light source.
According to this invention, since the projection unit includes the laser light source, a high-luminance video can be displayed.
本発明の映像表示装置によれば、筐体により反射型スクリーンに対する外光の入射を低減し、映像のコントラストを向上することができるため、反射型スクリーンを用いても明光下の環境で良好な映像を観察することができるという効果を奏する。 According to the video display device of the present invention, the housing can reduce the incidence of external light on the reflective screen and improve the contrast of the video. Therefore, even if a reflective screen is used, it is favorable in an environment under bright light. There is an effect that an image can be observed.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
本発明の実施形態に係る映像表示装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る映像表示装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。図2は、図1のA−A断面図である。図3は、本発明の実施形態に係る映像表示装置の投影部と反射型スクリーンとの位置関係を示す模式的な斜視図である。図4(a)、(b)は、本発明の実施形態に係る映像表示装置に用いる反射型スクリーンの構成例を示す断面図である。
なお、以下の各図は模式図のため、寸法比や形状は誇張して描かれている。
A video display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of a video display apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view showing the positional relationship between the projection unit and the reflective screen of the video display apparatus according to the embodiment of the present invention. 4A and 4B are cross-sectional views showing a configuration example of a reflective screen used in the video display apparatus according to the embodiment of the present invention.
In addition, since each following figure is a schematic diagram, the dimension ratio and the shape are exaggerated and drawn.
本実施形態の映像表示装置1は、例えば、チューナや映像再生装置からの映像信号や外部入力された映像信号に基づく静止画像や動画映像などの映像を反射型スクリーンに拡大投影して略一定方向に反射し、観察者側で映像を観察できるようにしたものである。
映像表示装置1の概略構成は、図1、2に示すように、プロジェクター2(投影部)、反射型スクリーン3、前面板4、および筐体5からなる。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the schematic configuration of the
プロジェクター2は、適宜のプロジェクターを採用することができるが、例えばLCDやLCOS(LCD on Silicon;反射型液晶パネルの一種)、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)などの表示デバイスを用い、光源から照射された光を映像信号に応じて変調し、変調された映像光を、投影光学系で拡大して投射する構成を採用することができる。
プロジェクター2の光源としては、超高圧水銀灯を用いた白色光源や、LED光源やレーザ光源などR・G・Bの波長光を発生する複数の光源などを採用することができる。特に、レーザ光源は、高輝度の発光が可能であり、例えば半導体レーザを用いることで装置の小型化が図ることができるので好ましい。
プロジェクター2は、本実施形態では装置の下方側に配置され、斜め上方に向かって映像を投影するようになっている。
As the
As the light source of the
In this embodiment, the
反射型スクリーン3は、本実施形態では、光軸がスクリーンの幾何学的な中心よりもプロジェクター2側にずらされたオフセット構造を有するサーキュラー・フレネルレンズを用いており、図3に示すように、スクリーン面が横長の矩形状とされ、プロジェクター2に対して、水平方向前方の点Pの上方に配置されている。ここで、点Pは、反射型スクリーン3の光軸が通る位置であり、光軸上の点Oが反射型スクリーン3の焦点位置に相当する。また点Qは、反射型スクリーン3の幾何学的な中心である矩形の中心位置を示す。
そして、プロジェクター2の投射口が点Oの位置に配置されることで、反射型スクリーン3は、プロジェクター2から斜め上方向に投射された映像光10aをプロジェクター2と同方向側の略一定方向、本実施形態では水平方向、に向かう略平行光である映像光10bを反射するようになっている。
また、映像光10bは、反射型スクリーン3のレンズ作用により略平行光とされるとともに、観察者が所定の視野角の範囲で映像を観察することができるように、反射型スクリーン3上で、所定範囲に拡散されるようになっている。
すなわち、図3の映像光10a、10bの光線は、投影像の画素に対応する主光線を示しており、略平行光とは、各画素の主光線が略平行光であることを意味する。
In the present embodiment, the
Then, by arranging the projection port of the
Further, the
That is, the light rays of the image lights 10a and 10b in FIG. 3 indicate chief rays corresponding to the pixels of the projected image, and the substantially parallel light means that the chief rays of each pixel are substantially parallel light.
このような反射型スクリーン3の断面構成の一例について、図4(a)を参照して説明する。図4(a)の断面は、例えば、図3において、点P、Qを通る垂直面に沿う断面の一部を示すもので、図示左側が、観察者側になっている。
反射型スクリーン3の概略構成は、観察者側から、拡散層3a(光拡散層)、プリズム部3b、および反射層3cが配列されてなる。
なお、反射型スクリーン3は、筐体5によって安定して保持することができるので、必ずしも自立性を備えていなくてもよいが、必要に応じて、反射型スクリーン3に自立性を持たせるようにしてもよい。そのために、観察者反射層3c側で裏面から保持部材により保持してもよい。また、上記構成に加えて、拡散層3aの近傍に剛性を持たせるための光透過基板などを配置してもよい。
An example of the cross-sectional configuration of such a
The schematic configuration of the
Note that the
拡散層3aは、反射型スクリーン3の観察者側に設けられた層部分または板状部材であり、映像光10a、10bを透過させつつ、拡散させることで、映像光10bの視野角を広げるためのものである。視野角の大きさは、必要に応じて設定すればよいが、半値角で30°以上とすることが好ましい。
本実施形態では、拡散層3aを光透過性の樹脂バインダーに屈折率が異なるフィラーを混入した光拡散基材を採用している。視野角の大きさは、フィラーの濃度やバインダーとの屈折率差などによって適宜の値に設定することができる。
また、本実施形態では、反射型スクリーン3に入射する外光の吸収を促進するために、黒色の顔料または染料を混ぜ込んで、拡散層3aが黒味を帯びるようにしている。
拡散層3aの材質としては、適宜の透明樹脂基材を採用することができるが、プリズム部3bを一体に成形するためには、紫外線透過性を有することが好ましい。このような透明樹脂基材としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム等が挙げられる。
これらは難燃性を有する材料を使用することが好ましい。
The
In the present embodiment, a light diffusing substrate in which a filler having a different refractive index is mixed into a light transmissive resin binder is used as the
In the present embodiment, in order to promote absorption of external light incident on the
As a material of the
It is preferable to use a material having flame retardancy.
プリズム部3bは、図3に示すように、光軸OPがスクリーン面の中心Qから偏心したサーキュラー・フレネルレンズを形成するもので、観察者側に底辺を有し、頂角が観察者側と反対の側に頂角が位置するような略三角形断面を有し、光軸OPに対して同心円上に配列された複数の三角形プリズムからなる。
本実施形態では、各断面形状は、点Oから投射される映像光10aを内部反射した光が、光軸OPに平行な光束となるように場所に応じてプリズムの傾斜角が設定されている。
このようなプリズム部3bからなるサーキュラー・フレネルレンズは、例えば、紫外線硬化性樹脂あるいは電子線硬化樹脂を金型に充填して、それぞれ紫外線または電子線によって硬化させて成形することができる。
As shown in FIG. 3, the
In the present embodiment, the angle of inclination of the prism is set according to the location so that each cross-sectional shape has a light beam parallel to the optical axis OP, which is the light internally reflected from the
Such a circular Fresnel lens composed of the
拡散層3aとプリズム部3bとは、それぞれを形成してからそれぞれの間を光透過性の粘着層または接着層によって接合してもよいし、一方を基材としてその上に他方を成形して一体化させてもよい。
また、拡散層3aとプリズム部3bとの間に光透過性基材を配置する場合には、それぞれと光透過性基材との間を同様に接合または一体化する。
The
Moreover, when arrange | positioning a light-transmitting base material between the
反射層3cは、拡散層3a側からの入射光をプリズム部3bの凹凸面で効率よく内部反射させるためのもので、本実施形態では、高反射率の材質、例えば、ニッケル・クロム合金、アルミニウム、銀などの金属材料がプリズム部3bの凹凸面上に蒸着されたりスパッタされたりして、単層もしくは複数層にわたって形成されている。
すなわち、反射層3cは、プリズム部3bの形状に応じて映像光10aに対する入射角が変化された同心円状の複数の反射素面を形成しており、これらの反射素面によって、内部反射を用いたフレネルミラーが形成されている。
The
That is, the
前面板4は、筐体5の観察者側の開口部を塞ぎ、反射型スクリーン3で反射された映像光10bを反射型スクリーン3の略全範囲にわたって観察者側に透過させるための光透過性の板部材であり、反射型スクリーン3に対して略平行な状態で、筐体5に保持されている。
前面板4の材質としては、合成樹脂やガラスを採用することができる。
前面板4の大きさは、例えば、反射型スクリーン3の周辺部で反射される映像光10bの視野角が十分とれるように拡散層3aによる拡散光が装置外部に略透過できるような大きさを備えることが好ましい。すなわち、反射型スクリーン3と前面板4との距離にもよるが、少なくとも反射型スクリーン3の有効面積と同等以上の大きさを有することが好ましい。
前面板4の、少なくとも観察者側の表面4aには、必要に応じて、帯電、反射、擦傷の少なくともいずれかを防止する加工処理が施されている。これら加工処理としては、例えばリアプロジェクションテレビなどのスクリーン表面に用いられる加工処理は、いずれも好適に採用することができる。例えば、各防止材料のコーティング処理、前面板に各防止材料を混入して成形する加工処理、表面の形状加工処理などを必要に応じて採用することができる。
The
As the material of the
The size of the
At least the
帯電防止処理では、表面4aの帯電が抑制されるので、前面板4の表面にほこりやゴミが付着しにくくなり、透過光量の経時劣化などを低減することができる。
反射防止処理では、表面4aでの外光の反射率が低減されるので、周囲光による映り込みやコントラスト低下を低減することができる。
反射防止処理の例としては、表面を平滑面として反射防止膜をコーティングする処理や、表面に微細な凹凸を形成するアンチグレア処理などを採用することができる。
擦傷防止処理では、表面4aに擦傷が発生しにくくなるので、傷などによる映像の劣化を低減することができる。
擦傷防止処理の例としては、プラスチックレンズなどの各種ハードコート処理を好適に採用することができる。
In the antistatic treatment, charging of the
In the antireflection treatment, the reflectance of external light on the
As an example of the antireflection treatment, a treatment for coating the antireflection film with a smooth surface or an antiglare treatment for forming fine irregularities on the surface can be employed.
In the scratch prevention process, scratches are less likely to occur on the
As examples of the scratch prevention treatment, various hard coat treatments such as plastic lenses can be suitably employed.
筐体5は、図1、2に示すように、プロジェクター2、反射型スクリーン3を初めとする各装置部分の相対的な位置関係を固定した状態で内部に収めるとともに、外部光を遮光するためのものである。本実施形態では、観察者側の投影面積が最大で、観察者側から見た奥行きが相対的に最小の厚さとなっている直方体状の外形を有する。
そして、最大の投影面積を有する観察者側の側面には、前面板4を保持する開口部が設けられている。また、他の側面は、通気や放熱のための若干の孔部(不図示)を除いて、側板で覆われている。
そのため、前面板4の裏面側に対向されている反射型スクリーン3は、筐体5の各側面に囲まれることにより外光に対して遮光されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
An opening for holding the
Therefore, the
筐体内面5aは、少なくとも反射型スクリーン3による反射光が到達する範囲では、反射光を減衰するための反射防止処理が施されている。反射防止処理としては、例えば、筐体内面5aに塗装や表面処理などにより黒色系の艶消し面を形成する艶消し加工、筐体内面5a上に光吸収性の多孔質部材などを貼付する加工処理などを挙げることができる。
The housing
次に、本実施形態の映像表示装置1の動作について光路に沿って説明する。
図5は、本発明の実施形態に係る映像表示装置の動作説明図である。
プロジェクター2から放射された映像光10aは、反射型スクリーン3に投射されると、プロジェクター2の表示デバイスの各画素に対応する光束が、拡散層3aに入射する。
映像光10aは、拡散層3aの表面で屈折され、内部を透過するにつれて、拡散層3aの拡散特性に応じて拡散され、プリズム部3bに到達する。そして、映像光10aは、拡散層3aとプリズム部3bとの境界で屈折され、反射層3cに入射する。
反射層3cは、映像光10aの主光線が光軸OPと略平行な方向に向かうように反射して、前面板4側に導く。そのため、映像光10aは、主光線の回りに若干拡散した状態の映像光10bとして、略水平方向に向かう略平行光として反射される。
映像光10bは、プリズム部3b、拡散層3aを順次透過して、前面板4に向けて出射される。このとき、拡散層3aを再度透過することで、映像光10bの拡散範囲が略倍増され、所定の視野角を備える光束が形成される。
そして、映像光10bは、前面板4に入射し、前面板4を透過して、観察者側に向かって出射される。
Next, the operation of the
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the video display device according to the embodiment of the present invention.
When the
The
The
The
Then, the
プロジェクター2、反射型スクリーン3、および前面板4は、筐体5に固定されるので、例えば、製造時に相互の位置関係を設定もしくは調整した位置関係が保持される。そのため、例えば、反射型スクリーン3とプロジェクター2とをばらばらに設置して映写を行う場合のように、映写時ごとに位置関係を調整する手間が不要となり、しかも、常に安定した映像品質を保証することができる。
Since the
また、映像表示装置1では、反射型スクリーン3を用いることにより、プロジェクター2を前面板4と反射型スクリーン3との間の範囲に配置するので、反射型スクリーン3の反射素面の傾斜角を適宜設定して、反射型スクリーン3に対する入射角を大きく設定することで、筐体5の奥行き方向のスペースを低減することができる。
例えば、入射角を約87°(スクリーンサイズが70インチ相当の1600mm×900mmの場合)、約84°(スクリーンサイズが40インチ相当の900mm×500mmの場合)などの値に設定することにより、映像表示装置1の厚さを50mmに収めることができる。
フレネルミラーは、反射素面の傾斜角を変えることでパワーを容易に増大することができるので、映像表示装置1の奥行き方向の薄型化が容易となるものである。
なお、サーキュラー・フレネルレンズを用いた透過型スクリーンでも、ある程度は、奥行き方向の寸法を低減できるが、サーキュラー・フレネルレンズはプリズムの屈折作用を利用しているため、プリズムパワーはプリズム媒質の屈折率に依存する限界がある。そのため、フレネルミラーを用いる場合のような薄型化は困難である。
Further, in the
For example, by setting the incident angle to a value of about 87 ° (when the screen size is 1600 mm × 900 mm corresponding to 70 inches), about 84 ° (when the screen size is 900 mm × 500 mm corresponding to 40 inches), etc. The thickness of the
Since the power of the Fresnel mirror can be easily increased by changing the tilt angle of the reflecting element surface, the
Note that even with a transmissive screen using a circular Fresnel lens, the depth dimension can be reduced to some extent, but since the circular Fresnel lens uses the refraction action of the prism, the prism power is the refractive index of the prism medium. There is a limit that depends on. Therefore, it is difficult to reduce the thickness as in the case of using a Fresnel mirror.
また、反射型スクリーン3の光軸がスクリーン面からずれた位置に偏心されているので、プロジェクター2をスクリーン面の範囲外に配置することができる。そのため映像光10bが、反射型スクリーン3の法線方向に反射される場合でも、プロジェクター2と映像光10bとが干渉しないように配置することができる。
なお、
Further, since the optical axis of the
In addition,
ここで、映像表示装置1における各種ノイズについて考察する。
映像表示装置1で低減すべきノイズとしては、イ)外光による映り込み、ロ)映像光のフレア、ハ)いわゆるシンチレーションを挙げることができる。
Here, various noises in the
Examples of noise to be reduced in the
イ)に関しては、本実施形態では、反射型スクリーン3が、筐体5によりその側方および裏面側を覆われ遮光されているので、反射型スクリーン3に入射する外光は、前面板4を通して入射するものに限定される。そのため、反射型スクリーン3を明光下の環境に設置して映写を行う場合に比べて、格段に外光の映り込みが低減され、良好な映像を観察することができる。
さらに、本実施形態では、前面板4から入射する外光が、拡散層3a中の黒色の顔料または染料により吸収されるため、一層良好なコントラストが得られる。また、背景が黒色のスクリーンとなるため、色再現性が良好となる。
Regarding the a), in the present embodiment, since the
Furthermore, in this embodiment, since the external light incident from the
ロ)に関しては、反射型スクリーン3のフレア光である表面反射光の影響が顕著である。例えば、図1に示すように、反射型スクリーン3に入射する映像光10aの一部は、反射型スクリーン3の平滑面によって反射光10cとして反射される。反射光10cは、筐体内面5aなどで反射されることで、前面板4から直接出射されたり、反射型スクリーン3で再反射されたりして、観察者側に到達し、映像のコントラストを低下させてしまうことが考えられる。
本実施形態では、反射光10cが到達する範囲の筐体内面5aが、例えば艶消し加工などによって反射防止処理されているので、反射光10cは、筐体内面5aでほとんど吸収される。そのため、観察者側に到達する反射光10cを格段に低減することができる。
筐体内面5aの反射防止処理の範囲は、筐体内面5aの全体である必要はなく、反射光10cが到達する主要な範囲だけでも十分である。
例えば、本実施形態では、反射型スクリーン3を囲む側面のうち図示上側の筐体内面(領域B)、図示左右側の筐体内面(領域C、D)に反射防止処理を施すだけでも良好な効果を得られる。
Regarding b), the influence of the surface reflected light which is the flare light of the
In the present embodiment, since the housing
The range of the antireflection treatment of the housing
For example, in the present embodiment, it is also good to simply apply the antireflection treatment to the inner surface (region B) of the upper side of the figure and the inner surfaces of the case (regions C and D) of the left and right sides of the side surface surrounding the
ハ)に関しては、透過型スクリーンに比べて、反射型スクリーンの方がシンチレーションの発生が少ないことが知られており、反射型スクリーン3を用いる映像表示装置1は、透過型スクリーンを用いる、例えばリアプロジェクションテレビなどに比べて、シンチレーションを低減することができる。
そのため、コヒーレント性を有し、シンチレーションが顕著になるレーザ光源をプロジェクター2の光源として採用することができる。映像表示装置1に、レーザ光源を用いる場合、離れた場所からでも高輝度で鮮明な映像を観察することができるので、投影面の大型化に適するものとなる。
C), it is known that the reflection type screen generates less scintillation than the transmission type screen. The
For this reason, a laser light source having coherency and remarkable scintillation can be employed as the light source of the
次に、本実施形態の第1変形例について説明する。
本変形例は、上記実施形態の映像表示装置1において、反射型スクリーン3に代えて、反射型スクリーン30を備えるものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
反射型スクリーン30は、図4(b)に示すように、反射型スクリーン3の拡散層3a、プリズム部3bに代えて、それぞれの機能を兼ねるプリズム部30aを備える。
すなわち、プリズム部30aは、拡散層3aと同様の光拡散性を備えた材質で、プリズム部3bと同様の凹凸形状を形成したものである。
このようなプリズム部30aは、例えば、拡散層3aと同様の材質を用い、スタンパなどによって、一方の表面に凹凸形状を備えた形状を一体成形により製作することができる。
この場合、樹脂バインダーである有機系の材料として、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル/スチレン系共重合樹脂等の熱可塑性樹脂を用い、フィラーとして珪酸塩を成分に含む無機材料などを採用することができる。
これらは、いずれも難燃性を有する材料を使用することが好ましい。
Next, a first modification of the present embodiment will be described.
This modification includes a
As shown in FIG. 4B, the
That is, the
For example, such a
In this case, an organic material that is a resin binder is, for example, a thermoplastic resin such as an acrylic resin, a polycarbonate resin, a styrene resin, an acrylic / styrene copolymer resin, and an inorganic material containing silicate as a filler. Materials can be used.
It is preferable to use any of these materials having flame retardancy.
本変形例は、プリズム部30a全体で、映像光10a、10bを拡散する点が異なるのみで、上記実施形態と同様の作用効果を有する。
反射型スクリーン30は、反射型スクリーン3に比べて、製造の工数が低減されるので、低コスト化が可能となる。
This modification has the same effects as those of the above-described embodiment except that the
The
次に本実施形態の第2変形例について説明する。
図6は、本発明の実施形態の第2変形例の映像表示装置の概略構成を示す模式的な斜視図である。
本変形例の映像表示装置100は、上記実施形態の映像表示装置1の装置レイアウトを変形例であり、反射型スクリーン3、筐体5に代えて、それぞれ反射型スクリーン31、筐体6を備えるものである。
Next, a second modification of the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of a video display device according to a second modification of the embodiment of the present invention.
The
反射型スクリーン31は、図6に示すように、外形が観察者側から見て反射型スクリーン3と同様な横長の矩形状とされ、断面構成も上記実施形態、あるいは第1変形例と同様な構成を有するが、光軸が観察者側から見て反射型スクリーン31の水平方向右側にずらされている点が異なる。
プロジェクター2は、反射型スクリーン31の光軸に合わせて配置されるため、反射型スクリーン31の右側側方に配置されている。
筐体6は、このようなレイアウトに対応して、上下方向が、前面板4の縦方向幅よりわずかに大きく、観察者側から見て左右方向に長い横長の略直方体状とされている。
適宜範囲の筐体内面6aに艶消し加工が施されている点は筐体5と同様である。
As shown in FIG. 6, the
Since the
Corresponding to such a layout, the housing 6 has a substantially rectangular parallelepiped shape in which the vertical direction is slightly larger than the vertical width of the
It is the same as the
本変形例によれば、左右方向にプロジェクター2を配することにより、リアプロジェクションテレビで問題となっているアゴと呼ばれるスクリーン下部の余計な部分を無くし、よりスタイリッシュなデザインが可能となる。
According to this modification, by arranging the
なお、上記の説明では、反射型スクリーンが、プリズム部への内部反射を用いたフレネルミラーからなる例で説明したが、表面反射を用いたフレネルミラーを用い、その表面反射面側に対向して光拡散層が形成された基材を配置する構成としてもよい。 In the above description, the reflective screen is described as an example of a Fresnel mirror using internal reflection on the prism portion. However, a Fresnel mirror using surface reflection is used, and the reflective screen is opposed to the surface reflective surface side. It is good also as a structure which arrange | positions the base material in which the light-diffusion layer was formed.
また、上記の説明では、フレネルミラーとして、サーキュラー・フレネルレンズ形状を用いた例で説明したが、フレネルミラーの形状は、入射角度や投影部の投影光学系の条件などに応じて適宜の形状を採用することができる。例えば、入射光束が略平行光束であれば、略平行に配置されたプリズム部を備えるフレネルミラーとしてもよい。 In the above description, an example using a circular Fresnel lens shape as a Fresnel mirror has been described, but the shape of the Fresnel mirror has an appropriate shape depending on the incident angle, the conditions of the projection optical system of the projection unit, etc. Can be adopted. For example, if the incident light beam is a substantially parallel light beam, it may be a Fresnel mirror including a prism portion arranged substantially in parallel.
また、上記の説明では、反射型スクリーンの光拡散層に、黒色の顔料もしくは染料が含有されている場合の例で説明したが、前面板に含有していてもよい。また、前面板のみで十分なコントラストが得られる場合には、前面板のみに含有してもよい。 In the above description, the light diffusion layer of the reflective screen has been described as an example in which a black pigment or dye is contained, but may be contained in the front plate. Moreover, when sufficient contrast is obtained only with the front plate, it may be contained only in the front plate.
また、上記の説明では、光軸OPは、反射型スクリーン3のスクリーン面の外側に位置しており、プロジェクター2は、反射型スクリーン3のスクリーン面に重ならない範囲に配置されている。そのため、反射型スクリーン3の法線方向に映像光10bを反射することが可能となっているものである。
ただし、映像光10aの主光線を反射型スクリーン3の法線に対して斜め方向に反射する場合には、光軸OPがスクリーン面上に位置していてもよい。
In the above description, the optical axis OP is located outside the screen surface of the
However, when the principal ray of the
1、 100 映像表示装置
2 プロジェクター(投影部)
3、30、31 反射型スクリーン
3a 拡散層(光拡散層)
3b、30b プリズム部
3c 反射層(反射素面)
4 前面板
5、6 筐体
5a、6a 筐体内面
10a、10b 映像光
10c 反射光
1, 100
3, 30, 31
3b,
4
Claims (7)
該投影部から投射される映像光を複数の反射素面により略一定方向に向けて反射して映像を映し出す反射型スクリーンと、
前記投影部および前記反射型スクリーンを内部に収容するとともに該反射型スクリーンで反射された映像光を観察者側に透過させる前面板を有する筐体とを備えることを特徴とする映像表示装置。 A projection unit for projecting image light;
A reflective screen that reflects the image light projected from the projection unit in a substantially constant direction by a plurality of reflecting elements, and displays an image; and
An image display device comprising: a housing having a front plate that houses the projection unit and the reflection type screen and transmits image light reflected by the reflection type screen to an observer side.
略三角形断面の複数のプリズム部が配列されてなる凹凸面に反射層を形成して前記複数の反射素面を構成したフレネルミラーと、
前記映像光の視野角を拡大するために、前記映像光が前記反射層に入反射される光路上に配置された光拡散層とを備えることを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。 The reflective screen comprises:
A Fresnel mirror in which a plurality of prism parts having a substantially triangular cross section are arranged to form a plurality of reflecting element surfaces by forming a reflective layer on an uneven surface;
The image display device according to claim 1, further comprising: a light diffusion layer disposed on an optical path where the image light is incident and reflected on the reflection layer in order to expand a viewing angle of the image light. .
前記複数のプリズム部が同心円状に配列され、前記反射型スクリーンの幾何学的な中心からオフセットされた光軸を有するサーキュラー・フレネルレンズ形状に形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の映像表示装置。 The Fresnel mirror
3. The circular Fresnel lens according to claim 1, wherein the plurality of prism portions are concentrically arranged and have an optical axis offset from a geometric center of the reflective screen. The video display device described.
帯電、反射、および擦傷の少なくともいずれかを防止する加工処理が施されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の映像表示装置。 At least the surface on the viewer side of the front plate is
5. The video display device according to claim 1, wherein a processing for preventing at least one of charging, reflection, and scratches is performed.
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