JP2014191285A - Rear projection type display apparatus and fresnel lens used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、背面投写型表示装置及びそれに用いられるフレネルレンズに関する。 The present invention relates to a rear projection display device and a Fresnel lens used therefor.
近年、背面投写型表示装置(リアプロジェクションディスプレイ)が開発されている。図5は、背面投写型表示装置の概略構成の一例を示す側面図である。背面投写型表示装置101は、図において右から、光源と照明光学系と表示素子とを有する光源部20と、プロジェクションレンズ30と、フレネルレンズ140と、スクリーン50とをこの順に備えている。
In recent years, rear projection display devices (rear projection displays) have been developed. FIG. 5 is a side view showing an example of a schematic configuration of the rear projection display device. The rear
このような背面投写型表示装置101では、光源から出射した光が照明光学系により表示素子に照射され、表示素子に生成された画像がプロジェクションレンズ30により拡大されてスクリーン50に投影される。そして、観察者はスクリーン50の前面側からスクリーン50を見るようになっている。
In such a rear
ところで、スクリーン50は、例えばアクリル樹脂製の四角板状体であり、前面にブラスト処理等で拡散面が形成されているので、画像光はスクリーン50で拡散されて観察者に認識される。このようなスクリーン50の拡散特性には、入射角依存性があるので、スクリーン50の中心から周辺部まで(裏面全域に)均一な角度で画像光を入射させると、スクリーン50の画面全体で輝度が均一となり、視認性のよい表示画像となる。そこで、プロジェクションレンズ30からの拡散光を光軸に対して平行となる平行光として、スクリーン50の裏面全域に入射させるために、フレネルレンズ140がプロジェクションレンズ30とスクリーン50との間でスクリーン50付近に配置されている。
By the way, the
このようなフレネルレンズ140は、例えばアクリル樹脂(屈折率n1=1.49)製の円板状板であり、プロジェクションレンズ30側は平面41となり、スクリーン50側は同心円状に配列された複数のプリズムとなっている。プリズムは、スクリーン50の裏面に略垂直となる入射角で画像光を入射させるためのフレネル面42と、フレネル面42同士をつなぐライズ面143とを有する。各フレネル面42の傾き(フレネル角)φfnは、フレネルレンズ40の中心からの距離(nが大きくなる)に従って変化し、プロジェクションレンズ30からの拡散光のうち、周辺部の光は大きく屈折し、中心部の光は小さく屈折するようになっている。すなわち、φf1<φf2<φf3<・・・<φf(n−1)<φfnとなっている。なお、各ライズ面143の傾き(ライズ角)φrnは、全て垂直となっている。すなわち、φr1=φr2=φr3=・・・=φr(n−1)=φrn=90°となっている。
Such a Fresnel
ここで、フレネルレンズ140による光路の一例について説明する。図6は、フレネルレンズ140による光路図である。入射光(a−1)は、平面41で屈折して内部に入射する。平面41で屈折した入射光(a−2)は、第nのフレネル面42に到達したときに、第nのフレネル面42で屈折してスクリーン50に出射する正常光(a−3)と、第nのフレネル面42で反射したゴースト光(a−4)とに分かれる。ゴースト光(a−4)は、第nのライズ面143や第(n−1)のフレネル面42等を次々と屈折しながら透過していき、ゴースト光(a−5)は平面41に入射角θout’(全反射角以上)で入射する。その結果、ゴースト光(a−5)は平面41で全反射して、再びプリズムに向かうゴースト光(a−6)となる。つまり、ゴースト光(a−6)は、第(n−i)のライズ面143や第(n−i)のフレネル面42等で屈折してスクリーン50に出射する。そして、スクリーン50上に円弧状のゴーストを形成することになる。特にフレネルレンズ140の中心から離れた(nが大きくなる)位置では、フレネルレンズ140の平面41への入射光(a−1)の入射角θinが大きいとともに、フレネル角φfnが大きいため、フレネル面42への入射光(a−2)の入射角が大きくなる結果、入射光(a−2)のフレネル面42での反射率が高くなり、ゴースト光(a−4)の強度が強くなる。なお、図7は、フレネルレンズ140の一部を模擬した光路図の計算結果である。
Here, an example of an optical path by the Fresnel
そのため、スクリーン50上にゴーストが形成されるのを防止するために、種々の対策が提案されている。例えば、(1)ライズ面に光吸収体を設けてゴースト光(a−6)を吸収するか、若しくは、光散乱体を設けてゴースト光(a−6)を拡散させたもの(例えば、特許文献1参照)、(2)2枚のフレネルレンズを備えたもの、(3)フレネルレンズに光吸収材を混入し、ゴースト光(a−4)〜(a−6)を減衰させたもの(例えば、特許文献2参照)、(4)フレネルレンズのライズ面の傾きを、フレネルレンズの平面側から入射され、フレネルレンズのフレネル面で一部反射された後、平面にて全反射され、ライズ面に到達する投影光を全反射させるように設定したもの(例えば、特許文献3参照)等である。
For this reason, various measures have been proposed to prevent the formation of ghosts on the
しかしながら、上述した(1)の技術では、まず第一に記載通りに作製することが困難であり、たとえ作製できても非常にコスト高となる。また、(2)の技術では、作製は可能であるがコスト高やサイズが大きくなるというデメリットがある。そして、(3)の技術では、正常光(a−3)の光量が低下してしまうといった様々な問題点を有している。 However, with the technique (1) described above, it is difficult to manufacture as described first, and even if it can be manufactured, the cost is very high. In addition, the technique (2) has a demerit that it can be manufactured but the cost and size are increased. The technique (3) has various problems such that the amount of normal light (a-3) is reduced.
さらに、(4)の技術では、ゴースト光がスクリーン側に射出するため、スクリーンの自由度(構造・位置)が低下するという問題点があった。
そこで、本発明は、スクリーン上へのゴーストの発生を防止することができる背面投写型表示装置及びそれに用いられるフレネルレンズを提供することを目的とする。
Furthermore, the technique (4) has a problem in that the degree of freedom (structure and position) of the screen is lowered because ghost light is emitted to the screen side.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rear projection display device capable of preventing the occurrence of a ghost on a screen and a Fresnel lens used therefor.
上記課題を解決するためになされた本発明の背面投写型表示装置は、スクリーンと、光源と、当該スクリーンと当該光源との間に配置されるフレネルレンズとを備え、前記フレネルレンズの光源側は平面となり、前記フレネルレンズのスクリーン側は、ライズ面とフレネル面とを有する複数のプリズムとなり、前記フレネルレンズの平面から内部に入射した光が、前記フレネル面で屈折して前記スクリーンに出射する背面投写型表示装置であって、前記フレネル面で出射せず反射した光が、前記ライズ面で光源側に向かうように反射した後、前記フレネルレンズの光源側の平面から外部に出射する(全反射しない)よう、前記ライズ面の傾きが形成されているようにしている。 A rear projection display device of the present invention made to solve the above-described problem includes a screen, a light source, and a Fresnel lens disposed between the screen and the light source, and the light source side of the Fresnel lens is The screen side of the Fresnel lens becomes a plurality of prisms having a rise surface and a Fresnel surface, and the light incident inside from the plane of the Fresnel lens is refracted by the Fresnel surface and emitted to the screen. In the projection display device, the light reflected without being emitted from the Fresnel surface is reflected toward the light source side by the rise surface, and then emitted to the outside from the light source side plane of the Fresnel lens (total reflection). The slope of the rise surface is formed so that it does not.
本発明の背面投写型表示装置によれば、スクリーン上にゴーストが形成される原因となるゴースト光をフレネルレンズの平面側(スクリーンと反対側)に出射させることで防止する。例えば、図2に示すように、入射光(b−1)は、平面で屈折して内部に入射する。平面で屈折した入射光(b−2)は、第nのフレネル面に到達したときに、第nのフレネル面で屈折してスクリーンに出射する正常光(b−3)と、第nのフレネル面で反射したゴースト光(b−4)とに分かれる。ゴースト光(b−4)は、第nのライズ面や第(n−1)のフレネル面等を次々と屈折しながら透過(b−5)していき、ゴースト光(b−6)は、第(n−i)のライズ面に到達したときに反射される。さらに、ゴースト光(b−7)は平面に入射角θout’(全反射角未満)で入射する。これにより、ゴースト光(b−8)は平面で屈折して外部に出射する。つまり、ゴースト光(b−8)はスクリーンと反対側に出射することになる。 According to the rear projection display device of the present invention, the ghost light that causes the ghost to be formed on the screen is prevented by being emitted to the plane side (the side opposite to the screen) of the Fresnel lens. For example, as shown in FIG. 2, the incident light (b-1) is refracted in a plane and enters the inside. When the incident light (b-2) refracted by the plane reaches the nth Fresnel surface, the normal light (b-3) refracted by the nth Fresnel surface and emitted to the screen, and the nth Fresnel surface It is divided into ghost light (b-4) reflected by the surface. The ghost light (b-4) is transmitted (b-5) while being refracted one after another on the nth rise surface, the (n-1) th Fresnel surface, etc., and the ghost light (b-6) is It is reflected when it reaches the (n−i) th rise surface. Furthermore, the ghost light (b-7) is incident on the plane at an incident angle θ out ′ (less than the total reflection angle). As a result, the ghost light (b-8) is refracted on a plane and emitted to the outside. That is, ghost light (b-8) is emitted to the opposite side of the screen.
以上のように、本発明の背面投写型表示装置によれば、ゴースト光はスクリーンと反対側に出射するので、スクリーン上へのゴーストの発生を防止することができる。また、ゴーストの発生を防止するためには、ライズ角の設定のみを変更すればよいので、作製が容易となる。 As described above, according to the rear projection display device of the present invention, the ghost light is emitted to the opposite side of the screen, so that the generation of the ghost on the screen can be prevented. In addition, in order to prevent the occurrence of ghost, only the setting of the rise angle needs to be changed, which facilitates the production.
(その他の課題を解決するための手段及び効果)
また、上記発明において、第nのフレネル面で出射せず反射した光が、ライズ面及びフレネル面を屈折しながら透過していき、第(n−i)のライズ面で反射した後、前記平面から外部に出射するよう、前記ライズ面の傾きが形成されているようにしてもよい。
ここで、「n」は、フレネルレンズの中心からの距離の大きさを示す数値であり、「i」は、制作者等によって予め設定された任意の数値である。また、後述するが、iが小さいほどゴーストが低減できることになり、例えば、「1」や「2」等となる。
(Means and effects for solving other problems)
In the above invention, the light reflected without being emitted from the nth Fresnel surface passes through the rise surface and the Fresnel surface while being refracted and reflected by the (n−i) rise surface, and then the plane. The rise surface may be inclined so that the light is emitted from the outside.
Here, “n” is a numerical value indicating the magnitude of the distance from the center of the Fresnel lens, and “i” is an arbitrary numerical value preset by the producer or the like. As will be described later, the smaller i is, the more ghost can be reduced, for example, “1”, “2”, and the like.
また、上記発明において、第nのフレネル面で出射せず反射した光が、第nのライズ面で反射した後、前記平面から外部に出射するよう、第nのライズ面の傾きが形成されているようにしてもよい。
本発明の背面投写型表示装置によれば、例えば、図4に示すように、入射光(c−1)は、平面で屈折して内部に入射する。平面で屈折した入射光(c−2)は、第nのフレネル面に到達したときに、第nのフレネル面で屈折してスクリーンに出射する正常光(c−3)と、第nのフレネル面で反射したゴースト光(c−4)とに分かれる。ゴースト光(c−4)は、第nのライズ面に到達して反射される。さらに、ゴースト光(c−5)は平面に入射角θout’(全反射角未満)で入射する。これにより、ゴースト光(c−6)は平面で屈折して外部に出射する。つまり、ゴースト光(c−6)はスクリーンと反対側に出射することになる。
以上のように、本発明の背面投写型表示装置によれば、ゴースト光はスクリーンと反対側に出射するので、スクリーン上へのゴーストの発生を防止することができる。また、ゴーストの発生を防止するためには、ライズ角の設定のみを変更すればよいので、作製が容易となる。
Further, in the above invention, the inclination of the nth rise surface is formed so that the light reflected without being emitted from the nth Fresnel surface is reflected by the nth rise surface and then emitted to the outside from the plane. You may make it.
According to the rear projection display device of the present invention, for example, as shown in FIG. 4, the incident light (c-1) is refracted in a plane and is incident on the inside. When the incident light (c-2) refracted on the plane reaches the nth Fresnel surface, the normal light (c-3) refracted on the nth Fresnel surface and emitted to the screen, and the nth Fresnel surface It is divided into ghost light (c-4) reflected by the surface. The ghost light (c-4) reaches the nth rise surface and is reflected. Furthermore, the ghost light (c-5) is incident on the plane at an incident angle θ out ′ (less than the total reflection angle). As a result, the ghost light (c-6) is refracted on a plane and emitted to the outside. That is, ghost light (c-6) is emitted to the opposite side of the screen.
As described above, according to the rear projection display device of the present invention, the ghost light is emitted to the opposite side of the screen, so that the generation of the ghost on the screen can be prevented. In addition, in order to prevent the occurrence of ghost, only the setting of the rise angle needs to be changed, which facilitates the production.
そして、上記発明において、前記フレネル面で出射せず反射した光が、前記ライズ面に全反射角以上で入射して、前記ライズ面で全反射した光が、前記平面へ全反射角未満で入射するようになっているようにしてもよい。 In the above invention, the light reflected without being emitted from the Fresnel surface is incident on the rise surface at a total reflection angle or more, and the light totally reflected on the rise surface is incident on the plane at a angle less than the total reflection angle. You may be made to do.
さらに、本発明の背面投写型表示装置は、スクリーンと、光源と、当該スクリーンと当該光源との間に配置されるフレネルレンズとを備え、前記フレネルレンズの光源側は平面となり、前記フレネルレンズのスクリーン側は、ライズ面とフレネル面とを有する複数のプリズムとなり、前記フレネルレンズの平面から内部に入射した光が、前記フレネル面で屈折して前記スクリーンに出射する背面投写型表示装置に用いられるフレネルレンズであって、前記フレネル面で出射せず反射した光が、前記ライズ面で反射した後、前記平面から外部に出射するよう、前記ライズ面の傾きが形成されているようにしている。 Further, the rear projection display device of the present invention includes a screen, a light source, and a Fresnel lens disposed between the screen and the light source, and the light source side of the Fresnel lens is a flat surface. The screen side is a plurality of prisms having a rise surface and a Fresnel surface, and is used in a rear projection display device in which light incident inside from the plane of the Fresnel lens is refracted by the Fresnel surface and emitted to the screen. It is a Fresnel lens, and the inclination of the rise surface is formed so that the light reflected without being emitted from the Fresnel surface is reflected by the rise surface and then emitted to the outside from the plane.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and it goes without saying that various aspects are included without departing from the spirit of the present invention.
<第一の実施形態>
図1は、本発明に係る背面投写型表示装置の概略構成の一例を示す側面図である。なお、背面投写型表示装置101と同様のものについては、同じ符号を付している。
背面投写型表示装置1は、図において右から、光源と照明光学系と表示素子とを有する光源部20と、プロジェクションレンズ30と、フレネルレンズ40と、スクリーン50とをこの順に備えている。
<First embodiment>
FIG. 1 is a side view showing an example of a schematic configuration of a rear projection display device according to the present invention. The same reference numerals are assigned to the same components as those in the rear
The rear
フレネルレンズ40は、例えばアクリル樹脂(屈折率n1=1.49)製の円板状板であり、プロジェクションレンズ30側は平面41となり、スクリーン50側は同心円状に配列された複数のプリズムとなっている。プリズムは、スクリーン50に略垂直となる入射角で画像光を入射させるためのフレネル面42と、フレネル面42同士をつなぐライズ面43とを有する。
各フレネル面42の傾きφfnは、フレネルレンズ40の中心からの距離(nが大きくなる)に従って変化し、プロジェクションレンズ30からの拡散光のうち、周辺部の光は大きく屈折し、中心部の光は小さく屈折するようになっている。すなわち、φf1<φf2<φf3<・・・<φf(n−1)<φfnとなっている。
The
The inclination φ fn of each Fresnel surface 42 changes according to the distance from the center of the Fresnel lens 40 (n becomes larger), and the diffused light from the
各ライズ面43の傾きφrnは、フレネルレンズ40の中心からの距離(nが大きくなる)に従って変化し、第nのフレネル面42で出射せず反射した光を屈折させるとともに、第(n+1)のフレネル面42で出射せず反射した光を全反射させることで、平面41から外部に出射するよう形成されている。このとき、第(n+1)のフレネル面42で反射した光は、第nのライズ面43へ全反射角以上で入射するとともに、第nのライズ面43で反射した光は、平面41へ全反射角未満で入射するようになっている。
なお、このようなフレネルレンズ40は、フレネル面42を切削するバイトの角度を変えることにより作製される。また、φr1>φr2>φr3>・・・>φr(n−1)>φrnとなることが好ましい。
The inclination φ rn of each rise
Such a
次に、フレネルレンズ40による光路の一例について説明する。図2は、フレネルレンズ40による光路図である。入射光(b−1)は、平面41で屈折して内部に入射する。平面41で屈折した入射光(b−2)は、第nのフレネル面42に到達したときに、第nのフレネル面42で屈折してスクリーン50に出射する正常光(b−3)と、第nのフレネル面42で反射したゴースト光(b−4)とに分かれる。ゴースト光(b−4)は、第nのライズ面43や第(n−1)のフレネル面42を屈折しながら透過(b−5)していき、ゴースト光(b−6)は、第(n−1)のライズ面43に到達したときに全反射される。さらに、ゴースト光(b−7)は平面41に入射角θout’(全反射角未満)で入射する。そして、ゴースト光(b−8)は平面41で屈折して外部に出射する。つまり、ゴースト光(b−8)はスクリーン50と反対側に出射することになる。なお、図3は、フレネルレンズ40の一部を模擬した光路図の計算結果である。
Next, an example of an optical path by the
ここで、第nのフレネル面42で出射せず反射した光を反射させて、平面41から外部に出射する第(n−i)のライズ面43の傾きφr(n−i)を設定するための計算方法の一例について説明する。なお、ここでは、φrn=φr(n−1)=φr(n−2)=・・・=φr(n−i)としている。
まず、フレネルレンズの屈折率をn1とし、空気の屈折率をn0とし、平面41への入射角をθinとし、平面41からの出射角をθin’とすると、下記式(1)が成立する。
θin’=sin−1{(n0/n1)・sinθin} ・・・(1)
Here, the light φ reflected without being emitted from the
First, assuming that the refractive index of the Fresnel lens is n 1 , the refractive index of air is n 0 , the incident angle to the
θ in ′ = sin −1 {(n 0 / n 1 ) · sin θ in } (1)
そして、第nのフレネル角をφfnとし、第nのライズ角をφrnとし、第nのライズ面43への入射角をθnとすると、下記式(2)が成立する。
θn=180−2φfn−φrn+θin’ ・・・(2)
また、第(n−i)のライズ面43への入射角をθn−iとすると、下記式(3)のようになる。
θn−(i+1)=180−φfn−φrn−sin−1{(n0/n1)・sin(180−φfn−φrn−sin−1{(n1 /n0)・sinθn−i})} ・・・(3)
ただし、i=1、2・・・である。
When the n-th Fresnel angle is φ fn , the n-th rise angle is φ rn, and the incident angle to the n-
θ n = 180−2φ fn −φ rn + θ in ′ (2)
Further, assuming that the incident angle to the (n−i) th
θ n− (i + 1) = 180−φ fn −φ rn −sin −1 {(n 0 / n 1 ) · sin (180−φ fn −φ rn −sin −1 {{(n 1 / n 0 ) · sin θ ni })} (3)
However, i = 1, 2,.
一方、下記式(4)が成立するときに、第(n−i)のライズ面43で全反射が起こることとなる。
θn−i>sin−1(n0/n1) ・・・(4)
ただし、i=0、1、2・・・である。
On the other hand, when the following formula (4) is established, total reflection occurs at the (n−i) th
θ n−i > sin −1 (n 0 / n 1 ) (4)
However, i = 0, 1, 2,...
さらに、下記式(5)が成立するときに、第(n−i)のライズ面43で全反射した光が、平面41で全反射せずに透過することとなる。
θout’=|φrn−θn−i|<sin−1(n0/n1) ・・・(5)
Further, when the following formula (5) is established, the light totally reflected by the (n−i) th
θ out ′ = | φ rn −θ n−i | <sin −1 (n 0 / n 1 ) (5)
なお、入射光(b−2)がライズ面43で削られる可能性があるので、下記式(6)が成立することが好ましい。
90≧φrn>90−θin’ ・・・(6)
In addition, since incident light (b-2) may be scraped by the
90 ≧ φ rn > 90−θ in ′ (6)
このような式(1)〜式(5)を満足すれば、第(n−i)のライズ面43は、第nのフレネル面42で出射せずに反射した光を全反射させて、平面41から外部に出射することができることになる。なお、iが小さいほどゴーストが低減できる。
よって、例えば、アクリル樹脂製のフレネルレンズ40では、式(4)より全反射を起こさせる第(n−i)のライズ面43に入射するゴースト光の入射角度θn−iは、空気(屈折率n0=1.00)とアクリル(屈折率n1=1.49)との全反射角である42.2°となるように設計すればよく、入射光の入射角θin=40°であるときには、式(1)よりθin’=25.5°となり、フレネル角φfn=60°であるときには、ライズ角φr(n−i)<63.1°とすれば、i=1で式(4)を満たす。
If the equations (1) to (5) are satisfied, the (n−i) -
Therefore, for example, in the
以上のように、第一の実施形態の背面投写型表示装置1によれば、ゴースト光はスクリーン50と反対側に出射するので、スクリーン50上へのゴーストの発生を防止することができる。また、第nのフレネル面42からの正常光(b−3)は実際には誤差や幅を持つ光束であるので、第(n+1)のライズ面43が傾いて第(n+1)のライズ面43に垂直でない光束が当たるのを防止することができ、その結果、第(n+1)のライズ面43に当たった光により生じる輝度ムラを防止することができる。
As described above, according to the rear
<第二の実施形態>
背面投写型表示装置は、光源と照明光学系と表示素子とを有する光源部と、プロジェクションレンズと、フレネルレンズ240と、スクリーンとを右からこの順に備えている。第二の実施形態は、第一の実施形態とはフレネルレンズの構成のみが異なるので、フレネルレンズのみについて説明する。
<Second Embodiment>
The rear projection display device includes a light source unit including a light source, an illumination optical system, and a display element, a projection lens, a
フレネルレンズ240は、例えばアクリル樹脂(屈折率n1=1.49)製の円板状板であり、プロジェクションレンズ30側は平面41となり、スクリーン50側は同心円状に配列された複数のプリズムとなっている。プリズムは、スクリーン50に略垂直となる入射角で画像光を入射させるためのフレネル面242と、フレネル面242同士をつなぐライズ面243とを有する。
各フレネル面242の傾きφfnは、フレネルレンズ240の中心からの距離(nが大きくなる)に従って変化し、プロジェクションレンズ30からの拡散光のうち、周辺部の光は大きく屈折し、中心部の光は小さく屈折するようになっている。すなわち、φf1<φf2<φf3<・・・<φf(n−1)<φfnとなっている。
The
The inclination φ fn of each
各ライズ面243の傾きφrnは、フレネルレンズ240の中心からの距離(nが大きくなる)に従って変化し、第nのフレネル面242で出射せず反射した光を全反射させることで、平面41から外部に出射するよう形成されている。つまり、第nのフレネル面242で出射せず反射した光を、同じプリズムの第nのライズ面243が全反射させている。このとき、第nのフレネル面242で反射した光は、第nのライズ面243へ全反射角以上で入射するとともに、第nのライズ面243で反射した光は、平面41へ全反射角未満で入射するようになっている。
例えば、アクリル樹脂製のフレネルレンズ240では、全反射を起こさせる第nのライズ面243に入射するゴースト光の入射角度θnは、前記の式(4)より空気(屈折率n0=1.00)とアクリル(屈折率n1=1.49)との全反射角である42.2°となるように設計すればよく、入射光の入射角θin=40°であるときには、式(1)よりθin’=25.5°となり、フレネル角φfn=60°であるときには、ライズ角φrn<43.4°とすれば、i=0で式(4)を満たす。
The inclination φ rn of each rise
For example, in the
次に、フレネルレンズ240による光路の一例について説明する。図4は、フレネルレンズ240による光路図である。入射光(c−1)は、平面41で屈折して内部に入射する。平面41で屈折した入射光(c−2)は、第nのフレネル面242に到達したときに、第nのフレネル面242で屈折してスクリーン50に出射する正常光(c−3)と、第nのフレネル面242で反射したゴースト光(c−4)とに分かれる。ゴースト光(c−4)は、第nのライズ面243に到達して全反射される。さらに、ゴースト光(c−5)は平面41に入射角θout’(全反射角未満)で入射する。これにより、ゴースト光(c−5)は平面41で屈折して外部に出射する。つまり、ゴースト光(c−6)はスクリーン50と反対側に出射することになる。
Next, an example of an optical path by the
以上のように、第二の実施形態のフレネルレンズ240によれば、ゴースト光はスクリーン50と反対側に出射するので、スクリーン50上へのゴーストの発生を防止することができる。また、第nのフレネル面242からの正常光(c−3)は実際には誤差や幅を持つ光束であるので、第(n+1)のライズ面243が傾いて第(n+1)のライズ面243に垂直でない光束が当たるのを防止することができ、その結果、第(n+1)のライズ面243に当たった光により生じる輝度ムラを防止することができる。
As described above, according to the
<他の実施形態>
(1)上述した背面投写型表示装置1では、第nのライズ面43は、第nのフレネル面42で出射せず反射した光を屈折させるとともに、第(n+1)のフレネル面42で出射せず反射した光を反射させることで、平面41から外部に出射するよう形成されている構成を示したが、第nのフレネル面及び第(n+1)のフレネル面で出射せず反射した光を屈折させるとともに、第(n+2)のフレネル面で出射せず反射した光を反射させることで、平面から外部に出射するよう形成されているような構成としてもよい。つまり、「i」は、任意の数値であってもよい。
<Other embodiments>
(1) In the rear
(2)上述した背面投写型表示装置1では、各ライズ面43の傾きφrnは、フレネルレンズ40の中心からの距離(nが大きくなる)に従って変化する構成を示したが、あるnの範囲(例えばn>10)だけ、第(n+1)のフレネル面で出射せず反射した光を反射させることで、平面から外部に出射するよう形成されているような構成としてもよい。
(2) In the rear
本発明は、フレネルレンズを備える背面投写型表示装置に利用することができる。 The present invention can be used for a rear projection display device including a Fresnel lens.
1:背面投写型表示装置
20:光源
40、240:フレネルレンズ
41:平面
42、242:フレネル面
43、243:ライズ面
50:スクリーン
1: rear projection display device 20:
Claims (5)
前記フレネルレンズの光源側は平面となり、前記フレネルレンズのスクリーン側は、ライズ面とフレネル面とを有する複数のプリズムとなり、
前記フレネルレンズの平面から内部に入射した光が、前記フレネル面で屈折して前記スクリーンに出射する背面投写型表示装置であって、
前記フレネル面で出射せず反射した光が、前記ライズ面で光源側に向かうように反射した後、前記フレネルレンズの光源側の平面から外部に出射するよう、前記ライズ面の傾きが形成されていることを特徴とする背面投写型表示装置。 A screen, a light source, and a Fresnel lens disposed between the screen and the light source,
The light source side of the Fresnel lens is a plane, and the screen side of the Fresnel lens is a plurality of prisms having a rise surface and a Fresnel surface,
The rear projection display device in which light incident inside from the plane of the Fresnel lens is refracted by the Fresnel surface and emitted to the screen,
The rise of the rise surface is formed so that the light reflected without being emitted from the Fresnel surface is reflected toward the light source side at the rise surface and then exits from the light source side plane of the Fresnel lens. A rear projection display device characterized by comprising:
前記フレネルレンズの光源側は平面となり、前記フレネルレンズのスクリーン側は、ライズ面とフレネル面とを有する複数のプリズムとなり、
前記フレネルレンズの平面から内部に入射した光が、前記フレネル面で屈折して前記スクリーンに出射する背面投写型表示装置に用いられるフレネルレンズであって、
前記フレネル面で出射せず反射した光が、前記ライズ面で反射した後、前記平面から外部に出射するよう、前記ライズ面の傾きが形成されていることを特徴とするフレネルレンズ。 A screen, a light source, and a Fresnel lens disposed between the screen and the light source,
The light source side of the Fresnel lens is a plane, and the screen side of the Fresnel lens is a plurality of prisms having a rise surface and a Fresnel surface,
A Fresnel lens used in a rear projection display device in which light incident inside from the plane of the Fresnel lens is refracted by the Fresnel surface and emitted to the screen,
The Fresnel lens is characterized in that the rise surface is inclined so that the light reflected without being emitted from the Fresnel surface is reflected by the rise surface and then exits from the plane.
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