JP2742787B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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- JP2742787B2 JP2742787B2 JP61080714A JP8071486A JP2742787B2 JP 2742787 B2 JP2742787 B2 JP 2742787B2 JP 61080714 A JP61080714 A JP 61080714A JP 8071486 A JP8071486 A JP 8071486A JP 2742787 B2 JP2742787 B2 JP 2742787B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、マトリクス状の画素を有する透過型ライト
バルブを用いた投射型表示装置に関する。さらに詳しく
は、画像を投射するスクリーンの改良に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 従来の背面投射型表示装置は、プロシーデイングス、
オブザサードインターナシヨナル、デイスプレイコンフ
アレンス（ジヤパンデイスプレイ'83）596頁に記載され
るような投射型CRTに対応した高スクリーンゲイン、広
水平視角範囲を得たスクリーンを用いている。実際的な
スクリーンの１次元性レンズ（例えばレンチキユラーレ
ンズ）の縦方向の溝ピッチは、投射CRTの走査線が水平
方向に走るため、単純に水平解像度の仕様と、３管の像
をスクリーン上で合成し、色ずれを防止するための複雑
な断面形状を作る、製造上の問題から決められていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、前述の従来技術において投射型のCRTの代わ
りにマトリクス状の画素を有する透過型ライトバルブを
用いると、透過型ライトバルブの画素が走査方向に規則
性を有するため、スクリーン上に投射された画素と、縦
方向、すなわち走査方向と交差する方向に形成された１
次元性レンズとの干渉によるモアレ縞が生じてしまい、
解像力、ひいては画像品質が低下してしまうという問題
点があった。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の投射型表示装置は上記の問題点を解決するも
のであり、光源と、前記光源からの光を、マトリクス状
に配置された各画素にて変調する透過型ライトバルブか
らなる光変調手段と、前記光変調手段により変調された
光を投射する投射光学手段と、前記投射光学手段によっ
て画像が投射されるスクリーンと、前記スクリーンの全
面に配置され、該スクリーンの横方向に周期性を有する
１次元性レンズ構造と、を有し、前記横方向に周期性を
有する前記１次元性レンズ構造の横方向のピッチを、前
記透過型ライトバルブの前記画素と対応する前記スクリ
ーン上の画像の画素の横方向のピッチの1/2以下とした
ことを特徴とする。 〔作用〕 画像品質低下の原因であるモアレ縞のピッチＰは、ス
クリーン上に投射されたマトリクス状の画素のピッチ
（以下、投射画素ピッチという）P0に対応した空間周波
数f0と１次元性レンズのピッチP1に対応した空間周波数
f1の差として与えられる（（１）式）。 ここで、 とおくと、（１）式は、 と表される。この関係を第２図に示す。モアレ縞ピッチ
Ｐが投射画素ピッチP0を越えると画像品質の低下が著し
くなる。第２図より、１次元性レンズのピッチP1を投射
画素ピッチP0の1/2以下にすると、モアレ縞の大きさを
投射画素ピッチの大きさより小さくすることができ、画
像品質の低下を抑えることが可能となる。 なお、１次元性レンズとは、レンチキュラーレンズの
ように一方向にのみレンズ作用を有するものであり、レ
ンチキュラーレンズのようなカマボコ型断面を有するも
のに限らず複雑な形状の断面を有するものであっても良
い。 〔実施例〕 実施例１ 第１図は、本発明の投射型表示装置の第１の実施例を
示す図である。光源１からの光束は集光レンズ２により
集光され、透過型ライトバルブ３で画像情報が与えられ
る。そして、結像レンズ４によりスクリーン５に画像を
投射する構成となっている。透過型ライトバルブとして
は薄膜トランジスタを用いた液晶マトリクス型パネル、
（詳細は、日経エレクトロニクス、1984年９月10日号21
1〜240頁記載を参照されたい）を用いた。スクリーン５
には、全体で凸レンズ作用をするフレネルレンズ面６が
形成されている。また、フレネルレンズ面６の反対側の
面には、１次元性レンズ構造として、投射画素ピッチの
1/2以下のピッチを有するレンチキュラーレンズ構造が
縦方向に形成され、レンチキュラーレンズ面７を構成し
ている。スクリーンの材料は光拡散材，染料，樹脂材か
ら成り、市販の背面投射スクリーンに使用されているも
のと同等である。 本実施例の場合の諸元を第１表に示す。 本実施例ではレンチキユラーレンズのピッチと投射画
素ピッチの比を0.27にとっているためモアレ縞のピッチ
は投射画素ピッチよりも小さくなり、実際の視認におい
て画像の劣下は観察されなかった。 実施例２ 実施例２はＲ（赤）,G（緑）,B（青）に対応したマト
リクス画像を重ね合わせて投影したカラー投射型表示装
置の例である。第３図はその構成図である。光源１から
の光束は、集束レンズ２によってコリメートされ、赤反
射ダイクロイックミラー10と青反射ダイクロイックミラ
ー９によって赤，緑，青光に分解される。ミラー８で
赤，青光が曲げられ、透過型ライトバルブに入射する。
各色光は赤，緑，青に対応した画像変調を受け、次に色
光合成用の赤反射ダイクロイックミラー10と青反射ダイ
クロイックミラー９で合成される。合成光は結像レンズ
４によりスクリーン５上に投射，結像する。スクリーン
５には、全体で凸レンズ作用をするフレネルレンズ面６
が形成されている。また、フレネルレンズ面６の反対側
の面には、１次元性レンズ構造として、投射画素ピッチ
の1/2以下のピッチを有するレンチキュラーレンズ構造
が縦方向に形成され、視角拡大用のレンチキュラーレン
ズ面７を構成している。 本実施例においては、３枚の透過型ライトバルブによ
り変調された画像を合成投射するため、第４図に示すよ
うに、各色の投射画素11間にアライメントずれが生じて
しまう。視感度を考慮すると、緑と赤の投射画素のずれ
による影響が最も大きい。このようなアライメントずれ
を伴った合成画像の投射により生じる空間周波数は、１
枚のライトバルブを用いた場合に比べて高くなるので、
これと等価的な投射画素ピッチは小さくなる。実際に
は、光源からの光がライトバルブの画素を透過し、その
透過光とレンチキュラーレンズ構造とがモアレ縞を発生
させるため、画素中心が発光している点のマトリクスと
レンチキュラーレンズ面の縦のラインが干渉していると
考えることが可能である。そこで、考慮すべき最小投射
画素ピッチは、１枚のライトバルブの投射画素ピッチ
を、アライメントずれによる視覚的影響の大きい色を変
調するライトバルブの数で割った値となる。よって、緑
と赤の投射画素のずれによる影響を考えた場合、最小投
射画素ピッチは１枚のライトバルブの投射画素ピッチの
半分となる。 本実施例では、実施例１の第１表に示された透過型ラ
イトバルブと投射システムとを用いて第３図の如く構成
し、レンチキュラーレンズのピッチは投射画素ピッチの
1/4以下である0.60mmとした。 このレンチキュラーピッチを採用することにより、広
視角範囲を有するモアレ縞のない背面投射型表示装置を
構成することができた。 実施例３ 実施例３は画素配置パターンが異なる透過型ライトバ
ルブを用いた例である。第５図は画素配置パターンを示
している。このパターンの場合、交互に画素がシフトす
るため水平方向の画素ピッチは１次元性レンズの縦スト
ライプに対し、等価的に1/2のピッチとなる。これを考
慮して第１表に示した投射システムと投射画素ピッチ2.
59mmのジグザグ型マトリクスを有するライトバルブを用
いて、レンチキュラーレンズのピッチが実施例２と同じ
く0.60mmのスクリーンを使用したところ、広視角範囲を
有するモアレ縞のない背面投射表示装置を得ることがで
きた。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明の投射型表示装置によれ
ば、スクリーンの縦方向に形成された１次元性レンズ構
造のピッチを、スクリーンに投射された画素の横方向の
ピッチの1/2以下にすることにより、スクリーンに投射
された画素と１次元性レンズ構造との間の干渉によって
生じるモアレ縞間隔を投射画素ピッチ以下に抑えること
ができ、解像度の低下を防ぐことができるため、画像品
質の高い投射型表示装置を提供することができる。さら
に１次元性レンズの効果により、単純な散乱性スクリー
ンを用いた場合に比べ、光束の視角範囲への集中が可能
となり、視角範囲の明るさの増加、水平方向の視角コン
トロールができる。
バルブを用いた投射型表示装置に関する。さらに詳しく
は、画像を投射するスクリーンの改良に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 従来の背面投射型表示装置は、プロシーデイングス、
オブザサードインターナシヨナル、デイスプレイコンフ
アレンス（ジヤパンデイスプレイ'83）596頁に記載され
るような投射型CRTに対応した高スクリーンゲイン、広
水平視角範囲を得たスクリーンを用いている。実際的な
スクリーンの１次元性レンズ（例えばレンチキユラーレ
ンズ）の縦方向の溝ピッチは、投射CRTの走査線が水平
方向に走るため、単純に水平解像度の仕様と、３管の像
をスクリーン上で合成し、色ずれを防止するための複雑
な断面形状を作る、製造上の問題から決められていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、前述の従来技術において投射型のCRTの代わ
りにマトリクス状の画素を有する透過型ライトバルブを
用いると、透過型ライトバルブの画素が走査方向に規則
性を有するため、スクリーン上に投射された画素と、縦
方向、すなわち走査方向と交差する方向に形成された１
次元性レンズとの干渉によるモアレ縞が生じてしまい、
解像力、ひいては画像品質が低下してしまうという問題
点があった。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の投射型表示装置は上記の問題点を解決するも
のであり、光源と、前記光源からの光を、マトリクス状
に配置された各画素にて変調する透過型ライトバルブか
らなる光変調手段と、前記光変調手段により変調された
光を投射する投射光学手段と、前記投射光学手段によっ
て画像が投射されるスクリーンと、前記スクリーンの全
面に配置され、該スクリーンの横方向に周期性を有する
１次元性レンズ構造と、を有し、前記横方向に周期性を
有する前記１次元性レンズ構造の横方向のピッチを、前
記透過型ライトバルブの前記画素と対応する前記スクリ
ーン上の画像の画素の横方向のピッチの1/2以下とした
ことを特徴とする。 〔作用〕 画像品質低下の原因であるモアレ縞のピッチＰは、ス
クリーン上に投射されたマトリクス状の画素のピッチ
（以下、投射画素ピッチという）P0に対応した空間周波
数f0と１次元性レンズのピッチP1に対応した空間周波数
f1の差として与えられる（（１）式）。 ここで、 とおくと、（１）式は、 と表される。この関係を第２図に示す。モアレ縞ピッチ
Ｐが投射画素ピッチP0を越えると画像品質の低下が著し
くなる。第２図より、１次元性レンズのピッチP1を投射
画素ピッチP0の1/2以下にすると、モアレ縞の大きさを
投射画素ピッチの大きさより小さくすることができ、画
像品質の低下を抑えることが可能となる。 なお、１次元性レンズとは、レンチキュラーレンズの
ように一方向にのみレンズ作用を有するものであり、レ
ンチキュラーレンズのようなカマボコ型断面を有するも
のに限らず複雑な形状の断面を有するものであっても良
い。 〔実施例〕 実施例１ 第１図は、本発明の投射型表示装置の第１の実施例を
示す図である。光源１からの光束は集光レンズ２により
集光され、透過型ライトバルブ３で画像情報が与えられ
る。そして、結像レンズ４によりスクリーン５に画像を
投射する構成となっている。透過型ライトバルブとして
は薄膜トランジスタを用いた液晶マトリクス型パネル、
（詳細は、日経エレクトロニクス、1984年９月10日号21
1〜240頁記載を参照されたい）を用いた。スクリーン５
には、全体で凸レンズ作用をするフレネルレンズ面６が
形成されている。また、フレネルレンズ面６の反対側の
面には、１次元性レンズ構造として、投射画素ピッチの
1/2以下のピッチを有するレンチキュラーレンズ構造が
縦方向に形成され、レンチキュラーレンズ面７を構成し
ている。スクリーンの材料は光拡散材，染料，樹脂材か
ら成り、市販の背面投射スクリーンに使用されているも
のと同等である。 本実施例の場合の諸元を第１表に示す。 本実施例ではレンチキユラーレンズのピッチと投射画
素ピッチの比を0.27にとっているためモアレ縞のピッチ
は投射画素ピッチよりも小さくなり、実際の視認におい
て画像の劣下は観察されなかった。 実施例２ 実施例２はＲ（赤）,G（緑）,B（青）に対応したマト
リクス画像を重ね合わせて投影したカラー投射型表示装
置の例である。第３図はその構成図である。光源１から
の光束は、集束レンズ２によってコリメートされ、赤反
射ダイクロイックミラー10と青反射ダイクロイックミラ
ー９によって赤，緑，青光に分解される。ミラー８で
赤，青光が曲げられ、透過型ライトバルブに入射する。
各色光は赤，緑，青に対応した画像変調を受け、次に色
光合成用の赤反射ダイクロイックミラー10と青反射ダイ
クロイックミラー９で合成される。合成光は結像レンズ
４によりスクリーン５上に投射，結像する。スクリーン
５には、全体で凸レンズ作用をするフレネルレンズ面６
が形成されている。また、フレネルレンズ面６の反対側
の面には、１次元性レンズ構造として、投射画素ピッチ
の1/2以下のピッチを有するレンチキュラーレンズ構造
が縦方向に形成され、視角拡大用のレンチキュラーレン
ズ面７を構成している。 本実施例においては、３枚の透過型ライトバルブによ
り変調された画像を合成投射するため、第４図に示すよ
うに、各色の投射画素11間にアライメントずれが生じて
しまう。視感度を考慮すると、緑と赤の投射画素のずれ
による影響が最も大きい。このようなアライメントずれ
を伴った合成画像の投射により生じる空間周波数は、１
枚のライトバルブを用いた場合に比べて高くなるので、
これと等価的な投射画素ピッチは小さくなる。実際に
は、光源からの光がライトバルブの画素を透過し、その
透過光とレンチキュラーレンズ構造とがモアレ縞を発生
させるため、画素中心が発光している点のマトリクスと
レンチキュラーレンズ面の縦のラインが干渉していると
考えることが可能である。そこで、考慮すべき最小投射
画素ピッチは、１枚のライトバルブの投射画素ピッチ
を、アライメントずれによる視覚的影響の大きい色を変
調するライトバルブの数で割った値となる。よって、緑
と赤の投射画素のずれによる影響を考えた場合、最小投
射画素ピッチは１枚のライトバルブの投射画素ピッチの
半分となる。 本実施例では、実施例１の第１表に示された透過型ラ
イトバルブと投射システムとを用いて第３図の如く構成
し、レンチキュラーレンズのピッチは投射画素ピッチの
1/4以下である0.60mmとした。 このレンチキュラーピッチを採用することにより、広
視角範囲を有するモアレ縞のない背面投射型表示装置を
構成することができた。 実施例３ 実施例３は画素配置パターンが異なる透過型ライトバ
ルブを用いた例である。第５図は画素配置パターンを示
している。このパターンの場合、交互に画素がシフトす
るため水平方向の画素ピッチは１次元性レンズの縦スト
ライプに対し、等価的に1/2のピッチとなる。これを考
慮して第１表に示した投射システムと投射画素ピッチ2.
59mmのジグザグ型マトリクスを有するライトバルブを用
いて、レンチキュラーレンズのピッチが実施例２と同じ
く0.60mmのスクリーンを使用したところ、広視角範囲を
有するモアレ縞のない背面投射表示装置を得ることがで
きた。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明の投射型表示装置によれ
ば、スクリーンの縦方向に形成された１次元性レンズ構
造のピッチを、スクリーンに投射された画素の横方向の
ピッチの1/2以下にすることにより、スクリーンに投射
された画素と１次元性レンズ構造との間の干渉によって
生じるモアレ縞間隔を投射画素ピッチ以下に抑えること
ができ、解像度の低下を防ぐことができるため、画像品
質の高い投射型表示装置を提供することができる。さら
に１次元性レンズの効果により、単純な散乱性スクリー
ンを用いた場合に比べ、光束の視角範囲への集中が可能
となり、視角範囲の明るさの増加、水平方向の視角コン
トロールができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の投射型表示装置の第１の実施例を示
す図である。 第２図はモアレ縞のピッチと１次元性レンズピッチとの
関係を示す図である。 第３図は、本発明の投射型表示装置の第２の実施例を示
す図である。 第４図は重ね合わされた画素パターンの正面図、 第５図は交互に画素がシフトする画素パターンの正面図
である。 １……光源 ２……集光レンズ ３……透過型ライトバルブ ４……結像レンズ ５……スクリーン ７……レンチキユラーレンズ 11……投射画素
す図である。 第２図はモアレ縞のピッチと１次元性レンズピッチとの
関係を示す図である。 第３図は、本発明の投射型表示装置の第２の実施例を示
す図である。 第４図は重ね合わされた画素パターンの正面図、 第５図は交互に画素がシフトする画素パターンの正面図
である。 １……光源 ２……集光レンズ ３……透過型ライトバルブ ４……結像レンズ ５……スクリーン ７……レンチキユラーレンズ 11……投射画素
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．光源と、 前記光源からの光を、マトリクス状に配置された各画素
にて変調する透過型ライトバルブからなる光変調手段
と、 前記光変調手段により変調された光を投射する投射光学
手段と、 前記投射光学手段によって画像が投射されるスクリーン
と、 前記スクリーンの全面に配置され、該スクリーンの横方
向に周期性を有する１次元性レンズ構造と、 を有し、 前記横方向に周期性を有する前記１次元性レンズ構造の
横方向のピッチを、前記透過型ライトバルブの前記画素
と対応する前記スクリーン上の画像の画素の横方向のピ
ッチの1/2以下としたことを特徴とする投射型表示装
置。 ２．前記透過型ライトバルブの各走査線上の前記画素
が、隣接する走査線間で、走査方向に画素ピッチの約半
分ずつずらして配置されてなり、前記横方向に周期性を
有する前記１次元性レンズ構造の横方向のピッチを、前
記スクリーン上の画像の画素の横方向のピッチの1/4以
下としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
投射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080714A JP2742787B2 (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61080714A JP2742787B2 (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | 投射型表示装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8012110A Division JP2738378B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 投射型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62236282A JPS62236282A (ja) | 1987-10-16 |
| JP2742787B2 true JP2742787B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=13726010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61080714A Expired - Lifetime JP2742787B2 (ja) | 1986-04-08 | 1986-04-08 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742787B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006095600A1 (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-14 | Kuraray Co., Ltd. | 背面投写型スクリーン及び背面投写型表示装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2811936B2 (ja) * | 1989-10-03 | 1998-10-15 | 三菱電機株式会社 | 液晶表示装置 |
| WO1999014633A1 (fr) | 1997-09-12 | 1999-03-25 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Ecran de projection |
| JP2002090889A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-27 | Kuraray Co Ltd | 背面投射型スクリーン及びその製造方法 |
| AU2001271074A1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-04-15 | Dainippon Printing Co. Ltd. | Fresnel lens, screen, image display device, lens mold manufacturing method, and lens manufacturing method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893044A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Hitachi Ltd | 画像投写装置 |
-
1986
- 1986-04-08 JP JP61080714A patent/JP2742787B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006095600A1 (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-14 | Kuraray Co., Ltd. | 背面投写型スクリーン及び背面投写型表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62236282A (ja) | 1987-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |