JP2746268B2 - 偏光スクリーン - Google Patents

偏光スクリーン

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JP2746268B2
JP2746268B2 JP9044403A JP4440397A JP2746268B2 JP 2746268 B2 JP2746268 B2 JP 2746268B2 JP 9044403 A JP9044403 A JP 9044403A JP 4440397 A JP4440397 A JP 4440397A JP 2746268 B2 JP2746268 B2 JP 2746268B2
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JP
Japan
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light
polarizing
projection
polarizing plate
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JP9044403A
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JPH103125A (ja
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富雄 曽根原
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は投射型表示装置のス
クリーンに関する。 【0002】 【従来の技術】従来から動画像表示が可能な投射型表示
装置として、投射型CRTを用いたもの(テレビジヨン
学会誌vo1.38、No.1、(1984)P11に概説)、液晶ライ
トバルブを用いたもの(光学vo1.13、No.1、(1984)P
52に概説)、電気光学セラミックスを用いたもの(PL
ZTについてJ.Japan Society of Appl.Phys.vo1.44、
(1975)P87)等が公知である。いずれもスクリーン上に
像を単純に投射、拡大するものである。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術は、結
像位置に置かれたスクリーンに光が照射され、光はそこ
で散乱し像が定位するものであり、周囲光も同様にスク
リーン上で散乱される。このため明るい環境下では黒レ
べルが上昇し、コン卜ラストの低下を招いていた。また
偏光特性のある光束を出射するライトバルブを用いる場
合、偏光特性を持たない光束について設計された従来の
スクリーンでは偏光特性を有効に利用せずにいた。 【0004】本発明はこのような問題を解決するもの
で、その目的はコントラストの高い投射型表示装置を提
供することである。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、第1に、画像
を拡大投射する投射光学手段によって光が投射される偏
光スクリーンにおいて、周囲光に含まれる垂直方向及び
水平方向の偏光成分のうちの垂直方向の偏光成分は透過
し、水平方向の偏光成分は吸収する偏光手段を、スクリ
ーン面に配置することを特徴とする。 【0006】第2に、画像を拡大投射する投射光学手段
によって光が投射される偏光スクリーンにおいて、周囲
光に含まれる垂直方向及び水平方向の偏光成分のうちの
垂直方向の偏光成分は透過し、水平方向の偏光成分は吸
収する機能を有し、且つ一方の表面に光散乱加工を施し
てなる偏光板からなることを特徴とする。 【0007】 【作用】本発明に係る偏光スクリーンの偏光透過軸は垂
直方向に形成されなるものである。従つて、本発明によ
れば、水平方向の偏光成分のスクリーンでの散乱や透過
による投射光への混入の影響を減じることができる。 【0008】一方、蛍光灯等のように部屋の上方からス
クリーンに入射する周囲光のうち、垂直方向の偏光の多
くはスクリーンを透過し、水平方向の偏光の多くはスク
リーンの偏光手段で吸収することができる。 【0009】よつて、本発明によれば、周囲光のスクリ
ーンでの反射に起因する表示画像の黒レベルの増加によ
るコントラストの低下を劾果的に防止することができ
る。 【0010】また、本発明の別の作用を述べれば、スク
リーンに偏光特性を持たせたため、第1に周囲光を効果
的に吸収し、黒レべルを下げ、表示コントラストを上げ
るものである。従来のように周囲光に対し等方的な特性
を持つたスクリーン(例えば色素着色した透過型スクリ
ーン等)では、周囲光を一様に吸収していた。これに対
し本発明は、周囲光の偏光成分のうち、より多く含まれ
る成分の方向に、スクリーンの吸収軸を向け、これを選
択的に吸収する。 【0011】第2には像形成手段からの出力光が偏光特
性を有する場合、偏光特性を持つスクリーンは、偏光特
性を持つた出力光を選択的に透過、もしくは反射する。
このため表示に有害な成分を、等方性スクリーンに比べ
より多く除去することができ、スクリーン上に高コント
ラストな像を定位することができる。さらに画像形成手
段が元来、偏光特性を持つ光を出射する場合は、スクリ
ーン上で光の強度分布である像を出現させることもでき
る。 【0012】 【発明の実施の形態】 (実施例1)実施例1は電気光学効果を用いたライトバ
ルブとして、90°ツイストしたネマチツク液晶(以下
TNと称す)を薄膜トラジスタ(TFT)アレイで駆動
する液晶表示パネル(以下TFTLCDと称す)を用い
た背面投射型表示装置の例である。図1はその構成図で
ある。1は光源、2は集光用コンデンサーレンズであ
り、投射レンズ6、スクリーンと共に投射光学系を成
す。4はTFTLCDであり、その構成、駆動はSID
digest(1983) 156頁、日経エレクトロニクスNo.258(19
81) 164頁に記載されているものと同等である。3は偏
光板であり、図1の例では、透過軸5は水平方向によら
れている。スクリーンは背面投射型であるため、透過タ
イプであり、偏光板7と近接、もしくは密着して光散乱
板8から成つている。偏光板7の透過軸5は、周囲光9
のうち最も少ない偏光成分を透過するように設定され
る。この例では垂直方向に向けれている。 【0013】次に作用を説明する。光源1からの光はコ
ンデンサーレンズ2により集光され、偏光板3を通して
TFTLCD4に入射する。偏光板3を入射するまで光
源光はすべての偏光成分を持っているが、偏光板3によ
って透過軸5の偏光成分に限定される。TFTLCD4
に入射した光束は、画素毎に表示画像に従った偏光成分
の回転が行われる。ここまでは通常のTN液晶表示パネ
ルと同様である。通常のTN液晶パネルは、近接した検
光子によって偏光成分の制限が行われ、表示画像が生じ
るが、本実施例では投射レンズ6を光速が通過後、検光
子であるスクリーン偏光板7に入射する構成になってい
る。TFTLCDで変調された偏光特性を与えられた光
束は、投射レンズにより光散乱板8上に結像する。光散
乱板8に近接した偏光板7は透過軸5を図1のように向
けているので、ここで透過光量の大小が与えられる。偏
光板7と光散乱板8から成るスクリーンは、偏光特性を
持つた入射光に作用して、投射像を形成する働きをす
る。もうひとつの働きは、周囲光9を吸収し、黒レべル
を下げることにある。10は吸収されずにスクリーンで
反射された周囲光、23はスクリーンを透過した周囲光
を示している。また11は観察者を表す眼である。周囲
光はこの場合、横方向の偏光成分が多いとして偏光板7
の透過軸5の方向を決めている。ここで用いた光散乱板
は乳白色半透明のアクリル板であるが、前述した投射C
RTを用いた投射テレビジョン装置に用いられているよ
うな工夫された平面レンズタイプの光散乱板であれば更
に効果的である。なお偏光板は市販されている一般のも
のである。 【0014】またライトバルブとしてこの実施例ではT
FTLCDを採用したが、ECB(電界制御複屈折)の
ような偏光特性の変調ができる電気光学効果を有するも
のであれば代わりに用いることができる。 【0015】(実施例2)実施例2は反射型ライトバル
ブを用いたフルカラー投射型表示装置の例である。図2
にその構成を示す。実施例1と同じくライトバルブとし
てTFTLCDを用いた。フルカラー化を行なうために
ダイクロイックミラー(ブルーミラー12、レツドミラ
ー13)によつて光源光は赤R、緑G、青Bの3原色に
分解され、TFTLCD4で各色の光変調が行なわれ
る。偏光板3は反射ミラー14とTFTLCDの間に置
かれ、透過軸は液晶パネルとマツチングするように調整
されている。ミラー14で反射され、TFTLCDで変
調された光はダイクロイックミラーで合成され、投射レ
ンズ6をで変調された光はダイクロイックミラーで合成
され、投射レンズ6を経てスクリーン上に結合する。ス
クリーンは偏光板7と光散乱8から構成されている。ま
た15は光源光を折り曲げるためのミラーであり、出力
光を妨害しないように位置している。 【0016】実施例2の場合も実施例1と同様、スクリ
ーンは投射像の形成、そして吸収という働きをする。 【0017】また図2のような複雑な光学系を持つ場
合、散乱等のフレアが生じ易い。ところがスクリーンが
偏光特性を持つていると、コントラストに有害なフレア
の大部分を偏光板7でカットすることができる。 【0018】フルカラー表示に関しては、図2の方式ば
かりでなく、画素毎にカラーフイルタを設置する方法、
3原色を別々にスクリーンに投射する方法等があるが、
偏光特性を持つスクリーンを有する本発明は、各色のコ
ントラス卜を大きくとれるため、色純度の高い鮮やかな
表示を得ることができる。 【0019】(実施例3)実施例3は画像形成手段とし
て投射型CRTを用いた場合である。図3に透過型スク
リーンを用いたシステムの断面図を示す。投射型CRT
16から発射された光束は投射レンズ6を通し、ミラー
14で折り返されスクリーン17に結像する。周囲光9
はスクリーン17で吸収されるが、反射成分10、透過
成分23が残存し、これがコントラスト低下の原因とな
つている。本発明による偏光特性を有するスクリーンを
用いると、選択的に周囲光9の吸収が行なわれる。偏光
特性を周囲光の偏光特性に合わせておくことによつて、
等方的な吸収を行なうものに比べ効果的に周囲光を吸収
する。 【0020】また偏光特性を持たない画像形成手段であ
る投射型CRTに偏光子を設置し、外因的に偏光特性を
与えても良い。 【0021】(実施例4)投射型表示装置としては偏光
板一体形透過スクリーンを用いることができる。図4に
一体形透過スクリーンの断面を示す。ヨードで染色し一
軸延伸された偏光板18は、散乱面形状のローラ19で
エンポス加工され、表面が光散乱するようになつてい
る。投射型表示装置としては、実施例1〜3と同じよう
に構成することができる。 【0022】(実施例5)実施例5は反射型スクリーン
を用いた場合である。図5は構成の1例を示す。投射装
置20は実施例1〜3と同様なものを用いることができ
るので、スクリーンについて説明する。図5中に反射型
スクリーン21の断面を示した。反射層22の上に偏光
板7が密着されている。反射層は偏光を乱さず、かつ拡
散性を持たなくてはならない。これは相反する要求であ
つて折衷点を選ぶ必要がある。表面を荒したアルミ箔な
どがこれに適している。また指向性を考慮して凹面鏡型
のカーブを持たせている。表面の偏光板7は、選択的に
周囲光を吸収するため、透過型スクリーンと同様、黒レ
べルを低下させコントラストを上げることができる。 【0023】 【発明の効果】以上述べたように本発明の投射型表示装
置は、スクリーンの偏光透過軸が垂直方向に形成されて
なることを特徴とするから、垂直方向及び水平方向の成
分を含む周囲光のスクリーンでの散乱やフレアに起因す
る表示画像の黒レべルの上昇によるコントラストの低下
を効果的に防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の主要構成図であり、TFTLCDを画
像形成手段とした場合である。 【図2】本発明によるTFTLCDを用いたフルカラ一
表示装置の構成図である。 【図3】本発明の投射型CRTを用いた表示装置の断面
図である。 【図4】本発明の透過型スクリーンの断面と製造法を簡
単に示した図である。 【図5】本発明の反射型スクリーンの断面とそれを用い
た投射システム図である。 【符号の説明】 4…TFTLCD 6…投射レンズ 7…偏光板 8…光乱射板 16…投射型CRT 17…偏光性透過型スクリーン 18…一体型透過スクリーン 21…偏光性反射型スクリーン

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.画像を拡大投射する投射光学手段によって光が投射
    される偏光スクリーンにおいて、 周囲光に含まれる垂直方向及び水平方向の偏光成分のう
    ちの垂直方向の偏光成分は透過し、水平方向の偏光成分
    は吸収する偏光手段を、スクリーン面に配置することを
    特徴とする偏光スクリーン。 2.画像を拡大投射する投射光学手段によって光が投射
    される偏光スクリーンにおいて、 周囲光に含まれる垂直方向及び水平方向の偏光成分のう
    ちの垂直方向の偏光成分は透過し、水平方向の偏光成分
    は吸収する偏光特性を有し、且つ一方の表面に光散乱加
    工を施してなる偏光板からなることを特徴とする偏光ス
    クリーン。
JP9044403A 1997-02-27 1997-02-27 偏光スクリーン Expired - Lifetime JP2746268B2 (ja)

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US6163402A (en) * 1998-06-11 2000-12-19 3M Innovative Properties Company Rear projection screen
US6449089B1 (en) 1998-03-30 2002-09-10 3M Innovative Properties Company Rear projection screen with enhanced contrast
JP2000199883A (ja) 1998-10-29 2000-07-18 Fujitsu Ltd 反射型プロジェクタ装置
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