JP2802050B2 - 明るい周囲光の環境用の後方投影スクリーン - Google Patents
明るい周囲光の環境用の後方投影スクリーンInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオディスプレイ、
特に明るい周囲光の環境用の改良された光輝度電子ディ
スプレイに関する。
特に明るい周囲光の環境用の改良された光輝度電子ディ
スプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のディスプレイはプロジェクタとス
クリーンから構成されている。通常のプロジェクタに関
する問題はこれらが十分に明るくないことである。典型
的に、プロジェクタランプからの光の約５％しかスクリ
ーンに到達しない。他の９５％の光はプロジェクタ内部
で失われる。
クリーンから構成されている。通常のプロジェクタに関
する問題はこれらが十分に明るくないことである。典型
的に、プロジェクタランプからの光の約５％しかスクリ
ーンに到達しない。他の９５％の光はプロジェクタ内部
で失われる。
【０００３】明るい周囲光の環境用に使用される通常の
タイプのプロジェクタの１例は液晶光バルブプロジェク
タである。プロジェクタランプからの光は液晶ビデオデ
ィスプレイを照射する前に照準され直線偏光される。次
に、光は第２の偏光装置（アナライザと呼ばれる）を通
過する。アナライザの偏光軸は偏光軸に関して９０度回
転されている。従って、通常の状態では光が阻止され
る。しかしながら、液晶の付勢電圧は偏光軸を回転さ
せ、これにより光がアナライザを通過することを可能に
する。液晶の付勢が大きい程、偏光軸の回転は大きくな
り、アナライザを通過する光の割合も大きくなる。液晶
はビデオディスプレイの黒色の画素領域では付勢されな
い。液晶は白色の画素領域で最大に付勢される。９５％
の光損失のほとんどが照準光学系と２つの偏光器におい
て生じる。高度の照準が必要とされ、そうでなければ液
晶は適切に機能しない。最も輝度の高い液晶光バルブプ
ロジェクタは約３，５００ルーメンを出力する。スクリ
ーン利得が５である９×１２フィートのディスプレイで
は、ディスプレイの輝度は１６０フットランバートに過
ぎない。これは明るい周囲光の環境（１０，０００フッ
トランバート）に対しては低すぎる。
タイプのプロジェクタの１例は液晶光バルブプロジェク
タである。プロジェクタランプからの光は液晶ビデオデ
ィスプレイを照射する前に照準され直線偏光される。次
に、光は第２の偏光装置（アナライザと呼ばれる）を通
過する。アナライザの偏光軸は偏光軸に関して９０度回
転されている。従って、通常の状態では光が阻止され
る。しかしながら、液晶の付勢電圧は偏光軸を回転さ
せ、これにより光がアナライザを通過することを可能に
する。液晶の付勢が大きい程、偏光軸の回転は大きくな
り、アナライザを通過する光の割合も大きくなる。液晶
はビデオディスプレイの黒色の画素領域では付勢されな
い。液晶は白色の画素領域で最大に付勢される。９５％
の光損失のほとんどが照準光学系と２つの偏光器におい
て生じる。高度の照準が必要とされ、そうでなければ液
晶は適切に機能しない。最も輝度の高い液晶光バルブプ
ロジェクタは約３，５００ルーメンを出力する。スクリ
ーン利得が５である９×１２フィートのディスプレイで
は、ディスプレイの輝度は１６０フットランバートに過
ぎない。これは明るい周囲光の環境（１０，０００フッ
トランバート）に対しては低すぎる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】屋外の電子サイン用に
設計された別のタイプの投影装置は小型の投影型陰極線
管（ＣＲＴ）を使用している。このタイプのプロジェク
タは高い輝度のディスプレイを発生することができる
が、このような投影型陰極線管は高価であり、また液晶
装置に比較すると寿命が短いため、価格および保守管理
上問題がある。本発明の目的は、明るい周囲光の環境で
使用するのに適した後方投影ディスプレイシステムを提
供することである。
設計された別のタイプの投影装置は小型の投影型陰極線
管（ＣＲＴ）を使用している。このタイプのプロジェク
タは高い輝度のディスプレイを発生することができる
が、このような投影型陰極線管は高価であり、また液晶
装置に比較すると寿命が短いため、価格および保守管理
上問題がある。本発明の目的は、明るい周囲光の環境で
使用するのに適した後方投影ディスプレイシステムを提
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、光源と、この
光源により発生された光をディスプレイスクリーン方向
に導く装置と、選択的に照明される表示画素を表す小さ
いセルのマトリックスから構成されているディスプレイ
スクリーンと、セルのマトリックスの駆動システムとを
具備している後方投影ディスプレイシステムにおいて、
前記セルのマトリックスの各セルが、第１の動作モード
において光源から入来する光を散乱し、第２の動作モー
ドにおいて散乱せずに光を通過させるように電気的に制
御される光散乱素子と、光散乱素子を通過する非散乱光
の焦点を焦点平面に結ばせるレンズ素子と、レンズ素子
の前記焦点に位置するピンホール孔を有する不透明な遮
光部材とをそれぞれ具備し、ピンホール孔の大きさは前
記各セルの光散乱素子を透過した非散乱光が前記レンズ
素子によって焦点平面に投影される照明領域とほぼ等し
く構成され、駆動システムはセルを通過する光の強度を
変調するように前記第１または第２の動作モードでそれ
ぞれのセルを選択的に動作させるためにセルのマトリッ
クスの各セルの前記光散乱素子を選択的に電気的に制御
し、第１の動作モードにおいては光散乱素子を通過する
光を多方向に散乱させて前記ピンホール孔を通って観察
者へ通過する光はほとんどなくし、第２の動作モードに
おいては光散乱素子を通過する光を散乱させずに所望の
画像を形成するためにピンホール孔を通過するように焦
点を結ばせてマトリックスのセルによって表される画素
により定められる画像を形成することを特徴とする。
光源により発生された光をディスプレイスクリーン方向
に導く装置と、選択的に照明される表示画素を表す小さ
いセルのマトリックスから構成されているディスプレイ
スクリーンと、セルのマトリックスの駆動システムとを
具備している後方投影ディスプレイシステムにおいて、
前記セルのマトリックスの各セルが、第１の動作モード
において光源から入来する光を散乱し、第２の動作モー
ドにおいて散乱せずに光を通過させるように電気的に制
御される光散乱素子と、光散乱素子を通過する非散乱光
の焦点を焦点平面に結ばせるレンズ素子と、レンズ素子
の前記焦点に位置するピンホール孔を有する不透明な遮
光部材とをそれぞれ具備し、ピンホール孔の大きさは前
記各セルの光散乱素子を透過した非散乱光が前記レンズ
素子によって焦点平面に投影される照明領域とほぼ等し
く構成され、駆動システムはセルを通過する光の強度を
変調するように前記第１または第２の動作モードでそれ
ぞれのセルを選択的に動作させるためにセルのマトリッ
クスの各セルの前記光散乱素子を選択的に電気的に制御
し、第１の動作モードにおいては光散乱素子を通過する
光を多方向に散乱させて前記ピンホール孔を通って観察
者へ通過する光はほとんどなくし、第２の動作モードに
おいては光散乱素子を通過する光を散乱させずに所望の
画像を形成するためにピンホール孔を通過するように焦
点を結ばせてマトリックスのセルによって表される画素
により定められる画像を形成することを特徴とする。
【０００６】光散乱素子はそれぞれポリマー分散の液晶
（ＰＤＬＣ）素子で構成され、光源はランプ素子を具備
し、光源から光をスクリーンに導く装置は光反射素子を
含んでいてもよい。光源から光をスクリーンに導く装置
は光源からの光を照準ビームに集束する光照準装置を含
んでいる。この場合ディスプレイスクリーンのマトリッ
クスを構成する全てのセルの構造は同一である。
（ＰＤＬＣ）素子で構成され、光源はランプ素子を具備
し、光源から光をスクリーンに導く装置は光反射素子を
含んでいてもよい。光源から光をスクリーンに導く装置
は光源からの光を照準ビームに集束する光照準装置を含
んでいる。この場合ディスプレイスクリーンのマトリッ
クスを構成する全てのセルの構造は同一である。
【０００７】本発明では通常のシステムの通常のプロジ
ェクタが除去されている。ランプはディスプレイスクリ
ーンを照明するための単なる光源として使用され、スク
リーンはビデオ速度で光を変調する小さいセルのマトリ
ックスである。各セルはポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）
材料のような電気的に付勢される光散乱素子と、レンズ
素子と、このレンズ素子の焦点に設けられたピンホール
孔とを含んでいる。ＰＤＬＣが電気的に付勢されたと
き、ＰＤＬＣを通過する光は多方向に散乱され、ピンホ
ール開口を通過し観察者に見られる光はほとんどない。
ＰＤＬＣが電気的に付勢されないとき、ＰＤＬＣを通過
する光は散乱されない。各セルのレンズはピンホール開
口を通過する光の焦点を結び、観察者は光の明るいスポ
ットを観察する。本発明は偏光方法よりも散乱を使用す
るのでランプからの光の約５０％がスクリーンに到達す
るものと見積もられている。高効率の別の理由は光が通
常のシステムのように複雑なコンデンサ／プロジェクタ
光学系システムを通過する必要がないことである。従っ
て、所定の寸法の光源では本発明を実施したディスプレ
イの輝度は通常のディスプレイの１０倍程明るいと見積
もられている。
ェクタが除去されている。ランプはディスプレイスクリ
ーンを照明するための単なる光源として使用され、スク
リーンはビデオ速度で光を変調する小さいセルのマトリ
ックスである。各セルはポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）
材料のような電気的に付勢される光散乱素子と、レンズ
素子と、このレンズ素子の焦点に設けられたピンホール
孔とを含んでいる。ＰＤＬＣが電気的に付勢されたと
き、ＰＤＬＣを通過する光は多方向に散乱され、ピンホ
ール開口を通過し観察者に見られる光はほとんどない。
ＰＤＬＣが電気的に付勢されないとき、ＰＤＬＣを通過
する光は散乱されない。各セルのレンズはピンホール開
口を通過する光の焦点を結び、観察者は光の明るいスポ
ットを観察する。本発明は偏光方法よりも散乱を使用す
るのでランプからの光の約５０％がスクリーンに到達す
るものと見積もられている。高効率の別の理由は光が通
常のシステムのように複雑なコンデンサ／プロジェクタ
光学系システムを通過する必要がないことである。従っ
て、所定の寸法の光源では本発明を実施したディスプレ
イの輝度は通常のディスプレイの１０倍程明るいと見積
もられている。
【０００８】
【実施例】本発明のこれらおよび他の特徴と利点は添付
図面で示されているように実施例の以下の詳細な説明か
らより明白になるであろう。図１は本発明を実施したデ
ィスプレイシステム50を示している。ランプ54のほとん
どを包囲する反射装置52は照準装置56方向に光を誘導
し、この照準装置52はランプ54からの光をスクリーン58
に導かれるビームに照準する。キセノンランプ、好まし
くは０．５乃至１ｍｍ程度の小さい球状の発光領域を有
するものがランプ54に適切である。金属のハロゲンラン
プもまた使用されるが、しかしながら、発光領域はそれ
より大きい（２乃至８ｍｍ）。ピンホールの大きさはラ
ンプ54の発光領域の大きさの関数である。発光領域が大
きい程、ピンホールも大きくならなければならない。ピ
ンホールが大きい程、ピンホールを経て脱出する散乱光
も多くなり、したがってコントラストは低くなる。ま
た、より多くの周囲光がより大きなピンホールに入り観
察者に反射される。ランプの発光領域が細長く、または
管状であるならば、ピンホールもまた細長くまたは管状
である。
図面で示されているように実施例の以下の詳細な説明か
らより明白になるであろう。図１は本発明を実施したデ
ィスプレイシステム50を示している。ランプ54のほとん
どを包囲する反射装置52は照準装置56方向に光を誘導
し、この照準装置52はランプ54からの光をスクリーン58
に導かれるビームに照準する。キセノンランプ、好まし
くは０．５乃至１ｍｍ程度の小さい球状の発光領域を有
するものがランプ54に適切である。金属のハロゲンラン
プもまた使用されるが、しかしながら、発光領域はそれ
より大きい（２乃至８ｍｍ）。ピンホールの大きさはラ
ンプ54の発光領域の大きさの関数である。発光領域が大
きい程、ピンホールも大きくならなければならない。ピ
ンホールが大きい程、ピンホールを経て脱出する散乱光
も多くなり、したがってコントラストは低くなる。ま
た、より多くの周囲光がより大きなピンホールに入り観
察者に反射される。ランプの発光領域が細長く、または
管状であるならば、ピンホールもまた細長くまたは管状
である。
【０００９】この目的に適している好ましい照準装置に
は、フレネルレンズ、キノフォーム（kinoform：電子計
算機で合成された一種の位相ホログラム）、２進光学系
または回折／ホログラフ照準装置が含まれる。照準装置
の使用は本発明の実施では任意選択的であることに留意
すべきである。照準装置を使用する利点は、スクリーン
マトリックスの全てのセルが照準装置が使用されるなら
ば同一にすることができる。
は、フレネルレンズ、キノフォーム（kinoform：電子計
算機で合成された一種の位相ホログラム）、２進光学系
または回折／ホログラフ照準装置が含まれる。照準装置
の使用は本発明の実施では任意選択的であることに留意
すべきである。照準装置を使用する利点は、スクリーン
マトリックスの全てのセルが照準装置が使用されるなら
ば同一にすることができる。
【００１０】照準装置が使用されなければ、スクリーン
を構成する隣接セルのレンズ間のレンズ間隔は一定であ
れば、ピンホールの間隔はスクリーンの中心から周囲ま
で増加しなければならない。反対に、ピンホールの間隔
を一定にすれば、レンズの間隔はスクリーンの中心から
周辺へと減少する。換言すると、照準装置が使用されな
ければ、光が各レンズに入る角度はレンズ位置の関数で
ある。角度はスクリーンの中心で０度であり、角度はス
クリーンの中心からの距離の増加に応じて増加する。０
度以外の角度でレンズに入る光はレンズの光軸からある
程度の距離に位置している点に焦点を結ぶ。０度の角度
でレンズに入る光のみが光軸上で焦点を結ぶ。ピンホー
ルはレンズの焦点に位置されるべきである。
を構成する隣接セルのレンズ間のレンズ間隔は一定であ
れば、ピンホールの間隔はスクリーンの中心から周囲ま
で増加しなければならない。反対に、ピンホールの間隔
を一定にすれば、レンズの間隔はスクリーンの中心から
周辺へと減少する。換言すると、照準装置が使用されな
ければ、光が各レンズに入る角度はレンズ位置の関数で
ある。角度はスクリーンの中心で０度であり、角度はス
クリーンの中心からの距離の増加に応じて増加する。０
度以外の角度でレンズに入る光はレンズの光軸からある
程度の距離に位置している点に焦点を結ぶ。０度の角度
でレンズに入る光のみが光軸上で焦点を結ぶ。ピンホー
ルはレンズの焦点に位置されるべきである。
【００１１】スクリーン58は小さいセルのマトリックス
である。図２のＡとＢはスクリーン58を構成する１つの
セル60の動作を示している。各セル60はこの実施例では
３個の部品、即ち電気的に付勢される光散乱素子、この
実施例ではポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）62と、焦点を
結ばせるマイクロレンズ64と、このマイクロレンズ64の
焦点の位置に設けられている不透明な（好ましくは黒
色）表面68上のピンホール開口66とを具備している。
である。図２のＡとＢはスクリーン58を構成する１つの
セル60の動作を示している。各セル60はこの実施例では
３個の部品、即ち電気的に付勢される光散乱素子、この
実施例ではポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）62と、焦点を
結ばせるマイクロレンズ64と、このマイクロレンズ64の
焦点の位置に設けられている不透明な（好ましくは黒
色）表面68上のピンホール開口66とを具備している。
【００１２】図２のＡで示されているようにＰＤＬＣ62
が非散乱状態にあるとき、ランプ54からの照準された光
はレンズ64を通過し、これは光を不透明な遮光部材68に
設けられたピンホール66の点に焦点を結び、光はピンホ
ール66を通過して観察者によって見られる。点の直径は
ランプ54の発光領域の寸法と、照準装置56の焦点距離
と、マイクロレンズ64の焦点距離と、光の波長との関数
である。ピンホール66の面積は典型的に不透明な遮光部
材68の表面の１つのセル領域に対応する面積の１％より
も小さいことに留意しなければならない。従って、不透
明な遮光部材68の表面を黒色に塗装すれば、観察者に反
射する周囲光はほとんどなくなる。
が非散乱状態にあるとき、ランプ54からの照準された光
はレンズ64を通過し、これは光を不透明な遮光部材68に
設けられたピンホール66の点に焦点を結び、光はピンホ
ール66を通過して観察者によって見られる。点の直径は
ランプ54の発光領域の寸法と、照準装置56の焦点距離
と、マイクロレンズ64の焦点距離と、光の波長との関数
である。ピンホール66の面積は典型的に不透明な遮光部
材68の表面の１つのセル領域に対応する面積の１％より
も小さいことに留意しなければならない。従って、不透
明な遮光部材68の表面を黒色に塗装すれば、観察者に反
射する周囲光はほとんどなくなる。
【００１３】図２のＢで示されているようにＰＤＬＣ62
が散乱状態にあるとき、光は多方向に散乱される。ほと
んどの光は不透明な遮光部材68の表面により遮断され
る。ほとんどの光はピンホール66を通過しない。この応
用の設計目的はＰＤＬＣ62が散乱状態にあるときピンホ
ール66を通過する光が１％より少なくすることである。
それ故、ディスプレイのコントラストは約１００：１で
ある。
が散乱状態にあるとき、光は多方向に散乱される。ほと
んどの光は不透明な遮光部材68の表面により遮断され
る。ほとんどの光はピンホール66を通過しない。この応
用の設計目的はＰＤＬＣ62が散乱状態にあるときピンホ
ール66を通過する光が１％より少なくすることである。
それ故、ディスプレイのコントラストは約１００：１で
ある。
【００１４】図３は、ディスプレイシステム50の電気的
に動作された素子のブロック図である。ランプ54はラン
プ電源80により付勢される。ディスプレイスクリーン58
の各セル60はディスプレイ制御装置90の制御の下でＰＤ
ＬＣ駆動回路86により電気的に動作される。制御装置90
は入力ビデオ信号により定められる画像を表示するため
セルのマトリックスを付勢するように入力ビデオ信号に
応答して動作する。
に動作された素子のブロック図である。ランプ54はラン
プ電源80により付勢される。ディスプレイスクリーン58
の各セル60はディスプレイ制御装置90の制御の下でＰＤ
ＬＣ駆動回路86により電気的に動作される。制御装置90
は入力ビデオ信号により定められる画像を表示するため
セルのマトリックスを付勢するように入力ビデオ信号に
応答して動作する。
【００１５】ＰＤＬＣ材料の駆動回路は技術でよく知ら
れている。このような駆動回路は通常、各セルに位置さ
れているトランジスタとキャパシタと、キャパシタ上に
電荷を蓄積することによりトランジスタを電気的に付勢
するために使用される電極のＸ−Ｙグリッドとを含んで
いる。キャパシタ上に蓄積されている電荷の量はトラン
ジスタが“オンに切換えられる”度合いに影響を与え
る。トランジスタが完全なオンに切換えられるならば、
ＰＤＬＣは最大の電界を受け、十分な散乱状態になる。
トランジスタがオンに切換えられなければＰＤＬＣは最
小の電界を受け、散乱しない。
れている。このような駆動回路は通常、各セルに位置さ
れているトランジスタとキャパシタと、キャパシタ上に
電荷を蓄積することによりトランジスタを電気的に付勢
するために使用される電極のＸ−Ｙグリッドとを含んで
いる。キャパシタ上に蓄積されている電荷の量はトラン
ジスタが“オンに切換えられる”度合いに影響を与え
る。トランジスタが完全なオンに切換えられるならば、
ＰＤＬＣは最大の電界を受け、十分な散乱状態になる。
トランジスタがオンに切換えられなければＰＤＬＣは最
小の電界を受け、散乱しない。
【００１６】１実施例の構成では、Ｘ−Ｙグリッドはマ
イラーシートのようなプラスティックシートにシルクス
クリーン印刷される。トランジスタとキャパシタはＸ−
Ｙグリッドにワイヤ結合される。レンズと遮光部材68の
ピンホール孔アレイは注入モールドにより製造されるこ
とができる。マイラーシートとレンズ／ピンホールアレ
イは完成したスクリーンを形成するために積層される。
イラーシートのようなプラスティックシートにシルクス
クリーン印刷される。トランジスタとキャパシタはＸ−
Ｙグリッドにワイヤ結合される。レンズと遮光部材68の
ピンホール孔アレイは注入モールドにより製造されるこ
とができる。マイラーシートとレンズ／ピンホールアレ
イは完成したスクリーンを形成するために積層される。
【００１７】種々の種類のＰＤＬＣが存在する。あるも
のは電気的電圧により励起されたとき光を散乱する。あ
るものは電圧が除去されたとき光を散乱する。どちらの
タイプも本発明の実施で使用されることができる。
のは電気的電圧により励起されたとき光を散乱する。あ
るものは電圧が除去されたとき光を散乱する。どちらの
タイプも本発明の実施で使用されることができる。
【００１８】９×１２フィートのスクリーン用に設計さ
れた実施例を考慮する。３７５×５００画素解像度を仮
定すると、各セル60は０．２８８×０．２８８インチの
大きさである。セル60のこの寸法は８２．５フィート以
上の観察距離で肉眼限定の解像度を与える。セルの総数
は１８７，５００である。レンズ64の焦点距離は所望の
視野角度の関数である。＋／−３０度の視野角度では、
レンズ64の焦点距離は例えば０．２４９４インチであ
る。マイクロレンズ64は簡単な小さいレンズである。レ
ンズ構成の好ましい方法は注入モールドである。
れた実施例を考慮する。３７５×５００画素解像度を仮
定すると、各セル60は０．２８８×０．２８８インチの
大きさである。セル60のこの寸法は８２．５フィート以
上の観察距離で肉眼限定の解像度を与える。セルの総数
は１８７，５００である。レンズ64の焦点距離は所望の
視野角度の関数である。＋／−３０度の視野角度では、
レンズ64の焦点距離は例えば０．２４９４インチであ
る。マイクロレンズ64は簡単な小さいレンズである。レ
ンズ構成の好ましい方法は注入モールドである。
【００１９】のみが９×１２フィートのスクリーンに対
して単一のランプしか必要とされない。そうでなければ
スクリーンは各ランプの１組のピンホールを具備しなけ
ればならない。換言すると、多重ランプは遮光部材68の
表面上で多重画像を生じる。各ランプは各ランプの物理
的分離に応じて表面68上の僅かに異なった位置にイメ−
ジされる。
して単一のランプしか必要とされない。そうでなければ
スクリーンは各ランプの１組のピンホールを具備しなけ
ればならない。換言すると、多重ランプは遮光部材68の
表面上で多重画像を生じる。各ランプは各ランプの物理
的分離に応じて表面68上の僅かに異なった位置にイメ−
ジされる。
【００２０】カラーディスプレイでは、この例の９×１
２フィートのスクリーンの各セルの寸法は０．０９６×
０．２８８インチである。同一の焦点距離のレンズでは
垂直方向の観察角度は＋／−１０．９度である。セルの
総数は５６２，５００である。従って、カラーディスプ
レイシステムは同一の解像度で係数３、即ち、１つは赤
色用のサブセル、１つは緑色用のサブセル、１つは青色
用のサブセルによりセル数を増加する。それぞれのサブ
セルが所望の明るいカラーのみを通過することを確実に
するためにフィルタが使用されることができるが、フィ
ルタの使用は効率を悪化させる。即ち、光の３分の２は
フィルタにより吸収または反射される。各セルが光をス
ペクトルに拡散させる前にプリズム（またはホログラ
フ）を使用することが好ましく、その結果、赤色光は赤
色セルを通過し、緑色光は緑色セルを通過し、青色光は
青色セルを通過する。
２フィートのスクリーンの各セルの寸法は０．０９６×
０．２８８インチである。同一の焦点距離のレンズでは
垂直方向の観察角度は＋／−１０．９度である。セルの
総数は５６２，５００である。従って、カラーディスプ
レイシステムは同一の解像度で係数３、即ち、１つは赤
色用のサブセル、１つは緑色用のサブセル、１つは青色
用のサブセルによりセル数を増加する。それぞれのサブ
セルが所望の明るいカラーのみを通過することを確実に
するためにフィルタが使用されることができるが、フィ
ルタの使用は効率を悪化させる。即ち、光の３分の２は
フィルタにより吸収または反射される。各セルが光をス
ペクトルに拡散させる前にプリズム（またはホログラ
フ）を使用することが好ましく、その結果、赤色光は赤
色セルを通過し、緑色光は緑色セルを通過し、青色光は
青色セルを通過する。
【００２１】図４はＰＤＬＣ62が十分に散乱されるとき
の所望の散乱分布を示している。図５はＰＤＬＣ62が部
分的に散乱されるときの散乱分布を示している。換言す
ると、ＰＤＬＣに供給される電圧は最大値（最小値）よ
りも小さい。こうしてグレースケール（中間調）が得ら
れる。供給された電圧はピンホールを通過する光の割合
に影響する散乱分布（角度）を変化する。
の所望の散乱分布を示している。図５はＰＤＬＣ62が部
分的に散乱されるときの散乱分布を示している。換言す
ると、ＰＤＬＣに供給される電圧は最大値（最小値）よ
りも小さい。こうしてグレースケール（中間調）が得ら
れる。供給された電圧はピンホールを通過する光の割合
に影響する散乱分布（角度）を変化する。
【００２２】前述の実施例は本発明の原理を表す可能な
特定の実施例の単なる例示であることが理解されよう。
例えば、ＰＤＬＣ以外の光散乱材料が“ダイナミック散
乱装置”として知られる液晶材料等、ディスプレイスク
リーンのセルで使用される。他の装置が本発明の技術的
範囲を逸脱することなく当業者によりこれらの原理に応
じて容易に発明されるであろう。
特定の実施例の単なる例示であることが理解されよう。
例えば、ＰＤＬＣ以外の光散乱材料が“ダイナミック散
乱装置”として知られる液晶材料等、ディスプレイスク
リーンのセルで使用される。他の装置が本発明の技術的
範囲を逸脱することなく当業者によりこれらの原理に応
じて容易に発明されるであろう。
【図１】本発明の１実施形態のディスプレイシステムの
概略図。
概略図。
【図２】ＰＤＬＣ素子を有する図１のシステムのディス
プレイスクリーンを構成するセルの概略図。
プレイスクリーンを構成するセルの概略図。
【図３】図１のディスプレイシステムのブロック図。
【図４】ＰＤＬＣ素子が十分に散乱されたときに所望さ
れる散乱分布図。
れる散乱分布図。
【図５】ＰＤＬＣが部分的に散乱したとき、即ちＰＤＬ
Ｃに供給された電圧が最大値（最小値）よりも小さいと
きの散乱分布図。
Ｃに供給された電圧が最大値（最小値）よりも小さいと
きの散乱分布図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｆ (56)参考文献 特開 平３−87722（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−126982（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141 G02B 27/18 G03B 21/14 H04N 5/74
Claims (3)
- 【請求項１】 ディスプレイ照明光を発生させる光源
と、この光源により発生された光を照準装置に導く反射
器と、前記光源により発生された光を集束してその集束
された光をディスプレイスクリーン方向に導く光照準装
置と、選択的に照明される表示画素を表す小さいセルの
マトリックスから構成されているディスプレイスクリー
ンと、セルのマトリックスの駆動システムとを具備して
いる後方投影ディスプレイシステムにおいて、 前記セルのマトリックスの各セルは、 第１の動作モードにおいて光源から入来する光を散乱
し、第２の動作モードにおいて散乱せずに光を通過させ
るように電気的に制御される光散乱素子と、 前記光散乱素子を通過する非散乱光の焦点を焦点平面に
結ばせるレンズ素子と、 前記レンズ素子の前記焦点に位置するピンホール孔を有
し、観察者に面した外部表面が観察者に対する周囲光の
反射を少なくするために黒くされている不透明な遮光部
材とをそれぞれ具備し、 前記ピンホール孔は前記各セルの光散乱素子を透過して
前記レンズ素子によって焦点平面に投影される非散乱光
を通過させるように構成され、 前記駆動システムはセルを通過する光の強度を変調する
ように前記第１または第２の動作モードでそれぞれのセ
ルを選択的に動作させるためにセルのマトリックスの各
セルの前記光散乱素子を選択的に電気的に制御し、 前記第１の動作モードにおいては光散乱素子を通過する
光を多方向に散乱させて前記ピンホール孔を通って観察
者へ通過する光はほとんどなくし、前記第２の動作モー
ドにおいては光散乱素子を通過する光を散乱させずに所
望の画像を形成するためにピンホール孔を通過するよう
に焦点を結ばせてマトリックスのセルによって表される
画素により定められる画像を形成することを特徴とする
後方投影ディスプレイシステム。 - 【請求項２】 光源と、この光源により発生された光を
照準するように集束せずにディスプレイスクリーン方向
に導く装置と、選択的に照明される表示画素を表す小さ
いセルのマトリックスから構成されているディスプレイ
スクリーンと、セルのマトリックスの駆動システムとを
具備している後方投影ディスプレイシステムにおいて、 前記セルのマトリックスの各セルは、 第１の動作モードにおいて光源から入来する光を散乱
し、第２の動作モードにおいて散乱せずに光を通過させ
るように電気的に制御される光散乱素子と、 前記光散乱素子を通過する非散乱光の焦点を焦点平面に
結ばせるレンズ素子と、 前記レンズ素子の前記焦点に位置するピンホール孔を有
する不透明な遮光部材とをそれぞれ具備し、 前記ピンホール孔は前記各セルの光散乱素子を透過して
前記レンズ素子によって焦点平面に投影される非散乱光
を通過させるように構成され、 前記ディスプレイスクリーンを横切る方向における前記
各セルのレンズ素子の間隔は一定であり、一方各セルの
ピンホール孔のディスプレイスクリーンを横切る方向に
おける間隔は変化されており、 前記駆動システムはセルを通過する光の強度を変調する
ように前記第１または第２の動作モードでそれぞれのセ
ルを選択的に動作させるためにセルのマトリックスの各
セルの前記光散乱素子を選択的に電気的に制御し、 前記第１の動作モードにおいては光散乱素子を通過する
光を多方向に散乱させて前記ピンホール孔を通って観察
者へ通過する光はほとんどなくし、前記第２の動作モー
ドにおいては光散乱素子を通過する光を散乱させずに所
望の画像を形成するためにピンホール孔を通過するよう
に焦点を結ばせてマトリックスのセルによって表される
画素により定められる画像を形成することを特徴とする
後方投影ディスプレイシステム。 - 【請求項３】 光源と、この光源により発生された光を
照準するように集束せずにディスプレイスクリーン方向
に導く装置と、選択的に照明される表示画素を表す小さ
いセルのマトリックスから構成されているディスプレイ
スクリーンと、セルのマトリックスの駆動システムとを
具備している後方投影ディスプレイシステムにおいて、 前記セルのマトリックスの各セルは、 第１の動作モードにおいて光源から入来する光を散乱
し、第２の動作モードにおいて散乱せずに光を通過させ
るように電気的に制御される光散乱素子と、 前記光散乱素子を通過する非散乱光の焦点を焦点平面に
結ばせるレンズ素子と、 前記レンズ素子の前記焦点に位置するピンホール孔を有
する不透明な遮光部材とをそれぞれ別々に具備し、 前記ピンホール孔は前記各セルの光散乱素子を透過して
前記レンズ素子によって焦点平面に投影される非散乱光
を通過させるように構成され、 前記ディスプレイスクリーンを横切る方向における前記
各セルのピンホール孔の間隔は一定であり、一方各セル
のレンズ素子のディスプレイスクリーンを横切る方向に
おける間隔は変化されており、 前記駆動システムはセルを通過する光の強度を変調する
ように前記第１または第２の動作モードでそれぞれのセ
ルを選択的に動作させるためにセルのマトリックスの各
セルの前記光散乱素子を選択的に電気的に制御し、 前記第１の動作モードにおいては光散乱素子を通過する
光を多方向に散乱させて前記ピンホール孔を通って観察
者へ通過する光はほとんどなくし、前記第２の動作モー
ドにおいては光散乱素子を通過する光を散乱させずに所
望の画像を形成するためにピンホール孔を通過するよう
に焦点を結ばせてマトリックスのセルによって表される
画素により定められる画像を形成することを特徴とする
後方投影ディスプレイシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/261,520 US5546202A (en) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Rear projection screen for high ambient light environments having a pinhole area substantially equal to luminous area of the light source |
| US261520 | 2002-10-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179261A JPH08179261A (ja) | 1996-07-12 |
| JP2802050B2 true JP2802050B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=22993679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7150479A Expired - Fee Related JP2802050B2 (ja) | 1994-06-17 | 1995-06-16 | 明るい周囲光の環境用の後方投影スクリーン |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5546202A (ja) |
| EP (1) | EP0687943A3 (ja) |
| JP (1) | JP2802050B2 (ja) |
| KR (1) | KR960003367A (ja) |
| CA (1) | CA2149552C (ja) |
| IL (1) | IL113759A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5610735A (en) * | 1993-06-04 | 1997-03-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light scattering light valve projection apparatus |
| GB9409707D0 (en) * | 1994-05-14 | 1994-07-06 | Philips Electronics Uk Ltd | Liquid crystal projection display systems |
| JPH0950081A (ja) * | 1995-08-08 | 1997-02-18 | Sony Corp | 透過型表示装置 |
| US6814443B2 (en) | 2001-09-26 | 2004-11-09 | Digital Advertising Network Inc | Image projection system and its method of use |
| WO2007115664A1 (de) * | 2006-04-06 | 2007-10-18 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Projektionsbeleuchtungssystem, in dem linsen mit diffraktiv optischen elementen verwendet werden |
| US20070247715A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-25 | Melvin Francis | Projection illumination systems lenses with diffractive optical elements |
| CN108351546A (zh) | 2015-06-30 | 2018-07-31 | 哥兹有限公司 | 用于显示投影屏幕的改进的聚合物分散液晶（pdlc） |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2738706A (en) * | 1952-04-04 | 1956-03-20 | Jr Harvey A Thompson | Back-lighted projection screens |
| US3191495A (en) * | 1963-03-14 | 1965-06-29 | Wendell S Miller | Projection screen |
| US3523717A (en) * | 1967-02-01 | 1970-08-11 | Gen Electric | Composite back projection screen |
| JPS5251538Y2 (ja) * | 1972-04-25 | 1977-11-22 | ||
| DE2511390C2 (de) * | 1975-03-15 | 1984-03-15 | Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tageslichtprojektionsschirmen sowie nach diesem Verfahren hergestellter Tageslichtprojektionsschirm |
| US4003080A (en) * | 1975-06-02 | 1977-01-11 | Laser Video, Inc. | Large screen video display systems and methods therefor |
| JPS5564228A (en) * | 1978-11-08 | 1980-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | Reflection type projecting screen |
| US4613207A (en) * | 1984-05-08 | 1986-09-23 | Manchester R & D Partnership | Liquid crystal projector and method |
| JP2721497B2 (ja) * | 1984-03-19 | 1998-03-04 | ケント・ステート・ユニバーシティ | 光変調性物質の製造方法 |
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| NL8600184A (nl) * | 1986-01-28 | 1987-08-17 | Philips Nv | Doorzichtprojektiesysteem. |
| US4964695A (en) * | 1987-10-06 | 1990-10-23 | North American Philips Corporation | Lenticular arrays for front projection screens and contrast improving method and device |
| JPH0387722A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-12 | Asahi Glass Co Ltd | 背面投射型液晶表示装置 |
| JPH03126982A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-05-30 | Omron Corp | 表示装置 |
| JPH07107594B2 (ja) * | 1990-02-26 | 1995-11-15 | シャープ株式会社 | 投影型画像表示装置 |
| DE69132253T2 (de) * | 1990-11-28 | 2001-01-04 | Canon Kk | Lichtstreuende Flüssigkristallvorrichtung |
| JPH05196925A (ja) * | 1991-04-17 | 1993-08-06 | Asahi Glass Co Ltd | 投射型液晶表示装置 |
| JP2849492B2 (ja) * | 1991-05-31 | 1999-01-20 | シャープ株式会社 | 投影型液晶表示装置 |
| WO1993011452A1 (en) * | 1991-11-25 | 1993-06-10 | Magnascreen Corporation | Microprojection display system with fiber-optic illuminator, and method of display and illumination |
| JPH06167697A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-14 | Teijin Ltd | 画像表示装置 |
-
1994
- 1994-06-17 US US08/261,520 patent/US5546202A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-05-16 CA CA002149552A patent/CA2149552C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-05-17 IL IL11375995A patent/IL113759A/xx not_active IP Right Cessation
- 1995-05-24 EP EP95303518A patent/EP0687943A3/en not_active Withdrawn
- 1995-06-16 KR KR1019950015964A patent/KR960003367A/ko not_active Application Discontinuation
- 1995-06-16 JP JP7150479A patent/JP2802050B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5546202A (en) | 1996-08-13 |
| CA2149552A1 (en) | 1995-12-18 |
| IL113759A (en) | 1999-04-11 |
| JPH08179261A (ja) | 1996-07-12 |
| EP0687943A3 (en) | 1997-03-05 |
| CA2149552C (en) | 1999-02-23 |
| EP0687943A2 (en) | 1995-12-20 |
| KR960003367A (ko) | 1996-01-26 |
| IL113759A0 (en) | 1995-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |