JP3223685B2 - 画像投写装置および投写スクリーン - Google Patents
画像投写装置および投写スクリーンInfo
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/54—Accessories
- G03B21/56—Projection screens
- G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
- G03B21/62—Translucent screens
- G03B21/625—Lenticular translucent screens
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＣＲＴ、液晶パネルなど
の３原色の映像を拡大投写してスクリーン上で重ね合わ
せ、前面からカラー画像として観察する画像投写装置、
およびその投写スクリーンに関し、特にこの種の装置で
問題となるカラーシフトをほぼ解消し得る画像投射装置
とスクリーンに関する。
の３原色の映像を拡大投写してスクリーン上で重ね合わ
せ、前面からカラー画像として観察する画像投写装置、
およびその投写スクリーンに関し、特にこの種の装置で
問題となるカラーシフトをほぼ解消し得る画像投射装置
とスクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年ＴＶ受像機を中心に大画面に対する
ニーズが高まっており、これを比較的軽量コンパクトに
実現できる背面投写型の画像投写装置が注目されてい
る。
ニーズが高まっており、これを比較的軽量コンパクトに
実現できる背面投写型の画像投写装置が注目されてい
る。
【０００３】この種の装置としては、赤、青、緑の単色
ＣＲＴで形成した画像を、各々に対応する投写レンズで
拡大投写してスクリーン上で重ね合わせカラー画像を実
現するのが一般的である。その基本構成を模式的に図１
に示す。
ＣＲＴで形成した画像を、各々に対応する投写レンズで
拡大投写してスクリーン上で重ね合わせカラー画像を実
現するのが一般的である。その基本構成を模式的に図１
に示す。
【０００４】図で１はＣＲＴ、２は投写レンズであり添
え字のＲ、Ｇ、Ｂは各々赤、緑、青の画像に対応してい
ることを示す。スクリーン３はフレネルレンズ３ａとレ
ンチキュラレンズ３ｂで構成される。フレネルレンズ３
ａは投写レンズ２からスクリーン３に発散的に入射する
投射光を略平行光に変換する働きをする。レンチキュラ
レンズ３ｂは入射光を拡散する働きをし、これが装置の
視野特性を支配する。
え字のＲ、Ｇ、Ｂは各々赤、緑、青の画像に対応してい
ることを示す。スクリーン３はフレネルレンズ３ａとレ
ンチキュラレンズ３ｂで構成される。フレネルレンズ３
ａは投写レンズ２からスクリーン３に発散的に入射する
投射光を略平行光に変換する働きをする。レンチキュラ
レンズ３ｂは入射光を拡散する働きをし、これが装置の
視野特性を支配する。
【０００５】このような構成では、投射光のスクリーン
３への入射角が赤、緑、青でそれぞれ異なる（この入射
角の差を集中角と呼ぶ）ことから発生するカラーシフト
が問題となり、視野特性の制御に関してはこのカラーシ
フトを低減することに主眼がおかれる。
３への入射角が赤、緑、青でそれぞれ異なる（この入射
角の差を集中角と呼ぶ）ことから発生するカラーシフト
が問題となり、視野特性の制御に関してはこのカラーシ
フトを低減することに主眼がおかれる。
【０００６】その一つの例が、特開昭５８−１３４６２
７号公報である。そこではレンチキュラレンズ３ｂの入
射面を離心率が媒体屈折率の逆数に等しい楕円形状にし
て球面収差を排除し、その焦点位置に出射面を設定する
ことを推奨している。
７号公報である。そこではレンチキュラレンズ３ｂの入
射面を離心率が媒体屈折率の逆数に等しい楕円形状にし
て球面収差を排除し、その焦点位置に出射面を設定する
ことを推奨している。
【０００７】この様に設定することで光軸に平行入射す
る緑光線を完全結像させて出射角が出射面形状に依存し
ないようにすると共に斜め入射する青光線および赤光線
に対してコマ収差を発生させ、これを利用して斜め入射
光の出射角を補正するように出射面形状を設計するとい
う手法でカラーシフトを低減している。
る緑光線を完全結像させて出射角が出射面形状に依存し
ないようにすると共に斜め入射する青光線および赤光線
に対してコマ収差を発生させ、これを利用して斜め入射
光の出射角を補正するように出射面形状を設計するとい
う手法でカラーシフトを低減している。
【０００８】集中角が７度の場合を例に取って、この手
法で設計したスクリーンの基本配光特性（通常添加され
るランダムな拡散要素の効果は考慮しない）を算出した
結果を図２に示す（媒体屈折率としてはスクリーン材料
として最も一般的なＰＭＭＡの値、約１．５を用いてい
る）。図で横軸は観察方向でスクリーンに垂直な方向を
０度としており、縦軸は０度方向を基準とした相対輝度
である。
法で設計したスクリーンの基本配光特性（通常添加され
るランダムな拡散要素の効果は考慮しない）を算出した
結果を図２に示す（媒体屈折率としてはスクリーン材料
として最も一般的なＰＭＭＡの値、約１．５を用いてい
る）。図で横軸は観察方向でスクリーンに垂直な方向を
０度としており、縦軸は０度方向を基準とした相対輝度
である。
【０００９】図から読み取れるように、この例では緑光
線の観察範囲を約±５０度に設定している。この値は、
現在の画像投射装置に求められる標準的な値であり、以
下の計算例でも緑光線の観察範囲が±５０度になること
を条件とする。
線の観察範囲を約±５０度に設定している。この値は、
現在の画像投射装置に求められる標準的な値であり、以
下の計算例でも緑光線の観察範囲が±５０度になること
を条件とする。
【００１０】図２では、赤、青、緑の観察範囲に若干の
食い違いがみられるが、ランダム拡散要素を追加すれば
実用上充分な特性を実現することが出来る。
食い違いがみられるが、ランダム拡散要素を追加すれば
実用上充分な特性を実現することが出来る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように集中角が小
さな場合は、従来技術を用いて実用上充分なカラーシフ
ト低減を実現することが出来る。しかしながら、近年装
置の薄型化が強く望まれており、これを実現するために
は必然的に集中角が大きくなり、従来技術ではカラーシ
フトの低減が不十分であることが指摘されている。
さな場合は、従来技術を用いて実用上充分なカラーシフ
ト低減を実現することが出来る。しかしながら、近年装
置の薄型化が強く望まれており、これを実現するために
は必然的に集中角が大きくなり、従来技術ではカラーシ
フトの低減が不十分であることが指摘されている。
【００１２】図３に集中角１５度に対して従来技術を適
用した場合の基本配光特性を示す。図では赤、青、緑の
視野領域が大きく食い違っており、視野範囲においても
輝度分布に差が大きく、観察方向によって大きな色ずれ
を生じる。
用した場合の基本配光特性を示す。図では赤、青、緑の
視野領域が大きく食い違っており、視野範囲においても
輝度分布に差が大きく、観察方向によって大きな色ずれ
を生じる。
【００１３】従来技術によるカラーシフト補正が、特に
集中角が大きな場合に不十分になる理由が、基本的にレ
ンチキュラレンズの入射面を「離心率が媒体屈折率の逆
数に等しい楕円面」に設定していることにあることを発
明者らは見いだした。
集中角が大きな場合に不十分になる理由が、基本的にレ
ンチキュラレンズの入射面を「離心率が媒体屈折率の逆
数に等しい楕円面」に設定していることにあることを発
明者らは見いだした。
【００１４】従来技術においてはレンチキュラレンズの
入射面を上記のように設定した上で、光軸に斜交入射す
る光線（赤または青の光線）の出射角が、それと等しい
光線高で光軸に平行入射する光線（緑光線）の出射角と
等しくなるように出射面を設定することを基本としてい
る。より具体的には、近似式を用いていくつかの光線高
について斜交入射する光線の出射高さと、出射角補正に
必要な出射面傾斜を求め、位置と微分の関係で出射面形
状を記述し、これを解くことで出射面形状を決定してい
る。
入射面を上記のように設定した上で、光軸に斜交入射す
る光線（赤または青の光線）の出射角が、それと等しい
光線高で光軸に平行入射する光線（緑光線）の出射角と
等しくなるように出射面を設定することを基本としてい
る。より具体的には、近似式を用いていくつかの光線高
について斜交入射する光線の出射高さと、出射角補正に
必要な出射面傾斜を求め、位置と微分の関係で出射面形
状を記述し、これを解くことで出射面形状を決定してい
る。
【００１５】この近似においては、光線高の絶対値の等
しい２つの光線について、出射高さも補正に必要な出射
面傾斜も一致するものとしている。
しい２つの光線について、出射高さも補正に必要な出射
面傾斜も一致するものとしている。
【００１６】しかしながら、従来技術で用いられている
近似は集中角が小さな時に適用されるものであって、集
中角が大きくなると大きな誤差を生じる。近似式を用い
ずに厳密に光線追跡することによってその様子を示そ
う。なお、装置の対称性を考慮して、入出射面形状を光
軸に対して対称に設定することを前提に、斜交入射光線
としては青光線のみを考えるものとする。
近似は集中角が小さな時に適用されるものであって、集
中角が大きくなると大きな誤差を生じる。近似式を用い
ずに厳密に光線追跡することによってその様子を示そ
う。なお、装置の対称性を考慮して、入出射面形状を光
軸に対して対称に設定することを前提に、斜交入射光線
としては青光線のみを考えるものとする。
【００１７】その具体的手順を図４を用いて説明する。
前記設定の入射面形状をその光軸をｘ軸として、ｘｙ直
交座標系で関数表示すると以下のようになる。
前記設定の入射面形状をその光軸をｘ軸として、ｘｙ直
交座標系で関数表示すると以下のようになる。
【００１８】ｘ2 ＋ ｙ2／ｂ2 ＝ Ｋ2 ｂ2 ＝ １ − （１／ｎ）2 ここでｎは媒体の屈折率であり、具体的計算ではＰＭＭ
Ａにおける値１．５を適用する。Ｋはスケーリングファ
クターであるが以下１とする。従って入射面の頂点座標
は図４に示したように（−１、０）になる。
Ａにおける値１．５を適用する。Ｋはスケーリングファ
クターであるが以下１とする。従って入射面の頂点座標
は図４に示したように（−１、０）になる。
【００１９】このように設定すると光軸に平行入射する
光線は球面収差を発生することなく１点に収束し、その
焦点座標は（１／ｎ、０）となる。その位置に出射面を
設定する。
光線は球面収差を発生することなく１点に収束し、その
焦点座標は（１／ｎ、０）となる。その位置に出射面を
設定する。
【００２０】設定した入射範囲で光束の中心となる光線
の高さを０として光線高ｈを図のように定義する。
の高さを０として光線高ｈを図のように定義する。
【００２１】１）一つの光線高ｈ（図では−０．５４）
を選択し、緑光線の光線追跡を行い、出射角θＧを求め
る。
を選択し、緑光線の光線追跡を行い、出射角θＧを求め
る。
【００２２】２）ついで、同じ光線高ｈの青光線につい
て光線追跡を行い、出射高さｙＢと出射面への入射角
θ’Ｂを求める。
て光線追跡を行い、出射高さｙＢと出射面への入射角
θ’Ｂを求める。
【００２３】３）青光線の出射角θＢが、θＧと等しく
なるような出射面傾斜ｄｘ／ｄｙを求める。
なるような出射面傾斜ｄｘ／ｄｙを求める。
【００２４】４）ｙＢにおける傾斜がｄｘ／ｄｙとなる
ことを出射面形状の条件とする。 ５）このような計算をいくつかの光線高についておこな
い、カラーシフトを補正するための出射面形状の条件を
位置と微分の点列データとして算出する。
ことを出射面形状の条件とする。 ５）このような計算をいくつかの光線高についておこな
い、カラーシフトを補正するための出射面形状の条件を
位置と微分の点列データとして算出する。
【００２５】集中角が１５度の場合の計算例を図５に示
す。図で横軸は各青光線の出射高さｙｂ、縦軸はその青
光線の出射角がそれと等しい光線高の緑光線の出射角と
等しくなるために必要な出射面傾斜ｄｘ／ｄｙである。
即ち、図５はカラーシフトを補正するために必要な出射
面の条件を位置と微分の関係で記述したものである。
す。図で横軸は各青光線の出射高さｙｂ、縦軸はその青
光線の出射角がそれと等しい光線高の緑光線の出射角と
等しくなるために必要な出射面傾斜ｄｘ／ｄｙである。
即ち、図５はカラーシフトを補正するために必要な出射
面の条件を位置と微分の関係で記述したものである。
【００２６】この様に、光線高の絶対値の等しい２つの
青光線は出射高さｙｂが異なり、各々の出射角を補正す
るために必要な出射面傾斜ｄｘ／ｄｙも異なるため、結
果として中心光線より上の領域の光線（今後この光線を
上光線と呼ぼう）と下の領域の光線（同じく下光線）と
で、補正条件の食い違いが発生する。
青光線は出射高さｙｂが異なり、各々の出射角を補正す
るために必要な出射面傾斜ｄｘ／ｄｙも異なるため、結
果として中心光線より上の領域の光線（今後この光線を
上光線と呼ぼう）と下の領域の光線（同じく下光線）と
で、補正条件の食い違いが発生する。
【００２７】その食い違いの傾向は、補正に必要な出射
面傾斜に対して、中心光線付近では上光線の方が相対的
に出射高さが高くなり、光線高の絶対値の高い光線につ
いては、逆に下光線の方が相対的に出射高さが高くなる
というものであり、その食い違いの程度は集中角が大き
いほど大きくなる。
面傾斜に対して、中心光線付近では上光線の方が相対的
に出射高さが高くなり、光線高の絶対値の高い光線につ
いては、逆に下光線の方が相対的に出射高さが高くなる
というものであり、その食い違いの程度は集中角が大き
いほど大きくなる。
【００２８】このような食い違いが存在する限り、いか
に出射面を設定しても上光線と下光線を同時に補正する
ことは不可能であり、結果として図３のようにカラーシ
フトの補正は不十分となる。そしてこの食い違いは、入
射面を前述の様な球面収差の無い楕円形状に設定する限
り不可避的なものである。
に出射面を設定しても上光線と下光線を同時に補正する
ことは不可能であり、結果として図３のようにカラーシ
フトの補正は不十分となる。そしてこの食い違いは、入
射面を前述の様な球面収差の無い楕円形状に設定する限
り不可避的なものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の画像投写装置および投写スクリーンは、上
光線群に対する補正条件と下光線群に対する補正条件が
一致するように、入射側レンチキュラレンズを軸外焦点
が近軸焦点よりも遠方になるような球面収差を発生する
形状とし、面間隔をその近軸焦点距離より大きくすると
ともに、その一致した補正条件を満足するように出射面
形状を設定するものである。
に、本発明の画像投写装置および投写スクリーンは、上
光線群に対する補正条件と下光線群に対する補正条件が
一致するように、入射側レンチキュラレンズを軸外焦点
が近軸焦点よりも遠方になるような球面収差を発生する
形状とし、面間隔をその近軸焦点距離より大きくすると
ともに、その一致した補正条件を満足するように出射面
形状を設定するものである。
【００３０】
【作用】このような画像投写装置および投写スクリーン
を用いれば、大きな集中角に対しても充分なカラーシフ
ト補正が可能になる。
を用いれば、大きな集中角に対しても充分なカラーシフ
ト補正が可能になる。
【００３１】
【実施例】本発明の基本的考え方は、カラーシフトを補
正するために出射面に求められる補正条件が、図５に示
したように上光線と下光線とで食い違うことのない、す
なわち、上光線の補正条件と下光線の補正条件とが一致
するような入射面形状を設定した上で、その一致した補
正条件を満たすような出射面形状を設定することにあ
る。
正するために出射面に求められる補正条件が、図５に示
したように上光線と下光線とで食い違うことのない、す
なわち、上光線の補正条件と下光線の補正条件とが一致
するような入射面形状を設定した上で、その一致した補
正条件を満たすような出射面形状を設定することにあ
る。
【００３２】まず、出発点としては従来技術における入
射面、面間隔を用い、図５に示したような食い違いを修
正する為に、どの様な修正が必要かを考える。
射面、面間隔を用い、図５に示したような食い違いを修
正する為に、どの様な修正が必要かを考える。
【００３３】まず、中心光線付近の食い違いを補正する
ためには、面間隔を大きくすることが有効である。この
ようにすれば、上光線の出射高さが相対的に低く、下光
線の出射高さが高くなり、結果として食い違いが補正さ
れる。一方、光線高の絶対値の大きな領域での食い違い
を補正するには、逆に面間隔を小さくすることが有効で
ある。
ためには、面間隔を大きくすることが有効である。この
ようにすれば、上光線の出射高さが相対的に低く、下光
線の出射高さが高くなり、結果として食い違いが補正さ
れる。一方、光線高の絶対値の大きな領域での食い違い
を補正するには、逆に面間隔を小さくすることが有効で
ある。
【００３４】これを同時に行うためには、軸外焦点距離
が近軸焦点距離より大きくなるような球面収差を発生さ
せて、最軸外焦点と近軸焦点の間に出射面を設定すれば
よい。
が近軸焦点距離より大きくなるような球面収差を発生さ
せて、最軸外焦点と近軸焦点の間に出射面を設定すれば
よい。
【００３５】以下、集中角が１５度の場合について、本
発明の一実施例を説明する。上記方針の基で入射面およ
び面間隔を以下のように設定した。
発明の一実施例を説明する。上記方針の基で入射面およ
び面間隔を以下のように設定した。
【００３６】 ｘ ＝ −（１−ｙ2／ｂ2）1/2 ＋ Ｃ × ｙ2 ｂ2 ＝ １ − （１／ｎ）2 ＝ ０．５５６ Ｃ ＝ ０．１２５ 上式で、右辺第一項は従来技術における入射面形状を表
現する部分であり、第２項が本発明に特有な部分であ
る。また、光線の入射領域は前述のように±５０度の観
察範囲を確保するように｜ｙ｜＜０．６６としている。
現する部分であり、第２項が本発明に特有な部分であ
る。また、光線の入射領域は前述のように±５０度の観
察範囲を確保するように｜ｙ｜＜０．６６としている。
【００３７】第２項の追加によって、軸外焦点距離が近
軸焦点距離よりも大きくなるような、即ち入射面を円断
面としたときと逆の球面収差を発生させている。図６に
球面収差図を示す。
軸焦点距離よりも大きくなるような、即ち入射面を円断
面としたときと逆の球面収差を発生させている。図６に
球面収差図を示す。
【００３８】近軸焦点距離は１．４６で最軸外｜ｈ｜＝
０．６６の光線の焦点距離は１．６８になるが、面間隔
はその間１．６２にしている。入射面の頂点がｘ＝−１
なので、出射面の頂点はｘ＝０．６２である。
０．６６の光線の焦点距離は１．６８になるが、面間隔
はその間１．６２にしている。入射面の頂点がｘ＝−１
なので、出射面の頂点はｘ＝０．６２である。
【００３９】上記設定でカラーシフトを補正するための
出射面条件を図７に示す。なお、この条件は、光軸に平
行入射する緑光線の出射領域となる光軸付近が光軸に垂
直な平面であることを前提に、斜交入射する青光線の出
射領域の満足すべき条件を算出したものである。
出射面条件を図７に示す。なお、この条件は、光軸に平
行入射する緑光線の出射領域となる光軸付近が光軸に垂
直な平面であることを前提に、斜交入射する青光線の出
射領域の満足すべき条件を算出したものである。
【００４０】図７に示されるように、上記入射面形状お
よび面間隔を設定によれば、上光線の補正条件と下光線
の補正条件をほぼ完全に一致させることが出来る。
よび面間隔を設定によれば、上光線の補正条件と下光線
の補正条件をほぼ完全に一致させることが出来る。
【００４１】また、図から読み取れるように、青光線の
出射領域は、０．１０８＜ｙ＜０．３０１であった。こ
の条件で緑光線は出射領域は｜ｙ｜＜０．０４１であ
る。
出射領域は、０．１０８＜ｙ＜０．３０１であった。こ
の条件で緑光線は出射領域は｜ｙ｜＜０．０４１であ
る。
【００４２】ついで、この補正条件を満たす出射面の設
定について説明する。まず、緑光線の出射領域となる光
軸付近、｜ｙ｜＜０．０４１は、前述のように光軸に垂
直な平面（ｄｘ／ｄｙ＝０、ｘ＝０．６２）とする。
定について説明する。まず、緑光線の出射領域となる光
軸付近、｜ｙ｜＜０．０４１は、前述のように光軸に垂
直な平面（ｄｘ／ｄｙ＝０、ｘ＝０．６２）とする。
【００４３】青光線の出射領域（０．１０８＜ｙ＜０．
３０１）は、図６に示した点列データを関数近似してこ
れを積分すればよい。具体的には０次から３次の多項式
を用い、最小２乗法によって以下のように近似した。
３０１）は、図６に示した点列データを関数近似してこ
れを積分すればよい。具体的には０次から３次の多項式
を用い、最小２乗法によって以下のように近似した。
【００４４】 ｄｘ／ｄｙ ＝ Ａ0＋Ａ1×ｙ＋Ａ2×ｙ2＋Ａ3×ｙ3 Ａ0 ＝ ０．８５２８ Ａ1 ＝ −１３．１５ Ａ2 ＝ ４１．８２ Ａ3 ＝ −５９．１９ これを積分して ｘ ＝ Ｄ＋Ａ0×ｙ＋Ａ1／２×ｙ2＋Ａ2／３×ｙ3＋
Ａ3／４×ｙ4 ここで積分常数Ｄは、面間隔と上記関数を適用する以外
の領域の形状に依存し、連続性を保つように設定する。
Ａ3／４×ｙ4 ここで積分常数Ｄは、面間隔と上記関数を適用する以外
の領域の形状に依存し、連続性を保つように設定する。
【００４５】これ以外の領域は光線が通過しないため任
意の形状でよい。緑光線の出射領域と青光線の出射領域
の中間領域については、上記関数でｄｘ／ｄｙ＝０とな
るｙ＝０．０８５まで平坦部とし、そこから上記関数を
適用すれば傾斜に不連続性の無い滑らかな形状にするこ
とが出来る。このとき上式でｙ＝０．０８５のときｘ＝
０．６２となるようにＤ＝０．５８７と設定すれば、上
記形状の連続性を満足できる。
意の形状でよい。緑光線の出射領域と青光線の出射領域
の中間領域については、上記関数でｄｘ／ｄｙ＝０とな
るｙ＝０．０８５まで平坦部とし、そこから上記関数を
適用すれば傾斜に不連続性の無い滑らかな形状にするこ
とが出来る。このとき上式でｙ＝０．０８５のときｘ＝
０．６２となるようにＤ＝０．５８７と設定すれば、上
記形状の連続性を満足できる。
【００４６】また、青光線の出射領域より外側について
は、光吸収層を設ることがコントラストを向上させる上
で有効である。マージンを見込んで｜ｙ｜＞０．３３の
領域を光吸収層にすれば、出射面積の５０％を光吸収層
にすることが出来る。
は、光吸収層を設ることがコントラストを向上させる上
で有効である。マージンを見込んで｜ｙ｜＞０．３３の
領域を光吸収層にすれば、出射面積の５０％を光吸収層
にすることが出来る。
【００４７】常数ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ０〜Ａ３に前記値を用
いて整理すると以下のようになる。 [入射面形状] ｘ ＝ −（１−ｙ2／ｂ2）1/2 ＋ Ｃ×ｙ2 （｜ｙ｜＜０．６６） [出射面形状] ｘ ＝ ０．６２ （｜ｙ｜＜０．０８５） ｘ ＝ Ｄ＋Ａ0×ｙ＋Ａ1／２×ｙ2＋Ａ2／３×ｙ3＋Ａ3／４×ｙ4 （０．０８５＜｜ｙ｜＜０．３３） 光吸収層 （０．３３＜｜ｙ｜＜０．６６） 以上の形状を用いた場合の光線追跡結果を図８に示す。
図８では、中心光線および光線高ｈ＝±０．５３の光線
について、緑光線を実線で青光線を破線で示している。
光線高の等しい緑光線と青光線の出射角はほぼ等しくな
っており、カラーシフトがよく補正されている様子が分
かる。
いて整理すると以下のようになる。 [入射面形状] ｘ ＝ −（１−ｙ2／ｂ2）1/2 ＋ Ｃ×ｙ2 （｜ｙ｜＜０．６６） [出射面形状] ｘ ＝ ０．６２ （｜ｙ｜＜０．０８５） ｘ ＝ Ｄ＋Ａ0×ｙ＋Ａ1／２×ｙ2＋Ａ2／３×ｙ3＋Ａ3／４×ｙ4 （０．０８５＜｜ｙ｜＜０．３３） 光吸収層 （０．３３＜｜ｙ｜＜０．６６） 以上の形状を用いた場合の光線追跡結果を図８に示す。
図８では、中心光線および光線高ｈ＝±０．５３の光線
について、緑光線を実線で青光線を破線で示している。
光線高の等しい緑光線と青光線の出射角はほぼ等しくな
っており、カラーシフトがよく補正されている様子が分
かる。
【００４８】基本配光特性を算出した結果が図９であ
る。図３と比較してカラーシフトが大きく改善されてお
り、本実施例によれば１５度という大きな集中角に対し
ても実用上充分な性能を実現することが出来る。
る。図３と比較してカラーシフトが大きく改善されてお
り、本実施例によれば１５度という大きな集中角に対し
ても実用上充分な性能を実現することが出来る。
【００４９】なお、本実施例においては、緑光線の出射
領域を光軸に垂直な平面としているが、別の形状を設定
してその形状に基づいて図５のように補正条件を算出し
て、同様の手法で形状決定してもよく、本発明の画像投
写装置及び投写スクリーンはこれに限定されるものでは
ない。
領域を光軸に垂直な平面としているが、別の形状を設定
してその形状に基づいて図５のように補正条件を算出し
て、同様の手法で形状決定してもよく、本発明の画像投
写装置及び投写スクリーンはこれに限定されるものでは
ない。
【００５０】また、本実施例では集中角を１５度という
大きな値として、従来技術に対して顕著な効果を示した
が、集中角が小さな場合でも同様の効果を得ることが出
来る。
大きな値として、従来技術に対して顕著な効果を示した
が、集中角が小さな場合でも同様の効果を得ることが出
来る。
【００５１】例えば、７度の集中角に対して本発明を適
用した場合の基本配光特性を図１０に示す。従来技術を
適用した場合の図２で僅かに残っているカラーシフトが
ほぼ完全に解消されているのが分かる。
用した場合の基本配光特性を図１０に示す。従来技術を
適用した場合の図２で僅かに残っているカラーシフトが
ほぼ完全に解消されているのが分かる。
【００５２】
【発明の効果】以上詳細に説明して明らかなように、本
発明の画像投写装置および投写スクリーンによれば大き
な集中角に対しても実用上充分な配光特性を得ることが
でき、セットの薄型化を実現することができる。
発明の画像投写装置および投写スクリーンによれば大き
な集中角に対しても実用上充分な配光特性を得ることが
でき、セットの薄型化を実現することができる。
【００５３】また、比較的小さな集中角について本発明
の画像投写装置および投写スクリーンを用いれば、ほぼ
完全にカラーシフトを解消することができ、性能向上を
実現することが出来る。
の画像投写装置および投写スクリーンを用いれば、ほぼ
完全にカラーシフトを解消することができ、性能向上を
実現することが出来る。
【図１】一般的な背面投写型画像投写装置の基本構成図
【図２】従来の投写型画像投写装置の集中角７度の場合
の基本配光特性図
の基本配光特性図
【図３】従来の投写型画像投写装置の集中角１５度の場
合の基本配光特性図
合の基本配光特性図
【図４】従来の投写型画像投写装置における補正条件の
算出手順の説明図
算出手順の説明図
【図５】従来の投写型画像投写装置の集中角１５度の場
合の補正条件を示す図
合の補正条件を示す図
【図６】本発明の一実施例における集中角１５度の場合
の球面収差図
の球面収差図
【図７】同実施例における補正条件を示す図
【図８】同実施例における光線追跡結果を示す図
【図９】同実施例における基本配光特性図
【図１０】本発明の他の実施例における基本配光特性図
１ ＣＲＴ ２ 投写レンズ ３ スクリーン ３ａ フレネルレンズ ３ｂ レンチキュラレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−188476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−32527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−265235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−134627（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−280729（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−182837（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−33838（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−279233（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−3530（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03B 21/62
Claims (3)
- 【請求項１】ＣＲＴ、液晶パネルなどに形成される３原
色画像を、その背面より投写して前面よりカラー画像と
して観察するための背面投写スクリーンであって、投写
光を略平行光に変換する第１のスクリーン要素と前記略
平行光に屈折角を与えて適正な視野特性を与える第２の
スクリーン要素を含み、前記第２のスクリーン要素は、
その画像側および観察側に互いに光軸がほぼ一致するよ
うにレンチキュラレンズを形成し、光軸に斜交入射する
光線群の出射角が、各々それと等しい光線高で光軸に平
行入射する光線の出射角と等しくなるように斜交入射光
線の出射指向性を補正するものであって、画像側レンチ
キュラレンズを軸外焦点が近軸焦点より遠方になる球面
収差が発生する形状とし、画像側／観察側の面間隔を近
軸焦点距離より大きく、最軸外焦点距離より短く設定す
ることにより画像側レンチキュラレンズ単位に斜交入射
する光線群において中心光線を境に一方の側の光線群を
適正補正する観察側レンチキュラレンズ形状と、他方の
側の光線群を適正補正する観察側レンチキュラレンズ形
状条件をほぼ一致させ、上記一致した条件を満足するよ
うに観察側レンチキュラレンズ形状を設定することを特
徴とする投写スクリーン。 - 【請求項２】観察側レンチキュラレンズを光軸に平行入
射する光線の出射する領域と光軸に斜交入射する光線の
出射する領域とに分割しそれぞれ異なる形状とすること
を特徴とする、請求項１記載の投写スクリーン。 - 【請求項３】請求項１ないし２に記載の投写スクリーン
を用いたことを特徴とする画像投写装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00825594A JP3223685B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 画像投写装置および投写スクリーン |
| US08/380,350 US5675434A (en) | 1994-01-28 | 1995-01-27 | Image projection apparatus and projection screen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00825594A JP3223685B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 画像投写装置および投写スクリーン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07219052A JPH07219052A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3223685B2 true JP3223685B2 (ja) | 2001-10-29 |
Family
ID=11688041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00825594A Expired - Fee Related JP3223685B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 画像投写装置および投写スクリーン |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5675434A (ja) |
| JP (1) | JP3223685B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6600599B2 (en) | 1998-06-09 | 2003-07-29 | Avery Dennison Corporation | Rear projection screens and light filters with conformable coatings and methods of making the same |
| JP2006171457A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Sony Corp | 透過型スクリーン及び背面投射型表示装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61277913A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-08 | Canon Inc | 結像レンズ |
| US5300942A (en) * | 1987-12-31 | 1994-04-05 | Projectavision Incorporated | High efficiency light valve projection system with decreased perception of spaces between pixels and/or hines |
| JP2972271B2 (ja) * | 1989-04-26 | 1999-11-08 | 株式会社日立製作所 | 透過型スクリーン及びそれに用いられるシート状部材の製造方法、並びにそのスクリーンを用いた背面投写型画像ディスプレイ装置 |
| US5076661A (en) * | 1991-01-23 | 1991-12-31 | North American Philips Corp. | Rear projection screen |
| US5400114A (en) * | 1991-09-05 | 1995-03-21 | Hitachi, Ltd. | Rear-projection screen and a rear projection image display employing the rear-projection screen |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP00825594A patent/JP3223685B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-01-27 US US08/380,350 patent/US5675434A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5675434A (en) | 1997-10-07 |
| JPH07219052A (ja) | 1995-08-18 |
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|---|---|---|---|
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