JP3388780B2 - 背面投写型画像ディスプレイ装置 - Google Patents
背面投写型画像ディスプレイ装置Info
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Description
プレイ装置に関する。
管などに表示された画像を、投写レンズにより拡大し、
透過型スクリーンに背面より投写する背面投写型テレビ
ジョン受像機等の背面投写型画像ディスプレイ装置は、
近年、画質の向上が著しく、大画面による迫力ある臨場
感を楽しむことができるため、家庭用、業務用に普及が
進んでいる。
いては、投写型ブラウン管を画像発生源として用いる場
合、透過型スクリーン上の画面の輝度を十分に明るくす
るために、従来より、一般に、赤、緑、青の3原色につ
いてそれぞれブラウン管と投写レンズを組み合わせて、
透過型スクリーン上で3原色の画像の合成を行ってい
た。
レイ装置としての家庭用の背面投写型テレビジョン受像
機における、側面から見たときの内部構成を示す断面図
である。
7Gは緑の投写型ブラウン管、8Gは投写型ブラウン管
7G用の投写レンズ、9Gは投写型ブラウン管7Gと投
写レンズ8Gを結合する結合器、10Gは緑の投写光
束、11は反射鏡、12は筐体である。
しての家庭用の背面投写型テレビジョン受像機において
は、投写レンズ8Gとして、たとえば、特開平1−25
0916号公報、特開平3−246512号公報、特開
平3−276113号公報、米国特許4963007号
に開示されている投写レンズのように、ガラス製の凸レ
ンズ素子と、メタクリル樹脂製のレンズ素子を組み合わ
せた構成の投写レンズが主に用いられている。また、透
過型スクリーン1としては、たとえば、特開昭56−1
17226号公報、特開昭58−59436号公報に開
示されている透過型スクリーンのように、フレネルレン
ズシートと、ガラスビーズなどの光拡散材を有するレン
チキュラーレンズシートとの2枚構成の透過型スクリー
ンが主に用いられている。上記の従来の背面投写型画像
ディスプレイ装置において一般に用いられてきた2枚構
成の透過型スクリーンについて、さらに詳しく説明す
る。
プレイ装置における透過型スクリーン1の要部を示す斜
視図である。図26において、1は透過型スクリーン、
2は画像発生源(ブラウン管画面)側に配置されるフレ
ネルレンズシート、4は画像観視側に配置されるレンチ
キュラーレンズシートである。20、40はそれぞれフ
レネルレンズシート2、レンチキュラーレンズシート4
の基材であり、いずれも透明熱可塑性樹脂よりなる。こ
のうち、レンチキュラーレンズシート4の基材40中に
は、光を散乱させる光拡散材の微粒子が分散されてい
る。この光拡散材の微粒子は、レンチキュラーレンズシ
ートの内部に分散される場合のほか、シートの表面に光
拡散層として積層される場合もある。21、22はフレ
ネルレンズシート2の、それぞれ光入射面、光出射面で
あり、光入射面21は平面に、光出射面22はフレネル
凸レンズ形状になっている。
ト4の光入射面であり、スクリーン画面垂直方向を長手
方向とする第一の縦長レンチキュラーレンズをスクリー
ン画面水平方向に複数並べた形状となっている。42は
レンチキュラーレンズシート4の光出射面であり、光入
射面41の第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ相対
して、同じような形状の第二の縦長レンチキュラーレン
ズが複数配列されるとともに、隣り合うレンチキュラー
レンズ相互の間には、凸形突起部43が設けられ、この
凸形突起部43上に光吸収帯(ブラックストライプ)1
6が、艶消し黒色の着色材層として積層されている。
は、投写型ブラウン管管面上の表示画像の各点から出射
した光束は、投写レンズ(いずれも図示せず)を経て、
フレネルレンズシート2の光入射面21に入射後、光出
射面22のフレネルレンズによりほぼ平行光束に変換さ
れ、レンチキュラーレンズシート4に入射する。
光束は、光入射面41の第一の縦長レンチキュラーレン
ズにより光出射面42上の第二の縦長レンチキュラーレ
ンズ面付近の焦点に向かい、その焦点からスクリーン画
面水平方向に拡散するとともに、基材40内に分散され
た前記の光拡散材の微粒子により、スクリーン画面垂直
方向及び水平方向に拡散されながら画像観視側に出射す
る。
は、レンチキュラーレンズシート4の基材40内の光拡
散材の量を増すことにより、スクリーン画面垂直方向の
指向特性を拡大することができる。
いては、照明光などの外光があるとき、外光の半分程度
はレンチキュラーレンズシート4の光出射面42に設け
られた前記の光吸収帯16に入射する。光吸収帯16へ
の入射光は、ごく一部が拡散反射されるほかは、ほとん
どが光吸収帯16に吸収される。
チキュラーレンズシート4の基材40内に分散された前
記の光拡散材の微粒子により拡散される様子についてさ
らに説明する。
垂直断面を示す断面図であり、14は透過型スクリーン
1への入射光束である。図27に示すように、入射光束
14は、レンチキュラーレンズシート4内では基材40
内の光拡散材15によって拡散されながら進み、光出射
面42から出射する。したがって、画像観視側から見た
ときの光束の幅dは入射光束14の幅より大きくなっ
て、透過型スクリーン1に画像を映出したときの光出射
面42における走査線幅あるいは画素サイズが大きくな
り、結果として画像のフォーカス特性は低下し、画像が
ぼけて見える。
おいて、入射光束14は基材40内の光拡散材15によ
って拡散されるのみならず、散乱されるため、一部の光
線は再び光入射面41側に反射されたり、レンチキュラ
ーレンズシート4内の迷光となったり、あるいは前記の
光吸収帯16で吸収されたりして、光出射面42付近の
焦点に到達せず、光出射面42から出射しないこととな
り、画像観視側から見たスクリーン画面の明るさが低下
する。
光拡散材15によって散乱され、迷光となった光は、投
写光学系内を不要反射光として往来したのち、その一部
が最終的にレンチキュラーレンズシート4の光出射面4
2に到達し、画像のコントラストが低下する。さらに照
明光などの外光があるとき、外光の半分程度は前記のよ
うにレンチキュラーレンズシート4の光吸収帯16に入
射するが、その残りは光出射面42の第二の縦長レンチ
キュラーレンズに入射し、光拡散材15により拡散反射
され、同じく、画像のコントラストの低下を招く。
び、前記の透過型スクリーンを用いた従来の背面投写型
テレビジョン受像機などの背面投写型画像ディスプレイ
装置においては、以下に述べるような問題点があった。
れない。特に照明光などの外光があるときは、画像全体
が白味を帯び、コントラスト比は65程度と、外光がな
いときのコントラスト比(100程度)に比較して甚し
くコントラスト不良となる。これは、透過型スクリーン
が光拡散材を有していることに起因する。
の投写レンズに収差が少なからずあることと、従来の透
過型スクリーンが光拡散材を有していることの影響が大
きい。
性が狭い。これは、指向特性を拡大するために透過型ス
クリーンの光拡散材を増量しようとすると、上記(1)
のコントラストと、(2)の画像のぼけがさらに著しく
なるために、光拡散材を多くは練り込めないことに起因
する。たとえば、スクリーン画面垂直方向の指向特性を
2倍に拡大すると、照明光などの外光があるときのコン
トラスト比は30程度となる。
面積が大きい。たとえば、画面サイズが対角40インチ
程度のものでは、奥行きが60ないし70cm程度とな
る。これは、投写レンズの画角が小さく、投写距離が長
いことに起因する。
比較して暗い。たとえば、スクリーン画面対角方向の相
対像高0.9付近の部分では、画面中心の約25%程度
の明るさとなる。これは、投写レンズのレンズ設計にお
いてレンズ構成の点から生じる制約に依存する。ここ
で、相対像高とは、画面中心からの距離を、画面対角長
の半分を1として規準化した値を言う。
の外観に高級感がない。特に、画像を何も映出していな
いときに、観視者には透過型スクリーンが全体に墨を塗
ったような艶消しの薄い黒色に見えて、印象がよくな
い。これは透過型スクリーンの観視側表面が、光出射
面、光吸収層とも光の正反射がなく、拡散反射のみのた
めに光沢がないことに起因する。
点を解決し、画像のコントラスト、ぼけの少なさ、画面
周辺部の明るさが良好で、しかも、スクリーン画面垂直
方向の指向特性が広く、さらに、奥行きが短く、外観に
高級感のある背面投写型画像ディスプレイ装置を提供す
ることにある。
ために、本発明では、画像発生源に表示された画像を、
投写レンズにより拡大して、透過型スクリーンに背面よ
り投写する背面投写型画像ディスプレイ装置であって、
前記透過型スクリーンに投写された画像のコントラスト
比が70以上で、かつ、画角が72°以上100°未満
であり、 前記透過型スクリーンは、その光出射面にフレ
ネルレンズが形成されたフレネルレンズシートと、その
光入射面に、スクリーンの垂直方向に伸びる複数のレン
チキュラーレンズがスクリーンの水平方向に配列された
レンチキュラーレンズシートを有し、該レンチキュラー
レンズシートの光出射面の、前記複数のレンチキュラー
レンズの境界に対向する位置に光吸収層を設け、該光吸
収層に、光沢を持たせた背面投写型画像ディスプレイ装
置を提供する。
側表面を鏡面とするようにした。
たスクリーン画像のコントラスト比が70以上で、か
つ、画角が画角が72°以上100°未満となるように
することにより、画像のコントラスト比を良好にし、し
かも、奥行きを短くすることができる。
射面を鏡面とすることにより、外観に高級感を与えるこ
とができる。
型画像ディスプレイ装置における、側面から見たときの
内部構成を示す断面図である。
Gは緑の投写型ブラウン管、8Gは投写型ブラウン管7
G用の投写レンズ、9Gは投写型ブラウン管7Gと投写
レンズ8Gとを結合する結合器、10Gは緑の投写光
束、11は投写光束10Gを折り返すための反射鏡、1
2は筐体である。
レイ装置では、奥行き寸法が、画面サイズが対角35イ
ンチのときには35cm程度と、従来の背面投写型画像
ディスプレイ装置に比較してきわめて薄く、14形(ブ
ラウン管の対角寸法が約14インチ)の直視型テレビジ
ョン受像機と同程度の奥行き寸法となっており、設置に
必要な占有面積が従来より小面積ですむ特長がある。画
面サイズが対角40インチのときには、奥行き寸法は4
0cm程度となり、19形の直視型テレビジョン受像機
と同程度の奥行き寸法となる。
ディスプレイ装置では、画像のコントラスト、ぼけ、ス
クリーン画面垂直方向の指向特性、画面周辺部の明る
さ、外観の高級感が、従来より改善されている。これら
については後述する。
イ装置における、正面から見たときの内部構成を示す断
面図である。図2において、7R、7G、7Bはそれぞ
れ赤、緑、青の投写型ブラウン管、8R、8G、8Bは
それぞれ投写型ブラウン管7R、7G、7B用の投写レ
ンズ、9R、9G、9Bは投写型ブラウン管7R、7
G、7Bと、投写レンズ8R、8G、8Bとをそれぞれ
結合する結合器、11は投写光束10Gを折り返すため
の反射鏡、12は筐体である。
レイ装置では、幅、高さが、画面サイズが対角35イン
チのときにはそれぞれ75cm程度、105cm程度
と、29形(ブラウン管の対角寸法が約14インチ)の
直視型テレビジョン受像機と同程度の幅と高さを有して
いる。したがって、一般的な家庭において、従来、29
形の直視型テレビジョン受像機を設置していたような場
所に、本発明による、より画面サイズの大きい35形の
背面投写型テレビジョン受像機を設置すれば、設置面積
が小さくなってなおかつ大画面を楽しむことができる効
果がある。
イ装置における投写光学系の一部を所定平面上に展開し
たときの概略展開図であり、すなわち、緑の投写型ブラ
ウン管7Gから透過型スクリーン1に至る光路におい
て、反射鏡11による光路の折り曲げをなくし、緑用投
写レンズ8Gの光出射面の中心点と透過型スクリーン1
の画面対角線とを含む平面上に展開したときの展開図で
ある。
Gは緑の投写型ブラウン管、8Gは緑用投写レンズ、9
Gは投写型ブラウン管7Gと投写レンズ8Gとを結合す
る結合器である。
像の対角線を見込む角度は画角と呼ばれ、その2分の1
の角度は半画角と呼ばれる。しかしながら、投写レンズ
の射出瞳は有形のものではなく、仮想的なものであるた
め、上記の画角を実際に測定することは難しい。
の最も透過型スクリーン側に位置するレンズ素子の光出
射面から20ないし30mm程度の距離だけ投写型ブラ
ウン管寄りにあり、その距離は、投写レンズから透過型
スクリーンに至る投写距離に比較して非常に小さい。こ
のため、本明細書においては、近似的定義として、図3
に示すように、緑用投写レンズ8Gの光出射面の中心点
から透過型スクリーン1の画面対角線を見込む角度を画
角2ωとし、その2分の1を半画角ωとする。
レイ装置においては、画面サイズが対角35インチのと
き、投写レンズの光出射面から透過型スクリーンまでの
投写距離は約560mm、透過型スクリーンの対角寸法
は約890mmであり、画角2ωは約77°である。従
来の背面投写型画像ディスプレイ装置においては、画角
がたとえば56°ないし66°程度と小さいことから、
画面サイズ対角40インチで奥行きが60ないし70c
m程度となり、奥行きを充分に薄くすることができなか
ったが、本実施例の背面投写型画像ディスプレイ装置で
は、投写レンズの焦点距離を短くすることにより、画角
を大きくし、奥行きを薄くすることを可能としている。
投写レンズの短焦点化については後述する。
ら徐々に、背面投写型画像デイスプレイ装置の構成を、
投写レンズから透過型スクリーンに至る光路を反射鏡1
1により折り曲げて図1に示したような構成とすること
が難しくなり、おおよそ100°を超えると、そのよう
な構成とすることがついには不可能となり、そのため、
背面投写型画像デイスプレイ装置の奥行き寸法を薄くす
ることができなくなる。
ィスプレイ装置に用いる透過型スクリーンについて説明
する。図4は、図1の背面投写型画像ディスプレイ装置
における透過型スクリーン1の要部を示す斜視図であ
る。
ト、4はレンチキュラーレンズシートである。フレネル
レンズシート2、レンチキュラーレンズシート4はそれ
ぞれ端部(図示せず)で相互に固定されている。20、
40はそれぞれフレネルレンズシート2、レンチキュラ
ーレンズシート4の基材であり、いずれもほぼ透明な熱
可塑性樹脂材料よりなる。
であり、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長
レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に連続
して複数並べた形状となっている。22はフレネルレン
ズシート2の光出射面であり、フレネル凸レンズ形状に
なっている。
入射面であり、スクリーン画面垂直方向を長手方向とす
る第一の縦長レンチキュラーレンズをスクリーン画面水
平方向に連続して複数並べた形状となっている。42は
レンチキュラーレンズシート4の光出射面であり、スク
リーン画面垂直方向を長手方向とする第二の縦長レンチ
キュラーレンズを光入射面41の第一の縦長レンチキュ
ラーレンズにほぼ対向してスクリーン画面水平方向に連
続して複数並べた形状となっている。さらに第二のレン
チキュラーレンズ相互間の境界部分には、凸形突起部4
3が設けられ、その上に有限幅の光吸収帯16が設けら
れている。
スクリーンと相違する点は、図4に示すように、フレネ
ルレンズシート2の光入射面21に横長レンチキュラー
レンズを設けた点、フレネルレンズシート2のシート厚
さがレンチキュラーレンズシート4と同程度の厚さに薄
くなった点、レンチキュラーレンズシート4の基材40
の中に光拡散材の微粒子が分散されていない点、さら
に、レンチキュラーレンズシート4の光入射面41の第
一の縦長レンチキュラーレンズと光出射面42の第二の
縦長レンチキュラーレンズの形状が従来のそれと異なる
点の4点にある。
ト4の基材40の中に光拡散材が分散されていないとい
う点は、背面投写型画像ディスプレイ装置の画像のコン
トラストの向上と、画像のぼけの低減に効果がある。ま
た、フレネルレンズシート2のシート厚さが薄いという
点は、同じく画像のぼけの低減に効果がある。
横長レンチキュラーレンズ、及び、レンチキュラーレン
ズシート4の光入射面41の第一の縦長レンチキュラー
レンズと光出射面42の第二の縦長レンチキュラーレン
ズについては、新規のレンズ形状の設計により、透過型
スクリーンとしての指向特性を、裾の広い指向特性とす
ることができる。詳細については後述する。
構成するフレネルレンズシート2、レンチキュラーレン
ズシート4について、まず、フレネルレンズシート2か
ら詳細に説明する。
設けられているフレネル凸レンズは、従来の透過型スク
リーンのフレネルレンズシートの場合と同様に、光入射
面21全体に入射する赤、緑、青の投写画像光の光束
を、それぞれの色ごとにほぼ平行な光束に変換し、レン
チキュラーレンズシート4に入射させる機能を有してい
る。以下、これについて説明する。
イ装置における投写光学系を水平面上に展開したときの
概略展開図である。図5において、1は透過型スクリー
ン、7R、7G、7Bはそれぞれ赤、緑、青の投写型ブ
ラウン管、8R、8G、8Bはそれぞれ投写型ブラウン
管7R、7G、7B用の投写レンズ、10R、10G、
10Bはそれぞれ赤、緑、青の投写光束、13R、13
G、13Bはそれぞれ投写レンズ8R、8G、8Bの光
軸であり、透過型スクリーン1の中心付近の一点S0に
おいて、光軸集中角θで交わっている。図1において
は、投写光束10Gを折り返すための反射鏡11が背面
投写型画像ディスプレイ装置の構成要素として描かれて
いるが、図5ではこの反射鏡11を省略した展開図とな
っている。
10Bは広がりながら透過型スクリーン1に入射してい
る。これに伴い、透過型スクリーン1上の画像の各画素
においては、特定の1色、たとえば赤の光線について見
ると、各画素の主光線は平行ではなく、透過型スクリー
ン1の中心画素の主光線に対し互いに遠ざかる方向で透
過型スクリーン1に入射する。このとき、透過型スクリ
ーン1上の各画素については、それぞれの画素の主光線
の方向が最も光の強度が強い方向となるため、一定位置
にいる観視者にとっては、画像の一部分のみ明るく、そ
の周囲は非常に暗く見えることになる。
て、フレネルレンズシート2は、従来の透過型スクリー
ンのフレネルレンズシートの場合と同様に、光入射面2
1全体に入射する画像光の光束が、赤、緑、青の色ごと
にほぼ平行光束となるように、光出射面22のフレネル
凸レンズにより変換し、レンチキュラーレンズシート4
に入射させる機能を有しており、透過型スクリーン1上
の画面の明るさの分布を改善できる効果がある。
おいて、緑の光軸13Gは、赤の光軸13R、青の光軸
13Bと光軸集中角θで交わっている。これに伴い、透
過型スクリーン1上の各画素においては、赤、緑、青の
各主光線は互いに異なる角度でフレネルレンズシート2
に入射し、異なる角度でフレネルレンズシート2から出
射する。このため、赤、緑、青の光線のレンチキュラー
レンズシート4への入射角も互いに異なる角度となる。
ラーレンズシート4によりスクリーン画面水平方向に拡
散されるとき、各画素ごとに各色の主光線の方向が最も
明るい方向となるため、観視者が画像を見る水平方向の
位置によって、赤、緑、青の3原色の色のバランスが変
化し、画像の色が変化して見える。この現象は「カラー
シフト」と呼ばれている。
21には、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横
長レンチキュラーレンズが設けられている。この横長レ
ンチキュラーレンズは、入射光束をスクリーン画面垂直
方向に拡散する機能を有している。
断面を示す断面図である。図6において、14は入射光
束である。その他、図4と同一部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。
射面21の横長レンチキュラーレンズから入射すると
き、同じ走査線、または同じ画素であっても、光入射面
21への入射位置の違いにより入射角が違ってくるた
め、異なる角度に屈折し、スクリーン画面垂直方向に拡
散する。
いて説明する。図4において、レンチキュラーレンズシ
ート4の光入射面41に設けられている第一の縦長レン
チキュラーレンズは、フレネルレンズシート2から出射
した投写画像光の光束を、各画素ごとにスクリーン画面
水平方向に拡散させ、画像観視側に出射させる機能を有
している。
楕円形状に近い非球面の断面形状を有する柱面の一部を
複数連続して配置した形状である。前述のフレネルレン
ズシート2の光入射面21の横長レンチキュラーレンズ
の場合と同様に、入射光束は、第一の縦長レンチキュラ
ーレンズへ入射するとき、同じ走査線、または同じ画素
であっても、光入射面41への入射位置の違いにより入
射角が違ってくるため、異なる角度に屈折し、光出射面
42に設けられている第二の縦長レンチキュラーレンズ
のレンズ面の前後の近傍でほぼ集束したのち、スクリー
ン画面水平方向に拡散する。
42に設けられている第二の縦長レンチキュラーレンズ
は、第一の縦長レンチキュラーレンズの断面形状とほぼ
対称な断面形状を有する柱面となっている。この第二の
縦長レンチキュラーレンズは、赤、緑、青の入射光束に
対し、これらの各色の出射光束の指向特性を相互にほぼ
平行にする機能を有しており、後述のカラーシフトを大
幅に低減することができる効果がある。
の入射光束は、第二の縦長レンチキュラーレンズ付近で
一旦集束するため、光出射面42においては、光束の通
らない部分がある。このため、その部分付近には凸形突
起部43を設け、その上には有限幅の光吸収帯16を設
けている。この光吸収帯16は、照明光などの外光が入
射した場合、その外光の一部を反射せず吸収する機能を
有している。
に、フレネルレンズシート2の光入射面21に設けられ
た横長レンチキュラーレンズによって、スクリーン画面
垂直方向の光の拡散を行う構成としているので、レンチ
キュラーレンズシート4の基材40の中には、従来の透
過型スクリーンのレンチキュラーレンズシートの場合と
異なって、光拡散材の微粒子が分散されていない。これ
によって画像のコントラストが良好になり、さらに、画
像のぼけが低減できる。詳細について以下に述べる。
ト2のシート厚さは、レンチキュラーレンズシート4の
シート厚さと同程度の厚さであり、したがって、フレネ
ルレンズシート2の光入射面21の横長レンチキュラー
レンズと、レンチキュラーレンズシート4の光入射面4
1の縦長レンチキュラーレンズとは、相互に近接するよ
うな配置となっている。
射光束14は、光入射面21の横長レンチキュラーレン
ズによりスクリーン画面垂直方向に拡散されたのち、た
だちにレンチキュラーレンズシート4の光入射面41の
縦長レンチキュラーレンズにおいてスクリーン画面水平
方向に拡散される。すなわち、入射光束14のスクリー
ン画面水平方向の光拡散の開始点とスクリーン画面垂直
方向の光拡散の開始点とが近接している。
来の透過型スクリーン1では、レンチキュラーレンズシ
ート4の基材40中に光拡散材が微粒子として分散され
ているために、レンチキュラーレンズシート4の光入射
面41への入射光線が光出射面42に至る前に光拡散材
により散乱されてフレアや迷光を生じていたのに対し、
図4の透過型スクリーンでは、レンチキュラーレンズシ
ート4の基材40中に光拡散材を含まないため、レンチ
キュラーレンズシート4の光入射面41への入射光線が
光出射面42に至る前に光拡散材により散乱されてフレ
アや迷光を生じることがない。この結果、画像観視側か
ら見たときの入射光束14に対する出射光束のスクリー
ン画面垂直方向の幅dは、概ねフレネルレンズシート2
の光出射面22上に現れる光束の幅で認識され、図27
に示した従来の透過型スクリーンによる光束の幅dより
小さくなり、画像がぼやけることがない。
クリーンでは、レンチキュラーレンズシート4の光入射
面41への入射光線が光出射面42に至る前に光拡散材
により散乱されてフレアや迷光を生じることがないた
め、従来の透過型スクリーンに比較して画像のコントラ
スト、及び明るさが向上する。さらに、照明光などの外
光があるとき、光出射面42に入射した外光が光拡散材
により散乱されたりすることもないので、従来の透過型
スクリーンに比較して飛躍的に画像のコントラストが向
上し、明るい場所でも、きれがよく、見やすい画像とな
る。
いて説明する。図26に示した従来の透過型スクリーン
1のレンチキュラーレンズシート4においては、前述の
ように、投写画像光は、スクリーン画面垂直方向には、
レンチキュラーレンズシート4の基材40中に分散され
ている光拡散材によって拡散され、裾を引いた指向特性
となっていた。また、スクリーン画面水平方向には、光
入射面41の第一の縦長レンチキュラーレンズにより拡
散されるほか、光拡散材の微粒子によっても、わずかな
がらさらに拡散され、裾を引いた指向特性となってい
た。
レンチキュラーレンズシート4の基材40の中には、前
述のように、光拡散材が分散されていないため、フレネ
ルレンズシート2の光入射面21の横長レンチキュラー
レンズ、及びレンチキュラーレンズシート4の光入射面
41の第一の縦長レンチキュラーレンズ、光出射面の4
2の第二の縦長レンチキュラーレンズの形状を、それぞ
れ単純な円柱状や楕円柱状にすると、スクリーン画面垂
直方向、またはスクリーン画面水平方向の指向特性にお
いて、裾を引かずカットオフを生じ、この結果、ある角
度範囲を超えると、投写画像光がなくなり、観視者には
画像が見えなくなってしまう。
チキュラーレンズ、及び第一の縦長レンチキュラーレン
ズ、第二の縦長レンチキュラーレンズの形状を、光拡散
材がなくても裾を引くような広い指向特性が得られるよ
うな非球面形状にしておく必要がある。その具体例を以
下に説明する。
義するための座標系を示す説明図である。図7におい
て、レンズの光軸方向をZ軸とし、光束の進む方向を正
の方向とする。Z軸に垂直な半径方向の軸をr軸とし、
Z軸からの径方向距離をrとする。このとき、レンズの
面形状Z(r)を数1で定義する。
C、AE、AF、AG、AHは非球面係数である。数1
ではrの10次の項までしか示していないが、これに限
定されるわけではなく、12次以上の偶数次の項につい
ても同様に設定してもよい。そのような場合にも、光軸
に対して対称なレンズ面を得ることができる。
シート2の光入射面21の横長レンチキュラーレンズと
光出射面22のフレネルレンズの形状の一具体例とし
て、数1における曲率半径と非球面係数の各値を示す。
ュラーレンズの形状を示す断面図である。図9は、表1
により得られた横長レンチキュラーレンズの形状を用い
た場合の、透過型スクリーン1のスクリーン画面垂直方
向の指向特性(垂直指向特性)を示す特性図である。
向には、画面正面方向から上下に±68°まで画像が観
視できる。また、画面正面方向の輝度に対し、輝度が5
0%となる方向は、画面正面方向から上下に±10°の
方向であり、実用上充分な性能を得ている。
レンズシート4の光入射面41の第一の縦長レンチキュ
ラーレンズと光出射面42の第二の縦長レンチキュラー
レンズの形状の一具体例として、数1における曲率半径
と非球面係数の各値を示す。
レンチキュラーレンズと第二の縦長レンチキュラーレン
ズの形状を示す断面図である。図11は、表2により得
られた第一の縦長レンチキュラーレンズと第二の縦長レ
ンチキュラーレンズの形状を用いた場合の、透過型スク
リーン1のスクリーン画面水平方向の指向特性(水平指
向特性)を示す特性図である。
方向には、画面正面方向から左右に±67°まで画像が
観視できる。また、画面正面方向の輝度に対し、輝度が
50%となる方向は、画面正面方向から左右に±42°
の方向であり、実用上充分な性能を得ている。
レネルレンズシート2、レンチキュラーレンズシート4
のいずれも光拡散材を含有せず、無色透明となっている
構成としたが、画像のコントラストをさらに向上するた
めには、レンチキュラーレンズシート4を半透明に着色
する構成とするのが好ましい。
至る投写画像光は、レンチキュラーレンズシート4を1
回だけ透過するため、光量がレンチキュラーレンズシー
ト4の透過率に比例して減衰するのに対し、照明光など
の外光が透過型スクリーン1で反射されて画像観視側に
至るときは、レンチキュラーレンズシート4の最も画像
観視側の面となる光出射面42で反射される光を除き、
レンチキュラーレンズシート4を少なくとも1往復通る
ため、光量がレンチキュラーレンズシート4の透過率の
2乗に比例して減衰する。これにより、投写画像光より
外光の方が、多く吸収されて損失光の比率が大きくな
り、照明光などの外光があるときの画像のコントラスト
が向上する効果がある。
ン1においては、レンチキュラーレンズシート4の基材
40の中の光拡散材をなくし、フレネルレンズシート2
のシート厚さをレンチキュラーレンズシート4と同程度
に薄くすることにより、画像のコントラストを向上で
き、また、画像のぼけを低減でき、さらに、画像の明る
さを向上させると同時に、スクリーン画面垂直方向の指
向特性を拡大できる効果がある。
外観の高級感と透過型スクリーン1との関係について述
べる。図12は、透過型スクリーン1のレンチキュラー
レンズシート4の光吸収帯16における外光の反射強度
の分布を従来技術と本発明とで比較して示した概念図で
あり、図12(a)は図26に示した従来の背面投写型
画像ディスプレイ装置における透過型スクリーン1につ
いて、図12(b)は図4に示した本実施例における透
過型スクリーン1について、それぞれ示している。
投写型画像ディスプレイ装置における透過型スクリーン
1においては、レンチキュラーレンズシート4の光出射
面42の隣り合うレンチキュラーレンズ相互の間には、
凸形突起部43が設けられ、この凸形突起部43上に光
吸収帯(ブラックストライプ)16が、艶消し黒色の着
色材層として積層されている。また、レンチキュラーレ
ンズシート4は光拡散材を有している。このため、透過
型スクリーン1の画像観視側の表面が、第二の縦長レン
チキュラーレンズ面、光吸収帯16とも光の正反射がな
く、拡散反射のみとなる。ただし、照明光などの外光6
0があるとき、外光60の半分程度は光吸収帯16に入
射し、光吸収帯16への入射光は、図12(a)に示し
たように、ごく一部が拡散反射されるほかは、ほとんど
が光吸収帯16に吸収される。このため、画像を何も映
出していないときには、光沢がなく全体に墨を塗ったよ
うな艶消しの薄い黒色に見え、背面投写型画像ディスプ
レイ装置の外観の高級感を落している。
る透過型スクリーン1においては、レンチキュラーレン
ズシート4は光拡散材を有していないことから、第二の
縦長レンチキュラーレンズ面を鏡面仕上げとし、さらに
光吸収帯16を艶のある黒色の着色材層として積層すれ
ば、透過型スクリーン1の観視側表面において外光60
が反射するときに、図12(b)に光吸収帯16におけ
る例として示したように、正反射成分61を生じて光沢
がつき、背面投写型画像ディスプレイ装置の外観の高級
感が増す効果がある。
ィスプレイ装置に用いる投写レンズについて説明する。
レイ装置における投写型ブラウン管と投写レンズの結合
部の断面を示す断面図である。
ン管、8Gは投写型ブラウン管7G用の投写レンズ、9
Gは投写型ブラウン管7Gと投写レンズ8Gを結合する
結合器、18はレンズ鏡筒、81、82、83、84、
85は投写レンズ8Gのそれぞれ第一、第二、第三、第
四、第五のレンズ素子である。
管7G側が凸面でかつ透過型スクリーン側が凹面となる
凹レンズとなっており、このレンズ素子81と投写型ブ
ラウン管7Gとの間の空間に液体冷媒17が封入されて
いる。投写型ブラウン管7Gの液体冷媒17に接する部
分は通常ガラスからなり、レンズ素子81はガラス、ま
たはプラスチックからなり、液体冷媒17としてはエチ
レングリコール、水、グリセリンなど、もしくはこれら
の混合液が用いられる。
拡大作用のうちの主たる拡大作用を分担しており、材料
としては温度変動と湿度変動に対して変形が少ない観点
からガラスを用いるのが好ましいが、これに限定される
ものではない。このレンズ素子83の直径をなるべく大
きくし、投写レンズの実効F値がたとえば1.2程度と
なるように設計することにより、背面投写型画像ディス
プレイ装置の画像の明るさを明るくすることができる。
差補正作用を有しており、材料としてはガラス、プラス
チックのいずれでもよい。ただし、レンズ素子84は、
光の波長の変化に対して屈折率が変化する特性(分散)
が、他のレンズ素子の材料と異なる材料を用いて、色収
差補正を行うものとする。たとえば、レンズ素子83と
しては分散が小さくアッベ数の大きい材料のガラスを用
い、レンズ素子81、82、85としてはメタクリル樹
脂などの分散が小さくアッベ数の大きい材料を用い、レ
ンズ素子84としてはポリカーボネート樹脂もしくはス
チロール樹脂などの分散が大きくアッベ数の小さい材料
を用いればよい。このとき、レンズ素子82、84、8
5をそれぞれ両面とも非球面として設計することによ
り、きわめてフォーカス特性がよく、画像のぼけの少な
い投写レンズが実現できる。
の直径をなるべく大きくすれば、背面投写型画像ディス
プレイ装置の画像の画面周辺部の明るさを明るくするこ
とができる。
スプレイ装置の奥行き寸法を薄くするために、投写光学
系の画角を大きくするには、投写レンズ8Gの焦点距離
を短くするようなレンズ設計が必須である。そのために
は、投写レンズの全長を短くし、たとえば、投写型ブラ
ウン管7Gの蛍光面における対角4.5インチ程度の画
面を透過型スクリーン上で画面サイズ35インチ程度に
拡大投写するような場合、投写型ブラウン管7Gの蛍光
面から投写レンズ8Gのレンズ素子85の光出射面まで
の距離が130mm程度とするのが好ましい。
7Gが発生した熱を、対流熱伝達により効率よく放熱す
る機能を有するとともに、画像のコントラスト向上のた
めに有効であることが従来から知られている。
ラウン管7Gとレンズ素子81との間に単に空気がある
に過ぎない場合は、投写型ブラウン管7Gから出射しレ
ンズ素子81に至る画像光の一部が、投写型ブラウン管
7Gと液体冷媒17との境界面、及び液体冷媒17とレ
ンズ素子81との境界面における光の反射損失により、
投写光学系内の迷光となり、この迷光が背面投写型画像
ディスプレイ装置の投写光学系内、もしくは筐体内を往
来した末に透過型スクリーンに至ると、画像のコントラ
ストとして良好なコントラストは得られない。
投写型ブラウン管7G、液体冷媒17、レンズ素子81
の屈折率がいずれも1.5前後の近い値となるため、投
写型ブラウン管7Gから出射しレンズ素子81に至る画
像光は、投写型ブラウン管7Gと液体冷媒17との境界
面、及び液体冷媒17とレンズ素子81との境界面にお
ける光の反射損失がきわめて少なく、良好な画像のコン
トラストが得られる。このとき、投写レンズ8Gの光軸
上において、投写型ブラウン管7Gと液体冷媒17との
境界面から、液体冷媒17とレンズ素子81との境界面
に至る距離を長くとることにより、画像のコントラスト
の向上に効果がある。たとえば、投写型ブラウン管7G
の蛍光面における対角4.5インチ程度の画面を透過型
スクリーン上で画面サイズ35インチ程度に拡大投写す
るような場合、投写レンズ8G全体の直径が115m
m、投写型ブラウン管7Gの蛍光面から投写レンズ8G
のレンズ素子85の光出射面までの距離が130mm程
度のとき、おおよそ9mm以上の距離とするのが好まし
い。
素子の表面に誘電体多層膜からなる反射防止膜を成膜し
たり、前記の結合器9Gの内面を艶消しの黒色に着色し
たり、レンズ鏡筒18の内面を同じく艶消しの黒色に着
色したりすることが、いずれも画像のコントラスト向上
のために有効であることが従来から知られており、図1
3に示した投写レンズ8G、結合器9Gについてもこれ
らの処理をするのが好ましい。なお、投写型ブラウン管
7Gの蛍光面は、図13では投写レンズ8G側に凹面を
なしているが、平面であってもよい。
ィスプレイ装置に用いる反射鏡について説明する。図1
4は、背面投写型画像ディスプレイ装置における反射鏡
11の断面を本発明と従来技術とで比較して示した断面
図であり、図14(a)は図1に示した本実施例におけ
る反射鏡11の断面を、図14(b)は従来の背面投写
型画像ディスプレイ装置における反射鏡11の断面を、
それぞれ示している。
は、反射鏡11の基材の表面のうち、投写レンズ8G及
び透過型スクリーン1に対向する側の表面上に光反射性
光学薄膜を成膜された構成の反射鏡であり、図14
(b)に示す反射鏡11は、反射鏡11の基材の表面の
うち、投写レンズ8G及び透過型スクリーン1に対向す
る側の反対側の表面上に光反射性光学薄膜を成膜された
構成の反射鏡である。
11Bは反射鏡11の基材であり、通常はガラス板より
なる。また、14′は入射光線、19は光反射性光学薄
膜である。
は、入射光線14′は反射鏡11の基材11B内で多重
反射を起こすことから、反射光が広がってしまい、この
結果、背面投写型画像ディスプレイ装置の透過型スクリ
ーン1上で画像のぼけを生じる。
1においては、入射光線14′は反射鏡11の投写レン
ズ8G及び透過型スクリーン1に対向する側の表面で反
射するので、反射光が広がることがなく、透過型スクリ
ーン1上で画像のぼけを生じることがない。
における背面投写型画像ディスプレイ装置において、図
4に示した透過型スクリーン1、図13に示した投写レ
ンズ、図14(a)に示した反射鏡11を用いることに
より、画像のコントラストが、照明光などの外光がある
ときでもきわめて良好で、画像全体が白味を帯びたりす
ることがなく、また、画像にぼけがなく、スクリーン画
面垂直方向の指向特性が広く、画面周辺部の明るさが暗
くならないようにすることができ、さらに、装置の奥行
き寸法を短くでき、外観に高級感を与えることができ
る。
は、レンチキュラーレンズシート4に光拡散材を有して
いないため、照明光などの外光が透過型スクリーン1を
透過して筐体12内に入り込む場合には、光拡散材で散
乱されずに強い指向性で筐体12内を照射すると考えら
れる。このとき、筐体12内で不要な反射光を生じる
と、画像のコントラストの低下要因となるので、筐体1
2内は黒く着色して反射防止を図る必要がある。
おいては、画面中心の画像を最も明るく観視し得る方向
を基準方向としたとき、画面中心の輝度が、基準方向に
対し水平方向に42°の方向、基準方向に対し水平方向
に65°の方向、基準方向に対し垂直方向に10°の方
向、基準方向に対し垂直方向に25°の方向の各方向に
おいて、それぞれ、前記基準方向における輝度の、50
%以上、10%以上、50%以上、10%以上となる指
向特性とすることができると同時に、照明光などの外光
があるときの画像のコントラスト比として70以上のコ
ントラスト比を得ることができ、さらに、画像の画面周
辺部の相対光量として30%以上の相対光量を得ること
ができる。
ィスプレイ装置の指向特性、画像のコントラスト比、画
像の画面周辺部の相対光量、画像のぼけの程度、透過型
スクリーンの光沢度の各測定方法について、以下説明す
る。
光沢度の測定については、日本工業規格「鏡面光沢度測
定方法」(JIS Z8741−1983、昭和58年
改正)に基づいて行えばよいため、その説明は省略す
る。
る。図15は、背面投写型画像ディスプレイ装置のスク
リーン画面垂直方向の指向特性(垂直指向特性)を測定
するときの、測定対象としての背面投写型画像ディスプ
レイ装置と、測定器との位置関係を示す説明図である。
スプレイ装置100は堅固な床面上に正立させる。測定
器たる輝度計110は、三脚(図示せず)などの上に、
雲台、または垂直方向に回動可能な微動台を介して固定
し、背面投写型画像ディスプレイ装置100の透過型ス
クリーンの画面中心の法線方向から垂直方向に観視角度
θをなす方向の、画面中心から距離Dの位置に輝度計1
10の最外レンズ面が位置するように配置する。
00においては、指向特性を測定するときの画像パター
ンとして、画面全面に白を映出した画像パターンを使用
する。この画像パターンは、日本工業規格「テレビジョ
ン受信機試験方法」(JISC6101−1988、昭
和63年改正)第2章(8)に記載されている全白の試
験映像信号による。
画像ディスプレイ装置100のコントラスト調整器と明
るさ調整器をいずれも最大に調節して、スクリーン画面
中心の明るさを測定するものとする。
観視角度θを変化させて輝度計110により画面中心の
輝度を測定する。輝度計110としては米国フォトリサ
ーチ(Photo Research)社製プリチャー
ド(Pritchard)1980B形分光放射計、も
しくはその同等品を用い、視感度フィルタを装着し、視
野角1°で測定するものとする。
定位置に固定し、背面投写型画像ディスプレイ装置10
0をスクリーン画面中心のまわりに回転させることによ
り、相対的位置関係を上記の測定方法と同じにすること
ができるので、そのような方法で測定してもかまわな
い。
型画像ディスプレイ装置100の赤、緑、青の投写レン
ズの内の2本に、投写光束を遮蔽する遮蔽板をかぶせ、
赤、緑、青の各色ごとに指向特性を測定してもかまわな
い。
置のスクリーン画面水平方向の指向特性(水平指向特
性)を測定するときの、測定対象としての背面投写型画
像ディスプレイ装置と、測定器との位置関係を示す説明
図である。
の測定との違いは、測定器たる輝度計110の配置位置
のみである。すなわち、背面投写型画像ディスプレイ装
置100の透過型スクリーンの画面中心の法線方向から
水平方向に観視角度θをなす方向の、画面中心から距離
Dの位置に輝度計110の最外レンズ面が位置するよう
に配置する。上記の配置において、D=3(m)とし、
観視角度θを変化させて輝度計110により画面中心の
輝度を測定する。
定位置に固定し、背面投写型画像ディスプレイ装置10
0をスクリーン画面中心のまわりに回転させることによ
り、相対的位置関係を上記の測定方法と同じにすること
ができるので、そのような方法で測定してもかまわな
い。その他の測定条件は、スクリーン画面垂直方向の指
向特性の測定の場合と同じである。
ついて説明する。図17は、照明下での画像のコントラ
スト比を測定するときの、測定対象としての背面投写型
画像ディスプレイ装置と、測定器と、照明との位置関係
を示す説明図である。
スプレイ装置100は堅固な床面上に正立させる。測定
器たる輝度計110は、三脚などの上に、雲台、または
水平方向に回動可能な微動台を介して固定し、背面投写
型画像ディスプレイ装置100の透過型スクリーンの画
面中心の前方の距離Dの位置に輝度計110の最外レン
ズ面が位置するように配置する。また、照明120は、
スクリーン画面中心の法線方向から上方に角度θをなす
方向に一般用直管形白色蛍光灯を配置する。このとき、
蛍光灯は、蛍光灯の長手方向が、背面投写型画像ディス
プレイ装置100の画面水平方向に平行な方向となるよ
う、かつ直管形蛍光灯の長手方向中心の真下にスクリー
ン画面中心の法線があるように配置する。
45(°)とし、また、蛍光灯の明るさは、スクリーン
画面中心における法線方向の照度Iが、100(lx)
となるように調節する。この照度の測定は、(株)トプ
コン製デジタル照度計IM−3、もしくは、ミノルタカ
メラ(株)製デジタル照度計T−1またはT−1Hによ
り行う。輝度計110としては米国フォトリサーチ(P
hoto Research)社製プリチャード(Pr
itchard)1980B形分光放射計、もしくはそ
の同等品を用い、視感度フィルタを装着し、視野角1°
で測定するものとする。
置の画像のコントラスト比を測定するための画像パター
ンの一例を示す説明図である。この画像パターンは、横
幅Wの画面を5等分し、3本の白しまと2本の黒しまを
映出したパターンであり、日本工業規格「テレビジョン
受信機試験方法」(JISC6101−1971、昭和
46年改正)第6章6.1節6.1.3項(2)に記載
されている大面積最大コントラストの測定用パターンに
基づくものである。
の画像パターンの白しまの部分が最も明るくなるように
測定対象の画像ディスプレイ装置100のコントラスト
調整器を調節し、さらに、黒しまの部分が発光しないよ
うに画像ディスプレイ装置100の明るさ調整器を調節
したのち、黒しまの中央の点P1、P3、及び白しまの
中央の点P2の明るさを、前記の雲台、または微動台に
より輝度計110を水平方向に回転させて測定するもの
とする。点P1、P2、P3の明るさをL1、L2、L
3とすると、コントラスト比aは、数2で表される。
方法について説明する。図19は、背面投写型画像ディ
スプレイ装置の画面周辺部の相対光量を測定するとき
の、測定対象としての背面投写型画像ディスプレイ装置
と、測定器との位置関係を示す説明図である。
スプレイ装置100は堅固な床面上に正立させる。測定
器たる輝度計110は、三脚などの上に、雲台、または
水平方向及び垂直方向に回動可能な微動台を介して固定
し、背面投写型画像ディスプレイ装置100の透過型ス
クリーンの画面中心の前方の距離Dの位置に輝度計11
0の最外レンズ面が位置するように配置する。
輝度計110により後述の画面上の測定点の輝度を測定
する。輝度計110としては米国フォトリサーチ(Ph
oto Research)社製プリチャード(Pri
tchard)1980B形分光放射計、もしくはその
同等品を用い、視感度フィルタを装着し、視野角1°で
測定するものとする。
00においては、画面周辺部の相対光量を測定するとき
の画像パターンとして、前述の指向特性の測定と同じ
く、画面全面に白を映出した画像パターンを使用し、測
定対象の画像ディスプレイ装置100のコントラスト調
整器と明るさ調整器をいずれも最大に調節して測定す
る。
置の画面周辺部の相対光量を測定するときの、画面にお
ける測定点を示す説明図である。図20に示すように、
スクリーン画面対角方向の相対像高0.9の点Q1、Q
2、Q3、Q4と、画面中心点Q0を測定点とする。相
対像高とは、画面中心からの距離を、画面対角長の半分
を1として規準化した値を言う。上記の測定点Q1、Q
2、Q3、Q4の輝度を、前記の雲台、または微動台に
より輝度計110を水平方向及び垂直方向に回転させて
測定し、画面中心点Q0の輝度に対する比率を求めるも
のとする。
型画像ディスプレイ装置100の赤、緑、青の投写レン
ズの内の2本に、投写光束を遮蔽する遮蔽板をかぶせ、
赤、緑、青の各色ごとに画面周辺部の相対光量を測定し
てもかまわない。
て説明する。なお、ここでは、画像のぼけの程度を、画
像のフォーカス振幅伝達特性(以下、フォーカスMTF
〔Modulation Transfer Func
tion〕特性という)として測定する場合について説
明する。
100の画面上に、緑色の走査線を1本だけ映出し、ス
クリーン画面上の画面垂直方向の光出力分布を測定し、
その結果をフーリエ変換することにより行うものとす
る。この測定は、投写型ブラウン管、投写レンズ、反射
鏡、透過型スクリーンを総合した特性の測定に適する。
置の画像のフォーカスMTF特性を測定するときの、測
定対象としての背面投写型画像ディスプレイ装置と、測
定器との位置関係を示す説明図である。
スプレイ装置100は堅固な床面上に正立させる。測定
対象の背面投写型画像ディスプレイ装置100の赤と青
の投写レンズには、投写光束を遮蔽する遮蔽板をかぶ
せ、緑色の走査線を1本だけ映出する。このとき、試験
映像信号は白色の走査線を1本だけ映出するような信号
とする。測定器たる輝度計110は、大型XYZステー
ジなどの上に、輝度計110のレンズの光軸が透過型ス
クリーンの法線方向に平行になるように固定し、透過型
スクリーンの画像観視側に配置する。
チ(Photo Research)社製プリチャード
(Pritchard)1980B形分光放射計を用
い、視感度フィルタを装着し、同社製マイクロスキャナ
ー(Microscanner)SC−80A形微小走
査装置を取り付け、視野角0.2°で、画面垂直方向に
走査しながら光出力分布を測定するものとする。
00において投写型ブラウン管を除き、投写レンズ、反
射鏡、透過型スクリーンだけのフォーカスMTF特性を
測定しようとする場合は、画面水平方向を長手方向とす
るスリット像に対する出力像の画面垂直方向の光出力分
布を測定し、その結果をフーリエ変換することにより行
うのがよい。
て、投写型ブラウン管のフェイスパネルと同形状の擬似
フェイスパネルを使用する。擬似フェイスパネルの蛍光
面相当面には、蛍光体は塗布せず、ガラス表面に後述の
測定用スリットを直接貼り付ける。擬似フェイスパネル
の、投写レンズ側と反対の側には、擬似フェイスパネル
に近接して緑色の投写型ブラウン管を配置し、画面全体
を発光させる。
置の投写レンズ、反射鏡、透過型スクリーンの総合フォ
ーカスMTF特性を測定するときの、透過型スクリーン
面におけるスリット像の位置の例を示す説明図である。
は、画面中心、及び、画面水平方向の相対像高(画面中
心からの距離を、画面対角長の半分を1として規準化し
た値)0.2、0.4、0.6、0.72の各点、画面
垂直方向の相対像高0.2、0.4、0.54の各点、
画面対角方向の相対像高0.2、0.4、0.6、0.
8、0.9の各点に表示されるようにする。このとき、
前記の擬似フェイスパネルの蛍光面相当面の対応する位
置に、たとえば、0.5mm幅のスリットを貼付する。
定は、そのスリットの法線方向前方に輝度計110を移
動した上で、前述の図21の場合と同様に、前記の微小
走査装置により画面垂直方向に走査して測定するものと
する。
ィスプレイ装置の指向特性、画像のコントラスト比、画
像の画面周辺部の相対光量、画像のぼけの程度、透過型
スクリーンの光沢度の各測定方法について説明した。
像ディスプレイ装置に用いる透過型スクリーン1とし
て、図4に示した透過型スクリーン1について先に説明
したが、透過型スクリーン1としてはこれに限定される
ものではなく、図23または図24に示す透過型スクリ
ーン1を用いても良い。。
レイ装置における透過型スクリーン1の他の例の要部を
示す斜視図である。図23において、5は光吸収シー
ト、51、52はそれぞれ光吸収シート5の光入射面、
光出射面である。その他、図4と同一部分には同一符号
を付し、その説明を省略する。
ン1と相違する点は、図23に示すように、レンチキュ
ラーレンズシート4より画像観視側に、半透明に着色さ
れてなる光吸収シート5が新たに構成要素として加わっ
た点にある。
スクリーン1においてレンチキュラーレンズシート4を
半透明に着色する場合と同様に、画像発生源側から画像
観視側に至る投写画像光は、光吸収シート5を1回だけ
透過するため、光量が光吸収シート5の透過率に比例し
て減衰するのに対し、照明光などの外光が透過型スクリ
ーン1で反射されて画像観視側に至るときは、光吸収シ
ート5の最も画像観視側の面となる光出射面52で反射
される光を除き、光吸収シート5を少なくとも1往復通
るため、光量が光吸収シート5の透過率の2乗に比例し
て減衰する。これにより、投写画像光より外光の方が、
多く吸収されて損失光の比率が大きくなり、照明光など
の外光があるときの画像のコントラストが向上する効果
がある。
レイ装置における透過型スクリーン1の別の例の要部を
示す斜視図である。図24において、3は横長レンチキ
ュラーレンズシート、31、32はそれぞれ横長レンチ
キュラーレンズシート3の光入射面、光出射面である。
その他、図4と同一部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。
ン1と相違する点は、図24に示すように、フレネルレ
ンズシート2の光入射面21が平面になったことと、フ
レネルレンズシート2とレンチキュラーレンズシート4
との間にシート厚さの薄い横長レンチキュラーレンズシ
ート3が透過型スクリーン1の構成要素として加わった
点にある。
は、フレネルレンズシート2の光入射面21ではなく、
横長レンチキュラーレンズシート3の光入射面31にス
クリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュ
ラーレンズが設けられている。したがって、スクリーン
画面水平方向の光拡散の開始点とスクリーン画面垂直方
向の光拡散の開始点とが、図4に示した透過型スクリー
ン1の場合よりさらに近接しているので、画像のぼけが
さらに少なくなる効果がある。
た透過型スクリーン1の場合と同等の効果があり、特に
レンチキュラーレンズシート4を半透明に着色した場合
には、良好なコントラストが得られる。
画像のコントラスト、ぼけの少なさ、画面周辺部の明る
さが良好で、しかも、スクリーン画面垂直方向の指向特
性が広く、さらに、奥行きが短く、外観に高級感のある
背面投写型画像ディスプレイ装置を提供することができ
る。
スプレイ装置における、側面から見たときの内部構成を
示す断面図である。
る、正面から見たときの内部構成を示す断面図である。
る投写光学系の一部を所定平面上に展開したときの概略
展開図である。
る透過型スクリーン1の要部を示す斜視図である。
る投写光学系を水平面上に展開したときの概略展開図で
ある。
面図である。
座標系を示す説明図である。
の形状を示す断面図である。
の形状を用いた場合の、透過型スクリーン1のスクリー
ン画面垂直方向の指向特性(垂直指向特性)を示す特性
図である。
ーレンズと第二の縦長レンチキュラーレンズの形状を示
す断面図である。
ーレンズと第二の縦長レンチキュラーレンズの形状を用
いた場合の、透過型スクリーン1のスクリーン画面水平
方向の指向特性(水平指向特性)を示す特性図である。
シート4の光吸収帯16における外光の反射強度の分布
を従来技術と本発明とで比較して示した概念図である。
ける投写型ブラウン管と投写レンズの結合部の断面を示
す断面図である。
射鏡11の断面を本発明と従来技術とで比較して示した
断面図である。
ン画面垂直方向の指向特性(垂直指向特性)を測定する
ときの、測定対象としての背面投写型画像ディスプレイ
装置と、測定器との位置関係を示す説明図である。
ン画面水平方向の指向特性(水平指向特性)を測定する
ときの、測定対象としての背面投写型画像ディスプレイ
装置と、測定器との位置関係を示す説明図である。
ときの、測定対象としての背面投写型画像ディスプレイ
装置と、測定器と、照明との位置関係を示す説明図であ
る。
ントラスト比を測定するための画像パターンの一例を示
す説明図である。
部の相対光量を測定するときの、測定対象としての背面
投写型画像ディスプレイ装置と、測定器との位置関係を
示す説明図である。
部の相対光量を測定するときの、画面における測定点を
示す説明図である。
ォーカスMTF特性を測定するときの、測定対象として
の背面投写型画像ディスプレイ装置と、測定器との位置
関係を示す説明図である。
ズ、反射鏡、透過型スクリーンの総合フォーカスMTF
特性を測定するときの、透過型スクリーン面におけるス
リット像の位置の例を示す説明図である。
ける透過型スクリーン1の他の例の要部を示す斜視図で
ある。
ける透過型スクリーン1の別の例の要部を示す斜視図で
ある。
ての家庭用の背面投写型テレビジョン受像機における、
側面から見たときの内部構成を示す断面図である。
おける透過型スクリーン1の要部を示す斜視図である。
す断面図である。
…横長レンチキュラーレンズシート、4…レンチキュラ
ーレンズシート、5…光吸収シート、7R,7G,7B
…投写型ブラウン管、8R,8G,8B…投写レンズ、
9R、9G、9B…結合器、11…反射鏡、11B…反
射鏡の基材、12…筐体、15…光拡散材、16…光吸
収帯、17…透明液体冷媒、18…レンズ鏡筒、19…
光反射性光学薄膜、20,30,40,50…基材、2
1,31,41,51…光入射面、22,32,42,
52…光出射面、43…凸形突起部、81…第一のレン
ズ素子、82…第二のレンズ素子、83…第三のレンズ
素子、84…第四のレンズ素子、85…第五のレンズ素
子。
Claims (2)
- 【請求項1】 画像発生源に表示された画像を、投写レ
ンズにより拡大して、透過型スクリーンに背面より投写
する背面投写型画像ディスプレイ装置であって、前記透
過型スクリーンに投写された画像のコントラスト比が7
0以上で、かつ、画角が72°以上100°未満であ
り、 前記透過型スクリーンは、その光出射面にフレネルレン
ズが形成されたフレネルレンズシートと、その光入射面
に、スクリーンの垂直方向に伸びる複数のレンチキュラ
ーレンズがスクリーンの水平方向に配列されたレンチキ
ュラーレンズシートを有し、該レンチキュラーレンズシ
ートの光出射面の、前記複数のレンチキュラーレンズの
境界に対向する位置に光吸収層を設け、該光吸収層に、
光沢を持たせたことを特徴とする背面投写型画像ディス
プレイ装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の背面投写型画像ディス
プレイ装置において、 前記透過型スクリーンの観視側表面を鏡面としたことを
特徴とする背面投写型画像ディスプレイ装置。
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