JP3440772B2 - 画像投射装置 - Google Patents
画像投射装置Info
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Description
ーンとそのスクリーンを用いた背面投射型テレビ等の画
像投射装置からなる画像投射システムに係わり、蒲鉾型
レンズを並べたレンチキュラーレンズ、三角形などの断
面形状を持つプリズムアレイレンズで構成される背面投
射型スクリーンと投射レンズの射出瞳形状を矩形とした
画像投射装置に関する。
示された画像を投射レンズによって拡大し、背面投射型
スクリーンに投射する背面投射型テレビジョン画像機な
どの画像投射装置は、近年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、 家庭用や業務用として普及
している。従来、背面投射型スクリーンはフレネルレン
ズシートとレンチキュラーシートとからなり、その画像
投影面として一方向レンズアレイからなるレンチキュラ
ーシートを用い、所望の配光特性を得る方法は公知であ
る。この場合に、一方向レンズアレイを構成する、個々
のレンズ(以下、要素レンズと表記する)に着目する
と、観察者はこの要素レンズ越しに、画像投射装置(以
下、プロジェクターと表記する)からの光線を観察して
いることは明らかである。この時に観察者は、長方形を
した要素レンズと、投射側レンズの円形の射出瞳を通過
した光線を見ており、これらの集合体を画像としてして
観察している。一観測点から観察者が画面全体を見る、
と言うことは、すなわち、視線を振るのと等価なので、
相対的に要素レンズの位置がずれることを指し示してい
る。投影位置と観察者の位置関係により最も明るい所が
有り、そこから観察位置がずれるほど漸次的に明るさが
落ちて行くのは明らかであるので、結果としてスクリー
ン画面周辺部で光量低下が起き、投射型スクリーンの画
面全体の明るさが均一ではなくスクリーンとして好まし
くない問題点があった。画面全体の明るさを均一にする
ために、レンチキュラーシート基材の中に光拡散材を練
り込んだり、レンチキュラーシートの観察面側に光拡散
材からなる拡散層を設けたりする手法が取られていた。
しかし、光拡散材を用いることにより、拡散材の量とス
クリーンの輝度とはトレードオフの関係であり、従って
投影像が暗くなるという問題が有り、必ずしも好ましい
手法ではなかった。
に着目してなされたもので、背面投射型スクリーンとプ
ロジェクターからなる背面投射型テレビジョンシ等の画
像投射ステムにおいて、一観察点から画面全体を見た場
合でも、画面全体が均一な明るさで観察される背面投射
型スクリーンとプロジェクターを提供することを目的と
するものである。さらに具体的には、プロジェクターで
使用されているレンズの射出瞳形状を円形ではなく、矩
形とし、なおかつ、射出瞳の矩形の一辺の方向を、一方
向レンズアレイの要素レンズの方向とそろえて配置した
プロジェクターと、任意の断面形状を有する柱状のレン
ズをそろえて、配列した構造を持つ、一方向レンズアレ
イ、例えば、蒲鉾型レンズを並べたレンチキュラーレン
ズ、三角形などの断面形状を持つプリズムアレイレンズ
等からなる投射型スクリーンを使用することにより、画
面全体が均一な明るさで観察される背面投射型スクリー
ンとプロジェクターを提供することを目的とするもので
ある。
の手段で解決できる。請求項1の発明は、プロジェクタ
ーと、画像投影面としての一方向レンズアレイを有する
背面投射型スクリーンとを、光学要素として備えて構成
される画像投射装置において、プロジェクターは、その
結像光学系を構成するレンズ内に、矩形の開口形状を有
する絞りを配置することで、矩形の射出瞳を持たせた投
射レンズにより画像を投影・結像する構成であり、 投影
・結像される矩形形状と、前記一方向レンズアレイが有
する要素レンズの長手方向とが、平行に配置されること
を特徴とする。
レンズがすべて矩形であり、かつ、その方向を揃えるこ
とにより、矩形の射出瞳を持たせたレンズにより、画像
を投影・結像することを特徴とする請求項1記載の画像
投影装置である。
する。図1に従来の背面投射型スクリーンとプロジェク
ターからなる画像投影装置の構成を示す。一般的には、
背面投写型スクリーンの入射側にフレネルレンズシート
(図示せず)を配置した2枚構成の背面投写型スクリー
ンが用いられるが、本発明はフレネルレンズシートの配
設の有無に限定されるものではない。一般的な背面投写
型画像投影装置では、プロジェクター(2)でスクリー
ン面となる一方向レンズアレイ(3)上に画像を結像さ
せて、その画像をスクリーン面を挟んで反対側にいる観
察者(1)が観察する配置となる。
する光学系に用いるレンズの絞りを挿入する位置に、図
4に示す様な矩形絞り(13)を挿入、あるいは、プロ
ジェクター(2)の光学系を構成する個々のレンズ形状
を矩形とする等の手段を用いて、矩形の射出瞳を持つ投
射レンズとし、画像をスクリーン面へ投射、結像し使用
する。プロジェクター(2)の光学系を構成する個々の
レンズ形状を矩形にする方式の場合、図5に示す様に光
学パスそのものが矩形であるので、矩形絞り(13)が
必要とは限らないが、必要に応じて挿入することで射出
瞳の形状を変えることができる。射出瞳が矩形の投射レ
ンズを使用したプロジェクターを用いて、なおかつ、射
出瞳の矩形の一辺の方向を、結像するスクリーン面とな
る一方向レンズアレイ(3)の要素レンズ方向と揃えて
画像を投射、結像する。スクリーン面となる一方向レン
ズアレイ(3)は任意の断面形状を有する半円柱状のレ
ンズを揃えて配列した構造を持つ一方向レンズアレイ、
例えば、蒲鉾型レンズを並べたレンチキュラーレンズ、
三角形等の断面形状を持つプリズムアレイレンズ等から
構成される。本発明の背面投射型スクリーンとプロジェ
クターからなる画像投影装置の構成によって、一観察点
から画面全体を見た場合でも、画面全体が均一な明るさ
で観察される背面投射型スクリーンとプロジェクターが
得られる。
に示す様に観察者(1)へ向かう光線はそれぞれ、画面
左端部の光線(4)、画面中央部の光線(5)、画面右
端部の光線(6)、他、各位置からの光線を同時に観察
している。図2に従来型の背面投写型スクリーンとプロ
ジェクターの瞳のマッチングと、観察位置の違いによる
光量の変化を表すグラフを示す。それぞれ画面の左端部
の瞳の様子(7)、中央部の瞳の様子(8)、右端部の
瞳の様子(9)を示している。四角で表しているのが要
素レンズの射出瞳、円で表しているのがプロジェクター
の射出瞳である。プロジェクターから発した光線は、こ
の2つの瞳を通過して観察者に達するので、ハッチング
を施した部分の面積に比例した光量が観察者に達するこ
ととなる。この光量変化の一例を模式的に表したのが、
その下のグラフで、画面中央部が最も明るく、画面周辺
部へ向かうにつれ暗くなって行く様子を示している。
クリーンとプロジェクターの瞳のマッチングと、観察位
置の違いによる光量の変化を図3に示す様に、それぞれ
画面の左端部の瞳の様子(10)、中央部の瞳の様子
(11)、右端部の瞳の様子(12)を示している。長
方形で表しているのが要素レンズの射出瞳、正方形で表
しているのがプロジェクターの射出瞳である。プロジェ
クターから発した光線は、この2つの瞳を通過して観察
者に達するので、ハッチングを施した部分の面積に比例
した光量が観察者に達することとなる。この光量変化の
一例を模式的に表したのが、その下のグラフで、画面中
央部が最も明るいのは変わらないが、画面周辺部に至る
まで明るくなることを示している。
なることで、要素レンズとの位置のマッチングに起因す
る整合性の不具合をとることが出来る。そのため、観察
領域周辺部でも、中心部でもほぼ同じ強さの光線を観察
者へ到達させることが出来る。
ステムと比較した場合、一観察点から映像を観察した場
合でも、画面全体が均一な明るさで観察される。また、
プロジェクター以外の部分を変更することなく、スクリ
ーン面の隅まで明るくすることが可能である。従って、
構造的にプロジェクター以外にコストアップの要因は存
在しない。さらに、円形の射出瞳のまま大型化し、同様
の効果を狙った場合と比較しても、プロジェクターの体
積を小さく済ませることができるので小型軽量化と、そ
れに伴うコストダウンを図ることが容易である。それと
同時に、一方向レンズアレイとプロジェクターの整合を
得やすいので、他の光学要素(たとえば拡散など)の自
由度が増すことから、構造の簡略化、材料選択の自由度
増加などを行う余地が増え、コストダウンを実現しやす
い。
成を示す説明図である。
光学系の瞳のマッチングと観察位置の違いによる光量変
化を示す説明図である。
の光学系の瞳のマッチングと観察位置の違いによる光量
変化を示す説明図である。
た光学系を示す説明図である。
挿入した光学系を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】プロジェクターと、画像投影面としての一
方向レンズアレイを有する背面投射型スクリーンとを、
光学要素として備えて構成される画像投射装置におい
て、プロジェクターは、その結像光学系を構成するレンズ内
に、矩形の開口形状を有する絞りを配置することで、矩
形の射出瞳を持たせた投射レンズにより画像を投影・結
像する構成であり、 投影・結像される矩形形状と、前記一方向レンズアレイ
が有する要素レンズの長手方向とが、平行に配置される
ことを特徴とする画像投射装置。 - 【請求項2】結像光学系を構成するレンズがすべて矩形
であり、かつ、その方向を揃えることにより、矩形の射
出瞳を持たせたレンズにより、画像を投影・結像するこ
とを特徴とする請求項1記載の画像投影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19744597A JP3440772B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 画像投射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19744597A JP3440772B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 画像投射装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1138504A JPH1138504A (ja) | 1999-02-12 |
JP3440772B2 true JP3440772B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=16374634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19744597A Expired - Fee Related JP3440772B2 (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 画像投射装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3440772B2 (ja) |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP19744597A patent/JP3440772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1138504A (ja) | 1999-02-12 |
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