JP3682180B2 - Projection type screen - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、背面投射型プロジェクションテレビに用いられる投射型スクリーンに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶リア型プロジェクションテレビで一般的に使われているスクリーンはTint(ティント)付片面レンチキュラースクリーンタイプとブラックストライプ付両面レンチキュラースクリーンタイプの2種類があり、以下それぞれを説明する。
【0003】
Tint付片面レンチキュラースクリーンタイプの一例を説明する。
【0004】
図9(a)は背面投射型表示装置の上面図であり、投射レンズ101からある角度をもった光が出射され、この光はフレーネルシート102によって平行光に変えられ、片面レンチキュラー103に入射し、拡散して出射する。次にこの光はTint(ティント)層106を通り、ある一定の視野角を持った光104となって出射する。この光がユーザーの目に映像となって映し出される。図9(b)は片面レンチキュラーシート103の斜視図、図9(c)は片面レンチキュラーシート103の断面図である。
【0005】
従来の片面レンチキュラーシートの形状は、斜視図の様に、光入射面側に凸(又はかまぼこ)形状のレンズがユーザーの目に対して縦方向(ストライプ形状)に形成された形である。また、片面レンチキュラーシートは、その内部に拡散剤が混入された樹脂層である。平行光の入射光が凸レンズ部に入射すると、この光は拡散剤で拡散され、ある視野角特性を持った光として出射される。
【0006】
ここで、凸レンズは水平方向の視野角特性を制御するものであり、垂直の視野角は拡散剤による拡散制御に依存している。
【0007】
図10(a)は、ブラックストライプ付両面レンチキュラースクリーンタイプの上面図である。
【0008】
投射レンズ101からある角度をもった光が出射され、この光はフレーネルシート102によって平行光に変えられ両面レンチキュラーシート120に入射する。このシート120では光が拡散され、ある一定の視野角を持った光104の映像となってユーザーの目に映し出される。図10(b)は両面レンチキュラーシート120の斜視図、図10(c)は断面図である。ブラックストライプ部(遮光層)130は外光の反射を抑圧することによって映像におけるコントラストを高めている。
【0009】
上記両面レンチキュラーシート120は斜視図の様に両面に凸状のレンズを有し、このレンズ部はユーザーの目に対して縦方向(ストライプ形状)になっている。光出射面のレンズの間にはブラックストライプ部(遮光層)が形成されている。断面構造は、図10(c)に示すように、透明油脂層117と、拡散剤入りの樹脂層118と、ブラックストライプ部(遮光層)130からなる。平行な光116が入射光として凸レンズ部に入射し、レンチキュラーシート120内で焦点を結び、出射側の凸レンズの拡散剤入り樹脂層118で拡散される。
【0010】
ここで入射側の凸レンズは出射側の凸レンズに比べて大きい形状になっているが、これは出射側に外光反射を抑圧させるためのブラックストライプ(遮光層)130を設けるとともに、同時に光効率を劣化させない機能を得るためである。また、両面の凸レンズは水平方向の視野角特性を制御するものであり、垂直方向の視野角特性は拡散剤入り樹脂層118に依存している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した様に、従来の片面レンチキュラースクリーンとブラックストライプ付レンチキュラースクリーンとは、共にユーザー側から見て縦方向(ストライプ形状)にレンズが形成されているが、このレンズ効果は水平視野角特性だけを制御するものであり、垂直方向の視野角を制御するものでない。よって垂直方向の視野角は、拡散剤だけで制御することになり、その視野角が非常に狭い。
【0012】
その他、片面レンチキュラースクリーンだけの特有の問題点としては、外光の反射を抑圧させるためにTint(ティント)層が形成されており、入射光に対して出射光の光透過効率を悪化させる。
【0013】
そこでこの発明は、広視野角、視野角制御、高光透過効率、高輝度、高コントラスト(低外光反射率)な投射型スクリーンを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明では、光が投写される投写型スクリーンを備える投写型ディスプレイ装置において、光源から出力された光を受光し、前記投写型スクリーンに向けて投写光を投写する投写レンズと、前記投写レンズから投写された光が入射される入射面と、前記入射面に入射された光を受けて反射する反射鏡と、前記反射鏡で反射された光を出射する出射面とを備える投写型スクリーンを備え、前記投写型スクリーンは前記入射面に入射される光の面積が、前記出射面の面積よりも大きく、前記入射面の外周と前記出射面の外周との間の空間を囲む内面が前記反射鏡で形成されたカライドスコープを有し、このカライドスコープは大きさの異なる複数のものが平面上に並べられ、分布していることを特徴とする。
【0015】
上記カライドスクリーンを設けることにより、広視野角特性、視野角制御、高輝度を実現することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0017】
図1は、この発明の第1の実施の形態に係る投射型スクリーン1の概略構成を示す図である。
【0018】
すなわち、この投射型スクリーン1は、投射レンズ2から出射された光を光軸に対して平行に近い光に変えるフレーネルスクリーン3と、このフレーネルスクリーン4を通過した光をその最大入射角度以上の発散角をもった光として出射させるカライドスクリーン4と、このカライドスクリーン4から出射した光を映像表示させるための拡散剤(拡散部材)5と、低外光反射(高コントラスト)特性を得るための遮光層6から構成されている。
【0019】
なお、この明細書では、後述するカライドスコープを配列して構成されたスクリーンを、カライドスクリーンと称している。このカライドスクリーン4の材質として、例えば、透明な合成樹脂が用いられる。
【0020】
図2は、上記カライドスクリーン4の斜視図であり、図3は、このカライドスクリーン4に含まれるカライドスコープ7の1つを取り出して概略的に示す図である。
【0021】
すなわち、カライドスクリーン4には、カライドスコープ(万華鏡)7が平面状に複数個埋設されている。そして、このカライドスコープ7は、任意のアスペクト比を有する四角形を入射面8とし、この入射面8より小さな面積で且つ等しいアスペクト比を有する四角形を出射面9とし、入射面8の周囲と出射面9の周囲の空間が、例えばミラー(ガイドスコープ)10で囲まれた構成となっている。
【0022】
上記のように、この構成の基本は、入射面8は、出射面9の方向の何れの断面方向についても大きな形状であり、且つこの入射面8の外周付近と出射面9の外周付近より形成される任意空間を反射鏡で囲むミラー10a、10b、10c、10d、つまりカライドスコープ7構造となっている。つまり、上下、左右のミラー10a、10b、10c、10dによりカライドスコープ7が構成されている。
【0023】
よって、カライドスクリーン4に埋設された上記複数のカライドスコープ7の入射面8及び出射面9は、それぞれ開口している。
【0024】
図4(A)は、遮光層6が形成されたカライドスクリーン4の斜視図を示す図であり一部分を取り出して示している。図4(B)は、このカライドスクリーン4の入射面側から見た正面図であり、図4(C)は、このカライドスクリーン4の出射面側から見た正面図である。
【0025】
すなわち、カライドスコープ7が複数個埋設されたカライドスクリーン4の出射面9側には、遮光層6が形成されている。この遮光層6は、図で示したように複数のカライドスコープ7の出射面9(開口部)を除く部分に形成される。この遮光層6が形成されないカライドスコープ7の出射面9に対応する部分には、図1に示すように、出射面9から出射した光を拡散させ、映像を表示させるための拡散剤5が形成される。
【0026】
上記したように、カライドスコープ7が複数個2次元配列されているカライドスクリーン4の出射面以外の部分に遮光層6を形成することにより、低外光反射(高コントラスト)特性を得ることができ、環境光が気にならないスクリーンを提供できる。
【0027】
また、上記したように、カライドスコープ7が複数個埋設されているカライドスクリーン4の出射面の部分だけに拡散剤5を形成することにより、高光透過効率、低外光反射(高コントラスト)特性を得ることができる。
【0028】
次に、本発明の投射スクリーンにおけるカライドスクリーン4の構造の必要性と構成原理を図5に示すカライドスコープ7の垂直方向の断面図を用いて説明する。
【0029】
すなわち、入射面8のサイズを「a」、出射面9のサイズを「b」、入射面8から出射面9の距離を「d」とし、入射面8端から出射面9端をミラー10a、10b、10c、10dにて隙間無く囲むものとする。また、ミラー10a、10bの延長線上の交点を「O」、入射面8から交点「O」までの距離を「L」、ミラー10a、10bの対光軸角を「φ」、投射レンズから入射する光の光軸に対する入射角を「θt」、この光がミラー10a、10bに反射する回数を「n」、出射面9から出射する光の光軸に対する出射角を「θo」とすると、以下の式が成立する。
【0030】
θo=θt+2nφ(ただし、θ o<90度)…(1)
φ=tan−1{(b−a)/2d} …(2)
L=d×b/(b−a) …(3)
例えば、投射レンズからあるF値をもつ光が光軸に対してθtの角度で入射したとき、図で示すようにミラー10bに一回反射して出射面9からθoの角度で出射する。
【0031】
この時、上記(1)式より、常にθt<θoが成り立つ。よって、上記した構成を有するカライドスコープ7の入射面8に入射する入射光の光軸に対する入射角は、出射面9から出射する出射光の光軸に対する出射角より小さくなる、すなわち、出射角が入射角より大きくなるので、垂直方向の視野角を広げることができる。
【0032】
なお、上記した説明は、垂直方向の断面図を示す図5をもとにしたものであるが、水平方向の断面図も図5と同様であるので、水平方向の視野角も広げることができる。
【0033】
また、a、b、d、φ、を適切に設定することで、水平方向及び垂直方向の視野角の制御を行うことができる。
【0034】
すなわち、上記したカライドスクリーン4により、水平方向及び垂直方向に対する広視野角特性を得ることができる。また、カライドスクリーン4に含まれるカライドスコープ7の形状を変えることにより、水平方向及び垂直方向の視野角の制御を行うことができる。
【0035】
また、入射面8のサイズ「a」と出射面9のサイズ「b」との関係は、a>bであるので、入射面8及び出射面9の開口率を下げることなく出射面9から出射させることができ、低外光反射(高コントラスト)効果を出すための遮光層を形成することができる。
【0036】
次に、図6に示すカライドスコープ7の断面図を用いて説明する。
【0037】
例えば、図6で示すように、投射レンズからあるF値をもつ光がM点、R点に光軸に対してそれぞれθt、θ’t(θt=θ’t)の入射角で入射する場合を考える。
【0038】
M点へ入射した入射光は、ミラー反射を1回して光軸に対してθoの出射角で出射する。一方、R点へ入射した入射光は、ミラー反射を2回して光軸に対してθ’tの出射角で出射する。 この際、θoとθ’oの関係は、θo<θ’oとなる。
【0039】
よって、入射面に投射レンズから均等なF値で入射した光はミラー端に入る光(R点への入射光)が、出射面最大角度になる。この最大角度は、入射角θtおよびa、b、d、φで最大出射角度θoが決まる。
【0040】
なお、上記カライドスコープ7は、θ’o<90度となるようにa、b、d、φを設定するものとする。
【0041】
上記カライドスコープ7の入射面8のサイズ「a」と出射面9のサイズ「b」との関係は、a>bであるので、上記カライドスクリーン4を用いることにより、高輝度を得ることができる。
【0042】
本実施の形態においては、カライドスコープ7の入射面8及び出射面9は等しいアスペクト比を有する四角形としているが、例えば、入射面と出射面とを正方形(よって、入射面と出射面は相似形)とし、且つ、入射角度が入射面内全てにおいて同一である条件下では、水平及び垂直の最大視野角は同一となる。
【0043】
ここで、上記同様、入射角度が入射面内全てにおいて同一である条件の下で、dを同一とし、a、b、φを変え、さらに入射面と出射面を相似形でない構成(非相似形)とした場合、出射角度は水平及び垂直方向の角度が異なったものとなる。
【0044】
よって、入射面と出射面を相似形としなかったり、a、b、d、φを適切に設定したりすることで、水平視野角差と垂直視野角差を制御することができる。
【0045】
また、大きさ、形状の異なるカライドスコープ7をカライドスクリーン4内に適切に分布させることで、水平視野角差と垂直視野角差をより細かく制御することができ、また、光量の均一性を制御できる。
【0046】
なお、上記第1の実施の形態では、拡散剤5は、カライドスコープ7の出射面9のみに形成するものとしているが、図7に示すように遮光層6全面に拡散剤5を拡散シート5aとして形成するようにしても同様に実施できる。
【0047】
また、上記第1の実施の形態では、カライドスコープ7の入射面8及び出射面9の形状は、四角形としているが、最も有効な視野角配光特性を得るために、図8に示すように六角形、菱形の配列、または、何れの組み合わせ配列にても同様に実施できる。この実施の形態によると、視野角特性をより細かくコントロールすることができる。
【0048】
図8(A)は、六角形の入射面と出射面を有するカライドスコープ7Aを2次元配列した例、図8(B)は、菱形の入射面と出射面を有するカライドスコープ7Bを2次元配列した例、図8(C)は、六角形のカライドスコープ7Aと菱形のカライドスコープ7Bとを2次元配列した例である。
【0049】
また、大きさ、形状の異なるカライドスコープ7をカライドスクリーン4内に適切に分布させたり、大きさ、形状の異なるカライドスコープ7の配列を適切に組み合わせることで、視野角特性をより細かくコントロールすることができ、また、光量の均一性を制御できる。
【0050】
なお、上記実施の形態では、遮光層5を形成するものとしているが、カライドスクリーン4の材質を黒または非透光性の材質とすると遮光層を形成する必要はない。
【0051】
次に、カライドスクリーンの製造方法の一例を述べる。合成樹脂のシートに、例えば、プレスあるいはエッチング加工を施し、上記したカライドスコープ7の形状の穴を複数個形成する。そして、そのそれぞれの内面にアルミなどを蒸着させることで、ミラーを形成するものとする。
【0052】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、広視野角特性、視野角制御、高輝度、高光透過効率、高コントラスト(低外光反射率)を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態における投射型スクリーンの概略図。
【図2】 投射型スクリーンを構成するカライドスクリーンの斜視図。
【図3】 カライドスコープの概略図。
【図4】 遮光層が形成されたカライドスクリーンの斜視図と、遮光層が形成されたカライドスクリーンの入射面側及び出射面側を示す図。
【図5】 カライドスコープの断面図。
【図6】 同じくカライドスコープの断面図。
【図7】 本発明の他の実施の形態における投射型スクリーンの概略図。
【図8】 本発明の投射型スクリーンに係るカライドスクリーンの他の実施の形態を示す図。
【図9】 従来の投射型スクリーンの概略図。
【図10】 同じく従来の投射型スクリーンの概略図。
【符号の説明】
3…フレーネルスクリーン、4…カライドスクリーン、5…遮光層、6…拡散剤、7…カライドスコープ、8…入射面、9…出射面、10…ミラー。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection type screen used for a rear projection type projection television.
[0002]
[Prior art]
There are two types of screens commonly used in liquid crystal rear projection televisions: a single-sided lenticular screen type with a tint and a double-sided lenticular screen type with a black stripe, each of which will be described below.
[0003]
An example of a single-sided lenticular screen type with Tint will be described.
[0004]
FIG. 9A is a top view of the rear projection type display device. Light having a certain angle is emitted from the projection lens 101, and this light is converted into parallel light by the Fresnel sheet 102 and incident on the single-sided lenticular 103. And diffused and emitted. Next, this light passes through a tint layer 106 and is emitted as light 104 having a certain viewing angle. This light is projected as an image to the user's eyes. FIG. 9B is a perspective view of the single-sided lenticular sheet 103, and FIG. 9C is a cross-sectional view of the single-sided lenticular sheet 103.
[0005]
The conventional single-sided lenticular sheet has a shape in which a convex (or kamaboko) lens is formed in the vertical direction (stripe shape) with respect to the user's eyes, as shown in a perspective view. The single-sided lenticular sheet is a resin layer in which a diffusing agent is mixed. When incident light of parallel light enters the convex lens portion, this light is diffused by the diffusing agent and is emitted as light having a certain viewing angle characteristic.
[0006]
Here, the convex lens controls the viewing angle characteristic in the horizontal direction, and the vertical viewing angle depends on the diffusion control by the diffusing agent.
[0007]
FIG. 10A is a top view of a double-sided lenticular screen type with black stripe.
[0008]
Light having a certain angle is emitted from the projection lens 101, and this light is converted into parallel light by the Fresnel sheet 102 and enters the double-sided lenticular sheet 120. On this sheet 120, light is diffused and is displayed in the eyes of the user as an image of light 104 having a certain viewing angle. FIG. 10B is a perspective view of the double-sided lenticular sheet 120, and FIG. 10C is a cross-sectional view. The black stripe part (light-shielding layer) 130 increases the contrast in the image by suppressing reflection of external light.
[0009]
The double-sided lenticular sheet 120 has convex lenses on both sides as shown in a perspective view, and this lens part is in the vertical direction (stripe shape) with respect to the user's eyes. A black stripe portion (light shielding layer) is formed between the lenses on the light exit surface. As shown in FIG. 10C, the cross-sectional structure includes a transparent oil / fat layer 117, a resin layer 118 containing a diffusing agent, and a black stripe portion (light-shielding layer) 130. Parallel light 116 enters the convex lens portion as incident light, is focused in the lenticular sheet 120, and is diffused by the resin layer 118 containing a diffusing agent of the convex lens on the exit side.
[0010]
Here, the convex lens on the incident side has a larger shape than the convex lens on the outgoing side, but this is provided with a black stripe (light-shielding layer) 130 for suppressing external light reflection on the outgoing side and at the same time improving the light efficiency. This is to obtain a function that does not deteriorate. The convex lenses on both sides control the viewing angle characteristics in the horizontal direction, and the viewing angle characteristics in the vertical direction depend on the resin layer 118 containing a diffusing agent.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, both the conventional single-sided lenticular screen and black stripe lenticular screen are formed in the vertical direction (stripe shape) when viewed from the user side, but this lens effect is only for horizontal viewing angle characteristics. It is not intended to control the viewing angle in the vertical direction. Therefore, the viewing angle in the vertical direction is controlled only by the diffusing agent, and the viewing angle is very narrow.
[0012]
In addition, as a problem unique to the single-sided lenticular screen, a Tint layer is formed to suppress reflection of external light, and the light transmission efficiency of outgoing light is deteriorated with respect to incident light.
[0013]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a projection screen having a wide viewing angle, viewing angle control, high light transmission efficiency, high luminance, and high contrast (low external light reflectance).
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a projection display device including a projection screen on which light is projected, a projection lens that receives light output from a light source and projects projection light toward the projection screen, and the projection lens A projection screen comprising an incident surface on which the projected light is incident, a reflecting mirror that receives and reflects the light incident on the incident surface, and an exit surface that emits the light reflected by the reflecting mirror; In the projection screen, the area of light incident on the incident surface is larger than the area of the exit surface, and the inner surface surrounding the space between the outer periphery of the entrance surface and the outer periphery of the exit surface is the reflecting mirror. The kaleidoscope is characterized in that a plurality of kaleidoscopes having different sizes are arranged and distributed on a plane.
[0015]
By providing the kalide screen, wide viewing angle characteristics, viewing angle control, and high brightness can be realized.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a projection screen 1 according to the first embodiment of the present invention.
[0018]
That is, the projection screen 1 includes a Fresnel screen 3 that changes the light emitted from the projection lens 2 into light that is nearly parallel to the optical axis, and the light that has passed through the Fresnel screen 4 is equal to or greater than its maximum incident angle. A kalide screen 4 that emits light having a divergent angle, a diffusing agent (diffusion member) 5 for displaying an image of the light emitted from the kaleido screen 4, and low external light reflection (high contrast) characteristics. It is comprised from the light shielding layer 6 for obtaining.
[0019]
In this specification, a screen configured by arranging a kaleidoscope described later is referred to as a kaleido screen. For example, a transparent synthetic resin is used as the material of the callide screen 4.
[0020]
FIG. 2 is a perspective view of the kaleido screen 4, and FIG. 3 is a diagram schematically showing one of the kaleidoscopes 7 included in the kaleido screen 4. As shown in FIG.
[0021]
That is, a plurality of kaleidoscopes (kaleidoscopes) 7 are embedded in the kaleido screen 4 in a planar shape. The kaleidoscope 7 has a quadrangle having an arbitrary aspect ratio as an incident surface 8, and a quadrangle having an area smaller than the incident surface 8 and an equal aspect ratio as an output surface 9. A space around the surface 9 is surrounded by a mirror (guide scope) 10, for example.
[0022]
As described above, the basis of this configuration is that the incident surface 8 has a large shape in any cross-sectional direction of the exit surface 9 and is formed from the vicinity of the outer periphery of the entrance surface 8 and the periphery of the exit surface 9. Mirrors 10a, 10b, 10c, and 10d, that is, a kaleidoscope 7 structure, which surrounds an arbitrary space to be reflected by a reflecting mirror. That is, the kaleidoscope 7 is constituted by the upper and lower mirrors 10a, 10b, 10c, and 10d.
[0023]
Therefore, the entrance surface 8 and the exit surface 9 of the plurality of kaleidoscopes 7 embedded in the kaleido screen 4 are opened.
[0024]
FIG. 4A is a view showing a perspective view of the kaleido screen 4 on which the light shielding layer 6 is formed, and a part thereof is taken out. FIG. 4B is a front view seen from the incident surface side of the kaleido screen 4, and FIG. 4C is a front view seen from the exit surface side of the kaleido screen 4.
[0025]
That is, the light shielding layer 6 is formed on the exit surface 9 side of the kaleido screen 4 in which a plurality of kaleidoscopes 7 are embedded. As shown in the drawing, the light shielding layer 6 is formed in a portion excluding the emission surfaces 9 (openings) of the plurality of kaleidoscopes 7. As shown in FIG. 1, a diffusion agent 5 for diffusing the light emitted from the emission surface 9 and displaying an image is provided in a portion corresponding to the emission surface 9 of the kaleidoscope 7 where the light shielding layer 6 is not formed. It is formed.
[0026]
As described above, a low external light reflection (high contrast) characteristic is obtained by forming the light shielding layer 6 on a portion other than the exit surface of the kaleido screen 4 in which a plurality of kaleidoscopes 7 are two-dimensionally arranged. Can provide a screen that does not bother with ambient light.
[0027]
Further, as described above, by forming the diffusing agent 5 only on the exit surface portion of the kaleido screen 4 in which a plurality of kaleidoscopes 7 are embedded, high light transmission efficiency and low external light reflection (high contrast). Characteristics can be obtained.
[0028]
Next, the necessity of the structure of the kaleido screen 4 in the projection screen of the present invention and the principle of construction will be described with reference to a vertical sectional view of the kaleidoscope 7 shown in FIG.
[0029]
That is, the size of the entrance surface 8 is “a”, the size of the exit surface 9 is “b”, the distance from the entrance surface 8 to the exit surface 9 is “d”, and the end of the exit surface 9 from the end of the entrance surface 8 is the mirror 10a, It shall be surrounded by 10b, 10c, 10d without a gap. Further, the intersection point on the extension line of the mirrors 10a and 10b is “O”, the distance from the incident surface 8 to the intersection point “O” is “L”, the optical axis angle of the mirrors 10a and 10b is “φ”, and the incident light is incident from the projection lens. When the incident angle of the light to the optical axis is “θt”, the number of times this light is reflected by the mirrors 10a and 10b is “n”, and the emission angle of the light emitted from the emission surface 9 is “θo”, The following formula is established.
[0030]
θo = θt + 2nφ (where θ o <90 degrees) (1)
φ = tan −1 {(ba) / 2d} (2)
L = d × b / (ba) (3)
For example, when light having a certain F value from the projection lens is incident on the optical axis at an angle of θt, it is reflected once on the mirror 10b and emitted from the exit surface 9 at an angle of θo as shown in the figure.
[0031]
At this time, from the above equation (1), θt <θo always holds. Therefore, the incident angle with respect to the optical axis of the incident light incident on the incident surface 8 of the kaleidoscope 7 having the above-described configuration is smaller than the outgoing angle with respect to the optical axis of the outgoing light exiting from the outgoing surface 9, that is, the outgoing angle. Becomes larger than the incident angle, the viewing angle in the vertical direction can be widened.
[0032]
The above description is based on FIG. 5 showing a vertical sectional view. However, since the horizontal sectional view is the same as FIG. 5, the horizontal viewing angle can be widened. .
[0033]
In addition, by appropriately setting a, b, d, and φ, the viewing angle in the horizontal direction and the vertical direction can be controlled.
[0034]
That is, the above-described kaleido screen 4 can obtain wide viewing angle characteristics in the horizontal direction and the vertical direction. Further, the viewing angle in the horizontal direction and the vertical direction can be controlled by changing the shape of the kaleidoscope 7 included in the kaleido screen 4.
[0035]
Further, since the relationship between the size “a” of the incident surface 8 and the size “b” of the exit surface 9 is a> b, the exit surface 9 exits without reducing the aperture ratio of the entrance surface 8 and the exit surface 9. A light shielding layer for producing a low external light reflection (high contrast) effect can be formed.
[0036]
Next, a description will be given with reference to a cross-sectional view of the kaleidoscope 7 shown in FIG.
[0037]
For example, as shown in FIG. 6, light having a certain F value from the projection lens enters the M point and the R point at incident angles of θt and θ′t (θt = θ′t) with respect to the optical axis, respectively. think of.
[0038]
Incident light that has entered the point M is reflected by the mirror once and emitted at an exit angle of θo with respect to the optical axis. On the other hand, the incident light incident on the point R is reflected twice and is emitted at an exit angle of θ′t with respect to the optical axis. At this time, the relationship between θo and θ′o is θo <θ′o.
[0039]
Therefore, the light incident on the incident surface from the projection lens with an equal F value has the light incident on the end of the mirror (incident light on the R point) at the maximum exit surface angle. As for this maximum angle, the maximum emission angle θo is determined by the incident angle θt and a, b, d, and φ.
[0040]
The kaleidoscope 7 sets a, b, d, and φ so that θ′o <90 degrees.
[0041]
Since the relationship between the size “a” of the incident surface 8 of the kaleidoscope 7 and the size “b” of the exit surface 9 is a> b, high brightness can be obtained by using the kaleido screen 4. Can do.
[0042]
In the present embodiment, the entrance surface 8 and the exit surface 9 of the kaleidoscope 7 are quadrangles having the same aspect ratio. For example, the entrance surface and the exit surface are square (the entrance surface and the exit surface are similar). The horizontal and vertical maximum viewing angles are the same under the condition that the incident angle is the same in all the incident planes.
[0043]
Here, similarly to the above, under the condition that the incident angle is the same in all the incident surfaces, d is the same, a, b, and φ are changed, and the incident surface and the output surface are not similar (non-similar shape). ), The emission angle is different between the horizontal and vertical angles.
[0044]
Therefore, the horizontal viewing angle difference and the vertical viewing angle difference can be controlled by making the entrance surface and the exit surface not similar, or by appropriately setting a, b, d, and φ.
[0045]
In addition, by appropriately distributing the kaleidoscopes 7 of different sizes and shapes in the kaleidoscreen 4, the horizontal viewing angle difference and the vertical viewing angle difference can be controlled more finely, and the light quantity is uniform. Can be controlled.
[0046]
In the first embodiment, the diffusing agent 5 is formed only on the exit surface 9 of the kaleidoscope 7. However, as shown in FIG. Even if it is formed as 5a, it can be similarly implemented.
[0047]
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the shape of the entrance plane 8 and the exit surface 9 of the kaleidoscope 7 is made into the square, in order to obtain the most effective viewing angle light distribution characteristic, as shown in FIG. Furthermore, the present invention can be similarly applied to a hexagonal, rhombus-shaped arrangement, or any combination arrangement. According to this embodiment, the viewing angle characteristic can be controlled more finely.
[0048]
FIG. 8A shows an example in which a kaleidoscope 7A having a hexagonal entrance surface and an exit surface is two-dimensionally arranged. FIG. 8B shows two kaleidoscopes 7B having a diamond entrance surface and an exit surface. FIG. 8C shows an example in which a hexagonal kaleidoscope 7A and a rhombus kaleidoscope 7B are two-dimensionally arranged.
[0049]
Further, the viewing angle characteristics can be made finer by appropriately distributing the kaleidoscopes 7 having different sizes and shapes in the kaleidoscreen 4 and appropriately combining the arrangements of the kaleidoscopes 7 having different sizes and shapes. It can be controlled, and the uniformity of the light quantity can be controlled.
[0050]
In the above embodiment, the light shielding layer 5 is formed. However, if the material of the kaleido screen 4 is black or non-translucent material, it is not necessary to form the light shielding layer.
[0051]
Next, an example of a method for manufacturing a callide screen will be described. The synthetic resin sheet is subjected to, for example, pressing or etching to form a plurality of holes in the shape of the kaleidoscope 7 described above. And a mirror shall be formed by vapor-depositing aluminum etc. on each inner surface.
[0052]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, wide viewing angle characteristics, viewing angle control, high brightness, high light transmission efficiency, and high contrast (low external light reflectance) can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a projection screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a kaleido screen constituting a projection screen.
FIG. 3 is a schematic diagram of a kaleidoscope.
FIG. 4 is a perspective view of a kaleido screen on which a light shielding layer is formed, and a diagram showing an incident surface side and an outgoing surface side of the kaleido screen on which a light shielding layer is formed.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a kaleidoscope.
FIG. 6 is a sectional view of the kaleidoscope.
FIG. 7 is a schematic view of a projection screen according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing another embodiment of a callide screen according to the projection type screen of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view of a conventional projection screen.
FIG. 10 is a schematic view of a conventional projection screen.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Fresnel screen, 4 ... Callide screen, 5 ... Light-shielding layer, 6 ... Diffusing agent, 7 ... Callide scope, 8 ... Incident surface, 9 ... Output surface, 10 ... Mirror.

Claims (6)

光が投写される投写型スクリーンを備える投写型ディスプレイ装置において、In a projection display device comprising a projection screen on which light is projected,
光源から出力された光を受光し、前記投写型スクリーンに向けて投写光を投写する投写レンズと、  A projection lens that receives light output from a light source and projects projection light toward the projection screen;
前記投写レンズから投写された光が入射される入射面と、  An incident surface on which light projected from the projection lens is incident;
前記入射面に入射された光を受けて反射する反射鏡と、  A reflecting mirror that receives and reflects light incident on the incident surface;
前記反射鏡で反射された光を出射する出射面とを備える投写型スクリーンを備え、  A projection screen provided with an exit surface that emits light reflected by the reflecting mirror;
前記投写型スクリーンは前記入射面に入射される光の面積が、前記出射面の面積よりも大きく、前記入射面の外周と前記出射面の外周との間の空間を囲む内面が前記反射鏡で形成されたカライドスコープを有し、このカライドスコープは大きさの異なる複数のものが平面上に並べられ、分布していることを特徴とする投写型ディスプレイ装置。  In the projection screen, the area of light incident on the incident surface is larger than the area of the exit surface, and the inner surface surrounding the space between the outer periphery of the entrance surface and the outer periphery of the exit surface is the reflector. A projection display device comprising a formed kaleidoscope, and a plurality of kaleidoscopes of different sizes arranged and distributed on a plane.
上記カライドスコープの入射面と出射面とが略相似形であることを特徴とする請求項1記載の投写型ディスプレイ装置2. The projection display device according to claim 1, wherein an incident surface and an output surface of the kaleidoscope are substantially similar. 上記カライドスコープの入射面と出射面とが非相似形であることを特徴とする請求項1記載の投写型ディスプレイ装置2. The projection display apparatus according to claim 1, wherein an incident surface and an output surface of the kaleidoscope are non-similar. 上記カライドスコープの出射面である開口周囲のスクリーン領域は、遮光層が形成されていることを特徴とする請求項1記載の投写型ディスプレイ装置2. The projection display device according to claim 1, wherein a light shielding layer is formed in a screen region around the opening which is an emission surface of the kaleidoscope. 前記カライドスコープの出射面の開口部のみ又は前記出射面側の前記スクリーンの全体に、光の拡散部材を設けたことを特徴とする請求項1記載の投写型ディスプレイ装置 2. The projection display device according to claim 1 , wherein a light diffusing member is provided only on an opening portion of the exit surface of the kaleidoscope or on the entire screen on the exit surface side . 前記スクリーンに大きさの異なる前記カライドスコープが分布し、スクリーンの視野角特性が調整されていることを特徴とする請求項1記載の投写型ディスプレイ装置。 The projection display apparatus according to claim 1, wherein the kaleidoscopes having different sizes are distributed on the screen, and a viewing angle characteristic of the screen is adjusted.
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