JP4721561B2 - 保護板を具備するプロジェクションテレビジョン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、背面投写方式のプロジェクションテレビジョンに関するものであり、特に、スクリーンの前面に配置する保護板の構成およびこの保護板の光学特性、特に、コントラスト等の表示画質の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＭＰＥＧ２画像圧縮技術を応用したディジタル放送が実施されつつある。ディジタル放送で利用される画像フォーマットには、画面の有効画素数が従来のＮＴＳＣ方式と同等の画像フォーマット（水平７２０画素、垂直４８０画素）の他に、ＨＤＴＶ放送で使用される画像フォーマット（水平１９２０画素、垂直１０８０画素、横縦比が１６対９のワイドアスペクト）がある。ＨＤＴＶ放送では、走査線の本数が１１５０本あるので画像表示の密度が高い。このためテレビジョン画面の適視距離は画面高さの３倍程度といわれており、ＮＴＳＣ方式の画面の適視距離が画面高さの約７倍であることと比較すると、およそ約半分の距離から４倍程度大きな立体角で画面を見ることができるので、一層臨場感のある画面を鑑賞することができる。大型のテレビジョンは、小型の装置と比較すると、離れた距離から見ても臨場感を得やすいので、特に複数の人が視聴する使用環境では好適である。画面対角が約４０インチ以上の大型のテレビジョンを、陰極線管直視方式で実現しようとすると重量が大きくなったり、部品価格が高くなるなどの問題がある。このため、比較的容易に大型の装置が構成可能な背面投写方式でワイドアスペクトのプロジェクションテレビジョンが実用化されている。
【０００３】
図１６は、背面投写方式のプロジェクションテレビジョンの構成例を示す。図において、１はプロジェクションテレビジョン、２はテレビジョンの画像を投写光に変換する光学エンジン部、３は投写光の進行方向を曲げる反射鏡、４は投写光を収束光に変換するフレネルレンズ、５は収束光を視野角範囲内に広げる拡散スクリーン、６は透明な保護板である。フレネルレンズ４、拡散スクリーン５および透明な保護板６がスクリーン部７を構成する。画像信号光は光学エンジン部２において投写光Ｌに変換されて進行し、ミラー３に入射して方向を変え、フレネルレンズ４に入射して収束光となる。この収束光は、後続する拡散スクリーン５に入射して、進行方向が、テレビジョンを視聴できる方向に広げられ、その後、透明な保護板６を通過してテレビジョン外部に出射する。拡散スクリーン５は、例えば、ＣＲＴ方式プロジェクションテレビジョンにおいては文献（特開平７−２６１２７８号公報）に示されるようにレンチキュラ−レンズシートにより構成されている。レンチキュラ−レンズシートの厚さは、レンズ構造によって決まるものであり、約１ｍｍである。このため、レンチキュラ−レンズシートの１箇所を強く押すと破損することがあり、また外面が凹凸構造となっているので、凹部に汚れが付着すると除去することが難しい。これらの不具合を解決するために、従来は、拡散スクリーン前面に透明な保護板が装着されていた。
【０００４】
また、プロジェクションテレビジョンに透明な保護板を設置する他の目的は、表示画像のコントラストを改善することである。コンピュータのディスプレイ端末などの画面の前面に取り付けて使用される反射防止ガラス板と同様に、透明な保護板の内画及び外側の表面に反射防止膜を設けたり、更に保護板の材料に光吸収特性を持たせることにより光線の透過率を低く設定していた。ディスプレイ端末などにおいては、例えば、米国特許第５２５４３８８号公報に示されるように、微細なブラインド構造を設けることで光線の通過角度を制限して画像のコントラストを改善していた。次に、コントラストが決まる要因について説明を行う。
【０００５】
図１７は、スクリーン部７において主な光の進路を表す図であり、Ｌ１は投写光、８は外部照明器具、Ｐ１は視点である。Ｐ０は拡散スクリーン５の中央点、Ｐｘは拡散スクリーン５上の任意の点、Ｌｅは外部照明器具８から入射し点Ｐｘに向かう妨害光、９は妨害光Ｌｅが点Ｐｘに向かって進行する経路を示す折れ線、Ｒは妨害光Ｌｅの保護板６への入射点、βはＬｅの入射角度、ＱはＬｅの保護板６の出射点、Ｌｎ１はＲ点におけるＬｅの反射光、Ｌｎ２は点ＱにおけるＬｅの反射光、Ｌｎ３は点ＰｘにおけるＬｅの反射光である。Ｌｎ１ないしＬｎ３のうち視点Ｐ１に到達するものが目に見えるノイズ光Ｌｎとなる。同じ強さの妨害光を受けても、ノイズ光の発生が少なく、かつ投写光Ｌ１が効率良く視点Ｐ１に到達するように、保護板６には従来から改善がなされていた。例えば、反射低減膜を保護板に付加することによりＬｎ１およびＬｎ２を低減し、光の透過率を小さくすることによりＬｎ３を低減する。また、入射角度βが大きくなると通過する光が遮られるようなブラインドも実施されていた。次に、プロジェクションテレビジョンの使用条件の説明を行う。
【０００６】
図１８（ａ）と図１８（ｂ）は、画面対角６５インチ（１６５１ｍｍ）で画面の横縦比が１６対９のプロジェクションテレビジョンの外観と、スクリーン部および視点の位置関係を示す図である。図１８（ａ）は側面図であり、図１８（ｂ）が平面図である。図において、７はスクリーン部、１０は観察者の模式図、点Ｐ０は画面中央の点、点Ｐ１ないし点Ｐ３は視点の例である。図において、画面の高さをＬとするとき、Ｐ０を原点として、各視点Ｐ１およびＰ２の位置は、画面の法線の方向にそれぞれ３Ｌ、２Ｌの距離であり、Ｐ３は法線の方向に２Ｌ、右方向に画面幅１６Ｌ／９、下方向にＬ／２の距離である。視点は使用状況に応じて変化するものであるが、通常はテレビジョン画面が傾いて歪まずに見渡すことができる位置である。どの視点から見る場合でも、スクリーンの拡散する投写光が、明るくかつ良好なコントラストで表示されることが望ましい。Ｐ１はＨＤＴＶの適視距離にある視点であり、Ｐ２はＰ１からスクリーンに２／３の距離まで近づいた視点である。Ｐ３はさらに右方向に画面幅だけ離れ、画面下辺の高さと同じ低い位置の視点である。したがつて、Ｐ１およびＰ２からはスクリーンに表示される画像が明瞭に見えることに加えて、Ｐ３においても、ある程度良好な画像が見えることが望ましい。図１８（ａ）において、角度α１Ｖないし角度α３Ｖは視点から画面の外縁７までの垂直面内の角度であり、図１８（ｂ）においては、角度α１Ｈないし角度α３Ｈは画面の外縁７までの水平面内の角度である。実際の角度はα１Ｖが９．５度、α２Ｖが１４度、α３Ｖが２６．６度、α１Ｈが１６．５度、α２Ｈが２４度、α３Ｈが５３．１度となる。従ってプロジェクションテレビジョンとしては、α３Ｖとα３Ｈの角度をやや上回る垂直方向に約３０度、水平方向に約６０度までの範囲で、スクリーンに表示される画像を明瞭に見ることができれば良い。次に、画像の明瞭さを損なう原因となる妨害光について説明を行う。
【０００７】
テレビジョン画面には、ノイズとなる様々な外来光が入射する。これらの光源は、天井の照明器具、壁面の照明器具、室内の明色物体及び窓等から発する光線である。これらの外来光がテレビジョン画面に入射した後、何らかの経路で視聴者の目に入って、ノイズ光として視覚されるものである。図１９は、プロジェクションテレビジョンを設置した長さ７ｍ、高さ３ｍの室内の側面図であり、図においてＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３は天井の照明器具、ＷＬ１、ＷＬ２は壁面の照明器具、ＷＩ１は窓、Ｌｅ１１、Ｌｅ１２、Ｌｅ１３は天井の照明器具が発する光、Ｌｅ２１、Ｌｅ２２は壁面の照明器具が発する光、Ｌｅ３は窓から入射する光、Ｌｅ４は室内の物体である床などから反射する光、Ｌｅはスクリーン部７に入射する妨害光、Ｌｎはスクリーン部７から出射し視点Ｐ１に到達するノイズ光である。光は様々な方向に進行するが、そのうちプロジェクションテレビジョンのスクリーン部７に入射するものをまとめて妨害光Ｌｅと表す。妨害光Ｌｅがスクリーン部７に入射することにより、その一部が反射されてスクリーン部７から出射し、さらにその一部がノイズ光Ｌｎとして視点に到達する。ノイズ光Ｌｎは、スクリーンに表示される画像の暗い部分において特に顕著となり、画像の黒い部分を白く浮き上がらせて画像のコントラストを劣化させる。スクリーン部７の構成により影響の度合いが異なるが、強い妨害光が画面に入射する場合にはノイズ光も増加し、コントラストが低下する。
【０００８】
図２０は、透明な保護板の片面における光線の入射角度βに対する反射率および透過率との関係を表す図であり、横軸は入射角度β、縦軸は透過率および反射率である。反射率は、保護板６の素材の屈折率ｎｓによって決まる。屈折率ｎｓは、素材がガラスである場合は１．５１、アクリルである場合は１．４８である。図において、曲線Ｔ１はアクリル板の片側表面での光線の透過率を表す曲線であり、曲線Ｒ１はこの片側表面での光線の反射率を表す曲線である。入射角度βが０度のとき、透過率は９６％、反射率は４％、入射角度βが６０度のとき、透過率は９２％である。透明アクリル板である保護板６に妨害光Ｌｅが入射角度βが０度のとき、アクリル板の表面において４％が反射され、９６％がアクリル板の内部に進行する。板の表面における光学薄膜の反射率特性および透過率特性は、光学計算ソフトウェアFilmStar(FTG Software Associates社、 P.O.Box579 Princeton,NJ 08542米国）により計算を行ったものである。図２１は保護板６の部分拡大断面図であり、図においてＬｅｉｎは点Ｒから入射し、保護板６の内部を進行する妨害光、Ｌｅｏｕｔは点Ｑに到達する妨害光、Ｌｅｅは点Ｑからアクリル板の外部に進行する妨害光である。入射角度βが０度のとき、Ｌｅの９６％がＬｅｉｎとなり、保護板６の内部では損失なく進行してＬｅｏｕｔとなって点Ｑに入射する。その後、Ｌｅｏｕｔの９６％がＬｅｅとなり、保護板６の外部に進行する。ここで点Ｑにおける光線の透過率と反射率は、この例においては点Ｒにおけるそれらとほぼ同じとなり、保護板６全体での透過率は、保護板６の内部での光の多重反射を無視すれば次式で表される。
板の光透過率＝第１面の透過率×板内部の透過率×第２面の透過率
ここで右辺は０．９６×１×０．９６＝０．９２１６であるから、ＬｅｅはＬｅの約９２％となる。反射光Ｌｎ１はＬｅの４％の強度である。Ｌｎ２は０．９６×１×０．０４＝０．０３８４であるから、約４％の強度となり、Ｌｎ１とＬｎ２を加算すると約８％が反射光となる。保護板６の表面で鏡面反射した反射光Ｌｎ１は入射光Ｌｅと反対の−β方向に進行する。反射光Ｌｎ１の進行方向に視点がある場合には、テレビジョンの保護板の上に、妨害光の発生源の像が反射して見えるので、その部分の画像のコントラストを大きく低下させる。
【０００９】
図２２は、一例として、２層の反射低減膜を形成した保護板６の片面で、波長５５０ｎｍの光線が入射した場合の反射率および透過率と、入射角度βとの関係を表す図である。図２２において、曲線Ｔ２はアクリル板の片側表面における透過率を表す曲線、曲線Ｒ２は同片面での反射率を表す曲線である。反射低減膜は保護板側から順に、厚さ０．５λで屈折率１．７のAl2O3膜、厚さ０．２５λで屈折率１．３８のMgF2膜である。ここでλは各膜内での光波長であり、真空中の光波長をλ０とするときλ＝λ０/（各膜屈折率）である。Al2O3膜を記号Ｉ、MgF2膜を記号Ｆで表示し、各膜を「実膜厚/λ」続いて「素材記号」の順番に表示すると、上記膜は（保護板 ０．５Ｉ ０．２５Ｆ 空気）と表記される。入射角度βが０度のとき、透過率は９９％、反射率は１％であり、入射角度βが６０度のとき、透過率は９６％である。反射低減膜の構成方法は各種あり、一例として文献（藤田史郎編 光学薄膜 頁１０２）には、２層膜の設計例が表６−１に示されている。上記反射低減膜はこの文献の表６−１の第３例によるものである。保護板全体では、妨害光の透過率は９８％、反射率は２％となる。
【００１０】
図２３はアクリル板にニュートラルデンシティの着色を行った場合の、アクリル板素材に入射する光線の透過率と入射角度βの関係を表す図である。図において、横軸は入射角度β、縦軸は透過率、曲線Ｔ８０は入射角度βが０度のときに透過率が８０％となるように着色を行った場合の透過率の入射角度βによる変化を表す曲線である。図２１において示したように、入射角度βで入射した光は、保護板６の内部では進行角度がγに変化して進行する。βとγは、フレネルの法則により、
空気の屈折率×Ｓｉｎ（β）＝板材の屈折率×Ｓｉｎ（γ）
の関係にある。βが大きくなり、したがってγが大きくなり、板材の内部での光の進行距離が長くなるほど通過損失が増大し、光の透過率が小さくなる。入射角度βが６０度のとき、γは３４．７度となり透過率は７６％に減少する。着色を行うことにより、入射角度βの大きい妨害光が一層低減される効果がある。
【００１１】
図２４は、アクリル板で構成された保護板に着色を行って、アクリル板に対して垂直に入射する光の透過率が総合で７５％となるようにした場合の、総合的な透過率と入射角度βの関係を表す図である。着色の濃度は反射低減膜の有無によって異なる。曲線ＴＴ１はアクリル板の両面に反射低減膜を付加しない場合の透過率（すなわち、板材のみの透過率Tsubstructure, Ts）、曲線ＴＴ２は、図２２に示す透過率特性を有する反射低減膜を付加した場合の透過率をそれぞれ表す。アクリル板内部の光透過率は着色濃度により決まり、垂直入射光についてはＴＴ１においては約８２％、ＴＴ２においては約７７％の透過率である。入射角度βが大きくなると、図２０に示したように、保護板自体では反射率が大きくなる結果として透過率が小さくなる特性を有し、さらに着色を行うことで図２３に示す透過率の角度依存性が加わる。このため、透過率特性が図２４の曲線ＴＴ１で示すものとなる。反射低減膜を付加し界面での透過率を図２２に示す特性とした場合には、入射角度βが６０度付近は、曲線ＴＴ２に示すように５５％である。これは、反射低減膜を付加することにより、ＴＴ１の５２．６％よりも２．４％だけ透過率が高くなることを示している。曲線ＴＴ２はβが３０度以上のほぼ全ての範囲で曲線ＴＴ１より大きな透過率を示し、その分妨害光がスクリーンに到達し易い。
【００１２】
図２５は従来のブラインド構造とした場合の、光線の透過率と入射角度βの関係を表す図であり、図において直線ＴＴｂが、光線に対するブラインドの透過率を表す。図において直線ＴＴｂが示すように、入射角度βの変化に対して、透過率は非常に急峻な低域通過特性となっている。すなわち、大きな入射角度で入射する妨害光を効果的に除去できるが、同時に、スクリーン上の画像も見る角度が少し変化すると急激に見えなくなる。ブラインドの寸法を変更することにより透過率特性を修正することができるが、βに対して単調に減少する透過率特性なので、入射角度βが３０度以下では、平坦な透過率特性を得ることは難しい。プロジェクションテレビジョンにおいては、光学エンジンの投写レンズ（図示せず）やフレネルレンズなどの光学部品の特性によって、もともと画面の周辺部の明るさが低下する傾向があり、画面の上下または左右の領域を、画面の中央部と比較して一層暗くすることは許容されにくく、このためブラインドを使用することは難しかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
背面投写方式プロジェクションテレビジョンは画面が大きく、照明光などの妨害光がスクリーン部で反射してノイズ光となり易いことが問題であった。
【００１４】
妨害光の反射を防止することを目的として透明な保護板に反射低減処理を施した場合には、保護板の表面におけるノイズ光の発生は軽減される。しかし、同時に、広い範囲の入射角度にわたって、妨害光の透過率が上昇するので、一層多くの妨害光が拡散スクリーンに到達し、スクリーンにおける拡散反射ノイズ光が増加する。この結果、室内の照明光が原因となり、画面が白く浮き上がるのでコントラストが低下する問題があった。
【００１５】
妨害光が拡散スクリーンに入射し難くなるように、透明な保護板に着色を行い全光線の透過率を小さくする方法は、拡散スクリーンとフレネルレンズとによる外来光の反射を軽減する点でも効果があり、また急角度で入射する妨害光を一層多く減少する効果があるので有効である。しかし、着色を濃くすると画像の迫力が損なわれる。輝度とコントラストとのバランスをとろうとすると、多くの場合、全光線の透過率を、輝度低下が許容できるおよそ７０％以上に設定する必要があり、着色により更なるコントラスト改善を行うことは困難であった。
【００１６】
細かいブラインドを使用して妨害光の通過角度を制限する方法によると、大きな入射角度の妨害光は効果的に除去することができる。しかし、同時に、表示画像の輝度も角度に依存して制限されるので、視野角内においても画面の位置によって輝度が大きく変化し、均一な輝度の画面表示ができない。したがって、この方法は、プロジェクションテレビには使用できなかった。
【００１７】
この発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、照明条件や周囲の物体の影響を受けることなく、画像の輝度が均一で明るく、かつコントラストが良好なプロジェクションテレビジョンを得ることを目的とする。
【００１８】
さらに、この発明は、特定の方向から入射する妨害光を効果的に除去することができるブラインドおよびこれを備えた保護板を得ることを目的としている。
【００１９】
また、この発明は、プロジェクションテレビジョンに好適な透明な保護板を提供することを目的とする。この保護板は、コントラストが高い画像の表示を可能にするとともに、生産性が良く安価である。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わるプロジェクションテレビジョンは、テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、平面板材の少なくとも片面に設けた反射低減膜とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧０．９５
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜１
の条件を満足する構成とする。
【００２１】
請求項２に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記反射低減膜が、前記平面板材に設けた光学薄膜である。
【００２２】
請求項３に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項２に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記反射低減膜は、入射角度βが３０度以下の入射光線については反射低減特性を有し、
入射角度βが３０度より大きいとき、前記保護板の分光透過率特性は、少なくとも波長５４５ｎｍ近傍の光線の透過率が、可視光の範囲内での平均透過率を５％以上上回る波長選択特性を有する。
【００２３】
請求項４に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１に記載のプロジェクションテレビジョンおいて、前記反射低減膜は、フィルムに光学薄膜を付加して構成され、前記フィルムが平面板材に取り付けてなる。
【００２４】
請求項５に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記反射低減膜は、４層以下の光学薄膜の層により構成される。
【００２５】
請求項６に係わるプロジェクションテレビジョンは、テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、前記平面板材の少なくとも片面に設けたブラインド手段とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧１
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜０．９５
の条件を満足することを特徴とする。
【００２６】
請求項７に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項６に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記ブラインド手段は、観察者の視点から解像できない小さい周期で光吸収部と透明部とが交互に配列された構造であって、前記光吸収部は、互いに交差して一体構造に形成された第１の光吸収部と第２の光吸収部とを有し、
前記第１の光吸収部は、第１の長辺と第１の短辺とを有する矩形状の断面を有するとともに、保護板の面の法線と第１の長辺とが平行で、第１光吸収部全体では保護板面において９５％以上の開口率を有し、
前記第２の光吸収部は、第２の長辺と第２の短辺とを有する矩形状の断面を有するとともに、保護板の面の法線と第２の短辺とが平行で、第２光吸収部全体では保護板面において７０％以上９０％以下の開口率を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項８に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項７に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の長辺と第２の長辺の中央部において、交差することを特徴とする。
【００２８】
請求項９に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項７に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の短辺が、第２の長辺に接するように交差することを特徴とする。
【００２９】
請求項１０に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項７に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の短辺が、第２の長辺の中央に接するように交差することを特徴とする。
【００３０】
請求項１１に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項６に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記ブラインド手段は、少なくとも１枚のフィルム内に収容されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１２に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１１に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記フィルムはその表面に設けた反射低減膜を有することを特徴とする。
【００３２】
請求項１３に係わるプロジェクションテレビジョンは、前記平面板材は、請求項６に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、片面に反射低減膜を備え、反対の面に内部に前記ブラインド手段を有するフィルムを備えたことを特徴とする。
【００３３】
請求項１４に係わるプロジェクションテレビジョンは、テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、前記平面板材の少なくとも片面に設けた反射低減膜と、前記平面板材の少なくとも片面に設けたブラインド手段とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
画面の水平方向から傾いて入射する光線に対して、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧０．９５
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜１
の条件を満足し、
画面の垂直方向から傾いて入射する光線に対して、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧１
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜０．９５
の条件を満足することを特徴とする。
【００３４】
請求項１５に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、拡散スクリーンと保護板が接着されてなることを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
本発明は、妨害光の入射角度βが大きくなると、両面における透過率が急激に小さくなるように、保護板の板材の対向する両面に反射防止膜を設けた構造である。この構造により、妨害光の入射角度βが大きくなると、保護板全体の透過率が、急激に小さくなるように構成できる。また、板材にナチュラルデンシティ着色を行って、板材単独の透過率を調整し、これにより、入射角度βがゼロのときに、保護板全体の透過率が所望の値になるようにする。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態１に係わるプロジェクションテレビジョン用のスクリーンの前面に配設する保護板の断面を示すものである。プロジェクションテレビジョンの全体の構成は図１６に示した従来の構成と、保護板を除いては同一である。図１において、６０はスクリーン保護板、６１はアクリル板、６２および６３は反射低減膜である。保護板６０はプロジェクションテレビジョンのスクリーン５の前面に装着される。反射低減膜の構成は（保護板 ０．０５６９Ｈ ０．１０１７３Ｌ ０．５１６２２Ｈ ０．１８６９７Ｌ 空気）である。ここで、記号Ｈは屈折率２．３のTiO2/ZnS複合膜、記号Ｌは屈折率１．４６のSiO2膜をそれぞれ表す。他の構成として、反射低減膜は、ノングレア処理のような光の鏡面反射をなくすようなつや消し効果のある膜であってもよい。アクリル板６１は、光学特性が特定の方向性を持たない当方均質な材料であり、保護板６０に対して垂直な入射光線の透過率が、保護板全体として７５％となるように、ニュートラルデンシティ着色されている。入射角度βは、保護板の面の法線と入射する光線がなす角度である。したがって、入射角度βは、法線を含む垂直面や水平面を進行してくる光線だけでなく、種々の平面を進行してくる光線の入射角度である。保護板全体としての透過率は、鑑賞時に必要なテレビジョンの画面の明るさから決まるものであり、通常は、光学エンジンの輝度値を有効に利用する観点から、１００％が理想である。しかし、光学エンジンの輝度に余裕があれば、もっと低い値でもよく、本発明では、所望の値として、７０％を選択してある。
【００３７】
図２は、反射低減膜６２または６３の、波長５４５ｎｍを有する光線が入射したときの、入射角度βと透過率および反射率との関係を表す図であり、図において横軸は入射角度β、縦軸は透過率と反射率である。曲線Ｔ３は透過率を、曲線Ｒ３は反射率をそれぞれ表す。入射角度βが０度のとき、透過率は９８．６％、反射率は１．４％であり、入射角度βが６０度のとき、透過率は９２％である。
【００３８】
図３は本発明の実施形態１に係わる保護板６０全体の透過率と入射角度βの関係を表す図であり、図において、曲線ＴＴ３が光線の透過率を表す。入射角度βが６０度のとき、透過率は５１％である。また、図中、破線にて図２４の曲線ＴＴ１（すなわち、板材のみの透過率特性、Ｔｓ）およびＴＴ２を部分的に転記した。入射角度βが６０度のとき、曲線ＴＴ３の透過率５１％は、従来の曲線ＴＴ１の５２．６％と、曲線ＴＴ２の５５％のいずれよりも小さく、大きな入射角度βで入射する光線を通過させにくい特性であることを表す。図４はスクリーンの法線Ｑ１に対して、角度６０度だけ上方の方向に照明器具ＳＬ４がある場合のスクリーン部の部分断面と光線の進行を示す図である。この照明器具ＳＬ４から発する妨害光Ｌｅは、本実施例の保護板に入射すると、拡散スクリーン側に通過しにくく、従って拡散スクリーン上の点Ｐｘに入射する妨害光が少ない。このため、妨害光が拡散反射されて発生するノイズ光Ｌｎ３の発生量が従来のスクリーン部よりも少ない。保護板の表面における反射光Ｌｎ１およびＬｎ２は、下方６０度方向に反射されるので視点Ｐ１に達しないため、ノイズ光とならない。従って、この例では、ノイズ光Ｌｎは、主としてＬｎ３から発生する。一方、点Ｐｘに表示される画像は拡散され、そのうちの角度αで進行する成分が視点Ｐ１に到達する。角度αは図１８（ａ）に示したように、通常は、３０度以下であり、図３に示したように入射角度βが３０度以下では、保護板６０の光線の透過率特性を示す曲線ＴＴ３は、曲線ＴＴ２および曲線ＴＴ１とほぼ同一である。これらの結果ノイズ光Ｌｎが低減し、画像を同等の輝度で表示することができるのでコントラストが向上する。
【００３９】
妨害光の発生位置は様々であり予想することはできないが、条件を仮定して与えることにより、各種光学特性の保護板について、スクリーン部７でのノイズ光の発生量を定量的に知ることができる。図４において、１０は仮想的な照明器具の配置位置、１１は妨害光の鏡面反射光の進路、１２は点Ｐｘにある画像を見る視線、１３はスクリーン面上の点Ｒ２で鏡面反射して視線１２に一致するような妨害光の進路であり、画面の法線Ｑ２と角度αをなす。線１０上の位置に無限遠まで単位輝度の面光があると仮定し、これを妨害光の発生源とする。そのように仮定する理由は、図１９を参照すると理解できるが、全ての天井照明、壁面照明、窓から入る外部光、さらに視点位置近傍の白色物体などを含んで代表させることができるためである。一部の床からの反射光などを含まないが、照明光と比較すると輝度は低いので大きな誤差とはならない。保護板全体の透過率、および反射率を光線の入射角度βの関数と考え、それぞれＴＴ（β）％、ＲＲ（β）％と表す。画面上の点Ｐｘを見ている場合、視点に到達するノイズ光Ｌｎの大きさを表す指標Ｎ（α）は次式で与えられる。
【数１】
ここで、スクリーンは反射率Ｄの理想拡散板であると仮定した。β１とβ２は妨害光が入射する範囲内にあり、図４においてβ１は０度、β２は９０度となる。一方、画面上の点Ｐｘを見ているときに視点Ｐ１に到達する画像信号光の大きさを表す指標Ｓ（α）は次式で与えられる。
【数２】
ここで、スクリーン各部の画像輝度は、一様に輝度Ｅと仮定した。コントラストの指標をＣ（α）と表し、Ｃ（α）＝Ｓ（α）／Ｎ（α）と定義すると、ノイズ光の目立ち易さの程度は１／Ｃ（α）が指標となり、次式Ｆ（α）で表わすことができる。ただし、スクリーン輝度Ｅは単位輝度１とした。
【数３】
式３において、第１項は保護板の反射率に比例するノイズ光であり、第２項は保護板の全角度範囲（βの変化範囲）の透過率特性に関わる拡散反射ノイズ光である。第１項は従来から使われている全光線反射率と同義であり、第２項においてＤを１としたものを保護板の妨害光受容性と定義する。これらの定義によると、保護板は全光線反射率が小さく、かつ妨害光受容性の数値が小さいほどノイズ光の発生が少なく、コントラストが高い。従来の保護板の反射防止膜は全光線反射率を小さくすることを主眼に構成されていたが、拡散スクリーンの反射率Ｄによっては、妨害光受容性を加味した特性とする必要があったものである。第２項の大小は、スクリーン反射率Ｄに比例し、保護板６０の光線透過率特性の角度積分に比例する。反射率Ｄの高いスクリーンほど、妨害光受容性が大きい。αの変化範囲は垂直方向では３０度、水平方向では６０度程度が上限であり、それ以上の角度で反射率が高くなっても、ノイズ光が視点に到達しないのでコントラストを劣化させない。このような観点から、本実施例の反射低減膜は、入射角度βが３０度程度までは反射率が小さく、３０度以上でゆるやかに反射率が上昇し、６０度以上では反射低減膜が無い場合に近い反射率となるような特性を目指したものである。その結果として、透過率は３０度以上で緩やかに低下し、６０度以上で反射防止膜が無い場合に近くなる。式３における積分はβが０度から９０度の範囲にわたってなされる。この積分値が最も小さくなるのは、図３において、保護板６０の透過率特性と座標軸とにより囲まれた面積が最も小さい場合である。すなわち、積分値は、ＴＴ３の場合に最も小さくなる。式３の妨害光受容性の値は、曲線ＴＴ１，ＴＴ２、ＴＴ３について、それぞれ、０．５２６、０．５５、０．５１６となる。
【００４０】
保護板に機能性膜を追加することにより、静電気防止機能や表面硬度の向上を行うようにしてもよい。反射光を低減するための膜の数や材料は上記に限定されるものではなく、妨害光受容性が小さく、かつ垂直方向３０度、水平方向６０度以内で反射率が小さい条件を満足するものであればよい。他の材料の膜を使うこと、膜の数を変更すること、膜の設計を修正し妨害光受容性をさらに小さくすることは、当該技術に関わるものであれば容易に実現可能であり、本発明はこれらを包含するものである。
【００４１】
特定の入射角度の妨害光が多い照明条件において、妨害光受容性の評価式を用いることにより、最も効果的にノイズ光を低減するように反射防止膜の特性を設計することは、当該技術に関わるものであれば容易に実現可能であり、本発明はこれを包含するものである。
【００４２】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板の断面を示すものである。プロジェクションテレビジョンの全体の構成は図１６に示した従来の構成と、保護板を除いては同一である。図５において、７０は保護板、７１はアクリル板、７２は反射低減膜、７３はブラインド部である。図６はブラインド部７３の垂直断面の部分拡大図である。図６において、７４は光透過部、７５は第１光吸収部、７６は第２光吸収部、７７および７８は保護膜、７９は粘着材、８０は反射低減膜である。保護板７０はプロジェクションテレビジョンのスクリーン５の前面に装着される。反射低減膜７２は可視光線の妨害光の反射を低減するものであり、必要とする反射低減効果に応じて適当な膜構成のものを形成する。７３は画面の垂直方向に対して傾斜して入射する光の透過率を制限するブラインド構造であり、あらかじめフィルム状に形成したものをアクリル板７１に付加する。７４は透明で柔軟な、屈折率がおよそ１．５であるプラスチック材料による光通過部であり、７５および７６は黒色の光吸収部であり、透明部７４から入射する光を吸収するとともに、これらが周期１００ミクロンで繰り返すように配設されることでブラインドの機能をなす。ブラインド部は、断面が十文字形状をなすように、第１光吸収部７５と第２光吸収部７６とが一体無垢に構成されている。第１光吸収部７５は断面が細長い矩形状であり、短辺５ミクロン、長辺７０ミクロンである。第２の光吸収部７６は、断面が細長い矩形状であり、長辺は長さ２０ミクロン、短辺５ミクロンである。第１光吸収部７５と第２光吸収部７６の断面は、互いの長辺の中央部において交差する。
保護膜７７および７８は、薄くて柔軟性のあるプラスチック材を素材とし、周期的構造をなす光透過部と光吸収部を被覆し保護する。粘着材７９は、ブラインド部７３をアクリル板７１に光学的に密に接合する。反射低減膜８０は光学薄膜を蒸着、塗布などの方法で保護膜７８の表面に形成したものであり、ブラインド部７３から外部へ出射する光線の界面反射を低減する。
【００４３】
ブラインド部７３において、第１光吸収部７５は斜めに入射する光をより多く減少させる角度選択性を有する。第２光吸収部７６は角度選択性が無く、透過率８０％であるニュートラルデンシティフィルターとして機能する。第１光吸収部７５と第２光吸収部７６は、両者の断面中央部で交差するので、両者の光減衰量が加算される。図６において左方向からブラインド部に光が入射すると、例えば光路は線８１に示される。入射光は第１光吸収部７５または第２光吸収部７６に到達すると吸収される。第１光吸収部７５の繰り返し周期（隣接する第１の光吸収部の中心から中心までの距離）をＬ、第１光吸収部７５と第２光吸収部７６の上下方向の寸法をそれぞれＷ１、Ｗ２とするとき、第１光吸収部７５の開口率は、（Ｌ−Ｗ１）／Ｌ×１００％であり、第２光吸収部７６の開口率は、（Ｌ−Ｗ２）／Ｌ×１００％である。
【００４４】
第２光吸収部７６は、面開口率が８０％の無指向性フィルタとして機能し、第１光吸収部７５は、面開口率が９５％以上の低入射角度光通過フィルタとして機能する。光線が第１光吸収部７５に９０度に近い入射角度で入射すると、入射点８２において一部が反射するが、反射光は第２光吸収部７６の表面の点８３にほぼ垂直に入射するので完全に吸収される。
【００４５】
反射低減膜７２および反射低減膜８０の特性を図２２に示した特性とし、アクリル板は着色がないものとすることで、保護板全体の光線の透過率が定まる。ブラインド部を有するので、光線の透過率は、入射光が画面の法線に対して傾斜する方向によって通過特性が異なる。すなわち、垂直方向（スクリーンの上下方向）には角度選択特性を示し、水平方向（スクリーンの左右方向）には着色の無い、無反射膜を付加した従来の保護板と同様の通過率特性となる。ただし、垂直方向、水平方向とも入射角度が０度の入射光の透過率は同じである。保護板７０は照明光や窓から入る光を効果的に減少させるが、スクリーン上の周辺部の画像の輝度を暗くさせない。
【００４６】
図７は保護板７０全体の光線の透過率と入射角度の関係を表す図であり、図において曲線Ｔｂはブラインド部７３単独での光線の透過率、曲線ＴＴ４は保護板７０全体での光線の透過率である。ここでブラインド部の光線の透過率には接着材の表面での反射を含まない。比較のために、図７中に、従来の保護板の透過率特性を示す曲線ＴＴ１を破線により転記した。ブラインド部７３は、保護膜と反射低減膜の界面での反射によるわずかな光損失が発生するので、垂直の入射光については約７７％の透過率である。保護板７０の総合的な透過率を示す曲線ＴＴ４は入射角度βが０度の場合７５％、入射角度βが３０度のとき約７０％、入射角度βが６０度のとき約４２％である。従来の保護板の特性である曲線ＴＴ１と比較すると、入射角度βが３０度以下では本発明によると平坦な透過率特性であり、入射角度βが３０度以上では小さい透過率特性である。曲線ＴＴ４で示される透過率は、入射角度が３０度までは、曲線ＴＴ１よりも高く、入射角度が６０度では、曲線ＴＴ１の９５％未満である。本発明実施例２の妨害光受容性は０．４６８である。
【００４７】
従来、ブラインドの光吸収部の表面に大きな入射角度βで光が当たるときに反射光が増大する問題があったが、本発明によれば、大きな入射角度βで第１光吸収部７５に当たる光は、反射しても第２光吸収部７６に、再度小さな入射角度で当たることにより吸収される。このためゴーストは発生しない。
【００４８】
テレビジョン走査線や画素との干渉が発生せず、視点から解像できないものであれば、ブラインド部の光吸収部の寸法はどんなものでも良い。さらに周期を大きくすること、あるいは周期構造を水平方向に対して傾斜した構成にすることもできる。
【００４９】
本発明は、図６の構成に限定されるものではなく、図８（ａ）に示すように無指向性フィルタである第２光吸収部７６Ｂを光透過部７４Ｂの表面に設けても良く、またその構成は各種の変形例が考えられ、図８（ｂ）に示すように、第２光吸収部７６Ｃがその中心部以外で第１光吸収部７５Ｃと一体化するようにしてもよい。図８（ａ）の構成とすることにより、角度選択特性をより急峻にすることができる。また、光吸収部７６Ｂを、印刷などの生産性の良い製造方法に変更することもできる。また、図８（ｂ）の構成とすることにより、下方から入射する光と比較して、上方から入射する光をより多く減衰させる特性とすることができる。
【００５０】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板の断面を示すものである。プロジェクションテレビジョンの全体構成は図１６に示した従来の構成と、保護板を除いて同一である。図９において、９０は保護板、９１はアクリル板、９２は第１の反射低減膜、９３は第２の反射低減膜である。第２の反射低減膜９３はあらかじめ反射低減膜を形成したフィルムを接着剤によりアクリル板に付加するものである。図１０は第２反射低減膜９３の構成を示す部分断面図である。図１０において９４は透明フィルム、９５は接着剤、９６は波長選択性反射低減膜である。
【００５１】
波長選択性反射低減膜９６は、（フィルム ０．０１５０７Ｆ ０．４７２４２Ｈ ０．４２９７７Ｆ ０．４５９３５Ｈ ０．４７２８３Ｆ ０．４２７９４Ｈ ０．４０５７２Ｆ ０．３７５７２Ｈ ０．４１３９８Ｆ ０．４０２９１Ｈ ０．０３５４Ｆ ０．０７８４６Ｈ ０．５５４８５Ｆ ０．１３６９Ｈ０．０２７７４Ｆ ０．３２５０９Ｈ ０．２４３２４Ｆ 空気）の構成であり、フィルム９４上に形成される。フィルム９４は、屈折率が１．５近傍の透明プラスチック材料である。
【００５２】
図１１は、波長選択性反射低減膜９６の光線の透過率と光線の波長λとの関係を表す図であり、横軸は波長を、縦軸は光線透過率を示す。曲線Ｔ４Ａ、曲線Ｔ４Ｂ、曲線Ｔ４Ｃはそれぞれ入射角度βが０度、４５度、６０度のときの透過率を表す。プロジェクションテレビジョンの投写光の緑色波長は５４５ｎｍであり、この波長において、曲線Ｔ４Ａ、曲線Ｔ４Ｂ、曲線Ｔ４Ｃは、それぞれ、透過率９９％、９７％、７９％を示している。図１２は波長選択性反射低減膜９６の片面の透過率と入射角度βの関係を表す図であり、図１２において曲線Ｔ４Ｄは波長５４５ｎｍの緑色光線の透過率を表し、曲線Ｔ４Ｅは波長５８０ｎｍの緑色と赤色の中間波長である光線の透過率を表す。また、図中破線は従来の反射低減膜の特性Ｔ２を転記したものである。なお、第１の反射低減膜はＴ２に示す透過率特性である。図１２において、Ｔ４ＤはＴ４Ｅよりも入射角βが６０度以上の範囲において５％以上大きい。従って、入射角度が６０度以上の場合は、緑色光の透過率が他の色の光よりも５％以上大きいという波長選択特性を示している。
【００５３】
図１２において、Ｔ４Ｄは入射角度βが０度から３０度の範囲では反射率低減特性であり、３０度以上は透過率低減特性である。図１１に示すように緑色主波長近傍においては、入射角度βが６０度程度の大きな角度である場合に透過率がやや他の波長と比較して高い。様々な波長の光を含む照明光は曲線Ｔ４Ｅにより角度選択され、その結果、妨害光受容性は小さくなる。一方、投写光である緑色光は、曲線Ｔ４Ｄに示すように透過率が高いので、例えば画面を左右方向から大きな角度で見た場合の画面の輝度低下を少なくする効果がある。曲線Ｔ４Ｄは従来の反射低減膜の透過率特性である曲線Ｔ２よりは角度選択性が強いので、結果としてどの波長の照明光についても妨害光受容性を低減する効果がある。
【００５４】
アクリル板は、入射角度βが０度で入射する光線の透過率が７５％となるように、ニュートラルデンシティ着色を行う。保護板９３の有する２面のうち第１の反射低減膜９２を付加した側と、第２の反射低減膜９３を付加した側のうち、いずれの側を外側、すなわち視点側に向けるかは任意であるが、反射率の小さい方、あるいは膜の強度が強い方などを適宜選択することができる。
【００５５】
本実施例によると、アクリル板の片面には製造が容易な従来の反射低減膜を使用し、製造が比較的難しい多層による反射低減膜はロールコートなどの公知の連続的生産方法によりフィルム上に形成した後に、アクリル板に接着するようにしたが、製造上の問題が少ない場合には、両面に波長選択性を有する反射低減膜を形成してもよい。
【００５６】
多層膜の設計を修正したり、膜の材料を変更したりして、赤色、青色主波長についても、緑色と同様に入射角度βが大きい場合に透過率を維持する特性としてもよい。
【００５７】
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーンの前面に設ける保護板の断面を示すものである。プロジェクションテレビジョンの全体構成は図１６に示した従来の構成と、保護板を除いて同一である。図１３において、１００は保護板、１０１はアクリル板、１０２は第１反射低減膜、７３Ｂはブラインド部、９３は第２反射低減膜である。図１４はブラインド部７３Ｂと第２反射低減膜９３の部分断面図である。図１４においてブラインド部７３Ｂは図６に示すブラインド部７３から反射低減膜８０を除いたものであり、第２反射低減膜９３は、図１１および図１２における曲線Ｔ４Ａ乃至曲線Ｔ４Ｅの特性とする。第１反射低減膜１０２は、図２２における曲線Ｔ２に示す透過率特性とする。
【００５８】
保護板１００の角度選択特性は、垂直方向（スクリーンの上下方向）は主としてブラインド部７３Ｂによって定まり、水平方向（スクリーンの左右方向）は主として第２反射低減膜により決まる。アクリル板の着色は行ってもよいが僅かなものとするとともに、ブラインド部７３Ｂの第２光吸収手段７６の開口率を適切に設定することにより、入射角度βが０度のときの光線の透過を７５％に設定する。ブラインド部７３Ｂはブラインドがほぼ水平方向に開口するようにアクリル板１０１に接着する。テレビジョンの走査線とブラインドの開口に干渉模様が発生する場合には、水平から角度を傾けても良い。ブラインド部７３Ｂの上に反射低減フィルム９３を付加する。
【００５９】
ブラインド部７３Ｂを設けることにより、保護板１００は水平方向には無指向性のニュートラルデンシティフィルタ特性となる。従来、アクリル板に着色を行うことにより、光線の透過率を７５％としていたが、本実施例においては、着色が少ないか、または無い。従って、図２３に示したように、従来は着色することに付随して発生していた角度選択特性が無いので、そのままでは、保護板１００の水平方向の妨害光受容性が従来の保護板より大きくなる。波長選択性反射低減膜９６により水平方向の角度選択特性を適切なものにすることで、妨害光受容性を小さくすることができる。
【００６０】
図１３において、第２反射低減膜９３を波長選択特性としたが、第１反射低減膜１０２を波長選択特性としてもよく、または、第１反射低減膜１０２と第２反射低減膜９３の両方を波長選択特性としても良い。
【００６１】
実施の形態５．
図１５は、本発明の実施の形態５に係わるプロジェクションテレビジョンスクリーン部の断面を示すものである。図１５において、７Ｂはスクリーン部、１１０は保護板、１１１はアクリル板、１１２は角度選択機能を有する反射低減膜、１１３は接着剤である。拡散スクリーン５は接着剤１１３により光学的に緊密にアクリル板１１１に接合されているので、拡散スクリーン、接着剤、アクリル板の相互界面での反射は十分小さくできる。角度選択機能を有する反射低減膜１１２を、アクリル板１１１表面に直接形成するか、またはフィルム状に形成したものを付加する。この反射低減膜１１２の片面における妨害光受容性は、垂直方向（スクリーンの上下方向）での入射角度βが０度において、同じ透過率を有するニュートラルデンシティ着色板に比べて、小さい特性を有する。
【００６２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００６３】
請求項１のプロジェクションテレビジョンでは、スクリーン保護板の表面に、光線入射角が３０度以下では反射率低減特性であり、光線入射角が６０度を超えると透過率が小さくなる角度選択性を有する反射低減膜を備えたので、投写光と比較して大きな角度方向から入射する照明光などの妨害光が拡散スクリーンに到達し難くなり、その結果として拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００６４】
請求項２のプロジェクションテレビジョンでは、反射低減手段を光学薄膜により構成したので、設計方法が確立しており、種々の特性の反射低減特性が実施可能であり、テレビジョンの使用状況と周囲環境に適した透過率特性を有するスクリーン保護板、およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現することができる。
【００６５】
請求項３のプロジェクションテレビジョンは、スクリーン保護板の表面に設けた反射低減膜は、光線入射角が３０度以下では反射率低減特性である。また、この反射低減膜は、光線入射角がおおむね４５度を超えると急峻に透過率が小さくなる角度選択性を有するとともに、透過率の低下する範囲においては、投写光の主波長における透過率が他の波長における透過率の平均よりも高い波長選択特性を有する。投写光と比較して大きな角度方向から入射する照明光などの妨害光が拡散スクリーンに到達し難くなり、その結果として拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、また投写光の光量低下が少ないので、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００６６】
請求項４のプロジェクションテレビジョンは、スクリーン保護板の表面に、反射低減膜が形成されたフィルムを付加する構成としたので、反射低減膜の製造方法にロールコートなどの連続製法を適用することが可能となる。このため生産性が良く安価に反射防止膜を保護板に付加することが可能で、したがって安価でコントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００６７】
請求項５のプロジェクションテレビジョンは、角度選択性を有する反射低減膜を少ない層数の光学薄膜により実現したので、製造が容易で、従って安価で、角度選択性を有する反射低減膜を得ることができる。したがって安価で、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００６８】
請求項６及び７のプロジェクションテレビジョンは、スクリーンの保護板表面に細かいブラインドを備えるとともに、ブラインドにおける光吸収手段は角度選択特性を有する第１光吸収部と角度選択性が無い第２光吸収部が一体化した構成とした。したがって、ブラインドに遮られる方向に光線が入射する場合に、光線の入射角度が所定の角度以下では平坦な透過率特性であり、所定の角度を超えると急峻に透過率が低下する角度選択特性、すなわち、プロジェクションテレビジョンに適した角度選択特性を有する保護板が実現された。その保護板を装着することにより、拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、コントラストが高いプロジェクションテレビジョンが実現される。
【００６９】
請求項８のプロジェクションテレビジョンは、ブラインドにおける光吸収手段は、角度選択特性を有する第１光吸収部と無指向性の第２光吸収部とを有する。ブラインド部は、断面が十文字形状をなすように、第１光吸収部と第２光吸収部とが一体無垢に構成されている。したがって、無指向性の入射角範囲が一定の条件においては最も透過率を大きくすることができるので、画像が明るくコントラストが高い保護板、すなわち、プロジェクションテレビジョンに好適な保護板を実現することができる。
【００７０】
請求項９及び１０のプロジェクションテレビジョンは、ブラインドにおける光吸収手段において、第１光吸収部の短辺に第２光吸収部を付加する構造としたので、第２光吸収部を印刷などの方法により形成することも可能となり、安価なブラインドを、従って安価な保護板を実現できる。
【００７１】
請求項１１のプロジェクションテレビジョンは、ブラインド部は光吸収部と光透過部をフィルム状に形成したものを保護板に付加する構成としたので、製造性が向上し、安価な保護板が実現できる。
【００７２】
請求項１２のプロジェクションテレビジョンは、ブラインド部は光吸収部と光透過部をフィルム状に形成したものの表面に反射低減膜を付加した構造としたので、角度選択性に加えて反射低減効果がある性能の良いブラインドを実現することが可能である。
【００７３】
請求項１３のプロジェクションテレビジョンは、保護板は、片面に反射低減膜を有するとともに、他の面にブラインド部を有するフィルムを付加する構成としたので、構成が簡単で製造性が向上し、安価な保護板を実現することが実現できる。
【００７４】
請求項１４のプロジェクションテレビジョンは、保護板の表面の片面または両面に角度選択性反射低減膜およびブラインドを備えている。したがって、ブラインドに遮られる垂直方向に光線が入射する場合、入射角度が所定の角度以下では平坦な透過率特性であり、所定の角度を超えると急峻に透過率が低下する特性であり、水平方向に傾斜する光線については入射角度が３０度付近では透過率が同等以上であり、入射角度が６０度付近では透過率が低くなるといった、プロジェクションテレビジョンに適した角度選択特性を有する保護板が実現される。その結果として、拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００７５】
請求項１５のプロジェクションテレビジョンでは、プロジェクションテレビジョンのスクリーンの保護板の表面に角度選択性を有する反射低減膜を備えるとともに、保護板と拡散スクリーンとを接着した。これにより、大きな角度方向から入射する照明光などの妨害光が拡散スクリーンに到達し難くなり、また保護板とスクリーンの間の界面における反射が軽減される。その結果として拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。また、保護板とスクリーンを接着したので、保護板の片面の反射低減膜がなくてすむので、その分安価な保護板を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係わるプロジェクションテレビジョン用のスクリーンの保護板の断面を示す図である。
【図２】 本発明の実施形態１に係わるスクリーン保護板の片面の反射低減膜について、光線透過率及び光線反射率と光線入射角度βとの関係を表す図である。
【図３】 この発明の実施形態１に係わる保護板全体の透過率と入射角度βの関係を表す図である。
【図４】 この発明の実施形態１に係わる保護板のスクリーンの法線の方向から上方に角度６０度の方向に照明器具がある場合のスクリーン部の部分断面と光線の進行を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板の断面を示す図である。
【図６】 この発明の実施形態２に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板を構成するブラインド部の垂直断面の部分拡大図である。
【図７】 この発明の実施形態２に係わるスクリーン保護板の全体の光線透過率と入射角度の関係を表す図である。
【図８】 この発明の実施形態２に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板を構成するブラインド部の変形例を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板の断面を示す図である。
【図１０】 この発明の実施形態３に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板を構成する第２の反射低減フィルムの構成を示す部分断面図である。
【図１１】 この発明の実施形態３に係わるスクリーン保護板の第２反射低減膜を構成する波長選択性反射低減膜の光線の透過率と光線波長λの関係を表す図である。
【図１２】 この発明の実施形態３に係わるスクリーン保護板の全体の光線透過率と光線の入射角度βの関係を表す図である。
【図１３】 この発明の実施形態４に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーンの前面に設ける保護板の断面を示す図である。
【図１４】 この発明の実施形態４に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板を構成するブラインドと反射低減膜の部分拡大断面を示す図である。
【図１５】 この発明の実施形態５に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン部の断面を示す図である。
【図１６】 従来技術による背面投写方式のプロジェクションテレビジョンの構成例を表す断面図である。
【図１７】 背面投写方式のプロジェクションテレビジョンのスクリーン部において主な光の進路を表す図である。
【図１８】 （ａ）と（ｂ）は、画面対角６５インチで画面の横縦比が１６対９のプロジェクションテレビジョンの外観とスクリーン位置および視点の位置関係を示す図である。
【図１９】 プロジェクションテレビジョンを設置した長さ７ｍ、高さ３ｍの室内の側面図である。
【図２０】 透明な保護板の片面における光線の入射角度に対する反射率および透過率との関係を表す図である。
【図２１】 保護板の部分拡大断面図である。
【図２２】 従来の２層の反射低減膜を形成した保護板の片面で、波長５５０ｎｍの光線が入射した場合の反射率および透過率と入射角度の関係を表す図である。
【図２３】 アクリル板にニュートラルデンシティの着色を行った場合の、アクリル板素材の光線の透過率と入射角度の関係を表す図である。
【図２４】 アクリル板で構成された保護板に着色を行って、垂直に入射する光の透過率が総合で７５％となるようにした従来の保護板の、総合的な透過率と入射角度の関係を表す図である。
【図２５】 従来のブラインド構造とした場合の、光線の透過率と入射角度の関係を表す図である。
【符号の説明】
１ プロジェクションテレビジョン、 ２ 画像パターンを投写光に変換する手段、 ４ フレネルレンズ、 ５ 拡散スクリーン、 ６ 保護板、 ６０ 保護板、 ６１ 板材、 ６２ 反射低減膜、 ６３ 反射低減膜、 ７０ 保護板、７１ 板材、７２ 反射低減膜、７３ ブラインド手段を包含するフィルム、７３Ｂ ブラインド手段を包含するフィルム、７４ ブラインド手段の透明部、７５ ブラインド手段の第一光吸収部、７６ ブラインド手段の第２光吸収部、８０ 反射低減膜、９０ 波長選択特性を有する保護板、９１ 板材、９２反射低減膜、９３ 反射低減膜を有するフィルム、１００ 保護板、１０１ 板材、１０２ 反射低減膜、１１０ 保護板、１１１ 板材、１１２ 反射低減膜、１１３ 接着剤。
【発明の属する技術分野】
本発明は、背面投写方式のプロジェクションテレビジョンに関するものであり、特に、スクリーンの前面に配置する保護板の構成およびこの保護板の光学特性、特に、コントラスト等の表示画質の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＭＰＥＧ２画像圧縮技術を応用したディジタル放送が実施されつつある。ディジタル放送で利用される画像フォーマットには、画面の有効画素数が従来のＮＴＳＣ方式と同等の画像フォーマット（水平７２０画素、垂直４８０画素）の他に、ＨＤＴＶ放送で使用される画像フォーマット（水平１９２０画素、垂直１０８０画素、横縦比が１６対９のワイドアスペクト）がある。ＨＤＴＶ放送では、走査線の本数が１１５０本あるので画像表示の密度が高い。このためテレビジョン画面の適視距離は画面高さの３倍程度といわれており、ＮＴＳＣ方式の画面の適視距離が画面高さの約７倍であることと比較すると、およそ約半分の距離から４倍程度大きな立体角で画面を見ることができるので、一層臨場感のある画面を鑑賞することができる。大型のテレビジョンは、小型の装置と比較すると、離れた距離から見ても臨場感を得やすいので、特に複数の人が視聴する使用環境では好適である。画面対角が約４０インチ以上の大型のテレビジョンを、陰極線管直視方式で実現しようとすると重量が大きくなったり、部品価格が高くなるなどの問題がある。このため、比較的容易に大型の装置が構成可能な背面投写方式でワイドアスペクトのプロジェクションテレビジョンが実用化されている。
【０００３】
図１６は、背面投写方式のプロジェクションテレビジョンの構成例を示す。図において、１はプロジェクションテレビジョン、２はテレビジョンの画像を投写光に変換する光学エンジン部、３は投写光の進行方向を曲げる反射鏡、４は投写光を収束光に変換するフレネルレンズ、５は収束光を視野角範囲内に広げる拡散スクリーン、６は透明な保護板である。フレネルレンズ４、拡散スクリーン５および透明な保護板６がスクリーン部７を構成する。画像信号光は光学エンジン部２において投写光Ｌに変換されて進行し、ミラー３に入射して方向を変え、フレネルレンズ４に入射して収束光となる。この収束光は、後続する拡散スクリーン５に入射して、進行方向が、テレビジョンを視聴できる方向に広げられ、その後、透明な保護板６を通過してテレビジョン外部に出射する。拡散スクリーン５は、例えば、ＣＲＴ方式プロジェクションテレビジョンにおいては文献（特開平７−２６１２７８号公報）に示されるようにレンチキュラ−レンズシートにより構成されている。レンチキュラ−レンズシートの厚さは、レンズ構造によって決まるものであり、約１ｍｍである。このため、レンチキュラ−レンズシートの１箇所を強く押すと破損することがあり、また外面が凹凸構造となっているので、凹部に汚れが付着すると除去することが難しい。これらの不具合を解決するために、従来は、拡散スクリーン前面に透明な保護板が装着されていた。
【０００４】
また、プロジェクションテレビジョンに透明な保護板を設置する他の目的は、表示画像のコントラストを改善することである。コンピュータのディスプレイ端末などの画面の前面に取り付けて使用される反射防止ガラス板と同様に、透明な保護板の内画及び外側の表面に反射防止膜を設けたり、更に保護板の材料に光吸収特性を持たせることにより光線の透過率を低く設定していた。ディスプレイ端末などにおいては、例えば、米国特許第５２５４３８８号公報に示されるように、微細なブラインド構造を設けることで光線の通過角度を制限して画像のコントラストを改善していた。次に、コントラストが決まる要因について説明を行う。
【０００５】
図１７は、スクリーン部７において主な光の進路を表す図であり、Ｌ１は投写光、８は外部照明器具、Ｐ１は視点である。Ｐ０は拡散スクリーン５の中央点、Ｐｘは拡散スクリーン５上の任意の点、Ｌｅは外部照明器具８から入射し点Ｐｘに向かう妨害光、９は妨害光Ｌｅが点Ｐｘに向かって進行する経路を示す折れ線、Ｒは妨害光Ｌｅの保護板６への入射点、βはＬｅの入射角度、ＱはＬｅの保護板６の出射点、Ｌｎ１はＲ点におけるＬｅの反射光、Ｌｎ２は点ＱにおけるＬｅの反射光、Ｌｎ３は点ＰｘにおけるＬｅの反射光である。Ｌｎ１ないしＬｎ３のうち視点Ｐ１に到達するものが目に見えるノイズ光Ｌｎとなる。同じ強さの妨害光を受けても、ノイズ光の発生が少なく、かつ投写光Ｌ１が効率良く視点Ｐ１に到達するように、保護板６には従来から改善がなされていた。例えば、反射低減膜を保護板に付加することによりＬｎ１およびＬｎ２を低減し、光の透過率を小さくすることによりＬｎ３を低減する。また、入射角度βが大きくなると通過する光が遮られるようなブラインドも実施されていた。次に、プロジェクションテレビジョンの使用条件の説明を行う。
【０００６】
図１８（ａ）と図１８（ｂ）は、画面対角６５インチ（１６５１ｍｍ）で画面の横縦比が１６対９のプロジェクションテレビジョンの外観と、スクリーン部および視点の位置関係を示す図である。図１８（ａ）は側面図であり、図１８（ｂ）が平面図である。図において、７はスクリーン部、１０は観察者の模式図、点Ｐ０は画面中央の点、点Ｐ１ないし点Ｐ３は視点の例である。図において、画面の高さをＬとするとき、Ｐ０を原点として、各視点Ｐ１およびＰ２の位置は、画面の法線の方向にそれぞれ３Ｌ、２Ｌの距離であり、Ｐ３は法線の方向に２Ｌ、右方向に画面幅１６Ｌ／９、下方向にＬ／２の距離である。視点は使用状況に応じて変化するものであるが、通常はテレビジョン画面が傾いて歪まずに見渡すことができる位置である。どの視点から見る場合でも、スクリーンの拡散する投写光が、明るくかつ良好なコントラストで表示されることが望ましい。Ｐ１はＨＤＴＶの適視距離にある視点であり、Ｐ２はＰ１からスクリーンに２／３の距離まで近づいた視点である。Ｐ３はさらに右方向に画面幅だけ離れ、画面下辺の高さと同じ低い位置の視点である。したがつて、Ｐ１およびＰ２からはスクリーンに表示される画像が明瞭に見えることに加えて、Ｐ３においても、ある程度良好な画像が見えることが望ましい。図１８（ａ）において、角度α１Ｖないし角度α３Ｖは視点から画面の外縁７までの垂直面内の角度であり、図１８（ｂ）においては、角度α１Ｈないし角度α３Ｈは画面の外縁７までの水平面内の角度である。実際の角度はα１Ｖが９．５度、α２Ｖが１４度、α３Ｖが２６．６度、α１Ｈが１６．５度、α２Ｈが２４度、α３Ｈが５３．１度となる。従ってプロジェクションテレビジョンとしては、α３Ｖとα３Ｈの角度をやや上回る垂直方向に約３０度、水平方向に約６０度までの範囲で、スクリーンに表示される画像を明瞭に見ることができれば良い。次に、画像の明瞭さを損なう原因となる妨害光について説明を行う。
【０００７】
テレビジョン画面には、ノイズとなる様々な外来光が入射する。これらの光源は、天井の照明器具、壁面の照明器具、室内の明色物体及び窓等から発する光線である。これらの外来光がテレビジョン画面に入射した後、何らかの経路で視聴者の目に入って、ノイズ光として視覚されるものである。図１９は、プロジェクションテレビジョンを設置した長さ７ｍ、高さ３ｍの室内の側面図であり、図においてＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３は天井の照明器具、ＷＬ１、ＷＬ２は壁面の照明器具、ＷＩ１は窓、Ｌｅ１１、Ｌｅ１２、Ｌｅ１３は天井の照明器具が発する光、Ｌｅ２１、Ｌｅ２２は壁面の照明器具が発する光、Ｌｅ３は窓から入射する光、Ｌｅ４は室内の物体である床などから反射する光、Ｌｅはスクリーン部７に入射する妨害光、Ｌｎはスクリーン部７から出射し視点Ｐ１に到達するノイズ光である。光は様々な方向に進行するが、そのうちプロジェクションテレビジョンのスクリーン部７に入射するものをまとめて妨害光Ｌｅと表す。妨害光Ｌｅがスクリーン部７に入射することにより、その一部が反射されてスクリーン部７から出射し、さらにその一部がノイズ光Ｌｎとして視点に到達する。ノイズ光Ｌｎは、スクリーンに表示される画像の暗い部分において特に顕著となり、画像の黒い部分を白く浮き上がらせて画像のコントラストを劣化させる。スクリーン部７の構成により影響の度合いが異なるが、強い妨害光が画面に入射する場合にはノイズ光も増加し、コントラストが低下する。
【０００８】
図２０は、透明な保護板の片面における光線の入射角度βに対する反射率および透過率との関係を表す図であり、横軸は入射角度β、縦軸は透過率および反射率である。反射率は、保護板６の素材の屈折率ｎｓによって決まる。屈折率ｎｓは、素材がガラスである場合は１．５１、アクリルである場合は１．４８である。図において、曲線Ｔ１はアクリル板の片側表面での光線の透過率を表す曲線であり、曲線Ｒ１はこの片側表面での光線の反射率を表す曲線である。入射角度βが０度のとき、透過率は９６％、反射率は４％、入射角度βが６０度のとき、透過率は９２％である。透明アクリル板である保護板６に妨害光Ｌｅが入射角度βが０度のとき、アクリル板の表面において４％が反射され、９６％がアクリル板の内部に進行する。板の表面における光学薄膜の反射率特性および透過率特性は、光学計算ソフトウェアFilmStar(FTG Software Associates社、 P.O.Box579 Princeton,NJ 08542米国）により計算を行ったものである。図２１は保護板６の部分拡大断面図であり、図においてＬｅｉｎは点Ｒから入射し、保護板６の内部を進行する妨害光、Ｌｅｏｕｔは点Ｑに到達する妨害光、Ｌｅｅは点Ｑからアクリル板の外部に進行する妨害光である。入射角度βが０度のとき、Ｌｅの９６％がＬｅｉｎとなり、保護板６の内部では損失なく進行してＬｅｏｕｔとなって点Ｑに入射する。その後、Ｌｅｏｕｔの９６％がＬｅｅとなり、保護板６の外部に進行する。ここで点Ｑにおける光線の透過率と反射率は、この例においては点Ｒにおけるそれらとほぼ同じとなり、保護板６全体での透過率は、保護板６の内部での光の多重反射を無視すれば次式で表される。
板の光透過率＝第１面の透過率×板内部の透過率×第２面の透過率
ここで右辺は０．９６×１×０．９６＝０．９２１６であるから、ＬｅｅはＬｅの約９２％となる。反射光Ｌｎ１はＬｅの４％の強度である。Ｌｎ２は０．９６×１×０．０４＝０．０３８４であるから、約４％の強度となり、Ｌｎ１とＬｎ２を加算すると約８％が反射光となる。保護板６の表面で鏡面反射した反射光Ｌｎ１は入射光Ｌｅと反対の−β方向に進行する。反射光Ｌｎ１の進行方向に視点がある場合には、テレビジョンの保護板の上に、妨害光の発生源の像が反射して見えるので、その部分の画像のコントラストを大きく低下させる。
【０００９】
図２２は、一例として、２層の反射低減膜を形成した保護板６の片面で、波長５５０ｎｍの光線が入射した場合の反射率および透過率と、入射角度βとの関係を表す図である。図２２において、曲線Ｔ２はアクリル板の片側表面における透過率を表す曲線、曲線Ｒ２は同片面での反射率を表す曲線である。反射低減膜は保護板側から順に、厚さ０．５λで屈折率１．７のAl2O3膜、厚さ０．２５λで屈折率１．３８のMgF2膜である。ここでλは各膜内での光波長であり、真空中の光波長をλ０とするときλ＝λ０/（各膜屈折率）である。Al2O3膜を記号Ｉ、MgF2膜を記号Ｆで表示し、各膜を「実膜厚/λ」続いて「素材記号」の順番に表示すると、上記膜は（保護板 ０．５Ｉ ０．２５Ｆ 空気）と表記される。入射角度βが０度のとき、透過率は９９％、反射率は１％であり、入射角度βが６０度のとき、透過率は９６％である。反射低減膜の構成方法は各種あり、一例として文献（藤田史郎編 光学薄膜 頁１０２）には、２層膜の設計例が表６−１に示されている。上記反射低減膜はこの文献の表６−１の第３例によるものである。保護板全体では、妨害光の透過率は９８％、反射率は２％となる。
【００１０】
図２３はアクリル板にニュートラルデンシティの着色を行った場合の、アクリル板素材に入射する光線の透過率と入射角度βの関係を表す図である。図において、横軸は入射角度β、縦軸は透過率、曲線Ｔ８０は入射角度βが０度のときに透過率が８０％となるように着色を行った場合の透過率の入射角度βによる変化を表す曲線である。図２１において示したように、入射角度βで入射した光は、保護板６の内部では進行角度がγに変化して進行する。βとγは、フレネルの法則により、
空気の屈折率×Ｓｉｎ（β）＝板材の屈折率×Ｓｉｎ（γ）
の関係にある。βが大きくなり、したがってγが大きくなり、板材の内部での光の進行距離が長くなるほど通過損失が増大し、光の透過率が小さくなる。入射角度βが６０度のとき、γは３４．７度となり透過率は７６％に減少する。着色を行うことにより、入射角度βの大きい妨害光が一層低減される効果がある。
【００１１】
図２４は、アクリル板で構成された保護板に着色を行って、アクリル板に対して垂直に入射する光の透過率が総合で７５％となるようにした場合の、総合的な透過率と入射角度βの関係を表す図である。着色の濃度は反射低減膜の有無によって異なる。曲線ＴＴ１はアクリル板の両面に反射低減膜を付加しない場合の透過率（すなわち、板材のみの透過率Tsubstructure, Ts）、曲線ＴＴ２は、図２２に示す透過率特性を有する反射低減膜を付加した場合の透過率をそれぞれ表す。アクリル板内部の光透過率は着色濃度により決まり、垂直入射光についてはＴＴ１においては約８２％、ＴＴ２においては約７７％の透過率である。入射角度βが大きくなると、図２０に示したように、保護板自体では反射率が大きくなる結果として透過率が小さくなる特性を有し、さらに着色を行うことで図２３に示す透過率の角度依存性が加わる。このため、透過率特性が図２４の曲線ＴＴ１で示すものとなる。反射低減膜を付加し界面での透過率を図２２に示す特性とした場合には、入射角度βが６０度付近は、曲線ＴＴ２に示すように５５％である。これは、反射低減膜を付加することにより、ＴＴ１の５２．６％よりも２．４％だけ透過率が高くなることを示している。曲線ＴＴ２はβが３０度以上のほぼ全ての範囲で曲線ＴＴ１より大きな透過率を示し、その分妨害光がスクリーンに到達し易い。
【００１２】
図２５は従来のブラインド構造とした場合の、光線の透過率と入射角度βの関係を表す図であり、図において直線ＴＴｂが、光線に対するブラインドの透過率を表す。図において直線ＴＴｂが示すように、入射角度βの変化に対して、透過率は非常に急峻な低域通過特性となっている。すなわち、大きな入射角度で入射する妨害光を効果的に除去できるが、同時に、スクリーン上の画像も見る角度が少し変化すると急激に見えなくなる。ブラインドの寸法を変更することにより透過率特性を修正することができるが、βに対して単調に減少する透過率特性なので、入射角度βが３０度以下では、平坦な透過率特性を得ることは難しい。プロジェクションテレビジョンにおいては、光学エンジンの投写レンズ（図示せず）やフレネルレンズなどの光学部品の特性によって、もともと画面の周辺部の明るさが低下する傾向があり、画面の上下または左右の領域を、画面の中央部と比較して一層暗くすることは許容されにくく、このためブラインドを使用することは難しかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
背面投写方式プロジェクションテレビジョンは画面が大きく、照明光などの妨害光がスクリーン部で反射してノイズ光となり易いことが問題であった。
【００１４】
妨害光の反射を防止することを目的として透明な保護板に反射低減処理を施した場合には、保護板の表面におけるノイズ光の発生は軽減される。しかし、同時に、広い範囲の入射角度にわたって、妨害光の透過率が上昇するので、一層多くの妨害光が拡散スクリーンに到達し、スクリーンにおける拡散反射ノイズ光が増加する。この結果、室内の照明光が原因となり、画面が白く浮き上がるのでコントラストが低下する問題があった。
【００１５】
妨害光が拡散スクリーンに入射し難くなるように、透明な保護板に着色を行い全光線の透過率を小さくする方法は、拡散スクリーンとフレネルレンズとによる外来光の反射を軽減する点でも効果があり、また急角度で入射する妨害光を一層多く減少する効果があるので有効である。しかし、着色を濃くすると画像の迫力が損なわれる。輝度とコントラストとのバランスをとろうとすると、多くの場合、全光線の透過率を、輝度低下が許容できるおよそ７０％以上に設定する必要があり、着色により更なるコントラスト改善を行うことは困難であった。
【００１６】
細かいブラインドを使用して妨害光の通過角度を制限する方法によると、大きな入射角度の妨害光は効果的に除去することができる。しかし、同時に、表示画像の輝度も角度に依存して制限されるので、視野角内においても画面の位置によって輝度が大きく変化し、均一な輝度の画面表示ができない。したがって、この方法は、プロジェクションテレビには使用できなかった。
【００１７】
この発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、照明条件や周囲の物体の影響を受けることなく、画像の輝度が均一で明るく、かつコントラストが良好なプロジェクションテレビジョンを得ることを目的とする。
【００１８】
さらに、この発明は、特定の方向から入射する妨害光を効果的に除去することができるブラインドおよびこれを備えた保護板を得ることを目的としている。
【００１９】
また、この発明は、プロジェクションテレビジョンに好適な透明な保護板を提供することを目的とする。この保護板は、コントラストが高い画像の表示を可能にするとともに、生産性が良く安価である。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わるプロジェクションテレビジョンは、テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、平面板材の少なくとも片面に設けた反射低減膜とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧０．９５
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜１
の条件を満足する構成とする。
【００２１】
請求項２に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記反射低減膜が、前記平面板材に設けた光学薄膜である。
【００２２】
請求項３に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項２に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記反射低減膜は、入射角度βが３０度以下の入射光線については反射低減特性を有し、
入射角度βが３０度より大きいとき、前記保護板の分光透過率特性は、少なくとも波長５４５ｎｍ近傍の光線の透過率が、可視光の範囲内での平均透過率を５％以上上回る波長選択特性を有する。
【００２３】
請求項４に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１に記載のプロジェクションテレビジョンおいて、前記反射低減膜は、フィルムに光学薄膜を付加して構成され、前記フィルムが平面板材に取り付けてなる。
【００２４】
請求項５に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記反射低減膜は、４層以下の光学薄膜の層により構成される。
【００２５】
請求項６に係わるプロジェクションテレビジョンは、テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、前記平面板材の少なくとも片面に設けたブラインド手段とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧１
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜０．９５
の条件を満足することを特徴とする。
【００２６】
請求項７に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項６に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記ブラインド手段は、観察者の視点から解像できない小さい周期で光吸収部と透明部とが交互に配列された構造であって、前記光吸収部は、互いに交差して一体構造に形成された第１の光吸収部と第２の光吸収部とを有し、
前記第１の光吸収部は、第１の長辺と第１の短辺とを有する矩形状の断面を有するとともに、保護板の面の法線と第１の長辺とが平行で、第１光吸収部全体では保護板面において９５％以上の開口率を有し、
前記第２の光吸収部は、第２の長辺と第２の短辺とを有する矩形状の断面を有するとともに、保護板の面の法線と第２の短辺とが平行で、第２光吸収部全体では保護板面において７０％以上９０％以下の開口率を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項８に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項７に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の長辺と第２の長辺の中央部において、交差することを特徴とする。
【００２８】
請求項９に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項７に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の短辺が、第２の長辺に接するように交差することを特徴とする。
【００２９】
請求項１０に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項７に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の短辺が、第２の長辺の中央に接するように交差することを特徴とする。
【００３０】
請求項１１に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項６に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記ブラインド手段は、少なくとも１枚のフィルム内に収容されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１２に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１１に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、前記フィルムはその表面に設けた反射低減膜を有することを特徴とする。
【００３２】
請求項１３に係わるプロジェクションテレビジョンは、前記平面板材は、請求項６に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、片面に反射低減膜を備え、反対の面に内部に前記ブラインド手段を有するフィルムを備えたことを特徴とする。
【００３３】
請求項１４に係わるプロジェクションテレビジョンは、テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、前記平面板材の少なくとも片面に設けた反射低減膜と、前記平面板材の少なくとも片面に設けたブラインド手段とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
画面の水平方向から傾いて入射する光線に対して、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧０．９５
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜１
の条件を満足し、
画面の垂直方向から傾いて入射する光線に対して、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧１
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜０．９５
の条件を満足することを特徴とする。
【００３４】
請求項１５に係わるプロジェクションテレビジョンは、請求項１に記載のプロジェクションテレビジョンにおいて、拡散スクリーンと保護板が接着されてなることを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
本発明は、妨害光の入射角度βが大きくなると、両面における透過率が急激に小さくなるように、保護板の板材の対向する両面に反射防止膜を設けた構造である。この構造により、妨害光の入射角度βが大きくなると、保護板全体の透過率が、急激に小さくなるように構成できる。また、板材にナチュラルデンシティ着色を行って、板材単独の透過率を調整し、これにより、入射角度βがゼロのときに、保護板全体の透過率が所望の値になるようにする。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態１に係わるプロジェクションテレビジョン用のスクリーンの前面に配設する保護板の断面を示すものである。プロジェクションテレビジョンの全体の構成は図１６に示した従来の構成と、保護板を除いては同一である。図１において、６０はスクリーン保護板、６１はアクリル板、６２および６３は反射低減膜である。保護板６０はプロジェクションテレビジョンのスクリーン５の前面に装着される。反射低減膜の構成は（保護板 ０．０５６９Ｈ ０．１０１７３Ｌ ０．５１６２２Ｈ ０．１８６９７Ｌ 空気）である。ここで、記号Ｈは屈折率２．３のTiO2/ZnS複合膜、記号Ｌは屈折率１．４６のSiO2膜をそれぞれ表す。他の構成として、反射低減膜は、ノングレア処理のような光の鏡面反射をなくすようなつや消し効果のある膜であってもよい。アクリル板６１は、光学特性が特定の方向性を持たない当方均質な材料であり、保護板６０に対して垂直な入射光線の透過率が、保護板全体として７５％となるように、ニュートラルデンシティ着色されている。入射角度βは、保護板の面の法線と入射する光線がなす角度である。したがって、入射角度βは、法線を含む垂直面や水平面を進行してくる光線だけでなく、種々の平面を進行してくる光線の入射角度である。保護板全体としての透過率は、鑑賞時に必要なテレビジョンの画面の明るさから決まるものであり、通常は、光学エンジンの輝度値を有効に利用する観点から、１００％が理想である。しかし、光学エンジンの輝度に余裕があれば、もっと低い値でもよく、本発明では、所望の値として、７０％を選択してある。
【００３７】
図２は、反射低減膜６２または６３の、波長５４５ｎｍを有する光線が入射したときの、入射角度βと透過率および反射率との関係を表す図であり、図において横軸は入射角度β、縦軸は透過率と反射率である。曲線Ｔ３は透過率を、曲線Ｒ３は反射率をそれぞれ表す。入射角度βが０度のとき、透過率は９８．６％、反射率は１．４％であり、入射角度βが６０度のとき、透過率は９２％である。
【００３８】
図３は本発明の実施形態１に係わる保護板６０全体の透過率と入射角度βの関係を表す図であり、図において、曲線ＴＴ３が光線の透過率を表す。入射角度βが６０度のとき、透過率は５１％である。また、図中、破線にて図２４の曲線ＴＴ１（すなわち、板材のみの透過率特性、Ｔｓ）およびＴＴ２を部分的に転記した。入射角度βが６０度のとき、曲線ＴＴ３の透過率５１％は、従来の曲線ＴＴ１の５２．６％と、曲線ＴＴ２の５５％のいずれよりも小さく、大きな入射角度βで入射する光線を通過させにくい特性であることを表す。図４はスクリーンの法線Ｑ１に対して、角度６０度だけ上方の方向に照明器具ＳＬ４がある場合のスクリーン部の部分断面と光線の進行を示す図である。この照明器具ＳＬ４から発する妨害光Ｌｅは、本実施例の保護板に入射すると、拡散スクリーン側に通過しにくく、従って拡散スクリーン上の点Ｐｘに入射する妨害光が少ない。このため、妨害光が拡散反射されて発生するノイズ光Ｌｎ３の発生量が従来のスクリーン部よりも少ない。保護板の表面における反射光Ｌｎ１およびＬｎ２は、下方６０度方向に反射されるので視点Ｐ１に達しないため、ノイズ光とならない。従って、この例では、ノイズ光Ｌｎは、主としてＬｎ３から発生する。一方、点Ｐｘに表示される画像は拡散され、そのうちの角度αで進行する成分が視点Ｐ１に到達する。角度αは図１８（ａ）に示したように、通常は、３０度以下であり、図３に示したように入射角度βが３０度以下では、保護板６０の光線の透過率特性を示す曲線ＴＴ３は、曲線ＴＴ２および曲線ＴＴ１とほぼ同一である。これらの結果ノイズ光Ｌｎが低減し、画像を同等の輝度で表示することができるのでコントラストが向上する。
【００３９】
妨害光の発生位置は様々であり予想することはできないが、条件を仮定して与えることにより、各種光学特性の保護板について、スクリーン部７でのノイズ光の発生量を定量的に知ることができる。図４において、１０は仮想的な照明器具の配置位置、１１は妨害光の鏡面反射光の進路、１２は点Ｐｘにある画像を見る視線、１３はスクリーン面上の点Ｒ２で鏡面反射して視線１２に一致するような妨害光の進路であり、画面の法線Ｑ２と角度αをなす。線１０上の位置に無限遠まで単位輝度の面光があると仮定し、これを妨害光の発生源とする。そのように仮定する理由は、図１９を参照すると理解できるが、全ての天井照明、壁面照明、窓から入る外部光、さらに視点位置近傍の白色物体などを含んで代表させることができるためである。一部の床からの反射光などを含まないが、照明光と比較すると輝度は低いので大きな誤差とはならない。保護板全体の透過率、および反射率を光線の入射角度βの関数と考え、それぞれＴＴ（β）％、ＲＲ（β）％と表す。画面上の点Ｐｘを見ている場合、視点に到達するノイズ光Ｌｎの大きさを表す指標Ｎ（α）は次式で与えられる。
【数１】
【数２】
【数３】
【００４０】
保護板に機能性膜を追加することにより、静電気防止機能や表面硬度の向上を行うようにしてもよい。反射光を低減するための膜の数や材料は上記に限定されるものではなく、妨害光受容性が小さく、かつ垂直方向３０度、水平方向６０度以内で反射率が小さい条件を満足するものであればよい。他の材料の膜を使うこと、膜の数を変更すること、膜の設計を修正し妨害光受容性をさらに小さくすることは、当該技術に関わるものであれば容易に実現可能であり、本発明はこれらを包含するものである。
【００４１】
特定の入射角度の妨害光が多い照明条件において、妨害光受容性の評価式を用いることにより、最も効果的にノイズ光を低減するように反射防止膜の特性を設計することは、当該技術に関わるものであれば容易に実現可能であり、本発明はこれを包含するものである。
【００４２】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板の断面を示すものである。プロジェクションテレビジョンの全体の構成は図１６に示した従来の構成と、保護板を除いては同一である。図５において、７０は保護板、７１はアクリル板、７２は反射低減膜、７３はブラインド部である。図６はブラインド部７３の垂直断面の部分拡大図である。図６において、７４は光透過部、７５は第１光吸収部、７６は第２光吸収部、７７および７８は保護膜、７９は粘着材、８０は反射低減膜である。保護板７０はプロジェクションテレビジョンのスクリーン５の前面に装着される。反射低減膜７２は可視光線の妨害光の反射を低減するものであり、必要とする反射低減効果に応じて適当な膜構成のものを形成する。７３は画面の垂直方向に対して傾斜して入射する光の透過率を制限するブラインド構造であり、あらかじめフィルム状に形成したものをアクリル板７１に付加する。７４は透明で柔軟な、屈折率がおよそ１．５であるプラスチック材料による光通過部であり、７５および７６は黒色の光吸収部であり、透明部７４から入射する光を吸収するとともに、これらが周期１００ミクロンで繰り返すように配設されることでブラインドの機能をなす。ブラインド部は、断面が十文字形状をなすように、第１光吸収部７５と第２光吸収部７６とが一体無垢に構成されている。第１光吸収部７５は断面が細長い矩形状であり、短辺５ミクロン、長辺７０ミクロンである。第２の光吸収部７６は、断面が細長い矩形状であり、長辺は長さ２０ミクロン、短辺５ミクロンである。第１光吸収部７５と第２光吸収部７６の断面は、互いの長辺の中央部において交差する。
保護膜７７および７８は、薄くて柔軟性のあるプラスチック材を素材とし、周期的構造をなす光透過部と光吸収部を被覆し保護する。粘着材７９は、ブラインド部７３をアクリル板７１に光学的に密に接合する。反射低減膜８０は光学薄膜を蒸着、塗布などの方法で保護膜７８の表面に形成したものであり、ブラインド部７３から外部へ出射する光線の界面反射を低減する。
【００４３】
ブラインド部７３において、第１光吸収部７５は斜めに入射する光をより多く減少させる角度選択性を有する。第２光吸収部７６は角度選択性が無く、透過率８０％であるニュートラルデンシティフィルターとして機能する。第１光吸収部７５と第２光吸収部７６は、両者の断面中央部で交差するので、両者の光減衰量が加算される。図６において左方向からブラインド部に光が入射すると、例えば光路は線８１に示される。入射光は第１光吸収部７５または第２光吸収部７６に到達すると吸収される。第１光吸収部７５の繰り返し周期（隣接する第１の光吸収部の中心から中心までの距離）をＬ、第１光吸収部７５と第２光吸収部７６の上下方向の寸法をそれぞれＷ１、Ｗ２とするとき、第１光吸収部７５の開口率は、（Ｌ−Ｗ１）／Ｌ×１００％であり、第２光吸収部７６の開口率は、（Ｌ−Ｗ２）／Ｌ×１００％である。
【００４４】
第２光吸収部７６は、面開口率が８０％の無指向性フィルタとして機能し、第１光吸収部７５は、面開口率が９５％以上の低入射角度光通過フィルタとして機能する。光線が第１光吸収部７５に９０度に近い入射角度で入射すると、入射点８２において一部が反射するが、反射光は第２光吸収部７６の表面の点８３にほぼ垂直に入射するので完全に吸収される。
【００４５】
反射低減膜７２および反射低減膜８０の特性を図２２に示した特性とし、アクリル板は着色がないものとすることで、保護板全体の光線の透過率が定まる。ブラインド部を有するので、光線の透過率は、入射光が画面の法線に対して傾斜する方向によって通過特性が異なる。すなわち、垂直方向（スクリーンの上下方向）には角度選択特性を示し、水平方向（スクリーンの左右方向）には着色の無い、無反射膜を付加した従来の保護板と同様の通過率特性となる。ただし、垂直方向、水平方向とも入射角度が０度の入射光の透過率は同じである。保護板７０は照明光や窓から入る光を効果的に減少させるが、スクリーン上の周辺部の画像の輝度を暗くさせない。
【００４６】
図７は保護板７０全体の光線の透過率と入射角度の関係を表す図であり、図において曲線Ｔｂはブラインド部７３単独での光線の透過率、曲線ＴＴ４は保護板７０全体での光線の透過率である。ここでブラインド部の光線の透過率には接着材の表面での反射を含まない。比較のために、図７中に、従来の保護板の透過率特性を示す曲線ＴＴ１を破線により転記した。ブラインド部７３は、保護膜と反射低減膜の界面での反射によるわずかな光損失が発生するので、垂直の入射光については約７７％の透過率である。保護板７０の総合的な透過率を示す曲線ＴＴ４は入射角度βが０度の場合７５％、入射角度βが３０度のとき約７０％、入射角度βが６０度のとき約４２％である。従来の保護板の特性である曲線ＴＴ１と比較すると、入射角度βが３０度以下では本発明によると平坦な透過率特性であり、入射角度βが３０度以上では小さい透過率特性である。曲線ＴＴ４で示される透過率は、入射角度が３０度までは、曲線ＴＴ１よりも高く、入射角度が６０度では、曲線ＴＴ１の９５％未満である。本発明実施例２の妨害光受容性は０．４６８である。
【００４７】
従来、ブラインドの光吸収部の表面に大きな入射角度βで光が当たるときに反射光が増大する問題があったが、本発明によれば、大きな入射角度βで第１光吸収部７５に当たる光は、反射しても第２光吸収部７６に、再度小さな入射角度で当たることにより吸収される。このためゴーストは発生しない。
【００４８】
テレビジョン走査線や画素との干渉が発生せず、視点から解像できないものであれば、ブラインド部の光吸収部の寸法はどんなものでも良い。さらに周期を大きくすること、あるいは周期構造を水平方向に対して傾斜した構成にすることもできる。
【００４９】
本発明は、図６の構成に限定されるものではなく、図８（ａ）に示すように無指向性フィルタである第２光吸収部７６Ｂを光透過部７４Ｂの表面に設けても良く、またその構成は各種の変形例が考えられ、図８（ｂ）に示すように、第２光吸収部７６Ｃがその中心部以外で第１光吸収部７５Ｃと一体化するようにしてもよい。図８（ａ）の構成とすることにより、角度選択特性をより急峻にすることができる。また、光吸収部７６Ｂを、印刷などの生産性の良い製造方法に変更することもできる。また、図８（ｂ）の構成とすることにより、下方から入射する光と比較して、上方から入射する光をより多く減衰させる特性とすることができる。
【００５０】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板の断面を示すものである。プロジェクションテレビジョンの全体構成は図１６に示した従来の構成と、保護板を除いて同一である。図９において、９０は保護板、９１はアクリル板、９２は第１の反射低減膜、９３は第２の反射低減膜である。第２の反射低減膜９３はあらかじめ反射低減膜を形成したフィルムを接着剤によりアクリル板に付加するものである。図１０は第２反射低減膜９３の構成を示す部分断面図である。図１０において９４は透明フィルム、９５は接着剤、９６は波長選択性反射低減膜である。
【００５１】
波長選択性反射低減膜９６は、（フィルム ０．０１５０７Ｆ ０．４７２４２Ｈ ０．４２９７７Ｆ ０．４５９３５Ｈ ０．４７２８３Ｆ ０．４２７９４Ｈ ０．４０５７２Ｆ ０．３７５７２Ｈ ０．４１３９８Ｆ ０．４０２９１Ｈ ０．０３５４Ｆ ０．０７８４６Ｈ ０．５５４８５Ｆ ０．１３６９Ｈ０．０２７７４Ｆ ０．３２５０９Ｈ ０．２４３２４Ｆ 空気）の構成であり、フィルム９４上に形成される。フィルム９４は、屈折率が１．５近傍の透明プラスチック材料である。
【００５２】
図１１は、波長選択性反射低減膜９６の光線の透過率と光線の波長λとの関係を表す図であり、横軸は波長を、縦軸は光線透過率を示す。曲線Ｔ４Ａ、曲線Ｔ４Ｂ、曲線Ｔ４Ｃはそれぞれ入射角度βが０度、４５度、６０度のときの透過率を表す。プロジェクションテレビジョンの投写光の緑色波長は５４５ｎｍであり、この波長において、曲線Ｔ４Ａ、曲線Ｔ４Ｂ、曲線Ｔ４Ｃは、それぞれ、透過率９９％、９７％、７９％を示している。図１２は波長選択性反射低減膜９６の片面の透過率と入射角度βの関係を表す図であり、図１２において曲線Ｔ４Ｄは波長５４５ｎｍの緑色光線の透過率を表し、曲線Ｔ４Ｅは波長５８０ｎｍの緑色と赤色の中間波長である光線の透過率を表す。また、図中破線は従来の反射低減膜の特性Ｔ２を転記したものである。なお、第１の反射低減膜はＴ２に示す透過率特性である。図１２において、Ｔ４ＤはＴ４Ｅよりも入射角βが６０度以上の範囲において５％以上大きい。従って、入射角度が６０度以上の場合は、緑色光の透過率が他の色の光よりも５％以上大きいという波長選択特性を示している。
【００５３】
図１２において、Ｔ４Ｄは入射角度βが０度から３０度の範囲では反射率低減特性であり、３０度以上は透過率低減特性である。図１１に示すように緑色主波長近傍においては、入射角度βが６０度程度の大きな角度である場合に透過率がやや他の波長と比較して高い。様々な波長の光を含む照明光は曲線Ｔ４Ｅにより角度選択され、その結果、妨害光受容性は小さくなる。一方、投写光である緑色光は、曲線Ｔ４Ｄに示すように透過率が高いので、例えば画面を左右方向から大きな角度で見た場合の画面の輝度低下を少なくする効果がある。曲線Ｔ４Ｄは従来の反射低減膜の透過率特性である曲線Ｔ２よりは角度選択性が強いので、結果としてどの波長の照明光についても妨害光受容性を低減する効果がある。
【００５４】
アクリル板は、入射角度βが０度で入射する光線の透過率が７５％となるように、ニュートラルデンシティ着色を行う。保護板９３の有する２面のうち第１の反射低減膜９２を付加した側と、第２の反射低減膜９３を付加した側のうち、いずれの側を外側、すなわち視点側に向けるかは任意であるが、反射率の小さい方、あるいは膜の強度が強い方などを適宜選択することができる。
【００５５】
本実施例によると、アクリル板の片面には製造が容易な従来の反射低減膜を使用し、製造が比較的難しい多層による反射低減膜はロールコートなどの公知の連続的生産方法によりフィルム上に形成した後に、アクリル板に接着するようにしたが、製造上の問題が少ない場合には、両面に波長選択性を有する反射低減膜を形成してもよい。
【００５６】
多層膜の設計を修正したり、膜の材料を変更したりして、赤色、青色主波長についても、緑色と同様に入射角度βが大きい場合に透過率を維持する特性としてもよい。
【００５７】
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーンの前面に設ける保護板の断面を示すものである。プロジェクションテレビジョンの全体構成は図１６に示した従来の構成と、保護板を除いて同一である。図１３において、１００は保護板、１０１はアクリル板、１０２は第１反射低減膜、７３Ｂはブラインド部、９３は第２反射低減膜である。図１４はブラインド部７３Ｂと第２反射低減膜９３の部分断面図である。図１４においてブラインド部７３Ｂは図６に示すブラインド部７３から反射低減膜８０を除いたものであり、第２反射低減膜９３は、図１１および図１２における曲線Ｔ４Ａ乃至曲線Ｔ４Ｅの特性とする。第１反射低減膜１０２は、図２２における曲線Ｔ２に示す透過率特性とする。
【００５８】
保護板１００の角度選択特性は、垂直方向（スクリーンの上下方向）は主としてブラインド部７３Ｂによって定まり、水平方向（スクリーンの左右方向）は主として第２反射低減膜により決まる。アクリル板の着色は行ってもよいが僅かなものとするとともに、ブラインド部７３Ｂの第２光吸収手段７６の開口率を適切に設定することにより、入射角度βが０度のときの光線の透過を７５％に設定する。ブラインド部７３Ｂはブラインドがほぼ水平方向に開口するようにアクリル板１０１に接着する。テレビジョンの走査線とブラインドの開口に干渉模様が発生する場合には、水平から角度を傾けても良い。ブラインド部７３Ｂの上に反射低減フィルム９３を付加する。
【００５９】
ブラインド部７３Ｂを設けることにより、保護板１００は水平方向には無指向性のニュートラルデンシティフィルタ特性となる。従来、アクリル板に着色を行うことにより、光線の透過率を７５％としていたが、本実施例においては、着色が少ないか、または無い。従って、図２３に示したように、従来は着色することに付随して発生していた角度選択特性が無いので、そのままでは、保護板１００の水平方向の妨害光受容性が従来の保護板より大きくなる。波長選択性反射低減膜９６により水平方向の角度選択特性を適切なものにすることで、妨害光受容性を小さくすることができる。
【００６０】
図１３において、第２反射低減膜９３を波長選択特性としたが、第１反射低減膜１０２を波長選択特性としてもよく、または、第１反射低減膜１０２と第２反射低減膜９３の両方を波長選択特性としても良い。
【００６１】
実施の形態５．
図１５は、本発明の実施の形態５に係わるプロジェクションテレビジョンスクリーン部の断面を示すものである。図１５において、７Ｂはスクリーン部、１１０は保護板、１１１はアクリル板、１１２は角度選択機能を有する反射低減膜、１１３は接着剤である。拡散スクリーン５は接着剤１１３により光学的に緊密にアクリル板１１１に接合されているので、拡散スクリーン、接着剤、アクリル板の相互界面での反射は十分小さくできる。角度選択機能を有する反射低減膜１１２を、アクリル板１１１表面に直接形成するか、またはフィルム状に形成したものを付加する。この反射低減膜１１２の片面における妨害光受容性は、垂直方向（スクリーンの上下方向）での入射角度βが０度において、同じ透過率を有するニュートラルデンシティ着色板に比べて、小さい特性を有する。
【００６２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００６３】
請求項１のプロジェクションテレビジョンでは、スクリーン保護板の表面に、光線入射角が３０度以下では反射率低減特性であり、光線入射角が６０度を超えると透過率が小さくなる角度選択性を有する反射低減膜を備えたので、投写光と比較して大きな角度方向から入射する照明光などの妨害光が拡散スクリーンに到達し難くなり、その結果として拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００６４】
請求項２のプロジェクションテレビジョンでは、反射低減手段を光学薄膜により構成したので、設計方法が確立しており、種々の特性の反射低減特性が実施可能であり、テレビジョンの使用状況と周囲環境に適した透過率特性を有するスクリーン保護板、およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現することができる。
【００６５】
請求項３のプロジェクションテレビジョンは、スクリーン保護板の表面に設けた反射低減膜は、光線入射角が３０度以下では反射率低減特性である。また、この反射低減膜は、光線入射角がおおむね４５度を超えると急峻に透過率が小さくなる角度選択性を有するとともに、透過率の低下する範囲においては、投写光の主波長における透過率が他の波長における透過率の平均よりも高い波長選択特性を有する。投写光と比較して大きな角度方向から入射する照明光などの妨害光が拡散スクリーンに到達し難くなり、その結果として拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、また投写光の光量低下が少ないので、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００６６】
請求項４のプロジェクションテレビジョンは、スクリーン保護板の表面に、反射低減膜が形成されたフィルムを付加する構成としたので、反射低減膜の製造方法にロールコートなどの連続製法を適用することが可能となる。このため生産性が良く安価に反射防止膜を保護板に付加することが可能で、したがって安価でコントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００６７】
請求項５のプロジェクションテレビジョンは、角度選択性を有する反射低減膜を少ない層数の光学薄膜により実現したので、製造が容易で、従って安価で、角度選択性を有する反射低減膜を得ることができる。したがって安価で、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００６８】
請求項６及び７のプロジェクションテレビジョンは、スクリーンの保護板表面に細かいブラインドを備えるとともに、ブラインドにおける光吸収手段は角度選択特性を有する第１光吸収部と角度選択性が無い第２光吸収部が一体化した構成とした。したがって、ブラインドに遮られる方向に光線が入射する場合に、光線の入射角度が所定の角度以下では平坦な透過率特性であり、所定の角度を超えると急峻に透過率が低下する角度選択特性、すなわち、プロジェクションテレビジョンに適した角度選択特性を有する保護板が実現された。その保護板を装着することにより、拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、コントラストが高いプロジェクションテレビジョンが実現される。
【００６９】
請求項８のプロジェクションテレビジョンは、ブラインドにおける光吸収手段は、角度選択特性を有する第１光吸収部と無指向性の第２光吸収部とを有する。ブラインド部は、断面が十文字形状をなすように、第１光吸収部と第２光吸収部とが一体無垢に構成されている。したがって、無指向性の入射角範囲が一定の条件においては最も透過率を大きくすることができるので、画像が明るくコントラストが高い保護板、すなわち、プロジェクションテレビジョンに好適な保護板を実現することができる。
【００７０】
請求項９及び１０のプロジェクションテレビジョンは、ブラインドにおける光吸収手段において、第１光吸収部の短辺に第２光吸収部を付加する構造としたので、第２光吸収部を印刷などの方法により形成することも可能となり、安価なブラインドを、従って安価な保護板を実現できる。
【００７１】
請求項１１のプロジェクションテレビジョンは、ブラインド部は光吸収部と光透過部をフィルム状に形成したものを保護板に付加する構成としたので、製造性が向上し、安価な保護板が実現できる。
【００７２】
請求項１２のプロジェクションテレビジョンは、ブラインド部は光吸収部と光透過部をフィルム状に形成したものの表面に反射低減膜を付加した構造としたので、角度選択性に加えて反射低減効果がある性能の良いブラインドを実現することが可能である。
【００７３】
請求項１３のプロジェクションテレビジョンは、保護板は、片面に反射低減膜を有するとともに、他の面にブラインド部を有するフィルムを付加する構成としたので、構成が簡単で製造性が向上し、安価な保護板を実現することが実現できる。
【００７４】
請求項１４のプロジェクションテレビジョンは、保護板の表面の片面または両面に角度選択性反射低減膜およびブラインドを備えている。したがって、ブラインドに遮られる垂直方向に光線が入射する場合、入射角度が所定の角度以下では平坦な透過率特性であり、所定の角度を超えると急峻に透過率が低下する特性であり、水平方向に傾斜する光線については入射角度が３０度付近では透過率が同等以上であり、入射角度が６０度付近では透過率が低くなるといった、プロジェクションテレビジョンに適した角度選択特性を有する保護板が実現される。その結果として、拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。
【００７５】
請求項１５のプロジェクションテレビジョンでは、プロジェクションテレビジョンのスクリーンの保護板の表面に角度選択性を有する反射低減膜を備えるとともに、保護板と拡散スクリーンとを接着した。これにより、大きな角度方向から入射する照明光などの妨害光が拡散スクリーンに到達し難くなり、また保護板とスクリーンの間の界面における反射が軽減される。その結果として拡散スクリーンがノイズ光を発生して白く浮き上がることが防止され、コントラストが高い保護板およびこれを備えたプロジェクションテレビジョンを実現した。また、保護板とスクリーンを接着したので、保護板の片面の反射低減膜がなくてすむので、その分安価な保護板を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係わるプロジェクションテレビジョン用のスクリーンの保護板の断面を示す図である。
【図２】 本発明の実施形態１に係わるスクリーン保護板の片面の反射低減膜について、光線透過率及び光線反射率と光線入射角度βとの関係を表す図である。
【図３】 この発明の実施形態１に係わる保護板全体の透過率と入射角度βの関係を表す図である。
【図４】 この発明の実施形態１に係わる保護板のスクリーンの法線の方向から上方に角度６０度の方向に照明器具がある場合のスクリーン部の部分断面と光線の進行を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態２に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板の断面を示す図である。
【図６】 この発明の実施形態２に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板を構成するブラインド部の垂直断面の部分拡大図である。
【図７】 この発明の実施形態２に係わるスクリーン保護板の全体の光線透過率と入射角度の関係を表す図である。
【図８】 この発明の実施形態２に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板を構成するブラインド部の変形例を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態３に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板の断面を示す図である。
【図１０】 この発明の実施形態３に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板を構成する第２の反射低減フィルムの構成を示す部分断面図である。
【図１１】 この発明の実施形態３に係わるスクリーン保護板の第２反射低減膜を構成する波長選択性反射低減膜の光線の透過率と光線波長λの関係を表す図である。
【図１２】 この発明の実施形態３に係わるスクリーン保護板の全体の光線透過率と光線の入射角度βの関係を表す図である。
【図１３】 この発明の実施形態４に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーンの前面に設ける保護板の断面を示す図である。
【図１４】 この発明の実施形態４に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン保護板を構成するブラインドと反射低減膜の部分拡大断面を示す図である。
【図１５】 この発明の実施形態５に係わるプロジェクションテレビジョンのスクリーン部の断面を示す図である。
【図１６】 従来技術による背面投写方式のプロジェクションテレビジョンの構成例を表す断面図である。
【図１７】 背面投写方式のプロジェクションテレビジョンのスクリーン部において主な光の進路を表す図である。
【図１８】 （ａ）と（ｂ）は、画面対角６５インチで画面の横縦比が１６対９のプロジェクションテレビジョンの外観とスクリーン位置および視点の位置関係を示す図である。
【図１９】 プロジェクションテレビジョンを設置した長さ７ｍ、高さ３ｍの室内の側面図である。
【図２０】 透明な保護板の片面における光線の入射角度に対する反射率および透過率との関係を表す図である。
【図２１】 保護板の部分拡大断面図である。
【図２２】 従来の２層の反射低減膜を形成した保護板の片面で、波長５５０ｎｍの光線が入射した場合の反射率および透過率と入射角度の関係を表す図である。
【図２３】 アクリル板にニュートラルデンシティの着色を行った場合の、アクリル板素材の光線の透過率と入射角度の関係を表す図である。
【図２４】 アクリル板で構成された保護板に着色を行って、垂直に入射する光の透過率が総合で７５％となるようにした従来の保護板の、総合的な透過率と入射角度の関係を表す図である。
【図２５】 従来のブラインド構造とした場合の、光線の透過率と入射角度の関係を表す図である。
【符号の説明】
１ プロジェクションテレビジョン、 ２ 画像パターンを投写光に変換する手段、 ４ フレネルレンズ、 ５ 拡散スクリーン、 ６ 保護板、 ６０ 保護板、 ６１ 板材、 ６２ 反射低減膜、 ６３ 反射低減膜、 ７０ 保護板、７１ 板材、７２ 反射低減膜、７３ ブラインド手段を包含するフィルム、７３Ｂ ブラインド手段を包含するフィルム、７４ ブラインド手段の透明部、７５ ブラインド手段の第一光吸収部、７６ ブラインド手段の第２光吸収部、８０ 反射低減膜、９０ 波長選択特性を有する保護板、９１ 板材、９２反射低減膜、９３ 反射低減膜を有するフィルム、１００ 保護板、１０１ 板材、１０２ 反射低減膜、１１０ 保護板、１１１ 板材、１１２ 反射低減膜、１１３ 接着剤。
Claims (15)
- テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、前記平面板材の少なくとも片面に設けた反射低減膜とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧０．９５
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜１
の条件を満足することを特徴とするプロジェクションテレビジョン。 - 前記反射低減膜は、前記平面板材に設けた光学薄膜である請求項１に記載のプロジェクションテレビジョン。
- 前記反射低減膜は、入射角度βが３０度以下の入射光線については反射低減特性を有し、
入射角度βが３０度より大きいとき、前記保護板の分光透過率特性は、少なくとも波長５４５ｎｍ近傍の光線の透過率が、可視光の範囲内での平均透過率を５％以上上回る波長選択特性を有することを特徴とする請求項２に記載のプロジェクションテレビジョン。 - 前記反射低減膜は、フィルムに光学薄膜を付加して構成され、前記フィルムが平面板材に取り付けてなる請求項１に記載のプロジェクションテレビジョン。
- 前記反射低減膜は、４層以下の光学薄膜の層により構成されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションテレビジョン。
- テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、前記平面板材の少なくとも片面に設けたブラインド手段とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧１
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜０．９５
の条件を満足することを特徴とするプロジェクションテレビジョン。 - 前記ブラインド手段は、観察者の視点から解像できない小さい周期で光吸収部と透明部とが交互に配列された構造であって、
前記光吸収部は、互いに交差して一体構造に形成された第１の光吸収部と第２の光吸収部とを有し、
前記第１の光吸収部は、第１の長辺と第１の短辺とを有する矩形状の断面を有するとともに、保護板の面の法線と第１の長辺とが平行で、第１光吸収部全体では保護板面において９５％以上の開口率を有し、
前記第２の光吸収部は、第２の長辺と第２の短辺とを有する矩形状の断面を有するとともに、保護板の面の法線と第２の短辺とが平行で、第２光吸収部全体では保護板面において７０％以上９０％以下の開口率を有することを特徴とする請求項６に記載のプロジェクションテレビジョン。 - 前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の長辺と第２の長辺の中央部において、交差することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクションテレビジョン。
- 前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の短辺が、第２の長辺に接するように交差することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクションテレビジョン。
- 前記第１の光吸収部と前記第２の光吸収部は、第１の短辺が、第２の長辺の中央に接するように交差することを特徴とする請求項７に記載のプロジェクションテレビジョン。
- 前記ブラインド手段は、少なくとも１枚のフィルム内に収容されていることを特徴とする請求項６に記載のプロジェクションテレビジョン。
- 前記フィルムはその表面に設けた反射低減膜を有することを特徴とする請求項１１に記載のプロジェクションテレビジョン。
- 前記平面板材は、片面に反射低減膜を備え、反対の面に内部に前記ブラインド手段を有するフィルムを備えたことを特徴とする請求項６に記載のプロジェクションテレビジョン。
- テレビジョンの画像パターンを投写光に変換する光学手段と、投写光を収束光に変換するフレネルレンズと、フレネルレンズが出力する光の進行方向をテレビが見られる視野角範囲に広げる拡散スクリーンと、拡散スクリーンの前面に設けた保護板とを有するプロジェクションテレビジョンにおいて、
前記保護板は、平面板材と、前記平面板材の少なくとも片面に設けた反射低減膜と、前記平面板材の少なくとも片面に設けたブラインド手段とで構成され、前記保護板の光線透過率が、入射面法線と角度β度をなして入射する光に対してβに依存するＴ（β）として表される角度依存特性を有し、入射角０度の光線透過率Ｔ（０）が６０％以上の所定値であるとともに、
前記保護板がニュートラルデンシティ着色された前記平面板材だけで構成された場合のＴ（０）が６０％以上の前記所定値であるときの光線透過率の角度依存特性を基準特性Ｔｓ（β）と表すときに、Ｔ（β）が少なくとも波長５４５ｎｍ近傍において、
画面の水平方向から傾いて入射する光線に対して、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧０．９５
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜１
の条件を満足し、
画面の垂直方向から傾いて入射する光線に対して、
Ｔ（３０）／Ｔｓ（３０）≧１
Ｔ（６０）／Ｔｓ（６０）＜０．９５
の条件を満足することを特徴とするプロジェクションテレビジョン。 - 拡散スクリーンと保護板が接着されてなることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションテレビジョン。
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