JPH01292323A - 透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、透過型スクリーンに係り特に、プロジェクシ
ョンテレビｌこ好適な透過型スクリーンに関する。

〔従来の技術〕

プロジェクションテレビ等に用いられる透過型スクリー
ンは、各種の形式が提案され、実用化されている。透過
型スクリーンに要求される主な性能は、 ■　カラーバランスが良いこと ■　解像力が高いこと ■　視野角が広いこと である。これらの性能に関し、第１３図から第１５図を
用いて従来技術を説明する。

第１３図は、プロジェクションテレビ光学系の水平断面
図、第１４図は第１３図のフロントシートの部分拡大断
面図と光線の関係を示す図である。

第１３図において、赤、緑、青色光を出画するブラウン
管１．１’、１’は集中角θをもって配置され、各ブラ
ウン管の前には投写レンズ２が具備されている。投写レ
ンズ２からの出射光は、画角δで、スクリーン５に結像
され、観察側に映像を提供する。スクリーン５はフレネ
ルシート３およびフロントシート４から構成され、フレ
ネルシート３の役割は、投写レンズ２からの出射光（画
角δ）を、フロントシート４への入射光として、角度を
略ゼロとして出射する事である。この場合、スクリーン
５の中心番こ位置する、緑色ブラウン管１′からの出射
光に対しては、前記フロントシート４への入射光は略ゼ
ロとなるが、青および赤色ブラウン管１．１“からの出
射光に対しては、この角度は略ゼロとならず、ある角度
を有してしまう。これらの原因は、前記の集中角θによ
るもので、これらの青、赤および緑色の入射光がフロン
トシート４を通過する事ｉこより、各々の出射光は観察
側で、ある角度αを持つことになり、この角度αが映像
のカラーバランス不良を生む。すなわち、観察側でフロ
ントシート４からの３色の出射光に角度差があると映像
に色ずれなどを生じる事になる。第１４図に、緑色光（
実線）と青色光（点線）の２光に関して、フロントシー
ト廻りの人出射光の詳細経路を示すが、実際には特開昭
５８−５９４３６号公報にも示されているように、フロ
ントシート４の観察側に、かまぼこレンズ状のレンチキ
ュラー面６を具備させ、観察側での映像の水平視野角β
を確保している。この水平視野角βを大きくする事によ
って、前記カラーバランスはある程度改善されるが、限
度がある。第１３図の従来光学系でカラーノくランスを
向上させるには、ブラウン管１．１’、１’の３管の中
心軸がなす角θ（集中角）を小さくすれば良いが、ブラ
ウン管同志の干渉などが発生し、物理的に限界がある。

以上、投写側でのブラウン管の集中角によって、観察側
のフロントシート上で、映像にカラーノくランス不良に
よる色むらが発生する事、また観察側で映像の水平視野
を確保するために、レンチキュラー面を用いている事な
ど番こついて述べた。

一方、観察側での垂直視野を確保する方法として、第１
４図のフロントシート４内に、ガラスピーズやプラスチ
ックボールなどで製作された、拡散剤７を混入させ、拡
散剤による光の散乱で垂直視野を得ようとするものがあ
る。しかしこの方法は、スクリーンの明るさ（厳密には
、フロントシートの明るさ）と垂直視野角との相反関係
になり、垂直視野角を大きくするために、拡散剤を多量
に混入すると、拡散剤からの反射ロスや、透過ロスが増
大して、結果的にはスクリーンの明るさが減少してしま
う。このため、スクリーンの明るさと、垂直視野角の両
者がバランス良く成立するように拡散剤の混入量が決め
られている。他方、垂直視野を確保する他の方法として
、特開昭５９−１１１１３７号公報に示す方法がある。

この方法でのスクＩＪ−ン構成を第１５図に斜視図とし
て示す。これは第１４図のフロントシート４に入射する
光（前述したように、角度を略ゼロにしたい）を、第１
５図に示すフレネルシート３の出射側に設けられたレン
チキュラー面６′によって屈折させ、フロントシート４
の入射側のレンチキュラー面６′上に集光させ、この時
の集光角による垂直視野角を、観察側で得ようとするも
のである。この方法では、前記フロントシート４の入射
側にあるレンチキュラー面６′に、入射光を集光させて
入射させているため、赤、青および緑色の３色のカラー
バランス不良が垂直視野方向にも生じやすい。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術によるプロジェクションテレビの透過型ス
クリーンでは、ブラウン管３本による集中角のために、
スクリーン上の映像にカラーバランス不良が生じ、画質
を低下させる一因となっていた。また、水平および垂直
視野角の確保は、フロントシートに混入された拡散剤お
よび、フロントシートやフレネルシートに具備されたレ
ンチキュラー面によっているが、より広い角度を得よう
とすると、″従来技術では限界があるなどの問題点があ
った。

本発明の目的は、カラーバランスの優れた、水平および
垂直視野角の広い透過型スクリーンを提供する事にある
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、赤、青および緑色のそれぞれの画像を出画
し該出画する画像のそれぞれの出射光を第１の所定角度
で交差するよう配置したそれぞれのブラウン管と、該ブ
ラウン管からのそれぞれの出射光を拡大する投写レンズ
と、前記第１の所定角度で入射する前記投写レンズから
のそれぞれの出射光を第２の所定角度以内で出射するフ
レネルシートと、該フレネルシートからのそれぞれの出
射光を結像し映像を表示するフロントシートとを有する
透過型スクリーン−こおいて、前記フレネルシートの前
記フロントシート側の面には円弧状のレンズ面を形成し
前記投写レンズからのそれぞれの出射光を前記フロント
シート上にそれぞれ集光させ、該フロントシートの前記
フレネルシート側の面ｔこは前記集光させたそれぞれの
出射光に対応する位置に凸型の第１のレンズ面を形成す
る透過型スクリーンにより、または、前記フロントシー
トの前記凸型レンズ面を形成した面とは反対面に該凸型
レンズ面に対応する位置に凹型の第２のレンズ面を形成
すると共に該凹型レンズ面以外の部位には遮光層を設け
た透過型スクリーンにより、または、前記第２のレンズ
面を凸面、または平面にした透過型スクリーンにより達
成される。

〔作用〕

赤、青および緑色の画像を出画するそれぞれのブラウン
管をその出画する画像のそれぞれの出射光が第１の所定
角度で交差するよう配置し、この配置したそれぞれのブ
ラウン管からの出射光を投写レンズにより拡大し、第１
の所定角度で入射するこの投写レンズからの出射光をフ
レネルシートにより第２の所定角度以内で出射し、この
出射したそれぞれの画像をフロントシート上に結像して
映像を表示する透過型スクリーンにおいて、フレネルシ
ートのフロントシート側の面に形成した円弧状のレンズ
面により投写レンズからの拡大された赤、青および緑色
のそれぞれの画像の出射光をフロントシート上に集光し
、このフロントシート上に集光した画像のそれぞれの出
射光の強度分布の最大強度ベクトル方向をフロントシー
トのフレネルシート側の面に形成した凸型の第１のレン
ズにより同じ方向に変える。

さらに、フロントシートの前記凸型の第１のレンズを形
成する面とは反対面にこの凸型レンズに対応する位置に
形成した凹型の第２のレンズにより、このフロントシー
トの第１のレンズを通過したフレネルシートからの入射
光を拡散すると共にこの凹型レンズ以外の部位に設けた
遮光層により外光の反射とフロントシートへの外光の侵
入を防止する。

また、フロントシートの前記第２のレンズを凸型レンズ
にすることによりフレネルシート側の第１のレンズを通
過したフレネルシートからの入射光をこの凸型レンズに
対応した角度で出射する。

〔実施例〕

以下、本発明の内容と一実施例を第１図〜第１２図によ
り説明する。

従来技術では、３本の投写レンズから出射される赤、′
＃および緑色の光線を、フレネルシート上の１点に結像
させ、この結像点から出射される赤。

青および緑色光の３色光を、フロントシート上のレンチ
キュラー１面のみで受光する構成となっていたため、方
向の異なる前記３色光をレンチキュラー１面で受光する
事に無理があった。すなわち、方向の異なる前記３色光
は、レンチキュラー面にある角度を持って入射するため
、フロントシートを出射する場合にも、この角度分の誤
差を出射光が持ってしまう。この結果として映像にカラ
ーバランス不良が生じた。そこで、本実施例では前記フ
ロントシート上のレンチキュラー面を、赤、青および緑
色光のそれぞれに対応させて、３種のレンチキュラー面
を配置する事にした。さらに垂直視野角を確保するため
に、上記３種のレンチキュラー面は、いわゆるかまぼこ
状レンズ面であるが、これを凸レンズ面に変更した。凸
レンズ面にする事によって、水平および垂直方向の両方
に曲率を付与する事が可能となるため、この曲率を適切
ｌこ設定する事によって、水平ならびに垂直視野角の確
保が行なえる。さらに、この水平ならびに垂直視野角を
増加させるために、フロントシートの他方の面（観察側
）に、前記３種の凸レンズ面と光軸を略一致させて、凹
レンズ面を３種配置した。

凹レンズ面は、光線を拡散する作用があるため、フロン
トシートからの赤、青および緑色光を拡散させる。この
ため、水平ならびに垂直視野角が前記凹レンズ面で増加
される事になる。

また、前記の凸レンズ面と凹レンズ面をそれぞれ傾斜さ
せ、凹レンズ面からの出射光の傾きを適切に設定するこ
さによつて、赤、青および緑色光の出射方向を略同−に
するよう構成させたため、映像のカラーバランス不良を
大幅に改善する事ができる。

第１図は本発明の一実施例による透過型スクリーンの水
平断面を上から見た平面図、第２図は第１図の斜視図、
第３図、第４図はフロントシートの観測側を凸レンズ面
にした斜視断面図、第４図〜第１２図はフロントシート
の観測側を平面にした斜視断面図である。

第１図および第２図に示すように、フレネルシート３の
投写側の面には、サーキュラ状にフレネル面８が形成さ
れ、投写レンズ（図示せず）からの３色の出射光を、フ
ロントシート４に略平行に入射させる働きを行なう。ま
た、フレネルシート３のフロントシート４側の他面には
、レンチキュラー面９を形成させ、フロントシート４に
光を集光させる働きを持たせる。一方、フロントシート
４のフレネルシート３側の面には、フレネルシート３の
レンチキュラー面９の水平方向ピッチＰを３分割したお
よそ−なる直径の凸レンズ面を、前記水平方向ピッチＰ
の範囲に対向させて３個配置し、これを１組として、水
平方向（第１図では紙面上下方向）に複数組並べる。フ
ロントシート４の観察側の面には、前記凸レンズ面１０
の光軸に略一致するように凹レンズ面１１を、前記凸レ
ンズ面１０の個数に対応させて配置する。また、第２図
の凹レンズ面１０以外の部位には遮光層１４を設けであ
る。なお、フロントシート４内には、投写レンズからの
拡大像がフロントシート４上で結像するために必要最低
限の拡散剤７が混入されている。

以上の構成を持つ透過型スクリーンの詳細作用を図１１
こより説明する。図１の光線は、緑色光（実線）がフレ
ネルシート３に垂直に入射し、青色光（点線）がある角
度を持って、緑色光の下方から入射している。かかる状
況において、フレネルシート３からの出射光は、緑色光
がフロントシート４上の凸レンズ面１０の中心に集光す
るのに対し、青色光は隣接する凸レンズ面１０上に集光
する。

集光したそれぞれの光は、フロントシート４内を進行し
、観察側に設けられている凹レンズ面１１により拡散さ
せられる。このようにして、緑色光、青色光の出射光に
対して、フロントシート上の凸レンズ面をそれぞれ対応
させる事により、第１図の緑色光強度分布１２および青
色光強度分布１３のそれぞれの最大強度ベクトル方向を
略一致させる事が可能となり、結果として映像のカラー
バランスが向上する。一方、第１図の凹レンズ面１１に
よる光の拡散は、水平方向に対するものであり、観察側
から見る場合には、水平視野角に対応する。しかしなが
ら、第２図の凹レンズ面１１でわかるよう（こ、凹レン
ズ面の形態を具備させているために、凹レンズ面１１か
らの拡散光は、水平のみならず垂直方向にも視野拡大効
果があり、垂直視野角をも確保されていることがわかる
であろう。

また、第１３図の従来技術において、投写レンズ２から
の出射光が、画角δの最大に近づいた場合には、第１図
の緑色光はフレネルシート３から略垂直方向に出射され
るが、青色光および赤色光（図示せず）は、緑色光に対
して若干の角度を有する場合がある。この状態でフロン
トシート４に３色光が入射すると、フロントシート４で
の観察側からの出射光の各色強度分布の最大強度ベクト
ル方向が一致しなくなる。そこで本実施例の透過型スク
リーンでは、第１図のフレネルシート４上の凸レンズ面
１０、および凹レンズ面１１を若干傾斜させるようにし
た。この場合の傾斜は、實色光および赤色光に対応して
いる凸レンズ面と凹レンズ面のみが対象となり、角度に
して数度で良い。

また、フロントシート４の観察側に設けられた凹レンズ
面１１に拡散効果があり、観察側での映像、υ水ザ視野
角と垂直視野角を確保している事を前記した。第１図の
緑色光強度分布１２および宵色光強度分布１３などの強
度分布は、映像を観察する観察者にとって、映像の質を
左右する大きなファクターとなっている。そこで、本実
症例においては、これらの強度分布にバリエーションを
加えるべき手段として、凸レンズ面ならびに凹レンズ面
のいＣれか一方を非球面にしたり、または両方を非球面
にする事ができるような構成としである。これらに関連
した説明を、第３図から第１２図に基づいて行う。

第３図および第４図は、フロントシート４の観察側を凸
レンズ面１５に形成したものであり、第３図は３個１組
の凸レンズ面１５を、フロントシート４の全面にわたっ
てちどり状に配置したものである。第４図は凸レンズ面
１５を水平および垂直方向に規則正しく並べたものであ
る。第３図、第４図共に、フロントシート４の観察側の
凸レンズ面１５以外の部位には、観察側からのフロント
シート４への外光反射や、外光のフロントシートへの侵
入を防止する目的で、吸光塗料、ペイントなどで構成さ
れる遮光層１４が設けられている。

第５図および第６図は、フロントシート４の観察側を平
面１６と１２で形成したものであり、さらに前記遮光層
１４をフロントシート４側に埋め込んだ形態としたもの
である。第５図と第６図の相違は、第５図が円形平面１
６をちどり状に配しているのに対して、第６図は水平お
よび垂直方向に前記平面１６を規則正しく配置している
。

第７図および第８図は、第５図、第６図と同様ｔこフロ
ントシート４の観察側を平面１６としたものである。第
５図、第６図との相違は、遮光層１４の配置の仕方にあ
り、第７図および第８図では、フロントシート４の平面
上に、円形の光線通過部を除いて任意の厚みだけ遮光層
１４を配したものである。

第９図および第１０図は第５図、第６図の遮光層１４の
配し方と同一であるが、遮光層１４の構成は第９図が矩
形状に、また第１０図がちどり状の矩形形状に配してい
る相違がある。

第１１図および第１２図は、第７．第８図の遮光層１４
の配し方と同一であるが、遮光層１４の構成は第１１図
が矩形状に、また第１２図がちどり状の矩形形状に配し
ている相違がある。

以上詳細に説明したように、本実施例によれば、投写レ
ンズ３本からの、赤、青および緑色の光に対して、フロ
ントシートの一方の面に、３色光にそれぞれ対応させて
微少凸レンズ面を３個１組として配し、他の面にはこの
凸レンズ面の光軸に略一致するよう凹レンズ面を配し、
これらの対を複数組配したフロントシートとした事によ
り、従来のレンチキュラー面のみでの光学系に比べ、光
線コン１−ｏ−ルの自由度が増すために、前記３色光の
各々を自由に制御できるようになる。このため、従来問
題となっていたスクリーン上のカラーバランスを向上で
きると共に、観察者側から見た水平視野角および垂直視
野角を独立に制御できる利点を持つため、これらの視野
角を増大する事が出来る。また、前記凹レンズ面以外の
フロントシートの観察側を、吸光性塗料などによる遮光
層で覆った構成としたため、外光反射などによるギラツ
キのない良質な映像を得る事ができる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

投写レンズから出射される赤、青および緑のそれぞれの
画像の出射光をフレネルシートに形成した円弧状のレン
ズによりフロントシート上に集光させ、このフロントシ
ート上に集光させた画像のそれぞれの出射光の強度分布
の最大強度ベクトル方向をフロントシートの凸型の第ル
ンズにより同じ方向に変えることによりカラーバランス
のとれた映像が得られる。

さらに、フロントシートの凹型の第２レンズによりフロ
ントシートの第ルンズを通過した入射光を拡散すること
により視野角が広くなり、またフロントシートの凹型の
第２レンズ以外の部位に設けた遮光層により外光の反射
とフロントシートへの外光の侵入を防止することにより
画面のギラツキがなくなり良質の映像が得られる。

また、フロントシートの第ルンズを通過した入射光をフ
ロントシートの第２レンズの凸型レンズに対応して出射
角度を変えることによりこの凸型レンズに対応した所望
の映像画質が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の透過型スクリーンの水平断面
図、第２図は第１図の斜視図、第３図。 第４図はフロントシートの観測側を凸レンズ面に１・・
・ブラウン管　　　　２・・・投写レンズ３・・フレネ
ルシート　　４・・・フロントシート５・・・スクリー
ン　　　　８・・・フレネル面１０・・・凸レンズ面　
　　　１１・・・凹レンズ面１２・・・緑色光強度分布
　　１３・・・青色光強度分布１４・・・遮光層 ￥１１図 ｆｆ１２図 η１２図 罰１４図 〒１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、赤、青および緑色のそれぞれの画像を出画し該出画
   する画像のそれぞれの出射光を第１の所定角度で交差す
   るよう配置したそれぞれのブラウン管と、該ブラウン管
   からのそれぞれの出射光を拡大する投写レンズと、前記
   第１の所定角度で入射する前記投写レンズからのそれぞ
   れの出射光を第２の所定角度以内で出射するフレネルシ
   ートと、該フレネルシートからのそれぞれの出射光を結
   像し映像を表示するフロントシートとを有する透過型ス
   クリーンにおいて、前記フレネルシートの前記フロント
   シート側の面には円弧状のレンズ面を形成し前記投写レ
   ンズからのそれぞれの出射光を前記フロントシート上に
   それぞれ集光させ、該フロントシートの前記フレネルシ
   ート側の面には前記集光させたそれぞれの出射光に対応
   する位置に凸型の第１のレンズ面を形成することを特徴
   とする透過型スクリーン。 ２、前記フロントシートの前記凸型レンズ面を形成した
   面とは反対面に該凸型レンズ面に対応する位置に凹型の
   第２のレンズ面を形成すると共に該凹型レンズ面以外の
   部位には遮光層を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の透過型スクリーン。 ３、前記第２のレンズ面を凸面にしたことを特徴とする
   請求項２記載の透過型スクリーン。 ４、前記第２のレンズ面を平面にしたことを特徴とする
   請求項２記載の透過型スクリーン。