JPH0345988A - 背面投射型表示装置 - 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Ｊ 本発明はＣＲＴ、ＬＣ等の表示画画像をレンズにより透
過型スクリーンに背面から拡大投射して画像表示を行な
う背面投射型表示装置に関する。

［従来の技術］ 従来、ＣＲＴ等のディスプレイデバイスからの像をスク
リーン上に角度をなして斜めに投影する第８図に示す様
な斜入射方式の背面投射型表示装置が知られている。同
図において３１はスクリーン、３２は投影レンズ、３３
はＣＲＴ、３４ａ、３４ｂはミラー、３５はキャビネッ
トであり、ＣＲＴ３３の管面上に表示される画像がレン
ズ３２によりミラー３４ａ、３４ｂを介してスクリーン
３１に入射角θ。で投射される。勿論、入射角θ。＝０
でスクリーン３１に対して垂直に画像光を投影する正入
射方式のものも知られている。

＠者は、後者と比べてキャビネット３５の奥行りをかな
り小さく出来ることで考え出されたものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、上記従来例では１次に述べる原因によって
生じるスクリーン上の画像のコントラストの低下が問題
となっていた。

即ち、第、８図のスクリーン３！を構成する面に平面が
存在する場合、この平面からの表面反射光（例えば点ａ
ｌからの反射光）は破線ａ、などに沿って反射ミラー３
４ｂへ入射し更に破１１８３などに沿って反射されて再
びスクリーン３１上の点ａ４などへ再入射することで、
ゴースト像を生じてしまう。

また、スクリーン３１のフレネルレンズなどを成す面か
らも同様の反射光が存在しえてミラーを介してスクリー
ン３１へ再入射する光線となってスクリーン上の画像の
コントラストを落とすことになる。

更に、投影レンズ３２の鏡筒内などで反射された不要光
（第１図のａａ参吟）がスクリーン３１に直接入射する
ことで、画像のコントラストを落とすこともあった。

従って、本発明の目的は、上記課題を解決すべく１画像
を形成する以外の光がスクリーン上に極力入射しない様
にして画像のコントラスト低下、ゴースト等を極力抑え
た背面投射型表示装置を提供することにある。

［課題を解決する為の手段１ 上記目的を達成する為の本発明では、背面投射型スクリ
ーンに対して背面側からＣＲＴ、などのディスプレイデ
バイスの画像光が投射される背面投射型表示装置におい
て、スクリーンが、直線状または曲線状に延びる多数の
プリズムの形成された偏心ないし同心フレネルレンズを
含み、このフレネルレンズの画像光入射側に、不要光を
遮光する為の遮光手段が設けられている。

より具体的には、遮光手段は画像光の光束の進行方向に
略沿う方向に延びて、また多数のプリズムの各々に沿っ
て延びて形成されたり、全部がフレネルレンズ内に埋も
れて形成されたり、一部がフレネルレンズ内に埋もれ他
部がフレネルレンズ外に延びて形成されたりする。

そして、スクリーンは複数枚の透過性シートから構成さ
れたり、スクリーンに２枚以上のフレネルレンズが含ま
れる場合には複数のフレネルレンズに上記遮光手段が設
けられても良い。

特に、斜入射方式の背面投射型表示装置において偏心フ
レネルレンズが用いられるとき、上記遮光手段は多大の
効果を発揮する。

［実施例］ 第１図は本発明の第１実施例の全体構成を示し、同図に
おいて、ｌはスクリーン、２は投射レンズ、３はＣＲＴ
、４ａ、４ｂは反射ミラー　５はキャビネットである。

第１図において、ＣＲＴ３は図面垂直方向に赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）専用のものが並置されており（イン
ライン３管式）、レンズ２も同様に各ＣＲＴ３の前面に
各１個配置されている。このＣＲＴ３に表示された画像
は各レンズ２を介して投射され、ミラー４ａ、４ｂでの
反射を経てスクリーン１に入射角θ（中心部代表値）で
斜め上方向から投射される。

本実施例では、ＣＲＴ３としてはフインチの投射用高輝
度ＣＲＴを用い、レンズ２は口径φ１２０ｍｍ、Ｆ１．
２のものを用いている。レンズ２の前面からスクリーン
１までの投射距離は１５００ｍｍ、スクリーンサイズは
アスペクト比１６：９の対角線長５０インチであり、こ
のときスクリーン中心部の入射角θを３０度に設定して
奥行Ｌ＝４５０ｍｍとなっている。

上記構成において、第２図と第３図に示すスクリーンｌ
は第４図に示す偏心フレネルレンズ１α、ｌβとダブル
レンチキュラーシートｌγから構成されている。偏心フ
レネルレンズ１α、ｌβは、多数の同心円プリズムがそ
の中心を第１図のスクリーンｌの上方に偏心させた状態
で形成されている。更に、スクリーンｌを第１図と同じ
方向から見た第２図とスクリーンｌを上方から見た第３
図に示す様に１両フレネルレンズｌα、１β共に、プリ
ズム形成面１ａ’　　　ｌβ′を投射光の出射側すなわ
ち観察側に向け、その平面を入射側に向けている。

偏心フレネルレンズ１α、ｌβは、光透過率９０％以上
で厚みｔ　Ｉ＝　０　、５〜５　ｍ　ｍの屈折＄１．５
程度のメタクリル樹脂等で出来ている。

ダブルレンチキュラーシートｌγはブラックストライプ
ｌγ′を観察側の面に有していて、これにより左右の視
野角が拡がりＣＲＴ３のインライン配置によるカラーシ
フト及び外光の映り込み等が防止され、より良好な画像
及び視野特性が得られる。

スクリーン１は上記の様に形成されているので、大きな
入射角θの斜入射に対しても、パワー分配された２枚の
偏心フレネルレンズｌα、ｌβにより画像光は２段階に
別けて最適視野位置に徐々に無理なく屈折される。その
為、偏心フレネルレンズ１枚使用の場合より、プリズム
での反射ロス等を少なく出来るまた。第２図と第５図に
示す如く、偏心フレネルレンズ１α、１βの非レンズ部
（非有効部）１α−ｄ、１β−ｄの傾斜は光束の進行方
向にほぼ沿う様に構成されている。即ち、第４図の入射
角０２４５度のスクリーン部分で見ると、偏心フレネル
レンズ１α、ｌβの非レンズ部の傾斜角θ、１θ□は夫
々７８．８２°になっているので、これは非レンズ部で
の光束ケラトが生じない条件（レンズ部への入射光に平
行である傾斜角（許容最小角であって、今の場合、夫々
、約６２’、８２°）以上であってレンズ部からの出射
光に平行である傾斜角以下）を満たしている。従って、
この構成により、偏心フレネルレンズｌα、ｌβ共に非
レンズ部ｌα−ｄ、１β−ｄにおける光束ケラトは殆ど
なくなり、これに起因する繰り返し周期構造間でのモア
レ現象なども殆ど発生しない。

更に、第１実施例では、偏心フレネルレンズ１αに、厚
みｔｚ　＝０．２５〜２．５ｍｍ程度まで遮光手段６が
、投射光のこのフレネルレンズｌａと成す角θ′　と略
平行に、ピッチＰ＝０．１〜１ｍｍで各プリズムの延長
方向に沿って延びて設けられている。３Ｉ！光手段６は
厚みｔ３＝１〜１１００ｕであって、例えば、カーボン
ブラック等の黒色の顔料とバインダー等で構成されてい
る。この遮光手段６により、スクリーン１とミラー４ａ
、４ｂ間での反射光ａｓやレンズ２の鏡筒内などの反射
光ａｓ（第１図参照）などの投射光以外の不要光が遮光
され、コントラスト低下、ゴースト等を抑えた高画質画
像がスクリーンｌ上で観察できる。

次に、ＷＡ６図に示す第２実施例を説明する。第１実施
例では、投射光の最入射側にある偏心フレネルレンズｌ
αのみに遮光手段６が設けられているが、第２実施例で
は偏心フレネルレンズｌβにも遮光手段１６が設けられ
ている。中間にある偏心フレネルレンズｌβの遮光手段
１６も投射光がこのフレネルレンズ１βに入射する角度
θ゛と同じ角度で設けられている。これにより、偏心フ
レネルレンズｌα、１β間の反射による２重像（ゴース
ト）等の問題も解消される。

その他の構成、作用については第１実施例と同じである
。

次に、第７図に拠って第３実施例を説明する。第１実施
例では遮光手段６は偏心フレネルレンズ１α内に設けら
れていたが、第３実施例では、遮光手段２６は、例えば
、黒色塗装を施した金属薄板等を用いて偏心フレネルレ
ンズｌαの内部から外部に延びだして設けられている。

この構成では、３１！光手段２６の幅ｔ□を大きくとる
ことができ、遮光効率を大きくできると共にピッチＰを
大きくできる、この遮光手段２６では、偏心フレネルレ
ンズ１ａの内部の部分は角度θ′と略平行に伸び、外部
の部分は角度θ。と略平行に伸びている。

その他の構成１作用については第１実施例と同じである
。

ところで、上記実施例で採用したミラー配置、レンズ・
ＣＲＴ配置等の光学的レイアウトはキャビネット５の薄
型化には有効なものであるが、このレイアウトに限定さ
れるものではない、また、ＣＲＴの代わりにＬＣ％ＰＤ
Ｐ、ＥＬ等のディスプレイデバイスを用いることもでき
る。

本発明の考え方は、斜入射式の背面投射型表示装置に適
用されるとき特に有効であるが、正入射式のものにも適
用可能である。

［発明の効果１ 以上説明した如く、本発明の構成に拠れば、スクリーン
とミラー間の反射や投射レンズの鏡筒内などの反射光等
の不要光を有効に遮光できるので、コントラスト低下、
ゴースト等が極力抑えられて高画質画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の全体構成図、第２図は第
１実施例のスクリーンの部分側断面図、第３図は第１実
施例のスクリーンの平断画図、第４図は偏心フレネルレ
ンズを説明する図、第５図は第１実施例のスクリーンの
拡大側断面図、第６図は本発明の第２実施例のスクリー
ンの部分側断面図、第７図は本発明の第３実施例のスク
リーンの部分側断面図、第８図は従来の斜入射方式の背
面投射型表示装置の構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、背面投射型スクリーンに対して背面側からディスプ
   レイデバイスの画像光が投射される背面投射型表示装置
   において、前記スクリーンが、直線状または曲線状に延
   びる多数のプリズムの形成されたフレネルレンズを含み
   、該フレネルレンズの画像光の入射側に、不要光を遮光
   する為の遮光手段が設けられている背面投射型表示装置
   。 ２、前記遮光手段が上記画像光の光束の進行方向に略沿
   う方向に延びて形成されている請求項１記載の背面投射
   型表示装置。 ３、前記遮光手段はフレネルレンズ内に設けられている
   請求項１記載の背面投射型表示装置。 ４、前記遮光手段は、一部がフレネルレンズ内に設けら
   れ、他部がフレネルレンズ外に設けられている請求項１
   記載の背面投射型表示装置。 ５、前記遮光手段は、前記多数のプリズムの各々に沿っ
   て延びた複数の部分から成る請求項１記載の背面投射型
   表示装置。