JPH06282011A

JPH06282011A - スクリーン、偏光板、及び背面投射型表示装置

Info

Publication number: JPH06282011A
Application number: JP5068003A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Goto; 猛後藤; Toshihiro Suzuki; 敏弘鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、偏光特性を有する光束を出射する
ライトバルブを用いた背面投射型表示装置および、これ
に用いられる透過型カスクリーンに関し、画像の輝度を
低下させることなく、コントラストを向上させることが
できる背面投射型表示装置を提供する。【構成】レンチキュラーレンズ２３と、該レンチキュ
ラーレンズ２３からの光のうち特定の方向の偏光を透過
し、且つ、これに直交する方向の偏光を吸収する特性を
有する偏光子２２とを含み、偏光子２２の吸収軸方向
は、最も偏光子２２側のレンチキュラーレンズ２３の溝
２３ａの方向と平行になるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏光特性を有する光束
を出射するライトバルブを用いた背面投射型表示装置お
よび、これに用いられる透過型カスクリーンに関する。

【０００２】近年、情報処理分野において表示装置の重
要性がますます増大しており、薄型、軽量で、高性能、
かつ大画面の表示装置が求められている。このため、比
較的簡単に薄型、軽量、大画面が実現できる背面投射型
の表示装置が注目されている。

【０００３】

【従来の技術】図９には、従来の背面投射型表示装置の
概略構成が示され、図９（Ａ）において、投射光学系８
で出射された光９は、光路折り曲げ用ミラー１０ａ，１
０ｂ，１０ｃを介してスクリーン１１に投射される。図
９（Ｂ）に示されるように、スクリーン１１は、スモー
ク板、レンチキュラーレンズ付拡散板１３、フレネルレ
ンズ１４から構成されており、前記フレネルレンズ１４
は投射光学系８から投射された光９を結像させる。

【０００４】上記のように、背面投射型表示装置では、
投射光学系８から投射され空間変調された画像光を透過
型スクリーン１１に拡大投射し、視認者は投射光学系８
の反対側からスクリーン１１を見るようになっている。
従って、画像光はスクリーン１１を透過し、視認者は透
過光を見る構成となっている。一般に、背面投射型表示
装置は明るい部屋で使われるため、室内の照明等の環境
光１５が、レンチキュラーレンズ付拡散板１３で反射さ
れ、画像光と共にスクリーン１１を出射して、画像が白
っぽい表示となり、コントラストを低下させるといった
問題を生じていた。このため、スクリーン１１の視認側
に透過率８０［％］程度のスモーク板１２を設置して、
コントラスト低下を防止していた。これは、環境光１５
がレンチキュラーレンズ付拡散板１３で反射されて視認
されるためには、スモーク板１２を２回通過する必要が
ある一方、投射光（画像光）９が視認されるためには、
スモーク板１２を１回通過するだけでよく、スモーク板
１２において、環境光１５が投射光９に比べてより多く
吸収されるためである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の背面投射型表示
装置では、図９に示すように環境光の反射によるコント
ラストの低下を抑えるために、視認側にスモーク板を設
置し、このスモーク板による環境光の吸収によってコン
トラストの低下を抑えていた。

【０００６】しかしながら、このような構造では本来画
像表示に使用されるべき投射光までのスモーク板で吸収
され、且つ、環境光と投射光との間の吸収の選択性が低
いため、十分なコントラストを得ようとすると、画像の
明るさが低下するという問題があった。このため、十分
な輝度を得るためには、より消費電力の大きい光源を使
用する必要があり、消費電力の増大、より厳しい熱対策
が必要であるという問題が出ていた。

【０００７】そこで、本発明は画像の輝度を低下させる
ことなく、コントラストを向上させることができる背面
投射型表示装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】レンチキュラーレンズ
（２３）と、該レンチキュラーレンズ（２３）からの光
のうち特定の方向の偏光を透過し、且つ、これに直交す
る方向の偏光を吸収する特性を有する偏光子（２２）
と、を含み、前記偏光子（２２）の吸収軸方向は、最も
偏光子（２２）側のレンチキュラーレンズ（２３）の溝
（２３ａ）の方向と平行になるように設定されるように
構成されている。

【０００９】このように、本発明では従来環境光を吸収
するために用いてきたスモーク板に代えて、偏光子を用
いることによって、基本的に投射光（画像光）を吸収せ
ず、環境光のみを吸収するという環境光対策が実現でき
る。

【００１０】

【作用】本発明において、スクリーンに入射する環境光
は、まず、偏光子に入射する。環境光は無偏光であるた
め、この偏光子でスクリーンに入射する環境光線の内の
約半分が吸収され、残りの半分が透過する。一方、投射
光（画像光）は、ライトバルブから出射する際、既に直
線偏光となっているため、この投射光の偏光方向とスク
リーンの透過軸方向を一致させる事により、ほとんど損
失なく配光させる事ができる。これにより、画像光の明
るさを損なわずに環境光によるコントラスト低下を防止
することができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。なお、以下の実施例では、偏光特性を有す
るライドバルブとして液晶パネルを用いた場合を例に説
明するが、本発明ではライトバルブは液晶パネルに限ら
れないことを認識されたい。

【００１２】図１，２には、本発明の第１実施例による
背面投射型表示装置の概略構成が示されている。図１
（Ａ）の全体構成において、投射光学系１８で発生され
た光１９は、光路折り曲げ用ミラー２０ａ，２０ｂ，２
０ｃを介して、スクリーン２１に投射される。なお、投
射光学系１８の構成は、図２（Ｂ）に示されており、こ
れについては後述する。また、スクリーン２１は、図１
（Ｂ）及び図２（Ａ）に示されるように、偏光板２２、
レンチキュラーレンズ付拡散板２３、フレネルレンズ２
４から構成されており、前記フレネルレンズ２４は、投
射光学系２０から投射された光を結像させる。

【００１３】レンチキュラーレンズ付拡散板２３は利得
が約６である拡散板に、フレネルレンズ２４は光学アク
リル樹脂に、それぞれ、微小プリズムを型押し法によっ
て片面に形成した物である。なお、後述する図２（Ｂ）
中の偏光板３４，３４´は、透過率がやや低いものの偏
向度が高いタイプの偏光フィルムを用いているのに対
し、スクリーン２１の偏光板２２は逆に偏向度が低くと
も透過率が高い物が用いている。

【００１４】次に、図２（Ｂ）を参照しながら、投射光
学系１８について説明する。投射光学系１８は、Ｒ投射
部３０Ｒ、Ｇ投射部３０Ｇ、Ｂ投射部３０Ｂを含み、こ
れらの投射部３０Ｒは、３０Ｇ、３０Ｂは同一構成であ
るので、Ｂ投射部３０Ｂを例にとり説明する。Ｂ投射部
３０Ｂにおいては、３１液晶パネル、３４，３４´は偏
光板、３５は集光レンズであり、Ｂ投射部３０Ｂには、
光源３６からの光がダイクロイックミラー３７，３７，
３７を介して投射される。

【００１５】位相差板３２は、直線偏光の偏光方向を回
転させる物であり、この場合には４５゜回転させてい
る。液晶パネル３３は、ＴＮ型液晶を薄膜トランジスタ
アレイを用いて駆動する液晶表示パネルであり、入射す
る光束の偏光方向は投射レンズ３１側から見て左上り４
５゜、出射する光束の偏光方向は、液晶に電圧が印加さ
れていない状態で投射レンズ３１側から見て右上り４５
゜となっている。これは、液晶パネル３３に入射する光
束が集光レンズ３５によって投射レンズ３１の瞳上に焦
点を持つ集光性の光束となっているため、視覚特性等の
液晶パネル３３の性質によるコントラストの低下を最小
限に押さえるためである。このため、偏光板３４，３４
´の透過軸は、それぞれ投射レンズ３１側から見て左上
り４５゜、右上り４５゜となっている。

【００１６】ダイクロイックミラー（ＤＭ）３７，３
７，３７は、特定の波長範囲のみを透過／反射する一種
のミラーであり、ここでは、光源３６から出射された白
色光線をＲ，Ｇ，Ｂの光束に分割するためのものであ
る。また、光源３６には、発行効率が高く色温度の高い
メタルハライドランプを用いている。

【００１７】光源３６から出射された無偏光の光束は、
ダイクロイックミラー３７，３７，３７によってＲＧＢ
に分解された後、集光レンズ３５によって投射レンズ３
１の瞳上に焦点を持つ集光性の光線となり、偏光板３４
を経て液晶パネル３３に入射する。

【００１８】偏光板３４は、無偏光の光束から直線偏光
成分のみを取り出す為の物であり、ここで直線偏光とな
った光線は、液晶パネル３３で画像変調を受け、さらに
偏光板３４´によって画像化された後、位相差板（半波
長板）３２によって偏光方向を回転され、投射レンズ３
１により拡大投射される。そして、前記図（Ａ）を参照
すると、投射レンズ３１から投射された光１９は、光路
折り曲げ用ミラー２０ａ，２０ｂ，２０ｃで反射された
後、スクリーン２１に入射する。液晶パネル３３から出
射する光線の偏光方向は、前記の通り斜め４５゜に設定
されており、偏光板３４´の透過軸もこれに合わせて設
定されている。液晶パネル３３を通過し、偏光板３４´
で映像化された光線は、位相差板３２によって偏光方向
をスクリーン２１の偏光板２２の透過軸に合わせる為の
物であり、当然、回転量は出射側の偏光板３４´の透過
軸方向とスクリーン２１側の偏光板２２の透過軸方向に
よって決定される。本実施例では、スクリーン２１側の
偏光板２２の吸収軸方向を画像上下方向に設定している
為、前記したように４５゜回転させる必要があるのであ
る。

【００１９】図２（Ａ）に示されるように、スクリーン
２１側の偏光板２２の吸収軸の方向は、スクリーン２１
の構造によって決定される。本実施例の装置では、左右
へううの視角を広く取る為のレンチキュラーレンズ２３
は縦方向に刻んである。図３，図４には、レンチキュラ
ーレンズ２３と環境光線との間が示されており、溝２３
ａが縦方向（上下方向）に形成されているレンチキュラ
ーレンズ２３では、スクリーン２１に反射して装置正面
に跳ね返ってくる光線は、主に左右方向からスクリーン
２１に入射する光線（環境光線３８）である事を示して
いる（図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）参照）。これは、次の
理由による。

【００２０】すなわち、上下方向からスクリーン２１に
入射する光線（環境光線３９）から見たレンチキュラー
レンズ２３は実質的に平面と等価であり、上方から入手
した光線３９は、下方に進むこととなる。（図４
（Ａ），（Ｂ）参照）。このため、画面の正面から観察
した場合、スクリーン２１に上下方向から入射する光線
３９は、装置正面からは観察されない。これに対し、左
右方向から見たレンチキュラーレンズ２３は、等化的な
拡散面となっており、あらゆる方向から入射した光線の
一部が装置正面方向に反射される（図３（Ｂ），図４
（Ｂ）参照）。一方、光束が入射角を持って屈折率の異
なる物体に入射する際、入射光線の偏光方向によって反
射率は変化し、Ｐ偏光よりもＳ偏光が反射されやすい。
この為、レンチキュラーレンズ２３の表面で反射されや
すいＳ偏光成分を効果的に吸収する様に、偏光板２２の
吸収軸方向を設定することにより環境光線の反射を効果
的に減少することができる。この場合には、レンチキュ
ラーレンズ２３の溝２３ａの方向が画面上下方向に設定
されているため、偏光板２２も画面上下方向に吸収軸方
向を設定すればよいのである。

【００２１】投射光学系１８の液晶パネル３３（図２
（Ｂ）参照）が直線偏光として出射した光線は、位相差
板（半波長板）３２、投射レンズ３１、フレネルレンズ
２３、レンチキュラーレンズ付拡散板２３を通過する際
に若干偏光度が低下するがほぼ直線偏光のまま偏光子２
２に入射するため、偏光子２２による吸収は極めて少な
く、映像が暗くなることはない。また、スクリーン２２
に視認側から入射する環境光線３８，３９は、ほぼ無偏
光の為約半分が偏光子２２によって吸収され、またレン
チキュラーレンズ付拡散板２３表面で反射して画面正面
方向に反射される光線３８，３９を効率よく吸収する用
に、偏光子２２の吸収軸の方向を画面上下方向に設定す
ることで、コントラストの大幅な向上が可能である。本
実施例の装置の場合では、レンチキュラーレンズ付拡散
板２３を透過した後の光の偏光度（設定方向の偏光の輝
度／設定方向と直交する方向の輝度）は約１６程度であ
り、スクリーン２１での照度が約５００［1x］の環境化
で設定したコントラストは、従来のスモーク板を用いた
場合に９程度だったのに対し、上記スクリーン２１を用
いることにより２０以上に改善する事ができた。

【００２２】なお、本実施例では、ライトバブルとして
ＴＮ型液晶を薄膜トランジスタアレイを用いて駆動する
液晶表示パネルを用いて説明したが、偏光特性の変調及
び表示を行う光学素子であれば置換して用いる事ができ
る。同時に液晶の動作モード、またそれら起因する入射
・出射光線の偏光方向等の条件は本発明の本質的なもの
ではない。したがって、出射光の偏光方向を回転させる
位相差板は必ずしも必要ではない。

【００２３】次に図５には、本発明の第２実施例による
背面投射型表示装置に用いられる透過型スクリーンの概
略構成が示されている。図４において、４１はフレネル
レンズ付拡散板、４２はレンチキュラーレンズ、４３は
偏光フィルムを示している。フレネルレンズ付拡散板４
１は利得が約６である拡散板に、レンチキュラーレンズ
４２は光学アクリル樹脂に、それぞれ微小プリズムを型
押し法によって片面に形成した物を用いている。偏光フ
ィルム４３は、レンチキュラーレンズ４２の平面側４２
ａに接着されており、偏光フィルム４３は、一般的に市
販されている物である。

【００２４】本実施例の装置は、視認距離を小さく設定
しているため、フレネルレンズ４１の焦点距離が短くな
っている。短焦点のフレネルレンズ４１を用いるスクリ
ーンでは、内部反射に起因する表示品質が若干劣化する
場合があるが、従来レンチキュラーレンズ４２内に設定
されていた拡散層をフレネルレンズ４１内に配置するこ
とにより、これを解決できる。この際、拡散層がフレネ
ルレンズ４１側に移る為、高い解像度を得る為には、レ
ンチキュラーレンズ４２のプリズム面をフレネルレンズ
４１側に配置する必要があり、したがって、視認者側に
はレンチキュラーレンズ４２の平面側が配置され、この
平面４２ａに偏光フィルム４３を張りつけることができ
る。これにより、スクリーン構成部材を少なくすること
ができ、反射損を減少させ、約１０％の輝度向上を実現
できる。また、前記第１実施例と同様な明室環境におい
てコントラストの大幅な増加も実現できる。

【００２５】次に図６には、本発明の第３実施例による
背面投射型表示装置に用いられる透過型スクリーンの概
略構成が示されている。図６（Ａ）において、スクリー
ン５０は、ノングレア処理を施された偏光板５１、レン
チキュラーレンズ付拡散板５２、フレネルレンズ５３か
ら構成されており、投射光学系１８（図１（Ａ）参照）
から投射された光線は、フレネルレンズ５３によって集
光された後、レンチキュラーレンズ付拡散板５２上に結
像する。偏光板５１は、前記第１，第２実施例て示した
ように、投射光を効率よく透過し、且つ環境光をよく吸
収する事によって形成される画像のコントラストを上げ
る為のものであり、本第３実施例では、写り込みを低減
するために、偏光板５１として、アンチグレア処理の施
された偏光フィルム５１ａをアクリル板に張り付けたも
のを用いている。

【００２６】レンチキュラーレンズ付拡散板５２は利得
が約６である拡散板に、フレネルレンズ５３は光学アク
リル樹脂に、それぞれ微小プリズムを型押し法によって
形成した物を用いている。偏光板５１に用いている偏光
フィルム５１ａは、一般的に市販されているアンチグレ
アタイプの偏光フィルムであり、偏光フィルム５１ａで
の鏡面反射による写り込みを低減する効果がある（図６
（Ｂ）参照）。これは、偏光フィルム５１ａの表面に微
小の凹凸を形成することによっても実現でき、方法は問
わない。

【００２７】アンチグレアタイプの偏光板５１は、一種
の拡散面であるため、鏡面反射は減少するものの拡散反
射はむしろ増加する。これによって黒輝度の浮き上がり
（上昇）が生じるが、その程度は小さなものであるた
め、特に問題にはならない。

【００２８】なお、本第３実施例ではアンチグレア処理
を施された偏向フィルム５１ａを用いて説明したが、こ
れは偏光フィルム５１ａが視認側に配置されているため
であり、偏光フィルム５１ａを装置側に配置し、すなわ
ち視認側にアクリル板５１ｂを向けて配置する場合に
は、アクリル板５１ｂにアンチグレア処理を施すかまた
はアンチグレア処理の施されたアクリル基板５１ｂを用
いる必要がある。この場合には、偏光フィルム５１ａ
は、一般的なクリアタイプで良い。

【００２９】次に図７には、本発明の第４実施例による
背面投射型表示装置に用いられる透過型スクリーンの概
略構成が示されている。図７（Ａ）において、スクリー
ン６０は、反射防止処理を施した偏光板６１、レンチキ
ュラーレンズ付拡散板６２、フレネルレンズ６３から構
成されており、投射光学系１８（図１（Ａ）参照）から
投射された光線は、フレネルレンズ６３によって集光さ
れ、レンチキュラーレンズ付拡散板６２に結像する。偏
光板６１は、前記各実施例に示したように、投射光を効
率よく透過し、且つ環境光をよく吸収することによって
形成される画像のコントラストを上げる為のものであ
る。レンチキュラーレンズ付拡散板６２は利得が約６で
ある拡散板に、フレネルレンズ６３は光学アクリル樹脂
に、それぞれ微小プリズムを型押し法によって形成した
物を用いている。偏光板６１は、アクリル板６４に市販
の偏光フィルム６５を張り付けた後、フッ素系の反射防
止膜６６をディップ法によって両面に成膜している。

【００３０】なお、本来、反射防止膜は真空蒸着法によ
って成膜されるのが一般的であるが、スクリーンのよう
な大面積に安価に形成するのは難しいため、引き上げ法
により形成された反射防止膜を用いている。偏光板６１
に反射防止処理を施したことによって、従来偏光フィル
ム６５の表面で鏡面反射していた光線を大幅に減少させ
ることができ、明環境での使用時に問題となる写り込み
をほぼ解消できる。この際、減少した光線は、従来偏光
フィルム６５の表面で反射していたものであり、これを
透過させることによってコントラストの若干の低下が懸
念されるが、従来のスモーク板による場合と異なり、偏
光フィルム６５を透過し、偏光板６１の中に進んだ光線
もその半分は無条件に偏光フィルム６５に吸収された後
にレンチキュラーレンズ６２に達する為、反射防止処理
を施したことによる黒輝度の浮き上がりは数％程度であ
る。また、前記第３実施例で示したアンチグレアタイプ
の偏光板を用いる場合と比べ、拡散反射成分が偏光板６
１で吸収されるため、より効果が高い。また投射光の透
過率も向上し、画像の白色輝度もほぼ同様に上昇するた
め、第３実施例と比べ、実際にはコントラストはほとん
ど変化させる事なく高輝度化が実現できた。

【００３１】実際に、図１（Ａ）に示した表示装置に本
第４実施例のスクリーンを装着した場合、一般的な事務
所環境において照明を写り込ませてこの写り込んだ照明
の鏡面反射成分を測定したところ、反射防止処理を施し
ていない場合に比べて約１／３に低下させることができ
た。また、反射防止処理を施したことによる黒輝度の上
昇は、前記事務所環境（画面上照度５００［1x］）の照
明下で約６％程度であるが、白輝度も同程度上昇してい
るためコントラストは変化せず、高コントラストを維持
できた。

【００３２】なお、本第４実施例では、反射防止処理と
してフッ素系の反射防止膜を用いているが、反射防止膜
は、もちろんこれに限定されるものではなく、反射率を
下げるものであれば何でも良い。また、前記第３実施例
のアンチグレアタイプの偏光板を用い、これに反射防止
膜を形成することで、より一層の写り込み防止が実現で
きる。

【００３３】また、一般に偏光フィルムは機械的あるい
は化学的に弱いため、場合によっては反射防止処理が出
来ない場合がある。この場合には図７（Ｂ）に示される
ように、基板であるアクリル板６４に反射防止処理を行
って反射防止膜６６を形成し、その後に偏光フィルム６
５を張り付けることによって対策できる。

【００３４】なお、この場合には図７（Ｂ）に示すよう
に、偏光フィルム６５は投射側に配置する必要がある。
この場合、偏光板６１の片面に反射防止処理が施されて
いないため、若干効果は低下するが、実際に測定を行っ
たところ、反射防止処理を行わない場合に比べて約１／
２程度の写り込みに抑えることができ、効果が大きいこ
とが確認された。

【００３５】次に図８には、本発明の第５実施例による
背面投射型表示装置の概略構成が示されており、図８
（Ａ）は、偏光板を示し、図８（Ｂ）は投射光学系を示
す。なお、装置の全体構成及びスクリーンの構成は、前
記第１実施例（図１（Ａ），（Ｂ）参照）と同様である
のでその説明は省略する。

【００３６】これまでの、第１，２，３，４実施例で
は、スクリーンに用いられる偏光フィルムは、輝度の低
下を抑えるために、偏光度は低くても透過率の高い物を
用いてきたが、本第５実施例では、後述の用に、スクリ
ーンの偏光板２２に用いられる偏光フィルム２２ａが検
光子を兼ねているため、透過率は低いものの偏光度の高
いタイプの偏光フィルム２２ａを用いる必要がある（図
８（Ａ）参照）。これは画像のコントラストが検光子の
偏光度に大きく影響されるためである。

【００３７】図８（Ｂ）を参照しながら、投射光学系１
８（図１（Ａ）参照）について説明すると、投射光学系
１８は、Ｒ投射部９０Ｒ、Ｇ投射９０Ｇ、Ｂ投射部９０
Ｂを含み、これらの投射部９０Ｒ、９０Ｇ、９０Ｂは同
一構成であるので、Ｂ投射部９０Ｂを例にとり説明す
る。

【００３８】Ｂ投射部９０Ｂにおいて、９１は投射レン
ズ、９２は位相差板、９３は液晶パネル、９４は偏光
板、９５は集光レンズであり、Ｂ投射部９０Ｂには光源
９６からの光がダイクロイックミラー９７，９７，９７
を介して投射される。位相差板９２は、直線偏光の偏光
方向を回転させるためのものである。

【００３９】光源９６から出射された無偏光の光束は、
ダイクロイックミラー９７，９７，９７によってＲＧＢ
の各成分に分解された後、集光レンズ９５によって投射
レンズ９２１の瞳上に焦点を持つ集光性の光線となり、
偏光板９４を経て液晶パネル９３に入射する。偏光板９
３は、無偏光の光束から直線偏光成分のみを取り出す為
のものであり、ここで直線偏光となった光線は、液晶パ
ネル９３で画像調整を受けた後、位相基板９２によって
偏光方向を回転され、投射レンズ９１により拡大投射さ
れる。そして、前記図１（Ａ）を参照すると、投射レン
ズ９１から投射された光１９は、光路折り曲げ用ミラー
２０ａ，２０ｂ，２０ｃで反射され、スクリーン２１に
入射する。液晶パネル９３を通過した光線は、位相差板
９２によって偏光方向を回転される。この時点では、位
相差板９２を通過した光線は異なる方向の偏光成分が混
在したままであり、この状態の光線がスクリーン２１ま
で投射される。この光線はスクリーン２１でフレネルレ
ンズ２４、レンチキュラーレンズ付拡散板２３を経て偏
光板２２に入射し（図１（Ａ）参照）、この時に液晶パ
ネル９３から出射した光線は初めて画像化される。

【００４０】本第５実施例では、検光子を環境光線対策
用偏光子２２で兼ねさせることにより、構成部材を減少
させることができるとともに、前記第１，２，３，４実
施例では輝度の低下を防ぐ為に用いることのできなかっ
た偏光度の高い偏光ティルム２２ａを使用できる（図８
（Ａ）参照）。このため、より外光の強い条件下でもコ
ントラストの低下を小さくできる。

【００４１】なお、前記各実施例で用いてきた偏光フィ
ルムは、一般的な市販品を用いているが、偏光フィルム
には用途によってさまざまな透過率、偏光度等の特性の
物がある。そこで、これらの偏光フィルムの内でスクリ
ーンに用いるのに適したものは以下のように規定でき
る。

【００４２】一般に照明下でディスプレイを見て作業を
行う場合、このディスプレイのコントラストが１０〜２
０程度であるときが最も疲れず、見易いとされている。
このため、ディスプレイのコントラストがこの範囲とな
るように偏光フィルムの特性を設定する必要がある。実
際には、スクリーンのゲイン、投射／環境光の輝度等に
よって必ずしも一義的には決められないが、これらの間
の関係は下記に示すようにして近似的に求めることがで
きる。

【００４３】いま、白色の表示をした時の投射光照度を
Ａ₀、岐路黒色の表示をした時の投射光照度（洩れ光線
照度）をＡ₁、環境光線の照度をＢ、偏光要素の無偏光
の透過率をＴ₀、同透過軸と平行な直線偏光の透過率を
Ｔ₁、偏光要素を含まないスクリーンの反射ゲインをＲ
₀、同透過ゲインをＲ₁、得たいコントラストをＣとし
てとき、白表示輝度Ｅ₀、黒表示輝度Ｅ₁はそれぞれ以
下のように近似できる。Ｅ₀＝Ａ₀×Ｔ₁×Ｒ₁
＋Ｂ×Ｔ₀×Ｒ₀×Ｔ₁ Ｅ₁＝（Ｂ×Ｔ₀×Ｒ₀＋Ａ₁×Ｒ₁）×Ｔ₁ この時、コントラトストＣは、

【００４４】

【数２】として求められる。偏光要素以外の特性（Ａ₀，Ａ₀，
Ｂ，Ｒ₀，Ｒ₁，Ｃ）は装置・環境固有の値として分か
っているため、上記計算式から求める偏光要素の特性が
算出できる。この式では近似のため、偏光要素の透過軸
と平行な直線偏光の透過率Ｔ₁を含まない式となってい
るが、現実にはＴ₀とＴ₁の間には密接な関係があり、
実使用に問題はない。

【００４５】実際には本計算式を用いて偏光要素の特性
を算出すると、測定データ、白表示投射光輝度：１４４．８［cd/
m²］黒表示投射光輝度：１５．２［cd/
m²］環境光の反射による輝度上昇：１４．２［cd/
m²］から、Ａ₀×Ｒ₁＝１３０．６［cd/m²］Ａ₁×Ｒ₁＝１．０［cd/m²］Ｂ ×Ｒ₀＝１４．２［cd/m²］が得られる。

【００４６】これを上記の式に当てはめると、Ｃ＝２０の場合 → Ｔ₀≒０．４１Ｃ＝１５の場合 → Ｔ₀≒０．５８となり、求める特性が算出される。

【００４７】なお、この値は、当然のことながら、実際
の測定値（Ｔ₀≒０．３７〜０．４０でＣ≒２０）とほ
ぼ一致した。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
背面投射型表示装置に用いる透過型スクリーンにおい
て、表示輝度を犠牲にすること無く、環境光によるコン
トラスト低下、表示品質の低下を安価な方法で確実に防
止でき、装置の性能向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による背面投射型表示装置
の構成説明図であり、（Ａ）は表示装置の全体構成図、
（Ｂ）はスクリーンの説明図である。

【図２】本発明の第１実施例による背面投射型表示装置
の構成説明図であり、（Ａ）は偏光板の説明図、（Ｂ）
は投射光学系の説明図である。

【図３】レンチキュラーレンズと環境光線との関係を示
す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。

【図４】レンチキュラーレンズと環境光線との関係を示
す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図５】本発明の第２実施例による背面投射型表示装置
のスクリーンの構成説明図である。

【図６】本発明の第３実施例による背面投射型表示装置
のスクリーンの構成説明図であり、（Ａ）はスクリーン
の構成説明図、（Ｂ）は偏光板で拡散反射を示す図であ
る。

【図７】本発明の第４実施例による背面投射型表示装置
のスクリーンの構成説明図であり、（Ａ），（Ｂ）はそ
れぞれ第１構成、第２構成を示す図である。

【図８】本発明の第５実施例による背面投射型表示装置
の構成説明図であり、（Ａ）は偏光板の説明図、（Ｂ）
は投射光学系の説明図である。

【図９】従来の背面投射型表示装置の構成説明図であ
り、（Ａ）は表示装置の全体構成図、（Ｂ）はスクリー
ンの説明図である。

【符号の説明】

１８…投射光学系１９…投射光２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…ミラー２１…スクリーン２２…偏光板２３…レンチキュラーレンズ付拡散板２３ａ…溝２４…フレネルレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンチキュラーレンズ（２３）と、該レ
ンチキュラーレンズ（２３）からの光のうち特定の方向
の偏光を透過し、且つ、これに直交する方向の偏光を吸
収する特性を有する偏光子（２２）と、を含み、前記偏光子（２２）の吸収軸方向は、最も偏光子（２
２）側のレンチキュラーレンズ（２３）の溝（２３ａ）
の方向と平行になるように設定されていることを特徴と
するスクリーン。
【請求項２】請求項１記載のスクリーンにおいて、前
記偏光子（２２）は、偏光フィルムまたは偏光板である
ことを特徴とするスクリーン。
【請求項３】請求項１または２のスクリーン（２１）
を用い、前記スクリーン（２１）に入射する表示光は水
平方向の直線偏光または水平方向の偏光成分の多い光線
であり、且つ、レンチキュラーレンズ（２３）は、その
溝（２３ａ）の方向が垂直方向に設定されていることを
特徴とする背面投射型表示装置。
【請求項４】請求項３の表示装置において、表示素子
（３３）から射出する光線の偏光方向が、偏光方向回転
手段を用い回転させられ、スクリーン（２１）の偏光透
過軸方向に整合させられることを特徴とする背面投射型
表示装置。
【請求項５】請求項４の表示装置において、表示素子
（３３）から射出する光線の偏光方向が、画面水面軸方
向から４５゜回転させられ、スクリーン（２１）の偏光
吸収軸方向は、画面垂直方向に設定されていることを特
徴とする背面投射型表示装置。
【請求項６】請求項１または２のスクリーンにおい
て、前記レンチキュラーレンズ（４２）と偏光子（４
３）とは、一体に形成されていることを特徴とするスク
リーン。
【請求項７】基板（６４）に反射防止処理が施され、
前記反射防止処理をされた基板（６４）に偏光フィルム
（６５）が張り付けられていることを特徴とする偏向
板。
【請求項８】請求項７の偏光板において、偏光フィル
ム（６５）にノングレア処理を施されていることを特徴
とする偏光板。
【請求項９】請求項７の偏光板において、基板（６
４）にノングレア処理が施されていることを特徴とする
偏光板。
【請求項１０】基板（６４）に偏光フィルム（６５）
が張り付けられ、前記偏光フィルム（６５）が張り付け
られた基板（６４）に反射防止処理が施されていること
を特徴とする偏光板。
【請求項１１】請求項１０の偏光板において、偏光フ
ィルム（６５）にノングレア処理が施されていることを
特徴とする偏光板の製造方法。
【請求項１２】請求項１０の偏光板において、基板
（６４）にノングレア処理を施されていることを特徴と
する偏光板の製造方法。
【請求項１３】請求項１，２，または６のスクリーン
において、白色の表示をしたときの投射光照度をＡ₀，
黒色の表示をしたときの投射光照度（洩れ光線照度）を
Ａ₁，環境光照度をＢ，偏光子（２２）を除いたスクリ
ーンの反射ゲインをＲ₀９同透過ゲインをＲ₁，得たい
コントラストをＣとしたとき、無偏光の透過率Ｔ₀が次
式を満たすような偏光子（２２）を用いることを特徴と
するスクリーン。【数１】
【請求項１４】請求項３，４，５において、表示素子
（３３）から射出する偏光変調された光線を、前記スク
リーン（２１）上の偏光子（２２）で画像化することを
特徴とする背面投射型表示装置。