JPH068942B2 - 背面投写装置 - Google Patents

背面投写装置

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JPH068942B2
JPH068942B2 JP60096741A JP9674185A JPH068942B2 JP H068942 B2 JPH068942 B2 JP H068942B2 JP 60096741 A JP60096741 A JP 60096741A JP 9674185 A JP9674185 A JP 9674185A JP H068942 B2 JPH068942 B2 JP H068942B2
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JP
Japan
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sheet
light
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lens
ray
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幸明 岩原
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、透過形スクリーンを有し、映像源からの光学
像を該スクリーンを透過させることによって拡大投写す
るようにした背面投写装置に関するものであり、更に詳
しくは、背面投写装置の小型化を図る都合上、映像源と
透過形スクリーンとの間の距離を短くしたことに起因し
て、スクリーンのコーナ部に発生することのある色むら
の解消に関するものである。
〔発明の背景〕
従来の背面投写装置では、特開昭58−59436号公
報においても見られるように、透過形スクリーンのコー
ナ部に上述のような事情で発生することのある色むらに
ついては配慮されていなかった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、透過形スクリーンのコーナ部に発生す
ることのある色むらを解消して、投写画像の画質改善を
図り得るようにした背面投写装置を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
以下、透過形スクリーンのコーナ部に色むらの発生する
原因を分析して説明することにより、その対策としての
本発明の原理を明らかにする。
第4図は背面投写装置に用いられる従来の光学系の概略
を示す斜視図である。同図において、Rは図示せざる映
像源からの赤色画像を拡大投写するレンズ、Gは同じく
緑色画像を投写するレンズ、Bは同じく青色画像を投写
するレンズである。また1は第1シート、2は第2のシ
ートであり、両者を重ねて配置することにより、透過形
スクリーンが形成されている。
第4図では、図示せざる映像源(例えばテレビ画面)か
らの映像をレンズG(R,B)で拡大して得られた投写
光線7,8,9が第1のシート1と第2のシート2から
なる透過形(背面投写形)スクリーンに投写されてい
る。
レンズGからの光線7は透過形スクリーンの中心部a点
を通ってd点(観視側)に向かい、光線8は縁部b点を
通ってd点に向かい、光線9はコーナ部c点を通ってd
点に向かっていることが認められるであろう。ここで、
レンズGから中心部a点に至る光路が一番短く、レンズ
Gから縁部b点に至る光路はそれより若干長く、レンズ
Gからコーナ部c点に至る光路が最も長い。
投写装置の小型化を図るため、レンズG(R,B)とス
クリーンとの間の距離を極力短くした場合、上記光路差
が問題となってきて、最も長い光路長をとるコーナ部c
点に、色むらが発生することになるわけである。
第5図は、第4図に示した透過形スクリーンの具体的構
造例を示した要部斜視図である。重ね配置された第1の
シート1と第2のシート2において、第1のシート1の
重ね合わせ面の側はフレネルレンズ3が形成されてお
り、第2のシート2の重ね合わせ面の側はレンチキュラ
ーレンズ4が形成されており、第2のシート2の出射面
側には、光透過部5とブラックストライプ6が、交互に
配置されている。光透過部5の幅をW,ブラックスト
ライプ6の幅をWとすると、これらの形状は射出成形
によって製造されるものであるから、上から下まで同じ
一定の幅をもって延びている。
第4図、第5図を併せ参照する。レンズ(B,G,R)
からの光線は、第1のシート1に入射した後、その出射
面を形成するフレネルレンズ3により点dの方向に向け
て光路補正されて出射する。このように光路補正された
光線は、第2のシート2を通過することによって、点d
の方向を中心にした左右、上下の方向に拡散される。
第2のシート2において、水平方向への拡散のために備
えた縦に長い水平レンチキュラーレンズ4の焦点又はそ
の近傍に位置する光出射面側には光透過部5を設け、ま
た各光透過部5と5の間には、外来光を吸収するために
ブラックストライプ6を設けている。光透過部5及びブ
ラックストライプ6は、先にも述べたように、一般にロ
ーラ押し出し成形によって作られるため、第5図に見ら
れるように、上から下まで(b点もc点も含めて)同一
の幅で配列されている。
第6図は、第4図に示した光路を改めて図示した上面図
である。同図において、レンズGからの光線7がa点を
通過後、光透過部5から出射してd点に向かい、同じく
レンズGからの光線8は、b点において光路補正を受
け、第2のシート2に斜めから突入し、光透過部5から
出射してd点に向かっている。
ここで、レンズRまたはBからの光線は、レンズGから
の光線7,8の側部を通るため、光透過部5の幅W
広いほど、光線のけられ(ブラックストライプ6に突入
して透過を阻止されること)が少なくなる。この意味か
らは、ブラックストライプの幅Wはなるべく狭いこと
が望まれる。
他方、ブラックストライプ6の幅Wは広い方が、外来
光反射を少なくすることができ、見易い投写画像を提供
できる。そこでレンズR,G,B間の間隔をせばめるこ
とによって、レンズR,Bによる投写光線をレンズGに
よる投写光線7,8に接近させ、レンズR,Bからの光
線が通過可能な範囲を最小限残してブラックストライプ
6の幅Wをできる限り広くとるよう配置している。
さて第6図において、レンズGから中心部のa点に向か
った投写光線7は、第2のシート2のレンチキュラーレ
ンズ4によって収束され、出射面の光透過部5のほゞ中
央(ブラックストライプ6に直交する方向において見た
中央位置)から出射する。一方、縁部のb点へ向かった
光線8は、フレネルレンズ3によって点dの方向に光路
補正を受けるため、そのままでは光透過部5の中央を通
って出射することは出来ない。
つまり、b点において、フレネルレンズ3によって点d
の方向へ光路補正を受けた光線が、出射面において光透
過部5のほゞ中央から出射するようにするためには、レ
ンチキュラーレンズ4の中心を通る水平中心線と、光透
過部5の中央を通る水平中心線とを、一致させるのでな
く、両中心線間に所要の間隔Δをもたせるようにす
ること(すなわち、レンチキュラーレンズ4の中心と光
透過部5の中央とをずらして偏心させること)が必要に
なる。
第7図は、上述の関係を示すための第6図における要部
の拡大図である。すなわち、第7図において、レンチキ
ュラーレンズ4の中心を通る水平中心線Lと光透過部
5の中央を通る水平中心線Lとの間には所要の間隔Δ
がとられており、この故に、或る角度をもってレン
チキュラーレンズ4の中心に入射した光線8が光透過部
5の中央から出射することが可能になっているのが理解
されるであろう。
なお、ちなみに、第6図において、中央の点aに向かう
光線7は、第1のシート1の通過後、レンチキュラーレ
ンズ4の中心に垂直方向から入射しているので、この場
合は、レンチキュラーレンズ4の中心線と光透過部5の
中心線とを一致させておくことにより、光線7は光透過
部5の中央から出射することができる。
第7図において、光線8とレンチキュラーレンズ4の中
心線Lとのなす角を∠adbとして示してある。
第4図に戻り、レンズGからコーナ部cに向かった光線
9を考えると、この光線9も、縁部bに向かった光線8
と同じく、フレネルレンズ3によって点dの方向へ光路
補正を受けるが、点a,b間の距離abより点a,c間
の距離acの方が長いため、第1のシート1のプリズム
角(第3図のβ)は、点bに比べ点cは大きくなる。こ
の結果、内側から入射した光線Rより、外側から入射し
た光線Bの方が大きく、スクリーンの中心軸側に曲げら
れるため、第2のシート2の光透過部では、光線Bの出
射点が光線Gの出射点から大きく離れて、内側のブラッ
クストライプ6側に寄る。
しかし先にも述べたように、射出成形法によって作る都
合上、第2のシート2においては、上から下まで、光透
過部5の幅Wとブラックストライプ6の幅Wとはそ
れぞれ同じ一定幅であり、従って、縁部bにおける前述
の所要間隔をΔに定めたとすると、コーナ部cにお
いても、所要間隔をΔとせざるを得ず、それより大
きくすることはできないという事情にある。
この結果、コーナ部cにおいては、レンズGからの投写
光線9の側方に位置する光線すなわちレンズBからの投
写光線は、光透過部5の端に位置するブラックストライ
プ6によって一部けられてしまい、レンズBからの光線
のスクリーンからの出射量が他に比し減少するため、ス
クリーンのコーナ部において黄色っぽい色むらが生じる
ことになる。
そこで本発明では、スクリーン両サイド(縁部)で光透
過部5の幅Wと、レンチキュラーレンズ4の中心線と
光透過部5の中心線との間の所要間隔Δと、が最適
寸法になるように予め第2のシートを構成しておき、ス
クリーンのコーナ部では、第1のシートのフレネルレン
ズ3によって大きく光路補正された光線9が第2のシー
トの入射面に設けたレンチキュラーレンズ4によって集
束されるとき、光線Bと光線Rはバランス良く光線Gの
両側に広がっていないので、該第2のシートのコーナ部
を出射面側に反らせることによって、光線Bと光線Rが
バランス良く光透過部5から出射するようにし、コーナ
部cにおいて、レンズBからの投写光線のブラックスト
ライプによるけられをなくし、スクリーン全面にわた
り、ブラックストライプ6の幅を変える事なく、コント
ラストを維持したままの状態で、スクリーンコーナ部に
従来発生していた色むらをなくして良好な画像を観視可
能にしている。
〔発明の実施例〕
次に図を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明の一実施例の要部を示す斜視図である。
同図において、透過形(背面投写形)スクリーンを構成
する第1のシート1と第2のシート2のうち、第2のシ
ート2において、その左右の縁部(点b部)に比し、コ
ーナ部(点c部)ではシート自体が出射面側に反らされ
ているのが認められるであろう。
第2図は、第1図における点c部の拡大側面図である。
第3図は、第1図における第1のシート1の部分の拡大
側面図である。同図において、第1のシート1の左右縁
部のE点(第4図における点bまたは点cに対応)に光
線R,G,Bが入射し、フレネルレンズ3から出射する
時、光線Gの入射角をα,フレネルレンズのプリズム頂
角をβとすると、出射角γは、 となる。ここでnは第1のシート1の屈折率を示す。
また第4図において例えば、投写レンズGと点aとの間
の距離を1000mmとすると、第3図において入射角αは、
左右縁部の点bにおける入射角αとして コーナ部の点cにおける入射角αとして となる。また投写光線Gが第4図の点dの方向へ進む
時、フレネルレンズ3のプリズム角βは点bにおけるプ
リズム角βとして β≒47° 点cにおけるプリズム角βとして β≒53° となる。(なお計算式は煩瑣になるので省略してあ
る。) 第3図において、フレネルレンズ3の下点部からの出射
光線RGB間の放射角δ,δを求めると、 δ=γ−γ ……(3) δ=γ−γ ……(4) となる。これを上記(2)式を用いて求めると仮にE点へ
の光線RGB間の集中角i,iをi=i=5
°,n=1.5とする時、左右縁部(点b)における入射
角はα=25°,α=20°,α=30°となり となる。従って左右縁部(点b)の放射角をδbB,δ
bRと置くと、これらは上記(3)式,(4)式から δbB≒56.6°−49.9°=6.7° δbR≒49.9°−43.9°=6° となる。又、コーナ部の点cにおける入射角はα(=
α)≒30°,α≒25°,α≒35°となり、 となる。
従ってコーナ部の点cにおける放射角をδcB,δcR
と置くと、これらは上記(4)式から δcB≒63.5°−56.0°=7.5° δcR≒56.0°−49.6°=6.4° となる。以上で示すように、点bにおける光線BとRの
放射角δbBとδbRの差は0.7°ときわめて小さいた
め、点bにおいては一般に第7図のように、光線Gが光
透過部5の中心にくるようにΔだけ偏心させる。
点cにおける、光線BとRの放射角δcBとδcRの差
は1.1°といく分大きくなるため、点cにおいては、光
線Gが光透過部5の中心にくるようにΔを偏心させ
ると、光線B側の放射角δcBが光線R側の放射角δ
cRに比べ大きいため、光線B側はブラックストライプ
6でけられる方向に広がる。
一方、投写レンズRとBのレンズ端から出射した光線
B′,R′について第8図で述べると、例えば、投写レ
ンズの中心の光線とレンズ端の光線との成す角度を
BB′≒3°,iRR′≒3°としたとき、レンズ端から
出射した光線のフレネルレンズ3の点c部に入射する光
線の入射角はそれぞれ αBB′=25°−3°=22° αRR′=35°+3°=38° となる。この時の出射角γは となる。従って光線Gの出射光との成す角δBB′及びδ
RR′は、 δBB′≒69.2°−56.2°=13.2° δRR′≒56.0°−46.2°=9.8° となる。従って、光線B側のレンズ端の光線の方は、第
2のシート2のブラックストライプ6に13.2°−9.8°
=3.4°分近づくことになる。
従ってコーナ部の点cにおいては、前述の光線Bと光線
Rの中心光の放射角δ,δの差よりもレンズ端の光
線の放射角δBB′,δRR′の差の方がかなり大きいこと
がわかる。この結果、光線B側のブラックストライプ6
によるけられが無視できなくなる。
そこで、第2図の拡大図で示すように光線Bと光線Rの
レンズ端の光線が光線Gから成す角度をバランス配分さ
せることによって光線B側のけられをなくすることがで
きる。本実施例の第2図においては、第2のシート2の
コーナをθ=3.4°/2=1.7°反らせることによって、
光線Bと光線Rとをバランス良く出射させることができ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、スクリーンを構成する二つのシートの
うちの第2のシート2のコーナ部をわずかに反らせるこ
とによって、該第2のシート2の左右縁の光透過部5の
幅Wとブラックストライプ6の幅Wを変えることな
く、コントラストを維持したままで透過形(背面投写
形)スクリーンのコーナ部の色むらをなくすことが出
来、実用価値は極めて大きい。
またフレネルレンズ3を偏心させて、光軸を上向けにし
た投写装置においては、フレネルレンズの中心から下部
コーナまでの距離が大きくなるため、色むらを改善する
改善効果は著しい。この場合は下部コーナのみ第2のシ
ートを反らせれば十分目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の要部を示す斜視図、第2図
は第1図における要部(第2のシート部分)の拡大側面
図、第3図は第1図における要部(第1のシート部分)
の拡大側面図、第4図は背面投写装置に用いられる従来
の光学系の概略を示す斜視図、第5図は第4図に示した
透過形スクリーンの具体的構造例を示す斜視図、第6図
は第4図における光路を改めて図示した上面図、第7
図,第8図はそれぞれ第6図における要部の拡大図、で
ある。 符号の説明 3…フレネルレンズ、4…レンチキュラーレンズ、5…
光透過部、6…ブラックストライプ、W…光透過部5
の幅、W…ブラックストライプ6の幅、R,G,B…
赤・緑・青用投写レンズ、θ…スクリーンコーナ部の反
らせ角

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくともその一面にフレネルレンズを形
    成されてなる第1のシートと、一面にレンチキュラーレ
    ンズが形成され他面に光透過部とブラックストライプと
    が各々帯状に交互に形成されてなる第2のシート、とを
    重ね配置して成る透過形スクリーンを有し、映像源から
    の光学像が、入射側部材としての前記第1のシートに投
    射されると、該光学像は該第1のシートのフレネルレン
    ズ形成面から出射して、出射側部材としての前記第2の
    シートのレンチキュラーレンズ形成面に入射し、光透過
    部とブラックストライプの形成面から出射して拡大投写
    されるようにした背面投写装置において、 前記第1のシートのコーナ部を通過した光線が、第2の
    シートの入射面をなすレンチキュラーレンズによって集
    束され、その光線集束部が第2のシートの出射面をなす
    光透過部の中央部からずれるのを防ぐため、そのずれ量
    が軽減するように少なくとも前記第2のシートのコーナ
    部をその出射面側に向けて反らせたことを特徴とする背
    面投写装置。
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JPH0627922B2 (ja) * 1990-04-20 1994-04-13 パイオニア株式会社 リアプロジェクションテレビ
KR100343964B1 (ko) * 1999-08-31 2002-07-22 엘지전자주식회사 후면 투사형 표시 장치의 투사 스크린

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