JPH08262578A - 透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリーン全体の剛性を保つと共に、多重像
による画質の劣化を低減する透過型スクリーンを提供す
る。 【構成】 斜め投射型光学系を用いたディスプレイ装置
に搭載される透過型スクリーンにおいて、多重像の影響
に応じてフレネルレンズスクリーン（２）の垂直方向の
スクリーン厚を変化させ、特に多重像の影響が大きい近
辺のスクリーン厚を薄くして画質の劣化を低減し、多重
像の影響が少ない近辺のスクリーン厚を厚くしておくこ
とで透過型スクリーン全体の剛性を保つようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば斜め投射型のデ
ィスプレイ装置等に適用して好適な透過型スクリーンに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面の映像が楽しめる例えばプ
ロジェクションテレビ等が一般に普及してきており、こ
れらのプロジェクションテレビに用いられる透過型スク
リーンは、画面の明るさ、均一性、水平方向及び垂直方
向の観視範囲の広さ、映像光がスクリーンを透過する際
の光損失をできる限り少なくする等の性能を満たしたも
のが適用されている。

【０００３】図４は例えば斜め上方から映像が投射され
る斜め投射型のプロジェクションテレビに適用されてい
る透過型スクリーンの一例を示した斜視図であり、透過
型スクリーン１１はフレネルレンズスクリーン１２とレ
ンチキュラースクリーン１３で構成されている。

【０００４】フレネルレンズスクリーン１２は、図５の
立面図に示すように、例えばメチルメタアセチレートス
チレンＭＳと紫外線硬化樹脂ＵＶで形成されていると共
に、フレネルレンズスクリーン１２の厚みを減らすた
め、一方の面を数個乃至多数の輪帯状のフレネルレンズ
面１２ａに分割してスクリーンの断面形状を厚くするこ
となく口径を大きくすることができるようになされてい
る。なお、フレネルレンズスクリーン１２に対して斜め
上方から映像光が入射されるときは、図５に示すように
垂直方向のフレネルセンターはスクリーンに投写される
映像光の上下方向の輝度の不均一性を修正するために、
実際のスクリーンの中心より上方にズレている。

【０００５】そして、このフレネルレンズスクリーン１
２の背面から入射された映像光Ａをフレネルレンズ面１
２ａで屈折させて適視位置に集光して出射するようにな
されている。

【０００６】レンチキュラースクリーン１３は、主に水
平方向に映像光を分散して出射し、水平方向の視野角を
広くすることができるようになされている。また、レン
チキュラースクリーン１３の出射面には外光による影響
を軽減させるため、ブラックストライプ１３ａが設けら
れている。

【０００７】すなわち、透過型スクリーン１１は図６に
示すようにスクリーン背面の陰極線管１４から光学レン
ズ１５を介して投射される映像光を所定の適視位置に集
光し、観視者がスクリーンを観視した際にスクリーン上
に輝度ムラが生じないようにすると共に、レンチキュラ
ースクリーン１３で水平方向の観視位置を広げて出射す
るようになされている。

【０００８】ここで、例えばプロジェクションテレビ等
に適用されている光学系を図７に示す。図７（ａ）は垂
直投影型（以下、直投型という）の光学系、同図（ｂ）
は斜め投射型の光学系の一例を示した図であり、（ａ）
に示す直投型の光学系は陰極線管１４から出力された赤
色、緑色、青色の映像光を光学レンズ１５で拡大して、
ミラー１６を介して透過型スクリーン１７に入射するよ
うになされている。

【０００９】この場合、ミラー１６を鏡面とすれば陰極
線管１４及び光学レンズ１５は、鎖線の陰極線管１４´
及び光学レンズ１５´で示され、この陰極線管１４´か
ら光学レンズ１５´を介して直接、透過型スクリーン１
１に映像光を投射されていることと同じように取り扱う
ことができる。

【００１０】つまり、このような直投型の光学系は光学
レンズ１５´の光軸Ｋと透過型スクリーン１７の法線Ｎ
が一致して映像光が投射されるため、スクリーン１７の
上端部近傍と、スクリーン１７の下端部近傍に入射され
る映像光の入射角は共にθ₁₀となる。

【００１１】一方、同図（ｂ）に示す斜め投射型の光学
系も、陰極線管１４から出力された映像光を光学レンズ
１５で拡大してミラー１６を介して上述した透過型スク
リーン１１に入射するようになされている。この場合も
ミラー１６を鏡面とすれば陰極線管１４及び光学レンズ
１５は鎖線の陰極線管１４´及び光学レンズ１５´で示
され、この陰極線管１４´から光学レンズ１５´を介し
て直接、透過型スクリーン１１に映像光が投射されてい
ることになる。

【００１２】しかしながら、斜め投射型の光学系では光
学レンズ１５´の光軸Ｋが透過型スクリーン１１の法線
Ｎに対して特定の角度θ₁₁を持つことになり、透過型ス
クリーン１１の上端部近傍と下端部近傍では映像光の入
射角がθ₁₂、θ₁₃と異なった角度になると共に、透過型
スクリーン１１上に投射される像の倍率を上下方向でで
異なっている。

【００１３】よって、この斜め投射型の光学系を例えば
プロジェクションテレビに用いた場合、陰極線管１４の
管面に写し出される像の解像度に限界があるため、投射
倍率の大きい画面下部の解像度が画面上部に比べて劣化
する。また、光学レンズ１５の結像性能自体も、用いる
投射倍率により異なっている。このように透過型スクリ
ーン１１に投射された映像の解像度がスクリーンの部所
により不均一になるものの、背後のスペースＸ₂ が、同
図（ａ）に示した直投型の光学系の背後のスペースＸ₁
と比較して、図からわかるように大幅に短縮されコンパ
クトにできるという利点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、投射型スク
リーン１１に入射された映像光は、図８（ａ）に示すよ
うにフレネルレンズスクリーン１２の入射面ｒ₁₁からス
クリーン内に入射されて、フレネルレンズ面ｒ₁₂から出
射される光路と、フレネルレンズ面ｒ₁₂で反射し再びフ
レネルレンズスクリーン１２の界面ｒ₁₃で反射して、非
フレネルレンズ面ｒ₁₄から出射される光路が存在する。

【００１５】つまり、フレネルレンズスクリーン１２か
らは光路ｒ₁₁→ｒ₁₂で出射される実像と、光路ｒ₁₁→ｒ
₁₂→ｒ₁₃→ｒ₁₄を通って実像からピッチＬ₁₁離れた位置
から多重像である２像像が出射されることになり、この
ピッチＬ₁₁が大きくなると２重像によって画質が低下す
るという欠点がある。特に、フレネルレンズスクリーン
の厚みが増したり、フレネルレンズスクリーンに入射さ
れる映像光の入射角が浅い場合、２重像のピッチが大き
くなり著しく画質が劣化する。

【００１６】このため、図７（ｂ）に示したような透過
型スクリーン１１に斜め上方から映像光が投影される斜
め投射型の光学系の場合、透過型スクリーン１１の下端
部近傍に入射される映像光の入射角θ₁₃は上端部近傍に
入射される映像光の入射角θ₁₂より浅くなり、フレネル
レンズスクリーン１２の下端部近傍から出射される２重
像が上端部近傍から出射される２重像より実像から離れ
た位置に発生し、下端部近傍の画質が著しく低下してい
た。

【００１７】そこで、図８（ｂ）に示すようにフレネル
レンズスクリーン全体のスクリーン厚を薄くすること
で、実像と２重像の距離を狭くして画質の劣化を低減す
る方法が提案されている。この場合、フレネルレンズス
クリーン２２の入射面ｒ₂₁からスクリーン内部に入射さ
れた映像光Ａはフレネルレンズ面ｒ₂₂から出射される光
路と、フレネルレンズ面ｒ₂₂で反射し再びフレネルレン
ズスクリーン２２の界面ｒ₂₃で反射して、非フレネルレ
ンズ面ｒ₂₄から出射される光路が存在することになる
が、フレネルレンズスクリーン２２のスクリーン厚が薄
いため、スクリーンの内部を通る２重像の光路ｒ₂₂→ｒ
₂₃→ｒ₂₄は、図８（ａ）に示す通常のスクリーン厚の場
合の光路ｒ₁₂→ｒ₁₃→ｒ₁₄と比較して短くなる。

【００１８】従って、フレネルレンズスクリーン２２で
はスクリーン全体から出射される実像と２重像とのピッ
チＬ₁₂が狭くなり、スクリーン全体の画質を向上させ
て、特に下端部近傍で著しい画質の劣化も低減させるよ
うになされている。

【００１９】しかしながら、フレネルレンズスクリーン
全体のスクリーン厚を薄くすると、フレネルレンズスク
リーン自体の剛性が弱くなって割れやすくなると共に、
例えば風圧などでスクリーン全体が揺れて見える等プロ
ジェクションテレビ自体の質感が損なわれてしまうとい
う問題点がある。

【００２０】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、透過型スクリーン全体の剛性を保つ
と共に、多重像による画質の低下を低減した透過型スク
リーンを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、斜め投射型光学系を用いたディスプレイ装置に搭載
される透過型スクリーンにおいて、多重像の影響に応じ
て垂直方向の厚みが一端から他端にかけて異なっている
フレネルレンズスクリーンを備えて構成する。

【００２２】

【作用】本発明によれば、フレネルレンズスクリーンの
垂直方向の厚みを多重像の影響に応じて一端部から他端
部にかけて異なるようにしているため、全体的にスクリ
ーンの剛性が保たれると共に、厚みが薄い他端部近傍で
生じ易いスクリーン内の多重像の影響を小さくさせるこ
とができる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の実施例である斜め上方から映
像を投射する斜め投射型のプロジェクションテレビに適
用されている透過型スクリーンの一例を示した斜視図で
ある。

【００２４】透過型スクリーン１はフレネルレンズスク
リーン２とレンチキュラースクリーン３で構成されてお
り、フレネルレンズスクリーン２は、図２の立面図に示
すように、例えばメチルメタアセチレートスチレンＭＳ
と紫外線硬化樹脂ＵＶで形成されていると共に、フレネ
ルレンズスクリーン２の厚みを減らすため、一方を数個
乃至多数の輪帯状のフレネルレンズ面２ａに分割してス
クリーンの断面形状を厚くすることなく口径を大きくす
ることができるようになされている。そして、フレネル
レンズスクリーン２の背面から入射された映像光をフレ
ネルレンズ面２ａで屈折させて適視位置に集光して出射
するようになされている。

【００２５】また、フレネルレンズスクリーン２の垂直
方向のスクリーン厚は、スクリーン上端部の厚みｔ₁ に
対して下端部の厚みｔ₂ が薄くなるように形成されてい
る。なお、フレネルレンズスクリーン２は例えば斜め上
方から映像光が入射されており、スクリーンに投写され
る映像光の上下方向の輝度の不均一性を修正するため
に、垂直方向のフレネルセンターは実際のスクリーンの
中心より上方にズレている。

【００２６】レンチキュラースクリーン３は、主に水平
方向に光を分散して出射し、水平方向の視野角を広くす
ることができるようになされている。また、レンチキュ
ラースクリーン３の出射面には外光による影響を軽減さ
せるため、ブラックストライプ３ａが設けられている。

【００２７】つまり、透過型スクリーン１では、フレネ
ルレンズスクリーン２の背面から入射された映像光Ａを
所定の適視位置に集光し、観視者がスクリーンを観視し
た際にスクリーン上に輝度ムラが生じないようにすると
共に、レンチキュラースクリーン３で水平方向の観視位
置を広げて出射するようになされている。

【００２８】図３はフレネルレンズスクリーン２での映
像光の光路を模式的に示した図である。透過型スクリー
ン１の上端部近傍に入射された映像光Ａの大部分は、フ
レネルレンズスクリーン２の入射面ｒ₁ からスクリーン
内部に入射されて、フレネルレンズ面ｒ₂ から出射され
る。しかし、入射角θ₁ によって一部の光は、フレネル
レンズ面ｒ₂ で反射し再びフレネルレンズスクリーン２
の界面ｒ₃ で反射して、非フレネルレンズ面ｒ₄ から出
射される光路が存在する。

【００２９】この場合、フレネルレンズスクリーン２の
上端部近傍からは、光路ｒ₁ →ｒ₂で出射される実像
と、光路ｒ₁ →ｒ₂ →ｒ₃ →ｒ₄ を通って実像からピッ
チＬ₁離れた位置から多重像である２重像が出射される
ことにより、画像の解像度は低下するがピッチＬ₁ が小
さい場合はあまり問題となることはない。

【００３０】一方、透過型スクリーン１の下端部近傍に
入射される映像光Ａの大部分も、フレネルレンズスクリ
ーン２の入射面ｒ₅ からスクリーン内部に入射されて、
フレネルレンズ面ｒ₆ から出射される。しかし、入射角
θ₂ が浅くなると一部の光はフレネルレンズ面ｒ₆ で反
射し再びフレネルレンズスクリーン２の界面ｒ₇ で反射
して、非フレネルレンズ面ｒ₈ から出射される光路が存
在する。

【００３１】この場合、フレネルレンズスクリーン２の
下端部近傍からは、光路ｒ₅ →ｒ₆で出射される実像
と、光路ｒ₅ →ｒ₆ →ｒ₇ →ｒ₈ を通って実像からピッ
チＬ₂離れた位置から２重像が出射されることになる。

【００３２】通常、斜め上方から映像を投射する斜め投
射型の光学系では、フレネルレンズスクリーン２の上端
部近傍に入射される入射光の入射角θ₁ に対して、下端
部近傍に入射される映像光の入射角θ₂ は浅くなる。こ
のため、フレネルレンズスクリーン２の下端部近傍で発
生する実像と２重像間の距離Ｌ₂ は、スクリーン上端部
近傍で発生する実像と２重像間の距離Ｌ₁ より広くな
り、スクリーンの下端部近傍での画質の劣化が上端部に
比べて顕著になるが、本実施例では下端部近傍のスクリ
ーン厚を上端部近傍のスクリーン厚より薄くすること
で、２重像のピッチＬ₂ が大きくならないようにしてい
るから特に下端部近傍に生じる画質の著しい劣化を低減
することができる。

【００３３】すなわち、フレネルレンズスクリーン２の
上端部近傍のスクリーン厚ｔ₁ に対して、下端部近傍の
スクリーン厚ｔ₂ を薄くすることで、上端部近傍のスク
リーン内部の２重像の光路ｒ₂ →ｒ₃ →ｒ₄ に対して、
下端部近傍のスクリーン内部の２重像の光路ｒ₆ →ｒ₇
→ｒ₈ が短くなり、映像光の入射角が浅いスクリーン下
端部近傍の実像と２重像間の距離Ｌ₂ を狭くすることが
できる。

【００３４】よって、フレネルレンズスクリーン２の下
端部近傍のスクリーン厚を多重像が画質に与える影響の
度合いに応じて調整れば、特に著しい下端部近傍での画
質の劣化を低減することができる。

【００３５】また、多重像の影響の度合いが少ない上端
部近傍のスクリーン厚は薄くしないため、フレネルレン
ズスクリーン２全体の剛性を保つことが可能であり、ス
クリーン全体が揺れて見える等のプロジェクションテレ
ビ自体の質感を損なうこともない。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の透過型ス
クリーンは、垂直方向の厚みが一端部から他端部にかけ
て異なっているフレネルレンズスクリーンを設けるよう
にしているため、多重像による画質の劣化が著しい端部
近傍の厚みを薄くすることで、多重像による画質の劣化
を低減することができる。また、多重像の影響が現れな
い端部近傍のフレネルレンズスクリーンの厚みを大きく
することで、必要とされる透過型スクリーン全体の剛性
を得ることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である斜め投射型のプロジェク
ションテレビに適用されている透過型スクリーンの一例
を示した斜視図である。

【図２】実施例のフレネルレンズスクリーンの立面図を
示した図である。

【図３】実施例のフレネルレンズスクリーンの光路を模
式的に示した図である。

【図４】従来の斜め投射型のプロジェクションテレビに
適用されている透過型スクリーンの一例を示した斜視図
である。

【図５】従来のフレネルレンズスクリーンの立面図を示
した図である。

【図６】透過型スクリーンから出射される映像光の適視
位置を示した図である。

【図７】プロジェクションテレビに適用される垂直投影
型の光学系と斜め投射型の光学系を示した図である。

【図８】従来のフレネルレンズスクリーンの光路を模式
的に示した図である。

【符号の説明】

１ 透過型スクリーン ２ フレネルレンズスクリーン ２ａ フレネルレンズ面 ３ レンチキュラースクリーン ３ａ ブラックストライプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜め投射型光学系を用いたディスプレイ
   装置に搭載される透過型スクリーンにおいて、 多重像の影響に応じて垂直方向の厚みが一端から他端に
   かけて異なっているフレネルレンズスクリーンを備えて
   いることを特徴とする透過型スクリーン。
2. 【請求項２】 上記フレネルレンズスクリーンは上端部
   の厚みが下端部の厚みより大きくなるように構成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の透過型スクリー
   ン。