WO2001033296A1 - Unite de presentation d'images a retroprojection - Google Patents

Description

明 細 書 背面投写型画像表示装置 技術分野

本発明は背面投射型画像表示装置に関する。 より詳しくは、 共通する 水平面内に並置された複数の画像表示装置からの投写画像を透過型スク リーン上で重畳させて画像表示を行なう背面投写型画像表示装置に関す る。 背景技術

以下、 従来の背面投写型画像表示装置を図面を用いて説明する。

図 7は、 従来の 3管式の背面投写型画像表示装置 1 0 0の全体構成を 示した平面図である。 背面投写型画像表示装置 （ビデオプロジェクター ) 1 0 0は、 現在、 家庭用大型映像市場の主力となっている。 赤緑青の 3つの色に対応する 3つの画像表示装置 （C R T ) 1 0 1 , 1 0 2 , 1 0 3上の画像は、 それぞれ投写レンズ 1 0 4， 1 0 5， 1 0 6で拡大投 写され、 透過型スクリーン上で合成される。 透過型スクリーンは、 コリ メート手段であるフレネルレンズ 1 0 7と、 光拡散手段であるレンチキ ユラ一レンズシート 1 0 8とからなる。 このような透過型スクリーンは 、 異なる方向から入射する各色光の主光線を平行にして出射出来ること から、 観察者の立ち位置によって色調が変わって見える現象 （カラ一シ エーデイング） を改善することができる。 また、 レンチキユラ一レンズ シート 1 0 8の出射面には、 隣り合うレンチキュラーレンズの間にブラ ックストライプ 1 0 9を設けて、 外光による黒浮きを防止して、 映像の コントラストの低下を防止している。 更に、 ブラックストライプ 1 0 9 間のレンチキュラーレンズ面上に拡散材を塗布したり、 レンチキユラ一 レンズシート 1 0 8中に拡散材を混入したりして、 垂直方向の視野角を 確保している。

しかし、 上記の透過型スクリーンでは、 図 8に示すように、 ブラック ストライプ 1 0 9間の開口部内の異なる位置に異なる 3つの色光の光源 像が形成される。 従って、 光損失を防ぐためブラックストライプ 1 0 9 間の間隔を前記光源像に対し十分広く確保する必要がある。 このため、 ブラックストライプ 1 0 9の密度が疎となってしまう。 この結果、 開口 部に外光が入射したとき拡散材が光を反射して生じる黒浮きを十分に抑 えることが出来なかった。

このような問題を解決するスクリーンが近年提案されているので以下 に示す。 第 1に特表平 9 - 5 0 4 8 8 2号公報に示された透明ビーズを 使用したものと、 第 2に特開平 1 0— 3 3 9 9 1 5号公報に示されたブ ラックストライプを使用したものと、 第 3に特開平 1 0— 1 1 1 5 3 7 号公報に示された着色層を使用したものとがあげられる。

第 1の透明ビーズを使用した透過型スクリーンの構成を図 9に示す。 光を透過する材料からなる基板パネル 1 1 0上に光透過性の材料からな る微小なビーズ 1 1 1が光吸収性の接着剤 1 1 2を介して固定されてい る。 フレネルレンズ 1 0 7を通過した光はビーズ 1 1 1で集光され、 ビ —ズ 1 1 1と基板パネル 1 1 0とが接する部分 （開口） に集光される。 この部分には接着剤 1 1 2は介在しないから、 光は基板パネル 1 1 0を 透過して拡散光として出射される。 ビーズ 1 1 1と基板パネル 1 1 0と が接する部分 （開口） は微小な点であり、 観察者側から見るとほとんど 認められないような面積を占め、 この開口以外のスクリーン面は光吸収 性の接着剤で占められている。 よって、 周囲の環境からスクリーンに入 射する外光のほとんどは接着剤に入射して吸収されて観察者側に反射す ることはない。 従って、 このスクリーンによれば、 ビーズ 1 1 1が非常 に小さいことから高精細な表示が出来る。 また、 強い外光がスクリーン に入射しても黒レベルが低下しにくく、 映像のコントラス卜が悪化しに くい。

第 2のブラックストライプを使用した透過型スクリーンの構成を図 1 0に示す。 レンチキュラーレンズシート 1 1 3は、 入射面にレンチキュ ラーレンズを備え、 出射面に拡散層 1 1 6が積層されている。 拡散層 1 1 6の出射面側にブラックストライプ 1 1 5が形成され、 透明接着剤層 を介して前面パネル 1 1 4と積層される。 フレネルレンズ 1 0 7を通過 した光はレンチキュラーレンズに入射し、 ブラックストライプ 1 1 5間 の開口部あるいはその近傍に集光され、 前面パネル 1 1 4を透過して拡 散光として出射される。 この途中の拡散層 1 1 6を通過する際に、 映像 光は水平方向及び垂直方向に拡散を受ける。 微小なレンチキュラーレン ズを用いて映像光を収束させるので、 ブラックストライプ 1 1 5間の間 隔を狭くすることができる。 よって、 ブラックストライプ 1 1 5の面積 割合を大きくすることができ、 スクリーンに入射した外光のほとんどは ブラックストライプ 1 1 5で吸収され、 観察者側に反射することはない 。 従って、 このスクリーンによれば、 レンチキュラーレンズシート 1 1 3を薄く形成できるのでブラックストライプ 1 1 5をファインピッチ化 でき、 その結果、 高精細な表示ができる。 また、 強い外光がスクリーン に入射しても黒レベルが低下しにくく、 映像のコントラス卜が悪化しに くい。

第 3の着色層を使用した透過型スクリーンの構成を図 1 1に示す。 レ ンチキユラ一レンズシ一ト 1 1 8は入射面にレンチキュラーレンズ 1 1 7を備え、 レンチキユラ一レンズ 1 1 7の入射面近傍に着色層 1 1 9を 備えている。 基板であるレンチキュラーレンズシ一ト 1 1 8の材料は着 色されていないかまたは前記着色層 1 1 9より薄く着色されている。 フ レネルレンズ 1 0 7を通過した光は着色層 1 1 9に入射し、 ここを透過 後、 レンチキユラ一レンズ 1 1 7に入射し、 ここで収束されたのちに拡 散光として観察者側に射出される。

一方、 周囲の環境からの外光のうち、 着色層 1 1 9に対して小さな入 射角で入射する光はここを透過して筐体内に吸収され、 再度スクリーン 面に戻る光はほとんどないから、 有害光とはならない。 また、 着色層 1 1 9に対して大きな入射角で入射する光は着色層 1 1 9と空気層との界 面で全反射される。 全反射は通常複数回繰り返された後、 いくらかの光 は観察者側に戻る光路をたどるが、 全反射を繰り返す過程で着色層 1 1 9を通る距離が長くなつて、 ほとんどは着色層 1 1 9で吸収されてしま う。 このように、 このスクリーンによれば、 レンチキュラーレンズシ一 ト 1 1 8を薄く形成できるのでレンチキユラ一レンズ 1 1 7をファイン ピッチ化でき、 その結果、 高精細な表示ができる。 また、 映像光を大き く劣化させないで、 スクリーンに入射した外光を観察者側にほとんど反 射させないことから、 強い外光がスクリーンに入射しても黒レベルが低 下しにくく、 映像のコントラス卜が悪化しにくレ^

しかしながら、 前記透明ビーズ及び前記ブラックストライプを使用し たスクリーンは、 いずれも入射側レンズ （ビーズ使用タイプではビーズ 、 ブラックストライプ使用タイプではレンチキユラ一レンズ） で微小面 積の開口部に映像光を集光する必要がある。 カラ一画像を表示する画像 表示装置上の画像を 1つの投写レンズで拡大投射する表示装置のスクリ ーンとして使用する場合には問題ないが、 図 7に示したように 3つの C R Tの画像を 3つの投写レンズで拡大投写し、 スクリーン上で重畳する 、 現在主流のプロジェクタ一のスクリーンとして使用した場合には、 以 下のような問題が生じる。 即ち、 各色光が入射側レンズに異なる角度で 入射するので、 集光位置は色光毎に相違する。 従って、 開口部を小さく すると、 中心にある C R T以外の C R Tからの色光は光吸収層上に集光 してしまい、 光利用効率が大きく低下し、 また、 色バランスも崩れてし まう。

また、 前記着色層を使用したスクリーンを、 先に述べた 3つの C R T の画像を 3つの投写レンズで拡大投写し、 スクリーン上で重畳するプロ ジェクタ一のスクリーンとして使用した場合には、 入射側レンズ （レン チキユラ一レンズ） に入射する映像光の入射角が各色光ごとに異なるの で、 出射光の強度分布が色光ごとに変わってしまい、 顕著なカラーシェ ーデイングを生じる。

以上のように、 従来から提案されている透過型スクリーンは、 カラ一 画像を 1つの投写レンズで拡大投射する画像表示装置のスクリーンとし て使用する場合は問題ないが、 先に述べたように色ごとに 3つの C R T と 3つの投写レンズを用い、 スクリーン上で重畳させる、 現在主流のプ ロジェクタ一のスクリーンとして使用する場合には、 各色光が入射側レ ンズに異なる角度で入射することから、 中心にある C R T以外の C R T からの色光が光吸収層上に集光して、 光利用効率が大きく低下したり、 色バランスが崩れたり、 カラ一シエーディングを生じたりしてしまう。 発明の開示

本発明は、 画像表示装置と照明レンズとを色光ごとに 3組備える背面 投写型画像表示装置において、 従来の透過型スクリーンを使用した場合 に発生する上記の問題を解消し、 外光が入射して発生する黒浮きとコン トラストの低下が防止された背面投写型画像表示装置を提供することを 目的とする。

本発明は上記の目的を達成するために以下の構成とする。 本発明の背面投写型画像表示装置は、 3原色画像投写部と、 前記 3原 色画像投写部によって投写される各色光による画像を重畳して映し出す 透過型スクリーンとを備える。

3原色画像投写部は、 入力信号に応じて画像表示を行なう画像表示装 置と、 前記画像表示装置の画像を拡大投写する照明レンズとからなる画 像投射部を、 赤、 緑、 青の各色に対応して 3組有し、 これらを同一水平 面内に配置して構成される。

前記透過型スクリーンは、 前記 3原色画像投写部側から順に、 コリメ ート手段と、 カラーシェーディング除去手段と、 光拡散手段とを有する コリメ一ト手段は、 前記各画像投射部からの所定の拡がり角度をもつ た入射光をテレセントリックな光に変換して出射する。

カラーシエーディング除去手段は、 前記コリメ一ト手段からの入射光 を水平面内において収束する入射側レンチキユラ一レンズを入射面に備 え、 出射面には前記入射側レンチキュラーレンズと一対一に対応する出 射側レンチキユラ一レンズを備え、 前記コリメ一ト手段を経た前記画像 投写部からの各色光の主光線を互いに略平行にして出射する。

光拡散手段の第 1の構成は、 透明な材料からなる基板シートの入射面 上に透明な材料からなる複数の微小ビーズが配置され、 前記基板シート と前記微小ビーズと間に光透過部が形成され、 前記光透過部を除く前記 基板シートの入射側の面が不透明な結合剤で覆われてなる。

また、 光拡散手段の第 2の構成は、 前記カラーシェーディング除去手 段からの入射光を水平面内において収束するレンチキユラ一レンズを入 射面に備え、 前記入射光が収束される位置及びその近傍を除く領域に、 光を吸収する特性を有する材料からなるブラックストライプを備え、 更 に、 光拡散材料を含む材料からなる光拡散層を備える。 また、 光拡散手段の第 3の構成は、 前記カラーシェーディング除去手 段からの入射光を水平面内において収束するレンチキユラ一レンズを入 射面に備えた基板と、 前記レンチキユラ一レンズの少なくとも入射面の 近傍に形成された着色層とを備え、 前記基板の材料は着色されていない か又は前記着色層より薄く着色されている。

上記の本発明の背面投写型画像表示装置によれば、 異なる角度から入 射する各色光の主光線をカラーシエーディング除去手段で略平行に変換 したのち、 外光の影響を受けにくい光拡散手段に入射させる。 従って、 光利用効率を低下させることなく、 外光によって表示画像が影響を受け にくく、 視野角が広く、 カラ一シェーディングの少ない、 複数の画像投 射部を備えたプロジェクター （たとえば C R T 3管式プロジェクタ一） を提供することが出来る。

前記コリメート手段はフレネルレンズシートであり、 その焦点距離は 前記コリメート手段から前記画像投写部までの距離とほぼ等しいことが 好ましい。 かかる好ましい構成によれば、 テレセントリックな光を得る ためのコリメ一ト手段を小型、 薄型にすることができる。

前記カラーシエーディング除去手段の前記出射側レンチキュラーレン ズは、 ほぼ前記入射側レンチキユラ一レンズの結像位置に配置されてい ることが好ましい。 また、 前記カラ一シェーディング除去手段の前記出 射側レンチキユラ一レンズの焦点距離は、 前記入射側レンチキユラ一レ ンズまでの距離とほぼ等しいことが好ましい。 かかる好ましい構成によ れば、 異なる入射角で入射する各色光の主光線を略平行にして出射する とともに、 略平行光として入射する各色光を効率よく集光することがで さる。

前記カラ一シェ一ディング除去手段の前記出射側レンチキュラーレン ズは、 対応する前記入射側レンチキユラ一レンズが形成する前記 3原色 画像投写部の結像範囲を包含する水平方向幅を有することが好ましい。 かかる好ましい構成によれば、 迷光の発生と、 光の利用効率の低下とを ともに防止することができる。

前記カラーシエーディング除去手段の前記出射側レンチキユラ一レン ズの水平方向幅は、 前記入射側レンチキユラ一レンズの水平方向幅より 小さく、 隣り合う前記出射側レンチキユラ一レンズの間に光吸収剤が付 与されていることが好ましい。 かかる好ましい構成によれば、 迷光の発 生をより確実に防止することができる。

前記カラ一シエーディング除去手段は、 一方の面に前記入射側レンチ キュラーレンズを、 他方の面に前記出射側レンチキユラ一レンズをそれ ぞれ備えたレンチキュラーレンズシートであることが好ましい。 入射側 レンチキユラ一レンズと出射側レンチキユラ一レンズとを一体化するこ とで、 小型、 薄型にでき、 またコストの低下も実現できる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施の形態 1の背面投射型画像表示装置の全体構成 図である。

図 2は、 図 1の透過型スクリーンの部分拡大図断面である。

図 3は、 本発明の実施の形態 2の背面投射型画像表示装置の全体構成 図である。

図 4は、 図 3の透過型スクリーンの部分拡大図断面である。

図 5は、 本発明の実施の形態 3の背面投射型画像表示装置の全体構成 図である。

図 6は、 図 5の透過型スクリーンの部分拡大図断面である。

図 7は、 従来の 3管式の背面投写型画像表示装置の全体構成図である 図 8は、 図 7の透過型スクリーンの部分拡大図断面である。

図 9は、 透明ビーズを使用した従来の透過型スクリーンの部分拡大図 断面である。

図 1 0は、 ブラックストライプを使用した従来の透過型スクリーンの 部分拡大図断面である。

図 1 1は、 着色層を使用した従来の透過型スクリーンの部分拡大図断 面である。 発明を実施するための最良の形態

(実施の形態 1 )

図 1は実施の形態 1の背面投射型画像表示装置の概略構成を示した平 面図である。 図 2は図 1のスクリーン部周辺の部分拡大図断面図である 本実施の形態の投写型画像表示装置 2 0 0は、 3原色画像投写部 2 0 7と、 コリメ一ト手段としてのフレネルレンズ 2 1 1と、 カラ一シェ一 ディング除去手段としてのレンチキュラーレンズシ一ト 2 1 9と、 光拡 散手段としてのビーズタイプ拡散パネル 2 2 4とを、 この順に配置して 構成される。

3原色画像投写部 2 0 7は、 水平方向に一列に配置された赤色用画像 表示装置 （C R T ) 2 0 1、 緑色用画像表示装置 （C R T ) 2 0 2、 青 色用画像表示装置 （C R T ) 2 0 3と、 それぞれの画像表示装置の前部 に配置された照明レンズ 2 0 4、 2 0 5、 2 0 6とからなる。 各画像表 示装置 2 0 1， 2 0 2， 2 0 3は、 入力信号に応じて各色の画像表示を 行ない、 各画像は照明レンズ 2 0 4， 2 0 5 , 2 0 6によりフレネルレ ンズ 2 1 1に拡大投写される。

照明レンズ 2 0 4、 2 0 5、 2 0 6の出射瞳からフレネルレンズ 2 1 1までの距離がフレネルレンズ 2 1 1の焦点距離とほぼ等しくなるよう な位置に、 フレネルレンズ 2 1 1が配置される。 フレネルレンズ 2 1 1 は、 3原色画像表示部 2 0 7からの各色光を、 それぞれの色光の主光線 2 0 8 , 2 0 9 , 2 1 0と略平行な光に変換して出射する。

レンチキユラ一レンズシート 2 1 9は、 両面に同ピッチで同方向に配 列されたレンチキユラ一レンズを備え、 両面の各レンチキユラ一レンズ は一対一に対応して対向して配列されている。 入射面側のレンチキユラ 一レンズ 2 1 2は出射面側のレンチキユラ一レンズ 2 1 3までの距離と ほぼ等しい焦点距離を持ち、 出射面側のレンチキュラーレンズ 2 1 3は 入射面側のレンチキユラ一レンズ 2 1 2までの距離とほぼ等しい焦点距 離を持つ。

ここで、 レンチキュラーレンズ 2 1 2の表面中央部に入射する各色光 の主光線 2 0 8， 2 0 9， 2 1 0についてみると、 これらの光の入射位 置は、 出射側レンチキュラーレンズ 2 1 3の入射側焦点位置に一致する から、 図 2に示すように、 これらの光は互いに略平行な主光線 2 1 4、 2 1 5、 2 1 6としてレンチキユラ一レンズ 2 1 3から出射される。 ま た、 レンチキュラーレンズ 2 1 2に略平行光として入射する緑光 2 1 7 、 2 0 9、 2 1 8についてみると、 レンチキュラーレンズ 2 1 2の焦点 位置はレンチキュラーレンズ 2 1 3の位置にあるから、 これらの光はレ ンチキユラ一レンズ 2 1 3の表面中心部に集光せしめられる。 赤光、 青 光もそれぞれの主光線 2 0 8， 2 1 0と平行な光としてレンチキユラ一 レンズ 2 1 2に入射するから、 これらの光はレンチキユラ一レンズ 2 1 3の表面上の、 上記緑光の集光位置と隣り合う位置にそれぞれ集光せし められる。

ビーズタイプ拡散パネル 2 2 4は、 透明パネル 2 2 0上に、 光を透過 する透明な材料からなる多数のビーズ 2 2 2が、 光吸収作用のある黒色 の接着剤 2 2 1で接着固定されて構成される。 透明パネル 2 2 0と個々 のビーズ 2 2 2とは開口部 2 2 3で接触し、 開口部 2 2 3以外の透明パ ネル 2 2 0の表面は接着剤 2 2 1で覆われている。 従って、 ビーズタイ プ拡散パネル 2 2 4に入射する光のうち、 開口部 2 2 3に入射する光は ビーズタイプ拡散パネル 2 2 4を通り抜けることができるが、 それ以外 の領域に入射する光は接着剤 2 2 1で吸収されてしまう。 ビーズタイプ 拡散パネル 2 2 4は、 ビーズ 2 2 2の付着面側をレンチキユラ一レンズ シート 2 1 9側にして配置される。 レンチキユラ一レンズシ一ト 2 1 9 を出射した光は、 ビーズタイプ拡散パネル 2 2 4のビーズ 2 2 2に入射 する。 入射光が平行光であれば、 入射光はビーズ 2 2 2の屈折作用によ り開口部 2 2 3に集光され、 ここを通過して透明パネル 2 2 0を抜けて 観察者側に出射される。 このときビーズ 2 2 2の屈折率を大きくして開 口部 2 2 3への入射角を大きくすれば、 出射角度が大きくなることから 、 ビーズタイプ拡散パネル 2 2 4を広視野角化が可能な拡散手段として 用いることができる。

以上の 3原色画像投写部 2 0 7と、 フレネルレンズ 2 1 1と、 レンチ キユラ一レンズシート 2 1 9と、 ビーズタイプ拡散パネル 2 2 4とは、 ビーズタイプ拡散パネル 2 2 4を外表面の一部とする図示しない筐体内 に設置される。

観察者側に最も近いビーズタイプ拡散パネル 2 2 4の開口部 2 2 3が 占める面積は、 拡散パネル 2 2 4の全体面積に対し非常に小さいから、 観察者側から強い外光が入射してもほとんどは接着剤 2 2 1で吸収され 、 観察者側に戻ってくることはない。 また、 開口部 2 2 3を抜けた光は 筐体内に入射し、 再度この開口部 2 2 3に戻って観察者に観察されるこ ともない。 以上により、 環境に左右されることなく、 常に締まった黒を 提供することが出来る。 一方、 画像投射部 2 0 7からビーズタイプ拡散 パネル 2 2 4に入射する各色光の主光線は互いに略平行であるので、 拡 散パネル 2 2 4から射出される各色光の出射角度分布は同じになる。 従 つて、 観察者には力ラーシェ一ディングのない均一な色を再現した画像 を提供できる。

以上の構成では、 カラ一シェーディング除去手段であるレンチキユラ —レンズシ一卜 2 1 9の各レンチキュラーレンズ 2 1 2は、 照明レンズ 2 0 4、 2 0 5、 2 0 6の各出射瞳像を対向して配置されたレンチキュ ラ一レンズ 2 1 3上の異なる位置に形成する。 このとき、 3つの色光の 光源像 （出射瞳像） が各レンチキュラーレンズ 2 1 3の幅 （ 1ピッチ） 内に収まるように、 レンチキユラ一レンズシート 2 1 9の厚みとレンチ キュラーレンズ 2 1 3の幅が決定される。

仮に、 レンズのピッチを変えずにシ一ト 2 1 9の厚みを薄くすればレ ンチキユラ一レンズ 2 1 2の焦点距離を短くする必要がある。 この場合 、 レンチキュラーレンズ 2 1 3上に形成される像は小さくできるが、 出 射光の広がり角が大きくなるので、 ビーズタイプ拡散パネル 2 2 4に入 射した光を全て開口部 2 2 3に集光できなくなり、 光損失を生じる可能 性がある。

一方、 レンズのピッチを変えずにシート 2 1 9の厚みを厚くすればレ ンチキユラ一レンズ 2 1 2の焦点距離を長くする必要がある。 この場合 、 レンチキュラーレンズ 2 1 3上に形成される像は大きくなるので、 対 応するレンチキユラ一レンズ 2 1 3に入射せずに隣りのレンズに入射し て （迷光）、 光損失を生じる可能性がある。

従って、 照明レンズ 2 0 4、 2 0 5、 2 0 6の出射瞳像の大きさとそ れぞれの間隔、 照明レンズ 2 0 4、 2 0 5、 2 0 6からレンチキュラー レンズシート 2 1 9までの距離、 レンチキュラーレンズ 2 1 2、 2 1 3 のピッチと焦点距離、 及びビーズタイプ拡散パネル 2 2 4の入射角に対 する光透過率特性を把握して、 最も光利用特性の優れた構成をとること が望ましい。

さらに、 レンチキュラーレンズ 2 1 3上に十分小さく光源像を形成で きる場合には、 光源像が形成されない、 隣り合うレンチキュラーレンズ 2 1 3間の領域に光吸収層であるブラックストライプを形成しても良い 。 これにより、 迷光による混色など画質劣化要因を確実に取り除くこと が出来る。

上記のビーズタイプ拡散パネル 2 2 4では、 ビーズ 2 2 2と透明パネ ル 2 2 0とが接して固定されていたが、 両者は必ずしも接している必要 はない。 即ち、 ビーズ 2 2 2で集光された光が透明パネル 2 2 0に到達 できる構成 （光透過部に遮光材が存在しない構成） のビーズタイプ拡散 パネルであれば使用可能なことは言うまでもない。

上記の例では、 カラ一シェーディング除去手段は、 両面にレンチキュ ラ一レンズ 2 1 2， 2 1 3が形成された 1枚のレンチキュラーレンズシ —ト 2 1 9を用いたが、 後述する実施の形態 3のように、 2枚のレンチ キユラ一レンズシー卜で構成しても良い。

本実施の形態に示したビーズタイプ拡散パネル 2 2 4は、 後述する実 施の形態の光拡散手段と比較して、 特に外光による画質劣化を受けにく いという特徴を有しているので、 本実施の形態 1によれば特に強い外光 下でも高コントラストの画像表示装置を提供できる。

(実施の形態 2 )

図 3は実施の形態 1の背面投射型画像表示装置の概略構成を示した平 面図である。 図 4は図 3のスクリーン部周辺の部分拡大図断面図である 本実施の形態の投写型画像表示装置 3 0 0は、 3原色画像投写部 3 0 7と、 コリメ一ト手段としてのフレネルレンズ 3 1 1と、 カラーシェ一 ディング除去手段としてのレンチキユラ一レンズシート 3 1 9と、 光拡 散手段としてのブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6とを、 この 順に配置して構成される。

3原色画像投写部 3 0 7は、 水平方向に一列に配置された赤色用画像 表示装置 （C R T ) 3 0 1、 緑色用画像表示装置 （C R T ) 3 0 2、 青 色用画像表示装置 （C R T ) 3 0 3と、 それぞれの画像表示装置の前部 に配置された照明レンズ 3 0 4、 3 0 5、 3 0 6とからなる。 各画像表 示装置 3 0 1， 3 0 2 , 3 0 3は、 入力信号に応じて各色の画像表示を 行ない、 各画像は照明レンズ 3 0 4， 3 0 5 , 3 0 6によりフレネルレ ンズ 3 1 1に拡大投写される。

照明レンズ 3 0 4、 3 0 5、 3 0 6の出射瞳からフレネルレンズ 3 1 1までの距離がフレネルレンズ 3 1 1の焦点距離とほぼ等しくなるよう な位置に、 フレネルレンズ 3 1 1が配置される。 フレネルレンズ 3 1 1 は、 3原色画像表示部 3 0 7からの各色光を、 それぞれの色光の主光線 3 0 8 , 3 0 9 , 3 1 0と略平行な光に変換して出射する。

レンチキュラーレンズシ一ト 3 1 9は、 両面に同ピッチで同方向に配 列されたレンチキユラ一レンズを備え、 両面の各レンチキュラーレンズ は一対一に対応して対向して配列されている。 入射面側のレンチキユラ —レンズ 3 1 2は出射面側のレンチキュラーレンズ 3 1 3までの距離と ほぼ等しい焦点距離を持ち、 出射面側のレンチキユラ一レンズ 2 1 3は 入射面側のレンチキュラーレンズ 3 1 2までの距離とほぼ等しい焦点距 離を持つ。

ここで、 レンチキユラ一レンズ 3 1 2の表面中央部に入射する各色光 の主光線 3 0 8 , 3 0 9， 3 1 0についてみると、 これらの光の入射位 置は、 出射側レンチキュラーレンズ 3 1 3の入射側焦点位置に一致する から、 図 4に示すように、 これらの光は互いに略平行な主光線 3 1 4、 3 1 5、 3 1 6としてレンチキュラーレンズ 3 1 3から出射される。 ま た、 レンチキュラーレンズ 3 1 2に略平行光として入射する緑光 3 1 7 、 3 0 9、 3 1 8についてみると、 レンチキユラ一レンズ 3 1 2の焦点 位置はレンチキユラ一レンズ 3 1 3の位置にあるから、 これらの光はレ ンチキユラ一レンズ 3 1 3の表面中心部に集光せしめられる。 赤光、 青 光もそれぞれの主光線 3 0 8 , 3 1 0と平行な光としてレンチキュラー レンズ 3 1 2に入射するから、 これらの光はレンチキユラ一レンズ 3 1 3の表面上の、 上記緑光の集光位置と隣り合う位置にそれぞれ集光せし められる。

ブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6は、 レンチキユラ一レン ズシート 3 2 5と、 光拡散層 3 2 1と、 接着剤 3 2 3と、 透明パネル 3

2 0とがこの順に積層されて構成される。 レンチキユラ一レンズシ一ト

3 2 5の一方の面にはレンチキユラ一レンズ 3 2 4が、 レンチキユラ一 レンズ 3 1 2， 3 1 3と同方向に多数形成されている。 レンチキユラ一 レンズシ一ト 3 2 5の他方の面は平面で、 光拡散材を含有する光拡散層 3 2 1の一方の面と積層される。 光拡散層 3 2 1の他方の面には、 光吸 収作用のある黒色の材料からなるブラックストライプ 3 2 2が形成され ている。 ブラックストライプ 3 2 2は、 レンチキユラ一レンズ 3 2 4の 配列方向と同方向に、 レンチキユラ一レンズ 3 2 4の屈折作用によって 生じる光不透過領域に形成される。 そして、 光拡散層 3 2 1のブラック ストライプ 3 2 2の形成面と、 透明パネル 3 2 0とが透明接着剤 3 2 3 を介して積層される。 このように構成されたブラックストライプタイプ 拡散パネル 3 2 6は、 レンチキユラ一レンズ 3 2 4側をレンチキュラー レンズシート 3 1 9側にして配置される。

レンチキュラーレンズ 3 2 4は、 前記レンチキユラ一レンズ 3 1 2， 3 1 3と同じく、 入射光に対して水平方向に屈折作用を与えるように並 列されている。 レンチキユラ一レンズ 3 2 4のピッチはレンチキュラー レンズ 3 1 2 , 3 1 3のピッチと同一である必要はなく、 また、 レンチ キュラーレンズ 3 2 4をレンチキュラーレンズ 3 1 3に一対一に対応す るように配置する必要もない。 本実施の形態では、 レンチキュラーレン ズ 3 2 4のピッチを、 レンチキュラーレンズ 3 1 3のピッチに対して十 分小さく設定する。

レンチキュラーレンズシー卜 3 2 5に入射した略平行光が各レンチキ ユラ一レンズ 3 2 4によって集光される位置を含む面上にブラックスト ライプ 3 2 2が形成される。 すなわち、 レンチキユラ一レンズ 3 2 4の 焦点距離はレンチキユラ一レンズシート 3 2 5と光拡散層 3 2 1との合 計厚さにほぼ等しく設定されている。 ブラックストライプ 3 2 2は垂直 方向に延びて形成されており、 そのストライプ間の間隔はレンチキユラ —レンズ 3 2 4によって集光された光が透過するのに必要な範囲で、 最 小の値に設定されている。

画像投射部 3 0 7からの光は、 レンチキユラ一レンズシート 3 2 5で 水平方向に拡散ざれ、 また、 拡散板 3 2 1で水平方向とともに垂直方向 にも拡散される。 従って、 ブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6 を広視野角化が可能な拡散手段として用いることができる。

以上の 3原色画像投写部 3 0 7と、 フレネルレンズ 3 1 1と、 レンチ キユラ一レンズシート 3 1 9と、 ブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6とは、 ブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6を外表面の一 部とする図示しない筐体内に設置される。

観察者側に最も近いブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6のブ ラックストライプ 3 2 2間の間隔が占める面積は、 拡散パネル 3 2 6の 全体面積に対し非常に小さいから、 実施の形態 1と同様に、 観察者側か ら強い外光が入射してもほとんどはブラックストライプ 3 2 2で吸収さ れ、 観察者側に戻ってくることはない。 また、 ブラックストライプ 3 2 2間の間隔を抜けた光は筐体内に入射し、 再度このブラックストライプ 3 2 2間の間隔に戻って観察者に観察されることもない。 以上により、 環境に左右されることなく、 常に締まった黒を提供することが出来る。 一方、 画像投射部 3 0 7からブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6に入射する各色光の主光線は互いに略平行であるので、 拡散パネル 3

2 6から射出される各色光の出射角度分布は同じになる。 従って、 観察 者にはカラーシエーディングのない均一な色を再現した画像を提供でき る。

以上の構成では、 カラーシェーディング除去手段であるレンチキユラ —レンズシ一ト 3 1 9の各レンチキユラ一レンズ 3 1 2は、 照明レンズ

3 0 4、 3 0 5、 3 0 6の各出射瞳像を対向して配置されたレンチキュ ラーレンズ 3 1 3上の異なる位置に形成する。 このとき、 3つの色光の 光源像 （出射瞳像） が各レンチキュラーレンズ 3 1 3の幅 （ 1ピッチ） 内に収まるように、 レンチキユラ一レンズシート 3 1 9の厚みとレンチ キユラ一レンズ 3 1 3の幅が決定される。

仮に、 レンズのピッチを変えずにシ一ト 3 1 9の厚みを薄くすればレ ンチキユラ一レンズ 3 1 2の焦点距離を短くする必要がある。 この場合

、 レンチキユラ一レンズ 3 1 3上に形成される像は小さくできるが、 出 射光の広がり角が大きくなるので、 ブラックストライプタイプ拡散パネ ル 3 2 6に入射した光を全てブラックストライプ 3 2 2間の間隔に集光 できなくなり、 光損失を生じる可能性がある。

一方、 レンズのピッチを変えずにシート 3 1 9の厚みを厚くすればレ ンチキユラ一レンズ 3 1 2の焦点距離を長くする必要がある。 この場合 、 レンチキュラーレンズ 3 1 3上に形成される像は大きくなるので、 対 応するレンチキュラーレンズ 3 1 3に入射せずに隣りのレンズに入射し て （迷光）、 光損失を生じる可能性がある。

従って、 照明レンズ 3 0 4 、 3 0 5 、 3 0 6の出射瞳像の大きさとそ れぞれの間隔、 照明レンズ 3 0 4 、 3 0 5 、 3 0 6からレンチキュラー レンズシート 3 1 9までの距離、 レンチキユラ一レンズ 3 1 2 、 3 1 3 のピッチと焦点距離、 及びブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6 の入射角に対する光透過率特性を把握して、 最も光利用特性の優れた構 成をとることが望ましい。

さらに、 レンチキュラーレンズ 3 1 3上に十分小さく光源像を形成で きる場合には、 光源像が形成されない、 隣り合うレンチキュラーレンズ 3 1 3間の領域に光吸収層であるブラックストライプを形成しても良い 。 これにより、 迷光による混色など画質劣化要因を確実に取り除くこと が出来る。

上記のブラックストライブタイプ拡散パネル 3 2 6では、 ブラックス トライプ 3 2 2を形成した拡散板 3 2 1 と透明パネル 3 2 0とが接着剤 3 2 3を介して密着していたが、 両者を密着せずに空気層を介在させて も画像投射部 3 0 7からの光はほとんど損失無く利用できる。

また、 上記のブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6では、 ブラ ックストライプ 3 2 2を、 レンチキュラーレンズシ一ト 3 2 5に貼り合 わされた光拡散層 3 2 1上に形成したが、 本発明のブラックストライプ タイプ拡散パネル 3 2 6はこのような構成に限定されない。 例えば、 特 開平 1 0— 3 3 9 9 1 5号公報に開示されているように、 ブラックス卜 ライプ 3 2 2をレンチキユラ一レンズシート 3 2 5の平坦面側に形成し 、 光拡散層 3 2 1を透明パネル 3 2 0と積層し、 レンチキュラーレンズ シート 3 2 5のブラックストライプ 3 2 2の形成面と光拡散層 3 2 1面 とを、 接着剤を用いて積層しても良い。 この場合、 各レンチキユラ一レ ンズによる平行光の集光位置がレンチキユラ一レンズシート 3 2 5の平 坦面にほぼ一致するように、 レンチキュラーレンズシート 3 2 5の厚み が設定されることは言うまでもない。 なお、 このような構成のブラック ストライプタイプ拡散パネルにおいて、 レンチキユラ一レンズシ一ト 3 2 5のブラックストライプ 3 2 2の形成面と光拡散層 3 2 1面との間を 接着剤で密着させないで、 空気層を介在させることも可能である。 但し 、 外光が光拡散層において拡散されて、 大きな入射角で空気層との界面 に入射すると空気層で反射して観察者側に出射することがあり、 黒浮き を生じる。 従って、 光拡散層面とレンチキユラ一レンズシート 3 2 5の ブラックストライプ 3 2 2の形成面とは密着させておくことが望ましい 上記の例では、 カラ一シェーディング除去手段は、 両面にレンチキュ ラーレンズ 3 1 2 , 3 1 3が形成された 1枚のレンチキュラーレンズシ —ト 3 1 9を用いたが、 後述する実施の形態 3のように、 2枚のレンチ キュラーレンズシートで構成しても良い。

本実施の形態に示したブラックストライプタイプ拡散パネル 3 2 6は 、 実施の形態 1のビーズタイプ拡散パネル 2 2 4と比較して、 水平方向 と垂直方向の視野角を独立して設定することが出来る。 また、 後述する 実施の形態 3の光拡散手段と比較して、 外光による画質劣化を受けにく いという特徴を有している。 従って、 本実施の形態 2によれば、 特に画 像表示装置に明るさ余裕がない場合でも高画質化を実現できる。

(実施の形態 3 )

図 5は実施の形態 3の背面投射型画像表示装置の概略構成を示した平 面図である。 図 6は図 5のスクリーン部周辺の部分拡大図断面図である 本実施の形態の投写型画像表示装置 4 0 0は、 3原色画像投写部 4 0 7と、 コリメート手段としてのフレネルレンズ 4 1 1と、 カラーシエー ディング除去手段としての第 1、 第 2のレンチキユラ一レンズシ一ト 4 1 3， 4 1 4と、 光拡散手段としての第 3のレンチキュラーレンズシー ト 4 2 3とを、 この順に配置して構成される。

3原色画像投写部 4 0 7は、 水平方向に一列に配置された赤色用画像 表示装置 （C R T ) 4 0 1、 緑色用画像表示装置 （C R T ) 4 0 2、 青 色用画像表示装置 （C R T ) 4 0 3と、 それぞれの画像表示装置の前部 に配置された照明レンズ 4 0 4、 4 0 5、 4 0 6とからなる。 各画像表 示装置 4 0 1 , 4 0 2 , 4 0 3は、 入力信号に応じて各色の画像表示を 行ない、 各画像は照明レンズ 4 0 4， 4 0 5 , 4 0 6によりフレネルレ ンズ 4 1 1に拡大投写される。

照明レンズ 4 0 4、 4 0 5、 4 0 6の出射瞳からフレネルレンズ 4 1 1までの距離がフレネルレンズ 4 1 1の焦点距離とほぼ等しくなるよう な位置に、 フレネルレンズ 4 1 1が配置される。 フレネルレンズ 4 1 1 は、 3原色画像表示部 4 0 7からの各色光を、 それぞれの色光の主光線 4 0 8 , 4 0 9， 4 1 0と略平行な光に変換して出射する。

第 1のレンチキユラ一レンズシ一ト 4 1 3と第 2のレンチキユラ一レ ンズシ一ト 4 1 4とは略平行に所定距離だけ離間して配置される。 第 1 及び第 2のレンチキユラ一レンズシート 4 1 3 , 4 1 4は、 いずれもそ の非対向面側に、 同ピッチで同方向に配列されたレンチキュラーレンズ 4 1 2， 4 1 5を備える。 第 1のレンチキユラ一レンズシート 4 1 3の 入射面側に形成されたレンチキュラーレンズ 4 1 2と、 第 2のレンチキ ユラ一レンズシート 4 1 4の出射面側に形成されたレンチキユラ一レン ズ 4 1 5とは一対一に対応して対向して配列されている。 第 1のレンチ キユラ一レンズシート 4 1 3のレンチキユラ一レンズ 4 1 2は、 第 2の レンチキユラ一レンズシ一ト 4 1 4のレンチキュラーレンズ 4 1 5まで の距離とほぼ等しい焦点距離を持ち、 レンチキュラーレンズ 4 1 5はレ ンチキユラ一レンズ 4 1 2までの距離とほぼ等しい焦点距離を持つ。 ここで、 レンチキュラーレンズ 4 1 2の表面中央部に入射する各色光 の主光線 4 0 8 , 4 0 9， 4 1 0についてみると、 これらの光の入射位 置は、 レンチキュラーレンズ 4 1 5の入射側焦点位置に一致するから、 図 6に示すように、 これらの光は互いに略平行な主光線 4 1 6、 4 1 7 、 4 1 8としてレンチキュラーレンズ 4 1 5から出射される。 また、 レ ンチキユラ一レンズ 4 1 2に略平行光として入射する緑光 4 1 9 , 4 0 9、 4 2 0についてみると、 レンチキユラ一レンズ 4 1 2の焦点位置は レンチキュラーレンズ 4 1 5の位置にあるから、 これらの光はレンチキ ユラ一レンズ 4 1 5の表面中心部に集光せしめられる。 赤光、 青光もそ れぞれの主光線 4 0 8， 4 1 0と平行な光としてレンチキユラ一レンズ 4 1 2に入射するから、 これらの光はレンチキュラーレンズ 4 1 5の表 面上の、 上記緑光の集光位置と隣り合う位置にそれぞれ集光せしめられ る。

第 3のレンチキュラーレンズシート 4 2 3は、 一方の面に多数のレン チキユラ一レンズ 4 2 1を有し、 他方の面を平面とし、 レンチキユラ一 レンズ 4 2 1に着色層 4 2 2が形成されて構成される。 そして、 レンチ キユラ一レンズ 4 2 1の形成面側を第 2のレンチキユラ一レンズシー卜 4 1 4側にして配置される。

レンチキユラ一レンズ 4 2 1は、 前記レンチキユラ一レンズ 4 1 2 , 4 1 5と同じく、 入射光に対して水平方向に屈折作用を与えるように並 列されている。 レンチキュラーレンズ 4 2 1のピッチはレンチキュラー レンズ 4 1 2， 4 1 5のピッチと同一である必要はなく、 また、 レンチ キユラ一レンズ 4 2 1をレンチキユラ一レンズ 4 1 5に一対一に対応す るように配置する必要もない。 本実施の形態では、 レンチキュラーレン ズ 4 2 1のピッチを、 レンチキュラーレンズ 4 1 5のピッチに対して十 分小さく設定する。

着色層 4 2 2は、 染料や微細な顔料を混合又は分散含有させることで 着色されている。 一方、 レンチキュラーレンズ 4 2 1を形成した基板は 、 このような直色がされていないか、 又は着色層 4 2 2より薄く着色さ れている。 この結果、 着色層 4 2 2の光線透過率は、 基板の光線透過率 より低い値を有する。

画像投射部 4 0 7からの光は、 第 3のレンチキュラーレンズシ一ト 4 2 3で水平方向に拡散される。 従って、 第 3のレンチキュラーレンズシ ート 4 2 3を広視野角化が可能な拡散手段として用いることができる。 以上の 3原色画像投写部 4 0 7と、 フレネルレンズ 4 1 1と、 第 1 , 第 2のレンチキユラ一レンズシート 4 1 3， 4 1 4と、 第 3のレンチキ ユラ一レンズシート 4 2 3とは、 第 3のレンチキュラーレンズシ一ト 4 2 3を外表面の一部とする図示しない筐体内に設置される。

観察者側に最も近い第 3のレンチキュラーレンズシート 4 2 3に外光 が入射した場合を考える。 着色層 4 2 2に達した外光のうち、 着色層 4 2 2に小さな入射角で入射した光は着色層 4 2 2を通り抜けて筐体内で 吸収され、 再度着色層 4 2 2に戻って観察者に観察されることはない。 また、 着色層 4 2 2に大きな入射角で入射した光は、 着色層 4 2 2と空 気層との界面で全反射を繰り返しながら着色層 4 2 2内を通過したのち 、 観察者側に射出される。 ところが、 着色層 4 2 2内の光路中でほとん どの光は吸収されるため、 観察者側に戻る光はごくわずかとなる。 以上 により、 環境に左右されることなく、 常に締まった黒を提供することが 出来る。 一方、 画像投射部 4 0 7から第 3のレンチキュラーレンズシ一 ト 4 2 3に入射する各色光の主光線は互いに略平行であるので、 第 3の レンチキュラーレンズシート 4 2 3から射出される各色光の出射角度分 布は同じになる。 従って、 観察者にはカラーシェーディングのない均一 な色を再現した画像を提供できる。 なお、 映像光も着色層 4 2 2を通過 するが、 映像光の着色層 4 2 2内の光路長は、 外光のそれに比べて極め て短くなるので、 映像光の強度の低下は実用上問題にならない。

以上の構成では、 カラーシェ一ディング除去手段である第 1のレンチ キユラ一レンズシ一卜 4 1 3の各レンチキユラ一レンズ 4 1 2は、 照明 レンズ 4 0 4、 4 0 5、 4 0 6の各出射瞳像を対向して配置されたレン チキユラ一レンズ 4 1 5上の異なる位置に形成する。 このとき、 3つの 色光の光源像 （出射瞳像） が各レンチキュラーレンズ 4 1 5の幅 （ 1ピ ツチ） 内に収まるように、 レンチキュラーレンズ 4 1 2とレンチキユラ 一レンズ 4 1 5との間隔 （あるいは、 第 1， 第 2のレンチキュラーレン ズシート 4 1 3 , 4 1 4の厚み） とレンチキュラーレンズ 4 1 5の幅が 決定される。

仮に、 レンズのピッチを変えずにレンチキユラ一レンズ 4 1 2とレン チキユラ一レンズ 4 1 5との間隔を小さくすれば各レンチキユラ一レン ズ 4 1 2の焦点距離を短くする必要がある。 この場合、 レンチキュラー レンズ 4 1 5上に形成される像は小さくできるが、 出射光の広がり角が 大きくなるので、 第 3のレンチキュラーレンズシート 4 2 3の入射側の 面で全反射されたり、 必要な視野角よりも出射角度が大きくなりすぎた りして、 所望する明るさの表示画像が得られなくなる。

一方、 レンズのピッチを変えずにレンチキュラーレンズ 4 1 2とレン チキユラ一レンズ 4 1 5との間隔を大きくすればレンチキュラーレンズ 4 1 2の焦点距離を長くする必要がある。 この場合、 レンチキユラ一レ ンズ 4 1 5上に形成される像は大きくなるので、 対応するレンチキユラ 一レンズ 4 1 5に入射せずに隣りのレンズに入射して （迷光）、 光損失 を生じる可能性がある。

従って、 照明レンズ 4 0 4、 4 0 5、 4 0 6の出射瞳像の大きさとそ れぞれの間隔、 照明レンズ 4 0 4、 4 0 5、 4 0 6から第 1のレンチキ ユラ一レンズシ一ト 4 1 3までの距離、 レンチキュラーレンズ 4 1 2， 4 1 5のピッチと焦点距離、 及び第 3のレンチキユラ一レンズシ一ト 4 2 3の入射角に対する光透過率特性を把握して、 最も光利用特性の優れ た構成をとることが望ましい。

さらに、 レンチキユラ一レンズ 4 1 5上に十分小さく光源像を形成で きる場合には、 光源像が形成されない、 隣り合うレンチキュラーレンズ 4 1 5間の領域に光吸収層であるブラックストライプを形成しても良い 。 これにより、 迷光による混色など画質劣化要因を確実に取り除くこと が出来る。

上記の例では、 カラ一シェーディング除去手段は、 2枚のレンチキュ ラーレンズシート 4 1 3， 4 1 4で構成されているが、 実施の形態 1， 2に示したように、 両面にレンチキュラーレンズが形成された 1枚のレ ンチキユラ一レンズシートを用いることも可能である。

本実施の形態に示した第 3のレンチキュラーレンズシ一ト 4 2 3は、 実施の形態 1、 2の光拡散手段と比較して、 外光によってやや画質劣化 されやすい傾向がある。 しかしながら、 実施の形態 1のビーズタイプ拡 散パネル 2 2 4と比較して、 水平方向と垂直方向の視野角を独立して設 定することが出来る。 また、 第 3のレンチキユラ一レンズシート 4 2 3 は、 実施の形態 1、 2の光拡散手段と比較して、 押し出し成形等で安価 に製造できることが最大の長所である。 従って、 本実施の形態 3によれ ば、 特に画像表示装置に明るさ余裕がない場合でも高画質化を比較的安 価に実現できる。

以上に述べた実施の形態 1〜 3では C R Tを用いて画像表示を行って いるが、 本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、 液晶等のラ ィトバルブを用いて画像表示を行なうことも可能である。 また、 奥行き方向の寸法が小さくなるように、 3原色画像投写部と透 過型スクリーンとの間に反射ミラーを設置しても良い。

以上に説明した実施の形態は、 いずれもあくまでも本発明の技術的内 容を明らかにする意図のものであって、 本発明はこのような具体例にの み限定して解釈されるものではなく、 その発明の精神と請求の範囲に記 載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、 本発明を広義 に解釈すべきである。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 入力信号に応じて画像表示を行なう画像表示装置と、 前記画像表 示装置の画像を拡大投写する照明レンズとからなる画像投射部を、 赤、 緑、 青の各色に対応して 3組有し、 これらを同一水平面内に配置した 3 原色画像投写部と、 前記 3原色画像投写部によって投写される各色光に よる画像を重畳して映し出す透過型スクリーンとを備えた背面投写型画 像表示装置であって、

前記透過型スクリーンは、 前記 3原色画像投写部側から順に、 前記各画像投射部からの所定の拡がり角度をもった入射光をテレセン トリックな光に変換して出射するコリメート手段と、

前記コリメ一ト手段からの入射光を水平面内において収束する入射側 レンチキュラーレンズを入射面に備え、 出射面には前記入射側レンチキ ユラ一レンズと一対一に対応する出射側レンチキュラーレンズを備え、 前記コリメート手段を経た前記画像投写部からの各色光の主光線を互い に略平行にして出射するカラ一シエーディング除去手段と、

透明な材料からなる基板シートの入射面上に透明な材料からなる複数 の微小ビーズが配置され、 前記基板シ一トと前記微小ビーズと間に光透 過部が形成され、 前記光透過部を除く前記基板シートの入射側の面が不 透明な結合剤で覆われてなる光拡散手段と、

を有することを特徴とする背面投写型画像表示装置。

2 . 入力信号に応じて画像表示を行なう画像表示装置と、 前記画像表 示装置の画像を拡大投写する照明レンズとからなる画像投射部を、 赤、 緑、 青の各色に対応して 3組有し、 これらを同一水平面内に配置した 3 原色画像投写部と、 前記 3原色画像投写部によって投写される各色光に よる画像を重畳して映し出す透過型スクリーンとを備えた背面投写型画 像表示装置であって、

前記透過型スクリーンは、 前記 3原色画像投写部側から順に、 前記各画像投射部からの所定の拡がり角度をもつた入射光をテレセン トリックな光に変換して出射するコリメ一ト手段と、

前記コリメ一卜手段からの入射光を水平面内において収束する入射側 レンチキュラーレンズを入射面に備え、 出射面には前記入射側レンチキ ユラ一レンズと一対一に対応する出射側レンチキュラーレンズを備え、 前記コリメート手段を経た前記画像投写部からの各色光の主光線を互い に略平行にして出射するカラーシェ一ディング除去手段と、

前記カラーシエーディング除去手段からの入射光を水平面内において 収束するレンチキュラーレンズを入射面に備え、 前記入射光が収束され る位置及びその近傍を除く領域に、 光を吸収する特性を有する材料から なるブラックストライプを備え、 更に、 光拡散材料を含む材料からなる 光拡散層を備える光拡散手段と、

を有することを特徴とする背面投写型画像表示装置。

3 . 入力信号に応じて画像表示を行なう画像表示装置と、 前記画像表 示装置の画像を拡大投写する照明レンズとからなる画像投射部を、 赤、 緑、 青の各色に対応して 3組有し、 これらを同一水平面内に配置した 3 原色画像投写部と、 前記 3原色画像投写部によって投写される各色光に よる画像を重畳して映し出す透過型スクリーンとを備えた背面投写型画 像表示装置であって、

前記透過型スクリーンは、 前記 3原色画像投写部側から順に、 前記各画像投射部からの所定の拡がり角度をもつた入射光をテレセン トリックな光に変換して出射するコリメート手段と、

前記コリメ一ト手段からの入射光を水平面内において収束する入射側 レンチキュラーレンズを入射面に備え、 出射面には前記入射側レンチキ ユラ一レンズと一対一に対応する出射側レンチキユラ一レンズを備え、 前記コリメート手段を経た前記画像投写部からの各色光の主光線を互い に略平行にして出射するカラ一シエーディング除去手段と、

前記カラーシエーディング除去手段からの入射光を水平面内において 収束するレンチキユラ一レンズを入射面に備えた基板と、 前記レンチキ ユラ一レンズの少なくとも入射面の近傍に形成された着色層とを備え、 前記基板の材料は着色されていないか又は前記着色層より薄く着色され ている光拡散手段と、

を有することを特徴とする背面投写型画像表示装置。

4 . 前記コリメート手段はフレネルレンズシートであり、 その焦点距 離は前記コリメ一卜手段から前記画像投写部までの距離とほぼ等しい請 求項 1〜 3のいずれかに記載の背面投写型画像表示装置。

5 . 前記カラーシエーディング除去手段の前記出射側レンチキュラー レンズは、 ほぼ前記入射側レンチキュラーレンズの結像位置に配置され ている請求項 1〜 3のいずれかに記載の背面投写型画像表示装置。

6 . 前記カラ一シエーディング除去手段の前記出射側レンチキュラー レンズの焦点距離は、 前記入射側レンチキユラ一レンズまでの距離とほ ぼ等しい請求項 1〜 3のいずれかに記載の背面投写型画像表示装置。

7 . 前記カラーシエーディング除去手段の前記出射側レンチキュラー レンズは、 対応する前記入射側レンチキユラ一レンズが形成する前記 3 原色画像投写部の結像範囲を包含する水平方向幅を有する請求項 1〜 3 のいずれかに記載の背面投写型画像表示装置。

8 . 前記カラーシエーディング除去手段の前記出射側レンチキユラ一 レンズの水平方向幅は、 前記入射側レンチキュラーレンズの水平方向幅 より小さく、 隣り合う前記出射側レンチキュラーレンズの間に光吸収剤 が付与されている請求項 1〜 3のいずれかに記載の背面投写型画像表示

9 . 前記カラ一シェーディング除去手段は、 一方の面に前記入射側レ ンチキユラ一レンズを、 他方の面に前記出射側レンチキユラ一レンズを それぞれ備えたレンチキュラーレンズシ一トである請求項 1〜 3のいず れかに記載の背面投写型画像表示装置。