JP2007140248A - Image display screen and image display device - Google Patents
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Abstract
【課題】スペクトル幅が狭い光源を用いたプロジェクターに関して、スペックルノイズを除去し、かつ外光照明下でも自然で鮮やかな色表示が可能な画像表示スクリーンおよび画像表示装置を提供すること。
【解決手段】ペクトル幅の狭い光源からの光を変調した画像を表示するスクリーンに、主拡散層と、光の入出射両側に主拡散層と分離された副拡散層を有し、主拡散層と副拡散層との間隔dが、光源の出力ピーク波長λと出力波長半値幅Δλに対して、d×Δλ>λ2、d<5mmの関係を有する。また主拡散層から視聴者側に、550〜610nmに吸収ピークを有する選択光吸収層を有する。本構成によれば、スペクトル幅の狭い光源を用いた場合に生じるスペックルノイズを除去し、高品位で色あせない画像を表示できる。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide an image display screen and an image display device that can eliminate speckle noise and can display natural and vivid colors even under external light illumination, for a projector using a light source with a narrow spectrum width.
A screen for displaying an image obtained by modulating light from a light source having a narrow spectrum width has a main diffusion layer and sub-diffusion layers separated from the main diffusion layer on both sides of the light entering and exiting, and the main diffusion layer And the sub-diffusion layer have a relationship of d × Δλ> λ 2 and d <5 mm with respect to the output peak wavelength λ and the output wavelength half width Δλ of the light source. Further, a selective light absorption layer having an absorption peak at 550 to 610 nm is provided on the viewer side from the main diffusion layer. According to this configuration, speckle noise generated when a light source having a narrow spectrum width is used can be removed, and a high-quality image that does not fade can be displayed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、光源からの光を変調して画像を表示する装置および表示装置のスクリーンに関するものである。 The present invention relates to an apparatus for displaying an image by modulating light from a light source and a screen of the display apparatus.
画像表示装置として、スクリーン上に画像を映し出すプロジェクションディスプレイ(プロジェクター)が普及している。プロジェクターは、光源からの光を液晶パネルなどの変調素子で変調し、変調された画像をスクリーンに投射する。従来、プロジェクターの光源にはランプ光源が用いられているが、ランプ光源は、寿命が短く、色再現領域が制限されるとともに、光利用効率が低いという問題点がある。 As an image display device, a projection display (projector) that projects an image on a screen has become widespread. The projector modulates light from a light source with a modulation element such as a liquid crystal panel, and projects the modulated image onto a screen. Conventionally, a lamp light source is used as a light source of a projector. However, the lamp light source has a short life, a limited color reproduction region, and low light use efficiency.
ランプ光源の問題を解決するため、プロジェクターの光源としてレーザ光源を用いることが試みられている。レーザ光源は、ランプに比べて寿命が長く、指向性が強いため光利用効率を高めやすい。また、レーザ光源は単色性を示すため、色再現領域が大きく、鮮やかな画像の表示が可能である。 In order to solve the problem of the lamp light source, an attempt has been made to use a laser light source as the light source of the projector. A laser light source has a longer life than a lamp and has high directivity, so that it is easy to improve the light utilization efficiency. Further, since the laser light source exhibits monochromaticity, the color reproduction area is large and a vivid image can be displayed.
しかしレーザ光源を用いたプロジェクターでは、レーザの干渉性が高いことから生じるスペックルノイズが問題となる。スペックルノイズとは、レーザ光がスクリーンで散乱される際に、散乱光同士が干渉することによって生じる微細なムラ状のノイズである。 However, in a projector using a laser light source, speckle noise caused by the high coherence of the laser becomes a problem. Speckle noise is fine uneven noise generated by interference of scattered light when laser light is scattered on a screen.
プロジェクターの投影画像を表示するスクリーンには、大きく分けて反射型と透過型がある。反射型スクリーンは、スクリーン前方から光を投写し、スクリーンの反射拡散面の反射光により画像を表示する。透過型スクリーンは、スクリーン背面から光を投写し、スクリーンの拡散透過光により画像を表示する。 Screens for displaying projection images of a projector are roughly classified into a reflection type and a transmission type. The reflective screen projects light from the front of the screen, and displays an image by the reflected light from the reflective diffusion surface of the screen. The transmissive screen projects light from the back of the screen, and displays an image by the diffuse transmitted light of the screen.
画像表示スクリーンでは、外光の映りこみが問題となる。透過型スクリーンでは、レンチキュラーレンズシートとブラックストライプからなる遮光部を設けたスクリーンが提案され、実用化されている。 In the image display screen, reflection of external light becomes a problem. As the transmissive screen, a screen provided with a light-shielding portion composed of a lenticular lens sheet and a black stripe has been proposed and put into practical use.
透過型スクリーンでは、フレネルレンズシートと前記したレンチキュラーレンズシートとブラックストライプと用いながら、好ましい光拡散特性を得るため、特許第3606862号公報ではシート毎の拡散部の分離、特開2002−236319号公報では拡散層の積層が提案されている。
これまでのプロジェクション方式の画像表示スクリーンおよび画像表示装置は、ランプ光源に最適化された遮光性および光拡散特性に対して数多くの提案がなされているが、レーザ光源等のスペクトル幅の狭い光源を用いた場合のスペックルノイズ対策や外光に対する色表示に関する提案はほとんどない。 Many projection-type image display screens and image display devices have been proposed for the light shielding and light diffusion characteristics optimized for the lamp light source. However, a light source with a narrow spectral width such as a laser light source has been proposed. There are few proposals for speckle noise countermeasures and color display for external light when used.
本発明は、スペクトル幅が狭い光源を用いたプロジェクターに関して、スペックルノイズを除去し、かつ外光照明下でも自然で鮮やかな色表示が可能な画像表示スクリーンおよび画像表示装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an image display screen and an image display device that can remove speckle noise and can display natural and vivid colors even under external light illumination, with respect to a projector using a light source with a narrow spectrum width. It is said.
前記課題を解決するために、スペクトル幅の狭い光源からの光を変調した画像を表示するスクリーンに、主拡散層と、光の入出射両側に主拡散層と分離された副拡散層を有し、主拡散層と副拡散層との間隔dが、光源の出力ピーク波長λと出力波長半値幅Δλに対して、d×Δλ>λ2、d<5mmの関係を有する。 In order to solve the above problems, a screen for displaying an image obtained by modulating light from a light source having a narrow spectral width has a main diffusion layer and sub-diffusion layers separated from the main diffusion layer on both sides of the light entering and exiting. The distance d between the main diffusion layer and the sub-diffusion layer has a relationship of d × Δλ> λ 2 and d <5 mm with respect to the output peak wavelength λ and the output wavelength half width Δλ of the light source.
本構成によれば、スペクトル幅の狭い光源を用いた場合に生じるスペックルノイズを除去し、高品位の画像を表示できる。 According to this configuration, speckle noise generated when a light source having a narrow spectrum width is used can be removed, and a high-quality image can be displayed.
本発明の画像表示スクリーンおよび画像表示装置によれば、スペックルノイズが除去された色鮮やかな高品位の画像を常に表示することができる。 According to the image display screen and the image display device of the present invention, it is possible to always display a colorful high-quality image from which speckle noise has been removed.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における画像表示スクリーンの概略断面図である。透過型画像表示スクリーン1は、画像光の入射側から、副拡散層11、分離層21、主拡散層10、分離層22、副拡散層12からなる。分離層22は、光吸収層16を含む構成となっている。画像投写装置2からスペクトル幅の狭い光源の光を変調した画像光をスクリーンに投写し、視聴者はスクリーンの像を図右から観察する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic sectional view of an image display screen according to Embodiment 1 of the present invention. The transmissive image display screen 1 includes a
本発明の画像光はRGB3色からなり、少なくとも1色の光源からの光は、色鮮やかな画像を形成するため、出力ピーク波長λとしたとき、出力波長半値幅Δλが10nm未満となっている。色鮮やかな画像を形成するため、好ましくは全ての色の光源の出力波長半値幅Δλが10nm未満となっている。 The image light of the present invention consists of three colors of RGB, and light from at least one color light source forms a colorful image. Therefore, when the output peak wavelength is λ, the output wavelength half-value width Δλ is less than 10 nm. . In order to form a colorful image, the output wavelength half-value width Δλ of light sources of all colors is preferably less than 10 nm.
分離層で隔てられた副拡散層11と主拡散層10の距離d1と、副拡散層12と主拡散層10の距離d2は、5mm未満であり、少なくも1色の光源出力波長λと出力波長半値幅Δλに対して、d×Δλ>λ2を満たす(d1、d2どちらも)。
The distance d1 between the
主拡散層と副拡散層の拡散効果は、光拡散剤の分散や表面の凹凸形状などから得られ、本発明では主拡散層の拡散が最も大きく、視聴者は主拡散層の拡散光を中心に画像を観察する。スペックルノイズは、レーザ光などの可干渉光が拡散体を通過および反射するとき、ランダムに散乱され、観察する面(網膜)で散乱波が重なり、きらきら輝く明暗の斑点模様が観察されることで生じる。本発明のスクリーンでは、拡散層を分離することにより各層で生じる散乱波の干渉性を低下させるとともに、主拡散層の拡散による最も大きいスペックルノイズを低減するように副拡散層が働く。 The diffusion effect of the main diffusion layer and the sub-diffusion layer is obtained from the dispersion of the light diffusing agent and the surface irregularity shape. In the present invention, the diffusion of the main diffusion layer is the largest, and the viewer mainly focuses on the diffusion light of the main diffusion layer. Observe the image. Speckle noise is randomly scattered when coherent light such as laser light passes through and reflects the diffuser, and the scattered wave overlaps on the surface to be observed (retina), and a bright and dark speckled pattern is observed. It occurs in. In the screen of the present invention, by separating the diffusion layers, the coherence of scattered waves generated in each layer is lowered, and the sub-diffusion layer works so as to reduce the largest speckle noise due to the diffusion of the main diffusion layer.
入射側副拡散層は、主拡散層を照明する画像光の角度分布が多様化し、主拡散層のスペックルパターンを多様化させ、ノイズを低減する。また出射側副拡散層は、主拡散層からの拡散光を重ね合わせることでスペックルパターンの重畳化によりノイズを低減する。 The incident side sub-diffusion layer diversifies the angular distribution of image light that illuminates the main diffusion layer, diversifies the speckle pattern of the main diffusion layer, and reduces noise. The emission side sub-diffusion layer reduces noise by superimposing the speckle pattern by superimposing the diffused light from the main diffusion layer.
主・副拡散層で生じる散乱波の干渉性を低減するため、本発明では拡散層の間隔d(d1、d2)は、d×Δλ>λ2を満たし、コヒーレンス長よりも間隔dを大きくすることで、各拡散層からの散乱波の合成で生じるスペックルノイズを低減する。 In order to reduce the coherence of scattered waves generated in the main and sub-diffusion layers, in the present invention, the distance d (d1, d2) between the diffusion layers satisfies d × Δλ> λ 2 and is larger than the coherence length. As a result, speckle noise generated by the synthesis of scattered waves from the respective diffusion layers is reduced.
拡散層を分離した場合、画像の焦点、多重化が問題となるが、本発明では主拡散層が副拡散層の間にあるため、画像光のピントを主拡散層に合わせることで主画像を形成し、両側の副拡散層の像と一緒に観察することで、画像の品質を保つことができる。主拡散層に主画像を形成した場合でも、拡散層間の距離dを5mm以上とした場合は、画像のボケが生じるためdは5mm未満とする。 When the diffusion layer is separated, the focus and multiplexing of the image becomes a problem. However, in the present invention, the main diffusion layer is located between the sub-diffusion layers, so that the main image is focused by adjusting the focus of the image light to the main diffusion layer. By forming and observing together with the images of the sub-diffusion layers on both sides, the image quality can be maintained. Even when the main image is formed on the main diffusion layer, if the distance d between the diffusion layers is 5 mm or more, the image is blurred, so d is less than 5 mm.
本発明の画像表示スクリーンは、前記構成とすることにより、スペックルノイズが除去された色鮮やかで高品位な画像を提供することができる。 The image display screen of the present invention can provide a colorful and high-quality image from which speckle noise has been removed by adopting the above-described configuration.
主拡散層と副拡散層の拡散度を表すヘーズ値Hm、Hsが、40%<Hs<Hmであることが好ましい。ヘーズ値は、拡散透過率を全光線透過率で割った値である。主拡散層は、拡散効果が最も高くヘーズ値は、副拡散層に比べて大きい。拡散層のヘーズ値が40%以下の場合、拡散度が低く十分に画像を映し出すことができないため、副拡散層のヘーズ値も40%以上であることが求められる。 The haze values Hm and Hs representing the diffusivities of the main diffusion layer and the sub-diffusion layer are preferably 40% <Hs <Hm. The haze value is a value obtained by dividing the diffuse transmittance by the total light transmittance. The main diffusion layer has the highest diffusion effect and the haze value is larger than that of the sub-diffusion layer. When the haze value of the diffusion layer is 40% or less, the diffusivity is low and a sufficient image cannot be displayed. Therefore, the haze value of the sub-diffusion layer is also required to be 40% or more.
透過型スクリーン1の拡散層のヘーズ値は、主拡散層85%、副拡散層(11、12ともに)64%であり、高品位の画像を検出することができた。透過型スクリーン1では、副拡散層に片面に拡散剤をコーティングし凹凸がある拡散フィルムを用いコーティング面を表面となるようにし、主拡散層には拡散剤を充填した厚み1.5mmの拡散板を用いた。 The haze value of the diffusion layer of the transmissive screen 1 was 85% for the main diffusion layer and 64% for the sub-diffusion layer (both 11 and 12), and a high-quality image could be detected. In the transmission screen 1, a diffusion plate having a thickness of 1.5 mm, in which a sub-diffusion layer is coated with a diffusing agent on one side and a diffusion film having irregularities is used so that the coating surface becomes the surface, and the main diffusing layer is filled with the diffusing agent. Was used.
分離層は、透明樹脂材料などから形成され、主・副拡散層の間隔を保っている。分離層は、接着剤などで拡散層と接着されている。また間隔を保てれば、空気層としてもよい。また実施の形態1のように光吸収層の機能を有し、特定の波長光を吸収する色素や顔料を含んでもよい。 The separation layer is formed of a transparent resin material or the like, and keeps the distance between the main and sub-diffusion layers. The separation layer is bonded to the diffusion layer with an adhesive or the like. Further, an air layer may be used as long as the interval is maintained. Further, as in the first embodiment, a dye or pigment that has a function of a light absorption layer and absorbs light of a specific wavelength may be included.
副拡散層は、3層以上用いてもよく、3層以上の場合副拡散層間も分離層で分離されている。 Three or more sub-diffusion layers may be used, and in the case of three or more layers, the sub-diffusion layers are also separated by a separation layer.
画像表示スクリーンは、主拡散層の観察者側に可視光吸収波長ピークが550〜610nmである選択光吸収層を有することが好ましい。スクリーン1では、光吸収層16に可視光吸収波長ピークが550〜610nmである色素が拡散されており、選択光吸収層として機能している。選択光吸収層は、スクリーンに外光が映り込み画像品質が低下することを防ぐ。特に、蛍光灯や電球の照明光によって色褪せた画像となるのを防ぐ。照明光が混入することにより画像の色は、混色による白色化と色温度の低下が生じる。選択光吸収層は、視感度の高い550〜610nmの光を吸収することによって黒い画像が明るくなることを防ぐとともに、色温度の維持を可能とする。照明光があると、色温度が低下し画像が黄ばむが、選択光吸収層は黄色〜橙色の光を選択的に吸収するため、この黄ばみを防ぐことができる。
The image display screen preferably has a selective light absorption layer having a visible light absorption wavelength peak of 550 to 610 nm on the observer side of the main diffusion layer. In the screen 1, a dye having a visible light absorption wavelength peak of 550 to 610 nm is diffused in the
画像表示スクリーンは、主拡散層の観察者側に可視短波〜紫外吸収層を有することが好ましい。スクリーン1では、光吸収層16を構成する樹脂材料が430nmよりも短波の光を吸収し、可視短波〜紫外吸収層として機能している。具体的に可視短波〜紫外光とは、視感度が0.02未満で波長が300nm以上の光を指し、可視短波〜紫外吸収層は前記波長を吸収する。可視短波〜紫外吸収層は、視感度が低く有害な光が投写光および外光から視聴者に届くのを防ぐとともに、外光による色ずれを防ぐ。
The image display screen preferably has a visible short wave to ultraviolet absorption layer on the observer side of the main diffusion layer. In the screen 1, the resin material constituting the
画像表示スクリーンは、主拡散層の観察者側に可視長波〜近赤外吸収層を有することが好ましい。スクリーン1では、光吸収層16に670nmよりも長波長の光を吸収する色素が拡散されており、可視長波〜近赤外吸収層として機能している。具体的に可視長波〜近赤外光とは、700〜1300nm前後の波長の光であり、白熱電球などに多く含まれる。可視長波〜近赤外吸収層は前記波長を吸収し、白熱電球の照明下で特に大きい画像の色温度の低下を防ぐ。特に画像表示装置の光源にSHGレーザ光源を用いた場合、基本波である近赤外光を可視長波〜近赤外吸収層により吸収し、視聴者に届くのを遮断する役割を果たす。
The image display screen preferably has a visible long wave to near infrared absorption layer on the viewer side of the main diffusion layer. In the screen 1, a dye that absorbs light having a wavelength longer than 670 nm is diffused in the
透過型画像表示スクリーン1では、光吸収層16が、選択光吸収層、可視短波〜紫外吸収層と可視長波〜近赤外吸収層を兼ねていたが、別々の層に機能を分離して、3層構造としてもよい。実施の形態1では、光吸収層を主拡散層と入射側副拡散層の間に設けたが、主拡散層よりも観察者側に設ければよく、最表面に持ってきてもよい。また入射側副拡散層に、選択光吸収層、可視短波〜紫外吸収層、可視長波〜近赤外吸収層の機能を付与しても構わない。
In the transmissive image display screen 1, the
視聴者への外光の影響をより少なくするためには、画像表示スクリーンの視聴者側の表面にARコートを付与することが好ましい。 In order to reduce the influence of external light on the viewer, it is preferable to provide an AR coat on the viewer-side surface of the image display screen.
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2における画像表示スクリーンの断面と画像表示装置の構成の概略図である。図1と同じ構成要素については、同じ符号を用い説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a schematic diagram of a cross section of an image display screen and a configuration of an image display device according to Embodiment 2 of the present invention. The same components as those in FIG. 1 will be described using the same reference numerals.
波された後、ビーム偏向手段31、光インテグレータ32を経て、変調素子33に導かれる。変調素子33では、画像表示のための変調を行い、変調された画像光が投写レンズ34により透過型画像表示スクリーン100に映し出される。 After being waved, the light is guided to the modulation element 33 through the beam deflecting means 31 and the optical integrator 32. The modulation element 33 performs modulation for image display, and the modulated image light is projected on the transmissive image display screen 100 by the projection lens 34.
ビーム偏向手段はビーム角度を時間的に制御し角度変化を与えることで、光インテグレータと合わせて、ビーム強度分布の矩形均一化とスペックルノイズの低減を行う。レーザ光源r、g、bは、順次に出射され変調素子33を時間分割して使用し、スクリーン上で時間平均的加法混色することでカラー画像を表示する。実施の形態2の変調素子33は、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)からなる反射型2次元変調素子を用いている。 The beam deflection means controls the beam angle temporally to give a change in angle, and in combination with the optical integrator, makes the beam intensity distribution rectangular and reduces speckle noise. The laser light sources r, g, and b are sequentially emitted and used by dividing the modulation element 33 in time, and display a color image by time-average additive color mixing on the screen. The modulation element 33 of the second embodiment uses a reflection type two-dimensional modulation element made of a digital micromirror device (DMD).
色鮮やかな画像を表示するため、RGB3色の独立光源r、g、bの出力波長半値幅Δλは、10nm未満であるとともに、加法混色により様々な色を表示するため、r、g、bの出力ピーク波長λr、λg、λbは、620nm<λr<670nm、500nm<λg<550nm、430nm<λb<480nm、であることを特徴としている。本発明の画像表示装置は、前記するRGB3色の独立光源を有するため色鮮やかでかつ広い色範囲を表示することができる。 In order to display a colorful image, the output wavelength half-value width Δλ of the independent light sources r, g, and b of RGB three colors is less than 10 nm, and various colors are displayed by additive color mixing. The output peak wavelengths λr, λg, and λb are characterized by 620 nm <λr <670 nm, 500 nm <λg <550 nm, and 430 nm <λb <480 nm. Since the image display apparatus of the present invention has the above-described independent light sources of three colors of RGB, it can display a vivid and wide color range.
特に実施の形態2の画像表示装置の光源は、レーザ光源であるため単色性に優れ、非常に彩度の高い3原色を表示することができる。 In particular, since the light source of the image display apparatus according to the second embodiment is a laser light source, it has excellent monochromaticity and can display three primary colors with very high saturation.
RGB各光源の出力ピーク波長が、625nm<λr<660nm、510nm<λg545nm、435nm<λb<470nmであり、各光源波長の半値幅Δλが5nm未満であることがより好ましい。このとき、人間が目にする物体色のほとんどを表示することができかつ、各光源の視感度が低くなることを避けることができる。実施の形態2の各色のレーザ光源波長は、λr:639nm、λg:532nm、λb:454nmであり、各半値幅は、Δλr:1.4nm、Δλg:0.2nm、Δλb:3.6nm、であった。r,bのレーザ光源は半導体レーザ、gのレーザ光源は1064nmを基本波としたSHGレーザである。図3に画像表示装置Aの色表示範囲を示す色度図を示す。代表的な画像表示装置であるCRTの表示色範囲であるsRGB規格の色範囲を比較のため示す。画像表示装置Aは、CRTに比べ非常に広い色範囲が表示できることがわかる。また3色の光源による視感度(刺激値)が低くならずに同じ明るさを表示するときのエネルギーロスを避けることができる。 More preferably, the output peak wavelengths of the RGB light sources are 625 nm <λr <660 nm, 510 nm <λg545 nm, 435 nm <λb <470 nm, and the half-value width Δλ of each light source wavelength is less than 5 nm. At this time, most of the object colors seen by humans can be displayed, and the visibility of each light source can be prevented from being lowered. The laser light source wavelengths of the respective colors in the second embodiment are λr: 639 nm, λg: 532 nm, and λb: 454 nm, and the half-value widths are Δλr: 1.4 nm, Δλg: 0.2 nm, and Δλb: 3.6 nm. there were. The laser light sources r and b are semiconductor lasers, and the laser light source g is an SHG laser having a fundamental wave of 1064 nm. FIG. 3 is a chromaticity diagram showing the color display range of the image display apparatus A. A color range of the sRGB standard, which is a display color range of a CRT that is a typical image display device, is shown for comparison. It can be seen that the image display apparatus A can display a very wide color range compared to the CRT. Further, it is possible to avoid energy loss when displaying the same brightness without lowering the visibility (stimulus value) by the three color light sources.
本発明のレーザ光源は、半導体レーザ、固体レーザ、気体レーザ、およびこれらの波長変換をしたSHGレーザを用いることができる。特にSHGレーザは、近赤外光を波長変換することにより、様々な波長のレーザ発振が可能となり、多様な色表示が可能となることから画像表示装置の光源として好ましい。 As the laser light source of the present invention, a semiconductor laser, a solid-state laser, a gas laser, and an SHG laser obtained by converting these wavelengths can be used. In particular, the SHG laser is preferable as a light source for an image display device because it can oscillate various wavelengths by converting the wavelength of near-infrared light and can display various colors.
透過型画像表示スクリーン100は、光入射側から副拡散層13、フレネルレンズシート23、レンチキュラーレンズシート24、ブラックストライプ層25、主拡散層10、分離層21、副拡散層14、光吸収層16からなる。視聴者は、透過型画像表示スクリーンの透過拡散光を図右から観察する。
The transmissive image display screen 100 includes a
スクリーン100では、フレネルレンズシート23により画像光を略平行化し、水平方向に並んだレンチキュラーレンズシートにより水平方向に発散する。ブラックストライプ層は、レンチキュラーレンズの焦点面近傍に設けられ、外光を吸収するとともに投写光のみを通過させるストライプ状の遮光層であり、明所コントラストを向上させる。本発明のスクリーンでは、レンチキュラーレンズシートとブラックストライプ層は入射側副拡散層と主拡散層の分離層の効果を兼ねるとともに、明所コントラストを向上させる効果を持つ。ブラックストライプ層の外光吸収効果を高めて、遮光部の面積を広く取るため、本発明では主拡散層よりも画像光の入射光側に設けられる。
In the screen 100, the image light is made substantially parallel by the
スクリーン100の入射側副拡散層と主拡散層の間隔d1と、主拡散層と出射側副拡散層の間隔d2は、d1=d2=3mmであり、d<5mmでありかつRGB全ての波長に対してd×Δλ>λ2を満たし、スペックルノイズがなく高品位の画像を表示することができた。 The distance d1 between the incident side sub-diffusion layer and the main diffusion layer and the distance d2 between the main diffusion layer and the emission side sub-diffusion layer of the screen 100 are d1 = d2 = 3 mm, d <5 mm, and all the wavelengths of RGB. meet the d × Δλ> λ 2 in contrast, it was possible to display a high-quality image without speckle noise.
スクリーン100の拡散層のヘーズ値は、主拡散層85%、入射側副拡散層65%、出射側副拡散層75%であり、主拡散層は厚み1.5mmの拡散板、各副拡散層は厚み0.5mmの拡散板を用いた。全ての拡散層のヘーズ値が40%以上であるとともに、主拡散層のヘーズ値が最も高く、十分な拡散効果からスペックルノイズを除去すると共に、広い垂直視野角と主拡散層を中心とした画像を表示することができた。 The haze value of the diffusion layer of the screen 100 is 85% of the main diffusion layer, 65% of the incident-side sub-diffusion layer, and 75% of the emission-side sub-diffusion layer. The main diffusion layer is a diffusion plate having a thickness of 1.5 mm and each sub-diffusion layer. Used a diffusion plate having a thickness of 0.5 mm. The haze value of all the diffusion layers is 40% or more, the haze value of the main diffusion layer is the highest, the speckle noise is removed from the sufficient diffusion effect, and the wide vertical viewing angle and the main diffusion layer are the center. The image could be displayed.
光吸収層16は、実施の形態1と同じく、選択光吸収層、可視短波〜紫外吸収層、可視長波〜赤外吸収層の効果を併せ持つ。画像表示装置Aは、Δλが5nm未満であり、510nm<λg<545nm、625nm<λr<660nmを満たし、GとRのスペクトルが分離されかつ間隔が広いため、選択光吸収層の吸収波長域が広くとも投写光の吸収が起こらず、良好な選択光吸収ができる。またBlueの光源波長が435nm<λb<470nmの場合は、470nm〜510nmの光を吸収する層を付加してもよい。
As in the first embodiment, the
光吸収層16は、ブラックストライプ層25と合わせて用いることで、いかなる照明下でもコントラストが高く、色あせない画像を提供することができる。
By using the
(実施の形態3)
図4は本発明の実施の形態3における画像表示スクリーンの断面図である。図1と同じ構成要素については、同じ符号を用い説明する。反射型画像表示スクリーン200は、表面から、光吸収層16、副拡散層11、分離層21、反射型主拡散層15からなる。画像投写装置2から波長幅の狭く色鮮やかな波長半値幅Δλ=10nm未満の光源の光を変調した画像光をスクリーンに投写し、主に主拡散層で反射された光により視聴者はスクリーンの像を図右から観察する。画像光は、副拡散層で拡散された後、主拡散層で反射され、再度副拡散層を通過して拡散作用を受け、視聴者に届き、1層の副拡散層が入射側副拡散層と出射側副拡散層を兼ねている。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a sectional view of an image display screen according to Embodiment 3 of the present invention. The same components as those in FIG. 1 will be described using the same reference numerals. The reflective image display screen 200 includes a
反射型主拡散層15は反射拡散面からなり光を反射拡散させる。反射型主拡散層には、ランプ光源のフロントプロジェクターで用いられるビーズ状やマット状のスクリーン材質を用いることができる。副拡散層11は、透過型の拡散板や拡散フィルムからなり、主に透過拡散させる効果をもつが、一部の画像光を反射して反射拡散させてもよい。
The reflection type
反射型画像表示スクリーン200は、具体的に、副拡散層はヘーズ値65%の樹脂製拡散板(0.5mmt)からなり、反射型主拡散層はビーズ状スクリーン、分離層は2mmtの透明樹脂板からなり主拡散層と副拡散層に接着され間隔d(2mm)を保っている。反射型主拡散層のヘーズ値は、反射拡散光と全光線反射率の比を用いて求めた結果、93%であった。また画像光の出力波長半値幅Δλに対し、d×Δλ>λ2を満たす。 Specifically, in the reflective image display screen 200, the sub-diffusion layer is made of a resin diffusion plate (0.5 mmt) having a haze value of 65%, the reflective main diffusion layer is a bead-shaped screen, and the separation layer is a transparent resin of 2 mmt. It is made of a plate and is adhered to the main diffusion layer and the sub-diffusion layer to keep a distance d (2 mm). The haze value of the reflective main diffusion layer was 93% as a result of obtaining using the ratio between the reflected diffused light and the total light reflectance. The relative output wavelength half-width [Delta] [lambda] of the image light, satisfies the d × Δλ> λ 2.
反射型画像表示スクリーンは、各拡散層の拡散効果も大きく、d×Δλ>λ2を満たしているため、色鮮やかなスペクトル幅の狭い光線で生じるスペックルノイズを除去することができる。実施の形態2と同じく、レーザ光源を用いた場合、本発明のスクリーンはスペックルノイズを除去できるため非常に適する。またd<5mmであり、主拡散層のヘーズ値が副拡散層よりも高いため、高品位の画像を提供できる。 The reflection type image display screen has a large diffusion effect of each diffusion layer and satisfies d × Δλ> λ 2 , so that speckle noise generated by a light beam having a bright and narrow spectral width can be removed. As in Embodiment 2, when a laser light source is used, the screen of the present invention is very suitable because it can remove speckle noise. Further, since d <5 mm and the haze value of the main diffusion layer is higher than that of the sub-diffusion layer, a high-quality image can be provided.
光吸収層16は、透過型画像表示スクリーン1と同様に、選択光吸収層、可視短波〜紫外吸収層、可視長波〜赤外吸収層の効果を併せ持ち、照明光により画像の色が褪せることを防ぐことができる。光吸収層に用いる材料は、特定領域の波長を吸収できれば、有機、無機それぞれの材料を用いることができる。
Similar to the transmissive image display screen 1, the
本発明の画像表示スクリーンは、画像投写装置の画像光が視聴者に観察できればよく、平面状でなくとも、曲面状でもよく、形態も長方形などに限られない。 The image display screen of the present invention only needs to allow the viewer to observe the image light of the image projection device, and may not be flat but curved, and the shape is not limited to a rectangle.
本発明の画像表示装置の変調手段は特に実施の形態に限定されず、透過型変調素子でもよく、またRGB3色に対し各色に変調素子を設けてもよい。また光源の出力を変調して、画像光の変調手段としてもよい。また画像投写装置の光学系なども特に実施の形態に限定されない。 The modulation means of the image display apparatus of the present invention is not particularly limited to the embodiment, and may be a transmission type modulation element, or a modulation element may be provided for each of the three colors of RGB. Further, the output of the light source may be modulated as image light modulating means. The optical system of the image projection apparatus is not particularly limited to the embodiment.
本発明の画像表示スクリーンおよび画像表示装置は、動画や静止画などの表示および表示装置として利用することができる。 The image display screen and the image display device of the present invention can be used as a display and display device for moving images and still images.
1,100 透過型画像表示スクリーン
2 画像表示装置
10 主拡散層
11,12,13,14 副拡散層
15 反射型主拡散層
16 光吸収層
21,22 分離層
23 フレネルレンズシート
24 レンチキュラーレンズシート
25 ブラックストライプ層
31 ビーム偏向手段
32 光インテグレータ
33 変調素子
34 投写レンズ
200 反射型画像表示スクリーン
A 画像表示装置
r 赤色レーザ光源
g 緑色レーザ光源
b 青色レーザ光源
d 主拡散層と副拡散層の間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Transmission-type image display screen 2
Claims (11)
主拡散層と、主拡散層の光の入出射両側に主拡散層と分離された副拡散層を有し、
主拡散層と副拡散層との間隔dはd<5mmであり、
少なくとも1色の光源の出力ピーク波長λと出力波長半値幅Δλに対して、
d×Δλ>λ2、Δλ<10nm
を満たすことを特徴とする画像表示スクリーン。 In an image display screen that projects an image obtained by modulating light from a light source,
A main diffusion layer, and a sub-diffusion layer separated from the main diffusion layer on both sides of light entering and exiting the main diffusion layer;
The distance d between the main diffusion layer and the sub-diffusion layer is d <5 mm,
For the output peak wavelength λ and the output wavelength half width Δλ of the light source of at least one color,
d × Δλ> λ 2 , Δλ <10 nm
An image display screen characterized by satisfying
40%<Hs<Hmであることを特徴とする請求項1記載の画像表示スクリーン。 The haze values Hm and Hs of the main diffusion layer and the sub-diffusion layer are
The image display screen according to claim 1, wherein 40% <Hs <Hm.
主拡散層よりも観察者側に選択光吸収層を有し、
前記選択光吸収層の可視光吸収波長ピークが550〜610nmであることを特徴とする画像表示スクリーン。 The image display screen according to claim 1 or 2,
It has a selective light absorption layer on the viewer side from the main diffusion layer,
An image display screen, wherein the selective light absorption layer has a visible light absorption wavelength peak of 550 to 610 nm.
主拡散層よりも観察者側に可視短波〜紫外吸収層を有することを特徴とする画像表示スクリーン。 In the image display screen as described in any one of Claims 1-3,
An image display screen having a visible short wave to ultraviolet absorption layer closer to the viewer than the main diffusion layer.
主拡散層よりも観察者側に可視長波〜近赤外吸収層を有することを特徴とする画像表示スクリーン。 In the image display screen as described in any one of Claims 1-4,
An image display screen having a visible long wave to near-infrared absorbing layer closer to the viewer than the main diffusion layer.
主拡散層の光入射側副拡散層との間に、レンチキュラーレンズシートとブラックストライプ層を有することを特徴とする透過型画像表示スクリーン。 In the image display screen as described in any one of Claims 1-5,
A transmissive image display screen comprising a lenticular lens sheet and a black stripe layer between a light incident side sub-diffusion layer of a main diffusion layer.
主拡散層が反射拡散面からなり、1層の副拡散層が入射側副拡散層と出射側副拡散層を兼ねる反射型画像表示スクリーン。 In the image display screen as described in any one of Claims 1-5,
A reflection-type image display screen in which a main diffusion layer is a reflection diffusion surface, and one sub-diffusion layer serves as both an incident-side sub-diffusion layer and an emission-side sub-diffusion layer.
各光源からの光を変調した画像を表示する画像表示装置において、
各光源の出力ピーク波長λr、λg、λbが、
620nm<λr<670nm、500nm<λg<550nm、430nm<λb<480nm
であることを特徴とする画像表示装置。 The image display screen according to any one of claims 1 to 7 and an independent light source of at least three colors of RGB,
In an image display device that displays an image obtained by modulating light from each light source,
The output peak wavelengths λr, λg, λb of each light source are
620 nm <λr <670 nm, 500 nm <λg <550 nm, 430 nm <λb <480 nm
An image display device characterized by that.
RGB各光源が、レーザ光源であることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 8.
An image display device, wherein each of the RGB light sources is a laser light source.
625nm<λr<660nm、510nm<λg<545nm、435nm<λb<470nmであり、
各光源波長の半値幅Δλが5nm未満であることを特徴とする
請求項8または9記載の画像表示装置。 The output peak wavelength of each RGB light source is
625 nm <λr <660 nm, 510 nm <λg <545 nm, 435 nm <λb <470 nm,
The image display device according to claim 8, wherein a half-value width Δλ of each light source wavelength is less than 5 nm.
SHGレーザ光源であることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 8, wherein at least one of the RGB light sources is
An image display device characterized by being an SHG laser light source.
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