JPH0296738A - 背面投射型スクリーン及び背面投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野］ 本発明は背面投射型スクリーン及びそれを用いた背面投
射型表示装置に関し、特に、投影手段により角度をなし
て投影されて形成された像を、投影手段と反対側の空間
から観察するようにしたビデオプロジェクタ等の投影装
置用として好適な斜入射方式の背面投射型スクリーン及
びそれを用いた背面投射型表示装置に関する。 ［従来の技術］ 従来、ディスプレイデバイスからの像をスクリーン上に
角度をなして斜めに投影する斜入射方式の背面投射型表
示装置ないしスクリーンは、第６図に示すように構成さ
れている。同図において、３１はスクリーン、３２は投
影レンズ、３３はＣＲＴ、３４ａ、３４ｂはミラー、３
５はキャビネットであり、ＣＲＴ３３の管面上に表示さ
れる画（象がレンズ３２１こよりミラー３４ａ、３４ｂ
を介してスクリーン３１に入射角θ。で斜めに投射され
る。この様に構成することにより、入射角θ。 二〇つまりスクリーン３１に対して垂直に投射する垂直
入射方式のシステムに比べて、キャビネット３５の奥行
１を相当小さ（できる。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、斜入射方式の場合、スクリーン３１から第６図
左方の観察者側に出射される投影画像光は水平方向から
角度θ。たけ下側に出てくる為、スクリーン３１の正面
から観察する観察者にとって像が暗くなってしまう、そ
こで、画像光を偏向補正してスクリーン３１から水平方
向に画像光を出射させるべく、スクリーン３】の内側（
第６図右方）に第７図、第８図の如き片面タイプの偏心
フレネルレンズ４１ａや両面タイプの偏心フレネルレン
ズ４１ｂを配置ないし重ねて像を明るくしている。 しかし乍ら、こうした従来例でも、キャビネットの奥行
を小さくすることには限界がある。 つまり、奥行をより小さくする為には第６図の入射角θ
。を大き（する必要があるが、上記偏心フレネルレンズ
を用いた従来例ではこの角θ。を大きくすることには限
界がある。入射角θ。を大き（すると、偏心フレネルレ
ンズ４１ａ、４１ｂのパワーを増大しなければならず、
これにより面反射や光束ケラレによる光透過における損
失が大きくなってしまう。 特に、スクリーン３１の周辺部（特に第６図の下方部）
での入射角θ、はスクリーン中央部での入射角θ。に比
して大きくなる為、こうした損失も大きくなる。より詳
しく説明すると次のようになる。第７図の如きタイプの
偏心フレネルレンズ４１ａと第８図の如きタイプの偏心
フレネルレンズ４１ｂを比較すると、前者は片面のプリ
ズム面を特に急勾配にしてパワーを上げなければならな
いので、第９図に示す如くプリズム面４２での反射ロス
の点で後者に比して不利になる。 一方、第８図のものは両面のプリズムにパワーを分配で
きるので、より大きな入射角に対応できると言えるが、
反面、入射側にもプリズムないしフレネルレンズ面が来
るので、第１Ｏ図に示す如く非有効部ないし非レンズ部
４４でのケラレ（光！ｊＡ　ｂ　）や有効部４５での反
射ロス（光＃ｉｌ　ａ　）があり、第７図のものに比べ
て少し大きな入射角θ。 に対応できるに止まる。 一例として、スクリーン３１のサイズが５０インチ（１
１００１００ｍｍＸ６００で、投影レンズ３２からスク
リーン３１までの投射距離を１゜５ｍとした場合、θ０
＝３０度のとき０１〜４０度となりスクリーン３１の下
端部での上記損失が無視できな（なる、言い換えれば、
入射角００２３０度前後ないしそれ以上では、上記の従
来の方法では良好な投影画像を観察できなくなる。 更には、第８図の両面タイプ偏心フレネルレンズ４１ｂ
に於ける非レンズ部での光束ケラレは。 輝度低下のみならず、両フレネルレンズ面上の微小プリ
ズム群の繰り返し周期構造間で起こるモアレ現象や多重
像発生の問題も引き起こす。 従って、本発明は、薄型化を可能にする斜入射方式にお
いて、水平方向に投影画像光を出射させるようにしつつ
１画像の全面に亘る明るさとモアレや多重像の防止をも
達成した背面投射型スクリーン及びそれを用いた背面投
射型表示装置を得ることを目的とする。 ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成する為に、本発明の背面投射型スクリー
ンにおいては、対向配置されて複数枚のシートが設けら
れ、これらのシートのうち少なくとも２枚のシートには
、夫々、多数の同心円プリズムが、その中心をスクリー
ンの中心から偏心させた状態で形成されている。 また、上記目的を達成するために、本発明の背面投射型
表示装置において、上記の如く構成された背面投射型ス
クリーンとディスプレイデバイスが設けられ、このスク
リーンに、背面側から角度をなして像を投影するように
ディスプレイデバイスが配置されている。 ［作用］ 上記の如（構成された背面投射型スクリーンでは、複数
のプリズム形成面によってパワーが分散されるので、ス
クリーン面に対する入射角が大きい光束に大しても各プ
リズム形成面では入射角を比較的小さく抑えることが可
能となり、各面での光量ロスが少なくなる。これと共に
、これらのプリズム形成面は偏心フレネルレンズ面とな
っているので、投影画像光を水平方向に良好に出射させ
ることができる。 ［実施例］ 第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示しｌは背面投
射型スクリーン、２は投影レンズ。 ３はＣＲＴ、４ａ％４ｂは反射ミラー、５はキャビネッ
ト、６は遮光板である。第１図のスクリーンｌの拡大側
面が第２図に示され、第３図には第１図の上方から見た
スクリーン１の様子が示されている。 第１図において、ＣＲＴ３は、図面垂直方向に赤、緑、
青専用のものが並置（インライン３管式）されており、
レンズ２も同様に各ＣＲＴ３の前面に各１個配置されて
いる。ＣＲＴ３に表示された画像はレンズ２を介して投
射され、ミラー４ａ、４ｂでの反射を経てスクリーンｌ
に入射角θ０（中心部代表値）で斜め右上方向から投射
される、本実施例では、ＣＲＴ３としてはフインチの投
射用高輝度ＣＲＴを用い、レンズ２は口径１．２０φ、
Ｆ１、２のものを用いている。レンズ２の前面からスク
リーン１までの投射距離は１．５ｍで、スクリーンサイ
ズはアスペクト比１６：９の対角線長５０インチであり
、このとき入射角θ０を３０度に設定して奥行Ｌ：：４
５ｃｍとなっている、第２図、第３図に示す如く、スク
リーン１は３枚構成となっており、画像光の入射側すな
わち背面側から、偏心フレネルレンズ１１、偏心フレネ
ルレンズ１２、ダブルレンチキュラーシート１３の順に
配置されている。偏心フレネルレンズ】】１２は、多数
の同心円プリズムが、その中心を第１図のスクリーン１
の上方に偏心させた状態で形成されている。更に、両フ
レネルレンズｌ】、■２共に、プリズム形成面１１．　
ａ、１２ａを画像光の出射側すなわち観察面側に向け、
その平面１１ｂ、１２ｂを背面側に向けている。 ダブルレンチキュラーシート１３はブラックストライプ
１３ａを有しており、これにより左右の視野角が広がり
ＣＲＴ３のインライン配置によるカラーシフト及び外光
の映り込み等が防止され、より良好な画像及び視野特性
が得られる。 以上の構成により、第２図に示す如（入射角（θ０）３
０度という大角度の斜入射に対しても、２枚の偏心フレ
ネルレンズ１１．１２により画像光は、水平方向に、比
較的徐々に無理なく少ない光量ロスで偏向補正される。 特に、スクリーン１の最下部の左右端では入射角θ２が
中央部のそれ（θ０）よりもかなり大きくなり、前述の
条件では４５度程にも達する。このような周辺部入射画
像光に対しても、２枚構成の偏心フレネルレンズ１１．
１２により少ない光量ロスで進行方向の偏向補正が行な
われる。 この様子がｔ１４４図に示される。４５度の入射角θ２
の入射光束が、パワー分散された２枚のフレネルレンズ
１１．１２のプリズム形成面１１ａ、＋２ａで、左程入
射角が大きくなることなく無理な（屈折偏向されている
。従って、各面での反射ロスが少な（て入射光が導かれ
る。 更に、フレネルレンズ１１．１２の平面１ｔｂ１２ｂが
入射側となっているので、第４図に示、す如く非レンズ
部１１ｃ、１２ｃでの光束ケラレが殆ど無くなっている
。その結果、非レンズ部のケラレに起因する２つ以上の
プリズム群の繰り返し周期構造間でのモアレ現象や多重
像発生も有効に防止される。 こうして、スクリーン周辺部、特に下部での輝度低下や
モアレや多重像の無い全面に亘って明るい良好な画像が
観察される。 ところで、斜入射方式の場合には、投射画像の台形歪や
フォーカス不適正等の問題があるが、これらを補正する
為に、ＣＲＴ面上での逆台形表示による歪補正やＣＲＴ
のレンズに対するアオリ補正等の適切な処置を行なって
おく。 また、上記実施例ではＣＲＴ３を用いているが、　ＬＣ
（液晶）、ＰＤＰ、ＥＬ　（エレクトロルミネセンス）
等のディスプレイデバイスを用いてもよい。 更に、上記実施例で採用したミラー配置、レンズ・ＣＲ
Ｔ配置等の光学的レイアウトは薄型化には非常に有効な
ものであるが、このレイアウトに限定されない。 第５図（ａ）はスクリーン１の他の実施例を示す。ここ
ではレンチキュラーシートの替わりに拡散層１４ａを有
する拡散板１４が用いられている、拡散板１４を用いる
ことにより、上記実施例と比較してカラーシフトは若干
悪化させるものの解像性が向上させられる。このように
、観察側に最も近いスクリーン構成シートについては、
目的とする画像特性に応じて適宜選択できる。 第５図（ｂ）はスクリーン１の更に他の実施例を示す、
ここでは偏心フレネルレンズ１５．１６１７を３枚用い
ている。この様に入射側に偏心フレネルレンズ１５．１
６．１７を重ねて用いることにより、より大きな入射角
θの斜入射に対応できる。この場合θ０＝４５度（中央
部代表値）程度までの斜入射が可能となり、更なる薄型
化が図れる。ただ、透過率は偏心フレネルレンズの枚数
が増えるに従い低下するので、薄型化の為にパワー分散
用の偏心フレネルレンズをふやすといっても実用的には
２〜３枚程度が適当である。 以上の実施例に右いて、偏心フレネルレンズの平面側を
光束入射側にしてケラレを少なくしているが、これは本
発明にとって必ずしも必須ではない６本発明の要点は、
偏心フレネルレンズを複数枚含んで背面投射型スクリー
ンが構成されるところにある。 ［発明の効果Ｊ 以上の構成により１本発明においては、斜入射画像光を
無理なく効率よく屈折偏向して水平方向に導き、観察側
に出射できるので、画像全面に亘って明るい画像が観察
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の斜入射方式背面投射型表示装置の実施
例を示す図、第２図は本発明の背面投射型スクリーンの
実施例の部分拡大図、第３図は第２図のスクリーンの上
面図、第４図は本発明のスクリーンにおける入射光の光
路を示す図、第５図（ａ）、（ｂ）は本発明のスクリー
ンの他の実施例を示す図、第６図は従来の斜入射方式背
面投射型表示装置を示す図、第７図、第８図は従来の偏
心フレネルレンズの概略図、第９図、第１０図は第７図
と第８図の偏心フレネルレンズの性能を説明する図であ
る。 １・・・・背面投射型スクリーン、２・・・・投影レン
ズ、３−−・・ＣＲＴ、４ａ、４ｂ・・・・反射ミラー
、１１．１２．１５．１６．１７・・・・偏心フレネル
レンズ、１３・・・・ダブルレンチキュラーシート、１
４・・・・拡散板 図面の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、背面側から角度をなして像を投影して観察するため
   の背面投射型スクリーンに於いて、対向配置された複数
   枚のシートから構成され、該シートのうち、少なくとも
   ２枚のシートには、夫々、多数の同心円プリズムが、そ
   の中心を前記スクリーンの中心から偏心させた状態で形
   成されている背面投射型スクリーン。 ２、前記少なくとも２枚のシートの観察側に多数の同心
   円プリズムが形成され、それらの背面側が平面となつて
   いる請求項１記載の背面投射型スクリーン。 ３、最も観察側に近いシートの少なくとも片面を光拡散
   機能を有する面となした請求項１又は２記載の背面投射
   型スクリーン。 ４、請求項１、２又は３記載の背面投射型スクリーンと
   ディスプレイデバイスとを有し、該スクリーンに背面側
   から角度をなして像を投影するように該ディスプレイデ
   バイスが配置されている背面投射型表示装置。