JP2002090888A - 背面投写型ディスプレイ装置 - Google Patents
背面投写型ディスプレイ装置Info
- Publication number
- JP2002090888A JP2002090888A JP2000279438A JP2000279438A JP2002090888A JP 2002090888 A JP2002090888 A JP 2002090888A JP 2000279438 A JP2000279438 A JP 2000279438A JP 2000279438 A JP2000279438 A JP 2000279438A JP 2002090888 A JP2002090888 A JP 2002090888A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- projector
- rear projection
- fresnel lens
- screen
- display device
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- Pending
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- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、これまで以上の装置の小型化と、複
数のプロジェクタからなるプロジェクタの多灯化による
スクリーン映像の輝度の向上とを両立する事を目的とし
たものである。 【解決手段】全反射あるいは全反射と屈折両方を混在さ
せた方式で光線を集光するフレネルレンズと、透過型拡
散板とを最低構成要素とする投写型スクリーンとプロジ
ェクタからなる事を特徴とする背面投写型ディスプレイ
装置である。
数のプロジェクタからなるプロジェクタの多灯化による
スクリーン映像の輝度の向上とを両立する事を目的とし
たものである。 【解決手段】全反射あるいは全反射と屈折両方を混在さ
せた方式で光線を集光するフレネルレンズと、透過型拡
散板とを最低構成要素とする投写型スクリーンとプロジ
ェクタからなる事を特徴とする背面投写型ディスプレイ
装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示の技術分
野に関し、特に背面投写型ディスプレイ装置に関する。
野に関し、特に背面投写型ディスプレイ装置に関する。
【０００２】従来の背面投写型表示装置には、投写装置
にＣＲＴ（陰極線管）や液晶（液晶プロジェクタ）を使
用したものがほとんどである。また、最近では投写装置
にデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用したものが
ある。この液晶プロジェクタやＤＭＤを利用したもの
は、ＣＲＴを利用した３投写系（３管式）のものと比べ
て１投写系で済む事から、スペ−ス的に有利である。
にＣＲＴ（陰極線管）や液晶（液晶プロジェクタ）を使
用したものがほとんどである。また、最近では投写装置
にデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用したものが
ある。この液晶プロジェクタやＤＭＤを利用したもの
は、ＣＲＴを利用した３投写系（３管式）のものと比べ
て１投写系で済む事から、スペ−ス的に有利である。
【０００３】画像を投影する投写型スクリーンは、概ね
フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、 拡散板の３
種の光学部品で構成されており、その性質上フレネルレ
ンズの光軸上に投影装置を設置し、レンチキュラーレン
ズシートに対し、概ね垂直に光線が入射する光学形状を
フレネルレンズに与える。
フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、 拡散板の３
種の光学部品で構成されており、その性質上フレネルレ
ンズの光軸上に投影装置を設置し、レンチキュラーレン
ズシートに対し、概ね垂直に光線が入射する光学形状を
フレネルレンズに与える。
【０００４】現在の背面投写型表示装置では、フレネル
レンズの屈折角度の制約から、画像を投影するための空
間がある程度必要となる為、反射鏡を用いて光路を折り
曲げたり、フレネルレンズの光軸を画面中心からオフセ
ットするなどの方法で、装置全体の小型化を図る場合が
あるが、反射による光量ロスや、オフセット時には、そ
の屈折角の増大による屈折透過率の減少、全反射の発生
などにより限界がある。
レンズの屈折角度の制約から、画像を投影するための空
間がある程度必要となる為、反射鏡を用いて光路を折り
曲げたり、フレネルレンズの光軸を画面中心からオフセ
ットするなどの方法で、装置全体の小型化を図る場合が
あるが、反射による光量ロスや、オフセット時には、そ
の屈折角の増大による屈折透過率の減少、全反射の発生
などにより限界がある。
【０００５】更に、明るい表示画像を得るため、複数の
プロジェクタからなる多灯式プロジェクタとした場合に
は、レンチキュラーレンズのかまぼこ形状の横方向へ位
置をずらしたプロジェクタの配置しか出来ないため、灯
数が限られたり、装置配置上の制約から、装置の小型化
の障害となったりして、効果を減じてしまう。
プロジェクタからなる多灯式プロジェクタとした場合に
は、レンチキュラーレンズのかまぼこ形状の横方向へ位
置をずらしたプロジェクタの配置しか出来ないため、灯
数が限られたり、装置配置上の制約から、装置の小型化
の障害となったりして、効果を減じてしまう。
【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、これまで以上の装置の小型化と、複数のプロジェク
タからなるプロジェクタの多灯化によるスクリーン映像
の輝度の向上とを両立する事を目的としたものである。
で、これまで以上の装置の小型化と、複数のプロジェク
タからなるプロジェクタの多灯化によるスクリーン映像
の輝度の向上とを両立する事を目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、請求項１の発明は、全反射あるいは全反
射と屈折両方を混在させた方式で光線を集光するフレネ
ルレンズと、透過型拡散板とを最低構成要素とする投写
型スクリーンとプロジェクタからなる事を特徴とする背
面投写型ディスプレイ装置である。
決するために、請求項１の発明は、全反射あるいは全反
射と屈折両方を混在させた方式で光線を集光するフレネ
ルレンズと、透過型拡散板とを最低構成要素とする投写
型スクリーンとプロジェクタからなる事を特徴とする背
面投写型ディスプレイ装置である。
【０００８】請求項２の発明は、前記投写型スクリーン
に、さらに、両面に光軸を揃え、かつ互いのレンズ位置
を焦点として構成したマイクロレンズアレイを付加して
構成される事を特徴とする背面投写型ディスプレイ装置
である。
に、さらに、両面に光軸を揃え、かつ互いのレンズ位置
を焦点として構成したマイクロレンズアレイを付加して
構成される事を特徴とする背面投写型ディスプレイ装置
である。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記フ
レネルレンズを、該光軸を画面中心よりオフセットし
て、配設する事を特徴とする。
２記載の背面投写型ディスプレイ装置において、前記フ
レネルレンズを、該光軸を画面中心よりオフセットし
て、配設する事を特徴とする。
【００１０】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３いずれか１項に記載の背面投写型ディスプレイ装置に
おいて、前記プロジェクターが、複数のプロジェクター
からなる事を特徴とする。
３いずれか１項に記載の背面投写型ディスプレイ装置に
おいて、前記プロジェクターが、複数のプロジェクター
からなる事を特徴とする。
【００１１】＜作用＞小型化を妨げる要因となってい
る、フレネルレンズとプロジェクタ間の距離を、最小限
の光量ロスによって、短縮するフレネルレンズと、複数
のプロジェクターからなる多灯式プロジェクタとする場
合における、プロジェクタ位置の光軸からの位置ズレ補
正を広い範囲で行うことが可能なマイクロレンズアレイ
と、多灯式プロジェクタとの組み合わせにより、装置の
小型化と、プロジェクタの多灯化によるスクリーン映像
の輝度の向上とを実現できる。
る、フレネルレンズとプロジェクタ間の距離を、最小限
の光量ロスによって、短縮するフレネルレンズと、複数
のプロジェクターからなる多灯式プロジェクタとする場
合における、プロジェクタ位置の光軸からの位置ズレ補
正を広い範囲で行うことが可能なマイクロレンズアレイ
と、多灯式プロジェクタとの組み合わせにより、装置の
小型化と、プロジェクタの多灯化によるスクリーン映像
の輝度の向上とを実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
について図を参照しながら詳細に説明する。
について図を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】図１は、本発明の背面投写型ディスプレイ
装置の要部構成の一例を示す断面図である。まず、プロ
ジェクタ（１）にて投影された画像を、適宜平面ミラー
（２）にてスクリーンへ向かって反射させ、全反射を用
いたフレネルレンズ（３）へ入射させる様、配置させ
る。全反射を用いたフレネルレンズ（３）の一部分を拡
大したフレネルレンズ（６）に示すように、プロジェク
タからの光線は、一度入射面で屈折させた後に全反射に
よって観察者側へと射出される。フレネルレンズで方向
を整えられた光線は、両面マイクロレンズアレイ（４）
に到達する。上記のフレネルレンズ（３）は、光線が入
射する「屈折面」と、そこでの屈折光を反射によって射
出面側へ導く「反射面」で構成されるプリズムを同心円
上に配設したものであるか、あるいは、従来の屈折面の
みで構成されるプリズムの、両方を混在させた方式で光
線を集光するフレネルレンズであっても良い。また、上
記両面マイクロレンズアレイ（４）は、レンズのピッチ
が等しく、なおかつ互いのレンズ位置を焦点として構成
した、マイクロレンズ２枚１組として配置したものであ
る。
装置の要部構成の一例を示す断面図である。まず、プロ
ジェクタ（１）にて投影された画像を、適宜平面ミラー
（２）にてスクリーンへ向かって反射させ、全反射を用
いたフレネルレンズ（３）へ入射させる様、配置させ
る。全反射を用いたフレネルレンズ（３）の一部分を拡
大したフレネルレンズ（６）に示すように、プロジェク
タからの光線は、一度入射面で屈折させた後に全反射に
よって観察者側へと射出される。フレネルレンズで方向
を整えられた光線は、両面マイクロレンズアレイ（４）
に到達する。上記のフレネルレンズ（３）は、光線が入
射する「屈折面」と、そこでの屈折光を反射によって射
出面側へ導く「反射面」で構成されるプリズムを同心円
上に配設したものであるか、あるいは、従来の屈折面の
みで構成されるプリズムの、両方を混在させた方式で光
線を集光するフレネルレンズであっても良い。また、上
記両面マイクロレンズアレイ（４）は、レンズのピッチ
が等しく、なおかつ互いのレンズ位置を焦点として構成
した、マイクロレンズ２枚１組として配置したものであ
る。
【００１４】このときに、例えば、光軸に対して４５度
の角度で入射する光線を、従来の屈折型のフレネルレン
ズで曲げる場合に、フレネル面の角度が約６８度で全反
射角に達してしまう（ｎ＝１．５３、平滑面入射の配置
の場合）ため、このときの光線の射出角度約２１度以上
には光線を曲げることが出来ない。これに対して、全反
射によるフレネルレンズを用いる場合、屈折面角度は７
０度、反射面角度は５３度で同様な効果を得る事がで
き、この方式上、これ以上の射出角度を得る事も問題な
く行える。この事は同時にディスプレイの視野特性を自
在に制御出来ることを示している。
の角度で入射する光線を、従来の屈折型のフレネルレン
ズで曲げる場合に、フレネル面の角度が約６８度で全反
射角に達してしまう（ｎ＝１．５３、平滑面入射の配置
の場合）ため、このときの光線の射出角度約２１度以上
には光線を曲げることが出来ない。これに対して、全反
射によるフレネルレンズを用いる場合、屈折面角度は７
０度、反射面角度は５３度で同様な効果を得る事がで
き、この方式上、これ以上の射出角度を得る事も問題な
く行える。この事は同時にディスプレイの視野特性を自
在に制御出来ることを示している。
【００１５】両面マイクロレンズアレイ（４）の一部を
拡大した両面マイクロレンズアレイ（７）に示すよう
に、両面に構成されたレンズの焦点を反対側のレンズ近
傍に置くことで、光線の拡散と、光軸ズレの補正を同時
に行うことができる。このレンズ形状は球面に限らず、
非球面形状を用いても良い事は言うまでもない。
拡大した両面マイクロレンズアレイ（７）に示すよう
に、両面に構成されたレンズの焦点を反対側のレンズ近
傍に置くことで、光線の拡散と、光軸ズレの補正を同時
に行うことができる。このレンズ形状は球面に限らず、
非球面形状を用いても良い事は言うまでもない。
【００１６】最後に、拡散板（５）によって最終的な光
学特性を整える。
学特性を整える。
【００１７】次に、図２は、複数のプロジェクタを設置
した本発明の背面投写型ディスプレイ装置の要部構成の
一例を示した斜視図である。スクリーン（８）に対して
所定の位置にプロジェクタ（９）を複数設置し、画像を
投影する構成例である。この配置では３×３の９灯とし
ているが、この灯数は光学的、機械的な要素で決定する
もので９灯に限定するものではない。
した本発明の背面投写型ディスプレイ装置の要部構成の
一例を示した斜視図である。スクリーン（８）に対して
所定の位置にプロジェクタ（９）を複数設置し、画像を
投影する構成例である。この配置では３×３の９灯とし
ているが、この灯数は光学的、機械的な要素で決定する
もので９灯に限定するものではない。
【００１８】本発明で用いるマイクロレンズアレイ等の
レンズシートは、光学用透明樹脂で構成する事で、レン
ズ、あるいはプリズムとして機能する。この光学用透明
樹脂には、各種成形技術の応用しやすい透明合成樹脂シ
ートが望ましい。透明合成樹脂としては、ポリメタクリ
ル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、
アクリル−スチレン共重合体樹脂、スチレン樹脂、ポリ
塩化ビニール樹脂等を上げる事ができる。
レンズシートは、光学用透明樹脂で構成する事で、レン
ズ、あるいはプリズムとして機能する。この光学用透明
樹脂には、各種成形技術の応用しやすい透明合成樹脂シ
ートが望ましい。透明合成樹脂としては、ポリメタクリ
ル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、
アクリル−スチレン共重合体樹脂、スチレン樹脂、ポリ
塩化ビニール樹脂等を上げる事ができる。
【００１９】
【発明の効果】請求項１においては、全反射を用いたフ
レネルレンズをスクリーンの構成部品として用いること
で、スクリーンとプロジェクターの間隔を短縮する事が
可能となり、特に反射も併せて利用している事で、屈折
のみを用いる場合に比して大幅な短縮が可能である。
レネルレンズをスクリーンの構成部品として用いること
で、スクリーンとプロジェクターの間隔を短縮する事が
可能となり、特に反射も併せて利用している事で、屈折
のみを用いる場合に比して大幅な短縮が可能である。
【００２０】請求項２においては、マイクロレンズアレ
イが光の拡散と同時に、プロジェクターの位置ズレを補
正する効果を奏する事から、プロジェクタ位置をずらし
ての更なる小型化や、多灯化を容易に実現することが可
能である。
イが光の拡散と同時に、プロジェクターの位置ズレを補
正する効果を奏する事から、プロジェクタ位置をずらし
ての更なる小型化や、多灯化を容易に実現することが可
能である。
【００２１】また、このフレネルレンズとマイクロレン
ズアレイを適切に組み合わせる事により、他の光学部品
を追加せずに、即ち、光量のロスやコストアップを伴う
事無く、装置の小型化と高輝度化を両立し、実現するこ
とが可能である。
ズアレイを適切に組み合わせる事により、他の光学部品
を追加せずに、即ち、光量のロスやコストアップを伴う
事無く、装置の小型化と高輝度化を両立し、実現するこ
とが可能である。
【００２２】請求項３においては、フレネルレンズの光
軸をスクリーンの中心からずらす配置すなわちオフセッ
ト配置をとる事によって、更なる小型化を実現できる。
軸をスクリーンの中心からずらす配置すなわちオフセッ
ト配置をとる事によって、更なる小型化を実現できる。
【００２３】請求項４においては、前述のマイクロレン
ズの作用によって、特別な光学部品を追加せずに多灯化
を行う事が可能となり、それによって容易にスクリーン
の輝度を向上させることが可能である。その際に、プロ
ジェクタの配置に関する自由度が大きい事も重要な点で
ある。
ズの作用によって、特別な光学部品を追加せずに多灯化
を行う事が可能となり、それによって容易にスクリーン
の輝度を向上させることが可能である。その際に、プロ
ジェクタの配置に関する自由度が大きい事も重要な点で
ある。
【図１】本発明の背面投写型ディスプレイ装置の要部構
成の一例を示した断面図である
成の一例を示した断面図である
【図２】本発明の背面投写型ディスプレイ装置における
複数のプロジェクタによる多灯化の一例を示した斜視図
である。
複数のプロジェクタによる多灯化の一例を示した斜視図
である。
（１）プロジェクタ （２）反射ミラー （３）全反射を用いたフレネルレンズ （４）両面マイクロレンズアレイ （５）拡散板 （６）全反射を用いたフレネルレンズの拡大レンズ側断
面 （７）マイクロレンズアレイの拡大断面 （８）投写型スクリーン （９）多灯式プロジェクタ
面 （７）マイクロレンズアレイの拡大断面 （８）投写型スクリーン （９）多灯式プロジェクタ
Claims (4)
- 【請求項１】全反射あるいは全反射と屈折両方を混在さ
せた方式で光線を集光するフレネルレンズと、透過型拡
散板とを最低構成要素とする投写型スクリーンとプロジ
ェクタからなる事を特徴とする背面投写型ディスプレイ
装置。 - 【請求項２】前記投写型スクリーンに、さらに、両面に
光軸を揃え、かつ互いのレンズ位置を焦点として構成し
たマイクロレンズアレイを付加して構成される事を特徴
とする背面投写型ディスプレイ装置。 - 【請求項３】前記フレネルレンズを、該光軸を画面中心
よりオフセットして、配設する事を特徴とする請求項１
または請求項２記載の背面投写型ディスプレイ装置。 - 【請求項４】前記プロジェクターが、複数のプロジェク
ターからなる事を特徴とする請求項１ないし請求項３い
ずれか１項に記載の背面投写型ディスプレイ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000279438A JP2002090888A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 背面投写型ディスプレイ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000279438A JP2002090888A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 背面投写型ディスプレイ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002090888A true JP2002090888A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18764443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000279438A Pending JP2002090888A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | 背面投写型ディスプレイ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002090888A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005119358A1 (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Kuraray Co., Ltd. | フレネルレンズシート、背面投射型スクリーンおよび背面投射型画像表示装置 |
| WO2006123727A1 (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Tohoku Techno-Brains Corporation | 偏向素子を用いたプロジェクションディスプレイ用スクリーン及びプロジェクションディスプレイシステム |
| CN100406919C (zh) * | 2004-11-05 | 2008-07-30 | 索尼株式会社 | 菲涅耳透镜片、透射型屏幕和背投型显示装置 |
| US7520623B2 (en) | 2004-03-19 | 2009-04-21 | Seiko Epson Corporation | Transmission-type screen and projection-type display device |
-
2000
- 2000-09-14 JP JP2000279438A patent/JP2002090888A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7520623B2 (en) | 2004-03-19 | 2009-04-21 | Seiko Epson Corporation | Transmission-type screen and projection-type display device |
| WO2005119358A1 (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Kuraray Co., Ltd. | フレネルレンズシート、背面投射型スクリーンおよび背面投射型画像表示装置 |
| CN100406919C (zh) * | 2004-11-05 | 2008-07-30 | 索尼株式会社 | 菲涅耳透镜片、透射型屏幕和背投型显示装置 |
| WO2006123727A1 (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Tohoku Techno-Brains Corporation | 偏向素子を用いたプロジェクションディスプレイ用スクリーン及びプロジェクションディスプレイシステム |
| JP2006323284A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Tohoku Univ | 偏向素子を用いたプロジェクションディスプレイ用スクリーン及びプロジェクションディスプレイシステム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040617 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050222 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050422 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050422 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050706 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051220 |