(57)【要約】【課題】モアレ効果を改善する背面投射型スクリーン及びその光学装置を提供する。【解決手段】本発明に係わる背面投射型スクリーンは、複数の柱状凸面レンズが設けられた第１表面と前記第１表面と相対的に設置され複数の不規則的な突出部が設けられら第２表面とを有する光学ユニットと、前記第２表面に隣接され複数の条状光吸収ユニットを有する遮光層と、前記光学ユニットに隣接される光学レンズとを備える。【選択図】図２Ａ
2006119649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の柱状凸面レンズが設けられた第１表面と、前記第１表面と相対的に設置され複数の不規則的な突出部が設けられた第２表面とを有する光学ユニットと、前記第２表面に隣接され、複数の条状光吸収ユニットを有する遮光層とを備える、ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記光学ユニットは、さらに、第１光学レンズと、前記第１光学レンズに隣接された第２光学レンズとを有し、前記第１表面は、前記第１光学レンズの一側面に位置し、前記第２表面は、前記第２光学レンズの一側面に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記第１光学レンズは、レンチキュラレンズである、ことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記突出部の形は、円弧形、三角形、台形、楕円形のうちの何れか一つである、ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記条状光吸収ユニットは、濃いインクである、ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
前記条状光吸収ユニットの延伸方向と前記柱状凸面レンズの延伸方向とは、０〜９０度の角度になる、ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項７】
複数の柱状凸面レンズが設けられた第１表面と前記第１表面と相対的に設置され複数の不規則的な突出部が設けられた第２表面とを有する光学ユニットと、前記第２表面に隣接され複数の条状光吸収ユニットを有する遮光層と、前記光学ユニットに隣接される光学レンズとを備える、ことを特徴とする背面投射型スクリーン。
【請求項８】
前記光学レンズは、フレネルレンズである、ことを特徴とする請求項７に記載の背面投射型スクリーン。
【請求項９】
前記光学ユニットは、さらに、第１光学レンズと、前記第１光学レンズに隣接された第２光学レンズとを有し、前記第１表面は、前記第１光学レンズの一側面に位置し、前記第２表面は、前記第２光学レンズの一側面に位置する、ことを特徴とする請求項７に記載の背面投射型スクリーン。
【請求項１０】
前記第１光学レンズは、レンチキュラレンズである、ことを特徴とする請求項９に記載の背面投射型スクリーン。
【請求項１１】
前記突出部の形は、円弧形、三角形、台形、楕円形のうちの何れか一つである、ことを特徴とする請求項７に記載の背面投射型スクリーン。
【請求項１２】
前記条状光吸収ユニットは、濃いインクである、ことを特徴とする請求項７に記載の背面投射型スクリーン。
【請求項１３】
前記条状光吸収ユニットの延伸方向と前記柱状凸面レンズの延伸方向とは、０〜９０度の角度になる、ことを特徴とする請求項７に記載の背面投射型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背面投射型スクリーン及びその光学装置に関し、特にモアレ効果(moire effect)を改善する背面投射型スクリーン及びその光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般には、リアプロジェクションテレビ(Rear Projection Television)は、テレビ教育、飛行機や自動車の運転手の模擬訓練に用いられるのが多かったが、生活水準の向上と住居条件の改善に伴い、消費者に広く利用されるようになった。リアプロジェクションテレビは、大画面と高解像度を特色とする。従来の陰極線管を利用したテレビに比べ、リアプロジェクションテレビは、輻射無し、大画面等の利点を有する外に、直接にコンピューターまたは他のビデオ装置と接続することもでき、最高の娯楽性が得られる。従って、リアプロジェクションテレビは、これから、エンタテインメント表示装置(Entertainment Display)の市場中、ますます重要になる。
【０００３】
リアプロジェクションテレビは、背面(Rear Side)から画像を投射することにより、前面(Front Side)のユーザに背面投射型スクリーン(Rear Projection Screen)で画像を見せる。このため、背面投射型スクリーンを設計する際に、視野角、コントラスト、解像度や輝度等の問題を考慮する必要がある。
【０００４】
図１に示すように、従来の透過型スクリーン(Transmissive Screen)である背面投射型スクリーン１は、フレネルレンズ(Fresnel Lens)１１とレンチキュラレンズ(Lanticular Lens)１２とにより構成される。フレネルレンズ１１は、画像の輝度と均一性とを向上し、視域内の光線を良好に運用するために設けられる。レンチキュラレンズ１２は、画像の結像を提供するために設けられる。
【０００５】
レンチキュラレンズ１２は、入光側の表面に設置された複数の柱状凸面レンズ１２１と、出光側の表面に設置された複数のブラックストライプ(Black Stripes Surface)１２２と、を有する。光源からの入射光は、フレネルレンズ１１によって集光され平行光に変換される。この平行光は、柱状凸面レンズ１２１に入射し、さらに集光される。出光側の表面に位置したブラックストライプ１２２は、遮光性材料からなり、それぞれ柱状凸面レンズ１２１に対応する非集光部を正確に被覆する。ブラックストライプ１２２が設けられた出光側の表面は、光線を吸収するために設けられ、外光の影響を低減させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、レンチキュラレンズ１２に複数のブラックストライプ１２２を形成する際に、複数のブラックストライプ１２２を形成しようとするレンチキュラレンズ１２の一表面に、レジストを塗布してから、複数の柱状凸面レンズ１２１に光源を照射し、柱状凸面レンズ１２１により光をレジスト上に規則正しく集光投射させ、さらにポジ現像（またはネガ現像）等の工程を行い、複数のブラックストライプ１２２を形成する。柱状凸面レンズ１２１が規則的に配列され、かつ高さと湾曲率が大体同様なので、整列されかつ均一な幅のブラックストライプ１２２が形成される。しかし、規則的なブラックストライプ１２２と、ブラックストライプ１２２の間における規則的なレンズとは、視覚上の干渉現象、いわゆるモアレ現象が発生し易くなり、画質を低下させてしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、モアレ効果を改善する背面投射型スクリーン及びその光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明による光学装置は、複数の柱状凸面レンズが設けられた第１表面と、前記第１表面と相対的に設置され複数の不規則的な突出部が設けられた第２表面とを有する光学ユニットと、前記第２表面に隣接され、複数の条状光吸収ユニットを有する遮光層とを備える。
【０００９】
本発明による背面投射型スクリーンは、複数の柱状凸面レンズが設けられた第１表面と、前記第１表面と相対的に設置され複数の不規則的な突出部が設けられた第２表面とを有する光学ユニットと、前記第２表面に隣接され、複数の条状光吸収ユニットを有する遮光層と、前記光学ユニットに隣接される光学レンズとを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の背面投射型スクリーン及びその光学装置によれば、複数の不規則的な突出部によって光線の進行経路を変更し、幅の異なる条状光吸収ユニットを形成することで、規則的な条状光吸収ユニットによるモアレ効果を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態における背面投射型スクリーン及びその光学装置について説明する。なお、同一な部品について同一な符号を付すことによりその説明を省略する。
【００１２】
実施例１
図２Ａに示すように、本発明の実施例１における光学装置２は、複数の柱状凸面レンズ２１３が設けられた第１表面２１１と、第１表面２１１と相対的に設置され複数の不規則的な突出部２１４が設けられた第２表面２１２とを有する光学ユニット２１と、第２表面２１２に隣接され、複数の幅の異なる条状光吸収ユニット２３１を有する遮光層２３とを備える。
【００１３】
光線は、光学装置２に照射する際に、柱状凸面レンズ２１３によって集光され、複数の不規則的な突出部２１４によって光線の進行経路を変更することにより、第２表面２１２を通過した光線が不規則的な分布になり、幅の異なる条状光吸収ユニット２３１を形成するのに有利である。本実施例において、光学装置２は、レンチキュラレンズであり、平行光が柱状凸面レンズ２１３に入射し集光され、さらに条状光吸収ユニット２３１によって吸収され、外光の影響を低減させる。なお、本実施例において、図２Ａに示すように、突出部２１４は、円弧形であるが、それに限らず、例えば、三角形、台形や楕円形などでもよい。
【００１４】
本実施例において、条状光吸収ユニット２３１は、例えば濃いインクであり、光線を吸収するために設けられる。実際に実施する際に、両突出部２１４間で形成された凹部２１５に、透明材料を充填し平らにさせてから、遮光層２３を形成する。また、実際の製造工程では、凹部２１５の寸法が極めて微細である場合、図２Ｅに示すように、凹部２１５に透明材料を充填せずに、第２表面２１２に遮光層２３を形成することができ、条状光吸収ユニット２３１が突出部２１４の形状によって設置することができる。
【００１５】
本実施例において、第２表面２１２に複数の条状光吸収ユニット２３１を形成しようとする場合、まず、第２表面２１２にレジストを塗布する。次に、第１表面２１１の複数の柱状凸面レンズ２１３に光源を照射することにより、光線を複数の突出部２１４に規則正しく集光投射させる。続いて、複数の突出部２１４によって光線の進行経路を変更し、光線をレジスト上に不規則的に照射させてから、ポジ現像（またはネガ現像）等の工程を行い、第２表面２１２に複数の条状光吸収ユニット２３１を形成する。
【００１６】
例えば、図２Ｂに示すように、両光線１００Ａ、１００Ｂは、それぞれ柱状凸面レンズ２１３に平行的に進入した後、柱状凸面レンズ２１３によって集光される。ここで、第２表面２１２に複数の不規則的な突出部２１４が設けられるため、光線１００Ａ、１００Ｂに集光、分散等の現象が発生する。図２Ｂに示すように、光線１００Ａは、突出部２１４の最高部２１４ａで略集光し、光線１００Ｂは、突出部２１４の最低部２１４ｂで分散現象が発生し、これにより、光線１００Ａ、１００Ｂに異なる幅を有することになる。そして、第２表面２１２にレジストを塗布し（図示せず）、ポジ現像（またはネガ現像）等の工程を行うと、幅の異なる条状光吸収ユニット２３１が形成される。従って、光線１００Ａ、１００Ｂは、複数の突出部２１４によって、その規則性が変更され、遮光層２３に投射されることにより、遮光層２３に複数の幅の異なる条状光吸収ユニット２３１を形成することができる。
【００１７】
また、図２Ｃと図２Ｄに示すように、本発明の光学装置２は、遮光層２３上に、さらに光拡散層２５（図２Ｃ参照）、あるいは、抗反射層２７（図２Ｄ参照）を形成し、視野角を増加することもできる。なお、光拡散層２５上にさらに抗反射層２７（図２Ｃ参照）を設置することもできる。
【００１８】
図２Ｆに示すように、光学ユニット２１には、さらに、複数の光拡散粒子９０を充填し、視野角を増加することもできる。なお、遮光層２３にさらに抗反射層２７を設置することもできる。
【００１９】
従って、複数の不規則的な突出部２１４によって、光線の進行経路を変更し、その規則性を崩し、幅の異なる条状光吸収ユニット２３１を形成し、モアレ現象の発生を回避することができる。なお、光学装置２は、一体成形によって作製される。
【００２０】
実施例２
図３Ａに示すように、本発明の実施例２における光学装置２’は、第１光学レンズ２１ａと第２光学レンズ２１ｂとを有する光学ユニット２１と、遮光層２３と、を備える。第１光学レンズ２１ａは、例えばレンチキュラレンズであり、その一側面に、光を集束するための複数の柱状凸面レンズ２１３が設けられ、他側面が、平面である。第２光学レンズ２１ｂは、一側面が平面であり、他側面には、複数の不規則的な突出部２１４が設けられる。第２光学レンズ２１ｂの平面と第１光学レンズ２１ａの平面とを隣り合わせて、例えば、接着剤などの接合方法によって接合し、光学ユニット２１を形成する。
【００２１】
図３Ｂに示すように、光学装置２’は、さらに、光拡散層２５と、を備える。ここで、光拡散層２５は、第１光学レンズ２１ａと第２光学レンズ２１ｂとの間に設けられてもよく、遮光層２３に設けられてもよい（図示せず）。また、図３Ｃに示すように、光学装置２’は、さらに、抗反射層２７と、を備える。抗反射層２７は、第１光学レンズ２１ａと第２光学レンズ２１ｂとの間に設けられてもよく、遮光層２３上に設けられてもよい。
【００２２】
図３Ｄに示すように、光学装置２’は、光学ユニット２１内に、視野角を増加するための複数の光拡散粒子９０を充填することもできる。なお、本実施例において、遮光層２３上に抗反射層２７を設置してもよく、第１光学レンズ２１ａと第２光学レンズ２１ｂとの間に抗反射層２７を設置してもよい（図示せず）。
【００２３】
実施例３
図４に示すように、本発明の実施例３における光学装置２’’は、複数の柱状凸面レンズ２１３が設けられた第１表面２１１と、第１表面２１１と相対的に設置され複数の不規則的な突出部（図示せず）が設けられた第２表面２１２とを有する光学ユニット２１と、第２表面２１２に隣接され、複数の幅の異なる条状光吸収ユニット２３１を有する遮光層２３と、を備える。
【００２４】
なお、光学ユニット２１は、一体成形によって作製されてもよく、図３Ａに示すように、第１光学レンズ２１ａと第２光学レンズ２１ｂとを接合して作製されてもよい。遮光層２３は、透明薄膜であり、第２表面２１２の不規則的な突出部を充填し平らにさせることができる。
【００２５】
条状光吸収ユニット２３１は、例えば濃いインクであり、光線を吸収するために設けられる。なお、条状光吸収ユニット２３１の延伸方向と柱状凸面レンズ２１３の延伸方向とは、角度θ（角度は０〜９０度）になり、垂直視野角を向上することができる。
【００２６】
また、本実施例において、遮光層２３は、第２表面２１２を充填し平らにさせたが、それに限らず、遮光層２３は、第２表面２１２の形状に従って設置することもできる。
【００２７】
実施例４
図５に示すように、本発明の実施例４における背面投射型スクリーン３は、光学装置２によって結像する。背面投射型スクリーン３は、光学レンズ３１と、光学ユニット２１と、遮光層２３と、を備える。
【００２８】
光学レンズ３１は、フレネルレンズ(Fresnel Lens)である。光学レンズ３１は、光学ユニット２１と隣り合わせて（分離または接合）設置され、分散した光線を集束し、使用者の視線内に入るために設けられる。このようにして、各光線が集束され、互いに平行的にフレネルレンズを離れ、光学ユニット２１に導入する。
【００２９】
図５に示すように、光線２００は、光学レンズ３１によって光学ユニット２１に平行的に導入され、各柱状凸面レンズ２１３に進入した後、両光線２００Ａ、２００Ｂを形成する。両光線２００Ａ、２００Ｂは、柱状凸面レンズ２１３によって、第２表面２１２上に集光されたが、第２表面２１２に複数の不規則的な突出部２１４が設けられるため、両光線２００Ａ、２００Ｂは、集光、分散等の現象が発生する。例えば、光線２００Ａは、突出部２１４の最高部２１４ａで略集光され、光線２００Ｂは、突出部２１４の低部２１４ｂで分散現象が発生する。
【００３０】
従って、両光線２００Ａ、２００Ｂは、複数の突出部２１４によって、その規則性が変更され、遮光層２３に投射される。そして、遮光層２３に複数の幅の異なる条状光吸収ユニット２３１が設けられるため、両光線２００Ａ、２００Ｂが遮光層２３からランダムに出射し、不規則的な分布になり、背面投射型スクリーンのモアレ効果を改善することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の背面投射型スクリーンを示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施例１における光学装置を示す断面図である。
【図２Ｂ】本発明の実施例１における光学装置を示す断面図である。
【図２Ｃ】本発明の実施例１における光学装置を示す断面図である。
【図２Ｄ】本発明の実施例１における光学装置を示す断面図である。
【図２Ｅ】本発明の実施例１における光学装置を示す断面図である。
【図２Ｆ】本発明の実施例１における光学装置を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施例２における光学装置を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例２における光学装置を示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施例２における光学装置を示す断面図である。
【図３Ｄ】本発明の実施例２における光学装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３における光学装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例４における背面投射型スクリーンを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１                            背面投射型スクリーン
１１                          フレネルレンズ
１２                          レンチキュラレンズ
１２１                        柱状凸面レンズ
１２２                        ブラックストライプ
２、２’、２’’              光学装置
２１                          光学ユニット
２３                          遮光層
２１１                        第１表面
２１２                        第２表面
２１３                        柱状凸面レンズ
２３１                        条状光吸収ユニット
２１４                        突出部
２１４ａ                      最高部
２１４ｂ                      低部
２１５                        凹部
２５                          光拡散層
２７                          抗反射層
３                            背面投射型スクリーン
３１                          光学レンズ
１００Ａ、１００Ｂ            光線
２００                        光線
２００Ａ、２００Ｂ            光線
９０                          光拡散粒子
２１ａ                        第１光学レンズ
２１ｂ                        第２光学レンズ
【図１】
2006119649.tif 000003
【図２Ａ】
2006119649.tif 000004
【図２Ｂ】
2006119649.tif 000005
【図２Ｃ】
2006119649.tif 000006
【図２Ｄ】
2006119649.tif 000007
【図２Ｅ】
2006119649.tif 000008
【図２Ｆ】
2006119649.tif 000009
【図３Ａ】
2006119649.tif 000010
【図３Ｂ】
2006119649.tif 000011
【図３Ｃ】
2006119649.tif 000012
【図３Ｄ】
2006119649.tif 000013
【図４】
2006119649.tif 000014
【図５】
2006119649.tif 000015