(57)【要約】【課題】背面投射型スクリーンの端部においてもコントラストが低下することなく、カラーシフトが生じない背面投射型スクリーンを提供する。【解決手段】フレネルレンズシートの出光面に形成されるレンズ面の任意の一点から出光する３色の投射光のうち、赤色投射光と青色投射光のなす角の二等分線と、レンチキュラーレンズシートの光軸とを略平行にする。【選択図】    図３
2004219842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多管式光源とともに背面投射型表示装置において用いられる背面投射型スクリーンであって、
当該背面投射型スクリーンは、フレネルレンズシートと、レンチキュラーレンズシートと、を備え、
前記レンチキュラーレンズシートのレンズ面は、以下の条件を満たすように設計されていることを特徴とする背面投射型スクリーン。
（条件）
多管式光源の両端に位置する光源からそれぞれ投射される投射光をＲ、Ｂとし、当該投射光Ｒ、Ｂが前記フレネルレンズシート内に入光し、当該フレネルレンズシートの出光面側の任意の１点から出光した場合において、
（１）フレネルレンズシートの出光面側の任意の１点から出光した投射光Ｒ、Ｂがなす角の二等分線と、（２）前記フレネルレンズシートの出光面側の任意の１点から出光される投射光が入光する位置に設けられたレンチキュラーレンズシートのレンズ面の光軸と、が略平行となる。
【請求項２】
前記レンチキュラーレンズシートのレンズ面の設計は、
フレネルレンズの中心を通り、背面投射型スクリーンの接地面に対し平行に引かれる仮想水平線上に位置する任意の一点と、当該任意の一点から前記仮想水平線に対して垂直に引かれる仮想垂直線に位置し、前記仮想水平線上に位置する任意の一点と前記フレネルレンズシートの上端又は下端との交点との中間点のうち、前記交点との距離が長い方の中間点から出光される出射光を基準にして設計することを特徴とする請求項１に記載の背面投射型スクリーン。
【請求項３】
多管式光源が３管式ＣＲＴであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の背面投射型スクリーン。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一の請求項に記載の背面投射型スクリーンを用いたことを特徴とする背面投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、背面投射型スクリーン、およびこれを用いた背面投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来公知の背面投射型表示装置の構成を説明するための平面（厚さ方向の）概略断面図である。また、図５は、図４に示す背面投射型装置を構成する背面投射型スクリーン１０２における領域（Ｃ）の部分の拡大図であり、図６は、図４に示す背面投射型装置を構成する背面投射型スクリーン１０２における領域（Ｄ）の部分の拡大図である。
【０００３】
図４に示すように、従来の背面投射型表示装置１００は、赤色、緑色、及び青色のＣＲＴ（それぞれ、Ｒ−ＣＲＴ、Ｇ−ＣＲＴ、Ｂ−ＣＲＴ）からなる３管式光源１０１と、背面投射型スクリーン１０２とから構成されており、当該背面投射型スクリーン１０２は、前記３管式光源１０１からの投射光Ｘを屈折させて略平行光にするフレネルレンズシート１０３と、投射光Ｘを散乱させて画像を形成する光散乱板であるレンチキュラーレンズシート１０４と、を備えて構成されている。
【０００４】
そして、図５、６に示すように、このような背面投射型スクリーン１０２におけるレンチキュラーレンズシート１０４は、入射側及び出射側にそれぞれレンチキュラーレンズ１０４ａ、１０４ｂを有し、これら２つのレンチキュラーレンズ（１０４ａ、１０４ｂ）の光軸ａが、フレネルレンズシート１０３と垂直であり、且つ、フレネルレンズシート１０３の出光面側の任意の一点から出光する３色の投射光（赤色投射光Ｒ、緑色投射光Ｇ、及び青色投射光Ｂ）のうち、その真ん中に位置する緑色投射光Ｇと入射側レンチキュラーレンズ１０４ａのレンズ頂点と出射側レンチキュラーレンズ１０４ｂのレンズ頂点を結んだ軸が略平行になるように設計されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように、レンチキュラーレンズ１０４を、その入射側及び出射側のレンチキュラーレンズ１０４ａ、１０４ｂの光軸ａが、フレネルレンズシート１０３と垂直であり、且つ、フレネルレンズシート１０３の出光面側の任意の一点から出光する３色の投射光のうち、その真ん中に位置する緑色投射光Ｇと、入射側レンチキュラーレンズのレンズ１０４ａのレンズ頂点と出射側レンチキュラーレンズ１０４ｂのレンズ頂点を結んだ軸が略平行になるように設計すると以下のような問題が生じる。
【０００６】
例えば、図４に示す（Ｃ）の部分（図６参照）、つまり背面投射型スクリーン１０２の中心部近傍（換言すれば、３管式光源１０１に近い部分）のようにフレネルレンズシート１０３に対する投射光の入射角が比較的緩やかな部分においては、フレネルレンズシート１０３のレンズ面１０５の任意の一点から出光される３色の投射光は、真ん中に位置する緑色投射光Ｇを中心として、左右均等に赤色投射光Ｒと青色投射光が位置している（つまり、緑色投射光Ｇと赤色投射光Ｒとのなす角θと、緑色投射光Ｇと青色投射光Ｂとのなす角Φとがほぼ同一となる）ので、緑色投射光Ｇと略平行な光軸ａを有するレンチキュラーレンズシート１０４に、これら３色の投射光が入光し散乱しても、当該３色のバランスが崩れることはない。
【０００７】
一方、例えば、図４に示す（Ｄ）の部分（図６参照）、つまり背面投射型スクリーン１０２の端部（換言すれば、３管式光源１０１から遠い部分）のようにフレネルレンズシート１０３のレンズ面１０５に対する投射光の入射角が急な部分においては、フレネルレンズシート１０３のレンズ面１０５の任意の一点から出光される３色の投射光は、真ん中に位置する緑色投射光Ｇを中心として、左右非対称に赤色投射光Ｒと青色投射光Ｂが位置してしまう（つまり、緑色投射光Ｇと赤色投射光Ｒとのなす角θと、緑色投射光Ｇと青色投射光Ｂとのなす角Φとが異なってしまう）ので、緑色投射光Ｇと略平行な光軸ａを有するレンチキュラーレンズシート１０４に、これらの３色の投射光が入光し、散乱した場合には、観察者の位置によっては、当該３色のバランスが崩れ、コントラストの低下やカラーシフト（赤みがかった映像となったり、青みがかった映像となったりする）が生じる。
【０００８】
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、３管式光源とともに背面投射型表示装置において用いられる背面投射型スクリーンであって、背面投射型スクリーンの端部においてもコントラストが低下することなく、カラーシフトが生じない背面投射型スクリーンを提供するとともに、当該背面投射型スクリーンを用いた背面投射型表示装置を提供することを主たる課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の観点では、多管式光源とともに背面投射型表示装置において用いられる背面投射型スクリーンであって、当該背面投射型スクリーンは、フレネルレンズシートと、レンチキュラーレンズシートと、を備え、前記レンチキュラーレンズシートのレンズ面は、以下の条件を満たすように設計されていることを特徴とする。
【００１０】
（条件）
多管式光源の両端に位置する光源からそれぞれ投射される投射光をＲ、Ｂとし、当該投射光Ｒ、Ｂが前記フレネルレンズシート内に入光し、当該フレネルレンズシートの出光面側の任意の１点から出光した場合において、（１）フレネルレンズシートの出光面側の任意の１点から出光した投射光Ｒ、Ｂがなす角の二等分線と、（２）前記フレネルレンズシートの出光面側の任意の１点から出光される投射光が入光する位置に設けられたレンチキュラーレンズシートのレンズ面の光軸と、が略平行となる。
【００１１】
前記の背面投射型スクリーンにおいては、前記レンチキュラーレンズシートのレンズ面の設計は、フレネルレンズの中心を通り、背面投射型スクリーンの接地面に対し平行に引かれる仮想水平線上に位置する任意の一点と、当該任意の一点から前記仮想水平線に対して垂直に引かれる仮想垂直線に位置し、前記仮想水平線上に位置する任意の一点と前記フレネルレンズシートの上端又は下端との交点との中間点のうち、前記交点との距離が長い方の中間点から出光される投射光を基準にして設計してもよい。
【００１２】
また、前記の背面投射型スクリーンにおいては、多管式光源が３管式ＣＲＴであることが好ましい。
【００１３】
さらに、上記課題を解決するための別の観点では、背面投射型表示装置は、請求項１または請求項２に記載の背面投射型スクリーンを用いたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の背面投射型スクリーン、およびこれを用いた本発明の背面投射型表示装置について図面を用いて具体的に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の背面投射型表示装置１０の構成を説明するための平面（厚さ方向の）概略断面図である。また、図２は、図１に示す背面投射型装置を構成する背面投射型スクリーン１２における領域（Ａ）の部分の拡大図であり、図３は、図１に示す背面投射型装置を構成する背面投射型スクリーン１２における領域（Ｂ）の部分の拡大図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の背面投射型表示装置１０においても、前記図４で説明した従来の背面投射型表示装置１００と同様に、赤色、緑色、及び青色のＣＲＴ（それぞれ、Ｒ−ＣＲＴ、Ｇ−ＣＲＴ、Ｂ−ＣＲＴ）からなる３管式光源１１と、背面投射型スクリーン１２とから構成されており、当該背面投射型スクリーン１２は、前記３管式光源１１からの投射光Ｘを屈折させて略平行光にするフレネルレンズシート１３と、投射光Ｘを散乱させて画像を形成する光散乱板であるレンチキュラーレンズシート１４と、を備えて構成されている。
【００１７】
ここで、本発明の背面投射型スクリーン１２は、従来の背面投射型表示装置１００においても用いられている背面投射型スクリーン１０２とは異なり、当該背面投射型スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシート１４は、その光軸ａが、フレネルレンズシート１３の出光面１５側の任意の一点か出光した投射光Ｒ、Ｂがなす角γの二等分線と、入射側レンチキュラーレンズ１４ａと出射側レンチキュラーレンズ１４ｂの光軸が平行で、且つ、前記二等分線と、各々のレンチキュラーレンズ１４ａ、１４ｂのレンズ頂点を結んだ軸が略平行となるように、即ち、入射側レンチキュラーレンズ１４ａと出射側レンチキュラーレンズ１４ｂとを１つのペアーとして考えた場合、これらのレンズの光軸を前記二等分線に合わせて回転するように設計されている点にある。
【００１８】
このようにレンチキュラーレンズシート１４を設計することにより（図３参照）、３管式光源１１から投射される投射光の中の中心に位置する投射光Ｇを基準としてこの投射光Ｇとレンチキュラーレンズの光軸ａがフレネルレンズシートと垂直で、且つ、投射光Ｇと入射側レンチキュラーレンズと出射側レンチキュラーレンズ各々の頂点を結んだ軸とを一致させる（例えば、図６参照）のではなく、中心に位置する投射光Ｇは無視し、多管式光源２の両端に位置する赤色光源Ｒ−ＣＲＴ、と青色光源Ｂ−ＣＲＴから投射され、フレネルレンズシート１３の出光面側の任意の一点から出光される投射光Ｒ、Ｂのなす角γの二等分線Ｚと、当該任意の一点から出光される投射光が入光する位置に設けられたレンチキュラーレンズシート１４の入射側レンチキュラーレンズ１４ａと出射側レンチキュラーレンズ１４ｂとを１つのペアーとして考えた場合、これらのレンズの光軸を前記二等分線に合わせて回転するように設計されているので、背面投射型スクリーンの端部（図１に示す（Ｂ）領域）においても３管式光源１１の両端に位置する赤色光源および青色光源から投射される投射光Ｒ、Ｂのバランス（赤色光と青色光の強度のバランス）が崩れることがなく、その結果、コントラスト、カラーシフトともに良好な背面投射型スクリーンを提供することができる。
【００１９】
ここで、「フレネルレンズシート１３の出光面側の任意の一点から出光される投射光が入光する位置に設けられたレンチキュラーレンズシート１４」とは、フレネルレンズシートに形成されているある微小領域のレンズ面に注目した場合に、その微小領域内に形成されているレンズ面から出光される投射光が入射されるべき所定の位置に設けられているレンチキュラーレンズのことをいい、さらには入射側レンチキュラーレンズ及び、入射側レンチキュラーレンズに対応する出射側レンチキュラーレンズを合わせた一組のレンズのことをいう。本図の場合、本発明の背面投射型スクリーン１２におけるレンチキュラーレンズシート１４の光軸ａは、フレネルレンズシートの出射面側から出光される投射光のうち、投射光Ｒ、Ｂのなす角γの二等分線Ｚと略平行になるように光軸が回転したレンチキュラーレンズの設計となる。
【００２０】
このように、本発明の背面投射型スクリーン１２においては、従来の背面投射型スクリーンと異なり、中心に位置する投射光Ｇとレンチキュラーレンズの光軸ａとは一致しないこととなるが、投射型スクリーンの中心部近傍のようにフレネルレンズシートのレンズ面に対する投射光の入射角が比較的緩やかな部分においては、もともと各色の投射光の中の真ん中に位置する投射光Ｇを中心として対称に屈折するので、結果的に真ん中に位置する投射光Ｇはレンチキュラーレンズの光軸ａとほぼ一致することとなる。
【００２１】
つまり、本発明の背面投射型表示装置１２におけるレンチキュラーレンズシート１４の光軸ａは、その部分毎に、換言すれば、３管式光源１１との角度毎に異なった方向となる。しかしながら、レンチキュラーレンズの光軸の方向を、その部分毎に全て異なった方向に設計し製作することは、レンチキュラーレンズシートの金型の作成が非常に煩雑となってしまう。
【００２２】
従って、レンチキュラーレンズシートのレンズ面の設計は、図７に示すように、フレネルレンズシート７０のレンズの中心７０Ｃを通り、背面投射型スクリーンの接地面に対し平行に引かれる仮想水平線７１上に位置する任意の一点ｍと、当該任意の一点ｍから前記仮想水平線７１に対して垂直に引かれる仮想垂直線７２に位置し、前記仮想水平線７１上に位置する任意の一点ｍと前記フレネルレンズシートの上端又は下端との交点（Ｕ、Ｄ）との中間点（ｎ、ｏ）のうち、前記交点（Ｕ、Ｄ）との距離が長い方の中間点（図７の場合はｎ）から出光される出射光を基準にして設計してもよい。このように設計することにより、スクリーン中心からほぼリニアーにレンチキュラーレンズの光軸を回転させるだけで良くなり、レンチキュラーレンズシートを形成するための金型の作成を容易にすることができる。
【００２３】
以上説明してきた本発明にかかるレンチキュラーレンズシート１４の製造方法については、特に限定されることはなく、従来公知の製造方法を用いることが可能である。
【００２４】
また、本発明にかかる背面投射型表示装置１０においても、上記で説明した本発明の特徴を具備していればよく、その他を特に限定されることはない。そして、当然の事ながら、本説明においては３管式ＣＲＴで解説したが、光源がＬＣＤ等の異なった光源であっても、又、フレネルレンズのレンズ面が光源側にあっても同じである。
【００２５】
【実施例】
（実施例１）
図１〜３を用いて説明した本発明の背面投射型表示装置を製造した。
【００２６】
製造するにあたり、背面投射型スクリーンの大きさは５０インチであり、当該スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートにおけるレンズの光軸はスクリーンの中央においてはＧ光の光軸と一致しているが、両端に向かって徐々に、図３に示すように、投射光Ｇを無視して、投射光Ｒ及び投射光Ｂがなす角の二等分線に略平行となるように、中心に向かって、フレネルレンズシートからの投射光Ｒ及び投射光Ｂがなす角の二等分線と一致するように回転させて形成した。
【００２７】
（比較例１）
図４〜６を用いて説明したように、従来公知の背面投射型表示装置を製造した。
【００２８】
製造するにあたり背面投射型スクリーンの大きさは５０インチであり、当該スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートの光軸は、図５、６に示すように、すべて投射光Ｇと略平行となるように形成した。
【００２９】
（評価）
前記実施例１にかかる背面投射型表示装置と、比較例１にかかる背面投射型表示装置とに同一の映像を表示して、当該映像のコントラスト、及びカラーシフトを比較した結果、実施例１にかかる背面投射型表示装置の方が、カラーシフトも無く、ブラックストライプ率を上げること（ＢＳ率ＵＰ）が可能となりコントラストも良好であった。
【００３０】
なお、コントラストが良好であるとは、Ｒ及びＢの入射側レンチキュラーレンズによる「こま収差」が小さくなり、ブラックストライプ率を上げても、ブラックストライプに映像光がトラップされずらくなることをいう。ここで、ブラックストライプ率は、レンチキュラーレンズの中に入れる拡散剤及びレンチキュラーレンズ設計及びフレネルレンズ設計及びＴＶセット状況（集中角）により、任意に上げることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、３管式光源から投射される投射光の中の中心に位置する投射光Ｇを基準としてこの投射光Ｇとレンチキュラーレンズとの光軸を略平行にするのではなく、中心に位置する投射光Ｇは無視し、３管式光源２の両端に位置する赤色光源と青色光源から投射され、フレネルレンズシートの出光面側に形成されているレンズ面から出光される投射光ＲおよびＢのなす角の二等分線と、前記フレネルレンズシートに形成されているレンズ面の任意の一点から出光される投射光が入光する位置に設けられたレンチキュラーレンズシートの光軸とを略平行にするように設計されているので、背面投射型スクリーンの端部においても多管式光源の両端に位置する光源から投射される投射光のバランス（赤色光と青色光の強度のバランス）が崩れることがなく、その結果、コントラスト、カラーシフトともに良好な背面投射型スクリーンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の背面投射型表示装置１０の構成を説明するための平面（厚さ方向の）概略断面図である。
【図２】図１に示す背面投射型装置を構成する背面投射型スクリーン１２における領域（Ａ）の部分の拡大図である。
【図３】図１に示す背面投射型装置を構成する背面投射型スクリーン１２における領域（Ｂ）の部分の拡大図である。
【図４】従来公知の背面投射型表示装置の構成を説明するための平面（厚さ方向の）概略断面図である。
【図５】図４に示す背面投射型装置を構成する背面投射型スクリーンにおける領域（Ｃ）の部分の拡大図である。
【図６】図４に示す背面投射型装置を構成する背面投射型スクリーンにおける領域（Ｄ）の部分の拡大図である。
【図７】レンチキュラーレンズシートの光軸の設計をする際の説明図である。
【符号の説明】
１０、１００…背面投射型表示装置
１１、１０１…３管式光源
１２、１０２…背面投射型スクリーン
１３、７０、１０３…フレネルレンズシート
１４、１０４…レンチキュラーレンズシート
１５、１０５…レンチキュラーレンズシートのレンズ面
ａ…レンチキュラーレンズシートの光軸
Ｚ…投射光Ｒと投射光Ｂのなす角の二等分線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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