(57)【要約】【課題】  コントラストに優れ、かつ、映像品位の高い透過型スクリーンを提供すること。【解決手段】  上記の課題は、背面投射型画像表示装置に用いられる、投射光の入射側から、フレネルレンズシート、投射光を水平方向に屈折する作用をもつ水平レンチキュラーレンズシート、投射光を垂直方向に屈折する作用をもつ垂直レンチキュラーレンズシートの順に配列して成り、フレネルレンズシートのレンズ中心がスクリーンの機械的中心に対し上方に配置され、それにあわせて垂直レンチキュラーレンズシートのブラックストライプが垂直レンチキュラーレンズに対してシフトされていることを特徴とする透過型スクリーンおよびそれを備えた背面投射型画像表示装置によって解決される。【選択図】  図１
2004258632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面投射型画像表示装置に用いられる、少なくとも３枚以上のレンズシートからなる透過型スクリーンにおいて、投射光の入射側から、フレネルレンズシート、投射光を水平方向に屈折する作用をもつ水平レンチキュラーレンズシート、投射光を垂直方向に屈折する作用をもつ垂直レンチキュラーレンズシートの順に配列して成り、該垂直レンチキュラーレンズシートの入射側面にレンチキュラーレンズが配置され、該レンチキュラーレンズの焦点付近の投射光が通らない部位にブラックストライプが配置されており、該フレネルレンズシートのレンズ中心がスクリーンの機械的中心に対し上方に配置され、それにあわせて垂直レンチキュラーレンズシートのブラックストライプが垂直レンチキュラーレンズに対してシフトされていることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
フレネルレンズシート、水平レンチキュラーレンズシートおよび垂直レンチキュラーレンズシートの少なくともいずれかのレンズシートが光拡散材を含む層を有する請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
垂直レンチキュラーレンズシートにおいて、レンチキュラーレンズの集光距離とレンチキュラーレンズピッチの比が１．３〜３．０の範囲内であって、レンチキュラーレンズピッチに対するブラックストライプ形成部の幅の割合が６０％〜８０％の範囲内である請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の透過型スクリーンを備えた背面投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＲＴ、液晶パネルあるいは微小な鏡の角度を映像信号で制御しその反射光を用いるデジタルミラーデバイスなどの映像をスクリーン上に拡大投射して、前面から画像として観察する背面投射装置に用いる透過型スクリーンに関し、特にこの種の背面投射装置で問題となる外光によるコントラスト低下の抑制を実現する透過型スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
背面投射装置に用いる透過型スクリーンは従来、フレネルレンズシートと内部に光拡散材を有する水平レンチキュラーレンズシートの２枚構成のものが用いられているが、画像を観察する部屋の天井の照明装置や壁面等による外光がスクリーン表面で散乱反射されるため画面のコントラストが悪化する問題があった。
【０００３】
外光入射による反射を抑制し画像コントラストを改善するため、レンチキュラーレンズシートを直交させて用い３枚構成とするスクリーンが、例えば特許文献１、特許文献２等により提案されている。レンチキュラーレンズシートを直交させて用いることにより、実質的にブラックストライプの割合を増やすことができ、コントラストの向上が図られる。
【０００４】
【特許文献１】特開平７―５５７３号公報
【特許文献２】特開平８―１０１４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、投射装置側から順にフレネルレンズシート、垂直レンチキュラーレンズシート、水平レンチキュラーレンズシートで構成された図６に示されるスクリーンにあっては、垂直レンチキュラーレンズの表面で投射光が反射した後、迷光となって観察者側に出射し画像劣化を発生させるという問題点を有している。一方、投射装置側から順にフレネルレンズシート、水平レンチキュラーレンズシート、垂直レンチキュラーレンズシートで構成された図７に示されるスクリーンにあっては、観察者側上方に位置する照明等の光源からの光が、垂直レンチキュラーレンズシートの光源側表面のレンチキュラーレンズおよび他のレンズシートの入出射面で再帰反射が生じることにより迷光となって現れ、画像のコントラストが悪化し、映像の品位が低下すると言う問題が有る。
【０００６】
本発明は、コントラスト性能を確保しつつ、上記問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決する本願発明は、背面投射型画像表示装置に用いられる、少なくとも３枚以上のレンズシートからなる透過型スクリーンにおいて、投射光の入射側から、フレネルレンズシート、投射光を水平方向に屈折する作用をもつ水平レンチキュラーレンズシート、投射光を垂直方向に屈折する作用をもつ垂直レンチキュラーレンズシートの順に配列して成り、該垂直レンチキュラーレンズシートの入射側面にレンチキュラーレンズが配置され、該レンチキュラーレンズの焦点付近の投射光が通らない部位にブラックストライプが配置されており、該フレネルレンズシートのレンズ中心がスクリーンの機械的中心に対し上方に配置され、それにあわせて垂直レンチキュラーレンズシートのブラックストライプが垂直レンチキュラーレンズに対してシフトされていることを特徴とする透過型スクリーンである。
また、本発明は、上記の透過型スクリーンを備えた背面投射型画像表示装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の透過型スクリーンは、コントラストが高く、かつ、照明等外光による迷光を防止して、高品位な映像表示装置を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図1に本発明の実施の形態の一例を示す。この例では、投射光の入射側から、フレネルレンズシート１、水平レンチキュラーレンズシート２、垂直レンチキュラーレンズシート３の順に各レンズシートが設けられている。フレネルレンズシート１は、そのフレネルレンズ中心が、スクリーンの機械的中心から上方に配置され、垂直レンチキュラーレンズシート３は、投射光を垂直方向に屈折させるためのレンチキュラーレンズが入射側面に設けられ、該レンチキュラーレンズの集光位置の投射光が通らない部位にブラックストライプ５が形成され、該ブラックストライプ５は該レンチキュラーレンズに対してシフトしている。
【００１０】
図２は本発明の上記の実施の形態における透過型スクリーンに対する外光光線の経路を示した垂直断面図である。図４は比較のための従来技術で、図５は、図４のスクリーンに対する外光光線の経路を示した垂直断面図である。
【００１１】
この透過型スクリーンに入射する外光光線は垂直レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズの焦点近傍に存在する光拡散材に入射し垂直レンチキュラーレンズシート３の内面に向かって拡散する。内面で反射した外光光線は入射側に戻りブラックストライプ５の無い位置から観察者側に向かって出射する。また、残りの垂直レンチキュラーレンズを透過した外光光線はほぼ平行に水平レンチに入射し再帰し、垂直レンチキュラーレンズに入射しブラックストライプ５の無い位置から観察者側に向かって出射する。図２に示すようにブラックストライプ５をスクリーン上方にシフトさせると再帰してくる外光光線のブラックストライプ５に吸収される割合が図５の従来技術より増え画像コントラストの改善が図られる。ここで、垂直レンチキュラーレンズシートが光拡散材を含まない場合には、外光光線の方向は下方に向かう光線が多くなるため、上方にブラックストライプがシフトしている本発明のスクリーンにおいては迷光が少なくなる点において同様の効果が得られる。
【００１２】
観察者側に垂直レンチキュラーレンズシートが配置された透過型スクリーンを用いた場合、天井蛍光灯等の照明器具７から透過型スクリーンに入射する外光は、垂直レンチキュラーレンズシートの観察者側に設けられたブラックストライプに起因してその一部が垂直方向に散乱反射される（図３ａ参照）。その結果、照明器具７等の像が垂直方向に引き伸ばされた形で観察者に見えるため、映像の品位を損なう場合がある。本発明の透過型スクリーンにおいては、垂直レンチキュラーレンズシート３の観察者側面を平坦面６とすることで、上記のような問題を回避することができる（図３ｂ参照）。垂直レンチキュラーレンズシートの観察者側面を平坦にする方法としては、透明なコーティング剤によりコーティングする方法、平坦面を有する樹脂シートまたはフィルムを透明接着剤を用いて空気層を介さず接着する方法などが挙げられる。ここで、本発明における平坦面は、鏡面であることがコントラストの点で好ましいが、拡散材、エンボス等による等方的な散乱面であっても垂直方向にのみ引き伸ばされるような不自然な映り込みを生じないので、上記の目的は達成することができる。
【００１３】
本発明における垂直レンチキュラーレンズシートには、ピッチ、レンズの集光距離およびレンチキュラーレンズピッチに対するブラックストライプ形成部の幅の割合（いわゆるブラックストライプ率）などに特に制限はないが、レンチキュラーレンズの集光距離とレンチキュラーレンズピッチの比（集光距離／レンチキュラーレンズピッチ）が１．３〜３．０の範囲内であって、ブラックストライプ率が６０％〜８０％の範囲内であるのが拡散特性、コントラストの点から好ましく、７０〜８０％の範囲内であるのがより好ましい。また、投射装置として液晶パネル等の微細画素により表示する方式の投射装置を用いる場合には、画素とレンズピッチとの関係により生じるモアレを低減する点から、レンチキュラーレンズのピッチを０．５ｍｍ以下とするのが好ましく、０．３ｍｍ以下とするのがより好ましい。
【００１４】
また、垂直レンチキュラーレンズシートの一部に、拡散材を含む層を設けることができる。拡散材を含む層を設けることにより、各レンズシートのピッチに起因するモアレを低減することができるが、スクリーンの明るさが低下するため、必要に応じて決定すべき事項である。さらに必要に応じ、映り込みを軽減するために垂直レンチキュラーレンズシートの観察者側に反射防止層を設けてもよいし、表面の傷つき防止のためにハードコート処理を施してもよい。
【００１５】
本発明における各レンズシートは２Ｐ成形法、押出成形法、プレス法、射出成形法等の既知の製造方法およびそれらの組み合わせにより製造することができる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
図１は本発明の実施例における透過型スクリーンの光路を示した垂直断面図である。
【００１７】
投射装置から投射された投射光はまずフレネルレンズシートに入射し観察者側に集光する。投射光は次に両面にレンチキュラーレンズを有するレンチキュラーレンズシート２に入射しここで水平方向に配向される。図１に示すように投射光は垂直方向に屈折せず、レンチキュラーレンズシート２中には光拡散材を有しないため直進する。つぎに投射光は投射装置側に投射光を垂直方向に屈折させるためにレンチキュラーレンズを設け、さらに観察者側にブラックストライプ５を形成した垂直レンチキュラーレンズシート３を通り垂直方向に屈折される。該垂直レンチキュラーレンズシートの出射側面近傍には光拡散材を混入した。
【００１８】
そして、投射装置の光出射点とスクリーンの機械的中心を結ぶ線と、フレネルレンズシートのレンズ中心を上方に移動した時、投射装置の光出射点とフレネルレンズ中心を結ぶ線で挟まれる角度が６°となるように投射装置とフレネルレンズシートの機械的位置を設定した。垂直レンチキュラーレンズシート３のブラックストライプ５は透過型スクリーンの下辺から上辺の方向の隣り合う垂直レンチキュラーレンズの集光位置の中間の位置に配置した。フレネルレンズシート２のレンズ中心でのブラックストライプの上方への必要シフト量は概ねｔａｎ（６°）×垂直レンチキュラーレンズの集光距離で求められる。フレネルレンズシートのレンズ中心位置では垂直レンチキュラーレンズ３に上向き６°に入射した投射光は垂直方向に屈折し広がるがその強さの中心は６°上方となる。
【００１９】
フレネルレンズシートは２Ｐ法により作製し、水平レンチキュラーレンズシートおよび垂直レンチキュラーレンズシートは押出法により基板を作製した後、スクリーン印刷によってブラックストライプを形成した。垂直レンチキュラーレンズシートとして、レンズピッチ０．４５ｍｍ、集光距離１．０９ｍｍの片面レンチレンチキュラーレンズシートの出射面にブラックストライプ率６０％、高さ５５μｍのブラックストライプを設けたものを用いた。
【００２０】
得られた透過型スクリーンを市販の背面投射型テレビセットに装着して天井蛍光灯照明下で観察したところ、迷光による画像劣化は見られず、良好な外観であった。
【００２１】
（実施例２）
垂直レンチキュラーレンズシートに拡散材を含む層を設けない他は実施例１と同様にして透過型スクリーンを作製した。得られた透過型スクリーンは、実施例１と同様の作用効果を有していた。
【００２２】
（比較例１）
フレネルレンズ中心をスクリーンの機械的中心と一致させ、垂直レンチキュラーレンズシートのブラックストライプをシフトさせないことの他は実施例１と同様にして透過型スクリーンを作製した（第４図参照）。
得られた透過型スクリーンを市販の背面投射型テレビセットに装着して天井蛍光灯照明下で観察したところ、迷光と見られる、画面の白っぽい領域が生じた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における光路を示す図である。
【図２】本発明の作用を示す図である。
【図３】本発明の作用を示す図である。
【図４】従来技術における光路を示す図である。
【図５】従来技術における光路を示す図である。
【図６】従来技術を示す図である。
【図７】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１．フレネルレンズシート
２．水平レンチキュラーレンズシート
３．垂直レンチキュラーレンズシート
４．投射装置
５．ブラックストライプ
６．平坦面
７．照明器具
【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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