(57)【要約】【課題】  透過型スクリーンの反りに起因する画像歪みのない良好な画質を実現することができる背面投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】  光源からの光を映像信号に基づき変調して投写レンズを介して拡大投写する光学ユニットを有して、拡大された映像光を透過型スクリーンの背面側から投写して当該スクリーンの表面側に映像を表示する背面投写型映像表示装置において、投写レンズに透過型スクリーンの反りに起因する画像歪みを補正する歪曲収差(DISTORTION)特性を付与した。【選択図】        図１
2007322583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を映像信号に基づき変調して投写レンズを介して拡大投写する光学ユニットを有して、拡大された映像光を透過型スクリーンの背面側から投写して当該スクリーンの表面側に映像を表示する背面投写型映像表示装置において、
前記投写レンズに前記透過型スクリーンの反りに起因する画像歪みを補正する歪曲収差特性を付与したことを特徴とする背面投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記透過型スクリーンは、フレネルスクリーンとレンチキュラースクリーンを映像光の入射側から順次重ね合わせて構成され、前記レンチキュラースクリーンには前記フレネルスクリーン側に凸状となる反りを持たせ、前記フレネルスクリーンには前記レンチキュラースクリーン側に凸状となる反りを持たせたことを特徴とする請求項１記載の背面投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記レンチキュラースクリーンに前記フレネルスクリーンよりも大きな反りを持たせて、前記投写レンズには樽型の歪曲収差特性を付与したことを特徴とする請求項２記載の背面投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、リアプロジェクションＴＶ等の背面投写型映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リアプロジェクションＴＶは、例えば図２に示すように、キャビネット１内に配置された光学ユニット２において、図示しない光源からの光を映像信号に基づき液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micromirror Device）やＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等から成る表示素子で変調して投写レンズ３を介して拡大投写し、拡大投写された映像光をミラー４で反射し、透過型スクリーン５の背面側から投写して当該スクリーン５の表面側に映像を表示させるものである。
【０００３】
上記透過型スクリーン５は、フレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂを映像光の入射側から順次重ね合わせて配置した構成になっている。
【０００４】
フレネルスクリーン５ａは、出射面側に同心円状のフレネルレンズが形成されて、光学ユニット２からの拡大映像光を概略平行光あるいは観察者の方向に屈折させ、観察者が画面を見た際、画面全体を均一に明るくさせる作用を有している。
【０００５】
一方、レンチキュラースクリーン５ｂは、水平方向に映像光を屈折させるシリンドリカルレンズ群を配列し、水平方向の視野特性を広げる作用を有している。
【０００６】
さらに、フレネルスクリーン５ａあるいはレンチキュラースクリーン５ｂには拡散材が混入されており、透過型スクリーン５上に映像を結像させると共に垂直視野特性を広げる作用を有している。
【０００７】
また、レンチキュラースクリーン５ｂには、コントラスト向上のため、観察者側で映像光の非集光部に外光を吸収するストライプ状の遮光層を設けたものもある。
【０００８】
ところが、重ね合わせたフレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂは、温度や湿度の変動によりスクリーン５ａ，５ｂの中央部がそれぞれ外側に膨らみ、フレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂ間に隙間が生じるため、フォーカスぼけを引き起こし、画質を著しく劣化させる問題があった。
【０００９】
この対策として、図３（ａ）に示すように予めフレネルスクリーン５ａ，レンチキュラースクリーン５ｂ個々にそれぞれ相手側に向かって凸状となる反りを持たせ、重ね合わせた場合に図３（ｂ）に示すようにフレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂを全面密着させる方式が提案されている。この場合、フレネルスクリーン５ａには大きな反りを付けるのが構造上難しく、通常レンチキュラースクリーン５ｂの方がフレネルスクリーン５ａよりも反りが大きくなる。
【００１０】
また、特許文献１には、フレネルスクリーンやレンチキュラースクリーンに予め反りを持たせることなく、それらの上下抑え部分の角度を各々異なる角度に設定可能なスクリーン保持機構を有する枠体を備え、両者間の密着性が増すように上下抑え部分の角度を設定できるようにしたものが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３５６４１９号公報（G03B 21/62）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図３に示した構成の場合、通常、透過型スクリーン５が投写側（映像光の入射側）に凸状に反っているため、画像，例えば図４（ｂ）に示すようなクロスハッチ画像に図４（ｃ）に示すような糸巻き歪みが生じ、画質を劣化させるという問題があった。
【００１２】
なお、特許文献１に開示されたものでは、スクリーンの上下にどうしても隙間が生じてしまい、スクリーンの上下に及ぶ大画面を表示すると、隙間が生じている部分でフォーカスぼけを引き起こして、画質を劣化させてしまう。
【００１３】
そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、透過型スクリーンの反りに起因する画像歪みのない良好な画質を実現することができる背面投写型映像表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、光源からの光を映像信号に基づき変調して投写レンズを介して拡大投写する光学ユニットを有して、拡大された映像光を透過型スクリーンの背面側から投写して当該スクリーンの表面側に映像を表示する背面投写型映像表示装置において、前記投写レンズに前記透過型スクリーンの反りに起因する画像歪みを補正する歪曲収差(DISTORTION)特性を付与したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２に係る発明は、前記透過型スクリーンがフレネルスクリーンとレンチキュラースクリーンを映像光の入射側から順次重ね合わせて構成され、前記レンチキュラースクリーンには前記フレネルスクリーン側に凸状となる反りを持たせ、前記フレネルスクリーンには前記レンチキュラースクリーン側に凸状となる反りを持たせたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に係る発明は、前記レンチキュラースクリーンに前記フレネルスクリーンよりも大きな反りを持たせて、前記投写レンズには樽型の歪曲収差特性を付与したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願の請求項１記載の発明によれば、投写レンズに透過型スクリーンの反りに起因する画像歪みを補正する歪曲収差特性を付与したことにより、透過型スクリーンの反りに起因する画像歪みのない良好な画質を実現することができる。また、投写レンズは歪曲収差を無くす方が難しいので、投写レンズの歪曲収差規格を緩めることが可能となり、投写レンズのコストダウンも可能となって、背面投写型映像表示装置の低コスト化を図ることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、透過型スクリーンを構成するフレネルスクリーンとレンチキュラースクリーンに互いに相手側に向かって凸状となる反りを持たせたことにより、重ね合わせた状態でフレネルスクリーンとレンチキュラースクリーン間に隙間が生じて画質が劣化するのを効果的に防ぐことができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、レンチキュラースクリーンにフレネルスクリーンよりも大きな反りを持たせることにより、透過型スクリーンが映像光の投写側に反って画像に糸巻き歪みが生じても、投写レンズに樽型の歪曲収差特性を付与して相殺することで、画像歪みを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
ここでは、本願発明を背面投写型映像表示装置として前述した図２のリアプロジェクションＴＶに適用する場合について説明する。
【００２２】
図２に示したリアプロジェクションＴＶは、前述したように、キャビネット１内に配置された光学ユニット２において、図示しない光源からの光を映像信号に基づき液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micromirror Device）やＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等から成る表示素子で変調して投写レンズ３を介して拡大投写し、拡大投写された映像光をミラー４で反射し、透過型スクリーン５の背面側から投写して当該スクリーン５の表面側に映像を表示させるものである。
【００２３】
上記透過型スクリーン５は、フレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂを映像光の入射側から順次重ね合わせて配置した構成になっている。
【００２４】
フレネルスクリーン５ａは、出射面側に同心円状のフレネルレンズが形成されて、光学ユニット２からの拡大映像光を概略平行光あるいは観察者の方向に屈折させ、観察者が画面を見た際、画面全体を均一に明るくさせる作用を有している。
【００２５】
一方、レンチキュラースクリーン５ｂは、水平方向に映像光を屈折させるシリンドリカルレンズ群を配列し、水平方向の視野特性を広げる作用を有している。
【００２６】
さらに、フレネルスクリーン５ａあるいはレンチキュラースクリーン５ｂには拡散材が混入されており、透過型スクリーン５上に映像を結像させると共に垂直視野特性を広げる作用を有している。
【００２７】
また、レンチキュラースクリーン５ｂには、コントラスト向上のため、観察者側で映像光の非集光部に外光を吸収するストライプ状の遮光層を設けたものもある。
【００２８】
フレネルスクリーン５ａやレンチキュラースクリーン５ｂに用いられる材料は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト樹脂（ＰＣ）、アクリル−スチレン共重合樹脂（ＭＣ）等から成っている。
【００２９】
通常、上記光学ユニット２に設置されている投写レンズ３の歪曲収差（DISTORTION)特性は、例えば図４（ａ）に示すように出来る限り歪曲収差を無くすように設計される。なお、図４（ａ）の縦軸は像高（IMG HT）を示し、横軸は歪曲収差（DISTORTION；％)を示している。この場合、透過型スクリーン５に入射する直前の光学ユニット２からの映像は、図４（ｂ）に示すように歪みがほとんどなく、良好な画質である。
【００３０】
ところが、前述の図３に示したように各スクリーン５ａ，５ｂに反りを持たせている場合、画面サイズにより異なるが、スクリーン中心部で約５〜１５mm程度投写側（映像光の入射側）に反っている。この場合、透過型スクリーン５上に結像される映像には、図４（ｃ）に示すような糸巻き歪みが生じ、画質を劣化させる要因となっている。但し、画面最外周部は、図２に示すように透過型スクリーン５がスクリーン枠６に固定されているため画像歪みはほとんどない。
【００３１】
そこで、本実施形態では、上述したような画像歪みを改善するため、光学ユニット２の投写レンズ３に予め透過型スクリーン５の反りを補正する歪曲収差（DISTORTION)特性，例えば図１（ａ）に示すような特性を付与している。
【００３２】
これにより、透過型スクリーン５直前では図１（ｂ）に示すような樽型の画像歪みを持たせ、これを透過型スクリーン５の反りによる図４（ｃ）に示したような糸巻き型の画像歪みで相殺して、透過型スクリーン５で結像された画像には図１（ｃ）に示すようにほとんど歪みのない良好な画質を実現することができる。
【００３３】
また、投写レンズ３は歪曲収差を無くす方が難しいので、投写レンズ３の歪曲収差規格を緩めることが可能となり、投写レンズ３のコストダウンも可能となって、リアプロジェクションＴＶの低コスト化を図ることができる。
【００３４】
さらに、透過型スクリーン５を構成するフレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂに互いに相手側に向かって凸状となる反りを持たせたことにより、重ね合わせた際にフレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂ間に隙間が生じて画質が劣化するのを効果的に防ぐことができる。
【００３５】
なお、透過型スクリーン５の反りに応じて投写レンズ３の歪曲収差量を調節できるように、複数のレンズから構成される投写レンズ３において歪曲収差量に最も影響するレンズに稼働調整機構を設けることも可能である。
【００３６】
また、上記実施形態では、透過型スクリーン５を構成するフレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂに互いに相手側に向かって凸状となる反りを持たせ、さらにレンチキュラースクリーン５ｂにフレネルスクリーン５ａよりも大きな反りを持たせた場合について説明したが、本願発明はこれに限らず、フレネルスクリーン５ａとレンチキュラースクリーン５ｂの少なくともいずれか一方に相手側に向かって凸状となる反りを持たせて密着させるようにしたものにも適用可能である。更には、他の原因で透過型スクリーン５に生じる反りに起因した画像歪みを補正する場合にも適用可能である。
【００３７】
また、上記実施形態では、背面投写型映像表示装置としてリアプロジェクションＴＶを示したが、ＴＶ受信機能を有しない背面投写型映像表示装置にも本願発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本願発明の一実施形態を説明するための図で、（ａ）は実施形態の投写レンズの歪曲収差特性図、（ｂ）はスクリーン入射直前の画像歪みを示す図、（ｃ）はスクリーンで結像された画像歪みを示す図。
【図２】リアプロジェクションＴＶの一例の概略構成図で、（ａ）は側面側から見た内部構成図、（ｂ）は正面図である。
【図３】透過型スクリーンの構成図で、（ａ）はフレネルスクリーンとレンチキュラースクリーン個々の反りを示す図、（ｂ）は各スクリーンを重ね合わせて組み合わせた際の反りを示す図。
【図４】従来技術を説明するための図で、（ａ）は従来の投写レンズの歪曲収差特性図、（ｂ）はスクリーン入射直前の画像歪みを示す図、（ｃ）はスクリーンで結像された画像歪みを示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１  キャビネット
２  光学ユニット
３  投写レンズ
４  ミラー
５  透過型スクリーン
５ａ  フレネルスクリーン
５ｂ  レンチキュラースクリーン
６  スクリーン枠
【図１】
2007322583.tif 000003
【図２】
2007322583.tif 000004
【図３】
2007322583.tif 000005
【図４】
2007322583.tif 000006