(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に応じて画像表示を行う画像表示装置と、前記画像表示装置上の画像を拡大投写する照明レンズとを有する画像投射部を、赤、緑、青の各色に対応して３組有し、これらが水平方向に配置された３原色画像投写部と、
前記３原色画像投写部によって投写される各色光による画像を映す透過型スクリーンとを備えてなり、
前記透過型スクリーンは、前記３原色画像投写部の側から順に、
前記３原色画像投写部からの角度を持った前記各色光が入射し、前記各色光をそれぞれテレセントリックな光に変換可能なコリメート手段と、
前記コリメート手段からの各色光が入射する入射面に設けられ水平方向の光を収束する第１のレンチキュラーレンズと、出射面に設けられ前記収束光に対応した第２のレンチキュラーレンズとを有し、前記各色光の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディング除去手段と、
透明な材料からなる微小ビーズが透明な材料からなる基盤シートの入射面上に配置され、前記基盤シートと前記微小ビーズとの間で光を透過する光透過部が形成され、前記光透過部以外の基盤シートの入射面上が不透明な結合剤で覆われてなる光拡散手段と、
を備える背面投写型画像表示装置。
【請求項２】
入力信号に応じて画像表示を行う画像表示装置と、前記画像表示装置上の画像を拡大投写する照明レンズとを有する画像投射部を、赤、緑、青の各色に対応して３組有し、これらが水平方向に配置された３原色画像投写部と、
前記３原色画像投写部によって投写される各色光による画像を映す透過型スクリーンとを備えてなり、
前記透過型スクリーンは、前記３原色画像投写部の側から順に、
前記３原色画像投写部からの角度を持った前記各色光が入射し、前記各色光をそれぞれテレセントリックな光に変換可能なコリメート手段と、
前記コリメート手段からの各色光が入射する入射面に設けられ水平方向の光を収束する第１のレンチキュラーレンズと、出射面に設けられ前記収束光に対応した第２のレンチキュラーレンズとを有し、前記各色光の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディング除去手段と、
前記カラーシェーディング除去手段からの各色光が入射する入射面に設けられ、水平方向の光を収束する第３のレンチキュラーレンズと、前記入射した光の結像位置あるいはその近傍以外の部分に設けられ、光を吸収する特性を備えた材料からなるブラックストライプ層と、拡散材料を含む材料からなる拡散パネルとを有する光拡散手段と、
を備える背面投写型画像表示装置。
【請求項３】
入力信号に応じて画像表示を行う画像表示装置と、前記画像表示装置上の画像を拡大投写する照明レンズとを有する画像投射部を、赤、緑、青の各色に対応して３組有し、これらが水平方向に配置された３原色画像投写部と、
前記３原色画像投写部によって投写される各色光による画像を映す透過型スクリーンとを備えてなり、
前記透過型スクリーンは、前記３原色画像投写部の側から順に、
前記３原色画像投写部からの角度を持った前記各色光が入射し、前記各色光をそれぞれテレセントリックな光に変換可能なコリメート手段と、
前記コリメート手段からの各色光が入射する入射面に設けられ水平方向の光を収束する第１のレンチキュラーレンズと、出射面に設けられ前記収束光に対応した第２のレンチキュラーレンズとを有し、前記各色光の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディング除去手段と、
前記カラーシェーディング除去手段からの各色光が入射する入射面に設けられ水平方向の光を収束する第３のレンチキュラーレンズと、前記第３のレンチキュラーレンズの少なくとも入射面の近傍に形成され前記第３のレンチキュラーレンズよりも濃く着色された着色層とを有する光拡散手段と、
を備える背面投写型画像表示装置。
【請求項４】
前記透過型スクリーンのコリメート手段は透過型スクリーンから画像投写部までの距離におよそ等しい焦点距離のフレネルレンズシートであることを特徴とする請求項１、２または３記載の背面投写型画像表示装置。
【請求項５】
前記透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段の入射側レンチキュラーレンズは３原色画像投写部の像を水平方向についておよそその水平方向のピッチ同等あるいは水平方向のピッチより小さく形成するような焦点距離の設定であり、出射レンチキュラーレンズはこの結像範囲を包括する水平方向の幅を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の背面投写型画像表示装置。
【請求項６】
前記透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段の出射レンチキュラーレンズはおよそ入射側レンチキュラーレンズの結像位置に配置されていることを特徴とする請求項１、２、３記載の背面投写型画像表示装置。
【請求項７】
前記透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段の出射レンチキュラーレンズはおよそ入射側レンチキュラーレンズまでの距離を焦点距離とするレンチキュラーレンズであることを特徴とする請求項１、２または３記載の背面投写型画像表示装置。
【請求項８】
前記透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段の入射側レンチキュラーレンズは３原色画像投写部の像を水平方向についておよそその水平方向のピッチより小さく形成するような焦点距離の設定であり、出射レンチキュラーレンズはこの結像範囲を包括しながらも入射側レンチキュラーレンズの水平方向の幅より狭い構成であり、隣り合う出射レンチキュラーレンズ間には光吸収剤が備えられていることを特徴とする請求項１、２または３記載の背面投写型画像表示装置。
【請求項９】
前記透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段は片面に前記入射側レンチキュラーレンズ、反対面には前記出射レンチキュラーレンズを備えたレンチキュラーシートであることを特徴とする請求項１、２または３記載の背面投写型画像表示装置。
【請求項１０】
前記光拡散手段の拡散パネルは透明な材料からなる平面パネルと入射面側に備えられた拡散層からなることを特徴とする請求項２記載の背面投写型画像表示装置。
【請求項１１】
前記光拡散手段のブラックストライプ層、拡散パネル間が密着されてなることを特徴とする請求項２記載の背面投写型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の画像表示装置を水平並置して使用する背面投写型画像表示装置に関し、特に視野角が広くカラーシェーディングの少ない高画質、高性能を備えた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の背面投写型画像表示装置を図面を用いて説明する。図７は、従来の３管式プロジェクターの全体構成図である。同図は、現在、家庭用大型映像市場の主力であるビデオプロジェクター（投写型表示装置１００示し、これは３つのＣＲＴ１０１，１０２，１０３上の画像を投写レンズ１０４，１０５，１０６で拡大しスクリーン上に合成する構成をしている。このスクリーンは、図７にあるようにコリメート手段であるフレネルレンズ１０７と、光拡散手段のレンチキュラーシート１０８とからなり、異なる方向から入射する各色光の主光線を平行にして出射出来ることから観察者の立ち位置によって色目が変わるカラーシェーディングを改善している。同時にスクリーン出射面には外光による黒浮きを防ぐため光吸収材であるブラックストライプ１０９を備え、垂直方向の視野角確保のため拡散材をブラックストライプ１０９間の基板パネル上に塗布したり、基板パネル材料に拡散材を混入して構成されている。しかし図８にあるようにブラックストライプ１０９間の開口部には異なる色光の光源像を形成するため、光損失を防ぐためブラックストライプ１０９間の間隔を前記光源像に対し十分確保する必要があり、ブラックストライプ１０９の密度が疎となってしまう。従ってこの開口部に外光が入射した際には拡散材で光を反射してしまうことで生じる黒浮きを十分に改善することが出来なかった。
【０００３】
このような問題を解決するスクリーンが近年提案されているので以下に示す。第１に特表平９−５０４８８２号公報に示すビーズタイプのものと、第２に特開平１０−３３９９１５号公報に示すブラックストライプタイプのものと、第３に特開平１０−１１１５３７号公報に示す着色層タイプのものとがあげられる。第１のビーズタイプの構成は図９に示すようになっており、光を透過する材料からなる基板パネル１１０上に光透過性の材料からなる微小なビーズ１１１を光吸収性の接着剤１１２を介して固定してなる。入射した光はビーズ１１１で集光され、ビーズ１１１と基板パネル１１０とが接した部分に集光されることで基板パネル１１０を透過して拡散光として出射される。このスクリーンの特徴はビーズ１１１が非常に小さいことからファインピッチな表示が出来ることと、ビーズ１１１と基板パネル１１０とが接した部分は点であり、観察者側から見るとほとんど認められないような面積であることから、この開口以外のスクリーン前面は光吸収性の接着剤で占められ、強い外光下にあっても黒レベルが浮きにくくなっていることである。 また、ブラックストライプタイプの原理は図１０に示すような構成であり、入射面にレンズ面を備えたレンチキュラーシート１１３と、その出射側に配置された前面パネル１１４間にブラックストライプ１１５と、拡散層１１６が備えられて構成されている。レンチキュラーレンズに入射した光はここで収束され、ブラックストライプ１１５間に設けられた開口部あるいはその周辺に集光される。ここを透過した光は拡散層で垂直方向にも拡散を受けた後出射される。このスクリーンの特徴はレンチキュラーシート１１３を薄く形成できるのでファインピッチ化が容易であることと、拡散層１１６がブラックストライプ１１５前面にあることからスクリーン前面に入射した外光は拡散層１１６で光路を曲げられるがブラックストライプ１１５に至り、全反射されることなくここで吸収されることにより強い外光下にあっても黒レベルが浮きにくくなっている。
【０００４】
さらに着色層タイプの原理は図１１に示すような構成であり、基本的には入射面にシリンドリカルレンズ１１７を備えたレンチキュラーシート１１８と、前記シリンドリカルレンズ１１７の入射面近傍に着色層１１９を備えており、この基盤であるレンチキュラーシート１１８の材料は着色されていないかまたは前記着色層１１９より薄く着色されて構成されている。従って前記着色層１１９に入射した光はここを透過後、レンチキュラーレンズ１１７に入射した光はここで収束されたのちに広がりを持って観察者側に射出される。
【０００５】
このスクリーンの特徴は図１１から分かるように周囲の環境からの外光のうち、着色層１１９に対して入射角小さく入射する光はここを透過することで筐体内に吸収され再度スクリーン面に戻る光はほとんどなく有害光とはならない、また、着色層１１９に対して入射角大きく入射する光は着色層１１９と空気面間において全反射せしめられる。全反射された光のうち、いくらかの光は観察者側に戻る光路をたどるがこのとき着色層を通る距離が長くなることから、着色層でほとんど吸収されてしまう。このようにしてこの着色層タイプにおいても画像表示装置からの光は大きく劣化無く、レンチキュラーシート１１８を薄く形成できるのでファインピッチ化が容易であることと、スクリーンに入射した外光が反射されないことから強い外光下にあっても黒レベルが浮きにくくなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ビーズタイプ、ブラックストライプタイプの提案共に入射側レンズ（ビーズタイプはビーズ、ブラックストライプタイプはシリンドリカルレンズ）で微小面積の開口部に集光する必要がある。従ってこれらはカラー画像を表示する画像表示装置上の画像を１つの投写レンズで拡大投射した画像を拡大表示するには問題ないが、先に述べたようにＣＲＴを用いた現在主流のプロジェクターに用いると各色光で入射側レンズに異なる角度で入射することから中心にあるＣＲＴ以外の色光は光吸収層上に集光してしまうことから光利用効率を大きく損なう上に、色バランスも取れなくなってしまう。
【０００７】
また前記着色層タイプの提案においては先に述べたようにＣＲＴを用いた現在主流のプロジェクターに用いると各色光で入射側レンズに異なる角度で入射することから出射光の強度分布が色により変わってしまい、顕著なカラーシェーディングとなってしまう。従ってこれらはカラー画像を表示する画像表示装置上の画像を１つの投写レンズで拡大投射した画像を拡大表示するには問題ないが、先に述べたようにＣＲＴを用いた現在主流のプロジェクターに用いると各色光で入射側レンズに異なる角度で入射することから中心にあるＣＲＴ以外の色光は光吸収層上に集光してしまうことから光利用効率を大きく損なったり、色バランス、カラーシェーディングも取れなくなってしまう。
【０００８】
従ってプロジェクター市場を今以上に拡大するにはＣＲＴ３管式プロジェクターにおいて以上にあげた３つの提案以外の外光の影響による黒浮きを抑える提案が新たに求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の発明による画像表示装置は、入力信号に応じて画像表示を行う画像表示装置と、前記画像表示装置上の画像を拡大投写する投写レンズとを有する画像投射部を、赤、緑、青の各色に対応して３組有し、これらが水平方向に配置された３原色画像投写部と、前記３原色画像投写部によって投写される各色光による画像を映す透過型スクリーンとを備えてなり、
前記透過型スクリーンは、前記３原色画像投写部の側から順に、
前記３原色画像投写部からの角度を持った前記各色光が入射し、入射前記各色光をそれぞれテレセントリックな光に変換可能なコリメート手段と、
前記コリメート手段からの各色光が入射する入射面に設けられ水平方向の光を収束する第１のレンチキュラーレンズと、出射面に設けられ前記収束光に対応した第２のレンチキュラーレンズとを有し、前記各色光の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディング除去手段と、
透明な材料からなる微小ビーズが透明な材料からなる基盤シートの入射面上に配置され、前記基盤シートと前記微小ビーズとの間で光を透過する光透過部が形成され、前記光透過部以外の基盤シートの入射面上が不透明な結合剤で覆われてなる光拡散手段と、を備える。
【００１０】
第２の発明による画像表示装置は入力信号に応じて画像表示を行う画像表示装置と、前記画像表示装置上の画像を拡大投写する投写レンズとを有する画像投射部を、赤、緑、青の各色に対応して３組有し、これらが水平方向に配置された３原色画像投写部と、前記３原色画像投写部によって投写される各色光による画像を映す透過型スクリーンとを備えてなり、
前記透過型スクリーンは、前記３原色画像投写部の側から順に、
前記３原色画像投写部からの角度を持った前記各色光が入射し、前記各色光をそれぞれテレセントリックな光に変換可能なコリメート手段と、
前記コリメート手段からの各色光が入射する入射面に設けられ水平方向の光を収束する第１のレンチキュラーレンズと、出射面に設けられ前記収束光に対応した第２のレンチキュラーレンズとを有し、前記各色光の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディング除去手段と、
前記カラーシェーディング除去手段からの各色光が入射する入射面に設けられ、水平方向の光を収束する第３のレンチキュラーレンズと、前記入射した光の結像位置あるいはその近傍以外の部分に設けられ、光を吸収する特性を備えた材料からなブラックストライプ層と、拡散材料を含む材料からなる拡散パネルとを有する光拡散手段と、を備える。
【００１１】
第３の発明による画像表示装置は入力信号に応じて画像表示を行う画像表示装置と、前記画像表示装置上の画像を拡大投写する投写レンズとを有する画像投射部を、赤、緑、青の各色に対応して３組有し、これらが水平方向に配置された３原色画像投写部と、前記３原色画像投写部によって投写される各色光による画像を映す透過型スクリーンとを備えてなり、
前記透過型スクリーンは、前記３原色画像投写部の側から順に、
前記３原色画像投写部からの角度を持った前記各色光が入射し、前記各色光をそれぞれテレセントリックな光に変換可能なコリメート手段と、
前記コリメート手段からの各色光が入射する入射面に設けられ水平方向の光を収束する第１のレンチキュラーレンズと、出射面に設けられ前記収束光に対応した第２のレンチキュラーレンズとを有し、前記各色光の主光線を互いに平行にして出射するカラーシェーディング除去手段と、
前記カラーシェーディング除去手段からの各色光が入射する入射面に水平方向の光を収束する第３のレンチキュラーレンズと、前記第３のレンチキュラーレンズの少なくとも入射面の近傍に形成され前記第３のレンチキュラーレンズよりも濃く着色された着色層とを有する光拡散手段と、を備える。
【００１２】
前記第１、２、３の発明において透過型スクリーンのコリメート手段は透過型スクリーンから画像投写部までの距離におよそ等しい焦点距離のフレネルレンズシートであることを特徴として構成される。
【００１３】
前記第１、２、３の発明において透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段の入射側レンチキュラーレンズは３原色画像投写部の像を水平方向についておよそその水平方向のピッチ同等あるいは水平方向のピッチより小さく形成するような焦点距離の設定であり、出射レンチキュラーレンズはこの結像範囲を包括する水平方向の幅を有することを特徴として構成される。
【００１４】
前記第１、２、３の発明において透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段の出射レンチキュラーレンズはおよそ入射側レンチキュラーレンズの結像位置に配置されていることを特徴として構成される。
【００１５】
前記第１、２、３の発明において透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段の出射レンチキュラーレンズはおよそ入射側レンチキュラーレンズまでの距離を焦点距離とするレンチキュラーレンズであることを特徴として構成される。
【００１６】
前記第１、２、３の発明において透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段の入射側レンチキュラーレンズは３原色画像投写部の像を水平方向についておよそその水平方向のピッチより小さく形成するような焦点距離の設定であり、出射レンチキュラーレンズはこの結像範囲を包括しながらも入射側レンチキュラーレンズの水平方向の幅より狭い構成であり、隣り合う出射レンチキュラーレンズ間には光吸収剤が備えられていることを特徴として構成される。
【００１７】
前記第１、２、３の発明において透過型スクリーンのカラーシェーディング除去手段は片面に前記入射側レンチキュラーレンズ、反対面には前記出射レンチキュラーレンズを備えたレンチキュラーシートであることを特徴として構成される。
【００１８】
前記第２の発明において光拡散手段の拡散パネルは透明な材料からなる平面パネルと入射面側に備えられた拡散層からなることを特徴として構成される。
【００１９】
前記第２の発明において光拡散手段のブラックストライプ層、拡散パネル間が密着されてなることを特徴として構成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明によれば異なる角度から入射する各色光の主光線をカラーシェーディング除去手段でおよそ平行に変換したのちに外光の影響を受けにくい光拡散手段に入射せしめることにより、光利用効率を落とすことなく外光に強い複数の画像表示装置を備えたプロジェクター（たとえばＣＲＴ３管式プロジェクター）を提供することが出来る。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の概略構成図であり、図２はスクリーン部周辺の拡大図である。本例の投写型画像表示装置２００は水平方向に一列に配置された赤色用ＣＲＴ２０１、緑色用ＣＲＴ２０２、青色用ＣＲＴ２０３とそれぞれのＣＲＴの前部に配置され、各色光を所望の位置に導く照明レンズ２０４、２０５、２０６からなる画像表示装置２０７と、前記照明レンズ２０４、２０５、２０６の出射瞳まで距離とおよそ等しい焦点距離を持つフレネルレンズ２１１が各色について画像表示装置２０７からの光を各色光の主光線２０８、２０９、２１０に対して略平行光に変換するコリメート手段として配置され、その出射側にはそれぞれ同ピッチで同じ方向に配列されたシリンドリカルレンズを入射面と出射面に備え、入射面側のシリンドリカルレンズ２１２はおよそ出射面側シリンドリカルレンズ２１３間での距離に等しい焦点距離を持ち、出射面側のシリンドリカルレンズ２１３はおよそ入射面側シリンドリカルレンズ２１２間での距離に等しい焦点距離を持つ。このように構成されることで図からも分かるようにシリンドリカルレンズ２１２の中央部に入射した各色光の主光線２０８，２０９，２１０についてみるとこれらの光はシリンドリカルレンズ２１３の入射側焦点位置にあるのでおよそ平行光としてシリンドリカルレンズ２１３から互いに平行な主光線２１４、２１５、２１６として出射される。また、シリンドリカルレンズ２１２におよそ平行光として入射した緑光２１７、２０９、２１８についてみればシリンドリカルレンズ２１２は焦点位置をシリンドリカルレンズ２１３の位置に持つことからシリンドリカルレンズ２１３の中心部に集光せしめられる。赤光、青光はそれぞれ主光線２０８，２１０について平行な光として入射することからシリンドリカルレンズ２１３上緑光と隣り合う位置に集光せしめられる。このような作用を果たすカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラーシート２１９と、その出射側には透明パネル２２０上に光吸収作用のある黒色の接着剤２２１で光を透過する透明な材料からなる無数のビーズ２２２が図にあるようにビーズ２２２と透明パネル２２０が接して固定されている。従ってビーズ２２２に入射した光は平行光であればビーズ２２２と透明パネル２２０が接している光を透過する開口部２２３に集光されて透明パネル２２０を抜けて観察者側に出射される。このときビーズ２２２を非常に小さく設定して開口部２２３への入射角を大きくすれば広視野角化が可能な拡散手段としてビーズタイプ拡散パネル２２４を構成できる。
以上により実施の形態１は構成される。
【００２１】
このとき観察者側から最前面に配置されたビーズタイプ拡散パネル２２４をみると開口部２２３は全体面積に対し非常に小さい面積であることから観察者側から強い外光が入射してもほとんど接着剤２２１で吸収される上、開口部２２３を抜けた光も拡散剤が配置されていないことから筐体内に入射するが再度この開口部２２３に戻って観察者に観察されることはないことから環境に左右されることなく、常に締まった黒を提要する事が出来る。もちろんビーズタイプ拡散パネル２２４に入射する各色光ともおよそ主光線は平行になっているので射出される光の角度分布も同じになることから観察者にはカラーシェーディングのない均一な色を再現した画像を提供できる。
【００２２】
以上に述べた構成にあるカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラーシート２１９は照明レンズ２０４、２０５、２０６の出射瞳像をシリンドリカルレンズ２１２によりシリンドリカルレンズ２１３上の異なる位置に形成するが、このときの光源像（出射瞳像）はシリンドリカルレンズ２１３の幅（１ピッチ）内に収まるようにその厚みが決定されている。ちなみにレンズのピッチが一定で厚みが薄くなれば各シリンドリカルレンズの焦点距離は短くなり、シリンドリカルレンズ２１３上に形成される像は小さくできるが出射光の広がり角が大きくなるのでビーズタイプ拡散パネル２２４で開口部２２３に集光しきれない光が損失となる可能性もある。一方レンズのピッチが一定で厚みが厚くなれば各シリンドリカルレンズの焦点距離は長くなり、シリンドリカルレンズ２１３上に形成される像が大きくなり、１つのシリンドリカルレンズ２１３に入らずにとなりのレンズに入射すれば迷光となり光損失となる。よって照明レンズ２０４、２０５、２０６の出射瞳像の大きさとそれぞれの間隔とカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラーシート２１９までの距離、シリンドリカルレンズ２１２、２１３のピッチと焦点距離、ビーズタイプ拡散パネル２２４の入射角に対する光透過率特性を把握して最も光利用特性の優れた構成を取ることが望ましい。
【００２３】
さらにはシリンドリカルレンズ２１３に十分小さく光源像を形成できればシリンドリカルレンズ２１３の隣り合うレンズ間に光吸収層であるブラックストライプを形成すれば迷光による混色など画質劣化要因を確実に除くことが出来る。
【００２４】
上記実施の形態１ではビーズタイプ拡散パネル２２４においてビーズ２２２と透明パネル２２０が接して固定されているとしたが必ずしも接していなくても、ビーズ２２２で集光された光が透明パネル２２０に到達するような構成（光透過部に遮光材が介入しない）であれば応用可能なことは言うまでもない。
【００２５】
ここに示したビーズタイプ拡散パネル２２４は後に述べる構成と比較して特に外光に強いという特徴を有しているのでこの構成によれば特に強い外光下でも高コントラスト化実現できる。
（実施の形態２）
図３は実施の形態２の概略構成図であり、図４はスクリーン部周辺の拡大図である。本例の投写型画像表示装置３００は水平方向に一列に配置された赤色用ＣＲＴ３０１、緑色用ＣＲＴ３０２、青色用ＣＲＴ３０３とそれぞれのＣＲＴの前部に配置され、各色光を所望の位置に導く照明レンズ３０４、３０５、３０６からなる画像表示装置３０７と、前記照明レンズ３０４、３０５、３０６の出射瞳まで距離とおよそ等しい焦点距離を持つフレネルレンズ３１１が各色について画像表示装置３０７からの光を各色光の主光線３０８、３０９、３１０に対して略平行光に変換するコリメート手段として配置され、その出射側にはそれぞれ同ピッチで同じ方向に配列されたシリンドリカルレンズを入射面と出射面に備え、入射面側のシリンドリカルレンズ３１２はおよそ出射面側シリンドリカルレンズ３１３間での距離に等しい焦点距離を持ち、出射面側のシリンドリカルレンズ３１３はおよそ入射面側シリンドリカルレンズ３１２間での距離に等しい焦点距離を持つ。このように構成されることで図からも分かるようにシリンドリカルレンズ３１２の中央部に入射した各色光の主光線３０８，３０９，３１０についてみるとこれらの光はシリンドリカルレンズ３１３の入射側焦点位置にあるのでおよそ平行光としてシリンドリカルレンズ３１３から互いに平行な主光線３１４、３１５、３１６として出射される。また、シリンドリカルレンズ３１２におよそ平行光として入射した緑光３１７、３０９、３１８についてみればシリンドリカルレンズ３１２は焦点位置をシリンドリカルレンズ３１３の位置に持つことからシリンドリカルレンズ３１３の中心部に集光せしめられる。赤光、青光はそれぞれ主光線３０８，３１０について平行な光として入射することからシリンドリカルレンズ３１３上緑光と隣り合う位置に集光せしめられる。このような作用を果たすカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラーシート３１９と、その出射側には透明パネル３２０上の前記レンチキュラーシート３１９側に拡散材により形成された光拡散層３２１が備えられており、さらに光吸収作用のある黒色の材料からなるブラックストライプ３２２が接着剤３２３により光拡散層３２１と前記レンチキュラーシート３１９側はシリンドリカルレンズ３２４の集合体でなり他面を平面としたレンチキュラーシート３２５の平面側に狭持されて構成されるブラックストライプタイプ拡散パネル３２６が配置されている。ここに述べたブラックストライプタイプ拡散パネル３２６のシリンドリカルレンズ３２４は前記シリンドリカルレンズ３１３と同じく入射光に対して水平方向に屈折作用を与えるように並列されており、そのピッチはシリンドリカルレンズ３１３に必ずしも一対一に対応する必要はなく、ここではシリンドリカルレンズ３１３のピッチに対して十分小さく構成する。さらにシリンドリカルレンズ３２４は略平行で入射する光が集光する位置がおよそブラックストライプ３２２までの距離になるよう設定されている。すなわちシリンドリカルレンズ３２４の焦点距離はレンチキュラーシート３２５の厚さにほぼ等しく設定されている。また、ブラックストライプ３２２は垂直方向に延びて形成されており、そのストライプ間にはシリンドリカルレンズ３２４で集光された光が透過するに足りるだけの最小の間隔が設けられている。
【００２６】
このとき観察者側から最前面に配置されたブラックストライプタイプ拡散パネル３２６をみるとブラックストライプ３２２間の間隔は全体面積に対し非常に小さい面積であることから実施の形態１と同様に観察者側から強い外光が入射してもほとんどブラックストライプ３２２で反射される上、ブラックストライプ３２２間の間隔を抜けた光は筐体内に入射するが、再度このブラックストライプ３２２間の間隔に戻って観察者に観察されることはないことから環境に左右されることなく、常に締まった黒を提要する事が出来る。もちろんブラックストライプタイプ拡散パネル３２６に入射する各色光ともおよそ主光線は平行になっているので射出される光の角度分布も同じになることから観察者にはカラーシェーディングのない均一な色を再現した画像を提供できる。
【００２７】
以上に述べた構成にあるカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラーシート３１９は照明レンズ３０４、３０５、３０６の出射瞳像をシリンドリカルレンズ３１２によりシリンドリカルレンズ３１３上の異なる位置に形成するが、このときの光源像（出射瞳像）はシリンドリカルレンズ３１３の幅（１ピッチ）内に収まるようにその厚みが決定されている。ちなみにレンズのピッチが一定で厚みが薄くなれば各シリンドリカルレンズの焦点距離は短くなり、シリンドリカルレンズ３１３上に形成される像は小さくできるが出射光の広がり角が大きくなるのでブラックストライプタイプ拡散パネル３２６でブラックストライプ３２２間の間隔に集光しきれない光が損失となる可能性もある。一方レンズのピッチが一定で厚みが厚くなれば各シリンドリカルレンズの焦点距離は長くなり、シリンドリカルレンズ３１３上に形成される像が大きくなり、１つのシリンドリカルレンズ３１３に入らずにとなりレンズに入射すれば迷光となり光損失となる。よって照明レンズ３０４、３０５、３０６の出射瞳像の大きさとそれぞれの間隔とカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラーシート３１９までの距離、シリンドリカルレンズ３１２、３１３のピッチと焦点距離、ブラックストライプタイプ拡散パネル３２６の入射角に対する光透過率特性を把握して最も光利用特性の優れた構成を取ることが望ましい。
【００２８】
さらにはシリンドリカルレンズ３１３に十分小さく光源像を形成できればシリンドリカルレンズ３１３の隣り合うレンズ間に光吸収層であるブラックストライプを形成すれば迷光による混色など画質劣化要因を確実に除くことが出来る。
【００２９】
上記実施の形態２ではブラックストライプタイプ拡散パネル３２６においてブラックストライプ３２２が接着剤３２３により光拡散層３２１と密着していたがここを密着せずに空気層としても画像表示装置からの光はほとんど損失無く利用できる。但し外光が拡散層において屈折せしめられ大きな入射角で入射すると空気層で反射されて黒浮きを生じることになるので密着することが望ましい。
【００３０】
ここに示したブラックストライプタイプ拡散パネル３２６は実施の形態１の構成と比較して水平と垂直の視野角を独立して設定することが出来、実施の形態３の構成と比較して外光に強いという特徴を有しているのでこの構成によれば特に画像表示装置に明るさ余裕がない場合でも高画質化を実現できる。
（実施の形態３）
図５は実施の形態３の概略構成図であり、図６はスクリーン部周辺の拡大図である。本例の投写型画像表示装置４００は水平方向に一列に配置された赤色用ＣＲＴ４０１、緑色用ＣＲＴ４０２、青色用ＣＲＴ４０３とそれぞれのＣＲＴの前部に配置され、各色光を所望の位置に導く照明レンズ４０４、４０５、４０６からなる画像表示装置４０７と、前記照明レンズ４０４、４０５、４０６の出射瞳まで距離とおよそ等しい焦点距離を持つフレネルレンズ４１１が各色について画像表示装置４０７からの光を各色光の主光線４０８、４０９、４１０に対して略平行光に変換するコリメート手段として配置され、その出射側にはそれぞれ同ピッチで同じ方向に配列されたシリンドリカルレンズ４１２を入射面に備えた第一のレンチキュラーシート４１３が配されている。シリンドリカルレンズ４１２は第２レンチキュラーシート４１４の出射面側に備えられたシリンドリカルレンズ４１５間での距離に等しい焦点距離を持ち、シリンドリカルレンズ４１５はおよそシリンドリカルレンズ４１２間との距離に等しい焦点距離を持つ。このように構成されることで図からも分かるようにシリンドリカルレンズ４１２の中央部に入射した各色光の主光線４０８，４０９，４１０についてみるとこれらの光はシリンドリカルレンズ４１５の入射側焦点位置にあるのでおよそ平行光としてシリンドリカルレンズ４１５から互いに平行な主光線４１６、４１７、４１８として出射される。また、シリンドリカルレンズ４１２におよそ平行光として入射した緑光４１９、４０９、４２０についてみればシリンドリカルレンズ４１２は焦点位置をシリンドリカルレンズ４１５の位置に持つことからシリンドリカルレンズ４１５の中心部に集光せしめられる。赤光、青光はそれぞれ主光線４０８，４１０について平行な光として入射することからシリンドリカルレンズ４１５上緑光と隣り合う位置に集光せしめられる。このような作用を果たすカラーシェーディング除去手段である第一のレンチキュラーシート４１３、第２のレンチキュラーシート４１４と、その出射側には入射側にシリンドリカルレンズ４２１を配し、他面は平面からなり、シリンドリカルレンズ４２１の入射側には着色層４２２が設けられてなる第３のレンチキュラーシート４２３が配置されている。シリンドリカルレンズ４２１のピッチはシリンドリカルレンズ４１２、４１５に必ずしも一対一に対応する必要はなく、ここではシリンドリカルレンズ４１２，４１５のピッチに対して十分小さく構成する。
【００３１】
このとき観察者側から最前面に配置された第３のレンチキュラーシート４２３をみると実施の形態１、２と同様に観察者側から強い外光が入射しても着色層４２２に小さな入射角で入射下光は筐体内で吸収され、大きな入射角で入射した光は着色層４２２内で全反射角により長い光路経て再度観察者側に射出されるが、着色層４２２の光路中でほとんどの光は吸収されるため再度戻る光はごくわずかとなる。従って環境に左右されることなく、常に締まった黒を提要する事が出来る。もちろん第３のレンチキュラーシート４２３に入射する各色光ともおよそ主光線は平行になっているので射出される光の角度分布も同じになることから観察者にはカラーシェーディングのない均一な色を再現した画像を提供できる。
【００３２】
以上に述べた構成にあるカラーシェーディング除去手段である第一のレンチキュラーシート４１３、第２のレンチキュラーシート４１４は照明レンズ４０４、４０５、４０６の出射瞳像をシリンドリカルレンズ４１２によりシリンドリカルレンズ４１５上の異なる位置に形成するが、このときの光源像（出射瞳像）はシリンドリカルレンズ４１５の幅（１ピッチ）内に収まるようにその厚みが決定されている。ちなみにレンズのピッチが一定で厚みが薄くなれば各シリンドリカルレンズの焦点距離は短くなり、シリンドリカルレンズ４１５上に形成される像は小さくできるが出射光の広がり角が大きくなるので第３のレンチキュラーシート４２３でシリンドリカルレンズ４２１で全反射されたり、希望する視野角よりも角度が大きくなりすぎることから観察者は所望の明るさを得られなくなってしまう。
【００３３】
一方レンズのピッチが一定で厚みが厚くなれば各シリンドリカルレンズの焦点距離は長くなり、シリンドリカルレンズ４１５上に形成される像が大きくなり、１つのシリンドリカルレンズ４１５に入らずにとなりレンズに入射すれば迷光となり光損失となる。よって照明レンズ４０４、４０５、４０６の出射瞳像の大きさとそれぞれの間隔とカラーシェーディング除去手段であるレンチキュラーシート４１３までの距離、シリンドリカルレンズ４１２、４１５のピッチと焦点距離、
第３のレンチキュラーシート４２３の入射角に対する光透過率特性を把握して最も光利用特性の優れた構成を取ることが望ましい。
【００３４】
さらにはシリンドリカルレンズ４１５に十分小さく光源像を形成できればシリンドリカルレンズ４１５の隣り合うレンズ間に光吸収層であるブラックストライプを形成すれば迷光による混色など画質劣化要因を確実に除くことが出来る。
【００３５】
ここに示した第３のレンチキュラーシート４２３は実施の形態１、２の構成と比べ比較的外光に対してやや弱くなるが、実施の形態１の構成と比較して水平と垂直の視野角を独立して設定することが出来る。またこの構成では押し出し成形等で安価に製造できることが最大の長所である。よってこの構成によれば特に画像表示装置に明るさ余裕がない場合でも高画質化を比較的安価に実現できる。
【００３６】
以上に述べた実施の形態ではＣＲＴを用いて画像表示を行っているが必ずしもこれにとらわれることはなく、液晶等のライトバルブを用いた構成においても応用可能であることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば現在市場で主流である３管式リアプロジェクターにおいて、カラーシェーディング除去手段により異なる角度から光拡散手段に入射してくる各色光を主光線がおよそ平行な光とし、外光の影響を受けにくい光拡散手段に入射せしめることにより、光利用効率を落とすことなく外光に強いプロジェクターを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の全体構成図
【図２】実施の形態１のスクリーン周辺拡大図
【図３】実施の形態２の全体構成図
【図４】実施の形態２のスクリーン周辺拡大図
【図５】実施の形態３の全体構成図
【図６】実施の形態３のスクリーン周辺拡大図
【図７】従来の３管式プロジェクターの全体構成図
【図８】従来の３管式プロジェクターのスクリーン周辺拡大図
【図９】従来のビーズタイプ拡散手段説明図
【図１０】従来のブラックストライプ拡散手段説明図
【図１１】従来の着色層拡散手段説明図
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００、５００、６００  投写型画像表示装置
１０１、２０１、３０１、４０１  赤色用ＣＲＴ
１０２、２０２、３０２、４０２  緑色用ＣＲＴ
１０３、２０３、３０３、４０３  青色用ＣＲＴ
１０４、１０５、１０６、２０４、２０５、２０６、３０４、３０５、３０６、  ４０４、４０５、４０６  照明レンズ
２０７、３０７、４０７  画像表示装置
２０８、３０８、２１４、３１４、４０８、４１６  赤光主光線
２０９、３０９、２１５、３１５、４０９、４１７  緑光主光線
２１０、３１０、２１６、３１６、４１０、４１８  青光主光線
１０７、２１１、３１１、４１１  フレネルレンズ
１１７、２１２、２１３、３１２、３１３、３２４、４１２、４１５、４２１シリンドリカルレンズ
２１７、２１８、３１７、３１８、４１９、４２０  緑光
１０８、１１８、１１３、２１９、３１９、３２５、４２３  レンチキュラーシート
１１０  基板パネル
１１４  前面パネル
２２０、３２０  透明パネル
１１２、２２１  光吸収作用のある黒色の接着剤
１１１、２２２  ビーズ
２２３  開口部
２２４  ビーズタイプ拡散パネル
１１６、３２１  光拡散層
１０９、１１５、３２２  ブラックストライプ
３２３  接着剤
３２６  ブラックストライプタイプ拡散パネル
４１３  第一のレンチキュラーシート
４１４  第２のレンチキュラーシート
１１９、４２２  着色層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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