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JP3820115B2 - Transmission type screen and rear projection type image display apparatus using the same - Google Patents
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JP3820115B2 - Transmission type screen and rear projection type image display apparatus using the same - Google Patents

Transmission type screen and rear projection type image display apparatus using the same Download PDF

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JP3820115B2 JP2001217809A JP2001217809A JP3820115B2 JP 3820115 B2 JP3820115 B2 JP 3820115B2 JP 2001217809 A JP2001217809 A JP 2001217809A JP 2001217809 A JP2001217809 A JP 2001217809A JP 3820115 B2 JP3820115 B2 JP 3820115B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像光が投射されて画像表示される透過型スクリーン及びそれを用いた背面投射型画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から知られている背面投射型画像表示装置用の透過型のスクリーンは、例えば、特開昭58−59436号公報(第1例)に記載されているように、フレネルレンズシートと、光出射面に光吸収層(黒縞細条)を備えた水平レンチキュラーレンズシートの2枚のシートから構成されているものや、特開昭58−216235号公報(第2例)に記載されているように、光出射面に光吸収層(遮光層)を備え、光入射面と光出射面の両面に複数の凸レンズを備えた1枚のシートで構成されたものがある。
【0003】
これらのスクリーンにおいて、フレネルレンズと水平レンチキュラーレンズの組合せや凸レンズは、画面周辺まで明るくし、かつ、観視範囲を広げる作用をし、光吸収層は、外光やスクリーン内部の迷光を吸収し、コントラストを向上させる作用をする。
【0004】
前述の第1例に示した、フレネルレンズシートと水平レンチキュラーレンズシートの2枚構成のスクリーンでは、フレネルレンズシートと水平レンチキュラーレンズシートの2枚のシ−トがシ−ト間に空気層を挟んで固定されているので、温度や湿度の変化による膨張収縮のため、スクリーンが変形し、2枚のシートが離れ、スクリーン上に投影された画像のフォーカスぼけを生じることがあった。また、前述の第2例に示した、両面に凸レンズを備えた1枚構成のスクリーンでは、ブラウン管や液晶パネル等の画像素子からスクリーンまでの距離が短い(すなわち、画像光を拡大する投射レンズの画角が大きい)光学系では、画面周辺の十分な明るさが得られない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる課題を解決し、フォ−カスぼけを軽減し、1枚構成で画面周辺でも十分な明るさを得られる透過型スクリ−ンを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、
(1)透過型スクリーンとして、光入射面に光入射面側から見た形状が球形状に形成された球面もしくは非球面形状の複数の凸レンズを配し、光出射面にフレネルレンズを配置するとともに、光入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズの同心円を配置した構成とする。
(2)透過型スクリーンとして、上記(1)に記載の構成に加え、光入射面に形成した前記各凸レンズの略焦点位置に前記フレネルレンズ面を配するようにする。
(3)透過型スクリーンとして、上記(1)に記載の構成に加え、光入射面に形成した前記各凸レンズを通過した光線が前記各凸レンズに対応する前記フレネルレンズの有効面を通過するようにする。
(4)透過型スクリーンとして、上記(1)から(3)のいずれかに記載の構成に加え、光入射面に形成した前記各凸レンズを通過した光線を遮らない範囲に光吸収層を設けるようにする。
(5)透過型スクリーンとして、上記(4)に記載の構成に加え、前記光吸収層の面積がスクリーン全体の50%以上となるようにする。
(6)透過型スクリーンとして、上記(1)から(5)のいずれかに記載の構成に加え、光入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズの同心円を配置するようにする。
(7)透過型スクリーンとして、上記(4)または(5)に記載の構成に加え、光入射面に形成した前記各凸レンズに対応する前記フレネルレンズの光透過範囲の位置を、画像光が遮られないように、画像光を拡大投影する投射レンズの画角に応じて前記フレネルレンズの周辺部側にシフトするようにする。
(8)透過型スクリーンとして、上記(4)または(5)に記載の構成に加え、光入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズの同心円を配置し、かつ、光入射面に形成した前記各凸レンズに対応する前記フレネルレンズの光透過範囲の位置を、画像光が遮られないように、画像光を拡大投影する投射レンズの画角に応じて前記フレネルレンズの周辺部側にシフトするようにする。
(9)画像光を投射レンズ光学系により拡大して透過型スクリ−ンに背面から投影する背面投射型画像表示装置に、上記(1)から(8)のいずれかに記載の透過型スクリ−ンを用いた構成とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。尚、以下の各図において、各図に同一な部分には同一符号を付して示す。
【0008】
図1は、本発明の第1の実施の形態を示す。本実施の形態は、1枚構成の透過型スクリ−ンにおいて、光入射側に光入射面側から見た形状が球形状に形成された球面もしくは非球面形状の凸レンズを2次元状に複数設け、光出射側に同心円状のフレネルレンズを設けるとともに、光入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズの同心円を配置した透過型スクリ−ンの構成である。
【0009】
図1において、1は液晶パネル等の画像表示素子、2は投射レンズ、3は透過型スクリーン(以下スクリ−ンと略す)、4はスクリ−ン3の入射側に2次元状に複数設けられ光入射面側から見た形状が球形状に形成された球面もしくは非球面形状の凸レンズ、5はフレネルレンズであり、光入射面に形成した複数の前記凸レンズ4を同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズ5の同心円を配置した
【0010】
図1において、画像表示素子1で形成された画像光は、投射レンズ2によって拡大されて、スクリーン3上に投影される。スクリーン3では、画像光が、各凸レンズ4により拡散され水平及び垂直方向に観視範囲を広げられた状態でフレネルレンズ5に入射し、フレネルレンズ5では、各凸レンズ4によって拡散された拡散光の主光線が投射レンズ2の光軸とほぼ平行になるようにされた状態で出射される。観視者は、該フレネルレンズ5からの出射光を投射画像として観視する。
【0011】
本発明により、観視者は、観視範囲が広く、スクリーンの周辺まで明るい投射画像を観視することができる。なお、光入射側にフレネルレンズを設けると、特開昭58−59436号公報にも記載されているように、スクリーンの周辺でフレネルレンズの非有効面に入射する画像光が多くなり、光利用効率が悪いので、本発明の透過型スクリーンにおけるフレネルレンズは光出射側に設ける。
【0012】
図2は、図1を上方から見た断面図であって、xはスクリーンの中央部、yはスクリーンの周辺部を示している。
【0013】
このように本発明の透過型スクリーンは、光入射面に光入射面側から見た形状が球形状に形成された球面もしくは非球面形状の複数の凸レンズを配し、光出射面にフレネルレンズを配するとともに、入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズの同心円を配置して構成される。
【0014】
図3は、図2のx部の拡大図である。図3(a)では、凸レンズ4とフレネルレンズ5のピッチが1:1に対応しており、凸レンズ4を通過した画像光は凸レンズの焦点で一度集光した後拡散するが、拡散した画像光はフレネルレンズ5の有効面に入射するよう配置されている。図3(b)は、凸レンズ4とフレネルレンズ5のピッチが1:1に対応しており、かつ、フレネルレンズ5の位置を凸レンズ4の焦点距離付近に配置した例で、画像光が集光した位置にフレネルレンズ5の有効面があるので、製造バラツキなどにより凸レンズとフレネルレンズの位置ずれが生じても画像光がフレネルレンズの有効面から外れにくいようにしてある。図3(c)は、フレネルレンズ5のピッチよりも凸レンズ4のピッチを小さくした実施の形態で、画像光の一部はフレネルレンズの非有効面にも入射するが、フレネルレンズの有効面に入る画像光の方が多いので、この場合でもスクリーンとして十分機能する。
【0015】
図3(a)、図3(b)に示すように、本発明の透過型スクリーンは、光入射面に形成した各凸レンズの略焦点位置に、フレネルレンズ面を配置した。
【0016】
図4の(a)から(c)は、それぞれ図3の(a)から(c)のスクリーンに対応する図2の周辺部(図2のyの部分の拡大図)を示している。図2で示したとおり、スクリーン周辺部yでは画像光が斜めに入る。したがって、凸レンズ4とフレネルレンズ5のピッチが1:1に対応している場合、フレネルレンズ5の有効面に画像光を有効に入射させるためには、フレネルレンズ5の有効面の位置を、凸レンズ4の位置に対して、投写レンズの画角に応じてずらす必要があり、その実施の形態が図4(a)及び(b)である。
【0017】
図4(a)、図4(b)に示すように、本発明の透過型スクリーンは、光入射面に形成した各凸レンズを通過した光線が各凸レンズに対応するフレネルレンズの有効面を通過するよう配置した。
【0018】
図4(a)、図4(b)に示すように、本発明の透過型スクリーンは、光入射面に形成した各凸レンズに対応するフレネルレンズの光透過範囲の位置を、画像光を拡大投影する投射レンズの画角に応じてフレネルレンズの周辺部側にシフトした。さらに、光入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するようフレネルレンズの同心円を配置し、かつ、光入射面に形成した各凸レンズに対応するフレネルレンズの光透過範囲の位置を、画像光を拡大投影する投射レンズの画角に応じて前記フレネルレンズの周辺部側にシフトした。
【0019】
なお、図4(c)の場合はフレネルレンズ5の1つのピッチに対応する凸レンズの数が多いので、位置がずれてもフレネルレンズ5の有効面に入射する光量はほとんど変わらないので、この場合はフレネルレンズ5の有効面の位置を考慮する必要はない。
【0020】
次に、スクリ−ンに光吸収層を追加して外光やスクリーン内部の迷光を吸収し、コントラストを向上させた実施の形態を示す。図5の(a),(b)及び図6は、図4の(a)から(c)の構成に光透過部分7を有する光吸収層6を追加した発明の実施の形態である。なお、図4は、図2に示すスクリーンの周辺部分yを拡大して示した図であるが、スクリーンの中心部分との違いは、凸レンズ4に対してフレネルレンズ5の有効面の位置をずらした(シフトした)構成となっているだけなので、以下に説明する内容においては、スクリーン中央部を省略し、スクリーンの周辺部分の図のみを用いて説明する。
【0021】
図5(a)は、光透過部分7を有する光吸収層6を透過型スクリーン3の内部に設けた構造を有する例であり、画像光を遮らないように、かつ、光吸収層6の面積ができるだけ大きくなるように、凸レンズ4の焦点位置近傍で光透過範囲(光透過部分)6を避け、投射レンズの画角に応じてシフトした位置に、光吸収層6をスクリーン3の内部に設けてある。このような構成にすることによって、画像光を遮光することなく、また、外光やスクリーン内部の反射による迷光を光吸収層6で吸収することができるので、明るく、コントラストのよい画像をスクリーンに映し出すことができる。
【0022】
図5(b)は、フレネルレンズ5の位置が凸レンズ4のほぼ焦点の位置にあるので、光吸収層6をフレネルレンズ5の表面に設けた実施の形態である。なお、ここでは図示しないが、光吸収層6を設けた部分のフレネルレンズ面の形状は、画像光が入射しない部分であるので、光吸収層6は、必ずしも図5(b)で示したような鋸歯状の断面形状である必要はなく、画像光を遮らない形状であり、迷光や反射光を吸収する形状であればどのような形状をしていてもよい。図6は、図4(c)の構造に光吸収層6を追加した実施の形態である。
【0023】
図5及び図6に示すように、本発明の透過型スクリーンは、光入射面に形成した各凸レンズを通過した光線を遮らない範囲に光吸収層6を設けている。
【0024】
図7は、スクリーン3を光入射面側から見た正面図で、光入射面側から見た形状が球形状に形成された球面もしくは非球面形状の複数の凸レンズ4を同心円状に配列するとともに、入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するようフレネルレンズの同心円を配置した実施の形態である。なお、同心円であることが判り易いように、スクリーン周辺部の凸レンズは省略して図示してある。このような配列にすることによって、同一同心円上にある凸レンズ4によって集光した光を、対応する同心円上にあるフレネルレンズの有効面に1対1に対応して入射させることができる。
【0025】
に示すように、本発明の透過型スクリーンは、光入射面に球形状に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズの同心円を配置した。
【0026】
図8は、スクリーン3の正面図で、図7の構成に光吸収層6を追加した実施の形態であり、光吸収層6の形状を示している。この場合、図示したように、光吸収層6には、光透過部分7が凸レンズ4にほぼ対応して同心円状に配列される。
【0027】
なお、前述した光吸収層6の面積は、いずれの場合においても、良好なコントラストを得るためには50%以上であることが望ましい。
【0028】
また、図7では凸レンズ4を同心円状に配列する実施の形態を示したが、凸レンズがランダムに配列されていても、フレネルレンズを不連続な同心円形状として、フレネルレンズの有効面の位置を凸レンズに1:1で対応させれば、本発明の効果が得られる。
【0029】
図9は、本発明による透過型スクリーンを背面投射型画像表示装置に用いた実施の形態である。
【0030】
図9において、1は液晶パネル等の画像表示素子、2は投射レンズ、3は本発明にかかる透過型スクリーン、15は光源ユニット、20はミラー、30は画像表示素子1の駆動回路である。光源ユニット15からの光は、画像表示素子1で光変調されて画像光として出射され、投射レンズ2によって拡大されて、ミラー20で反射された後、透過型スクリーンの3上に背面から投影される。
【0031】
このように、本発明にかかる透過形スクリーンを用いた背面投射型画像表示装置は、フォーカスぼけを軽減でき、良好な画像表示が可能な画面周辺でも十分な明るさを得られる画像表示装置とすることができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、1枚構成で、フォーカスぼけを軽減でき、良好な画像表示が可能な画面周辺でも十分な明るさを得られる透過型スクリ−ン、および、この透過型スクリーンを用いた背面投射型画像表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる透過型スクリーンの構成を示す斜視図。
【図2】図1に示した透過型スクリーンの上面断面図。
【図3】図2に示した透過型スクリーンのスクリーン中央断面図。
【図4】図2に示した透過型スクリーンのスクリーン周辺断面図。
【図5】図2に示した透過型スクリーンに光吸収層を追加した構成のスクリーン周辺断面図。
【図6】図2に示した透過型スクリーンに光吸収層を追加した構成のスクリーン周辺断面図。
【図7】本発明の実施の形態にかかる透過型スクリーンのレンズの配置形状を説明するスクリーン正面図。
【図8】本発明の実施の形態にかかる透過型スクリーンの光吸収層の形状を説明するスクリーン正面図。
【図9】透過型スクリーンを用いた背面投射型画像表示装置の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
1 画像表示素子
2 投射レンズ
3 透過型スクリーン
4 凸レンズ
5 フレネルレンズ
6 光吸収層
7 光透過部分
15 光源ユニット
20 ミラー
30 画像表示素子の駆動回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmissive screen on which image light is projected to display an image, and a rear projection image display apparatus using the transmissive screen.
[0002]
[Prior art]
A conventionally known transmissive screen for a rear projection type image display device includes, for example, a Fresnel lens sheet, a light emission, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-59436 (first example). It is composed of two sheets of a horizontal lenticular lens sheet having a light absorbing layer (black stripe strip) on its surface, or as described in JP-A-58-216235 (second example) In addition, there is a structure in which a light absorption layer (light-shielding layer) is provided on the light exit surface and a single sheet is provided with a plurality of convex lenses on both the light entrance surface and the light exit surface.
[0003]
In these screens, the combination of a Fresnel lens and a horizontal lenticular lens and a convex lens brighten up to the periphery of the screen and work to widen the viewing range, the light absorption layer absorbs external light and stray light inside the screen, It works to improve contrast.
[0004]
In the two-sheet screen composed of the Fresnel lens sheet and the horizontal lenticular lens sheet shown in the first example, the two sheets of the Fresnel lens sheet and the horizontal lenticular lens sheet sandwich an air layer between the sheets. Therefore, the screen is deformed due to expansion and contraction due to changes in temperature and humidity, and the two sheets are separated from each other, which may cause the image projected on the screen to be out of focus. Further, in the one-piece screen having convex lenses on both sides as shown in the second example, the distance from the image element such as a cathode ray tube or a liquid crystal panel to the screen is short (that is, a projection lens for enlarging image light). In an optical system with a large angle of view, sufficient brightness around the screen cannot be obtained.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a transmission type screen that solves such problems, reduces the focus blur, and can obtain sufficient brightness even around the screen in a single-sheet configuration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention,
(1) As a transmission type screen, a plurality of spherical or aspherical convex lenses having a spherical shape as viewed from the light incident surface side are arranged on the light incident surface, and a Fresnel lens is disposed on the light emitting surface. The plurality of convex lenses formed on the light incident surface are arranged concentrically, and the concentric circles of the Fresnel lens are arranged so as to correspond to the concentric circles 1: 1 .
(2) As a transmission screen, in addition to the configuration described in (1) above, the Fresnel lens surface is arranged at a substantially focal position of each convex lens formed on the light incident surface.
(3) As a transmissive screen, in addition to the configuration described in (1) above, a light beam that has passed through each convex lens formed on a light incident surface passes through an effective surface of the Fresnel lens corresponding to each convex lens. To do.
(4) As a transmissive screen, in addition to the configuration described in any one of (1) to (3) above, a light absorption layer is provided in a range that does not block light rays that have passed through the convex lenses formed on the light incident surface. To.
(5) As a transmissive screen, in addition to the configuration described in (4) above, the area of the light absorption layer is set to be 50% or more of the entire screen.
(6) As a transmission type screen, in addition to the configuration described in any one of (1) to (5) above, a plurality of convex lenses formed on the light incident surface are concentrically arranged, and the concentric circle is 1: 1. The concentric circles of the Fresnel lens are arranged so as to correspond.
(7) As a transmissive screen, in addition to the configuration described in (4) or (5) above, image light blocks the position of the light transmission range of the Fresnel lens corresponding to each convex lens formed on the light incident surface. In order to prevent this, the image light is shifted toward the periphery of the Fresnel lens according to the angle of view of the projection lens that magnifies and projects the image light.
(8) As a transmissive screen, in addition to the configuration described in (4) or (5) above, the plurality of convex lenses formed on the light incident surface are arranged concentrically, and correspond to the concentric circles 1: 1. Projection in which the image light is enlarged and projected so that the image light is not obstructed at the position of the light transmission range of the Fresnel lens corresponding to each convex lens formed on the light incident surface by arranging concentric circles of the Fresnel lens. It shifts to the peripheral part side of the Fresnel lens according to the angle of view of the lens.
(9) The transmissive screen according to any one of (1) to (8) above is applied to a rear projection type image display apparatus that magnifies image light by a projection lens optical system and projects the image light onto the transmissive screen from the rear side. It uses a configuration.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are given to the same parts in the drawings.
[0008]
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In this embodiment, in a single screen transmissive screen , a plurality of two-dimensional spherical or aspherical convex lenses having a spherical shape as viewed from the light incident surface side are provided on the light incident side. , Rutotomoni on the light emission side is provided a concentric Fresnel lens, a plurality of the convex lenses formed on the light incident surface disposed concentrically, 1 to the concentric circle: the concentric corresponding manner the Fresnel lens arranged in a 1 This is a configuration of a transmission screen.
[0009]
In FIG. 1, 1 is an image display element such as a liquid crystal panel, 2 is a projection lens, 3 is a transmission screen (hereinafter abbreviated as “screen”), and 4 is a plurality of two-dimensionally provided on the incident side of the screen 3. convex spherical or aspherical shape is formed in a spherical shape as viewed from the light incident side, 5 Ri Fresnel lens der, a plurality of the convex lenses 4 formed on the light incident surface disposed concentrically, the The concentric circles of the Fresnel lens 5 were arranged so as to correspond to the concentric circles at a ratio of 1: 1 .
[0010]
In FIG. 1, the image light formed by the image display element 1 is magnified by the projection lens 2 and projected onto the screen 3. On the screen 3, the image light is diffused by the convex lenses 4 and is incident on the Fresnel lens 5 in a state where the viewing range is expanded in the horizontal and vertical directions. In the Fresnel lens 5, the diffused light diffused by the convex lenses 4. The chief ray is emitted in a state in which the principal ray is substantially parallel to the optical axis of the projection lens 2. The viewer views the emitted light from the Fresnel lens 5 as a projection image.
[0011]
According to the present invention, a viewer can view a projected image having a wide viewing range and bright up to the periphery of the screen. If a Fresnel lens is provided on the light incident side, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 58-59436, more image light is incident on the ineffective surface of the Fresnel lens around the screen, and the light utilization is increased. Since the efficiency is poor, the Fresnel lens in the transmission screen of the present invention is provided on the light exit side.
[0012]
FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 as viewed from above, where x indicates a central portion of the screen and y indicates a peripheral portion of the screen.
[0013]
As described above, the transmissive screen of the present invention has a spherical surface or aspherical convex lens having a spherical shape when viewed from the light incident surface side on the light incident surface, and a Fresnel lens on the light output surface. And a plurality of convex lenses formed on the incident surface are arranged concentrically, and concentric circles of the Fresnel lens are arranged so as to correspond to the concentric circles at a ratio of 1: 1 .
[0014]
FIG. 3 is an enlarged view of a portion x in FIG. In FIG. 3A, the pitch between the convex lens 4 and the Fresnel lens 5 corresponds to 1: 1, and the image light that has passed through the convex lens 4 is once condensed at the focal point of the convex lens and then diffused. Are arranged to be incident on the effective surface of the Fresnel lens 5. FIG. 3B shows an example in which the pitch of the convex lens 4 and the Fresnel lens 5 corresponds to 1: 1, and the position of the Fresnel lens 5 is arranged near the focal length of the convex lens 4. Since the effective surface of the Fresnel lens 5 exists at the position, the image light is not easily deviated from the effective surface of the Fresnel lens even if the convex lens and the Fresnel lens are misaligned due to manufacturing variations. FIG. 3C shows an embodiment in which the pitch of the convex lens 4 is made smaller than the pitch of the Fresnel lens 5, and a part of the image light is also incident on the ineffective surface of the Fresnel lens. Even in this case, the screen functions sufficiently because more image light enters.
[0015]
As shown in FIGS. 3A and 3B, the transmissive screen of the present invention has a Fresnel lens surface disposed at a substantially focal position of each convex lens formed on the light incident surface.
[0016]
FIGS. 4A to 4C show the peripheral portions of FIG. 2 corresponding to the screens of FIGS. 3A to 3C (enlarged views of the portion y in FIG. 2). As shown in FIG. 2, the image light enters obliquely at the screen peripheral part y. Therefore, when the pitch of the convex lens 4 and the Fresnel lens 5 corresponds to 1: 1, in order to make the image light effectively incident on the effective surface of the Fresnel lens 5, the position of the effective surface of the Fresnel lens 5 is set to the convex lens. It is necessary to shift the position 4 in accordance with the angle of view of the projection lens, and embodiments thereof are shown in FIGS.
[0017]
As shown in FIGS. 4A and 4B, in the transmissive screen of the present invention, the light beam that has passed through each convex lens formed on the light incident surface passes through the effective surface of the Fresnel lens corresponding to each convex lens. Arranged.
[0018]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the transmissive screen of the present invention projects the image light at the position of the light transmission range of the Fresnel lens corresponding to each convex lens formed on the light incident surface. Shifted to the peripheral side of the Fresnel lens according to the angle of view of the projection lens. Further, the plurality of convex lenses formed on the light incident surface are arranged concentrically, the concentric circles of the Fresnel lens are arranged so as to correspond to the concentric circles at a ratio of 1: 1, and each convex lens formed on the light incident surface corresponds. The position of the light transmission range of the Fresnel lens was shifted to the peripheral side of the Fresnel lens according to the angle of view of the projection lens that magnifies and projects the image light.
[0019]
In the case of FIG. 4C, since the number of convex lenses corresponding to one pitch of the Fresnel lens 5 is large, the amount of light incident on the effective surface of the Fresnel lens 5 hardly changes even if the position is shifted. Need not consider the position of the effective surface of the Fresnel lens 5.
[0020]
Next, an embodiment in which a light absorbing layer is added to the screen to absorb external light and stray light inside the screen to improve contrast will be described. FIGS. 5A, 5B, and 6 show an embodiment of the invention in which a light absorbing layer 6 having a light transmitting portion 7 is added to the structures of FIGS. 4A to 4C. 4 is an enlarged view of the peripheral portion y of the screen shown in FIG. 2, but the difference from the central portion of the screen is that the position of the effective surface of the Fresnel lens 5 is shifted with respect to the convex lens 4. Since only the (shifted) configuration is used, in the contents described below, the center portion of the screen is omitted, and description will be made using only the peripheral portion of the screen.
[0021]
FIG. 5A is an example having a structure in which a light absorbing layer 6 having a light transmitting portion 7 is provided inside the transmissive screen 3, and the area of the light absorbing layer 6 does not block image light. Is provided in the screen 3 at a position shifted according to the angle of view of the projection lens, avoiding the light transmission range (light transmission portion) 6 in the vicinity of the focal position of the convex lens 4 so as to be as large as possible. It is. With such a configuration, the light absorption layer 6 can absorb external light or stray light due to reflection inside the screen without shielding the image light, so that a bright and high-contrast image can be displayed on the screen. Can be projected.
[0022]
FIG. 5B shows an embodiment in which the light absorbing layer 6 is provided on the surface of the Fresnel lens 5 because the position of the Fresnel lens 5 is substantially at the focal point of the convex lens 4. Although not shown here, since the shape of the Fresnel lens surface where the light absorption layer 6 is provided is a portion where no image light is incident, the light absorption layer 6 is not necessarily as shown in FIG. It is not necessary to have a serrated cross-sectional shape, and any shape may be used as long as it does not block image light and absorbs stray light or reflected light. FIG. 6 shows an embodiment in which a light absorption layer 6 is added to the structure of FIG.
[0023]
As shown in FIGS. 5 and 6, the transmissive screen of the present invention is provided with a light absorption layer 6 in a range that does not block the light beam that has passed through each convex lens formed on the light incident surface.
[0024]
Figure 7 is a front view of the screen 3 from the light incident side, with a shape as viewed from the light incident side are arranged a plurality of convex lens 4 to concentric spherical or aspherical shape formed in a spherical shape In this embodiment, the plurality of convex lenses formed on the incident surface are concentrically arranged, and the concentric circles of the Fresnel lens are arranged so as to correspond to the concentric circles at a ratio of 1: 1 . Note that the convex lens at the periphery of the screen is omitted so that it can be easily understood that it is a concentric circle. With such an arrangement, the light collected by the convex lens 4 on the same concentric circle can be incident on the effective surface of the corresponding Fresnel lens on the concentric circle in a one-to-one correspondence.
[0025]
As shown in FIG. 7 , the transmissive screen of the present invention has a plurality of convex lenses formed in a spherical shape on a light incident surface arranged concentrically, and the concentric circles of the Fresnel lens correspond to the concentric circles 1: 1. Arranged.
[0026]
FIG. 8 is a front view of the screen 3, which is an embodiment in which the light absorption layer 6 is added to the configuration of FIG. 7, and shows the shape of the light absorption layer 6. In this case, as shown in the drawing, in the light absorbing layer 6, the light transmitting portions 7 are arranged concentrically so as to substantially correspond to the convex lens 4.
[0027]
In any case, the area of the light absorption layer 6 described above is desirably 50% or more in order to obtain good contrast.
[0028]
FIG. 7 shows an embodiment in which the convex lenses 4 are arranged concentrically. However, even if the convex lenses are randomly arranged, the Fresnel lens is formed in a discontinuous concentric shape, and the position of the effective surface of the Fresnel lens is a convex lens. If the correspondence is 1: 1, the effect of the present invention can be obtained.
[0029]
FIG. 9 shows an embodiment in which a transmission screen according to the present invention is used in a rear projection type image display apparatus.
[0030]
In FIG. 9, 1 is an image display element such as a liquid crystal panel, 2 is a projection lens, 3 is a transmission screen according to the present invention, 15 is a light source unit, 20 is a mirror, and 30 is a drive circuit for the image display element 1. Light from the light source unit 15 is modulated by the image display element 1 and emitted as image light, magnified by the projection lens 2, reflected by the mirror 20, and then projected from the back onto the transmissive screen 3. The
[0031]
Thus, the rear projection type image display device using the transmission screen according to the present invention is an image display device that can reduce the focus blur and can obtain sufficient brightness even on the periphery of the screen capable of displaying a good image. be able to.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reduce the focus blur with a single-sheet configuration and obtain a sufficient brightness even on the periphery of a screen capable of displaying a good image, and a rear surface using the transmission screen. A projection type image display device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a transmissive screen according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top sectional view of the transmission screen shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of the screen center of the transmissive screen shown in FIG.
4 is a cross-sectional view of the periphery of the transmissive screen shown in FIG. 2;
5 is a cross-sectional view of the periphery of a screen having a configuration in which a light absorption layer is added to the transmission screen shown in FIG.
6 is a cross-sectional view of the periphery of a screen having a configuration in which a light absorption layer is added to the transmissive screen shown in FIG. 2;
FIG. 7 is a front view of the screen for explaining the arrangement of the lenses of the transmission screen according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a screen front view illustrating the shape of the light absorption layer of the transmission screen according to the embodiment of the invention.
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of a rear projection type image display device using a transmissive screen.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display element 2 Projection lens 3 Transmission type screen 4 Convex lens 5 Fresnel lens 6 Light absorption layer 7 Light transmission part 15 Light source unit 20 Mirror 30 Image display element drive circuit

Claims (8)

透過型スクリーンの光入射面に光入射面側から見た形状が球形状に形成された球面もしくは非球面形状の複数の凸レンズを配し、光出射面にフレネルレンズを配置するとともに、光入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズの同心円を配置したことを特徴とした透過型スクリーン。A plurality of spherical or aspherical convex lenses having a spherical shape as viewed from the light incident surface side are arranged on the light incident surface of the transmissive screen , a Fresnel lens is disposed on the light emitting surface, and the light incident surface. A transmissive screen comprising a plurality of convex lenses arranged in a concentric manner, and concentric circles of the Fresnel lens arranged so as to correspond to the concentric circles in a ratio of 1: 1 . 光入射面に形成した前記各凸レンズの略焦点位置に、前記フレネルレンズ面を配置したことを特徴とした請求項1に記載の透過型スクリーン。  The transmissive screen according to claim 1, wherein the Fresnel lens surface is disposed at a substantially focal position of each convex lens formed on a light incident surface. 光入射面に形成した前記各凸レンズを通過した光線が前記各凸レンズに対応する前記フレネルレンズの有効面を通過するよう配置したことを特徴とした請求項1に記載の透過型スクリーン。  The transmissive screen according to claim 1, wherein a light beam that has passed through each convex lens formed on a light incident surface passes through an effective surface of the Fresnel lens corresponding to each convex lens. 光入射面に形成した前記各凸レンズを通過した光線を遮らない範囲に光吸収層を設けたことを特徴とした請求項1から3のいずれかに記載の透過型スクリーン。  The transmissive screen according to any one of claims 1 to 3, wherein a light absorbing layer is provided in a range that does not block a light beam that has passed through each convex lens formed on a light incident surface. 前記光吸収層の面積がスクリーン全体の50%以上であることを特徴とした請求項4に記載の透過型スクリーン。  The transmission screen according to claim 4, wherein the area of the light absorption layer is 50% or more of the entire screen. 光入射面に形成した前凸レンズに対応する前記フレネルレンズの光透過範囲の位置を、画像光を拡大投影する投射レンズの画角に応じて前記フレネルレンズの周辺部側にシフトしたことを特徴とした請求項4または請求項5に記載の透過型スクリーン。 The position of the optical transmission range of the Fresnel lens corresponding to the pre-Symbol the convex lenses formed on the light incident surface, it has shifted to the peripheral portion of the Fresnel lens according to the field angle of the projection lens for enlarging and projecting the image light The transmissive screen according to claim 4, wherein: 光入射面に形成した複数の前記凸レンズを同心円状に配置し、その同心円に1:1で対応するよう前記フレネルレンズの同心円を配置し、かつ、光入射面に形成した前記各凸レンズに対応する前記フレネルレンズの光透過範囲の位置を、画像光を拡大投影する投射レンズの画角に応じて前記フレネルレンズの周辺部側にシフトしたことを特徴とした請求項4または請求項5に記載の透過型スクリーン。 A plurality of convex lenses formed on the light incident surface disposed concentrically, 1 to the concentric circle: the concentric corresponding manner the Fresnel lens arranged in a 1, and, corresponding to the respective convex lenses formed on the light incident surface The position of the light transmission range of the Fresnel lens to be shifted to the peripheral side of the Fresnel lens according to the angle of view of the projection lens that magnifies and projects the image light. Transmissive screen. 画像光を投射レンズ光学系により拡大して透過型スクリ−ンに背面から投影する背面投射型画像表示装置であって、前記透過型スクリ−ンとして、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の透過型スクリ−ンを用いたことを特徴とする背面投射型画像表示装置 8. A rear projection type image display apparatus for projecting image light by a projection lens optical system and projecting the image light onto a transmissive screen from the rear side, wherein the transmissive screen is any one of claims 1 to 7. A rear projection type image display device using the transmissive screen according to the item .
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