WO2003032079A1 - Transmission screen and projection display - Google Patents

Description

透過型スク リーンおよび投写型表示装置 技術分野

この発明は、 その内部で発生する無効光束による表示特性の劣化を除 去する透過型スク リーンに関す明るものであ り、 またこの発明は、 透過型 スク リーンを用いた投写型表示装置細に係るものである。 背景技術

以下、 第 1図から第 3図までを用いて、 屈折フレネルレンズ板、 全反 射フレネルレンズ板および屈折全反射フレネルレンズ板の各種フレネル レンズ手段をそれぞれ用いた従来の透過型スク リーンの課題について説 明する。

第 1図は従来の屈折フレネルレンズ板の構造 ■ 動作を説明するための 図であ り、 屈折フレネル面を投写光束の入射側に形成した屈折フレネル レンズ板の断面形状を示している。

第 1 図において、 1 1 0 Aは屈折フレネルレンズ板 （屈折フレネルレ ンズ手段） 、 1 1 1は屈折斜面 （屈折フレネル面） 、 1 1 2は無効ファ セヅ ト面 （屈折フレネル面） 、 1 1 5は出射面、 nは屈折フレネルレン ズ板 1 1 0 A (または出射面 1 1 5 ) の法線である。 また、 Γ 5 0は屈 折フレネルレンズ板 1 1 0 Aへの投写光束、 1 5 2は無効光束、 1 5 3 は有効光束である。 屈折フレネルレンズ板 1 1 0 Aは、 屈折斜面 1 1 1 と、 この屈折斜面 1 1 1 に隣接した無効ファセッ ト面 1 1 2 との組合せ からなる周期構造によ り構成されている。

次に動作について説明する。 投写光束 1 5 0は、 屈折フレネルレンズ板 1 1 0 Aの法線 ηに対して 斜め方向から入射し、 一部は屈折斜面 1 1 1で法線 ηの方向へ屈折 （光 学的作用） されて、 屈折フ レネルレンズ板 1 1 O Aの出射面 1 1 5から 有効光束 1 5 3 として出射する。

一方、 投写光束 1 5 0の残りの部分は、 無効ファセッ ト面 1 1 2で屈 折 （光学的作用） されて無効光束 1 5 2になる。 無効光束 1 5 2は法線 nの方向から傾いており、 その一部は出射面 1 1 5から出射し、 別の一 部は出射面 1 1 5で反射する。 出射面 1 1 5で反射した無効光束 1 5 2 は、 その後屈折フレネルレンズ板 1 1 0 Aを構成する屈折斜面 1 1 1 ま たは無効ファセッ ト面 1 1 2へ再度入射し、 屈折斜面 1 1 1または無効 ファセ ッ ト面 1 1 2 と出射面 1 1 5 との間で屈折 ·反射を繰り返す。 以上の各光束のうち有効光束 1 5 3が正規の画像光であり、 無効光束 1 5 2は正規の表示位置以外に輝点や線像などが表示される 2重像ゃゴ ース ト像を発生させる原因となっていた。

第 2図は従来の全反射フレネルレンズ板の構造 ·動作を説明するため の図であり、 全反射フレネル面を投写光束の入射側に形成した全反射フ レネルレンズ板の断面形状を示している。

第 2図において、 1 1 0 Bは全反射フレネルレンズ板 （全反射フレネ ルレンズ手段） 、 1 1 3は全反射斜面 （全反射フ レネル面） 、 1 1 4は 透過斜面 （全反射フ レネル面） 、 1 1 5は出射面、 nは全反射フ レネル レンズ板 1 1 0 B (または出射面 1 1 5 ) の法線である。 また、 1 5 0 は全反射フレネルレンズ板 1 1 0 Bへの投写光束、 1 5 1は有効光束、 1 5 2は 「それ光束」 （無効光束） である。 全反射フレネルレンズ板 1 1 0 Bは、 全反射斜面 1 1 3と、 この全反射斜面 1 1 3に隣接した透過 斜面 1 1 4との組合せからなる周期構造により構成されている。

次に動作について説明する。 投写光束 1 5 0は全反射フレネルレンズ板 1 1 0 Bの法線 nに対して 斜め方向から入射し、 一部は透過斜面 1 1 4で屈折 （光学的作用） され てから全反射斜面 1 1 3で法線 nの方向へ反射 （光学的作用） され、 全 反射フレネルレンズ板 1 1 0 Bの出射面 1 1 5から有効光束 1 5 1 と し て出射する。

一方、 投写光束 1 5 0の残りの部分は、 全反射斜面 1 1 3で反射され ずに 「それ光束」 1 5 2 になる。 「それ光束」 1 5 2は法線 nの方向か ら傾いており、 その一部は出射面 1 1 5から出射し、 別の一部は出射面 1 1 5で反射する。 出射面 1 1 5で反射した 「それ光束」 1 5 2は、 そ の後全反射フレネルレンズ板 1 1 0 Bを構成する全反射斜面 1 1 3 また は透過斜面 1 1 4へ再度入射し、 全反射斜面 1 1 3または透過斜面 1 1 4と出射面 1 1 5 との間で屈折 · 反射を繰り返す。 '

以上の各光束のうち有効光束 1 5 1が正規の画像光であり、 「それ光 束」 1 5 2は正規の表示位置以外に輝点や線像などが表示される 2重像 やゴ一ス ト像を発生させる原因となっていた。

第 3図は従来の屈折全反射フレネルレンズ板の構造 · 動作を説明する ための図であり、 屈折フレネル面および全反射フレネル面の両方を投写 光束の入射側に形成した屈折全反射フレネルレンズ板の構造を示してい る。 第 1図、 第 2図と同一符号は同一または相当する構成である。 第 3 図において、 1 1 0 Cは屈折全反射フレネルレンズ板 （屈折全反射フレ ネルレンズ手段） である。

次に動作について説明する。

'投写光束 1 5 0は屈折全反射フレネルレンズ板 1 1 0 Cの法線 nに対 し斜め方向から入射する。 屈折斜面 1 1 1で屈折 （光学的作用） した光 束は法線 nの方向へ進行する有効光束 1 5 3 となる。 また、 透過斜面 1 1 4で屈折 （光学的作用） して全反射斜面 1 1 3で反射 （光学的作用） した光束は法線 nの方向へ進行する有効光束 1 5 1 となる。

一方、 無効ファセッ ト面 1 1 2で屈折 （光学的作用） した投写光束 1 5 0および透過斜面 1 1 4で屈折 （光学的作用） した後に全反射斜面 1 1 3で全反射されなかった投写光束 1 5 0は、 無効光束 （ 「それ光束」 ) 1 5 2 となる。 無効光束 1 5 2は法線 nから傾いた方向へ進行して、 その一部は出射面 1 1 5から出射し、 別の一部は出射面 1 1 5で反射す る。 出射面 1 1 5で反射した無効光束 1 5 2はその後、 屈折全反射フ レ ネルレンズ板 1 1 0 Cを構成する屈折斜面 1 1 1 , 無効ファセッ ト面 1 1 2， 全反射斜面 1 1 3， 透過斜面 1 1 4へ再度入射し、 屈折斜面 1 1 1， 無効ファセッ ト面 1 1 2， 全反射斜面 1 1 3 , 透過斜面 1 1 4と出 射面 1 1 5との間で屈折 ·反射を繰り返す。

以上の各光束のうち有効光束 1 5 1 , 1 5 3が正規の画像光であり、 無効光束 1 5 2は正規の表示位置以外に輝点や線像などが表示される 2 重像やゴ一ス ト像を発生させる原因となっていた。

なお、 従来の透過型スクリーンは、 第 1図〜第 3図に示したフレネル レンズ板 1 1 0 A， 全反射フレネルレンズ板 1 1 0 B， 屈折全反射フレ ネルレンズ板 1 1 0 Cの出射面 1 1 5側に、 水平 ·垂直方向に視野角を 制御し、 かつ画像を結像させるためのレンチキユラ一レンズ板が配置さ れる （図示省略） 。

従来の透過型スク リーンは以上のように構成されているので、 正規の 投写画像の表示に寄与する有効光束以外に、 2重像 · ゴ一ス ト像の原因 となる無効光束の発生が原理的に避けられず、 2重像 · ゴ一ス ト像が正 規の投写画像に重畳して表示されてしまう という課題があった。

2重像 · ゴース ト像の発生は高画質な画像表示を行う上で障害となる ので、 これらの減少を改善することが求められる。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、 無効 光束を除去し、 有効光束だけで正規の投写画像を表示できる高画質な透 過型スク リーンを提供することを目的とする。

また、 この発明は、 2重像 · ゴース ト像の発生を除去して高画質な画 像を表示できる投写型表示装置を提供することを目的とする。 発明の開示

この発明に係る透過型スク リーンは、 入射面に成型したフレネル面の 光学的作用を投写された光束へ与えて出射面から出射するフレネルレン ズ手段と、 フレネル面の光学的作用の差異によって異なる角度を持った 光束のみを除去する迷光除去手段と、 迷光除去手段からの光束を散乱し て結像させる結像表示手段とを備えるようにしたものである。

このことによ り、 無効光束を除去し、 有効光束だけで正規の投写画像 を表示できる高画質な透過型スク リーンを提供できるという効果が得ら れる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 光束を屈折する屈折斜面と、 無 効ファセッ ト面との周期構造からなる屈折フレネル面を入射面に形成し た屈折フレネルレンズ手段をフレネルレンズ手段とするようにしたもの である。

このことによ り、 フレネルレンズ手段の半径の小さな領域で高い透過 効率を実現できるという効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 光束を屈折する透過斜面と、 透 過斜面で屈折した光束を反射する全反射斜面との周期構造からなる全反 射フレネル面を入射面に形成した全反射フレネルレンズ手段をフレネル レンズ手段とするようにしたものである。

このことによ り、 フレネルレンズ手段の半径の大きな領域で高い透過 効率を実現できるという効果が得られる。 この発明に係る透過型スク リーンは、 光束を屈折する屈折斜面と、 無 効ファセッ ト面と、 光束を屈折する透過斜面と、 透過斜面で屈折した光 束を反射する全反射斜面との周期構造からなる屈折全反射フレネル面を 入射面に形成した屈折全反射フレネルレンズ手段をフレネルレンズ手段 とするよう にしたものである。

このことによ り、 フレネルレンズ手段の全領域にわたつて高い透過効 率を実現できるという効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 投写された光束を出射面の法線 と略平行な方向へフレネルレンズ手段が屈折斜面で屈折するようにした ものである'。

このことによ り、 透過型スク リーンの法線方向に対して対称性のある 配光特性の表示画像を形成でき、 透過型スク リーン中心に位置する鑑賞 者に最適な条件で画像を表示できるという効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 透過斜面で屈折した光束を出射 面の法線と略平行な方向へフレネルレンズ手段が全反射斜面で反射する ようにしたものである。

このことによ り、 透過型スク リーンの法線方向に対して対称性のある 配光特性の表示画像を形成でき、 透過型スク リーン中心に位置する鑑賞 者に最適な条件で画像を表示できるという効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 投射された光束を出射面の法線 と略平行な方向へフレネルレンズ手段が屈折斜面で屈折するとともに、 透過斜面で屈折した光束を出射面の法線と略平行な方向へフレネルレン ズ手段が全反射斜面で反射するようにしたものである。

このことによ り、 透過型スク リーンの法線方向に対して対称性のある 配光特性の表示画像を形成でき、 透過型スク リーン中心に位置する鑑½ 者に最適な条件で画像を表示できるという効果が得られる。 この発明に係る透過型スク リーンは、 その回転中心からの距離に応じ て、 透過斜面および全反射斜面からなる全反射フレネル部と、 屈折斜面 および無効ファセッ ト面からなる屈折フレネル部との割合をフレネルレ ンズ手段が変化させるようにしたものである。

このことによ り、 透過効率をさらに向上できるという効果が得られる この発明に係る透過型スク リーンは、 第 1透過基板の入射面に上下方 向の周期構造で単位レンズを配列した集光レンズアレイ手段と、 単位レ ンズの集光点近傍に設けられた透明部と、 単位レンズの集光点周辺に設 けられた不透明部とを第 1透過基板の出射面に上下方向の周期構造で交 互に配列した第 1 ブラックス トライ プ手段とから迷光除去手段が構成さ れるようにしたものである。

このことによ り、 無効光束を除去し、 有効光束だけで正規の投写画像 を表示できる高画質な透過型スク リーンを提供できるという効果が得ら れる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 その散乱特性によって光束を散 乱させる第 2透過基板の入射面に水平方向の周期構造で単位レンズを配 列したレンチキユラーレンズ手段を結像表示手段とするようにしたもの である。

このことにより、 簡単な構成で画像光束を散乱して結像できるという 効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 第 1透過基板、 集光レンズァレ ィ手段および第 1 プラックス トライプ手段を保持する保持用透過基板を 迷光除去手段が備えるよ にしたものである。

このことによ り、 第 1透過基板、 集光レンズアレイ手段、 第 1 ブラ ヅ クス トライプ手段の層が薄い場合でも、 迷光除去手段を構成できるとい う効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 フレネルレンズ手段の回転中心 に対して同心円状の周期構造で成型した集光レンズアレイ手段および第

1 ブラ ックス トライプ手段を迷光除去手段が備えるようにしたものであ る o

このことによ り、 迷光除去手段の無効光束除去機能をよ り有効に機能 させることができるという効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 直線状の周期構造で成型した集 光レンズアレイ手段および第 1 ブラックス トライプ手段を迷光除去手段 が備えるようにしたものである。

このことによ り、 迷光除去手段の製造上の制約を大幅に緩和し、 良好 な画像を低コス トで表示できるという効果が得られる。 - この発明に係る透過型スク リーンは、 散乱特性を付与した第 1透過基 板または散乱特性を付与した集光レンズアレイ手段を迷光除去手段が備 えるようにしたものである。

このことによ り、 画像光束に生じるシンチレ一ショ ンによる投写画像 の劣化を防止できるという効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 第 2透過基板とレンチキュラー レンズ手段との間に、 レンチキユラ一レンズ手段の単位レンズの集光点 近傍に設けられた透明部と、 単位レンズの集光点周 ¾に設けられた不透 明部とを第 3 ^過基板の出射面に水平方向の周期構造で交互に配列した 第 2 ブラックス トライプ手段を結像表示手段が備えるようにしたもので ある。

このことによ り、 無効光束の上下方向成分、 水平方向成分を除去でき るようになり、 2重像 ' ゴース ト像をよ り緻密に除去できるという効果 が得られる。 この発明に係る透過型スク リーンは、 光束を透過する透明部と、 透明 部を上下方向の周期構造でそれぞれ挟んで配列した水平方向ルーバ状不 透明部と、 透明部を水平方向の周期構造でそれそれ挟んで配列した上下 方向ルーバ状不透明部とから迷光除去手段が構成されるようにしたもの である。

このことによ り、 無効光束の上下方向成分、 水平方向成分を除去でき るようになり、 2重像 · ゴース ト像をよ り緻密に除去できるという効果 が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 光束を透過する透明部と、 透明 部を上下方向の周期構造でそれそれ挟んで配列した水平方向ルーバ状不 透明部とから迷光除去手段が構成され、 第 2透過基板とレンチキュラー レンズ手段との間に、 レンチキユラ一レンズ手段の単位レンズの集光点 近傍に設けられた透明部と、 単位レンズの集光点周辺に設けられた不透 明部とを第 3透過基板の出射面に水平方向の周期構造で交互に配列した 第 2 ブラックス トライ プ手段を結像表示手段が備えるよう にしたもので める。

このことによ り、 無効光束の上下方向成分、 水平方向成分を除去でき るようになり、 2重像 · ゴース ト像をよ り緻密に除去できるという効果 が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 フレネルレンズ手段の出射面の 法線に沿って幅の変化する台形状にルーバ状不透明部の断面形状を迷光 除去手段が形成するようにしたものである。

このことにより、 迷光除去手段の型成型やルーバ状不透明部に相当す る墨/イ ンクの注入を容易に行なうことができる という効果が得られる この発明に係る透過型スク リーンは、 フレネルレンズ手段の出射面の 法線に沿って幅の変化する台形状にル一バ状不透明部の断面形状を迷光 除去手段が形成するようにしたものである。

このことによ り、 迷光除去手段の型成型やルーバ状不透明部に相当す る墨/ィ ンクの注入を容易に行なうことができるという効果が得られる この発明に係る透過型スク リーンは、 フレネルレンズ手段の出射面に 迷光除去手段が一体成型されるようにしたものである。

このことによ り、 フレネルレンズ手段の出射面で生じる反射無効光束 の発生を最小限に抑制できるという効果が得られる。

この発明に係る透過型スク リーンは、 フレネルレンズ手段め出射面に 迷光除去手段が一体成型されるようにしたものである。

このことによ り、 フレネルレンズ手段の出射面で生じる反射無効光束 の発生を最小限に抑制できるという効果が得られる。

この発明に係る投射型表示装置は、 入射面に成型したフレネル面の光 学的作用を投写された光束へ与えて出射面から出射するフレネルレンズ 手段と、 フレネル面の光学的作用の差異によって異なる角度を持った光 束のみを除去する迷光除去手段と、 迷光除去手段からの光束を散乱して 結像させる結像表示手段とを備える透過型スク リーンと、 透過型スク リ ーンへ光束を投写して、 透過型スク リーンに画像を表示させる投写光学 系とを備えるようにしたものである。

このことによ り、 2重像 · ゴース ト像の発生を除去して高画質な画像 を表示できる投写型表示装置を提供できるという効果が得られる。 図面の簡単な説明

第 1図は従来の屈折フレネルレンズ板の構造 · 動作を説明するための 図である。 第 2図は従来の全反射フレネルレンズ板の構造 ·動作を説明するため の図である。

第 3図は従来の屈折全反射フレネルレンズ板の構造 · 動作を説明する ための図である。

第 4図はこの発明の実施の形態 1による透過型スク リーンの上下方向 断面構造を示す図である。

第 5図はこの発明の実施の形態 1による透過型スク リーンの斜視構造 を示す図である。

第 6図 A , 第 6図 Bはこの発明の実施の形態 2による透過型スクリー ンの構造示す図である。

第 7図 A , 第 7図 Bはこの発明の実施の形態 3による透過型スクリー ンの構造-を示す図である。

第 8図 A〜第 8図 Cはこの発明の実施の形態 4による透過型スクリー ンの構造を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明をより詳細に説明するために、 この発明を実施するた めの最良の形態について添付の図面に従って説明する。

実施の形態 1 .

第 4図はこの発明の実施の形態 1による透過型スク リーンの上下方向 断面構造を示す図であり、 第 5図はこの発明の実施の形態 1による透過 型スクリーンの斜視構造を示す図である。

第 4図において、 1 0 Cは屈折全反射フレネルレンズ板 （屈折全反射 フレネルレンズ手段） 、 2 0は迷光除去板 （迷光除去手段） 、 3 0は結 像表示板 （結像表示手段） である。 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 C , 迷光除去板 2 0および結像表示板 3 0から透過型スク リーンが構成さ れている。 nは屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 C， 迷光除去板 2 0 , 結像表示板 3 0に共通の法線である。 また第 5図において、 4 0は投写 光束 5 0を出射する投写光学系、 9 0は拡大表示画像の鑑賞者である。

次に動作について説明する。

投写光学系 4 0から出射し、 法線 nに対して傾斜して屈折全反射フレ ネルレンズ板 1 0 Cへ入射する投写光束 5 0の一部は、 屈折全反射フレ ネルレンズ板 1 0 Cの入射面に設けられた屈折斜面 1 1で屈折されて法 線 nに平行な有効光束 5 3 となる。 また投写光束 5 0の別の一部は透過 斜面 1 4で屈折した後に全反射斜面 1 3で反射され、 法線 nに平行な有 効光束 5 1 となる。

これら以外の投写光束 5 0は、 屈折斜面 1 1に隣接する無効ファセッ ト面 1 2で屈折するか、 もしくは透過斜面 1 4で屈折した後に全反射斜 面 1 3で反射せず法線 nに対して傾斜した無効光束 （ 「それ光束」 ） 5 2 となり、 両者とも出射面 1 5へ入射する。

迷光除去板 2 0は、 透過基板 （第 1透過基板） 2 2の入射面側に形成 された集光レンズアレイ （集光レンズアレイ手段） 2 1 と、 透過基板 2 2の出射面側に形成されたブラックス トライプ （第 1ブラックス トライ プ手段） 2 3 とから構成されている。 集光レンズアレイ 2 1 とブラック ス トライプ 2 3 とは、 典型的には第 5図のように、 上下方向に周期性を 有するレンズアレイ と、 透明/不透明の格子板の構造とからなっている 。 ブラックス トライプ 2 3は、 集光レンズアレイ 2 1を構成する各単位 レンズの集光点近傍の透明部 2 0 1 と集光点周辺の不透明部 2 0 0 とが 周期的に交互に形成されている。

第 4図において、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cで法線 nに沿う 方向へ偏向された有効光束 5 1 , 5 3は集光レンズアレイ 2 1へ入射後 、 集光レンズアレイ 2 1の単位レンズの焦点近傍に集光され、 透明部 2 0 1 を透過して有効出射光束 5 5 となり、 結像表示板 3 0へ入射する。 このために、 集光レンズアレイ 2 1の各単位レンズの中心と透明部 2 0 1の中心とは、 断面構造を示す第 4図の如く略一致するように互いに配 置されている。

結像表示板 3 0の入射面には、 水平方向に周期性を持つレンチキユラ —レンズ （シリ ン ド リカルレンズアレイ、 レンチキユラ一レンズ手段） 3 1が設けられ、 また結像表示板 3 0の出射面側には、 透過基板 （第 2 透過基板) 3 2が設けられてレンチキユラ一レンズ 3 1 を保持している レンチキユラ一レンズ 3 1 は入射する光を水平方向へ拡散させる作用 がある。 また、 透過基板 3 2の内部も しくは表面近傍には公知の材料よ りなる散乱粒子が分散保持されており、 透過基板 3 2は拡散板として作 用することで投写画像を結像させる。 よって透過型スク リーンから出射 する画像光束 8 0の水平方向の配光特性はレンチキュラーレンズ 3 1の 屈折力と透過基板 3 2の散乱特性とから決定される。 また、 画像光束 8 0の上下方向の配光特性は、 迷光除去板 2 0の集光レンズアレイ 2 1の 屈折力と透過基板 3 2の散乱特性とから決定される。

なお、 有効光束 5 1 , 5 3は屈折斜面 1 1および全反射斜面 1 3によ つて法線 nに沿う方向へ偏向されているので、 透過型スク リーンから出 射する画像光束 8 0は法線 nに対して対称性の良い配光特性となり、 透 過型スク リーンの正面に位置する鑑賞者 9 0が画像を鑑賞する上で都合 が良い。

続いて、 迷光除去板 2 0の無効光束除去作用について述べる。

屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cで生じた無効光束 5 2は、 法線 n に対して傾斜した状態で出射面 1 5 を通じて迷光除去板 2 0へ入射する 。 も しくは無効光束 5 2は出射面 1 5で反射無効光束 5 4 として反射し た後、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの入射面側の屈折斜面 1 1 , 無効ファセッ ト面 1 2 , 全反射斜面 1 3， 透過斜面 1 4などによって再 度屈折 · 反射され、 一部の光束が出射面 1 5を透過して迷光除去板 2 0 へ無効光束として再入射する。 詳細な光線追跡シミュレ一シヨンによれ ば、 この再入射の際の無効光束もその大部分は法線 nに対して大きく傾 斜した光束であることが判明している。

法線 nに対して傾斜して迷光除去板 2 0へ入射する無効光束 （再入射 する無効光束も含む） 5 2は、 集光レンズアレイ 2 1 を透過後、 ブラッ クス トライプ 2 3の不透明部 2 0 0により吸収されるので、 結像表示板 3 0への入射が防止される。 よって無効光束 5 2 に起因する 2重像ゃゴ —ス ト像の発生が大幅に改善されるようになる。

なお、 不透明部 2 0 0は、 公知の各種黒色塗料の選択塗布、 パター二 ング、 透過基板 2 2の出射側表面の選択的粗面加工、 も しくはこれらの 組合せによ り構成される。

また、 この発明に用いている迷光除去板 2 0の無効光束除去機能は、 上下方向に周期性のある集光レンズアレイ 2 1 とブラックス トライプ 2 3 とにより実現されているので、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの 回転対称軸が透過型スク リーンの左右中心線上に位置する場合には、 こ の中心線を含む断面内で理想的に機能する。

さらに、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの回転中心に対して、 集 光レンズアレイ 2 1およびブラックス トライプ 2 3を同心円状の周期構 造とすることによ り、 迷光除去板 2 0の無効光束除去機能をよ り有効に 機能させることができる。

さらに、 理想的には、 迷光除去板 2 0の遮光機能は透過基板 2 2や集 光レンズアレイ 2 1 に散乱機能がない場合に本来発揮されるものであり 、 結像のための散乱作用は透過基板 3 2 に主に分担させて配置するのが 通常の手法ではあるが、 迷光除去板 2 0の構成要素である透過基板 2 2 や集光レンズアレイ 2 1の材料に散乱機能を付与して、 透過型スク リー ンの出射光の配光特性や結像作用を制御することも可能である。

例えば、 画像光束 8 0 に生じるシンチレーションによる投写画像の劣 化を防止するために、 透過基板 2 2や集光レンズアレイ 2 1の材料に微 小粒子を意図的に混入して若干の散乱特性を付与し、 物理的に距離のあ る透過基板 3 2の散乱特性と合わせて透過型スク リーンの法線 n方向に 散乱機能を分散配置するのが有効な場合もある。 したがって、 迷光除去 板 2 0の構成要素に散乱機能を持たぜるかどうかは、 投写型表示装置の システム設計に依存する事項である。

さらに、 迷光除去板 2 0を構成するレンズアレイ 2 1 ， 透過基板 2 2 , ブラヅクス トライプ 2 3の層厚が薄く保持に不都合な場合には、 第 4 図に点線で示したように透過基板 （保持用透過基板） 2 4でこれらを保 持するように構成しても良い。

さらに、 本願発明者らは、 第 5図の如く上下方向に周期性のある直線 状の集光レンズアレイ 2 1 と同じく上下方向に周期性のある直線状のプ ラックス トライ プ 2 3によ り構成された迷光除去板 2 0 を回転対称軸が 透過型スク リーン中心線上でかつ透過型スク リーンの下部付近にある屈 折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cに組み合わせて、 投写画像の観測を行 なった。 この結果、 表示画像に重畳される 2重像 · ゴ一ス ト像は、 画像 中心を通る上下方向の部分を中心に、 透過型スク リーン面内の相当領域 において低減されることが確認できた。

このことは、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの中心に対して理想 的には同心円構造とすべき迷光除去板 2 0を、 直線ス トライプ構造の集 光レンズアレイ とブラックス トライプとから構成された迷光除去板で代 用しても、 一定の画質改善効果が得られることを意味している。 この迷 光除去板で代用することによ り、 迷光除去板の製造上の制約を大幅に緩 和し、 良好な画像を低コス トで表示できる透過型スク リーンを提供でき るよつになる。

以上のように、 この実施の形態 1 によれば、 入射面に成型した屈折全 反射フレネル面の屈折 ■ 反射の光学的作用を投写光束 5 0へ与えて出射 面 1 5から出射する屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cと、 透過基板 2 2の入射面に上下方向の周期構造で単位レンズを配列した集光レンズァ レイ 2 1 と、 単位レンズの集光点近傍に設けられた透明部 2 0 1 と、 単 位レンズの集光点周辺に設けられた不透明部 2 0 0 とを透過基板 2 2の 出射面に上下方向の周期構造で交互に配列したブラ ックス トライプ 2 3 とから構成される迷光除去板 2 0 と、 その散乱特性によって光束を散乱 させる透過基板 3 2の入射面に水平方向の周期構造で単位レンズを配列 したレンチキユラ一レンズ 3 1からなる結像表示板 3 0 とを備えるよう にしたので、 無効光束 5 2 , 5 4を除去し、 有効光束 5 1 , 5 3だけで 正規の投写画像を表示できる高画質な透過型スク リーンを提供できる と いう効果が得られる。

また、 この実施の形態 1 によれば、 投射光束 5 0 を.出射面 1 5の法線 nと略平行な方向へ屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cが屈折斜面 1 1 で屈折するとともに、 透過斜面 1 4で屈折した光束を出射面 1 5の法線 nと略平行な方向へ屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cが全反射斜面 1 3で反射するようにしたので、 透過型スク リーンの法線 n方向に対して 対称性のある配光特性の表示画像を形成でき、 透過型スク リーン中心に 位置する鑑賞者 9 0に最適な条件で画像を表示できるという効果が得ら れる。

さらに、 この実施の形態 1 によれば、 透過基板 2 2， 集光レンズァレ ィ 2 1およびブラックス トライプ 2 3を保持する保持用の透過基板 2 4 を迷光除去板 2 0が備えるようにしたので、 透過基板 2 2， 集光レンズ アレイ 2 1 ， ブラックス トライプ 2 3の層が薄い場合でも、 迷光除去板 2 0を構成できるという効果が得られる。

さらに、 この実施の形態 1 によれば、 フレネルレンズ板 1 0 Cの回転 中心に対して同心円状の周期構造で成型した集光レンズアレイおよび第 1ブラックス トライ プを迷光除去板 2 0が備えるようにしたので、 迷光 除去板 2 0の無効光束除去機能をより有効に機能させることができる と いう効果が得られる。

さらに、 この実施の形態 1 によれば、 直線状の周期構造で成型した集 光レンズアレイおよび第 1 ブラックス トライプを迷光除去板 2 0が備え るようにしたので、 迷光除去板 2 0の製造上の制約を大幅に緩和し、 良 好な画像を低コス トで表示できるという効果が得られる。

さらに、 この実施の形態 1 によれば、 散乱特性を付与した透過基板 2 2または散乱特性を付与した集光レンズァレィ 2 1 を迷光除去板 2 0が 備えるようにしたので、 画像光束 8 0 に生じるシンチレ一シヨンによる 投写画像の劣化を防止できるという効果が得られる。

さらに、 この実施の形態 1によれば、 透過型スク リーンへ投写光束 5 0を投写して、 透過型スク リーンに画像を表示させる投写光学系 4 0 を 備えるようにしたので、 2重像 · ゴース ト像の発生を除去して高画質な 画像を表示できる投写型表示装置を提供できるという効果が得られる。 実施の形態 2 .

この実施の形態 2では、 投写画像内のよ り広い領域において、 2重像 • ゴース ト像を低減できる手法について説明する。

第 6図 Aおよび第 6図 Bはこの発明の実施の形態 2 による透過型スク リーンの構造を示す図である。 第 6図 A , 第 6図 Bにおいて、 3 3は透 過基板 （第 3透過基板） 、 3 4はブラックス ト ライ プ （第 2ブラヅクス トライプ手段） である。

第 6図では、 無効'光束の水平方向成分を除去する迷光除去板 2 0の機 能を結像表示板 3 0に持たせている。 このために、 水平方向に周期性を 有するレンチキユラ一レンズ 3 1 と透過基板 3 2 との間に、 水平方向に 周期性を持つブラックス トライプ 3 4 と透過基板 3 3 とを配置している 。 これ以外の構成は第 4図、 第 5図と同様なので、 構成の説明を省略す る。

第 6図 Aの結像表示板 3 0の構造拡大図を第 6図 Bに示す。 第 5図の 実施の形態 1 と同じく投写画像を結像させるベく、 透過基板 3 2は、 拡 散特性を持たせるよう に透過基板 3 2の内部もしく は表面近傍に公知の 材料よ りなる散乱粒子が分散保持されている。 また、 レンチキユラーレ ンズ 3 1は上下方向に延伸し水平方向に周期性を有する円筒状のレンズ アレイである。

さらに、 ブラックス トライ プ 3 4は、 レンチキユラ一レンズ 3 1の各 単位レンズ中心に透明部 3 0 1 を合わせ、 レンズ中心から不透明部 3 0 0を外すような水平方向の周期構造を有している。 さらに、 不透明部 3 0 0は、 公知の各種黒色塗料の選択塗布、 パターニング、 透過基板 3 3 の出射側表面の選択的粗面加工、 も しくはこれらの組合せにより構成さ れている。 ブラ ックス トライ プ 3 4 とレンチキュラーレンズ 3 1 とは、 透過基板 3 3 を挟んで所定の距離を保つように保持され、 さちにブラ ッ クス トライプ 3 4側が透過基板 3 2に接着などの方法で装着されている ο

以上のよう に、 結像表示板 3 0を構成することによ り、 第 5図の迷光 除去板 2 0 と同じ原理で、 結像表示板 3 0に水平方向の無効光束除去機 能を持たせることができる。 これによつて、 回転対称軸が透過型スク リ ーン中心線上で、 かつ透過型スク リーンの下部付近にある屈折全反射フ レネルレンズ板 1 0 Cを用いた場合には、 透過型スク リーンの水平方向 中央部近傍で上下方向に発生する無効光束を迷光除去板 2 0で除去し、 迷光除去板 2 0 と結像表示板 3 0 との組合せによって、 透過型スク リー ン中央から左右に外れた領域の斜めに生じる無効光束を除去できるので 、 第 4図、 第 5図の場合と比較して、 2重像 . · ゴ一ス 卜像をより緻密に 除去できる。

以上のように、 この実施の形態 2によれば、 透過基板 3 2 とレンチキ ユラ一レンズ 3 1 との間に、 レンチキユラ一レンズ 3 1の単位レンズの 集光点近傍に設けられた透明部 3 0 1 と、 単位レンズの集光点周辺に設 けられた不透明部 3 0 0 とを透過基板 3 3の出射面に水平方向の周期構 造で交互に配列したブラックス トライプ 3 4を結像表示板' 3 0が備える ようにしたので、 無効光束 5 2の上下方向成分、 水平方向成分を除去で きるようになり、 2重像 · ゴース ト像をよ り緻密に除去できるという効 果が得られる。 実施 0形態 3 .

この実施の形態 3では、 実施の形態 2 と同様に無効光束の上下方向成 分と水平方向成分とを共に除去できる透過型スク リーンの構成変形例に ついて説明する。

第 7図 Aおよび第 7図 Bはこの発明の実施の形態 3による透過型スク リーンの構造を示す図である。 第 7図 Aにおいて、 1 0 Cは第 4図と同 様の屈折全反射フレネルレンズ板、 2 0は屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの出射面 1 5側に配置された迷光除去板、 2 6は迷光除去板 2 0 の透明部、 2 5は迷光除去板 2 0のル一バ状不透明部、 5 5は迷光除去 板 2 0の有効出射光束である。 また、 結像表示板 3 0の構成は第 4図と 同様である。

さらに第 7図 Bには、 迷光除去板 2 0 と屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cを有効出射光束 5 5の側から見た拡大斜視図が描かれている。 こ の拡大斜視図において、 2 5 Hは水平方向ル一バ状不透明部であり、 上 下方向に透明部 2 6を挟み周期的に配列されている。 2 5 Vは上下方向 ル一バ状不透明部であり、 水平方向に透明部 2 6を挟み周期的に配列さ れている。

次に第 7図の透過型スク リーンの動作について説明する。

第 4図の場合と同様に、 屈折斜面 1 1の屈折作用と透過斜面 1 4およ び全反射斜面 1 3の作用とにより、 投写光束 5 0は透過型スクリーンの 法線 nの方向に進行する有効光束 5 3， 5 1 となる。 有効光束 5 3 , 5 1は透明部 2. 6 を透過して有効出射光束 5 5 となって結像表示板 3 0へ 入射し、 レンチキュラーレンズ 3 1によって水平方向に拡散された後、 散乱性のある透過基板 3 2上に投写画像が結像される。 画像光束 8 0の 水平方向の配光特性は、 レンチキュラーレンズ 3 1の水平方向拡散特性 と透過基板 3 2の散乱特性とによって決定される。 また、 上下方向の配 光特性は透過基板 3 2の散乱特性により決定される。

符号 5 2を付した点線矢印は、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの 無効ファセッ ト面 1 2を透過した無効光束、 もしくは透過斜面 1 4を透 過して全反射斜面 1 3で反射されずに生じた無効光束である。 この無効 光束 5 2は、 法線 nの方向へ沿うように構成されたルーバ状不透明部 2 5により吸収されるか、 もしくは屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cと 迷光除去板 2 0 との界面 1 5で反射されて反射無効光束 5 4となる。 界 面 1 5での反射無効光束 5 4は、 この後、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 C入射側の屈折斜面 1 1 , 無効ファセッ ト面 1 2， 全反射斜面 1 3 , 透過斜面 1 4で屈折/反射を受け、 界面 1 5へ再度入射してル一バ状 不透明部 5 2で大部分が吸収される。

界面 1 5 による反射無効光束 5 4は、 屈折全反射フレネルレンズ板 1

0 Cの裏面 （出射面） 側に迷光除去板 2 0がー体成型されるか、 も し く は両者が接着剤等で貼り合わせられる場合には殆ど発生しないので考慮 する必要はない。 迷光除去板 2 0は、 例えばアク リル材料を用いて、 ル ーバ状不透明部 2 5 に相当する突起列を形成した金型で格子状の溝を成 型し、 吸収性のある墨やイ ンクを溝部に注入することで形成できる。 墨も しくはイ ンクを注入する際に、 迷光除去板 2 0の表面に残った汚 れ成分は適宜ふき取るなどして、 透明部 2 6の透過特性を妨げないよう に処理しておく必要がある。 このようにして作成した迷光除去板 2 0 を 、 例えばァク リル材から構成された屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 C に、 アク リルと屈折率の類似した接着剤で貼り付けることで両者が一体 成型され、 かつ反射無効光束 5 4の発生を最小限に抑えることができる 。 もちろん、 屈折全反射フ レネルレンズ板 1 0 Cの裏面側に迷光除去板 2 0を直接一体成型した後、 墨やイ ンクを注入することで作成しても問 題ない。

なお、 第 7図 Aには透過型スク リーンの上下方向断面図を示したが、 投写光束 5 0 には斜め方向成分も しくは水平方向成分もあり、 この場合 に生じる無効光束の水平方向成分は上下方向ルーバ状不透明部 2 5 Vで 主に吸収されることになる。 また無効光束の上下方向成分は水平方向ル ーバ状不透明部 2 5 Hで主に吸収されることになる。

また、 ル一バ状不透明部 2 5 , 2 5 V , 2 5 Hは、 型成型の容易性や 墨/ィ ンクの注入容易性を考慮して、 法線 nの方向に沿って幅がゆるや かに変化するような形状としても良い。 この場合、 透過型スク リーンの 断面図を示す第 Ί図 Aにおいて、 ル一バ状不透明部 2 5は、 法線 nに沿 つて幅が変化するゆるやかな台形状となる （図示省略） 。 以上のように、 この実施の形態 3によれば、 光束を透過する透明部 2 6と、 透明部 2 6を上下方向の周期構造でそれそれ挟んで配列した水平 方向ルーバ状不透明部 2 5 Hと、 透明部 2 6を水平方向の周期構造でそ れそれ挟んで配列した上下方向ル一バ状不透明部 2 5 Vとから迷光除去 板 2 0が構成されるようにしたので、 無効光束 5 2の上下方向成分、 水 平方向成分を除去できるようになり、 2重像 ' ゴース ト像をより緻密に 除去できるという効果が得られる。

また、 この実施の形態 3によれば、 フレネルレンズ板 1 0 Cの出射面 1 5の法線 nに沿って幅の変化する台形状にルーバ状不透明部 2 5 H , 2 5 Vの断面形状を迷光除去板 2 0が形成するようにしたので、 迷光除 去板 2 0の型成型やルーバ状不透明部に相当する墨 インクの注入を容 易に行なうことができるという効果が得られる。

さらに、 この実施の形態 3によれば、 フ レネルレンズ板 1 0 Cの出射 面 1 5 に迷光除去板 2 0が一体成型されるようにしたので、 フレネルレ ンズ板 1 0 Cの出射面で生じる反射無効光束の発生を最小限に抑制でき るという効果が得られる。 実施の形態 4 .

ルーバ素子とプラックス トライプ付きのレンチキユラ一レンズとを組 み合わせて、 無効光束の上下方向成分と水平方向成分とを共に除去でき る構成例を次の第 8図に示す。

第 8図 A , 第 8図 Bおよび第 8図 Cはこの発明の実施の形態 4による 透過型スクリ一ンの構造を示す図である。

第 8図 A〜第 8図 Cにおいて、 2 0は迷光除去板であり、 ル一バ状不 透明部 2 5 と透明部 2 6 とから構成されている。 第 8図 Bに図示するよ うに、 ルーバ状不透明部 2 5は上下方向に周期的に配列された水平方向 ルーバ状不透明部 2 5 Hからのみ構成されている。 また、 結像表示板 3 0は、 有効出射光束 5 5の入射側から順に、 レンチキュラーレンズ 3 1 ， 透過基板 3 3， ブラックス トライプ 3 4 , 透過基板 3 2が順に積層さ れて構成されている。

ブラックス トライプ 3 4は、 第 8図 Cに拡大描画したように、 水平方 向に周期的に配置されたス トライプ状の不透明部 3 0 0 と透明部 3 0 1 よ り構成され、 透明部 3 0 1の水平方向中心部はレンチキュラーレンズ 3 1の各単位レンズの中心部に合わせて配置されている。 また、 透過基 板 3 3はレンチキユラ一レンズ 3 1 とブラックス トライプ 3 4との間の 間隔を設定保持している。 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの構成は 第 4図と同様であり説明を省略する。

次に第 8図の透過型スク リ一ンの動作につき説明する。

投写光束 5 0は、 第 4図の場合と同様に屈折斜面 1 1の屈折作用と、 透過斜面 1 4および全反射斜面 1 3の作用とにより、 透過型スク リーン の法線 nの方向へ進行する有効光束 5 3 , 5 1 となる。 有効光束 5 3 , 5 1は透明部 2 6 を透過して有効出射光束 5 5 となって結像表示板 3 0 へ入射し、 レンチキュラーレンズ 3 1 によつて水平方向に拡散された後 、 散乱性のある透過基板 3 2上へ投写画像が結像される。 画像光束 8 0 の水平方向の配光特性は、 レンチキュラーレンズ 3 1の水平方向拡散特 性と透過基板 3 2の散乱特性とによ り決定される。 また、 上下方向の配 光特性は、 透過基板 3 2の散乱特性によ り決定される。

符号 5 2 を付した点線矢印は、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの 無効ファセッ ト面 1 2を透過した無効光束、 もしくは透過斜面 1 4を透 過して全反射斜面 1 3で反射されずに生じた無効光束である。 無効光束 5 2は、 法線 nの方向に沿う ように構成されたル一バ状不透明部 2 5 に よ り吸収されるか、 も しくは屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 C と迷光 除去板 2 0 との界面 1 5で反射された反射無効光束 5 4 となる。 この反 射無効光束 5 4は、 この後、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの入射 側の屈折斜面 1 1 , 無効ファセッ ト面 1 2 , 全反射斜面 1 3 , 透過斜面 1 4で屈折/反射を受け、 界面 1 5へ再度入射しル一バ状不透明部 5 2 で大部分が吸収される。

界面 1 5による反射無効光束 5 4は、 屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cの裏面側に迷光除去板 2 0がー体成型されるか、 もしくは両者が接 着剤等で貼り合わせられる場合には殆ど発生しないので考慮する必要は ない。 迷光除去板 2 0は、 例えばアク リル材料を用いて、 ルーバ状不透 明部 2 5に相当する突起列を形成した金型で格子状の溝を成型し、 溝部 に吸収性のある墨ゃィンクを注入することで形成できる。 墨もしくはィ ンクを注入の際に迷光除去板の表面に残った汚れ成分は、 適宜ふき取る などして透明部 2 6の透過特性を妨げないように処理しておく必要があ る。

このようにして作成した迷光除去板 2 0を例えばァクリル材から構成 された屈折全反射フレネルレンズ板 1 0 Cに、 これと屈折率の類似した 接着剤で貼りつけることで両者が一体成形される。 もちろん、 屈折全反 射フレネルレンズ板 1 0 Cの裏面側に迷光除去板 2 0を直接一体成型し た後、 墨やインクを注入することで作成しても問題ない。

ルーバ状不透明部 2 5 , 2 5 Hは、 型成型の容易性や墨/ィンクの注 入容易性を考慮して、 法線 nの方向に沿って幅が緩やかに変化するよう な形状としても良い。 この場合、 断面図を示す第 8図 Aにおいて、 ルー バ状不透明部 2 5は、 法線 nに沿って幅が変化する緩やかな台形状とな る （図示省略） 。

なお、 第 8図 Aには透過型スク リーンの上下方向断面図を示したが、 投写光束 5 0には斜め方向成分もしくは水平方向成分もあり、 この場合 に生じる無効光束の水平方向成分は主に結像表示板 3 0内のレンチキュ ラ一レンズ 3 1 とブラックス トライ プ 3 4の不透明部 3 0 0の作用によ り吸収除去される （第 8図 C参照） 。

また、 レンチキユラ一レンズ 3 1 とブラヅクス トライプ 3 4は水平方 向に周期性を持つように配置されており、 第 4図の集光レンズアレイ 2 1 とブラックス トライプ 2 3 とは 9 0 ° 回転した配置であるが、 無効光 束の吸収原理は同じである。

さらに、 無効光束の上下方向成分は主に水平方向ルーバ状不透明部 2 5 Hで吸収されることになる （第 8図 C参照） 。

以上のよう に、 この実施の形態 4によれば、 光束を透過する透明部 2 6 と、 透明部を上下方向の周期構造でそれそれ挟んで配列した水平方向 ルーバ状不透明部 2 5 Hとから迷光除去板 2 0が構成され、 透過基板 3 2 とレンチキユラ一レンズ 3 1 との間に、 レンチキユラ一レンズ 3 1 の 単位レンズの集光点近傍に設けられた透明部 3 0 1 と、 単位レンズの集 光点周辺に設けられた不透明部 3 0 0 とを透過基板 3 3の出射面に水平 方向の周期構造で交互に配列したブラックス トライプ 3 4を結像表示板 3 0が備えるようにしたので、 無効光束 5 2の上下方向成分、 水平方向 成分を除去できるようになり、 2重像 ' ゴース ト像をよ り緻密に除去で きるという効果が得られる。

また、 この実施の形態 4によれば、 フレネルレンズ板 1 0 Cの出射面 1 5の法線 nに沿って幅の変化する台形状にル一バ状不透明部 2 5 Hの 断面形状を迷光除去板 2 0が形成するようにしたので、 迷光除去板 2 0 の型成型やル一バ状不透明部に相当する墨/ィ ンクの注入を容易に行な うことができるという効果が得られる。

さらに、 この実施の形態 4によれば、 フレネルレンズ板 1 0 Cの出射 面 1 5 に迷光除去板 2 0がー体成型されるようにしたので、 フレネルレ ンズ板 1 0 cの出射面で生じる反射無効光束の発生を最小限に抑制でき るという効果が得られる。

なお、 第 4図から第 8図の各実施の形態では、 屈折全反射フ レネルレ ンズ板 1 0 Cとの組合せによる透過型スクリーンの構成と動作について 述べた。 しかし、 第 4図から第 8図の屈折全反射フ レネルレンズ板 1 0 Cを次の （ 1 ) ~ ( 3 ) のフ レネルレンズ板に置換えた透過型スク リー ンに適用しても良く、 同様の効果が得られる。

( 1 ) 屈折斜面および無効ファセッ ト面からなる周期構造の屈折フレ ネル面が入射面側に形成された屈折フレネルレンズ板 （第 1図） に置換 えた透過型スクリーン。

( 2 ) 全反射斜面および透過斜面からなる周期構造の全反射フレネル 面が入射面側に形成された全反射フ レネルレンズ板 （第 2図） に置換え た透過型スクリーン。

( 3 ) 屈折全反射フ レネルレンズ板は同心円構造なので、 半径の小さ な部分では透過効率を高めるために、 全反射斜面および透過斜面からな る全反射フ レネル部に対して、 屈折斜面および無効ファセッ ト面からな る屈折フ レネル部の割合を大きく し、 半径の大きな部分では全反射フ レ ネル部の割合を大きく して透過効率を徐々に高め、 半径の非常に大きな 部分では全反射フレネル部のみで高透過効率を得るハイブリ ッ ド構造の 屈折全反射フレネルレンズ板に置換えた透過型スクリーン。 産業上の利用可能性

以上のように、 この発明に係る透過型スクリーンは、 高画質な画像を 表示するためのプロジェクタシステムに適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 入射面に成型したフ レネル面の光学的作用を投写された光束へ与 えて出射面から出射するフレネル.レンズ手段と、

上記フレネル面の光学的作用の差異によって異なる角度を持った光束 のみを除去する迷光除去手段と、

上記迷光除去手段からの光束を散乱して結像させる結像表示手段とを 備えることを特徴とする透過型スク リーン。

2 . フ レネルレ ンズ手段は、

光束を屈折する屈折斜面と、 無効ファセッ ト面との周期構造からなる 屈折フレネル面を入射面に形成した屈折フレネルレンズ手段とすること を特徴とする請求の範囲第 1項記載の透過型スク リーン。

3 . フ レネルレ ンズ手段は、

光束を屈折する透過斜面と、 上記透過斜面で屈折した上記光束を反射 する全反射斜面との周期構造からなる全反射フレネル面を入射面に形成 した全反射フレネルレンズ手段とすることを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の透過型スク リーン。

4 . フ レネルレ ンズ手段は、

光束を屈折する屈折斜面と、 無効フ ァセ ッ ト面と、 上記光束を屈折す る透過斜面と、 上記透過斜面で屈折した上記光束を反射する全反射斜面 との周期構造からなる屈折全反射フレネル面を入射面に形成した屈折全 反射フレネルレンズ手段とすることを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の透過型スク リーン。

5 . フレネルレンズ手段は、

投写された光束を出射面の法線と略平行な方向へ屈折斜面で屈折する ことを特徴とする請求の範囲第 2項記載の透過型スク リーン。

6 . フ レネルレンズ手段は、

透過斜面で屈折した光束を出射面の法線と略平行な方向へ全反射斜面 で反射することを特徴とする請求の範囲第 3項記載の透過型スク リーン

7 . フレネルレンズ手段は、

投射された光束を出射面の法線と略平行な方向へ屈折斜面で屈折する とともに、 透過斜面で屈折した光束を上記出射面の法線と略平行な方向 へ全反射斜面で反射することを特徴とする請求の範囲第 4項記載の透過 型スク リーン。

8 . フ レネルレ ンズ手段は、

その回転中心からの距離に応じて、 透過斜面および全反射斜面からな る全反射フレネル部と、 屈折斜面および無効ファセッ ト面からなる屈折 フレネル部との割合を変化させることを特徴とする請求の範囲第 4項記 載の透過型スク リーン。

9 . 迷光除去手段は、

第 1透過 *板の入射面に上下方向の周期構造で単位レンズを配列した 集光レンズアレイ手段と、

上記単位レンズの集光点近傍に設けられた透明部と、 上記単位レンズ の集光点周辺に設けられた不透明部とを上記第 1透過基板の出射面に上 下方向の周期構造で交互に配列した第 1 ブラックス トライプ手段とから 構成されることを特徴とする請求の範囲第 1.項記載の透過型スク リーン

1 0 . 結像表示手段は、

その散乱特性によって光束を散乱させる第 2透過基板の入射面に水平 方向の周期構造で単位レンズを配列したレンチキユラ一レンズ手段とす ることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の透過型スク リーン。

1 1 . 迷光除去手段は、

第 1透過基板、 集光レンズアレイ手段および第 1 ブラックス トライ プ 手段を保持する保持用透過基板を備えることを特徴とする請求の範囲第

9項記載の透過型スク リーン。

1 2 . 迷光除去手段は、

フレネルレンズ手段の回転中心に対して同心円状の周期構造で成型し た集光レンズアレイ手段および第 1 プラ ックス トライプ手段を備えるこ とを特徴とする請求の範囲第 9項記載の透過型スク リーン。

1 3 . 迷光除去手段は、 ·

直線状の周期構造で成型した集光レンズァレィ手段および第 1 ブラ ッ クス トライプ手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 9項記載の透 過型スク リーン。

1 4 . 迷光除去手段は、 散乱特性を付与した第 1透過基板または上記散乱特性を付与した集光 レンズアレイ手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 9項記載の透 過型スク リーン。

1 5 . 結像表示手段は、

第 2透過基板とレンチキユラ一レンズ手段との間に、 上記レンチキュ ラーレンズ手段の単位レンズの集光点近傍に設けられた透明部と、 上記 単位レンズの集光点周辺に設けられた不透明部とを第 3透過基板の出射 面に水平方向の周期構造で交互に配列した第 2 ブラックス トライプ手段 を備えることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の透過型スク リーン

1 6 . 迷光除去手段は、

光束を透過する透明部と、

上記透明部を上下方向の周期構造でそれぞれ挟んで配列した水平方向 ルーバ状不透明部と、

上記透明部を水平方向の周期構造でそれそれ挟んで配列した上下方向 ルーバ状不透明部とから構成されることを特徴とする請求の範囲第 1項 記載の透過型スク リーン。

1 7 . 迷光除去手段は、

光束を透過する透明部と、

上記透明部を上下方向の周期構造でそれそれ挟んで配列した水平方向 ル一バ状不透明部とから構成され、

結像表示手段は、

第 2透過基板とレンチキュラーレンズ手段との間に、 上記レンチキュ ラーレンズ手段の単位レンズの集光点近傍に設けられた透明部と、 上記 単位レンズの集光点周辺に設けられた不透明部とを第 3透過基板の出射 面に水平方向の周期構造で交互に配列した第 2 ブラックス トライプ手段 を備えることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の透過型スク リーン

1 8 . 迷光除去手段は、

フレネルレンズ手段の出射面の法線に沿って幅の変化する台形状にル —バ状不透明部の断面形状を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 6項記載の透過型スク リーン。

1 9 . 迷光除去手段は、

フレネルレンズ手段の出射面の法線に沿って幅の変化する台形状にル —バ状不透明部の断面形状を形成することを特徴とする請求の範囲第 1 7項記載の透過型スク リーン。

2 0 . 迷光除去手段は、

フレネルレンズ手段の出射面に一体成型されることを特徴とする請求 の範囲第 1 6項記載の透過型スク リーン。

2 1 . 迷光除去手段は、

フレネルレンズ手段の出射面に一体成型されることを特徴とする請求 の範囲第 1 7項記載の透過型スク リーン。

2 2 . 入射面に成型したフレネル面の光学的作用を投写された光束へ 与えて出射面から出射するフレネルレンズ手段と、 上記フレネル面の光 学的作用の差異によつて異なる角度を持った光束のみを除去する迷光除 去手段と、 上記迷光除去手段からの光束を散乱して結像させる結像表示 手段とを備える透過型スク リーンと、

上記透過型スク リーンへ光束を投写して、 上記透過型スク リーンに画 像を表示させる投写光学系とを備えることを特徴とする投写型表示装置