JPS6337336A - 透過型スクリ−ン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は投写型画像表示装置に使用して有効な透過型ス
クリーンに関するものであり、特に投写光束を斜め方向
からスクリーン上に投写する場合に有効な透過型スクリ
ーンに関するものである。

従来の技術 大画面のテレビジョン画像を得るために、比較的小さな
映像管にテレビジョン画像を映出し、投写レンズにより
スクリーン上に拡大投写する方法が従来からよく知られ
ている。現在では、映像管、投写レンズ、透過型スクリ
ーンの性能向上により、キャビネット内に光学系、回路
系を配置し、透過型のスクリーンの背後から画像を投写
する方式の投写型テレビジョン装置の進歩が目ざましい
。さらに最近では、この方式の投写型テレビジョン装置
の奥行を非常に薄くすることを狙って、投写レンズから
出る光束を透過型スクリーンに対してかなり斜め方向か
ら入射させる方法が提案されている（例えば、特開昭５
７−１０９４８１号公報）。

このような投写型テレビジョン装置の概略構成を第５図
に示す。キャビネット１の上部前側に透過型のスクリー
ン２が配置され、上端に平面ミラー３が配置され、下部
にフェイスプレート４を上に向けて映像管５が配置され
、映像管５の上方に投写レンズ６が配置されている。映
像管５に映出される画像が投写レンズ６の結像作用と平
面ミラー３の反射作用によりスクリーン２上に拡大投写
されるが、投写レンズ６から出る光束はスクリーン２に
対してかなり斜め方向から入射するので、平面ミラー３
の奥行方向の長さが短かくなり、キャビネット１の奥行
を非常に薄くすることが可能となる。

スクリーン２は、第６図に示すように、透明平板の裏面
に断面が三角形のプリズム素子７を規則正しく配列した
ものである。プリズム素子７の第１面８に入射した光線
９は、第１面８を屈折透過した後、第２面１０で全反射
して前方向に折り曲げられる。このようにして、スクリ
ーン２に対してかなり斜め方向から光線が入射しても、
プリズム素子７の光線折り曲げ作用により、スクリーン
２の正面に位置する観察者に対して明るい投写画像を提
供することができる。

発明が解決しようとする問題点 第５図に示した構成の投写型テレビジョン装置に第６図
に示すスクリーン２を用いた場合、明るい室内では画像
のコントラストが著しく低下するという問題を生じる。

この問題は次の様に説明できる。

第７図に示す様にスクリーン２が外光により前方上方部
から照明されると、ある入射角を持つ光線１）はスクリ
ーン２内に入射した後、プリズム素子の第２面１０で全
反射し第１面８を通過してミラー３に入射する。ミラー
３を反射した光線は再びスクリーン２に入射し、プリズ
ム素子の第１面８を通過し°て第２面１０を全反射して
投写光束の出射角に近い角度でスクリーン２を出射する
。このような光線１）が画像形成に必要な投写光束に混
じって観察されるので、コントラストが著しく低下する
。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、投写光束に
対して斜めに配置することによりキャビネットが非常に
コンパクトとなる透過型スクリーンでありながら、明る
い室内で観察しても画像のコントラストの良好な透過型
スクリーンを提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明の透過型スクリーン
は、透光性板の入射側面に断面が三角形状のプリズム素
子が配列され、投写光束がミラーを介して斜め方向から
入射し、前記プリズム素子の第１面で屈折透過し、第２
面で前方向に全反射した後、出射側面で屈折透過する透
過型スクリーンであって、前記ミラーに垂直に入出射し
ようとする光線の前記第２面への入射角が全反射の臨界
角より小さくなるようにし、前記投写光束が入射しない
前記第１面の一部領域と前記第２面の一部領域との少な
くとも前者か或いは両者に光吸収手段を設けたものであ
る。

作用 上記構成によれば、投写光束のスクリーン出射角より大
きく、またミラーに垂直に入射しようとする光線のスク
リーンへの入射角より小さい角度でスクリーンへ入射し
た光線は、プリズム素子の第２面で反射してミラーに達
するが、ミラーで反射されてプリズム素子に再入射した
時にはプリズム素子の第２面への入射角は臨界角より小
さくなり、第２面を屈折透過した後光吸収手段で吸収さ
れる。

また、ミラーに垂直に入射しようとする光線のスクリー
ンへの入射角に等しいか或いは大きい入射角で入射する
光線は、プリズム素子の第２面への入射角は臨界角より
小さくなり、第２面を屈折透過しスクリーンへは戻らな
い。従って、投写光束に近い角度で出射する外光はなく
なり、明るい室内で観察しても画像のコントラストの良
好な透過型スクリーンを提供できる。

実施例 本発明による透過型スクリーンの一実施例について添付
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における透過型スクリーンの
中心部における要部断面図を示したものである。透光性
板１２の入射側面には断面が三角形状のプリズム素子１
３が規則正しく配列され、プリズム素子１３は屈折面と
しての第１面１４と全反射面としての第２面１５とで構
成されている。更に投写光束が入射しない第１面及び第
２面の領域に光を吸収しやすい黒色とした光吸収層１８
を設けている。

出射側面は投写光束が屈折透過する部分に屈折面として
の第３面１６が構成されている。

透光性板の屈折率は約１．４９２．プリズム素子１３の
頂角は約４５゛、中心軸１７に対するプリズム素子１３
の第１面１４の傾斜角は約２０°、出射側面の第３面１
６の傾斜角は約６０°、プリズム素子１３のピンチは０
．５ｆｉ、中心軸１７に対するミラー３の傾斜角は約１
７．５°である。

本発明の作用を以下に説明する。

第１図に示すように、透過型スクリーンの入射側面に入
射した投写光束は、プリズム素子の第１面１４で屈折透
過し第２面１５で全反射し、出射側面の第３面１６の部
分を屈折透過した後スクリーンにほぼ垂直に出射する。

第７図に示す従来のスクリーンの場合に、出射側面から
スクリーン２に入射しミラー３で反射されて再びスクリ
ーン２に入射する光線の代表例を第２図に示す。第２図
において一点鎖線１９は、ミラー３に垂直に入出射する
、つまりミラーへの入射光路と反射光路が同じであるよ
うな光線を表す。

破線２０はスクリーンの最上部に一点鎖線の光線１９よ
り垂直に近い角度で入射し、ミラー３で反射した後スク
リーンの最下部から一点鎖線の光線１９より大きい角度
で出射する光線を表す。スクリーンのどの部分に入射す
る外光もこの光線より小さい角度で入射すると、ミラー
３で反射された後スクリーンには戻らずスクリーン下部
のキャビネット１或いは投写レンズ６の方向に進む。

破線２０はまた、前述の光路を全く逆に進む、即ちスク
リーンの最下部に一点鎖線の光線１９より大きい角度で
入射し、ミラー３で反射した後スクリーンの最上部から
一点鎖線の光線１９より小さい角度で出射する光線も表
す。スクリーンのどの部分に入射する外光もこの光線よ
り大きい角度で入射すると、ミラー３で反射された後ス
クリーン上部のキャビネット１に入射するか或いは直接
キャビネット１に入射する。

以上より、ミラー３で反射してスクリーン２に戻る光線
の入射角度は、スクリーンの最上部に入射する破線の光
線２０の入射角度からスクリーンの最下部で出射する破
線の光線２０の出射角度の範囲内であり、この範囲外の
入射角度を持つ光線はスクリーンのどの部分に入射して
もスクリーン２に戻らないことが分る。

またミラー３で反射してスクリーン２に戻る光線のスク
リーン２への入射角或いは出射角のいずれかは必ず一点
鎖線の光線１９の入射角に等しいか或いは大きいことも
分る。スクリーン２への入射角が大きくなると、プリズ
ム素子の第２面１５への入射角は小さくなるので、ミラ
ー３で反射してスクリーン２に戻る光線の第２面への入
射角は必ず一点鎖線の光線１９の入射角に等しいか或い
は小さいことになる。

ところで本−実施例においては、ミラー３に垂直に入出
射する光線のプリズム素子の第２面１５への入射角が全
反射の臨界角より小さくなるようなスクリーン構造とし
ているので、ミラー３で反射してスクリーンに戻る総て
の光線に対して、スクリーンへ入射する時或いはミラー
３で反射してスクリーンへ再入射する時のいずれかの時
にプリズム素子の第２面１５への入射角が全反射の臨界
角より小さくなる。従って本実施例においては第２図に
示すような光路を辿ってスクリーンを出射し、著しく画
像のコントラストを低下させる光線はなくなる。

第３図に示すように、投写光束の出射角に近い角度でス
クリーンへ入射する外光は、第２面への入射角が臨界角
より小さくはならず全反射するが、ミラー３で反射され
て再びスクリーンへ入射した際には第２面への入射角は
臨界角より小さくなり、この面を屈折透過した後光吸収
７１）Ｂに吸収され、スクリーン正面の観察方向には出
射せず、画像のコントラストを著しく低下させることは
ない。

第４図に示すように、更に大きな角度でスクリーンへ入
射する外光は、第２面への入射角が臨界角より小さくな
り、第２面１５を屈折透過しスクリーンへは戻ってこす
、画像のコントラストを著しく低下させることはない。

映像管からの光線の入射角は第５図から理解さされるよ
うにスクリーンの上部及び下部では中心部での値から僅
かに変るので、中心軸１７に対するプリズム素子１３の
第１面１４の傾斜角を変える等すると良好な画像が得ら
れる。

発明の効果 以上述べたごとく本発明によれば、投写光束に対して斜
めに配置することによりキャビネットが非常にコンパク
トとなる透過型スクリーンでありながら、ミラーに垂直
に入出射する光線のプリズム素子の第２面への入射角が
全反射の臨界角より小さくなるようにスクリーンの厚さ
、プリズム素子の構造等を選択して、画像のコントラス
トを著しく低下させる外光はスクリーンへの入射時或い
はミラー反射後の再入射時のいずれかの時にプリズム素
子の第２面への入射角が全反射の臨界角より小さくなり
、観察方向に出射せず、またミラー反射後第２面を屈折
透過する光線の大部分は光吸収層で吸収されるのでコン
トラストの良好な画像が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における透過型スクリーンの
構成を示す要部断面図、第２図は従来の透過型スクリー
ンで問題となっている光線の代表的光路を説明する断面
図、第３図及び第４図は第１図の透過型スクリーンにお
ける前方よりスクリーンに入射する光線の光路を説明す
る断面図、第５図は投写型テレビジョン装置の構成を示
す断面図、第６図は第５図に示した投写型テレビジョン
装置に用いる従来の透過型スクリーンの構成を示す断面
図、第７図は第６図に示した従来の透過型スクリーンで
画像のコントラストを著しく低下させる光線の光路を説
明するための要部断面図である。　　　　゛ １２・・・・・・透光性板、１３・・・・・・プリズム
素子、１４・・・・・・プリズム素子の第１面、１５・
・・・・・プリズム素子の第２面、１６・・・・・・出
射側面の第３面、Ｉ８・・・・・・光吸収層。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 第　２　＠ 第３図 第４図 第　５　図 第６図 ７ブソス゛ム素子 第　７　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性板の入射側面に断面が三角形状のプリズム
   素子が配列され、投写光束がミラーを介して斜め方向か
   ら入射し、前記プリズム素子の第１面で屈折透過し、第
   ２面で前方向に全反射した後、出射側面で屈折透過する
   透過型スクリーンであって、前記ミラーに垂直に入出射
   しようとする光線の前記第２面への入射角が全反射の臨
   界角より小さくなるようにし、前記投写光束が入射しな
   い前記第１面の一部領域と前記第２面の一部領域との少
   なくとも前者か或いは両者に光吸収手段を設けた透過型
   スクリーン。
2. （２）光吸収手段は投写光束が入射しない前記第１面の
   一部領域と前記第２面の一部領域との少なくとも前者か
   或いは両者の上に設けられた光吸収層で構成されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の透過型ス
   クリーン。
3. （３）光吸収層は黒色であることを特徴とする特許請求
   の範囲第（２）項記載の透過型スクリーン。