JP2007286350A - スクリーン、リアプロジェクタおよび画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】効果的にシンチレーションの低減を図ったスクリーン、リアプロジェクタおよび画像表示装置を提供する。
【解決手段】本発明のスクリーン20は、環状に設けられた拡散層18を有するスクリーン本体12と、環状の拡散層18の内側に設けられ、環状の拡散層18を張った状態で支持する一対の支持部材60,60と、環状の拡散層18をスクリーン本体12の面に平行に移動させる駆動手段22とを備える。
【選択図】図3
【解決手段】本発明のスクリーン20は、環状に設けられた拡散層18を有するスクリーン本体12と、環状の拡散層18の内側に設けられ、環状の拡散層18を張った状態で支持する一対の支持部材60,60と、環状の拡散層18をスクリーン本体12の面に平行に移動させる駆動手段22とを備える。
【選択図】図3
Description
本発明は、スクリーン、リアプロジェクタおよび画像表示装置に関する。
近年、プロジェクタが急速な普及を見せている。主にプレゼンテーション用途で利用されているフロント投射型プロジェクタの他、近年はリア投射型プロジェクタが大画面の一形態として認知度を高めつつある。プロジェクション方式の表示装置の最大の利点は、液晶テレビ、PDP等の直視型ディスプレイと比べて低価格で同画面サイズの商品を提供できるところにある。しかし、直視型においても低価格が進展しており、プロジェク方式の表示装置にもより高い画質性能が求められている。
プロジェクタは、光源から射出された光を液晶ライトバルブ等の光変調素子に照射し、光変調素子により変調された投射光をスクリーンに投射することで画像をスクリーンに表示する。このとき、スクリーンには、画像が表示されると共に、スクリーン全面がぎらついて見えるシンチレーションと呼ばれる特有の現象が発生する。
ここで、シンチレーションの発生原理について図10(a)、(b)を参照して説明する。
図10(a)、(b)に示すように、光源70から出射された光は、液晶ライトバルブを透過して、拡散材72を含むスクリーン74に投射される。スクリーン74に投射された投射光は、スクリーン74に含有する拡散材72により拡散される。拡散された光は、スクリーンの通過時に拡散材72により回折されて2次源波のように振舞う。この2次源波による2つの球面波は、図10(b)に示すように、2波の位相関係に応じて強め合ったり弱め合ったりして、スクリーン面と鑑賞者との間に干渉縞となって現れる。この干渉縞が発生する像面Sに鑑賞者の焦点が合わせられると、鑑賞者はその干渉縞をスクリーン面をぎらつかせるシンチレーションとして認識する。
図10(a)、(b)に示すように、光源70から出射された光は、液晶ライトバルブを透過して、拡散材72を含むスクリーン74に投射される。スクリーン74に投射された投射光は、スクリーン74に含有する拡散材72により拡散される。拡散された光は、スクリーンの通過時に拡散材72により回折されて2次源波のように振舞う。この2次源波による2つの球面波は、図10(b)に示すように、2波の位相関係に応じて強め合ったり弱め合ったりして、スクリーン面と鑑賞者との間に干渉縞となって現れる。この干渉縞が発生する像面Sに鑑賞者の焦点が合わせられると、鑑賞者はその干渉縞をスクリーン面をぎらつかせるシンチレーションとして認識する。
シンチレーションは、スクリーン面に結像された画像を見ようとする鑑賞者にとって、あたかもスクリーン面と鑑賞者との間にベール、レース布、又はくもの巣を張ったかのような不快感を与える。また、鑑賞者の眼はスクリーン面とシンチレーションという2重の像を見ることになり、それぞれに焦点を合わせようとするため、大きな疲労を招く。
また、近年、プロジェクタの光源として高圧水銀ランプに代わる新しい光源の開発が求められている。特に、レーザ光源はエネルギー効率、色再現性、超寿命、瞬時点灯等の点で次世代プロジェクタ用の光源としての期待が高まっている。しかし、プロジェクタの光源として高圧水銀ランプの代わりに干渉性の高いレーザ光源を用いた場合には、干渉縞のコントラストはより高くなり、シンチレーションによる不快感と疲労はもはや耐え難いものとなる。
そこで、シンチレーションを低減する技術が広く提案されている。
例えば、特許文献1には、光拡散材が混入されたプラスチック材料より形成されている出射側光拡散層と、透明なプラスチック材料より形成されている中間層と、光拡散材が混入されたプラスチック材料より形成されている入射側光拡散層とを有するスクリーンが開示されている。これにより、入射側光拡散層にて発生したシンチレーションは出射側光拡散層にて再度拡散され、シンチレーションの発生を低減させている。
また、特許文献2及び3には、画像投影用スクリーンを構成する光拡散層の少なくとも一層を内部振動させ、光拡散層の相対的位置関係を変化させる画像投影用スクリーンが開示されている。このように、光拡散層に内部振動を付与することにより、シンチレーションの発生を低減させている。
特開平11−38512号公報
特開平2001−100316号公報
特開平2001−100317号公報
例えば、特許文献1には、光拡散材が混入されたプラスチック材料より形成されている出射側光拡散層と、透明なプラスチック材料より形成されている中間層と、光拡散材が混入されたプラスチック材料より形成されている入射側光拡散層とを有するスクリーンが開示されている。これにより、入射側光拡散層にて発生したシンチレーションは出射側光拡散層にて再度拡散され、シンチレーションの発生を低減させている。
また、特許文献2及び3には、画像投影用スクリーンを構成する光拡散層の少なくとも一層を内部振動させ、光拡散層の相対的位置関係を変化させる画像投影用スクリーンが開示されている。このように、光拡散層に内部振動を付与することにより、シンチレーションの発生を低減させている。
しかしながら、上記特許文献1〜3に開示されるシンチレーションの低減方法では以下の問題があった。
(1)上記特許文献1では、出射側光拡散層は固定されているため、拡散面上の各点から発した光線間の干渉がなすスクリーンと鑑賞者との間の空間の位相分布も固定されており、干渉縞もまた固定された像として視認される。従って、本質的にはシンチレーションを低減させることができないという問題があった。
(2)上記特許文献2および3では、光、電場、磁場、熱、応力等の種々の振動手段を用いるため、余分な駆動エネルギーを要していた。また、これらの駆動手段を用いた場合、拡散層へのエネルギー伝達効率も低く、振動、音、不要電磁波、排熱となり、鑑賞者の快適な鑑賞を阻害する原因となっていた。また、z方向(フォーカス方向)で拡散層を振動させる場合には像高が変化するため、x−y方向における像の輪郭の位置も変わり、像のボケが発生してしまうという問題があった。
(1)上記特許文献1では、出射側光拡散層は固定されているため、拡散面上の各点から発した光線間の干渉がなすスクリーンと鑑賞者との間の空間の位相分布も固定されており、干渉縞もまた固定された像として視認される。従って、本質的にはシンチレーションを低減させることができないという問題があった。
(2)上記特許文献2および3では、光、電場、磁場、熱、応力等の種々の振動手段を用いるため、余分な駆動エネルギーを要していた。また、これらの駆動手段を用いた場合、拡散層へのエネルギー伝達効率も低く、振動、音、不要電磁波、排熱となり、鑑賞者の快適な鑑賞を阻害する原因となっていた。また、z方向(フォーカス方向)で拡散層を振動させる場合には像高が変化するため、x−y方向における像の輪郭の位置も変わり、像のボケが発生してしまうという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンチレーションの低減を図ったスクリーン、リアプロジェクタおよび画像表示装置を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するために、環状に設けられた拡散層を有するスクリーン本体と、前記環状の拡散層の内側に設けられ、前記環状の拡散層を張った状態で支持する支持部材と、前記環状の拡散層を前記スクリーン本体の面に平行に移動させる駆動手段と、を備えることを特徴とする。
また本発明のスクリーンは、前記スクリーン本体が前記環状の拡散層を含む複数の拡散層を有し、前記複数の拡散層の少なくとも一層が前記スクリーン本体に固定されて配置され、前記環状の拡散層が、前記固定されて配置された前記拡散層の面に平行に移動可能であることも好ましい。
また本発明のスクリーンは、前記固定されて配置された拡散層が、環状に設けられた前記拡散層の内側に配置されたことも好ましい。
この構成によれば、環状の拡散層が駆動手段によりスクリーン本体の面に平行に移動するため、スクリーン本体の拡散層を通過する光の拡散状態が変化する。これに伴って、スクリーン本体の拡散層の拡散、回折により生成される干渉縞のパターンが変化する。よって、光の干渉性が互いに低下するため、シンチレーションを低減させることができる。
また本発明のスクリーンは、前記支持部材が回動可能な一対のローラであり、前記駆動手段によって前記一対のローラを回動させることにより、前記拡散層を前記スクリーン本体の面に平行に移動させることも好ましい。
この構成によれば、環状の拡散層を一対のローラにより張った状態で支持するため、ローラを回転させると、拡散層がローラにより折り返されて循環(回転)移動する。これにより、鑑賞者側から見ると、拡散層が2層構造となる。従って、環状の拡散層は、互いに逆の方向に相対的に移動するため、スクリーンを通過する光の散乱状態が時間的に変化する。これに伴い、スクリーン本体の拡散層の拡散、回折により生成される干渉縞のパターンが変化する。よって、拡散層を単層とした場合と比較して、鑑賞者の眼の残像効果によって積分平均化され、より効率的にシンチレーションを低減させることができる。
また、拡散層は循環移動するため、拡散層を直線往復移動させる場合と比較して不連続点がなくなる。従って、シンチレーションを連続的に除去することが可能となる。
また、スクリーン本体の拡散層を振動させてシンチレーションを低減させる場合と比較して、一対のローラにより環状の拡散層を移動させるため、音や振動の発生が少なくすることができる。
さらに、流体スクリーンのように特殊なデバイスを必要としないため、流体スクリーンに比べて低コスト化を図ることができる。
また、拡散層は循環移動するため、拡散層を直線往復移動させる場合と比較して不連続点がなくなる。従って、シンチレーションを連続的に除去することが可能となる。
また、スクリーン本体の拡散層を振動させてシンチレーションを低減させる場合と比較して、一対のローラにより環状の拡散層を移動させるため、音や振動の発生が少なくすることができる。
さらに、流体スクリーンのように特殊なデバイスを必要としないため、流体スクリーンに比べて低コスト化を図ることができる。
また本発明のスクリーンは、拡散層を有するスクリーン本体と、前記拡散層を張った状態で支持する一対の第1ローラ及び第2ローラと、前記拡散層を前記スクリーン本体の面に平行に移動させる駆動手段とを有し、前記第1ローラが周方向に巻回された前記拡散層を前記スクリーン本体の面に平行に送ると共に、前記第2ローラが前記第1ローラから送られた前記拡散層を周方向に巻き取ることを特徴とする。
また本発明のスクリーンは、前記スクリーン本体が複数の拡散層を有し、前記拡散層の少なくとも一層が前記スクリーン本体に固定されて配置され、前記拡散層が、前記固定されて配置された前記拡散層の面に平行に移動可能であることも好ましい。
この構成によれば、拡散層が固定されて配置された拡散層の面に平行に移動するため、スクリーン本体の拡散層を通過する光の拡散状態が変化する。これに伴って、スクリーン本体の拡散層の拡散、回折により生成される干渉縞のパターンが変化して、光の干渉性が互いに低下するため、シンチレーションを低減させることができる。
また、この構成によれば、スクリーンは巻き取り型であるため、第1ローラと第2ローラとの機能を入れ替えることにより、第2ローラに巻き取られた拡散層を再び拡散層の面に移動させることができる。これにより、継続した拡散層の移動が可能となり、効率的にシンチレーションを低減させることができる。
また、この構成によれば、スクリーンは巻き取り型であるため、第1ローラと第2ローラとの機能を入れ替えることにより、第2ローラに巻き取られた拡散層を再び拡散層の面に移動させることができる。これにより、継続した拡散層の移動が可能となり、効率的にシンチレーションを低減させることができる。
また本発明のスクリーンは、光を射出する光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された光が投影される上記スクリーンと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記スクリーンを備えるため、シンチレーションを低減させたリアプロジェクタを提供することができる。
また本発明の画像表示装置は、光を射出する光源と、上記スクリーンと、前記スクリーン上で前記光源から射出された光を走査する走査部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記スクリーンを備えるため、シンチレーションを低減させた画像表示装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
[第1の実施の形態]
図1(a)は本実施形態に係るリアプロジェクタの概略構成を示す斜視図であり、(b)は図1(a)に示すリアプロジェクタ120の側面断面図である。本実施形態に係るリアプロジェクタ120は、光源から射出された光を光変調手段により変調し、この変調した光をスクリーンに拡大投射するものである。なお、本実施形態においては、スクリーン20の正面側を鑑賞者が画像を視認する鑑賞者側面10cとし、その反対側を背面側面10dとする。また、以下の説明においては、xyz直交座標系を設定し、このxyz直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をx方向、水平面内においてx方向と直交する方向をy方向、x方向及びy方向のそれぞれに直交する方向をz方向とする。
図1(a)は本実施形態に係るリアプロジェクタの概略構成を示す斜視図であり、(b)は図1(a)に示すリアプロジェクタ120の側面断面図である。本実施形態に係るリアプロジェクタ120は、光源から射出された光を光変調手段により変調し、この変調した光をスクリーンに拡大投射するものである。なお、本実施形態においては、スクリーン20の正面側を鑑賞者が画像を視認する鑑賞者側面10cとし、その反対側を背面側面10dとする。また、以下の説明においては、xyz直交座標系を設定し、このxyz直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をx方向、水平面内においてx方向と直交する方向をy方向、x方向及びy方向のそれぞれに直交する方向をz方向とする。
図1(a)に示すように、リアプロジェクタ120は、画像が投影されるスクリーン20と、スクリーン20の背面側に取り付けられた筐体90とを備えている。スクリーンの下方の筐体90にはフロントパネル88が設けられ、フロントパネル88の左右側にはスピーカからの音声を出力する開口部38が設けられている。
次に、リアプロジェクタ120の筐体90の内部構造について説明する。
図1(b)に示すように、リアプロジェクタ120の筐体90内部の下方には投射光学系150が配設されている。投射光学系150とスクリーン20との間には反射ミラー92,94が設けられており、投射光学系150から出射された光が反射ミラー92,94によって反射され、スクリーン20に拡大投影されるようになっている。
図1(b)に示すように、リアプロジェクタ120の筐体90内部の下方には投射光学系150が配設されている。投射光学系150とスクリーン20との間には反射ミラー92,94が設けられており、投射光学系150から出射された光が反射ミラー92,94によって反射され、スクリーン20に拡大投影されるようになっている。
次に、リアプロジェクタ120の投射光学系150の概略構成について説明する。
図2は、リアプロジェクタ120の投射光学系150の構成を示す概略図である。なお、図2中においては、簡略化のためリアプロジェクタ120を構成する筐体90の図示を省略するものとする。
図2は、リアプロジェクタ120の投射光学系150の構成を示す概略図である。なお、図2中においては、簡略化のためリアプロジェクタ120を構成する筐体90の図示を省略するものとする。
投射光学系150は、光源102と、光源102から出射された光を変調する光変調素子100と、光変調素子100により変調された光を投射する投射レンズ121とを備えている。本実施形態においては、光変調素子100として液晶ライトバルブ100R、100G、100Bが用いられている。
図2に示すように、投射光学系150は、ハロゲンランプ等の白色の光源からなるランプユニット102が設けられている。このランプユニット(光源)102から出射された光は、内部に配置された3枚のミラー106及び2枚のダイクロイックミラー108によってRGBの3原色に分離されて、各原色に対応する液晶ライトバルブ100R(赤色)、100G(緑色)及び100B(青色)にそれぞれ導かれるようになっている。ここで、液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bは、画像信号処理回路(図示省略)から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。
また、B(青)色の光は他のR(赤)色やG(緑)色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ122、リレーレンズ123及び出射レンズ124からなるリレーレンズ系121を介して導かれるようになっている。
また、B(青)色の光は他のR(赤)色やG(緑)色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ122、リレーレンズ123及び出射レンズ124からなるリレーレンズ系121を介して導かれるようになっている。
液晶ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム112に3方向(液晶ライトバルブ100R、100G、100B)から入射する。ダイクロイックプリズム112は、R色及びB色の光を90度に屈折させると共に、G色の光を直進させ、各液晶ライトバルブ100R、100G、100Bの各光出射部からの光を合成するようになっている。そして、合成された各光出射部の光を投射レンズ114を介して、スクリーン20上に投射する。
次に、リアプロジェクタ120のスクリーン20の概略構成について説明する。
図3(a)は本実施形態に係るスクリーンの概略構成を示す斜視図であり、(b)は(a)に示すスクリーンのA−A’線に沿った断面図である。
図3(a)は本実施形態に係るスクリーンの概略構成を示す斜視図であり、(b)は(a)に示すスクリーンのA−A’線に沿った断面図である。
図3(a)、(b)に示すように、スクリーン20は、スクリーン本体12とスクリーン本体12を所定方向に移動させるローラ60,60とを備えている。
スクリーン本体12は平面視矩形状の拡散板10(拡散層)と拡散シート18(拡散層)を有する。拡散板10は、スクリーン本体12に照射された光を拡散させて鑑賞者の視野範囲を広げるものであり、図1に示す筐体90のフレームに固定して取り付けられている。また、拡散板10中には拡散材が均一に分散されている。拡散材としては、酸化ケイ素、アルミナ、炭酸カルシウム、ガラスビース、アクリル樹脂系等の共重合体、又はシリコーン樹脂系等の非晶質の有機系材料が好適に用いられる。拡散板10の鑑賞者側面10cには、拡散板10等のスクリーン本体12を保護するためのハードコート層(図示省略)が貼り付けられている。
スクリーン本体12は平面視矩形状の拡散板10(拡散層)と拡散シート18(拡散層)を有する。拡散板10は、スクリーン本体12に照射された光を拡散させて鑑賞者の視野範囲を広げるものであり、図1に示す筐体90のフレームに固定して取り付けられている。また、拡散板10中には拡散材が均一に分散されている。拡散材としては、酸化ケイ素、アルミナ、炭酸カルシウム、ガラスビース、アクリル樹脂系等の共重合体、又はシリコーン樹脂系等の非晶質の有機系材料が好適に用いられる。拡散板10の鑑賞者側面10cには、拡散板10等のスクリーン本体12を保護するためのハードコート層(図示省略)が貼り付けられている。
拡散板10の左辺10a及び右辺10bの背面側のそれぞれには、細長い円柱状のローラ60,60が配置されている。ローラ60,60は、スクリーン本体12と平面視で重ならない非表示領域に離間して配置され、図1に示すリアプロジェクタ120の筐体90内に着脱自在に取り付けられている。また、ローラ60,60にはモータ22(駆動手段)が接続されており、制御部24から供給される駆動信号によりローラ60,60が回動可能となっている。なお、ローラ60,60はスクリーン本体12を支持するフレームと一体的に構成しても良い。さらに、モータ22はローラ60に内蔵されていても良い。
また、ローラ60,60の回転軸Oは拡散板10の左辺10a及び右辺10bと平行に配置されており、ローラ60,60は回転軸O周りに回動可能となっている。本実施形態においては拡散シート18を拡散板10の長辺方向(x方向)に移動させるため、ローラ60,60は回転軸Oに対して右周りに回転するように制御される。また、図3中左側のローラ60と拡散板10の左辺10aとの間、及び右側のローラ60と拡散板10の右辺10bとの間にはテンションローラ62,62がそれぞれ配置されている。テンションローラ62,62は、拡散シート18面に対して垂直方向に移動可能となっており、テンションローラ62の位置を調節することで、拡散シート18の張力を制御することができるようになっている。
拡散板10の背面側には、拡散板10と平面視で重なるようにしてループ状の拡散シート18が配置されている。拡散シート18と拡散板10とは、拡散シート18の移動時の拡散板10との摩擦を防ぐため、一定の間隔を空けて配置されている。拡散シート18の内周面側にはローラ60,60が配置されており、拡散シート18はローラ60,60に支持されてローラ60,60間にループ状(環状)に張架されている。これにより、拡散シート18は、ローラ60,60により折り返されるため、鑑賞者側から見ると2層構造となっている。なお、本実施形態において拡散シート18は、拡散板10中に分散された拡散材と同様のものが分散されると共に、拡散板10よりも柔軟性が高く、拡散性の低いものが用いものが用いられている。
ローラ60,60(モータ22)は、筐体90内部に設けられる制御部24に接続されている。制御部24は、リアプロジェクタ120の電源がオンされ、スクリーン20に画像が投影されると同時にローラ60,60に駆動信号を供給する。このとき、駆動信号はローラ60,60に同期して供給される。これにより、拡散シート18は、ローラ60,60間を拡散板10の長辺(x方向)に平行に循環(往復)移動する。
一方、制御部24は、リアプロジェクタ120の電源がオフされ、スクリーン20の画像が投影されないときにはローラ60,60への駆動信号の供給を停止する。これにより、拡散シート18は停止する。
一方、制御部24は、リアプロジェクタ120の電源がオフされ、スクリーン20の画像が投影されないときにはローラ60,60への駆動信号の供給を停止する。これにより、拡散シート18は停止する。
本実施形態によれば、ループ状の拡散シート18をローラ60,60により張った状態で支持するため、ローラ60,60を回転させると、拡散シート18がローラ60,60により折り返されて循環(回転)移動する。従って、鑑賞者側から見ると、拡散シート18が2層構造となる。これにより、ループ状の拡散シート18は、互いに逆の方向に相対的に移動するため、スクリーン20を通過する光の散乱状態が時間的に変化する。これに伴い、スクリーン本体12の拡散板10、拡散シート18の拡散、回折により生成される干渉縞のパターンが変化する。よって、拡散板を単層とした場合と比較して、鑑賞者の眼の残像効果によって積分平均化され、より効率的にシンチレーションを低減させることができる。
また、拡散シート18は循環移動するため、拡散シート18を往復移動させる場合と比較して不連続点がなくなる。従って、シンチレーションを連続的に除去することが可能となる。
また、スクリーン本体12の拡散板を振動させてシンチレーションを低減させる場合と比較して、ローラ60,60によりループ状に拡散シート18を移動させるため、音や振動の発生が少なくすることができる。
さらに、流体スクリーンのように特殊なデバイスを必要としないため、流体スクリーンに比べて低コスト化を図ることができる。
また、拡散シート18は循環移動するため、拡散シート18を往復移動させる場合と比較して不連続点がなくなる。従って、シンチレーションを連続的に除去することが可能となる。
また、スクリーン本体12の拡散板を振動させてシンチレーションを低減させる場合と比較して、ローラ60,60によりループ状に拡散シート18を移動させるため、音や振動の発生が少なくすることができる。
さらに、流体スクリーンのように特殊なデバイスを必要としないため、流体スクリーンに比べて低コスト化を図ることができる。
[第2の実施の形態]
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、拡散シートを配置する位置が上記第1実施形態と異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、拡散シートを配置する位置が上記第1実施形態と異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図4(a)は本実施形態に係るスクリーン20の概略構成を示す斜視図であり、(b)は(a)に示すスクリーン20のB−B’線に沿った断面図である。
図4(a)、(b)に示すように、拡散板10の左辺10a及び右辺10bの側方には、ローラ60,60が配置されている。ローラ60,60とは、スクリーン本体12と平面視で重ならない非表示領域に離間して配置され、図1に示すプロジェクタの筐体90内に着脱自在に取り付けられている。また、ローラ60,60にはモータ22(駆動手段)が接続されており、制御部24から供給される駆動信号によりローラ60,60が回転可能となっている。
拡散シート18はローラ60,60間にループ状に張架されている。そのため、拡散シート18は、ローラ60,60により折り返されるため、鑑賞者側から見ると2層構造となっている。このとき、拡散板10はループ状の拡散シート18,18同士の間(内側)に配置されており、拡散板10の鑑賞者側面10c及び背面側面10dは拡散シート18によって覆われている。また、拡散板10は拡散シート18と離間されて配置される。
ローラ60,60(モータ22)は、筐体90内部に設けられる制御部24に接続されている。制御部24は、リアプロジェクタ120の電源がオンされ、スクリーン20に画像が投影されると同時にローラ60,60に駆動信号を供給する。このとき、駆動信号はローラ60,60とに互いに同期して供給される。これにより、拡散板10の鑑賞者側面10cでは拡散シート18が拡散板10の長辺方向の左側から右側方向(+x方向)に平行に移動し、拡散板10の背面側面10dでは拡散シート18が拡散板10の長辺方向の右側から左側方向(−x方向)に平行に移動する。
一方、リアプロジェクタ120の電源がオフされ、スクリーン20の画像が投影されないときにはローラ60,60への駆動信号の供給を停止する。
一方、リアプロジェクタ120の電源がオフされ、スクリーン20の画像が投影されないときにはローラ60,60への駆動信号の供給を停止する。
本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様に、拡散シート18がローラ60,60により折り返されて2層構造となる。これにより、ループ状の拡散シート18は、互いに逆の方向に相対的に移動することになるため、拡散板を単層とした場合と比較して、鑑賞者の眼の残像効果によって積分平均化され、より効率的にシンチレーションを低減させることができる。
[第3の実施の形態]
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記本実施形態では拡散シートを一方向(x方向)にのみ移動したが、本実施形態では拡散シートを二方向(x−y方向)に移動させる点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記本実施形態では拡散シートを一方向(x方向)にのみ移動したが、本実施形態では拡散シートを二方向(x−y方向)に移動させる点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図5は、本実施形態に係るスクリーン20の概略構成を示す斜視図である。
図5に示すように、拡散板10の上辺10e及び下辺10fの側方には、ローラ60a,60aが配置されている。ローラ60a,60a間にはループ状に拡散シート18aが張架されている。拡散板10はループ状に張架された拡散シート18a,18a同士の間に配置されている。ローラ60a,60aの回転軸O1は拡散板10の上辺10e及び下辺10fに平行に配置されており、ローラ60a,60aは回転軸O1周りに回動可能となっている。本実施形態においては拡散シート18aを拡散板10の短辺方向(y方向)に平行に移動させるため、ローラ60a,60aは回転軸O1に対して右周りに回転するように制御される。
図5に示すように、拡散板10の上辺10e及び下辺10fの側方には、ローラ60a,60aが配置されている。ローラ60a,60a間にはループ状に拡散シート18aが張架されている。拡散板10はループ状に張架された拡散シート18a,18a同士の間に配置されている。ローラ60a,60aの回転軸O1は拡散板10の上辺10e及び下辺10fに平行に配置されており、ローラ60a,60aは回転軸O1周りに回動可能となっている。本実施形態においては拡散シート18aを拡散板10の短辺方向(y方向)に平行に移動させるため、ローラ60a,60aは回転軸O1に対して右周りに回転するように制御される。
拡散板10の左辺10a及び右辺10bの背面側には、ローラ60b,60bが配置されている。ローラ60b,60b間には拡散シート18bがループ状に張架されている。ローラ60b,60bの回転軸O2は拡散板10の左辺10a及び右辺10bに平行に配置されており、ローラ60b,60bは回転軸O2周りに回動可能となっている。本実施形態においては拡散シート18bを拡散板10の短辺方向(x方向)に平行に移動させるため、ローラ60b,60bは回転軸O2に対して右周りに回転するように制御される。
ローラ60a,60a,60b,60bのそれぞれは筐体90内部に設けられる制御部24に接続されている。制御部24は、リアプロジェクタ120の電源がオンされ、スクリーン20に画像が投影されると同時にローラ60,60に駆動信号を供給する。このとき、駆動信号はローラ60a,60a,60b,60bに同期して供給される。
これにより、拡散シート18aはローラ60a,60a間を拡散板10の長辺方向(y方向)に循環移動し、拡散シート18bはローラ60b,60b間を拡散板10bの短辺方向(x方向)に循環移動する。
一方、リアプロジェクタ120の電源がオフされ、スクリーン20の画像が投影されないときにはローラ60a,60a,60b,60bへの駆動信号の供給を停止する。なお、ローラ60a,60aとローラ60b,60bは交互に駆動しても良い。
これにより、拡散シート18aはローラ60a,60a間を拡散板10の長辺方向(y方向)に循環移動し、拡散シート18bはローラ60b,60b間を拡散板10bの短辺方向(x方向)に循環移動する。
一方、リアプロジェクタ120の電源がオフされ、スクリーン20の画像が投影されないときにはローラ60a,60a,60b,60bへの駆動信号の供給を停止する。なお、ローラ60a,60aとローラ60b,60bは交互に駆動しても良い。
本実施形態によれば、拡散シート18aをy方向に移動させると共に、拡散シート18bをx方向に移動させるため、拡散シート18a,18bとが拡散板10の面に対して相対的に移動する。これにより、スクリーン20を通過する光の散乱状態が時間的に変化し、これに伴い、スクリーン本体12の拡散板10,18a,18bの拡散、回折により生成される干渉縞のパターンが変化する。よって、拡散板を単層とした場合と比較して、鑑賞者の眼の残像効果によって積分平均化され、より効率的にシンチレーションを低減させることができる。
なお、上記実施形態では、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせたスクリーン20の構成を説明したが、これに限定されることはない。例えば、さらに複数のローラを用いて拡散シート10を複数積層させることにより、複数の拡散シート10を複数のの方向に移動させることも可能である。
[第4の実施の形態]
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記本実施形態では拡散シートをループ状に循環移動させていたが、本実施形態では拡散シートを巻き取り、往復移動させない点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記本実施形態では拡散シートをループ状に循環移動させていたが、本実施形態では拡散シートを巻き取り、往復移動させない点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図6は、本実施形態に係るスクリーンの概略構成を示す断面図である。
図6に示すように、拡散板10の左辺10aの背面側には拡散シート18が周方向に巻回された収納ローラ80(第1ローラ)が配置され、収納ローラ80の拡散シート18の移動方向(+x方向)側には拡散シート18を送り出すための送りローラ82(第1ローラ)が配置されている。なお、収納ローラ80は送りローラ82の機能を兼ね備えるものであっても良い。
図6に示すように、拡散板10の左辺10aの背面側には拡散シート18が周方向に巻回された収納ローラ80(第1ローラ)が配置され、収納ローラ80の拡散シート18の移動方向(+x方向)側には拡散シート18を送り出すための送りローラ82(第1ローラ)が配置されている。なお、収納ローラ80は送りローラ82の機能を兼ね備えるものであっても良い。
一方、拡散板10の右辺10bの背面側には送りローラ82から送り出された拡散シート18を巻き取りローラに送り出す排出ローラ84(第2ローラ)が配置され、排出ローラ84の送り出し方向(+x方向)には送り出された拡散シート18を周方向に巻き取るための巻き取りローラ86(第2ローラ)が配置されている。なお、巻き取りローラ86は排出ローラ84の機能を兼ね備えるものであっても良い。
また、収納ローラ80、送りローラ82、排出ローラ84及び巻き取りローラ86にはモータ22(駆動手段)が接続されており、制御部24から供給される駆動信号により回動可能となっている。これにより、拡散シート18は、拡散板10の面のx方向に平行に移動する。
本実施形態によれば、拡散シート18が拡散板10の面に平行に移動するため、拡散板10を通過する光の拡散状態が変化する。これに伴って、拡散板10の拡散、回折により生成される干渉縞のパターンが変化して、光の干渉性が互いに低下するため、シンチレーションを低減させることができる。
また、収納ローラ80と巻き取りローラ86、及び送りローラ82と排出ローラ84の機能を入れ替えることにより、巻き取りローラ86に巻き取られた拡散シート18を繰り返して拡散板10の面に平行に移動させることも可能である。これにより、継続した拡散シート18の移動が可能となり、効率的にシンチレーションを低減させることができる。
また、収納ローラ80と巻き取りローラ86、及び送りローラ82と排出ローラ84の機能を入れ替えることにより、巻き取りローラ86に巻き取られた拡散シート18を繰り返して拡散板10の面に平行に移動させることも可能である。これにより、継続した拡散シート18の移動が可能となり、効率的にシンチレーションを低減させることができる。
[第5の実施の形態]
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記実施形態では、スクリーン本体を一層の拡散板により構成していた。これに対し、本実施形態では、拡散機能を有する層を拡散板に加えて複数の層により構成する点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記実施形態では、スクリーン本体を一層の拡散板により構成していた。これに対し、本実施形態では、拡散機能を有する層を拡散板に加えて複数の層により構成する点において異なる。なお、その他のリアプロジェクタの構成は、上記第1実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図7は、本実施形態に係るスクリーン本体12の概略構成を示す斜視図である。
図7に示すように、スクリーン本体12は、拡散板10と、像を圧縮(集光)するレンチキュラーレンズ42と、スクリーン20に投射される光を平行光に変換するフレネルレンズ40とを有する。これらの層は、投射される投射光の光軸L上に、鑑賞者側から拡散板10、レンチキュラーレンズ42、及びフレネルレンズ40の順に配置されている。
拡散板10の鑑賞者側面10cにはハードコート層46が貼り貼り付けられている。また、レンチキュラーレンズ42の鑑賞者側面10cにはブラックマスク44が格子状に形成されている。
図7に示すように、スクリーン本体12は、拡散板10と、像を圧縮(集光)するレンチキュラーレンズ42と、スクリーン20に投射される光を平行光に変換するフレネルレンズ40とを有する。これらの層は、投射される投射光の光軸L上に、鑑賞者側から拡散板10、レンチキュラーレンズ42、及びフレネルレンズ40の順に配置されている。
拡散板10の鑑賞者側面10cにはハードコート層46が貼り貼り付けられている。また、レンチキュラーレンズ42の鑑賞者側面10cにはブラックマスク44が格子状に形成されている。
本実施形態のようにスクリーン本体12を複数の層により構成した場合でも上記第1実施形態と同様に、効果的にシンチレーションを低減させることができる。
[第6の実施の形態]
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、リアプロジェクタの構成として光変調素子ではなく走査部を用いる点において異なる。なお、その他のスクリーンの構成は、上記実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態は、リアプロジェクタの構成として光変調素子ではなく走査部を用いる点において異なる。なお、その他のスクリーンの構成は、上記実施形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図8は、リアプロジェクタ120の概略構成を示す断面図である。
本実施形態のリアプロジェクタ120は、図8に示すように、レーザ光を射出する光源102と、コリメート光学系104とビーム整形光学系105とを含むレンズ光学系103と、入射されたレーザ光を2次元方向に走査するスキャナ82と、走査された光を拡大投射する投射レンズ108と、投射された光をスクリーン120に向けて反射する反射ミラー109とを備えている。光源102は、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザダイオード102Rと、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザダイオード102Gと、青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオード102Bとを有する。
本実施形態のリアプロジェクタ120は、図8に示すように、レーザ光を射出する光源102と、コリメート光学系104とビーム整形光学系105とを含むレンズ光学系103と、入射されたレーザ光を2次元方向に走査するスキャナ82と、走査された光を拡大投射する投射レンズ108と、投射された光をスクリーン120に向けて反射する反射ミラー109とを備えている。光源102は、赤色のレーザ光を射出する赤色レーザダイオード102Rと、緑色のレーザ光を射出する緑色レーザダイオード102Gと、青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオード102Bとを有する。
レーザダイオード102R,102G,102Bから出射されたレーザ光は、レンズ光学系103を介してスキャナ82に入射する。入射したレーザ光は、スキャナ82により2次元方向にスキャン(走査)され、投射レンズ108、反射ミラー109を介してスクリーン20に投射される。このようにして、本実施形態のリアプロジェクタ120−は、光源102から射出されたレーザ光をスキャナ82によりスクリーン20上で光を走査させることにより画像を形成するようになっている。
本実施形態のようにレーザ光源を用いたスキャン型のリアプロジェクタ120においても、スクリーン20の拡散シート20がローラ60,60により移動可能であるため、上記実施形態と同様の作用効果が得られ、効果的にシンチレーションを低減させることができる。
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上記実施形態では、スクリーン本体12は、拡散板10とこの拡散板10の面に平行に移動する拡散シート18とにより構成した。これに対し、図9(a)、(b)に示すように、拡散シート18の拡散機能が拡散板10と同程度のものを用いる場合には、スクリーン本体12を拡散板10を設けずに拡散シート18のみで構成しても良い。
また、上記実施形態では、拡散シート18を移動させる手段として、一対のローラ60,60を用いたが、拡散シート18を移動させることが可能な機構であれば適宜採用することができる。
また、上記実施形態では、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を示したが、反射型の液晶ライトバルブ、および、微小ミラーアレイデバイスを光変調素子として用いることができる。その際には、投射光学系150の構成は適宜変更される。
また、上記実施形態においては、上記構成を有するスクリーン20をリアプロジェクタ120に採用したが、フロント投射型プロジェクタのスクリーンに採用することも可能である。
さらに、ローラ60等の支持部材は一対には限らず、一対の支持部材を複数設けて、支持部材によって環状の拡散層を張った状態で支持しても良い。
例えば、上記実施形態では、スクリーン本体12は、拡散板10とこの拡散板10の面に平行に移動する拡散シート18とにより構成した。これに対し、図9(a)、(b)に示すように、拡散シート18の拡散機能が拡散板10と同程度のものを用いる場合には、スクリーン本体12を拡散板10を設けずに拡散シート18のみで構成しても良い。
また、上記実施形態では、拡散シート18を移動させる手段として、一対のローラ60,60を用いたが、拡散シート18を移動させることが可能な機構であれば適宜採用することができる。
また、上記実施形態では、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を示したが、反射型の液晶ライトバルブ、および、微小ミラーアレイデバイスを光変調素子として用いることができる。その際には、投射光学系150の構成は適宜変更される。
また、上記実施形態においては、上記構成を有するスクリーン20をリアプロジェクタ120に採用したが、フロント投射型プロジェクタのスクリーンに採用することも可能である。
さらに、ローラ60等の支持部材は一対には限らず、一対の支持部材を複数設けて、支持部材によって環状の拡散層を張った状態で支持しても良い。
10…拡散板(拡散層)、 12…スクリーン本体、 18…拡散シート(拡散層)、 20…スクリーン、 22…モータ(駆動手段)、 40…フレネルレンズ、 42…レンチキュラーレンズ、 60,60a,60b…ローラ、 80…収納ローラ(第1ローラ)、 82…送りローラ(第1ローラ)、 84…排出ローラ(第2ローラ)、 86…巻き取りローラ(第2ローラ)、 120…リアプロジェクタ
Claims (8)
- 環状に設けられた拡散層を有するスクリーン本体と、
前記環状の拡散層の内側に設けられ、前記環状の拡散層を張った状態で支持する支持部材と、
前記環状の拡散層を前記スクリーン本体の面に平行に移動させる駆動手段と、
を備えることを特徴とするスクリーン。 - 前記スクリーン本体が前記環状の拡散層を含む複数の拡散層を有し、
前記複数の拡散層の少なくとも一層が前記スクリーン本体に固定されて配置され、
前記環状の拡散層が、前記固定されて配置された前記拡散層の面に平行に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載のスクリーン。 - 前記固定されて配置された拡散層が、環状に設けられた前記拡散層の内側に配置されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスクリーン。
- 前記支持部材が回動可能な一対のローラであり、
前記駆動手段によって前記一対のローラを回動させることにより、前記拡散層を前記スクリーン本体の面に平行に移動させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のスクリーン。 - 拡散層を有するスクリーン本体と、
前記拡散層を張った状態で支持する一対の第1ローラ及び第2ローラと、
前記拡散層を前記スクリーン本体の面に平行に移動させる駆動手段とを有し、
前記第1ローラが周方向に巻回された前記拡散層を前記スクリーン本体の面に平行に送ると共に、前記第2ローラが前記第1ローラから送られた前記拡散層を周方向に巻き取ることを特徴とするスクリーン。 - 前記スクリーン本体が複数の拡散層を有し、
前記拡散層の少なくとも一層が前記スクリーン本体に固定されて配置され、
前記拡散層が、前記固定されて配置された前記拡散層の面に平行に移動可能であることを特徴とする請求項5に記載のスクリーン。 - 光を射出する光源と、
前記光源から射出された光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光が投影される前記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のスクリーンと、
を備えることを特徴とするリアプロジェクタ。 - 光を射出する光源と、
前記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のスクリーンと、
前記スクリーン上で前記光源から射出された光を走査する走査部と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
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