JPH0580421A - プロジエクシヨンスクリーン - Google Patents

プロジエクシヨンスクリーン

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JPH0580421A
JPH0580421A JP3270133A JP27013391A JPH0580421A JP H0580421 A JPH0580421 A JP H0580421A JP 3270133 A JP3270133 A JP 3270133A JP 27013391 A JP27013391 A JP 27013391A JP H0580421 A JPH0580421 A JP H0580421A
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JP
Japan
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diffraction grating
projection screen
pattern
fresnel lens
plastic substrate
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JP3270133A
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Kazuhiro Tachibana
和宏 立花
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レンチキュラーレンズやフレネルレンズのピ
ッチを限界まで高精細化したり、画像の解像度を低下さ
せることなく、モアレを低減する。 【構成】 プロジェクションスクリーン10を、フレネ
ルレンズ12、回折格子14が設けられたプラスチック
基板16、及び、レンチキュラーレンズ18をこの順で
配置して構成する。回折格子14はレンチキュラーレン
ズ18上のフレネルレンズ12の影を、該レンチキュラ
ーレンズ18上で十分にぼかすことができる拡散板とな
る。拡散板としての回折格子は特性を自由に選択でき、
光を必要以外の方向に発散させることがなく、光の損失
も少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プロジェクションテ
レビに使用する透過型スクリーンに係り、特に、液晶デ
ィスプレイ(LCD)により形成した画像を投射するL
CDプロジェクタに使用する透過型のプロジェクション
スクリーンに関する。
【0002】
【従来の技術】LCDプロジェクタでは、光源光をダイ
クロイックミラーにより3原色に分離した後、各投射光
を各色に対応する画像を表示する液晶セルを透過させ
て、再度これらの3色の投射光を合成して前記のスクリ
ーンに投射する構成となっている。
【0003】ここで、前記液晶セルは、画素を形成する
格子パターンを有していて、この格子パターンとスクリ
ーンを構成するレンチキュラーレンズシート及び/又は
フレネルレンズシートのレンズパターンとによりモアレ
が発生し、画質が低下してしまうという問題点があっ
た。
【0004】これに対しては、従来、モアレの発生を低
減するために、レンチキュラーレンズやフレネルレンズ
のピッチの組合わせを最適なものにしたり、デフォーカ
スしてわざとぼかしたりするという手段を用いていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにレンチキュラーレンズやフレネルレンズのピッチ
の組合わせを最適なものにする手段は、LCD格子のピ
ッチの高精細化に伴って、レンズシートがファインピッ
チ化され、加工技術の限界等によるピッチの組合わせに
制限が生じてしまうという問題点があった。
【0006】特に、レンチキュラーレンズとフレネルレ
ンズとLCD格子に起因する複合したモアレは、LCD
格子がフレネルレンズのパターンによって変調され、更
に、レンチキュラーレンズとモアレを発生させると考え
られるので、ピッチを細かくするのみでは解決できなか
った。
【0007】又、デフォーカスによる場合には、画像の
解像度が低下するという問題点がある。
【0008】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、ピッチを限界まで細かくしたり、
画像の解像度を低下させることなく、モアレを低減でき
るようにしたプロジェクションスクリーンを提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、次のような
着想に基づいてなされたものである。
【0010】まず、上記のようなモアレは、LCD格子
がフレネルレンズパターンで変調されることによって生
じるので、フレネルレンズによる変調がレンチキュラー
レンズに到達しないようにすればよい。
【0011】即ち、フレネルレンズの影がレンチキュラ
ーレンズ上で十分にぼける必要がある。
【0012】このためには、フレネルレンズから出光す
る光を拡散すればよく、フレネルレンズの出光面に拡散
板を置けばよいことになる。
【0013】拡散板を置いたときのレンチキュラーレン
ズ上のフレネルレンズの影は、拡散角をθとすれば、フ
レネルレンズを1ピッチ分ずらすときのギャップをS、
フレネルレンズのピッチをPとすると、 S=P/ tanθ ………(1) で与えられる値Sでレンチキュラーレンズ上で十分にぼ
かすことができる。
【0014】しかしながら、通常の拡散板では特性を自
由に選択できないために、前記(1)式のθを決定する
のが困難であるのみでなく、光を必要以外の方向へも拡
散させてしまい、又、拡散板内で通過光と内部の拡散剤
が数多くぶつかるので、光の損失が大きい。
【0015】ここで、発明者は、拡散板として、特性を
自由に選択でき、又、光を必要以外の方向に拡散させる
ことがなく、光の損失も少ない回折格子に着目した。
【0016】この発明は、レンチキュラーレンズ、回折
格子及びフレネルレンズをこの順で配置組合わせてプロ
ジェクションスクリーンを構成することにより上記目的
を達成するものである。
【0017】前記回折格子は、透明なプラスチック基板
上に形成してもよい。
【0018】又、前記回折格子は、格子状パターンから
なるようにしてもよい。
【0019】更に、前記プラスチック基板の厚みTを、
回折格子の1次回折角度θに対して、フレネルレンズの
ピッチをPとしたとき、T≧P/ tanθの関係を充足す
るものとしてもよい。
【0020】更に又、前記回折格子は、複数の小パター
ンで多面付けされるものであり、各小パターンは、その
境界が目立たないように、隣接する小パターンと、正規
分布に従って共有する格子パターンを有するものとして
もよい。
【0021】
【作用及び効果】レンチキュラーレンズとフレネルレン
ズとの間に配置される拡散板として回折格子を用いる
と、その特性を自由に選択することができると共に、光
を必要以外の方向へ拡散させることがなく、又、光の損
失も小さい。
【0022】請求項2によれば、回折格子を透明なプラ
スチック基板上に形成しているので、レンチキュラーレ
ンズ及びフレネルレンズとの物性の相性から、実装する
際に都合が良いという利点がある。
【0023】請求項3によれば、回折格子として格子上
のパターンを用いているので、拡散方向は縦と横の格子
上の1点に限られ、LCDドットパターンを拡散するの
に都合が良い。
【0024】請求項4によれば、回折格子が形成される
プラスチック基板の厚みを上記のような式を満たすよう
に設計すると、レンチキュラーレンズ、回折格子及びフ
レネルレンズの間の距離を一定且つ必要な値に保つこと
ができる。
【0025】現在の技術では、プロジェクションスクリ
ーンのように大きな領域に対して、パターンを一度に露
光するのは不可能であり、いくつかの小パターンに分け
て露光することになるが、この際、各小パターンの境界
に僅かな位置誤差があると画質が低下する。
【0026】請求項5によれば、各小パターンは、その
境界が目立たないように隣接する小パターンと正規分布
に従って共有する格子パターンを有するものとして、隣
合うパターンをお互いに交換し合い、繋ぎ目を目立たな
くすることができる。又、交換すべきドット数を正規分
布に従って設定するので、得られたパターンは確実な再
現性を得ることができる。
【0027】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0028】この実施例は、図1に示されるように、プ
ロジェクションスクリーン10を、光入射側から、フレ
ネルレンズ12、回折格子14が形成された透明なプラ
スチック基板16、及び、レンチキュラーレンズ18を
この順で配置組合わせて構成したものである。
【0029】前記プロジェクションスクリーン10は、
図2に示されるように、LCDパネル20によって形成
された映像が、投射レンズ22を介してフレネルレンズ
12側から投射されるように用いられるものである。
【0030】前記回折格子14は次のようにしてプラス
チック基板16上に形成される。
【0031】まず、表面が平坦なガラス基板上にフォト
リソグラフィーによってクロムを70μピッチの矩形が
並んだ回折格子としてパターニングし、鏡面研摩するこ
とによってクロム表面を平坦にし、クロムの厚みを10
0nmと均一にして回折格子14を得る。
【0032】次に、ウレタンアクリレートを主剤とする
UV(紫外線硬化)樹脂24を前記回折格子14上に塗
布し、上から、厚さ3mmのアクリル板からなる前記プラ
スチク基板16を積載し、ニップしながらUV樹脂24
を硬化させる。これによって、プラスチック基板16と
一体の回折格子14が得られる。
【0033】得られたプラスチック基板16と一体の回
折格子14を、図1に示されるように、回折格子面をフ
レネルレンズ12側に向けて、該フレネルレンズ12と
レンチキュラーレンズ18間に配置する。
【0034】ここで、前記プラスチック基板16の厚み
Tは、回折格子14の一次回折角度θに対して、フレネ
ルレンズ12のピッチをPとしたとき、次式を充足する
ようにする。
【0035】 T≧S=P/ tanθ ………(2)
【0036】即ち、前述の如く、フレネルレンズ12か
ら出光する光を拡散するためには、該フレネルレンズ1
2とレンチキュラーレンズ18間のギャップSが前述の
(1)式で与えられる数値よりも大きい場合に可能とな
り、厚みTはS以上であればよいことになる。
【0037】この結果、LCDの画素、レンチキュラー
レンズ18、フレネルレンズ12の間で発生するモアレ
が大幅に低減された。
【0038】次に、前記ガラス基板上への回折格子のパ
ターニングについて説明する。
【0039】現在の技術ではプロジェクションスクリー
ンのように大きな領域に対して、パターンを一度に露光
するのは事実上不可能であり、いくつかの小パターンに
分けて露光しなければならない。
【0040】そのようにすると、各小パターンの境界が
僅かな位置誤差でも目立ってしまうので、この実施例で
は、隣り合う小パターン間で、パターンをお互いに交換
し合うようにして繋ぎ目を目立たなくしている。
【0041】即ち、まず、格子パターン作成の第1ステ
ップでは、図3に示されるように、最初に交換すべきド
ット数を正規分布又は目的の分布関数に従い設定する。
【0042】次に、第2ステップとして図4に示される
ように縦方向について置換を行う。
【0043】これには、縦方向のドット数に対して素に
なるような数値を1つ選び、その数値を初期値に対して
加算していくことで求められる数値と合同な数値の最も
小さなものを縦方向の写像位置として採用することで実
現できる。
【0044】第3ステップとして、図5に示されるよう
に、横方向について縦方向の位相を、ずらし量を同様の
方法で求めていって、ずらすことにより繋ぎ目の目立た
ないパターンを得ることができる。
【0045】このようにして得られたパターンは境界の
交換量を所定の統計に従わせることができ、又、乱数を
用いていないので、確実な再現性を得ることができる。
【0046】この実施例では、拡散板としての回折格子
が、その特性の選択が自由であると共に、必要以外の方
向への拡散がなく、又、通過光と拡散剤の衝突による光
の損失がないので、レンチキュラーレンズやフレネルレ
ンズのピッチを高精細化することなく、又画像の解像度
を低下させることなく、モアレを低減させることができ
る。
【0047】又、一般に回折格子が平面波で照射された
とき開口面が仮想スクリーン上に作る回折像は、開口面
(Z=0)の光振幅分布をG(X、Y)、仮想スクリー
ン上(Z)の回折像の光振幅分布をU(ξ、η)とすれ
ば、
【0048】
【数1】 で与えられる。
【0049】従って、回折格子として格子状のパターン
を用いれば、拡散方向は縦と横の格子上の1点に限ら
れ、LCDドットパターンを拡散するのに好都合とな
る。
【0050】又、上記実施例では微細な格子パターンか
らなる回折格子14をプラスチック基板16上にUV樹
脂24を用いて形成されているので、生産が容易であ
り、生産性が向上されるという利点がある。
【0051】なお、上記実施例において、回折格子14
はプラスチック基板16上にUV樹脂24を介して形成
されるものであるが、本発明はこれに限定されるもので
なく、例えばEB硬化型樹脂を介して形成されるもので
もよく、更に、プラスチック基板16上に直接回折格子
のパターンが形成されるようにしたものであってもよ
い。
【0052】又、回折格子14は、ステッパー等を利用
したプロミキシー露光(投影露光)により作成してもよ
い。この場合は、マスク画像の多面付の際の境界部のぼ
かしが可能であるので実施例のようなパターンの置換作
業が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係るプロジェクションスクリ
ーンの実施例を示す断面図である。
【図2】図2は、同実施例に係るプロジェクションスク
リーンのプロジェクションテレビへの使用例を示す略示
断面図である。
【図3】図3は、上記実施例の回折格子のパターンニン
グの第1ステップを示す平面図である。
【図4】図4は、同第2ステップを示す平面図である。
【図5】図5は、同第3ステップを示す平面図である。
【符号の説明】
10…プロジェクションスクリーン、 12…フレネルレンズ、 14…回折格子、 16…プラスチック基板、 18…レンチキュラーレンズ、 20…LCDパネル、 22…投射レンズ、 24…UV樹脂。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レンチキュラーレンズ、回折格子及びフレ
    ネルレンズをこの順で配置組合わせてなるプロジェクシ
    ョンスクリーン。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記回折格子は、透明
    なプラスチック基板上に形成されたことを特徴とするプ
    ロジェクションスクリーン。
  3. 【請求項3】請求項1又は2において、前記回折格子
    は、格子状パターンからなることを特徴とするプロジェ
    クションスクリーン。
  4. 【請求項4】請求項2において、前記プラスチック基板
    の厚みTが、回折格子の1次回折角度θに対して、フレ
    ネルレンズのピッチをPとしたとき次式の関係を充足す
    るものであることを特徴とするプロジェクションスクリ
    ーン。 T≧P/ tanθ
  5. 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記
    回折格子は、複数の小パターンで多面付けされるもので
    あり、各小パターンは、隣接する小パターンと、正規分
    布に従って共有する格子パターンを有するものであるこ
    とを特徴とするプロジェクションスクリーン。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006308700A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Nec Corp 表示装置、端末装置、光源装置及び光学部材
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JP2012517026A (ja) * 2009-02-02 2012-07-26 マイクロソフト コーポレーション 散光スクリーン

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