JPH07253621A - スクリーン及びこれを用いた投写型表示装置 - Google Patents

スクリーン及びこれを用いた投写型表示装置

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JPH07253621A
JPH07253621A JP6046198A JP4619894A JPH07253621A JP H07253621 A JPH07253621 A JP H07253621A JP 6046198 A JP6046198 A JP 6046198A JP 4619894 A JP4619894 A JP 4619894A JP H07253621 A JPH07253621 A JP H07253621A
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screen
liquid crystal
gain
fresnel lens
lenticular lens
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Takeshi Goto
猛 後藤
Toshihiro Suzuki
敏弘 鈴木
Tetsuya Kobayashi
哲也 小林
Hisashi Yamaguchi
久 山口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はスクリーンに関し、観視領域を自由
に変化させることを目的とする。 【構成】 スクリーン本体20Aと、電源22と、電圧
可変装置23とを有する。スクリーン本体20Aは、フ
レネルレンズ13と、高分子分散型液晶装置21と、レ
ンチキュラレンズ15とを有する。液晶装置21は、高
分子分散型液晶28と、これを挟む、一対の透明のベタ
電極26,27とよりなる。電圧可変装置23を操作す
ることによって、電極26,27へ印加される電圧が可
変され、液晶28のゲインが変化せしめられるよう構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は投写型表示装置に使用さ
れるスクリーンに関する。
【0002】
【従来の技術】図10は従来の1例の透過型のスクリー
ン10を示す。
【0003】11はプロジェクタ、12は観察者であ
る。
【0004】スクリーン10は、フレネルレンズ13,
拡散板14,及びレンチキュラレンズ15を一体として
なる構成である。
【0005】フレネルレンズ13は、プロジェクタ11
よりの画像光16を集光させる。
【0006】拡散板14は、フレネルレンズ13よりの
光を、Y方向(スクリーン10の幅方向)及びZ方向
(スクリーン10の高さ方向)に拡散させる。
【0007】レンチキュラレンズ15は、拡散板14よ
りの拡散した光をY方向に更に拡散させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一般に、スクリーン1
0が使用される環境、例えば、観察者の人数、周囲の明
るさ等は、さまざまに変化する。
【0009】しかし、従来のスクリーン10において
は、光学的特性は固定であり、可変することは出来な
い。
【0010】このため、場合によっては、観察者にとっ
て、スクリーン10上の表示がみにくくなってしまうと
いう問題があった。
【0011】そこで、本発明は上記課題を解決したスク
リーン及びこれを用いた投写型表示装置を提供すること
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ゲイ
ンを変化させるゲイン可変手段を有する構成としたもの
である。
【0013】請求項2の発明は、請求項1のゲイン可変
手段は、相対向する一対の透明のベタ電極と、該一対の
透明のベタ電極の間を占める散乱型液晶と、上記一対の
透明のベタ電極へ印加する電圧を可変する手段とよりな
る構成としたものである。
【0014】
【作用】請求項1のゲイン可変手段を設けた構成は、ゲ
インを変化させることを可能とするように作用する。
【0015】請求項2の散乱型液晶、透明ベタ電極、電
圧可変手段を有する構成は、散乱型液晶のゲインを変化
させるように作用する。
【0016】
【実施例】
〔実施例〕図1は本発明の第1実施例になる、背面投写
型表示装置などに用いられる透過型のスクリーン20を
示す。
【0017】図中、図10に示す構成部分と同一構成部
分には同一符号を付す。
【0018】スクリーン20は、スクリーン本体20A
と、電源22と、電圧可変装置23とを有する。
【0019】スクリーン本体20Aは、フレネルレンズ
13と、レンチキュラレンズ15と、高分子分散型液晶
装置21とを有する。
【0020】高分子分散型液晶装置21と、電源22
と、電圧可変装置23とが、ゲイン可変手段を構成す
る。
【0021】プロジェクタ11側から、フレネルレンズ
13,高分子分散型液晶装置21,レンチキュラレンズ
15の順で配してある。フレネルレンズ13は入射面側
に、レンチキュラレンズ15は出射面側に位置してい
る。
【0022】高分子分散型液晶装置21は、レンチキュ
ラレンズ15と一体的な構造であり、透明基板24と、
シール材25と、透明基板24上の全面の透明ベタ電極
26と、レンズ15上の全面の透明ベタ電極27と、封
入されている高分子分散型液晶28と、上記透明ベタ電
極26,27より引き出されている端子29とを有す
る。 液晶28は、スポンジ状の高分子中に液晶の液滴
が分散した構造を有する。
【0023】端子29には、電圧可変装置23が接続し
てある。
【0024】プロジェクタ11よりの画像光16は、フ
レネルレンズ13で集光され、高分子分散型液晶装置2
1において、Y方向及びZ方向に拡散されレンチキュラ
レンズ15でY方向に分散されて、スクリーン20よ
り、観察者12側に出射される。
【0025】ここで、説明の便宜上、ゲイン、輝度比、
観視領域について説明する。
【0026】 ゲインとは、液晶装置21(又はスク
リーン20)の所定の場所における、
【0027】
【数1】
【0028】で表わされるものである。
【0029】ゲインが大きいということは、拡散の程度
が少ないことを意味する。ゲインが小さいということ
は、広く拡散することを意味する。また、ゲインが小さ
いということは、拡散の度合いが大きいことを意味し、
正面からみた場合には、画面の明るさが暗くなることも
意味する。
【0030】 輝度比とは、観察者側のある位置から
スクリーン20全体をみたときに、
【0031】
【数2】
【0032】で表わされるものである。
【0033】輝度比が高いということは、画面上の明る
さのむらが大きいことを意味する。
【0034】 観視領域とは、スクリーン20上の画
面をみたときにみぐるしくない領域、例えば輝度比が3
以下である領域をいう。
【0035】次に、高分子分散型液晶21の動作につい
て説明する。
【0036】透明ベタ電極26,27に印加する電圧を
変えると、液滴内の液晶の配列状態が変化し、入射した
光線の散乱状況が変化し、ゲインが図2に線Iで示すよ
うに変化する。
【0037】次に、上記構成になるスクリーン20の動
作について説明する。
【0038】電圧可変装置23を操作して透明ベタ電極
26,27へ印加する電圧を可変すると、液晶装置21
のゲインが上記の線Iで示すように変化し、このことに
よって、スクリーン20のゲインが図2中、線IIで示す
ように変化する。
【0039】スクリーン20のゲインが変化すると、光
の拡散状態が変化し、観視領域が変化する。
【0040】一般には、ゲインが低下すると、観視領域
が拡がる。
【0041】また、ゲインが低下すると、スクリーン2
0の画面の明るさが暗くなる。 スクリーン20は、通
常は電圧可変装置23の出力電圧を例えば18Vに定め
た状態にある。
【0042】スクリーン20のゲインはG1 となってい
る。
【0043】図1中、線30より左側が観視領域32と
なっている。
【0044】(1) 観察者の人数が増えた場合 観察者の人数が増え、観察者がスクリーン20の斜め前
方側にまで広がってしまう場合には、電圧可変装置23
を操作して、出力電圧を下げ、例えば14Vとする。
【0045】これにより、スクリーン20のゲインが低
下してG2 となる。
【0046】これによって、観視領域が矢印33の方向
に拡がって、線34より左側が観視領域35となる。
【0047】この結果、スクリーン20に対して斜め方
向に位置している観察者も、スクリーン20上の画像を
正常にみることが出来る。
【0048】(2) 周囲が暗くなった場合 この場合にも、電圧可変装置23を操作して出力電圧を
若干下げる。
【0049】これにより、スクリーン20のゲインが若
干低下し、スクリーンの明るさが若干暗くなり、明るす
ぎずに見易い画面となる。
【0050】〔第2実施例〕図3は本発明の第2実施例
になる透過型のスクリーン40を示す。
【0051】スクリーン40は、レンチキュラレンズ4
1以外は、図1のスクリーン20と同じであり、図3
中、図1に示す構成部分と同一構成部分には同一符号を
付し、その説明は省略する。
【0052】このスクリーン40は、上記第1実施例に
なるスクリーン20と同様にゲインを変化される。
【0053】レンチキュラレンズ41は、拡散ビーズ4
2が分散された構成であり、上記のレンチキュラレンズ
15に比べて、光を多く拡散される。
【0054】このスクリーン40は、高分子分散型液晶
21だけではゲインを十分に小さく出来ない場合に適用
して効果がある。
【0055】また、レンチキュラレンズ41は、バイア
スゲインを有する。この分、高分子分散型液晶21のゲ
インは大きくて良く、具体的には、高分子分散型液晶2
8の厚さt1 を薄くして、使用する液晶28の量を少な
くし得、その分、スクリーン40は安価となる。
【0056】〔第3実施例〕図4は本発明の第3実施例
になる透過型のスクリーン50を示す。
【0057】同図中、図1に示す構成部分と対応する部
分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0058】スクリーン50は、スクリーン本体50A
と、電源22と、電圧可変装置23とを有する。
【0059】スクリーン本体50Aは、フレネルレンズ
13と高分子分散型液晶装置51とを有する。
【0060】高分子分散型液晶装置51は、透明基板5
2と、透明基板52上の透明ベタ電極53と、固体状態
をなし、板形状を有し、表の面がレンチキュラレンズ面
54aを有する高分子分散型液晶板54と、この高分子
分散型液晶板54のレンチキュラレンズ面54aの上の
透明ベタ電極55とを有する。このレンチキュラレンズ
面54aが出射面を構成する。
【0061】上記第1実施例と同じく、透明ベタ電極5
5に印加する電圧を可変することにより、高分子分散型
液晶54のゲインが変化せしめられ、これによりスクリ
ーン50のゲインが変化せしめられ、スクリーン50の
特性は、それが使用されている環境に適した状態とされ
る。
【0062】なお、光が高分子分散型液晶54より出射
するとき、レンチキュラレンズ面54aで、拡散され
る。
【0063】また、高分子分散型液晶54の表の面がレ
ンチキュラレンズ面54aとなっているため、レンチキ
ュラレンズは設けられていない。このため、スクリーン
50は、上記第1,第2実施例のスクリーン20,40
に比べて薄型で且つ軽量である。
【0064】また、レンチキュラレンズが設けられてい
ないため、スクリーン50の厚さ方向上、液晶54の位
置と、レンチキュラレンズ面54aの位置との間の距離
は実質上零となっている。このため、スクリーン50
は、前記のスクリーン20,40に比べて、解像度の高
い画像を表示出来る。
【0065】上記高分子分散型液晶装置51は、以下の
手順で製造される。
【0066】 レンチキュラレンズ面に対応する凹が
連なった面を有する金型に、有機溶剤等で溶解した高分
子分散型液晶を流し込む。
【0067】 液晶の上面に、透明ベタ電極53が形
成してある透明基板52を載置する。
【0068】 有機溶剤を揮発させ、液晶を固化させ
る。
【0069】 液晶を金型より取り出し、液晶の表面
のレンチキュラレンズ面に透明ベタ電極55を蒸着によ
って形成する。
【0070】〔第4実施例〕図5は本発明の第4実施例
になる透過型のスクリーン60を示す。
【0071】同図中、図1に示す構成部分と対応する構
成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0072】スクリーン60は、スクリーン本体60A
と、電源22と、電圧可変装置23とを有する。
【0073】スクリーン本体60Aは、フレネルレンズ
13と高分子分散型液晶装置61とを有する。
【0074】高分子分散型液晶装置61は、相対向して
いる平板状の透明基板62及び成形品である透明基板6
3と、シール材64と、透明基板62と63との間に封
入されている高分子分散型液晶28とを有する。
【0075】透明基板62の平板状の内側面には、透明
ベタ電極65が形成してある。
【0076】透明基板63は成形したものであり、外側
(スクリーン60の出射面)は平坦な面63aであり、
内側は、レンチキュラレンズ面を押し付けた場合に形成
される、凹が連なった面63bを有する。この面63b
に、透明ベタ電極66が形成してある。
【0077】高分子分散型液晶28は、透明基板63側
の面がレンチキュラレンズ面67となっている。
【0078】前記第1実施例と同じく、透明ベタ電極6
5,66に印加する電圧を可変することにより、高分子
分散型液晶28のゲインが変化せしめられ、これによっ
て、スクリーン60のゲインが変化せしめられ、スクリ
ーン60の特性は、その時々の環境に適した状態とされ
る。
【0079】また、図4のスクリーン50と同じく、液
晶28の表面がレンチキュラレンズ面67となっている
ため、スクリーン60は、解像度の高い画像を表示する
ことが出来る。
【0080】〔第5実施例〕図6は本発明の第5実施例
になる透過型のスクリーン70を示す。
【0081】同図中、図1及び図5に示す構成部分と対
応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0082】スクリーン70は、スクリーン本体70A
を構成する高分子分散型液晶装置71と、電源22と、
電圧可変装置23とを有する。
【0083】高分子分散型液晶装置71は、相対向して
固定してあるフレネルレンズ13及び透明基板63と、
シール材64と、フレネルレンズ13と透明基板63と
の間に封入されている高分子分散型液晶28とを有す
る。
【0084】フレネルレンズ13の内側面に、透明ベタ
電極72が形成してある。
【0085】前記第4実施例と同じく、透明ベタ電極6
6,72に印加する電圧を可変することにより、高分子
分散型液晶28のゲインが変化せしめられ、これによっ
て、スクリーン70のゲインが変化せしめられ、スクリ
ーン70の特性は、その時々の環境に適した状態とされ
る。
【0086】ここで、フレネルレンズ13が反ると、ス
クリーンの面に解像度のむらが生ずる。本実施例におい
ては、フレネルレンズ13は液晶装置71の一部を構成
している。このため、フレネルレンズ13は、図4に示
すスクリーン50のように、液晶装置51とは別部材で
ある場合に比べて、経時的な反り変形を起こしにくい。
【0087】従って、スクリーン70は、優れた耐久性
を有する。
【0088】〔第6実施例〕図7は本発明の第6実施例
になる、前面投写型表示装置などに用いられる反射型の
スクリーン80を示す。
【0089】スクリーン80は、スクリーン本体80A
を構成する高分子分散型液晶装置81と、電源22と、
電圧可変装置23とを有する。
【0090】高分子分散型液晶装置81は、一方の面に
透明ベタ電極82を有し、反対側の面に反射層83を有
する透明基板84と、透明ベタ電極85を有する透明基
板86とが、透明ベタ電極82,85が相対向した状態
で固定され、透明基板84と86との間に、高分子分散
型液晶28が封入されている構造を有する。
【0091】プロジェクタ11よりの画像光16は、透
明基板86のアンチグレア処理されている面86aに投
写される。この光は、反射膜86で反射され、液晶28
で分散され、観察者12側へ向かう。
【0092】電圧可変装置23を操作して透明ベタ電極
82,85に印加する電圧を可変することによって、液
晶28のゲインが変化せしめられ、これによってスクリ
ーン80のゲインが変化せしめられ、スクリーン80の
特性は、その時々の環境に適した状態とされる。
【0093】なお、図7中の透明ベタ電極82の代わり
に、アルミニウム膜を設けてもよい。この構成によれ
ば、透明電極82代わりに設けられたアルミニウム膜が
電極として且つ反射層として機能する。従って、図7中
の反射層83を省略できる。
【0094】〔変形例〕上記各実施例において、高分子
分散型液晶28に代えて、次の動作モード、動的散乱
(DSモード)、 強誘電性(TSモード)、 相
転移(PCモード)、又は 熱光学を有する液晶を使
用することも出来る。これらの液晶は散乱型液晶に属す
る。
【0095】また、上記第3,第4実施例において、液
晶が、プロジェクタ11側にも、レンチキュラレンズ面
を有する構成としてもよい。
【0096】〔投写型表示装置の第1実施例〕図8は、
本発明の第1実施例になる投写型表示装置90を示す。
【0097】91は筺体である。
【0098】筺体91に、図1に示すスクリーン本体2
0A,電源22,電圧可変装置23,プロジェクタ9
2,反射鏡93,94,95,電圧可変操作ノブ96,
及び明るさ感知手段としての光センサ97等が設けてあ
る。
【0099】プロジェクタ92は、図9に示すように、
液晶パネル100,光源101,ダイクロイックミラー
102,集光レンズ103,偏光板104,105,及
び投写レンズ106を有する。
【0100】投写型表示装置90において、ノブ96を
操作すると、電圧可変装置23が動作され、スクリーン
本体20Aへ印加される電圧が可変される。
【0101】これにより、スクリーン本体20Aのゲイ
ンが可変され、投写型表示装置90の特性が、その時々
の環境に適した状態とされる。
【0102】また、装置90が置かれている部屋の明る
さが変化した場合には、装置90は次のように動作す
る。
【0103】光センサ97が部屋の明るさを感知し、電
圧可変装置23に信号を送る。これにより、部屋の明る
さが明るくなる方に変化したときには、装置23の出力
電圧が増加し、逆に部屋の明るさが暗くなる方向に変化
したときには、装置23の出力電圧は減少する。
【0104】この結果、部屋の明るさが明るくなる方に
変化すると、スクリーン本体20Aのゲインが自動的に
増加し、画面は明るくなり、見易い状態となる。逆に部
屋の明るさが暗くなる方に変化すると、スクリーン本体
20Aのゲインは自動的に減少し、画面は暗くなり、見
易い状態となる。
【0105】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、観視領域を、その時々の状況に応じて最適の状
態に変化させることが出来る。
【0106】請求項2の発明によれば、散乱型液晶のゲ
インを変化させることによって、スクリーンのゲインを
安定に変化させることが出来る。
【0107】請求項3,4,5の発明によれば、観視領
域を、その時々の状況に応じて最適の状態に変化させる
ことが出来る透過型のスクリーンを実現出来る。
【0108】請求項5の発明によれば、液晶の位置とレ
ンチキュラレンズ面との間の距離を実質上零とし得、こ
れによってレンチキュラレンズを設けている構成のスク
リーンに比べて解像度の高い画像を表示出来る。
【0109】請求項6の発明によれば、観視領域を、そ
の時々の状況に応じて最適の状態に変化させることが出
来る反射型のスクリーンを実現出来る。
【0110】請求項7の発明によれば、周囲の明るさの
変化に応じて表示されている画像の明るさを見易い状態
に自動的に変化させることが出来る。
【0111】請求項8の発明によれば、観視領域を、そ
の時々の状況に応じて、最適の状態に変化させることが
出来る。
【0112】また、周囲の明るさの変化に応じて表示さ
れている画像の明るさを見易い状態に自動的に変化させ
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例になるスクリーンを示す図
である。
【図2】図1のスクリーンのゲインの調整を説明する図
である。
【図3】本発明の第2実施例になるスクリーンを示す図
である。
【図4】本発明の第3実施例になるスクリーンを示す図
である。
【図5】本発明の第4実施例になるスクリーンを示す図
である。
【図6】本発明の第5実施例になるスクリーンを示す図
である。
【図7】本発明の第6実施例になるスクリーンを示す図
である。
【図8】本発明の第1実施例になる投写型表示装置を示
す図である。
【図9】図8中、プロジェクタの構成を示す図である。
【図10】従来のスクリーンの1例を示す図である。
【符号の説明】
11 プロジェクタ 13 フレネルレンズ 16 画像光 20 スクリーン 20A スクリーン本体 21 高分子分散型液晶装置 22 電源 23 電圧可変装置 24 透明基板 25 シール材 26,27 透明ベタ電極 28 高分子分散型液晶 29 端子 32,35 観視領域 33 観視領域の拡大を示す矢印 40 スクリーン 41 拡散ビーズ 50 スクリーン 50A スクリーン本体 51 高分子分散型液晶装置 52 透明基板 53 透明ベタ電極 54 高分子分散型液晶 54a レンチキュラレンズ面 55 透明ベタ電極 60 スクリーン 60A スクリーン本体 61 高分子分散型液晶装置 62,63 透明基板 63a 平坦な面 63b 凹が連なった面 64 シール材 65,66 透明ベタ電極 67 レンチキュラレンズ面 70 スクリーン 70A スクリーン本体 71 高分子分散型液晶装置 72 透明ベタ電極 80 スクリーン 80A スクリーン本体 81 高分子分散型液晶装置 82 透明ベタ電極 83 反射層 84 透明基板 85 透明ベタ電極 86 透明基板 87 シール材 90 スクリーン 91 筺体 92 プロジェクタ 93,94,95 反射鏡 96 電圧可変操作ノブ 97 光センサ 100 液晶パネル 101 光源 102 ダイクロイックミラー 103 集光レンズ 104,105 偏光板 106 投射レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射照度に対する出射輝度の度合いであ
    るゲインを変化させるゲイン可変手段(20,22,2
    3)を有する構成としたことを特徴とするスクリーン。
  2. 【請求項2】 請求項1のゲイン可変手段は、 相対向する一対の透明のベタ電極(26,27)と、 該一対の透明のベタ電極の間を占める散乱型液晶(2
    8)と、 上記一対の透明のベタ電極へ印加する電圧を可変する手
    段(23)とよりなる構成としたことを特徴とするスク
    リーン。
  3. 【請求項3】 入射面側に配置されたフレネルレンズ
    (13)と、 出射面側に配されたレンチキュラレンズ(15,41)
    と、 該レンチキュラレンズと該フレネルレンズとの間に設け
    られた上記ゲイン可変手段よりなる構成としたことを特
    徴とする請求項2記載のスクリーン。
  4. 【請求項4】 入射面側に配されたフレネルレンズ(1
    3)と、 該フレネルレンズ(13)の出射面側に設けられた上記
    ゲイン可変手段とを有し、 且つ該ゲイン可変手段を構成する散乱型液晶自体が、出
    射面側に、レンチキュラレンズ面(54a)を有する構
    成としたことを特徴とする請求項2記載のスクリーン。
  5. 【請求項5】 入射面側に配されたフレネルレンズ(1
    3)と、 凹が連なった面(63b)を有し、該面(63b)を上
    記フレネルレンズ(13)側に向けて配された透明基板
    (63)と、 該透明基板の上記面(63b)側に設けられた上記ゲイ
    ン可変手段とを有し、 該透明基板の上記面(63b)が、上記ゲイン可変手段
    を構成する散乱型液晶の出射面側にレンチキュラレンズ
    面(67)をかたちづくる構成としたことを特徴とする
    請求項2記載のスクリーン。
  6. 【請求項6】 プロジェクタよりの画像光を反射させる
    反射層(83)を有し、 且つ該反射層(83)より上記プロジェクタ側寄りに、
    上記ゲイン可変手段を有する構成としたことを特徴とす
    る請求項2記載のスクリーン。
  7. 【請求項7】 周囲の明るさを感知する手段(97)を
    更に有し、 該明るさ感知手段の出力によって、上記ゲイン可変手段
    を動作させる構成としたことを特徴とする請求項1乃至
    6のうちいずれか記載のスクリーン。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至7のうちいずれか記載のス
    クリーンを備えてなる構成としたことを特徴とする投写
    型表示装置。
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