JPH09146039A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、投写画像の輝度を低下することな
く、フレアを低減し、かつ投写画像のコントラストを向
上する。 【解決手段】 投写レンズ部のプラスチックレンズに、
青、緑及び赤の波長帯域での反射率が十分に低い広帯域
反射防止膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陰極線管または液
晶パネルにより形成する画像を、投写レンズを用いてス
クリーン上に投写する投写型表示装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１の（ａ）は画像の形成に陰極線管
を用いた従来の投写型表示装置の表示ユニットの基本構
成を示す構成図であり、図１１の（ｂ）は図１１の
（ａ）に示した表示ユニットに設けられるプラスチック
レンズを示す拡大断面図である。図１１の（ａ）におい
て、表示ユニット１０１は、所望の画像を形成する陰極
線管１０２と、当該画像をスクリーン１００上に拡大投
写する投写レンズ部１０３とを有する。陰極線管１０２
のフェイスプレート１０４の内面には、青、緑及び赤の
蛍光体のうち、いずれか１つの蛍光体を塗着した蛍光面
１０５が設けられている。そして、この陰極線管１０２
を用いた投写型表示装置では、蛍光体の色が互いに異な
る３つの表示ユニット１０１を用いて、スクリーン１０
０上にカラー表示画像を形成する。すなわち、青、緑及
び赤の蛍光面１０５にそれぞれ形成した画像を拡大投写
して、これらの青、緑及び赤の画像をスクリーン１００
上で合成しカラー表示画像に形成する。

【０００３】投写レンズ部１０３は、アルミニウムなど
の金属、あるいはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂で形成され
たレンズ鏡筒１０６と、当該レンズ鏡筒１０６内に収納
配置された投写レンズ群１０７とで構成されている。ま
た、オプティカルカップリング部１０８が、スクリーン
１００上に形成する画像（以下”投写画像”と略称す
る）のコントラストを向上するために、レンズ鏡筒１０
６の陰極線管１０２側の端部に設けられている。このオ
プティカルカップリング部１０８には、エチレングリコ
ールなどの透明な液体が満たされ、フェイスプレート１
０４と投写レンズ群１０７とを光学的に結合している。
そのことにより、フェイスプレート１０４の表面で生じ
る、蛍光面１０５への不要な反射光を低減し、投写画像
のコントラストを向上している。

【０００４】投写レンズ群１０７は、オプティカルカッ
プリング部１０８と当接する凹レンズ１０７ａ、及び複
数のプラスチックレンズ（図示せず）とガラスレンズ
（図示せず）とのハイブリッドな構成であるレンズ群１
０７ｂで構成されている。非球面形状の凹レンズ１０７
ａには、ポリメチルメタクリレイト（ＰＭＭＡ）などの
加工性に優れたプラスチックレンズが用いられている。
凹レンズ１０７ａ及びレンズ群１０７ｂを構成する各レ
ンズには、入射光の反射率を低減する反射防止膜がそれ
ぞれ設けられている。すなわち、レンズ群１０７ｂの中
のガラスレンズには、当該ガラスレンズへの入射光の分
光分布などに応じて、単層反射防止膜、特定波長反射防
止膜、あるいは広帯域反射防止膜等のいずれかの反射防
止膜が形成される。また、凹レンズ１０７ａ及びレンズ
群１０７ｂの中のプラスチックレンズでは、プラスチッ
クレンズがガラスレンズに比べて耐熱性が低くく反射防
止膜との密着性が弱いということ、及び陰極線管１０２
で形成される画像の発光スペクトルでの反射防止効果が
あればよいということを考慮して、青、緑及び赤の各投
写レンズ部１０３のプラスチックレンズ毎に、対応する
画像の発光スペクトルの波長帯域での反射率が最小とな
る特定波長反射防止膜あるいは単層反射防止膜が、それ
ぞれ形成される。例えば、図１１の（ｂ）に示すよう
に、プラスチックレンズの凹レンズ１０７ａの表面に
は、二酸化珪素などの低屈折率膜１０９ａと二酸化セリ
ウムなどの高屈折率膜１０９ｂとを、蒸着法等により順
次製膜した特定波長反射防止膜１０９が形成されてい
る。

【０００５】また、特開平５−３４１２６９号公報等に
は、液晶パネルを用いた従来の投写型表示装置が開示さ
れている（周知につき図示せず）。このような従来の投
写型表示装置では、陰極線管１０２の代わりに液晶パネ
ルを用いて画像を形成することにより、投写型表示装置
の小型化及び軽量化を達成している。そして、液晶パネ
ルの画像を投写レンズ部を用いて、スクリーン１００上
に拡大投写している。尚、液晶パネルには、アクティブ
マトリックス方式のものが用いられるが、一般的なツイ
ストネマチック型のものではなく、画素への印加電圧を
制御することにより、液晶が散乱状態、透明状態となる
ことを利用して液晶パネル上に画像を形成する高分子分
散型のものが用いられている。同公報の発明では、この
高分子分散型の液晶パネルを用いることにより、投写画
像の高輝度化を達成している。また、この従来の投写型
表示装置では、液晶パネルで散乱した光が液晶パネルの
ガラスと空気との境界面、あるいは投写レンズ部で反射
して、不要な光を発生する。そして、この不要な光が、
液晶パネルに再度入射して２次的に散乱し、投写画像の
コントラストを低下する場合がある。このコントラスト
の低下に対して、例えば上述の特開平５−３４１２６９
号公報に示されたように、オプティカルカップリング部
１０８において、エチレングリコール等の液体の代わり
にシリコン樹脂を用いて、液晶パネルと投写レンズ部と
を光学的に結合し、投写画像のコントラストを向上して
いる。

【０００６】上記のように、従来の投写型表示装置で
は、投写レンズ部１０３の凹レンズ１０７ａ及びレンズ
群１０７ｂのプラスチックレンズに、ある波長帯域にお
いて特定の発光スペクトルの反射率が最小となる特定波
長反射防止膜あるいは単層反射防止膜を形成することに
より、スクリーン１００上に発生するフレアやゴースト
を低減して、投写画像を形成している。尚、フレアと
は、投写画像の結像に寄与しない光が、その光路上に配
置された陰極線管１０２あるいは液晶パネル、投写レン
ズ部１０３などの光学系の構成部材で反射あるいは散乱
することにより、所望の投写画像に重なって生じる不要
な光のことをいう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の投
写型表示装置では、フレアを十分に低減することができ
ないという問題点があった。このフレアの具体的な発生
要因としては、陰極線管の蛍光面やフェイスプレートも
しくは液晶パネル及び投写レンズ部の各レンズでの屈折
面における多重反射、屈折面上のキズ、ほこりなどによ
る散乱、レンズ縁からの反射、及びレンズ鏡筒内面から
の反射などが挙げられる。しかしながら、フレアの要因
となる不要な光が多く発生する箇所は、陰極線管の蛍光
面もしくは液晶パネル及び投写レンズ部の各レンズの屈
折面である。従来の投写型表示装置では、投写レンズ部
の凹レンズ及びレンズ群のプラスチックレンズに、特定
の波長帯域において発光スペクトルの反射率が最小とな
る特定波長反射防止膜あるいは単層反射防止膜を形成し
て、フレアの要因となる不要な光の発生を低減してい
る。しかしながら、単層反射防止膜では、その反射防止
効果が低く、フレアを十分に低減できない。また、特定
波長反射防止膜は、入射光の入射角が大きくなるとその
入射光の反射を十分に防止できないものなので、様々な
方向に光を出射する陰極線管あるいは液晶パネルからの
入射光に対して、十分に反射防止を行えない場合があっ
た。このため、特に、陰極線管あるいは液晶パネルに最
も隣接して配置される凹レンズで、入射光の反射防止を
行えず、フレアの発生要因となる不要な光を生じるとい
う問題点があった。さらに、上記のような反射防止膜で
は、その光学的膜厚を所定の値とすることにより、特定
の波長帯域にある入射光の反射を防止しているので、光
学的膜厚が所定の値から変化した場合では、反射防止が
できる入射光の波長帯域も変化し、入射光の反射防止を
十分に行えず、不要な光を生じるという問題点があっ
た。このように、従来に投写型表示装置では、不要な光
の発生を防止することができず、フレアを十分に低減す
ることができなかった。また、そのことにより、投写画
像において、その暗部の輝度が高くなって、コントラス
トが低下するという問題点が生じた。

【０００８】さらに、従来の投写型表示装置で、光学系
の構成部材で不要な光を吸収する方法がいくつか知られ
ている。例えば、特開平３−２２４３８４号公報は、凹
レンズ１０７ａに染料を分散させて着色したり、蛍光面
１０５に顔料を混入し、凹レンズ１０７ａと空気との境
界面での不要な反射光を吸収させて、投写画像のコント
ラストを改善しようとすることを示している。また、特
開平３−６１９０４号公報は、オプティカルカップリン
グ部１０８に用いられる液体に光吸収物質を添加させて
不要な光を吸収させることにより、投写画像のコントラ
ストを改善しようとすることを示している。しかしなが
ら、これらの従来の改善案では、投写画像に必要な光ま
で吸収する恐れがあり、投写画像の輝度が低下して投写
画像が全体的に暗くなってしまうという問題点があっ
た。

【０００９】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、投写画像の輝度を低下す
ることなく、フレアが低減でき、かつ投写画像のコント
ラストを向上できる投写型表示装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の投写型表示装置
は、映像信号に応じてそれぞれ画像を形成する少なくと
も１つの画像形成手段と、少なくとも１つの画像形成手
段にそれぞれ対応して設けられたレンズ群で各レンズ群
がさらに複数のプラスチックレンズを有し前記画像形成
手段により形成した画像をスクリーン上に投写する投写
手段とを備えた投写型表示装置において、前記各プラス
チックレンズにそれぞれ青、緑及び赤の波長帯域で反射
光を防止する広帯域反射防止膜を形成したことを特徴と
する。また、このように構成すると広帯域反射防止膜で
光の反射を防止し、フレアを十分に低減する。

【００１１】

【発明の実施の形態】

実施例１ 以下、本発明の最良の実施の形態である投写型表示装置
の一実施例について説明する。図１は、本発明の実施例
１である投写型表示装置を示す構成図である。図１に示
すように、投写型表示装置１は、赤、緑及び青の画像を
スクリーン１００上にそれぞれ拡大投写する赤、緑及び
青の表示ユニット１Ｒ、１Ｇ及び１Ｂで構成されてい
る。表示ユニット１Ｒ、１Ｇ及び１Ｂは、図示しない駆
動回路からの映像信号に応じて、赤、緑及び青の画像を
それぞれ形成する陰極線管２Ｒ、２Ｇ及び２Ｂと、各陰
極線管２Ｒ、２Ｇ及び２Ｂで形成された赤、緑及び青の
画像を共通のスクリーン１００上に拡大投写する投写レ
ンズ部３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂとを有している。これらの
赤、緑及び青の画像は、スクリーン１００上で合成さ
れ、所望のカラー表示画像に形成される。また、陰極線
管２Ｒ、２Ｇ及び２Ｂにそれぞれ用いられる赤、緑及び
青の蛍光体が異なる以外の点では、３つの表示ユニット
１Ｒ、１Ｇ及び１Ｂは実質的に互いに同じものであり、
各投写レンズ部３Ｒ、３Ｇ及び３Ｂの複数のプラスチッ
クレンズには、図３に示す同一構成の広帯域反射防止膜
９が設けられている（詳細は後述）。

【００１２】次に、図２を用いて、上記表示ユニットに
ついて詳細に説明する。図２は、図１に示した表示ユニ
ットの主要部を示す部分拡大断面図である。尚、上述し
たように、３つの表示ユニット１Ｒ、１Ｇ及び１Ｂは、
後述のプラスチックレンズ７ａ内の染料の分散による着
色以外では、実質的に互いに同じものであるので、図２
では、例えば緑の画像を拡大投写する緑の表示ユニット
１Ｇについてのみ詳細に説明し、赤及び青の表示ユニッ
ト１Ｒ及び１Ｂの説明は省略する。図２において、陰極
線管２Ｇのフェイスプレート４内面には、蛍光面５が設
けられている。この蛍光面５には、電子ビームが照射さ
れた場合に、緑色の発光スペクトルを有する光が発光す
る緑の蛍光体が塗布されている。投写レンズ部３Ｇは、
アルミニウムなどの金属、あるいはＡＢＳ樹脂などの合
成樹脂で形成された実質的に円筒状のレンズ鏡筒６及
び、当該レンズ鏡筒６内の所定の位置にそれぞれ配置さ
れた複数のプラスチックレンズとガラスレンズとのハイ
ブリッド構成体である投写レンズ群７により構成されて
いる。また、オプティカルカップリング部８が、スクリ
ーン１００上に形成する画像（以下”投写画像”と略称
する）のコントラストを向上するために、レンズ鏡筒６
の陰極線管２Ｇ側の端部に設けられている。すなわち、
このオプティカルカップリング部８は、透明容器内にフ
ェイスプレート４及び後述の第１のプラスチックレンズ
７ａの屈折率と実質的に同じ屈折率を有するエチレング
リコールなどの透明な液体を満たしたものである。その
ことにより、オプティカルカップリング部８は、フェイ
スプレート４と投写レンズ群７とを光学的に結合して、
フェイスプレート４の表面で生じる、蛍光面５への不要
な反射光を低減し、投写画像のコントラストを向上して
いる。

【００１３】投写レンズ群７は、ポリメチルメタクリレ
イト（ＰＭＭＡ）などの光学樹脂で形成された第１、第
２、第３及び第４のプラスチックレンズ７ａ、７ｂ、７
ｄ及び７ｅとガラスレンズ７ｃとで構成されている。第
１のプラスチックレンズ７ａは、一方の表面がオプティ
カルカップリング部８と当接してレンズ鏡筒６内に配置
されている。そして、第２のプラスチックレンズ７ｂ、
ガラスレンズ７ｃ、第３のプラスチックレンズ７ｄ、及
び第４プラスチックレンズ７ｅが、レンズ鏡筒６内でそ
れぞれ所定の間隔を置いて、第１のプラスチックレンズ
７ａから光路上に順次配置されている。また、第１のプ
ラスチックレンズ７ａは、投写画像の像面湾曲を補正す
る強い負のパワー、すなわち平行な光が入射した場合に
光を発散する凹レンズである。第２のプラスチックレン
ズ７ｂは、温度変化によって第１のプラスチックレンズ
７ａの像面湾曲の作用が変化した場合に、その変化を抑
制する正のパワー、すなわち平行な光が入射した場合に
光を集束するレンズである。ガラスレンズ７ｃは、投写
画像全体の結像に関するほとんどのパワーを持つ最も正
のパワーが強い凸レンズであり、第３及び第４のプラス
チックレンズ７ｄ及び７ｅは、球面収差、コマ収差を補
正するパワーの弱いレンズである。尚、緑及び赤の表示
ユニット１Ｇ及び１Ｒに用いられる第１のプラスチック
レンズ７ａ内には、緑及び赤の陰極線管２Ｇ及び２Ｒか
らの担当の色の光にとって不要な発光スペクトル成分を
除去して緑及び赤の色純度をそれぞれ向上するために、
それぞれ緑及び赤の染料を均一に分散して着色してい
る。

【００１４】投写レンズ群７の各レンズには、スクリー
ン１００上に発生するフレアやゴーストを低減するため
に、入射光の反射率を低減する反射防止膜がそれぞれ設
けられている。すなわち、ガラスレンズ７ｃには、当該
ガラスレンズ７ｃへの入射光の分光分布などに応じて、
単層反射防止膜、特定波長反射防止膜、あるいは広帯域
反射防止膜等のいずれかの反射防止膜が、表面に形成さ
れている。これらの反射防止膜は、下記の広帯域反射防
止膜９と実質的に同じ材質及び同じ方法で形成され厚み
のみが異なるものであるので、その説明は省略する。ま
た、第１、第２、第３及び第４のプラスチックレンズ７
ａ、７ｂ、７ｄ及び７ｅには、青、緑及び赤の発光スペ
クトルの全ての波長帯域で反射率が十分に低い広帯域反
射防止膜９が、表面に形成されている。例えば、第１の
プラスチックレンズ７ａに設けられた広帯域反射防止膜
９を、第１のプラスチックレンズ７ａの拡大断面図であ
る図３を用いて説明する。図３に示すように、広帯域反
射防止膜９は、例えば二酸化珪素で形成された誘電体膜
である３つの低屈折率膜９ａ、９ｃ及び９ｅと二酸化ジ
ルコニウムで形成された金属膜である高屈折率膜９ｂ及
び二酸化チタニウムで形成された金属膜である高屈折率
膜９ｄの交互積層５層構造を有する。すなわち、広帯域
反射防止膜９は、第１のプラスチックレンズ７ａの上
に、蒸着法などにより低屈折率膜９ａ、高屈折率膜９
ｂ、低屈折率膜９ｃ、高屈折率膜９ｄ、及び低屈折率膜
９ｅのように低屈折率膜９ａ、９ｃ、９ｅと高屈折率膜
９ｂ、９ｄとを交互に積層することにより形成されてい
る。この広帯域反射防止膜９の具体的な材質及びその膜
厚を表１に示す。尚、この広帯域反射防止膜９は、第１
のプラスチックレンズ７ａでは、その陰極線管２Ｇと反
対側（空気側）の表面上に設けられ、他の第２、第３及
び第４のプラスチックレンズ７ｂ、７ｄ及び７ｅでは、
レンズの両表面に形成されている。

【００１５】

【表１】

【００１６】尚、これらのプラスチックレンズ７ａ、７
ｂ、７ｄ及び７ｅは、ガラスレンズ７ｃに比べて耐熱性
が低いために反射防止膜の密着性が弱く、高温下で広帯
域反射防止膜９の剥離やクラックを生じる場合がある。
このような場合には、アルミニウムやクロムなどの金属
膜を蒸着した後、架橋硬化成樹脂をスピンコートやディ
ピングにより塗布し、紫外線照射により硬化させること
により保護膜を形成する方法や、シリコン系樹脂や架橋
性硬化樹脂をプライマーとしてプラスチック基材と広帯
域反射防止膜の間に形成する方法により、高温下での密
着性を高くすることができる。

【００１７】ここで、本発明で用いる広帯域反射防止膜
９の分光反射率特性の計算結果を図４の実線１０に示
す。また、従来のものとの比較を行うために、図１１の
（ｂ）に示した従来の青、緑及び赤用の特定波長反射防
止膜１０９の分光反射率特性の計算結果を図４の一点鎖
線１１Ｂ、二点鎖線１１Ｇ及び破線１１Ｒにそれぞれ示
す。図４に示されるように、本発明で用いる広帯域反射
防止膜９は従来例の特定波長反射防止膜１０９と比べ
て、入射光の最小反射率は僅かに高いが、青、緑及び赤
の波長帯域（波長λが４２０nmから６５０nmの間）での
入射光の平均反射率は０．７％以下と低い。尚、本発明
においては、青の波長帯域とは、４２０nmから５００nm
の間の波長であり、緑の波長帯域とは、５００nmから５
７０nmの間の波長である。また、赤の波長帯域とは、５
８０nmから６５０nmの間の波長である。また、これらの
広帯域反射防止膜９及び特定波長反射防止膜１０９は、
光の入射角が大きくなると分光反射率特性が短波長側に
シフトする。特定波長反射防止膜１０９は、元来青、緑
及び赤の発光スペクトルのピーク波長（４６０nm、５４
５nm及び６１０nm）で反射率が最小となるように設計し
形成してある。しかし、上記の短波長側へのシフト現象
のため光の入射角が大きくなるとピーク波長での反射率
が大幅に高くなる。本発明では、広帯域反射防止膜９
が、青、緑及び赤の波長帯域で分光反射率特性が平坦な
特性であるため、入射角が大きくなって分光反射率特性
が短波長側にシフトしたときでも、反射率はほとんど低
下せずに、反射を防止することができる。

【００１８】次に、光の入射角が変化した場合での本発
明による広帯域反射防止膜９及び上記従来の特定波長反
射防止膜１０９での反射率の特性の計算結果を図５、図
６の（ａ）及び図６の（ｂ）に示す。尚、図５、図６の
（ａ）及び図６の（ｂ）に示す計算結果は、５５０nmの
波長λの光が、広帯域反射防止膜９及び上記従来の特定
波長反射防止膜１０９に入射した場合のものである。ま
た、図５の計算結果は、広帯域反射防止膜９及び特定波
長反射防止膜１０９の光学的膜厚が設計値通りにそれぞ
れ製膜された、１.０の場合のものである。図６の
（ａ）及び図６の（ｂ）の計算結果は、製膜時に物質の
屈折率変化や膜厚の制御などにより、光学的膜厚が設計
値からそれぞれ−６％及び＋６％厚く製膜された場合の
ものである。図５に示されるように、入射角が０度付近
では、実線１２で示す広帯域反射防止膜９の反射率より
も一点鎖線１３で示す特定波長反射防止膜１０９の反射
率の方が低いが、入射角が１５度以上から全反射する角
度までの範囲では、広帯域反射防止膜９の方が特定波長
反射防止膜１０９のものより低い。また、図６の（ａ）
及び図６の（ｂ）から明らかなように、一点鎖線１３ａ
及び１３ｂで示した特定波長反射防止膜１０９は、光学
的膜厚が変化すると入射角に対する反射率特性は大きく
変化して反射率が高くなる。これに対して、実線１２ａ
及び１２ｂで示した広帯域反射防止膜９は、光学的膜厚
が変化しても、反射率がほとんど変化しない。

【００１９】続いて、広帯域反射防止膜９を形成したレ
ンズの分光透過率特性の実測結果を図７の実線１４に示
す。また、上述の青、緑及び赤の特定波長反射防止膜１
０９を形成したレンズの分光透過率特性の実測結果を図
７の一点鎖線１５Ｂ、二点鎖線１５Ｇ及び破線１５Ｒに
示す。図４に示した分光反射率の計算結果では、特定波
長反射防止膜１０９を形成した従来方式のレンズの方が
最小の反射率が低いが、実際のレンズに製膜した実測値
では本発明の広帯域反射防止膜９を形成したレンズの方
が青、緑及び赤の波長帯域での反射率が各１％以下と小
さく、従来方式の特定波長反射防止膜１０９よりも低
い。特定波長反射防止膜１０９を形成する場合には、図
１１の３つの投写レンズ部１０３で、青、緑及び赤の発
光スペクトルに対応してそれぞれ異なる分光透過率特性
を有する特定波長反射防止膜１０９を形成する必要があ
る。これに対して、広帯域反射防止膜９を形成する場合
は、図１の３つの投写レンズ部３Ｒ、３Ｇ、３Ｂで全部
同一の広帯域反射防止膜９を設ければ足りる。その結
果、投写レンズ部３の生産性を向上することができ、投
写型表示装置１の製造コストを低減できる。

【００２０】上記のように、本実施例１の投写型表示装
置１では、投写レンズ部３の各プラスチックレンズ７
ａ、７ｂ、７ｄ及び７ｅに、入射角が大きくなっても反
射率が十分に低い特性をもつところの広帯域反射防止膜
９を形成することにより、光の不要な反射を防止し、フ
レアを十分に低減している。その結果、投写画像のコン
トラストを大幅に向上することができる。尚、上記の実
施例では全てのプラスチックレンズ７ａ、７ｂ、７ｄ及
び７ｅに広帯域反射防止膜９を形成した場合について説
明した。そのような実施例とは別に第１のプラスチック
レンズ７ａにのみ広帯域反射防止膜９を形成し、フレア
の発生を低減してもよい。というのは、陰極線管２Ｒ、
２Ｇ、２Ｂからの光はそれぞれ様々な方向に出射し、か
つ投写レンズ部３Ｒ、３Ｇ、３ＢのＦナンバーは約１.
０程度とそれぞれ小さいため、投写レンズ群７の各レン
ズ面に入射する光の入射角は大きいものとなる。特に、
第１のプラスチックレンズ７ａは、曲率半径が小さく、
かつ最も陰極線管側に配置されているので、そのレンズ
面に入射する光の入射角は、他のプラスチックレンズ７
ｂ、７ｄ及び７ｅに比べて大きい。それゆえ、第１のプ
ラスチックレンズ７ａにのみ広帯域反射防止膜９を形成
した場合でも、当該レンズ上に設けられた広帯域反射防
止膜９が、光の不要な反射を十分に防止することができ
るからである。

【００２１】実施例２ 本発明の実施例２である投写型表示装置について以下に
説明する。尚、実施例１との違いは、高屈折率膜９ｂ及
び９ｄを表１に示す二酸化ジルコニウム及び二酸化チタ
ニウムから二酸化セリウムで形成したことである。その
他の構成は、実施例１のものと同じであるので、その説
明は省略する。この実施例２である広帯域反射防止膜９
の具体的な材質及びその膜厚を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２に示した広帯域反射防止膜９を有する
投写型表示装置１のコントラストを測定した結果、従来
の特定波長反射防止膜１０９を有する投写型表示装置の
ものと比べて、コントラストを約３５％改善することが
できた。尚、コントラストの測定方法は、ＥＩＡＪ Ｃ
Ｐ−４１０１「投写形テレビジョン受信機試験方法」に
示された白バックコントラストを用いて行った。

【００２４】実施例３ 液晶パネルにより画像を形成する本発明の投写型表示装
置を、図８を参照して説明する。図８は、本発明の実施
例３である投写型表示装置の光学的配置を示す構成図で
ある。図８において、投写型表示装置１６は、光源１
７、光源１７からの放射光を集光する集光部１８、集光
部１８からの白色光を青、緑及び赤の色成分に分離する
色分離部２１、色分離部２１からの色光が照明され映像
信号に応じて画像を形成する３枚の同一の液晶パネル２
５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂ、３枚の液晶パネル２５Ｒ、２
５Ｇ及び２５Ｂからそれぞれ出射した色光を合成する色
合成部２６、及び液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂ
で形成した画像をスクリーン上に拡大投写する投写レン
ズ部３０を有する。また、液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及
び２５Ｂの光源１７側には、フィールドレンズ３１Ｒ、
３１Ｇ及び３１Ｂがそれぞれ配置されている。さらに、
液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂには、シリコン樹
脂で形成されたオプティカルカップリング部３２Ｒ、３
２Ｇ及び３２Ｂを介して、投写レンズ部３０のプラスチ
ックレンズ３０Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂが、それぞれ光学
的に結合されている。これらのプラスチックレンズ３０
Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂにはそれに対して液晶パネル２５
Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂと反対側の表面上に、実施例１に
示す広帯域反射防止膜９がそれぞれ形成されている。ま
た、これらのプラスチックレンズ３０Ｒ、３０Ｇ及び３
０Ｂの投写レンズ部３０側には、凹となる平凹レンズを
用いることにより、凹面で反射する光が液晶パネル２５
Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂの画像形成領域内にできるだけ入
射しないようにしている。

【００２５】メタルハライドランプ、キセノンランプな
どで構成された光源１７からの放射光は、凹面鏡１９と
コンデンサレンズ２０とで構成された集光部１８により
集光され、略平行光に変換される。そして、集光部１８
からの略平行な白色光は、色分離部２１に入射する。色
分離部２１は、赤色の光を反射する第１のダイクロイッ
クミラー２２、緑色の光を反射する第２のダイクロイッ
クミラー２３、及びミラー２４で構成されており、第
１、第２のダイクロイックミラー２２、２３により、上
記白色光を赤、緑及び青の各色の光に分離する。そし
て、赤、緑及び青の各色の光は、フィールドレンズ３１
Ｒ、３１Ｇ及び３１Ｂを透過し、高分子分散型の液晶パ
ネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂにそれぞれ入射する。こ
れらの液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂでは、画素
への印加電圧を映像信号に応じて制御することにより、
液晶が散乱状態もしくは透明状態となり、それぞれ赤、
緑及び青の画像を形成する。

【００２６】ここで、液晶パネルの動作原理を模式的に
示す図９の（ａ）及び図９の（ｂ）を用いて、例えば赤
色用の液晶パネル２５Ｒの概略構成と動作原理図を以下
に説明する。図９の（ａ）は電圧が印加されていない場
合での液晶パネル２５Ｒの状態を示す説明図であり、図
９の（ｂ）は電圧が印加されている場合での液晶パネル
２５Ｒの状態を示す説明図である。図９の（ａ）に示す
ように、アクティブマトリクス方式高分子分散型の液晶
パネル２５Ｒは、２枚のガラス基板３３、３４の間に、
液晶の小滴３７を分散させた高分子材料３６を封入して
いる。尚、高分子材料３６とガラス基板３３、３４との
間には、電源３９に接続された電極３５、３５’が設け
られている。液晶パネル２５Ｒに電圧が印加されていな
い場合には、小滴３７内の液晶分子３８がランダムに配
向しているため、液晶の小滴３７の平均的な屈折率と高
分子材料３６の屈折率とが異なる。そのため、入射した
赤の色光４０が散乱し、液晶パネル２５Ｒは散乱状態と
なる。液晶パネル２５Ｒに電圧が印加されている場合で
は、図９の（ｂ）に示すように、液晶分子３８が電界の
方向に配向し、入射光の方向の液晶分子３８の屈折率と
高分子材料３６の屈折率とが同程度なものになる。この
ため、入射した赤の色光４０は散乱せずに透過し、液晶
パネル２５Ｒは透明状態となる。このように、アクティ
ブマトリクス方式高分子分散型の液晶パネル２５Ｒで
は、スイッチングにより液晶が散乱状態及び透明状態の
変化を行い、液晶パネル２５Ｒ上に所望の画像を形成す
る。

【００２７】図８に戻って、液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ
及び２５Ｂを透過した赤、緑及び青の各色の光は、緑色
の光を反射する第３のダイクロイックミラー２７、青色
の光を反射する第４のダイクロイックミラー２８、及び
ミラー２９で構成された色合成部２６に入射する。この
色合成部２６において、赤、緑及び青の各色の光は、第
３、第４のダイクロイックミラー２７、２８により、所
定のカラー色に合成されて投写レンズ部３０に入射す
る。そして、投写レンズ部３０によりスクリーン１００
上に拡大投写される。

【００２８】上述したように、液晶パネル２５Ｒ、２５
Ｇ及び２５Ｂの投写レンズ部３０側のプラスチックレン
ズ３０Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂには、広帯域反射防止膜９
が形成されているので、実施例１に示したものと同様
に、フレアを十分に低減して、投写画像のコントラスト
を大幅に向上することができる。尚、液晶パネル２５
Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂに密着して配置する投写レンズ部
３０のレンズとして、上記プラスチックレンズ３０Ｒ、
３０Ｇ及び３０Ｂを用いている理由は、プラスチックレ
ンズが効果的な収差補正のための非球面形状の形成が容
易で、かつ軽量であるためである。また、３枚の液晶パ
ネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂの投写画像を重ね合わせ
るため、液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂ上の画像
を機械的に微動させる必要があるが、このための構成か
らも、液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂに密着して
配置するレンズは軽量であるプラスチックレンズが望ま
しい。

【００２９】また、液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５
Ｂで散乱した光が、液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５
Ｂのガラス基板と空気の境界面や液晶パネル２５Ｒ、２
５Ｇ及び２５Ｂに近接して配置したプラスチックレンズ
３０Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂの屈折面で不要な反射光とな
る。そして、その不要な反射光が、再び液晶パネル２５
Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂへ入射し２次的な散乱光を生じ
て、投写画像のコントラストを低下させようとする。こ
のような場合、大きい入射角でプラスチックレンズ３０
Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂの各レンズ面に光が入射するが、
プラスチックレンズ３０Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂに広帯域
反射防止膜９が形成されていることにより、入射した光
の不要な反射光が十分に低減し、コントラストを改善す
ることができる。尚、プラスチックレンズ３０Ｒ、３０
Ｇ及び３０Ｂと液晶パネル２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂと
をそれぞれ光学的に結合する場合、プラスチックレンズ
３０Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂの光軸と液晶パネル２５Ｒ、
２５Ｇ及び２５Ｂの画像形成領域の中心を精度よくそれ
ぞれ位置合わせする必要がある。しかし、精度よく位置
合わせすることが難しい場合には、片側凹面のプラスチ
ックレンズではなく、ポリメチルメタクリレイトなどの
光学樹脂により平面状に形成されたプラスチックプレー
トを用いてもよい。この場合には、平凹レンズの中心厚
よりプラスチックプレートを厚くすることにより、反射
光が液晶パネルの画像形成領域にできるだけ戻らないよ
うにする。

【００３０】実施例４ 本発明の実施例４である投写型表示装置を図１０を参照
して説明する。図１０は、本発明の実施例４である投写
型表示装置の光学的配置を示す構成図である。図１０に
おいて投写型表示装置４１は、光源１７、光源１７から
の放射光を集光する集光部１８、集光部１８からの白色
光が照明され映像信号に応じて画像を形成する液晶パネ
ル４３、及び液晶パネル４３で形成した画像をスクリー
ン上に拡大投写する投写レンズ部４４を有する。また、
液晶パネル４３の光源１７側には、フィールドレンズ４
２がそれぞれ配置されている。さらに、液晶パネル４３
には、シリコン樹脂で形成されたオプティカルカップリ
ング部４５を介して、投写レンズ部４４のプラスチック
レンズ４４ａが、光学的に結合されている。このプラス
チックレンズ４４ａには、液晶パネル４３と反対側の表
面上に、実施例１に示す広帯域反射防止膜９が形成され
ている。また、これらのプラスチックレンズ４４ａに
は、投写レンズ部４４側に凹となる平凹レンズを用いる
ことにより、凹面で反射する光が液晶パネル４３の画像
形成領域内にできるだけ入射しないようにしている。

【００３１】メタルハライドランプ、キセノンランプな
どで構成された光源１７からの放射光は、凹面鏡１９と
コンデンサレンズ２０とで構成された集光部１８により
集光され、略平行光に変換される。そして、集光部１８
からの略平行な白色光は、フィールドレンズ４２を介し
て、高分子分散型の液晶パネル４３に入射する。この液
晶パネル４３では、画素への印加電圧を映像信号に応じ
て制御することにより、液晶が散乱状態もしくは透明状
態となり、パネル上に画像を形成する。液晶パネル４３
を透過した光は、投写レンズ部４４のプラスチックレン
ズ４４ａに入射する。そして、投写レンズ部４４により
スクリーン１００上に拡大投写される。

【００３２】液晶パネル４３で散乱した光は、様々な方
向に出射する。この散乱した光が液晶パネル４３に近接
して配置したプラスチックレンズ４４ａの屈折面で不要
な反射光となって、再び液晶パネル４３へ入射し２次的
な散乱光を生じ、コントラストを低下させようとする。
しかしながら、このプラスチックレンズ４４ａに、入射
角が大きくなっても反射率が低い広帯域反射防止膜９が
形成されていることにより、プラスチックレンズ４４ａ
のレンズ面に様々な角度で入射した不要な反射光が十分
に低減し、コントラストを改善することができる。液晶
パネル４３上に緑、青及び赤のカラーフィルタを用いる
ことにより、カラー表示画像を投写する投写型表示装置
が構成される。

【００３３】以上のように、本発明の投写型表示装置で
は、投写レンズ部のプラスチックレンズに広帯域反射防
止膜を形成することにより、投写画像の輝度を低下する
ことなくフレアを低減し、かつ投写画像のコントラスト
を向上している。尚、陰極線管もしくは液晶パネルや光
源、投写レンズ部、透過型のスクリーンをキャビネット
の内部に組み込んで、背面投写方式の投写型表示装置を
構成できることは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、投写レンズ部のプラス
チックレンズに広帯域反射防止膜を形成することによ
り、陰極線管の蛍光面もしくは液晶パネル、投写レンズ
部の各レンズの屈折面での不要な反射光を低減し、投写
画像の輝度の低下を招くことなく、フレアを十分に低減
することができる。このため、投写型表示装置の画像の
コントラストを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１である投写型表示装置を示す
構成図。

【図２】図１に示した表示ユニットの主要部を示す部分
拡大断面図。

【図３】本発明の第１のプラスチックレンズ７ａの拡大
断面図。

【図４】分光反射率特性の計算結果を示すグラフ。

【図５】光の入射角の変化に対する反射率特性の計算結
果を示すグラフ。

【図６】光の入射角及び光学的膜厚の変化に対する反射
率特性の計算結果を示すグラフで、（ａ）は光学的膜厚
が設計値から−６％厚く製膜された場合のものであり、
（ｂ）は光学的膜厚が設計値から＋６％厚く製膜された
場合のものである。

【図７】分光透過率特性の実測結果を示すグラフ。

【図８】本発明の実施例３である投写型表示装置の光学
的配置を示す構成図。

【図９】高分子分散型の液晶パネルの概略構成とその動
作原理図 。

【図１０】本発明の実施例４である投写型表示装置の光
学的配置を示す構成図。

【図１１】従来の投写型表示装置の表示ユニットの基本
構成を示す構成図。

【符号の説明】

２Ｇ、２Ｒ、２Ｂ 陰極線管 ３Ｇ、３Ｒ、３Ｂ 、３０、４４ 投写レンズ部 ７ 投写レンズ群 ７ａ、７ｂ、７ｄ、７ｅ、３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ、４
４ａ プラスチックレンズ ９ 広帯域反射防止膜 ９ａ、９ｃ、９ｅ 低屈折率膜 ９ｂ、９ｄ 高屈折率膜 ２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ、４３ 液晶パネル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号に応じてそれぞれ画像を形成す
   る少なくとも１つの画像形成手段と、 少なくとも１つの画像形成手段にそれぞれ対応して設け
   られたレンズ群で各レンズ群がさらに複数のプラスチッ
   クレンズを有し前記画像形成手段により形成した画像を
   スクリーン上に投写する投写手段とを備えた投写型表示
   装置において、 前記各プラスチックレンズにそれぞれ青、緑及び赤の波
   長帯域で反射光を防止する広帯域反射防止膜を形成した
   ことを特徴とする投写型表示装置。
2. 【請求項２】 前記複数のプラスチックレンズのうち、
   前記画像形成手段に最も隣接して配置されたプラスチッ
   クレンズにのみ前記広帯域反射防止膜を形成したことを
   特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
3. 【請求項３】 前記広帯域反射防止膜が、前記プラスチ
   ックレンズの表面上に３つの低屈折率膜と２つの高屈折
   率膜とを交互に積層した５層構造であることを特徴とす
   る請求項１に記載の投写型表示装置。
4. 【請求項４】 前記３つの低屈折率膜を二酸化珪素で形
   成し、前記２つの高屈折率膜の一方を二酸化チタニウム
   で他方を二酸化ジルコニウムで形成したことを特徴とす
   る請求項３に記載の投写型表示装置。
5. 【請求項５】 前記３つの低屈折率膜を二酸化珪素で形
   成し、前記２つの高屈折率膜を二酸化セリウムで形成し
   たことを特徴とする請求項３に記載の投写型表示装置。