JP3655970B2 - 透過型スクリーン - Google Patents
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- G03B21/62—Translucent screens
- G03B21/625—Lenticular translucent screens
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、背面投射型テレビジョン等に用いる透過型スクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の透過型スクリーンは、外光によるコントラストの低下を防ぐために、レンチキュラーレンズの出光側に光吸収部（ブラックストライプ）を設けたものが使用されている。
また、前面に光吸収用の染料又は顔料を添加した光透過性の平板を配置するものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の透過型スクリーンは、解像度を向上させるために、レンチキュラーレンズのピッチを細かくすると、光吸収部を形成することが困難になるという問題があった。
また、通常ピッチの透過型スクリーンであっても、外光によるコントラストの低下は問題となっており、高コントラストのものが渇望されている。
さらに、投射距離が短くなったために、特に拡散の狭い上下方向において輝度斑が発生し、帯状の高輝度部分（ホットバンド）がでるという問題があった。
【０００４】
本発明は、コントラストを飛躍的に高めると共に、ホットバンドも押さえることを可能にした透過型スクリーンを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、最も観察側のシートの光源側の面に、連続プリズム形状の第１のプリズムレンズを設け、前記第１のプリズムレンズは、シート面を底面とする三角柱プリズムが配列されており、前記底面となす角度がそれぞれ約９０°，５°〜４０°の急斜面と緩斜面とを備え、観察側の面から入射した上方から下方に向かう４５°の外光は、前記第１のプリズムレンズの部分で全反射し、さらに、観察側の平面の内側で全反射し、これを繰り返すこと、を特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第１のプリズムレンズは、垂直方向に光を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第１のプリズムレンズは、前記緩斜面が上方を向いて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第１のプリズムレンズは、前記緩斜面が上方ほど急であり、下方ほど緩やかであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記最も観察側のシートの観察側の面に、連続プリズム形状の第２のプリズムレンズを設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第２のプリズムレンズは、シート面を底面とする三角柱プリズムが配列されており、前記底面となす角度がそれぞれ約９０°，５°〜４０°の急斜面と緩斜面とを備え、前記緩斜面が下方を向いて配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第２のプリズムレンズの緩斜面は、前記第１のプリズムレンズの緩斜面よりも、角度が小さいことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記最も観察側のシートは、光を吸収する染料又は顔料が添加されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記最も観察側のシートは、観察側の面に反射防止コートが施されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による透過型スクリーンの第１実施形態を示す図、図２は、第１実施形態に係る透過型スクリーンの外光光路を示す図である。
第１実施形態の透過型スクリーンは、観察側から、外光減衰前板１０と、レンチキュラーレンズシート２０と、フレネルレンズシート３０とが配置されたものである。
【００１６】
外光減衰前板１０は、観察側が平面であり、垂直方向に光を制御するために、光源側に連続プリズム形状の第１のプリズムレンズ１１が設けられている。第１のプリズムレンズ１１は、上側を向いた５°〜４０°（この実施形態では１２°に設定してある）の緩斜面１１と、下側を向いた９０°の急斜面１２を備えた単位三角柱プリズムがピッチ０．１ｍｍで連続して配置されている。
【００１７】
外光減衰前板１０は、前面における鏡面反射を抑えるために、反射防止コートが施されており、内部には、光吸収用の染料又は顔料が含まれている。
【００１８】
レンチキュラーレンズシート２０は、光吸収部はなく、光吸収剤が添加されている。また、フレネルレンズシート３０は、外光減衰前板１０による光軸の下方へのシフトを打ち消すように、その光学的中心が５０ｍｍ上方にシフトして配置されている。
【００１９】
本実施形態では、４５°上方から入射した外光Ａを、観察側の外光減衰前板１０にトラップすることによって、拡散機能をもつレンチキュラーレンズシート２０への外光の入射を抑えている。
具体的には、図２に示すように、観察側の平面１０ａから入射した外光は、光源側のプリズムレンズ１１の部分で全反射し、さらに今度は、観察側の平面１０ａの内側で全反射し、これを繰り返す。このときに、この外光減衰前板１０は、光吸収用の染料又は顔料を含んでいるので、その光が滅衰してしまう。
【００２０】
この実施形態の場合には、上方４５°からの外光は、外光減衰前板１０によって、レンチキュラーレンズシート２０ヘの入光量が１／５以下となり、コントラストが非常に向上した。
【００２１】
（第２実施形態）
図３は、本発明による透過型スクリーンの第２実施形態を示す図である。
なお、以下に説明する各実施形態では、第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００２２】
第２実施形態では、外光減衰前板１０Ａは、観察側に、第２のプリズムレンズ１４を備えている。第２のプリズムレンズ１４は、それぞれ下側を向いた５°〜４０°（この実施形態では１０°に設定してある）の緩斜面１５と、上側を向いた９０°の急斜面１６とを備えている。
また、光源側の第１のプリズムレンズ１１は、上側を向いた２０°の緩斜面１２と、下側を向いた９０°の急斜面１３を備えている。
緩斜面１５の角度を、緩斜面１２の角度よりも小さくする理由は、上方より入射する外光を緩斜面１２で全反射させるためである。
【００２３】
第２の実施形態によれば、第２のプリズムレンズ１４を設けたので、前面での鏡面反射についても、軽減することができる。
【００２４】
（第３実施形態）
図４は、本発明による透過型スクリーンの第３実施形態を示す図である。
第３実施形態の外光減衰前板１０Ｂは、光源側にプリズムレンズ１１Ｂが設けられている。プリズムレンズ１１Ｂは、最上部の緩斜面が１８°、最下部の緩斜面が６°の角度を持ち、そのピッチが０．１ｍｍの連続プリズム形状を付与したものである。
【００２５】
第３実施形態によれば、第２のプリズムレンズ１４の緩斜面１２Ｂが上部１２Ｂ−１で急になり、下部１２Ｂ−２で緩やかになっており、垂直方向に光軸を集光させることができるので、ホットバンドについても軽減することが可能となった。
【００２６】
（他の実施形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
本発明による透過型スクリーンは、透過型テレビジョンのみでなく、あらゆるタイプのディスプレーにも使用可能であり、外光によるコントラストの低下を防ぐことが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、最も観察側のシートの光源側に、垂直方向に光を制御する第１のプリズムレンズを設けたので、外光によるコントラストの低下を防止することができ、ファインピッチのスクリーンであっても、高コントラストな映像を観察することが可能となる。
特に、観察側のシートで外光を吸収し、コントラストを飛躍的に高めることが可能になった。
また、上下方向に光軸を集光させることによって、ホットバンドを抑えることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による透過型スクリーンの第１実施形態を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る透過型スクリーンの外光光路を示す図である。
【図３】本発明による透過型スクリーンの第２実施形態を示す図である。
【図４】本発明による透過型スクリーンの第３実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ 外光減衰前板
１１ 第１のプリズムレンズ
１４ 第２のプリズムレンズ
２０ レンチキュラーレンズシート
３０ フレネルレンズシート
【発明の属する技術分野】
この発明は、背面投射型テレビジョン等に用いる透過型スクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の透過型スクリーンは、外光によるコントラストの低下を防ぐために、レンチキュラーレンズの出光側に光吸収部（ブラックストライプ）を設けたものが使用されている。
また、前面に光吸収用の染料又は顔料を添加した光透過性の平板を配置するものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の透過型スクリーンは、解像度を向上させるために、レンチキュラーレンズのピッチを細かくすると、光吸収部を形成することが困難になるという問題があった。
また、通常ピッチの透過型スクリーンであっても、外光によるコントラストの低下は問題となっており、高コントラストのものが渇望されている。
さらに、投射距離が短くなったために、特に拡散の狭い上下方向において輝度斑が発生し、帯状の高輝度部分（ホットバンド）がでるという問題があった。
【０００４】
本発明は、コントラストを飛躍的に高めると共に、ホットバンドも押さえることを可能にした透過型スクリーンを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、最も観察側のシートの光源側の面に、連続プリズム形状の第１のプリズムレンズを設け、前記第１のプリズムレンズは、シート面を底面とする三角柱プリズムが配列されており、前記底面となす角度がそれぞれ約９０°，５°〜４０°の急斜面と緩斜面とを備え、観察側の面から入射した上方から下方に向かう４５°の外光は、前記第１のプリズムレンズの部分で全反射し、さらに、観察側の平面の内側で全反射し、これを繰り返すこと、を特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第１のプリズムレンズは、垂直方向に光を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第１のプリズムレンズは、前記緩斜面が上方を向いて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第１のプリズムレンズは、前記緩斜面が上方ほど急であり、下方ほど緩やかであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記最も観察側のシートの観察側の面に、連続プリズム形状の第２のプリズムレンズを設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第２のプリズムレンズは、シート面を底面とする三角柱プリズムが配列されており、前記底面となす角度がそれぞれ約９０°，５°〜４０°の急斜面と緩斜面とを備え、前記緩斜面が下方を向いて配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記第２のプリズムレンズの緩斜面は、前記第１のプリズムレンズの緩斜面よりも、角度が小さいことを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記最も観察側のシートは、光を吸収する染料又は顔料が添加されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、前記最も観察側のシートは、観察側の面に反射防止コートが施されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明による透過型スクリーンの第１実施形態を示す図、図２は、第１実施形態に係る透過型スクリーンの外光光路を示す図である。
第１実施形態の透過型スクリーンは、観察側から、外光減衰前板１０と、レンチキュラーレンズシート２０と、フレネルレンズシート３０とが配置されたものである。
【００１６】
外光減衰前板１０は、観察側が平面であり、垂直方向に光を制御するために、光源側に連続プリズム形状の第１のプリズムレンズ１１が設けられている。第１のプリズムレンズ１１は、上側を向いた５°〜４０°（この実施形態では１２°に設定してある）の緩斜面１１と、下側を向いた９０°の急斜面１２を備えた単位三角柱プリズムがピッチ０．１ｍｍで連続して配置されている。
【００１７】
外光減衰前板１０は、前面における鏡面反射を抑えるために、反射防止コートが施されており、内部には、光吸収用の染料又は顔料が含まれている。
【００１８】
レンチキュラーレンズシート２０は、光吸収部はなく、光吸収剤が添加されている。また、フレネルレンズシート３０は、外光減衰前板１０による光軸の下方へのシフトを打ち消すように、その光学的中心が５０ｍｍ上方にシフトして配置されている。
【００１９】
本実施形態では、４５°上方から入射した外光Ａを、観察側の外光減衰前板１０にトラップすることによって、拡散機能をもつレンチキュラーレンズシート２０への外光の入射を抑えている。
具体的には、図２に示すように、観察側の平面１０ａから入射した外光は、光源側のプリズムレンズ１１の部分で全反射し、さらに今度は、観察側の平面１０ａの内側で全反射し、これを繰り返す。このときに、この外光減衰前板１０は、光吸収用の染料又は顔料を含んでいるので、その光が滅衰してしまう。
【００２０】
この実施形態の場合には、上方４５°からの外光は、外光減衰前板１０によって、レンチキュラーレンズシート２０ヘの入光量が１／５以下となり、コントラストが非常に向上した。
【００２１】
（第２実施形態）
図３は、本発明による透過型スクリーンの第２実施形態を示す図である。
なお、以下に説明する各実施形態では、第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００２２】
第２実施形態では、外光減衰前板１０Ａは、観察側に、第２のプリズムレンズ１４を備えている。第２のプリズムレンズ１４は、それぞれ下側を向いた５°〜４０°（この実施形態では１０°に設定してある）の緩斜面１５と、上側を向いた９０°の急斜面１６とを備えている。
また、光源側の第１のプリズムレンズ１１は、上側を向いた２０°の緩斜面１２と、下側を向いた９０°の急斜面１３を備えている。
緩斜面１５の角度を、緩斜面１２の角度よりも小さくする理由は、上方より入射する外光を緩斜面１２で全反射させるためである。
【００２３】
第２の実施形態によれば、第２のプリズムレンズ１４を設けたので、前面での鏡面反射についても、軽減することができる。
【００２４】
（第３実施形態）
図４は、本発明による透過型スクリーンの第３実施形態を示す図である。
第３実施形態の外光減衰前板１０Ｂは、光源側にプリズムレンズ１１Ｂが設けられている。プリズムレンズ１１Ｂは、最上部の緩斜面が１８°、最下部の緩斜面が６°の角度を持ち、そのピッチが０．１ｍｍの連続プリズム形状を付与したものである。
【００２５】
第３実施形態によれば、第２のプリズムレンズ１４の緩斜面１２Ｂが上部１２Ｂ−１で急になり、下部１２Ｂ−２で緩やかになっており、垂直方向に光軸を集光させることができるので、ホットバンドについても軽減することが可能となった。
【００２６】
（他の実施形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
本発明による透過型スクリーンは、透過型テレビジョンのみでなく、あらゆるタイプのディスプレーにも使用可能であり、外光によるコントラストの低下を防ぐことが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、最も観察側のシートの光源側に、垂直方向に光を制御する第１のプリズムレンズを設けたので、外光によるコントラストの低下を防止することができ、ファインピッチのスクリーンであっても、高コントラストな映像を観察することが可能となる。
特に、観察側のシートで外光を吸収し、コントラストを飛躍的に高めることが可能になった。
また、上下方向に光軸を集光させることによって、ホットバンドを抑えることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による透過型スクリーンの第１実施形態を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る透過型スクリーンの外光光路を示す図である。
【図３】本発明による透過型スクリーンの第２実施形態を示す図である。
【図４】本発明による透過型スクリーンの第３実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ 外光減衰前板
１１ 第１のプリズムレンズ
１４ 第２のプリズムレンズ
２０ レンチキュラーレンズシート
３０ フレネルレンズシート
Claims (9)
- 最も観察側のシートの光源側の面に、連続プリズム形状の第１のプリズムレンズを設け、
前記第１のプリズムレンズは、シート面を底面とする三角柱プリズムが配列されており、前記底面となす角度がそれぞれ約９０°，５°〜４０°の急斜面と緩斜面とを備え、観察側の面から入射した上方から下方に向かう４５°の外光は、前記第１のプリズムレンズの部分で全反射し、さらに、観察側の平面の内側で全反射し、これを繰り返すこと、
を特徴とする透過型スクリーン。 - 請求項１に記載された透過型スクリーンにおいて、
前記第１のプリズムレンズは、垂直方向に光を制御すること
を特徴とする透過型スクリーン。 - 請求項１又は請求項２に記載された透過型スクリーンにおいて、
前記第１のプリズムレンズは、前記緩斜面が上方を向いて配置されていること
を特徴とする透過型スクリーン。 - 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、
前記第１のプリズムレンズは、前記緩斜面が上方ほど急であり、下方ほど緩やかであること
を特徴とする透過型スクリーン。 - 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、
前記最も観察側のシートの観察側の面に、連続プリズム形状の第２のプリズムレンズを設けたこと
を特徴とする透過型スクリーン。 - 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、
前記第２のプリズムレンズは、シート面を底面とする三角柱プリズムが配列されており、前記底面となす角度がそれぞれ約９０°，５°〜４０°の急斜面と緩斜面とを備え、前記緩斜面が下方を向いて配置されていること
を特徴とする透過型スクリーン。 - 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、
前記第２のプリズムレンズの緩斜面は、前記第１のプリズムレンズの緩斜面よりも、角度が小さいこと
を特徴とする透過型スクリーン。 - 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、
前記最も観察側のシートは、光を吸収する染料又は顔料が添加されていること
を特徴とする透過型スクリーン。 - 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された透過型スクリーンにおいて、
前記最も観察側のシートは、観察側の面に反射防止コートが施されていること
を特徴とする透過型スクリーン。
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| JP19869196A JP3655970B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 透過型スクリーン |
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