JPH0510657B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、プロジエクシヨンテレビ用の背面投
影式のスクリーンに関するものである。 （従来の技術） ビデオプロジエクシヨンテレビのような背面投
影装置は、原理的には第１図に示すように、
CRT等からの光源Ｐから出射する光を適宜レン
ズ系Ｌによつて拡大し、スクリーンＳの背面側か
ら投影し、このスクリーンＳの反対面より観察す
るようになつている。ところが、このように光源
ＰからスクリーンＳまでの距離を長くすると、投
影装置が大型になるため、実際には第２図Ａ，
Ｂ，Ｃに示すように１ないし３枚のミラーＭを組
合せ、一旦反射させてから投影する方式が採用さ
れている。しかしながら、同図Ａの方式では装置
の高さが大きくなり、またＢ，Ｃにおいても高
さ、奥行の点で小型化したとはいいきれない面が
あつた。 またこのような投影装置に用いられるスクリー
ンには、入射側にサーキユラーフレネルレンズを
設け、これによつてスクリーンの隅々まで明るく
見えるような手段が施されているものが多いが、
このサーキユラーフレネルレンズは、第３図に示
すように、レンズ面イが非レンズ面ロを介して連
続しているため、斜線で示した非レンズ面ロへの
入射光が集光せずにフレネルの効率を低下させ、
また解像力に悪影響を及ぼす難点がある。この点
を防ぐために、フレネルレンズのレンズ面を逆に
向けて平坦な面から入射させ、他のレンチキユラ
ーレンズと組合せることが一部で行なわれている
が、このように２枚構成のスクリーンとすること
は、単に組立てが煩雑となるばかりでなく、２枚
間の光のフレアで画面がぼけ、また光の利用効率
も低下するきらいがあつた。 また投影装置の奥行を小さくすることのできる
スクリーン装置として、特開昭58−57120号公報
や特開昭59−9649号公報が知られており、スクリ
ーンに対して斜め方向から入射させて、投影系の
奥行を小さくすることが提案されているが、これ
らはレンズの屈折を利用しているため、入射角度
を大きくすることに限界があつた。 このような点を改善するため、本発明者等は背
面側から光を急角度で入射させて像を観察するス
クリーンであつて、この入射面に平行な多数のプ
リズム群を設けると共に、該プリズム群を構成す
る個々のプリズムに全反射面を設け、入射した光
が全反射面で全反射して観察側に出射するように
構成した背面投影スクリーンについて既に提案し
ている（特願昭59−29964号（特開昭60−173533
号）および特願昭60−47936号（特開昭61−
208041号））。 （発明が解決しようとする問題点） 上記の我々の提案により奥行きおよび高さ方向
の寸法を小さくして装置を小型化し、しかも解像
力を低下させない明るいスクリーンを提供できる
ようになつたが、プリズム面が水平方向に延びて
いるため、プロジエクター画像の走査線と微小角
度で交差し、観察する映像に悪影響を及ぼすモア
レ現象が生じることがわかつた。 このようなモアレ現象を軽減させる一つの方法
としては、スクリーン板に多量の拡散剤を混入し
たり、板表面に微細な凹凸を多数形成し、解像
力、コントラストを低下させることにより軽減さ
せる方法が考えられるが、根本的にスクリーン性
能を低下させることになり、必ずしも十分とはい
えない面がある。 そこで本発明においては、モアレ現象を軽減さ
せるべく検討した結果、モアレの強弱が走査線と
プリズムとのピツチの比に関係があることを見出
し本発明を完成したものである。 （問題点を解決するための手段） すなわち本発明の要旨とするところは、背面側
から光をを急角度で入射させて像を観察するプロ
ジエクシヨンテレビ用スクリーンであつて、この
入射面には直線状または円弧状に延びる多数のプ
リズム群が形成されていると共に、このプリズム
群を構成する個々のプリズムには、入射した光が
全反射面で全反射して観察側に出射するような全
反射面が形成されており、しかも投影するプロジ
エクシヨンテレビの走査線のピツチを１としたと
き、上記プリズム群のピツチをＮ＋0.35〜0.45ま
たはＮ＋0.55〜0.65あるいは１／Ｎ＋0.35〜0.45
または１／Ｎ＋0.55〜0.65（ただし、Ｎは１〜12
の整数）の範囲にしたことを特徴とするプロジエ
クシヨンテレビ用スクリーンにある。 以下本発明を実施例の図面に従つて説明する。 第４図は本発明のスクリーンの基本的な構成を
説明するための概略図で、ＰがCRT等の光源、
Ｌがピツチ系、Ｓが背面投影スクリーンであり、
光源Ｐからの光は背面投影スクリーンＳ背面に急
角度に入射するようになつている。ここでスクリ
ーンＳに入射するときの角度θは、概ね40〜75゜
である。このときの光源ＰからスクリーンＳまで
の距離ｌは従来の方式と同じであるが、斜め下方
に光源Ｐが位置するため、奥行き方向の距離l′は l′＝lcosθ となりｌに比べてきわめて小さくすることができ
る。 しかしながらこれでは高さが必ずしも小さいと
はいえないため、実際には第５図Ａのように１枚
のミラーM₁を用いることにより、高さを小さく
し奥行き方向の長さも小さくすることが望まし
い。また一層高さを小さくし全体的に小型化する
ためには、第５図Ｂの如く２枚のミラーM₂，M₃
を組合せ、光源ＰをスクリーンＳと第１のミラー
M₂の間に配置して、２度反射させた後に投影さ
せるとよい。 第６図は本発明のスクリーンの一部を示すもの
で、この例においてはスクリーンの背面側に同一
形状からなるプリズム群を多数設けている。すな
わちこのプリズム群は直線状または円弧状に延び
て配列されたプリズム１の多数より構成されてお
り、しかも個々のプリズム１は入射した光が全反
射面で全入射して観察側に出射するような全反射
面１Ａと、この入射面に相当する対面１Ｂとで構
成されている。全反射した光は観察側の透過部１
Ｃの部分を透過して出射するようになるので、非
透過部１Ｄは光が透過しないこととなり、プリズ
ムのピツチ毎にこれが繰り返えされることとな
る。したがつて、この現象とプロジエクシヨンテ
レビの走査線との相関でモアレを発生することと
なる。 そこで本発明においては、投影するプロジエク
シヨンテレビの走査線のピツチを１としたとき、
スクリーンのプリズム群のピツチをＮ＋0.35〜
0.45またはＮ＋0.55〜0.65あるいは１／Ｎ＋0.35
〜0.45または１／Ｎ＋0.55〜0.65（ただし、Ｎは１
〜12の整数）の範囲にしたことを特徴とするもの
である。この場合、走査線のピツチとプリズムの
ピツチを１：１としたとき特に激しいモアレ現象
が生じ、これを１：1.5または１：１／1.5とした
ときも細かいモアレが消えない。比を１：1.5ま
たは１：１／1.5のときにモアレが消えないのは、
１つおきに１：１の比が形成されるからであると
みられる。本発明者の検討によれば、モアレの発
生は１：約1.4または１：約1.6の比のときにきわ
めて軽くなることを見出し、これに基づいて本発
明の範囲を定めたものである。 本発明のスクリーンは、プリズム群の配列が水
平方向に限られず、プリズムの配列を第７図の如
く円弧状に構成した場合も含まれる。 すなわち、投影用のCRT等の光源をＰ、スク
リーンＳを含む平面Ｆ上での円弧の中心をＯとし
たとき、この線分OPが上記平面Ｆに対して垂直
にすると、同一円弧上の各点はすべて光源Ｐから
等距離になるため、この円弧上のプリズム１の断
面を等しくすることにより、プリズム断面上での
出射角が等しくなり、設計が容易になるばかりで
なく、上下方向の光の規制に対して左右方向の光
も規制してバランスのよいスクリーンＳが実現で
きる。 いま光源Ｐの位置が、第７図に示すようにスク
リーンＳの後方ｘ、スクリーンＳの中心から下方
ｙであるとし、スクリーンＳの中心を通る垂直軸
上の中心からｒ（上向きに正）の点でのプリズム
の頂角をθ₁、プリズム入射面の傾きθ₂とすると
（第８図参照）、平行出射の場合のθ₂は次式で求
めることができる（ｎは基材の屈折率）。 プリズム１の断面形状を上記式で表わされる
形状にすると、スクリーンＳ面から出射する光線
はすべてスクリーンＳに対して垂直な平行光とな
る。これにより、従来のフレネルレンズを備えた
スクリーンに比べて、よりコンパクトでしかも均
一な明るさのスクリーンが入手できる。 第９図ないし第１４図は、本発明の実施例の部
分を示すもので、第９図は最も基本的な背面投影
スクリーンであり、投影側いは全反射面を有する
反射面１Ａと入射面１Ｂとを備えたプリズム１の
多数が形成されている。第１０図は上記第９図の
例における観察側に垂直方向に延びるレンチキユ
ラーレンズ面１Ｅを形成したもので、このレンチ
キユラーレンズ面１Ｅにより水平方向の光拡散性
を付与したものである。また第１１図および第１
２図は同様に投影側に、全反射面１F₁，１G₁を
備えたレンチキユラーレンズ面１Ｆ，１Ｇを形成
したもので、これにより一層大きな水平方向の光
拡散性すなわち視野角度が得られる。なお、第１
１図および第１２図における全反射面を有するレ
ンチキユラーレンズ面１Ｆ，１Ｇの構成および作
用については、同一出願人の特願昭56−51194号
（特開昭57−165830号）、特願昭56−90544号（特
開昭57−205727号）、特願昭56−91896号（特開昭
57−207235号）、特願昭56−212584号（特開昭58
−114026号）、特願昭57−29178号（特開昭58−
145933号）、特願昭57−59389号（特開昭58−
176628号）に詳述されているので、ここでの説明
は省略する。 第１３図および第１４図は、第９図の背面投影
スクリーンの観察側にさらに別体のシート２を組
合せた例を示すもので、第１３図は投影側に水平
方向に延びるレンチキユラーレンズ面２Ａが、ま
た観察側に第１２図と同様な全反射面２B₁を有
する垂直方向のレンチキユラーレンズ面２Ｂが形
成された別体のシート２を組合せており、これに
よつて水平および垂直方向の光拡散性をも付与し
た背面投影スクリーンとすることができる。また
第１４図は投影側に垂直方向に延びるレンチキユ
ラーレンズ面２Ｃが、また観察側に凹状のレンチ
キユラーレンズ面２Ｄと外光吸収層２Ｅとが形成
された別体のシート２を組合せたもので、これに
よつて水平方向の光拡散性とコントラストを向上
させることが可能となる。 なお、上記の実施例では、プリズム１群を水平
方向に延びるように連設しているがこれを90゜変
換して垂直方向に延びるように構成してもよい。
勿論この場合はプロジエクターは横方向に設置す
ることとなる。 本発明のスクリーンは、斜め後方から像を投影
することとなるため、スクリーンの像に歪が生
じ、しかも像のボケを招くこととなるが、これら
は次の投影系の措置により解決できる。すなわち
像の歪については、各部の歪量を想定してCRT
の電気回路で補正すればよい。また像のボケは、
レンズ系からスクリーンまでの距離の差によつて
生じるため、CRTからレンズ系に入射する像を、
光軸に対して一定角度をもたせ、スクリーン上に
等しい焦点距離となるようにすればよい。 なお本発明のスクリーンに使用する素材として
は、アクリル樹脂が最も適しているが、これは光
学特性及び成形加工性の点からアクリル樹脂が特
に優れているからである。しかし、これに換えて
塩化ビニール樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレ
フイン系樹脂、スチレン系樹脂等を用いることも
でき、これらの合成樹脂材料を用いるときは、押
出し成形、加熱プレスあるいは射出成形によつ
て、本発明に係るスクリーンを製作することがで
きる。 また本発明のスクリーンを構成する基材あるい
は別体のシートに、光拡散性を一層向上させるた
めの光拡散手段を講じるとよい。この光拡散手段
としては、基材を構成する合成樹脂、例えばアク
リル樹脂にSiO₂，CaCO₃，Al₂O₃，TiO₃，
BaSO₄，ZnO，Al（OH）₃，ガラス微粉末あるい
は有機拡散剤等の液状合成樹脂媒体に融解または
化学変化をしない拡散物質の１種または２種以上
の添加物を媒体中に一様に混入分散分布するか、
またはこれらの拡散物質を含む層を形成するとよ
い。また投影側の面および／または観察側の面に
微細なマツト面を形成することも有効である。こ
のように光拡散性を付与する手段を講ずると、ス
クリーンの水平方向と垂直方向の拡散性が補わ
れ、均一性を高めることができることとなる。 （実施例） メタクリル樹脂板を製造するに際し、酸化ケイ
素を光拡散剤として均一に混入させて基材となる
樹脂板を製作した。そして、この樹脂板の一方に
本発明のプリズム型他方の面に鏡面板を当てがい
加熱（約150〜200℃）したのち加圧（40〜60Kg／
cm²）として１２図に示すような１枚構成のスクリ
ーンを７（本発明品４点比較品３点）種類作成し
た。その試料にモアレの発生の状況を観察したと
ころ第１表の通りであつた。

【表】

【表】 なお上記の実施例においては走査線ピツチより
プリズムユニツトピツチの方が小さい組合せにつ
いて説明したが、逆の比でも同様の結果となるこ
とを確認している。 （発明の効果） 本発明は以上詳述した如き構成からなるもので
あり、スクリーン後方に急角度で入射した光をプ
リズムの形状と全反射の作用により効率よく観察
面に均一に出射させることができるため、本発明
によるスクリーンを採用するときは光源となるプ
ロジエクターの相対位置を斜め後方に位置させ、
投影装置全体を小型化することができ、しかも均
一で明るい背面投影スクリーンを簡便に提供しう
る利点があり、なおかつ画像に有害なモアレ現象
を最小限にとどめることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は従来のスクリーンに対す
るプロジエクターからの光路の説明図、第３図は
従来の背面投影スクリーンに用いられるフレネル
レンズの部分側面図、第４図および第５図は本発
明のスクリーンを用いた場合のプロジエクターか
らの光路の説明図、第６図は本発明のスクリーン
の光の進行状態を示す部分的な側面図、第７図は
プリズムの配列が円弧状となつているスクリーン
の説明図、第８図は第７図のスクリーンの部分拡
大図、第９図ないし第１４図は本発明の実施例を
示す部分的な斜視図である。 Ｓ……スクリーン、Ｐ……CRT、Ｌ……レン
ズ系、M₁，M₂，M₃……ミラー、１……プリズ
ム、１Ａ……反射面、１Ｂ……入射面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 背面側から光を急角度で入射させて像を観察
   するプロジエクシヨンテレビ用スクリーンであつ
   て、この入射面には直線状または円弧状に延びる
   多数のプリズム群が形成されていると共に、この
   プリズム群を構成する個々のプリズムには、入射
   した光が全反射面で全反射して観察側に出射する
   ような全反射面が形成されており、しかも投影す
   るプロジエクシヨンテレビの走査線のピツチを１
   としたとき、上記プリズム群のピツチをＮ＋0.35
   〜0.45またはＮ＋0.55〜0.65あるいは１／Ｎ＋
   0.35〜0.45または１／Ｎ＋0.55〜0.65（ただし、Ｎ
   は１〜12の整数）の範囲にしたことを特徴とする
   プロジエクシヨンテレビ用スクリーン。 ２ 観察側に垂直方向に延びるレンチキユラーレ
   ンズ面を形成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のプロジエクシヨンテレビ用スクリ
   ーン。 ３ 全反射面を備えたレンチキユラーレンズ面を
   形成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載のプロジエクシヨンテレビ用スクリーン。 ４ 観察側にサーキユラーフレネルレンズを形成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項記載のプロジエクシヨンテレビ
   用スクリーン。 ５ スクリーンを構成する基材に光拡散手段を施
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２、第３項または第４項記載のプロジエクシヨン
   テレビ用スクリーン。 ６ レンチキユラーレンズ面を有する別体のシー
   トとを組合せたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項、第４項または第５項記
   載のプロジエクシヨンテレビ用スクリーン。 ７ 別体のシートに光拡散手段を施したことを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載のプロジエク
   シヨンテレビ用スクリーン。