JPH0719029B2 - 投写用スクリ−ン - Google Patents

投写用スクリ−ン

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JPH0719029B2
JPH0719029B2 JP56158062A JP15806281A JPH0719029B2 JP H0719029 B2 JPH0719029 B2 JP H0719029B2 JP 56158062 A JP56158062 A JP 56158062A JP 15806281 A JP15806281 A JP 15806281A JP H0719029 B2 JPH0719029 B2 JP H0719029B2
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JP
Japan
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projection
screen
lenticular lens
lenticular
incident
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JP56158062A
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正規 荻野
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/60Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62Translucent screens
    • G03B21/625Lenticular translucent screens

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リヤプロジェクションTVに好適な投写用スク
リーンに関する。
第1図にリヤプロジェクションTVの光学系の基本構成を
示す。同図で、1a,1b,1cはCRT、2a,2b,2cは投写用レン
ズである。また、3はスクリーンであり、アクリル材で
構成される。
第2図は、従来技術におけるスクリーン3の水平断面構
造を示す。4はフレネル面であり、その作用はレンズ2a
〜2cからスクリーン3の周辺へ発散する入力光をほぼ平
行な出力光に屈折収束することにある。但し、従来の実
施例においては、フレネルレンズ面は同図のように出射
面側に設けず、入射面側に設けられていた。しかしその
場合、周辺部の入射光がフレネルレンズの垂直断面図で
けられるという欠点があった。これを改良するために同
図ではフレネルレンズ面を出射面に形成した構成を示し
てある。5はレンチキュラーレンズ面で、レンチキュラ
ーシート7aから出ていく光をミクロに約±45°の方向へ
と発散させ、斜め方向から画面を観視しても、正常な画
像がスクリーン上に映出されて見えるようにするための
ものである。6はレンチキユラーシート7aの出力面に、
レンチキュラーレンズ面5の凹部と対向して形成されて
いる黒色細条面であって、外光照明等に対するスクリー
ン面の反射率を下げて、コントラストの向上を図るため
のものである。その構造の詳細は、米国特許第3,830,55
6号明細書に記されているので、詳しい説明は省略す
る。
ところで、この種のスクリーンを正面(0°)又は水平
斜め方向(±α°)から観視した相対輝度特性は、第3
図に示す通りの傾向を示し、従来から次の2つの問題が
認識されていた。なお、同図において、実線Gは緑色に
対する輝度特性、点線Rは赤色に対する輝度特性、1点
鎖線は青色に対する輝度特性である。
第1の問題は、各色共通の問題で、指向特性が双峯性を
示しており、このため正面から見た場合の輝度が不足し
ていることである。
第2の問題は、赤、青間の差に関するもので、斜め方向
から見た場合に、赤Rと青B間のバランスがくずれ、白
色が色付いて見えるという点である。
前記第1の問題は、USP3,830,556号明細書の第15図に示
されている通り、入射面のレンチキュラーレンズが負極
性の大きな球面収差を有していることに起因している。
これに起因して、従来技術のスクリーンは、上記第1の
問題を発生するのみならず、黒稿細条の面積率を大きく
することができず、従って画像のコントラストが不充分
であるという欠点を有していた。また、USP3,830,556号
には、スクリーンの水平指向特性の正しい定量的導出法
が示されていない。同号によれば、水平指向特性は水平
出射角(本願の第3図のα)の増分:Δαで入力光量の
増分を除したものに比例するものと解釈される。しか
し、この考え方は誤りである。光学原理に基く正しい解
は、上記Δαの代りにΔ(sinα)即ちcosα・Δαを用
いなければならないことを本発明は見い出した。
第2の問題は、赤と青のレンズがスクリーンを見込む集
中角が、構造上、約±7度の大きさをもっていること
が、その根本原因である。しかし、このことは前提条件
として受け入れなければならないので、スクリーン側で
何らかの対策をすることが望ましい。
以上のように、従来のスクリーンには多数の欠点があっ
た。
本発明の目的は、正面から見た場合に最も明るく見え、
かつ、左右各45°方向からも観視することのできる、優
れた水平指向特性を有するスクリーンを提供するにあ
る。
本発明の他の目的は、黒稿細条の占める面積の比率を高
めることによってよりコントラストの高い美しい画像を
提供することのできるスクリーンを提供するにある。
本発明の他の目的は、スクリーンの水平指向特性を定量
的に導出するための正しい法則と手法を提供するにあ
る。
本発明の他の目的は、斜め方向から見ても美しい白色を
再現できるスクリーンを提供するにある。
上記した目的を達成するために、本発明は、レンチキュ
ラーシート入力界面を、その離心率がレンズ媒質の屈折
率の逆数に等しいだ円面の長軸方向の凸面の一部にて形
成し、かつ入力界面より遠い方の前記だ円面の焦点の位
置に出力界面を設けた点に特徴がある。
以下、本発明を実施例によって説明する。先ず、第4図
に本発明の第1の実施例の要部を示す。同図により、前
記従来技術の第1の問題点の対策について説明する。同
図は、第2図のレンチキュラーレンズ面5の単位素面に
相当するレンチキュラーレンズの構造を示す。
第4図では、この単位素面の入力面がだ円面形状の一部
となるように形成されている。また、出力側界面は入力
面から遠い方の前記だ円面の焦点Fの位置に設けられて
いる。今、第4図に示されているようにx,y座標をと
り、だ円の離心率eを (nはレンチキュラーレンズ7bを構成する材料の屈折
率)に等しくすると、図のだ円の形状は下記の(1)式
で表される。
このように、だ円の離心率eを に等しく選ぶと、だ円の長軸に平行に入射した光は、全
て、図示されているように、入力面から遠い方の焦点F
に収束する。従って、入射光の透過を損ねることなく、
黒稿細条の占める面積の比率を高めることができ、従っ
てコントラスト比の改善されたより美しい画像を提供で
きる。なお、レンチキュラーレンズ7bはアクリル材質で
つくられており、その屈折率nは約1.5である。
(1)式において、x,yの単位をミリメートルの単位に
選ぶと、だ円面の寸法は、スクリーン用レンチキュラー
レンズ面としてほゞ適度な寸法となる。
計算によれば、y=±0.63mmの範囲のだ円面を単位素面
として選ぶと、結果的に出力光は±45度まで拡げること
ができる。このとき、その指向特性は第5図に示すよう
になり、所望の単峯特性が得られる。
次に、第5図に示すような単峯特性が得られる理由を説
明する。一般にだ円の性質とスネルの法則とから下記の
(2)式の関係が成立する。
ここで、θは出力光のx軸に対する傾斜角、 yは入力光の高さを示す。
(2)式において、相対輝度即ち水平指向特性は、本発
明者の見い出した正しい式: から求まり、これを縦軸に、前記傾斜角θを横軸にし
て、グラフを書くと第5図のような水平指向特性が得ら
れる。
したがって、レンチキュラーシートの成形のための型を
前記(1)式の関係が成立するように作り、第5図のよ
うな単峯特性が得られるようにしておけば、成形後の製
品において、エッジ部のなまりが発生しても、従来技術
におけるような顕著な双峯特性が発生するのを防ぐこと
ができる。
上記の説明及び第4、5図から判るように、本発明の目
的とする単峯状水平指向特性を得、かつ±45度以上の所
望の発散角を得るためには、入射側レンチキュラーレン
ズ面の単位素面の幅を、その厚みに対して、1.26/(1
+1/n)倍以上に選定する必要がある。このことは、第
4図から明らかであろう。
次に、本発明の第2の実施例を第6図で説明する。この
実施例は前記の第1の問題点と第2の問題点の両方を解
決したものであり、第4図と異なるところはレンチキュ
ラーレンズ面5と対向する出力側界面に、レンチキュラ
ー面5と同様の曲面の一部8、すなわちレンチキュラー
レンズ面が形成されている点、および該出射側レンチキ
ュラーレンズ面の各単位細条が互いに隣接する境界近傍
の光不通過部に、入射側レンチキュラーレンズ面の光軸
に関して左右対称に黒稿細状を形成するようにした点で
ある。
このような構成のレンチキュラーシート7bを第2図にレ
ンズ7aに代えて用いると、赤色と青色の入力光は第6図
に示されているように、±7度の傾斜をもってレンチキ
ュラーレンズ面5に入射するが、出力面であるだ円面の
一部すなわち出射側レンチキュラーレンズ面8からほぼ
平行光になるように屈折して出力される。
このため、第3図で説明されたような赤色と青色の入力
光を斜め方向から見た場合に赤と青の輝度の間のバラン
スがくずれることが軽減され、斜め方向から見ても白色
が色付いて見えるということが軽減される。
なお、前記した実施例は理想的な場合を想定して説明し
たが、本発明によるレンチキュラーシートの作成にあた
っては、数学的に厳密なだ円面を作製する必要は必ずし
もなく、単峯指向性と焦点への収束性が得られるレンズ
であれば、若干のだ円面からのずれを許容することがで
きることは当然である。
以上のように、本発明の第1の実施例によれば、正面か
ら見た場合には、従来技術に比べて、より明るい(約1.
5倍)画像を楽しむことができるという大きな効果があ
る。
また、本発明においては、前記レンチキュラーレンズ面
の単位素面をほぼ楕円柱面の一部で形成し、その楕円の
遠心率が板材媒質の屈折率nの逆数にほぼ等しくなるよ
うに形成し、出射側レンチキュラー面の配置位置を入射
側楕円柱面の焦点近傍とし、かつ各単位素面の幅を、該
レンチキュラーレンズ板の厚みの約1.26/(1+1/n)倍
以上にしたので、±45度以上の水平発散角を有する単峯
指向特性を得ることができるという効果がある。
ここに、前記レンチキュラーレンズ板の厚みは、第6図
のレンチキュラーシート7bにおいては、レンチキュラー
レンズ面5の頂点と、出射側レンチキュラーレンズ面8
の頂点間の距離である。
さらに、本発明の第2の実施例によれば、出射側レンチ
キュラー面の光通過部の形状を、前記楕円柱面の一部と
ほぼ等しい形状とし、かつ該出射側レンチキュラーレン
ズ面の各単位細条が互いに隣接する境界近傍の光不通過
部に、入射側レンチキュラーレンズの光軸に関して左右
対称に黒稿細条を形成するようにしたので、水平方向の
カラーシフトを低減できると共に、コントラスト比を向
上でき、製造が簡単であり、生産性が向上するという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はリヤプロジェクションTVの光学系の基本構成を
示す概略図、第2図は、従来のスクリーンの断面図、第
3図は、従来のスクリーンの指向特性を示す特性図、第
4図は本発明の第1の実施例の要部の断面図、第5図は
第4図のスクリーンの水平指向特性を示す特性図、第6
図は本発明の第2の実施例の要部の断面図である。 1……CRT、2……投写用レンズ、3……スクリーン、
4……フレネルレンズ面、5……レンチキュラーレンズ
面、6……黒色細条面、7b……レンチキュラーシート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】投写形テレビ方式に使用される投写用透過
    式スクリーンにおいて、 該投写用透過式スクリーンは、投写光源に近い側に配置
    されたフレネルシートと、該投写光源から遠い側に配置
    されたレンチキュラーシートとを備え、 該レンチキュラーシートはその入射面側に垂直細条状の
    レンチキュラーレンズ面を備え、 該入射面側レンチキュラーレンズの各単位素面はほぼ楕
    円柱面の一部で形成され、かつその楕円の離心率が板材
    媒質の屈折率nの逆数にほぼ等しくなるように形成さ
    れ、かつ該各単位素面の幅を該レンチキュラーシートの
    光透過部の厚みの約1.26/(1+1/n)倍以上となすこと
    によって、±45度以上の水平発散角を有する水平指向特
    性とし、 かつ、該レンチキュラーシートの出射面は、該入射側楕
    円柱面の焦点近傍に配置され、かつ光不通過部に入射側
    レンチキュラーレンズの各単位素面の光軸に関して実質
    的に左右対称に黒縞細条が形成されてなることを特徴と
    する投写用スクリーン。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲の第1項において、 該レンチキュラーシートの出射面は、該入射側楕円柱面
    の一部と実質的に等しい形状に形成されてなることを特
    徴とする投写用スクリーン。
JP56158062A 1981-10-06 1981-10-06 投写用スクリ−ン Expired - Lifetime JPH0719029B2 (ja)

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