JPS62260131A - 背面投影スクリ−ン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばビデオゾロノエクターに用いられる背
面投影スクリーンに関するもので、観察側における視野
角度を大きくした明るい背面投影スクリーンを提供せん
とするものである。

〔従来の技術〕

背面投影スクリーンは、ビデオグロジェクターや、マイ
クロフィルムリーダーあるいはコンビ。

−ター用ディスグレイ等の投影面として用いられている
が、その視野角度を大きくする等、その光透過特性につ
いて各種の検討がなされている。そしてこのような目的
を達成するための基本的な手段の１つとして、各種形状
のレンズ単位を連続的に多数形成したレンチキュラーレ
ンズを単独、あるいは他のレンズ単位または拡散板と組
み合わせて使用することが行なわれている。

第１５図は本出願人が特開昭５８−１７６６２８号公報
にて開示した、そのようなレンチキュラーのレンズ単位
１００を示す概略図である。

このレンズ単位１００は、光軸（Ｎ）に対して対称であ
って、曲面部１０１．１０２の垂直断面の形状が半径（
ｒ）の円弧状の曲線からなりておシ、その曲面部１０１
．１０２は全反射面とされている。そして、レンズ単位
１００のピッチ（Ｐ）と半径Ｃｒ）およびその中心０と
光軸（Ｎ）ｔでの距離ＣＬ）を所定の値（６値の比）に
決めることにより良好な視野特性を持つスクリーンを提
供できることとなる。

第１６図は上記ｖｙ、ｅ単位１００　Ｋ　（Ａ）　−Ｃ
Ｆ）までの光を投影側から入射させたときの透過光の進
行方向を示した図である。

同図においてＣＢ）　−（Ｃ）間に入射した光は、曲面
部１０１の全反射面で反射し、曲面部１０２から出射し
、広＜　（Ｂう−〔０２９間へ到達する。また（Ａ）　
−ＣＢ）間へ入射した光も同様に（Ａつ−（Ｂつ間に到
達する。また、光軸（Ｎ）に近い（、Ｃ）　−（Ｎ）間
の光は、反射して入射した方向に戻ってしまうが、光軸
（Ｎ）上の光だけは直進することになる。なお、（Ｅ）
　−（Ｄ）間、ＣＦ）　−（Ｉｉり間、ＣＤ）　−（Ｎ
）間に入射した光も同様に光軸（Ｎ）から左側の領域へ
広がシ、または同様に反射されるが、簡便の念め図にお
いては略しである。

第１５図に示したレンチ中、ラーレンズのレンズ単位１
００の視野角度特性を示したのが第１７図である。同図
においては横軸に視野角、縦軸に輝度比をとっである。

また従来の円筒形レンチ中。

ラーレンズの視野角度特性を第１８図に示す。第１７図
と第１８図とを比べればわかるように、少なくとも第１
７図の方が全体的な視野角度特性が良い。

さらに、第１５図のレンズ単位１００の光の出射する面
はレンズ単位１００の先端部に集中するので、全反射面
に外光吸収層を形成したときは、レンチキュラーレンズ
全面における外光吸収層の占める比率（いわゆるブラッ
ク化率）が高くなり、明るいところでも見やすいスクリ
ーンを提供できる利点がある◎ 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、第１５図に示すようなレンズ単位１００
のみからなるレンチ中、ラーレンズでは、第１３図に示
すように視野角０″付近〔中心〕の光量が低下してしま
う欠点がある。これは第１２図における光軸（Ｎ）と出
射光（Ｂ）７間の光の到達しない領域１０．３が広いこ
とに原因がある。

それを解決するために、円形等の他の形状のレンズ単位
と組み合せを考えることも特開昭５８−１７６６２８号
公報で提案しているが、この場合はレンチキュラーレン
ズのファインピッチ化が難しくなると共に、プラック化
率が上げられない憾みがあった・ 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の目的は上記問題点く鑑み、視野角０″付近でも
光量の低下が大きくなく、全体的にバランスの良い背面
投影スクリーンを提供することにある。

以上のような目的は、観察側にレンチキュラーレンズが
形成された背面投影スクリーンであって、そのレンチキ
ュラーレンズのレンズ単位が光軸を含む平面に対して対
称な曲面部を有していて、かつ長手方向く延びておシ、
しかも上記曲面部の垂直断面である一方の曲線が、ｙ＝
−ａｘ２の放物線上の任意の２点を（！１　ｍ　−１Ｘ
１’　）、（ｘ２　ｍ　−＊ｘ２”）としたときに の範囲にあるｘｌと１２間の曲線からなり、能力が前記
一方の曲線の前記光軸に対する対称な曲線からなりてお
り、さらに、それぞれの曲面部の少なくとも一部に全反
射面が形成されていることを特徴とする背面投影スクリ
ーンによ〕達成される。

なお、スクリーンの製作を考えると、上記Ｘ。

とｘ２間のとり方がさらに の条件を満たすことが好ましい。

〔実施例〕

以下、本発明に係る背面投影スクリーンにつ−て実施例
の図面に基づき詳細に説明する。

第１図および第２図は、それぞれ本発明の背面投影スク
リーンの実施例を投影側より見た斜視図である。

これらの図において１はレンチキュラー（Ａ）における
レンズ単位であり、このレンズ単位１は光軸に対して対
称でありて互−に向−合う外方凸の曲面部１１及び１２
を有していて長手方向く延びている。なお、この曲面部
１２の形状については後で詳しく説明する。このレンズ
単位１は長手方向に延びているが、一般に図示するよう
に縦方向に多数配列されるように設けられている。レン
ズ単位１の配列は、縦方向に限られるものではなく目的
によっては横方向に配列されていてもよく、場合によっ
ては縦横に配列されていてもよい。

以上のように構成された本発明のレンズ単位１は後述す
るように、曲面部１１又は１２に入射した光が全反射し
たのち他方の曲面部１２又は１１から出射するようにな
っている。本発明のスクリーンは第１図のようにこのよ
うなレンズ単位ｌだけで構成されていてもよく、第２図
のように１７ンズ単位１間に他の凸又は凹のレンズ２が
配設されていてもよい。ただ、視野角のバランス向上の
みなら第２図の場合でもよいが、ファインビ、チ化する
には第１図の形状が好ましり。なお、図中の）は投影面
を示す。

また１本発明は以上のように構成されたレンチキュラー
（Ａ）により例えば第１図及び第２図のように使用して
もよいが、フレネルレンズと組み合せると一層効果的で
ある。第３図から第５図はその例を示すスクリーンの横
断面図である。第３図は第２図の例の投影面ＣＢ）側に
別体のフレネルレンズ（Ｃ）を組み合せた例、第４図は
第１図の投影面ＣＢ）にフレネルレンズ面３を形成した
例、第５図は第２図の投影面ＣＢ）にフレネルレンズ面
３を形成した例である。

なお、この場合のフレネルレンズはサーキュラ−のフレ
ネルレンズが一般的であシ、その焦点距離はスクリーン
の使用目的にもよるが、例えば大型テレビグロゾエクタ
ー用の背面投影スクリーンにあっては概ねｆ　＝　１．
０〜１．２ｍが最も一般的である。

本発明の背面投影スクリーンを使用する基材としては、
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−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
カーゲネート樹脂、オレフィン系樹脂、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、或いは射出成形によ
りて１本発明に係る背面投影スクリーンを製作できる。

また本発明に係る背面投影スクリーンの光拡散性を一層
向上させるためには、光拡散手段を講じるとよい。この
光拡散手段としては、媒体を構成する合成樹脂、例えば
アクリル樹脂にＳ１０□。

ＣａＣＯ３ｅ　Ａｔ２０３　ｅ　ＴｌＯ２ｅ　ＢａＳＯ
４１ＺｎＯｅ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種ま喪は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Ｘ面および／ｌたは観察側Ｙの
面に微細なマッ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すると、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。

次に、本発明に係るレンチキュラー（Ａ）の光透過特性
について、第６図、第７図およびｌ！８図に基づき詳し
く説明する。

第６図は本発明に係るレンズ単位１の形状を示す図であ
り、曲面部１２の垂直断面形状は第７図において、放物
線ｙ＝−息ｘ２上の２点Ｊ（ｘｌｅ−ａｘｌ）とＫ　（
Ｘ２　＋−ｍ！２　　）　　の曲線形状を採用している
。

曲面部１１の形状はその曲面部１２の形状の光軸（Ｎ）
に対する線対称な曲線である。

第７図は放物線ｙ＝−ａｘ２（但し：ａは正の実数）と
前記曲面部１１及び１２の関係を示す図である。

よく知られているように、７：−ＬＸ　の放物線の内側
を鏡面にすると、ｙ軸に平行な光線りは、放物線の焦点
Ｆ　＜　ｏ　、−土）に集光する。この性質をスａ クリーンのレンズ単位１の視野角を・１ランスよく広げ
る九めに活用するためＫは、Ｘｌ　ｇ　Ｘ２は以下の条
件を満たすように定めなければならない。以下、曲面部
１２を決定する場合を考える。

■、前提条件として ０　（ｘ、（Ｘ２　　　　・・・・・・■■、焦点Ｆ（
Ｑ、−±）よりｙ軸の値が大きい部ａ 分の曲線に入射した光は投影側へ反射してくるのでこの
領域の曲線は使用しない。

１　　　・・・・・・■ よって１　ｘｌ〉丁τ ■、レンズ単位１の高さｈがピッチＰの２倍以上になる
とスクリーンの製造１難しい。

よって　：ｌｉ２＜　−−１１・・・・・・■つまり、
本発明の基本的構成としては■、■の条件より が必須であり、製造上の条件を考１ばすれば■、■。

■より が望ましいことになる。

また、ａの値は製造しようとするスクリーンのピッチＰ
１高さｈの設定によりて決定される値であり、Ｘ軸とｙ
軸上の比（例えば、ａを大きくすれば細長いタケノコ状
になシ、ａを小さくすれば太短いタケノコ状のレンズ単
位になる）を決めるものである。

第８図は本発明に係るレンズ単位１に（＾）−（Ｆ）ま
での光を投影側から入射させ念ときの透過光の進行方向
を示した図であり、従来例の第１２図に対応するもので
ある。

同図において（Ａ）　−ＣＢ）間に入射した光は、曲面
Ｗ５１１の全反射面で反射し、曲面部１２から出射し、
光軸（Ｎ）に近い方向の（Ａ’）　−（Ｂつ間に到達す
る。また（Ｂ）　−（Ｃ）間の光は広く、はぼ均等に広
がり、（Ｂ’）　−（Ｃ’）間に到達する。さらに（Ｃ
）　−（Ｎ）間に入射した光も、光軸（Ｎ）上の光が直
進することは除いて、（Ｃ’）　−（Ｎ’）間に到達し
、光量の損失もない。ここで第１２図と比較すればわか
るように光軸（Ｎ）に近い領域で光の到達しなり領域１
８は極めて小さくなることがわかる。

本発明のレンズ単位による視野角と輝度の関係を第９図
に示す。第１７図に示した従来のレンズ単位と比較すれ
ばわかるように、視野角Ｏ―付近の光量の低下が小ない
良好な視野特性を持つスクリーンであることがわかる。

また、本発明の背面投影スクリーンは、スクリーンの背
面に赤（Ｒｅｄ　）、緑（Ｇｒａｎｔｓ　）、青（Ｂｌ
ｕ・）の３本のＣＲＴを並べ、スクリーンに対して異な
る角度で照射する所謂３管式のプロゾエクシ、ンテレピ
における色変化（カラーシフト）に対しても翫めて良好
な特性を示す。

＠１０図は所定の条件で本発明のスクリーンの色変化を
視野角に対するスクリーンゲインで示し九図であり、同
図において、２０はスクリーンに対して垂直な光（光軸
Ｎ上）の特性、２１は光軸Ｎに対し一８Ｏ傾いた光の特
性、２２は＋８°傾いた光の特性を示している。比較例
として、前記所定条件に対応する円弧状の曲面部１０１
．１０２からなる従来の例を第１９図に示す。第１０図
と第１９回とにおいて各位置からの光だおけるスクリー
ンゲインの振れ幅（図中斜線部で示す）が小さいほど色
変化に対して良好のスクリーンである。

両図を比較すればわかるように、本発明のスクリーンは
色変化に対しても極めて良好な特性を示すことがわかる
。

以上、本発明の構成およびその特性について述べてきた
が、本発明は前記実施例に限らず種々の応用が可能であ
る。

例、ｔば、本発明においてはレンズ単位から観察側に出
射する光は先端部分に集中するので、この出射部分を除
いて光吸収層を形成してもよい。このように光吸収層を
形成するときは、予め反射層を形成しておくと一層効果
が増大する。

以下、本発明の具体的な例について説明する。

（具体例） 屈折率ｎ＝　１．４９のアクリル樹脂に拡散剤としてｓ
’ｔｏ２ｔ−混入して得た厚さ３ｓｗ＋＋の樹脂板を用
−１この樹脂板を熱プレス成形して４種類のスクリーン
を作成した。

熟プレス成形に用いる型のレンチキュラーレンズ面は、
次の如き数式から求めて設計した。

■　Ｙ＝−４，６９ｘ２の０．１５８≦Ｘ≦０．６５８
の部分を一方の面とし、他方の面はこれと光軸を境に対
称としたもの（以下■〜■も同じ〕。

■　ｙ＝−４，８ｘ　　の０．１２５≦Ｘ≦０．６２５
の部分を使用。

■　ｙ＝−５ｘ　　の０．１≦Ｘ≦０．６の部分を使用
。

■　ｙ＝−５，２ｘ　の０．０７７≦Ｘ≦０．５７７の
部分を使用。

以上のようにして得られた４種類のスクリーンに、入射
角度Ｏ・、±８″の光を入射させ、それぞれのスクリー
ンダインを測定したところ、第１１図ないし第１４図の
如き結果が得られ、本発明の効果が確認できた。

なおスクリーンゲインは、スクリーンを透過する光の利
得で、 であられされる。

〔発明の効果〕

以上、説明し九ように本発明によれば、全体的に視野角
度特性が良く、また、＠１図のような構成にすれば、フ
ァインピッチ化が可能である背面投影スクリーンを提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の背面投影スクリーンの一実施例を示す
投影側よりみ之斜視図、第２図は同じく別の実施例を示
す斜視図、第３図は別のフレネルレンズと組合せた例を
示す断面図、第４図および第５図はそれぞれ投影面にフ
レネルレンズを形成した例を示す断面図、第６図は本発
明のレンズ単位の構成図、第７図は２次曲線を示す図、
第８図は本発明の光透過特性を示す図、第９図は本発明
の視野角と輝度比の関係（視野角度特性）を示す図、第
１０図は本発明の色変化特性を示す図である。 第１１図う゛いし第１４図は本発明の具体例■〜■の性
能を評価したグラフである。 第１５図は従来のレンズ単位の構成図、第１６図は従来
のレンズ単位の光透過特性を示す図、第１７図はその視
野角度゛特性を示す図、第１８図は円筒形レンチキュラ
ーレンズの視野角度特性を示す図、第１９図は第１１図
のレンズ単位の色変化特性を示す図である。 １・・・レンズ単位、１１．１２・・・曲面部、１８・
・・光の到達し表い領域。 代理人　弁理士　山　下　嬢　平 ＢＣＮＥＦ ０　　　　　　９　　　　　　−　　　　　　　二ベヘ
：ヘーへ１ｉ１゛−・） べもり一へトマへ 第１５図 Ｎ 第１６図 ＡＢ　　　ＣＮＤ　　　ＥＦ 第１７図 第旧図 背ｑ声（ｄｅｇ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）観察側にレンチキュラーレンズが形成された背面
   投影スクリーンであって、そのレンチキュラーレンズの
   レンズ単位が光軸を含む平面に対して対称な曲面部を有
   していて、かつ長手方向に延びており、 しかも上記曲面部の垂直断面である一方の曲線が、ｙ＝
   −ａｘ＾２の放物線上の任意の２点を（ｘ＿１、−ａｘ
   ＿１＾２）、（ｘ＿２、−ａｘ＿２＾２）としたときに
   １／（２ａ）＜ｘ＿１＜ｘ＿２（但し、ａは正の実数）
   の範囲にあるｘ＿１とｘ＿２間の曲線からなり、他方が
   前記一方の曲線の前記光軸に対する対称な曲線からなっ
   ており、 さらに、それぞれの曲面部のすくなくとも一部に全反射
   面が形成されていることを特徴とする背面投影スクリー
   ン。
2. （２）前記ｘ＿１とｘ＿２間のとり方が ｘ＿２＜４／ａ−ｘ＿１ の条件を満たす特許請求の範囲第１項記載の背面投影ス
   クリーン。
3. （３）前記レンズ単位の他に他のレンズ単位が配設され
   ているレンチキュラーレンズを有する特許請求の範囲第
   １項記載の背面投影スクリーン。
4. （４）スクリーンに拡散手段が施されている特許請求の
   範囲第１項記載の背面投影スクリーン。
5. （５）前記レンズ単位における全反射面に外光吸収層が
   形成されている特許請求の範囲第１項記載の背面投影ス
   クリーン。