JP2000250138A

JP2000250138A - 透過型スクリーン

Info

Publication number: JP2000250138A
Application number: JP11048358A
Authority: JP
Inventors: Koji Nomura; 恒治野村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】高品質の映像を表示することができる透過型
スクリーンを提供する。【解決手段】単位面積当たりの光吸収材の含有量が周
辺部よりも中心部で多いので、光透過率が中心部よりも
周辺部で高い。このため、映像光が投射レンズを介して
入射面に投射されてこの入射面の照度が中心部よりも周
辺部で低くても、出射面の輝度が中心部と周辺部とで均
一に近づいていて、高品質の映像が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、背面投射型テ
レビジョン受像機等において映像を表示するために用い
られる透過型スクリーンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】透過型スクリーンへは光源からの映像光
がレンズを介して投射されるが、光源からの映像光をレ
ンズで取り込むと、光源の周辺部に対する光の取り込み
角度が光源の中心部に対する光の取り込み角度よりも小
さいので、透過型スクリーンの入射面における照度も中
心部から周辺部へ向かって同心円状に低くなっている。

【０００３】特に、陰極線管を光源とする背面投射型テ
レビジョン受像機では、投射光学系を筐体内に収納する
必要があり、筐体の奥行きや高さを小さくするためには
高画角で且つ短焦点のレンズを要求される。この結果、
光源の周辺部に対する光の取り込み角度が光源の中心部
に対する光の取り込み角度よりも特に小さくて、透過型
スクリーンの入射面の周辺部における照度が中心部にお
ける照度の２５〜３０％程度しかないのが現状である。

【０００４】このため、正面方向への光透過率が何れの
部分でも均一な透過型スクリーンでは、出射面の周辺部
における輝度が中心部における輝度の２５〜３０％程度
しかなく、高品質の映像が表示されない。そこで、第１
従来例の透過型スクリーン（例えば、実開平３−２９８
４８号公報）では、透過型スクリーン中に光拡散材を含
有させると共にこの透過型スクリーンの周辺部を中心部
よりも薄くすることによって、正面方向への光透過率が
中心部よりも周辺部で高められている。

【０００５】一方、透過型スクリーンの正面方向へ出射
光を集めて正面方向への出射面全体の輝度を高めるため
に、フレネルレンズが設けられている透過型スクリーン
がある。しかし、フレネルレンズが入射面に設けられて
いると、フレネルレンズのライズ面に入射した光が出射
面から正面方向へ出射しなくて、入射光の総てが有効に
は使用されない。そこで、図３に示す第２従来例の透過
型スクリーン１１では、フレネルレンズ１２が出射面に
設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第２従来例
の透過型スクリーン１１が背面投射型テレビジョン受像
機に取り付けられていると、背面投射型テレビジョン受
像機を観る一般的な環境下では、図３（ａ）に示す様
に、背面投射型テレビジョン受像機の斜め上方から照明
光や自然光等の外光１３が透過型スクリーン１１中へ出
射面つまりフレネルレンズ１２から入射する。

【０００７】そして、図３（ａ）に示す様に、透過型ス
クリーン１１に入射した外光１３のうちでフレネルレン
ズ１２のライズ面及び透過型スクリーン１１の入射面で
反射された外光１３は、透過型スクリーン１１の出射面
つまりフレネルレンズ１２から背面投射型テレビジョン
受像機の正面方向へ出射する。このため、第２従来例の
透過型スクリーン１１では、図３（ｂ）に示す様に、黒
浮き１４と称されていて他の部分よりも明るい部分が中
心部よりもやや上方部に発生し、映像のコントラストが
低下して、高品質の映像が表示されない。

【０００８】これに対して、第２従来例の透過型スクリ
ーン１１の出射側に上述の第１従来例の透過型スクリー
ンを配置すれば、第２従来例の透過型スクリーン１１の
出射面の中心部近傍に入射する外光及びこの透過型スク
リーン１１中で反射されて再び出射面から出射する外光
が第１従来例の透過型スクリーン中で拡散される比率が
高いので、黒浮き１４がある程度まで軽減される。

【０００９】しかし、この様な組み合わせでは、第２従
来例の透過型スクリーン１１におけるフレネルレンズ１
２のライズ面に本来なら入射しないはずの外光が、第１
従来例の透過型スクリーンで拡散されたためにフレネル
レンズ１２のライズ面に入射する場合もある。このた
め、上述の組み合わせでも、黒浮き１４が十分には軽減
されず、映像のコントラストが十分には高くなくて、高
品質の映像が表示されなかった。従って、本願の発明
は、高品質の映像を表示することができる透過型スクリ
ーンを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る透過型ス
クリーンでは、単位面積当たりの光吸収材の含有量が周
辺部よりも中心部で多いので、光透過率が中心部よりも
周辺部で高い。このため、映像光が投射レンズを介して
入射面に投射されてこの入射面の照度が中心部よりも周
辺部で低くても、出射面の輝度が中心部と周辺部とで均
一に近づいている。

【００１１】請求項２に係る透過型スクリーンでは、光
吸収材の含有濃度が周辺部よりも中心部で高いので、中
心部と周辺部とで厚さが均一でも単位面積当たりの光吸
収材の含有量が周辺部よりも中心部で多く、製造が容易
である。

【００１２】請求項３に係る透過型スクリーンでは、周
辺部よりも中心部が厚いので、光吸収材の含有濃度が中
心部と周辺部とで均一でも単位面積当たりの光吸収材の
含有量が周辺部よりも中心部で多く、製造が容易であ
る。

【００１３】請求項４に係る透過型スクリーンでは、光
吸収材の含有量が同心円状に変化しているので、光透過
率が中心部から周辺部へ同心円状に高くなっている。こ
のため、映像光が一般の投射レンズを介して入射面に投
射されてこの入射面の照度が中心部から周辺部へ同心円
状に低くなっていても、出射面の輝度が中心部と周辺部
とで均一に近づいている。

【００１４】請求項５に係る透過型スクリーンでは、周
辺部における光透過率が中心部における光透過率の２〜
４倍であるので、入射面の周辺部における照度が中心部
における照度の２５％程度であっても、出射面の周辺部
と中心部とにおける輝度の比率が１：２〜１：１程度に
なって、出射面の周辺部と中心部とにおける輝度の不均
一さが肉眼では明確には認識されない程度になってい
る。

【００１５】請求項６に係る透過型スクリーンでは、単
位面積当たりの光拡散材の含有量が周辺部よりも中心部
で多いので、この光拡散材によっても正面方向への光透
過率が中心部よりも周辺部で高い。このため、正面方向
への出射面の輝度を中心部と周辺部とで均一に近づける
ために光吸収材のみならず光拡散材をも用いることがで
きて、設計の自由度が大きい。

【００１６】請求項７に係る透過型スクリーンでは、出
射面にレンチキュラーレンズが設けられており、このレ
ンチキュラーレンズの各レンズ要素の曲率半径が中心部
よりも周辺部で小さい。レンチキュラーレンズのレンズ
要素では曲率半径が小さいほど光拡散効果が小さいの
で、このレンチキュラーレンズによっても正面方向への
光透過率が中心部よりも周辺部で高い。このため、正面
方向への出射面の輝度を中心部と周辺部とで均一に近づ
けるために光吸収材のみならずレンチキュラーレンズを
も利用することができて、設計の自由度が大きい。

【００１７】請求項８に係る透過型スクリーンでは、出
射面にフレネルレンズが設けられているが、出射面の中
心部近傍に入射した外光は透過型スクリーン中で反射さ
れて再び出射面から出射するまでの間に光吸収材によっ
て吸収される比率が高い。このため、フレネルレンズに
よって映像光が正面方向へ有効に集められて正面方向へ
の出射面全体の輝度が高められているにも拘らず、フレ
ネルレンズの中心部よりもやや上方部に発生する黒浮き
が軽減されていて映像のコントラストが高い。

【００１８】請求項９に係る透過型スクリーンでは、出
射面にフレネルレンズが設けられている第１のスクリー
ンと、この第１のスクリーンよりも出射側に配置されて
おり単位面積当たりの光吸収材の含有量が周辺部よりも
中心部で多い第２のスクリーンとが具備されている。こ
のため、映像光が投射レンズを介して入射面に投射され
てこの入射面の照度が中心部よりも周辺部で低くても、
出射面の輝度が中心部と周辺部とで均一に近づいてい
る。

【００１９】また、第１のスクリーンの出射面の中心部
近傍に入射する外光及び第１のスクリーン中で反射され
て再び出射面から出射する外光が第２のスクリーンに吸
収される比率が高いので、フレネルレンズによって映像
光が正面方向へ有効に集められて正面方向への出射面全
体の輝度が高められているにも拘らず、第１のスクリー
ンの中心部よりもやや上方部に発生する黒浮きが軽減さ
れていて映像のコントラストが高い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本願の発明の第１及び第２
実施形態を、図１、２を参照しながら説明する。図１
が、第１実施形態を示している。この第１実施形態の透
過型スクリーン１５は、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、セルロイド
等から成っており、厚さが均一で入射面と出射面との両
方が平坦な板状であり、黒色顔料やカーボン粉末等の黒
色微粒子を光吸収材として含有している。

【００２１】透過型スクリーン１５中における黒色微粒
子の含有濃度は、透過型スクリーン１５の中心部で最も
高く、図１（ａ）中に一点鎖線で示されている様に、中
心部から周辺部へ向かって同心円状に低くなっている。
この結果、図１（ｂ）に示されている様に、透過型スク
リーン１５の光透過率は中心部から周辺部へ向かって高
くなっている。

【００２２】一方、既述の様に、透過型スクリーン１５
へは光源からの映像光がレンズを介して投射されるの
で、図１（ｃ）に示されている様に、透過型スクリーン
１５の入射面における照度は中心部から周辺部へ向かっ
て低くなっている。この結果、図１（ｄ）に示されてい
る様に、透過型スクリーン１５では、出射面の輝度が中
心部と周辺部とで均一になっており、高品質の映像が表
示される。

【００２３】ところで、光源からの映像光がレンズを介
して透過型スクリーン１５へ投射されると、既述の様に
入射面の周辺部における照度が中心部における照度の２
５〜３０％程度しかないのが現状である。このため、周
辺部における光透過率が中心部における光透過率の４倍
程度であれば、図１（ｄ）に示されている様に、出射面
の周辺部と中心部とにおける輝度の比率が１：１程度に
なる。

【００２４】しかし、輝度の不均一さが肉眼で明確に認
識されるのは、一般に、比率が１：２以上の場合であ
る。このため、透過型スクリーン１５の周辺部における
光透過率が中心部における光透過率の２倍程度であって
も、出射面の周辺部と中心部とにおける輝度の比率が
１：２程度になって、出射面の周辺部と中心部とにおけ
る輝度の不均一さが肉眼では明確には認識されない程度
になる。従って、周辺部における光透過率が中心部にお
ける光透過率の２〜４倍になる様に黒色微粒子の含有濃
度が調整されていることが好ましい。

【００２５】なお、以上の第１実施形態の透過型スクリ
ーン１５では、厚さが均一であるが黒色微粒子の含有濃
度が周辺部よりも中心部で高いことによって、単位面積
当たりの黒色微粒子の含有量が周辺部よりも中心部で多
くなっている。しかし、黒色微粒子の含有濃度が均一で
あるが周辺部よりも中心部が厚いことによって、単位面
積当たりの黒色微粒子の含有量が周辺部よりも中心部で
多くなっていても、以上の第１実施形態の透過型スクリ
ーン１５と同様の作用効果が奏せられる。

【００２６】また、以上の第１実施形態の透過型スクリ
ーン１５では、透過型スクリーン１５中における黒色微
粒子の含有濃度が中心部から周辺部へ向かって同心円状
に低くなっている。しかし、同心円状以外の形状、例え
ば、透過型スクリーン１５の外形と相似の長方形に黒色
微粒子の含有濃度が中心部から周辺部へ向かって低くな
っていても、出射面の輝度が中心部と周辺部とで均一に
近づく。

【００２７】また、以上の第１実施形態の透過型スクリ
ーン１５には、光吸収材としての黒色微粒子しか含有さ
れていない。しかし、黒色微粒子と共に、ガラスビーズ
やシリコンビーズ等の様に透過型スクリーン１５の原料
とは異なる屈折率を有する光拡散材としての透明粒子が
単位面積当たりで周辺部よりも中心部で多く含有されて
いれば、この光拡散材によっても正面方向への光透過率
が中心部よりも周辺部で高くなるので、出射面の中心部
と周辺部とにおける輝度を均一に近づけ易い。

【００２８】また、以上の第１実施形態の透過型スクリ
ーン１５は入射面と出射面との両方が平坦な板状であ
る。しかし、出射面にレンチキュラーレンズが設けられ
ており、レンチキュラーレンズの各レンズ要素の曲率半
径が中心部よりも周辺部で小さければ、このレンチキュ
ラーレンズによっても正面方向への光透過率が中心部よ
りも周辺部で高くなるので、出射面の中心部と周辺部と
における輝度を均一に近づけ易い。

【００２９】図２が、第２実施形態を示している。この
第２実施形態の透過型スクリーン１６は、第１のスクリ
ーン１７とこの第１のスクリーン１７よりも出射側に配
置されている第２のスクリーン１８とが組み合わされて
構成されている。スクリーン１７の出射面には図３に示
されている第２従来例の透過型スクリーン１１と同様に
フレネルレンズ１９が設けられており、スクリーン１８
には図１に示されている第１実施形態の透過型スクリー
ン１５と同様に中心部から周辺部へ向かって同心円状に
低くなっている濃度で光吸収材としての黒色微粒子が含
有されている。

【００３０】この様な第２実施形態の透過型スクリーン
１６では、既述の第１従来例の透過型スクリーンの様に
は光拡散材がスクリーン１８に含有されておらず、光吸
収材がスクリーン１８に含有されている。このため、ス
クリーン１８で拡散されてフレネルレンズ１９のライズ
面に入射する外光がなく、黒浮きが十分に軽減されてい
て、映像のコントスラが十分に高い。

【００３１】なお、以上の第２実施形態の透過型スクリ
ーン１６はスクリーン１７、１８が組み合わされて構成
されているが、出射面にフレネルレンズ１９が設けられ
ているスクリーン１８のみで透過型スクリーンが形成さ
れていてもよい。この様な透過型スクリーンでも、出射
面の中心部近傍に入射した外光は透過型スクリーン中で
反射されて再び出射面から出射するまでの間に黒色微粒
子によって吸収される比率が高いので、黒浮きが十分に
軽減されていて、映像のコントスラが十分に高い。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に係る透過型スクリーンでは、
映像光が投射レンズを介して入射面に投射されてこの入
射面の照度が中心部よりも周辺部で低くても、出射面の
輝度が中心部と周辺部とで均一に近づいているので、高
品質の映像が表示される。

【００３３】請求項２に係る透過型スクリーンでは、中
心部と周辺部とで厚さが均一でも単位面積当たりの光吸
収材の含有量が周辺部よりも中心部で多く、製造が容易
であるので、製造コストが低い。

【００３４】請求項３に係る透過型スクリーンでは、光
吸収材の含有濃度が中心部と周辺部とで均一でも単位面
積当たりの光吸収材の含有量が周辺部よりも中心部で多
く、製造が容易であるので、製造コストが低い。

【００３５】請求項４に係る透過型スクリーンでは、映
像光が一般の投射レンズを介して入射面に投射されてこ
の入射面の照度が中心部から周辺部へ同心円状に低くな
っていても、出射面の輝度が中心部と周辺部とで均一に
近づいているので、高品質の映像が表示される。

【００３６】請求項５に係る透過型スクリーンでは、入
射面の周辺部における照度が中心部における照度の２５
％程度であっても、出射面の周辺部と中心部とにおける
輝度の比率が１：２〜１：１程度になって、出射面の周
辺部と中心部とにおける輝度の不均一さが肉眼では明確
には認識されない程度になっているので、高品質の映像
が表示される。

【００３７】請求項６に係る透過型スクリーンでは、正
面方向への出射面の輝度を中心部と周辺部とで均一に近
づけるために光吸収材のみならず光拡散材をも用いるこ
とができて、設計の自由度が大きいので、製造が容易で
製造コストが低い。

【００３８】請求項７に係る透過型スクリーンでは、正
面方向への出射面の輝度を中心部と周辺部とで均一に近
づけるために光吸収材のみならずレンチキュラーレンズ
をも利用することができて、設計の自由度が大きいの
で、製造が容易で製造コストが低い。

【００３９】請求項８に係る透過型スクリーンでは、フ
レネルレンズによって映像光が正面方向へ有効に集めら
れて正面方向への出射面全体の輝度が高められるにも拘
らず、フレネルレンズの中心部よりもやや上方部に発生
する黒浮きが軽減されていて映像のコントラストが高い
ので、高品質の映像が表示される。

【００４０】請求項９に係る透過型スクリーンでは、映
像光が投射レンズを介して入射面に投射されてこの入射
面の照度が中心部よりも周辺部で低くても、出射面の輝
度が中心部と周辺部とで均一に近づいており、また、フ
レネルレンズによって映像光が正面方向へ有効に集めら
れて正面方向への出射面全体の輝度が高められているに
も拘らず、第１のスクリーンの中心部よりもやや上方部
に発生する黒浮きが軽減されていて映像のコントラスト
が高いので、高品質の映像が表示される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の発明の第１実施形態を示しており、
（ａ）は正面図、（ｂ）は光透過率のグラフ、（ｃ）は
入射面の照度のグラフ、（ｄ）は出射面の輝度のグラフ
である。

【図２】本願の発明の第２実施形態の側面図である。

【図３】本願の発明の第２従来例を示しており、（ａ）
は側面図、（ｂ）は正面図である。

【符号の説明】

１５、１６…透過型スクリーン、１７…スクリーン（第
１のスクリーン）、１８…スクリーン（第２のスクリー
ン）、１９…フレネルレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単位面積当たりの光吸収材の含有量が周
辺部よりも中心部で多いことを特徴とする透過型スクリ
ーン。
【請求項２】前記光吸収材の含有濃度が前記周辺部よ
りも前記中心部で高いことを特徴とする請求項１記載の
透過型スクリーン。
【請求項３】前記周辺部よりも前記中心部が厚いこと
を特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
【請求項４】前記含有量が同心円状に変化しているこ
とを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
【請求項５】前記周辺部における光透過率が前記中心
部における光透過率の２〜４倍であることを特徴とする
請求項１記載の透過型スクリーン。
【請求項６】単位面積当たりの光拡散材の含有量が前
記周辺部よりも前記中心部で多いことを特徴とする請求
項１記載の透過型スクリーン。
【請求項７】出射面にレンチキュラーレンズが設けら
れており、前記レンチキュラーレンズの各レンズ要素の
曲率半径が前記中心部よりも前記周辺部で小さいことを
特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
【請求項８】出射面にフレネルレンズが設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーン。
【請求項９】出射面にフレネルレンズが設けられてい
る第１のスクリーンと、この第１のスクリーンよりも出
射側に配置されており単位面積当たりの光吸収材の含有
量が周辺部よりも中心部で多い第２のスクリーンとを具
備することを特徴とする透過型スクリーン。