JP2002250973A - 透過型スクリーンおよびリアプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リアプロジェクタにおいて、ゴースト像がな
く、かつピントが合った映像を表示させることができ、
さらに干渉縞の発生を防いで高品位な映像を表示するこ
と。 【解決手段】 フレネルレンズシート３１のレンズ面と
レンチキュラレンズシート３２のシリンドリカルレンズ
面とを対向させた状態で、それら両シート３１，３２を
光学接着剤により相互に接着する。接着剤層３６の屈折
率は、フレネルレンズシート３１の屈折率およびレンチ
キュラレンズシート３２の屈折率のいずれとも異なる。
また、接着剤層３６の厚さは３０〜５０μｍ程度であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーンの背面
側から光を投写してスクリーンに画像を形成するための
透過型スクリーン、およびそのスクリーンを用いたリア
プロジェクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】リアプロジェクタに用いられる透過型ス
クリーンとして、一般に、投写装置側に樹脂製のフレネ
ルレンズシートを配し、観察者側に樹脂製のレンチキュ
ラレンズシートを配した２枚構成のスクリーンが用いら
れている。従来の２枚構成のスクリーンでは、フレネル
レンズシートとレンチキュラレンズシートとは、それら
の縁部においてたとえば両面粘着テープにより貼り合わ
されている。フレネルレンズシートとレンチキュラレン
ズシートとの間は空気層になっている。フレネルレンズ
の背面側から入射した投写光はフレネルレンズと空気層
との界面で屈折し、さらに空気層とレンチキュラレンズ
との界面で屈折して集光され、レンチキュラレンズの観
察者側の面に映像として表示される。２枚構成のスクリ
ーンにもう１枚レンチキュラレンズシートを組み合わせ
た３枚構成のスクリーンにおいても同様である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスクリーンでは、フレネルレンズシート１１お
よびレンチキュラレンズシート１２の材質が異なる場
合、使用環境温度や湿度等の影響によってフレネルレン
ズシート１１およびレンチキュラレンズシート１２の伸
縮量に差が生じる。この場合、図８および図９に示すよ
うに、たとえばスクリーン１のフレーム１３に支持され
たレンチキュラレンズシート１２は変形しないが、レン
チキュラレンズシート１２に貼りつけられたフレネルレ
ンズシート１１にゆがみが生じることがある。また、そ
の逆の場合や、両レンズシート１１，１２にゆがみが生
じることもある。このようなゆがみによって設計時には
予測がつかないような迷光が生じ、ゴースト像が発生す
るという問題点がある。なお、図９においてはフレーム
１３は省略されている。

【０００４】また、ゆがみによってフレネルレンズシー
ト１１とレンチキュラレンズシート１２との間の空気層
の厚さがスクリーンの面内において一様でなくなり、光
路長にばらつきが生じるので、表示映像のピントが部分
的に合わなくなるなどの問題点がある。また、フレネル
レンズシート１１とレンチキュラレンズシート１２との
間の空気層に水や油などが入ると、干渉縞が発生すると
いう問題点もある。３枚構成のスクリーンにおいても同
様の問題点がある。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
スクリーンを構成する複数枚の光学要素にゆがみが発生
するのを防ぐことによって、ゴースト像がなく、かつピ
ントが合った映像を表示させることができ、さらに干渉
縞の発生を防ぐことができる透過型スクリーン、および
そのスクリーンを用いることによって高品位な映像を表
示することができるリアプロジェクタを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる透過型スクリーンは、平面状の第１
の光学要素の一面と、該面に相対峙する平面状の第２の
光学要素の面とを、前記第１の光学要素および前記第２
の光学要素のいずれの屈折率とも異なる屈折率を有する
光学接着剤により、相互に接着したことを特徴とする。

【０００７】この透過型スクリーンによれば、第１の光
学要素と第２の光学要素とが接着剤層を介して密着して
いるので、設計時に予測がつかないような迷光の発生を
抑制することができる。また、第１の光学要素と第２の
光学要素との間の接着剤層の厚みはスクリーンの面内に
おいて一様であるため、光路長が均一となる。また、第
１の光学要素と第２の光学要素との間に水や油が浸入す
るのを防ぐことができる。

【０００８】この透過型スクリーンにおいて、前記光学
接着剤による接着剤層の屈折率は、前記第１の光学要素
および前記第２の光学要素のいずれの屈折率よりも小さ
くてもよい。そうすれば、たとえば従来のフレネルレン
ズシート（屈折率：おおよそ１．４５）と空気層（屈折
率：１）とレンチキュラレンズシート（屈折率：おおよ
そ１．４５）との間の屈折率の関係と同様の関係となる
ため、従来の設計内容に準じてスクリーンの設計をおこ
なうことができる。

【０００９】また、前記光学接着剤は硬化した状態で柔
軟性を有する材料でできていてもよい。そうすれば、第
１の光学要素と第２の光学要素との伸縮量が異なり、そ
れらの間に過大な応力ひずみが発生しても、その応力ひ
ずみを接着剤層において吸収することができるので、光
学要素にゆがみが発生するのを防ぐことができる。

【００１０】また、前記光学接着剤による接着剤層に、
光を拡散させるための拡散剤が添加されていてもよい。
そうすれば、拡散剤にて投写光が任意の方向に反射され
て拡散するので、シンチレーションが発生するのを防ぐ
ことができる。

【００１１】また、本発明にかかるリアプロジェクタ
は、平面状の第１の光学要素の一面と、該面に相対峙す
る平面状の第２の光学要素の面とを、前記第１の光学要
素および前記第２の光学要素のいずれの屈折率とも異な
る屈折率を有する光学接着剤により、相互に接着してな
る透過型スクリーンと、投写装置と、前記投写装置から
投写された光を反射して前記透過型スクリーンに入射さ
せる反射ミラーと、を具備することを特徴とする。

【００１２】このリアプロジェクタによれば、スクリー
ンを構成する第１の光学要素と第２の光学要素とが接着
剤層を介して密着しているので、設計時に予測がつかな
いような迷光の発生を抑制することができる。また、ス
クリーンの第１の光学要素と第２の光学要素との間の接
着剤層の厚みはスクリーンの面内において一様であるた
め、光路長が均一となる。また、スクリーンの第１の光
学要素と第２の光学要素との間に水や油が浸入するのを
防ぐことができる。

【００１３】このリアプロジェクタにおいて、スクリー
ンの前記光学接着剤による接着剤層の屈折率は、前記第
１の光学要素および前記第２の光学要素のいずれの屈折
率よりも小さくてもよい。そうすれば、たとえば従来の
スクリーンにおけるフレネルレンズシート（屈折率：お
およそ１．４５）と空気層（屈折率：１）とレンチキュ
ラレンズシート（屈折率：おおよそ１．４５）との間の
屈折率の関係と同様の関係となるため、従来のスクリー
ンの設計内容に準じてスクリーンの設計をおこなうこと
ができる。

【００１４】また、スクリーンの前記光学接着剤は硬化
した状態で柔軟性を有する材料でできていてもよい。そ
うすれば、スクリーンの第１の光学要素と第２の光学要
素との伸縮量が異なり、それらの間に過大な応力ひずみ
が発生しても、その応力ひずみを接着剤層において吸収
することができるので、スクリーンの光学要素にゆがみ
が発生するのを防ぐことができる。

【００１５】また、スクリーンの前記光学接着剤による
接着剤層に、光を拡散させるための拡散剤が添加されて
いてもよい。そうすれば、スクリーンの拡散剤にて投写
光が任意の方向に反射されて拡散するので、シンチレー
ションが発生するのを防ぐことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明にかかる透過型スクリーン
およびリアプロジェクタの実施の形態について図面を参
照しながら詳細に説明する。

【００１７】まず、本発明にかかる透過型スクリーンの
適用対象であるリアプロジェクタの構成について簡単に
説明する。図２は、リアプロジェクタの一例を模式的に
示す縦断面図である。このリアプロジェクタ２は、本発
明にかかる透過型スクリーン３と、投写装置２１と、第
１および第２の反射ミラー２２，２３を備えている。透
過型スクリーン３は筐体２４の一面に露出して取りつけ
られている。投写装置２１および反射ミラー２２，２３
は筐体２４内に収納されている。投写装置２１から投写
された光は、第１の反射ミラー２２で反射され、さらに
第２の反射ミラー２３で反射されてスクリーン３にその
背面側から入射する。投写光の経路を図２において破線
で示すとともにその光軸（投写光の中心軸）を一点鎖線
で示す。なお、投写装置２１の配置によっては第１の反
射ミラー２２が不要となる場合もある。また、三つ以上
の反射ミラーが必要となる場合もある。

【００１８】つぎに、本発明にかかる透過型スクリーン
の一例について説明する。図３および図４は、それぞ
れ、本発明にかかる透過型スクリーンを構成する光学要
素の一例を示す斜視図および正面図である。この透過型
スクリーン３は、第１の光学要素としてたとえばフレネ
ルレンズシート３１を用い、また第２の光学要素として
たとえばレンチキュラレンズシート３２を用いた構成と
なっている。これらフレネルレンズシート３１およびレ
ンチキュラレンズシート３２は公知であるため、説明を
省略する。

【００１９】図５および図６は、それぞれ、透過型スク
リーン３の全体を示す斜視図および縦断面図である。フ
レネルレンズシート３１とレンチキュラレンズシート３
２とは、後述する光学接着剤により相互に接着された状
態で、その縁部をフレーム３３により支持されている。
この透過型スクリーン３は、投写装置２１側、すなわち
第２の反射ミラー２３側に対向する側にフレネルレンズ
シート３１が位置し、観察者側にレンチキュラレンズシ
ート３２が位置するようにリアプロジェクタ２の筐体２
４に取り付けられる。

【００２０】図１は、透過型スクリーン３の断面構造を
拡大して示す縦断面図である。透過型スクリーン３は、
フレネルレンズシート３１のレンズ面（凹凸面）とレン
チキュラレンズシート３２のシリンドリカルレンズ面
（凹凸面）とを対向させた状態で、それらのレンズ面を
光学接着剤により相互に接着した構成となっている。フ
レネルレンズシート３１のレンズ面の凸部３４とレンチ
キュラレンズシート３２のレンズ面の凸部３５との間の
距離（これを光学接着剤が硬化してできた接着剤層３６
の厚さとする）は、それらの凸部３４，３５同士が接触
しない範囲で、できるだけゼロに近いのが好ましい。特
に限定しないが、たとえば、接着剤層３６の厚さは３０
〜５０μｍ程度である。なお、図１では、フレネルレン
ズシート３１、レンチキュラレンズシート３２および接
着剤層３６の厚さの関係は正確に反映されていない。

【００２１】また、接着剤層３６の屈折率は、フレネル
レンズシート３１の屈折率およびレンチキュラレンズシ
ート３２の屈折率のいずれとも異なる。そのため、フレ
ネルレンズシート３１の背面側から入射した投写光は、
フレネルレンズシート３１と接着剤層３６との界面で屈
折し、さらに接着剤層３６とレンチキュラレンズシート
３２との界面で屈折して集光されることになる。一般
に、フレネルレンズシート３１およびレンチキュラレン
ズシート３２の各屈折率はおおよそ１．４５であるた
め、特に限定しないが、たとえば接着剤層３６の屈折率
はおおよそ１であると都合がよい。その理由は、接着剤
層３６の屈折率がおおよそ１であれば、空気の屈折率
（＝１）とほぼ同じであるため、従来のスクリーン設計
のデータ等を利用することができるからである。

【００２２】また、接着剤層３６は柔軟性を具えている
のが好ましい。その理由は、使用環境の温度や湿度等の
影響により、フレネルレンズシート３１とレンチキュラ
レンズシート３２との伸縮量が異なり、それらの間に過
大な応力ひずみが発生しても、その応力ひずみが接着剤
層３６により吸収されるからである。そうすれば、フレ
ネルレンズシート３１やレンチキュラレンズシート３２
にゆがみが発生したり、破損したりするのを防ぐことが
できる。

【００２３】ここで、光学接着剤とは、光の透過波長や
屈折率などの光学的特性が明らかで、レンズ等の光学要
素を接着するのに使用される光学的な素材よりなる接着
剤のことであり、種々市販されている。本発明にかかる
透過型スクリーンにおいては、光学接着剤をたとえば公
知のスピンコート法により塗布することができる。その
場合には、光学接着剤は、硬化前の状態において、スピ
ンコート法に適した粘度、たとえば５００〜１０００ｍ
Ｐａ・ｓ程度の粘度を具えている必要がある。このよう
な光学接着剤として、たとえばシリコーンゲル系接着
剤、ウレタンアクリレート樹脂系接着剤、アクリレート
接着剤などがある。粘度と屈折率と硬化後の柔軟性との
兼ね合いにより、たとえばシリコーンゲル系接着剤が好
ましい。スピンコート法などにより塗布された接着剤
は、加熱や光の照射など、その材料に応じた方法によっ
て硬化させる。硬化速度の点では、紫外線の照射によっ
て効果するＵＶ硬化型接着剤が好ましい。

【００２４】また、本発明にかかる透過型スクリーンの
他の例を示す図７のように、接着剤層３６に、ガラス粒
子やガラスビーズなどの拡散剤３７が分散されて添加さ
れていてもよい。拡散剤３７の大きさは接着剤層３６の
厚さよりも十分に小さく、たとえば拡散剤３７が球体の
場合にはその直径は数μｍ程度である。このように拡散
剤３７が接着剤層３６に添加されていることによって、
投写光が拡散剤３７により任意の方向に反射されて拡散
するので、シンチレーションが発生するのを防ぐことが
できる。なお、図７では、フレネルレンズシート３１、
レンチキュラレンズシート３２および接着剤層３６の厚
さ、拡散剤３７の大きさの関係は正確に反映されていな
い。

【００２５】上述した実施の形態によれば、フレネルレ
ンズシート３１とレンチキュラレンズシート３２とを光
学接着剤により相互に接着したため、フレネルレンズシ
ート３１とレンチキュラレンズシート３２とが接着剤層
３６を介して密着しているので、設計時に予測がつかな
いような迷光の発生を抑制することができ、ゴースト像
の発生を抑制することができる。また、使用環境の温度
や湿度が変わっても、スクリーン３の面内において接着
剤層３６の厚みは一様であるため、光路長が均一とな
り、部分的にピントが合わない映像が表示されるのを防
ぐことができる。また、フレネルレンズシート３１とレ
ンチキュラレンズシート３２との間に水や油が浸入する
のを防ぐことができるので、干渉縞の発生を防ぐことが
できる。したがって、ゴースト像がなく、かつピントが
合った映像を表示させることができ、さらに干渉縞の発
生を防いで高品位な映像を表示させることができる。

【００２６】また、上述した実施の形態によれば、フレ
ネルレンズシート３１とレンチキュラレンズシート３２
との間に接着剤層３６が設けられているため、フレネル
レンズシート３１とレンチキュラレンズシート３２との
間に埃が入ってしまうのを防ぐことができる。また、フ
レネルレンズシート３１とレンチキュラレンズシート３
２とが接触し、擦れて切削塵などが出るのを防ぐことが
できる。さらには、フレネルレンズシート３１とレンチ
キュラレンズシート３２とが一体化されるので、スクリ
ーン３の剛性が向上する。

【００２７】なお、この発明は、上述した実施の形態に
限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の態様において実施することが可能であり、た
とえば、つぎのような変形も可能である。

【００２８】上述した実施の形態では、第１の光学要素
および第２の光学要素としてそれぞれフレネルレンズシ
ート３１およびレンチキュラレンズシート３２を用いて
いるが、この発明は、この組み合わせに限らない。たと
えば、第１の光学要素としてフレネルレンズシート３１
と同等の機能を有するレンズや、第２の光学要素として
レンチキュラレンズシート３２以外の拡散板などを用い
てもよい。また、２枚構成のスクリーンに限らず、３枚
構成、あるいは３枚以上の構成のスクリーンにも適用で
きる。

【００２９】また、上述した実施の形態では、フレネル
レンズシート３１およびレンチキュラレンズシート３２
はそれぞれの片面にのみレンズが形成されていたが、両
面にレンズが形成されているものにも適用できる。

【００３０】また、上述した実施の形態では、光学接着
剤をスピンコート法により塗布するとしたが、その他の
方法により塗布してもよいのはいうまでもない。また、
接着剤層３６の厚さは適宜変更可能である。

【００３１】また、上述した実施の形態では、フレネル
レンズシート３１とレンチキュラレンズシート３２とを
光学接着剤により接着したが、それらレンズシート３
１，３２を静電気を利用して密着させることもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明にかかる透
過型スクリーンによれば、第１の光学要素と第２の光学
要素とが接着剤層を介して密着しているので、設計時に
予測がつかないような迷光の発生を抑制することがで
き、ゴースト像の発生を抑制することができる。また、
第１の光学要素と第２の光学要素との間の接着剤層の厚
みはスクリーンの面内において一様であるため、光路長
が均一となり、部分的にピントが合わない映像が表示さ
れるのを防ぐことができる。また、第１の光学要素と第
２の光学要素との間に水や油が浸入するのを防ぐことが
できるので、干渉縞の発生を防ぐことができる。

【００３３】また、本発明にかかるリアプロジェクタに
よれば、スクリーンを構成する第１の光学要素と第２の
光学要素とが接着剤層を介して密着しているので、設計
時に予測がつかないような迷光の発生を抑制することが
でき、ゴースト像の発生を抑制することができる。ま
た、スクリーンの第１の光学要素と第２の光学要素との
間の接着剤層の厚みはスクリーンの面内において一様で
あるため、光路長が均一となり、部分的にピントが合わ
ない映像が表示されるのを防ぐことができる。また、ス
クリーンの第１の光学要素と第２の光学要素との間に水
や油が浸入するのを防ぐことができるので、干渉縞の発
生を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる透過型スクリーンの一例を拡大
して示す縦断面図である。

【図２】本発明にかかる透過型スクリーンの適用対象で
あるリアプロジェクタの一例を模式的に示す縦断面図で
ある。

【図３】本発明にかかる透過型スクリーンを構成する光
学要素の一例を示す斜視図である。

【図４】本発明にかかる透過型スクリーンを構成する光
学要素の一例を示す正面図である。

【図５】本発明にかかる透過型スクリーンの一例を示す
斜視図である。

【図６】本発明にかかる透過型スクリーンの一例を示す
縦断面図である。

【図７】本発明にかかる透過型スクリーンの他の例を拡
大して示す縦断面図である。

【図８】従来のリアプロジェクタにおいて使用されてい
る透過型スクリーンにゆがみが生じた状態を模式的に示
す斜視図である。

【図９】従来のリアプロジェクタにおいて使用されてい
る透過型スクリーンにゆがみが生じた状態を模式的に示
す平面図である。

【符号の説明】

２ リアプロジェクタ ２１ 投写装置 ２２，２３ 反射ミラー ３ 透過型スクリーン ３１ フレネルレンズシート（第１の光学要素） ３２ レンチキュラレンズシート（第２の光学要素） ３６ 接着剤層 ３７ 拡散剤

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状の第１の光学要素の一面と、該面
   に相対峙する平面状の第２の光学要素の面とを、前記第
   １の光学要素および前記第２の光学要素のいずれの屈折
   率とも異なる屈折率を有する光学接着剤により、相互に
   接着したことを特徴とする透過型スクリーン。
2. 【請求項２】 前記光学接着剤による接着剤層の屈折率
   は、前記第１の光学要素および前記第２の光学要素のい
   ずれの屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１に
   記載の透過型スクリーン。
3. 【請求項３】 前記光学接着剤は硬化した状態で柔軟性
   を有する材料でできていることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の透過型スクリーン。
4. 【請求項４】 前記光学接着剤による接着剤層に、光を
   拡散させるための拡散剤が添加されていることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれか一つに記載の透過型スクリ
   ーン。
5. 【請求項５】 平面状の第１の光学要素の一面と、該面
   に相対峙する平面状の第２の光学要素の面とを、前記第
   １の光学要素および前記第２の光学要素のいずれの屈折
   率とも異なる屈折率を有する光学接着剤により、相互に
   接着してなる透過型スクリーンと、 投写装置と、 前記投写装置から投写された光を反射して前記透過型ス
   クリーンに入射させる反射ミラーと、 を具備することを特徴とするリアプロジェクタ。
6. 【請求項６】 前記光学接着剤による接着剤層の屈折率
   は、前記第１の光学要素および前記第２の光学要素のい
   ずれの屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項５に
   記載のリアプロジェクタ。
7. 【請求項７】 前記光学接着剤は硬化した状態で柔軟性
   を有する材料でできていることを特徴とする請求項５ま
   たは６に記載のリアプロジェクタ。
8. 【請求項８】 前記光学接着剤による接着剤層に、光を
   拡散させるための拡散剤が添加されていることを特徴と
   する請求項５〜７のいずれか一つに記載のリアプロジェ
   クタ。