JP2003504657A - テレビジョン用の投写型スクリーン - Google Patents

テレビジョン用の投写型スクリーン

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JP2003504657A
JP2003504657A JP2001508626A JP2001508626A JP2003504657A JP 2003504657 A JP2003504657 A JP 2003504657A JP 2001508626 A JP2001508626 A JP 2001508626A JP 2001508626 A JP2001508626 A JP 2001508626A JP 2003504657 A JP2003504657 A JP 2003504657A
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light
lenticular lens
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リー マシエス，デニス
クラレンス ステュアート，ウィルバー
アルガン アルフォンス，ジェラルド
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Thomson Licensing SAS
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Abstract

(57)【要約】 背面投写型スクリーンのレンチユラスクリーン部では観察者側上にレンチキュラ素子が形成される。同一のレンチキュラ素子がレンチキュラスクリーン部全体を覆い、水平方向に一定の移動で繰り返される。所与のレンチキュラ素子は、一対の反射側面部分及びこの側面部分の間に介在される屈折性の先端部分を含む。一対の側面部分の一方と隣接するレンチキュラ素子の側面部分の間の結合部において、この一対の側面部分の一方は傾斜された領域を形成する。この傾斜領域は、第１の軸に対して５乃至１５度の範囲内の角にある。この一方の側面部分は、少なくとも結合部を含む領域において反射性コーティングで覆われる。一対の反射側面部分は、プロジェクタから入来する光線を屈折性の先端部分の方向に反射させ、反射された光線を観察者に面した屈折性の先端部分の表面を介して屈折させる。各屈折された光線は、屈折性の先端部分の凸状の表面によって屈折される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ［本発明の背景］ 本発明は、表示装置の投写型スクリーンに関する。
【０００２】 背面投写型テレビジョンは、例えば、画像が形成される投写型陰極線管（ＣＲ
Ｔ）を含む。形成される画像は、背面投写型スクリーン上の投写レンズを介して
投射される。背面投写型スクリーンには、見るための最終画像を上に表示する表
面が設けられる。背面投写型スクリーンは、観察者となる人の場所を取り囲む限
定された範囲の方向に投写レンズからの拡散形の光円錐を再び方向付け、それに
より画像の明るさを増加させる。背面投写型スクリーンは、表示される画像のコ
ントラストを低める周辺光の反射も減少させる。
【０００３】 背面投写型スクリーンは、光を方向付けるフレネルレンズ部、及び、光の角広
がりを発生させる別のレンチキュラレンズ部を一般に有する。フレネルスクリー
ン部は、プロジェクタから光を集め、略コリメートされレンチキュラスクリーン
部に到達するようこの光を方向付ける単一の大型視野レンズとして機能する。従
って、フレネルレンズの焦点距離は、コリメートされた光に対する要求及びプロ
ジェクタまでの光学的距離によって決定される。フレネルスクリーン部は、一面
の透明な光学的材料から形成され、別のレンチキュラスクリーン部のプロジェク
タ側と接触し配置され得る。
【０００４】 背面投写型スクリーンは、フレネルレンズ部によって再び方向付けられた後光
を広げるために使用される主な方法によって分類され得る。３つのカテゴリーは
、拡散、屈折、及び、反射／屈折である。拡散構造は、小さい表面特徴及び／又
は光広がりレンチキュラレンズの体積中に分布される光散乱粒子のランダム模様
からなる。屈折構造は、注意深く特定された、及び／又は、明確なピッチで１、
又は、２次元に複製された小さいレンズ風の表面特徴から形成される。このよう
なレンチキュラアレイは、不利にもフレネルレンズ構造に対する投射されたピク
セルとモアレビートを形成し得る投射された画像の定期的な空間サンプル処理を
招く。
【０００５】 背面投写型ディスプレイの典型的なレンチキュラスクリーン部では、観察者表
面上にレンチキュラ素子が形成される。同一のレンチキュラ素子は、レンチキュ
ラスクリーン部全体を覆い、水平方向に一定の移動で繰り返される。レンチキュ
ラレンズは、スクリーン上で水平方向にだけ高さが変化され、全ての所与の水平
方向の場所を通る垂直方向には変化されない。所与のレンチクル又はレンチキュ
ラ素子は、変化されること無く上エッジから底エッジまでレンチキュラスクリー
ン部の高さ全体を線形にわたる。所与のレンチキュラ素子は、一対の反射側及び
この反射側の間にレンズ部分を有する。レンチキュラ素子は、反射及び屈折の組
み合わせによって光の方向を変化させる。反射は、反射的なレンチキュラ素子の
側において主に発生される。屈折は、光が観察者に向かって出るレンズ部分にお
いて行なわれる。
【０００６】 本発明の特徴を包含する投写型スクリーンのレンチキュラレンズ部は、レンチ
キュラ素子を含む。各レンチキュラ素子は、面に対して垂直な第１の軸を画成す
る面を形成するよう垂直方向即ち高さの方向に延在され、水平方向即ち幅の方向
に繰り返される。所与のレンチキュラ素子は、一対の反射側面及びこの反射側面
の間に介在される屈折性の先端部分を含む。一対の反射側面の一方は、その一つ
の側面と隣接するレンチキュラ素子の側面の間の結合部で第１の軸に対して５乃
至１５度の範囲にある角に傾斜された領域を形成する。一つの側面は、少なくと
も結合部を含むこの一つの側面の領域において反射性コーティングで覆われる。
一対の反射側面は、反射された光線を観察者に面した屈折性の先端部分の表面を
介して屈折させるためにプロジェクタから入る光線を屈折性の先端部分の方向に
反射させる。各屈折された光線は、屈折性の先端部分の凸状の表面によって屈折
される。
【０００７】 周辺光のための捕捉構造がレンチキュラ素子の間に設けられる。散乱構造は、
プロジェクタ側の表面（及び／又は体積の内部内）上に設けられる。
【０００８】 ［本発明の要約］ 本発明の特徴を含む投写型スクリーンのレンチキュラレンズは、複数のレンチ
キュラ素子を含む。各レンチキュラ素子は、面に対して垂直な第１の軸を画成す
る面を形成するよう第１の方向に延在され、第２の方向に繰り返される。所与の
レンチキュラ素子は、屈折性の先端部分及び一対の反射側面部分を有する。側面
部分は、夫々の一対の端エッジの間で屈折性の先端部分が介在される。少なくと
も一対の側面部分の一方は、隣接するレンチキュラ素子の側面部分との間に共有
の結合エッジを有し、この共有の結合エッジを含むこの傾斜がつけられた領域え
お有する。この傾斜領域は、第１の軸に対して５乃至１５度の範囲内の角にをな
す。この一方の側面部分は、少なくとも結合エッジを含む領域において反射性コ
ーティングで覆われる。一対の反射側面部分は、プロジェクタから入来する光線
を屈折性の先端部分の方向に反射させ、反射された光線を観察者に面した屈折性
の先端部分の表面を介して屈折させる。各屈折された光線は、屈折性の先端部分
の凸状の表面によって屈折される。
【０００９】 ［好ましい実施例の詳細な説明］ 図１は、図示されない例えば、ＣＲＴを含むプロジェクタに面する側面９８ａ
を有する従来のフレネルスクリーン部９８を含む背面投写型スクリーン２００を
示す図である。本発明の特徴を包含するレンチキュラスクリーン部９９は、フレ
ネルスクリーン部９８の側面９８に面する比較的平坦な底表面１０１を有する。
レンチキュラスクリーン部９９の反対側の表面１０１’は観察者に面する。軸Ｚ
は、表面１０１及び反対側の表面１０１’の平均的な表面に対して直角即ち垂直
である。レンチキュラスクリーン部９９は、ポリマー材料から形成されてもよい
。投射される画像の光線は、図１のフレネルレンズ部９８を介してレンチキュラ
スクリーン部９９の表面１０１に対して略直角に入射される。
【００１０】 図２ａは、図１のレンチキュラスクリーン部９９の本発明を包含する小レンズ
或いはレンズレット又はレンチキュラ素子１００内の光路を簡単な方法で示す図
である。図２ｂ及び図２ｃは、図２ａのレンチキュラ素子１００及び隣接するレ
ンチキュラ素子１００''の構造及び動作を簡単な方法で示す図である。図１、図
２ａ、図２ｂ、及び、図２ｃにおける同様の記号及び番号は同様のもの又は機能
を示す。
【００１１】 例えば、図２ｂのレンチキュラ素子１００のようなレンチキュラ素子は各々、
垂直方向即ち高さの方向Ｖに延在され、図２ｂ又は図３ａ中に示す一定の移動Ｗ
１で図１の水平方向即ち幅の方向Ｈに繰り返される。一定移動Ｗ１は、図１のレ
ンチキュラスクリーン部９９のピッチと呼ばれる。比較目的のために同様に定義
されるフレネルスクリーン部９８のピッチは、レンチキュラスクリーン部９９の
ピッチの７５％未満であることが好ましい。
【００１２】 例えば、図２ｂのレンチキュラ素子１００は、一対の反射側面１０４及び１０
５を有する。反射側面１０４と、隣接するレンチキュラ素子１００''の反射側面
１０５ａとの間に角φが形成される。連続して湾曲される凸状の外部形状を有す
るレンズの先端部分１０３は、反射側面１０４と１０５の間で端エッジ１４２と
端エッジ１４１夫々の間のレンチキュラプロファイルの先端において介在される
。先端部分１０３は、幅Ｗ２を有する。隣接するレンチキュラ素子１００''の側
面１０５ａの端エッジ１４１ａとレンチキュラ素子１００の端エッジ１４２の間
の距離は、差Ｗ１−Ｗ２に等しい値を有する。
【００１３】 図示されないプロジェクタから入来する光線の第１の部分は、図２ａにおいて
光線束Ｂによって示され、反射された結果、先端部分１０３を主に直接的に且つ
小部分を間接的に遮断する。光線束Ｂの光線は、レンチキュラスクリーン部９９
を出る際に屈折され、垂直軸Ｚの周りで対称的な対応する角の光線ファンＢ’に
水平方向に広げられる。光線ファンＢ’の角の程度は、先端部分１０３の表面の
特定な湾曲に関連する表面傾斜の範囲によって決定される。角βは、屈折された
光線の角密度が光線ファンＢ’の中心における密度の略半分となる角の尺度を提
供する。
【００１４】 光線束Ａとして示される、入来する光線の第２の部分は、レンチキュラスクリ
ーン部９９の左の反射側面１０４によって反射される。これらの光線は、角φだ
け水平方向に偏向され、このときφは、反射点における側面１０４と隣接するレ
ンチキュラ素子１００''の側面１０５ａの間のインクルーデッド又は先端の角で
ある。偏向された光線が反射側面１０４と反射側面１０５の間の先端部分１０３
に達せられると、幾らかの光線はレンチキュラ素子１００から出、幾らかの光線
は図示されないレンズ領域における全内反射によって出ることが防止される。出
た光線は、垂直軸Ｚに対して＋φの時計回りの角で図示されない軸の周りで中心
がおかれる光線のファンＡ’を形成する。ファンＡ’における光線の密度は、フ
ァンＢ’における角βの大きさにおいて比較可能な角にわたって最大からその最
大値の半分まで典型的に変化される。
【００１５】 図２ａの光線束Ａを反射させるための図２ｂの反射性コーティング１２０は、
図２ｂの側面１０４のエッジ１４０とエッジ１４２の間におかれる。反射性コー
ティング１２０は、薄い絶縁保護コーティング又はコンフォーマルコーティング
で適用されることが好ましい。コーティング１２０は、例えば、銀、アルミニウ
ム、又は、クロムのような反射金属でもよい。選択的に、要求される反射率は、
全内反射によって実現され得る。レンチキュラ素子１００の側面１０４及び１０
５が急勾配なため、全内反射は、レンチキュラ素子１００の側面１０４及び１０
５が少なくとも一つの低屈折率材料の光学的波長厚さで被覆される場合に生じる
。
【００１６】 低屈折率のコーティングの屈折率ｎｃは、ｎｃ＜ｎｓｉｎ（ｔｈｅｔａ）の条
件を満たすことが好ましく、このときｎはレンチキュラ素子１００の屈折率であ
る。Ｔｈｅｔａは、例えば、レンチキュラスクリーン部９９の面１０１に対する
側面１０４の角から、後に参照する散乱構造１５０の特徴的な広がり角を減算し
たものである。Ｔｈｅｔａは、９０−φ／２に近い値を有する。
【００１７】 図示されない入来する光線の第３の部分は、同様の方法で素子１００の底表面
１０１に入り、レンチキュラ素子１００の側面１０５に到達する。図示されない
入来する光線の第３の部分において、レンチキュラ素子１００の垂直軸Ｚから右
へ所与の距離にある光線は垂直軸Ｚから左へ等距離にある束Ａの光線の鏡像であ
る。従って、図示されない光線の第３のファンは、φの左向き角変位でレンチキ
ュラ素子１００から出る。図示されない光線の第３のファン中の光線は、位置及
び角夫々に関して光線のファンＡ’中の光線の鏡像を形成する。
【００１８】 例えば、図２ｂのレンチキュラ素子１００の角をなす即ち傾斜がつけられる側
面１０４及び１０５は、結合エッジ１４０から高さＨ１だけ延在され、この結合
エッジにおいて側面１０４及び１０５ａが結合される。角をなす側面１０４及び
１０５は、幅Ｗ２を有する連続的に湾曲される先端部分１０３によって上が覆わ
れる。レンチキュラ素子１００の側面１０４及び１０５は、直線又は湾曲のいず
れでもよい。
【００１９】 光線１１０の光路は、図２ｃのスクリーンの垂直軸Ｚに対して平行な方向にお
いて図２ａの底表面１０１の左エッジ１４０に入射される。エッジ光線１１０は
、スクリーンの垂直軸Ｚに対してφに等しい角でレンチキュラ素子１００の傾斜
側面１０４から反射され、このときφは隣接する側面１０４と１０５の間の先端
の角である。反射されたエッジ光線１１０ａは、図２ｃ中の点線の水平線より上
にある、湾曲された先端部分１０３の最も右側にあるエッジ１４１に到達される
。この幾何学的な関係は、数学的に
【００２０】
【数１】 によって表わされる。
【００２１】 式１−１によって表わされる第１の状態が満たされるとき、スクリーンの垂直
軸Ｚに対して平行であり、傾斜が付けられる左側面１０４に方向付けられる図２
ａのレンズレットの底表面１０１における全ての光線は有利に反射される。有利
的に、このような反射された光線は湾曲された先端部分１０３の幅方向にある全
ての位置に到達される。スクリーンの垂直軸Ｚに対して平行な入射する光線は、
図１のフレネルレンズ部９８及びレンチキュラスクリーン９９の拡散構造１５０
を横切る光線の平均的な方向を表わす。
【００２２】 本発明の特徴を実行する際、例えば側面部分１０４は、隣接するレンチキュラ
素子１００''の側面部分１０５ａと共有の結合エッジ１４０を有し、角１３０を
形成するよう少なくとも共有される結合エッジ１４０を含む領域において傾斜が
つけられる。角１３０は、５乃至１５度の範囲にある。角１３０の範囲は、傾斜
を画成する角範囲φの半分に等しい。結合エッジ１４０を含む領域は、反射性コ
ーティング１２０の対応する部分で被覆される。一方で、有利的には、図２ｃの
エッジ光線１１０は、先端部分１０３に到達される。他方で、光線１１０の僅か
に左にある図示されない光線は、図２ｃに示されない隣接するレンチキュラ素子
の対応する先端部分１０３に到達されるよう反射される。それにより、効率的な
反射性コーティング１２０が得られる。
【００２３】 好ましくは、エッジ１４０と１４２の間にある全ての点における反射側面１０
４の傾斜は、約５と約１５度の間と、角範囲１３０内にあるべきである。一方で
、側面１０４の（全ての点における）傾斜を画成する角範囲１３０が例えば、大
きすぎる場合、プロジェクタからの光の大部分が繰り返し反射され、レンズ部分
１０３を通じて逃げられないことが不利な点である。他方で、角範囲１３０が小
さすぎる場合、構造を作ることが困難となる。これは、プラスチックが鋳型から
除去され得るためにプラスチック成形処理が逃げ角を要求するからである。
【００２４】 図２ｂの側面１０４又は１０５の高さＨ１に凸状のレンズ先端部分１０３の高
さＨ２を加算したものは、合わせてレンチキュラ素子１００の合計の高さを決定
する。レンチキュラ素子１００のアスペクト比は、レンチキュラ素子１００の合
計の高さとピッチとの比として定義される。
【００２５】 側面１０４又は１０５の長さは、反射光がレンズ部分１０３の幅全体にわたる
のに十分だが著しい量の光が反対側から第２の反射を受けるほどに大きくないよ
う選択されることが好ましい。角範囲１３０が約５乃至約１５度の間であるとい
った前述の要求と共にこの状態は、約１．５乃至約３．０の範囲において幾分大
きいアスペクト比を要求する。
【００２６】 スクリーンの垂直軸Ｚと湾曲された先端部分１０３の表面に対する垂線１５５
のような各垂線との間の角は、±αの角範囲に及ぶ。正の角αは、スクリーンの
垂直軸Ｚから時計回りに測定される。先端部分１０３の曲率半径は一定である必
要がない。
【００２７】 好ましい幾何学に対する第２の状態は、図２ｂのレンズの先端部分１０３のエ
ッジ１４１における角αの大きさに関連する。凸状の先端部分１０３にわたる角
範囲±αは、約３０度よりも大きく、つまり、有利的には、十分な光の広がりを
水平方向に提供するのに十分に大きいよう形成される。
【００２８】 側面１０４のエッジ１４０から反射された、図２ｃの反射されたエッジ光線１
１０ａは、レンズ部分１０３のエッジ１４１をて遮断する。反射されたエッジ光
線１１０ａを湾曲された先端部分１０３によって左に最も急激に屈折させるため
には、光線１１０ａと対応する垂線１５５の間の相対角|φ−α|は、レンズ媒体
に対する臨界角に可能な限り近いことが好ましい。これは、数学的に、
【００２９】
【数２】 によって示され、このとき、ｎはレンズ媒体の屈折率である。上述の第１及び第
２の状態を満たすレンチキュラ素子１００は、入射光を有利には最大範囲の角に
わたって通常広げる。
【００３０】 式１−１の結果は、約３／２よりも大きい比の値Ｈ１／Ｗ１に対して、先端の
幅Ｗ２はレンズレットの幅全体Ｗ１の約三分の一である。つまり、入射する光束
の約三分の一が湾曲された先端部分１０３に進められる前に左側面１０４から反
射され、三分の一が反射されること無く直接的に先端部分１０３に到達され、残
りの三分の一が右側面１０５から反射される。従って、出力光線の３つのファン
が略等しいレベルの光束で形成される。左側面から反射される図２ａの光線Ａ’
のファンは、右向きの角の偏向でレンズの部分１０３から出る。右側面１０５か
ら反射された図示されない光線のファンは、左向きの角の偏向を有する。無反射
光線Ｂ’のファンは、スクリーンの垂直軸Ｚの周りで対称的に再分布される。光
線の３つのファンは合わさると、有利にスクリーンの垂直軸Ｚから水平な角が増
加されると共に単調に減少される輝度の連続的な分布を提供する。
【００３１】 本発明の特徴を実行する際、図２ｂのコーティング１２０は、レンチキュラ素
子１００の側面１０４とレンチキュラ素子１００''の側面１０５ａの間の底エッ
ジ１４０を含む境界線又は結合領域に少なくとも与えられる。それにより、有利
には、図２ｃの光線１１０はレンズの部分１０３からの屈折された光の一員とな
る。しかしながら、光の屈折の広がりのために使用されない先端部分１０３を除
いてレンチキュラ素子１００の表面の全部分にコーティング１２０を与えること
が望ましくなり得る。
【００３２】 先端部分１０３の屈折動作は、レンチキュラ素子１００の側面１０４と１０５
の間のどの場所でも凸状である表面によってなされる。それにより、側面１０４
又は１０５から反射された各光線は、先端部分１０３の凸状の表面を遮断する。
先端部分１０３の凸状の表面の屈折動作は、先端部分１０３の表面の全部分が凸
状でない場合よりも有利には光の強度を各観察角においてより均一にさせる。
【００３３】 領域１２１にある光捕捉構造は、観察者に面する表面１０１’上の、レンチキ
ュラ素子１００の側面１０４及び１０５のコーティング１２０上に形成されるこ
とが好ましい。光捕捉構造１２１は、レンチキュラ素子１００の側面１０４及び
１０５上の反射性コーティングの観察者側上に絶縁保護的に被覆される光吸収材
料によって形成される。反射性コーティング１２０があることにより、有利には
、この吸収材料の吸収力又は屈折率のいずれもレンチキュラ素子１００を通じて
投射された光を送ることに影響を与えない。
【００３４】 吸収力の効率化は、材料が上で被覆され得る深い、凹状の上向き表面を前述の
側面の角１３０の好ましい範囲の使用が発生させるため特に高い。観察者側から
光捕捉部に到達される周辺光は、観察空間の方向に戻る前に、各反射において著
しい強度損失を伴う幾つかの部分的反射を典型的に受ける。従って、領域１２１
における光捕捉構造は周辺光を効率的に吸収する。
【００３５】 吸収力の効化率は、光捕捉部によって占有される観察者側の表面の面積の割合
が典型的に４０％乃至６０％と高いことから高い。反対に、ブラックマトリクス
ストライプ（マトリクスコーティングは略平坦な部分的吸収をするコーティング
）を使用するスクリーンは、一回の反射だけの後に周辺光を観察者に反射させ返
する。従って、領域１２１における光捕捉構造上のコーティングの黒さは、従来
のブラックマトリクスコーティングを含むスクリーンにおけるよりもさほど重要
でない。これは、多表面が生じられるからである。有利には、領域１２１におけ
る光捕捉構造は、プラスチック中の着色された吸収材料を使用する従来のスクリ
ーンよりもより効率的に観察者に対する周辺光の反射を減少させる。
【００３６】 本発明の別の特徴を実行する際、散乱構造１５０は、レンチキュラスクリーン
部９９を通る光に対して制御された角分布を導く。散乱構造１５０の好ましい場
所は、図示されないプロジェクタに面する表面１０１上である。表面１０１上の
散乱構造１５０は、ランダムな又はパターンで浅いリリーフ変調を含む。選択的
に、微細な散乱構造１５０がレンチキュラ部９９中の体積に組込まれ得、又は、
表面及び体積効果が組み合わされ得る。
【００３７】 出射用の表面１０１’上にレンチキュラ素子１００が無い場合における散乱構
造１５０は、好ましくは、スクリーンの軸Ｚから約８度乃至約１２度の角を通っ
てスクリーンに垂直に入る、図示されないプロジェクタからの光を拡散すること
ができるべきである。拡散された光分布は、全ての方位角において略等しい強度
でＺ軸の周りで円形な対称性を典型的に示し、少なくとも光を垂直方向に拡散す
る。
【００３８】 散乱構造１５０は３つの明確な機能を果たす。第１に、投射された光の十分な
角広がりを垂直方向ＶにスクリーンのＺ軸から離れさせ、見られる画像は局部的
な「ホット スポット」を示さない。第２に、散乱構造１５０はレンチキュラス
クリーン部９９の観察側１０１’に入る周辺光をプロジェクタ側の表面１０１か
ら内反射を分散させることでコントラストを改善させる。第３に、散乱構造１５
０は、レンチュキュラスクリーン部９９の観察表面１０１’上のレンチキュラ素
子１００のような周期的なレンチキュラ素子による入射光パターンの定期的なサ
ンプル処理によって生じられるモアレアーチファクトを抑制させる。
【００３９】 全ての入射光は、レンチキュラ素子１００を出る前に散乱構造１５０を通る。
散乱の一つの効果は、図示されない±δとして画成される角偏向内で密度が約半
分にされる分布にコリメートされた入来する光線を図１の方向Ｈに水平に偏向さ
せることである。
【００４０】 散乱構造１５０からの比較的小さい水平な偏向は、レンチキュラ素子１００の
更なる光路において発生される水平な偏向の分布に対して無視できる程の変化を
典型的に発生させる。プロジェクタからレンチキュラスクリーン部までの第１の
路上に無い迷光は、±δよりも大きい角でレンチキュラ素子１００に典型的に入
り、先端部分１０３による最終的な遮断に対する許容角を超える。迷光は、レン
チキュラ素子１００の側面１０４又は１０５における繰り返し反射後に最終的に
吸収される、又は、レンチキュラ素子１００の底表面１０１に反射され返される
。
【００４１】 本発明の特徴を実行する際、レンチキュラスクリーン部９９は、
【００４２】
【数３】 ３β＝水平方向の観察角要求；δ＝垂直方向の観察角要求といった３つの状態が
同時に満たされるよう側面の角１３０、先端部分１０３の屈折の強さ、及び、散
乱構造１５０の散乱力のバランスをとる。追加的に、レンチキュラスクリーン部
９９の厚さは、散乱構造１５０によって分散された光がレンチキュラスクリーン
部９９及びフレネルスクリーン部９８のサンプル処理による光のモアレビート模
様を抑制するよう選択される。レンチキュラスクリーン部９９の使用できる範囲
の厚さは、レンチキュラスクリーン部９９のピッチとして参照される例えば、隣
接するレンチキュラ素子１００と１００''の間で値Ｗ１を有する一定移動の約５
乃至１０倍である。追加的に、レンチキュラスクリーン部９９のピッチは、投影
システムの解像度条件の約半分よりも少ないよう選択される。
【００４３】 有利には、レンチキュラスクリーン部９９は、水平方向Ｈに広い観察空間（例
えば、±４５度よりも大きい）、垂直方向Ｖに狭い観察空間（例えば、±８乃至
±１２度）を提供する。追加的に、結果として生じる画像は比較的モアレアーチ
ファクトを有しない。
【００４４】 図３ａ及び図３ｂは、図２ａ又は図２ｂのレンチキュラ素子１００に類似する
レンチキュラ素子１１１の第２の実施例の構造及び動作を簡単な方法で示す。図
３ｂでは、図２ｂのレンチキュラ素子１００''に類似する隣接するレンチキュラ
素子１１１''も示される。図１、図２ａ、図２ｂ、図３ａ、及び、図３ｂにおけ
る同様の記号並びに番号は、同様のアイテム又は機能を示す。
【００４５】 図３ｂにおいて、ダブルレンズ先端部分１０３はレンズレットの中心軸Ｚ’の
周りで対称的に且つ横方向に移動される一対の部分１０３ａ及び１０３ｂから形
成される湾曲された先端表面を有する。図２ｂの配置と同様にして、レンチキュ
ラ素子１１１のその底部における幅はＷ１である一方で湾曲された先端部分の合
計幅はＷ２である。先端の角φは、隣接するレンチキュラ素子１１１及び１１１
''の対向する側面１０４’と１０５’の間で測定される。
【００４６】 式１−１及び１−２によって定義される同じ幾何学的な制約が図３ａの実施例
に課せられ、部分１０３ａ及び１０３ｂが図３ａ及び図３ｂ中の先端部分１０３
の半分のスケールでの複製物として形成されると仮定する。従って、出力光線の
方向の分布は、図３ｂにおける先端部分１０３において見られる表面に対する垂
線１５５’の角分布が同じとなるため、図２ａ及び図２ｂの配置における出力光
線の方向の分布と同じとなる。
【００４７】 しかしながら、図３ａにおける反射されたエッジ光線１１１ａが垂直軸Ｚ’上
のレンチキュラ素子１１１の中心点１５６において先端部分１０３’に到達する
ことが望ましくてもよい。この状態から、以下の式
【００４８】
【数４】 が導かれる。
【００４９】 図３ａの配置において、スクリーンの垂直軸Ｚ’に対して平行でありレンチキ
ュラ素子１１１の側面１０４’又は１０５’から反射される光線１１１ｂのよう
な入射光線は、部分１０３ａ及び１０３ｂの対応する一方の部分だけの幅全体を
わたる。それにより、反射された光線１１１ａは、部分１０３ａだけの幅全体を
わたる。図３ｂのレンズ部分１０３’における表面に対する垂線１５５’の最大
角αは、式１−２において前に示されたと同じ方法で傾斜側面１０４’と１０５
’の間の角φに関係する。
【００５０】 図３ａのダブルローブの先端部分１０３’の導入は、３つの有利な結果をもた
らす。 １．図２ａの光線のファンＢに類似する、図示されない光線のファンのような光
線の中央ファンにおける出力束の大部分が望ましい場合、図３ａ及び図３ｂの配
置は設計の柔軟性を提供する。 ２．図３ａ及び図３ｂの隣接する側面１０４’と１０５’の間の角φの所与の値
に対して比Ｈ１／Ｗ１は、図２ａ及び図２ｂの配置における比と比較して幾らか
減少される。同等にして、所与の比Ｈ１／Ｗ１に対して、図３ａ及び図３ｂの隣
接する側面１０４’と１０５’の間の角φは減少され得る。図３ａ及び図３ｂの
配置における結果となる比Ｗ２／Ｗ１は、図２ａ乃至図２ｃの配置において得ら
れる値１／３よりも値１／２に近い。 ３．光分布が図３ａ及び図３ｂの傾斜側面１０４’及び１０５’から反射されな
い光線によって大部分が占められる図１のレンチキュラスクリーン部９９の中心
にあるスクリーンの垂線Ｚ’の近傍にある観察位置に対して、レンチキュラ素子
１１１のような各レンチキュラ素子は、Ｗ２／２の横分離で一対の近接して離間
される投射された画像のサンプルを形成する。レンチキュラ素子１１１によるこ
のダブルサンプル処理の有利な結果は、ピッチＷ２の同一線上にある周期的な模
様から全ての潜在的なモアレビートが取り消されることである。図３ａ及び図３
ｂの配置は、レンチキュラ対フレネルピッチの比が２：１である背面投写型スク
リーンシステムの設計を可能にさせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フレネルスクリーン部及びレンチキュラスクリーン部を有する本発明の特徴を
包含する背面投写型スクリーンを示す図である。
【図２ａ】 図１のレンチキュラスクリーン部のレンチキュラ素子内の光路を簡単な方法で
示す図である。
【図２ｂ】 図２ａのレンチキュラ素子と隣接するレンチキュラ素子の構造及び動作を簡単
な方法で示す図である。
【図２ｃ】 図２ａのレンチキュラ素子と隣接するレンチキュラ素子の構造及び動作を簡単
な方法で示す図である。
【図３ａ】 図１のレンチキュラスクリーン部のレンチキュラ素子の第２の実施例の構造及
び動作を簡単な方法で示す図である。
【図３ｂ】 図１のレンチキュラスクリーン部のレンチキュラ素子の第２の実施例の構造及
び動作を簡単な方法で示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ステュアート，ウィルバー クラレンス アメリカ合衆国 ニュージャージー州 08520 ハイツタウン シャグバーク・レ ーン 11 (72)発明者 アルフォンス，ジェラルド アルガン アメリカ合衆国 ニュージャージー州 08540 プリンストン スカイフィール ド・ドライヴ ５ Ｆターム(参考） 2H021 BA23 BA28 5C058 BA08 BA23 DA03 EA01 EA32 EA35 EA38 【要約の続き】

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 面を形成するよう第１の方向に夫々延在され第２の方向に繰
    り返される複数のレンチキュラ素子を有するレンチキュラレンズであって、 上記面は上記面に対して垂直な第１の軸を画成し、 上記レンチキュラ素子は屈折性の先端部分と、一対の反射側面とを有し、 上記屈折性の先端部分は上記各一対の反射側面の一対の端エッジの間に介在さ
    れ、上記一対の側面の少なくとも一方は隣接するレンチキュラ素子の側面と共有
    する結合エッジ、及び、上記第１の軸に対して１５度未満の角をつくる上記結合
    エッジを含む傾斜がつけられた領域を有し、 上記一方の側面は上記共有される結合部を含む上記傾斜領域において少なくと
    も反射性コーティングで被覆され、 上記一対の反射側面は、プロジェクタから上記屈折性の先端部分に入来する光
    線を反射させ、上記先端部分から屈折された光各々が凸状の表面によって屈折さ
    れるよう上記反射された光線が観察者に面した上記屈折性の先端部分の表面を介
    して屈折されるレンチキュラレンズ。
  2. 【請求項２】 上記凸状の表面は、上記第１の軸と上記凸状の表面に対して
    垂直な軸夫々の間で絶対値が３０度よりも大きい角範囲を画成する請求項１記載
    のレンチキュラレンズ。
  3. 【請求項３】 上記屈折性の先端部分の上記凸状の表面は複数の表面部分に
    よって形成され、上記各表面部分は、上記第１の軸と上記各表面部分に対して垂
    直な対応する軸の間で絶対値が３０度よりも大きい角範囲を画成する請求項１記
    載のレンチキュラレンズ。
  4. 【請求項４】 上記反射性コーティングは、薄いコンフォーマルコーティン
    グを有する請求項１記載のレンチキュラレンズ。
  5. 【請求項５】 上記反射性コーティングは、上記観察者に面する上記側面の
    表面を被覆する請求項１記載のレンチキュラレンズ。
  6. 【請求項６】 上記観察者に面する上記反射性コーティングの観察者側上に
    略絶縁保護的に被覆される光吸収材料から成る光捕捉構造を更に有する請求項１
    記載のレンチキュラレンズ。
  7. 【請求項７】 上記反射性コーティングは、低屈折率材料の少なくとも一つ
    の光学的波長厚さを有する請求項１記載のレンチキュラレンズ。
  8. 【請求項８】 上記プロジェクタの側に面した上記レンチキュラ素子の表面
    上に設けられ、上記プロジェクタからのコリメートされた光を垂直方向に上記コ
    リメートされた光の軸から８乃至１２度ずらし広げることができる光捕捉構造を
    更に有する請求項１記載のレンチキュラレンズ。
  9. 【請求項９】 該レンチキュラレンズの体積中に設けられ、上記プロジェク
    タからのコリメートされた光を垂直方向に上記コリメートされた光の軸から８乃
    至１２度ずらし広げることができる光捕捉構造を更に有する請求項１記載のレン
    チキュラレンズ。
  10. 【請求項１０】 面を形成するよう第１の方向に夫々延在され第２の方向に
    繰り返される複数のレンチキュラ素子を有するレンチキュラレンズであって、 上記面は上記面に対して垂直な第１の軸を画成し、 所与のレンチキュラ素子は、プロジェクタの方向から入来する光線を屈折する
    屈折性の先端部分と、一対の反射側面とを有し、 上記屈折性の先端部分は、上記各一対の反射側面の一対の端エッジの間に介在
    され、上記一対の側面の少なくとも一方は隣接するレンチキュラ素子の側面と共
    有する結合エッジを有し、観察者の方向から入来する光線を吸収する光吸収コン
    フォーマルコーティングで被覆され、上記第１の軸に対して１５度未満の角をつ
    くる傾斜がつけられた領域を有するレンチキュラレンズ。
  11. 【請求項１１】 上記観察者の上記方向から入来する上記光線の一部分は、
    繰り返し反射路を介して上記光吸収コンフォーマルコーティングに吸収される請
    求項１０記載のレンチキュラレンズ。
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