JP2633542B2 - リアプロジエクシヨン装置 - Google Patents

リアプロジエクシヨン装置

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JP2633542B2 JP62013351A JP1335187A JP2633542B2 JP 2633542 B2 JP2633542 B2 JP 2633542B2 JP 62013351 A JP62013351 A JP 62013351A JP 1335187 A JP1335187 A JP 1335187A JP 2633542 B2 JP2633542 B2 JP 2633542B2
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも１個の画像源と、この画像源の
数と対応する数の投影レンズ系と、背面投影スクリーン
とを収納する周囲部材を具えるリアプロジェクション装
置に関するものである。
リアプロジェクション装置においては、像光源によっ
て作成した原画像が投影レンズ系により投影スクリーン
の背面と称せられている第１面上に投影される。この像
は投影スクリーンの第２面、すなわち前面側にいる観客
によって見られる。
リアプロジェクション装置は単色画を再生するための
陰極線管の形態をした１個の像光源又はカラー画像を再
生するための３個の像光源を有し、ビデオプログラムを
通常のテレビジョン画像管によって得られる画像サイズ
よりも一層大きな画像サイズで表示するために用いられ
る。この投影装置は、スピーチやメッセージを示す可視
情報のような他の情報を例えば博覧会等の観客に表示す
るためにも用いることもできる。このような投影装置に
用いられる光源は、光源とこの光源の前面側に配置した
スライド又はフイルムの形態の透明画とを具えることも
できる。或はまた、像光源を光源と電子信号に応じて光
を反射又は吸収し或は光を透過又は吸収する複数の画素
セルから成るマトリックスを有する電子的に制御可能な
平坦な表示装置とを以て構成することができる。このよ
うな平坦な表示装置はビデオ画像を表示することができ
る。
上述したリアプロジェクション装置は室内、展示場又
は公演会場のような照明環境下で用いられるように構成
されている。投影像が満足できる明るさ及びコントラス
トを有するようにするには、信号光として称せられてい
る像光源によって作成される光の最大量をスクリーンに
よって透過させ、一方スクリーン及び投影装置の他の素
子によって観客に向けて反射される周辺光量を最小とし
なければならない。
既知のリアプロジェクション装置では、スクリーンの
表面部分からの光を集中放射させると共に他の表面部分
を光吸収性とすることによってこの目的を達成するよう
に構成されていた。このような投影スクリーンは米国特
許第3,832,032号明細書に記載されている装置が一例と
してあげられる。この装置に用いられている投影スクリ
ーンの背面には垂直方向に延在する多数のシリンドリカ
ルレンズが装着され、これらシリンドリカルレンズによ
って像光源から発生する光がスクリーンの前面上に垂直
帯域内に集束される。これら帯域間の細条に光吸収層が
形成されている。このように構成することにより、スク
リーンから発する信号光とスクリーンによって反射され
る周辺光との間の比が実質的に増大し、観客は明瞭に見
ることができる。
しかしながら、周辺光が光吸収細条間の光透過域を経
てスクリーン内に入射してしまい、例えば内部全反射に
よってシリンドリカルレンズの内部から再び出射してし
まう。光吸収材料層が表面領域の50％に亘る場合、この
効果によって周辺光の10％が反射されてしまう。この光
吸収材料層はスクリーンの前面側に形成されているの
で、この光吸収材料層は外部の機械的及び化学的な影響
を受けてしまう。
従って、本発明の目的は、スクリーンから出射する信
号光と反射周辺光との間で満足できる比が得られ新規で
且つ改良されたリアプロジェクション装置を提供するも
のである。本発明によるリアプロジェクション装置は、
投影スクリーンの少なくとも背面に非反射性で透過性を
有する手段を設ける共に、前記周囲部材の内部に配置さ
れると共に信号光の放射経路からなずれて位置し、前記
スクリーンを経て入射した周辺光を反射することができ
る全ての素子を光吸収性としたことを特徴とする。
本発明は、投影スクリーンに入射する周辺光をスクリ
ーンを通過させ投影装置のハウジング内部で吸収するこ
とにより周辺光が観覧空間に向けて反射するのを阻止す
ることができると云う認識に基くものである。すなわ
ち、スクリーンの画像光を出射させる背面を非反射性で
且つ透過性を有する手段を設けることにより、スクリー
ンに入射した周辺光の最大量をハウジング内部に侵入さ
せることができ、侵入した周辺光をハウジングの内部で
吸収することができる。従って、スクリーンの前面に光
吸収領域を形成する工程が省かれ、信号光の透過量が減
少したりスクリーンに傷が付き易すい本質的な欠点を除
去することができる。
投影スクリーンが単一シート部材を具える本発明によ
る第１実施例による投影装置は、このシート部材の背面
が透過性非反射面を有することを特徴とする。
投影スクリーンが、光拡散素子を具える第１シート部
材および前面側にフレネルレンズ構造を有する第２シー
ト部材を具える本発明の第２実施例による投影装置は、
第１シート部材の背面、及び第２シート部材の前面及び
背面が透過性非反射面を有することを特徴とする。
非反射面とすることにより周辺光及び信号光を最大に
透過させることができる。非反射面は、適切に選択した
屈折率及び膜厚を有する複数の薄膜を具えるコート層を
既知の方法によって形成することにより得ることができ
る。
好適実施例は、非反射面が機械的な粗面とされ、この
粗面にその外形に従う一定の膜厚の薄膜がコートされて
いることを特徴とする。公開されている欧州特許出願第
0.131,341号で説明されているように、このような表面
は広い波長域に亘って良好な非反射特性を有している。
別の好適実施例は、投影スクリーンの非反射面が、段
差及びピーク間距離が200〜800nm程度のマイクロリーフ
構造を具えることを特徴とする。
このようなマイクロリーフ構造体は、例えば空気のよ
うな周囲媒質の屈折率から投影スクリーン材料の屈折率
に亘る平衡遷移を形成する。このような構造体の非反射
特性は、通常の非反射層よりも入射光の入射方向及び波
長について一層影響されない。
別の実施例は、投影スクリーンの非反射面が、イオン
注入及びエッチングによって粗面とされていることを特
徴とする。上述したマイクロリーフ構造と同様に、この
ような面は平衡屈折率を有し同様な好ましい特性を呈す
る。
上記マイクロリーフ構造体はレプリカ処理によって適
切に形成される。この処理では形成されるべきマイクロ
リーフ構造に対して反転した表面形状を有する金型を用
いる。この金型に適当に柔かい状態の材料を充填し、こ
の後対応する面を材料に対してプレスする。引き続きこ
の材料を硬化させ、その後マイクロリーフ構造が形成さ
れている硬化層を有する面を金型から取りはずす。例え
ばシリンドリカルレンズやフレネル構造体のような光拡
散素子構造体のような別の構造体も形成されている面上
にマイクロリーフ構造体を形成すれば、マイクロリーフ
構造体及び他の構造体を１回のレプリカ処理によって同
時に形成することができる。
紫外線硬化材料を用いれば、このマイクロリーフ構造
体を金型を用いて高精度に複製することができることが
知られている。
好ましくは、非反射面を構成するマイクロリーフ構造
体を紫外線硬化材料層で形成する。
このようなマイクロリーフ構造体を投影装置に用いる
投影レンズ系の１個又はそれ以上のレンズ面上に形成
し、対応する面を信号光及び場合によってはこの面まで
依然として到達するいかなる周辺光に対して非反射性と
することができる利点もある。一般的なことであるが、
対応する面を非球面とすれば、この面はレプリカ処理に
よって形成され、この結果レンズ面及びマイクロリーフ
構造体の形状が１回のレプリカ処理で同時に形成され
る。
この可能性を有する投影装置は、投影レンズ系の少な
くとも１個の面に段差及びピーク間距離が200〜800nm程
度のマイクロリーフ構造が形成されていることを特徴と
する。
本発明によるリアプロジェクション装置の別の構成例
は、信号光の放射経路からはずれて位置しスクリーンを
横切る周辺光を反射することができる素子が、繊維が混
合されているつや消しブラック材料によって光吸収性と
する。
このような材料を被着するのは容易であり、この結果
不規則な表面が形成され高い光吸収性を発揮することが
できる。
実際には、リアプロジェクション装置は１個又はそれ
以上のミラーを具え画像源から投影スクリーンまでの光
路を曲げることによりキャビネットの寸法を小さくして
いる。この投影スクリーンは信号光を観覧空間に拡散す
る光学素子である。逆に言えば、投影スクリーンはこの
スクリーンに入射する周辺光の一部を外側からフォール
ディングミラーに向けて拡散することも意味する。投影
画像上において高いコントラストを維持するには、投影
スクリーンからフォールディングミラーに到達する周辺
光がミラーによってスクリーンに向けて直接反射しない
ように注意すべきである。
この目的を達成するため本発明の実施例では、少なく
とも１個のミラーを具えるリアプロジェクション装置に
おいて、各ミラーが適切に配置され、前記スクリーンに
よりミラー方向に拡散された周辺光が、このミラーによ
ってスクリーンとは別の方向に向けて反射されるように
構成したことを特徴とする。
周辺光は上方又は水平方向から入射しスクリーンによ
る垂直方向の拡散は制限されるので、ミラーを上記のよ
うに配置することは、反射面に対する法線がスクリーン
と交差しないことを必ずしも意味するものではない。
本発明の別の実施例によるリアプロジェクション装置
は、光吸収材料から成るブラインドが、投影スクリーン
の前面シート部材の前面と第１フォールディングミラー
との間に配置されていることを特徴とする。キャビネッ
トの内部では信号光は周辺光が拡散され反射される角度
と異なる角度でスクリーンに入射するので、ブラインド
はキャビネットの内部で信号光を吸収することなくほぼ
全ての周辺光を吸収することができる。
本発明の好適実施例は、前記ブラインドが、フレネル
レンズ構造体の垂直面上に堆積した光吸収材料を有する
ことを特徴とする。このように構成すれば、フレネルレ
ンズの垂直面に入射する信号光だけをブラインドで吸収
できる利点がある。従って、明るさの減少がなくなる。
更に、周囲部材内においてブラインドを支持するための
別の構成を設けることが不要となる。
以下図面に基き本発明を詳細に説明する。
第１図において画像、すなわちシーンを陰極線管11の
スクリーン12上に表示する。この画像源から放射された
光は、ミラー41を経て単レンズとして示されている投影
レンズ系13によりリアー投影スクリーン20の背面上に投
影される。単色画を再生する単一の陰極線管の代りにカ
ラー画像を再生するため陰極線の数と等しい数の投影レ
ンズ系を有する複数の陰極線管を用いることもできる。
或はまたこの画像源を、光源とこの光源と投影レンズと
の間に配置した例えばスライド又はフィルムのような透
明画とで構成することができる。また、この画像源を、
電子信号に応じて光を反射又は吸収し、或は光を透過又
は吸収する画素セルから成るマトリックスと光源とで構
成することもできる。
画像源及び投影スクリーン20は共に周囲部材30内に配
置され、この周囲部材30には光を出射させることができ
る別の開口は形成されていない。画像源はキャビネット
30の別の仕切り部14内に配置する。
周囲部材30内にミラー41を適切に取り付けて画像源か
ら投影スクリーン20に向かう光路が周囲部材のリニアな
寸法よりも長くなるようにする。このミラー41は支持部
材43によって取り付ける。多数のフォールディングミラ
ーを用いることによって周囲部材30の寸法を一層小さく
することができる。
本発明では、周囲部材30の内側表面、マウンド及びミ
ラー支持部材を高い光吸収性とする。これは、前記部材
の表面に繊維を混合した市販のつや消しブラックから成
る光吸収層45を形成することによって達成でき、この吸
収層45はほぼ全ての入射光を吸収すると共にわずかな残
光を全ての方向に拡散する。更に、この投影スクリーン
20は、周辺光に対して最大透過を与えるものとする。
第2a図及び第2b図は投影スクリーンの２種類の例を示
す。第2a図はシート部材を１個だけ有する投影スクリー
ンを示す。前面部21には既知の光拡散素子を形成する。
このシート部材の背面部22はフレネルレンズ構造を有し
ている。このフレネルレンズ構造によって画像源から発
散するビームを前方に向けて平行ビームとして直進させ
る。背面部22は非反射性とされ、例えばフレネル面上に
段差及びピーク間距離が200〜800nmのマイクロリーフ構
造を形成する。蛾の眼構造として称せられているこのマ
イクロリーフ構造の詳細については、文献“オプティカ
アクタ（Optica Acta）”、1982年発行第29巻、No.
7、第993〜1009頁に記載されている。
このような構造体は、例えばレプリカ処理によってフ
レネルレンズの形成と同様に形成することができる。こ
のために、所望のフレネルレンズ構造及びマイクロリー
フ構造に対して反転した表面形状を有する金型を用い、
この金型に十分にやわらかい状態の材料を充填し、この
後金型の外側から充填した材料に対してプレスする。そ
の後、この材料を硬化させ、その後フレネルレンズ構造
及びマイクロリーフ構造を有する硬化したシートを金型
から取り出す。この材料として紫外線硬化材料を用いる
のが好適である。この材料を用いてマイクロリーフ構造
を極めて高精度に再現できることが見い出されている。
第2b図は２個のシート部材を具えるリアプロジェクシ
ョンスクリーンを示す。フロントシート23の前側面24に
光拡散素子を形成する。その背面25は平坦な非反射面と
する。後側のシート部材26には、前側面27にフレネルレ
ンズ構造を形成し、その後側面28は平坦な面とする。前
側面27及び後側面28は、例えば上述した方法でマイクロ
リーフ構造を形成することによって共に非反射性とす
る。種々の面を非反射性とするための別の方法は、MgF2
から成る薄層を気相堆積する方法がある。最初に表面に
粗面を形成し、この後この粗面に正確に沿って一定の厚
さのMgF2層を被着すれば、特に好ましい効果が得られ
る。
第2a図及び第2b図に示す光拡散素子の形状は例示した
ものとみなすべきである。上記文献には多くの可能な方
法が記載されており、なかんずつ水平及び垂直方向の光
分布、各カラー用の異なる画像源を用いるカラー再生、
投影スクリーン上の明るさ分布等に基いて適切に選択す
ることができる。
第3a図、第3b図、第3c図及び第3d図は周辺光を抑制す
るための別の方法を示す。第3a図は投影スクリーン120
の後側にミラー140を配置した例を示す。矢印150によっ
て示される周辺光がスクリーン120の前面に入射し、こ
のスクリーン内の光拡散素子によって投影装置内で拡散
される。周辺光の一部は矢印151で示されるように拡散
され、ミラー140に入射してスクリーン方向に反射され
る。参照番号152で示される反射光はスクリーンの前面
から出射し、特定の角度において画像品質の低下が若干
生ずる。
第3b図においてはミラー140をスクリーン120から離し
て配置し、ミラー140によって反射された周辺光がスク
リーン120に到達せず周囲部材の壁部で吸収させる。従
って、反射周辺光による画像品質の低下が回避される。
ミラー140によってスクリーンに向けて反射された周
辺光による画像品質に及ぼす影響は、スクリーンに入射
する周辺光の方向に相当依存すると共に画像源以外から
放射した光に対するスクリーンの光拡散作用にも依存す
る。周辺光は投影装置と同一の高さレベル又はそれ以上
に高い位置に位置する光源から一般的に放射すると共に
投影スクリーンの垂直方向の光拡散作用に限界があるの
で、周囲部材の内部に拡散され水平方向に対して30゜以
上の角度で上方に向けて直進する光を考慮する必要はな
い。
周囲部材が複数のミラーを具える場合、上記事項は個
々のミラーに適用されることは明らかである。更に、ス
クリーンを経て入射する周辺光は複数のミラーが配置さ
れている光路を経てることにより再びスクリーンに到達
することができないことに注意すべきである。このよう
な構成は、例えば光路を折り曲げジィックザック形状と
することにより達成することができる。
面倒な周辺光を吸収する別の方法を第3c図に示す。前
述した図面に示す方法と同一方法で信号光のビームをフ
ォールディングミラー140を経てリアー投影スクリーン
上に投影する。スクリーン120とミラー140との間に水平
方向に延在する一連の光吸収素子（スレート）を互いに
上方に沿って配置してブラインド146を構成する。周囲
部材内で拡散された矢印151で示される周辺光は、ブラ
インドの上側及び下側で部分的に吸収される。ミラーに
入射しスクリーンに向けて反射される残光は、矢印153
で示されるように再びブラインド146に向かう方向に進
みブラインド146によって吸収される。
これらブラインドの大きさをできるだけ小さくして信
号光の吸収を最小にすべきことは明らかである。更に、
このよう構成を画像源からミラーに向かう光路内に配置
すべきではない。
第3d図にブラインドの好適な構成を示す。明瞭なもの
とすため、スクリーン120の素子を投影装置の他の素子
に比べてかなり拡大して示す。このスクリーン120は前
面121に光拡散素子を有している。背面122は、フレネル
レンズ構造を有し、その垂直な側に光吸収層129を形成
する。これら光吸収層129は一緒になってブラインドを
構成する。このように構成することにより２種の利点が
達成される。まず第１に、信号光は吸収されず、フレネ
ルレンズ構造体によって誤った方向に屈折された信号光
だけが吸収されることである。第２に、ブラインドを支
持するための別の手段が不要になることである。フレネ
ルレンズ構造体の垂直側を光吸収性とすることは、第3d
図に示す投影スクリーンだけに限定されず、フレネルレ
ンズ構造を用いる他のいかなる投影スクリーンにも用い
ることができる。
以上説明したように、本発明によれば投影スクリーン
の画像光を出射させる背面に非反射性で且つ透過性を有
する手段、すなわち透過性の反射防止手段を設けたの
で、スクリーンに入射する周辺光の大部分を周囲部材の
内部まで侵入させ、侵入した周辺光を周囲部材の内部の
光吸収部材により吸収することとしているので、簡単な
構成で周辺光の影響を除去でき、画像のコントラストを
一層増強することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるリアプロジェクション装置の一例
の構成を示す線図、 第2a図及び第2b図は本発明によるリアプロジェクション
装置の２種の投影スクリーンを示す断面図、 第3a図、第3b図、第3c図及び第3d図は周辺光を抑制する
ための別の構成を示す線図である。 11……陰極線管、12……スクリーン 13……投影レンズ系、14……仕切り部 20,120……投影スクリーン 30……周囲部材、41,140……ミラー 43……支持部材、45,129……光吸収層 146……ブラインド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−214138（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−128528（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−204686（ＪＰ，Ａ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１個の画像源と、この画像源の
    数と対応する数の投影レンズ系と、画像光を出射させる
    背面を有する背面投影スクリーンとを収納する周囲部材
    を具えるリアプロジェクション装置において、 前記投影スクリーンの少なくとも背面に非反射性で透過
    性を有する手段を設ける共に、前記周囲部材の内部に配
    置されると共に信号光の放射経路からはずれて位置し、
    前記スクリーンを経て入射した周辺光を反射することが
    できる全ての素子を光吸収性としたことを特徴とするリ
    アプロジェクション装置。
  2. 【請求項２】前記投影スクリーンが単一のシート部材を
    有する特許請求の範囲第１項記載のリアプロジェクショ
    ン装置において、前記シート部材の背面が透過性の非反
    射面を有することを特徴とするリアプロジェクション装
    置。
  3. 【請求項３】前記投影スクリーンが光拡散素子を具える
    第１シート部材及び前面側にフレネルレンズ構造を有す
    る第２シート部材を具える特許請求の範囲第１項記載の
    リアプロジェクション装置において、前記第１シート部
    材の背面、及び第２シート部材の前面および背面が透過
    性の非反射面を有することを特徴とするリアプロジェク
    ション装置。
  4. 【請求項４】前記非反射面が機械的な粗面とされ、この
    粗面にその外形に従う一定の膜厚の薄膜がコートされて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項
    記載のリアプロジェクション装置。
  5. 【請求項５】前記非反射面が、段差及びピーク間距離が
    200〜800nm程度のマイクロリーフ構造を具えることを特
    徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載のリアプ
    ロジェクション装置。
  6. 【請求項６】前記非反射面が、イオン注入及びエッチン
    グにより粗面とされていることを特徴とする特許請求の
    範囲第２項又は第３項記載のリアプロジェクション装
    置。
  7. 【請求項７】前記マイクロリーフ構造が、紫外線硬化材
    料層で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第２項又は第３項記載のリアプロジェクション装置。
  8. 【請求項８】投影レンズ系の少なくとも１個の面に、段
    差及びピーク間距離が200〜800nm程度のマイクロリーフ
    構造が形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項から第７項のいずれか１に記載のリアプロジェク
    ション装置。
  9. 【請求項９】信号光の放射経路からはずれて位置し、ス
    クリーンを横切る周辺光を反射することができる素子
    が、繊維が混合されているつや消しブラック材料によっ
    て光吸収性とされていることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項から第８項のいずれか１に記載のリアプロジェ
    クション装置。
  10. 【請求項１０】光路を曲げるための少なくとも１個のミ
    ラーを具える特許請求の範囲第１項から第９項までのい
    ずれか１に記載のリアプロジェクション装置において、
    前記ミラーが適切に配置され、前記スクリーンによりミ
    ラー方向に拡散された周辺光が、このミラーによってス
    クリーンとは別の方向に向けて反射されるように構成し
    たことを特徴とするリアプロジェクション装置。
  11. 【請求項１１】光路を曲げるための少なくとも１個のミ
    ラーを具える特許請求の範囲第１項から第10項までのい
    ずれか１に記載のリアプロジェクション装置において、
    光吸収材料から成るブラインドが、投影スクリーンの前
    面シート部材の前面と第１フォールディングミラーとの
    間に配置されていることを特徴とするリアプロジェクシ
    ョン装置。
  12. 【請求項１２】前記ブラインドが、フレネルレンズ構造
    体の垂直面上に堆積した光吸収材料を有することを特徴
    とする特許請求の範囲第11項記載のリアプロジェクショ
    ン装置。
JP62013351A 1986-01-28 1987-01-24 リアプロジエクシヨン装置 Expired - Fee Related JP2633542B2 (ja)

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NL8600184A NL8600184A (nl) 1986-01-28 1986-01-28 Doorzichtprojektiesysteem.

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JPS62178227A JPS62178227A (ja) 1987-08-05
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EP (1) EP0233662B1 (ja)
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