JP2695420B2 - 透過型スクリーン - Google Patents

透過型スクリーン

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JP2695420B2 JP62316033A JP31603387A JP2695420B2 JP 2695420 B2 JP2695420 B2 JP 2695420B2 JP 62316033 A JP62316033 A JP 62316033A JP 31603387 A JP31603387 A JP 31603387A JP 2695420 B2 JP2695420 B2 JP 2695420B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はプロジェクションTV,大型ディスプレイ用ス
クリーンやマイクロフィルムリーダー用ディスプレイな
どに使用される透過型スクリーンに関する。 [従来の技術] 上記透過型スクリーンには、入射面側から入射した光
が出射面側において、広い視野角度で均一に出射するよ
うにレンチキュラーレンズが配置されているのが一般的
である。従来から、上記透過型スクリーン用レンチキュ
ラーレンズ(以下、レンチと略称する)の構成には次の
二種類が知られている。 (1) 両面型のレンチ 第8図に示すように、入射側のレンズ40で入射光41を
収束させ、出射側のレンズ42でさらに光を広げてから出
射させるというレンズ構成である。この構成を用いた例
としては、USP 3830556、特公昭46-3708号、USP 453606
5,USP 4432010などがある。 (2) 全反射面付レンチ 第9図に示すように、出射側のレンズ単位43が、入射
光を屈折させて出射させるレンズ面44と、入射光の一部
を全反射させて上記出射面44より出射せしめる全反射面
45とで構成されているようなレンチである。 この構成を用いた例としては、本出願人が既に提案し
ている特開昭57-165830号、特開昭58-114026号、特願昭
57-29178号などがある。 [発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記2種類のレンチは以下のような問
題点を有する。 (1) 両面レンチの問題点 板厚の影響をうけやすい。 板厚が薄くなるとスクリーン正面のスクリーンゲイン
(Go)が低下し、視野角度が向上するのに対し、逆に板
厚が厚くなるとスクリーン正面のスクリーンゲイン(G
o)が高くなり、視野角度が低下する。この変化の程度
が大きい。 シェーディングが発生しやすい。 板厚、位置ずれによる光の出射特性の影響が大きいの
で、厚さぶれ、位置ずれにより、第10図に示すような実
線と破線のような出射光分布の差が発生する。1枚のス
クリーンシート中に、そのような製造誤差の部分が混在
すると視野角度の大きい所で見た時、明暗部が出来てし
まうことになる。なお、第10図において、横軸は視野
角、縦軸はスクリーンゲインであり、実線は正確な厚さ
及び配置により形成されたスクリーンの出射分布、破線
は厚さぶれ又は位置ずれが生じたときのスクリーンの出
射光分布である。 視野角度の拡がりに限界がある。 視野角度を広げようとすると、第8図において入射側
のレンズ40の継ぎ部分の角度θが小さくなり金型の寿命
が短くなる。また、上記角度θが小さいことにより、ス
クリーン製造自体が難しく、製品の歩留りが低下する。 (2) 全反射面レンチの問題点 全反射面を用いるため、視野角度を拡げるには有利
であるが、逆に中央付近の光量(Go)が得られにくい。 中央付近のカラーバランスを取ることが難しい。 [問題点を解決するための手段] 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、次に
挙げるような両面レンチの特長を生かしつつ、全反射面
付レンチの特長で両面レンチの欠点を補うようにした透
過型スクリーンを提供することにある。 (1) 両面レンチの特長 中央付近の光量が得やすく、カラーバランスがとり
やすい。 光量のロスが少ない。 (2) 全反射面付レンチの特長 板厚ずれ、位置ずれの影響が少ない。 視野範囲を拡げるのに有利である。 本発明によれば、以上のような目的を達成するものと
して、 基材の互いに対向する表面のうちの一方を入射面とし
他方を出射面とする透過型スクリーンにおいて、相互に
形状が異なる第1のレンチキュラーレンズ単位と第2の
レンチキュラーレンズ単位とが交互に配置されており、
前記第1のレンチキュラーレンズ単位は前記入射面側に
は入射光を屈折により集束させる第1の凸面が形成され
ており前記出射面側には前記第1の凸面から到達する光
を出射させる第2の凸面が形成されており、前記第2の
レンズ単位は前記入射面側には平面が形成されており前
記出射面側には前記平面から到達する光の一部を全反射
させる全反射面と前記平面から到達する光の他部を屈折
出射させる第3の凸面とが形成されており、前記全反射
面により全反射された光の少なくとも一部を前記第3の
凸面から出射させる様に構成されていることを特徴とす
る透過型スクリーン、が提供される。 [作用] 上記のように、両面レンチと全反射面付レンチの両者
を組合わせることによって、以下の利点を有する。 両面レンチの板厚、横ずれ等により発生する視野角
度の大きい部分での光量を、板厚ムラ等の影響の少ない
全反射面付レンチで稼ぐことにより、シェーディング現
象の発生を抑えることができる。 両者を交互に配置することで、両面レンチの入射面
レンズの間に、フラット部を設けられているため金型の
耐久性を良くすることができる。 両面レンチ単独に比べ、視野範囲を拡げることがで
きる。 [実施例] 以下、本発明に係る透過型スクリーンについて具体的
な実施例に基づき詳細に説明する。 第1図は本発明の透過型スクリーンの一構成例を示し
た斜視図、第2図はそのA−A′断面図の一部を示した
図である。 第1図及び第2図において、1はスクリンーン基材、
2は入射面側(X)に形成された両面レンチの入射側の
レンズ、3は出射面側(Y)に形成された両面レンチの
出射側のレンズ、5は出射面側(Y)に形成された全反
射面付レンチであり、全反射面6を有する傾斜面を出射
用レンズ面7の両側に備えている。4は前記全反射面付
レンチ5の入射面側(X)の対応する位置に設けられた
平坦部である。なお、第2図において、平坦部4の端と
全反射面6の端との間隔差dはフラット部分に斜めに入
射する光8が直接出射しないように配慮したもので、こ
のような光は後述するように外光吸収層を形成した場合
にロスとなるからである。 第3図は第2図の構成の光路を示す図である。同図に
おいて、入射側レンズ2と平坦部4に入射した光束A〜
C、C〜Eは図のようにそれぞれ出射側レンズ3と出射
用レンズ面7から光束A′〜C′、C″〜E′のように
出射する。主に光束A′〜C′は視野角の小さい領域に
出射され、光束C″〜E′は大きい領域に出射されるの
で、スクリーン全体としては良好な視野特性を有するこ
とになる。 第4図は第2図の形状で外光吸収層を形成した実施例
の断面図を示したものである。光の出射しない部分に外
光吸収層を設けることにより、スクリーンを見やすくす
ることを目的とするものである。 同図において、第2図と同一の箇所には同一の符号が
付してあり、10は全反射面6上に設けられた低屈折率物
質層、11は黒色塗料等で形成される外光吸収層である。
全反射面6に直接に外光吸収層11を形成すると光が全反
射しなくなるため、あらかじめスクリーン基材より屈折
率の低い層10を設ける必要がある。 基材1が透明性の良いメタクリル樹脂板を用いる場合
では、低屈折率物質10として、フッ化ビニリデン:テト
ラフルオロエチレン=80:20(n=1.39)の共重合物の
ような物質を用いることができる。具体的には、溶剤に
溶解し、スプレー塗装やロールコーターで塗布すれば良
い。また、凹部に均一に塗布するためには、両面レンチ
の出射側レンズ3と全反射面付レンチ5の頂上部の高さ
をできるだけ、均一にしておく方が良い。これは、光の
出射部分であるレンズ部分に外光吸収層を形成せず、そ
れらの谷部(凹部)にのみ外光吸収層11を形成するため
にもそのようにしたほうが良い。 次に、本発明の具体的な実施例を説明するが、本発明
の材料、構成などは下記の実施例に限定されるものでな
いことは明らかである。 [具体的な実施例] まず、本発明の透過型スクリーンの構成の板厚ずれに
対する改善の効果を調べるために、従来の両面レンチの
構造における板厚ずれの影響を調べた。 (比較例1) 第11図に示した入射側レンズの半径0.6mm、出射側レ
ンズの半径1.0mm、ピッチPが1.0mmの両面レンチの板厚
tを基準の1.0mmから0.93mmと薄くなった場合及び1.07m
mと厚くなった場合(板厚±7%ぶれた場合を想定)の
視野角とスクリーンゲインの関係をそれぞれ第13図〜第
15図に示す。第13図が基準の1.0mmのときの特性であ
る。なお、測定にあたっては、スクリーンの背面に赤、
緑、青の3本のCRTを並べ、スクリーンに対して異なる
角度で照射するいわゆる3管式のプロジェクションテレ
ビを想定して実験を行なった。すなわち、第13図〜第15
図において、×はスクリーンに対して垂直な光(光軸
上)の特性、○は該光軸に対して−8°傾いた光の特
性、△は該光軸に対して+8°傾いた光の特性を示して
いる。スクリーンゲインはスクリーンを透過する光の利
得で、 で表せられる。 (比較例2) 同様に第12図に示した入射側レンズの半径0.65mm、出
射側レンズの半径0.85mm、ピッチPが1.0mmの両面レン
チの板厚tを基準の1.2mmから1.1mmと薄くなった場合及
び1.3mmと厚くなった場合(板厚±7%ぶれた場合を想
定)の視野角とスクリーンゲインの関係をそれぞれ第16
図〜第18図に示す。第16図が基準の1.2mmのときの特性
である。 前記比較例1及び比較例2の結果をみればわかるよう
に、第13図〜第15図の方は視野角度が広いが、板厚の変
化の影響は40°以降の所に出ていることがわかる。この
範囲の板厚がふれた状態が1枚のスクリーンシート上で
発生すると、40°以降でシェーディングの明暗が発生し
てくることになる。 [実施例1] 第5図〜第7図は第11図に用いた両面レンチの形状
と、全反射面付レンチをそのピッチ比率を変えて組合わ
せた時のスクリーンの一部断面図である。図中の数値の
単位はmmである。それらそれぞれの場合の輝度分布を第
19図〜第21図に示す。いずれも第11図の両面レンチのみ
を用いた場合に比べて40°以降の光量が増えていること
がわかる。また、第5図のようにスクリーン全体におけ
る全反射レンチの比率が高いと、矢印のような谷間が大
きい(第19図参照)が、両面レンチに対し50%(第6図
の構成)、30%(第7図の構成)にすると、それぞれ第
20図、第21図のようにこの谷間は小さくなってくる。 [実施例2] 第22図及び第23図は第6図の形状で両面レンチの板の
厚みを1.07mm及び0.93mmにしたものである。板厚がふれ
ると両面レンチのみの構成によると第13図〜第15図のよ
うに40°以降の光量に変化が出るが、全反射面付レンチ
を組合せると、この部分は板厚の影響が少ないため、全
体の光量分布はあまり変化しないことがわかる。 [発明の効果] 以上、詳細に説明したように、本発明の透過型スクリ
ーンによれば、以下の効果を得ることができる。 両面レンチ単独の構成のスクリーンに比べて、視野
範囲の広いレンチを得ることができた。 製造時にある程度生じる板厚ずれの影響を全反射面
付きレンチにより、両面レンチの構成のみに比べて軽減
させることができた。 入射面に鋭角部分をなくすことで金型の耐久性を向
上させることができ、製造時の製品のばらつきがなくな
り、歩留りが向上した。 全反射面型のレンチ単独に比べて、中央付近の光量
が向上し、かつカラーバランスも良好なスクリーンを提
供できた。 外光吸収層を設けた構成を取ることができ、これに
より外光に対するコントラストの低下を抑えることがで
きた。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の透過型スクリーンの一構成例を示した
部分的斜視図である。 第2図は第1図のスクリーンのA−A′断面図の一部を
示した図である。 第3図は第2図の構成のスクリーンの光路を示す図であ
る。 第4図は本発明のスクリーンに外光吸収層を形成した実
施例を示す断面図である。 第5図〜第7図はそれぞれ両面レンチと全反射面付レン
チをそのピッチ比率をかえて組合わせた時のスクリーン
の断面図である。 第8図は両面型のレンチの構造を示す断面図である。 第9図は全反射付レンチの構造を示す断面図である。 第10図は両面レンチのシェーディングの生じる原因を説
明するための図である。 第11図及び第12図はそれぞれ両面レンチの構成例を示す
図である。 第13図〜第15図は第11図の両面レンチの構成において、
それぞれ板厚をふったときの視野角とスクリーンゲイン
の関係を示す図である。 第16図〜第18は第12図の両面レンチの構成において、そ
れぞれ板厚をふったときの視野角とスクリーンゲインの
関係を示す図である。 第19図〜第21図はそれぞれ第5図、第7図、第8図の構
成のスクリーンの視野角とスクリーンゲインの関係を示
す図である。 第22図、第23図はそれぞれ第6図の形状で板厚をふった
ときの視野角とスクリーンゲインの関係を示す図であ
る。 1:スクリーン基材 2:両面レンチの入射側のレンズ 3:両面レンチの出射側のレンズ 4:平坦部 5:全反射面付レンチ 6:全反射面付レンチの全反射面 7:全反射面付レンチの出射用レンズ面 10:低屈折率物質層 11:外光吸収層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−61238(JP,A) 特開 昭60−214347(JP,A) 特開 昭62−108232(JP,A) 特開 昭62−286030(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.基材の互いに対向する表面のうちの一方を入射面と
    し他方を出射面とする透過型スクリーンにおいて、相互
    に形状が異なる第1のレンチキュラーレンズ単位と第2
    のレンチキュラーレンズ単位とが交互に配置されてお
    り、前記第1のレンチキュラーレンズ単位は前記入射面
    側には入射光を屈折により集束させる第1の凸面が形成
    されており前記出射面側には前記第1の凸面から到達す
    る光を出射させる第2の凸面が形成されており、前記第
    2のレンズ単位は前記入射面側には平面が形成されてお
    り前記出射面側には前記平面から到達する光の一部を全
    反射させる全反射面と前記平面から到達する光の他部を
    屈折出射させる第3の凸面とが形成されており、前記全
    反射面により全反射された光の少なくとも一部を前記第
    3の凸面から出射させる様に構成されていることを特徴
    とする透過型スクリーン。 2.前記第2のレンチキュラーレンズ単位の前記出射面
    側には前記第3の凸面を挟む様に両側に前記全反射面が
    配置されていることを特徴とする、特許請求の範囲第1
    項記載の透過型スクリーン。 3.前記出射面側において前記第1のレンチキュラーレ
    ンズ単位と前記第2のレンチキュラーレンズ単位との境
    界部を含んでその近傍に形成される凹部の表面上に前記
    基材より屈折率の低い低屈折率層が形成されており、該
    低屈折率層上に外光吸収層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項または第2項に記載の透
    過型スクリーン。 4.前記入射面に隣接してフレネルレンズシートが配置
    されていることを特徴とする、特許請求の範囲第1項〜
    第3項のいずれかに記載の透過型スクリーン。
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