JP2839109B2 - 投写スクリーン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プロジェクションテレビやマイクロフィル
ムリーダー等の画面として用いられる投写スクリーンに
関するものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ 投写スクリーンたとえば透過型スクリーンや反射型ス
クリーンは、テレビジョン画像、マイクロフィルム像等
を投写し、目的とする表示を実現するために広く用いら
れている。この種の投写スクリーンは、観察者が観察す
る際に明るく、また視野角が拡大する様に、入射面及び
／または出射面に所定のレンズ形状が付されており、一
般には両面レンチキュラーレンズが利用されている。

この種の投写スクリーンでは、両面のレンズの軸ずれ
はスクリーン特性に悪影響を与えるので、良好な特性を
得るためには、両面のレンチキュラーレンズの位置合わ
せを正確に行うことが必要である。

ところで、現在実用化されている両面レンチキュラー
レンズの製造方法としては、押出し成形法、セルキャス
トによる注型法及び加熱プレス法等が挙げられる。しか
して、これらはいずれも金属製等の母型を直接的または
間接的に樹脂板に転写する方式であり、母型の寸法精度
や成形時の型温度制御精度や両面母型の位置合わせ精度
等をすべて十分に行うことは難しいため、両面レンチキ
ュラーレンズの位置合わせ精度を十分向上させることが
困難であった。

近年、大型テレビの高精細度化への要求が高まってお
り、投写スクリーンのレンチキュラーレンズもファイン
ピッチ化が求められているが、上記の従来技術でたとえ
ば１メートル四方の両面レンチキュラーレンズの表裏両
面レンズの位置ずれを少なくし高精度化するのは容易で
なく、ファインピッチ化の要求に十分応えることができ
なかった。

そこで、透明な円柱状体を並列配置することにより入
射面側と出射面側とでレンズ単位の一体化された位置ず
れなしの両面レンチキュラーレンズを得る方法が提案さ
れている。

しかしながら、従来提案されているこれら方法では、
隣接円柱状体間に隙間が発生し、そこから漏れる光線が
スクリーンに大きな不具合（シースルー、ホットバンド
等）をもたらすことがあり、実用上好ましくない。

この問題を解決するものとして、本出願人は既に、多
数本のプラスチック系ストランドを溶融防糸し、該スト
ランドをシート状に引き揃えて隣接ストランドどうしを
融着させることにより投写スクリーンを得る技術を特許
出願している。

ところで、近年、上記投写スクリーンを用いてカラー
表示がなされており、その場合スクリーン上で３つの原
色光の重ね合わせが行われ、この際に１つの原色光の光
学系の光軸はスクリーンに対し垂直に配置されるが、他
の２つの原色光の光学系の光軸はスクリーンに対し垂直
には配置されず傾きをもって配置される。従って、スク
リーン上の位置によって色ムラが発生することがあり、
特にカラー表示用の投写スクリーンには、この様な色ム
ラ等の不都合を生ずることのない様により高い光学的特
性が要求される。

本発明は、上記従来技術の問題点及び技術的背景に鑑
み、両面のレンズ単位の光学的合致精度が良好で、且つ
隣接レンズ単位間に隙間がなく、更にカラー表示におい
ても解像度が高く明るく均一性に優れた鮮明画像を表示
できる光学的特性の著しく優れた投写スクリーンを提供
することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとし
て、 透光性を有するプラスチック系ストランドが多数本並
列に配置され、隣接するストランドが接合されシート状
に一体化されるとともに、隣接するストランド間に両ス
トランドに接して長手方向に沿って光吸収部が形成され
て構成される投写スクリーンであって、前記スクリーン
の横幅をＷ（mm）として、前記ストランドの配列ピッチ
ｐ（mm）が下記式（１） 0.03≦ｐ≦W/1000 …（１） を満たし、前記スクリーンの第１面側のストランドの曲
率半径R₁（mm）が下記式（２） 0.5×ｐ≦R₁≦ｐ …（２） を満たし、前記スクリーンの第２面側のストランドの曲
率半径R₂（mm）が下記式（３） R₂＜R₁ …（３） を満たすことを特徴とする投写スクリーン、 が提供される。

本発明においては、前記光吸収部が隣接するストラン
ドの接合に寄与している、態様がある。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明による投写スクリーンの一例である透
過型スクリーンの一実施例を示す模式的横断面図であ
る。

第１図において、２が透明プラスチック系材料からな
るストランドであり、紙面に垂直の方向即ちスクリーン
としての縦方向に同一の断面形状をもって延びている。

上記ストランドの材料としては、光透過性の良好なプ
ラスチック、たとえばアクリル系ポリマー、ポリカーボ
ネート、ポリアリレート等の熱可塑性ポリマーや、架橋
型シリコンポリマー、架橋型アリレートポリマー、イオ
ン架橋型ポリマー等の架橋硬化型ポリマーが用いられ
る。

尚、上記ストランド２としては、無色透明のものの他
に、適宜に着色剤を混入した有色透明のものや、全体に
光拡散剤を混入したもの等を用いることができる。

上記ストランド２は上部及び下部にそれぞれ光を透過
させる凸曲面が形成されている。そして、隣接するスト
ランド２どうしが融着により接合されて、シート状に形
成されている。４は融着部である。

上記ストランド２の配列ピッチはｐであり、該ストラ
ンドの上下方向長さ（スクリーン厚さ）はＴである。ま
た、各ストランドの下部（スクリーンの下面側）の曲面
の曲率半径がR₁であり、各ストランドの上部（スクリー
ンの上面側）の曲面の曲率半径がR₂である。本実施例で
は、下面側から光が入射する。そして、入射光はストラ
ンド２の下面により適宜集光され、やがて上面に到達
し、上方へと出射する。即ち、上方が観察側である。

本実施例においては、スクリーンの横幅（即ち、第１
図における横方向長さ）をＷ［mm］として、上記ストラ
ンド２の配列ピッチｐ［mm］が下記式（１） 0.03≦ｐ≦W/1000 …（１） を満たし、上記ストランド２のスクリーン第１面側の曲
率半径R₁（mm）が下記式（２） 0.5×ｐ≦R₁≦ｐ …（２） を満たし、上記ストランド２のスクリーン第２面側の曲
率半径R₂（mm）が下記式（３） R₂＜R₁ …（３） を満たす。

上記式（１）の根拠は次のとおりである。

即ち、標準的な人の肉眼の明視距離での解像限界は約
0.06mm（視角約１分）であり、ストランド２本で１ライ
ンペアを表示するものとすれば、ストランドのピッチｐ
は最小限0.03mmで十分であり、それ以上小さくしても肉
眼では識別できず製造コストが高くなるばかりである。
また、現行NTSC方式のプロジェクションテレビでは、水
平解像本数が500〜600TV本の水準にあり、表示可能TV本
数とラインペア数との関係については諸説あるものの、
一般的には（表示可能TV本数）＝（ラインペア数）×
（0.5〜0.8）の範囲内であるとされている。そこで、50
0〜600TV本を表示するのに必要なラインペア数即ちレン
チキュラー数を最低でも約1000は必要であるとみなし
た。

次に、上記式（２）の根拠は次のとおりである。

即ち、上記R₁の大小は、主としてスクリーンの横方向
（水平方向）への光の広がりに関連する要因である。単
純円形状を前提とすれば、R₁の最小値は（0.5×ｐ）と
なる。円形状以外の場合もこれに準ずるものとした。ま
た、R₁をｐより大きくすると、横方向への光の拡散力が
弱くなり、レンチキュラーを設けずとも、スクリーン内
部に光拡散剤を混入したボディディフューザまたはスク
リーン表面をランダムに粗面化したサーフェスディフュ
ーザを用いれば低コスタ化が実現できる。従って、これ
らボディディフューザやサーフェスディフューザよりも
良好な光拡散性を実現するために、R₁は最大限ｐである
とした。

次に、上記式（３）の根拠は次のとおりである。

即ち、スクリーン法線方向を含む適宜の角度範囲内で
良好な表示特性を実現するため、R₂をR₁より小さくし
た。

第２図〜第10図はいずれも本発明による透過型スクリ
ーンの一実施例を示す模式的横断面図である。これらに
おいては、いずれも上記式（１）〜（３）を満たしてい
る。

第２図の実施例においては、ストランド２が透光性主
体部2aと該透光性主体部の上側の両側部に接して長手方
向（紙面に垂直な方向）に沿って設けられた光吸収部2b
とからなる、 上記主体部2aの材料としては、上記第１図の実施例の
ストランド２の材料と同様の材料が用いられる。

上記光吸収部2bとしては、上記主体部2aと同一の材料
にカーボンブラック等の黒色顔料からなる光吸収剤を混
入したものが用いられる。

本実施例によれば、観察側に設けられた光吸収部2bに
よって不要な外光が吸収されるので、明るい場所で見る
時でもスクリーンのコントラストを高水準に保つことが
できる。

この様な光吸収部2bを形成すると、ストランド２間の
谷間に深く外光吸収層が設けられるため、界面等で反射
して隣のストランドに入射する光を吸収して出射を阻止
でき、この結果いわゆるフレア現象を抑えてシャープな
画像を得ることができ、しかも光吸収層の厚さも十分に
とることが可能であるため黒みの濃い画面を得ることが
できる。

尚、上記透光性主体部2aとしては、無色透明のものの
他に、適宜の着色剤を混入した有色透明のものや、全体
に光拡散剤を混入したもの等を用いることができる。

第３図の実施例は、上記第２図の実施例と光吸収部2b
の形状が異なる。

本実施例では、隣接するストランド２は主体部2aどう
しに加えて光吸収部2bどうしをも介して融着一体化され
シート状とされている。このため、ストランド２の断面
形状が崩れにくく、更に融着面積が十分に広いことから
接合強度が高められている。

第４図の実施例においては、ストランド２の上側の両
側部に長手方向（紙面に垂直な方向）に沿って光吸収層
６が付されている。該光吸収層はカーボンブラック等の
黒色顔料からなる光吸収剤を混入してなる塗料の塗布に
より形成することができる。

第５図の実施例は、光吸収層６の厚みのみ上記第４図
の実施例と異なる。

第６図の実施例において、ストランド２の上側の両側
部に長手方向（紙面に垂直な方向）に沿って光吸収部材
８が付されている。

該光吸収部材８としては、上記ストランド２と同一の
材料にカーボンブラック等の黒色顔料からなる光吸収剤
を混入したものが用いられる。該光吸収部材は、塗料塗
布によっても付することができるが、それ自体をストラ
ンド状に形成し、隣接するストランド２と接合させるこ
ともできる。該光吸収部材８は隣接ストランド２の接合
に寄与している。

第７図及び第８図の実施例は、いずれも光吸収部材８
の形状のみ上記第６図の実施例と異なる。

第９図及び第10図の実施例は、いずれもストランド２
の形状が上記第１図〜第８図の実施例と異なる。

これらの実施例では、隣接ストランド２間の融着面積
が十分に広いことから接合強度が高められている。

本発明による投写スクリーンは、上記の一体化したシ
ートの単一のものが好ましいが、必ずしもそれに限定さ
れることはなく、上記シートを複数組み合わせ、たとえ
ば接着剤や粘着テープで結合して、構成することもでき
る。

以上の様なスクリーンは、溶融紡糸の手法を用い、必
要に応じてコンジュゲート紡糸方式を採用して、製造で
きる。

第11図〜第14図は該製造方法の説明図であり、第11図
は装置平面概略図であり、第12図は装置正面概略図であ
り、第13図は装置側面概略図であり、第14図は装置のノ
ズル部の底面概略図である。この装置は上記第３図のス
クリーンの製造のためのものである。

これらの図において、11は上記主体部2aを形成するた
めの材料を溶融押出しする第１の押出し機であり、13は
上記光吸収部2bを形成するための材料を溶融押出しする
ための第２の押出し機である。また、14はダイであり、
該ダイはノズル14Aを備えている。該ノズルは、オリフ
ィス14Bから２種の溶融プラスチックを吐出させる。各
オリフィス14Bの開口形状はほぼ上記第３図に示される
ストランド２の形状とされている。また、15は定量供給
ポンプであり、ダイ14に対し別々に供給される溶融物の
量をコントロールするために用いられる。

上記２種の溶融物によるコンジュゲート紡糸方式で紡
糸され吐出されたストランド２は、ノズル直下位置に設
けられた溝付きの引き揃えガイド16によって姿勢制御さ
れ、更に中央がくぼんでいる融着ガイド17を通すことに
より、隣接する相互のストランド２の主体部2aどうし及
び光吸収部2bどうしが融着せしめられる。これにより、
紡糸ストランド２をシート状に一体化して、透過型スク
リーンとすることができる。

尚、18は引き取りのためのニップローラーであり、19
は上記シートを適宜の長さに切断するカッターである。

次に、本発明スクリーンの光学的特性に関し説明す
る。

第15図は上記第１図のスクリーンの特性測定の結果を
示すグラフである。ここで、ストランド２はアクリル系
ポリマーからなり、屈折率（Nd）は1.49であった。ま
た、該スクリーンの使用時の横幅Ｗは970mmであり、ス
トランド２の配列ピッチｐは0.2mmであり、曲率半径R₁
は0.1mmであり、曲率半径R₂は0.08mmであり、スクリー
ン厚さＴは0.24mmであった。従って、上記式（１）〜
（３）を満たしている。

本図において、Ｇはスクリーン面に対し垂直に入射さ
せた場合の透過光ゲインの角度分布を示し、B,Rはそれ
ぞれ上記垂直方向に対し角度８度だけ左右に傾いた方向
から入射させた場合の透過光ゲインの角度分布を示し、
R/Bは上記B,Rの比率を示すものである。尚、上記G,B,R
の測定には、ゴニオフォトメーター（自動変角光度計）
［株式会社村上色彩技術研究所製GP−1R型］を用いた。

上記角度８度を採用した理由は次のとおりである。

第16図はプロジェクションカラーテレビの光学系を示
す概略図であり、22,24,26はそれぞれ赤色（Ｒ）用、緑
色（Ｇ）用及び青色（Ｂ）用の陰極線管（CRT）であ
る。23,25,27はそれぞれ上記赤色用CRT22、緑色用CRT24
及び青色用CRT26に付された投写レンズである。28はサ
ーキュラーフレネルレンズであり、30はレンチキュラー
レンズ（本発明による投写スクリーン２）である。該レ
ンチキュラーレンズは多数のレンズ単位が紙面に垂直な
方向性をもって配置されている。図示されている様に、
上記緑色用CRT24及び投写レンズ25の光軸ｇは上記フル
ネルレンズ28及びレンチキュラーレンズ30に垂直であ
り、また上記赤色用CRT22及び投写レンズ23の光軸ｒ及
び上記青色用CRT26及び投写レンズ27の光軸ｂは上記光
軸ｇに対し両側に角度ａだけ傾いて配置されている。そ
して、上記３つの光軸r,g,bはフルネルレンズ28及びレ
ンチキュラーレンズ30からなるスクリーン位置において
交わっている。

上記角度ａは通常８度程度であり、従って投写スクリ
ーン（レンチキュラーレンズ）２のカラーバランスや全
体的均一性等の光学的特性を評価する上で、レンチキュ
ラーレンズ２に対し垂直に光を入射させた場合と該垂直
入射方向に対し左右に８度傾いた方向から光を入射させ
た場合とを測定することにより、一応の評価が可能であ
る。

第15図に示される様に、角度θが−50度から＋50度に
至るまで十分に高いゲインが得られ、またG,B,Rの間の
ふれが少なく従ってカラーバランスを示すR/Bも上記角
度範囲において大きな変動はない。従って、良好なカラ
ー表示特性が得られたことがわかる。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明投写スクリーンは、透光性
を有するプラスチック系ストランドが多数本並列に配置
され、隣接するストランドが接合されてシート状に一体
化されており、該シートを少なくとも１枚用いて構成し
てなり、該スクリーンの横幅、上記ストランドの配列ピ
ッチ、上記スクリーンの第１面側及び第２面側のストラ
ンドの曲率半径が所定の関係を有するので、両面のレン
ズ単位の光学的合致精度が良好で、且つ隣接レンズ単位
間に隙間がなく、更にカラー表示においても解像度が高
く明るく均一性に優れた鮮明画像を表示できる等、光学
的特性が著しく優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第10図はいずれも本発明による投写スクリーン
の実施例を示す模式的横断面図である。 第11図〜第14図は本発明による投写スクリーンの製造方
法の説明図であり、第11図は装置平面概略図であり、第
12図は装置正面概略図であり、第13図は装置側面概略図
であり、第14図は装置のノズル部の底面概略図である。 第15図は本発明による投写スクリーンの特性測定の結果
を示すグラフである。 第16図はプロジェクションカラーテレビの光学系を示す
概略図である。 2:プラスチック系ストランド、 2a:主体部、2b:光吸収部、 4:融着部、6:光吸収層、 8:光吸収部材、 11,13:押出し機、 14:ダイ、14A:ノズル、 14B:オリフィス、 15:定量供給ポンプ、 16:引き揃えガイド、 17:融着ガイド、18:ニップローラー、 19:カッター、 22,24,26:CRT、 23,25,27:投写レンズ、 28:フレネルレンズ、 30:レンチキュラーレンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03B 21/62

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性を有するプラスチック系ストランド
   が多数本並列に配置され、隣接するストランドが接合さ
   れシート状に一体化されるとともに、隣接するストラン
   ド間に両ストランドに接して長手方向に沿って光吸収部
   が形成されて構成される投写スクリーンであって、前記
   スクリーンの横幅をＷ（mm）として、前記ストランドの
   配列ピッチｐ（mm）が下記式（１） 0.03≦ｐ≦W/1000 …（１） を満たし、前記スクリーンの第１面側のストランドの曲
   率半径R₁（mm）が下記式（２） 0.5×ｐ≦R₁≦ｐ …（２） を満たし、前記スクリーンの第２面側のストランドの曲
   率半径R₂（mm）が下記式（３） R₂＜R₁ …（３） を満たすことを特徴とする投写スクリーン。
2. 【請求項２】前記光吸収部が隣接するストランドの接合
   に寄与していることを特徴とする請求項１記載の投写ス
   クリーン。