JP3028891B2 - プロジェクタ装置のスクリーン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロジェクタ装置に関
し、輝度ムラの低減およびスクリーンの継目部における
映影像情報の欠落を克服する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】背面投写形プロジェクタ装置におけるス
クリーン構造は、複数の同心円上に鋸歯形状の断面をも
つフレネルレンズおよび拡散板で成っていることは周知
の技術である。ＮＨＫテレビ技術教科書（上）｛日本放
送出版協会 平成元年４月１０日 第１版発行｝に記載
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
スクリーン構造では、フレネルレンズは主に圧縮成形に
よるものであり製作上サイズ的限界が低く、１つのスク
リーンサイズは７０インチ程度が限界である。７０イン
チを超える画面サイズでは、複数枚のスクリーン接合
し、各スクリーン毎に投写ユニットを備えるマルチ画面
化が一般的である。この様な構成の場合、隣接するスク
リーンに隣の投写ユニットの不要光が入り込むため、ス
クリーン継目部に垂直および水平方向の遮光板が必要と
なり、遮光板の影等によるスクリーン継目部における映
像情報の欠落の問題があった。尚、フレネルレンズを用
いない場合では集光能力がないため、スクリーンに同じ
光量が入射されても映像が暗いという欠点がある。

【０００４】また、単一のプロジェクタ装置による映像
は画面（スクリーン）中央付近が明るく、周辺（特に、
コーナ部）になると暗くなるため、マルチ画面化での大
画面は、輝度のムラが目立つ（例として、４面のマルチ
画面では画面中央部が暗くなる）という問題があった。

【０００５】本発明の目的は上記問題点を解決する手段
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、映像を投写レンズを介してスクリーン
の観視者と反対側の面に投写するプロジェクタ装置のス
クリーンにおいて、２組のシリンドリカルレンズと拡散
板とを有し 、 該２組のシリンドリカルレンズは、互いに
円形方向軸が直交し、かつ少なくとも１組のシリンドリ
カルレンズが２ピースより成り該２ピースの合わせ部に
該シリンドリカルレンズの屈折率と略等しい物質を備え
た構成とする。

【０００７】

【作用】レンズ効果をもつ断面形状を円周上に設けたフ
レネルレンズに対し、レンズ効果をもつ断面形状を直線
上に設けたシリンドリカルレンズは、圧縮成形に比べ製
作上サイズ的限界の高い押出し成形が可能であり、１つ
の大きなレンズを製作できる。

【０００８】シリンドリカルレンズを或る基準面に対
し、シリンドリカルレンズの円形方向軸を平行に置くこ
とで光線を垂直方向へ屈折させることができる。また、
シリンドリカルレンズの円形方向軸を垂直に置くことで
光線を平行方向へ屈折させることができる。よって、シ
リンドリカルレンズ２組の円形方向軸を各々直交して配
置することで光線を垂直および水平方向へ屈折させるこ
とができ、集光能力をもたすことができる。

【０００９】以上により、マルチ画面化せず大画面にで
きるので、遮光板等を設ける必要がなくなり、単一の
（大型）プロジェクタ装置の形態となる。また、フレネ
ルレンズを用いたスクリーン構造に対し、映像が暗くな
るという欠点もない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図に従って説明する。

【００１１】図１〜図４により本発明の第１実施例を説
明する。図１はプロジェクタ装置のスクリーン構造の斜
視図であり、図２〜図４はスクリーン構造の一部の動作
図である。

【００１２】各々の図において、１は第１のシリンドリ
カルレンズ、２は第２のシリンドリカルレンズ、３は拡
散板、４は入射光線、５は第１のシリンドリカルレンズ
による屈折光線、６は第２のシリンドリカルレンズによ
る屈折光線、７は第１および第２のシリンドリカルレン
ズによる屈折光線を示す。

【００１３】図１により第１実施例のスクリーン構造の
構成を説明する。入射光線４側から第１のシリンドリカ
ルレンズ１、第２のシリンドリカルレンズ２、拡散板３
の順に配置され、また第１のシリンドリカルレンズ１と
第２のシリンドリカルレンズ２の円形方向軸が直交して
配置されている。

【００１４】入射光線４が第１のシリンドリカルレンズ
１に入射し、第１のシリンドリカルレンズ１により屈折
させられた屈折光が第２のシリンドリカルレンズ２に入
射し、更に第２のシリンドリカルレンズ２により屈折さ
せられた屈折光が拡散板３に入射し、光線は拡散板３に
より拡散射出され、広い範囲から映像を観視できる様に
なっている。

【００１５】拡散板３は、入射面および出射面に細かい
かまぼこ状のレンズを有し、材料には拡散剤が練り込ま
れている。また、出射面側には外光による反射を低減さ
せるため、ブラックストライプが設けられている。

【００１６】図２〜図４でシリンドリカルレンズの動作
を説明する。シリンドリカルレンズとは、連続曲面状の
断面が一直線上に設けられたレンズである。

【００１７】図２は第１のシリンドリカルレンズ１の動
作を示すものであり、或る基準面に対し、円形方向軸が
平行に置かれた第１のシリンドリカルレンズ１は屈折の
法則により入射光線４を垂直方向へ屈折させ、屈折光線
５を射出する。

【００１８】図３は第２のシリンドリカルレンズ２の動
作を示すものであり、或る基準面に対し、円形方向軸が
垂直に置かれた第２のシリンドリカルレンズ２は同様に
屈折の法則により入射光線４を水平方向へ屈折させ、屈
折光線６を射出する。

【００１９】図４は図２および図３を合成したものであ
り、第１のシリンドリカルレンズ１と第２のシリンドリ
カルレンズ２の円形方向軸を各々直交して配したもので
ある。

【００２０】この様に配すことで入射光線４を垂直およ
び水平方向に屈折させ、屈折光線７を射出し、レンズ曲
面形状により集光させることが可能でフレネルレンズと
同等の動作をすることになる。

【００２１】この際、第１のシリンドリカルレンズ１お
よび第２のシリンドリカルレンズ２の配置が逆転しても
支障はない。

【００２２】図５で第２の実施例を説明する。図中８は
第１のシリンドリカルシート、９は第２のシリンドリカ
ルシートを示す。

【００２３】シリンドリカルシートは断面形状が連続曲
面で構成される前記シリンドリカルレンズと略等しい光
学特性を有し、鋸歯状断面のシート状レンズである。

【００２４】シリンドリカルシートはフレネルレンズの
様に鋸歯状断面を有するが、複数の同心円上に鋸歯状断
面をもつフレネルレンズに対し、複数の直線上に鋸歯状
断面をもっている。シリンドリカルシートは、断面形状
が連続曲面のシリンドリカルレンズに比べ、レンズ厚を
大きく抑えることができる。

【００２５】シリンドリカルシートの筋は、シリンドリ
カルレンズの円形方向軸に相当するものであり、第１の
シリンドリカルシート８と第２のシリンドリカルシート
９の筋方向を直交して配すことで、第１の実施例と同等
の動作をすることになる。

【００２６】第１の実施例および第２の実施例で述べた
シリンドリカルレンズおよびシリンドリカルシートはレ
ンズ効果をもつ断面形状が一直線上に設けられているの
で、製作上サイズ的限界の高い押出し成形が可能であ
る。

【００２７】図６で第３の実施例を説明する。図中１０
はシリンドリカルシートのハーフピース、１１は接合部
材である。

【００２８】シリンドリカルシートのハーフピース１０
は図５に示すようなシリンドリカルシートを筋方向と平
行に２等分割したものである。各々のシリンドリカルシ
ートのハーフピース１０は同一の型で製作できるもので
ある。

【００２９】各々のシリンドリカルシートのハーフピー
ス１０をシリンドリカルシートのハーフピース１０と屈
折率の略等しい物質である接合部材１１により接合する
ことで、より大きなシリンドリカルシートが得られる。
この手法を逆に利用して、型を小型にすることもでき
る。実施例をシリンドリカルシートとしたが、シリンド
リカルレンズの場合も円形方向軸と平行に２等分割する
ことで同様である。

【００３０】次に、図７および図８により、従来のスク
リーン構造および本発明のスクリーン構造におけるプロ
ジェクタ装置の構成を説明する。

【００３１】図７は従来のマルチ画面化によるプロジェ
クタ装置の概略構成図を示すものであり、図８は本発明
のスクリーン構造を用いた場合のプロジェクタ装置の概
略構成図を示す。図中８は第１のシリンドリカルレン
ズ、９は第２のシリンドリカルレンズ、１２はフレネル
レンズ、１３は垂直方向遮光板、１４は水平方向遮光
板、１５は投写ユニット、１６はスクリーン継目部であ
る。各々の図において拡散板は省略してある。

【００３２】従来のマルチ画面化によるプロジェクタ装
置は各フレネルシート１２毎に投写ユニット１５を配備
し、スクリーン継目部１６に垂直方向遮光板１３、水平
方向遮光板１４を設けてある。図７より明らかなよう
に、各画面にｎ分割（図は４分割）の映像を写し、全体
で１つの映像としている。

【００３３】本発明のスクリーン構造を用いた場合のプ
ロジェクタ装置は図８より明らかなように１つの大きな
スクリーンで構成されており、投写ユニット１５の映像
を投写拡大する単一の（大型）プロジェクタ装置の形態
となっているため、遮光板の必要性がなくなる。尚、画
面数と同じだけの投写ユニットを備えるマルチ画面化に
よるプロジェクタ装置に対し、１台の投写ユニットだけ
では面積当りの光量が小さく映像が暗くなることに関し
ては、図８に示すように複数台の投写ユニット１５を備
えることで対処できる。

【００３４】

【発明の効果】

１．以上のように本発明の実施例によれば、従来技術に
おけるスクリーン構造のフレネルレンズ部分を直交する
２組のシリンドリカルレンズに置換することで、従来技
術におけるスクリーン構造と同等の特性が得られる。シ
リンドリカルレンズは製作上サイズ的限界の高い押出し
成形が可能なため、マルチ画面化せず大型スクリーンが
できる。従って、遮光板等を設ける必要がないので、ス
クリーン継目部における映像情報欠落を克服できる効果
がある。

【００３５】２．以上のように本発明の実施例によれ
ば、単一の（大型）プロジェクタ装置の形態にできるの
で、画面中央部が暗くなるといった輝度のムラを無くす
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係るプロジェクタ装置の
スクリーン構造の斜視図を示す。

【図２】図１のスクリーン構造の一部の動作図を示す。

【図３】図１のスクリーン構造の一部の動作図を示す。

【図４】図１のスクリーン構造の一部の動作図を示す。

【図５】本発明の第二実施例に係るプロジェクタ装置の
スクリーン構造の一部斜視図を示す。

【図６】本発明の第三実施例に係るプロジェクタ装置の
スクリーン構造の一部斜視図を示す。

【図７】従来のマルチ画面化によるプロジェクタ装置の
概略構成図を示す。

【図８】本発明のスクリーン構造を用いた場合のプロジ
ェクタ装置の概略構成図を示す。

【符号の説明】

１…第１のシリンドリカルレンズ、２…第２のシリンド
リカルレンズ、３…拡散板、４…入射光線、５…第１の
シリンドリカルレンズによる屈折光線、６…第２のシリ
ンドリカルレンズによる屈折光線、７…第１および第２
のシリンドリカルレンズによる屈折光線、８…第１のシ
リンドリカルシート、９…第２のシリンドリカルシー
ト、１０…シリンドリカルシートのハーフピース、１１
…接合部材、１２…フレネルレンズ、１３…垂直方向遮
光板、１４…水平方向遮光板、１５…投写ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 行徳 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所ＡＶ機器事業部内 (72)発明者 中島 秋男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 金子 敦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立画像情報システム内 (56)参考文献 特開 平４−296841（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 21/62 H04N 5/74

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像を投写レンズを介してスクリーンの観
   視者と反対側の面に投写するプロジェクタ装置のスクリ
   ーンにおいて、 ２組のシリンドリカルレンズと拡散板とを有し、該２組
   のシリンドリカルレンズは、互いに円形方向軸が直交
   し、かつ少なくとも１組のシリンドリカルレンズが２ピ
   ースより成り該２ピースの合わせ部に該シリンドリカル
   レンズの屈折率と略等しい物質を備えていることを特徴
   とするプロジェクタ装置のスクリーン。
2. 【請求項２】上記シリンドリカルレンズは、鋸歯状断面
   を有し、連続曲面状断面を有するシリンドリカルレンズ
   と略等しい光学特性を有している請求項１に記載のプロ
   ジェクタ装置のスクリーン。