JP3311426B2 - プロジェクションスクリーン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、背面投射型テレビ用
のプロジェクションスクリーンに係り、特に、スクリー
ンシートが、垂直集光リニアフレネルレンズシート及び
水平集光リニアフレネルレンズシートを含んで構成され
るプロジェクションスクリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】背面投射型テレビ用のプロジェクション
スクリーンは、投射光を観察側へ集光させるフレネルレ
ンズ部と、投射光を散乱させ、画像を形成するレンチキ
ュラー部とからなり、これらが１枚のシートに形成され
たシングルスクリーンタイプと、２枚のシートに形成さ
れたダブルスクリーンタイプとがあり、民生用テレビの
場合は、後者が多く用いられている。

【０００３】上記のプロジェクションスクリーンは、い
ずれのタイプにおいても、フレネルレンズが同心円状に
形成されていて、この同心円状のフレネルレンズシート
を製造するための金型は、回転円盤に切削されるもので
ある。

【０００４】サーキュラーフレネルレンズは、前記回転
円盤に切削した金型である平板状の成形型により１枚ず
つ加熱プレス法やキャスティング法、又は紫外線硬化樹
脂を成形型の上に塗布した後、透明基板を積層し、この
状態で露光することによって透明基板上に紫外線硬化樹
脂からなるレンズ形状を付与する方法が取られているの
で、非常に生産効率が低く、製造コストが高くなるとい
う問題点があった。

【０００５】上記に対して、実開昭５６−７４４２９号
公報や、実開昭５６−７４４３０号公報等に開示される
ように、同心円状のサーキュラーフレネルレンズの代替
として、フレネルレンズが一方向に形成されているリニ
アフレネルレンズを２枚そのラインが直交するように重
ねて用いることが提案されている。

【０００６】このリニアフレネルレンズは、リニアフレ
ネルレンズ形成のための金型を、ロールに直接切削形成
することができる。

【０００７】上記のように、リニアフレネルレンズを使
用する場合は、ロール状の成形型を用いて成形すること
が可能であるため、熱可塑性樹脂の押出し成形や紫外線
硬化樹脂を使用してフレネル状にレンズを成形する等、
連続的にフレネルレンズを生産することができるので、
生産効率が高く、製造コストを低減させることができ
る。

【０００８】しかしながら、リニアフレネルレンズを交
差させて用いる場合は、サーキュラーフレネルレンズの
場合と比較して、レンズシートが１枚増加することによ
りゲインが低下すると共に、サーキュラーフレネルレン
ズにおいては、同一水平／垂直座標軸上の垂直／水平出
射角が等しいのに、リニアフレネルレンズでは、これら
が等しくならず、画質が低下するという問題点がある。

【０００９】又、リニアフレネルレンズを交差させる場
合、水平・垂直に用いる場合と、レンズ角度を４５°傾
けて交差させる場合とがあるが、４５°傾ける場合に
は、リニアフレネルレンズシートを押出し法で成形した
場合でも材料コストが高くなるという問題点がある。

【００１０】これに対して、例えば特開昭５８−９３０
４３号公報、特開昭６０−２６３９３２号公報等には、
プロジェクションスクリーンを構成するレンズシートの
いずれかの面に垂直方向に光を拡散するレンチキュラー
レンズを形成して、光の垂直拡散を行う機能を一部担わ
せることにより、レンチキュラーレンズシート中に混入
する光拡散材の量を減らして、投射光の損失を低減させ
ようとするものがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
は、同一水平／垂直座標上の垂直／水平出射角を等しく
するものではなく、従ってサーキュラーフレネルレンズ
に比べて輝度ムラや色ムラが発生し易く、画質が低下す
るという問題点を解消するものではない。

【００１２】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、リニアフレネルレンズシートを、水
平方向及び垂直方向に配置した場合であっても、ゲイン
の低下や、同一水平／垂直座標上の垂直／水平出射角の
不等による画質の低下が少ないプロジェクションスクリ
ーンを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数のシー
トから構成されるスクリーンシートを備えた背面投射型
テレビ用のプロジェクションスクリーンにおいて、前記
スクリーンシートを、水平集光リニアフレネルレンズシ
ート、及び垂直集光リニアフレネルレンズシートを含ん
で構成すると共に、垂直方向拡散角を、スクリーン中心
から離れるほど大きくしたことにより、上記目的を達成
するものである。

【００１４】又、請求項２のように、前記垂直集光リニ
アフレネルレンズシート又は水平集光リニアフレネルレ
ンズシートの一方の入射面側に、光を垂直方向に拡散さ
せるためのマイクロレンチキュラーレンズを形成し、こ
のマイクロレンチキュラーレンズの垂直方向拡散角を、
スクリーン中心から離れるほど大きくしたことにより、
上記目的を達成するものである。

【００１５】

【作用及び効果】本発明者による解析の結果、水平集光
リニアフレネルレンズシートと垂直集光リニアフレネル
レンズシートを組合せて用いた場合、組合わされたリニ
アフレネルレンズシートから出射する光は外周部ほど内
向し、その結果、観察者がスクリーンに近い場合には、
画面中心の直上部、及び、直下部が最も暗く、相対的に
４隅が明るくなるが、逆に観察者がスクリーンから離れ
ると４隅が急激に暗くなることが判かった。

【００１６】一方、プロジェクションスクリーンに用い
られる、レンチキュラーレンズシート等の光拡散シート
は、垂直方向に比べて、水平方向に圧倒的に大きな拡散
角を有するので、スクリーン上における光の出射角のば
らつきは、水平方向により大きな許容力を有することが
判る。

【００１７】請求項１の発明によれば、プロジェクショ
ンスクリーンにおける垂直方向拡散角を、スクリーン中
心から離れるほど大きくすることによって、ゲインの低
下、及び、同一水平／垂直座標上の垂直／水平出射角の
不等による画質の低下を低減させることができる。

【００１８】又請求項２の発明によれば、拡散角をスク
リーン中心から垂直方向に変化させるための手段として
の、拡散材の添加量により制御する方法と比較して、拡
散角の調整が容易であると共に、ゲインの低下や画像の
ボケが少なく、更に、光拡散シートの入射面側に設けた
はえの目レンズの拡散角を調整する方法と比較して、垂
直方向の拡散角のみの調整が容易である。

【００１９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００２０】この実施例は、図１に示されるように、背
面投射型テレビ用のプロジェクションスクリーン１０
を、光投射側から、水平集光リニアフレネルレンズシー
ト１２、垂直集光リニアフレネルレンズシート１４、及
び光拡散用のレンチキュラーレンズシート１６をこの順
で配置してこの順で配置して構成すると共に、前記垂直
集光リニアフレネルレンズシート１４の入射面側に、光
を垂直方向に拡散させるためのマイクロレンチキュラー
レンズ１８を形成し、このマイクロレンチキュラーレン
ズ１８の垂直方向の拡散角を、スクリーン中心から離れ
るほど大きくしたものである。

【００２１】この実施例に係るプロジェクションスクリ
ーン１０は、スクリーンサイズを４５インチ（ＮＴＳ
Ｃ）、投射距離８１８mm、プロジェクタ集中角９．９
°、レンチキュラーレンズシート１６の垂直拡散半値角
を６°、水平拡散半値角が４０°、観察距離を３４２９
mm( スクリーン高さの５倍）とし且つ、スクリーン中心
部の垂直拡散半値角を６°、スクリーン上下端部の垂直
拡散半値角を９°としたときの、スクリーン上の色別の
相対的な明るさの分布は、図２及び図３に示されるよう
になった。

【００２２】ここで、図の明るさは、出射光をその射線
上にある点から見たときの明るさ＝（１００−反射損
失）％とした。

【００２３】これらを、垂直拡散半値角が６°で一定の
サーキュラーフレネルレンズシート及び従来のリニアフ
レネルレンズシートのプロジェクションスクリーンを観
察距離３４２９mm、高さを０mm及び３４３mmで見たとき
のスクリーン上の色別の相対的な明るさ分布を示す図４
〜図７のうち、リニアフレネルの図５及び図７と比較す
ると、図２、図３は、従来のリニアフレネルレンズシー
トにおける色ムラがかなり解消されているのが判る。

【００２４】更に詳細に比較すると、図２と図４の比較
では、図４の方が明るく、又明るさのムラも少ないが、
色ムラに関しては、図２が優れている。ところが、観察
者がスクリーン中心から視点を少し上下にずらすと、垂
直拡散角が一定の場合、サーキュラーフレネルレンズで
あるにも拘らず、図６の場合は極端な色ムラと明るさム
ラが生じる。これに対して、図３の場合は、最大値が小
さくなるのみならず、最小値も大きくなり、結果的にそ
れらの差が小さくなって、明るさムラがかなり減少す
る。同時に、各色の分布パターンが単純になり、これに
より色ムラ、明るさムラがかなり減少している。

【００２５】同様の観点から見ると、図２は図４と比較
して、画面上部及び下部が多少は暗くなっているが、不
合格となるほどではなく、視線をずらした時の図３が、
図６よりも良い結果が得られるので、総合的に見て、本
実施例のプロジェクションスクリーンは、図４及び図６
のサーキュラーフレネルレンズよりも優れていると言え
る。

【００２６】更に、プロジェクションスクリーンを、本
来の設計距離である中心軸上１０mから観察した場合、
前述のように、出射角が周辺部ほど内向する特性によっ
て、垂直拡散角を一定としたプロジェクションスクリー
ンでは、４隅が中心と比較して急激に暗くなるが、本実
施例のように垂直拡散角を変化させた場合には、画面の
明るさの差を小さくすることができる。

【００２７】結果として、垂直拡散角を一定としたプロ
ジェクションスクリーンでは、ベストポジションから観
察した場合は、垂直拡散角を変化させたプロジェクショ
ンスクリーンよりも良好な画像が得られるが、観察位置
に対する自由度がなく、垂直拡散角を変化させた本発明
のプロジェクションスクリーンでは、より広い範囲から
ほぼ同質の画像が得られる。

【００２８】上記実施例は、プロジェクションスクリー
ン１０を構成する垂直集光リニアフレネルレンズシート
１４の入射面側にマイクロレンチキュラーレンズシート
１８を形成したものであるが、本発明はこれに限定され
るものでなく、要すれば、垂直方向拡散角をスクリーン
中心から離れるほど大きくなるようにするものであれば
よい。

【００２９】従って、例えば図８に示される第２実施例
のように、水平集光リニアフレネルレンズシート１２の
入射面側に、光を垂直方向に拡散させるためのマイクロ
レンチキュラーレンズ２０を形成し、このマイクロレン
チキュラーレンズ２０の拡散角が、スクリーン中心から
離れるほど大きくなるようにしてもよい。この際、マイ
クロレンチキュラーレンズによる拡散角の変化のさせ方
は、スクリーン中心から１〜数ピッチ毎に順次マイクロ
レンチキュラーレンズの曲率半径を変化させてもよい
し、曲率半径の大きなマイクロレンチキュラーレンズと
曲率半径の小さなマイクロレンチキュラーレンズを分散
させ、その分布を変化させることにより拡散角を変化さ
せてもよい。

【００３０】更に、図９の第３実施例のように、レンチ
キュラーレンズシート１６の入射面側にはえの目レンズ
２２を形成し、そのはえの目レンズ２２の垂直方向拡散
角がスクリーン中心より離れるほど大きくなるようにし
てもよい。

【００３１】更に又、図１０の第４実施例に示されるよ
うに、レンチキュラーレンズシート１６に添加する光拡
散材の添加量、組成等を、スクリーンシートの中心部と
上下端部とで変化させることにより、スクリーン中心部
に比較して上下端部の垂直方向拡散角が大きくなるよう
にしてもよい。

【００３２】なお、前記第３実施例の場合は、はえの目
レンズ２２の垂直方向と水平方向の拡散角を別個に調整
することが容易でなく、更に第４実施例のように、光拡
散材の添加量、組成等の分布を制御することも容易では
ないので、第３及び第４実施例と比較して、第１及び第
２実施例が実施し易いという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプロジェクションスクリーンの第
１実施例の要部を示す一部断面とした斜視図

【図２】同実施例のプロジェクションスクリーンの色別
の明るさ分布を示す線図

【図３】同実施例のプロジェクションスクリーンを、図
２よりも離れた距離で観察した場合の色別の明るさ分布
を示す線図

【図４】垂直拡散半値角が６°と一定のサーキュラーフ
レネルレンズを用いたプロジェクションスクリーンの色
別の明るさ分布を示す線図

【図５】従来のリニアフレネルレンズを用いた場合の図
４と同様の線図

【図６】図４のプロジェクションスクリーンを、距離を
変えて観察した場合の図４と同様の線図

【図７】図５のプロジェクションスクリーンを、図５の
場合と距離を変えて観察した場合の図５と同様の線図

【図８】本発明の第２実施例に係るプロジェクションス
クリーンの要部を示す一部断面とした斜視図

【図９】本発明の第３実施例のプロジェクションスクリ
ーンの要部を示す一部断面とした斜視図

【図１０】本発明の第４実施例に係るプロジェクション
スクリーンの要部を示す一部断面とした斜視図

【符号の説明】

１０…プロジェクションスクリーン １２…水平集光リニアフレネルレンズシート １４…垂直集光リニアフレネルレンズシート １６…レンチキュラーレンズシート １８、２０…マイクロレンチキュラーレンズ ２２…はえの目レンズ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のシートから構成されるスクリーンシ
   ートを備えた背面投射型テレビ用のプロジェクションス
   クリーンにおいて、前記スクリーンシートを、水平集光
   リニアフレネルレンズシート、及び垂直集光リニアフレ
   ネルレンズシートを含んで構成すると共に、垂直方向拡
   散角を、スクリーン中心から離れるほど大きくしたこと
   を特徴とするプロジェクションスクリーン。
2. 【請求項２】請求項１において、前記垂直集光リニアフ
   レネルレンズシート又は水平集光リニアフレネルレンズ
   シートの一方の入射面側に、光を垂直方向に拡散させる
   ためのマイクロレンチキュラーレンズを形成し、このマ
   イクロレンチキュラーレンズの垂直方向拡散角を、スク
   リーン中心から離れるほど大きくしたことを特徴とする
   プロジェクションスクリーン。