JP3491722B2 - 背面投射型スクリーン - Google Patents

背面投射型スクリーン

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JP3491722B2 JP03246996A JP3246996A JP3491722B2 JP 3491722 B2 JP3491722 B2 JP 3491722B2 JP 03246996 A JP03246996 A JP 03246996A JP 3246996 A JP3246996 A JP 3246996A JP 3491722 B2 JP3491722 B2 JP 3491722B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】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
られる背面投射型スクリーンに関するものであり、さら
に詳しくは、視野角が広く、高い解像度を有する背面投
射型スクリーンに関するものである。 【0002】 【従来の技術】プロジェクションテレビ等において使用
される背面投射型スクリーンは、投影光を拡散して画面
の明るさおよび均一性が得られるように、また斜め方向
から観察した場合でもある程度の明るい像が観察できる
ように、光源側にフレネルレンズシートを、観察側にレ
ンチキュラーレンズシートを配置した構成となってい
る。フレネルレンズシートは、光源から入射した光線を
観察者の方向に向け、画面の四隅周辺が暗くならないよ
うにしている。また、レンチキュラーレンズシートは、
3管式のプロジェクターから入射した赤、緑、青の3色
(RGB)の光のミキシングを行いカラーユニフォーミ
ティーを与えるとともに、水平方向へ光線を拡散させ水
平視野角を広げている。このようなレンチキュラーレン
ズシートとしては、入射面および出射面の両面にレンズ
形状が付されている両面レンチキュラーレンズシート、
入射面あるいは出射面の一方の面にレンズ形状が付され
ている片面レンチキュラーレンズシートが使用されてお
り、(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩
化ビニル樹脂等の合成樹脂を用いて、押出成形、鋳込成
形、射出成形、熱プレス成形あるいは活性エネルギー線
硬化型樹脂を用いる方法等によって製造される。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】近年、クリアビジョ
ン、ハイビジョン等の放送方式の高解像度化が図られ、
また、エンジニアリングワークステーション、CAD、
CAM等の画面としても解像度の高いものが使用されて
きている。さらに、高解像度化に対応して、XGA、S
ーXGA等の液晶プロジェクターが採用されてきてい
る。このような高解像度化への対応や、液晶画素との間
で発現するモアレ現象を軽減するために、背面投射型ス
クリーンとして、非常に細かいピッチのレンチキュラー
レンズを備えたものが要求されてきている。 【0004】しかしながら、両面レンチキュラーレンズ
シートでは、レンチキュラーレンズのファインピッチ化
に伴い、光学性能の面からもシートの厚さを薄くする必
要があり、0.5mm程度のピッチが成型方法上からも
限度であった。また、片面レンチキュラーレンズシート
では、両面レンチキュラーレンズシートよりもファイン
ピッチ化は可能であるが、レンチキュラーレンズの組み
合わせ形状が複雑なため、0.4mm程度のピッチが限
度であった。特に、液晶プロジェクターを使用する場合
には、さらなるファインピッチ化が必要であり、片面レ
ンチキュラーレンズシートでも十分な光学特性を有する
ものを製造することは困難であった。 【0005】一方、球面状形状あるいは非球面形状等の
比較的単純な形状のレンチキュラーレンズを形成したレ
ンチキュラーレンズシートでは、形状的に比較的ファイ
ンピッチ化が可能ではあるが、通常のアクリル樹脂を使
用した場合には、臨界角の制限のために視野角は約50
度程度までしか広げることができず、正面近傍からのみ
しか観察ができないという問題点を有していた。そこ
で、本発明の目的は、レンチキュラーレンズのファイン
ピッチ化に対応でき、しかも視野角が広く、解像度の高
い背面投射型スクリーンを提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の背面
投射型スクリーンは、光源側に配置されたサーキュラー
フレネルレンズシートと、観察側に配置されたレンチキ
ュラーレンズシートから構成され、該レンチキュラーレ
ンズシートは、その観察面側にピッチ0.4mm以下の
多数のレンチキュラーレンズが平行に形成され、入射面
側に前記レンチキュラーレンズと同一方向に延び、前記
レンチキュラーレンズのピッチの1/3以下のピッチの
多数のプリズム列が平行に形成されており、前記レンチ
キュラーレンズへの光線の入射角度が3〜20度の範囲
であることを特徴とするものである。 【0007】 【発明の実施の形態】本発明の背面投射型スクリーン
は、図1に示したように、観察側にレンチキュラーレン
ズシート1を配置し、光源側にサーキュラーフレネルレ
ンズシート2を配置して構成されるものである。このレ
ンチキュラーレンズシート1には、観察面側に球面状ま
たは非球面状等のレンズ形状を有する縦方向に延びる
かいピッチのレンチキュラーレンズ3が平行に多数形成
されており、入射面側に前記レンチキュラーレンズ3と
同一方向に延びるプリズム列4が平行に多数形成されて
いる。 【0008】このようにレンチキュラーレンズシート1
の入射面側に、レンチキュラーレンズと同一方向に延び
プリズム列4を形成することによって、図2に示した
ように、プリズム列4に入射した光線は、レンチキュラ
ーレンズ3に対して左右両方向から斜めに入射するよう
になる。このため、レンチキュラーレンズシート1から
の出射光特性は、図3に実線と点線で示したようなゲイ
ンのピークが視野角0度からずれ、左右それぞれ一方の
最外視野角が広がった2種類の出射光特性が合わさった
ものとなり、図4に示したように両側の最外視野角が共
に広がった出射光特性となる。従って、元来視野角の狭
い球面状または非球面状等の比較的単純なレンズ形状を
用いて、解像度の高い非常にピッチの細かいレンチキュ
ラーレンズ3を形成した場合においても、広い視野角を
確保することが可能となる。 【0009】本発明のレンチキュラーレンズシート1
は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフ
ィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂あるい
はこれらの混合樹脂等の光透過性の良い合成樹脂から構
成されており、押出成形法、鋳込み成形法、射出成形
法、熱プレス成形法あるいは活性エネルギー線硬化法等
の通常使用されている方法によって製造される。 【0010】レンチキュラーレンズシート1に形成され
るレンチキュラーレンズ3のレンズ形状は、特に限定さ
れるものではなく、通常使用されている断面半円状、断
面半楕円状等の断面円弧状レンチキュラーレンズの形状
が使用できるが、特に、ファインピッチ化への対応が可
能な比較的単純な形状のものが好ましい。レンチキュラ
ーレンズ3のピッチは、使用目的に応じて適宜設定され
るものであるが、画像の高解像度化の観点からは0.4
mm以下のピッチとすることが好ましい。 【0011】また、レンチキュラーレンズシート1に形
成されるプリズム列4の形状は、特に限定されるもので
はなく、種々の形状のものが使用できるが、特に断面二
等辺三角形のプリズム列が好ましい。また、必要に応じ
て、図5、図6に示したように、プリズム列間にフラッ
ト部5を形成したり、プリズム列頂部にフラット部6を
形成したような形状であってもよい。特に、図5、図6
のように、フラット部5、6を形成することによって、
正面近傍での輝度の低下を抑止することができる。この
フラット部5、6は、要求特性に応じてその割合を適宜
設定することができる。 【0012】プリズム列4の頂角は、レンチキュラーレ
ンズシート1の屈折率等によって選定され、一般に30
〜150度程度の範囲で設定されるが、レンチキュラー
レンズ3への光線の入射角度が3〜20度の範囲となる
ように設定することが好ましい。これは、レンチキュラ
ーレンズ3への光線の入射角度が20度を超えると、正
面近傍での輝度が低下する傾向にあり、逆に3度未満で
あると十分な視野角が得られない傾向にあるためであ
る。また、プリズム列4のピッチは、レンチキュラーレ
ンズ3との間に発現するモアレ現象や、レンチキュラー
レンズ3の中心軸とプリズム列4の中心軸の位置関係に
よる光学特性の低下を抑制するため、レンチキュラーレ
ンズ3のピッチの1/3以下とすることが好ましく、さ
らに好ましくは1/5以下の範囲である。 【0013】本発明のサーキュラーフレネルレンズシー
ト2は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オ
レフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂あ
るいはこれらの混合樹脂等の光透過性の良い樹脂から構
成されており、鋳込み成形法、射出成形法、熱プレス成
形法、押出成形法あるいは活性エネルギー線硬化型樹脂
を用いる方法等の通常使用されている方法によって容易
に製造することができる。また、サーキュラーフレネル
レンズシート2の厚さは、特に限定されるものではない
が、界面反射によるフレアー光による多重像を軽減する
とともに、解像度を高める等の観点から、薄い方が好ま
しい。 【0014】本発明においては、垂直方向の視野角を広
げたり、サーキュラーフレネルレンズとレンチキュラー
レンズによるモアレ現象の発生や写り込み等を抑制する
目的で、レンチキュラーレンズシート1あるいはサーキ
ュラーフレネルレンズシート2の少なくとも一方に0.
1〜3重量%程度の範囲で少量の光拡散剤を混入させて
もよい。光拡散剤としては、特に限定されるものではな
く公知の拡散剤が使用でき、例えば、シリカ、炭酸カル
シウム、硫酸バリウム、酸化チタン、アルミナ、酸化亜
鉛、カラス等の無機系微粒子、架橋ポリマー等の有機系
微粒子等が挙げられる。また、光拡散剤を混入する変わ
りに、あるいはこれと併用して、光拡散剤を混入する光
拡散剤層を形成してもよいし、水平方向のマイクロレン
チキュラーレンズ面や微細な凹凸面を形成してもよい。
さらに、光拡散剤の他に、ティント剤、波長別吸収剤、
難燃剤、光安定剤、耐熱劣化防止剤等の添加剤を必要に
応じて添加することができる。 【0015】 【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。 実施例1 拡散剤およびティント剤を混入した厚さ3mmのアクリ
ル樹脂板を、加熱プレス成形によって、観察面側にピッ
チ0.3mm、曲率半径0.5mmのレンチキュラーレ
ンズを平行に多数形成し、入射面側にピッチ0.05m
m、頂角95度のプリズム列を、レンチキュラーレンズ
と同一方向に平行に多数形成し、レンチキュラーレンズ
シートを得た。一方、厚さ3mmの透明アクリル樹脂板
を、加熱プレス成形によって、一方の表面にピッチ0.
5mmのサーキュラーフレネルレンズを形成して、サー
キュラーフレネルレンズシートを得た。 【0016】得られたレンチキュラーレンズシートを、
レンチキュラーレンズ面が出射面となるように観察側に
配置し、サーキュラーフレネルレンズシートをサーキュ
ラーフレネルレンズ面が出射面となるように光源側に配
置して背面投射型スクリーンを構成した。この背面投射
型スクリーンを、50インチのプロジェクションテレビ
に取り付けて映像を観察したところ、解像度の高い奥行
き感のある優れた映像が得られるとともに、±80度以
上の視野範囲においても映像を観察することができ、十
分に広い視野範囲を有していた。 【0017】実施例2 拡散剤およびティント剤を混入した厚さ3mmのアクリ
ル樹脂板を、加熱プレス成形によって、観察面側にピッ
チ0.3mm、曲率半径0.5mmのレンチキュラーレ
ンズを平行に多数形成し、入射面側にピッチ0.05m
m、頂角95度のプリズム列を、レンチキュラーレンズ
と同一方向に、0.005mmのフラット部と交互に平
行に多数形成し、レンチキュラーレンズシートを得た。
一方、厚さ3mmの透明アクリル樹脂板を、加熱プレス
成形によって、一方の表面にピッチ0.5mmのサーキ
ュラーフレネルレンズを形成して、サーキュラーフレネ
ルレンズシートを得た。 【0018】得られたレンチキュラーレンズシートを、
レンチキュラーレンズ面が出射面となるように観察側に
配置し、サーキュラーフレネルレンズシートをサーキュ
ラーフレネルレンズ面が出射面となるように光源側に配
置して背面投射型スクリーンを構成した。この背面投射
型スクリーンを、50インチのプロジェクションテレビ
に取り付けて映像を観察したところ、解像度の高い奥行
き感のある優れた映像が得られるとともに、正面近傍で
の輝度の低下も少なく、±80度以上の視野範囲におい
ても映像を観察することができ、十分に広い視野範囲を
有していた。 【0019】比較例1 拡散剤およびティント剤を混入した厚さ3mmのアクリ
ル樹脂板を、加熱プレス成形によって、一方の表面にピ
ッチ0.2mm、曲率半径0.5mmのレンチキュラー
レンズを平行に多数形成し、レンチキュラーレンズシー
トを得た。一方、厚さ3mmの透明アクリル樹脂板を、
加熱プレス成形によって、一方の表面にピッチ0.5m
mのサーキュラーフレネルレンズを形成して、サーキュ
ラーフレネルレンズシートを得た。 【0020】得られたレンチキュラーレンズシートを、
レンチキュラーレンズ面が入射面となるように観察側に
配置し、サーキュラーフレネルレンズシートをサーキュ
ラーフレネルレンズ面が出射面となるように光源側に配
置して背面投射型スクリーンを作成した。この背面投射
型スクリーンを、50インチのプロジェクションテレビ
に取り付けて映像を観察したところ、視野範囲が±50
度程度とかなり狭く、正面近傍だけが明るい、不均一な
映像であった。 【0021】 【発明の効果】本発明は、観察面側にファインピッチの
レンチキュラーレンズを平行に多数形成し、入射面側に
レンチキュラーレンズと同一方向にプリズム列を平行に
多数形成したレンチキュラーレンズシートを使用するこ
とにより、解像度が高く、視野範囲の広い背面投射型ス
クリーンを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の背面投射型スクリーンの構成の概略を
示す断面図である。 【図2】本発明のレンチキュラーレンズシートの概略を
示す断面図である。 【図3】本発明の出射光特性の説明図である。 【図4】本発明の出射光特性を示す概略図である。 【図5】本発明のレンチキュラーレンズシートの概略を
示す断面図である。 【図6】本発明のレンチキュラーレンズシートの概略を
示す断面図である。 【符号の説明】 1 レンチキュラーレンズシート 2 サーキュラーフレネルレンズシート 3 レンチキュラーレンズ 4 プリズム列 5,6 フラット部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 21/132 G03B 21/56 - 21/64

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 光源側に配置されたサーキュラーフレネ
    ルレンズシートと、観察側に配置されたレンチキュラー
    レンズシートから構成され、該レンチキュラーレンズシ
    ートは、その観察面側にピッチ0.4mm以下の多数の
    レンチキュラーレンズが平行に形成され、入射面側に前
    記レンチキュラーレンズと同一方向に延び、前記レンチ
    キュラーレンズのピッチの1/3以下のピッチの多数の
    プリズム列が平行に形成されており、前記レンチキュラ
    ーレンズへの光線の入射角度が3〜20度の範囲である
    ことを特徴とする背面投射型スクリーン。
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FR3006460B1 (fr) * 2013-05-29 2015-06-26 Commissariat Energie Atomique Ecran et dispositif d'affichage en retroprojection
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