JP3978914B2 - 背面投射スクリーン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示の技術分野に属するものであり、特にレンチキュラーレンズシートをフレームに取り付けてなる背面投射スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、比較的小さな画像光源（例えば、陰極線管表示装置［ＣＲＴ］や液晶表示装置［ＬＣＤ］やデジタルミラーデバイス［ＤＭＤ］）を投射レンズにより背面投射スクリーンに投射する大画面画像表示システムが、広く利用されるようになってきている。
【０００３】
このシステムでは、一般にスクリーン面は上下方向に沿うように配置され、このスクリーン面上に背面投射により形成された拡大投射画像を正面側から複数の観察者が観察する。観察者の眼の位置は上下方向断面内では比較的狭い角度範囲内に分布するが、水平方向断面内では比較的広い角度範囲に分布する。このため、背面投射型スクリーンとしては、一般に上下方向に比べて水平方向には広い角度にわたって良好な出射光を得るために、上下方向に延在する多数のレンズを有するレンチキュラーレンズシートが使用されている。
【０００４】
ところで、以上のような背面投射スクリーンでは、次第に画面サイズの大型化が求められるようになっており、また、次第に表示画像の画質の向上が求められるようになってきている。このような要求に応えるために、背面投射スクリーンに使用されるレンチキュラーレンズシートとしては厚さが薄く（例えば１ｍｍ以下）且つレンズピッチの小さい（例えば１ｍｍ以下）ものが要求されている。このような大面積及び高画質のための薄型のレンチキュラーレンズシートは、一般に合成樹脂からなるので、自己形状保持性が低い。そのため、レンチキュラーレンズシートの４辺部（上下両辺部及び左右両辺部）のうちの少なくとも上辺部をフレームに取り付けて保持することで、スクリーンを構成している。
【０００５】
また、以上のような合成樹脂からなるレンチキュラーレンズシートは、温度変化または湿度変化により膨張または収縮する。このような外部環境変化によってレンチキュラーレンズシートに弛みによるしわが生じたりして平面性が損なわれ画質が低下するようなことがないように、フレームに対するレンチキュラーレンズシートの取り付けには種々の工夫が必要である。
【０００６】
この工夫の１つとして、フレームの上辺部にレンチキュラーレンズシートの上辺部を取り付け、該レンチキュラーレンズシートの下辺部を自由にして自重に基づきレンチキュラーレンズシートに張力を付与するようにしたものがある。しかし、このような張力付与では十分な張力が確保できないことがあり、環境変化に伴って画質が劣化することがある。
【０００７】
また、十分な張力を得るために、レンチキュラーレンズシートの上下辺部を引っ張ってシートに対して上下方向の引っ張り力を与え、且つ左右辺部を引っ張ってシートに対して左右方向の引っ張り力を与えるようにしたものがある。しかし、このような張力付与では、上下方向の張力と左右方向の張力とのバランス調整が難しく、このバランスが崩れるとシートに部分的にしわが発生することがある。
【０００８】
このようなレンチキュラーレンズシートのフレームへの取り付けに関しては、例えば特開昭５９−４３０９６号公報、特開昭５９−１９６３４７号公報及び特開昭６３−１６３３３１号公報に記載がある。
【０００９】
一方、背面投射スクリーンにおいては、画像光源から出射されスクリーン面の周辺部（特に４隅部）に到達する光をも有効に観察者の方へと向け、画面全体の明るさの均一性を向上させるために、レンチキュラーレンズシートとともにフレネルレンズシートが一般的に用いられている。
【００１０】
本発明は、レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートとの双方を用いた背面投射スクリーンにおいて、これらレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートとを簡易な構造でフレームに取り付け、しかも環境変化によっても表示画像の画質劣化の生じにくい背面投射スクリーンを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【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、
矩形状のレンチキュラーレンズシートと矩形状のフレネルレンズシートとを４辺が上下方向及び水平方向に沿うように配置し、その少なくとも上辺部をフレームに取り付けることで、該フレームにより前記レンチキュラーレンズシートを保持してなる背面投射スクリーンであって、
前記レンチキュラーレンズシートに対して矩形状のフレネルレンズシートが重ね合わされており、該フレネルレンズシートは剛性を有していて前記フレームに取り付けられており、
前記レンチキュラーレンズシートの上辺部には第１補強材が取り付けられており、該第１補強材及び前記フレネルレンズシートの上辺部を介して前記フレームへの前記レンチキュラーレンズシートの上辺部の取り付けがなされており、
前記レンチキュラーレンズシートの左右辺部には第２補強材が取り付けられており、該第２補強材と前記フレームの左右辺部及び／または前記フレネルレンズシートの左右辺部との間には前記レンチキュラーレンズシートに対して左右方向に張力を付与する張力付与手段が配置されている、
ことを特徴とする背面投射スクリーン、
が提供される。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記フレネルレンズシートの上辺部には第３補強材が取り付けられている。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記レンチキュラーレンズシートの上辺部は前記第１補強材が前記フレネルレンズシートの上辺部及び／または前記第３補強材上に左右方向に移動可能なように係止されることで前記フレームへの取り付けがなされている。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記フレネルレンズシートは前記第３補強材が前記フレームの上辺部に左右方向に移動可能なように係止されることで前記フレームへの取り付けがなされている。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記レンチキュラーレンズシート及び前記フレネルレンズシートの双方の上下辺部及び左右辺部、前記第１補強材、第２補強材及び第３補強材、並びに前記張力付与手段は、いずれも前記フレームに形成されている内側空間内に受容されている。
【００１６】
本発明の一態様においては、前記第１補強材は柔軟性を有する。
【００１７】
本発明の一態様においては、前記第１補強材は左右方向に関して複数の部分に分割されている。
【００１８】
本発明の一態様においては、前記レンチキュラーレンズシートには自重により上下方向の張力が付与されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明による背面投射スクリーンの第１の実施形態を示す正面図であり、図２及び図３はそれぞれそのＡ−Ａ’線断面図及びＢ−Ｂ’線断面図である。
【００２１】
これらの図において、２はレンチキュラーレンズシートであり、４はフレネルレンズシートであり、６はフレームである。レンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４は、いずれも正面から見て矩形状をなしており、レンチキュラーレンズシート２が観察側となるように互いに重ね合わされていて、その大きさは例えば画面サイズで５０〜３００インチである。フレーム６は、レンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４の４辺部に対応して４辺部を有している。
【００２２】
レンチキュラーレンズシート２は、その互いに平行な２辺が上下方向（Ａ−Ａ’線方向）を向き且つ互いに平行な他の２辺が水平方向（Ｂ−Ｂ’線方向：左右方向）を向くように配置されている。尚、本発明においては、レンチキュラーレンズシート２は、少なくとも一面に上下方向に延在して並設された複数のレンズ２’を有し、厚さが例えば１．２ｍｍ以下、特に０．３〜０．５ｍｍ程度の薄肉で、上下方向に比べて左右方向の屈曲性が高いものであることが、特に有効である。レンチキュラーレンズシート２のレンズ配列のピッチは例えば０．２〜１．０ｍｍであり、特に０．２〜０．５ｍｍであることが好適である。
【００２３】
図４はレンチキュラーレンズシート２の水平断面の形状を示す図である。図４（Ａ）は光源側（図４では下側）にレンズ面が形成されている入射面レンチキュラーレンズシートを示し、図４（Ｂ）は観察側（図４では上側）に異なるタイプのレンズの交互配列によるレンズ面が形成されている出射面レンチキュラーレンズシートを示し、図４（Ｃ）は光源側と観察側とに対応するレンズ配列のレンズ面が形成されており出射面の隣接レンズ間に外光遮光用のブラックストライプ［ＢＳ］が形成されている両面レンチキュラーレンズシートを示し、図４（Ｄ）は複数の透光性ストランドを並設して隣接レンズ間でのフレヤー光の入出射を抑制するようにし出射面の隣接レンズ間にＢＳが形成されている両面レンチキュラーレンズシートを示す。
【００２４】
レンチキュラーレンズシート２は、透光性を有する合成樹脂からなり、微細なレンズ形状の形成が容易で良好な光学性能を有する（メタ）アクリル系樹脂や、ポリカーボネート系樹脂、スチレン−メタクリレート（ＭＳ）系樹脂などを用いて製造することができる。ゴム質添加により、レンチキュラーレンズシート２の左右方向の屈曲性を高めることも可能である。レンチキュラーレンズシート２の製造方法としては、押し出し成形、プレス成形、キャスト成形、光硬化による賦型、溶融紡糸などによるものが例示される。
【００２５】
図２〜３を参照すると、レンチキュラーレンズシート２の上辺部には光源側の面に第１補強材３ａが取り付けられており、レンチキュラーレンズシート２の左右辺部には光源側の面に第２補強材３ｂ，３ｂ’が取り付けられている。これらの補強材３ａ，３ｂは、例えば合成樹脂または柔軟性をもつ合成ゴムなどからなり、接着やピン止めなどによりシート面に接合されている。補強材３ａ，３ｂは、レンチキュラーレンズシート面から若干はみ出ていてもよい。補強材３ａ，３ｂは、厚さ（即ち、シート面の法線方向：Ｃ−Ｃ’線方向の寸法）が例えば３〜１５ｍｍであり、幅が例えば２〜１０ｍｍである。
【００２６】
フレネルレンズシート４は、その互いに平行な２辺が上下方向（Ａ−Ａ’線方向）を向き且つ互いに平行な他の２辺が水平方向（Ｂ−Ｂ’線方向：左右方向）を向くように配置されており、光源側の面がサーキュラーフレネルレンズ面とされている。このフレネルレンズシート４は、厚さが例えば３．０〜５．０ｍｍで、適度の剛性を有する。
【００２７】
フレネルレンズシート４は、レンチキュラーレンズシート２と同様に、透光性を有する合成樹脂からなり、プレス成形、キャスト成形、光硬化による賦型などの方法で製造される。
【００２８】
フレネルレンズシート４の光源側の面には、上辺部に第３補強材５ａが取り付けられており、右辺部には第４補強材５ｂが取り付けられており、下辺部には第５補強材５ｃが取り付けられている。これらの補強材５ａ，５ｂ，５ｃは、補強材３ａ，３ｂと同様の材質のものが使用でき、接着やピン止めなどによりシート面に接合されている。図２に示されているように、補強材５ａはフレネルレンズシート４のシート面から若干はみ出ていてもよい。補強材５ａ〜５ｃは、厚さ（即ち、Ｃ−Ｃ’線方向の寸法）が例えば３〜１５ｍｍであり、幅が例えば５〜２０ｍｍである。
【００２９】
フレーム６は、レンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４の双方の上下辺部及び左右辺部、並びに第１補強材３ａ、第２補強材３ｂ，３ｂ’、第３補強材５ａ、第４補強材５ｂ及び第５補強材５ｃを受容する内側空間Ｓを有する金属製のチャンネル部材を含むものである。このチャンネル部材には、フレーム上辺部において第１取付部材８ａが取り付けられており、フレーム左右辺部において第２取付部材８ｂ，８ｂ’が取り付けられている。これら取り付け部材を含んでフレーム６が構成されている。
【００３０】
フレーム６に対するレンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４の取り付けは、例えば次のようにしてなされている。即ち、フレネルレンズシート４は、第３補強材５ａがフレーム６の上辺部の第１取付部材８ａに左右方向に移動可能なように係止されることで、フレーム６への取り付けがなされている。フレネルレンズシート４の下辺部は自由端とされている。第１取付部材８ａと第３補強材５ａとの間には、必要に応じて、ネオプレンの発泡スポンジ、発泡軟質ポリウレタンなどの発泡体やゴムなどからなる緩衝部材１２が配置される。また、レンチキュラーレンズシート２の上辺部は、第１補強材３ａがフレネルレンズシート４の上辺部上に左右方向に移動可能なように係止されることで、フレネルレンズシート４を介してフレーム６への取り付けがなされている。
【００３１】
そして、図３に示されているように、フレーム６の左辺部において第２取付部材８ｂ’と第２補強材３ｂ’との間に圧縮バネ１０が配置されている。第２取付部材８ｂ’と圧縮バネ１０とを含んで張力付与手段が構成されている。この張力付与手段の圧縮バネ１０の伸長力により、第２補強材３ｂ’が左方へと付勢され、レンチキュラーレンズシート２の右辺部に付された第２補強材３ｂがフレネルレンズシート４の右辺部及びここに付された第４補強材５ｂに当接する。これにより、レンチキュラーレンズシート２に対して左右方向に張力が付与される。
【００３２】
尚、図２において、１４はネオプレンの発泡スポンジ、発泡軟質ポリウレタンなどの発泡体やゴムなどからなる緩衝部材であり、フレーム６に対するＣ−Ｃ’方向のレンズシート２，４の移動を阻止する目的で、必要に応じて使用される。
【００３３】
本実施形態においては、レンチキュラーレンズシート２に対して、上下方向（レンズの方向）より左右方向（レンズの方向と直交する方向）に関し屈曲性が大きいというレンチキュラーレンズシート２の特性を考慮して、上下方向に関しては自重による張力付与を行い、左右方向に関しては圧縮バネ１０を用いた張力付与を行っている。尚、フレーム６に対してフレネルレンズシート４を左右方向に移動可能に取り付け、フレネルレンズシート４に対してレンチキュラーレンズシート２を左右方向に移動可能に取り付けることもできる。このようにすることにより、構造が比較的簡易でありながら、環境変化の際にも、フレネルレンズシート４はもちろんのこと、レンチキュラーレンズシート２についてもフレネルレンズシート４に沿って良好な平面性を維持しつつ伸縮がなされ、表示画像の画質劣化を生じにくくさせることができる。
【００３４】
図５は本発明による背面投射スクリーンの第２の実施形態を示す断面図である。本図において、上記図１〜３におけると同様の機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【００３５】
本実施形態は、レンチキュラーレンズシート２に対して左右方向に張力を付与する張力付与手段の構成のみ上記第１の実施形態と異なる。本実施形態では、上記図１〜２と同様な正面及びそのＡ−Ａ’線断面を有しており、図５は図１のＢ−Ｂ’線断面図に対応するものである。
【００３６】
図５に示されているように、レンチキュラーレンズシート２の左右辺部に付された第２補強材３ｂ，３ｂ’とフレネルレンズシート４の左右辺部（及びそれに付された第２補強材５ｂ，５ｂ’）との間に、それぞれ張力付与手段を構成する圧縮バネ１１，１１’が配置されている。この張力付与手段の圧縮バネ１１，１１’の伸長力によりレンチキュラーレンズシート２の左右辺部に付された第２補強材３ｂ，３ｂ’がそれぞれ右方及び左方へとへと付勢される。これにより、レンチキュラーレンズシート２に対して左右方向に張力が付与される。
【００３７】
本実施形態においても、上記第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００３８】
図６は本発明による背面投射スクリーンにおけるレンチキュラーレンズシート２への補強材３ａ，３ｂ，３ｂ’の取り付けの変形例を示す図である。図６（Ａ）に示されているように、第１補強材３ａは左右方向に関して複数の分割部分３ａｐに分割されたものでもよい。このようにすることによって、レンチキュラーレンズシート２をフレーム６から取り外して運搬する場合には、図６（Ｂ）に示されているように、上下方向の周りに巻回したロールの形態で搬送することが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フレネルレンズシートの剛性を利用し、これに重ね合わせてレンチキュラーレンズシートを配置し、該レンチキュラーレンズシートをフレネルレンズシートを介してフレームに取り付け、且つ、張力付与手段により左右方向に張力を付与するようにしているので、簡易な構造で、環境変化の際にも表示画像の画質劣化を生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による背面投射スクリーンの第１の実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図４】レンチキュラーレンズシートの水平断面の形状を示す図である。
【図５】本発明による背面投射スクリーンの第２の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明による背面投射スクリーンにおけるレンチキュラーレンズシートへの補強材の取り付けの変形例を示す図である。
【符号の説明】
２ レンチキュラーレンズシート
３ａ 第１補強材
３ａｐ 第１補強材分割部分
３ｂ，３ｂ’ 第２補強材
４ フレネルレンズシート
５ａ 第３補強材
５ｂ，５ｂ’ 第４補強材
５ｃ 第５補強材
６ フレーム
８ａ 第１取付部材
８ｂ，８ｂ’ 第２取付部材
１０，１１，１１’ 圧縮バネ
１２，１４ 緩衝部材
Ｓ 空間

Claims (8)

1. 矩形状のレンチキュラーレンズシートと矩形状のフレネルレンズシートとを４辺が上下方向及び水平方向に沿うように配置し、その少なくとも上辺部をフレームに取り付けることで、該フレームにより前記レンチキュラーレンズシートを保持してなる背面投射スクリーンであって、
   前記レンチキュラーレンズシートに対して矩形状のフレネルレンズシートが重ね合わされており、該フレネルレンズシートは剛性を有していて前記フレームに取り付けられており、
   前記レンチキュラーレンズシートの上辺部には第１補強材が取り付けられており、該第１補強材及び前記フレネルレンズシートの上辺部を介して前記フレームへの前記レンチキュラーレンズシートの上辺部の取り付けがなされており、
   前記レンチキュラーレンズシートの左右辺部には第２補強材が取り付けられており、該第２補強材と前記フレームの左右辺部及び／または前記フレネルレンズシートの左右辺部との間には前記レンチキュラーレンズシートに対して左右方向に張力を付与する張力付与手段が配置されている、
   ことを特徴とする背面投射スクリーン。
2. 前記フレネルレンズシートの上辺部には第３補強材が取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の背面投射スクリーン。
3. 前記レンチキュラーレンズシートの上辺部は前記第１補強材が前記フレネルレンズシートの上辺部及び／または前記第３補強材上に左右方向に移動可能なように係止されることで前記フレームへの取り付けがなされていることを特徴とする、請求項２に記載の背面投射スクリーン。
4. 前記フレネルレンズシートは前記第３補強材が前記フレームの上辺部に左右方向に移動可能なように係止されることで前記フレームへの取り付けがなされていることを特徴とする、請求項２〜３のいずれかに記載の背面投射スクリーン。
5. 前記レンチキュラーレンズシート及び前記フレネルレンズシートの双方の上下辺部及び左右辺部、前記第１補強材、第２補強材及び第３補強材、並びに前記張力付与手段は、いずれも前記フレームに形成されている内側空間内に受容されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の背面投射スクリーン。
6. 前記第１補強材は柔軟性を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の背面投射スクリーン。
7. 前記第１補強材は左右方向に関して複数の部分に分割されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の背面投射スクリーン。
8. 前記レンチキュラーレンズシートには自重により上下方向の張力が付与されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の背面投射スクリーン。

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