JPH02136846A - 反射型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、映像を投影器によって光学的にスクリーン−
［−に結像させ、その反射光で映像を観察する反！Ｉｔ
　型スクリーンに関する。特に本発明は画面の輝度のわ
らがないように改良され、液晶表示装置等の投影用に適
した反！Ｊ−１型スクリーンに関する。

［従来の技ＶＮ］ 反射型スクリーンは、デレビジョ１ン画像やフィルム画
像、最近では液晶による画像を投影するために用いられ
ている。

このように投影光束を観察側と同一の側から投影し拡大
する反Ｑ−１１’；！Ｉスクリーンとしては投影光の利
用効率が高く、かつ、明室内で使用したときに画像のコ
ントラストの低下が少ないものが望ましい。

このような条件を考慮したものとしては、例えば、特開
昭５５−６４２２８号公報において、第５図に示すよう
な反射型スクリーンが提案されている。

第５図において、１００はレンズ基材、１０１は入射面
側に形成された縦方向に延びるレンチキュラーレンズ、
１０２は背面側に形成された鏡面加工の反射面、１０３
はその他の部分の光を吸収する光吸収層である。レンチ
キュラーレンズｌＯＩと平行に入射した光１２０はレン
チキュラーレンズ＋０１の焦点１２２に集束するように
レンズ基材の内部を進行する。しかるに、焦点１２２に
至る前に鏡面である反射面＋０２があるため。

その対称点１２４に集光する。この対称点１２４は、レ
ンズノ人材の内部にあるため、この点からの光は更にレ
ンチキュラーレンズ＋０１により拡散された状態で放射
される。

また、投影装（ηからの入射光軸から外れた光束＋３０
はレンズ基材内部を焦点に集束するように進むが、光吸
収層１０３で吸収されるのでスクリーンから反射される
ことはない。このように反射面＋０２と光吸収層＋０３
とを設けることにより、比較的、明るく巨つコントラス
トの良好な反射型スクリーンを構成することができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記の従来の反射型スクリーンにおいては
、光吸収層１０３はレンチキュラーレンズの境界の１度
裏側に設けられているので、スクリーンの中央付近では
第５図の上部に示すように入射光はレンチキュラーレン
ズの光軸２にほぼ平行に入射するので差支えないが、レ
ンチキュラーレンズの周辺付近では第５図の下部に示す
ように入射光がレンズの光軸氾に対し角度θを持って入
射する光束＋４０となるため、光の一部ないし全部が光
吸収層１０３に遮られることが生じる。そのため、スク
リーン周辺部の画像の輝度が低下し、さらにカラーの投
影装置を用いると、同一のレンチキュラーレンズに入射
する各色光の屈折角度が異なるためスクリーンの周辺部
においては、光吸収層１０３によって光が遮られ、画像
の輝度が低Ｆする等の欠点を有していた。

［課題を解決するだめの手段］ １−記の欠点は反射型スクリーンの光吸収層の位置を出
９・１光を遮らない位置にずらして形成することにより
解消されること自体は容易に理解されようが、各光吸収
層の形成位置を決定するには、使用状態での各レンチキ
ュラーレンズ毎の屈折を詳細に解析し、この結果を光吸
収層の形成に反映させることは非常に煩雑である。

本発明者は」−記のごとき解析を種々行なった結果、こ
のような反射型スクリーンを使用するときの各レンチキ
ュラーレンズ毎の光が反射面にあたる範囲を求めてその
範囲の中心として定めた非集光部に光吸収層を設けた場
合と、各レンチキュラーレンズの中央部、即ち各レンズ
の頂上の最凸部に人Ｑ４　Ｌ、た光が反射面にあたる位
置を求め、これに基づいて光吸収層を設けた場合とを比
較すると、得られる反射型スクリーンの性能がほぼ等し
いことが見い出された。

本発明の目的は、スクリーンの周辺部においても入射光
が光吸収層によって遮られることがなく、従って画像の
輝度が周辺部で低下する欠点がない反射型スクリーンを
提供することにある。

以上のような目的は、少なくとも入射面に縦方向に延び
るレンチキュラーレンズが形成されているとともに、該
レンチキュラーレンズに対応する背面位置の集光部が反
射面となっており、且つ背面の前記レンチキュラーレン
ズにおける非集光部には外光吸収層が形成されていて、
しかもこの外光吸収層が次の式を満足するように中心か
ら周辺に向かって徐々に外側にずれていることを特徴と
する反射型スクリーンにより達成される。

ｄ＝（０，２〜０．７１Ｘｔ。

（（［１Ｌ／　（１は外光吸収層のずれ量、ｔはスクリ
ーンにＩｉ材の厚み、 １では第１のレンチキュラ・−レンズへの光の人ｑ・↑
位置とスクリーン中心との距離１）はスクリーンと投影
装置ｎ間の距離ｎはスクリーン基材の屈折率である。）
［作用］ 本発明に係る反９４型スクリーンによれば、■スクリー
ン周辺部において入射面のレンチキュラーレンズに入射
］る光の入射角度が大きくなっても、光吸収層がＪ−：
：ｅのようにずれているので、反射面のほぼ中央に集光
されることとなり。

尤の損失がなくなる。

■ｙＪ造！においても、シン−１キユラーレンズの位置
決めを正確にしておけば、そのあとに形成する光吸収層
を順次ずらして製造すれば良いので。

製造が簡単である。

笠の利点がある。

［実施例］ 以下、本発明の反射型スクリーンについて１人ｑ・μと
背面側とにレンチキュラーレンズが形成された場合の実
施例を例に取り、詳細に説明する。

第１図は本発明に係る反射型スクリーンの−・実施例を
示す−・部拡犬断面図である。

第１図において、１はアクリル樹脂等のスクリーンＪ、
ｔｉ材、２は投影装置ｎからの光が最初に入射する側の
而に形成された第１のレンチキュラーレンズであり、そ
の表面には必要に応じて艶消し処理が施される。：３は
他方の血に形成された第２のレンチキュラーレンズであ
る。第２の１メンチキコラーレンズは第１のレンチキュ
ラーレンズに路中−行な光束が大したときに、他方の面
上に形成される集光部に略対応する位置に設けられる。

４はその集光部に対応する（◇前置外の位置に設けられ
た光吸収層であり、第１図では第２のレンチキュラー１
ノンズ３の間に凸状に形成されている。該光吸収層４は
スクリーン中心から周辺部に行くにしたがって、第１の
レンチキュラーレンズの中心軸氾から徐々に大きく、ｄ
ｌ”−ｄ５で示すようにずれている７１−）は第２のレ
ンチキュラーレンズ３を反’Ｈ面と−４−るための蒸着
層であり、アルミニウムや銀の薄膜笠で構成される。

反射型スクリーンは、一般にその特性同士、のため、（
０水十指向性が良いこと、■スクリーン全面において輝
度分イＩＩムラが少ないことの要件を具備していること
が９！まれる。

Ｏ）に゛ついては、ランダムに指向性を広げるのではな
く、スクリーン全体にわたって、所望の視野角度範囲内
において良好な指向性を設定することである。

■については、観察可能な範囲内の光においては反Ｑ−
ｉ　１．、別人ｑ・１の光に対しては、吸収するように
構成することが必要になる。

この実施例の特徴は反ｑ（面たる第２のレンチキユラー
レンズ：３の反射面が凹面鏡（レンチキュラーレンズに
形成されるので長細い形状である）のＪ：つな作用を発
揮するものにな−）ていることであり、この反Ｑ−１曲
の曲面化により、（１）の水下指向性が一層良くなるが
、１′面の反９４面も実用ｌ−使用しつる。

反Ｑ−１面たる第２のレンチキュラーレンズ３が凹の反
射面に成っていることによる水゛［′一方向の視野特ヤ
ｉの同士、を、そのレンチキュラー１ノンズ３がｆ面皮
Ｑ−を面である場合と比較した場合を例にとり、その内
容を第２図に示す。

第２図において、（Δ）は凹の反射面を採用した場合の
光線追跡図、また（［３）は凹の尺ｑ−を面に代えて゛
ｌ′面反Ｑ−Ｉ面を採用した場合の光線追跡図である。

これらは厚さ／ピッー１を０．８とした例であり、（Ａ
）と（１３）を比較すると、本実施例品の方が反ｑ−を
光がより広範囲に広がることが理解される。これは、同
じレンズ間距離では反射面を曲面にすることにより、反
射面に対する入Ｑ−を角が大きくなるのでその反射角も
大きくなり、出射面（第１のレンチキュラーレンズ）へ
の入射メりが人きくなり、結果として第１の１７ンチキ
ユラー　レンズからの出射角が大きくなるからである。

ここで、スクリーン基材１の厚み、屈折率、レンチキュ
ラーレンズ２．３の焦点距離を適切に選んで、第１レン
チキユラーレンズ２の放射角を所望の観察範囲と等しく
なるようにすれば、観察範囲内に有効的に反射されるこ
ととなり、第１のレンチキュラーレンズに対して平行で
入射する光に対して明るい映像を見ることができる。

次に本発明の基本的特徴であるスクリーン全面において
輝度分布ムラを少なくする工夫について説明する。

第３図は、本発明において、光吸収層７を設けるに際し
て従来の反射型スクリーンにおける光吸収層の位置より
もずらして設けるときのずれ（第１図においてｄ１〜ｄ
５に相当）を更に詳しく説明するための図であり、光吸
収層４のずれがない場合のスクリーンの断面図である。

同図において、スクリーンから距離りの位置に置かれた
投影装置２５より発し、反射型スクリーンの中央線２６
からＲだけ離れた位置の第１のレンチキュラーレンズの
中央（最凸部）にそのレンズの光軸℃に対して角度θを
持って入射した光３０は下記式（イ）に従って屈折する
。

ｓｉｎ　　θ＝ｎｓｉｎφ　　　　　　ｅ−−−−−−
−−−−−−−−（イ）・（但しｎは反射型スクリーン
の基材の屈折率）従って、第２のレンチキュラーレンズ
３の反射面に達する光の位置はレンズの光軸℃からｄだ
け第２のレンチキュラーレンズ３の端側に寄った位置で
あって、スクリーンの光吸収層のない部分の厚みをＬと
すると、そのｄは下記式（ロ）で表わされる。

ｄ　＝　ｔ、　Ｘ　ｔａｎφ　　　　・・・・・・・・
・・・・・・・（ロ）（イ）の式から 、−５ｉｎ　　θ φ”Ｓｌｎ’参〇１・働・・・……（ハ）てあり、（ハ
）を（ロ）に代入すると、ｄ＝ｊＸＬａｎｓｉ。−パｉ
”θ　・・・・・・・・・（ニ）であり、θはレンチキ
ュラーレンズの上記した入射位置とそのレンズを有する
レンズシートの中心との距離Ｒ及びスクリーンと投影装
置間の距離りから なお、このうち特に ｄ＝（０，２〜０．７）Ｘｔ。

で表わされるから、（ホ）を（ニ）に代入することによ
って。

となる。

ところが、レンチキュラーレンズへの入射角が大きい場
合、各レンチキュラーレンズの中央部、すなわち、各レ
ンズ頂上の最凸部に入射した光を全入射光の中心光とみ
なせないほどのコマ収差が発生する。そのため、−上記
（へ）式に示す間だけ光吸収層をずらすと、ずらしすぎ
て逆側の光が光吸収層に当たってしまう。通常の投射装
置の場合の投射距離を離すと、画面サイズの関係とレン
チキュラーレンズの形状によって異なるが、一定の低減
の変数（すなわち０．１〜０，８）を乗じ、略ずらしｔ
ｄｄは下記の式とすれば良いことが解った。

とするほうがよい。

第４図に前記一定の低減の変数を」−２式の範囲にした
ほうがよいという根拠の一例を示す。

第４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　ｌｄｌは
それぞれ前記一定の低減の変数を、０．７２．０．６．
０．３．０．１８にした場合の反射型スクリーンの光入
射の様子である。同図において、線５０は投影装置から
の光を示す。線５０の内、破線で示す光線は光吸収層に
吸収されず反射面３で反射される光束、太い線は光吸収
層に吸収され損失となる光束である。　（ｂ）、（ｃｌ
　においては光の損失がないのに対し、（ａ）　、　（
ｄ）においては光の損失が生じている。つまり、低減の
変数が０．１８である場合には、ずらし量が少なすぎる
ために従来と同様に図において右側の光束が光吸収層に
かかるのに対し、低減の変数が０，７２と大きい場合に
は、ずらしＩｎが乙］：大きすぎるために図において左
側の光束が光吸収層にかかることが生じる。

なお、以トの説明における１本発明の反射↑ＪＪｌリー
ンの詳細なデータを第１図にしたがって小−４’′。

Ｊ、１Ｈの種類（アクリル樹脂）　　　ｎ＝１．４９レ
ンチキユラーレンズのピッチＰ＝　ｌ　ｍｍ第ルンチギ
ュラーレンズの形状。

長袖二短軸が１．２：Ｉの楕円一部 第２レンチキュラーレンズの形状。

曲率Ｑ、８（１／＋ｎｒｒ＋）の２次曲面の一部しンズ
間距＋ｌｌ５＝０．９５ｍｍ 尤吸収層の幅１、。

レンチキュラーレンズのビーノチの５０％スクリーンサ
イズ。

幅＋　０００　ｍ　ｍ　Ｘ高さ７５０ｒｒ＋ｍｍ投影距
ｆｉｔ）＝ＩＯ００ｍｍ すらＬ　Ｒａ　ｄの最大値（スクリーンの端部での値）
０　、　１５ｍｍ なお、低減の変数０．３のとき、ずらしｌａｄの最大値
は０．０９ｍｍ 低減の変数０．６のどき、ずらし量ｄの最大値は０．１
８ｍｍ である。

なお第１．第２のレンチキュラーレンズの１メンチキユ
ラーレンズの断面形状としては円形、楕円形、放物線の
・部等の一般的なものが使用できる。

また、光吸収層４は第１図に示すように凸状部に設けて
もよいが、平坦部に設けでも、或いは四部に設けてもよ
い。こわらのうち凸状部に光吸収層を有する構造はｒ・
めシン−１−キユラーレンズを作成する際に光吸収層を
設ける位置が定まるのて。

シート作成後に印刷、転写、若しくはロールｒ？４」等
により光吸収層を形成する際に、　Ｉｊｌに凸状部のみ
に光吸収性組成物を付着させるたりでＪ：＜製造上の利
点がある。凸状部の断面形状は以−［−の説明では四角
形の一部であるが、この他、円）［３、楕円形、台形な
どとしてもよい。

以ト２本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
の９Ｌうｆ、１実施例に限定されるものではない。例え
ば、ｌ述したように反射面３が甲−面のものも含まれ、
このようなものでも実用に供しうるものであることが確
認されている。

本発明の及射ｎ：Ｊスクリーンに使用する基材としては
、アクリル樹脂が最も適しているが、これは光学特性及
び成形加重性の点からアクリル樹脂が特に優れているか
らである。しかし、これに換えて塩化ビニル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂
等を用いることができ、１−れらの合成樹脂材料を用い
るときは、押出し成形、加熱プレスあるいは射出成形に
Ｊ：って、本発明に係る反射型スクリーンを製作するこ
とができる。

また、本発明に係る反Ｑ−１型スクリーンの光拡散性を
一層向卜させるには、光拡散手段を講じるとＪ、い。こ
の光拡散手段としては、媒体を構成する合成樹脂、例λ
ば、アクリル樹脂にＳｉｎ、、Ｃ，ｉｃｏ、、Ａｌ２ｘ
　Ｏｓ　、Ｔｉ　Ｏｓ　、１３ａＳＯ４、７，ｎ　Ｏ、
ガラス微粉末、あるいは有機拡散剤等の液状合成樹脂媒
体に融解または化″を変化をしない拡散物質の１種また
は２種以上の添加物を媒体中に−・様に混入分散分布す
るか、またはこれらの拡散物質を含む層を形成するとよ
い。

［発明の効果Ｊ 以ト説明したように、本発明の反ｑ・１１！！スクリー
ンによれば、ｌｉ　Ｑ・ｉ光が光吸収層にＪ：って遮ら
れることがなく、従って画像の輝度が周辺部で低Ｆする
欠点がない。

又、本発明の反ｑ・１型スクリーンの光吸収層を設ける
べき位置はスクリーン基Ｈの厚み、材料の屈折率、形状
等が決まＪｌばレンチキュラーレンズの中央線から各レ
ンチキュラーレンズまでの距離の関数として定まるから
設計や製造が容易であり、複雑な解析を行なう必要性が
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る反射型スクリーンの一実施例の部
分断面図を示す図である。 第２図は反射面を凹面にすることによる利点な示す図で
ある。 第３図は光吸収層のずらし方を説明する図である。 第４図は光吸収層のずらし量による変化を示すための図
であり、反射型スクリーンに入射する光束を示した図で
ある。 第５図は従来の反射型スクリーンの断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも入射面に縦方向に延びるレンチキュラーレン
   ズが形成されているとともに、該レンチキュラーレンズ
   に対応する背面位置の集光部が反射面となっており、且
   つ背面の前記レンチキュラーレンズにおける非集光部に
   は外光吸収層が形成されていて、しかもこの外光吸収層
   が下記式を満足するように中心から周辺に向かって徐々
   に外側にずれていることを特徴とする反射型スクリーン
   。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但しｄは外光吸収層のずれ量、 ｔはスクリーン基材の厚み、 Ｒは第１のレンチキュラーレンズへの光の入射位置とス
   クリーン中心との距離 Ｄはスクリーンと投影装置間の距離 ｎはスクリーン基材の屈折率である。）