JPH03156435A - 反射形スクリーン及びこれを用いた表示装置 - 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〕 本発明は投射形テレビジ冒ン装誼等における、反射形投
射スクリーンおよびその使用方法に関わるＯ 〔従来の技術〕 従来の投射形テレビジ田ン装置等に用いる反射形スクリ
ーンは外光も反射するので、外光を減らすため部屋を暗
くする必要があった・ 上記問題を改善するために、特開昭５５−６４２２８号
公報に記載のように、上記スクリーンの背面に光吸収部
を設けて上記外光を吸収し、反射面上のマイクロレンズ
層によシ光を効率よく反射するようにしていた。

さらに、視聴者がスクリーン前面のどの位置からでも良
好に観賞できるようにするため、上記マイクロレンズの
焦点を上記スクリーンの反射ミラー層よりも前にずらせ
、反射光にある程度の広がシを持たせるようにしていた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は外光には効果があるものの、スクリーン
周辺部の映像が暗いという問題が残されていた◎ 第１１図は上記の問題の原因を説明する図である。上記
問題は、スクリーンの中央部からの反射光７は同図（ａ
）Ｋ示すように入射光６とほぼ同じ方向に反射されるの
に対し、スクリーンの周辺部からの反射光７は同図（１
））に示すように入射光６の向きから大きく外れ視聴者
に屈かないことに起因していた。

本発明の目的は、上記スクリーン周辺部の反射光の向き
を入射光側に向け、周辺部の明るさを上げ、さらに１同
じ明るさで見るととのできる視聴範囲を広げることにあ
る〇 〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記の目的を達成するためて、反射形スクリー
ンの各反射面素のの向きをそれぞれ上記反射形スクリー
ン面の中心部法線方向に傾斜させるようにする。

サラに、上記各マイクロレンズの光学主軸方向を、上記
反射形スクリーン面の中心部法線に平行、または上記各
反射面素の中心部法線に平行になるようにする〇 また、上記各マイクロレンズには球面ビーズを用いるよ
うにする。

マタ、上記マイクロレンズ群をフレネルレンズシートで
構成するようにする０ さらに、上記各反射面素の反射面を凸面とするようにす
る〇 さらに、上記各反射面素の反射面に梨地状の微細凹凸、
または微細７レネルレンズ縞を設けるようにする。

さらに、上記各マイクロレンズ内に、屈折率の大きな拡
散剤粉体を混入するようにする。

さらに、上記マイクロレンズ群を面状に一体成形し、そ
の反射面側の階段状、または溝状形状に各反射面素を取
付け、その上の全面を光吸収体によシ覆うようにする。

また、上記一体成形したマイクロレンズ群の裏面の溝状
形状を光吸収体によ）埋め、さらにその上部を全面に亘
る光反射層で覆うようにする。

さらに、上記反射形スクリーンの焦点範囲よりも後部に
、投射機を設置して上記反射形スクリ＋ンを用いるよう
Ｋする。

〔作用〕

以上のように構成した本発明の反射形投射スクリーンは
、スクリーンの周辺部の反射光量の相対的な低下を防止
し、スクリーン全面の輝度を均一にする。

さらに、スクリーンへの入射光を損失少なく反射し、同
時に外光を吸収する・ さらに１反射光を拡散させ、スクリーンの視野範囲を広
げる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を第１図、第２図を用いて説明す
る＠第１図は本発明によって形成される反射光の向き、
および範囲の一例を示している。

投射機１からの投射光６のうち、スクリーン１１の中央
部、および周辺部に投射される成分とそれぞれの反射光
７を示している。以下に説明するように、本発明のスク
リーンによシ上記周辺部からの反射光７はスクリーン１
１の中心軸方向く傾いて反射するのでスクリーンの正面
にいる視聴者はスクリーン１１０周辺部を暗く感するこ
とがない。

さらに、一般に視聴者は投射機１の後部よ〕観賞するの
で、上記反射光７が投射光６とスクリーン１１の中心部
法線方向とのなす角度の範囲内に納まるようにして、視
聴者の方向に光が最も良く反射されるようにする◎ 第２図はスクリーン１１面における上記反射の様子をさ
らに詳細に示す図である０同図（ａ）はスクリーン１１
の中央部における反射を示し、投射光６はマイクロレン
ズ３によシ微細な反射面４に集光され反射し、同じマイ
クロレンズによシ拡散されて出射される。この時の出射
光の主軸７は投射光６の向きと同じである。なお、５は
上記反射２面間に設けられる黒色体である〇 同図（１））はスクリーン下部における反射を示し１微
細な反射面４はスクリーン１１の中央方向に傾けられて
いるので、反射光７も投射光６の主軸方向に傾いて出射
される。このようにスクリーン周辺部の反射面の主軸を
傾けた点が本発明の重要な要点である。

第２図に示すように、反射面４の面積は対応するマイク
ロレンズ３が集光する面積よりも大きくする必要はない
・したがって、余分な部分を黒色体５として、上記不要
光を吸収させるようにする。

第２図（１））に示す各反射面４の傾きと大きさ、黒色
体５の大きさ、およびマイクロレンズの形状等を、スク
リーン１１の中心部から周辺部に向かって徐々に最適に
変化させるようにすれば、上記周辺部の光量の低下を防
止し、不要光の大部分を除去した勝れたスクリーンを得
ることができる。

第２図では反射面４．黒色体５およびその上のマイクロ
レンズ３よ）なる同一形状の画素のそれズの境目には微
小な段差が生じ、各マイクロレンズの全体を一体成形し
て作る場合に上記境目にだれが生じやすい。上記の問題
は第３図に示す本発明の実施例のようと、各マイクロレ
ンズの凸レンズ面を一平面上に揃えることｋよシ改善す
ることができる。このようにしても、上記した本発明の
効果が害なわれることはない。

また、第２図（ｂ）、第３図（１））から明らかなよう
に、各反射面素の傾きを必要に応じて変えることができ
れば、反射光を向きを視聴者のその都度の位置に合わせ
るようにすることができる０このためには例えば、各反
射面素の裏面にピエゾ素子を取付け、ピエゾ素子のピエ
ゾ変位量を各個に調節するようにする。

第４図は上記マイクロレンズ３をガラス、プラスチック
等の球面と−ズ１２に変えた本発明の他の実施例の断面
図である。球面ビーズでは入射光軸とレンズの光軸が常
に一致するので、反射面４はこの光軸に対して所用の角
度だけ傾ければよく、例えば、入射光６と同じ方きに反
射させる場合は、入射光に対し反射面４を直角忙取シ付
けるよう忙する・また１球面ビーズ１２の側面では入射
光は全反射し、他の球面ビーズに入射するので、黒色体
５は第４図に示すように各球面ビーズの側面を覆うよう
にする。

第５〜８図は反射面４からの反射光の広がυ角を広げ、
視聴者がスクリーン全面にわたシ同じ明るさで観賞でき
る範凹を広げるようにした本発明の実施例を示す図であ
る〇 第５図においては、反射面４が凸面に形成されているの
で、これｋより１反射光の広がυを広げることができる
。なお、上記反射面４の凸面を凹面にしても同様の効果
がえられる〇 第６図は反射面２０表面を梨地状にした場合であシ、上
記梨地面によシ入射光は散乱されて反射するのでその広
がシを広げることができる〇第７図、第８図はマイクロ
レンズ内に屈折率の大きな拡散剤１５を混入し、これに
よシ入射光６を散乱させ、反射光の広が夛を広げるよう
にしたものである。第８図においては、上記拡散剤１５
を効率的に反射面の全面部に偏在するようにし、不要光
の散乱を低減させるようにしている。

また、第２．３図において、反射面４の前面側に第９図
にて述べる７レネルレンズ状の細かい形状を形成するこ
とによシ、同様の不要光の散乱効果を得ることができる
。

第９図は、上記マイクロレンズ３の全体を７レルレンズ
状シー）１７に変更した本発明の他の実施例を示す図で
ある。１６は上記フレネルレンズ状シート１７の焦点で
ある。通常の光学用レンズｌなシ、上記７レネルレンズ
状シー）１７ノｆｉ点１６は必ずしも点である必要はな
く、ある程度の範囲内に反射光を絞シこめるものであれ
ばよい。

また、各マイクロレンズの曲率を焦点全１６１１ｃ有す
る仮想の凸レンズの曲率よル若千大きめｋすれば、投射
光をさらに効率良く各反射面に絞シζむことができる。

各マイクロレンズ３１の境界部には同様に黒色体５が設
けられる。

また、第９図のスクリーン１１は１反射面４と黒色体５
が平面状に配置されるので製造が容易という利点を有し
ている。

第９図において、投光機１を焦点１６に据えれば、スク
リーン１１からの反射光は平行光線となシ、焦点１６よ
シ遠ざければ反射光はスクリーン１１の中心軸側に傾く
ようになる。通常、視聴者は投射機１の後部から観賞す
るので、視聴者に対する反射光量を増加させるためには
、投光機１を上記のように、焦点１６よシ遠ざけて配置
することが極めて効果的で必要なこと表のである。

また、通常、視聴者はスクリーンの正面で立ったシ、座
ったシ、或いは寝転んで映像を観賞することが多いので
、これに合わせて上記第１〜９図に示したマイクロレン
ズの傾斜角をスクリーン１１の左右側で大きく、上下側
では小さくするようにすればさらに本発明の効果を高め
ることができる。

また、大画面の場合には、スクリーン１１を左右に湾曲
する曲面とすることができ、これにより本発明の効果が
失われることはない。

上記第１〜９図に示した黒色体５は、例えば第１０図に
示すように、透明部材１８中に黒色粉末１９を分散混入
して作ることができる。

次に、本発明による上記スクリーン１１の製造方法を第
１２〜１６図を用いて説明する。

第１２〜１５図は何れも第２図、第３図のように、各反
射面素をスクリーン上の位置に応じて傾けるようにした
スクリーンの製法を示している。

何れも、直径が０．０１〜０．０５　ｍｍ程度の高屈折
率のガラス材ビーズまたは粉末を必要に応じ光拡散剤１
５として均一に混入したアクリル樹脂やポリカーボネイ
ト樹脂剤を押出しロール成形し、さらにその各面上にロ
ール転写によシマイクロフイルム面や反射面等を転写し
たものを基板として用いている。

勿論、上記基板はプレス成形によっても成形でき、また
、高屈折率のガラス材ビーズや同粉末等を必要に応じて
混入したガラス材から作ることもできる。

第１２図においては、同図（１））に示すように、基板
１００の反射面側にフォトレジストを塗布後、これをフ
ォトエツチングしてマスク２２を形成し、次いで、同図
（Ｃ）に示すように、金属反射膜２３を蒸着、またはス
パッタリングによシ取付け、同図（ｄ）のようにマスク
２２を粘着材や溶剤によシとシ除き、その上に黒色塗料
を塗布すると、同図（ａ）に示すようなスクリーン１１
が完成される。

第１３図では、同図（１））に示すように基板１００の
反射面側に溝２４を備えるようにし、同図（０）に示す
ように１上記反射面側圧アルミニウム、銀等の反射膜を
蒸着し、その凸部をラッピング等によ）削り落すと、同
図（ｄ）に示すように反射面４が生成される。次いで、
その上に黒色塗料を塗布すると、同図（ａ）に示すよう
なスクリーン１１が完成される。

第１４図は、反射膜２３を上記基板の凸部に形成する場
合を示している０同図（１））に示す基板１００の反射
面側の全面に、同図（Ｃ）に示すように黒色体を塗布し
、イオンエツチング等によ）同図（ｄ）のように表面層
の黒色体を除去して凸部を露出させ、その上にアルミニ
ウム、銀等の反射膜を蒸着すると、同図（ａ）に示すよ
う表スクリーン１１が完成する。

第１５図は第１２図と同様の基板１００を用いた他の製
造工程を示している０第１５図（ａ）において、基板１
００の反射面側にマスキング治具２７をセットして反射
膜２３を蒸着し、マスキング治具２７を取り除くと同図
（′ｂ）に示すように基板１００に反射面４が形成され
る。次いでその上に同図（Ｃ）のように黒色体を塗布す
ればスクリーン１１が完成する。

第１６図は第４図に示したスクリーンの製造工程の一例
である０まず、第１６図（ａ）に示すように、シート２
９上に粘着シート２Ｂを取シ着け、球面ビーズ１２を配
列する。次いで、同図（１））に示すように、球面ビー
ズ１２の上にマスキング治具２７をセットして反射面４
を蒸着し、マスキング治具２７を取シ除く。次いでその
上に同図（ｃ）のように、予め黒色体５を塗布した保持
板３０を貼合わせ、黒色体５が硬化してからシート２９
を粘着テープごと剥がすと同図（、ｉ）に示すスクリー
ン１１が完成する。

〔発明の効果〕 以上詳述したように本発明を適用すると、スクリーンの
周辺部の反射光量の相対的な低下を防止するので、全面
に亘シ輝度が均一の反射形スクリーンを得ることができ
る。

さらに、スクリーン面上のマイクロレンズにより入射光
を損失少吹く反射し、投射機以外からの不要光を吸収す
るので、輝度が高く、外光の影響の少ないスクリーンを
得ることができる。

さらに、上記マイクロレンズによ９反射光を拡散させる
ことができるので、視野範囲の広いスクリーンを得るこ
とができる。

８２＠−ｆ商品 第１図は本発明によるスクリーンからの反射光の向きを
説明する図、第２図（ａ）と（１１）はそれぞれ、本発
明の実施例における各反射面を示す図、第３図（、）と
（１））はそれぞれ、本発明の他の実施例における各反
射面を示す図、第４〜８図はそれぞれ本発明の他の実施
例を示す図、第９図はフレネルレンズ状シートを用いた
本発明の実施例を示す図、第１０図は本発明に用いる黒
色体の−実施第１２図（ａ）、　（１））ｔ　ＣＱ）ｅ
　（ｄ）はそれぞれ本発明によるスクリーンの各製造過
程図、第１３図（ａ）。

（１））、　（０）、　（ｄ）はそれぞれ本発明による
スクリーンの他の各製造過程図、第１４図（ａ）、　（
ｂ）、　（０）。

（ｄ）はそれぞれ本発明によるスクリーンの他の各製造
過程図、第１５図（ａ）、　（ｂ）、　（０）はそれぞ
れ本発明によるスクリーンの他の各製造過程図、第１６
図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、　（ｄ）はそれぞれ本
発明による球面ビーズを用いたスクリーンの各製造過程
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反射面素と光吸収体を交互に面状に配置し、マイク
   ロレンズ群を介して投射光を上記各反射面素のそれぞれ
   に集光し、反射させるようにした反射形スクリーンにお
   いて、上記各反射面素のそれぞれの向きを上記反射形ス
   クリーン面の中心部法線方向に傾斜させるようにしたこ
   とを特徴とする反射形スクリーン。 ２、請求項１において、 上記マイクロレンズのそれぞれの光学主軸の向きを、上
   記反射形スクリーン面の中心部法線に平行になるように
   したことを特徴とする反射形スクリーン。 ３、請求項１において、 上記マイクロレンズのそれぞれの光学主軸の向きを、上
   記各反射面素の中心部法線に平行になるようにしたこと
   を特徴とする反射形スクリーン。 ４、請求項１において、 上記マイクロレンズのそれぞれ球面ビーズとしたことを
   特徴とする反射形スクリーン。 ５、請求項１において、 上記反射面素と光吸収体を交互に配置した面状体の表面
   に設けられる上記マイクロレンズ群をフレネルレンズシ
   ートとしたことを特徴とする反射形スクリーン。 ６、請求項１ないし５において、 上記各反射面素の反射面を凸面、または凹面としたこと
   を特徴とする反射形スクリーン。 ７、請求項１ないし６において、 上記各反射面素の反射面に梨地状の微細凹凸、または微
   細フレネルレンズを設けたことを特徴とする反射形スク
   リーン。 ８、請求項１ないし７において、 上記各マイクロレンズ内に、上記マイクロレンズ材より
   も屈折率の大きな拡散剤粉体を混入したことを特徴とす
   る反射形スクリーン。 ９、請求項８において、 上記拡散剤粉体を上記反射面素の反射面に近接し偏在さ
   せるようにしたことを特徴とする反射形スクリーン。 １０、請求項１ないし９において、 上記光吸収体を黒色体粉末を透明材中に混入したものと
   したことを特徴とする反射形スクリーン。 １１、請求項１ないし１０において、 上記マイクロレンズ群は、平面状に一体成形されたもの
   であることを特徴とする反射形スクリーン。 １２、請求項１１において、 上記マイクロレンズ群の一体成形面状体は、光入射面に
   上記マイクロレンズ群の各マイクロレンズ面を備え、そ
   の反射面には上記各マイクロレンズ面のそれぞれに対応
   する階段状形状、または溝状形状を備えるようにし、上
   記各階段状形状の面、または上記各溝状形状の面に上記
   反射面素のそれぞれを設け、さらに少なくとも上記階段
   状形状面、または溝状形状面の全面を覆う光吸収体を設
   けたことを特徴とする反射形スクリーン。 １３、請求項１１において、 上記マイクロレンズ群の一体成形面状体は、光入射面に
   上記マイクロレンズ群の各マイクロレンズ面を備え、そ
   の反対面には上記各マイクロレンズ面のそれぞれに対応
   する溝状形状を備えるようにし、上記各溝状形状の各溝
   部を埋める光吸収体と、さらにその上部に少なくとも上
   記溝状形状面の全面に亘る光反射面体を設けたことを特
   徴とする反射形スクリーン。 １４、請求項１ないし１３において、 上記反射形スクリーンの中心部法線と平行な入射光に対
   する上記各マイクロレンズよりの出射光が、上記反射形
   スクリーン法線上の所定の焦点範囲を通過するようにし
   たことを特徴とする反射形スクリーン。 １５、請求項１ないし１３記載の反射形スクリーンの上
   記焦点範囲よりも後部に投射機を設置するようにしたこ
   とを特徴とする反射形スクリーンの使用方法。