JPH03184034A - 背面投影スクリーン - Google Patents

背面投影スクリーン

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JPH03184034A
JPH03184034A JP2333106A JP33310690A JPH03184034A JP H03184034 A JPH03184034 A JP H03184034A JP 2333106 A JP2333106 A JP 2333106A JP 33310690 A JP33310690 A JP 33310690A JP H03184034 A JPH03184034 A JP H03184034A
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JP
Japan
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lens
screen
total reflection
light
faces
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JP2333106A
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Inventor
Makoto Sato
誠 佐藤
Tooru Nakakusu
徹 中楠
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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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〕 この発明は投影装置に使用される背面投影スクリーンに
関するものである。
〔従来の技術〕
透光性のスクリーンにその背面側から光画像を投影して
このスクリーン投影画像をスクリーン表面側から観察さ
せる背面投影型プロジェクタ等の投影装置に使用される
背面投影スクリーンとして、その観察面つまりスクリー
ン表面に、多数のレンズ単位が連続するレンチキュラー
レンズを形成したものが知られている。このレンチキュ
ラーレンズを形成した背面投影スクリーンは、その背面
側から入射して表面側に出射する光を、スクリーン表面
においてレンチキュラーレンズにより拡散させるように
したもので、このスクリーンは、平面スクリーンに比べ
て投影画像の視野角が大きいという利点をもっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、表面にレンチキュラーレンズを形成した背面
投影スクリーンとしては、従来、頂部をレンズ部とし両
側の傾斜面をスクリーン背面側からの入射光を前記レン
ズ部に向けて反射させる全反射面としたレンズ単位が連
続するレンチキュラーレンズをスクリーン表面に形成し
たものが知られているが、従来の背面投影スクリーンは
、そのレンチキュラーレンズの各レンズ単位を、その両
側の全反射面を傾斜面のまま直接レンズ部につなげた形
状としているために、全反射面の上端近くからレンズ部
の側縁部付近に向けて反射される光のレンズ面に対する
入射角が全反射角に近くなって、この光がレンズ面でス
クリーン背面方向に反射され、そのために各レンズ単位
のレンズ部両側において光のロスを生じるという問題を
もっていた。
この発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、背面側から入射し
て表面側に出射する光をスクリーン表面のレンチキュラ
ーレンズにより拡散させて視野角を大きくするようにし
たものでありながら、レンチキュラーレンズの各レンズ
単位の両側における光のロスをなくして画面を明るくす
ることができる背面投影スクリーンを提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、スクリーン表面に、頂部をレンズ部とし両
側面を全反射面とした多数のレンズ単位が連続するレン
チキュラーレンズを形成してなり、かつ前記レンチキュ
ラーレンズの各レンズ単位の両側の全反射面の上端側を
、この全反射面の傾斜角よりも急角度で立上る立上り面
としたことを特徴とするものである。
〔作用〕
すなわち、この発明の背面投影スクリーンは、背面側か
ら入射して表面側に出射する光をスクリーン表面に形成
したレンチキュラーレンズによって拡散させるようにす
るとともに、レンチキュラーレンズのレンズ単位の両側
の全反射面の上端側を、この全反射面の傾斜角よりも急
角度で立上る立上り面とすることにより、全反射面のど
の位置からの反射光もレンズ部にそのレンズ面で反射さ
れない角度で入射させて、この光をレンズ面で反射させ
ることなく透過させるようにしたものである。
〔実施例〕
以下、この発明の第1の実施例を第1図および第2図を
参照して説明する。
第1図は背面投影スクリーンの一部分を示したもので、
1はアクリル樹脂等の透明樹脂シートからなるスクリー
ン本体であり、その表面つまり観察面には、全面にわた
ってレンチキュラーレンズ2が一体に形成されている。
なお、この背面投影スクリーンは、透明樹脂シートの加
熱プレスまたは、透明樹脂の押出し成形あるいは射出成
形により製造されたものである。
上記レンチキュラーレンズ2は、微小中の直線状レンズ
単位3.3を多数本連続させて平行に形成したもので、
各レンズ単位3,3は、例えばその巾(基部の最大中)
Wが1.2■、高さhが0.4■■の寸法とされている
。この各レンズ単位3,3は、その頂部をレンズ部4と
し、両側面を全反射面5.5としたもので、その頂部の
レンズ部4は、中央を凹レンズ面4aとし、両側を前記
凹レンズ面4aと連続する凸レンズ面4b、4bとした
形状となっている。なお、凹レンズ面4aの曲率半径R
aは0.3■、凸レンズ面4b、4bの曲率半径Rbは
0.58m5であり、この凸レンズ面4b。
4bはレンズ部4の外側縁を頂点とする曲面とされてい
る。また、各レンズ単位3.3の両側の全反射面5,5
は、スクリーンの背面側から入射する平行光を前記レン
ズ部4の両側の凸レンズ面4b、4bに向けて反射させ
るように、スクリーン本体1面に対して約61’の角度
θで立上る傾斜面とされており、さらにこの全反射面5
.5の上端側は、スクリーン本体1面に対してほぼ垂直
な直線状立上り面5a、5aとされている。この立上り
面5a、5aの高さつまり全反射面5の傾斜面上端から
レンズ単位3の頂部(レンズ面4の側縁)までの距離Δ
hは、約0.125−一とされている。
第2図は上記レンチキュラーレンズ2の1つのレンズ単
位3の光拡散状態を示したもので、スクリーンの背面側
からレンズ単位3に入射した平行光のうち、直接レンズ
単位頂部のレンズ部4を透過する光は、図示のようにこ
のレンズ部4の凹レンズ面4aおよび凸レンズ面4b、
4bにより屈折拡散され、また、レンズ単位3の両側の
傾斜全反射面5.5に入射した平行光は、この全反射面
5.5によりレンズ部4の凸レンズ面4b、4bに向け
て反射されてこの凸レンズ面4b、4bを透過し、この
凸レンズ面4b、4bによって図示のように屈折拡散さ
れる。
しかして、上記背面投影スクリーンにおいては、レンチ
キュラーレンズ2のレンズ単位3,3の両側の全反射面
5,5の上端側を、スクリーン本体1面に対してほぼ垂
直に立上らせているために、レンズ単位3.3のレンズ
部全域において光をロスなく透過させることができる。
すなわち、例えばレンズ単位3.3の両側の全反射面5
.5の上端が傾斜面のまま直接レンズ部4の凸レンズ面
4b、4bにつながっていると、全反射面5,5の上端
近くから凸レンズ面4b、4bのほぼ水平面となってい
る側縁部付近に向けて反射される光の凸レンズ面4b、
4bに対する入射角が全反射角に近くなって、この光が
凸レンズ面4b、4bでスクリーン背面方向に反射され
るから、レンズ部4の両側縁部付近で光のロスを生じる
が、上記実施例のように全反射面5.5の上端側をほぼ
垂直に立上らせておけば、傾斜全反射面5,5からの反
射光を全て凸レンズ面4b、4bの側縁部付近を避けた
領域に入射させてこの光を凸レンズ面4b、4bで反射
させることなく透過させることができる。また、全反射
面5,5の上端側の立上り面5a、5aは、スクリーン
の成形における型抜きの関係で完全な垂直面とすること
ができないために、この立上り面5a、5aは僅かなが
ら傾いており、したがってスクリーンの背面側から立上
り面5a、5aに向かって入射した平行光はこの立上り
而5a、5aで反射されて凸レンズ面4b、4bの側縁
部付近に入射するが、上記立上り而5a、5aは傾斜全
反射面5,5の傾斜角に比べて急角度であるために、こ
の立上り面5a。
5aで反射された光の凸レンズ面4b、4bに対する入
射角は全反射を生じない角度であるから、立上り面5a
、5aで反射されて凸レンズ面4b。
4bの側縁部付近に入射した光が凸レンズ面4b。
4bで反射されて光のロスを生じることはない。
したがって上記背面投影スクリーンによれば、立上り而
5a、5aを含む全反射面5.5のどの位置からの反射
光もレンズ部4にそのレンズ面で反射されない角度で入
射させて、この光をレンズ面で反射させることなく透過
させることができるから、背面側から入射して表面側に
出射する光をスクリーン表面のレンチキュラーレンズ2
により拡散させて視野角を大きくするようにしたもので
ありながら、レンチキュラーレンズ2の各レンズ単位3
,3の両側における光のロスをなくして画面を明るくす
ることができる。
しかも、上記実施例の背面投影スクリーンにおいては、
スクリーン表面に形成するレンチキュラーレンズ2の各
レンズ単位3,3のレンズ部4を、その中央を凹レンズ
面4aとし両側を前記凹レンズ面4aと連続する凸レン
ズ面4b、4bとした形状としているから、単一のレン
ズ面をもつレンズ単位を連続させたレンチキュラーレン
ズをスクリーン表面に形成した従来の背面投影スクリー
ンに比べて、スクリーン表面における光の拡散範囲を大
きくして視野角を広げることができる。
なお、背面投影型プロジェクタ等の投影装置には、画像
を拡大せずにスクリーンに投影する原寸両像投影型もの
と、画像を投影レンズにより拡大してスクリーンに投影
する拡大画像投影型のものとがあり、さらにいずれの投
影装置にも、スクリーン面に対して垂直な方向から画像
を投影する垂直投影方式のものと、スクリーン面に対し
て斜め方向から画像を投影する斜め投影方式のものとが
あるが、原寸画像投影型でかつ垂直投影方式の投影装置
の場合は、投影源からの投影光がスクリーン面に対して
垂直な平行光であるから、この光をそのままスクリーン
に入射させてやればよい。また、原寸画像投影型であっ
ても斜め投影方式の場合は、投影源からの光(平行光)
がスクリーン面に対して斜め方向から入射するし、また
拡大画像投影型の投影装置の場合は、投影源からの光が
拡がりながらスクリーン入射するが、この場合には、ス
クリーンの背面側に投影源からの光を屈折させてスクリ
ーン面に垂直な平行光とするフレネルレンズを配置する
か、あるいは上記フレネルレンズをスクリーンの背面に
一体に形成して、投影源からの光を上記フレネルレンズ
を通してスクリーンに入射させてやればよく、さらに拡
大画像投影型でかつ斜め投影方式の場合は、スクリーン
の背面側に、拡がりながら入射する光を平行光とするフ
レネルレンズと、光の方向をスクリーン面に対して垂直
にするフレネルレンズとを配置して(ただし一方のフレ
ネルレンズはスクリーンの背面に形成してもよい)、投
影源からの光をスクリーン面に対して垂直な平行光にし
てスクリーンに入射させてやればよい。これは、後述す
る他の実施例においても同様である。
次に、この発明の他の実施例について説明する。
第3図および第4図はこの発明の第2の実施例を示した
もので、この実施例は、レンチキュラーレンズ2の各レ
ンズ単位3.3のレンズ部4.4を、上記第1の実施例
と同様に中央を凹レンズ面4aとし両側を前記凹レンズ
面4aと連続する凸。
レンズ面4b、4bとした形状とするとともに、レンズ
単位3.3の傾斜全反射面5.5の上端側に形成する立
上り面5a、5aを、傾斜全反射面5.5の傾斜角θ(
約61°)よりも急角度θa(例えば約68°)で立上
る傾斜面として、この立上り面5a、5aにおいても積
極的に入射光を第4図に示すようにレンズ部4の凸レン
ズ面4b。
4bに向けて反射させるようにしたものであり、この実
施例によっても、立上り面5a、5aを含む全反射面5
.5のどの位置からの反射光もレンズ部4にそのレンズ
面で反射されない角度で入射させて、この光をレンズ面
で反射させることなく透過させることができるから、上
記第1の実施例と同様な効果を得ることができる。なお
、第3図において、レンズ単位3,3の巾Wは1.33
11%高さhは0.375m11であり、また凹レンズ
面4aの曲率半径Raは0.311%凸レンズ面4b、
4bの曲率半径Rbは0.58ma+、傾斜全反射面5
,5の上端側の立上り面5a、5aの高さΔhは0.1
25mmである。また、レンズ単位3.3の傾斜全反射
面5゜5の上端側に形成する立上り面5a、5aの立上
り角度は、レンズ単位3.3の配列ピッチとレンズ単位
3.3の頂部のレンズ部巾に応じて選べばよく、例えば
レンズ単位3.3の配列ピッチを小さくし、かつレンズ
部中を十分大きくとる場合には、立上り而5a、5aの
立上り角度を垂直に近づけてやればよい。
第5図および第6図はこの発明の第3の実施例を示して
いる。この実施例の背面投影スクリーンについて説明す
ると、第5図は背面投影スクリーンの一部分を示したも
ので、11はアクリル樹脂等の透明樹脂シートからなる
スクリーン本体であり、その表面つまり観察面には、全
面にわたってレンチキュラーレンズ12が一体に形成さ
れている。なお、この実施例の背面投影スクリーンも、
透明樹脂シートの加熱プレスまたは、透明樹脂の押出し
成形あるいは射出成形により製造されたものである。
上記レンチキュラーレンズ12は、微小中の直線状レン
ズ単位13.13を多数本連続させて平行に形成したも
ので、各レンズ単位13.13は、例えばその巾(基部
の最大中)Wが1.2m■、高さhが0.675■■の
寸法とされている。この各レンズ単位13、13は、そ
の頂部をレンズ部14とし、両側面を全反射面15.1
5としたもので、その頂部のレンズ部14は、その中央
部を凹入させて、この凹入部の底面を凸レンズ面14a
1両側面を斜めに立上る直線面14b 、 14bとす
るとともに、前記凹入部の両側に、レンズ部中央側を頂
点とする凸レンズ状の非球面レンズ面14c 、 14
cを形成し、さらにレンズ部両側縁部に、レンズ部外側
縁を頂点とする凸レンズ面14d 、 14dを形成し
た形状となっている。
なお、前記レンズ部中央の凸レンズ面14aの巾ΔWは
0.07m+ll、この凸レンズ面14aの曲率半径は
0.05111mであり、また、前記非球面レンズ面1
4c 。
14cは10次式により表わされる非球面とされ、両側
縁部の凸レンズ面14d 、 14dの曲率半径Rdは
0.1mg+とされている。
また、各レンズ単位13.13の両側の全反射面15゜
15は、スクリーンの背面側から入射する平行光を前記
レンズ部14の中央の直線面14b 、 14bに向け
て反射集光させる放物面に形成されており、この放物面
は、その焦点を前記直線面14b 、 14b上に結ぶ
ような曲面(この実施例ではy −0,4x2で表わさ
れる曲面)とされている。さらにこの全反射面15.1
5の上端側は、全反射面15.15の傾斜角よりも急角
度で立上る直線状立上り面15aとされている。この立
上り面15a 、 15aは、スクリーンの背面側から
入射する平行光を前記レンズ部14の両側の凸レンズ面
14d 、 14dに向けて反射させるもので、この立
上り面15a 、 15aの高さつまり全反射面15の
放物面部の上端からレンズ単位13の頂部(凸レンズ面
14dの側縁)までの距離Δhは約0.215mmとさ
れ、またこの立上り面15a 、 15aのスクリーン
本体1面に対する立上り角度θaは約70°とされてい
る。
第6図は上記レンチキュラーレンズ12の1つのレンズ
単位13の光拡散状態を示したもので、スクリーンの背
面側からレンズ単位13に入射した平行光のうち、直接
レンズ単位頂部のレンズ部14を透過する光は、図示の
ようにこのレンズ部14の各レンズ面14a 、 14
c 、 14dにより屈折拡散される。
また、レンズ単位13の両側の放物面状全反射面15゜
15に入射した平行光は、この全反射面15.15によ
りレンズ部14の中央部に形成した凸レンズ面14aの
両側の直線面14b 、 14bに向けて反射され、こ
の直線面14b 、 14bを透過して図示のように屈
折拡散される。さらに全反射面15.15の上端側の立
上り面15a 、 15aに入射した平行光は、この立
上り面15a 、 15aによりレンズ部14の両側縁
部に形成した凸レンズ面14d 、 +4dに向けて反
射され、この凸レンズ面14d 、 14dを透過して
図示のように屈折拡散される。
しかして、この実施例の背面投影スクリーンでは、レン
チキュラーレンズ12のレンズ単位13.13の両側の
全反射面15.15の上端側に、全反射面15゜15の
傾斜角よりも急角度で立上る直線状立上り面15a 、
 15aを形成しているから、全反射面15.15の上
端を直接レンズ部14につないだ場合のように全反射面
の上端近くからレンズ部14の側縁部付近に向けて反射
される光がレンズ部14でスクリーン背面方向に反射さ
れることはなく、したがってレンズ部(4の両側縁部付
近で光のロスを生じることはない。しかも、この実施例
では、上記全反射面15、15を、レンズ部中央の直線
面14b 、 14bに向けて反射集光させる放物面と
しているから、全反射面15.15に入射した平行光は
全てレンズ部中央の直線面14b 、 14bを透過し
てスクリーン表面側に出ることになり、したがって全反
射面15.15を直線面とした場合のようにその反射光
の一部がレンズ面で反射されて光のロスを生じることも
ない。
なお、この実施例において放物面状全反射面15゜15
を前記直線面14b 、 14b上に焦点を結ぶような
曲面としたのは、放物面状全反射面15.15で反射さ
れた光の直線面14b 、 14bでの拡散角度を最も
大きくするためである。また、スクリーンに背面側から
入射した平行光のうち、前記直線面14b 。
14bに入射した光は、この直線面14bの傾斜角度に
よっては直線面14bで非球面レンズ面14c側に反射
され、さらに非球面レンズ面L4cへの入射角によって
はこの非球面レンズ面14eでスクリーン背面側に反射
されるが、前記直線面14b 、 14bの巾(高さ)
はかなり小さいために、この直線面14b 、 14b
での光反射による光のロスは僅かであり、この光のロス
に比べれば、全反射面15.15からの反射光を全て直
線面14b 、 14bからスクリーン表面側に透過さ
せられるという効果の方が格段に大きいから、前記直線
面14b 、 14bによる光のロスは無視することが
できる。さらに上記実施例では、直線面14b 、 1
4bの間に凸レンズ面14aを形成しているために、ス
クリーンを真正面から見たときに直線面14b 、 1
4b部分が入射平行光の反射により暗くなるのを、凸レ
ンズ面14aでの光拡散によって補うことができる。ま
たこの実施例では、レンチキュラーレンズ12のレンズ
単位13.13のレンズ部14の中央部と両側縁部との
間の部分を、球面レンズよりも光の拡散角度が大きい非
球面レンズ面14c 、 14cとしているから、スク
リーン表面において光を広範囲に拡散させて視野角を大
きくすることができる。
第7図および第8図はこの発明の第4の実施例を示した
もので、この実施例は、レンチキュラーレンズ12の各
レンズ単位13.13のレンズ部14.14を、上記第
3の実施例と同様に中央部に凸レンズ面14aおよび直
線面14b 、 14bを形威し、両側に凸レンズ状の
非球面レンズ面14c 、 14cを形成するとともに
、両側縁部に凸レンズ面14d 、 14dを形成した
形状とし、さらに各レンズ単位13.13の両側の全反
射面15.15を、スクリーンの背面側から入射する平
行光をレンズ部中央の直線面14b14bに向けて反射
集光させる放物面に形成するとともに、この全反射面1
5.15の上端側に、全反射面15.15の傾斜角より
も急角度で立上る直線状立上り面15aを形成したもの
で、この実施例では上記立上り面15a 、 15aを
、スクリーン本体11面に対してほぼ垂直に立上る垂直
面とするとともに、レンズ部両側の凸レンズ面14d 
、 14dの外側縁側をほぼ水平に延長させて、前記立
上り而15a 。
15aとほぼ直角な水平面14e 、 14eを形成し
ている。なお、この実施例におけるレンズ単位13.1
3の各部の寸法w、h、 ΔW、Δh、Rdは上記第3
の実施例と同じである。
この実施例の背面投影スクリーンも、その背面側から入
射してスクリーンを透過する光を、スクリーン表面のレ
ンチキュラーレンズ12により第8図に示すように拡散
させるもので、レンズ単位13゜13のレンズ部14の
うち、その外側縁の水平面14e 。
14eを透過した光は、スクリーンの材質(例えばアク
リル樹脂)と空気との光屈折率の差によって図示のよう
に屈折される。しかして、この実施例においても、レン
チキュラーレンズ12のレンズ単位13.13の両側の
全反射面15.15の上端側に、全反射面15.15の
傾斜角よりも急角度で立上るほぼ垂直な立上り面15a
 、 15aを形成しているから、全反射面15.15
の上端を直接レンズ部4につないだ場合のように全反射
面の上端近くからレンズ部14の側縁部付近に向けて反
射される光がレンズ部14でスクリーン背面方向に反射
されることはなく、したがって光のロスをなくして画面
を明るくすることができる。また、全反射面15.15
の上端側の立上り面15a 、 15aは、スクリーン
の底形における型抜きの関係で完全な垂直面とすること
ができないために、この立上り面15a 、 15aは
僅かながら傾いており、したがってスクリーンの背面側
から立上り面15a 、 15aに向かって入射した平
行光はこの立上り面15a 、 15aで反射されてレ
ンズ部14の両側縁部付近に入射するが、上記立上り面
15a 、 15aで反射された光はレンズ部両側縁部
の水平面14e 、 14eに入射してこの水平面14
e。
14eを透過するから、立上り面15a 、 15aで
反射されてレンズ部14の側縁部付近に入射した光がレ
ンズ面で反射されて光のロスを生じることはない。
なお、上記実施例では、スクリーンをアクリル樹脂等の
透明樹脂で形成しているが、この背面投影スクリーンは
、光拡散微粒子を混入させた透明樹脂や、−面に光拡散
層を形成した透明樹脂シートで形成してもよい。
〔発明の効果〕
この発明の背面投影スクリーンは、スクリーン表面に、
頂部をレンズ部とし両側面を全反射面とした多数のレン
ズ単位が連続するレンチキュラーレンズを形成してなり
、かつ前記レンチキュラーレンズの各レンズ単位の両側
の全反射面の上端側を、この全反射面の傾斜角よりも急
角度で立上る立上り面としたものであるから、背面側か
ら入射して表面側に出射する光をスクリーン表面のレン
チキュラーレンズにより拡散させて視野角を大きくする
ようにしたものでありながら、レンチキュラーレンズの
各レンズ単位の両側における光のロスをなくして画面を
明るくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はこの発明の第1の実施例を示す背
面投影スクリーンの一部分の斜視図および1つのレンズ
単位の光拡散状態図、第3図および第4図はこの発明の
第2の実施例を示す背面投影スクリーンの一部分の斜視
図および1つのレンズ単位の光拡散状態図、第5図およ
び第6図はこの発明の第3の実施例を示す背面投影スク
リーンの一部分の斜視図および1つのレンズ単位の光拡
散状態図、第7図および第8図はこの発明の第4の実施
例を示す背面投影スクリーンの一部分の斜視図および1
つのレンズ単位の光拡散状態図である。 1.11・・・スクリーン本体、2.12・・・レンチ
キュラーレンズ、3.13・・・レンズ単位、4.14
・・・レンズ部、5,15・・・全反射面、5a、15
a・・・立上り面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 背面側から投影される光画像を表面側から観察させる背
    面投影スクリーンであって、スクリーン表面に、頂部を
    レンズ部とし両側面を全反射面とした多数のレンズ単位
    が連続するレンチキュラーレンズを形成してなり、かつ
    前記レンチキュラーレンズの各レンズ単位の両側の全反
    射面の上端側を、この全反射面の傾斜角よりも急角度で
    立上る立上り面としたことを特徴とする背面投影スクリ
    ーン。
JP2333106A 1990-11-29 1990-11-29 背面投影スクリーン Pending JPH03184034A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109859618A (zh) * 2019-01-21 2019-06-07 云谷(固安)科技有限公司 一种显示面板及显示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109859618A (zh) * 2019-01-21 2019-06-07 云谷(固安)科技有限公司 一种显示面板及显示装置
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