JPH032742A - 透過形スクリーン - 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、背面投影システムなどに用いられる透過形ス
クリーンに関し、特に、入光側に配置した多数の小プリ
ズムによって、入射光を反射させる１枚タイプの透過形
スクリーンに関するものである。

〔従来の技術〕

従来技術として、例えば、光源側に配置されフレネルレ
ンズ面が出光側に向いた１枚のフレネルレンズシートと
、観察側に配置され出光側の非出光部に光吸収帯が施さ
れた１枚の水平拡散用のレンチキュラーレンズシートと
を組み合わせた２枚構成の透過形スクリーンが知られて
いる。

また、このような透過形スクリーンの垂直拡散特性を向
上させるために、フレネルレンズシートの入光側に垂直
拡散用レンチキュラーレンズを施したものや、前述した
２枚のレンズシートの間に垂直拡散用のレンチキュラー
レンズシートを挿入して３枚構成にしたものが知られて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の透過形スクリーンは、複数枚のレンズシ
ートを組み合わせているので、はり合わせの手間がかか
るうえ、レンズシート間に浮きが発生し、映像が劣化し
てしまう０組み合わされるレンズシートが増加すると、
輝度が低下するとともに、材料費もそれだけ嵩むことに
なる。

また、上述した透過形スクリーンでは、投影距離をあま
り短くすることができないので、ＴＶ上セツト奥向きが
深くなるという問題があった。

さらに、組み合わされるレンズシートに、同心円状のサ
ーキエラーフレネルレンズシートを含む場合には、平行
にレンズ単位が配置された他のレンズシート等とモアレ
が発生する。レンチキュラーレンズシートを含む場合に
は、ピッチおよび拡散角を決めると、板厚に自由度がな
くなるため、ピッチを細かく（ファインピッチ化）する
と、板厚が薄くなり、強度が低下する。

本発明の目的は、１枚タイプのスクリーンにすることに
より、前述の問題を全て解決した透過形スクリーンを提
供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するために、本発明による透過形スクリ
ーンは、スクリーン面の入光側に小プリズムを略等間隔
に多数配置し、光源光を前記小プリズムの入光面から入
射させその小プリズムの非入光面で反射させて前記スク
リーン面の出光側から出射するように構成しである。

この場合に、前記小プリズムの非入光面には、水平方向
および／または垂直方向に光源光を拡散させる光拡散要
素を設けることができる。また、前記スクリーン面の出
光側の出光部には、垂直方向および／または水平方向に
光源光を拡散させる光拡散要素を設けることができる。

さらに、前記スクリーン面の出光側の非出光部には、光
吸収帯を設けることができる。

〔実施例〕

以下、図面等を参照して、実施例につき、本発明の詳細
な説明する。

第１図は、本発明による透過形スクリーンの第１の実施
例を示した模式図であって、第１Ａ図は出光側から見た
図、第１Ｂ図は断面図、第１Ｃ図は入光側から見た図で
ある。

第１の実施例の透過形スクリーン１は、入光側に、小プ
リズム１１が、水平に多数設けられている。小プリズム
１１を設ける間隔は、解像度の向上やモアレの防止のた
めに、できるだけピッチを小さくしたほうがよく、少な
くとも走査線のピッチより小さくすることが望ましい。

小プリズム１１は、下側が入光面１１ａ、上側が非入光
面１１ｂとなっている。小プリズム１１の非入光面ｉｔ
ｂの表面には、拡散面１２が形成されている。この拡散
面１２は、単にマット状の面を形成すればよ（、入射光
を拡散するとともに全反射する面である。従って、非入
光面１１ｂの角度と入射角は、全反射する角度に設定し
なければならない、この全反射面の角度は、観察者の位
置で焦点を結ぶように、全反射の条件を満たす範囲で、
±５度位上下で変化するようにしである。

なお、この拡散面１２で全反射されない光も一部あるが
、その多くは光吸収帯１５に入射するので問題はない。

透過形スクリーン１の出光側は、小プリズム１１に対応
した位置が出光部１３となり、それ以外の部分が非出光
部１４となっている。非出光部１４は、断面が台形状に
突出させてあり、非出光部１４には、横に長い帯状の光
吸収帯１５が形成されている。光吸収帯１５は、非出光
部１４の台形の両脚部分にも形成されているので、上下
方向からの外光についての光吸収率が高くなる。

この透過形スクリーン１では、小プリズム１１の入光面
１１ａのＡ点から入射した光は、拡散面１２によって反
射・拡散されたのち、出光部１３から観察側に向かって
出射される。

透過形スクリーン１は、透明な合成樹脂等の基板に、イ
ンジェクト法、キャスト法、押出法、プレス法等の方法
によって、所定の形状に成形することによって製造する
ことができる。

使用できる基板の材質は、ポリメチルメタクリレート、
ポリメチルペンタン、ポリスチレン、アグリルスチレン
コポリマー、ポリカーボネイトポリビニルナフタレン、
セルロースエステル、ポリテトラフルオロエチルメタク
リレーロボリナフチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル
、ポリエステル等が挙げられる。

また、紫外１ｍ（ＵＶ）や電子線（ＥＢ）等の電離放射
線を照射して電離放射線硬化樹脂を硬化させるホトポリ
マ法により、所定の形状を成形することもできる。

使用できる電離放射線硬化樹脂としては、例えば、ウレ
タンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステ
ルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、メラミン
アクリレート等のアクリロイル基をもつ重合性樹脂モノ
マー、オリゴマーとアクリル酸アクリルアミド、アクリ
ルニトリル、スチレン等重合性ビニル基を持つ重合性オ
リゴマー、モノマー等の単体あるいは配合したものを用
いることができる。

光吸収帯１５は、オフセットグラビア印刷等の印刷法や
写真法等により施すことができる。

第２図は、本発明による透過形スクリーンを用いた投影
システムの実施例を示した図である。

透過形スクリーンｌの後側下方には、斜め上方に向かっ
て光源光を出射する光源４が配置されている。ここでは
、光源４として、カラーシフトの発生しないＬＣＤタイ
プの１管式のものを用いている。光源４の出光面には、
シリンドリカルレンズ等が設けられており、光源４から
の光は、反射鏡５を介して、水平方向にのみ略画面サイ
ズまで拡大されている。この例のように集光させる場合
には、やや大きめに拡大することが望ましい。

反射鏡５で反射された光源光は、透過形スクリーン１と
光源４の間に配置された反射凹面鏡６で光軸がやや内側
に向くようにして、反射集光されて略平行光となり、透
過形スクリーン１に入射する。

ＪＩＩＦ つぎに、第１の実施例に対応した製造例をあげて具体的
に説明する。

透過形スクリーンｌとして、画面サイズ５０インチのＴ
Ｖ上セツト使用されるものであって、入光側に、レンズ
高さｔ＋−０，２ｍｍの小プリズム１１（スクリーン法
線Ｎに対する非入光面１１ｂの角度θｌ−３０度〜３５
度）をピッチｐｌ＝１ｍｍの間隔で有し、出光側に、出
光部１３の幅が０、４　ｍ　ｍであり、突出した非出光
部１４（上底０゜５ｍｍ、下底０．６ｍｍ、高さ０．２
ｍｍ）を有するような形状にメタアクリル樹脂を用いて
、キャスト法により成形した。

このとき、金型として小プリズム１１の非入光面１１ｂ
に対応する部分をブラスト加工によりマット化したもの
を使用して成形を行い、非入光面１１ｂに拡散面１２を
形成した。

さらに、非出光部１４に、ロールコート法により、光吸
収帯１５を形成した。

このようにして製造した透過形スクリーンｌに入光角θ
ｌＮ−７５度で光源光を入射した場合に、ブラック率が
約５０にで、水平拡散角が±４０度、垂直拡散角が±ｌ
Ｏ度の特性が得られた。

このとき、光源４（第２図参照）として、サイズが１０
インチであって、ＬＣＤタイプの１管式のものを用いる
と、投写システム全体の奥行きが約３０ｃｍで済んだ。

つぎに、いくつかの実施例を挙げて、本発明をさらに詳
しく説明する。なお、以下に説明する各実施例では、第
１の実施例と同様な機能を果たす部分には、末尾が同一
の符号を付してあり、重複する部分の説明は一部省略し
である。

第３図は、本発明による透過形スクリーンの第２の実施
例を示した模式図であって、第３Ａ図は出光側から見た
図、第３Ｂ図は断面図、第３Ｃ図は入光側から見た図で
ある。

第２の実施例の透過形スクリーン２は、入光側に、小プ
リズム２１が、水平に多数配置されている。小プリズム
２１の下側が入光面２１ａとなり、上側が非入光面２１
ｂとなっている。

小プリズム２１の非入光面２１ｂの表面には、水平拡散
用レンチキユラーレンズ２２が平行に多数設けられてい
る。水平拡散用レンチキュラーレンズ２２は、入射光を
水平方向に拡散するとともに全反射するように作用する
。

透過形スクリーン２の出光側の表面には、拡散層２６が
形成されている。拡散層２６としては、塩化ビニルフィ
ルムのような拡散フィルムを貼付したり、ＵＶ樹脂で小
プリズム２１を成形するときに、同時に、ロール等を用
いてラミネートすることで形成できる。

透過形スクリーン２の出光側は、小プリズム２１に対応
した位置が出光部２３となり、それ以外の部分が非出光
部２４となっている。非出光部２４には、横に長い帯状
の光吸収帯２５が形成されている。

この透過形スクリーン２では、小プリズム２１の入光面
２１ａから入射した光源光は、水平拡散用レンチキュラ
ーレンズ２２で全反射し、水平拡散したのち、出光側の
拡散層２６によりさらに拡散され、垂直方向にも拡散さ
れる。

裂１１ つぎに、第２の実施例に対応した製造例をあげて具体的
に説明する。

透過形スクリーン２として、画面サイズ５０インチのＴ
Ｖセントに使用されるものであって、入光側に、レンズ
高さｔ＋−０，２ｍｍの小プリズム２１（スクリーン法
線Ｎに対する非入光面２１ｂの角度θ１−３０度〜３５
度）がピッチｐ＋−１ｍｍであり、非入光面２１ｂにピ
ッチｐ、−約０゜２ｍｍの水平拡散用レンチキュラーレ
ンズ２２を有するような形状にＵＶ硬化性樹脂を用いて
、ホトポリマ法により成形した。

この場合に、出光側の出光部２３の幅が０．２　ｍｍ、
非出光部２４の幅が０．８ｍｍであった。

つぎに、出光側に、拡散層２６として、厚さ０゜２ｍｍ
の塩化ビニルフィルムを貼付し、さらに、非出光部２４
に、オフセットグラビア法により、ＵＶ硬化型インキを
用いて印刷して、光吸収帯２５を形成した。

このようにして製造した透過形スクリーン２に入光角θ
＋Ｎ−８０度で光源光を入射した場合に、ブラック率が
約８０％で、水平拡散角が±８０度、垂直拡散角が±１
０度の特性が得られた。

第４図は、本発明による透過形スクリーンの第３の実施
例を示した模式図であって、第４Ａ図は出光側から見た
図、第４Ｂ図は断面図、第４Ｃ図は入光側から見た図で
ある。

第３の実施例の透過形スクリーン３は、入光側に、小プ
リズム３１が、水平に多数配置されている。小プリズム
３１の下側が入光面３１ａとなり、上側が非入光面３１
ｂとなっている。

小プリズム３１の非入光面３１ｂの表面には、水平拡散
用レンチキュラーレンズ３２が平行に多数設けられてい
る。水平拡散用レンチキュラーレンズ３２は、入射光を
水平方向に拡散するとともに全反射するように作用する
。

透過形スクリーン３の出光側は、小プリズム３１に対応
した位置が出光部３３となり、それ以外の部分が非出光
部３４となっている。出光部３３には、垂直拡散用レン
チキュラーレンズ３６が設けられている。非出光部３４
は、断面が台形状に突出させてあり、非出光部３４には
、横に長い帯状の光吸収帯３５が形成されている。

二の透過形スクリーン３では、小プリズム３１の入射面
３１ａから入射した光源光は、水平拡散用レンチキュラ
ーレンズ３２で全反射し、水平拡散したのち、出光側の
垂直拡散用レンチキュラーレンズ３６により垂直方向に
拡散される。

製遺■主 つぎに、第３の実施例に対応した製造例をあげて具体的
に説明する。

透過形スクリーン３として、画面サイズ５０インチのＴ
Ｖ上セツト使用されるものであって、入光側に、レンズ
高さｔ　＋　＝０．２　ｍｍの小プリズム３１（スクリ
ーン法線Ｎに対する非入光面３１ｂの角度θ１−３０度
〜３５度）がピッチｐ＋−１ｍｍであり、非入光面３１
ｂにピッチＰｇ−約０゜２ｍｍの水平拡散用レンチキュ
ラーレンズ２２を有し、出光部１３の幅が０．２ｍｍで
あり、その部分にピッチｐｈ−１，０ｍｍの垂直拡散用
レンチキュラーレンズ３６と、突出した非出光部３４（
上底０．７ｍｍ、下底０．８ｍｍ、高さ０．２ｍｍ）を
有するような形状にメタアクリル樹脂を用いて、プレス
法により成形した。

つぎに、非出光部３４に、スクリーン印刷法により、光
吸収帯３５を形成した。

このようにして製造した透過形スクリーン３に入光角θ
ｌＮ−８０度で光源光を入射した場合に、ブラック率が
約８０％で、水平拡散角が±８０度、垂直拡散角が±２
０度の特性が得られた。

以上説明した実施例にとられれることなく、種々の変形
や応用ができる。

光源光は、下方から入射する例で説明しであるが、上方
または左右の側方から入射するようにしてもよい、左右
の側方から入射する場合には、各実施例で説明したよう
な透過形スクリーンを時計方向または反時計方向に９０
度回転させた形態にすればよい、この場合に、光源光の
拡散は、垂直方向よりも水平方向に広（とるのが普通で
あるので、各光拡散要素もその方向に拡散させるのに最
適なものを、プリズム非入光面と出光面出光部とに選択
して設ける必要がある。

光源光を水平方向および／または垂直方向に拡散させる
光拡散要素は、プリズム非入光面と出光面出光部とに設
けることができるが、実施例に示した組み合わせに限ら
ない。

例えば、第１の実施例では、プリズム非入光面には、水
平方向および垂直方向に光を拡散させるマット面を形成
し、出光面出光部には、なにも設けていない例を示した
が、出光面出光部に、マット面、小プリズムの長手方向
と垂直方向に軸をもつレンチキエラーレンズ、小プリズ
ムの長手方向と平行方向に軸をもつレンチキュラーレン
ズを設けてもよい。

また、プリズム非入光面には、小プリズムの長手方向と
垂直方向に軸をもつ水平拡散用のレンチキュラーレンズ
を設けた場合に、出光面出光部には、水平方向および垂
直方向に光を拡散させるマット面を設けたり（第２の実
施例）、小プリズムの長手方向と平行方向に軸をもつ垂
直拡散用のレンチキュラーレンズを設けた（第３の実施
例）例を示したが、出光面出光部に、小プリズムの長手
方向と垂直方向に軸をもつレンチキュラーレンズを設け
たり、何も設けない場合も考えられる。

この他にも、プリズム非入光面に、小プリズムの長手方
向と平行方向に軸をもつレンチキュラーレンズを設けた
り、何も設けない場合等が考えられ、その場合にも、出
光面出光部に、マット面。

小プリズムの長手方向と垂直方向に軸をもつレンチキエ
ラーレンズ、小プリズムの長手方向と平行方向に軸をも
つレンチキュラーレンズを設けたり、あるいは、何も設
けない場合との組み合わせが考えられる。これらの場合
にも、拡散の方向や拡散の程度を考慮して、最適な組み
合わせを選択することができる。同一要素の組み合わせ
の場合には、拡散の程度を変えて用いることができる。

一方、本発明による透過形スクリーンは、光の通らない
部分が多いので、その部分を利用して接合することによ
り、接合部が目立たない大形スクリーンの製造が容易に
なる。また、光の通らない部分に貫通孔を設けて、背面
に配置したスピーカーからの音声もスクリーンを透過さ
せるようにできる。

〔発明の効果） 以上詳しく説明したように、本発明によれば、１枚のレ
ンズシートによって、必要な光学特性を全て備えた透過
形スクリーンが実現できた。

したがって、レンズシートの組み合わせによって生じる
モアレや浮き、または材料費の上昇等の問題が解決され
た。

また、投写光源を斜め後方に配置すればよいので、投写
システムの奥行きを浅くすることができる。

さらに、光学的に板厚を制限する要素がないので、板厚
の薄いフレキシブルな透過形スクリーンを製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による透過形スクリーンの第１の実施
例を示した模式図であって、第１Ａ図は出光側から見た
図、第１Ｂ図は断面図、第１Ｃ図は入光側から見た図で
ある。 第２図は、本発明による透過形スクリーンを用いた投影
システムの実施例を示した図である。 第３図は、本発明による透過形スクリーンの第２の実施
例を示した模式図であって、第３Ａ図は出光側から見た
図、第３Ｂ図は断面図、第３Ｃ図は入光側から見た図で
ある。 第４図は、本発明による透過形スクリーンの第３の実施
例を示した模式図であって、第４Ａ図は出光側から見た
図、第４Ｂ図は断面図、第４Ｃ図は入光側から見た図で
ある。 １・・・透過形スクリーン １１・・・小プリズム　　　　　１２・・・拡散面１３
・・・出光部　　　　　　　１４・・・非出光部１５・
・・光吸収帯 ２・・・透過形スクリーン ２１・・・小プリズム ２２・・・水平拡散用レンチキュラーレンズ２３・・・
出光部　　　　　　　２４・・・非出光部２５・・・光
吸収帯　　　　　　２６・・・拡散層３・・・透過形ス
クリーン ３１・・・小プリズム ３２・・・水平拡散用レンチキュラーレンズ３３・・・
出光部　　　　　　　３４・・・非出光部３５・・・光
吸収帯 ３６・・・垂直拡散用レンチキュラーレンズ４・・・光
源 ５・・・反射鏡 ６・・・反射凹面鏡 代理人　弁理士　鎌　１）久　男 第１Ａ図 第旧図 第１Ｃ図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクリーン面の入光側に小プリズムを略等間隔に
   多数配置し、光源光を前記小プリズムの入光面から入射
   させその小プリズムの非入光面で反射させて前記スクリ
   ーン面の出光側から出射するように構成した透過形スク
   リーン。
2. （２）前記小プリズムの非入光面には、水平方向および
   ／または垂直方向に光源光を拡散させる光拡散要素が設
   けられていることを特徴とする請求項（１）記載の透過
   形スクリーン。
3. （３）前記スクリーン面の出光側の出光部には、垂直方
   向および／または水平方向に光源光を拡散させる光拡散
   要素が設けられていることを特徴とする請求項（１）記
   載の透過形スクリーン。
4. （４）前記スクリーン面の出光側の非出光部には、光吸
   収帯が設けられていることを特徴とする請求項（１）記
   載の透過形スクリーン。