JPH0414743Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案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エクタ等の
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ユラーレンズを形
成したものが知られている。このレンチキユラー
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ユ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
いという利点をもつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、表面にレンチキユラーレンズを形成
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ユラ
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
レンチキユラーレンズの各レンズ単位のレンズ部
を単一な球面レンズ面のものとしているために、
各レンズ単位のレンズ部における光の拡散範囲が
小さく、したがつて視野角をあまり大きくできな
いという問題をもつていた。しかも従来の背面投
影スクリーンでは、レンチキユラーレンズの各レ
ンズ単位の両側の全反射面を直線状の傾斜面とし
ているために、この全反射面によつてレンズ部に
向けて反射された光のうち、レンズ部のレンズ面
に対して全反射角に近い角度で入射する光が、レ
ンズ面でスクリーン背面方向に反射されることに
なり、そのために光のロスが多くて画面が暗くな
るという問題をもつていた。

この考案は上記のような実情にかんがみてなさ
れたものであつて、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
ン表面において広範囲に拡散させて視野角を大き
くすることができるとともに、レンチキユラーレ
ンズの各レンズ単位の全反射面でレンズ部に向け
て反射される光をロスなくスクリーン表面側に透
過させ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。

〔問題点を解決する手段〕

この考案は、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ユラーレンズを形成してな
り、かつ前記レンチキユラーレンズの各レンズ単
位のレンズ部は、その中央部と外側縁部との間に
非球面レンズ面を形成し外側縁部には凸レンズ面
を形成するとともに中央部にこのレンズ単位の両
側の全反射面とそれぞれ対向する直線面を形成し
た形状とし、さらに前記各レンズ単位の両側の全
反射面を、スクリーン背面側からの入射光を前記
直線面に向けて反射集光させる彎曲面とするとと
もに、この全反射面の上端側に、この全反射面よ
りも急角度で立上る立上り面を形成したことを特
徴とするものである。

〔作用〕

すなわち、この考案の背面投影スクリーンは、
スクリーン表面に形成するレンチキユラーレンズ
の各レンズ単位のレンズ部に、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を形成する
ことによつて、背面側から入射して表面側に出射
する光を前記非球面レンズ面で広範囲に拡散させ
るようにし、さらに、前記レンズ単位の両側の全
反射面を、スクリーン背面側からの入射光をレン
ズ部中央の直線面に反射集光させる彎曲面とする
ことにより、この全反射面で反射される光をこの
全反射面と対向する直線面に入射させて反射を生
じさせることなく透過させるようにするととも
に、前記全反射面の上端側に急角度の立上り面を
形成することによつて、全反射面の上端側に入射
する光を、前記立上り面によりレンズ部両側縁部
の凸レンズ面に反射を生じない角度で入射させて
この凸レンズ面を透過させるようにしたものであ
り、この背面投影スクリーンによれば、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
において広範囲に拡散させて視野角を大きくする
ことができるとともに、レンチキユラーレンズの
各レンズ単位の全反射面でレンズ部に向けて反射
される光をロスなくスクリーン表面側に透過させ
て画面を明るくすることができる。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面を参照して説
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、全面にわたつてレンチキユラーレンズ
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。

上記レンチキユラーレンズ２は、微小巾の直線
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（基部の最大巾）ｗが1.2mm、高さｈが0.675
mm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５
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４ａ、両側面を前記全反射面５，５
とそれぞれ対向する傾斜直線面４ｂ，４ｂとする
とともに、前記凹入部の両側に、レンズ部中央側
を頂部とする凸レンズ状の非球面レンズ面４ｃ，
４ｃを形成し、さらにレンズ部両側縁部に、前記
非球面レンズ面４ｃ，４ｃの外縁から上方に突出
する凸レンズ面４ｄ，４ｄを形成した形状となつ
ている。なお、前記レンズ部中央の凸レンズ面４
ａの巾Δwは0.07mm、この凸レンズ面４ａの曲率
半径は0.05mmであり、また、前記非球面レンズ面
４ｃ，４ｃ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４ｄ，４ｄの曲率半径
Ｒは0.1mm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の中央の直線面４ｂ，４ｂ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４ｂ，４ｂ
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５，５の上端側は、全反射面５，５よりも
急角度で立上る直線状立上り面５ａとされてい
る。この立上り面５ａ，５ａ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４ｄ，４ｄに向けて反射させるもの
で、この立上り面５ａ，５ａの高さつまり全反射
面５の放物面部の上端からレンズ単位３の頂部
（凸レンズ面４ｄの側縁）までの距離Δhは約
0.215mmとされ、またこの立上り面５ａ，５ａ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２図は上記レンチキユラーレンズ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の各レ
ンズ面４ａ，４ｃ，４ｄにより屈折拡散される。
また、レンズ単位３の両側の放物面状全反射面
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の中央部に形成した凸レンズ面
４ａの両側の直線面４ｂ，４ｂに向けて反射集光
され、この直接面４ｂ，４ｂ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５，５の上
端側の立上り面５ａ，５ａに入射した平行光は、
この立上り面５ａ，５ａによりレンズ部４の両側
縁部に形成した凸レンズ面４ｄ，４ｄに向けて反
射され、この凸レンズ面４ｄ，４ｄを透過して図
示のように屈折拡散される。

しかして、この背面投影スクリーンにおいて
は、レンチキユラーレンズ２のレンズ単位３，３
のレンズ部４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４ｃ，４ｃ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。また、上記背面投影ス
クリーンでは、レンチキユラーレンズ２の各レン
ズ単位３，３の両側の全反射面５，５を上記のよ
うな放物面とすることにより、スクリーン背面側
から入射して全反射面５，５で反射される光を全
てレンズ部４の中央部に形成した直線面４ｂ，４
ｂに集光させるようにするとともに、前記直線面
４ｂ，４ｂを全反射面５，５と対向させているか
ら、全反射面５，５で反射されて直線面４ｂ，４
ｂに入射する光は反射されることなくこの直線面
４ｂ，４ｂを透過するとになり、したがつてこの
背面投影スクリーンによれば、各レンズ単位３，
３の全反射面５，５でレンズ部４に向けて反射さ
れる光をロスなくスクリーン表面側に透過させる
ことができる。なお、この実施例において放物面
状全反射面５，５を前記直線面４ｂ，４ｂ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５，５で反射された光の直線面４ｂ，４ｂ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４ｂ，４ｂに入射した光は、この直線面
４ｂの傾斜角度によつては直線面４ｂで非球面レ
ンズ面４ｃ側に反射され、さらに非球面レンズ面
４ｃへの入射角によつてはこの非球面レンズ面４
ｃでスクリーン背面側に反射されるが、前記直線
面４ｂ，４ｂの巾（高さ）はかなり小さいため
に、この直線面４ｂ，４ｂ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５，５からの反射光を全て直線面４ｂ，４
ｂ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４ｂ，
４ｂ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４ｂ，４ｂの間に凸
レンズ面４ａ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４ｂ，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４ａでの光拡散によつて補うことができる。さ
らに、上記背面投影スクリーンでは、レンチキユ
ラーレンズ２のレンズ単位３，３の両側の全反射
面５，５の上端側に、全反射面５，５よりも急角
度で立上る直線状立上り面５ａ，５ａを形成して
いるから、全反射面５，５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４の側縁部付近に向けて反射される
光がレンズ部４のレンズ面にその全反射角方向か
ら入射してこのレンズ面でスクリーン背面方向に
反射されることはないし、また立上り面５ａ，５
ａにより反射される光は、レンズ部両側縁部の凸
レンズ面４ｄ，４ｄに反射を生じない角度で入射
してこの凸レンズ面４ｄ，４ｄを透過するから、
この部分で光のロスを生じることもない。

したがつて、この背面投影スクリーンによれ
ば、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広範囲に拡散させて視野角
を大きくすることができるとともに、レンチキユ
ラーレンズ２の各レンズ単位３，３の全反射面
５，５でレンズ部４に向けて反射される光をロス
なくスクリーン表面側に透過させて画面を明るく
することができる。

なお、背面投影型プロジエクタ等の投影位置に
は、画像を拡大せずにスクリーンに投影する原寸
画像投影型ものと、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つ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ルネ
ルレンズを配置するか、あるいは上記フルネルレ
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ル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
るフルネルレンズと、光の方向をスクリーン面に
対して垂直にするフルネルレンズとを配置して
（ただし一方のフル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。

また、上記実施例では、レンチキユラーレンズ
２の各レンズ単位３，３の両側の全反射面５，５
を放物面としているが、この全反射面５，５は、
スクリーン背面側からの入射光をレンズ部中央の
直線面４ｂ，４ｂに向けて反射集光させる直面を
もつものであれば、例えば楕円面等の彎曲面とし
てもよい。さらに上記実施例では、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、一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。

〔考案の効果〕

この考案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ユラー
レンズを形成してなり、かつ前記レンチキユラー
レンズの各レンズ単位のレンズ部は、その中央部
と外側縁部との間に非球面レンズ面を形成し外側
縁部には凸レンズ面を形成するとともに中央部に
このレンズ単位の両側の全反射面とそれぞれ対向
する直線面を形成した形状とし、さらに前記各レ
ンズ単位の両側の全反射面を、スクリーン背面側
からの入射光を前記直線面に向けて反射集光させ
る彎曲面とするとともに、この全反射面の上端側
に、この全反射面よりも急角度で立上る立上り面
を形成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において広
範囲に拡散させて視野角を大きくすることができ
るとともに、レンチキユラーレンズの各レンズ単
位の全反射面でレンズ部に向けて反射される光を
ロスなくスクリーン表面側に透過させて画面を明
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図はこの考案の一実施例を示
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……スクリーン本体、２……レンチキユラー
レンズ、３……レンズ単位、４……レンズ部、４
ｂ……直線面、４ｃ……非球面レンズ面、４ｄ…
…凸レンズ面、５……全反射面、５ａ……立上り
面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
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つて、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ユラー
   レンズを形成してなり、かつ前記レンチキユラー
   レンズの各レンズ単位のレンズ部は、その中央部
   と外側縁部との間に非球面レンズ面を形成し外側
   縁部には凸レンズ面を形成するとともに中央部に
   このレンズ単位の両側の全反射面とそれぞれ対向
   する直線面を形成した形状とし、さらに前記各レ
   ンズ単位の両側の全反射面を、スクリーン背面側
   からの入射光を前記直線面に向けて反射集光させ
   る彎曲面とするとともに、この全反射面の上端側
   に、この全反射面よりも急角度で立上る立上り面
   を形成したことを特徴とする背面投影スクリー
   ン。