JPH0426454B2 - - Google Patents

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JPH0426454B2
JPH0426454B2 JP59282135A JP28213584A JPH0426454B2 JP H0426454 B2 JPH0426454 B2 JP H0426454B2 JP 59282135 A JP59282135 A JP 59282135A JP 28213584 A JP28213584 A JP 28213584A JP H0426454 B2 JPH0426454 B2 JP H0426454B2
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JP
Japan
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rear projection
light
projection screen
screen according
screen
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JP59282135A
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Hanputon Buratsudorei Rarufu
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NOOSU AMERIKAN FUIRITSUPUSU KONSHUUMAA EREKUTORONIKUSU CORP
Original Assignee
NOOSU AMERIKAN FUIRITSUPUSU KONSHUUMAA EREKUTORONIKUSU CORP
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Publication date
Application filed by NOOSU AMERIKAN FUIRITSUPUSU KONSHUUMAA EREKUTORONIKUSU CORP filed Critical NOOSU AMERIKAN FUIRITSUPUSU KONSHUUMAA EREKUTORONIKUSU CORP
Publication of JPS60159733A publication Critical patent/JPS60159733A/ja
Publication of JPH0426454B2 publication Critical patent/JPH0426454B2/ja
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54—Accessories
    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • G03B21/625—Lenticular translucent screens

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、像光源から受けた光線をそれぞれ偏
向させて広い観視角に亘り前記像を表示するため
に、少なくとも一部はそれぞれ基底部、第１側縁
部、第２側縁部および前記基底部に対向した頂
部、からなり、一般に互いに平行に密接配置した
複数個のレンチキユラレンズを備えた光拡散手段
を前面に設けた背面投写スクリーンに関し、特
に、投写光像をほぼ180゜の観視角内に均一輝度を
もつて拡散させ得るようにしたものである。
（従来技術） この種の背面投写スクリーンは、従来、投写型
レーダデイスプレイ、フライトシミユレータ、航
空機用電子表示装置、交通管制表示装置、マイク
ロフイルムリーダ、ビデオゲーム、投写型映像モ
ニタおよび背面投写型フイルム映写装置などの家
庭用表示装置のような多種多様の表示装置に利用
されている。かかる表示装置においては、スクリ
ーンの背後に配置した像光源から投写軸線に沿つ
てスクリーンに光を投射し、スクリーンの表面上
に映出した光像をそのスクリーンの前方に居る観
視者に分配する。
しかして、観視者が多数存在する場合には、そ
れら多数の観視者は、通例、水平方向に拡がつて
おり、したがつて、スクリーンからの光が大きい
水平角に分布するのが望ましい。このことは、ス
クリーンに対して比較的広い水平角内に多数の観
視者が分散する背面投写型テレビジヨン受像機に
ついては特に望ましい。
かかる背面投写系に生ずる問題の一つは、比較
的多くの光エネルギーが投写軸線に沿つて投写さ
れるために、その投写軸線に近い観視者ほど、明
るい光像が見えるということである。背面投写型
カラー画像表示装置は、通例、赤、緑、青の三原
色をそれぞれ分担する３本の陰極線管を用いて、
各原色光像を個別の投写レンズ系を介してスクリ
ーンに投写している。かかる３陰極線管の典型的
な水平配置においては、通例、緑色用陰極線管が
投写軸線に沿つて中央に位置し、赤色用および青
色用の各陰極線管は、その緑色用陰極線管の光軸
に対しして5゜乃至10゜の角度だけそれぞれオフセ
ツトした光軸上に位置している。かかるオフセツ
トによつては、スクリーンによつて修正が行なわ
れない限り、色ずれの現象が生ずる。すなわち、
観視者の中心に対して赤、緑、青各原色光の輝度
を正規化すると、各原色光輝度の比が水平観視面
上の角度位置によつて変化することになり、した
がつて、観視者が受ける光像の感じが、スクリー
ンに対する観視位置によつて変化することにな
る。
加うるに、背面投写スクリーンが外光に曝され
ている場合には、、投写光像のコントラストがス
クリーンの表面における外光の反射の影響を受け
るので、スクリーン表面におけるかかる外光の反
射を低減することが望ましいことになる。そのた
めには、従来、背面投写スクリーンを構成するレ
ンチキユラレンズの相互間に無反射黒色面を介在
させるようにした各種のマスキング技術が外光反
射低減策として提案されている。
一方、水平観視角度範囲を増大させるようにし
た各種の背面投写スクリーンが従来提案されてお
り、米国特許第3578841号明細書にウイリアム．
アール．エルマーにより記載されたこの種背面投
写スクリーンの一つは、像光源からの光を平行集
束して平行光にし得るフレネルレンズ群のような
背面と垂直方向に畝を立てて所定の水平観視角内
に光を拡散させる拡散用レンズによつて構成した
前面とを有するスクリーンを用いており、かかる
拡散用レンズにおける垂直畝の形状は、中心線か
らの所望の拡がり角に依存するようにした方程式
によつて設定される。しかしながら、かかる方程
式によつて設定した畝は、60゜より大きい観視角
内、すなわち、中心線の両側各30゜より大きい観
視角内に光を拡散させる場合には、著しく非能率
となり、鋭く尖らせた一対の側畝の間に垂直畝を
それぞれ配設して、観視角を、90゜以上、すなわ
ち、中心線の両側各45゜以上に増大させる必要が
あつた。
また、「ジヤパン・デイスプレイ」誌、1983年
第587号に掲載されたミヤタケ・ヨシト、ナガオ
カ・ヨシトミ共著の「一枚型超広角背面投写スク
リーン」と題する論文には他の型式の背面投写ス
クリーンが記載されており、「フエーズ」と称
する一枚構成のスクリーンには、頂部が通常の円
筒形レンチキユラレンズと同一断面をなし、両側
面が平担で中心線に対してわずかに傾斜した台形
レンチキユラレンズを通常の円筒形レンチキユラ
レンズと交互に配列して用いている。この論文に
よれば、「フエーズ」型スクリーンは、±60゜の
水平観視角を有しているが、背面投写型テレビジ
ヨンスクリーンとして用いた場合にめまぐるしい
色ずれを起し易い。また、「フエーズ」と称す
る第２のスクリーンは、２個の円筒面を有する台
形レンチキユラレンズを標準円筒形レンチキユラ
レンズと交互に配列して用いており、標準円筒形
レンチキユラレンズが台形レンチキユラレンズの
２個の円筒面の間に介在した形態になつている。
この論文によれば、かかる形態にしたことによ
り、「フエーズ」型に生じためまぐるしい色ず
れが軽減されるとともに、相対的に大きい水平観
視角が得られる。しかしながら、その結果得られ
た「フエーズ」型スクリーンは、断面形状の凹
凸が著しく、高さより横幅が大きく、しかも、レ
ンチキユラレンズの頂部の幅が全体の幅よりわず
かに狭いだけであるため、外光の反射を防止する
ための黒色マスキングを施し得る余地が限られて
おり、いずれにも何らかの欠点があつた。
（発明の目的） 本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去
し、均一な輝度をもつて実質的に180゜の観視角内
に投写光像を分布させ得るようにした背面投写ス
クリーンを提供することにある。
（発明の構成） 本発明背面投写スクリーンは、冒頭に述べた種
類の背面投写スクリーンにおいて、第１側制部が
基底部に対してほぼ43゜乃至85゜の平均傾斜を有す
るとともに、第２側縁部が基底部に対してほぼ
43゜乃至85゜の平均傾斜を有し、第１および第２の
側縁部の平均傾斜を当該第１および第２の側縁部
が実質的に互いに反射し合うように選定し、レン
チキユラレンズの高さと基底部の幅との比が１：
１より大きく、基底部の幅と頂部の幅との比が
２：１より大きく、当該頂部が、第１および第２
の側縁部の双方と連続するとともに、２個の凸面
円筒部および中央の凹面円筒部よりなつて、実質
的に屈折力を備えていることを特徴としている。
本発明によるかかる背面投写スクリーンおいて
は、レンチキユラレンズの両側縁部が単一もしく
は複数の投写光源からの入射光を頂部に向わせ、
その頂部は、まず、入射光を屈折させるととも
に、感知し得るほどの量の外光反射を観視面に向
けては起させない。レンチキユラ列における２個
の凸面円筒部と中央の凹面円筒部とよりなる頂部
は、水平方向に光の格別の拡散を呈することが判
つており、加うるに、複数個の色光源を有する系
に用いたときには、３本の陰極線管を水平方向に
分離配列した背面投写カラーテレビジヨン表示系
におけると同様に、本発明によるレンチキユラレ
ンズ列によつて色ずれを最小限度に抑えることが
できる。さらに、レンチキユラレンズの総合の高
さと横幅との比および頂部の幅と総合の高さとの
比により、投与面のほぼ60％を黒色マスク領域と
なし得る背面投写スクリーンを提供することにな
る。
（実施例） 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。
本発明背面投写スクリーンの理解を容易にする
ために、本発明を実施した背面投写スクリーンを
用いた投写装置の全体構成および動作をまず説明
し、ついで、当該スクリーンに用いる種々のレン
ズ面の形状およびそれらの形状の導出方法を順次
に説明する。
ついては、第１図に本発明により構成した背面
投写スクリーン１２を用いた背面投写カラーテレ
ビジヨン系１０を示す。図示の装置においては、
テレビジヨン映像源信号をテレビジヨン受信回路
１４により受信して、赤、緑、青各原色投写用陰
極線管装置１６，１８および２０をそれぞれ介し
て投写スクリーン１２の背面２２に投写する。そ
れら３本の陰極線管（CRT）１６，１８および
２０は、投写軸線２３に対し、緑色用CRT１８
を中心にして水平に配列してある。かかる水平配
列の結果、３本のCRT１６，１８および２０は、
互いに角度がずれた光軸２４，２６および２８を
それぞれ有することになる。通例、赤および青の
光軸２４および２８は、緑の光軸２６に対し５乃
至10度の角度をなしている。
背面投写スクリーン１２の背面２２は、平面で
あつて、投写機１６，１８および２０から発散光
を周知のフレネルレンズの作用原理に従つて平行
光線に平行集束するためのフレネルレンズのよう
な平行集束レンズを直角に設けてある。スクリー
ン１２の前面３０は、概して平面をなしており、
密接配置した垂直方向のレンチキユラレンズ素子
３２を多数備えている。本発明によれば、各レン
チキユラレンズ素子３２は、光を屈折させて観視
面３３内に広い水平観視角に亘り水平に拡散させ
る。
過去においては、第１図に示したような背面投
写スクリーン装置には、所要の投写スクリーン特
性に応じて２枚構成もしくは１枚構成のスクリー
ンを用いていた。例えば、２枚構成のスクリーン
は、光を合理的に広く水平に分配する特性を有し
ているが、投写像の解像度低下やゴースト像の発
生を来たしていた。加うるに、かかる構成によつ
て光を水平に広く分配するには、色ずれを最小限
度に抑えるために、スクリーンの重ね合わせおよ
び厚さを製造時に精密に制御する必要があつた。
一方、１枚構成のスクリーンは、解像度は改善さ
れているが、水平観視角が通例ほぼ±30゜の範囲
に限られた特性を有していた。これに対し、本発
明による垂直方向のレンズ構成は、１枚構成のス
クリーンにも２枚構成のスクリーンにも適用する
ことができ、知覚的に均一な輝度および最小限の
色ずれをもつて水平方向における±85゜の観視角
内に効率よく光を分配することができる。
つぎに、第２図には、投写スクリーン１２の前
面３０に、互いに平行にして垂直に並べた多数の
レンチキユラレンズ素子３２を備えている状態を
示す。それらのレンチキユラレンズ素子３２の中
心間距離は、第３図に示すように、いわゆるレン
チキユラピツチＷをなしている。本発明により構
成した投写スクリーン１２のレンチキユラピツチ
Ｗは、レンチキユラレンズ素子３２のあらゆる寸
法を同じ割合で変化させれば、スクリーンの特性
を変化させずに特定の応用に適合するように変化
させることができる。実際には、スクリーン全体
の寸法とそのスクリーンの全面に配列するに要す
るレンチキユラレンズの個数に応じてレンチキユ
ラピツチを選定する。例えば、背面投写テレビジ
ヨンスクリーンに利用する場合には、対角線がほ
ぼ26インチから72インチまでの範囲のスクリーン
に対して、レンチキユラレンズ素子３２のピツチ
を、通例、ほぼ0.3mmから1.0mmまでの範囲に選定
する。レンチキユラレンズ素子群３２を十分に微
細かつ密接に形成することにより、観視者は、通
常のテレビジヨンスクリーン上の水平線群が正常
の観視距離からは連続した画像あるいは光像に見
えるのと同様に、本質的に円滑に連続した画像を
観視することができる。
本発明によるレンチキユラレンズ素子３２から
なるレンチキユラレンズ列を構成する場合には、
隣接素子を互いに接触させ、素子間隔を零にし
て、レンチキユラピツチを各素子の幅に等しくす
るのが望ましい。しかしながら、実際には、素子
３２相互間に多少のゆとりを設ける必要があるか
も知れず、かかるゆとりは、単純に隅角を丸める
などの種々の方法によつて設けることができる。
なお、かかるゆとりを設ける場合には、そのゆと
りを素子の幅の１％以下に抑えるのが望ましい。
さて、各レンチキユラレンズ素子３２は、両側
面３４および３６と上端面３８とを有している。
しかして、両側面３４および３６は直線状もしく
はほぼ直線状にして外側に凸面をなす形状とする
が、外側に凸面をなした方が好ましい。また、両
側面３４および３６は、第３図に示すように、Ｑ
およびQ′によつて表わす平均傾斜をそれぞれ有
している。ＱおよびQ′は、ほぼ43゜乃至85゜の範囲
とすることができ、所望の度合いの内部反射が生
ずるように選定する。本発明によれば、Ｑおよび
Q′は、互いに等しくする必要はないが、いずれ
も70゜より大きくするのが好ましい。かかる角度
の平均傾斜をつけて側壁をそれぞれ構成すると、
素子３２を通過する光線は、スネルの法則に従
い、臨界角より大きい角度で側壁３４および３６
に入射し、その結果、側壁内面で全反射して畝を
通過するようになる。なお、傾斜角度ＱとQ′と
を等しくして、畝を左右対称にするのが好まし
い。また、傾斜角度ＱとQ′とが等しくなくて観
視面が対称の場合には、スクリーン観視面３０上
の交互のレンチキユラレンズ素子３２を互いに鏡
像の関係にすることができる。さらに、側縁面３
４および３６は反射と屈折との両方を行なうよう
に構成することもできるが、ほぼ内面全反射を行
なつて、投写源からの光を頂端面３８に向けるよ
うに構成するのが望ましい。
第４図に最もよく示してあるように、頂端面３
８は、互いに等しい半径の三つの内筒面４０，４
２および４４から構成するのが望ましく、図に示
すように、円筒面４０と４４とは凸面円筒面から
構成し、円筒面４２は凹面円筒面から構成する。
頂端面３３は、観視者に向けて、光を屈折させる
ことも一部を反射させた後に屈折させることもで
きるが、観視面に向けて光をほとんど例外なく屈
折させるように構成するのが望ましい。
頂端面３８の幅W′は、一部は側縁面３４およ
び３６の平均傾斜角度ＱおよびQ′によつて決ま
り、一部は構成材料の屈折率によつて決まり、さ
らに、一部は達成すべき特定のレンズ特性によつ
て決まる。しかして、知覚的に均一な輝度および
最小限の色ずれをもつて実質的に水平方向180゜に
亘つて光を分配し得るレンチキユラレンズ列を提
供しようとする本発明の目的によれば、あるレン
チキユラレンズのピツチ幅Ｗと高さｈとの比およ
び頂端幅W′とピツチ幅Ｗとの比が特に重要であ
ることが判る。したがつて、レンチキユラレンズ
の高さｈとピツチ幅Ｗとの比は１：１より大きく
するのが好ましく、少なくとも３：２とするのが
さらに好ましい。また、レンチキユラレンズのピ
ツチ幅Ｗと頂端幅W′との比は２：１より大きく
するのが好ましく、少なくとも３：１とするのが
さらに好ましい。
しかして、当業者ならば容易に理解し得るよう
に、背面投写スクリーンを特定の目的に最適の状
態にするために、ここに述べるレンズ素子構造を
他のレンチキユラレンズ素子構造と組合わせ用い
てレンチキユラレンズ列を構成することができ
る。しかしながら、ここに述べる構成のレンチキ
ユラレンズ素子のみを用いた背面投写スクリーン
によれば、±85゜の角度範囲に光を分配したときに
優れた利得および効率が得られている。
本発明により構成した背面投写スクリーン１２
は、圧縮成形、射出成形、押出し、鋳造および光
重合の各工程を含む種々の製造工程によつて製造
することができる。かかるスクリーンは、有機ガ
ラスや一種の合成樹脂のような光学的に透明もし
くは半透明の固体材料によつて構成することがで
きる。加うるに、かかるスクリーンの構成は各種
材料の混合体とすることもできる。しかしなが
ら、好適な材料はポリメチルメタクリレートであ
る。
２枚の光学的機能面からなる１枚構成のスクリ
ーンは、安定に貼り合わせた２枚構成として製作
することができ、かかる１枚構成のスクリーン構
造は、低価格で構成が簡単という利点を有してい
る。また、かかるスクリーンの厚さは厳密を要さ
ず、対向面間の光学パターンの厳密な重ね合わせ
も要しない。
本発明による背面投写スクリーン１２による光
像は垂直方向には拡がりが少ないので、これを補
うために、スクリーン１２にはある種の拡散媒質
を組合わせるとよい。かかる拡散作用は、例えば
スクリーンを構成する光屈折材料の容積特性によ
つて与えることができ、背面もしくは２枚構成の
場合における前面以外の面の繊維化によつて与え
ることができ、複合重ね合わせ体中の拡散層によ
つて与えることができ、あるいは、かかるお手段
の組合わせによつて与えることができる。しかし
て、その拡散作用は、通例、ガウス分布の形態を
なし、光強度が50％低下するまでにほぼ±10゜の
縦方向拡がりを与え、したがつて、かかる拡散の
縦方向半値角はほぼ±10゜となる。
ここで注目すべきことは、背面投写スクリーン
１２の前部平面３０上におけるレンズ素子３２の
配位は光を水平方向に広く分配することを特徴と
していることである。したがつて、背面投写スク
リーン１２を所望の角度、例えば90゜だけ廻わせ
ば、光を垂直方向に広く分配するようにすること
もできる。加うるに、水平方向と垂直方向との双
方に光を広く分配したい場合には、本発明による
水平方向の畝の列と本発明による垂直方向の畝の
列とを重ね合わせて背面投写スクリーンを構成す
ることができる。
第５図には、本発明により構成した反射・屈折
性レンチキユラレンズ素子３２による光の水平方
向分散の態様を示す。図において、光線r1，r2お
よびr3は、投写光源から入射して、フレネルレン
ズのような平行集束レンズにより集束されて平行
光線となり、レンチキユラレンズ素子３２によつ
て分配される。光線r1，r2およびr3は、レンズ素
子３２の均質媒質中を通過するのであるから、直
線状に進行する。それらの光線r1，r2およびr3が
内部反射面をなすように構成した側縁面３４およ
び３６に入射すると、それらの光線は反射され、
入射角と反射角とが等しくなる。さらに、それら
の光線r1，r2およびr3がレンズ・空気間界面の臨
界角より小さい入射角で頂端面３８に入射する
と、それらの光線はスネルの法則に従つて屈折す
る。
前述したように、レンズ素子３２が順次に左右
に隣接するとともに、相隣る側縁面３４と３６と
は頂端面３８に接続しているのが望ましく、さら
に、各レンズ素子３２は、左右の隣接素子との間
に隙間を有しているのであるから、各側縁面３４
と３６とは相互間に外側に反つたＶ字型に似た形
の溝４６を形成している。総合のピツチ幅Ｗと頂
端幅W′との比を少なくとも３：１とする本発明
の実施例に従つてレンズ素子３２を構成した場合
には、前面３０の面積の少なくとも2/3に黒色マ
スクを施すのが望ましい。背面投写スクリーン１
２のかかる黒色マスクは、側縁面３４および３６
の反射特性を保持した黒色マスクを用いて達成す
ることができる。かかる黒色マスクを施す方法と
しては、溝４６の実質的部分を、可視光を吸収し
得る黒色粒子子４８によつて満たすとともに、そ
の黒色粒子４８を畝３２の相互間に溝４６を覆つ
て展張した外皮５０により溝４６内に保持するよ
うにする。
なお、かかる黒色マスクを施さなくても、レン
チキユラレンズ素子３２の上述した構成によれ
ば、観視者に向う周囲光の反射を通常の１枚構成
の背面投写スクリーンより少なくすることがで
き、かかる外光反射の低減は、スクリーン１２の
前面３０の全面積のほぼ2/3を占める溝を切つた
部分４６に周囲光の大部分が入射してスクリーン
１２を透過してしまうことによつて得られる。
第６図には、畝３２の両側縁面３４および３６
に入射した周囲光線の経路の概略を示す。図にお
いて、実線は入射光線もしくは反射光線を示し、
破線は屈折光線を示している。スクリーンの構成
中に中間色に色づけした材料が存在すると、スク
リーンを透過することによつて入射光線は減衰す
るが、スクリーン１２を透過して背面２２で反射
し、前面３０に戻つて来た周囲光線は、投写光源
からの光線に比し、平均して２倍以上の長さの材
料中を通過することになるので、良好なコントラ
ストの投写画像を観視することができる。
なお、要すれば、スクリーン１２の前面３０を
繊維化して拡散性を増大させることにより、前面
３０を無反射にすることもでき、所望の程度に応
じ、前面３０の全面を繊維化することもできる。
あるいは、スクリーン１２に黒色マスクを施した
場合には、レンズ素子３２の頂端面３８のみを繊
維化することによつて、無反射スクリーンとする
ことができる。さらに、黒色マスクを施したスク
リーンの場合には、露出頂端面３８に無反射皮膜
を施して反射光を消滅させ、スクリーンのコント
ラストをさらに改善することもできる。
つぎに示す構成例は、背面投写カラーテレビジ
ヨン系において良好な特性が得られるように本発
明により構成したレンチキユラレンズ素子を示し
たものであるが、この構成例は、説明のために掲
げたものであつて、本発明の範囲を限定するもの
ではない。この例のレンチキユラレンズ素子の基
準座標点は第３図に示したとおりであり、座標原
点を０で表わし、Ｘ軸座標位置は左下隅から右に
向つて増大し、Ｙ軸座標位置は左下隅から上に向
つて増大する。図示のレンチキユラレンズ素子
は、0.55mmのピツチを有し、Ｘ＝0.275mmの座標
線に関して対称になつている。また、Ｙ座標の値
はすべて０より大きく、このレンズ素子は、座標
Ｙおよびその傾斜の連続関係として規定される。
左右対称の側縁面は、それぞれ、次式で表わさ
れる397本の線分によつて規定される。
傾斜＝Mo＝TAN〔90゜−0.5×ARCTAN〔（0.2888 −Xo）÷（0.9280−Yo）〕〕 ここに、X1＝０，Y1＝０ Ｄ＝0.2131÷397＝5.371×10-4 M1＝6.5786 Xo＝（ｎ−１）×Ｄ Yo＝Yo-1＋Ｄ×Mo−１ 第397本目の線分の終端の座標はX398＝
0.21310，Y398＝0.88438である。かかる側縁面の
形状は、つぎの補間法によつて決定される。
すなわち、Ｘ＜0.21310およびXi≦Ｘ＜Xi+1と
して与えたＸに対してＹ＝Yi＋（Ｘ−Xi）×M1＋
Ｄとする。
また、上端面の形状はつぎのようにして規定さ
れる。
すなわち、0.21310≦Ｘ＜0.25735の範囲のＸに
対しては前記頂端面の形状をＹ＝−R2−（Ｘ−
XO1）2＋YO1なる公式においてX1＝0.23971mm、
YO1＝0.86896mmおよびＲ＝0.03076mmとした円形
とし、 0.25735≦Ｘ＜0.2750（前記基準レンチキユラレ
ンズの中心）の範囲のＸに対しては前記頂部の形
状をＹ＝＋R2−（Ｘ−XO2）2＋YO2なる公式にお
いてXO2＝0.22750mm、YO2＝0.91936mmおよび再
度Ｒ＝0.03076mmとした円形とする。
上述の各公式は、レンチキユラピツチを0.55mm
として本発明により構成した対称型レンチキユラ
レンズ素子の一側縁面を規定するものである。前
述したように、レンチキユラピツチは、レンズ素
子の他の寸法をすべて同じ割合で変化させれば、
レンズの特性を変化させずに、変化させ得るもの
である。したがつて、上述したレンズ素子を用い
てレンチキユラスクリーンを構成する場合には、
隣接するレンチキユラレンズ素子を相互に接触さ
せ、もしくは、レンチキユラレンズ素子間にゆと
りを設ける場合には、そのゆとりをレンズ素子の
幅の１％以下にするのが望ましい。このように構
成したレンチキユラレンズ素子は、通常の方法に
より光学的に研磨する。
上述のように設けたレンチキユラレンズを試験
した結果では、2.5以上の利得と79％の効率とを
測定し得た。これらの測定値は、ピーク強度の方
向に対して垂直に＋9.5゜の方向で所定の半値強度
が得られるように十分拡散した状態で得られた。
なお、垂直方向の観視面は、さらに拡散を増大さ
せ、あるいは、水平方向のレンチキユラレンズ列
を追加して組合わせれば拡大することができる
が、それ相応の損失がスクリーン利得に生ずるこ
とになる。
かかるレンチキユラレンズ列装置は、ダイヤモ
ンド旋盤やダイヤモンド工具のような高性能工具
によつて製作するのが望ましく、工作限度は重要
な考慮事項であるから、寸法のずれはわずかしか
許容し得ず、また、ピツチ対高さの比やピツチ対
頂端幅の比、あるいは、内面反射用側縁面や屈折
用頂端面等のレンチキユラレンズ全体の形状は、
その特性を決定する主要因子である。
以上の説明においては、本発明の実施例を詳細
に説明したが、この実施例からの変更および変形
が可能なことは当業者には明らかであろう。した
がつて、本発明は特許請求の範囲によつてのみ限
定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は背面投写カラーテレビジヨンに用いた
本発明背面投写スクリーンの概略構成を示す斜視
図、第２図は本発明背面投写スクリーンの構成例
に用いるレンチキユラレンズ列の一部分を拡大し
て示す斜視断面図、第３図は第２図示のレンチキ
ユラレンズ列の線３−３に沿つた断面図、第４図
は第３図示のレンチキユラレンズの頂端部分を拡
大して示す断面図、第５図は本発明によるレンチ
キユラレンズの第３図示と同様の頂端部分を投写
光源から観視面に向つて透過する光線の態様の例
を示す断面図、第６図は本発明によるレンチキユ
ラレンズ列の第３図示と同様の頂端部分に入射し
た周囲光の態様の例を示す断面図。 １０……背面投写カラーテレビジヨン系、１２
……背面投写スクリーン、１４……テレビジヨン
受信回路、１６，１８，２０……投写用陰極線
管、２２……背面、２３……投写軸、２４，２
６，２８……光軸、３０……前面、３２……レン
チキユラレンズ列、３３……観視面、３４，３６
……側縁面、３８……頂端面、４０，４２，４４
……円筒面、４６……溝、４８……黒色粒子、５
０……外皮。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 像光源から受けた光線をそれぞれ偏向させて
    広い観視角に亘り前記像を表示するために、少な
    くとも一部はそれぞれ基底部、第１側縁部、第２
    側縁部および前記基底部に対向した頂部からな
    り、一般に互いに平行に密接配置した複数個のレ
    ンチキユラレンズを備えた光拡散手段を前面に設
    けた背面投写スクリーンにおいて、前記第１側縁
    部が前記基底部に対してほぼ43゜乃至85゜の平均傾
    斜を有するとともに、前記第２側縁部が前記基底
    部に対してほぼ43゜乃至85゜の平均傾斜を有し、前
    記第１および前記第２の側縁部の平均傾斜を、当
    該第１および第２の側縁部が実質的に互いに反射
    し合うように選定し、前記レンチキユラレンズの
    高さと前記基底部の幅との比が１：１より大き
    く、当該基底部の幅と前記頂部の幅との比が２：
    １より大きく、当該頂部が、前記第１および前記
    第２の側縁部の双方と連続するとともに、２個の
    凸面円筒部および中央の凹面円筒部よりなつて、
    実質的に屈折力を備えていることを特徴とする背
    面投写スクリーン。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のスクリーンにお
    いて、一般に互いに平行に密接配置した前記複数
    個のレンチキユラレンズを同一構成にしたことを
    特徴とする背面投写スクリーン。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のスクリーンにお
    いて、前記第１および前記第２の側縁部の平均傾
    斜をそれぞれ70゜より大きくしたことを特徴とす
    る背面投写スクリーン。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のスクリーンにお
    いて、前記第１と前記第２との側縁部の平均傾斜
    を等しくしたことを特徴とする背面投写スクリー
    ン。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のスクリーンにお
    いて、前記頂部における前記２個の凸面円筒部と
    前記中央の凹面円筒部との曲率半径を等しくした
    ことを特徴とする背面投写スクリーン。 ６ 特許請求の範囲第５項記載のスクリーンにお
    いて、前記複数個のレンチキユラレンズを中心軸
    に対して対称に配置したことを特徴とする背面投
    写スクリーン。 ７ 特許請求の範囲第６項記載のスクリーンにお
    いて、前記レンチキユラレンズの高さと基底部の
    幅との比を３：２より大きくしたことを特徴とす
    る背面投写スクリーン。 ８ 特許請求の範囲第７項記載のスクリーンにお
    いて、前記レンチキユラレンズにおける基底部の
    幅と頂部の幅との比を３：１より大きくしたこと
    を特徴とする背面投写スクリーン。 ９ 特許請求の範囲第６項記載のスクリーンにお
    いて、前記第１側縁部、前記第２側縁部および前
    記頂部が、前記基底部の幅が0.55mmに等しく、Ｘ
    ＝0.275mmの線に対して対称と規定した基準レン
    チキユラレンズにほぼ比例し、当該対称の側縁部
    がそれぞれ次式により傾斜を規正した397本の線
    分からなり、 傾斜Mo＝TAN〔90゜−0.5ARCTAN〔0.2888 −Xo）÷（0.9280−Yo）〕〕 ここに、X1＝０、Y1＝０ Ｄ＝0.2131÷397＝5.371×10-4 M1＝6.5786 Xo＝（ｎ−１）Ｄ Yo＝Yo-1＋Ｄ×Mo-1 第397本目の前記線分の終端がX398＝0.21310，
    Ｙ＝398＝0.88438の座標点に位置し、Ｘ＜0.21310
    およびXi≦Ｘ＜Xi+1として与えたＸに対してＹ＝
    Yi＋（Ｘ−Xi）×M1＋Ｄとする補間法により前記
    第１側縁部の形状を決定し、0.21310≦Ｘ＜
    0.25735の範囲のＸに対しては前記頂部の形状を
    Ｙ＝−R2−（Ｘ−XO1）2＋YO1なる公式において
    X1＝0.23971mm、YO1＝0.86896mmおよびＲ＝
    0.03076mmとした円形とし、0.25735≦Ｘ＜0.2750
    （前記基準レンチキユラレンズの中心）の範囲の
    Ｘに対しては前記頂部の形状をＹ＝＋R2−（Ｘ−
    XO2）2＋YO2なる公式においてXO2＝0.22750mm、
    YO2＝0.91936mmおよび再度Ｒ＝0.03076mmとした
    円形として、前記頂部の形状を規定することによ
    り、座標Ｙの値をすべて零より大きいか零に等し
    くするとともに、当該頂部における前記畝を座標
    Ｙおよびその傾斜の連続関数として規定するよう
    にしたことを特徴とする背面投写スクリーン。 １０ 特許請求の範囲第１項記載のスクリーンに
    おいて、互いに平行に配置した前記複数個のレン
    チキユラレンズが、相互間にそれぞれ溝を規定す
    るとともに、それらの溝内に配置して可視光を吸
    収する手段を設け、その手段に多量の吸光材粒子
    を備えることにより、当該光学系に侵入した周囲
    可視光を低減させるようにしたことを特徴とする
    背面投写スクリーン。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載のスクリーン
    において、前記溝内に前記吸光材粒子を含有する
    ことを特徴とする背面投写スクリーン。 １２ 特許請求の範囲第１項記載のスクリーンに
    おいて、さらに光拡散手段を備えたことを特徴と
    する背面投写スクリーン。 １３ 特許請求の範囲前記各項のいずれかに記載
    のスクリーンにおいて、当該スクリーンの背面部
    に像光源からの発散光線を受けるとともに、その
    発散光線を平行集束して当該スクリーンにより表
    示すべき光像を表わす平行光線にする平行集束手
    段を備えていることを特徴とする背面投写スクリ
    ーン。
JP59282135A 1983-12-30 1984-12-27 背面投写スクリーン Granted JPS60159733A (ja)

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