JPH0470737A

JPH0470737A - 透過型スクリーン

Info

Publication number: JPH0470737A
Application number: JP2182817A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Noborisaka; 雅聡登阪; Masamichi Kaneko; 正道金子
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1992-03-05

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、プロジェクションテレビや、透過型の投写拡
大装置等に用いられる透過型スクリーンに関する。更に
詳しくは、投写される画像光の水平指向性を大きくし、
画像の明るい透過型スクリーンに関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、プロジェクションテレビ等に用いられる透過型ス
クリーンには、その水平視野角を大きくするために各種
の検討が加えられてきた。スクリーンの片面あるいは両
面に多数のレンズ単位が連接されたレンチキュラーレン
ズを形成し、光を水平方向に拡散させることはよく知ら
れている。

スクリーンの光源側に円弧状のレンズを形成する方法は
水平方向の指向性を大きくできるが、光源に赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のブラウン管を用いる場合に
は色ムラが大きくなり実用的でない。

また、この色ムラを小さくするため、スクリ−ンの両側
に円弧状のレンズを光軸を合わせた位置に形成し、スク
リーンの厚みを適正化して、ＲＧ、Ｂの出射光路方向を
合わせるようにしたものがある。しかし、このタイプの
レンチキュラーレンズでは位置合わせ精度や、厚み精度
が厳しく要求され、レンズピッチの小さいもので大型の
スクリーンを工業規模で製造することは極めて難しい。

スクリーンの観察側表面に光を水平方向に拡散させるレ
ンチキュラーレンズを形成する方法では位置合わせは不
用であり、厚みも任意に選定することが出来る。しかし
、水平指向性については必ずしも十分ではなかった。そ
こでレンズ形状の一部に透過光を全反射させる部分を設
け、水平指向性を大きくする工夫が提案されている。例
えば、米国特許第３２１８９２４号明細書には単位レン
ズの側面部を全反射部とするレンチキュラーレンズが示
されている。また、特開昭５８−１４５９３３号公報に
は、単位レンズの側面部を全反射面とし、凸面部を全反
射光出射面とするレンチキュラーレンズが示されている
。このタイプのスクリーンでは水平指向性はやや改善さ
れるものの、明るさの分布が滑らかにならず、特定の視
野角位置で明るさが不十分になるなど実用上では問題を
抱えている。特開昭６０−１５９７３３号公報には単位
レンズの側面部を全反射面とし、全反射した光をレンズ
頂部から出射させるレンズが示されている。しかしこの
タイプのスクリーンでは反射による光のロスが大きく、
明るい画像は得られない。

また水平指向性も不十分である。また、特開昭６２−２
６０１３１号公報には放物線の一部を全反射部とし、放
物線形状をした曲線部より光を出射させるレンズが示さ
れている。しかし、このタイプのスクリーンでは外光吸
収層を形成しにくい上、レンズ形状がシャープであるた
め成形が難しいという問題があった。

〔発明が解決すべき課題〕

観察側にレンチキュラーレンズが形成されたスクリーン
では前記のようなものが知られているが、水平指向性を
十分に持ち、その輝度分布が滑らかであり、かつ外光吸
収層を透過光のロスなく形成できるスクリーンは得られ
ていなかった。

本発明は前記のような実状を考えなされたものであり、
スクリーンを透過した光の水平指向性を大きくし、レン
チキュラーレンズが低ピツチであり、かつ、明るさのム
ラの無い、コントラストの良好なスクリーンを提供する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、観察側にレンチキュラーレンズが形成さ
れたスクリーンにおいて、単位レンズの側面部を特定の
曲線状の全反射面とし、全反射光を集光させ、かつ、該
集光部近傍が全反射光の出射面となるようにし、更に円
弧状のレンズを特定の比率で組み合わせることにより、
水平指向性に優れ、輝度分布の滑らかで、コントラスト
の良好なスクリーンが得られることを見出し、本発明を
なすに至った。

すなわち、本発明は（１）画像光を光源側から観察側に透過させる透過型ス
クリーンであって、観察側に光を水平方向に拡散させる
ための多数のレンズ単位を並べたレンチキュラーレンズ
を備えており、そのレンズ単位の水平方向の断面形状は
光軸に対し対称になっており、該形状は、（イ）上に凸
の曲線でありその接線の傾きが５６°以上７２°以下の
範囲にあり、光軸に近いほど該傾きが小さくなる曲線か
らなる全反射部、（ロ）光軸と垂直な軸との傾きが３０
度以上３８度以下の直線部、（ハ）直線からなる全反射
光の出射部、（ニ）上に凸の円弧状の曲線部、からなる
形状が光軸に対し対称になっており、単位レンズピッチ
Ｌ１のうち（ニ）の円弧の幅Ｌ２部分の割合Ｌｚ／Ｌ１
が２２％以上３０％以下であることを特徴とする透過型
スクリーン（２）前記の（イ）がｙ＝−ａｘ２で表される放物線の
０．８／ａ　　＜　　ｘ　　＜　　１．３／ａ　（ａは
正の実数）の範囲にある曲線からなる全反射部であり、
その焦点（ｘ、ｙ）＝　（０，−１／４ａ）が全反射光
の出射部になる前記第（１）項記載の透過型スクリーン（３）スクリーン基材に光拡散手段が施されている前記
第（１）、　（２）項記載の透過型スクリーン（４）　
　レー・チキュラーレンズの全反射部に外光吸収手段が
設けられている前記第（］）、　（２）、　（３）項記
載の透過型スクリーン（５）　　スクリーンの光源側には、スクリーンへの投
射光をスクリーン面に対して垂直な平行光に補正するた
めのフレネルレンズをレンチキュラーシートと一体に、
あるいはフレネルシートを別体として形成する前記第（
１）〜（４）項記載の透過型スクリーンである。

以下、本発明を第１図以後の図面に従って説明する。

第１図は本発明におけるスクリーンの一例の斜視図であ
る。１はレンチキュラーシートを、２はフレネルシート
を、また、３は単位レンズを示す。

第２図は本発明におけるレンチキュラーレンズの単位レ
ンズ３の形状実施例の１つを示すものである。図中４は
レンズの光軸を示す。単位レンズはこの光軸に対し対称
な形状となっている。

５は全反射面を示す。該全反射面は光軸に近づくにつれ
傾きが連続的に緩やかになっており、接線の傾きが５６
°から７２°の範囲で連続的に変わっている。該接線の
傾きが５６度未満でも、また７２度を超えてもレンチキ
ュラーレンズ内での迷光が増し画質を低下させる。７は
全反射光の出射部であり、直線状である。成形時の樹脂
の離型性を良くするため該直線は光軸に対し３〜１０゜
の傾きを持たせることができる。５の全反射面で全反射
された光は該出射部付近に集光し、出射面で更に屈折し
た後ロスな（出射するようにさせている。従って、全反
射部と全反射光出射部の位置関係を放物線とその焦点で
表すことも出来る。即ち、ｙ軸に平行な光線は放物線の
焦点に集光する性質を用いれば、本発明の全反射曲線は
ｙ＝−ａｘ”で示される放物線のうち、０．８／ａ　　
＜　　ｘ　　＜１．３／ａ　　（ａは正の実数）の範囲
にある曲線で表され、焦点の位！（０，−１／　　４ａ
）が出射面付近に来るよう設計できる。

６は光軸と垂直な軸との傾きが３０度以上３８度以下の
直線形状をしたレンズである。この部分を透過する光は
屈折し水平方向の指向性を与えている。

８は上に凸の円弧状のレンズであり、光軸における円弧
の傾きは０になっている。９は全反射部上に形成された
外光吸収層である。該外光吸収層は本出願人が特開平２
−７３２４２号公報に示したものを用いることが出来る
。

本発明においては、単位レンズピッチＬ、及び８の円弧
状レンズの円弧の幅Ｌ２は第２図に示すものであり、Ｌ
ｚ　／Ｌｌは２２％以上、３０％以下であり、好ましく
は２５％以上２９％以下である。これはＬｍ　／Ｌ、が
２２％未満ではセンター付近の輝度が低下し、また、３
０％を超えると視野角の広さが不十分になるためである
。

また、Ｌｌが小さいほどスクリーンの解像度は向上する
が、金型の製作コストが高くなる。本発明においてＬｌ
は０．１ｍｍから１．．５ｍｍの間で任意に選択できる
が、好ましい範囲は０．２ｍｍから０．８ｍｍの間であ
る。

また、本発明において７の全反射光出射部の高さＨ２は
、５の全反射部及び６の直線部の高さＨに対し、Ｈｚ／
Ｈ１が０．２以上、０．３以下であり、好ましくは０．
２１以上、０．２５以下となるように選ぶことができる
。これはＨ，ｙ’Ｈ，が０，２未満では出射効率が下が
り、０．３を超えると外光吸収層の形成が難しくなるた
めである。

本発明においてレンチキュラーシートあるいはフレネル
シートの基材としては、光学特性及び成形加工性の点か
らアクリル樹脂あるいは、アクリル系樹脂が特に優れて
いるが、これに代えてポリカーボネート、塩化ビニル、
スチレン系樹脂を用いることもできる。アクリル樹脂や
スチレン樹脂を用いる場合には樹脂の離型性を良くする
ため、ゴムパウダーを添加することができる。また、樹
脂材料の成形法は、押し出し成形、加熱プレス成形ある
いは射出成形などがあり、いずれの方法も用いる、７と
ができる。

本発明のスクリーンにはスクリーン基材に光拡敵手段を
施すことができる。拡散性を持たせる方法としては特に
限定しないが、レンチキュラーシート内に拡散剤を含有
する層を形成させる方法、レンチキュラーシートの表面
をマント状にする方法、あるいは、レンチキュラーシー
トに拡散性のフィルムを張り付ける方法などがあり、い
ずれの方法も用いることが出来る。

このうち、拡散剤を含有する層を形成させる方法におい
ては拡散剤としてガラスピーズ、ＣａＣ０，、Ｂａ５Ｏ
，、Ｔｉ０ｚ、Ａ１１０３、等の無機系微粒子、あるい
は有機系架橋ポリマー微粒子等の１種または２種以上の
微粒子を用いることが出来る。

また、スクリーンの色調を整えるため、カーボンブラッ
ク等の染顔料をレンチキュラーシートに添加することも
有効である。

また本発明においてスクリーンの光源側には、スクリー
ンへの投射光をスクリーン面に対して垂直な平行光に補
正するためのフレネルレンズ２ａをレンチキュラーシー
トと一体に（第３図）、あるいはフレネルシート２を別
体として（第４図）形成することが出来る。第５図には
レンチキュラーシート内に拡散層１１とクリヤー層を形
成させたものの具体例を示す。第６図にはレンチキュラ
ーシートの光源側にマント加工を施した処理面１０を有
するものを示す。

第７図には本発明における全反射部の接線の傾きを示し
ている。図中、Ａは全反射部の中で最も光軸に近い点で
あり、Ａにおける接線Ｔａの傾きをαで示している。ま
たＢは全反射部の中で最も光軸に遠い点であり、已にお
ける接線Ｔｂの傾きをβで示している。第８図には放物
線と焦点の位置を示す。

第９図には本発明で得られたスクリーンの輝度分布性能
の一例を示す。

〔実施例〕

以下に実施例により本発明を説明するが、これらは本発
明を限定するものではない。

実施例　１メチルメタクリレート５５重量部、ブチルアクリレート
１５重量部、スチレン３０重量部からなる平均粒径２８
μの有機架橋ポリマー粒子をデルペット７０Ｈ（旭化成
工業■製アクリル樹脂）に２．５％添加し、押出成形に
より厚さ２．５ｍの拡散板を得た。

Ｌ、　　＝　０．５００ｍｍ、　Ｌｍ　／Ｌ、　　＝０
．２６であり、Ａにおける接線の傾きα−５９°、Ｂに
おける接線の傾きβ＝６９°である全反射部を持ち、全
反射光が全反射光出射部に集光するよう設計され、単位
レンズ中央の円弧状レンズ（第２図の８）の曲率半径が
０．１３０ｍｍである形状を持ったレンチキュラーレン
ズ金型と鏡面板金型との間に上記で得られた拡散板を挟
み、プレス成型によりレンチキュラーレンズシートを得
た。更に、スクリーンのコントラストを向上させるため
、全反射部に黒色のインキを充填した。

また、ピッチ０．１４ａｍ、焦点距離１．２ｍのフレネ
ルレンズ金型と鏡面板金型との間に透明アクリル樹脂シ
ートを挟み、プレス成型によりフレネルレンズシートを
得た。

得られた透過型スクリーンを、４０インチプロジェクシ
ョンテレビに装着し、スクリーンゲイン及び輝度分布を
測定した。

スクリーンの水平指向性は、センター輝度の１／３とな
る輝度を示す視野角（βＨ）で表すとβＨ−４５°であ
った。また、センターゲインは５．２であった。輝度分
布はなめらかであり、どの視野角からスクリーンを見て
も、明るさにムラはなかった。

実施例２実施例１とおなし有機架橋ポリマー粒子をゴムパウダー
を含むデルベラ）８ＯＮ　（旭化成工業株製アクリル樹
脂）に７．５％添加し、押出成形により厚さ１．２ｍｍ
の拡散板を得た。

Ｌ＋　＝０．５５ａｎ、Ｌ２／Ｌ、＝０．２９であり、
全反射部のうちＡにおける接線の傾きα−６０°、Ｂに
おける接線の傾きβ＝７１°である形状を持ち、全反射
光が全反射光出射部に集光する形状を持ったレンチキュ
ラーレンズ金型と鏡面板金型との間に上記で得られた拡
散板を挾み、プレス成型によりレンチキュラーレンズシ
ートを得た。更に、スクリーンのコントラストを向上さ
せるため、全反射部に黒色のインキを充填した。

得られたレンチシートをフレネルシードと合わせた透過
型スクリーンのゲイン及び輝度分布を測定した。βＨ−
４０°、センターゲイン＝５．５であり、輝度分布はな
めらかで、どの視野角からスクリーンを見ても、明るさ
にムラはなかった。

実施例３Ｌ　ｔ　／　Ｌ　ｌ＝０．２２であり、他は実施例１と
同様の場合には、βＨ＝５２”　、センターゲイン＝４
．３であり、輝度分布はなめらかで、どの視野角からス
クリーンを見ても、明るさにムラはなかった。

実施例４厚さ１閣の透明ポリカーボネートシートに実施例１で用
し・たものと同じレンチ金型でレンチ形状を成形した。

該シートの光源側を粗面化し拡散性を与えた。

得られたレンチシートをフレネルシートと合わせた透過
型スクリーンのゲイン及び輝度分布を測定した。βＨ−
４８°、センターゲイン＝４．５であり、輝度分布はな
めらかで、どの視野角からスクリーンを見ても、明るさ
にムラは見られなかった。

比較例　ＩＬｚ　／Ｌ１＝０．１８であり、他は実施例１と同様の
場合には、βＨ−５５°であったが、センターゲイン＝
３．５と小さく、輝度分布にはムラがあり、視野角によ
り明るさにムラが発生した。

比較例２ｔ、、　／Ｌ、　＝０．３８であり、他は実施例２と同
様の場合には、βＨ−３３°と小さく、スクリーンゲイ
ン＝５．７であったが、輝度分布にはムラがあり、視野
角により明るさにムラが発生した。

（発明の効果〕本発明の透過型スクリーンでは観察側にレンチキュラー
レンズが形成されており、単位レンズの側面部を特定の
曲線状の全反射面とし、かつ円弧状のレンズと特定の比
率で組み合わせることにより、レンチキュラーレンズが
低ピツチで、水平指向性に優れ、輝度分布が滑らかで、
コントラストの良好なスクリーンが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスクリーンの斜視図、第２図は本発明
のレンチキュラーレンズの形状を示す図、第３図、第４図、第５図、第６図は本発明のスクリーン
の断面形状の例を示す図、第７図は全反射部の傾きを示す図、第８図は放物線と焦
点の位置を示す図、第９図は本発明のスクリーンの輝度分布性能を示す図で
ある。１・・・レンチキュラーレンズシート、２・・・フレネ
ルレンズシート、３・・・単位レンズ、４・・・光　軸、５・・・全反射部、６・・・直線部、７・・・全反射光出射部、８・・・上に凸の円弧状部、９・・・外光吸収層、１０・・・マット処理面、１１・・・拡散層、Ｌ、・・・単位レンズピッチ、Ｌ２・・・８の円弧レンズの幅、Ｈｌ・・・５の全反射部及び６の直線部の高さ、Ｈ２・
・・７の全反射光出射部の高さ、Ａ　・・・全反射部の
うち最も光軸に近い点、Ｂ　・・・全反射部のうち最も
光軸に遠い点、Ｔａ・・・Ａにおける全反射面の接線、
Ｔｂ・・・Ｂにおける全反射面の接線、α　・・・Ｔａ
の傾き、 β　・・・Ｔｂの傾き特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、画像光を光源側から観察側に透過させる透過型スク
リーンであって、観察側に光を水平方向に拡散させるた
めの多数のレンズ単位を並べたレンチキュラーレンズを
備えており、そのレンズ単位の水平方向の断面形状は光
軸に対し対称になっており、該形状は、（イ）上に凸の曲線でありその接線の傾きが５６゜以上
７２゜以下の範囲にあり、光軸に近いほど該傾きが小さ
くなる曲線からなる全反射部、（ロ）光軸と垂直な軸との傾きが３０度以上３８度以下
の直線部、（ハ）直線からなる全反射光の出射部、（ニ）上に凸の円弧状の曲線部、からなる形状が光軸に
対し対称になっており、レンズ単位ピッチＬ＿１のうち（ニ）の円弧の幅Ｌ＿２の割合Ｌ＿２／Ｌ＿１が２２％
以上３０％以下であることを特徴とする透過型スクリー
ン。