JPH07261272A - マルチ映像装置用スクリーン - Google Patents

マルチ映像装置用スクリーン

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JPH07261272A
JPH07261272A JP6072636A JP7263694A JPH07261272A JP H07261272 A JPH07261272 A JP H07261272A JP 6072636 A JP6072636 A JP 6072636A JP 7263694 A JP7263694 A JP 7263694A JP H07261272 A JPH07261272 A JP H07261272A
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Ichiro Matsuzaki
一朗 松崎
Yoshio Abe
良夫 阿部
Takashi Yamada
隆志 山田
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Kuraray Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数のフレネルレンズを接合したものを用い
てなるマルチ映像装置において、観察者側の外光がフレ
ネルレンズに入射した後、再度フレネルレンズから観察
者側に出射する光の中で、フレネルレンズの接合近傍部
から出射する光の強度を、接合非近傍から出射する光の
強度とほぼ同等とするように、フレネルレンズ接合界面
の光透過率と光反射率の和を制御することを特徴とする
マルチ映像装置用スクリーンである。 【効果】 本発明の一体化されたフレネルレンズシート
によれば、観視者側に設置された照明装置により、照明
された場合においても、各フレネルレンズの接合境界付
近で黒レベルが不連続に変化することがなくなるため、
より画像上の継ぎ目の目立たないマルチ映像システムを
達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の画像投写装置を
用いて一つの大きい画像を表示するマルチ映像装置のス
クリーンに用いられるフレネルレンズシートの接合に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、公共の広場、放送等、多人数での
視聴に用いられる大画面の画像表示装置が求められるよ
うになってきた。背面投写型映像装置は、比較的容易に
70インチ以上の大画面が実現されるものとして注目さ
れている。しかし、100インチ以上となると投写距離
が長くなるため、奥行きが大きくなりすぎる。また、ス
クリーンを製造するために必要な金型の加工が困難とな
り、コストが高くなるという問題が生じる。そのため
に、複数の比較的小型の投写装置を縦横に配列して1つ
の大画面映像を得るというマルチ映像システムが提案さ
れ実用化されている。このマルチ映像システムに用いら
れるスクリーンは、それぞれ個々の投写装置の投写光を
一定方向に向けるフレネルレンズシートと、画像が結像
し、映像光を拡散するレンチキュラーレンズシートによ
り成っている。従って、フレネルレンズシートは、構成
する投写装置の数だけ必要となる。
【0003】従来のマルチ映像システムでは、それぞれ
のフレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシ
ートを金属あるいは合成樹脂製の枠により取りつけるこ
とによってスクリーンを構成していたが、画像中に枠が
存在するため、その枠によって画像が欠けたり、枠が目
障りになるという欠点があった。
【0004】このような欠点を改良するためには、次の
3種類の方法が提案されている。縦横2面ずつ、合計4
面のマルチ映像システムを例にして、3種類の方法を説
明する。
【0005】第1の方法は、図11に示すように、4枚
のフレネルレンズシート1a,1b,1c,1dを単に
つき合わせる方法である。この方法においては、それぞ
れのフレネルレンズシートは一体化されていないので、
隣り合うフレネルレンズシートを細いワイヤで継いだり
フレネルレンズシートの入射側に別の透明板を設け、こ
の透明板にビスで止めることにより、一体化させてい
る。
【0006】第2の方法は、図12に示すように、4枚
のフレネルレンズシート1a,1b,1c,1dを接着
する方法である。接着剤2の屈折率をフレネルレンズシ
ートの屈折率と同等にすれば、接合界面での反射を防ぐ
ことが可能である。また、特開平3−181935号
に、接合界面に光吸収性のある遮光部を設けることによ
り、隣接するスクリーンへの光の侵入を防ぐ提案がなさ
れている。
【0007】第3の方法は、図13に示すように、4枚
のフレネルレンズシートが完全に一体化されたものであ
る。このような一体化されたフレネルレンズシート1を
製造するためには、4枚のフレネルレンズ金型を連結さ
せたり、4つのフレネルレンズが一体化された金型を使
用し、成型すればよい。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】マルチ映像システムは
通常、明室内で観視されるが、従来法によるスクリーン
を用いると、フレネルレンズシートの境界部において画
像上の欠点を有する。図10は、図11、図12、図1
3のA部を拡大し、観察者側より見たものである。
【0009】従来例第1〜第3の方法により接合された
フレネルレンズシートに、ブラックストライプ付のレン
チキュラーレンズを重ねて、スクリーンを構成し、外光
照明装置を、左右対称に設置して、スクリーン面を照明
すると、フレネルレンズシートの厚みの2〜3倍の巾
(図中で示しているaが厚みの2〜3倍)で、黒レベル
が異なるのが観察される。境界部と、非境界部との黒レ
ベルの差は接合する方法により異なるので、その違いを
表1に示す。いずれにしても、従来の方法では、境界部
において黒レベルが不連続となり、画像上の欠点とな
る。
【0010】
【表1】
【0011】
【課題を解決するための手段】まず、上記課題のような
現象が発生するメカニズムについて考察した結果を、光
線追跡した図面により説明する。図13のA部の断面を
示したのが図7〜図9である。アクリル製で焦点距離8
50mm、厚み3mmのフレネルレンズシートにおいて
は、この部分のフレネル角は約50°、ライス角は約1
0°である。図7〜図9は、境界界面での反射は全くな
いものとし、フレネルレンズの境界部に観察者側の斜め
35°から平行光線が入射時の光線追跡をしたものを示
している。図中で示されている数値は、入射した光の光
強度を1とした時の相対的な光強度を示したものであ
る。図7は、境界部よりやや離れた位置で右側のフレネ
ルレンズに入射した場合を示しているが、左側のフレネ
ルレンズより出射する光はない。
【0012】光線Aは、フレネル裏面では全反射するた
め、再度フレネル面に到達する時点では光強度は大きい
が、再度フレネル面から出射する後、隣りのフレネルの
山に再入射をくり返す光の割合が多いため、やや減衰す
る。
【0013】図8は、境界部付近で左側のフレネルレン
ズに入射した場合を示しているが、左側のフレネルレン
ズより出射する光があり、しかも、光線Bは出射光強度
が強いことがわかる。
【0014】光線Bは、光線Aと同様にフレネル裏面で
全反射して再度フレネル面に到達するが、再度フレネル
面から出射する際、隣りのフレネルの山に再入射するこ
とはないため光線Aよりも光強度が大きい。なお、フレ
ネル裏面での全反射角度は38°であるので、光線Bは
境界線より左側約7.7mm(2×3mm/tan38
°=7.7mm)の巾で存在することとなる。
【0015】更に、図9は、左側のフレネルレンズに入
射した場合を示している。入射した位置が、境界部付近
であれば一部の光が右側のフレネルレンズより出射する
が、その光強度は弱いことがわかる。
【0016】この強度の大きい光Bの巾及び出射する角
度は、フレネルレンズの厚さ、入射する平行光線の角度
によって変化するが、このような強度の大きい光が境界
部に発生することは一般的である。また、平行光線を左
右から対称に入射すれば、境界部の左右で、同じ巾、同
一の強度の光が出射することは明らかである。フレネル
レンズより観察者側にレンチキュラーレンズや拡散板を
設ければ、観察者側より入射する光は、やや拡散されて
入射し、入射した後に、フレネルレンズ内を透過・反射
して、再度レンチキュラーレンズに入射した光は、拡散
されて観察者の目に届くことになるため、境界部近傍が
約7〜8mmの巾で、ぼんやり白く見えることになる。
このような理由のため、表1に示した、の接合で
は、境界部から白っぽく見えることになる。
【0017】次に、表1に示した,のように境界界
面を完全に遮光した場合には、図7〜図9における出射
光線Bが消失するため、境界線より左側約7.7mmの
巾で出射する光が極めて弱くなるため境界部が黒っぽく
見えることになる。
【0018】表1のの接合のように、単につき合わせ
た場合(即ち、境界界面に空気層がある)には、光線B
は接合境界面で、透過光と反射光とに分岐し、反射光
は、接合界面を対称面として透過光と対称な光路境界線
右側より出射する。但し、接合界面での反射率は小さい
ので、光線Bの光強度はやや小さくなる程度で、やは
り、境界線より左側が約7〜8mmの巾で白く見えるこ
とになる。
【0019】さらに、表1ののように接合境界面に、
光反射効果の大きい処理を施すと、図8の光線Bは消失
するが、光線Cの強度が増大するため、逆に右側のフレ
ネルレンズの境界部が白っぽく見えることになる。以上
の理由により、表1のいずれの接合においても、境界部
近傍の黒レベルは不連続となる。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の考察よ
り発明したもので、フレネルレンズの接合界面の光の透
過率と反射率を制御することにより、観察者側に設置さ
れた照明による外光がフレネルレンズに入射後再度フレ
ネルレンズから観視者側に出射する光の中で、フレネル
レンズの接合近傍部から出射する光の強度を、接合非近
傍部から出射する光の強度と同等とすることにより、接
合境界部付近の黒レベルの不連続性を低減したものであ
る。
【0021】光線Bの強度を低下させるためには、接合
界面の光吸収率を増加させ光透過率を低下させればよ
く、光線Cの強度を低下させるためには、接合界面の光
吸収率を増加させ光反射率を低下させればよい。より一
般的には光線Bと光線Cとが共に存在し、その場合に
は、接合界面の光吸収率を増加させて光透過率と光反射
率との和を低下させればよい。なぜならば、通常の照明
光はスクリーンに対して左右対称に入射するため、接合
界面の光反射率と光透過率とは等価になるためである。
また、本発明における、光反射率、光透過率はそれぞれ
拡散光までも含めた全光線反射率、全光線透過率であ
る。
【0022】本発明の一体化されたフレネルレンズシー
トは、次の2種類に大別される。第1は、接合界面での
光透過率は極めて小さく、光の吸収率を変えることによ
り光の反射率を制御するタイプ、第2は、接合境界面で
の光の反射率は極めて小さく、光の救出率を変えること
により光の透過率を制御するタイプである。
【0023】図1は、本発明の第1のタイプの一体化さ
れたフレネルレンズシートの境界断面を示したものであ
る。各フレネルレンズ1a,1b接合端面には、ある割
合で光を吸収する光反射率調整層3a,3bと光反射層
4a,4bとが設けられている。各フレネルレンズの間
は空気を介したつき合わせ方式としても良いし、接着層
を更に設けて接着方式としてもよい。
【0024】図1の構成の一体化されたフレネルレンズ
シートの製造方法としては片面に粘着材がコートされて
いる光透過性の極めて小さい灰色のテープを各フレネル
レンズの端面に貼り、従来の方法によりそれぞれのフレ
ネルレンズをつき合わせるか、接着する方法である。
【0025】図2は、本発明の第1のタイプの別構成の
一体化されたフレネルレンズシートの境界断面を示した
ものである。各フレネルレンズの接合端面には、光透過
率が極めて小さく、ある割合で光を反射する光反射率調
整層5a,5bが設けられている。各フレネルレンズの
間は空気を介したつき合わせて方式としても良いし、接
着層を更に設けて接着方式としても良い。図2の構成の
一体化されたフレネルレンズシートの製造方法として
は、灰色の光反射性のインク(塗料)で、各フレネルレ
ンズの端面を塗装し、従来の方法によりそれぞれのフレ
ネルレンズをつき合わせるか、接着する方法である。
【0026】図3は、本発明の第2のタイプの一体化さ
れたフレネルレンズの境界断面を示したものである。各
フレネルレンズ1a,1bの接合端面には、ある割合で
光を吸収する光透過調整層6a,6bが設けられ、実質
的に透明な接着層2により接着されている。図3の構成
の一体化されたフレネルレンズシートの製造方法として
は、灰色の光透過性の塗料で各フレネルレンズ端面を塗
装し、従来の方法により透明な接着剤を用いて接着する
方法である。
【0027】図4は、本発明の第2のタイプの別構成の
一体化されたフレネルレンズシートの境界断面を示した
もので、ある割合で光を吸収し、しかもそれぞれフレネ
ルレンズ1a,1bを接着する光透過率調整接着層7が
設けられている。
【0028】図4に構成の一体化されたフレネルレンズ
シートの製造方法としては、ある割合で光を吸収される
ための顔料あるいは色素を添加した接着剤を用いて接着
する方法である。
【0029】以上4種類の構成の本発明の一体化された
フレネルレンズシートを製造する際、透過率あるいは反
射率を調整する場合、透過率あるいは反射率が大きい領
域と、透過率あるいは反射率が小さい領域とを、細かい
周期で交互に設けることに調整しても良い。具体的方法
としては、図5に示すように光吸収性のドットパターン
(a)、格子パターン(b)を用いて、その面積比を変
えることにより、透過率あるいは反射率の調整を行な
う。従来の一体化されたフレネルレンズシートでは接合
位置により、接合境界部付近の黒レベルの不連続性のレ
ベルは異なるので、1枚の一体化フレネルレンズシート
において接合位置に応じて光吸収性のドットあるいは格
子の面積比を変えることにより、透過率あるいは反射率
を変えることにより、更に接合境界部付近の黒レベルの
不連続性をさらに低減させることができる。
【0030】本発明の一体化されたフレネルレンズシー
トにおける接合界面の透過率と反射率の和は20〜70
%が望ましく、更に望ましくは、30〜60%である。
その和が70%より大きいと接合近傍部が白く見え、そ
の和が20%より小さいと接合近傍部がやや黒く見える
傾向がある。
【0031】
【実施例】
(実施例1)厚さ3mm、外形サイズ1000×750
のPMMA製の4枚のフレネルレンズシートの端面にそ
れぞれ全光線反射率45%の灰色のテープを貼り、つき
合わせにより各フレネルレンズシートを接合し、その前
面にレンチキュラーレンズシートを合わせた。蛍光灯を
天井に設置し、スクリーン面で500ルクスの照度が得
られるよう照明の明るさを調整した。各フレネルレンズ
シートを接合している境界付近は約10mmの巾で、わ
ずかに黒く見える程度であった。
【0032】(比較例1)実施例1と同一条件で、全光
線反射率75%のテープを貼って実験を行なったとこ
ろ、各フレネルレンズシートを接合している境界付近は
約10mmの巾で、白く見えた。
【0033】(比較例2)実施例1と同一条件で、全光
線反射率15%のテープを貼って実験を行なったとこ
ろ、各フレネルレンズシートを接合している境界付近は
約10mmの巾で黒く見えた。
【0034】(実施例2)厚さ3mm、外形サイズ10
00×750のPMMA製の4枚のフレネルレンズシー
トの端面に灰色の塗料を用いて、塗装を施し、つき合わ
せにより各フレネルレンズシートを接合し、その前面に
レンチキュラーレンズシートを合わせた。塗料後の全光
線反射率は52%であった。実施例1と同様の外光照明
を当てたところ、各フレネルレンズシートを接合してい
る境界付近は約10mmの巾で、わずかに白く見える程
度であった。
【0035】(実施例3)厚さ3mm、外形サイズ10
00×750のPMMA製の4枚のフレネルレンズシー
トを灰色に着色した接着剤を用いて接着した。
【0036】接着固定後の界面の光透過率は47%であ
った。実施例1と同様の外光照明を当てたところ、各フ
レネルレンズシートを接合している境界付近には約10
mmの巾で、わずかに白く見える程度であった。
【0037】
【発明の効果】本発明の一体化されたフレネルレンズシ
ートによれば、観視者側に設置された照明装置により、
照明された場合においても、各フレネルレンズの接合境
界付近で黒レベルが不連続に変化することがなくなるた
め、より画像上の継ぎ目の目立たないマルチ映像システ
ムを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフレネルレンズシートの接合部の
断面構造を示す図である。
【図2】本発明によるフレネルレンズシートの接合部の
断面構造を示す図である。
【図3】本発明によるフレネルレンズシートの接合部の
断面構造を示す図である。
【図4】本発明によるフレネルレンズシートの接合部の
断面構造を示す図である。
【図5】本発明によるフレネルレンズシートの接合端面
に設ける光透過率あるいは光反射率を調整するためのパ
ターンを示した図である。
【図6】本発明によるフレネルレンズシートの接合端面
に設ける光透過率あるいは光反射率を調整するためのパ
ターンを示した図である。
【図7】従来のフレネルレンズシート接合近傍部の光線
追跡図である。
【図8】従来のフレネルレンズシート接合近傍部の光線
追跡図である。
【図9】従来のフレネルレンズシート接合近傍部の光線
追跡図である。
【図10】従来のフレネルレンズシートの接合近傍部に
発生する黒レベルの不連続性を示す図である。
【図11】従来のフレネルレンズシートを示す図であ
る。
【図12】従来のフレネルレンズシートを示す図であ
る。
【図13】従来のフレネルレンズシートを示す図であ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のフレネルレンズを接合したものを
    用いてなるマルチ映像装置用スクリーンにおいて、観察
    者側のフレネルレンズに入射後再度フレネルレンズから
    観察者側に出射する光の中で、フレネルレンズの接合近
    傍部から出射する光の強度を、接合非近傍部から出射す
    る光の強度とほぼ同等とするように、フレネルレンズ接
    合界面の光透過率と光反射率の和を制御することを特徴
    とするマルチ映像装置用スクリーン。
  2. 【請求項2】 フレネルレンズの接合界面の光透過率と
    光反射率の和が20〜70%である請求項1記載のマル
    チ映像装置用スクリーン。
  3. 【請求項3】 フレネルレンズの接合界面の光透過率が
    20〜65%、光反射率が10%以下である請求項1、
    2記載のマルチ映像装置用スクリーン。
  4. 【請求項4】 フレネルレンズの接合界面の光透過率が
    5%以下、光反射率が20〜65%である請求項1、2
    記載のマルチ映像装置用スクリーン。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011008277A (ja) * 2004-11-11 2011-01-13 Nitto Denko Corp 組み合わせ型光学フィルム、積層組み合わせ型光学フィルム及び画像表示装置
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