JPH0743712Y2 - プロジェクションスクリーン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、画像を背面から投射するプロジェクションス
クリーンに関し、特に、液晶プロジェクタ等のようなセ
ル構造を持つ投射形表示装置で表示された画像を投写す
るのに適したプロジェクションスクリーンに関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、この種のプロジェクションスクリーンとして、CR
T等の投射形表示装置から投射された画像を、フレネル
レンズにより平行光にして画角を決め、レンチキュラー
レンズにより視野角をコントロールするととにも、最も
観察側に、そのレンチキュラーレンズの非出光部に光吸
収帯（ブラックストライプ）を設けて外光反射を防止し
てコントラストを向上させるようにしたものが知られて
いる。

〔考案が解決しようとする課題〕

このようなプロジェクションスクリーンへの投射形表示
装置として、液晶プロジェクタが用いられ始めている。
この液晶プロジェクタは、画素による縦および横のセル
構造を有するので、その画像を上述した従来のプロジェ
クションスクリーンに投写すると、レンチキュラーレン
ズに設けられたブラックストライプとの間で、顕著なモ
アレ模様が発生するという問題点があった。

このようなモアレの発生を防止するために、プロジェク
ションスクリーンを構成するレンズシートの内部に拡散
剤を混入することも考えられるが、拡散剤を多量に用い
ると正面方向のゲインが低下するうえ、自由に水平方向
の拡散特性を選べないという問題があった。

本考案の目的は、セル構造を持つ投射形表示装置で表示
された画像を投写してもモアレの発生が少なく、正面方
向へ効果的に光を拡散することができるプロジェクショ
ン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、請求項１の考案は、画素に
よる縦および横のセル構造を有する投射形表示装置によ
って表示された画像が背面から投射されるプロジェクシ
ョンスクリーンにおいて、前記プロジェクションスクリ
ーンは、少なくとも２枚のレンズシートからなり、入射
面にレンチキュラーレンズが形成され出射面に光吸収帯
が形成されたレンチキュラーレンズシートを観察側に配
置し、出射面にフレネルレンズが形成されたフレネルレ
ンズシートを光源側に配置し、前記フレネルレンズシー
トの入射面に前記光吸収帯と同方向にマイクロレンチキ
ュラーレンズを形成し、そのマイクロレンチキュラーレ
ンズは、そのピッチが前記レンチキュラーレンズのピッ
チの1/2以下であり、かつ、そのピッチが投映される画
素のピッチよりも小さいことを特徴とする。

請求項２の考案は、請求項１において、前記マイクロレ
ンチキュラーレンズは、そのピッチが前記レンチキュラ
ーレンズのピッチの1/3以下であることを特徴とする。

〔実施例〕

以下、図面等を参照して、実施例について、本考案を詳
細に説明する。

第１図は、本考案によるプロジェクションスクリーンの
実施例を模式的に示した図である。

プロジェクションスクリーン１は、観察側にレンチキュ
ラーレンズシート２を配置し、光源側にフレネルレンズ
シート５を配置したものである。レンチキュラーレンズ
シート２は、入射面に水平拡散用のレンチキュラーレン
ズ３が多数平行に形成されており、出射面に光吸収帯４
が形成されている。フレネルレンズシート５は、出射面
に入射光を平行な光にするフレネルレンズ６が形成され
ている。

このプロジェクションスクリーン１に画像を投射する投
射形表示装置として、セル構造をもつ液晶プロジェクタ
８を用いている。

本考案によるプロジェクションスクリーン１では、さら
に、フレネルレンズシート５の入射面にレンチキュラー
レンズ３と同方向であって、そのレンチキュラーレンズ
３のピッチよりも小さいピッチのマイクロレンチキュラ
ーレンズ７が多数平行に形成されている。このマイクロ
レンチキュラーレンズ７の断面形状は、円または楕円も
しくは双曲線，放物線などのような２次曲線の一部また
はそれらを組み合わせたものなどを用いることができ
る。

つぎに、このマイクロレンチキュラーレンズ７につい
て、さらに詳細に説明する。

液晶プロジェクタ８から投射される画像をプロジェクシ
ョンスクリーン１に投映すると、その画像とともに格子
8aが投映される。この格子8aは、通常、セル構造の枠と
なるクロムのような遮光物により生成される影であるの
で、そのエッジには空間周波数としてかなりの高周波成
分を含んでいる。しかし、画像を生成するための信号成
分は、セルの持つ基本周波数の半分以下となるように設
計されることが多く、モアレの発生原因となりやすい高
周波成分をカットしても画像情報には欠落を起こさな
い。そこで、映像の基本周波数をカットしない程度に、
コントラストの低下の程度を示すMFT（Modulation Tras
fer Function）をもつように、フレネルレンズシート５
の入光前に、予備拡散させることによりモアレの発生を
低減できる。

この予備拡散は、レンチキュラーレンズ３とのモアレを
誘発する高周波成分をカットするだけでよいので、水平
方向だけの拡散で十分である。

以上の理由により、フレネルレンズシート５の入射面
に、マイクロレンチキュラーレンズ７を形成した。

このマイクロレンチキュラーレンズ７のピッチp7は、レ
ンチキュラーレンズ３のピッチp3の1/3以下にすること
が望ましい。

マイクロレンチキュラーレンズ７のピッチp7は、画像情
報を欠落させてはいけないので、投写された画素のピッ
チp8より小さくする必要がある。

また、マイクロレンチキュラーレンズ７のピッチp7とレ
ンチキュラーレンズ３のピッチp3とが同程度である場合
には、レンチキュラーレンズ３と同程度のピッチの白黒
パターンの画像を投写したときに、各パターンがレンチ
キュラーレンズ３のピッチp3と完全に一致していればよ
いが、２つのレンチキュラーレンズ３に画像がまたがる
と、光のケラレにより白黒パターンが忠実に再現されず
に、白白や黒黒のパターンになって見える可能性があ
る。このため、レンチキュラーレンズ３にまたがる画素
の情報を平均化するために、レンチキュラーレンズ３の
1/2以下のピッチにする必要がある。しかし、このまま
では、レンチキュラーレンズ３とマイクロレンチキュラ
ーレンズ７との間でモアレが発生する可能性がある。

従って、モアレ強度が正弦、余弦とも低下する1/3以下
のピッチにすることが望ましい。

例えば、レンチキュラーレンズ３のピッチp3＝0.625mm
であれば、マイクロレンチキュラーレンズ７のピッチp7
＝200μｍ以下とすることが望ましい。

また、マイクロレンチキュラーレンズ７の光の最大拡散
角θmaxは、レンチキュラーレンズ３のピッチp3をマイ
クロレンチキュラーレンズ７の入光面からレンチキュラ
ーレンズ３の入光面までの距離ｌで除した逆正接より大
きいこと、つまり、θmax＞arctan（p3/l）であること
が望ましい。

つまり、モアレを低減させるためには、マイクロレンチ
キュラーレンズ７の拡散角は、レンチキュラーレンズ３
の２ピッチ以上にまたがる必要があるので、その最大拡
散角θmaxは、上記の条件を満たす必要がある。ここ
で、マイクロレンチキュラーレンズ７の断面形状が、円
または楕円の場合には、その最大拡散角θmaxは、レン
ズの最も端の拡散角に相当すると考えられる。

さらに、このマイクロレンチキュラーレンズ７は、それ
自体が、液晶プロジェクタ８の画素との間でモアレを起
こさないように、その画素よりも十分小さいピッチであ
ることが望ましい。

なおここで、レンチキュラーレンズ３のピッチをモアレ
の発生しにくいピッチまで小さくすることを考えてみ
る。液晶プロジェクタ８のセル構造は、現行の走査線数
が525本のNTSC方式では、スクリーン面で縦寸法，横寸
法ともに0.6〜1.0mm程度になる。現行のレンチキュラー
レンズのピッチp3＝0.6〜1.2mmであるので、セル構造の
1/3である0.2mm程度にすることは、それに対応して、レ
ンチキュラーレンズシート２の厚さも薄くしなければな
らないので、取付強度などを考えると、現状では実用的
でない。今後、HDTVへの適用を考えると、セル構造のピ
ッチはさらに微細化するので、なおさらである。

つぎに、製造例を挙げて、さらに具体的に説明する。

ピッチp3＝0.625mmで半径337mmのレンチキュラーレンズ
３が入射面に形成され、ピッチp4＝0.625mmで幅ｗ＝0.2
31mmのブラックストライプ４が出光側に形成されたレン
チキュラーレンズシート２に、ピッチp6＝0.112mmのフ
レネルレンズ６が出射側に形成され、ピッチp7＝80μｍ
のマイクロレンチキュラーレンズ７が入射面に形成され
フレネルレンズシート５を組み合わせて、プロジェクシ
ョンスクリーン１を作製した。

このとき、フレネルレンズシート５の厚みを3.0mmとし
て、レンチキュラーレンズシート２と密着しているとす
ると、マイクロレンチキュラーレンズ７の最大拡散角θ
maxは、θmax＝arctan（0.625/3.0）＝11.77°以上にす
ることになる。

このプロジェクションスクリーン１に対して、投射距離
Ｌ＝1500mmの距離から液晶プロジェクタ８で画像を投射
した。このとき、プロジェクションスクリーン１上にお
ける液晶プロジェクタ８の画素のピッチp8＝0.5mmであ
った。

このようにして、液晶プロジェクタ８から投射されて、
プロジェクションスクリーン１に投映された画像は、モ
アレが少なく、コントラストも良好であった。

以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形
が可能である。

レンチキュラーレンズ３が垂直拡散用の場合、つまり、
水平方向に走行線がある場合には、マイクロレンチキュ
ラーレンズ７も水平方向に走行線があるように配置され
る。

また、レンチキュラーレンズ３が、いわゆるハエの目レ
ンズのようなレンズアレイの場合には、マイクロレンチ
キュラーレンズ７もそれに対応した半球が多数配置され
たレンズアレイのようなものにすることもできる。

なお、レンチキュラーレンズシート2,フレネルレンズシ
ート５の双方または一方に、拡散剤を混入させれば、本
考案に加えて、より効果的にモアレの発生を防止するこ
とができる。

〔考案の効果〕

以上詳しく説明したように、本考案によれば、フレネル
レンズシートの入射側に、レンチキュラーレンズと平行
なマイクロレンチキュラーレンズを形成したので、モア
レが少なく、かつ、効果的に光を拡散できる、という効
果がある。

したがって、液晶プロジェクタなどのようなセル構造を
持つ投射形表示装置で表示された画像を投写した場合に
も、観察者に高品位の画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるプロジェクションスクリーンの
実施例を模式的に示した図である。 １……プロジェクションスクリーン ２……レンチキュラーレンズシート ３……レンチキュラーレンズ ４……光吸収帯（ブラックストライプ） ５……フレネルレンズシート ６……フレネルレンズ ７……マイクロレンチキュラーレンズ ８……液晶プロジェクタ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】画素による縦および横のセル構造を有する
   投射形表示装置によって表示された画像が背面から投射
   されるプロジェクションスクリーンにおいて、 前記プロジェクションスクリーンは、少なくとも２枚の
   レンズシートからなり、 入射面にレンチキュラーレンズが形成され出射面に光吸
   収帯が形成されたレンチキュラーレンズシートを観察側
   に配置し、 出射面にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズシ
   ートを光源側に配置し、 前記フレネルレンズシートの入射面に前記光吸収帯と同
   方向にマイクロレンチキュラーレンズを形成し、 そのマイクロレンチキュラーレンズは、そのピッチが前
   記レンチキュラーレンズのピッチの1/2以下であり、 かつ、そのピッチが投映される画素のピッチよりも小さ
   いこと を特徴とするプロジェクションスクリーン。
2. 【請求項２】前記マイクロレンチキュラーレンズは、そ
   のピッチが前記レンチキュラーレンズのピッチの1/3以
   下であること を特徴とする請求項（１）に記載のプロジェクションス
   クリーン。