JPH0752280B2 - 背面投影スクリーン - Google Patents
背面投影スクリーンInfo
- Publication number
- JPH0752280B2 JPH0752280B2 JP2330640A JP33064090A JPH0752280B2 JP H0752280 B2 JPH0752280 B2 JP H0752280B2 JP 2330640 A JP2330640 A JP 2330640A JP 33064090 A JP33064090 A JP 33064090A JP H0752280 B2 JPH0752280 B2 JP H0752280B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- screen
- light
- sides
- total reflection
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は投影表示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。
ンに関するものである。
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ェクタ等の投影表示装置に使用さ
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ュ
ラーレンズを形成したものが知られている。このレンチ
キュ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ュ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ってい
る。
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ェクタ等の投影表示装置に使用さ
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ュ
ラーレンズを形成したものが知られている。このレンチ
キュ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ュ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ってい
る。
ところで、表面にレンチキュ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
続するレンチキュ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、そのレンチキュ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
射面によっ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
という問題をもっていた。
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
続するレンチキュ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、そのレンチキュ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
射面によっ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
という問題をもっていた。
この発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、レンチキュラーレ
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とともに、スクリーンを透過
した光の拡散範囲も拡げて視野角をさらに広くすること
ができる背面投影スクリーンを提供することにある。
であって、その目的とするところは、レンチキュラーレ
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とともに、スクリーンを透過
した光の拡散範囲も拡げて視野角をさらに広くすること
ができる背面投影スクリーンを提供することにある。
この発明は、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
チキュラーレンズを形成してなり、かつ前記レンチキュ
ラーレンズの各レンズ単位のレンズ部は、その両側部を
それぞれ凸レンズ面とするとともに、中央部を凹入させ
てこの凹入面を凸レンズ面とし、かつ中央の凸レンズ面
と両側の凸レンズ面との間の段差部を該レンズ単位の両
側の全反射面とそれぞれ対向する直線面とした形状とす
るとともに、前記両側の全反射面を、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
面としたことを特徴とするものである。
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
チキュラーレンズを形成してなり、かつ前記レンチキュ
ラーレンズの各レンズ単位のレンズ部は、その両側部を
それぞれ凸レンズ面とするとともに、中央部を凹入させ
てこの凹入面を凸レンズ面とし、かつ中央の凸レンズ面
と両側の凸レンズ面との間の段差部を該レンズ単位の両
側の全反射面とそれぞれ対向する直線面とした形状とす
るとともに、前記両側の全反射面を、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
面としたことを特徴とするものである。
すなわち、この発明の背面投影スクリーンは、背面側か
ら入射して表面側に出射する光を拡散させるレンチキュ
ラーレンズの各レンズ単位のレンズ部を、その中央を凹
入させて形成した凸レンズ面と両側の凸レンズ面との間
の段差部にレンズ単位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するとともに、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ことによ
り、この全反射面で反射される光を全てレンズ部の直線
面から出射させてやるようにしたものであり、前記直線
面は上記全反射面と対向しているために、全反射面で反
射されて直線面に入射する光は反射されることなくこの
直線面を透過する。したがって、この発明の背面投影ス
クリーンによれば、レンチキュ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
ができるし、また、全反射面で反射されて前記直線面を
透過した光は、中央の凸レンズ面の前方を通って中央お
よび両側の凸レンズ面を透過した拡散光領域の外側に向
かい斜めに出射するから、凸レンズ面だけで光を拡散さ
せるものに比べて、スクリーンを透過した光の拡散範囲
を拡げて視野角をさらに広くすることができる。
ら入射して表面側に出射する光を拡散させるレンチキュ
ラーレンズの各レンズ単位のレンズ部を、その中央を凹
入させて形成した凸レンズ面と両側の凸レンズ面との間
の段差部にレンズ単位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するとともに、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ことによ
り、この全反射面で反射される光を全てレンズ部の直線
面から出射させてやるようにしたものであり、前記直線
面は上記全反射面と対向しているために、全反射面で反
射されて直線面に入射する光は反射されることなくこの
直線面を透過する。したがって、この発明の背面投影ス
クリーンによれば、レンチキュ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
ができるし、また、全反射面で反射されて前記直線面を
透過した光は、中央の凸レンズ面の前方を通って中央お
よび両側の凸レンズ面を透過した拡散光領域の外側に向
かい斜めに出射するから、凸レンズ面だけで光を拡散さ
せるものに比べて、スクリーンを透過した光の拡散範囲
を拡げて視野角をさらに広くすることができる。
以下、この発明の第１の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
まず、背面投影スクリーンを使用する背面投影型の投影
表示装置について説明すると、第４図は液晶表示パネル
の表示画像を装置前面の背面投影スクリーンに拡大投影
すす背面投影型液晶テレビジョン受像機を示したもの
で、図中10は受像機ケースであり、このケース10の前面
には大面積の表示窓が開口されている。この表示窓には
後述する背面投影スクリーン１が設けられており、ケー
ス10内には上記背面投影スクリーン１に対向させて投影
光反射ミラー11が斜めに設けられている。また、12はケ
ース10内の上部に配置された光源部、13はケース10内の
下部に配置されたテレビション画像を表示する透過型液
晶表示パネル、14は液晶表示パネル13の表示画像を拡大
投影する投影部である。上記光源部12は、液晶表示パネ
ル13にその入射側光軸Ｏに平行な光束の光Ａを入射させ
るもので、液晶表示パネル13を透過した光つまり画像光
Ｂは、投影部14により前記投影光反射ミラー11を介して
背面投影スクリーン１に拡大投影される。上記投影部14
は、液晶表示パネル13を透過した上方からの画像光Ｂを
水平方向に反射させる第１のミラー（図示せず）と、こ
の第１ミラーで反射された光を拡大投影する投影レンズ
15と、この投影レンズ15を通った画像光Ｂを投影光反射
ミラー11に向けて反射させる第２のミラーとを備えたも
ので、第２のミラーにより反射された画像光Ｂは、投影
光反射ミラー11により背面投影スクリーン１に向けて反
射投影されるようになっている。
表示装置について説明すると、第４図は液晶表示パネル
の表示画像を装置前面の背面投影スクリーンに拡大投影
すす背面投影型液晶テレビジョン受像機を示したもの
で、図中10は受像機ケースであり、このケース10の前面
には大面積の表示窓が開口されている。この表示窓には
後述する背面投影スクリーン１が設けられており、ケー
ス10内には上記背面投影スクリーン１に対向させて投影
光反射ミラー11が斜めに設けられている。また、12はケ
ース10内の上部に配置された光源部、13はケース10内の
下部に配置されたテレビション画像を表示する透過型液
晶表示パネル、14は液晶表示パネル13の表示画像を拡大
投影する投影部である。上記光源部12は、液晶表示パネ
ル13にその入射側光軸Ｏに平行な光束の光Ａを入射させ
るもので、液晶表示パネル13を透過した光つまり画像光
Ｂは、投影部14により前記投影光反射ミラー11を介して
背面投影スクリーン１に拡大投影される。上記投影部14
は、液晶表示パネル13を透過した上方からの画像光Ｂを
水平方向に反射させる第１のミラー（図示せず）と、こ
の第１ミラーで反射された光を拡大投影する投影レンズ
15と、この投影レンズ15を通った画像光Ｂを投影光反射
ミラー11に向けて反射させる第２のミラーとを備えたも
ので、第２のミラーにより反射された画像光Ｂは、投影
光反射ミラー11により背面投影スクリーン１に向けて反
射投影されるようになっている。
すなわち、この背面投影型液晶テレビジョン受像機は、
液晶表示パネル13の表示画像を投影部14により拡大して
受像機前面の背面投影スクリーン１にその背面側から投
影することにより、スクリーン投影画像をスクリーン表
示側から見るようにしたもので、このテレビジョン受像
機によれば、小さな液晶表示パネルの表示画像を大きく
拡大して見ることができる。なお、この背面投影型液晶
テレビジョン受像機の詳細な構造は、先に出願人が出願
した実用新案登録願「実願昭61−119814号」の願書に添
付した明細書および図面に記載されている。
液晶表示パネル13の表示画像を投影部14により拡大して
受像機前面の背面投影スクリーン１にその背面側から投
影することにより、スクリーン投影画像をスクリーン表
示側から見るようにしたもので、このテレビジョン受像
機によれば、小さな液晶表示パネルの表示画像を大きく
拡大して見ることができる。なお、この背面投影型液晶
テレビジョン受像機の詳細な構造は、先に出願人が出願
した実用新案登録願「実願昭61−119814号」の願書に添
付した明細書および図面に記載されている。
次に、上記背面投影スクリーンについて説明すると、第
１図は背面投影スクリーンの一部分を示しており、また
第２図はこのスクリーンの１つのレンズ単位を拡大して
示している。第１図および第２図において、1a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ってレンチキ
ュラーレンズ２が一体に形成され、背面つまり光の入射
面には全面にわたって入射光補正用フレネルレンズ６が
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。
１図は背面投影スクリーンの一部分を示しており、また
第２図はこのスクリーンの１つのレンズ単位を拡大して
示している。第１図および第２図において、1a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ってレンチキ
ュラーレンズ２が一体に形成され、背面つまり光の入射
面には全面にわたって入射光補正用フレネルレンズ６が
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。
上記レンチキュラーレンズ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、例えばその幅（基部の最大幅）Ｄが
0.888mm、高さＨが0.288mm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４
は、その両側部をそれぞれ凸レンズ面4a,4aとするとと
もに、中央部を凹入させてこの凹入面を凸レンズ面4bと
し、かつ中央の凸レンズ面4bと両側の凸レンズ面4a,4a
との間の段差部を該レンズ単位３の両側の全反射面5,5
とそれぞれ対向する直線面4c,4cとした形状となってい
る。前記中央の凸レンズ面4bは、曲率半径r0が0.25mmの
球面レンズとされており、またこの凸レンズ面4bの幅ｄ
は、この凸レンズ面4bの曲率中心P0からの開き角度θが
42゜を越えない幅とされている。ここで上記凸レンズ面
4bの開き角度θを42゜以内にしているのは、上記開き角
度θが42゜を越えると、凸レンズ面4bの両側（開き角度
θが42゜を越えた部分）の傾き角が全反射角となって入
射光を透過させられなくなるからであり、そのためにこ
の実施例では上記開き角度θを、凸レンズ面4bに入射光
の全反射面ができない範囲で許容される最大角（θ＝42
゜）にとっている。なお、凸レンズ面4bの幅ｄは0.38mm
である。また、上記両側の凸レンズ面4a,4aは、曲率半
径r1が0.165mmの球面レンズとされており、この凸レン
ズ面4a,4aはそれぞれレンズ単位両側の全反射面5,5に連
なっている。この両側の凸レンズ面4a,4aの曲率中心P1
は、中央の凸レンズ面4bの曲率中心P0からスクリーン面
に沿う方向（第２図において水平方向）に0.19mmの距離
d1をとり、かつ上記曲率中心P0からスクリーン表面方向
（第２図において垂直水平方向）に0.082mmの距離h1を
とった位置にある。さらに、中央の凸レンズ面4bと両側
の凸レンズ面4a,4aとの間の段差部に形成されて全反射
面5,5と対向する直線面4c,4cは、その立上り高さh2が0.
057mmの微小幅面とされており、この直線面4c,4cはスク
リーン面に対してほぼ垂直な面とされている。なお、こ
の直線面4c,4cは、スクリーン成形後の型抜きの関係上
完全な垂直面とするのは難しいから、この実施例では直
線面4c,4cに３゜程度の僅かな傾き角αをもたせてい
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光を前記レンズ部４の直
線面4c,4c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4c,4c上ま
たはその近くに結ぶような曲面（この実施例では二次係
数が−５である放物面）とされている。なお、第２図に
おいてｋは両側の凸レンズ面4a,4aと全反射面5,5との境
界点であり、全反射面5,5の高さHkは0.247mmである。
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、例えばその幅（基部の最大幅）Ｄが
0.888mm、高さＨが0.288mm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４
は、その両側部をそれぞれ凸レンズ面4a,4aとするとと
もに、中央部を凹入させてこの凹入面を凸レンズ面4bと
し、かつ中央の凸レンズ面4bと両側の凸レンズ面4a,4a
との間の段差部を該レンズ単位３の両側の全反射面5,5
とそれぞれ対向する直線面4c,4cとした形状となってい
る。前記中央の凸レンズ面4bは、曲率半径r0が0.25mmの
球面レンズとされており、またこの凸レンズ面4bの幅ｄ
は、この凸レンズ面4bの曲率中心P0からの開き角度θが
42゜を越えない幅とされている。ここで上記凸レンズ面
4bの開き角度θを42゜以内にしているのは、上記開き角
度θが42゜を越えると、凸レンズ面4bの両側（開き角度
θが42゜を越えた部分）の傾き角が全反射角となって入
射光を透過させられなくなるからであり、そのためにこ
の実施例では上記開き角度θを、凸レンズ面4bに入射光
の全反射面ができない範囲で許容される最大角（θ＝42
゜）にとっている。なお、凸レンズ面4bの幅ｄは0.38mm
である。また、上記両側の凸レンズ面4a,4aは、曲率半
径r1が0.165mmの球面レンズとされており、この凸レン
ズ面4a,4aはそれぞれレンズ単位両側の全反射面5,5に連
なっている。この両側の凸レンズ面4a,4aの曲率中心P1
は、中央の凸レンズ面4bの曲率中心P0からスクリーン面
に沿う方向（第２図において水平方向）に0.19mmの距離
d1をとり、かつ上記曲率中心P0からスクリーン表面方向
（第２図において垂直水平方向）に0.082mmの距離h1を
とった位置にある。さらに、中央の凸レンズ面4bと両側
の凸レンズ面4a,4aとの間の段差部に形成されて全反射
面5,5と対向する直線面4c,4cは、その立上り高さh2が0.
057mmの微小幅面とされており、この直線面4c,4cはスク
リーン面に対してほぼ垂直な面とされている。なお、こ
の直線面4c,4cは、スクリーン成形後の型抜きの関係上
完全な垂直面とするのは難しいから、この実施例では直
線面4c,4cに３゜程度の僅かな傾き角αをもたせてい
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光を前記レンズ部４の直
線面4c,4c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4c,4c上ま
たはその近くに結ぶような曲面（この実施例では二次係
数が−５である放物面）とされている。なお、第２図に
おいてｋは両側の凸レンズ面4a,4aと全反射面5,5との境
界点であり、全反射面5,5の高さHkは0.247mmである。
一方、スクリーン本体1aの背面に形成された入射光補正
用フレネルレンズ６は、第４図に示したように拡がりな
がらスクリーン１に投影される光（画像光）Ｂをスクリ
ーン面に垂直な平行光に補正するもので、このフレネル
レンズ６は第１図および第４図に示すように、スクリー
ン投影光Ｂの光軸Ｏ′を中心として多数の環状レンズ部
6aを同心円状に形成したサーキュラフレネルレンズとさ
れている。なお、この入射光補正用フレネルレンズ６の
各レンズ部6aの幅は0.54mmである。
用フレネルレンズ６は、第４図に示したように拡がりな
がらスクリーン１に投影される光（画像光）Ｂをスクリ
ーン面に垂直な平行光に補正するもので、このフレネル
レンズ６は第１図および第４図に示すように、スクリー
ン投影光Ｂの光軸Ｏ′を中心として多数の環状レンズ部
6aを同心円状に形成したサーキュラフレネルレンズとさ
れている。なお、この入射光補正用フレネルレンズ６の
各レンズ部6aの幅は0.54mmである。
第３図は上記背面投影スクリーンにおけるレンチキュラ
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、スクリーンにその背面側から投影された光Ｂ
は、スクリーン背面の入射光補正用フレネルレンズ６に
よりスクリーン面に垂直な平行光に補正されてスクリー
ンに入射する。そして、レンチキュラーレンズ２の各レ
ンズ単位３を通ってスクリーン表面側に出射する光のう
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の中央の凸レンズ面4bおよ
び両側の凸レンズ面4a,4a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の直
線面4c,4cに向けて反射集光され、この直線面4c,4cを透
過して図示のように屈折拡散される。
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、スクリーンにその背面側から投影された光Ｂ
は、スクリーン背面の入射光補正用フレネルレンズ６に
よりスクリーン面に垂直な平行光に補正されてスクリー
ンに入射する。そして、レンチキュラーレンズ２の各レ
ンズ単位３を通ってスクリーン表面側に出射する光のう
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の中央の凸レンズ面4bおよ
び両側の凸レンズ面4a,4a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の直
線面4c,4cに向けて反射集光され、この直線面4c,4cを透
過して図示のように屈折拡散される。
すなわち、この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拡散させるレンチキュラ
ーレンズ２の各レンズ単位3,3のレンズ部4,4を、その中
央を凹入させて形成した凸レンズ面4bと両側の凸レンズ
面4a,4aとの間の段差部にレンズ単位両側の全反射面5,5
とそれぞれ対向する直線面4c,4cを形成した形状とする
とともに、各レンズ単位3,3の両側の全反射面5,5をスク
リーン背面側からの入射光を前記直線面4c,4cに向けて
反射集光させる放物面とすることにより、この全反射面
5,5で反射される光を全てレンズ部の直線面4c,4cから出
射させてやるようにしたものであり、前記直線面4c,4c
は全反射面5,5と対向しているために、全反射面5,5で反
射されて直線面4c,4cに入射する光は反射されることな
くこの直線面4c,4cを透過する。したがって、この背面
投影スクリーンによれば、レンチキュラーレンズ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。また、全反射面5,5で反射
されて前記直線面4c,4cを透過した光は、第３図に示す
ように中央の凸レンズ面4bの前方を通って中央および両
側の凸レンズ面4b,4aを透過した拡散光領域の外側に向
かい斜めに出射するから、凸レンズ面だけで光を拡散さ
せるものに比べて、スクリーンを透過した光の拡散範囲
を拡げて視野角をさらに広くすることができる。なお、
前記直線面4cは前述したように僅かではあるが（実施例
では３゜）傾斜しているために、スクリーン背面側から
この直線面4cに直線入射する光は、この直線面4cによっ
ては直線面4cで両側の凸レンズ面4a側に反射されるが、
この直線面4cは垂直に近い面であるために、この直線面
4cで反射されて両側の凸レンズ面4aに向かう光のほとん
どはこの凸レンズ面4aを透過してスクリーン表面側に出
射する。
入射して表面側に出射する光を拡散させるレンチキュラ
ーレンズ２の各レンズ単位3,3のレンズ部4,4を、その中
央を凹入させて形成した凸レンズ面4bと両側の凸レンズ
面4a,4aとの間の段差部にレンズ単位両側の全反射面5,5
とそれぞれ対向する直線面4c,4cを形成した形状とする
とともに、各レンズ単位3,3の両側の全反射面5,5をスク
リーン背面側からの入射光を前記直線面4c,4cに向けて
反射集光させる放物面とすることにより、この全反射面
5,5で反射される光を全てレンズ部の直線面4c,4cから出
射させてやるようにしたものであり、前記直線面4c,4c
は全反射面5,5と対向しているために、全反射面5,5で反
射されて直線面4c,4cに入射する光は反射されることな
くこの直線面4c,4cを透過する。したがって、この背面
投影スクリーンによれば、レンチキュラーレンズ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。また、全反射面5,5で反射
されて前記直線面4c,4cを透過した光は、第３図に示す
ように中央の凸レンズ面4bの前方を通って中央および両
側の凸レンズ面4b,4aを透過した拡散光領域の外側に向
かい斜めに出射するから、凸レンズ面だけで光を拡散さ
せるものに比べて、スクリーンを透過した光の拡散範囲
を拡げて視野角をさらに広くすることができる。なお、
前記直線面4cは前述したように僅かではあるが（実施例
では３゜）傾斜しているために、スクリーン背面側から
この直線面4cに直線入射する光は、この直線面4cによっ
ては直線面4cで両側の凸レンズ面4a側に反射されるが、
この直線面4cは垂直に近い面であるために、この直線面
4cで反射されて両側の凸レンズ面4aに向かう光のほとん
どはこの凸レンズ面4aを透過してスクリーン表面側に出
射する。
なお、上記実施例では、中央の凸レンズ面4bの曲率中心
P0からの開き角度θを、凸レンズ面4bに入射光の全反射
面ができない範囲で許容される最大角（θ＝42゜）にと
っているが、この開き角度θは42゜より小さくしてもよ
い。
P0からの開き角度θを、凸レンズ面4bに入射光の全反射
面ができない範囲で許容される最大角（θ＝42゜）にと
っているが、この開き角度θは42゜より小さくしてもよ
い。
次に、この発明の第２の実施例を説明する。
第５図および第６図において、1aはスクリーン本体、２
はスクリーン本体1aの表面にその前面にわたって形成さ
れたレンチキュラーレンズである。このレンチキュラー
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）Ｄが0.868mm、高さＨが
0.290mm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、その両側部をそれ
ぞれ非球面の凸レンズ面4a,4aとするとともに、中央部
を凹入させてこの凹入面を非球面の凸レンズ面4bとし、
かつ中央の凸レンズ面4bと両側部との間の段差部を該レ
ンズ単位３の両側の全反射面5,5とそれぞれ対向する直
線面4c,4cとした形状となっている。前記中央の凸レン
ズ面4bは、その中心線Ｏをはさむ両側面がそれぞれ中心
線Ｏ上に頂点をもつ対称な非球面であるレンズ面とされ
ており、この凸レンズ面4bの巾ｄは0.294mmとなってい
る。また、上記両側の凸レンズ面4a,4aは、前記直線面4
c,4cの上端縁を頂点とする非球面レンズ面とされてお
り、さらに前記直線面4c,4cは、３゜程度の僅かな傾き
角αをもたせて形成されるとともに、その高さｈは前述
した第１の実施例よりも十分大きくとってある。なお、
この実施例では、直線面4c,4cの高さｈを、中央の凸レ
ンズ面4bの巾ｄのほぼ1/2程度にしている。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の直線面4c,4c
のほぼ中央に向けて反射集光させる放物面に形成されて
いる。また、この実施例では、スクリーンの背面（光入
射面）を、入射光補正用フレネルレンズを形成しないフ
ラットな面としており、このスクリーンは、その背面側
に、スクリーンに投影される光をスクリーン面に垂直な
平行光にするための入射光補正用フレネルレンズ（図示
せず）を配置して使用される。
はスクリーン本体1aの表面にその前面にわたって形成さ
れたレンチキュラーレンズである。このレンチキュラー
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）Ｄが0.868mm、高さＨが
0.290mm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、その両側部をそれ
ぞれ非球面の凸レンズ面4a,4aとするとともに、中央部
を凹入させてこの凹入面を非球面の凸レンズ面4bとし、
かつ中央の凸レンズ面4bと両側部との間の段差部を該レ
ンズ単位３の両側の全反射面5,5とそれぞれ対向する直
線面4c,4cとした形状となっている。前記中央の凸レン
ズ面4bは、その中心線Ｏをはさむ両側面がそれぞれ中心
線Ｏ上に頂点をもつ対称な非球面であるレンズ面とされ
ており、この凸レンズ面4bの巾ｄは0.294mmとなってい
る。また、上記両側の凸レンズ面4a,4aは、前記直線面4
c,4cの上端縁を頂点とする非球面レンズ面とされてお
り、さらに前記直線面4c,4cは、３゜程度の僅かな傾き
角αをもたせて形成されるとともに、その高さｈは前述
した第１の実施例よりも十分大きくとってある。なお、
この実施例では、直線面4c,4cの高さｈを、中央の凸レ
ンズ面4bの巾ｄのほぼ1/2程度にしている。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の直線面4c,4c
のほぼ中央に向けて反射集光させる放物面に形成されて
いる。また、この実施例では、スクリーンの背面（光入
射面）を、入射光補正用フレネルレンズを形成しないフ
ラットな面としており、このスクリーンは、その背面側
に、スクリーンに投影される光をスクリーン面に垂直な
平行光にするための入射光補正用フレネルレンズ（図示
せず）を配置して使用される。
第７図は上記背面投影スクリーンにおけるレンチキュラ
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、スクリーンに投影される光は、その背面側に配
置した入射光補正用フレネルレンズにより、スクリーン
面に垂直な平行光Ｂとされてスクリーンに入射する。そ
して、レンチキュラーレンズ２の各レンズ単位３を通っ
てスクリーン表面側に出射する光のうち、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の中央のレンズ面4bおよび両側のレンズ面4
a,4aにより屈折拡散され、またレンズ単位３の両側の放
物面状全反射面5,5に入射した光は、この全反射面5,5に
よりレンズ部４の直線面4c,4bに向けて反射集光され、
この直線面4c,4cを透過して図示のように屈折拡散され
る。
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、スクリーンに投影される光は、その背面側に配
置した入射光補正用フレネルレンズにより、スクリーン
面に垂直な平行光Ｂとされてスクリーンに入射する。そ
して、レンチキュラーレンズ２の各レンズ単位３を通っ
てスクリーン表面側に出射する光のうち、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の中央のレンズ面4bおよび両側のレンズ面4
a,4aにより屈折拡散され、またレンズ単位３の両側の放
物面状全反射面5,5に入射した光は、この全反射面5,5に
よりレンズ部４の直線面4c,4bに向けて反射集光され、
この直線面4c,4cを透過して図示のように屈折拡散され
る。
しかして、この実施例では、前記直線面4c,4cの立上り
高さｈを、前述した第１の実施例よりも十分大きくとっ
ているから、レンズ単位３の両側の全反射面5,5により
反射された光をさらに効率よくスクリーン表面側に透過
させることができる。すなわち、第４図に示した背面投
影型液晶テレビジョン受像機のような投影表示装置にお
いては、投影部によって拡大されてスクリーンに投影さ
れる光が前記投影部の拡大率に応じた拡がり角をもって
スクリーンに投影されるために、この投影光を入射光補
正用フレネルレンズによりスクリーン面に垂直な平行光
に補正したとしても、この入射光補正用フレネルレンズ
により補正された光は、実質的にはスクリーン面に垂直
な平行光ではあるがある程度の拡がり角をもっており、
したがってレンズ単位３の両側の放物面状全反射面5,5
で反射される光の全てが１点に集光するのではないか
ら、上記直線面4c,4cの高さが小さいと、全反射面5,5で
反射された光の一部が直線面4c,4cよりも外側に向かう
光となってこの光が両側のレンズ面4aまたは中央のレン
ズ面4bに入射し、この光のレンズ4a,4b面に対する入射
角によっては、この光がレンズ4a,4b面によってスクリ
ーン背面側に反射されてしまうことになる。そこでこの
実施例では、上記のように、前記直線面4c,4cの立上り
高さｈを十分大きくとって、レンズ単位３の両側の全反
射面5,5により反射された光の集光点にずれがあっても
その全てが直線面4c,4cに入射するようにしたのであ
り、このようにすれば、レンズ単位３の両側の全反射面
5,5により反射された光をさらに効率よくスクリーン表
面側に透過させることができる。
高さｈを、前述した第１の実施例よりも十分大きくとっ
ているから、レンズ単位３の両側の全反射面5,5により
反射された光をさらに効率よくスクリーン表面側に透過
させることができる。すなわち、第４図に示した背面投
影型液晶テレビジョン受像機のような投影表示装置にお
いては、投影部によって拡大されてスクリーンに投影さ
れる光が前記投影部の拡大率に応じた拡がり角をもって
スクリーンに投影されるために、この投影光を入射光補
正用フレネルレンズによりスクリーン面に垂直な平行光
に補正したとしても、この入射光補正用フレネルレンズ
により補正された光は、実質的にはスクリーン面に垂直
な平行光ではあるがある程度の拡がり角をもっており、
したがってレンズ単位３の両側の放物面状全反射面5,5
で反射される光の全てが１点に集光するのではないか
ら、上記直線面4c,4cの高さが小さいと、全反射面5,5で
反射された光の一部が直線面4c,4cよりも外側に向かう
光となってこの光が両側のレンズ面4aまたは中央のレン
ズ面4bに入射し、この光のレンズ4a,4b面に対する入射
角によっては、この光がレンズ4a,4b面によってスクリ
ーン背面側に反射されてしまうことになる。そこでこの
実施例では、上記のように、前記直線面4c,4cの立上り
高さｈを十分大きくとって、レンズ単位３の両側の全反
射面5,5により反射された光の集光点にずれがあっても
その全てが直線面4c,4cに入射するようにしたのであ
り、このようにすれば、レンズ単位３の両側の全反射面
5,5により反射された光をさらに効率よくスクリーン表
面側に透過させることができる。
しかもこの実施例では、レンズ単位３のレンズ部４の両
側の凸レンズ面4a,4aを、前記直線面4c,4cの上端縁を頂
点とするレンズ面としているから、この両側の凸レンズ
面4a,4aを透過する光を前記第１の実施例よりもさらに
良好に拡散させることができる。これは、凸レンズ面4
a,4aの頂点付近を透過する光はほとんど凸レンズ面で屈
折せずに透過するためであり、前記第１の実施例では、
両側の凸レンズ面4a,4aの頂点（第２図における曲率中
心P1を通る垂直線上の位置）が直線面4cの上端縁より若
干外側にあるのに対して、この実施例では両側の凸レン
ズ面4a,4aの頂点が直線面4c,4cの上端縁位置にあるか
ら、この凸レンズ面4a,4aを透過する光をさらに広範囲
に拡散させることができる。
側の凸レンズ面4a,4aを、前記直線面4c,4cの上端縁を頂
点とするレンズ面としているから、この両側の凸レンズ
面4a,4aを透過する光を前記第１の実施例よりもさらに
良好に拡散させることができる。これは、凸レンズ面4
a,4aの頂点付近を透過する光はほとんど凸レンズ面で屈
折せずに透過するためであり、前記第１の実施例では、
両側の凸レンズ面4a,4aの頂点（第２図における曲率中
心P1を通る垂直線上の位置）が直線面4cの上端縁より若
干外側にあるのに対して、この実施例では両側の凸レン
ズ面4a,4aの頂点が直線面4c,4cの上端縁位置にあるか
ら、この凸レンズ面4a,4aを透過する光をさらに広範囲
に拡散させることができる。
さらに、この実施例では、上記レンチキュラーレンズ２
の各レンズ単位３のレンズ部４の両側と中央の凸レンズ
面4a,4bをそれぞれ非球面レンズ面としているから、こ
れら凸レンズ面4a,4bをそれぞれ球面レンズ面としてい
る前記第１の実施例よりもスクリーンを透過した光の輝
度分布を均一にすることができる。すなわち、第８図は
レンチキュラーレンズ２の１つのレンズ単位３における
スクリーン透過光の輝度分布を示したもので、上記凸レ
ンズ面4a,4bをそれぞれ球面レンズ面としている前記第
１の実施例ではスクリーン透過光の輝度分布が破線で示
すような分布になるのに対して、上記凸レンズ面4a,4b
をそれぞれ非球面レンズ面とすれば、スクリーン透過光
の輝度分布は実線で示すように広い範囲においてほぼ平
坦となる分布となる。なお、第８図の輝度分布におい
て、輝度が局部的に高くなっている部分ａは直線面4cに
対向する部分である。
の各レンズ単位３のレンズ部４の両側と中央の凸レンズ
面4a,4bをそれぞれ非球面レンズ面としているから、こ
れら凸レンズ面4a,4bをそれぞれ球面レンズ面としてい
る前記第１の実施例よりもスクリーンを透過した光の輝
度分布を均一にすることができる。すなわち、第８図は
レンチキュラーレンズ２の１つのレンズ単位３における
スクリーン透過光の輝度分布を示したもので、上記凸レ
ンズ面4a,4bをそれぞれ球面レンズ面としている前記第
１の実施例ではスクリーン透過光の輝度分布が破線で示
すような分布になるのに対して、上記凸レンズ面4a,4b
をそれぞれ非球面レンズ面とすれば、スクリーン透過光
の輝度分布は実線で示すように広い範囲においてほぼ平
坦となる分布となる。なお、第８図の輝度分布におい
て、輝度が局部的に高くなっている部分ａは直線面4cに
対向する部分である。
なお、上記各実施例では、レンチキュラーレンズ２の各
レンズ単位３の両側の全反射面５を放物面としている
が、この全反射面5,5は放物面に限らず、スクリーン背
面側からの入射光をレンズ部４の直線面4c,4eに向けて
反射集光させる曲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。また、背面投影型の投影表示装置に
は、第４図に示した背面投影型液晶テレビジョン受像機
のように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、垂直投影方式の投影装置の場合はスクリーンへ投影
光を上記各実施例のように入射光補正用フレネルレンズ
によりスクリーン面に垂直な平行光にして入射させれば
よいし、また斜め投影方式の場合は、スクリーンの背面
側に、拡がりながら投影される光を平行光に補正する上
記入射光補正用フレネルレンズと、投影光の方向をスク
リーン面に対して垂直にするフレネルレンズとを配置し
て（ただし一方のフレネルレンズはスクリーンの背面に
一体に形成してもよい）、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。
レンズ単位３の両側の全反射面５を放物面としている
が、この全反射面5,5は放物面に限らず、スクリーン背
面側からの入射光をレンズ部４の直線面4c,4eに向けて
反射集光させる曲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。また、背面投影型の投影表示装置に
は、第４図に示した背面投影型液晶テレビジョン受像機
のように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、垂直投影方式の投影装置の場合はスクリーンへ投影
光を上記各実施例のように入射光補正用フレネルレンズ
によりスクリーン面に垂直な平行光にして入射させれば
よいし、また斜め投影方式の場合は、スクリーンの背面
側に、拡がりながら投影される光を平行光に補正する上
記入射光補正用フレネルレンズと、投影光の方向をスク
リーン面に対して垂直にするフレネルレンズとを配置し
て（ただし一方のフレネルレンズはスクリーンの背面に
一体に形成してもよい）、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。
この発明の背面投影スクリーンによれば、レンチキュラ
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し、また、全反射面で反
射されて直線面を透過した光は、中央の凸レンズ面の前
方を通って中央および両側の凸レンズ面を透過した拡散
光領域の外側に向かい斜めに出射するから、凸レンズ面
だけで光を拡散させるものに比べて、スクリーンを透過
した光の拡散範囲を拡げて視野角をさらに広くすること
ができる。
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し、また、全反射面で反
射されて直線面を透過した光は、中央の凸レンズ面の前
方を通って中央および両側の凸レンズ面を透過した拡散
光領域の外側に向かい斜めに出射するから、凸レンズ面
だけで光を拡散させるものに比べて、スクリーンを透過
した光の拡散範囲を拡げて視野角をさらに広くすること
ができる。
第１図乃至第４図はこの発明の第１の実施例を示したも
ので、第１図および第２図は背面投影スクリーンの一部
分の斜視図および１つのレンズ単位の拡大図、第３図は
１つのレンズ単位における光拡散状態図、第４図は背面
投影スクリーンを備えた背面投影型液晶テレビジョン受
像機の原理構成図である。第５図乃至第８図はこの発明
の第２の実施例を示したもので、第５図および第６図は
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
ズ単位の拡大図、第７図は１つのレンズ単位における光
拡散状態図、第８図は１つのレンズ単位におけるスクリ
ーン透過光の輝度分布図である。 １……スクリーン本体、２……レンチキュラーレンズ、
３……レンズ単位、４……レンズ部、4a……両側の凸レ
ンズ面、4b……中央の凸レンズ面、4c……直線面、５…
…全反射面、６……入射光補正用フレネルレンズ。
ので、第１図および第２図は背面投影スクリーンの一部
分の斜視図および１つのレンズ単位の拡大図、第３図は
１つのレンズ単位における光拡散状態図、第４図は背面
投影スクリーンを備えた背面投影型液晶テレビジョン受
像機の原理構成図である。第５図乃至第８図はこの発明
の第２の実施例を示したもので、第５図および第６図は
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
ズ単位の拡大図、第７図は１つのレンズ単位における光
拡散状態図、第８図は１つのレンズ単位におけるスクリ
ーン透過光の輝度分布図である。 １……スクリーン本体、２……レンチキュラーレンズ、
３……レンズ単位、４……レンズ部、4a……両側の凸レ
ンズ面、4b……中央の凸レンズ面、4c……直線面、５…
…全反射面、６……入射光補正用フレネルレンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−95330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−139539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−210440（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項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って、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ュラーレンズを形成し
てなり、かつ前記レンチキュラーレンズの各レンズ単位
のレンズ部は、その両側部をそれぞれ凸レンズ面とする
とともに、中央部を凹入させてこの凹入面を凸レンズ面
とし、かつ中央の凸レンズ面と両側の凸レンズ面との間
の段差面を該レンズ単位の両側の全反射面とそれぞれ対
向する直線面とした形状とするとともに、前記両側の全
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したことを特徴とする
背面投影スクリーン。 - 【請求項２】レンズ部の中央の凸レンズ面と両側の凸レ
ンズ面はそれぞれ球面であり、全反射面は放物面である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の背面投影
スクリーン。 - 【請求項３】レンズ部の中央の凸レンズ面と両側の凸レ
ンズ面はそれぞれ非球面であり、全反射面は放物面であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の背面投
影スクリーン。 - 【請求項４】スクリーン背面にはスクリーン投影光をス
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
ネルレンズが一体に形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１つに記載
の背面投影スクリーン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330640A JPH0752280B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 背面投影スクリーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330640A JPH0752280B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 背面投影スクリーン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03174136A JPH03174136A (ja) | 1991-07-29 |
| JPH0752280B2 true JPH0752280B2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=18234932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2330640A Expired - Lifetime JPH0752280B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 背面投影スクリーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752280B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2757644B2 (ja) * | 1992-01-14 | 1998-05-25 | 日本電気株式会社 | フィルムキャリアテープ |
| JPH1195005A (ja) * | 1997-09-19 | 1999-04-09 | Dainippon Printing Co Ltd | レンチキュラーレンズシートとその製造方法及び透過型スクリーン |
| KR100649556B1 (ko) * | 2002-04-12 | 2006-11-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 시야각 특성이 강화된 스크린과 이 스크린을 갖는프로젝션 디스플레이 시스템 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2330640A patent/JPH0752280B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03174136A (ja) | 1991-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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