JPH075573A - 透過型スクリーン及びそれを備えた背面投写型画像ディスプレイ装置 - Google Patents

透過型スクリーン及びそれを備えた背面投写型画像ディスプレイ装置

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JPH075573A
JPH075573A JP5112737A JP11273793A JPH075573A JP H075573 A JPH075573 A JP H075573A JP 5112737 A JP5112737 A JP 5112737A JP 11273793 A JP11273793 A JP 11273793A JP H075573 A JPH075573 A JP H075573A
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screen
lenticular lens
light
sheet
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Takahiko Yoshida
隆彦 吉田
Hiroki Yoshikawa
博樹 吉川
Koji Hirata
浩二 平田
Atsuo Osawa
敦夫 大沢
Yutaka Matsuda
裕 松田
Masayuki Muranaka
昌幸 村中
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 背面投写型画像ディスプレイ装置の透過型ス
クリーンにおいて、スクリーン画面垂直方向及び水平方
向の指向特性の大幅拡大と、カラーシフトの大幅な低減
を同時に実現し、さらに、画像のフォーカス特性及びコ
ントラストを向上する。 【構成】 フレネルレンズシート１０、第一のレンチキ
ュラーレンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズ
シート３０を備えた透過型スクリーンにおいて、第一の
レンチキュラーレンズシート２０は、光入射面２１がス
クリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュ
ラーレンズを連続して複数並べた形状となっており、そ
のシート厚さが他のシートのシート厚さより薄い。第二
のレンチキュラーレンズシート３０は、光入射面３１が
スクリーン画面垂直方向を長手方向とする縦長レンチキ
ュラーレンズを連続して複数並べた形状になっており、
その基材３０Ｂの中には光拡散材の微粒子が拡散されて
いない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透過型スクリーンとそ
れを用いた背面投写型画像ディスプレイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】小型画像発生源としての投写型ブラウン
管や液晶表示装置などに表示された画像を、投写レンズ
により拡大し、透過型スクリーンに投写する背面投写型
テレビジョン受像機等の背面投写型画像ディスプレイ装
置は、近年、画質の向上が著しく、大画面による迫力あ
る臨場感を楽しむことができるため、家庭用、業務用に
普及が進んでいる。
【０００３】この背面投写型画像ディスプレイ装置にお
いては、投写型ブラウン管を画像発生源として用いる場
合、透過型スクリーン上の画面の輝度を十分に明るくす
るために、従来より、一般に、赤、緑、青の３原色につ
いてそれぞれブラウン管と投写レンズを組み合わせて、
透過型スクリーン上で３原色の画像の合成を行うように
していた。
【０００４】この構成の背面投写型画像ディスプレイ装
置に用いる透過型スクリーンとして、従来、たとえば、
特開昭５８−５９４３６号公報に記載のように、フレネ
ルレンズシートと、レンチキュラーレンズシートとを組
み合わせた２枚構成の透過型スクリーンが提案されてい
る。しかしながら、この既提案例では、スクリーン画面
垂直方向への画像光の拡散を実現するための具体的な技
術手段について開示されていなかった。
【０００５】これに対し、スクリーン画面垂直方向への
画像光の拡散を実現するために、たとえば、特開昭５６
−１１７２２６号公報、あるいは特開昭５８−１９２０
２２号公報に記載のように、フレネルレンズシートと、
光を散乱する光拡散材が内部に微粒子として分散されて
いるレンチキュラーレンズシートとを組み合わせた２枚
構成の透過型スクリーンが提案されている。
【０００６】以下、この従来技術について説明する。
【０００７】図１０６は、上記の従来技術による透過型
スクリーンの要部を示す斜視図である。
【０００８】図１０６において、１は透過型スクリー
ン、１０は画像発生源（ブラウン管画面）側に配置され
るフレネルレンズシート、３０′は画像観視側に配置さ
れるレンチキュラーレンズシートである。フレネルレン
ズシート１０、レンチキュラーレンズシート３０′の基
材は、いずれも透明熱可塑性樹脂よりなる。このうち、
レンチキュラーレンズシート３０′の基材中には、前述
の光を散乱させる光拡散材６が微粒子として分散されて
いる。この光拡散材６の微粒子は、レンチキュラーレン
ズシート３０′の基材３０Ｂが有する屈折率と異なる屈
折率を有しており、屈折もしくは反射により、光を上下
左右に散乱させる。この光拡散材は、レンチキュラーレ
ンズシート３０′の基材３０Ｂ中に微粒子として分散さ
れる場合のほか、レンチキュラーレンズシート３０′の
表面に光拡散層として積層されることもある。
【０００９】１１、１２はフレネルレンズシート１０
の、それぞれ光入射面、光出射面であり、光入射面１１
は平面に、光出射面１２はフレネル凸レンズ形状に、そ
れぞれなっている。
【００１０】また、３１′は、レンチキュラーレンズシ
ート３０′の光入射面であり、スクリーン画面垂直方向
を長手方向とする第一の縦長レンチキュラーレンズをス
クリーン画面水平方向に複数並べた形状となっている。
３２′はレンチキュラーレンズシート３０′の光出射面
であり、光入射面３１′の第一の縦長レンチキュラーレ
ンズにほぼ対向して、同じような形状の第二の縦長レン
チキュラーレンズが複数配列されるとともに、隣り合う
レンチキュラーレンズ相互の間には、凸形突起部３２Ｐ
が設けられ、この凸形突起部３２Ｐ上に光吸収帯（ブラ
ックストライプ）３３が積層されている。
【００１１】上記の従来の透過型スクリーンにおいて
は、投写型ブラウン管管面上の表示画像の各点から出射
した光束は、投写レンズ（いずれも図示せず）を経て、
フレネルレンズシート１０の光入射面１１に入射する。
この入射光束は、フレネルレンズシート１０の光出射面
１２のフレネルレンズによりほぼ平行光束に変換され、
レンチキュラーレンズシート３０′に入射する。
【００１２】レンチキュラーレンズシート３０′に入射
した光束は、光入射面３１′の第一の縦長レンチキュラ
ーレンズにより光出射面３２′上の第二の縦長レンチキ
ュラーレンズ面付近の焦点に向かい、その焦点からスク
リーン画面水平方向に拡散するとともに、基材内に微粒
子として分散された光拡散材６により、スクリーン画面
垂直方向及び水平方向に拡散されながら画像観視側に出
射する。すなわち、入射光束のスクリーン画面水平方向
の拡散は主に第一、第二の縦長レンチキュラーレンズの
形状に依存して行われ、スクリーン画面垂直方向の拡散
は光拡散材６の作用によってのみ行われる。
【００１３】一方、たとえば、特開昭５８−９３０４３
号公報に記載のように、スクリーン画面垂直方向への画
像光の拡散を、レンチキュラーレンズシートの内部に微
粒子として分散されている光拡散材と、フレネルレンズ
シートの一面に設けたレンチキュラーレンズのレンズ作
用とにより行う２枚構成の透過型スクリーンが提案され
ている。
【００１４】以下、この従来技術について説明する。
【００１５】図１０７は、上記の従来技術による透過型
スクリーンの要部を示す斜視図である。
【００１６】図１０７において、フレネルレンズシート
１０の光入射面１１は、スクリーン画面水平方向を長手
方向とする円柱の一部からなる横長レンチキュラーレン
ズをスクリーン画面垂直方向に複数並べた形状になって
いる。その他の構成は、図１０６の透過型スクリーンと
同様である。
【００１７】図１０７の構成の透過型スクリーンでは、
フレネルレンズシート１０の光入射面１１に横長レンチ
キュラーレンズがあるので、入射光束は、この横長レン
チキュラーレンズによりわずかにスクリーン画面垂直方
向の拡散特性を付与される。その後、レンチキュラーレ
ンズシート３０′の基材内の光拡散材６によって、さら
にスクリーン画面垂直方向の拡散特性を付与されること
になる。また、入射光束のスクリーン画面水平方向の拡
散は、図１０６の場合と同様に、主に第一、第二の縦長
レンチキュラーレンズの形状に依存して行われる。
【００１８】ここで、フレネルレンズシート１０の光入
射面１１の横長レンチキュラーレンズについてさらに詳
しく説明する。
【００１９】図１０８は図１０７の透過型スクリーン１
のフレネルレンズシート１０の垂直断面を示す断面図で
あり、図１０８において、１４０は入射光束である。
【００２０】図１０８において、フレネルレンズシート
１０の光入射面１１は、前述のように、スクリーン画面
水平方向を長手方向とする円柱の一部からなる横長レン
チキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に複数並べ
た形状となっている。この横長レンチキュラーレンズの
ピッチは、投写画像の走査線のピッチまたは画素のピッ
チより小さく設定され、さらには、投写画像の走査線の
ピッチとのモアレ、及び、画面上部と下部におけるフレ
ネルレンズシート２のフレネル凸レンズの輪帯のピッチ
とのモアレが目立ちにくいように決められている。
【００２１】具体的には、横長レンチキュラーレンズの
ピッチを、レンチキュラーレンズシート３０′の第一、
第二の縦長レンチキュラーレンズのピッチより充分小さ
くするとともに、投写画像の走査線のピッチと横長レン
チキュラーレンズのピッチが簡単な整数比にならないよ
うに設定していた。
【００２２】たとえば、透過型スクリーンの画面サイズ
が、スクリーン画面水平方向に８００ｍｍ、スクリーン
画面垂直方向に６００ｍｍであり、スクリーン画面水平
方向のピッチが０．７８ｍｍであるとき、そのスクリー
ン画面に４８０本の水平方向走査線が表示されるものと
すると、走査線のピッチは１．２５ｍｍとなる。そこ
で、この走査線のピッチに対しては、フレネル凸レンズ
の輪帯のピッチとして０．１ないし０．１２ｍｍ程度の
ピッチが、横長レンチキュラーレンズのピッチとして
０．０８ないし０．１ｍｍ程度のピッチが、それぞれ選
ばれることが多い。
【００２３】一方、入射光束１４０は、光入射面１１の
横長レンチキュラーレンズから入射するとき、同じ走査
線または同じ画素であっても、入射位置によって入射角
が異なるため、それぞれ異なる角度に屈折して、スクリ
ーン画面垂直方向に拡散されることになる。しかも、上
記の横長レンチキュラーレンズの曲率半径を小さくすれ
ば、入射光束１４０の入射角が大きくなり、光線はより
広い角度範囲に拡散して指向特性が広がり、いわゆる垂
直視野角が増加する。
【００２４】次に、レンチキュラーレンズシート３０′
の光入射面３１′と光出射面３２′の縦長レンチキュラ
ーレンズについてさらに詳しく説明する。
【００２５】図１０９及び図１１０は図１０６、もしく
は図１０７の透過型スクリーン１のレンチキュラーレン
ズシート３０′の水平断面を示す断面図であり、図１０
９、図１１０において、１４０は入射光束である。
【００２６】図１０９及び図１１０において、光入射面
３１′の第一の縦長レンチキュラーレンズのレンズ面は
楕円柱面の一部であり、その楕円は、レンチキュラーレ
ンズシートの厚さ方向（図中ｌ、ｌ′により示す）を長
軸方向とし、楕円の２焦点のうち１焦点が基材３０Ｂ′
の内部に位置し、他の１焦点が光出射面３２′付近に位
置するように構成されている。また、楕円の離心率ｅ
は、基材の屈折率ｎのほぼ逆数となるように選ばれてい
る。図１０９及び図１１０では、屈折率ｎを１．５１７
とし、光入射面３１′と光出射面３２′との間隔（光軸
上における距離）を０．８６ｍｍとして描いてある。
【００２７】このような構成とすることにより、図１０
９に示すように、楕円の長軸に平行に第一の縦長レンチ
キュラーレンズに入射した緑の光線は、全て光出射面３
２′付近の焦点に収束し、この焦点からスクリーン画面
水平方向に拡散される。また、図１１０に示すように、
楕円の長軸に対してある角度を成して第一の縦長レンチ
キュラーレンズに入射した赤と青の光線も、全て光出射
面３２′付近の焦点近傍に収束し、この点からスクリー
ン画面水平方向に拡散される。図１１０では、斜め入射
光束は、楕円の長軸に対して集中角１０度をもって入射
した場合の光線追跡図となっている。
【００２８】また、光出射面３２′の第二の縦長レンチ
キュラーレンズのレンズ面は、光出射面３２′の表面に
おいて、第一の縦長レンチキュラーレンズの楕円柱面と
ほぼ対称な楕円柱面としている。この第二の縦長レンチ
キュラーレンズは、赤、緑、青の入射光束に対し、これ
らの各色の出射光束の指向特性を相互にほぼ平行にする
機能を有している。
【００２９】次に、レンチキュラーレンズシート３０′
の基材中に分散された光拡散材６についてさらに詳しく
説明する。
【００３０】図１１１は図１０６、もしくは図１０７の
透過型スクリーン１におけるレンチキュラーレンズシー
ト３０′の断面を示す断面図であり、図１１１（ａ）は
光出射面３２′の一つのレンチキュラーレンズの部分に
おける垂直断面を、図１１１（ｂ）は水平断面を、それ
ぞれ示している。
【００３１】図１１１（ａ）及び図１１１（ｂ）におい
て、レンチキュラーレンズシート３０′の基材３０Ｂ′
内には、前述のように、光拡散材６が微粒子として分散
されており、これにより、入射光線１４０は光入射面３
１′から入射後、スクリーン画面水平方向及び垂直方向
に拡散しながら進み、光出射面３２′から画像観視側に
出射する。そして、上記の光拡散材の量を増せば、光は
より広い角度範囲に拡散して指向特性が広がり、視野角
が増加する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術による
透過型スクリーンにおいては、いくつかの解決すべき課
題がある。以下、この課題について説明する。
【００３３】第一の課題としては、水平観視角及び垂直
観視角の範囲の拡大があげられる。
【００３４】図１１２は、一般的な水平観視角及び垂直
観視角を説明するための説明図である。
【００３５】スクリーンに正対した場合の水平観視角と
垂直観視角をそれぞれ０度とする。
【００３６】画面水平方向に観視位置を変え、スクリー
ンに対する水平観視角がα〔度〕の方向からスクリーン
上の画像輝度Ｂαを測定することにより、スクリーンに
正対した場合の画面輝度Ｂ0との比率（相対輝度）Ｈ＝
Ｂα／Ｂ0が求められる。同様に、画面垂直方向につい
ても、スクリーンに対する垂直観視角がβ〔度〕の方向
からスクリーン上の画像輝度Ｂβを測定することによ
り、スクリーンに正対した場合の画面輝度Ｂ0との比率
（相対輝度）Ｈ＝Ｂβ／Ｂ0が求められる。
【００３７】これらの相対輝度Ｈがあるしきい値より小
さくなると、画像がほとんど見えなくなる。画像が見え
る水平観視角αと垂直観視角βの範囲を、以下では、そ
れぞれ、水平観視範囲、垂直観視範囲と呼ぶ。また、相
対輝度Ｈ＝Ｂα／Ｂ0、Ｈ＝Ｂβ／Ｂ0が５０％となる水
平観視角αと垂直観視角βを、以下では、それぞれ、水
平視野角、垂直視野角と呼ぶ。
【００３８】図１１３は、従来技術による透過型スクリ
ーンにおいて得られる緑色画像光の指向特性を示す特性
図であり、実線は図１０６の透過型スクリーン１におい
て、レンチキュラーレンズシート３０′の基材３０Ｂ′
の屈折率を１．５０とした場合の画面水平方向の指向特
性、破線は図１０７の透過型スクリーン１において得ら
れる垂直方向の指向特性をそれぞれ示している。
【００３９】図１１３に示すように、従来技術による透
過型スクリーンでは、水平観視角αが±４７度を超える
位置においてスクリーン上の画像を観視できない。ま
た、垂直観視角βが±２５度を超える位置においてもス
クリーン上の画像を観視できない。さらに、相対輝度Ｈ
＝Ｂβ／Ｂ0が５０％となる垂直視野角が±９度程度と
非常に狭い。
【００４０】図１１４は、従来技術による透過型スクリ
ーン１のフレネルレンズシート１０の横長レンチキュラ
ーレンズ単体についての、垂直方向の指向特性を示す特
性図である。
【００４１】図１１４に示すように、従来技術による透
過型スクリーンでは、フレネルレンズシート１０の横長
レンチキュラーレンズの曲率半径を０．３ｍｍ程度とす
ることで、垂直観視範囲として±４度程度を得ている。
この横長レンチキュラーレンズと、レンチキュラーレン
ズシート３０′の基材中の光拡散材とを組み合わせて、
透過型スクリーン全体として上記のように垂直観視範囲
±２５度を得ていることになる。
【００４２】なお、従来の透過型スクリーンにおいて、
フレネルレンズシート１０のフレネル凸レンズの中心を
画面中心から上下にずらした構成とすることにより、指
向特性を上下対称な特性から若干ずらした特性にするこ
ともある。
【００４３】図１１５は、フレネルレンズシート１０の
フレネル凸レンズの中心を画面中心から上方に５０ｍｍ
程度ずらし、正面方向から約５度上方の方向が最大輝度
になるようにした場合の、スクリーン画面垂直方向の指
向特性を示す特性図である。
【００４４】さて、透過型スクリーンの指向特性として
は、水平方向、垂直方向とも従来技術による透過型スク
リーンの指向特性よりさらに広く、特に、裾の広い指向
特性が望ましい。
【００４５】図１１６は、透過型スクリーンにおける望
ましい指向特性の例を示す特性図であり、水平観視範囲
及び垂直観視範囲がともに±７０度程度となるような裾
の広い指向特性となっている。
【００４６】上記の従来の透過型スクリーンの指向特性
の改善を図るために、スクリーン画面垂直方向の指向特
性をより広げ、垂直視野角を増加させようとするときに
は、レンチキュラーレンズシート３０′の基材内の光拡
散材６の量を増やすか、あるいはフレネルレンズシート
１０における光入射面１１の横長レンチキュラーレンズ
の曲率半径を小さくすればよい。
【００４７】しかしながら、従来の透過型スクリーンに
おいて、レンチキュラーレンズシート３０′の基材内の
光拡散材６の量を増やすと、以下に述べるような問題が
生じる。
【００４８】図１１７は、図１０７の透過型スクリーン
１の垂直断面において、入射光束がスクリーン画面垂直
方向に拡散される様子を示す概略断面図であり、図１１
８は、図１０７の透過型スクリーン１の水平断面におい
て、入射光束がスクリーン画面水平方向に拡散される様
子を示す概略断面図である。図１１７及び図１１８にお
いて、１４０は入射光束である。
【００４９】図１１７及び図１１８に示すように、フレ
ネルレンズシート１０に入射した入射光束１４０は、光
入射面１１の横長レンチキュラーレンズの形状により屈
折してスクリーン画面垂直方向に拡散された後、レンチ
キュラーレンズシート３０′に入射して、基材内の光拡
散材６によってさらに拡散されるため、画像観視側から
見たときの光束の幅ｄは入射光束１４０の幅より大きく
なって、光出射面３２′における走査線幅あるいは画素
サイズが大きくなり、結果として画像のフォーカス特性
が低下する。
【００５０】このとき、スクリーン画面垂直方向の指向
特性を広げるために、レンチキュラーレンズシート３
０′の基材内の光拡散材６を増量すると、レンチキュラ
ーレンズシート３０′の光出射面３２′における走査線
幅あるいは画素サイズはますます大きくなって、画像の
フォーカス特性はさらに低下してしまう。
【００５１】また、図１１７及び図１１８に示したよう
に、レンチキュラーレンズシート３０′において、入射
光束１４０は基材内の光拡散材６によって拡散されるの
みならず、散乱されるため、一部の光線は再び光入射面
３１′側に反射されたり、レンチキュラーレンズシート
３０′内の迷光となったり、あるいは前記の光吸収帯３
３で吸収されたりして、光出射面３２′付近の焦点に到
達せず、光出射面３２′から出射しないこととなり、画
像観視側から見たスクリーン画面の明るさが低下する。
この明るさの低下は、光拡散材６を増せば増すほど著し
い。
【００５２】また、入射光束１４０のうち、上記のよう
に光拡散材６によって散乱され、迷光となった光は、投
写光学系内を不要反射光として往来したのち、その一部
が最終的にスクリーン画面（すなわち、レンチキュラー
レンズシート３０′の光出射面３２′）に到達し、画像
のコントラストが低下する。さらに照明光などの外光
は、半分程度がレンチキュラーレンズシート３０′の光
出射面３２′に設けられた前記の光吸収帯３３により吸
収されるが、光出射面３２′の第二の縦長レンチキュラ
ーレンズに入射した外光は、光拡散材６により拡散反射
され、同じく、画像のコントラストの低下を招く。これ
らのコントラスト低下についても、光拡散材６の増量に
より看過し得ないものとなる。
【００５３】一方、従来の透過型スクリーンにおいて、
フレネルレンズシート１０における光入射面１１の横長
レンチキュラーレンズの曲率半径を小さくした場合に
は、次のような問題が生じる。
【００５４】前述の如く、図１１７及び図１１８に示し
たように、フレネルレンズシート１０に入射した入射光
束１４０は、光入射面１１の横長レンチキュラーレンズ
の形状により屈折してスクリーン画面垂直方向に拡散さ
れた後、レンチキュラーレンズシート３０′に入射し
て、基材内の光拡散材６によってさらに拡散されるた
め、画像観視側から見たときの光束の幅ｄは入射光束１
４０の幅より大きくなって、光出射面３２′における走
査線幅あるいは画素サイズが大きくなり、結果として画
像のフォーカス特性が低下する。
【００５５】このとき、スクリーン画面垂直方向の指向
特性を広げるために、フレネルレンズシート１０の光入
射面１１の横長レンチキュラーレンズの曲率半径を小さ
くすると、レンチキュラーレンズシート３０′の光出射
面３２′における走査線幅あるいは画素サイズはますま
す大きくなって、画像のフォーカス特性はさらに低下し
てしまう。このため、従来技術では、フレネルレンズシ
ート１０の光入射面１１の横長レンチキュラーレンズの
曲率半径としては、実用上、最低限０．３ｍｍ程度とす
る必要があった。
【００５６】従来の透過型スクリーンにおいて、フレネ
ルレンズシート１０の光入射面１１の横長レンチキュラ
ーレンズの曲率半径を０．３ｍｍとしたときの、横長レ
ンチキュラーレンズ単体でのスクリーン画面垂直方向の
指向特性については、先に図１１４により説明した通り
である。
【００５７】図１１４に示したように、上記の横長レン
チキュラーレンズ単体では、垂直視野角として±４度程
度が得られる。
【００５８】したがって、以上のように、従来の透過型
スクリーンでは、画像のフォーカス特性、明るさ、及び
コントラストにトレードオフがないようにスクリーン画
面垂直方向の指向特性を拡大することはできないという
問題点があった。
【００５９】第二の課題としては、カラーシフトの低減
があげられる。
【００６０】カラーシフトとは、赤、緑、青の各色の投
写光束がレンチキュラーレンズシート３０′によりスク
リーン画面水平方向に拡散されるときに、各色の指向特
性が少し異なることに起因して、水平観視角αによって
赤、緑、青の３原色の色のバランスが変化し、画像の色
が変化して見える現象を言う。詳細については後述す
る。
【００６１】このカラーシフトは、赤色光の輝度Ｒと青
色光の輝度Ｂの相対値（それぞれ、最も明るい輝度Ｒｍ
ａｘ、Ｂｍａｘを基準とした場合の相対値）の比の対数
で表すものとし、数１で評価するものとする。
【００６２】
【数１】 １０×ｌｏｇ｛（Ｒ／Ｒｍａｘ）／（Ｂ／Ｂｍａｘ）｝ このカラーシフトはｄＢの単位で表され、０に近い方が
特性が良い。たとえば、赤と青の相対輝度の比が１：１
のときは０ｄＢであり、２：１のときは約３ｄＢであ
る。
【００６３】前述のように、レンチキュラーレンズシー
ト３０′の光出射面３２′の第二の縦長レンチキュラー
レンズのレンズ面は、赤、緑、青の入射光束に対し、こ
れらの各色の出射光束の指向特性を相互にほぼ平行にす
る機能を有しており、これによりカラーシフトは幾分低
減されているが、必ずしも充分な効果が得られていな
い。
【００６４】図１１９は、図１０９、図１１０のレンチ
キュラーレンズシート３０′によって得られる赤、緑、
青色映像光の指向特性を示す特性図であり、赤、青の斜
め入射光束が、楕円の長軸に対して集中角１０度をもっ
て入射した場合について示している。
【００６５】図１１９の例では、観視角度３０度におい
て１．８ｄＢのカラーシフトが発生している。
【００６６】また、赤色光、青色光については、それぞ
れ４５度、−４５度より外側の観視角度で急激に輝度が
低下する、いわゆるカットオフが存在する。緑色光につ
いては同様のカットオフが±５０度付近で発生してい
る。このようなカットオフがある場合、観視者が画面上
に輝度の段差を感じることがあり、実用上問題となる。
【００６７】図１２０は、図１１０のレンチキュラーレ
ンズシート３０′によって得られる赤、青色映像光の指
向特性を示す特性図である。図１２０では、図１１９の
場合より集中角を小さくした場合の特性を示している。
【００６８】図１２０に示すように、水平観視角αが４
５度において相対輝度で５０％差が生じ、これがカラー
シフトの原因となる。そこで、この赤、青色映像光の相
対輝度の差を大幅に低減することが必要となる。
【００６９】以上のように、従来の透過型スクリーンで
は、カラーシフトの低減が不充分であるという問題点が
あった。
【００７０】第三の課題としては、モアレの低減があげ
られる。
【００７１】前述のように、従来の透過型スクリーンで
は、横長レンチキュラーレンズのピッチなどを、モアレ
を低減するための適切な値に設定しているが、必ずしも
充分な効果が得られていない。これは、モアレの強度を
決定する要因として、ほかに、横長レンチキュラーレン
ズによる投写画像光の集光特性によって、フレネルレン
ズシート１０の光出射面１２において、輝度の高い部分
と輝度の低い部分がスクリーン画面垂直方向に交互に並
んで明暗線を生じているという要因があることによって
おり、以下、簡単に説明する。
【００７２】図１２１は、横長レンチキュラーレンズの
集光特性によって生じるスクリーン画面垂直方向の輝度
分布を示す特性図であり、図１０７の透過型スクリーン
１のフレネルレンズシート１０の光入射面１１の画面垂
直方向の輝度分布と、後述する本発明の透過型スクリー
ンにおける横長レンチキュラーレンズによるスクリーン
画面垂直方向の輝度分布を比較して示した特性図であ
る。
【００７３】図１２１において、破線２は図１０７に示
す従来技術によるフレネルレンズシート１０の横長レン
チキュラーレンズの場合の輝度分布である。実線１は後
述の本発明の実施例における横長レンチキュラーレンズ
による輝度分布であり、詳細については本発明の実施例
の項で説明する。
【００７４】横長レンチキュラーレンズによる画像光の
集光の状態は、図１０８に示したようになっている。す
なわち、フレネルレンズシート１０の光入射面１１に入
射した光束は、前述のように、光入射面１１の横長レン
チキュラーレンズの形状によってフレネルレンズシート
１０内の焦点（図示せず）で一旦集束するが、その後、
発散して光出射面１２に至る。このとき、画像発生源の
各画素に対応した画像光は、それぞれ、一定の角度範囲
内に拡散される。
【００７５】この拡散の範囲は非常に狭く、垂直指向特
性としては図１１４に示した如く両端部が切り立ったよ
うな特性となるため、光出射面１２におけるスクリーン
画面垂直方向の輝度分布は、図１２１において破線２で
示したような分布となる。すなわち、光出射面１２にお
いて、相対輝度の低い部分と相対輝度の高い部分とがス
クリーン画面垂直方向に交互に並んでモアレの原因とな
る明暗線を生じ、しかも、その輝度差は非常に大きいも
のであるため、モアレの強度も大きくなる。
【００７６】以上のように、従来の透過型スクリーンで
は、モアレの低減が不充分であるという問題点があり、
上記のような明暗線の輝度差を小さくすることが、モア
レの低減のための重要な課題となる。
【００７７】本発明の目的は、上記の従来の問題点を解
決し、画像のフォーカス特性、明るさ、及びコントラス
トがともに良好で、かつスクリーン画面水平方向及び垂
直方向の指向特性が広く、さらにカラーシフト及びモア
レの少ない透過型スクリーン、及びそれを備えた背面投
写型画像ディスプレイ装置を提供することにある。
【００７８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の背面投写型画像ディスプレイ装置の透過型
スクリーンにおいては、フレネルレンズシート、第一の
レンチキュラーレンズシート、第二のレンチキュラーレ
ンズシートからなる３枚構成とする。あるいは、これに
加えて最も画像観視側に、半透明に着色された光吸収シ
ートを配置して４枚構成とする。そして、第一のレンチ
キュラーレンズシートの光入射面または光出射面、もし
くはその両者の形状を、スクリーン画面水平方向を長手
方向とする非球面の横長レンチキュラーレンズをスクリ
ーン画面垂直方向に複数配列した形状とする。あるい
は、フレネルレンズシートの光入射面または光出射面の
形状を、スクリーン画面水平方向を長手方向とする非球
面の横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方
向に複数配列した形状とする。あるいは、光吸収シート
の光入射面または光出射面、もしくはその両者の形状
を、スクリーン画面水平方向を長手方向とする非球面の
横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に
複数配列した形状とする。さらに、第二のレンチキュラ
ーレンズシートの光入射面及び光出射面の形状を、スク
リーン画面垂直方向を長手方向とする非球面の縦長レン
チキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に複数配列
した形状とする。
【００７９】そして、スクリーン画面垂直方向の光拡散
を、主として第一のレンチキュラーレンズシートの光入
射面または光出射面、もしくはその両方に設けた横長の
レンチキュラーレンズ、あるいは、フレネルレンズシー
トまたは光吸収シートの光入射面または光出射面、もし
くはその両方に設けた横長のレンチキュラーレンズによ
り行い、補助的に第一のレンチキュラーレンズシートの
光拡散材、第二のレンチキュラーレンズシートの光拡散
材、または光吸収シートの光拡散材により行う構成とす
る。さらに、スクリーン画面水平方向の光拡散を、主と
して第二のレンチキュラーレンズシートの光入射面及び
光出射面に設けた縦長のレンチキュラーレンズにより行
う構成とする。
【００８０】上記の横長レンチキュラーレンズ、及び縦
長のレンチキュラーレンズは、形状を最適化することに
より、スクリーン画面垂直方向と水平方向の各色の画像
光の指向特性を大幅に改善するようにする。
【００８１】さらに、上記のフレネルレンズシート、第
一のレンチキュラーレンズシート、第二のレンチキュラ
ーレンズシート、光吸収シートのうち、第一のレンチキ
ュラーレンズシートのシート厚さを最も薄くする構成と
する。
【００８２】また、上記の目的を達成するため、本発明
の背面投写型画像ディスプレイ装置においては、上記の
本発明の透過型スクリーンを備えるとともに、投写レン
ズを構成するレンズ群のうち、最も画像発生源に近い側
に配設されるレンズを、その画像発生源側が面が凸面
を、その透過型スクリーン側の面が凹面をそれぞれ成す
凹レンズで構成し、画像発生源と投写レンズとを結合器
によって結合し、結合器内における、画像発生源と凹レ
ンズとの間に生じる空間に、液体冷媒を封入するという
従来からあるコントラスト改善技術を併用する構成とす
る。もしくは、これに加えて、投写レンズから透過型ス
クリーンに至る投写光路中に、基材と光反射性光学薄膜
とからなる反射鏡を設け、その反射鏡の構成として、反
射鏡の基材の表面のうち投写レンズ及び透過型スクリー
ンに対向する一面上に光反射性光学薄膜を成膜する構成
とするか、もしくは、反射鏡の基材の表面のうち投写レ
ンズ及び透過型スクリーンに対向する一面上に反射防止
膜を設けるとともにその面と反対側の基材表面上に光反
射性光学薄膜を成膜する構成とする、という従来からあ
る画像のフォーカス特性の改善技術を併用する構成とす
る。
【００８３】
【作用】前記の構成の透過型スクリーンを用いた背面投
写型画像ディスプレイ装置においては、投写型ブラウン
管などの画像発生源からの出射光は、投写レンズを経て
透過型スクリーンに入射し、透過型スクリーンの画像発
生源側に配置されたフレネルレンズシートにおいてほぼ
平行光となって通過したのち、第一のレンチキュラーレ
ンズシートの光入射面または光出射面の横長レンチキュ
ラーレンズによりスクリーン画面垂直方向に拡散され、
次いで第二のレンチキュラーレンズシートの光入射面の
第一の縦長レンチキュラーレンズと光出射面の第二の縦
長レンチキュラーレンズによりスクリーン画面水平方向
に拡散され、さらに、光吸収シートを配置した場合に
は、光吸収シートを透過して画像観視側に出射する。
【００８４】このとき、スクリーン画面水平方向の光拡
散は、第二のレンチキュラーレンズシートの光入射面ま
たは光出射面に設けた非球面の縦長レンチキュラーレン
ズの形状により制御されることから、スクリーン画面水
平方向の指向特性を広げ、さらにカラーシフトの発生を
極力抑えることが可能となる。
【００８５】また、スクリーン画面垂直方向の光拡散
は、主として第一のレンチキュラーレンズシート、ある
いはフレネルレンズシート、あるいは光吸収シートの、
光入射面または光出射面に設けた非球面の横長レンチキ
ュラーレンズの形状により制御されることから、非球面
形状の最適設計によりスクリーン画面垂直方向の指向特
性を広げ、垂直視野角を増加させることができる。
【００８６】また、本発明においては、前述のように、
第一のレンチキュラーレンズシート、フレネルレンズシ
ート、光吸収シートの横長レンチキュラーレンズによっ
てスクリーン画面垂直方向の指向特性を十分広げること
ができるので、第一のレンチキュラーレンズシート、第
二のレンチキュラーレンズシート、あるいは光吸収シー
トには、全く光拡散材を含有させないか、または含有さ
せるにしても微量でよい。このため、光拡散材によって
画像がぼやけることがことが少なくなり、良好なフォー
カス特性が得られる。また、入射光線が光拡散材により
散乱されて迷光を生じたり、さらに、照明光などの外光
が光拡散材により散乱されたりすることも少なくなるの
で、従来の透過型スクリーンに比較して画像の明るさ、
コントラストが向上する。
【００８７】一方、フレネルレンズシート、第一のレン
チキュラーレンズシート、第二のレンチキュラーレンズ
シートのうち、第一のレンチキュラーレンズシートのシ
ート厚さを最も薄くすることにより、第一のレンチキュ
ラーレンズシートの横長レンチキュラーレンズと、第二
のレンチキュラーレンズシートの光入射面の縦長レンチ
キュラーレンズとを、相互に近接するように配置できる
ことから、入射光束のスクリーン画面水平方向の光拡散
の開始点とスクリーン画面垂直方向の光拡散の開始点と
が近接することになり、フォーカス特性はさらに良好な
ものとなる。
【００８８】さらに、透過型スクリーンの最も画像観視
側に、半透明に着色された光吸収シートを配置する構成
とする場合には、画像発生源側から画像観視側に至る投
写画像光は、光吸収シートを１回だけ透過するため、光
量が光吸収シートの透過率に比例して減衰するのに対
し、照明光などの外光が透過型スクリーンで反射されて
画像観視側に至るときは、光吸収シートの最も画像観視
側の光出射面で反射される光を除き、その外光の大部分
は光吸収シートを少なくとも１往復通るため、光量が光
吸収シートの透過率の２乗に比例して減衰する。したが
って、投写光より外光の方が損失光の比率が大きくな
り、照明光などの外光があるときのコントラストが向上
する。
【００８９】なお、光吸収シートを配置しない場合に
は、第二のレンチキュラーレンズシートを半透明に着色
した構成としてもよく、この場合にも、光吸収シートを
配置した場合と同様に、照明光などの外光があるときの
コントラストが向上する。
【００９０】また、第一のレンチキュラーレンズシート
の光入射面または光出射面に設けられた横長レンチキュ
ラーレンズの形状を最適化し、光出射面におけるスクリ
ーン画面垂直方向の輝度分布について、相対輝度の低い
部分と高い部分との輝度差を小さくするようにした場合
には、フレネルレンズ、横長レンチキュラーレンズ、縦
長レンチキュラーレンズにより発生するモアレを低減す
ることができる。
【００９１】
【実施例】以下、本発明の第一の実施例を図１ないし図
６１により説明する。
【００９２】図１は本発明の第一の実施例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【００９３】図１において、１は透過型スクリーンであ
り、本実施例では、フレネルレンズシート１０、第一の
レンチキュラーレンズシート２０、第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０の３枚構成である。フレネルレンズ
シート１０、第一のレンチキュラーレンズシート２０、
第二のレンチキュラーレンズシート３０はそれぞれ端部
（図示せず）で相互に固定されている。１０Ｂ、２０
Ｂ、３０Ｂはそれぞれフレネルレンズシート１０、第一
のレンチキュラーレンズシート２０、第二のレンチキュ
ラーレンズシート３０の基材であり、いずれもほぼ透明
な熱可塑性樹脂材料よりなる。
【００９４】フレネルレンズシート１０は、光入射面１
１の形状が平面をなし、光出射面１２の形状がフレネル
凸レンズ形状をなしている。
【００９５】第一のレンチキュラーレンズシート２０
は、光入射面２１の形状がスクリーン画面水平方向を長
手方向とする横長レンチキュラーレンズをスクリーン画
面垂直方向に連続して複数配列した形状をなし、光出射
面２２の形状が平面をなしている。
【００９６】第二のレンチキュラーレンズシート３０
は、その光入射面３１の形状がスクリーン画面垂直方向
を長手方向とする第一の縦長レンチキュラーレンズをス
クリーン画面水平方向に連続して多数配列した形状をな
し、またその光出射面３２の形状が、スクリーン画面垂
直方向を長手方向とする第二の縦長レンチキュラーレン
ズを光入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレンズに
ほぼ対向してスクリーン画面水平方向に連続して複数並
べた形状をなしている。さらに第二の縦長レンチキュラ
ーレンズ相互間の境界部分には、凸形突起部３２Ｐが設
けられ、その上に有限幅の光吸収帯３３が設けられてい
る。
【００９７】本実施例が、図１０６、もしくは図１０７
に示した従来の透過型スクリーンと相違する点は、図１
に示すように、フレネルレンズシート１０の光入射面１
１が平面になった点と、シート厚さの薄い第一のレンチ
キュラーレンズシート２０が新たに構成要素として加わ
った点と、第二のレンチキュラーレンズシート３０の光
入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレンズと光出射
面３２の第二の縦長レンチキュラーレンズの形状がいず
れも従来の透過型スクリーンにおけるレンチキュラーレ
ンズシート３０′の縦長レンチキュラーレンズの形状と
は異なる新しい形状になった点と、第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０の基材３０Ｂの中に微粒子として光
拡散材６が分散されていない点の４点である。
【００９８】次に、図１に示した透過型スクリーン１を
構成するフレネルレンズシート１０、第一のレンチキュ
ラーレンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズシ
ート３０について、まずフレネルレンズシート１０から
詳細に説明する。
【００９９】フレネルレンズシート１０の光出射面１２
に設けられているフレネル凸レンズは、従来の透過型ス
クリーンのフレネルレンズシートの場合と同様に、光入
射面１１全体に入射する赤、緑、青の投写画像光の光束
を、それぞれの色ごとにほぼ平行な光束に変換し、第一
のレンチキュラーレンズシート２０に入射させる機能を
有している。
【０１００】図２は図１の透過型スクリーン１を備えた
背面投写型画像ディスプレイ装置の要部を示す断面図で
あり、また、図３は図２の背面投写型画像ディスプレイ
装置の投写光学系を水平面上に展開したときの概略展開
図である。
【０１０１】図２及び図３において、１は透過型スクリ
ーン、７Ｒ、７Ｇ、７Ｂはそれぞれ赤、緑、青の投写型
ブラウン管、８Ｒ、８Ｇ、８Ｂはそれぞれ投写型ブラウ
ン管７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ用の投写レンズ、９Ｇは投写型ブ
ラウン管７Ｇと投写レンズ８Ｇを結合する結合器、１０
０Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂはそれぞれ赤、緑、青の投写
光束である。１１０は投写光束１００Ｒ、１００Ｇ、１
００Ｂを折り返すための反射鏡であり、図３ではこの反
射鏡１１０を省略した展開図となっている。また、１２
０は筐体、１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂはそれぞれ投
写レンズ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂの光軸であり、透過型スクリ
ーン１の中心付近の一点Ｓ0において、光軸集中角θで
交わっている。
【０１０２】図２及び図３において、投写光束１００
Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは広がりながら透過型スクリー
ン１に入射している。これに伴い、透過型スクリーン１
上の画像の各画素においては、特定の１色、たとえば赤
の光線について見ると、各画素の主光線は平行ではな
く、透過型スクリーン１の中心画素の主光線に対し互い
に遠ざかる方向で透過型スクリーン１に入射する。この
とき、透過型スクリーン１上の各画素については、それ
ぞれの画素の主光線の方向が最も光の強度が強い方向と
なるため、一定位置にいる観視者にとっては、画像の一
部分のみ明るく、その周囲は非常に暗く見えることにな
る。
【０１０３】これに対し、透過型スクリーン１におい
て、フレネルレンズシート１０は、光入射面１１全体に
入射する画像光の光束が、赤、緑、青の色ごとにほぼ平
行光束となるように、光出射面１２のフレネル凸レンズ
により変換し、第一のレンチキュラーレンズシート２０
に入射させる機能を有しており、透過型スクリーン１上
の画面の明るさの分布を改善できる効果がある。
【０１０４】ただし、このとき、前述のように、図３に
おいて、緑の光軸１３０Ｇは、赤の光軸１３０Ｒ、青の
光軸１３０Ｂと光軸集中角θで交わっている。これに伴
い、透過型スクリーン１上の各画素においては、赤、
緑、青の各主光線は互いに異なる角度でフレネルレンズ
シート１０に入射し、異なる角度でフレネルレンズシー
ト１０から出射する。このため、赤、緑、青の光線の第
一のレンチキュラーレンズシート２０への入射角も互い
に異なる角度となる。
【０１０５】赤、緑、青の各色の投写光束が第二のレン
チキュラーレンズシート３０によりスクリーン画面水平
方向に拡散されるとき、各画素ごとに各色の主光線の方
向が最も明るい方向となるため、観視者が画像を見る水
平方向の位置によって、赤、緑、青の３原色の色のバラ
ンスが変化し、画像の色が変化して見える。この現象は
「カラーシフト」と呼ばれている。
【０１０６】次に、第一のレンチキュラーレンズシート
２０について説明する。
【０１０７】第一のレンチキュラーレンズシート２０の
光入射面２１に設けられている横長レンチキュラーレン
ズは、従来の透過型スクリーンのフレネルレンズシート
の光入射面の横長レンチキュラーレンズと同様に、入射
光束１４０をスクリーン画面垂直方向に拡散する機能を
有している。
【０１０８】図４は図１の透過型スクリーン１の垂直断
面を示す断面図である。
【０１０９】図４において、１４０は入射光束である。
その他、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明
を省略する。
【０１１０】図４に示すように、入射光束１４０は、光
入射面２１の横長レンチキュラーレンズから入射すると
き、同じ走査線、または同じ画素であっても、光入射面
２１への入射位置の違いにより入射角が違ってくるた
め、異なる角度に屈折し、スクリーン画面垂直方向に拡
散される。このとき、この横長レンチキュラーレンズの
曲率半径を小さくすれば、入射光束１４０の入射角が全
体的に大きくなり、光はより広い角度範囲に拡散してス
クリーン画面垂直方向の指向特性が広がり、垂直視野角
が増加する。
【０１１１】ここで、横長レンチキュラーレンズのピッ
チは、投写画像の走査線のピッチ、または画素のピッチ
より小さくなるよう構成する必要があり、さらには、投
写画像の走査線のピッチとのモアレ、及び、画面上部と
下部におけるフレネルレンズシート１０のフレネル凸レ
ンズの輪帯のピッチとのモアレを考慮して決める必要が
ある。
【０１１２】このうち、走査線のピッチと横長レンチキ
ュラーレンズのピッチによるモアレについて特に注意を
要するが、横長レンチキュラーレンズのピッチを、第一
の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面水平方向
のピッチより十分小さくし、さらに走査線のピッチより
も十分小さくするとともに、走査線のピッチと横長レン
チキュラーレンズのピッチが簡単な整数比にならないよ
うに設計すれば、モアレの強度は実用上問題とはならな
い水準となる。
【０１１３】たとえば、画面サイズが水平方向８００ｍ
ｍ、垂直方向６００ｍｍ、透過型スクリーンのスクリー
ン画面水平方向のピッチが０．７８ｍｍのとき、その画
面に４５０本の水平方向走査線が表示されるものとする
と、走査線のピッチは１．３３ｍｍであるが、フレネル
凸レンズの輪帯のピッチを０．１０５ｍｍ、横長レンチ
キュラーレンズのピッチを０．０９１ｍｍ程度に選べ
ば、モアレは非常に目立ちにくくなる。
【０１１４】なお、図１０６、図１０７の従来の透過型
スクリーンにおいては、主としてレンチキュラーレンズ
シート３０′の基材３０Ｂ′中に微粒子として分散され
ている光拡散材６によって、投写画像光は、スクリーン
画面垂直方向に拡散され、裾を引いた指向特性となって
いた。
【０１１５】これに対し、本実施例における第二のレン
チキュラーレンズシート３０の基材３０Ｂの中には、前
述のように、微粒子として光拡散材６が分散されていな
いため、横長レンチキュラーレンズの形状を、従来技術
による透過型スクリーンのように単純な円柱状や楕円柱
状にすると、スクリーン画面垂直方向の指向特性におい
て、裾を引かずカットオフを生じ、この結果、ある角度
範囲を超えると、投写画像光がなくなり、観視者には画
像が見えなくなってしまう。このため、本実施例におい
ては、横長レンチキュラーレンズの形状を、光拡散材６
がなくても裾を引くような指向特性が得られるような非
球面形状に設計するのが好ましい。このとき、裾を引く
ような指向特性により、第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０の単体をある一方向から見たときの、横長レン
チキュラーレンズ列による明るさの明暗差が、視覚的に
緩和されることから、上記のモアレはさらに目立ちにく
くなる。
【０１１６】さて、この第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズ
は、図１０７に示した従来の透過型スクリーン１におけ
るフレネルレンズシート１０の光入射面１１に設けられ
た横長レンチキュラーレンズに代わるものである。従来
の透過型スクリーン１においては、スクリーン画面垂直
方向の指向特性を拡大するために、レンチキュラーレン
ズシート３０′の基材３０Ｂ′内の光拡散材を増量した
り、フレネルレンズシート１０の横長レンチキュラーレ
ンズの曲率半径を小さくすると、前述のようにフォーカ
ス特性が低下した。
【０１１７】これに対し、本実施例において、スクリー
ン画面垂直方向の指向特性を拡大するために、横長レン
チキュラーレンズの曲率半径を小さくしても、フォーカ
ス特性は低下することがない。
【０１１８】これは、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０のシート厚さを、フレネルレンズシート１０、第
二のレンチキュラーレンズシート３０のシート厚さより
薄くし、第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入
射面２１の横長レンチキュラーレンズと、第二のレンチ
キュラーレンズシート３０光入射面３１の縦長レンチキ
ュラーレンズとを、相互に近接するように配置している
ことによっている。すなわち、本実施例では、入射光束
１４０のスクリーン画面水平方向の光拡散の開始点とス
クリーン画面垂直方向の光拡散の開始点とを近接させて
いるので、フォーカス特性が低下することがない。
【０１１９】具体的には、図４に示すように、入射光束
１４０は、フレネルレンズシート１０を通過したのち、
第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面２１
の横長レンチキュラーレンズの形状により屈折し、焦点
ｆ0で一旦集束し、そのまままた発散してスクリーン画
面垂直方向に拡散された後は、スクリーン画面垂直方向
には拡散されることがない。また、この光束は、第一の
レンチキュラーレンズシート２０の光出射面２２から出
射後、ただちに第二のレンチキュラーレンズシート３０
の光入射面３１の縦長レンチキュラーレンズにおいてス
クリーン画面水平方向に拡散されるので、画像観視側か
ら見たときの入射光束１４０に対する出射光束のスクリ
ーン画面垂直方向の光束の幅ｄは、概ねフレネルレンズ
シート１０の光出射面１２上に現れる光束の幅で認識さ
れ、図１１７に示した従来の透過型スクリーンによる光
束の幅ｄより小さくなり、画像がぼやけることがない。
【０１２０】図５は、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０のシート厚さを、上記のようにフレネルレンズシ
ート１０、第二のレンチキュラーレンズシート３０のシ
ート厚さより薄くした場合（光出射面２２を実線で示
す）と、図１０７に示した従来の透過型スクリーンのフ
レネルレンズシート１０のシート厚さと同程度に厚くし
た場合（光出射面２２を一点鎖線で示す）とについて、
スクリーン画面垂直方向の断面を比較して示す拡大断面
図である。
【０１２１】図５に示すように、第一のレンチキュラー
レンズシート２０の光入射面２１に入射した光束は、光
入射面２１の横長レンチキュラーレンズの形状によって
第一のレンチキュラーレンズシート２０内の焦点ｆ0で
一旦集束し、その後、発散して光出射面２２に至る。
【０１２２】第一のレンチキュラーレンズシート２０の
シート厚さが厚いとき（光出射面２２が一点鎖線の位置
にあり、シート厚さがｔ1のとき）は、光入射面２１に
おける光束の幅ｄ0と光出射面２２における光束の幅ｄ2
とを比べると、光出射面２２における光束の幅ｄ2の方
が大きくなる。このため、光拡散材６をなくしても、第
一のレンチキュラーレンズシート２０の光出射面２２に
おける走査線幅あるいは画素サイズが大きくなり、結果
としてフォーカス特性が劣化することになる。スクリー
ン画面垂直方向の指向特性を拡大するために、光入射面
２１の横長レンチキュラーレンズの曲率半径を小さくす
ると、光出射面２２における光束の幅ｄ2がさらに大き
くなるため、フォーカス特性はさらに劣化する。
【０１２３】一方、第一のレンチキュラーレンズシート
２０のシート厚さを、上記のようにフレネルレンズシー
ト１０、第二のレンチキュラーレンズシート３０のシー
ト厚さより薄くしたとき（光出射面２２が実線の位置に
あり、シート厚さがｔ0のとき）は、光出射面２２にお
ける光束の幅ｄ1は、シート厚さがｔ1のときの光出射面
２２における光束の幅ｄ2に比べ小さくなり、光入射面
２１における光束の幅ｄ0とほぼ同等となる。このと
き、第一のレンチキュラーレンズシート２０の光出射面
２２における走査線幅あるいは画素サイズも小さくな
り、第二のレンチキュラーレンズシート３０におけるス
クリーン画面水平方向の光拡散の開始点におけるスクリ
ーン画面垂直方向の光束の幅が小さくなり、フォーカス
特性が良好になる。しかも、後述のように、第一のレン
チキュラーレンズシート２０の垂直指向特性が図３０に
示すように裾広がりの特性となるときは、フォーカス特
性の劣化は認識されにくい。
【０１２４】なお、本実施例においては、第一のシレン
チキュラーレンズート２０は、そのシート厚さがフレネ
ルレンズシート１０、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０のシート厚さより薄いことから、単体では機械的
強度が弱くなるが、フレネルレンズシート１０及び第二
のレンチキュラーレンズシート３０のシート厚さを十分
にとり、フレネルレンズシート１０及び第二のレンチキ
ュラーレンズシート３０により第一のレンチキュラーレ
ンズシート２０を挾み込んで保持する構成とすることに
より、または、フレネルレンズシート１０及び第二のレ
ンチキュラーレンズシート３０の曲げ剛性を第一のレン
チキュラーレンズシート２０の曲げ剛性より十分に大き
くすることにより、実用上問題とはならない。
【０１２５】ただし、このようにした場合でも、透過型
スクリーン１を背面投写型画像ディスプレイ装置に実装
したときに、各シート間に浮きを生じて密着しない可能
性がある。そこで、この浮きを防止するために、あらか
じめ、フレネルレンズシート１０または第二のレンチキ
ュラーレンズシート３０、もしくはこの両者に対し、画
面周辺部よりも画面中心付近で相互により近接するよう
な反りを付与し、その上で背面投写型画像ディスプレイ
装置に取り付けたり、あるいは、各シートに面内張力を
生じるように周囲に引張力を印加した状態で背面投写型
画像ディスプレイ装置に取り付けたりするなどの方法を
とることが好ましい。
【０１２６】次に、第二のレンチキュラーレンズシート
３０について説明する。
【０１２７】図１において、第二のレンチキュラーレン
ズシート３０の光入射面３１に設けられている第一の縦
長レンチキュラーレンズは、フレネルレンズシート１０
から出射した投写画像光の光束を、各画素ごとにスクリ
ーン画面水平方向に拡散させ、画像観視側に出射させる
機能を有している。
【０１２８】前述の特開昭５８−５９４３６号公報に記
載されている従来の透過型スクリーンのレンチキュラー
レンズシートでは、第一の縦長レンチキュラーレンズ
は、楕円柱面の一部を連続して複数配置した形状であっ
た。その楕円は、レンチキュラーレンズシート３０′の
厚さ方向を長軸方向とし、楕円の２焦点のうち１焦点が
基材３０Ｂ′の内部に位置し、他の１焦点が光出射面３
２′付近に位置するように構成されていた。また、楕円
の離心率ｅは、基材３０Ｂ′の屈折率ｎのほぼ逆数とな
るように選ばれていた。
【０１２９】図１０６、図１０７の従来の透過型スクリ
ーン１のレンチキュラーレンズシート３０′において
は、前述のように、投写画像光は、スクリーン画面水平
方向には、光入射面３１の縦長レンチキュラーレンズに
より拡散されるほか、このレンチキュラーレンズシート
３０′の基材３０Ｂ′中に微粒子として分散されている
光拡散材６によっても、わずかながらさらに拡散され、
裾を引いた指向特性となっていた。
【０１３０】これに対し、本実施例における第二のレン
チキュラーレンズシート３０の基材３０Ｂの中には、前
述のように、微粒子として光拡散材６が分散されていな
いため、第一の縦長レンチキュラーレンズの形状を従来
のレンチキュラーレンズシート３０′の場合と同じにす
ると、スクリーン画面水平方向の指向特性において、裾
を引かずカットオフを生じ、この結果、ある角度範囲を
超えると、投写画像光がなくなり、観視者には画像が見
えなくなってしまう。このため、本実施例においては、
第一の縦長レンチキュラーレンズの形状を、光拡散材６
がなくても裾を引くような広い指向特性が得られる形状
に設計しておく必要がある。
【０１３１】一方、第二のレンチキュラーレンズシート
３０の光出射面３２に設けられている第二の縦長レンチ
キュラーレンズは、第一の縦長レンチキュラーレンズの
形状とほぼ対称な形状の面となっている。この第二の縦
長レンチキュラーレンズは、赤、緑、青の入射光束に対
し、これらの各色の出射光束の指向特性を相互にほぼ平
行にする機能を有しており、前述のカラーシフトを大幅
に低減することができる効果がある。
【０１３２】また、本実施例においては、後述のよう
に、第一の縦長レンチキュラーレンズ形状は、第二のレ
ンチキュラーレンズシート３０への入射光束が、光出射
面３２においては第二の縦長レンチキュラーレンズの中
央付近のみを通り両側の隣接する縦長レンチキュラーレ
ンズ面との境界部付近を通らないような形状に設計され
る。そして、その境界部付近には有限幅の凸形突起部３
２Ｐを設け、その上には光吸収帯３３を設けている。
【０１３３】この光吸収帯３３は、照明光などの外光が
入射した場合、その外光の一部を反射せず吸収する機能
を有しており、照明光などの外光があるときの画像のコ
ントラストを向上させる効果がある。
【０１３４】一方、本実施例においては、前述のよう
に、第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面
２１に設けられた横長レンチキュラーレンズによって、
スクリーン画面垂直方向の指向特性を十分広げることが
できるので、第二のレンチキュラーレンズシート３０の
基材３０Ｂの中には、従来の透過型スクリーンのレンチ
キュラーレンズシート３０′の場合と異なって、微粒子
として光拡散材６が分散されていない。
【０１３５】したがって、前述のように、フレネルレン
ズシート１０に入射した入射光束１４０は、第一のレン
チキュラーレンズシート２０の光入射面２１の横長レン
チキュラーレンズの形状により屈折してスクリーン画面
垂直方向に拡散されたのち、第二のレンチキュラーレン
ズシート３０を透過する際に光拡散材によってスクリー
ン画面垂直方向に拡散されることがないので、画像がぼ
やけることがなく、良好なフォーカス特性が得られる。
【０１３６】また、第二のレンチキュラーレンズシート
３０の光入射面３１への入射光線が光出射面３２に至る
前に光拡散材６により散乱されて迷光を生じたりするこ
とがないので、従来の透過型スクリーンに比較して画像
の明るさ、及びコントラストが向上する。さらに、光出
射面３２に入射した外光が光拡散材６により散乱された
りすることもないので、従来の透過型スクリーンに比較
して飛躍的に画像のコントラストが向上する効果があ
る。
【０１３７】次に、本実施例における、第一のレンチキ
ュラーレンズシート２０の横長レンチキュラーレンズ
と、第二のレンチキュラーレンズシート３０の縦長レン
チキュラーレンズの設計例について、より具体的に以下
に説明する。
【０１３８】図６は、各レンチキュラーレンズの非球面
形状を定義するための座標系を示す。レンズの光軸方向
をＺ軸とし、光束の進む方向を正（＋）の方向とする。
Ｚ軸に垂直な半径方向の軸をＲ軸とし、Ｚ軸からの径方
向距離をｒとする。このとき、レンズの面形状（以下、
サグ量という）Ｚ（ｒ）を数２で定義する。
【０１３９】
【数２】
【０１４０】数２において、ｒ、Ｚ（ｒ）は単位ｍｍで
表すものとする。また、ＲＤは曲率半径を表し、ＣＣ、
ＡＥ、ＡＦ、ＡＧ、ＡＨは非球面係数である。数２では
ｒの１０次の項までしか示していないが、これに限定さ
れるわけではなく、数３に示すように、１２次以上の偶
数次の項についても同様に設定してもよい。
【０１４１】
【数３】
【０１４２】ただし、ｎは任意の自然数、Ａnは２ｎ次
の項の非球面係数である。
【０１４３】ここで、Ｒ軸方向のレンチキュラーレンズ
の最大有効半径をｒMAXとし、レンチキュラーレンズの
相対半径ρを、数４により定義する。
【０１４４】
【数４】
【０１４５】さて、最初に、第二のレンチキュラーレン
ズシート３０の縦長レンチキュラーレンズの設計例につ
いて説明する。
【０１４６】まず、水平観視角αの拡大のための技術手
段を図７と図８を用いて説明する。
【０１４７】図７は、図１における第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０の水平方向断面図、図８は従来技術
による一般的なレンチキュラーレンズシート３０′の水
平方向断面図である。
【０１４８】図８に示すように、光入射面３１′の第一
の縦長レンチキュラーレンズの形状が球面形状である場
合、入射光束１４０（映像光線）のうち、光軸ｌ、ｌ′
付近を通過する光線（図中ｈ0で高さを示す）と、光軸
ｌ、ｌ′から離れた場所を通過する光線（図中ｈ2で高
さを示す）と、では光入射面３１′での屈折力が異な
り、光出射面３２′付近での結像位置が異なる。すなわ
ち、光軸ｌ、ｌ′から離れた場所を通過する光線による
結像位置の方が、光軸ｌ、ｌ′付近を通過する光線によ
る結像位置より光入射面３１′に近づく。
【０１４９】これを一般には縦球面収差と呼ぶ。そこ
で、前述のような、光軸ｌ、ｌ′から離れた場所を通過
する光線による結像位置の方が、光軸ｌ、ｌ′付近を通
過する光線による結像位置より光入射面３１′に近づく
場合を、以下「正の縦球面収差」と呼び、その逆に、光
軸ｌ、ｌ′付近を通過する光線による結像位置の方が、
光軸ｌ、ｌ′から離れた場所を通過する光線による結像
位置より光入射面３１′に近づく場合を、以下「負の縦
球面収差」と呼ぶこととする。
【０１５０】さて、本実施例においては、光入射面３１
の形状は、図８に示したような球面形状ではなく、図７
に示すような形状となっている。すなわち、光軸ｌ、
ｌ′付近を通過する光線による結像位置の方が、光軸
ｌ、ｌ′から離れた場所を通過する光線による結像位置
より光入射面３１に近づき（つまり、負の縦球面収
差）、かつ、光軸ｌ、ｌ′付近を通過する光線による結
像位置が光出射面３２の近傍となるようなレンズ形状で
ある。さらに、光出射面３２の形状が画像観視側に凸の
形状となっている。
【０１５１】光入射面３１、光出射面３２の形状をこの
ような形状にすると、光軸ｌ、ｌ′から離れた場所を通
過する光線は、光出射面３２に臨界角に近い角度で入射
するため、映像光線は光出射面３２において大きく屈折
する。このため、従来技術のレンチキュラーレンズシー
ト３０′に比べて水平観視角αを大幅に拡大できる。
【０１５２】次に、カラーシフトの低減のための技術手
段を図９を用いて説明する。
【０１５３】前述のように、赤または、青色映像光は、
図９に示すように第二のレンチキュラーレンズシート３
０の光入射面３１に入射光束１４０として斜め方向から
入射する。したがって、カラーシフト低減のためには、
この入射光束１４０のほぼ中心に位置する映像光線Ａが
光出射面３２で屈折した後、光軸ｌ、ｌ′にほぼ平行と
なるようにする必要がある。
【０１５４】そこで、本実施例では、光入射面３１、光
出射面３２の形状を、入射光束１４０のほぼ中心に位置
する映像光線Ａが光出射面３２で屈折後、光軸ｌ、ｌ′
にほぼ平行に出射されるようなレンズ形状としている。
【０１５５】さて、表１に、水平観視角αの拡大とカラ
ーシフトの低減を図った光入射面３１、光出射面３２の
レンズ形状の第一の設計例について、数２における曲率
半径と非球面係数、面間隔、屈折率、有効半径を示す。
【０１５６】
【表１】
【０１５７】表１において、光入射面３１（表中ではＳ
0で表示）の曲率半径が０．２８８４５ｍｍであり、光
入射面３１から光出射面３２（表中ではＳ1で表示）ま
での光軸ｌ、ｌ′上の距離（面間隔）が０．８８ｍｍ、
その間の媒質の屈折率が１．４９３であることが示され
ている。
【０１５８】曲率半径の符号が正（＋）の場合は、その
レンズ面の曲率中心が、レンズ面より、光入射面から光
出射面に向かう方向に位置することを示す。
【０１５９】図１０は表１のレンズ形状のデータに対応
した第二のレンチキュラーレンズシート３０の水平指向
特性を示す特性図であり、図１１は同じく表１のレンズ
形状のデータに対応した第二のレンチキュラーレンズシ
ート３０の赤または青色映像光についての水平指向特性
を示す特性図である。
【０１６０】図１０に示すように、水平観視角αは±６
７度で従来技術の透過型スクリーンに比べ大幅に拡大し
た。また、画面正面方向の輝度に対し、輝度が５０％と
なる方向は、画面正面方向から±４２度の方向であり、
実用上十分な性能を得ている。さらにカラーシフトにつ
いても、図１１に示すように、従来技術の透過型スクリ
ーンに比べ半減した。
【０１６１】図１２は第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の光入射面の形状に関するレンズ作用の変化につ
いて、表１のレンズ形状のデータに対応したスクリーン
と従来技術のスクリーンとで比較して示した特性図であ
る。
【０１６２】図１２において、縦軸は第一の縦長レンチ
キュラーレンズの形状を規定する数２のＺ（ｒ）の２次
微分であり、横軸はレンズ有効半径Ｐ／２を基準（１）
とする半径方向距離の相対値（相対半径）である。そし
て、実線１は従来技術のスクリーンの特性を、破線２は
表１のレンズ形状のデータに対応したスクリーンの特性
を、それぞれ示している。
【０１６３】この２次微分の値の増減を見ることによ
り、レンズの半径方向の各位置によるレンズ作用の変化
がわかる。すなわち、本実施例の光入射面のレンズ形状
（映像光源側に凸）は、破線２で示すように、この２次
微分値が光軸ｌ、ｌ′から離れるに従い負となる。この
ため、レンズ作用が弱まる形状となっている。一方、従
来技術の光入射面のレンズ形状（映像光源側に凸）は、
実線１に示すように、この２次微分値が光軸ｌ、ｌ′か
ら離れるに従い正となる。このため、レンズ作用が強ま
る形状となっている。
【０１６４】図１３は第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の光出射面の形状に関するレンズ作用の変化につ
いて、表１のレンズ形状のデータに対応したスクリーン
と従来技術のスクリーンとで比較して示した特性図であ
る。
【０１６５】図１３において、縦軸は第二の縦長レンチ
キュラーレンズの形状を規定する数２のＺ（ｒ）の２次
微分であり、横軸はレンズ有効半径Ｐ／２を基準（１）
とした半径方向距離の相対値（相対半径）である。そし
て、実線１は従来技術のスクリーンの特性を、破線２は
表１のレンズ形状のデータに対応したスクリーンの特性
を、それぞれ示している。
【０１６６】本実施例の光出射面のレンズ形状（観視側
に凸）は、破線２で示すように、２次微分値が光軸ｌ、
ｌ′から離れるに従い正となる。このため、レンズ作用
（集光作用）が弱まる形状となっている。一方、従来技
術の光出射面のレンズ形状（観視側に凸）は、実線１に
示すように、この２次微分値が光軸ｌ、ｌ′から離れる
場所においても負の一定値となっている。このため、レ
ンズ作用（集光作用）が変化しない形状となっている。
【０１６７】表２に、水平観視角αの拡大とカラーシフ
トの低減を図った光入射面３１、光出射面３２のレンズ
形状の第二の設計例について、数２における曲率半径と
非球面係数、面間隔、屈折率、有効半径を示す。
【０１６８】
【表２】
【０１６９】また、図１４は表２のレンズ形状のデータ
に対応した第二のレンチキュラーレンズシート３０の水
平指向特性を示す特性図であり、図１５は同じく表２の
レンズ形状のデータに対応した第二のレンチキュラーレ
ンズシート３０の赤または青色映像光についての水平指
向特性を示す特性図である。
【０１７０】図１４、図１５に示すように、この第二の
設計例によっても、従来技術の透過型スクリーンと同等
以下のカラーシフトで、水平観視範囲を±６８度と従来
技術の透過型スクリーンに比べ大幅に拡大できる。
【０１７１】第二のレンチキュラーレンズシート３０の
光入射面３１と光出射面３２のレンズ形状の第三の設計
例を、表３に示す。
【０１７２】
【表３】
【０１７３】図１６は、表３の設計例による第二のレン
チキュラーレンズシート３０に、緑色の平行光束が入射
した場合の光線追跡図である。表３の設計例では、カッ
トオフを無くすため、図１６に示すように、光入射面３
１の第一の縦長レンチキュラーレンズの、相対半径１．
０に近い部分（光軸から離れた部分）の曲率を小さく
し、入射する平行光束の周辺部分の光を拡散させてい
る。
【０１７４】図１７は、表３のレンズ形状のデータに対
応した第二のレンチキュラーレンズシート３０の、赤、
緑、青の各色の映像光についての水平指向特性を示す特
性図である。
【０１７５】なお、図１７では、光線集中角を１０°と
している。
【０１７６】図１７に示すように、光入射面３１の第一
の縦長レンチキュラーレンズの水平方向断面形状を高次
の非球面とすることによって、従来技術によって断面形
状を楕円とした場合に比べ、設計上は大幅にカラーシフ
トを低減できる。例えば、観視角度３０°でのカラーシ
フトは１．１ｄＢである。また、この指向特性にはカッ
トオフによる急激な輝度の低下がない点でも、水平方向
断面形状を楕円とした場合より優れているという効果が
ある。
【０１７７】さて、上記の各設計例による第二のレンチ
キュラーレンズシート３０は、１０００本以上の微細な
縦長レンチキュラーレンズを樹脂の押出し成形法によっ
て形成することになる。例えば、透過型スクリーンの画
面サイズがスクリーン画面水平方向に８００ｍｍであ
り、１つの縦長レンチキュラーレンズのピッチが０．７
３ｍｍであるとき、１枚の第二のレンチキュラーレンズ
シート３０の光入射面３１及び光出射面３２に、それぞ
れ約１２００本の縦長レンチキュラーレンズを形成する
ことになる。そのため、上記の各設計例について所期の
性能を得るためには、個々の縦長レンチキュラーレンズ
の断面形状において、ロール金型の加工条件や成形条件
などによって生じる形状のばらつきを抑えるよう、高精
度な成形をする必要がある。
【０１７８】断面形状の誤差による指向特性の劣化につ
いて、表３に示した上記の第三の設計例を例にとって以
下に説明する。
【０１７９】図１８に、表３に示した第三の設計例に基
づき、第二のレンチキュラーレンズシート３０を実際に
試作し、図１に示すような構成の透過型スクリーンとし
て、赤、緑、青の各色の映像光についての水平指向特性
を測定した結果を示す。なお、図１８の水平指向特性
は、集中角を１０°としている。
【０１８０】図１８に示すように、第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０を実際に試作した場合、その指向特
性は、カラーシフトが観視角度３０°で２．１ｄＢにな
り、図１７に示した計算値の倍近くになっている。さら
に、赤色光の観視角度−３２°の位置と、青色光の観視
角度４３°の位置に、観視輝度が急激に高くなる特異点
（以下、観視輝度の特異点という）が生じており、画面
に赤色と青色の縦の縞が発生してしまい、実用上問題の
あるものとなった。
【０１８１】図１９に、試作した第二のレンチキュラー
レンズシート３０の光入射面３１の第一の縦長レンチキ
ュラーレンズの水平方向断面形状の測定形状（３１Ｍ）
を、設計形状（３１Ｄ）と比較して示す。
【０１８２】図１９に示すように、試作した第二のレン
チキュラーレンズシート３０の水平方向断面形状は、設
計値に対して、歪（形状誤差）が発生している。例え
ば、光入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレンズの
相対半径ｒが１．０の位置では、設計値のサグ量は約
０．２８ｍｍであり、測定値のサグ量も設計値のサグ量
とほとんど同じになっているが、相対半径ｒが０．７近
辺の位置では、測定値のサグ量が設計値のサグ量に対し
て小さくなり、縦長レンチキュラーレンズの水平方向断
面形状はふくらんだ形状となっている。
【０１８３】図２０は、光入射面３１の第一の縦長レン
チキュラーレンズの水平方向断面形状について、設計値
のサグ量を基準としたときの、試作品の測定値のサグ量
の歪の大きさの分布を示す特性図である。試作品の第一
の縦長レンチキュラーレンズの水平方向断面形状の歪
は、相対半径ｒがほぼ０．７で最大となり、その大きさ
は０．００８ｍｍであった。
【０１８４】このような縦長レンチキュラーレンズの水
平方向断面形状の成形上の歪の問題は、現在の製造技術
では完全には解決されておらず、特に量産時において
は、設計形状に対して、Ｚ軸方向に０．０１ｍｍ程度の
サグ量の誤差が生じてしまうことがある。しかしなが
ら、製造技術の高精度化によりほぼ設計通りの形状を実
現できるようになれば、前述の各設計例のような設計通
りの特性が得られることになる。
【０１８５】ここで、光入射面３１の第一の縦長レンチ
キュラーレンズの水平方向断面形状に多少の歪が生じて
も、特性の劣化が少ない設計例について説明する。
【０１８６】指向特性にカットオフがなく、カラーシフ
トが少なく、しかも、縦長レンチキュラーレンズの断面
形状に成形時に歪が生じた場合でも、観視輝度の特異点
の生じることのない透過型スクリーンを設計するため、
本発明者らは、まず、従来のレンチキュラーレンズシー
トの縦長レンチキュラーレンズの断面形状をいくつか測
定し、指向特性との関連を分析した。その結果、光出射
面の縦長レンチキュラーレンズの断面形状の、設計形状
に対する歪は、光出射面の縦長レンチキュラーレンズの
有効幅が小さく、また形状がゆるやかであるため、ほと
んど発生していないことがわかった。
【０１８７】一方、光入射面の縦長レンチキュラーレン
ズの断面形状については、前述の試作した第二のレンチ
キュラーレンズシート３０にて発生した図２０に示す歪
と同じ傾向の歪が多く発生していた。
【０１８８】そこで、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の光入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレン
ズの断面形状に関して、特に、図２０のタイプの歪が発
生した場合に観視輝度の特異点が表れないことを主眼に
し、光入射面３１の縦長レンチキュラーレンズの断面形
状の２次微分値に着眼した。ここで、縦長レンチキュラ
ーレンズの断面形状の２次微分値は、縦長レンチキュラ
ーレンズの各相対半径での曲率を近似的に表すもので、
例えば、放物線の２次微分値は相対半径の位置にかかわ
らず一定の値となる。
【０１８９】図２１に、光入射面３１の第一の縦長レン
チキュラーレンズの断面形状を図１１０に示した楕円と
した場合の断面形状の２次微分値と、同じく、レンズの
中心で上記楕円と同じ曲率を持つような放物線とした場
合の断面形状の２次微分値とを比較して示す。また、同
図において、断面形状を上記放物線にした縦長レンチキ
ュラーレンズに、図２０に示す歪が発生したと仮定した
場合の断面形状の２次微分値も併せて示す。
【０１９０】図２１に示すように、図２０に示す歪が第
一の縦長レンチキュラーレンズの断面形状に発生した場
合、その時の２次微分値は、相対半径ρが０．５５〜
０．７５の部分で、もとの断面形状の２次微分値より特
に大きくなる。
【０１９１】ここで、相対半径ρが０．５５から０．７
５の部分で、図２１に示す楕円にした場合の断面形状の
２次微分値に対して、大きな２次微分値を持つような縦
長レンチキュラーレンズの断面形状の場合は、歪が発生
したときに、その相対半径ρが０．５５から０．７５の
部分で、その断面形状の曲率が楕円の場合の曲率よりも
きつくなり、入射光束の焦点距離が短くなるため、観視
輝度の急激に大きくなる特異点が発生しやすくなること
がわかった。
【０１９２】上記の分析結果を踏まえ、本発明では、前
述の関数Ｚ（ｒ）のｒについての２次微分関数をＺ″
（ｒ）、図１１０に示した楕円形状の関数Ｇ（ｒ）のｒ
についての２次微分関数をＧ″（ｒ）とした場合におい
て、２次微分関数Ｚ″（ｒ）に対し、２次微分関数Ｇ″
（ｒ）に関する条件を加えることとした。
【０１９３】ここで、Ｇ（ｒ）は、数５で与えられる。
【０１９４】
【数５】
【０１９５】ただし、楕円の離心率ｅ、定数ａは、屈折
率をＮ、光入射面と光出射面の面間隔をＴとしたとき、
それぞれ数６、数７で与えられる。
【０１９６】
【数６】ｅ＝１／Ｎ
【０１９７】
【数７】ａ＝Ｔ／（１＋ｅ） さて、２次微分関数Ｚ″（ｒ）に加える条件について述
べる。
【０１９８】図２０のタイプの歪が発生した場合に、Ｚ
（ｒ）の２次微分値が大きくなる相対半径ρが０．５５
から０．７５の範囲では、２次微分関数Ｚ″（ｒ）に、
２次微分関数Ｇ″（ｒ）に対して、数５の条件を新たに
加える。
【０１９９】
【数８】 ０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５Ｇ″（ｒ） この条件のもとでレンズ形状の最適化を行ったときは、
歪が発生した場合にも観視輝度の急激に大きくなる特異
点が発生しない。
【０２００】即ち、Ｚ″（ｒ）が１．１５Ｇ″（ｒ）よ
りも大きくなると、縦長レンチキュラーレンズの断面形
状に最大値が０．０１ｍｍの歪が発生した場合、赤色光
及び青色光の観視角度のそれぞれ−３５°、３５°近辺
に、輝度の急激に大きくなる特異点が発生する。
【０２０１】また、Ｚ″（ｒ）が０．８５Ｇ″（ｒ）よ
りも小さい場合は、観視角度３０°近辺のカラーシフト
が、断面形状を楕円とした縦長レンチキュラーレンズよ
りも大きくなり、高次非球面を使用するメリットが薄れ
てしまう。
【０２０２】また、上記条件を満たす形状で、従来の断
面形状を楕円とした縦長レンチキュラーレンズの問題の
１つであったカットオフをなくすためには、光出射面の
縦長レンチキュラーレンズに入射する光束を一点にしぼ
り込むのでなく、図１６に示すように、入射光束の周辺
部で外側に広げる形にすることが有効である。そこで、
相対半径ρが０．９５以上の範囲で、２次微分関数Ｚ″
（ｒ）が２次微分関数Ｇ″（ｒ）に対して、数９または
数１０で与えられる条件を付加する。
【０２０３】
【数９】Ｚ″（ｒ）≦０．６Ｇ″（ｒ）
【０２０４】
【数１０】Ｚ″（ｒ）≦Ｚ″（０） このいずれかの条件を満たすことによりカットオフがな
くなり、指向特性は観視角度が大きくなってもゆるやか
に低下する。
【０２０５】以上の条件を満たすように、第一の縦長レ
ンチキュラーレンズの断面形状の最適化を行なうことに
より、カットオフがなく、カラーシフトが少なく、かつ
縦長レンチキュラーレンズの断面形状に歪が発生した場
合にも、観視輝度の特異点のない透過型スクリーンを実
現することができる。
【０２０６】第二のレンチキュラーレンズシート３０の
光入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレンズとし
て、上記の特徴を有する高次の非球面形状を断面形状と
する縦長レンチキュラーレンズを採用することにより、
第一の縦長レンチキュラーレンズの断面形状に最大０．
０１ｍｍの歪が生じた場合でも、観視輝度の特異点が発
生しなくなる効果がある。また、従来の、断面形状を楕
円とした縦長レンチキュラーレンズに比べ、カラーシフ
トの少ない、かつ、カットオフがなく輝度の急激な変化
の少ない指向特性を得ることができる。
【０２０７】表４に、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の光入射面３１と光出射面３２のレンズ形状の第
四の設計例を示す。
【０２０８】
【表４】
【０２０９】図２２は、光入射面３１の第一の縦長レン
チキュラーレンズの水平方向断面形状を図１１０に示し
た楕円とした場合の断面形状の２次微分値と、同じく、
表４の設計例の場合の断面形状の２次微分値とを比較し
て示した特性図である。
【０２１０】第二のレンチキュラーレンズシート３０に
おける光入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレンズ
の水平方向断面形状として表４の設計例の非球面とする
と、その縦長レンチキュラーレンズの断面形状の２次微
分値は、図２２に示すように、次の条件式を満足してい
る。
【０２１１】すなわち、非球面に関する２次微分関数
Ｚ″（ｒ）が、楕円に関する２次微分関数Ｇ″（ｒ）に
対し、（１）相対半径ρが０．５５≦ρ≦０．７５の位
置では、
【０２１２】
【数８】 ０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５Ｇ″（ｒ） なる式を満足し、かつ、（２）相対半径ρｒが０．９５
≦ρ≦１．０の位置では、
【０２１３】
【数９】Ｚ″（ｒ）≦０．６Ｇ″（ｒ） なる式を満足している。
【０２１４】図２３は、光入射面３１の第一の縦長レン
チキュラーレンズの水平方向断面形状を表４の設計例の
非球面とした第二のレンチキュラーレンズシート３０を
有する、透過型スクリーンのスクリーン画面水平方向の
光の指向特性の計算値を示す特性図である。なお、同図
では、集中角を１０°としている。
【０２１５】図２３に示すように、水平指向特性におい
て、観視角度３０°でのカラーシフトは１．０ｄＢにな
り、従来の、断面形状を楕円とした縦長レンチキュラー
レンズよりもカラーシフトが少なく、かつカットオフの
ないものになっている。
【０２１６】また、図２４は、断面形状を表４の設計例
の非球面とした光入射面３１の第一の縦長レンチキュラ
ーレンズに、前記の図２０に示した歪が発生した場合
の、透過型スクリーンの水平指向特性の計算値を示す特
性図である。
【０２１７】図２３に示すように、第四の設計例におけ
る第二のレンチキュラーレンズシート３０によれば、歪
が発生した状態でも、輝度が急激に大きくなる特異点が
存在しない。
【０２１８】表５に、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の光入射面３１と光出射面３２のレンズ形状の第
五の設計例を示す。この設計例も、第四の設計例と同様
に、光入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレンズの
水平方向断面形状に多少の歪が生じても、特性の低下が
少ない設計例となっている。
【０２１９】
【表５】
【０２２０】図２５は、光入射面３１の第一の縦長レン
チキュラーレンズの水平方向断面形状を図１１０に示し
た楕円とした場合の断面形状の２次微分値と、同じく、
表５の設計例の場合の断面形状の２次微分値とを比較し
て示した特性図である。
【０２２１】第二のレンチキュラーレンズシート３０に
おける光入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレンズ
の水平方向断面形状として表５の設計例の非球面とする
と、その縦長レンチキュラーレンズの断面形状の２次微
分値は、図２５に示すように、次の条件式を満足してい
る。
【０２２２】すなわち、非球面に関する２次微分関数
Ｚ″（ｒ）が、楕円に関する２次微分関数Ｇ″（ｒ）に
対し、（１）相対半径ρが０．５５≦ρ≦０．７５の位
置では、
【０２２３】
【数８】 ０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５Ｇ″（ｒ） なる式を満足し、かつ、（２）相対半径ρが０．９５≦
ρ≦１．０の位置では、
【０２２４】
【数１０】Ｚ″（ｒ）≦Ｚ″（０） なる式を満足している。
【０２２５】図２６は、光入射面３１の第一の縦長レン
チキュラーレンズの水平方向断面形状を表５の設計例の
非球面とした第二のレンチキュラーレンズシート３０を
有する、透過型スクリーンのスクリーン画面水平方向の
光の指向特性の計算値を示す特性図である。なお、同図
では、集中角を１０°としている。
【０２２６】図２６に示すように、水平指向特性におい
て、観視角度３０°でのカラーシフトは２．０ｄＢにな
り、従来の、断面形状を楕円とした縦長レンチキュラー
レンズと同じレベルのカラーシフトで、かつカットオフ
のないものになっている。
【０２２７】さらに、観視角度０°から５０°にかけて
のカラーシフトが、常に２．１ｄＢ以下であり、観視角
度範囲全域においてカラーシフトが小さい特性になって
いる。
【０２２８】また、図２７は、断面形状を表５の設計例
の非球面とした光入射面３１の第一の縦長レンチキュラ
ーレンズに、前記の図２０に示した歪が発生した場合
の、透過型スクリーンの水平指向特性の計算値を示す特
性図である。
【０２２９】図２７に示すように、第五の設計例におけ
る第二のレンチキュラーレンズシート３０によれば、歪
が発生した状態でも、輝度が急激に大きくなる特異点が
存在しない。さらに、観視角度０°から５０°にかけて
のカラーシフトが、歪が発生した状態でも、常に２．０
ｄＢ以下に収まっている。
【０２３０】この第五の設計例の第二のレンチキュラー
レンズシート３０を用いた透過型スクリーンによれば、
観視角度範囲全域において歪に強くカットオフがなく、
かつカラーシフトの小さい指向特性を得ることができ
る。
【０２３１】以上に例示した縦長レンチキュラーレンズ
の設計例は、後述の本発明の各実施例における第二のレ
ンチキュラーレンズシート３０にも適用できることは言
うまでもない。
【０２３２】以上で第二のレンチキュラーレンズシート
３０の縦長レンチキュラーレンズの設計例についての説
明を終わり、次に第一のレンチキュラーレンズシート２
０の横長レンチキュラーレンズの設計例について説明す
る。
【０２３３】初めに、垂直観視角βの拡大のための技術
手段を図２８を用いて説明する。
【０２３４】図２８は、第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズの
レンズ作用による、入射光束１４０のスクリーン画面垂
直方向への拡散機能を説明するための説明図である。
【０２３５】ただし、図２８は、後述の第八の実施例に
おけるフレネルレンズシート１０の断面図となっている
が、横長レンチキュラーレンズのレンズ作用による光束
の拡散については本実施例の場合と全く同じであるの
で、図２８を用いて第一のレンチキュラーレンズシート
２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズのレン
ズ作用について説明する。
【０２３６】図２８に示すように、入射光束１４０の各
光線は、光入射面１１に設けたレンズ面Ｓ0に入射し
て、屈折したのち、それぞれ各焦点（図中ではｆ1、
ｆ0）で集光し、その後、発散しながら光出射面１２の
レンズ面Ｓ1に向かい、入射光束は全体的に拡散される
ことになる。
【０２３７】よって、このような拡散機能を持たせるた
めに、本実施例においては、光軸ｌ、ｌ′近傍のレンズ
形状（映像光源側に凸）を弱い凸形状とすることによ
り、そのレンズ作用（集光作用）を弱くし、光軸ｌ、
ｌ′から離れるに従い、前記凸形状が強くなる形状とす
ることにより、そのレンズ作用を強くしている。
【０２３８】すなわち、言い替えれば、光軸ｌ、ｌ′近
傍のレンズ作用による焦点距離ｌ0に比べ、光軸ｌ、
ｌ′から離れた部分のレンズ作用による焦点距離ｌ1を
短くしている。
【０２３９】たとえば、距離ｌ0と距離ｌ1とが、
【０２４０】
【数１１】ｌ0≧２・ｌ1 のような条件を満たすのが好ましい。
【０２４１】このとき、光入射面１１に設けたレンズ面
Ｓ0での屈折力が光軸ｌ、ｌ′から離れるに従い強くな
り、この部分を通過する拡散光束１４１は、光軸ｌ、
ｌ′近傍を通過する光束１４２に比べて、より大きく屈
折し、広い垂直指向特性が実現できる。
【０２４２】表６は、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズの設
計例について、数２における曲率半径と非球面係数、面
間隔、屈折率、有効半径を示したものである。光出射面
２２の曲率半径が∞となっているのは、光出射面２２が
平面であることを示している。
【０２４３】
【表６】
【０２４４】また、図２９は、表６の横長レンチキュラ
ーレンズの設計例の概略の形状を示す垂直方向断面図で
ある。
【０２４５】ただし、図２９は、後述の第八の実施例に
おけるフレネルレンズシート１０の断面図となっている
が、横長レンチキュラーレンズのレンズ作用による光束
の拡散については本実施例の場合と全く同じであるの
で、図２９を用いて第一のレンチキュラーレンズシート
２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズの設計
例の概略の形状について説明する。
【０２４６】表６において、光入射面２１のレンズ面Ｓ
0は、図２９に示すように、画像表示源側に凸形を成す
凸形レンチキュラーレンズ面であり、その曲率半径が
０．１０５ｍｍであり、レンズ面Ｓ0から光出射面２２
のレンズ面Ｓ1までの光軸上の距離（面間隔）ｔが２．
０ｍｍであり、その間の媒質の屈折率が１．５７０であ
ることが示されている。
【０２４７】曲率半径の符号が正の場合は、そのレンズ
面の曲率中心が、レンズ面より、光入射面から光出射面
に向かう方向に位置することを示す。
【０２４８】レンズ面Ｓ0の有効半径（Ｐ／２）が０．
０４ｍｍとなっているのは、レンズ面Ｓ0において数２
のＺ（ｒ）が、０≦ｒ≦０．０４の範囲の径方向距離ｒ
に対して定義されることを示す。
【０２４９】また、図３０は、表６の横長レンチキュラ
ーレンズの設計例によるスクリーン画面垂直方向の指向
特性を示す図である。
【０２５０】図３０に示すように、スクリーン画面垂直
方向には、画面正面方向から上下に±６８°まで画像が
観視できる。また、画面正面方向の輝度に対し、輝度が
５０％となる方向は、画面正面方向から上下に±１０°
の方向であり、実用上充分な性能を得ている。
【０２５１】図３１は第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズの形
状に関するレンズ作用の変化について、本実施例の透過
型スクリーンの横長レンチキュラーレンズと従来技術の
透過型スクリーンのフレネルレンズシート１０の光入射
面１１の横長レンチキュラーレンズとで比較して示した
特性図である。
【０２５２】図３１において、縦軸は横長レンチキュラ
ーレンズの形状を規定する数２のＺ（ｒ）の２次微分で
あり、横軸はレンズ有効半径Ｐ／２を基準（１）とした
ときの、光軸からの半径方向距離の相対値（相対半径）
である。そして、実線１は従来技術の横長レンチキュラ
ーレンズの特性を、破線２は表６のレンズ形状のデータ
に対応した横長レンチキュラーレンズの特性を、それぞ
れ示している。一点鎖線３については後述する。
【０２５３】前述のように、この２次微分の値の増減を
見ることによりレンズの半径方向の各位置によるレンズ
作用の変化がわかる。すなわち、本実施例の横長レンチ
キュラーレンズにおいては、破線２で示すように、レン
ズ形状（映像光源側に凸）の２次微分値が光軸ｌ、ｌ′
から離れるに従い、符号が正のまま大きくなる。このた
め、レンズ作用が強まる形状となっている。一方、従来
技術のレンズ形状（映像光源側に凸）は、実線１に示す
ように、この２次微分値が正ではあるが、光軸ｌ、ｌ′
から離れても値が増加しない。このため、レンズ作用が
変化しない形状となっている。
【０２５４】さて、本発明の透過型スクリーンでは、第
一のレンチキュラーレンズシート２０の横長レンチキュ
ラーレンズによるスクリーン画面垂直方向の光拡散の指
向特性が、画面に生ずるモアレの強度を決定する要因の
一つとなる。上記の横長レンチキュラーレンズの設計例
によれば、スクリーン画面垂直方向の指向特性は、モア
レ軽減にとって、非常に良好なものとなる。以下、これ
について説明する。
【０２５５】第一のレンチキュラーレンズシート２０の
横長レンチキュラーレンズによる投写画像光の拡散の状
態は、図２９に示したようになっている。
【０２５６】すなわち、第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０の光入射面２１に入射した光束は、前述のよう
に、光入射面２１の横長レンチキュラーレンズの形状に
よって第一のレンチキュラーレンズシート２０内の焦点
で一旦集束するが、その後、発散して光出射面２２に至
る。このとき、画像発生源の各画素に対応した画像光
は、それぞれ、一定範囲内で拡散される。
【０２５７】この拡散の範囲は非常に広く、垂直指向特
性としては図３０に示したように裾広がりの特性となる
ため、光出射面２２におけるスクリーン画面垂直方向の
輝度分布は、それぞれの拡散が加算されることにより、
図１２１の実線１で示したような分布となる。すなわ
ち、光出射面２２におけるスクリーン画面垂直方向にお
いて、相対輝度の低い部分と相対輝度の高い部分とが交
互に並んで、モアレの原因となる明暗線を生じても、そ
の輝度差は非常に小さなものであるため、モアレの強度
も非常に小さくなる。
【０２５８】このように、本実施例では、明暗線の輝度
差が小さくなることから、モアレを大幅に軽減すること
ができる。
【０２５９】なお、後述の本発明の他の実施例において
も、横長レンチキュラーレンズの画面垂直方向の断面形
状を本実施例と同様な形状とすることにより、スクリー
ン画面垂直方向の指向特性として広い指向特性の透過型
スクリーンを実現でき、さらに、モアレの軽減につい
て、上記と同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
【０２６０】以上のように、本実施例においては、第二
のレンチキュラーレンズシート３０の基材の中の光拡散
材６をなくし、シート厚さの薄い第一のレンチキュラー
レンズシート２０を新たに構成要素として加え、フレネ
ルレンズシート１０の光入射面１１の形状を平面とする
ことにより、画像のフォーカス特性、明るさ、及びコン
トラストをともに向上させるとともに、スクリーン画面
水平方向、及び垂直方向の指向特性を拡大でき、さらに
モアレ、カラーシフトを低減できる効果がある。
【０２６１】なお、本実施例において、図１に示した第
一のレンチキュラーレンズシート２０は、光入射面２１
に、横長レンチキュラーレンズを複数配列する構成とな
っているが、横長レンチキュラーレンズを配列する面は
光入射面２１に限定されるものではない。以下、これに
ついて説明する。
【０２６２】図３２及び図３３は、それぞれ、本実施例
の第一、第二の変形例の透過型スクリーン１の第一のレ
ンチキュラーレンズシート２０として、他の構成の第一
のレンチキュラーレンズシート２０を用いたときの透過
型スクリーン１の要部を示す斜視図である。
【０２６３】図３２に示す第一の変形例の第一のレンチ
キュラーレンズシート２０では、光出射面２２に、横長
レンチキュラーレンズを複数配列する構成となってい
る。このような構成としても、図１に示した第一のレン
チキュラーレンズシート２０と同様の効果が得られる。
【０２６４】一方、図３３に示す第二の変形例の第一の
レンチキュラーレンズシート２０では、光入射面２１と
光出射面２２の両方に、横長レンチキュラーレンズを複
数配列する構成となっている。このような構成として
も、図１に示した第一のレンチキュラーレンズシート２
０と同様の効果が得られるほか、さらに、光入射面２１
と光出射面２２の両面に横長レンチキュラーレンズがあ
ることから、スクリーン画面垂直方向の指向特性をより
拡大することができる効果がある。
【０２６５】また、本実施例において、図１に示した第
一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面２１に
は、横長レンチキュラーレンズとして、画像発生源側に
凸形をなす凸形レンチキュラーレンズを複数配列してい
るが、横長レンチキュラーレンズの形状はこれに限定さ
れるものではない。以下、これについて説明する。
【０２６６】図３４及び図３５は、それぞれ、本実施例
の第三、第四の変形例の透過型スクリーン１の第一のレ
ンチキュラーレンズシート２０として、光入射面２１
に、横長レンチキュラーレンズとして他の形状の横長レ
ンチキュラーレンズを配列したときの透過型スクリーン
１の要部を示す斜視図である。
【０２６７】図３４に示す第三の変形例では、第一のレ
ンチキュラーレンズシート２０の光入射面２１に、横長
レンチキュラーレンズとして、画像発生源側に凹形をな
す凹形レンチキュラーレンズを複数配列している。この
ような形状としても、図１に示した形状の横長レンチキ
ュラーレンズと同様の効果が得られる。
【０２６８】一方、図３５に示す第四の変形例では、第
一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面２１
に、横長レンチキュラーレンズとして、画像発生源側に
凸形をなす凸形レンチキュラーレンズと画像発生源側に
凹形をなす凹形レンチキュラーレンズとを、交互に連続
して複数配列している。
【０２６９】図３６は、図３５の透過型スクリーン１の
垂直断面を示す断面図であり、１４０は入射光束であ
る。
【０２７０】図３６に示すように、フレネルレンズシー
ト１０に入射した入射光束１４０は、第一のレンチキュ
ラーレンズシート２０の光入射面２１の横長レンチキュ
ラーレンズの形状により屈折してスクリーン画面垂直方
向に拡散された後は、スクリーン画面垂直方向に拡散さ
れることがないため、画像観視側から見たときの入射光
束１４０に対する出射光束のスクリーン画面垂直方向の
幅ｄは、前述の図４の透過型スクリーン１の場合と同
様、概ねフレネルレンズシート１０の光出射面１２に現
れる光束の幅で認識されることになり、良好なフォーカ
ス特性が得られる効果がある。
【０２７１】図３５に示したような形状の横長レンチキ
ュラーレンズでは、上記のフォーカス特性のほかにも、
図１に示した形状の横長レンチキュラーレンズと同様の
効果が得られる。
【０２７２】このほか、さらに、図３５に示したような
形状の横長レンチキュラーレンズでは、スクリーン画面
垂直方向の指向特性を拡大するために横長レンチキュラ
ーレンズの曲率半径を小さくしたときに、隣接するレン
チキュラーレンズ相互間の境界部の形状として、レンズ
面が鋭い交差角で交差することがなく、したがって、製
造時に成形用金型によって成形しようとした場合、横長
レンチキュラーレンズの上記の境界部の形状をほぼ完全
に再現でき、スクリーンの成形性が良好となる効果があ
る。以下、これについて説明する。
【０２７３】図３７は、従来の透過型スクリーンにおけ
るフレネルレンズシート１０、及び図１、図３５の透過
型スクリーンにおける第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０の垂直断面を示す概略断面図である。
【０２７４】図３７において、（ａ）は図１０７に示し
た従来の透過型スクリーン１のフレネルレンズシート１
０を、（ｂ）は図１に示した第一の実施例の透過型スク
リーン１の第一のレンチキュラーレンズシート２０を、
（ｃ）は図３５に示す第一の実施例の透過型スクリーン
の第四の変形例の第一のレンチキュラーレンズシート２
０を、それぞれ示している。なお、図３７（ａ）におい
ては、簡単のため、光出射面１２のフレネル凸レンズを
省略して示してある。
【０２７５】従来の透過型スクリーン１のフレネルレン
ズシート１０、及び第一の実施例の透過型スクリーン１
の第一のレンチキュラーレンズシート２０においては、
それぞれ、図３７（ａ）、（ｂ）に示すように、光入射
面１１または光入射面２１の横長レンチキュラーレンズ
として画像発生源側に凸形を成す凸形レンチキュラーレ
ンズのみを用い、それらを連続して、複数配列した形状
としている。このうち、従来の透過型スクリーン１で
は、図３７（ａ）に示すように、横長レンチキュラーレ
ンズは曲率半径が大きく平面に近い形状となっている。
一方、第一の実施例の透過型スクリーン１では、図３７
（ｂ）に示すように、非球面形状の設計によっては、横
長レンチキュラーレンズは曲率半径が小さくなり、隣接
するレンチキュラーレンズ相互間の境界部の形状とし
て、レンズ面の交差角が鋭くなってしまう。しかも、横
長レンチキュラーレンズのピッチは０．０８ないし０．
１ｍｍ程度と微細であるため、このような形状となった
横長レンチキュラーレンズを成形用金型によって成形し
ようとすると、その成形用金型における上記の境界部に
対応する部分が、部分的に丸みを帯びたり、くずれを生
じたりしやすくなり、その結果、横長レンチキュラーレ
ンズの上記の境界部の形状が完全には再現されにくくな
り、スクリーンの成形性が悪くなってしまうことがあ
る。
【０２７６】これに対し、第一の実施例の第四の変形例
の透過型スクリーン１では、図３７（ｃ）に示すよう
に、横長レンチキュラーレンズとして画像発生源側に凸
形となる凸形レンチキュラーレンズと凹形を成す凹形レ
ンチキュラーレンズとを用い、その両者を交互に連続し
て複数配列した形状としている。したがって、横長レン
チキュラーレンズの曲率半径を小さくしても、隣接する
レンチキュラーレンズ相互間の境界部の形状として、レ
ンズ面が鋭い交差角で交差することがなく、したがっ
て、成形用金型によって成形しようとした場合、横長レ
ンチキュラーレンズの上記の境界部の形状をほぼ完全に
再現でき、スクリーンの成形性は良好となる効果があ
る。
【０２７７】しかも、上記の第四の変形例における横長
レンチキュラーレンズの曲率半径を第一の実施例におけ
る横長レンチキュラーレンズの曲率半径とほぼ同様とす
れば、第四の変形例の透過型スクリーン１におけるスク
リーン画面垂直方向の指向特性は、前述の第一の実施例
の場合とほぼ同等となる。
【０２７８】図３８は、従来の透過型スクリーン１、第
一の実施例の透過型スクリーン１、及び第一の実施例の
第四の変形例の透過型スクリーン１のスクリーン画面垂
直方向の指向特性の概略を示す特性図であり、横軸は垂
直観視角、縦軸は相対輝度を示している。
【０２７９】図３８において、Ａは、図３７（ａ）に示
す横長レンチキュラーレンズを用いた従来の透過型スク
リーンの指向特性であり、Ｂは、図３７（ｂ）に示す横
長レンチキュラーレンズを用いた第一の実施例の指向特
性及び図３７（ｃ）に示す横長レンチキュラーレンズを
用いた上記の第四の変形例の指向特性である。また、Ａ
については、レンチキュラーレンズシート３０′の基材
中の光拡散材を仮になくした場合の指向特性である。
【０２８０】すなわち、図３７（ｃ）に示す横長レンチ
キュラーレンズを用いた第一の実施例の変形例の指向特
性は、図３７（ｂ）に示す横長レンチキュラーレンズを
用いた第一の実施例の指向特性と同様、図３８のＢに示
すような広い指向特性となる。
【０２８１】なお、第一の実施例の変形例における第一
のレンチキュラーレンズシート２０の横長レンチキュラ
ーレンズのピッチを、モアレを低減できるように設定す
る場合、横長レンチキュラーレンズのピッチとして、画
像発生源側に凸形を成す凸形レンチキュラーレンズと画
像発生源側に凹形となる凹形レンチキュラーレンズとを
１対として、１ピッチと考える必要がある。
【０２８２】次に、第一の実施例の第四の変形例におけ
る、第一のレンチキュラーレンズシート２０の設計例に
ついて説明する。
【０２８３】表７は、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズの設
計例を示したものである。ただし、光入射面２１の横長
レンチキュラーレンズは、画像表示源側に凹形を成す凹
形レンチキュラーレンズと画像表示源側に凸形を成す凸
形レンチキュラーレンズのそれぞれについて、数２にお
ける曲率半径と非球面係数、有効半径を示している。光
出射面２２は平面である。
【０２８４】
【表７】
【０２８５】また、図３９は、表７の横長レンチキュラ
ーレンズの設計例の概略の形状を示す断面図である。
【０２８６】表７において、光入射面２１のレンズ面Ｓ
0は、図３９に示すように、画像表示源側に凹形を成す
凹形レンチキュラーレンズ面Ｓ01と、画像表示源側に凸
形を成す凸形レンチキュラーレンズ面Ｓ02からなり、レ
ンズ面Ｓ01とレンズ面Ｓ02の曲率半径がそれぞれ−０．
０６５６２５ｍｍ、０．０６５６２５ｍｍであり、レン
ズ面Ｓ02から光出射面２２のレンズ面Ｓ1までの光軸上
の距離（面間隔）ｔが０．５ｍｍであり、その間の媒質
の屈折率が１．５１７であることが示されている。
【０２８７】レンズ面Ｓ01とレンズ面Ｓ02の有効半径
（Ｐ／２）がともに０．０２５ｍｍとなっているのは、
レンズ面Ｓ01、レンズ面Ｓ02のそれぞれにおいて数２の
Ｚ（ｒ）が、０≦ｒ≦０．０２５の範囲の径方向距離ｒ
に対して定義されることを示す。
【０２８８】図４０は、表７の横長レンチキュラーレン
ズの設計例における、入射光束１４０のスクリーン画面
垂直方向の拡散を示す図である。
【０２８９】本設計例では、スクリーン画面垂直方向の
指向特性は、第一の実施例の表１の設計例と同様に、図
３０に示したような指向特性となる。
【０２９０】なお、本設計例においては、第一のレンチ
キュラーレンズシート２０の光入射面２１の横長レンチ
キュラーレンズとしての凸形レンチキュラーレンズと凹
形レンチキュラーレンズの形状は、図３９に示したよう
に、互いに対称な形状となっているが、これらの凸形レ
ンチキュラーレンズと凹形レンチキュラーレンズの形状
としては、その他、種々の形状を考えることができる。
【０２９１】表８は、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０の第二の設計例を示したものである。
【０２９２】
【表８】
【０２９３】表８の設計例では、画像表示源側に凹形を
成す凹形レンチキュラーレンズ面Ｓ01の有効半径が、画
像表示源側に凸形を成す凸形レンチキュラーレンズ面Ｓ
02の有効半径より小さく、さらに凸形レンチキュラーレ
ンズの曲率半径が凹形レンチキュラーレンズの曲率半径
と異なる設計となっている点が表７の設計例と異なる
が、スクリーン画面垂直方向の指向特性は表７の設計例
と同じく、図３０に示したような指向特性となる。
【０２９４】表９、表１０、表１１は、第一のレンチキ
ュラーレンズシート２０の光入射面２１の横長レンチキ
ュラーレンズのさらに他の設計例を示したものである。
これらの設計例においては、数２における非球面係数は
いずれも０であるので、表から省いてある。
【０２９５】
【表９】
【０２９６】
【表１０】
【０２９７】
【表１１】
【０２９８】図４１、図４２、図４３は、それぞれ、表
９、表１０、表１１の横長レンチキュラーレンズの設計
例によるスクリーン画面垂直方向の指向特性を示す図で
ある。
【０２９９】これらの設計例によるスクリーン画面垂直
方向の指向特性は、表７の横長レンチキュラーレンズの
設計例の指向特性と比較すると、裾引きが少ない指向特
性となっているが、実用上問題のない水準である。
【０３００】表１２は、第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズの
さらに他の設計例を示したものである。本設計例におい
ては、数２における非球面係数はいずれも０であるの
で、表から省いてある。また、本設計例では、画像表示
源側に凹形を成す凹形レンチキュラーレンズと、画像表
示源側に凸形を成す凸形レンチキュラーレンズとして、
それぞれ２種類の形状を組み合わせている。
【０３０１】
【表１２】
【０３０２】図４４は、表１２の横長レンチキュラーレ
ンズの設計例の概略の形状を示す断面図である。
【０３０３】また、図４５は、表１２の横長レンチキュ
ラーレンズの設計例における、入射光束１４０のスクリ
ーン画面垂直方向の拡散を示す図である。
【０３０４】この設計例においても、表７の横長レンチ
キュラーレンズの設計例と同様のスクリーン画面垂直方
向の指向特性が得られる。
【０３０５】表１３は、第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０の光入射面２１の横長レンチキュラーレンズの
さらに他の設計例を示したものである。表１３の設計例
においては、画像表示源側に凸形を成す凸形レンチキュ
ラーレンズ面と画像表示源側に凹形を成す凹形レンチキ
ュラーレンズ面が連続した状態で、数２において単一の
式で表されるので、一括して光入射面Ｓ0に関する曲率
半径、非球面係数等を示している。
【０３０６】
【表１３】
【０３０７】図４６は、表１３の横長レンチキュラーレ
ンズの設計例の概略の形状を示す断面図である。
【０３０８】また、図４７は、表１３の横長レンチキュ
ラーレンズの設計例における、入射光束１４０のスクリ
ーン画面垂直方向の拡散を示す図である。
【０３０９】この設計例においても、表７の横長レンチ
キュラーレンズの設計例と同様のスクリーン画面垂直方
向の指向特性が得られる。
【０３１０】以上の説明から明らかなように、第一の実
施例の上記の各変形例においては、画像のフォーカス特
性、明るさ、コントラスト、及びスクリーンの成形性を
ともに向上させるとともに、スクリーン画面水平方向、
及び垂直方向の指向特性を拡大できる効果がある。
【０３１１】一方、本実施例においては、図１に示した
第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面２１
の横長レンチキュラーレンズとして、上下非対称な断面
形状を有する横長レンチキュラーレンズを採用してもよ
い。以下、この第五の変形例について説明する。
【０３１２】背面投写型画像ディスプレイ装置では、観
視者がその表示画像を観視する位置は多様であり、どの
位置から観視した場合にも画面全体が明るく見えること
が必要である。この条件を満足するために必要なスクリ
−ン画面垂直方向の指向特性は、スクリーン画面法線方
向に関して必ずしも上下対称ではない。
【０３１３】表１４は、観視者の観視位置のうち代表的
な５点からの背面投写型ディスプレイの画面中央及び上
下端の観視角度を示した表である。同図において観視方
向の符号は、スクリーン法線方向より上方から見下ろす
場合が正（＋）、下方から見上げる場合が負（−）であ
る。
【０３１４】
【表１４】
【０３１５】観視者が背面投写型画像ディスプレイ装置
を観視する位置は、表１４のＢ、Ｃ、Ｄのように、床や
椅子などに座って見る場合が多い。そのため従来技術に
よる背面投写型ディスプレイ装置では、主にこれらの位
置から観視した場合に画面が最も明るくかつスクリーン
の上下の輝度の差が少なくなるように、スクリ−ン画面
垂直方向の指向特性が設定されていた。
【０３１６】具体的には、Ｂ、Ｃの観視位置ではほぼ上
下のスクリ−ン画面観視角度がバランスしているが、Ｄ
の観視位置ではスクリ−ン画面下端の観視角度が大き
く、若干暗く感じる。そこで最大輝度を示す観視角度を
若干上向き（図２０では５°）にずらした指向特性とす
ることがしばしば行われている。その手段としては、前
記投写レンズの投写方向を上向きとする方法と、前記フ
レネルレンズシート１０の中心を上方に偏心させる方法
との２通りの方法があり、これらのうちのいずれかの方
法、もしくは両方の方法を併用することによって上記の
ような指向特性が付与される。
【０３１７】しかしながらこのような手段をとっても、
立ち上がって観視した場合（表１４のＥ）や、横臥状態
で観視した場合（表１４のＡ）には、スクリーンの画面
の観視角度が大きくなる側が暗くなる現象は改善されな
い。そこで従来技術では、レンチキュラーレンズシート
３０′に練り込む光拡散材６の量を増やす方法で、指向
特性を改善していた。しかしながら、一般的には、下か
ら見上げる場合（たとえば観視位置Ａから見る場合）よ
り、上から見下ろす場合（たとえば観視位置Ｅから見る
場合）の方が、より近くから画面を見ることが多い。こ
のとき、下から見上げる場合のスクリ−ン画面上端の観
視角より、上から見下ろす場合のスクリ−ン画面下端の
観視角の方が大きいことになるが、光拡散材６による光
の拡散特性は前述のように上下左右で均一であるため、
上から見下ろす場合のスクリ−ン画面下端の観視角に合
わせて指向特性を広げると、下方に対しては必要以上に
指向特性が広くなり、背面投写型画像ディスプレイ装置
の光利用率が低下するといった問題があった。また、光
拡散材６の量を増加すると、外光に対しスクリーンが白
く光る現象が強くなり、明るい場所でのコントラスト性
能が悪化する。さらに製造上からも成形性が困難となる
など問題が多い。
【０３１８】そこで、透過型スクリーンを多様な観視位
置から観視してもスクリ−ン画面全面が明るく見えるよ
うにするため、本実施例における横長レンチキュラーレ
ンズの断面形状を、各横長レンチキュラーレンズの中央
を通るレンズ中心軸に関して上下非対称の形状とし、こ
の横長レンチキュラーレンズによりスクリ−ン画面垂直
方向の光拡散を行う構成とする。
【０３１９】この場合、横長レンチキュラーレンズの断
面形状がレンズ中心軸に対して上下非対称であるので、
この横長レンチキュラーレンズを通過する光線は、レン
ズ中心軸からの距離が同じ点を通過する場合であって
も、上下で異なる角度に屈折され、その結果、スクリ−
ン画面垂直方向の指向特性として上下非対称の指向特性
を得ることができる。
【０３２０】表１５は、本実施例の第五の変形例の透過
型スクリーン１における第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０の光入射面２１の、上下非対称な断面形状を有
する横長レンチキュラーレンズの設計例について、数２
における曲率半径と非球面係数、屈折率、有効半径を示
したものである。なお、光出射面２２については、平面
であるので表からは省いてある。
【０３２１】
【表１５】
【０３２２】また、図４８は表１５の横長レンチキュラ
ーレンズの設計例の概略の垂直断面形状を示す断面図で
ある。
【０３２３】表１５において、光入射面２１のレンズ面
Ｓ0は、図４８に示すように、レンズ中心軸ＬＬ′より
上側に偏心したＺ軸の位置を境にして、上側のレンチキ
ュラーレンズ面Ｓ01と、下側のレンチキュラーレンズ面
Ｓ02からなり、レンズ面Ｓ０１とレンズ面Ｓ０１の曲率
半径がそれぞれ０．０９５ｍｍ、０．１００ｍｍであ
り、レンズ面Ｓ0と光出射面２２との間の媒質の屈折率
が１．５３であることが示されている。
【０３２４】レンズ面Ｓ01とレンズ面Ｓ02の有効半径が
それぞれ０．０４５ｍｍ、０．０５５ｍｍとなっている
のは、レンズ面Ｓ01、レンズ面Ｓ02において数２のＺ
（ｒ）が、それぞれ、０≦ｒ≦０．０４５、−０．０５
５≦ｒ≦０の範囲の径方向距離ｒに対して定義されるこ
とを示す。すなわち、図４８の横長レンチキュラーレン
ズにおいては、レンズの幅は０．１００ｍｍであり、レ
ンズの断面形状はレンズ中心軸ＬＬ′より、０．００５
ｍｍ上側に偏心したＺ軸の位置を境にして、上下で異な
った非球面によって構成されている。
【０３２５】また図４９は図４８の横長レンチキュラー
レンズを用いたときの透過型スクリーンの画面垂直方向
の指向特性を示す特性図である。なお、同図の観視輝度
は、最も明るい方向（観視角度）の輝度を１００％とし
た相対値である。
【０３２６】図４９に示すように、スクリ−ン画面垂直
方向の指向特性は、上方向が下方向より広い指向特性を
有する上下非対称形状の特性になり、背面投写型画像デ
ィスプレイ装置の指向特性として望ましい指向特性を有
するものとなる。本実施例では、簡単のため、最大輝度
を示す観視角度を０°としたが、従来技術の項で述べた
ように投写レンズの投写方向を上向きとしたり、もしく
はフレネルレンズシートのフレネルレンズの中心を画面
上方に偏心させることにより、最大輝度を示す観視角度
を０°より上方にずらすことができるが、その場合でも
本発明の効果に何等影響はない。
【０３２７】次に、上下非対称の横長レンチキュラーレ
ンズの第二の設計例について説明する。
【０３２８】表１６は、上下非対称な断面形状を有する
横長レンチキュラーレンズの第二の設計例について、数
２における曲率半径と非球面係数、屈折率、有効半径を
示したものである。
【０３２９】
【表１６】
【０３３０】また、図５０は表１６の横長レンチキュラ
ーレンズの設計例の概略の垂直断面形状を示す断面図で
ある。
【０３３１】本設計例では、横長レンチキュラーレンズ
の幅は０．１ｍｍであり、レンズ中心軸ＬＬ′より上側
に偏心したＺ軸より上側のレンチキュラーレンズ面Ｓ01
と、下側のレンチキュラーレンズ面Ｓ02とは同じ非球面
係数の形状を有している。すなわち、上下対称な単一の
非球面形状において、径方向ｒの範囲を−０．０５１５
ｍｍ≦ｒ≦０．０４８５ｍｍとし、レンズ中心軸ＬＬ′
に対して０．００１５ｍｍ上方に偏移した形状となって
いる。
【０３３２】この場合レンズの頂部に対して、隣接する
横長レンチキュラーレンズとの境界部のレンズ面の高さ
が 上側……０．０２０ｍｍ 下側……０．０２５ｍｍ になり、そのままでは隣接する横長レンチキュラーレン
ズとつながらないので、各横長レンチキュラーレンズの
上端側に０．００５ｍｍ幅のほぼ水平な接続面２３を加
えている。
【０３３３】図５１は図５０の横長レンチキュラーレン
ズを用いたときの透過型スクリーンの画面垂直方向の指
向特性を示す特性図である。なお、同図の観視輝度は、
最も明るい観視角度における輝度を１００％とした相対
値である。
【０３３４】図５１に示すスクリ−ン画面垂直方向の指
向特性も、表１５の第一の設計例の場合と同様に、上方
向が下方向より広い指向特性を有する上下非対称の指向
特性となる。
【０３３５】以上、横長レンチキュラーレンズの形状を
数１の非球面式１つないし２つの組合せで与える方法に
ついて述べたが、以下に開示するように、横長レンチキ
ュラーレンズの断面形状を多角形近似を行うことによ
り、点列データとして与えることも可能である。
【０３３６】以下、上下非対称の横長レンチキュラーレ
ンズの第三の設計例について、図５２ないし図５５によ
り説明する。
【０３３７】図５２は、第三の設計例における第一のレ
ンチキュラーレンズシート２０の垂直断面を示す断面図
であり、光入射面２１への入射光束１４３が、光入射面
２１の横長レンチキュラーレンズと光出射面２２におい
て屈折され、出射する様子を光線追跡図として示してい
る。図５２において、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０の光入射面２１には横長レンチキュラーレンズが
連続して複数形成され、光出射面２２は平面となってい
る。また同図においては、座標軸のとり方を、図６とは
異なり、一つの横長レンチキュラーレンズの上端をＺ軸
及びＲ軸の原点とする。
【０３３８】このとき、横長レンチキュラーレンズの断
面形状を、Ｒ軸への投影長さがｈ（ｎ）で、Ｒ軸に対し
てθ（ｎ）の角度をなす直線がつながり合ってできた多
角形状の形状で近似する。ここで、θ（ｎ）は、図５２
において、前記直線の法線とＺ軸とのなす角に等しく、
Ｚ軸に平行な光線が入射する場合には光の入射角に等し
い。この横長レンチキュラーレンズを構成する直線の数
をｍとし、その横長レンチキュラーレンズの上端からｎ
本目の直線の番号をｎとする。すなわち、ｎ＝１がその
レンチキュラーレンズの上端部の直線を、また、ｎ＝ｍ
がレンチキュラーレンズの下端部の直線に対応する。こ
のとき、ｍを例えば１００以上とすれば、実用上ほぼ滑
らかな曲線となる。なお、１本の横長レンチキュラーレ
ンズのＲ軸方向の幅はＨであり、数１２で表される。
【０３３９】
【数１２】
【０３４０】図５３に図５２の横長レンチキュラーレン
ズの断面形状の拡大図を示す。図５３からわかるよう
に、ｎ番目の直線のＺ軸への投影長さｄ（ｎ）は、数１
３で表される。
【０３４１】
【数１３】
【０３４２】このとき、ｎ番目の直線の下端の点のＲ座
標ｒ（ｎ）とＺ座標ｚ（ｎ）は、それぞれ数１４、数１
５で表される。
【０３４３】
【数１４】
【０３４４】
【数１５】
【０３４５】したがって、本実施例の横長レンチキュラ
ーレンズの断面形状は、Ｒ座標、Ｚ座標で、レンチキュ
ラーレンズの上端を（０，０）として、 （ｒ（ｎ），ｚ（ｎ）） （ここに、ｎ＝１，２，３，
…，ｍ） の点列として表すことができる。
【０３４６】次に、上記多角形状の横長レンチキュラー
レンズの断面形状の設計方法を以下に示す。
【０３４７】図５２に示すように、第一のレンチキュラ
ーレンズシート２０の光入射面２１に形成された横長レ
ンチキュラーレンズのｎ番目の直線に入射角θ（ｎ）で
入射する、幅ｈ（ｎ）のＺ軸に平行な平行光束１４３
は、そのｎ番目の直線の法線方向と角度θ′（ｎ）をな
すとともに光出射面２２の法線方向、すなわちＺ軸方向
と角度φ′（ｎ）をなすように屈折し、さらに光出射面
２２から観視角度φ（ｎ）の方向に出射する出射光束１
４４となる。
【０３４８】このとき、第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０の基材２０Ｂの屈折率をＮとすると、スネル
（Ｓｎｅｌｌ）の法則から、数１６及び数１７の関係が
成り立つ。
【０３４９】
【数１６】
【０３５０】
【数１７】
【０３５１】一方、図５２から、θ（ｎ）、θ′
（ｎ）、φ′（ｎ）の間には、数１８の関係がある。
【０３５２】
【数１８】
【０３５３】これらの関係から、あるφ（ｎ）に対し
て、φ′（ｎ）、θ（ｎ）、θ′（ｎ）は、数１９、数
２０、数２１のように求められる。
【０３５４】
【数１９】
【０３５５】
【数２０】
【０３５６】
【数２１】
【０３５７】ここで、φ（ｎ）の観視角度方向の、微小
角度範囲Δφに出射する出射光束１４４は、光入射面２
１側のｈ（ｎ）の幅を持つ平行光束１４３が起源であ
る。従って１本の横長レンチキュラーレンズに入射する
光の全光束をΦとすると、出射光束１４４の光束ｓ
（ｎ）は、数２２のように表される。
【０３５８】
【数２２】
【０３５９】数２２において、Ｔ(in)（ｎ）、Ｔ(out)
（ｎ）は、それぞれ、光入射面２１、光出射面２２にお
ける透過率であり、数２３、数２４で与えられる。
【０３６０】
【数２３】
【０３６１】
【数２４】
【０３６２】ここでＲ(in,p)（ｎ）、Ｒ(in,s)（ｎ）、
Ｒ(out,p)（ｎ）、Ｒ(out,s)（ｎ）は、それぞれ、光入
射面２１におけるｐ偏光、ｓ偏光の反射率、光出射面２
２におけるｐ偏光、ｓ偏光の反射率であり、数２５、数
２６、数２７、数２８で与えられる。
【０３６３】
【数２５】
【０３６４】
【数２６】
【０３６５】
【数２７】
【０３６６】
【数２８】
【０３６７】ここで、出射光束１４４の光束ｓ（ｎ）
は、目標とするスクリ−ン画面垂直方向の指向特性か
ら、以下のように求められる。
【０３６８】図５４は、本実施例の透過型スクリーンの
目標とするスクリ−ン画面垂直方向の指向特性を示した
特性図である。図５４において観視輝度は、最も輝度が
高くなる観視方向の輝度を１００％としたときの相対値
である。観視角度φ（ｎ）は、図５２に示す観視角度φ
（ｎ）に対応しており、図５４に示す指向特性におい
て、正（＋）側の最大観視角度から負（−）側最大観視
角度までの角度範囲をｍ等分したときの、負（−）側の
最大観視角度からｎ番目の観視角度である。このとき、
φ（ｎ）の角度範囲Δφは、 Δφ＝（正（＋）側最大観視角度−負（−）側最大観視
角度）／ｍ となる。
【０３６９】このとき、図５４の観視角度方向φ（ｎ）
から見たスクリーン画面上の輝度をＬ（ｎ）とすると、
出射光束１４４の光束ｓ（ｎ）は、数２９のように表さ
れる。
【０３７０】
【数２９】
【０３７１】このとき、数２２と数２９より、ｈ（ｎ）
が数３０のように求められる。
【０３７２】
【数３０】
【０３７３】ここで、１本の横長レンチキュラーレンズ
のＲ軸方向の幅Ｈは、前述のとおり数１２のように表さ
れる。
【０３７４】したがって、分割数ｍが十分に多い場合
は、全光束Φは数３０より求められ、近似的に数３１で
表される。
【０３７５】
【数３１】
【０３７６】以上の計算から明らかなように、観視角度
方向φ（ｎ）における輝度Ｌ（ｎ）が、ｎ＝１からｍま
で順次与えられれば、数２０及び数３０より、θ（ｎ）
とｈ（ｎ）が求められる。そして数１４、数１５より、
（ｒ（ｎ），ｚ（ｎ））が計算でき、図５３に示すよう
な横長レンチキュラーレンズの断面形状を表す点列が求
められる。
【０３７７】図５５は、上下非対称な横長レンチキュラ
ーレンズの第三の設計例の垂直断面形状を示す断面図で
あり、上記計算方法を用いて、図５４に示す指向特性を
もとに、光入射面２１における透過率Ｔ(in)（ｎ）と光
出射面２２における透過率Ｔ(out)（ｎ）をいずれも１
として、近似的に、点列（ｒ（ｎ），ｚ（ｎ））を求め
た例を示す。
【０３７８】本実施例ではレンズの幅を０．１ｍｍと
し、屈折率を１．５３とした。また指向特性の正（＋）
側最大観視角度７０°、負（−）側最大観視角度−５０
°に対して分割数ｍを１２０とした。よってΔφは１°
である。
【０３７９】この場合、レンズの頂部に対して、隣接す
る横長レンチキュラーレンズとの境界部のレンズ面の高
さが 上側 ０．０１８ｍｍ 下側 ０．０５４ｍｍ になり、そのままでは隣接する横長レンチキュラーレン
ズとつながらないので、上端側に０．０３６ｍｍ幅のほ
ぼ水平な面２３を加えている。
【０３８０】図５５のレンチキュラーレンズ断面形状
は、図５４の指向特性図から直接計算されるものである
ため、本実施例の透過型スクリーンは図５４の目標とす
るスクリ−ン画面垂直方向の上下非対称の指向特性を忠
実に再現することができる。
【０３８１】なお、上記本実施例の横長レンチキュラー
レンズの設計の計算はパソコンなどで簡単にプログラム
が作れるため、観視角度の分割数ｍを増やし、角度範囲
Δφをさらに小さくすることもでき、レンチキュラーレ
ンズ成型時においてレンチキュラーレンズを加工する最
に必要な精度の点列を作り出すことが容易にできる。
【０３８２】本実施例では、簡単のために、第一のレン
チキュラーレンズシート２０の光入射面２１と光出射面
２２における光の反射損失及び第一のレンチキュラーレ
ンズシート２０内での光の吸収損失を０とし、透過率Ｔ
(in)（ｎ）と透過率Ｔ(out)（ｎ）をいずれも１として
説明したが、これらを数２３、数２４により計算するこ
とによりさらに精度のよいレンチキュラーレンズ形状を
実現できることはいうまでもない。
【０３８３】以上、本実施例における横長レンチキュラ
ーレンズ断面形状の設計方法を使用することによって、
従来試行錯誤によって設計していた横長レンチキュラー
レンズ断面形状を、必要とされる指向特性から直接計算
によって設計できるため、より容易に、また目標の指向
特性に近い横長レンチキュラーレンズ断面形状を求める
ことができるようになる。
【０３８４】上記の第三の設計例では、横長レンチキュ
ラーレンズの断面形状を、多角形近似を行うことによ
り、点列データとして与える方法を示したが、この点列
で形成された横長レンチキュラーレンズの断面形状を、
数２で示すような曲線の非球面形状に回帰してもよい。
【０３８５】以下、上下非対称な横長レンチキュラーレ
ンズの第四の設計例を図５６ないし図６０により説明す
る。
【０３８６】図５６は、本設計例において、透過型スク
リーンの目標とするスクリ−ン画面垂直方向の指向特性
を示した特性図である。図５６に示した指向特性におい
ては、最も輝度が高くなる観視方向の輝度を、前記の第
三の設計例における目標の指向特性の場合より絶対値と
してやや大きくとるために、観視角度φ（ｎ）が±４０
°付近の観視輝度を、前記の第三の設計例における目標
の指向特性の場合より若干抑えた指向特性となってい
る。図５６において観視輝度は、最も輝度が高くなる観
視方向の輝度を１００％としたときの相対値である。
【０３８７】図５７は第四の設計例の透過型スクリーン
に用いられる第一のレンチキュラーレンズシート２０の
横長レンチキュラーレンズの垂直断面形状を示す断面図
であり、第三の設計例と同様の計算方法を用いて、図５
６に示す指向特性をもとに、近似的に点列（ｒ（ｎ），
ｚ（ｎ））を求めたのち、この点列で形成された横長レ
ンチキュラーレンズ断面形状を、数２で示すような曲線
の非球面形状に回帰した結果の例を示す。点列の計算に
当っては、光入射面２１における透過率Ｔ(in)（ｎ）と
光出射面２２における透過率Ｔ(out)（ｎ）をいずれも
１とし、また、Δφが１°になるように、指向特性の正
（＋）側最大観視角度６１°、負（−）側最大観視角度
−５４°に対して分割数ｍを１１５とした。
【０３８８】表１７は、上記の点列の回帰結果につい
て、数２における曲率半径と非球面係数、屈折率、有効
半径を示したものである。
【０３８９】
【表１７】
【０３９０】表１７において、光入射面２１のレンズ面
Ｓ0は、図５７に示すように、レンズ中心軸ＬＬ′より
上側に偏心したＺ軸の位置を境にして、上側のレンチキ
ュラーレンズ面Ｓ01と、下側のレンチキュラーレンズ面
Ｓ02からなり、レンズ面Ｓ01とレンズ面Ｓ02の曲率半径
がいずれも０．０８５７１４ｍｍであり、レンズ面Ｓ0
と光出射面２２との間の媒質の屈折率が１．５１７であ
ることが示されている。
【０３９１】レンズ面Ｓ01とレンズ面Ｓ02の有効半径が
それぞれ０．０４１４２９ｍｍ、０．０５８５７１ｍｍ
となっているのは、レンズ面Ｓ01、レンズ面Ｓ02におい
て数２のＺ（ｒ）が、それぞれ、０≦ｒ≦０．０４１４
２９、−０．０５８５７１≦ｒ≦０の範囲の径方向距離
ｒに対して定義されることを示す。すなわち、図５７の
横長レンチキュラーレンズにおいては、レンズの幅は
０．１００ｍｍであり、レンズの断面形状はレンズ中心
軸ＬＬ′より、０．００８５７１ｍｍ上側に偏心したＺ
軸の位置を境にして、上下で異なった非球面によって構
成されている。
【０３９２】図５８は、図５７に示す第四の設計例の横
長レンチキュラーレンズの変形例の垂直断面形状を示す
断面図である。
【０３９３】図５８の横長レンチキュラーレンズでは、
図５７に示した横長レンチキュラーレンズの垂直断面形
状において、Ｚ軸の位置の付近ではレンズ面の形状がＺ
軸にほぼ垂直な平面に近いことに着目し、この部分を、
隣接する横長レンチキュラーレンズとの境界部に移動し
た上で平面２４に置き換えた形状になっている。
【０３９４】具体的には、表１７に示す上側のレンチキ
ュラーレンズ面Ｓ01の０≦ｒ≦０．０４１４２９の範囲
のうちの０≦ｒ≦０．００４１４３の部分と、下側のレ
ンチキュラーレンズ面Ｓ02の−０．０５８５７１≦ｒ≦
０の範囲のうちの−０．００５８５７≦ｒ≦０の部分と
を削除し、これに替わって横長レンチキュラーレンズと
の境界部に０．０１ｍｍ幅の平面部２４を設けた形状と
している。この場合、上側のレンチキュラーレンズ面Ｓ
01の上端部にほぼ水平な面がすでにあるので、あたかも
かまぼこ状のレンチキュラーレンズ形状に直角の切り込
みを入れたような形状となる。
【０３９５】図５８に示した断面形状の横長レンチキュ
ラーレンズでは、前記の各設計例と同様の効果のほか、
照明光などの外光の反射が少なくなるという効果があ
る。以下、これについて説明する。
【０３９６】図５９、図６０は、それぞれ、図５７、図
５８に示した横長レンチキュラーレンズにおいて、スク
リーンの法線方向より４５°ないし６０°上方の方向に
照明があるときに、その照明からの光線が、透過型スク
リーン１の第一のレンチキュラーレンズシートの横長レ
ンチキュラーレンズ面においてスクリーン法線方向に反
射されるときの、光線追跡図である。
【０３９７】図５９に示すように、図５７の横長レンチ
キュラーレンズでは、レンズ面の内側（媒質側）を、レ
ンズ面で全反射を繰り返しながら伝搬する光線１４５が
ある。全反射の場合は光の損失がほとんどないので、こ
の光線１４５により反射光の輝度が高くなり、画像のコ
ントラストを低下させる。
【０３９８】これに対し、図５８の横長レンチキュラー
レンズでは、図６０に示すように、レンズ面の内側（媒
質側）を、レンズ面で全反射を繰り返しながら伝搬する
光線１４６は、レンチキュラーレンズ面の上記の直角状
切り込み形状により、一旦空気中に出射することにな
る。この場合、光線が媒質と空気との界面を通過すると
きは必ず反射損失が発生し、さらに光線が媒質と空気と
の界面を通過するときに、わずかに角度の違う光線は上
記の直角状切り込み形状を通過する際により大きい角度
に拡散するので、結局、光線１４６によるスクリーンの
反射光の輝度の寄与分が大幅に減少し、画像のコントラ
ストとして高いコントラスト性能が得られる効果があ
る。
【０３９９】上記の各設計例では、第一のレンチキュラ
ーレンズシート２０の光入射面２１に横長レンチキュラ
ーレンズを設ける構成としたが、この横長レンチキュラ
ーレンズは、図３２に示す第一の実施例の変形例のよう
に、第一のレンチキュラーレンズシート２０の光出射面
２２に設けてもよい。あるいは、図３３に示す変形例の
ように、光入射面２１と光出射面２２の両面に設けても
よい。これらの場合も上記設計例と同様の上下非対称の
指向特性が得られる効果がある。
【０４００】以上の説明から明らかなように、上下非対
称な断面形状を有する横長レンチキュラーレンズを使用
する第一の実施例の変形例においては、画像のフォーカ
ス特性、明るさ、コントラストをともに向上させるとと
もに、上下非対称の指向特性が得られる効果がある。
【０４０１】なお、上記の各設計例に示すような上下非
対称な断面形状を有する横長レンチキュラーレンズは、
スクリーン画面垂直方向の指向特性において、裾の広が
った特性を得るのに好適である。特に、スクリーン画面
垂直方向の指向特性が、最大輝度をＢ0とし、スクリー
ン画面垂直方向の各観視角度における輝度が０．５Ｂ0
以上、０．１Ｂ0以上となるような観視角度の範囲をそ
れぞれθ50、θ10としたときに、
【０４０２】
【数３２】θ10≧３．４×θ50 なる式を満足するような裾の広い指向特性の背面投写型
画像ディスプレイ装置を実現するための透過型スクリー
ンに適している。ただし、数３１の条件は、上下対称な
指向特性の場合でも、本発明の各実施例において実現可
能である。
【０４０３】上下非対称な断面形状を有する横長レンチ
キュラーレンズに関する以上の説明では、家庭用の対角
３５インチから７０インチ程度までの単スクリーン方式
の背面投写型画像ディスプレイ装置を主たる適用対象と
して、設計の具体例について述べてきた。これらの設計
例では、表１４に示すように下方向よりも上方向の指向
特性を重視した設計となっている。
【０４０４】一方、業務用のマルチ画面の背面投写型画
像ディスプレイ装置に使用される透過型マルチスクリー
ンに関しては、スクリーン画面垂直方向の指向特性は必
ずしも上方向が広くなくてもよい。
【０４０５】ここで、本実施例の応用例として、上下非
対称な断面形状を有する横長レンチキュラーレンズを、
マルチ画面の背面投写型画像ディスプレイ装置用の透過
型スクリーンに適用する場合について説明しておく。
【０４０６】図６１は、２段構成のマルチ画面の背面投
写型画像ディスプレイ装置の透過型スクリーンの概略垂
直断面を示す断面図である。
【０４０７】図６１に示すような２段構成の透過型スク
リーンの場合、従来技術の透過型スクリーンの最も大き
な問題は、観視者に対し上下のスクリーンで観視角の差
が大きく、通常上側のスクリーンは観視者から見上げら
れるのに対し、下側のスクリーンはほぼ観視者の目の高
さかそれより下方にあるため、上下のスクリーンの垂直
方向の指向特性を同一とするとどちらかのスクリーンの
画面の上端もしくは下端の明るさが暗くなってしまうと
いう点にある。
【０４０８】そこで、上側の透過型スクリーン１Ａの第
一のレンチキュラーレンズシート２０の横長レンチキュ
ラーレンズの断面形状を、前述の上下非対称な断面形状
を有する横長レンチキュラーレンズの設計例と上下逆の
形状とするものとする。これにより、入射光１４０に対
する上側の透過型スクリーン１Ａにおける拡散光１４
０′が全体的に下向きになるため、下方に対する指向特
性を重視する構成とすることが可能となる。
【０４０９】また下側の透過型スクリーン１Ｂの第一の
レンチキュラーレンズシート２０の横長レンチキュラー
レンズの断面形状を、前述の上下非対称な断面形状を有
する横長レンチキュラーレンズの設計例と同じ形状とす
る。これにより、入射光１４０に対する下側のスクリー
ン１Ｂにおける拡散光１４０′が全体的に上向きになる
ため、上方に対する指向特性を重視する構成とすること
が可能となる。
【０４１０】このような設計とすることにより、スクリ
−ン画面垂直方向の指向特性は、上側のスクリーンでは
上方向よりも下方向の方が観視角度が広くなり、下側の
スクリーンでは下方向よりも上方向の方が観視角度が広
くなり、２段構成の上下の画面において輝度段差のほと
んどない透過型スクリーンとなる効果がある。
【０４１１】なお、上記の説明では、２段構成の透過型
スクリーンについて述べたが、それぞれの段において使
用される横長レンチキュラーレンズを個別に最適化設計
を行うことにより、２段以上の構成の透過型スクリーン
についても同様の効果が得られる。
【０４１２】また、上下非対称の断面形状を有する横長
レンチキュラーレンズを、後述の各実施例の構成におい
てそれぞれ最適な形状に設計し、多段構成のマルチ画面
の背面投写型画像ディスプレイ装置の透過型スクリーン
に適用できることは言うまでもない。
【０４１３】次に、本発明の第二の実施例を図６２によ
り説明する。
【０４１４】図６２は本発明の第二の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図１と同一
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０４１５】本実施例と図１に示した第一の実施例との
違いは、第一の実施例においては図１に示したように、
第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面２１
の形状がスクリーン画面水平方向を長手方向とする横長
レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に複数
並べた形状になっているのに対し、本実施例において
は、図６２に示すように、第一のレンチキュラーレンズ
シート２０の光入射面２１のほか、フレネルレンズシー
ト１０の光入射面１１の形状もスクリーン画面水平方向
を長手方向とする横長レンチキュラーレンズをスクリー
ン画面垂直方向に複数並べた形状になっている点にあ
る。
【０４１６】本実施例においては、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、主として、第一のレンチキュラーレン
ズシート２０の横長レンチキュラーレンズにより行い、
フレネルレンズシート１０の横長レンチキュラーレンズ
により補助的に光拡散を行う構成とする。また、第一の
レンチキュラーレンズシート２０、第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０とも、基材中に光拡散材を含有しな
い構成とする。
【０４１７】このとき、画像のフォーカス特性は、第一
の実施例に比較して若干低下するが、従来の透過型スク
リーンに比較すると、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０のシート厚さが薄く、また、第一のレンチキュラ
ーレンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０とも、基材中に光拡散材６を含有していないこと
から、良好なフォーカス特性が得られる。
【０４１８】また、画像のコントラスト及び明るさにつ
いては、第一の実施例と同様である。
【０４１９】したがって、本実施例においても、画像の
フォーカス特性、明るさ及びコントラストを向上すると
同時に、スクリーン画面水平方向、及び垂直方向の指向
特性を拡大できる効果がある。
【０４２０】次に、本発明の第三の実施例を図６３によ
り説明する。
【０４２１】図６３は本発明の第三の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図１と同一
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０４２２】本実施例と図１に示した第一の実施例との
違いは、第一のレンチキュラーレンズシート２０の形状
が、第一の実施例においては、図１に示したように、光
入射面２１がスクリーン画面水平方向を長手方向とする
横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に
複数並べた形状となっているのに対し、本実施例におい
ては、図６３に示すように、光入射面２１がフレネル凸
レンズ形状、光出射面２２がスクリーン画面水平方向を
長手方向とする横長レンチキュラーレンズをスクリーン
画面垂直方向に複数並べた形状になっている点にある。
【０４２３】本実施例においては、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、第一のレンチキュラーレンズシート２
０の横長レンチキュラーレンズにより行う構成とする。
また、第一のレンチキュラーレンズシート２０、第二の
レンチキュラーレンズシート３０とも、基材中に光拡散
材６を含有しない構成とする。
【０４２４】本実施例においても、第一の実施例と同様
に、画像のフォーカス特性、明るさ及びコントラストを
向上すると同時に、スクリーン画面垂直方向の指向特性
を拡大できる効果がある。
【０４２５】また、本実施例においては、フレネルレン
ズシート１０の光入射面１１全体に入射する赤、緑、青
の投写画像光の光束を、それぞれの色ごとにほぼ平行な
光束に変換し、第一のレンチキュラーレンズシート２０
に入射させるというフレネル凸レンズの機能を、フレネ
ルレンズシート１０の光出射面１２のフレネル凸レンズ
と、第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面
２１のフレネル凸レンズに分割している。このとき、そ
れぞれのフレネル凸レンズの焦点距離は、第一の実施例
におけるフレネル凸レンズの焦点距離より長く設定でき
ることから、スクリーン画面周辺部におけるフレネル凸
レンズのレンズ面の傾きが大きくならず、これによりス
クリーン画面周辺部における画像投写光の反射損失が小
さくなり、スクリーン画面周辺部の画像の明るさが向上
する効果がある。
【０４２６】なお、第一のレンチキュラーレンズシート
２０の光入射面２１の形状をフレネル凸レンズ形状とす
るのに代えて、たとえば図１に示した第一の実施例にお
ける透過型スクリーン１のフレネルレンズシート１０の
光入射面１１の形状をフレネル凸レンズ形状としてもよ
い。このようにした場合にも、本実施例と同様の効果が
得られる。
【０４２７】ところで、上記の第一ないし第三の実施例
においては、フレネルレンズシート１０、第一のレンチ
キュラーレンズシート２０、第二のレンチキュラーレン
ズシート３０のいずれも無色透明となっている構成とし
たが、第二のレンチキュラーレンズシート３０について
は半透明に着色する構成としてもよい。
【０４２８】この場合、画像発生源側から画像観視側に
至る投写画像光は、第二のレンチキュラーレンズシート
３０を１回だけ透過するため、光量が第二のレンチキュ
ラーレンズシート３０の透過率に比例して減衰するのに
対し、照明光などの外光が透過型スクリーンで反射され
て画像観視側に至るときは、第二のレンチキュラーレン
ズシート３０の最も画像観視側の面となる光出射面３２
で反射される光を除き、第二のレンチキュラーレンズシ
ート３０を少なくとも１往復通るため、光量が第二のレ
ンチキュラーレンズシート３０の透過率の２乗に比例し
て減衰する。これにより、投写画像光より外光の方が、
多く吸収されて損失光の比率が大きくなり、照明光など
の外光があるときのコントラストが向上する効果があ
る。
【０４２９】また、さらに、第二のレンチキュラーレン
ズシート３０については、特に、画像観視側の光出射面
３２の表面に防眩処理、帯電防止処理、ハードコーティ
ングなどの表面硬化処理等の処理を施してもよい。防眩
処理としては、表面全体に微細な凹凸形状を設ける方法
と、表面に前記のような光学的反射防止膜を設ける方法
が代表的である。これらの防眩処理を行った場合は、ス
クリーン画面への、観視者側の物体、あるいは照明光な
どの映り込みを低減できる効果がある。また、帯電防止
処理を行った場合には、第二のレンチキュラーレンズシ
ート３０表面の帯電により塵埃が付着するのを防止でき
る効果がある。また、表面硬化処理を施した場合には、
観視者側から何らかの物体が衝突しても第二のレンチキ
ュラーレンズシート３０の表面に傷がつきにくくなる効
果がある。
【０４３０】次に、本発明の第四の実施例を図６４によ
り説明する。
【０４３１】図６４は本発明の第四の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【０４３２】図６４において、４０は光吸収シートであ
り、フレネルレンズシート１０、第一のレンチキュラー
レンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズシート
３０、光吸収シート４０はそれぞれ端部（図示せず）で
相互に固定されている。光吸収シート４０の基材４０Ｂ
は、半透明に着色された熱可塑性樹脂材料、もしくは半
透明の着色ガラス板よりなる。４１、４２は光吸収シー
ト４０のそれぞれ光入射面、光出射面であり、本実施例
ではいずれも平面である。その他図１と同一部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。
【０４３３】本実施例と図１に示した第一の実施例との
違いは、光吸収シート４０が新たに構成要素として加わ
った点にある。
【０４３４】本実施例において、光吸収シート４０は、
その基材が半透明に着色された熱可塑性樹脂材料よりな
り、投写画像光より外光を多く吸収する機能を有してい
る。
【０４３５】すなわち、光吸収シート４０においては、
画像発生源側から画像観視側に至る投写画像光は、光吸
収シート４０を１回だけ透過するため光量が光吸収シー
ト４０の透過率に比例して減衰するのに対し、照明光な
どの外光が透過型スクリーン１で反射されて画像観視側
に至るときは、光吸収シート４０の最も画像観視側に近
い光出射面４２で反射される光を除き、光吸収シート４
０を少なくとも１往復通るため、光量が光吸収シート４
０の透過率の２乗に比例して減衰する。これにより、投
写画像光より外光の方が、多く吸収されて損失光の比率
が大きくなり、照明光などの外光があるときの画像のコ
ントラストが向上する効果がある。
【０４３６】なお、光吸収シート４０の透過率は、波長
４００ｎｍから７００ｎｍまでの光線に対して、４０％
ないし９０％程度の範囲の、ほぼ同一の透過率を有する
ことが好ましいが、これに限定されるものではない。
【０４３７】半透明に着色された熱可塑性樹脂材料の具
体例としては、三菱レイヨン（株）製のアクリルフィル
ターＮＧの色調Ｎ０９９及びＮ０９７等が挙げられる。
図６５に、アクリルフィルターＮＧの色調Ｎ０９９の各
波長の光線に対する透過率の特性を、図６６に、アクリ
ルフィルターＮＧの色調Ｎ０９７の各波長の光線に対す
る透過率の特性を、それぞれ示しておく。これらの半透
明に着色された熱可塑性樹脂材料は、前記の第一ないし
第三の実施例における第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の基材３０Ｂとしても利用できる。
【０４３８】本実施例においても、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、第一のレンチキュラーレンズシート２
０の横長レンチキュラーレンズにより行う構成とする。
また、第一のレンチキュラーレンズシート２０、第二の
レンチキュラーレンズシート３０、光吸収シート４０と
も、基材中に光拡散材６を含有しない構成とする。
【０４３９】この結果、本実施例においても、第一の実
施例と同様に、画像のフォーカス特性、明るさ、及びコ
ントラストをともに向上するとともに、スクリーン画面
水平方向、及び垂直方向の指向特性を拡大できる効果が
ある。
【０４４０】一方、本実施例においても、第一、第二、
第三の実施例と同様に、入射光束１４０が、第二のレン
チキュラーレンズシート３０の光入射面３１に設けられ
た第一の縦長レンチキュラーレンズにより、光出射面３
２の第二の縦長レンチキュラーレンズを通るように収束
されるような設計とするために、第二のレンチキュラー
レンズシート３０のシート厚さに制限がある。
【０４４１】これは、図１０６、図１０７に示した従来
の透過型スクリーンのレンチキュラーレンズシート３
０′においても同様である。したがって、従来の透過型
スクリーンにおいては、透過型スクリーン１全体として
の機械的強度を確保するために、フレネルレンズシート
１０のシート厚さをレンチキュラーレンズシート３０′
のシート厚さより厚くすることが一般に行われていた。
【０４４２】これに対し、本実施例においては、図６４
に示すように、フレネルレンズシート１０のシート厚さ
を従来の透過型スクリーンのフレネルレンズシートより
薄くして第二のレンチキュラーレンズシート３０のシー
ト厚さと同程度とする一方、光吸収シート４０のシート
厚さを最も厚くしており、透過型スクリーン１全体とし
ての機械的強度が、図１に示した第一の実施例より大き
くなる効果がある。
【０４４３】次に、本発明の第五の実施例を図６７によ
り説明する。
【０４４４】図６７は本発明の第五の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図６４と同
一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０４４５】本実施例と図６４に示した第四の実施例と
の違いは、第四の実施例においては図６４に示したよう
に、第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面
２１の形状がスクリーン画面水平方向を長手方向とする
横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に
複数並べた形状になっているのに対し、本実施例におい
ては、図６７に示すように、第一のレンチキュラーレン
ズシート２０の光入射面２１のほか、フレネルレンズシ
ート１０の光入射面１１の形状もスクリーン画面水平方
向を長手方向とする横長レンチキュラーレンズをスクリ
ーン画面垂直方向に複数並べた形状になっている点にあ
る。
【０４４６】本実施例においては、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、主として、第一のレンチキュラーレン
ズシート２０の横長レンチキュラーレンズにより行い、
フレネルレンズシート１０の横長レンチキュラーレンズ
により補助的に光拡散を行う構成とする。また、第一の
レンチキュラーレンズシート２０、第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０、光吸収シート４０とも、基材中に
光拡散材６を含有しない構成とする。
【０４４７】このとき、画像のフォーカス特性は、第四
の実施例に比較して若干低下するが、従来の透過型スク
リーンに比較すると、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０のシート厚さが薄く、また、第一のレンチキュラ
ーレンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０、光吸収シート４０とも、基材中に光拡散材６を
含有していないことから、良好なフォーカス特性が得ら
れる。
【０４４８】また、画像の明るさ及びコントラスト特性
については、第四の実施例と同様である。
【０４４９】したがって、本実施例においても、画像の
フォーカス特性、明るさ及びコントラストを向上すると
同時に、スクリーン画面水平方向、及び垂直方向の指向
特性を拡大できる効果がある。
【０４５０】次に、本発明の第六の実施例を図６８によ
り説明する。
【０４５１】図６８は本発明の第六の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図６４と同
一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０４５２】本実施例と図６４に示した第四の実施例と
の違いは、第四の実施例においては図６４に示したよう
に、第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射面
２１の形状がスクリーン画面水平方向を長手方向とする
横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に
複数並べた形状になっているのに対し、本実施例におい
ては、図６８に示すように、第一のレンチキュラーレン
ズシート２０の光入射面２１のほか、光吸収シート４０
の光入射面４１の形状もスクリーン画面水平方向を長手
方向とする横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面
垂直方向に複数並べた形状になっている点にある。
【０４５３】本実施例においては、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、第一のレンチキュラーレンズシート２
０の横長レンチキュラーレンズ、及び光吸収シート４０
の横長レンチキュラーレンズにより分散して行う構成と
する。また、第一のレンチキュラーレンズシート２０、
第二のレンチキュラーレンズシート３０、光吸収シート
４０とも、基材中に光拡散材６を含有しない構成とす
る。
【０４５４】本実施例においては、スクリーン画面垂直
方向の指向特性を拡大するために、光吸収シート４０の
横長レンチキュラーレンズの曲率半径を小さくしても、
図１に示した第一の実施例における第一のレンチキュラ
ーレンズシート２０の横長レンチキュラーレンズの曲率
半径を小さくする場合と同様に、フォーカス特性は低下
することがない。
【０４５５】これは、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の光入射面３１の縦長レンチキュラーレンズと光
吸収シート４０の光入射面４１の横長レンチキュラーレ
ンズとを、相互に近接するように配置していることによ
っている。すなわち、本実施例では、入射光束のスクリ
ーン画面水平方向の光拡散の開始点とスクリーン画面垂
直方向の光拡散の開始点とを近接させているので、フォ
ーカス特性が低下することがない。
【０４５６】また、画像の明るさについては、第四の実
施例と同様である。
【０４５７】一方、本実施例においては、外光に対する
光吸収シート４０の光入射面４１の横長レンチキュラー
レンズにおけるスクリーン正面方向への反射光が、図６
４に示した第四の実施例、及び図６７に示した第五の実
施例の場合より多くなるため、画像のコントラストは第
四の実施例、及び第五の実施例の場合より低下する。し
かしながら、本実施例において、さらに、光吸収シート
４０の光入射面４１表面全体に、微細な凹凸形状を設け
たり、光学的反射防止膜を設けたりして、防眩処理を施
すことにより、コントラストの補償が可能である。
【０４５８】したがって、本実施例においても、画像の
フォーカス特性、明るさ及びコントラストをともに向上
させるとともに、スクリーン画面水平方向、及び垂直方
向の指向特性を拡大できる効果がある。
【０４５９】次に、本発明の第七の実施例を図６９によ
り説明する。
【０４６０】図６９は本発明の第七の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図６７及び
図６８と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略
する。
【０４６１】本実施例と図６８に示した第六の実施例と
の違いは、第六の実施例においては、図６８に示したよ
うに、第一のレンチキュラーレンズシート２０の光入射
面２１の形状、及び光吸収シート４０の光入射面４１の
形状がスクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レ
ンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に複数並
べた形状になっているのに対し、本実施例においては、
図６９に示すように、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０の光入射面２１、光吸収シート４０の光入射面４
１のほか、フレネルレンズシート１０の光入射面１１の
形状もスクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レ
ンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に複数並
べた形状になっている点にある。
【０４６２】本実施例においては、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、主として、第一のレンチキュラーレン
ズシート２０の横長レンチキュラーレンズ、及び光吸収
シート４０の横長レンチキュラーレンズにより分散して
行い、フレネルレンズシート１０の横長レンチキュラー
レンズにより補助的に光拡散を行う構成とする。また、
第一のレンチキュラーレンズシート２０、第二のレンチ
キュラーレンズシート３０、光吸収シート４０とも、基
材中に光拡散材６を含有しない構成とする。
【０４６３】このとき、画像のフォーカス特性は、第六
の実施例に比較して若干低下するが、従来の透過型スク
リーンに比較すると、第一のレンチキュラーレンズシー
ト２０のシート厚さが薄く、また、第一のレンチキュラ
ーレンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０、光吸収シート４０とも、基材中に光拡散材６を
含有していないことから、良好なフォーカス特性が得ら
れる。
【０４６４】また、画像の明るさ及びコントラスト特性
については、第六の実施例と同様である。
【０４６５】したがって、本実施例においても、画像の
フォーカス特性、明るさ及びコントラストを向上すると
同時に、スクリーン画面水平方向、及び垂直方向の指向
特性を拡大できる効果がある。
【０４６６】なお、上記の第五ないし第七の各実施例の
透過型スクリーンにおいては、フレネルレンズシート１
０の横長レンチキュラーレンズ、第一のレンチキュラー
レンズシート２０の横長レンチキュラーレンズ、第二の
レンチキュラーレンズシート３０の横長レンチキュラー
レンズとも、画像発生源側に凸形をなす凸形レンチキュ
ラーレンズをスクリーン画面垂直方向に連続して複数並
べた形状になっているが、これらの横長レンチキュラー
レンズの形状を、図３５に示した第一のレンチキュラー
レンズシート２０の横長レンチキュラーレンズの形状と
同様に、画像発生源側に凸形をなす凸形レンチキュラー
レンズと画像発生源側に凹形をなす凹形レンチキュラー
レンズとを、スクリーン画面垂直方向に交互に連続して
複数並べた形状としてもよい。
【０４６７】この場合、スクリーン画面垂直方向の光拡
散を主として、第一のレンチキュラーレンズシート２０
の横長レンチキュラーレンズにより行い、他の横長レン
チキュラーレンズにより補助的に光拡散を行う場合は、
補助的に光拡散を行う横長レンチキュラーレンズについ
ては従来の透過型スクリーンのフレネルレンズシートの
光入射面の横長レンチキュラーレンズと同様に、画像発
生源側に凸形となる凸形レンチキュラーレンズのみをス
クリーン画面垂直方向に配列する構成としてもよい。こ
れは、補助的に光拡散を行うレンチキュラーレンズの方
は、形状がより平面に近く、スクリーンの成形性に問題
が少ないからである。
【０４６８】一方、上記の第四ないし第七の実施例にお
いては、フレネルレンズシート１０の光出射面１２のフ
レネルレンズにおける、投写画像光の不要反射に起因す
るゴーストが目立たなくなる。以下、これについて説明
する。
【０４６９】図７０は、図１０６、図１０７の従来の透
過型スクリーン１、図６４の本発明の第四の実施例の透
過型スクリーン１におけるフレネルレンズシート１０の
垂直断面を示す断面図である。
【０４７０】図７０において、（ａ）は図１０６、図１
０７に示した従来の透過型スクリーン１のフレネルレン
ズシート１０を、（ｂ）は図６４に示す透過型スクリー
ンのフレネルレンズシート１０を、それぞれ示してい
る。なお、図７０（ａ）においては、簡単のため、光入
射面１１の横長レンチキュラーレンズを省略して示して
ある。
【０４７１】一般に、フレネルレンズシート１０では、
図７０（ａ）、（ｂ）に示すように、入射光束１４７の
光線の大部分は出射光線１４８となるが、一部の光線は
光出射面１２で反射され、さらに光入射面１１で再度一
部反射され、また光出射面１２へ至ってゴースト光線１
４９となる。
【０４７２】このとき、従来の透過型スクリーンのフレ
ネルレンズシート１０では、図７０（ａ）に示すよう
に、シート厚さが厚いため、本来の画像の位置とゴース
トの位置との距離Ｒがかなり大きくなり、ゴーストが非
常に目立ってしまう。これに対し、上記の第四ないし第
七の各実施例のフレネルレンズシート２では、図７０
（ｂ）に示すように、シート厚さが薄いため、本来の画
像の位置とゴーストの位置とが近接し、距離Ｒが小さく
なることから、ゴーストが目立たなくなる。
【０４７３】また、フレネルレンズシート１０のシート
厚さを従来の透過型スクリーンのフレネルレンズシート
より薄くし、第二のレンチキュラーレンズシート３０の
シート厚さと同程度とすることは、同時に、画像のフォ
ーカス特性を向上させる効果もある。
【０４７４】次に、本発明の第八の実施例を図７１によ
り説明する。
【０４７５】図７１は本発明の第八の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図１と同一
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０４７６】本実施例の透過型スクリーン１は、フレネ
ルレンズシート１０と第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の２枚構成である。フレネルレンズシート１０の
光入射面１１には、前記の各実施例と同様のスクリーン
画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレン
ズがスクリーン画面垂直方向に複数形成されており、光
出射面１２にはフレネル凸レンズが形成されている。ま
た、第二のレンチキュラーレンズシート３０は、前記の
各実施例に示した、第二のレンチキュラーレンズシート
３０と同じ構成である。
【０４７７】表１８は、フレネルレンズシート１０の光
入射面１１の横長レンチキュラーレンズの設計例につい
て、数２における曲率半径と非球面係数、面間隔、屈折
率、有効半径を示したものである。
【０４７８】
【表１８】
【０４７９】表１８において、光出射面２２の曲率半径
が−４１０．７４となっているのは、光出射面２２のフ
レネル凸レンズの曲率半径が４１０．７４ｍｍであるこ
とを示している。
【０４８０】表１８の横長レンチキュラーレンズの設計
例によるスクリーン画面垂直方向の指向特性は、図３０
に示した指向特性とほぼ同じである。
【０４８１】本実施例の透過型スクリーンにおいても、
前記の各実施例と同様に、画像の明るさ、及びコントラ
ストをともに向上させるとともに、スクリーン画面水平
方向、及び垂直方向の指向特性を拡大でき、さらにカラ
ーシフトを低減できる効果がある。
【０４８２】図７２は、上記第八の実施例の透過型スク
リーンの変形例であり、図６４に示した前記の第四の実
施例と同様に、フレネルレンズシート１０のシート厚さ
を第二のレンチキュラーレンズシート３０のシート厚さ
と同程度に薄くしている。
【０４８３】図７２に示す透過型スクリーン１において
は、図７１に示す透過型スクリーン１と同様に、画像の
明るさ、及びコントラストをともに向上させるととも
に、スクリーン画面水平方向、及び垂直方向の指向特性
を拡大でき、さらにカラーシフトを低減できる効果があ
るほか、フレネルレンズシート１０の光入射面１１の横
長レンチキュラーレンズと、第二のレンチキュラーレン
ズシート３０の光入射面３１の第一の縦長レンチキュラ
ーレンズシートとが互いに近接するように配置されてい
ることから、画像のフォーカス特性が良好になるという
効果がある。さらに、図６４に示した第四の実施例の透
過型スクリーン１と同様に、フレネルレンズシート１０
のシート厚さが薄いことから、光出射面１２のフレネル
凸レンズにおける、投写画像光の不要反射に起因するゴ
ーストが目立たなくなる効果がある。
【０４８４】本実施例では、フレネルレンズシート１０
において、光入射面１１の横長レンチキュラーレンズの
レンズ面と光出射面１２との間の、横長レンチキュラー
レンズの光軸に沿ったシート厚さをｔ1とし、第二のレ
ンチキュラーレンズシート３０において、光入射面３１
の第一の縦長レンチキュラーレンズと光出射面３２の第
二の縦長レンチキュラーレンズとの間の、第一または第
二の縦長レンチキュラーレンズの光軸に沿ったシート厚
さをｔ2としたとき、シート厚さｔ1とｔ2とが
【０４８５】
【数３３】ｔ1≦２．５ｔ2 なる条件を満たすのが好ましいが、これに限定されるも
のではない。
【０４８６】なお、本実施例において、図７１及び図７
２に示したフレネルレンズシート１０は、光入射面１１
に横長レンチキュラーレンズを複数配列する構成となっ
ているが、横長レンチキュラーレンズを配列する面は光
入射面１１に限定されるものではない。
【０４８７】図７３に示す本実施例の変形例において
は、フレネルレンズシート１０は、光出射面１２の形状
を、横長レンチキュラーレンズを複数配列した形状と
し、光入射面１１の形状をフレネル凸レンズ形状とする
構成となっている。
【０４８８】図７４は、表１８に示したフレネルレンズ
シート１０の設計例において、光入射面１１と光出射面
１２の形状を入れ替えた構成とした場合のスクリーン画
面垂直方向の指向特性を示す特性図である。
【０４８９】図７４に示すように、垂直観視角βは±４
５度とに広い範囲においてスクリーン上の映像が観視で
きる。また、実用上最も重要な５０％輝度（スクリーン
の観視位置を垂直方向に任意変えた場合に得られる最大
輝度に対する相対値）となる垂直観視角βは±１０度と
実用上十分な性能を得ている。
【０４９０】また、図７３に示す本実施例の変形例にお
けるフレネルレンズシート１０の光出射面１２の形状に
関するレンズ作用の変化の特性は、図３１の破線２で示
した特性に対し、横軸を中心軸として軸対称となるよう
な特性となる。
【０４９１】その他、図７３に示す構成の透過型スクリ
ーン１においても、図７２に示した第八の実施例の透過
型スクリーン１と同様の効果が得られる。
【０４９２】また、第八の実施例においても、フレネル
レンズシート１０の横長レンチキュラーレンズとして、
図３４、図３５に示したような形状の横長レンチキュラ
ーレンズを配列してもよい。
【０４９３】図７５は、第八の実施例の変形例の透過型
スクリーン１のフレネルレンズシート１０として、光入
射面１１に、図３５と同様に、画像発生源側に凸形をな
す凸形レンチキュラーレンズと画像発生源側に凹形をな
す凹形レンチキュラーレンズとを、交互に連続して複数
配列した形状の横長レンチキュラーレンズを配列したと
きの透過型スクリーン１の要部を示す斜視図である。
【０４９４】図７６は、図７５の透過型スクリーン１の
垂直断面を示す断面図であり、１４０は入射光束であ
る。
【０４９５】図７６に示すように、フレネルレンズシー
ト１０に入射した入射光束１４０は、光入射面１１の横
長レンチキュラーレンズの形状により屈折してスクリー
ン画面垂直方向に拡散された後は、第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０をそのまま透過し、スクリーン画面
垂直方向に拡散されることがないため、画像観視側から
見たときの入射光束１４０に対する出射光束のスクリー
ン画面垂直方向の幅ｄは、前述の第一の実施例の場合と
同様、概ねフレネルレンズシート１０の光出射面１２上
に現れる光束の幅で認識されることになり、良好なフォ
ーカス特性が得られる効果がある。
【０４９６】また、画像の明るさ、コントラスト、及び
スクリーンの成形性については、図３５に示した第一の
実施例の変形例と同様である。
【０４９７】したがって、本実施例においても、画像の
フォーカス特性、明るさ、コントラスト、及びスクリー
ンの成形性をともに向上させるとともに、スクリーン画
面水平方向、及び垂直方向の指向特性を拡大できる効果
がある。
【０４９８】また、図７５の構成の透過型スクリーンに
おいても、フレネルレンズシート１０の光出射面１２の
フレネルレンズにおける、投写画像光の不要反射に起因
するゴーストが目立たなくなる。以下、これについて説
明する。
【０４９９】図７７は、図１０７に示した従来の透過型
スクリーン及び図７５の透過型スクリーンにおけるフレ
ネルレンズシート１０の垂直断面を示す断面図である。
【０５００】図７７において、（ａ）は図１０７に示し
た従来の透過型スクリーン１のフレネルレンズシート１
０を、（ｂ）は図７５に示す透過型スクリーンのフレネ
ルレンズシート１０を、それぞれ示している。
【０５０１】図７０の場合と同様に、一般に、フレネル
レンズシート１０では、図７７（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、入射光束１４７の光線の大部分は出射光線１４８
となるが、一部の光線は光出射面１２で反射され、さら
に光入射面１１で再度一部反射され、また光出射面１２
へ至ってゴースト光線１４９となる。
【０５０２】このとき、従来の透過型スクリーンのフレ
ネルレンズシート１０では、図７７（ａ）に示すよう
に、シート厚さが厚いため、本来の画像の位置とゴース
トの位置との距離Ｒがかなり大きくなり、ゴーストが非
常に目立ってしまう。これに対し、図７５の構成の透過
型スクリーン１のフレネルレンズシート１０では、図７
７（ｂ）に示すように、シート厚さが薄いため、本来の
画像の位置とゴーストの位置とが近接し、距離Ｒが小さ
くなることから、ゴーストが目立たなくなる。
【０５０３】なお、図７５の構成の透過型スクリーンに
おいても、フレネルレンズシート１０の光入射面１１の
横長レンチキュラーレンズにおける凸形レンチキュラー
レンズと凹形レンチキュラーレンズの形状として、前記
の第一の実施例における表７ないし表１３の設計例に示
したような種々の形状を考えることができる。
【０５０４】図７８は図７５の透過型スクリーン１にお
けるフレネルレンズシート１０の他の具体例を示す断面
図である。
【０５０５】図７８において、（ａ）は、凸形レンチキ
ュラーレンズの曲率半径が凹形レンチキュラーレンズの
曲率半径と異なっている例を示す。また、（ｂ）は、凸
形レンチキュラーレンズ、凹形レンチキュラーレンズと
も、スクリーン画面垂直方向に非対称となっている例を
示す。図７８（ｂ）に示す例の場合は、スクリーン画面
垂直方向の指向特性を上下非対称に設計できる効果があ
る。
【０５０６】ところで、上記の第八の実施例において
は、フレネルレンズシート１０、及び第二のレンチキュ
ラーレンズシート３０のいずれも無色透明となっている
構成としたが、第二のレンチキュラーレンズシート３０
については、前記の第一ないし第三の実施例と同様に、
半透明に着色する構成としてもよい。
【０５０７】この場合、照明光などの外光があるときの
コントラストが向上する効果がある。
【０５０８】また、さらに、第二のレンチキュラーレン
ズシート３０については、前記の第一ないし第三の実施
例と同様に、画像観視側の光出射面３２の表面に防眩処
理、帯電防止処理、ハードコーティングなどの表面硬化
処理等の処理を施してもよい。防眩処理を行った場合
は、スクリーン画面への、観視者側の物体、あるいは照
明光などの映り込みを低減できる効果がある。また、帯
電防止処理を行った場合には、第二のレンチキュラーレ
ンズシート３０表面の帯電により塵埃が付着するのを防
止できる効果がある。また、表面硬化処理を施した場合
には、観視者側から何らかの物体が衝突しても第二のレ
ンチキュラーレンズシート３０の表面に傷がつきにくく
なる効果がある。
【０５０９】次に、本発明の第九の実施例を図７９によ
り説明する。
【０５１０】図７９は本発明の第九の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【０５１１】図７９において、４０は光吸収シートであ
り、フレネルレンズシート１０、第二のレンチキュラー
レンズシート３０、光吸収シート４０はそれぞれ端部
（図示せず）で相互に固定されている。４０Ｂは光吸収
シート４０の基材であり、半透明に着色された熱可塑性
樹脂材料、もしくは半透明の着色ガラス板よりなる。４
１、４２は光吸収シート４０のそれぞれ光入射面、光出
射面であり、本実施例ではいずれも平面である。その他
図７１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略
する。
【０５１２】本実施例と図７１に示した第八の実施例と
の違いは、図６４に示した第四の実施例と同様の、光吸
収シート４０が新たに構成要素として加わった点にあ
る。
【０５１３】光吸収シート４０は、その基材が半透明に
着色された熱可塑性樹脂材料よりなり、投写画像光より
外光を多く吸収する機能を有しているため、照明光など
の外光があるときの画像のコントラストが向上する効果
がある。
【０５１４】本実施例においても、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、フレネルレンズシート１０の横長レン
チキュラーレンズにより行う構成とする。また、第二の
レンチキュラーレンズシート３０、光吸収シート４０と
も、基材中に光拡散材６を含有しない構成とする。
【０５１５】この結果、本実施例においても、第四の実
施例と同様に、画像のフォーカス特性、明るさ、コント
ラスト、及びスクリーンの成形性をともに向上するとと
もに、スクリーン画面水平方向、及び垂直方向の指向特
性を拡大できる効果がある。
【０５１６】一方、本実施例においては、前記の各実施
例と同様に、入射光束１４０が、第二のレンチキュラー
レンズシート３０の光入射面３１に設けられた第一の縦
長レンチキュラーレンズにより、光出射面３２の第二の
縦長レンチキュラーレンズを通るように収束されるよう
な設計とするために、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０のシート厚さに制限がある。
【０５１７】これは、図１０６、図１０７に示した従来
の透過型スクリーンのレンチキュラーレンズシート３
０′においても同様である。したがって、従来の透過型
スクリーンにおいては、透過型スクリーン１全体として
の機械的強度を確保するために、フレネルレンズシート
１０のシート厚さをレンチキュラーレンズシート３０′
のシート厚さより厚くすることが一般に行われていた。
【０５１８】これに対し、本実施例においては、図７９
に示すように、フレネルレンズシート１０のシート厚さ
を従来の透過型スクリーンのフレネルレンズシートより
薄くして第二のレンチキュラーレンズシート３０のシー
ト厚さと同程度とする一方、光吸収シート４０のシート
厚さを最も厚くしており、透過型スクリーン１全体とし
ての機械的強度が、図７１に示した第八の実施例より大
きくなる効果がある。
【０５１９】さらに、フレネルレンズシート１０の光入
射面１１の横長レンチキュラーレンズと、第二のレンチ
キュラーレンズシート３０の光入射面３１の第一の縦長
レンチキュラーレンズシートとが互いに近接するように
配置されていることから、画像のフォーカス特性が良好
になるという効果がある。さらに、図７２に示した構成
の透過型スクリーン１と同様に、フレネルレンズシート
１０のシート厚さが薄いことから、光出射面１２のフレ
ネル凸レンズにおける、投写画像光の不要反射に起因す
るゴーストが目立たなくなる効果がある。
【０５２０】図７９においては、フレネルレンズシート
１０の光入射面１１の横長レンチキュラーレンズの形状
を、画像発生源側に凸形をなす凸形レンチキュラーレン
ズと画像発生源側に凹形をなす凹形レンチキュラーレン
ズとを、交互に連続して複数配列した形状としている
が、これに限定されるわけではなく、前述の各実施例に
おいて例示されているような各種の形状の横長レンチキ
ュラーレンズとしてもよい。
【０５２１】次に、本発明の第十の実施例を図８０によ
り説明する。
【０５２２】図８０は本発明の第十の実施例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図７９と同
一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０５２３】本実施例と図７９に示した第九の実施例と
の違いは、第九の実施例においては図７９に示したよう
に、フレネルレンズシート１０の光入射面１１のみの形
状がスクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レン
チキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に複数並べ
た形状になっているのに対し、本実施例においては、図
８０に示すように、フレネルレンズシート１０の光入射
面１１のほか、図６８に示した第六の実施例と同様に、
光吸収シート４０の光入射面４１の形状もスクリーン画
面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレンズ
をスクリーン画面垂直方向に複数並べた形状になってい
る点にある。
【０５２４】本実施例においては、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、フレネルレンズシート１０の光入射面
１１の横長レンチキュラーレンズと、光吸収シート４０
の光入射面４１の横長レンチキュラーレンズに分散して
行う構成とする。また、第二のレンチキュラーレンズシ
ート３０、光吸収シート４０とも、基材中に光拡散材６
を含有しない構成とする。
【０５２５】本実施例においては、第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０の光入射面３１の縦長レンチキュラ
ーレンズと光吸収シート４０の光入射面４１の横長レン
チキュラーレンズとを、相互に近接するように配置して
いるため、スクリーン画面垂直方向の指向特性を拡大す
るために、光吸収シート４０の横長レンチキュラーレン
ズの曲率半径を小さくしても、フォーカス特性は低下す
ることがない。
【０５２６】また、画像の明るさについては、第九の実
施例と同様である。
【０５２７】一方、本実施例においては、外光に対する
光吸収シート４０の光入射面４１の横長レンチキュラー
レンズにおけるスクリーン正面方向への反射光が、図７
９に示した第九の実施例の場合より多くなるため、画像
のコントラストは第九の実施例の場合より低下する。し
かしながら、本実施例において、さらに、光吸収シート
４０の光入射面４１表面全体に、微細な凹凸形状を設け
たり、光学的反射防止膜を設けたりして、防眩処理を施
すことにより、コントラストの補償が可能である。
【０５２８】したがって、本実施例においても、画像の
フォーカス特性、明るさ及びコントラストをともに向上
させるとともに、スクリーン画面水平方向、及び垂直方
向の指向特性を拡大できる効果がある。
【０５２９】本実施例においても、横長レンチキュラー
レンズの形状として各種の形状が採用できる。
【０５３０】図８１は、本実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図８０と同一
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０５３１】図８１に示す透過型スクリーン１では、フ
レネルレンズシート１０の光入射面１１、光吸収シート
４０の光入射面４１とも、横長レンチキュラーレンズと
して、画像発生源側に凸形をなす凸形レンチキュラーレ
ンズと画像発生源側に凹形をなす凹形レンチキュラーレ
ンズとを、スクリーン画面垂直方向に交互に連続して複
数並べた形状になっている。
【０５３２】本実施例においては、画像のフォーカス特
性、明るさ、コントラスト、及びスクリーンの成形性を
ともに向上するとともに、スクリーン画面水平方向、及
び垂直方向の指向特性を拡大できる効果がある。
【０５３３】なお、本実施例において、スクリーン画面
垂直方向の光拡散を、主として、フレネルレンズシート
１０の横長レンチキュラーレンズ、または光吸収シート
４０の横長レンチキュラーレンズにより行い、他方のレ
ンチキュラーレンズにより補助的に光拡散を行う場合
は、補助的に光拡散を行うレンチキュラーレンズの方は
従来の透過型スクリーンのフレネルレンズシートの光入
射面の横長レンチキュラーレンズと同様に、画像発生源
側に凸形となる凸形レンチキュラーレンズのみをスクリ
ーン画面垂直方向に配列する構成としてもよい。これ
は、補助的に光拡散を行うレンチキュラーレンズの方
は、形状がより平面に近く、スクリーンの成形性に問題
が少ないからである。
【０５３４】次に、本発明の第十一の実施例を図８２に
より説明する。
【０５３５】図８２は本発明の第十一の実施例としての
透過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図８０と
同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０５３６】本実施例と図８０に示した第十の実施例と
の違いは、第十の実施例においては図８０に示したよう
に、フレネルレンズシート１０の光入射面１１と光吸収
シート４０の光入射面４１の形状がともにスクリーン画
面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレンズ
をスクリーン画面垂直方向に複数並べた形状になってい
るのに対し、本実施例においては、図８２に示すよう
に、光吸収シート４０の光入射面４１のみの形状がスク
リーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラ
ーレンズをスクリーン画面垂直方向に複数並べた形状に
なっている点にある。
【０５３７】本実施例においては、スクリーン画面垂直
方向の光拡散は、光吸収シート４０の光入射面４１の横
長レンチキュラーレンズにより行う構成とする。また、
第二のレンチキュラーレンズシート３０は、基材中に光
拡散材をほとんど含有しない構成とする。
【０５３８】さて、光吸収シート４０の光入射面４１の
横長レンチキュラーレンズの形状について、以下、詳細
に説明する。
【０５３９】まず、垂直観視角βの拡大のための技術手
段を図８３を用いて説明する。
【０５４０】図８３は図８２における光吸収シート４０
のＣ部（画面垂直方向断面）の拡大図である。
【０５４１】図８３において、光吸収シート４０の光入
射面４１の横長レンチキュラーレンズは、第二のレンチ
キュラーレンズシート３０から出射し光吸収シート４０
の光入射面４１に入射する光束を、画面垂直方向に拡散
する機能を有している。これは、入射光束が同じ走査
線、または同じ画素の光線であっても、光入射面４１へ
の入射位置の違いにより入射角が違ってくるため、異な
る角度に屈折する現象に基づいている。
【０５４２】すなわち、入射光束の各光線は、光入射面
４１の横長レンチキュラーレンズに入射して屈折した
後、それぞれ各焦点で集光し、その後、発散しながら光
出射面４２に向かい、入射光束は全体的に拡散されるこ
とになる。
【０５４３】よって、このような拡散機能を持たせるた
めに、本実施例においては、光軸ｌ、ｌ′近傍のレンズ
形状（映像光源側に凸；集光作用）を弱い凸形状とする
ことにより、そのレンズ作用を弱くし、光軸ｌ、ｌ′か
ら離れるに従い、前記凸形状が強くなる形状とすること
により、そのレンズ作用を強くしている。
【０５４４】すなわち、言い替えれば、光軸ｌ、ｌ′近
傍のレンズ作用による焦点距離に比べ、光軸ｌ、ｌ′か
ら離れた部分のレンズ作用による焦点距離を短くしてい
る。このため、光入射面４１の横長レンチキュラーレン
ズでの屈折力が、光軸ｌ、ｌ′から離れるに従い強くな
り、この部分を通過する光束は、光軸ｌ、ｌ′近傍を通
過する光束に比べて、より大きく屈折し、広い垂直指向
特性が実現できる。
【０５４５】以上の原理は、前述した図１の実施例にお
ける第一のレンチキュラーレンズシート２０の横長レン
チキュラーレンズの場合と同様である。
【０５４６】表１９に、光吸収シート４０の横長レンチ
キュラーレンズの設計例を示す。なお、表１９におい
て、光出射面の曲率半径が∞とあるのは、光出射面４２
の形状が平面であることを示している。
【０５４７】
【表１９】
【０５４８】図８４は、表１９の設計例による光吸収シ
ート４０を有する透過型スクリーンのスクリーン画面垂
直方向の指向特性を示す特性図である。
【０５４９】図８４に示すように、垂直観視角βは±７
４度と非常に広い範囲においてスクリーン上の映像が観
視できる。また、実用上最も重要な５０％輝度（スクリ
ーンの観視位置を垂直方向に任意変えた場合に得られる
最大輝度に対する相対値）となる垂直観視角βは±１０
度と実用上十分な性能を得ている。
【０５５０】次に、光吸収シート４０の光入射面の形状
に関するレンズ作用の変化について、前述した図３１を
用いて説明する。
【０５５１】図３１において、縦軸は光吸収シート４０
の光入射面の形状を規定する数２を２次微分した関数に
半径方向の距離を代入した値であり、横軸はレンズ有効
半径Ｐ／２に対する半径方向の相対距離（相対半径）で
ある。そして、実線１は従来技術のスクリーンの特性
を、一点鎖線３は表１９のレンズ形状のデータに対応し
たスクリーンの特性を、それぞれ示している。なお、破
線２については既に説明した。
【０５５２】前述したように、この２次微分した値の増
減を見ることによりレンズの半径方向の各位置によるレ
ンズ作用の変化が判る。すなわち、本実施例の入射面の
レンズ形状は、一点鎖線３に示すように、この２次微分
値が光軸ｌ、ｌ′から離れるに従い正となる。このた
め、レンズ作用（映像光源側に凸）が強まる形状となっ
ている。一方、従来技術のレンズ形状は、実線１に示す
ように、この２次微分値が正ではあるが、光軸ｌ、ｌ′
から離れても値が増加しない。このため、レンズ作用
（映像光源側に凸）が変化しない形状となっている。
【０５５３】このとき、光吸収シート４０の光入射面４
１は、第二のレンチキュラーレンズシート３０の光出射
面３２に近接しており、入射光束１４０のスクリーン画
面水平方向の光拡散の開始点とスクリーン画面垂直方向
の光拡散の開始点とが近接していることになるので、フ
ォーカス特性が低下することがない。
【０５５４】なお、本実施例では、照明光などの外光が
あるとき、その外光に対する光吸収シート４０の光入射
面４１の横長レンチキュラーレンズにおけるスクリーン
正面方向への反射光が、図７９に示した第九の実施例の
場合より多くなり、画像のコントラストが低下する。し
かしながら、本実施例においても、図８０に示した第十
の実施例と同様に、光吸収シート４０の光入射面４１表
面全面に、微細な凹凸形状を設けたり、光学的反射防止
膜を設けるなどの防眩処理をすることにより、コントラ
ストの補償が可能である。
【０５５５】したがって、本実施例においても、画像の
フォーカス特性、明るさ、コントラスト、及びスクリー
ンの成形性をともに向上するとともに、スクリーン画面
水平方向、及び垂直方向の指向特性を拡大できる効果が
ある。
【０５５６】本実施例においても、横長レンチキュラー
レンズの形状として各種の形状が採用できる。
【０５５７】図８５は、本実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図８２と同一
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０５５８】図８５に示す透過型スクリーン１では、光
吸収シート４０の光入射面４１の横長レンチキュラーレ
ンズの形状が、図８１の場合と同様に、画像発生源側に
凸形をなす凸形レンチキュラーレンズと画像発生源側に
凹形をなす凹形レンチキュラーレンズとを、スクリーン
画面垂直方向に交互に連続して複数並べた形状になって
いる。
【０５５９】図８６は、図８５の透過型スクリーン１の
垂直断面を示す断面図であり、１４０は入射光束であ
る。
【０５６０】図８５の構成の透過型スクリーン１におい
ては、第二のレンチキュラーレンズシート３０の基材３
０Ｂの中には、光拡散材６が分散されていないので、図
８６に示すように、フレネルレンズシート１０に入射し
た入射光束１４０は、スクリーン画面垂直方向に拡散さ
れることなくフレネルレンズシート１０と第二のレンチ
キュラーレンズシート３０を透過し、光吸収シート４０
の光入射面４１においてはじめて横長レンチキュラーレ
ンズの形状によりスクリーン画面垂直方向に拡散される
ため、画像観視側から見たときの入射光束１４０に対す
る出射光束のスクリーン画面垂直方向の幅ｄは、概ね第
二のレンチキュラーレンズシート３０の光出射面３２上
に現れる光束の幅で認識されることになり、良好なフォ
ーカス特性が得られる。
【０５６１】このとき、光吸収シート４０の光入射面４
１は、第二のレンチキュラーレンズシート３０の光出射
面３２に近接しており、入射光束１４０のスクリーン画
面水平方向の光拡散の開始点とスクリーン画面垂直方向
の光拡散の開始点とが近接していることになるので、フ
ォーカス特性が低下することがない。
【０５６２】このような構成としても、画像のフォーカ
ス特性、明るさ、コントラスト、及びスクリーンの成形
性をともに向上するとともに、スクリーン画面水平方
向、及び垂直方向の指向特性を拡大できる効果がある。
【０５６３】なお、本実施例において、図８２、図８５
に示した光吸収シート４０は、光入射面４１に、横長レ
ンチキュラーレンズを複数配列する構成となっている
が、横長レンチキュラーレンズを配列する面は光入射面
４１に限定されるものではなく、光出射面４２にも横長
レンチキュラーレンズを複数配列する構成としてもよ
い。
【０５６４】図８２に示した第十一の実施例の透過型ス
クリーン１において、光吸収シート４０の光入射面４１
と光出射面４２を反転させた場合、入射光束の各光線
は、フレネルレンズシート１０、第二のレンチキュラー
レンズシート３０を経て、光吸収シート４０の光入射面
４１に入射し、光出射面４２の横長レンチキュラーレン
ズ面に向かう。光出射面４２の横長レンチキュラーレン
ズ面については、前述したように、光軸ｌ、ｌ′近傍の
レンズ形状（映像観視側に凸）を弱い凸形状とすること
により、そのレンズ作用を弱くし、光軸ｌ、ｌ′から離
れるに従い、前記凸形状が強くなる形状とすることによ
り、そのレンズ作用を強くしている。このため、横長レ
ンチキュラーレンズでの屈折力が光軸ｌ、ｌ′から離れ
るに従い強くなり、この部分を通過する光束は、光軸
ｌ、ｌ′近傍を通過する光束に比べて、より大きく屈折
し、広い垂直指向特性が実現できる。
【０５６５】図８７は、表１９に示した光吸収シート４
０の設計例において、光入射面４１と光出射面４２の形
状を入れ替えた構成とした場合のスクリーン画面垂直方
向の指向特性を示す特性図である。
【０５６６】図８７に示すように、垂直観視角βは±４
４度と広い範囲においてスクリーン上の映像が観視でき
る。また、実用上最も重要な５０％輝度（スクリーンの
観視位置を垂直方向に任意に変えた場合に得られる最大
輝度に対する相対値）となる垂直観視角βは±１０度と
実用上十分な性能を得ている。
【０５６７】また、本実施例における光吸収シート４０
の光出射面４２の横長レンチキュラーレンズのレンズ作
用の変化の特性は、図３１の一点鎖線３で示した特性に
対し、横軸を中心軸として軸対称となるような特性とな
る。
【０５６８】以上説明したように、本実施例において
も、図８２に示した透過型スクリーンと同様の効果を得
ることができる。
【０５６９】次に、本発明の第十二の実施例について説
明する。
【０５７０】図８８は本発明の第十二の実施例としての
透過型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【０５７１】図８８において、透過型スクリーン１は、
フレネルレンズシート１０、マイクロレンズシート５０
の２枚構成である。フレネルレンズシート１０、マイク
ロレンズシート５０は端部（図示せず）で相互に固定さ
れている。１０Ｂ、５０Ｂはそれぞれフレネルレンズシ
ート１０、マイクロレンズシート５０の基材であり、い
ずれもほぼ透明な熱可塑性樹脂材料より成る。
【０５７２】フレネルレンズシート１０の光入射面１１
は、本実施例では平面となっており、光出射面１２はフ
レネル凸レンズ形状となっている。
【０５７３】また、５１はマイクロレンズシート５０の
光入射面であり、マイクロレンズ素子を画面水平方向及
び画面垂直方向に連続して並べた形状となっている。５
２はマイクロレンズシート５０の光出射面であり、マイ
クロレンズ素子を、光入射面５１のマイクロレンズ素子
にほぼ対向して、画面水平方向及び画面垂直方向に連続
して並べた形状となっている。さらに、光出射面５２の
マイクロレンズ素子相互間の境界部分には、凸形突起部
５２Ｐが設けられ、その上に有限幅の光吸収層５３が設
けられている。
【０５７４】すなわち、本実施例は、図７１に示した第
八の実施例において、フレネルレンズシート１０の光入
射面１１を平面とし、さらに、第二のレンチキュラーレ
ンズシート３０に代えて、光入射面５１及び光出射面５
２にマイクロレンズ素子を有するマイクロレンズシート
５０を新たな構成要素として加えたものである。
【０５７５】本実施例において、マイクロレンズシート
５０の光入射面５１に設けられたマイクロレンズ素子
は、前述の第八の実施例におけるフレネルレンズシート
１０の光入射面１１に設けられた横長レンチキュラーレ
ンズと、第二のレンチキュラーレンズシート３０の光入
射面３１に設けられた第一の縦長レンチキュラーレンズ
に代わるものである。
【０５７６】すなわち、マイクロレンズシート５０の光
入射面５１におけるマイクロレンズ素子は、画面水平方
向断面の形状が図７に示した第一の縦長レンチキュラー
レンズの形状と同様の形状、画面垂直方向断面の形状が
図２９に示した横長レンチキュラーレンズの形状と同様
の形状となっている。
【０５７７】したがって、本実施例においても図７１の
第八の実施例と同様の効果が得られる。
【０５７８】ところで、上記の第一ないし第三の実施
例、及び第八の実施例においては、フレネルレンズシー
ト１０、第一のレンチキュラーレンズシート２０、第二
のレンチキュラーレンズシート３０のいずれも光拡散材
６を含有しない構成としたが、第一のレンチキュラーレ
ンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズシート３
０のうちの１枚、もしくは２枚に光拡散材６をごく少量
分散させ、光拡散を補助的に行わせてもよい。また、上
記の第四ないし第七の実施例、及び第九ないし第十一の
実施例においては、フレネルレンズシート１０、第一の
レンチキュラーレンズシート２０、第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０、光吸収シート４０のいずれも光拡
散材６を含有しない構成としたが、第一のレンチキュラ
ーレンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０、光吸収シート４０のうちの１枚、もしくは２
枚、もしくは３枚全てに光拡散材６をごく少量分散さ
せ、光拡散を補助的に行わせてもよい。これらの場合、
光拡散材６による光拡散が補助的なものである限りは、
スクリーン画面垂直方向の指向特性を拡大しても、画像
のフォーカス特性及びコントラストは良好となり、光拡
散材６を有しない場合に近い効果が得られる。その一例
について、以下に説明する。
【０５７９】図８９は、図８２に示す第十一の実施例に
おいて、第二のレンチキュラーレンズシート３０の基材
３０Ｂの内部に光拡散材６を微量混入したもので、他の
構成は図８２と同様である。
【０５８０】この場合、第二のレンチキュラーレンズシ
ート３０は、従来技術のレンチキュラーレンズシート３
０′と異なり、光拡散材を微量にしか有していない。し
たがって、光入射面３１への入射光線が光出射面３２に
至る前に光拡散材６により散乱されて迷光を生じたりす
ることがほとんどなく、さらに、光出射面３２に入射し
た外光が光拡散材６により散乱されたりすることもほと
んどないので、従来技術のスクリーンに比較して、飛躍
的に画像のコントラストが向上すると共に、光拡散材に
よるフォーカス特性の劣化がほとんど生じない。
【０５８１】なお、上記の場合、透過型スクリーンにお
いて、スクリーン画面垂直方向の指向特性における、光
拡散材と横長レンチキュラーレンズのそれぞれの寄与分
を分離して設計してもよい。たとえば、スクリーン画面
垂直方向の指向特性において、光拡散材は主として画面
正面方向付近の光拡散を行い、横長レンチキュラーレン
ズは主として画面正面方向から離れた方向の光拡散を行
うようにしてもよい。この場合も、光拡散材の量が微量
である限りは上記の各実施例と同様の効果が得られるほ
か、横長レンチキュラーレンズの断面形状がサグ量の比
較的小さい形状となり、製造時の成形性が向上する効果
がある。
【０５８２】次に、本発明の第十三の実施例について説
明する。
【０５８３】図９０は本発明の第十三の実施例としての
透過型スクリーンの要部を示す斜視図であり、図７１と
同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０５８４】本実施例の透過型スクリーン１は、フレネ
ルレンズシート１０と第二のレンチキュラーレンズシー
ト３０の２枚構成である。
【０５８５】本実施例と図７１に示した第八の実施例と
の違いは、第八の実施例においては図７１に示したよう
に、フレネルレンズシート１０の光入射面１１の横長レ
ンチキュラーレンズによりスクリーン画面垂直方向の光
拡散を行う構成となっているのに対し、本実施例におい
ては、第二のレンチキュラーレンズシート３０の基材３
０Ｂの内部に光拡散材６を少量混入し、スクリーン画面
垂直方向の光拡散を光拡散材６によって全面的に行い、
フレネルレンズシート１０の光入射面１１の横長レンチ
キュラーレンズをなくした点にある。ただし、光拡散材
６の量は、図１０６に示した従来の透過型スクリーンに
おける縦長レンチキュラーレンズシートより少ない量と
なっている。
【０５８６】第二のレンチキュラーレンズシート３０の
光入射面３１の第一の縦長レンチキュラーレンズは、そ
の断面形状が高次の非球面を成し、その２次微分値は、
前述の第一の実施例における第四の設計例または第五の
設計例において説明した条件式を満足している。すなわ
ち、非球面に関する２次微分関数Ｚ″（ｘ）が楕円に関
する２次微分関数Ｇ″（ｘ）に対し、数８及び数９を満
足するか、または、数８及び数１０を満足している。
【０５８７】本実施例では、スクリーン画面垂直方向の
光拡散に、前記の各実施例で採用されていた非球面の横
長レンチキュラーレンズを採用していないため、スクリ
ーン画面垂直方向の指向特性としては裾の広い特性は得
られないが、スクリーン画面水平方向の指向特性は、前
述の第一の実施例において説明した指向特性に対して光
拡散材６による拡散特性を加味したものとなる特徴があ
る。すなわち、指向特性の観視輝度の分布がゆるやかな
ものになって、観視輝度の特異点などは目立たなくな
り、さらに、画面正面から観視する場合の最高輝度が低
下するために、各観視角度での相対的な観視輝度が上が
ることになる。この結果、縦長レンチキュラーレンズの
断面形状に歪が発生しても、観視輝度の特異点の発生
や、カラーシフトの増大をある程度緩和できる効果があ
る。
【０５８８】本実施例の透過型スクリーン１において
は、前述の各実施例の透過型スクリーンと同様にカラー
シフトが少なく、かつ製造時に発生する歪に対して指向
特性の劣化が少ない効果がある。
【０５８９】なお、光拡散材６の量を増すと、コントラ
ストの劣化、光の利用率の低下、また成形上の困難など
の問題が生じるが、本実施例の透過型スクリーンでは、
輝度の急激な変化の少ない指向特性を得ることができる
ため、図１０６に示した従来の透過型スクリーンにおけ
るレンチキュラーレンズシート３０′より、光拡散材６
の量を減らすことができ、上記のような問題を生じるこ
とが少ない。
【０５９０】ところで、上記の各実施例において、フレ
ネルレンズシート１０、第一のレンチキュラーレンズシ
ート２０、第二のレンチキュラーレンズシート３０、光
吸収シート４０、マイクロレンズシート５０のいずれか
の面に反射防止膜を設けるようにしてもよい。このよう
にした場合は、画像そのもののコントラストを向上させ
ることができる。以下、このような反射防止膜を設けた
透過型スクリーンを、上記各実施例の応用例として、図
９１、図９２を用いて説明する。
【０５９１】図９１、図９２は、それぞれ、第八の実施
例の応用例としての透過型スクリーンの要部を示す斜視
図である。
【０５９２】図９１の応用例では、画像発生源側に最も
近い位置に配置されるフレネルレンズシート１０の光入
射面１１に反射防止膜１１１を設けている。このように
することにより、セット内部での迷光を低減でき、画像
のコントラストを向上させる効果がある。
【０５９３】図９２の応用例では、画像観視側に最も近
い位置に配置される第二のレンチキュラーレンズシート
３０の光入射面３１に反射防止膜３１１を設けている。
このようにすることにより、フレネルレンズシート１０
と第二のレンチキュラーレンズシート３０の間の多重反
射により生じる迷光を低減でき、画像のコントラストを
大幅に向上させる効果がある。
【０５９４】このほか、たとえば第一の実施例のよう
に、第一のレンチキュラーレンズシート２０を構成要素
として有する透過型スクリーンでは、第一のレンチキュ
ラーレンズシート２０の光入射面２１、光出射面２２に
反射防止膜を設けてもよい。このようにすることで、フ
レネルレンズシート１０と第一のレンチキュラーレンズ
シート２０、第二のレンチキュラーレンズシート３０の
間の多重反射により生じる迷光を低減でき、画像のコン
トラストを大幅に向上させる効果がある。
【０５９５】なお、透過型スクリーンの各面に反射防止
膜を設ける具体的な方法としては、例えば、旭硝子
（株）製の非晶質フッ素樹脂（商品名：サイトップ（Ｃ
ｙｔｏｐ））を特定濃度のパーフルオロ溶剤に溶解し、
この溶液を所望の膜厚を得るようスピンコート、ディッ
プコート等によりスクリーンの面に塗布するなどの方法
がある。ちなみに、このサイトップのＤ線（波長５８９
ｎｍ）に対する屈折率は１．３４であり、従来からある
反射防止膜より、良好な性能が得られる。
【０５９６】また、第十二、及び第十三の実施例におい
て、第二のレンチキュラーレンズシート３０について
は、前記の第一ないし第三、及び第八の実施例と同様
に、画像観視側の光出射面３２の表面に防眩処理、帯電
防止処理、ハードコーティングなどの表面硬化処理等の
処理を施してもよい。防眩処理を行った場合は、スクリ
ーン画面への、観視者側の物体、あるいは照明光などの
映り込みを低減できる効果がある。また、帯電防止処理
を行った場合には、第二のレンチキュラーレンズシート
３０表面の帯電により塵埃が付着するのを防止できる効
果がある。また、表面硬化処理を施した場合には、観視
者側から何らかの物体が衝突しても第二のレンチキュラ
ーレンズシート３０の表面に傷がつきにくくなる効果が
ある。
【０５９７】また、さらに、前述の第四ないし第七、及
び、第九ないし第十一の実施例において、光吸収シート
４０については、画像観視側の光出射面４２の表面に防
眩処理、帯電防止処理、ハードコーティングなどの表面
硬化処理等の処理を施してもよい。光吸収シート４０に
これらの処理を施した場合には、第二のレンチキュラー
レンズシート３０についてこれらの処理を施した場合に
生じる効果と同様の効果が光吸収シート４０に生じる。
【０５９８】また、上記の各実施例においては、第二の
レンチキュラーレンズシート３０の光出射面３２の第二
の縦長レンチキュラーレンズとして、光入射面３１の第
一の縦長レンチキュラーレンズの形状と同様、非球面形
状のレンチキュラーレンズを設ける構成としたが、光出
射面３２が単に平面で、前述の光吸収帯３３のみが設け
られている構成としてもよい。この場合、光出射面３２
に第二の縦長レンチキュラーレンズを設ける場合と比較
すると、画像のカラーシフトはやや大きくなるが、その
ほかの性能については同等の効果が得られる。
【０５９９】さて、上記の各実施例においては、非球面
の横長レンチキュラーレンズを採用することにより、モ
アレを低減できる効果がある。その詳細については、前
述の第一の実施例の説明において述べた通りである。
【０６００】ここで、画面に生じるモアレをさらに軽減
する手段について、前記の第一の実施例を例にとり説明
する。
【０６０１】モアレは、スクリーンの構成要素であるフ
レネルレンズシート１０上の同心円群と第一、第二のレ
ンチキュラーレンズシート上の直線群とが重なりあい、
その交点を結んだ軌跡として発生する。このモアレは、
レンチキュラーレンズシート上の直線が縦線である場合
にはスクリーン中央から水平方向へ、横線である場合に
はスクリーン中央から垂直方向へ、縦線と横線が同時に
存在する場合にはスクリーン中央から多様な斜め方向へ
放射状に延びる。
【０６０２】こうしたモアレ縞を低減する方策として種
々のアイディアが考案されており、特に光拡散材がある
程度混入されても目立っているフレネルレンズシートの
同心円とレンチキュラーレンズシートの縦線とが重なっ
た時のスクリーン画面水平方向のモアレ対策として、特
開昭６０−２６３９３２号公報や特開昭５９−９５５２
５号公報等数件が開示されている。しかし、上記の構成
に横長レンチキュラーレンズの横線が加わったときの放
射状モアレ対策について現時点で開示されている出願は
特開昭６２−１２１４３６号公報だけである。この出願
は、試験的に作成したサンプルの目視評価と、それを裏
付ける原理的な根拠を示した出願であるが、斜め方向に
発生するいくつもの縞の強さ（目立ち易さ）を分類把握
し最適条件を見出すには原理検討が不十分であり、普遍
性に欠ける。
【０６０３】またさらに、上記の２種類のモアレを抜本
的に回避する方策として特開昭５９−６９７４７号公報
に開示されたような、ピッチを乱数で与えたフレネルレ
ンズシートやレンチキュラーレンズシートを使用するこ
とも有効と考えられるが、具体的なピッチの種類、数値
等が与えられておらず、また実際に製造するための具体
的な指針が無いため実際の効果が不明である。
【０６０４】そこで、ここでは、フレネルレンズシート
と、縦長レンチキュラーレンズ、横長レンチキュラーレ
ンズを有する透過型スクリーンにおいて、上記の斜め方
向へ放射状に伸びるモアレを抑制するための設計方法に
ついて、まず概要を説明する。
【０６０５】従来、モアレは上記のような円弧と直線の
交点の軌跡の集合体として考えられており、縦長レンチ
キュラーレンズを有する従来のレンチキュラーレンズシ
ートは、図９３に示したようなブラックストライプの黒
い線を有し、フレネルレンズシートは、図９４、図９５
に示すような陰影部（無出射領域）を有するため、その
黒い線の重なりあった交点群が、モアレとして出現する
と考えられていた。しかし実際には、フレネルレンズシ
ートの円弧状の無出射領域がレンチキュラーレンズシー
ト上の個々のレンズによって、例えば、図９７のように
結像され、陰影部の点列群を形成し、それらが幾何学的
な縞模様となって出現する。結像状態が虚であるか実で
あるかは、レンチキュラーレンズシートのパワーとシー
ト間の配置関係によって決まるが、こうした光学的な作
用によって、単なる円と直線の交点群によるモアレより
も強調された縞が発生する。したがって、モアレの強さ
は、従来から指摘されてきたフレネルレンズシートとレ
ンチキュラーレンズシートの相互のピッチ関係に加え、
上に述べたようにレンチキュラーレンズシートの光学作
用による強調によっても変化する。本発明者等はこのよ
うなモアレの強さを、幾何学的なものと光学的なものの
２つの観点から計算と実験によって評価し、モアレを目
視困難とするピッチ関係と配置関係とを把握した。
【０６０６】後述の設計例では、これらの現象の主因と
なる各構成要素のピッチ関係と、構成と縞の発生方向に
依存した光学的作用を検討することによってモアレを低
減する。
【０６０７】この斜めのモアレの強さは、フレネルレン
ズの同心円群とレンチキュラーレンズの縦横の直線群の
重ね合わせた場合の交点群の密度と、縦横のレンチキュ
ラーレンズによって結像される各交点の像の大きさに依
存する。それぞれは、フレネルレンズ上の円弧と直線の
交差角によって変化し、横長レンチキュラーレンズとフ
レネルレンズのピッチ関係によってほぼ決定されること
から、これを所定値に設定することによってモアレを回
避する。以下、さらに詳細に説明する。
【０６０８】図９３は、第一の実施例と同様の３枚構成
の透過型スクリーンの要部を示す斜視図である。図９３
において、フレネルレンズシート１０は光出射面１２に
フレネル凸レンズが設けられており、画面の中心部付近
を通る光軸を中心軸として同心円状の角形プリズムが順
次配列された構成となっている。
【０６０９】この３枚構成の透過型スクリーン１におい
て、フレネルレンズシート１０の光入射面１１に投写レ
ンズからの投写光束が入射し、フレネルレンズシート１
０、第一のレンチキュラーレンズシート２０、第二のレ
ンチキュラーレンズシート３０を透過して外部に拡散さ
れる。図９３においては、フレネルレンズシート１０の
フレネル凸レンズ面は、光出射面１２に配置されてお
り、この場合、スクリーン周辺部における輝度むらを抑
制するのに効果がある。
【０６１０】図９４はフレネルレンズシート１０の断面
を示す断面図である。
【０６１１】図９４に示すように、フレネルレンズシー
ト１０を透過した光は、フレネル凸レンズ面の立ち上が
り部分で遮光され、その部分を透過できない。その結
果、この立ち上がり部分は無出射領域となる。
【０６１２】図９５はフレネルレンズの無出射領域の正
面形状を示す平面図であり、上記の無出射領域は、正面
から見た場合に図９５に示すような同心円状の陰影群を
形成する。これらの陰影群が、第一のレンチキュラーレ
ンズシート２０、第二のレンチキュラーレンズシート３
０の個々のレンチキュラーレンズにより像を形成し、そ
れらが幾何学的な目立ちやすい点列群として整列した場
合、観視側にはモアレ縞となって出現する。
【０６１３】特に、図９３に示した３枚構成の透過型ス
クリーンにおいては、スクリーン中央から幾つもの方向
へ放射状のモアレが大きく発生する。
【０６１４】図９６は、そのスクリーン画面斜め方向の
モアレの発生状態を模式的に示す平面図である。
【０６１５】また、図９７は、フレネルレンズシートの
無出射領域の、横長レンチキュラーレンズによる像の例
を示す平面図である。
【０６１６】図９６に示すスクリーン画面斜め方向のモ
アレは、フレネルレンズシートの無出射領域が、第一の
レンチキュラーレンズシート２０の横長レンチキュラー
レンズによって像を形成したとき、図９７に示すよう
に、その陰影群がほぼ画面垂直方向に並ぶ方向が存在
し、その縦に並んだ陰影群が第二のレンチキュラーレン
ズシート３０の縦長レンチキュラーレンズと重なりあっ
て斜め方向に放射状の縞を形成することにより発生す
る。
【０６１７】図９８にスクリーン画面斜め方向のモアレ
の表示例を示す。
【０６１８】これは図９６のスクリーン画面上の第１象
限（画面の右半分の上半分）にあたる領域において、フ
レネルレンズの陰影部が第一、第二のレンチキュラーレ
ンズシートの横長レンチキュラーレンズと縦長レンチキ
ュラーレンズによってサンプリングされ、光学的に拡大
された点列群を表示した例である。この例によってもわ
かるようにフレネルレンズの中心から多数の方向に放射
状にモアレが延びる。
【０６１９】図９７は、図９６において破線で囲ったθ
方向の点列の構造を拡大して示している。この方向θ
は、図９７においてｉ＝０、ｊ＝０の交点から数えてｉ
＝ｉ0、ｊ＝ｊ0番目の交点が垂直に並ぶと考え、Ｐfを
フレネルレンズのピッチ、Ｐvを横長レンチキュラーレ
ンズのピッチ、ｉ0、ｊ0を任意の自然数とすると数３２
で表示される。
【０６２０】
【数３４】θ＝Ａｒｃｃｏｓ（ｉ0Ｐf／ｊ0Ｐv） また、縞の周波数は、縦長レンチキュラーレンズのピッ
チＰhとＰf／ｓｉｎθの差で与えられる。
【０６２１】こうして発生する縞自体の強さは、この縞
を構成するフレネルレンズ陰影部の個々の点が散在する
密度と、縦長レンチキュラーレンズ、横長レンチキュラ
ーレンズによって拡大あるいは変形された個々の点の大
きさとに依存し、各々のパラメータはフレネルレンズの
ピッチＰfと横長レンチキュラーレンズのピッチＰvの比
に依存する。
【０６２２】図９９は、ピッチ比Ｐf／Ｐvとモアレの強
さの関係を計算した結果を示す特性図である。
【０６２３】図９９において、ｉ、ｊの組合せによって
発生する縞の種類（方向、強さ）は異なるので、様々な
曲線が描かれているが、個々の線に関しては、ピッチ比
が大きくなるとモアレの強度は徐々に大きくなり、ある
ポイントでピークに達し、それ以上では消滅する。その
間、スクリーン上での縞の発生方向は、水平に近い方向
から徐々に垂直方向へ移動し、ちょうど垂直となったと
ころで消滅する。
【０６２４】実験によってサンプル評価した結果、個々
の構成要素（フレネルレンズ、横長レンチキュラーレン
ズ、縦長レンチキュラーレンズ）に光拡散材が混入され
ていない状態では、図９９中に破線で示したレベルが検
知限であることがわかった。モアレを避けるためには、
このように散在するピークを避けた部分にピッチ比を設
定する必要があり、そのような領域を図９９に〜で
示す。
【０６２５】図９９によれば、全てのモアレの強度を検
知限以下とする単一ピッチは領域とであり、領域
はその端部で裾野が検知限をこえる部分がある。また、
他の、、の領域は、それぞれ太線で示した裾野を
有し検知限を超えるが、光拡散材を少量加えたり、フレ
ネル凸レンズと各レンチキュラーレンズの間隔を変えた
り、各レンチキュラーレンズのパワーを変化させる等の
遮蔽効果によって、検知限以下にすることが可能であ
る。
【０６２６】こうして得られる使用可能なピッチ比の領
域、、、、は、具体的には、０と０．１５
の間、０．３３と０．４０の間、０．５と０．６の
間、１．０と１．１５の間、２．０と２．３４の間
である。の領域中０という数値は現実的には存在せ
ず、光の回折等を考えた場合、０．０５が実用上の最小
レベルである。
【０６２７】図１００、図１０１、図１０２は、それぞ
れ、、、の各領域で単一ピッチを採った場合の画
面上のモアレ縞の発生状況を示す平面図である。
【０６２８】それぞれの領域で小さな縞は多種出ている
が、検知限を超えて眼に見える縞は、の時ｉ＝２、ｊ
＝１の縞、の時ｉ＝１、ｊ＝１の縞、の時ｉ＝１、
ｊ＝２の縞がある。これらの縞は、検知限をやや超える
程度であり、前述したような遮蔽効果を持つ低減手段に
よって眼につかないようにすることが可能である。
【０６２９】さらに、複数種類のピッチを持つフレネル
レンズシートを製造することにより、以上述べた３つの
領域から２つ以上のピッチを選んで繰り返すことによっ
て、それぞれの領域の単一の縞を回避することも可能で
ある。
【０６３０】図１０３は、ピッチ比（Ｐf／Ｐv）の１サ
イクル内の変化が、１．１１⇒０．５７⇒１．１１⇒
０．５７⇒０．３５⇒０．３５⇒０．５７という３種類
の複合ピッチのフレネルレンズと横長、縦長のレンチキ
ュラーレンズを組み合わせた場合のモアレの発生状況を
示す。モアレはほとんど目立たず、光拡散材等による遮
蔽は不要である。また、こうした複合ピッチには、上記
のピッチ比の様々な組合せが存在するが、それらが縦長
レンチキュラーレンズとモアレを起こさないように、そ
の一周期のスパンが縦長レンチキュラーレンズのピッチ
に対しＭ＋０．３〜Ｍ＋０．７の範囲、あるいは、その
逆数となるように設定する必要がある。ここに、Ｍは０
または自然数である。
【０６３１】なお、上記の説明では、フレネルレンズシ
ートの観視側に横長レンチキュラーレンズと縦長レンチ
キュラーレンズシートを配置した、斜めのモアレが最も
強い構成の透過型スクリーンに基づいて説明したが、前
記の各実施例に示したような異なった構成の透過型スク
リーンに対しても有効であり、さらに、光拡散材が練り
込まれたシートを使用している透過型スクリーンに対し
ても同様に有効である。
【０６３２】以上述べたモアレ軽減設計によれば、光拡
散材の練り込み量の少ない透過型スクリーンにおいて、
斜め方向のモアレがほとんど目立たない透過型スクリー
ンを実現でき、モアレ妨害のない高品位の画像を表示す
る背面投写型画像ディスプレイ装置を提供することが可
能となる。
【０６３３】さて、最後に、上記の第一ないし第十三の
実施例の透過型スクリーン１を備えた背面投写形画像デ
ィスプレイ装置について説明する。
【０６３４】上記の各実施例の透過型スクリーン１を用
いて、図２に示したような背面投写型画像ディスプレイ
装置を構成するにあたっては、以下のような従来からあ
るコントラスト向上策を併用するのが好ましい。
【０６３５】すなわち、図２に示した投写型ブラウン管
７Ｇと投写レンズ８Ｇを結合する結合器９Ｇ内におい
て、投写レンズ８Ｇを構成するレンズ群のうち最も投写
型ブラウン管７Ｇ側に配置されるレンズ素子を、投写型
ブラウン管７Ｇ側が凸面でかつ透過型スクリーン側が凹
面となる凹レンズとし、この凹レンズと投写型ブラウン
管７Ｇとの間に生じる空間に液体冷媒を封入するのであ
る。
【０６３６】図１０４は図２の背面投写型画像ディスプ
レイ装置における投写型ブラウン管と投写レンズの結合
部の断面を示す断面図である。
【０６３７】図１０４において、７Ｇは緑の投写型ブラ
ウン管、８Ｇは投写型ブラウン管７Ｇ用の投写レンズ、
９Ｇは投写型ブラウン管７Ｇと投写レンズ８Ｇを結合す
る結合器、８１、８２、８３、８４は投写レンズ８Ｇの
それぞれ第一、第二、第三、第四のレンズ素子、８５は
レンズ鏡筒である。
【０６３８】第一のレンズ素子８１は、投写型ブラウン
管７Ｇ側が凸面でかつ透過型スクリーン側が凹面となる
凹レンズとなっており、このレンズ素子８１と投写型ブ
ラウン管７Ｇとの間の空間に液体冷媒９１が封入されて
いる。投写型ブラウン管７Ｇの液体冷媒９１に接する部
分は通常ガラスからなり、レンズ素子８１はガラスまた
はプラスチックからなり、液体冷媒９１としてはエチレ
ングリコール、水、グリセリンなど、もしくはこれらの
混合液が用いられる。
【０６３９】このとき、液体冷媒９１がなく、投写型ブ
ラウン管７Ｇとレンズ素子８１との間に単に空気がある
に過ぎない場合は、投写型ブラウン管７Ｇから出射しレ
ンズ素子８１に至る画像光の一部が、投写型ブラウン管
７Ｇと液体冷媒９１との境界面、及び液体冷媒９１とレ
ンズ素子８１との境界面における光の反射損失により、
投写光学系内の迷光となり、この迷光が背面投写型画像
ディスプレイ装置の投写光学系内、もしくは筐体内を往
来した末に透過型スクリーンに至ると、画像のコントラ
ストとして高いコントラストが得られない。
【０６４０】これに対し、液体冷媒９１がある場合は、
投写型ブラウン管７Ｇ、液体冷媒９１、レンズ素子８１
の屈折率がいずれも１．５前後の近い値となるため、投
写型ブラウン管７Ｇから出射しレンズ素子８１に至る画
像光は、投写型ブラウン管７Ｇと液体冷媒９１との境界
面、及び液体冷媒９１とレンズ素子８１との境界面にお
ける光の反射損失がきわめて少なく、良好な画像のコン
トラストが得られる。
【０６４１】上記の説明では、緑の投写型ブラウン管と
投写レンズの組合せについて説明したが、赤と青の投写
型ブラウン管と投写レンズの組合せについても同様であ
る。
【０６４２】したがって、凹レンズと投写型ブラウン管
７Ｇとの間の空間に液体冷媒を封入するという上記のコ
ントラスト向上策を、上記の各実施例の透過型スクリー
ンと併用することにより、画像のコントラストがより一
層良好な背面投写型画像ディスプレイ装置が得られる。
【０６４３】なお、図１０４においては、投写レンズ８
Ｇは４枚のレンズ素子から構成されているが、このよう
な投写レンズとしては、たとえば、特開平１−２５０９
１６号公報に開示されている投写レンズを適用すること
ができる。しかしながら、投写レンズの構成はこれに限
定されるものではなく、たとえば特開平３−２４６５１
２号公報、特開平３−２７６１１３号公報、米国特許４
９６３００７号に開示されている投写レンズなども適用
することができる。
【０６４４】また、上記の各実施例の透過型スクリーン
１を用いて、図２に示したような背面投写型画像ディス
プレイ装置を構成するにあたっては、以下のような従来
からある画像のフォーカス特性の向上策を併用するのが
好ましい。
【０６４５】すなわち、図２に示した反射鏡１１０とし
て、反射鏡１１０の基材の表面のうち、投写レンズ８Ｇ
及び透過型スクリーン１に対向する側の表面上に光反射
性光学薄膜を成膜された構成にするのである。もしく
は、反射鏡１１０の基材１１０Ｂの表面のうち、投写レ
ンズ８Ｇ及び透過型スクリーン１に対向する側の表面上
に反射防止膜を設けるとともに、この面と反対側の基材
１１０Ｂの表面上に光反射性光学薄膜１１１を成膜され
た構成とするのである。
【０６４６】図１０５は図２の背面投写型画像ディスプ
レイ装置における反射鏡１１０の拡大断面図である。
【０６４７】図１０５において、１１０Ｂは反射鏡１１
０の基材であり、通常はガラス板よりなる。また、１０
０′は入射光線、１１１は光反射性光学薄膜である。
【０６４８】また、図１０５において、（ａ）は反射鏡
１１０の基材１１０Ｂの表面のうち、投写レンズ８Ｇ及
び透過型スクリーン１に対向する側の表面上に光反射性
光学薄膜１１１を成膜された構成の反射鏡を、（ｂ）は
反射鏡１１０の基材１１０Ｂの表面のうち、投写レンズ
８Ｇ及び透過型スクリーン１に対向する側の反対側の表
面上に光反射性光学薄膜１１１を成膜された構成の反射
鏡を、それぞれ示している。
【０６４９】図１０５（ｂ）に示す反射鏡１１０におい
ては、入射光線１００′は反射鏡１１０の基材１１０Ｂ
内で多重反射を起こすことから、反射光が広がってしま
い、この結果、透過型スクリーン１上で良好な画像のフ
ォーカス特性が得られない。
【０６５０】これに対し、図１０５（ａ）に示す反射鏡
１１０においては、入射光線１００′は反射鏡１１０の
投写レンズ８Ｇ及び透過型スクリーン１に対向する側の
表面で反射するので、反射光が広がることがなく、透過
型スクリーン１上で良好な画像のフォーカス特性が得ら
れる。
【０６５１】また、図１０５（ｂ）に示す反射鏡１１０
においては、反射鏡１１０の投写レンズ８Ｇ及び透過型
スクリーン１に対向する側の表面に反射防止膜を設ける
ことにより、反射鏡１１０の基材１１０Ｂ内での入射光
線１００′の多重反射が大幅に減少することから、反射
光が広がることがなく、透過型スクリーン１上で良好な
画像のフォーカス特性が得られることになる。
【０６５２】したがって、反射鏡１１０として、反射鏡
１１０の基材１１０Ｂの表面のうち、投写レンズ８Ｇ及
び透過型スクリーン１に対向する側の表面上に光反射性
光学薄膜１１１を成膜された構成にするか、もしくは、
反射鏡１１０の基材１１０Ｂの表面のうち、投写レンズ
８Ｇ及び透過型スクリーン１に対向する側の表面上に反
射防止膜を設けるとともに、この面と反対側の基材１１
０Ｂの表面上に光反射性光学薄膜１１１を成膜された構
成とするという上記の画像のフォーカス特性の向上策
を、上記の各実施例の透過型スクリーンと併用すること
により、画像のフォーカス特性がより一層良好な背面投
写型画像ディスプレイ装置が得られる。
【０６５３】以上の説明は、赤、緑、青の単色の投写型
ブラウン管３本を用いた光学系、及びその光学系を使用
した画像ディスプレイ装置に関して行ったが、ブラウン
管の本数を６本、９本等に増やした場合、あるいは、映
像発生源がスライドフィルムのようなカラー画像（光学
系の途中で合成する場合も含む）を１本の投写レンズで
投写する光学系、及びその光学系を使用した画像ディス
プレイ装置の場合についても、実質的に本発明に含まれ
ることは言うまでもない。
【０６５４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、投写型ブラウン管などの画像発生源からの投
写画像光は、投写レンズを経て、透過型スクリーンに入
射し、スクリーン画面水平方向には第二のレンチキュラ
ーレンズシートの光入射面及び光出射面の非球面の縦長
レンチキュラーレンズにより拡散され、また、スクリー
ン画面垂直方向には主としてフレネルレンズシート、ま
たは第一のレンチキュラーレンズシート、または光吸収
シートの光入射面あるいは光出射面に設けた非球面の横
長レンチキュラーレンズにより拡散される。
【０６５５】したがって、本発明によれば、スクリーン
画面水平方向の指向特性の大幅改善とカラーシフトの大
幅低減は、上記の縦長レンチキュラーレンズの非球面形
状を最適化することにより実現することができる。
【０６５６】また、上記の横長レンチキュラーレンズの
非球面形状を最適化することにより、スクリーン画面垂
直方向の指向特性を広げ、垂直視野角を増加させること
ができる。
【０６５７】さらに、マイクロレンズ素子をスクリーン
画面水平、垂直方向に連続して配置して成るマイクロレ
ンズシート５０を用いる場合は、画面水平方向断面の形
状及び画面垂直方向断面の形状の最適化することによっ
て、上記と同様の指向特性を実現できる。
【０６５８】また、上記の横長レンチキュラーレンズと
して、画像発生源側に凸形となる凸形レンチキュラーレ
ンズと画像発生源側に凹形となる凹形レンチキュラーレ
ンズとを用い、その両者を交互に連続して複数配列した
形状の横長レンチキュラーレンズを用いる場合、これら
の横長レンチキュラーレンズの曲率半径を小さくして
も、隣接するレンチキュラーレンズ相互間の境界部の形
状として、レンズ面が鋭い交差角で交差することがな
く、したがって、成形用金型によって成形しようとした
場合、横長レンチキュラーレンズの境界部の形状をほぼ
完全に再現でき、スクリーンの成形性が良好となる効果
がある。
【０６５９】また、上記の横長レンチキュラーレンズと
して、上下非対称の断面形状を有する横長レンチキュラ
ーレンズを用いる場合、スクリーン画面垂直方向の指向
特性として、背面投写型画像ディスプレイ装置に好適な
上下非対称の指向特性を実現でき、多様な観視位置から
観視しても画面全体が明るく見える背面投写型画像ディ
スプレイ装置が得られるという効果がある。
【０６６０】また、本発明においては、フレネルレンズ
シート、または第一のレンチキュラーレンズシート、ま
たは光吸収シートの横長レンチキュラーレンズによって
スクリーン画面垂直方向の指向特性を十分広げることが
できるので、第一のレンチキュラーレンズシート、第二
のレンチキュラーレンズシート、あるいは光吸収シート
には、全く光拡散材を含有させないか、または含有させ
るにしても微量でよい。このため、光拡散材によって画
像がぼやけることがことが少なくなり、良好なフォーカ
ス特性が得られる。また、入射光線が光拡散材により散
乱されて迷光を生じたり、さらに、照明光などの外光が
光拡散材により散乱されたりすることも少なくなるの
で、従来の透過型スクリーンに比較して画像の明るさ、
コントラストが向上する効果がある。
【０６６１】さらに、本発明においては、半透明に着色
された光吸収シートを画像観視側に配置するか、もしく
は第二のレンチキュラーレンズシートを半透明に着色す
る構成としたので、照明光などの外光があるとき、投写
画像光より外光の方が損失光の比率が大きくなり、コン
トラストがさらに向上する効果がある。
【０６６２】また、本発明においては、フレネルレンズ
シート、第一のレンチキュラーレンズシート、第二のレ
ンチキュラーレンズシートのうち、第一のレンチキュラ
ーレンズシートのシート厚さを最も薄くするなどの構成
とすることにより、横長レンチキュラーレンズと、第二
のレンチキュラーレンズシートの光入射面の縦長レンチ
キュラーレンズとを、相互に近接するように配置してい
ることから、入射光束のスクリーン画面水平方向の光拡
散の開始点とスクリーン画面垂直方向の光拡散の開始点
とが近接することになり、スクリーン画面垂直方向の指
向特性を拡大しても良好な画像のフォーカス特性が得ら
れる効果がある。
【０６６３】さらに、シート厚さの厚い光吸収シートを
配してフレネルレンズシートのシート厚さを従来の透過
型スクリーンにおけるフレネルレンズシートより薄くす
ることにより、フレネルレンズシートの光出射面のフレ
ネルレンズにおける投写画像光の不要反射に起因するゴ
ーストが目立たなくでき、さらに、フレネルレンズシー
トの光入射面に横長レンチキュラーレンズを設ける場合
においても良好な画像のフォーカス特性が得られる効果
がある。
【０６６４】また、光吸収シートもしくは第二のレンチ
キュラーレンズシートの光出射面の表面処理として、防
眩処理を行ったときは、画像観視側の物体や照明光など
のスクリーン画面への映り込みを防止できる効果があ
る。また、同じく帯電防止処理を施したときは、光吸収
シートもしくは第二のレンチキュラーレンズシートの表
面の帯電により塵埃が付着するのを防止できる効果があ
る。さらに、ハードコーティング処理などの表面硬化処
理を施したときは、画像観視側から何らかの物体が衝突
しても、光吸収シートあるいは第二のレンチキュラーレ
ンズシートの表面に傷がつきにくくなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例としての透過型スクリー
ンの要部を示す斜視図である。
【図２】図１の透過型スクリーンを用いた背面投写型画
像ディスプレイ装置の要部を示す断面図である。
【図３】図２の背面投写型画像ディスプレイ装置の投写
光学系を水平面上に展開したときの概略展開図である。
【図４】図１の透過型スクリーンの垂直断面を示す断面
図である。
【図５】図１の透過型スクリーンの第一のレンチキュラ
ーレンズシートの垂直断面を示す断面図である。
【図６】透過型スクリーンの各レンチキュラーレンズの
非球面形状を定義するための座標系を示す図である。
【図７】図１の透過型スクリーンの縦長レンチキュラー
レンズの拡散機能を説明するための説明図である。
【図８】一般的な透過型スクリーンの縦長レンチキュラ
ーレンズの拡散機能を説明するための説明図である。
【図９】図１の透過型スクリーンの縦長レンチキュラー
レンズの拡散機能を説明するための説明図である。
【図１０】表１の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例によるスクリーン画面水平方向の指向特性を
示す特性図である。
【図１１】表１の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例による赤及び青色映像光についてのスクリー
ン画面水平方向の指向特性を示す特性図である。
【図１２】第一の縦長レンチキュラーレンズの形状に関
するレンズ作用の変化について、本発明の透過型スクリ
ーンと従来技術の透過型スクリーンとを比較して示した
特性図である。
【図１３】第二の縦長レンチキュラーレンズの形状に関
するレンズ作用の変化について、本発明の透過型スクリ
ーンと従来技術の透過型スクリーンとを比較して示した
特性図である。
【図１４】表２の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例によるスクリーン画面水平方向の指向特性を
示す特性図である。
【図１５】表２の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例による赤及び青色映像光についてのスクリー
ン画面水平方向の指向特性を示す特性図である。
【図１６】表３の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例による緑色映像光が入射した場合の光線の進
行する様子を示す光線追跡図である。
【図１７】表３の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例による、赤、緑、青色映像光のスクリーン画
面水平方向の指向特性を示す特性図である。
【図１８】表３の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例に基づく試作スクリーンによる、赤、緑、青
色映像光のスクリーン画面水平方向の指向特性を示す特
性図である。
【図１９】表３の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例に基づく試作スクリーンの第一の縦長レンチ
キュラーレンズの断面形状の実測形状を、設計形状と比
較して示す断面図である。
【図２０】表３の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例に基づく試作スクリーンの第一の縦長レンチ
キュラーレンズの断面形状の実測形状の、設計形状に対
するサグ量の歪の大きさを示す特性図である。
【図２１】第一の縦長レンチキュラーレンズの断面形状
の２次微分値を、従来技術の透過型スクリーンにおける
楕円の場合と、放物線の場合とについて比較して示した
特性図である。
【図２２】第一の縦長レンチキュラーレンズの断面形状
の２次微分値を、表４の第二のレンチキュラーレンズシ
ート３０の設計例の場合と、従来技術の透過型スクリー
ンにおける楕円の場合とについて比較して示した特性図
である。
【図２３】表４の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例による、赤、緑、青色映像光のスクリーン画
面水平方向の指向特性を示す特性図である。
【図２４】表４の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例に対し、図２０に示す歪が発生した場合の、
赤、緑、青色映像光のスクリーン画面水平方向の指向特
性を示す特性図である。
【図２５】第一の縦長レンチキュラーレンズの断面形状
の２次微分値を、表５の第二のレンチキュラーレンズシ
ート３０の設計例の場合と、従来技術の透過型スクリー
ンにおける楕円の場合とについて比較して示した特性図
である。
【図２６】表５の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例による、赤、緑、青色映像光のスクリーン画
面水平方向の指向特性を示す特性図である。
【図２７】表５の第二のレンチキュラーレンズシート３
０の設計例に対し、図２０に示す歪が発生した場合の、
赤、緑、青色映像光のスクリーン画面水平方向の指向特
性を示す特性図である。
【図２８】図１の透過型スクリーンの横長レンチキュラ
ーレンズの拡散機能を説明するための説明図である。
【図２９】表６の横長レンチキュラーレンズの設計例の
形状とスクリーン画面垂直方向の光の拡散の概略を示す
断面図である。
【図３０】表６の横長レンチキュラーレンズの設計例に
よるスクリーン画面垂直方向の指向特性を示す図であ
る。
【図３１】横長レンチキュラーレンズの形状に関するレ
ンズ作用の変化について、本発明の透過型スクリーンと
従来技術の透過型スクリーンとを比較して示した特性図
である。
【図３２】本発明の第一の実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図３３】本発明の第一の実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図３４】本発明の第一の実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図３５】本発明の第一の実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図３６】図３５の透過型スクリーンの垂直断面を示す
断面図である。
【図３７】従来の透過型スクリーンにおけるフレネルレ
ンズシート、図１の透過型スクリーンにおける第一のレ
ンチキュラーレンズシート、及び図３５の透過型スクリ
ーンにおける第一のレンチキュラーレンズシートの垂直
断面を示す断面図である。
【図３８】図３７に示す横長レンチキュラーレンズを用
いたときの透過型スクリーン１のスクリーン画面垂直方
向の指向特性の概略を示す特性図である。
【図３９】表７の横長レンチキュラーレンズの設計例の
形状を示す断面図である。
【図４０】表７の横長レンチキュラーレンズの設計例に
よるスクリーン画面垂直方向の光の拡散の概略を示す断
面図である。
【図４１】表９の横長レンチキュラーレンズの設計例に
よるスクリーン画面垂直方向の指向特性を示す特性図で
ある。
【図４２】表１０の横長レンチキュラーレンズの設計例
によるスクリーン画面垂直方向の指向特性を示す特性図
である。
【図４３】表１１の横長レンチキュラーレンズの設計例
によるスクリーン画面垂直方向の指向特性を示す特性図
である。
【図４４】表１２の横長レンチキュラーレンズの設計例
の形状を示す断面図である。
【図４５】表１２の横長レンチキュラーレンズの設計例
によるスクリーン画面垂直方向の光の拡散の概略を示す
断面図である。
【図４６】表１３の横長レンチキュラーレンズの設計例
の形状を示す断面図である。
【図４７】表１３の横長レンチキュラーレンズの設計例
によるスクリーン画面垂直方向の光の拡散の概略を示す
断面図である。
【図４８】表１５の横長レンチキュラーレンズの設計例
の形状を示す断面図である。
【図４９】表１５の横長レンチキュラーレンズの設計例
によるスクリーン画面垂直方向の指向特性を示す特性図
である。
【図５０】表１６の横長レンチキュラーレンズの設計例
の形状を示す断面図である。
【図５１】表１６の横長レンチキュラーレンズの設計例
によるスクリーン画面垂直方向の指向特性を示す特性図
である。
【図５２】上下非対称な形状の横長レンチキュラーレン
ズの垂直断面形状における光線追跡を示す断面図であ
る。
【図５３】図５２の横長レンチキュラーレンズの断面形
状を示す拡大断面図である。
【図５４】上下非対称な形状の横長レンチキュラーレン
ズの設計において目標とするスクリーン画面垂直方向の
指向特性を示す特性図である。
【図５５】図５４のスクリーン画面垂直方向の指向特性
に基づき設計した横長レンチキュラーレンズの垂直断面
形状を示す断面図である。
【図５６】上下非対称な形状の横長レンチキュラーレン
ズの設計において目標とするスクリーン画面垂直方向の
指向特性を示す特性図である。
【図５７】図５６のスクリーン画面垂直方向の指向特性
に基づき設計した横長レンチキュラーレンズの垂直断面
形状を示す断面図である。
【図５８】図５６のスクリーン画面垂直方向の指向特性
に基づき設計した横長レンチキュラーレンズの、変形例
の垂直断面形状を示す断面図である。
【図５９】図５７の横長レンチキュラーレンズの垂直断
面における照明光の伝搬経路を示す断面図である。
【図６０】図５８の横長レンチキュラーレンズの垂直断
面における照明光の伝搬経路を示す断面図である。
【図６１】図６１は、２段構成のマルチ画面の背面投写
型画像ディスプレイ装置の透過型スクリーンにおけるス
クリーン画面垂直方向の光の拡がりを示す断面図であ
る。
【図６２】本発明の第二の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図６３】本発明の第三の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図６４】本発明の第四の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図６５】図６４の光吸収シート４０における基材４０
Ｂの具体例としてのアクリルフィルターＮＧの色調Ｎ０
９９の各波長の光線に対する透過率の特性を示す特性図
である。
【図６６】図６４の光吸収シート４０における基材４０
Ｂの具体例としてのアクリルフィルターＮＧの色調Ｎ０
９７の各波長の光線に対する透過率の特性を示す特性図
である。
【図６７】本発明の第五の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図６８】本発明の第六の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図６９】本発明の第七の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図７０】従来の透過型スクリーン及び図６４の透過型
スクリーンにおけるフレネルレンズシートの垂直断面を
示す断面図である。
【図７１】本発明の第八の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図７２】本発明の第八の実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図７３】本発明の第八の実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図７４】図７３の透過型スクリーンにおいて、表６の
横長レンチキュラーレンズの設計例を適用したときのス
クリーン画面垂直方向の指向特性を示す図である。
【図７５】本発明の第八の実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図７６】図７５の透過型スクリーンの垂直断面を示す
断面図である。
【図７７】従来の透過型スクリーン及び図７５の透過型
スクリーンにおけるフレネルレンズシートの垂直断面を
示す断面図である。
【図７８】図７５の透過型スクリーンにおけるフレネル
レンズシートの他の具体例を示す断面図である。
【図７９】本発明の第九の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図８０】本発明の第十の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図８１】本発明の第十の実施例の変形例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図８２】本発明の第十一の実施例としての透過型スク
リーンの要部を示す斜視図である。
【図８３】図８２の透過型スクリーンの横長レンチキュ
ラーレンズの拡散機能を説明するための説明図である。
【図８４】表１９の横長レンチキュラーレンズの設計例
によるスクリーン画面垂直方向の指向特性を示す特性図
である。
【図８５】本発明の第十一の実施例の変形例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図８６】図８５の透過型スクリーンの垂直断面を示す
断面図である。
【図８７】本発明の第十一の実施例の変形例としての透
過型スクリーンにおいて、表１９の横長レンチキュラー
レンズの設計例を適用したときのスクリーン画面垂直方
向の指向特性を示す図である。
【図８８】本発明の第十二の実施例としての透過型スク
リーンの要部を示す斜視図である。
【図８９】本発明の第十一の実施例の変形例としての透
過型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図９０】本発明の第十三の実施例としての透過型スク
リーンの要部を示す斜視図である。
【図９１】本発明の第八の実施例の応用例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図９２】本発明の第八の実施例の応用例としての透過
型スクリーンの要部を示す斜視図である。
【図９３】本発明の第一の実施例としての透過型スクリ
ーンの要部を示す斜視図である。
【図９４】フレネルレンズの無出射領域を示す断面図で
ある。
【図９５】フレネルレンズの無出射領域の正面形状を示
す平面図である。
【図９６】斜め方向のモアレの発生状態を模式的に示す
平面図である。
【図９７】横のレンチキュラーレンズによるスクリーン
陰影部の像の例を示す平面図である。
【図９８】斜め方向のモアレの発生状態を計算表示した
平面図である。
【図９９】斜め方向のモアレの強度とピッチ比の関係を
示す特性図である。
【図１００】斜め方向モアレの発生状態の計算表示例で
ある。
【図１０１】斜め方向モアレの発生状態の計算表示例で
ある。
【図１０２】斜め方向モアレの発生状態の計算表示例で
ある。
【図１０３】斜め方向モアレの発生状態の計算表示例で
ある。
【図１０４】図２の背面投写型画像ディスプレイ装置に
おける投写型ブラウン管と投写レンズとの結合部の断面
を示す断面図である。
【図１０５】図２の背面投写型画像ディスプレイ装置に
おける反射鏡の断面を示す断面図である。
【図１０６】従来技術による透過型スクリーンの要部を
示す斜視図である。
【図１０７】従来技術による透過型スクリーンの要部を
示す斜視図である。
【図１０８】従来技術による透過型スクリーンのフレネ
ルレンズシートの垂直断面を示す断面図である。
【図１０９】従来技術による透過型スクリーンのレンチ
キュラーレンズシートの水平断面を示す断面図である。
【図１１０】従来技術による透過型スクリーンのレンチ
キュラーレンズシートの水平断面を示す断面図である。
【図１１１】従来技術による透過型スクリーンのレンチ
キュラーレンズシートの垂直断面及び水平断面を示す断
面図である。
【図１１２】一般的な水平観視角α及び垂直観視角βを
説明するための説明図である。
【図１１３】従来技術による透過型スクリーンにおいて
得られるスクリーン画面水平方向の指向特性及び垂直方
向の指向特性を示す特性図である。
【図１１４】従来技術による透過型スクリーンのフレネ
ルレンズシートの横長レンチキュラーレンズ単体のスク
リーン画面垂直方向の指向特性をを示す特性図である。
【図１１５】従来技術による透過型スクリーンにおいて
得られるスクリーン画面垂直方向の指向特性の他の例を
示す特性図である。
【図１１６】透過型スクリーンにおいて得られるべき理
想のスクリーン画面水平方向の指向特性及び垂直方向の
指向特性を示す特性図である。
【図１１７】図１の透過型スクリーンの垂直断面を示す
断面図である。
【図１１８】図１の透過型スクリーンの水平断面を示す
断面図である。
【図１１９】従来技術による透過型スクリーンにおいて
得られる赤、緑、青色映像光についてのスクリーン画面
水平方向の指向特性を示す特性図である。
【図１２０】従来技術による透過型スクリーンにおいて
得られる赤及び青色映像光についてのスクリーン画面水
平方向の指向特性の他の例を示す特性図である。
【図１２１】図１の透過型スクリーンの画面垂直方向の
輝度分布と図１０７の透過型スクリーンの画面垂直方向
の輝度分布を比較して示した特性図である。
【符号の説明】
１…透過型スクリーン、１Ａ…上側の透過型スクリー
ン、１Ｂ…下側の透過型スクリーン、６…光拡散材、７
Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…投写型ブラウン管、８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ
…投写レンズ、９Ｇ…結合器、１０…フレネルレンズシ
ート、１０Ｂ…フレネルレンズシートの基材、１１…フ
レネルレンズシートの光入射面、１２…フレネルレンズ
シートの光出射面、２０…第一のレンチキュラーレンズ
シート、２０Ｂ…第一のレンチキュラーレンズシートの
基材、２１…第一のレンチキュラーレンズシートの光入
射面、２２…第一のレンチキュラーレンズシートの光出
射面、２３…水平面、２４…平面部、３０…第二のレン
チキュラーレンズシート、３０Ｂ…第二のレンチキュラ
ーレンズシートの基材、３０′…レンチキュラーレンズ
シート、３０Ｂ′…レンチキュラーレンズシートの基
材、３１…第二のレンチキュラーレンズシートの光入射
面、３１′…レンチキュラーレンズシートの光入射面、
３２…第二のレンチキュラーレンズシートの光出射面、
３２′…レンチキュラーレンズシートの光出射面、３２
Ｐ…第二のレンチキュラーレンズシートの凸形突起部、
３３…光吸収帯、４０…光吸収シート、４０Ｂ…光吸収
シートの基材、４１…光吸収シートの光入射面、４１…
光吸収シートの光出射面、５０…マイクロレンズシー
ト、５０Ｂ…マイクロレンズシートの基材、５１…マイ
クロレンズシートの光入射面、５２…マイクロレンズシ
ートの光出射面、８１…第一のレンズ素子、８２…第二
のレンズ素子、８３…第三のレンズ素子、８４…第四の
レンズ素子、８５…レンズ鏡筒、９１…液体冷媒、１１
０…反射鏡、１１０Ｂ…反射鏡の基材、１１１…光反射
性光学薄膜、１２０…筐体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−203449 (32)優先日 平４(1992)７月30日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−92736 (32)優先日 平５(1993)４月20日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平5−84417 (32)優先日 平５(1993)４月12日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 大沢 敦夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 松田 裕 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 村中 昌幸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内

Claims (121)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】画像発生源側より入射される画像光を透過
    して、画像観視側に出射する透過型スクリーンにおい
    て、スクリーン画面水平方向の光拡散の開始点と、スク
    リーン画面垂直方向の光拡散の開始点が、画像光の進行
    方向に沿って異なる位置にあることを特徴とする透過型
    スクリーン。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の透過型スクリーンにおい
    て、スクリーン画面水平方向の光拡散の開始点が、スク
    リーン画面垂直方向の光拡散の開始点より画像観視側に
    位置することを特徴とする透過型スクリーン。
  3. 【請求項３】請求項１に記載の透過型スクリーンにおい
    て、スクリーン画面垂直方向の光拡散の開始点が、スク
    リーン画面水平方向の光拡散の開始点より画像観視側に
    位置することを特徴とする透過型スクリーン。
  4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、スクリーン画面水平方向の光拡散
    は、前記透過型スクリーンを構成する面のうちの２面に
    形成されたスクリーン画面垂直方向を長手方向とする縦
    長レンチキュラーレンズによって行われることを特徴と
    する透過型スクリーン。
  5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、スクリーン画面垂直方向の光拡散
    は、前記透過型スクリーンを構成する面のうちの１面に
    形成されたスクリーン画面水平方向を長手方向とする横
    長レンチキュラーレンズによって行われることを特徴と
    する透過型スクリーン。
  6. 【請求項６】請求項１ないし請求項４に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、スクリーン画面垂直方向の光拡散
    は、前記透過型スクリーンを構成する面のうちの１面に
    形成されたスクリーン画面水平方向を長手方向とする横
    長レンチキュラーレンズと、前記透過型スクリーンを構
    成するレンズシートのうちの少なくとも１枚がその基材
    内部またはその表面に有している光拡散材と、によって
    行われることを特徴とする透過型スクリーン。
  7. 【請求項７】請求項１ないし請求項４に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、スクリーン画面垂直方向の光拡散
    は、前記透過型スクリーンを構成する面のうちの少なく
    とも２面に形成されたスクリーン画面水平方向を長手方
    向とする横長レンチキュラーレンズによって行われるこ
    とを特徴とする透過型スクリーン。
  8. 【請求項８】請求項１ないし請求項４に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、スクリーン画面垂直方向の光拡散
    は、前記透過型スクリーンを構成する面のうちの少なく
    とも２面に形成されたスクリーン画面水平方向を長手方
    向とする横長レンチキュラーレンズと、前記透過型スク
    リーンを構成するレンズシートのうちの少なくとも１枚
    がその基材内部またはその表面に有している光拡散材
    と、によって行われることを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  9. 【請求項９】請求項６または請求項８に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、前記光拡散材は主にスクリーン画面
    垂直方向の指向特性における画面正面方向付近の光拡散
    を行い、前記横長レンチキュラーレンズは主にスクリー
    ン画面垂直方向の指向特性における画面正面方向から離
    れた方向の光拡散を行うことを特徴とする透過型スクリ
    ーン。
  10. 【請求項１０】請求項１ないし請求項９に記載の透過型
    スクリーンにおいて、前記透過型スクリーンのスクリー
    ン画面垂直方向の指向特性が、最大輝度をＢ0とし、ス
    クリーン画面垂直方向の各観視角度における輝度が０．
    ５Ｂ0以上、０．１Ｂ0以上となるような観視角度の範囲
    をそれぞれθ50、θ10としたときに、 【数３２】θ10≧３．４×θ50 なる式を満足する指向特性となることを特徴とする透過
    型スクリーン。
  11. 【請求項１１】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一のレンチ
    キュラーレンズを複数個、スクリーン画面水平方向に連
    続的に配置した形状を成し、その映像観視側の光出射面
    の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第
    二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前記第一のレ
    ンチキュラーレンズにほぼ対向して、スクリーン画面水
    平方向に連続的に配置した形状を成すと共に、前記第一
    の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面水平方向
    の断面形状が映像発生源側に凸である形状を成し、か
    つ、前記第一の縦長レンチキュラーレンズは光軸近傍の
    屈折力に比べて、その周辺部の屈折力が弱いことを特徴
    とする透過型スクリーン。
  12. 【請求項１２】請求項１１に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記第一の縦長レンチキュラーレンズの屈折力
    は、前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン
    画面水平方向の断面形状によって制御されることを特徴
    とする透過型スクリーン。
  13. 【請求項１３】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レ
    ンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水平方向
    に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側の光出
    射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とす
    る第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前記第一
    の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、スクリー
    ン画面水平方向に連続的に配置した形状を成すと共に、
    前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、前記第一の縦長レンチキュラー
    レンズの光軸からの距離ｒの関数Ｚ（ｒ）で与えられる
    形状を成し、かつ、映像発生源側に凸で、前記光軸に対
    し軸対称である形状を成し、前記関数Ｚ（ｒ）を２次微
    分して得られる関数Ｚ″（ｒ）に、前記光軸からの距離
    ｒを、前記光軸の近傍と前記第一の縦長レンチキュラー
    レンズの周辺部について代入したとき、それにより得ら
    れる値の符号が相互に異なることを特徴とする透過型ス
    クリーン。
  14. 【請求項１４】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レ
    ンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水平方向
    に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側の光出
    射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とす
    る第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前記第一
    の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、スクリー
    ン画面水平方向に連続的に配置した形状を成すと共に、
    前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、映像発生源側に凸である形状を
    成し、かつ、その凸である形状の先端からの、前記第一
    の縦長レンチキュラーレンズの光軸の方向に沿った距離
    をＺとし、該光軸からの距離をｒとしたとき、 【数３】 なる式で与えられる形状を成すことを特徴とする透過型
    スクリーン。
  15. 【請求項１５】請求項１，２，３または４に記載の透過
    型スクリーンにおいて、前記第二の縦長レンチキュラー
    レンズのスクリーン画面水平方向の断面形状は、該第二
    の縦長レンチキュラーレンズの光軸からの距離ｒの関数
    Ｚ（ｒ）で与えられる形状を成し、かつ、映像観視側に
    凸で、前記光軸に対し軸対称である形状を成すと共に、
    前記関数Ｚ（ｒ）を２次微分して得られる関数Ｚ″
    （ｒ）に、前記光軸からの距離ｒを、前記光軸の近傍と
    前記第二の縦長レンチキュラーレンズの周辺部について
    代入したとき、それにより得られる値の符号が相互に異
    なることを特徴とする透過型スクリーン。
  16. 【請求項１６】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レ
    ンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水平方向
    に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側の光出
    射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とす
    る第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前記第一
    の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、スクリー
    ン画面水平方向に連続的に配置した形状を成すと共に、
    前記第二の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、前記第二の縦長レンチキュラー
    レンズの光軸からの距離ｒの関数Ｚ（ｒ）で与えられる
    形状を成し、かつ、映像観視側に凸で、前記光軸に対し
    軸対称である形状を成し、前記関数Ｚ（ｒ）を２次微分
    して得られる関数Ｚ″（ｒ）に、前記光軸からの距離ｒ
    を、前記光軸の近傍と前記第二の縦長レンチキュラーレ
    ンズの周辺部について代入したとき、それにより得られ
    る値の符号が相互に異なることを特徴とする透過型スク
    リーン。
  17. 【請求項１７】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レ
    ンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水平方向
    に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側の光出
    射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とす
    る第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前記第一
    の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、スクリー
    ン画面水平方向に連続的に配置した形状を成すと共に、
    前記第二の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、映像観視側に凸である形状を成
    し、かつ、その凸である形状の先端からの、前記第二の
    縦長レンチキュラーレンズの光軸の方向に沿った距離を
    Ｚとし、該光軸からの距離をｒとしたとき、 【数３】 なる式で与えられる形状を成すことを特徴とする透過型
    スクリーン。
  18. 【請求項１８】請求項１１，１２，１３，１４，１５，
    １６または１７に記載の透過型スクリーンにおいて、前
    記第二の縦長レンチキュラーレンズの相互の間の境界部
    分に、それぞれ、有限幅の光吸収層を設けたことを特徴
    とする透過型スクリーン。
  19. 【請求項１９】請求項１１，１２，１３，１４，１５，
    １６，１７または１８に記載の透過型スクリーンにおい
    て、前記特定スクリーンは、光拡散材を所定の量より少
    ない量有することを特徴とする透過型スクリーン。
  20. 【請求項２０】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキ
    ュラーレンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続
    的に配置した形状を成すと共に、前記横長レンチキュラ
    ーレンズのスクリーン画面垂直方向の断面形状が映像発
    生源側に凸である形状を成し、かつ、前記横長レンチキ
    ュラーレンズの光軸の近傍の屈折力に比べて、その周辺
    部の屈折力が強いことを特徴とする透過型スクリーン。
  21. 【請求項２１】請求項２０に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記横長レンチキュラーレンズの屈折力は、前
    記横長レンチキュラーレンズのスクリーン画面垂直方向
    の断面形状によって制御されることを特徴とする透過型
    スクリーン。
  22. 【請求項２２】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキ
    ュラーレンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続
    的に配置した形状を成すと共に、前記横長レンチキュラ
    ーレンズのスクリーン画面垂直方向の断面形状が、前記
    横長レンチキュラーレンズの光軸からの距離ｒの関数Ｚ
    （ｒ）で与えられる形状を成し、かつ、映像発生源側に
    凸で、前記光軸に対し軸対称である形状を成し、前記関
    数Ｚ（ｒ）を２次微分して得られる関数Ｚ″（ｒ）に、
    前記光軸からの距離ｒを順次代入したとき、それにより
    得られる値が変化することを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  23. 【請求項２３】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキ
    ュラーレンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続
    的に配置した形状を成すと共に、前記横長レンチキュラ
    ーレンズのスクリーン画面垂直方向の断面形状が、映像
    発生源側に凸である形状を成し、かつ、その凸である形
    状の先端からの、前記横長レンチキュラーレンズの光軸
    の方向に沿った距離をＺとし、該光軸からの距離をｒと
    したとき、 【数３】 なる式で与えられる形状を成すことを特徴とする透過型
    スクリーン。
  24. 【請求項２４】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像発生源側の光入射面の形状が、
    スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキ
    ュラーレンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続
    的に配置した形状を成すと共に、前記横長レンチキュラ
    ーレンズのスクリーン画面垂直方向の断面形状が映像発
    生源側に凸である形状を成し、かつ、その凸である形状
    の先端から、前記レンチキュラーレンズの光軸の方向に
    沿って、前記レンチキュラーレンズの光軸の近傍におけ
    るレンズ作用によって得られる焦点までの距離をｌ0と
    し、前記レンチキュラーレンズの周辺部におけるレンズ
    作用によって得られる焦点までの距離をｌ1としたと
    き、距離ｌ0とｌ1とが、 【数１１】ｌ0≧２・ｌ1 なる条件を満たすことを特徴とする透過型スクリーン。
  25. 【請求項２５】請求項２０，２１，２２，２３または２
    ４に記載の透過型スクリーンにおいて、前記特定シート
    要素は、その映像観視側の光出射面の形状が、フレネル
    レンズを配置した形状を成すことを特徴とする透過型ス
    クリーン。
  26. 【請求項２６】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像観視側の光出射面の形状が、ス
    クリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュ
    ラーレンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的
    に配置した形状を成すと共に、前記横長レンチキュラー
    レンズのスクリーン画面垂直方向の断面形状が映像観視
    側に凸である形状を成し、かつ、前記横長レンチキュラ
    ーレンズの光軸の近傍の屈折力に比べて、その周辺部の
    屈折力が強いことを特徴とする透過型スクリーン。
  27. 【請求項２７】請求項２６に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記横長レンチキュラーレンズの屈折力は、前
    記横長レンチキュラーレンズのスクリーン画面垂直方向
    の断面形状によって制御されることを特徴とする透過型
    スクリーン。
  28. 【請求項２８】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定スクリー
    ン要素という）は、その映像観視側の光出射面の形状
    が、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レン
    チキュラーレンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に
    連続的に配置した形状を成すと共に、前記横長レンチキ
    ュラーレンズのスクリーン画面垂直方向の断面形状が、
    前記横長レンチキュラーレンズの光軸からの距離ｒの関
    数Ｚ（ｒ）で与えられる形状を成し、かつ、映像観視側
    に凸で、前記光軸に対し軸対称である形状を成し、前記
    関数Ｚ（ｒ）を２次微分して得られる関数Ｚ″（ｒ）
    に、前記光軸からの距離を順次代入したとき、それによ
    り得られる値が変化することを特徴とする透過型スクリ
    ーン。
  29. 【請求項２９】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像観視側の光出射面の形状が、ス
    クリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュ
    ラーレンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的
    に配置した形状を成すと共に、前記横長レンチキュラー
    レンズのスクリーン画面垂直方向の断面形状が、映像観
    視側に凸である形状を成し、かつ、その凸である形状の
    先端からの、前記横長レンチキュラーレンズの光軸の方
    向に沿った距離をＺとし、該光軸からの距離をｒとした
    とき、 【数３】 なる式で与えられる形状を成すことを特徴とする透過型
    スクリーン。
  30. 【請求項３０】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 １枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、少なくとも１枚のシート要素（以下、特定シート要
    素という）は、その映像観視側の光出射面の形状が、ス
    クリーン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュ
    ラーレンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的
    に配置した形状を成すと共に、前記横長レンチキュラー
    レンズのスクリーン画面垂直方向の断面形状が映像観視
    側に凸である形状を成し、かつ、その凸である形状の先
    端から、前記横長レンチキュラーレンズの光軸の方向に
    沿って、前記横長レンチキュラーレンズの光軸の近傍に
    おけるレンズ作用によって得られる焦点までの距離をｌ
    0とし、前記横長レンチキュラーレンズの周辺部におけ
    るレンズ作用によって得られる焦点までの距離をｌ1と
    したとき、距離ｌ0と距離ｌ1とが、 【数１１】ｌ0≧２・ｌ1 なる条件を満たすことを特徴とする透過型スクリーン。
  31. 【請求項３１】請求項２６，２７，２８，２９または３
    ０に記載の透過型スクリーンにおいて、前記特定シート
    要素は、その映像発生源側の光入射面の形状が、フレネ
    ルレンズを配置した形状を成すことを特徴とする透過型
    スクリーン。
  32. 【請求項３２】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 ２枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、映像発生源に最も近い側に位置する第一のシート要
    素は、その映像発生源側の光入射面の形状が、スクリー
    ン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレ
    ンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的に配置
    した形状を成し、映像発生源より最も遠い側に位置する
    第二のシート要素は、その映像発生源側の光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水
    平方向に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側
    の光出射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方
    向とする第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前
    記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、ス
    クリーン画面水平方向に連続的に配置した形状を成し、
    前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、映像発生源側に凸である形状を
    成すと共に、前記第二のシート要素は、半透明に着色さ
    れていることを特徴とする透過型スクリーン。
  33. 【請求項３３】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 ２枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、映像発生源に最も近い側に位置する第一のシート要
    素は、その映像発生源側の光入射面の形状が、スクリー
    ン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレ
    ンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的に配置
    した形状を成し、映像発生源より最も遠い側に位置する
    第二のシート要素は、その映像発生源側の光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水
    平方向に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側
    の光出射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方
    向とする第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前
    記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、ス
    クリーン画面水平方向に連続的に配置した形状を成し、
    前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、映像発生源側に凸である形状を
    成すと共に、前記第二のシート要素は、所定の透過率を
    有することを特徴とする透過型スクリーン。
  34. 【請求項３４】請求項３３に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記第二のシート要素は、波長４００ｎｍから
    ７００ｎｍまでの光線に対してほぼ同一の透過率を有す
    ることを特徴とする透過型スクリーン。
  35. 【請求項３５】請求項３４に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記第二のシート要素は、波長４００ｎｍから
    ７００ｎｍまでの光線に対する透過率ｔが、４０％以上
    ９０％以下となることを特徴とする透過型スクリーン。
  36. 【請求項３６】請求項３２，３３，３４または３５に記
    載の透過型スクリーンにおいて、前記第二のシート要素
    は、その映像観視側の光出射面に、帯電防止処理及び表
    面硬化処理のうち、少なくとも一つの表面処理がなされ
    ていることを特徴とする透過型スクリーン。
  37. 【請求項３７】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 ２枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、映像発生源に最も近い側に位置する第一のシート要
    素は、その映像発生源側の光入射面の形状が、スクリー
    ン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレ
    ンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的に配置
    した形状を成し、映像発生源より最も遠い側に位置する
    第二のシート要素は、その映像発生源側の光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水
    平方向に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側
    の光出射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方
    向とする第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前
    記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、ス
    クリーン画面水平方向に連続的に配置した形状を成し、
    前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、映像発生源側に凸である形状を
    成すと共に、前記第二のシート要素は、その映像観視側
    の光出射面に、帯電防止処理及び表面硬化処理のうち、
    少なくとも一つの表面処理がなされていることを特徴と
    する透過型スクリーン。
  38. 【請求項３８】請求項３２，３３，３４，３５，３６ま
    たは３７に記載の透過型スクリーンにおいて、前記第一
    のシート要素は、その映像発生源側の光入射面に、反射
    防止膜を有することを特徴とする透過型スクリーン。
  39. 【請求項３９】請求項３２，３３，３４，３５，３６ま
    たは３７に記載の透過型スクリーンにおいて、前記第二
    のシート要素は、その映像発生源側の光入射面に、反射
    防止膜を有することを特徴とする透過型スクリーン。
  40. 【請求項４０】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 ２枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、映像発生源に最も近い側に位置する第一のシート要
    素は、その映像発生源側の光入射面の形状が、スクリー
    ン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレ
    ンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的に配置
    した形状を成し、映像発生源より最も遠い側に位置する
    第二のシート要素は、その映像発生源側の光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水
    平方向に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側
    の光出射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方
    向とする第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前
    記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、ス
    クリーン画面水平方向に連続的に配置した形状を成し、
    前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、映像発生源側に凸である形状を
    成すと共に、前記第一のシート要素は、その映像発生源
    側の光入射面に、反射防止膜を有することを特徴とする
    透過型スクリーン。
  41. 【請求項４１】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 ２枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、映像発生源に最も近い側に位置する第一のシート要
    素は、その映像発生源側の光入射面の形状が、スクリー
    ン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレ
    ンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的に配置
    した形状を成し、映像発生源より最も遠い側に位置する
    第二のシート要素は、その映像発生源側の光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水
    平方向に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側
    の光出射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方
    向とする第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前
    記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、ス
    クリーン画面水平方向に連続的に配置した形状を成し、
    前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、映像発生源側に凸である形状を
    成すと共に、前記第二のシート要素は、その映像発生源
    側の光入射面に、反射防止膜を有することを特徴とする
    透過型スクリーン。
  42. 【請求項４２】請求項３８，３９，４０または４１に記
    載の透過型スクリーンにおいて、前記反射防止膜は、非
    晶質のフッ素樹脂をパーフルオロ溶剤に溶かして得られ
    る所望の濃度の溶液を、光入射面にスピン法またはディ
    ッピング法によって塗布することにより、成膜されるこ
    とを特徴とする透過型スクリーン。
  43. 【請求項４３】映像発生源側より入射される映像光を透
    過して、映像観視側に出射する透過型スクリーンであっ
    て、 ２枚以上のシート要素で構成され、前記シート要素のう
    ち、映像発生源に最も近い側に位置する第一のシート要
    素は、その映像発生源側の光入射面の形状が、スクリー
    ン画面水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレ
    ンズを複数個、スクリーン画面垂直方向に連続的に配置
    した形状を成し、映像発生源より最も遠い側に位置する
    第二のシート要素は、その映像発生源側の光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズを複数個、スクリーン画面水
    平方向に連続的に配置した形状を成し、その映像観視側
    の光出射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方
    向とする第二の縦長レンチキュラーレンズを複数個、前
    記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向して、ス
    クリーン画面水平方向に連続的に配置した形状を成し、
    前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状が、映像発生源側に凸である形状を
    成すと共に、前記第１のシート要素において、前記横長
    レンチキュラーレンズのレンズ面と映像観視側の光出射
    面との間の、前記横長レンチキュラーレンズの光軸に沿
    ったシート厚さをｔ1とし、前記第二のシート要素にお
    いて、前記第一の縦長レンチキュラーレンズのレンズ面
    と前記第二の縦長レンチキュラーレンズのレンズ面との
    間の、前記第一または第二の縦長レンチキュラーレンズ
    の光軸に沿ったシート厚さをｔ2としたとき、シート厚
    さｔ1とｔ2とが 【数３３】ｔ1≦２．５ｔ2 なる条件を満たすことを特徴とする透過型スクリーン。
  44. 【請求項４４】請求項３２ないし４３のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第二のシー
    ト要素は、光拡散材を所定の量より少ない量有すること
    を特徴とする透過型スクリーン。
  45. 【請求項４５】画像発生源側から画像観視側へ、フレネ
    ルレンズシート，第一のレンチキュラーレンズシート，
    第二のレンチキュラーレンズシートの順に配列して構成
    される透過型スクリーンにおいて、 前記フレネルレンズシートは、その光入射面（１１）と
    光出射面（１２）のうち、少なくとも一面の形状がフレ
    ネル凸レンズ形状を成し、前記第一のレンチキュラーレ
    ンズシートは、その光入射面（２１）と光出射面（２
    ２）のうち、少なくとも一面の形状が、スクリーン画面
    水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレンズを
    スクリーン画面垂直方向に連続して複数配列した形状を
    成し、前記第二のレンチキュラーレンズシートは、その
    光入射面（３１）の形状が、スクリーン画面垂直方向を
    長手方向とする第一の縦長レンチキュラーレンズをスク
    リーン画面水平方向に連続して複数配列した形状を成す
    ことを特徴とする透過型スクリーン。
  46. 【請求項４６】画像発生源側から画像観視側へ、フレネ
    ルレンズシート，第一のレンチキュラーレンズシート，
    第二のレンチキュラーレンズシートの順に配列して構成
    される透過型スクリーンにおいて、 前記フレネルレンズシートは、その光入射面（１１）と
    光出射面（１２）のうち、少なくとも一面の形状がフレ
    ネル凸レンズ形状を成し、前記第一のレンチキュラーレ
    ンズシートは、その光入射面（２１）の形状がフレネル
    凸レンズ形状を成すと共に、その光出射面（２２）の形
    状が、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長レ
    ンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に連続し
    て複数配列した形状を成し、前記第二のレンチキュラー
    レンズシートは、その光入射面（３１）の形状が、スク
    リーン画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レンチ
    キュラーレンズをスクリーン画面水平方向に連続して複
    数配列した形状を成すことを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  47. 【請求項４７】請求項４５または４６に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、前記第二のレンチキュラーレンズシ
    ートは、その光出射面（３２）の形状が、スクリーン画
    面垂直方向を長手方向とする有限幅の光吸収帯を前記第
    一の縦長レンチキュラーレンズ相互間の境界部分にほぼ
    対向してスクリーン画面水平方向に複数配列した形状を
    成すことを特徴とする透過型スクリーン。
  48. 【請求項４８】請求項４５または４６に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、前記第二のレンチキュラーレンズシ
    ートは、その光出射面（３２）の形状が、スクリーン画
    面垂直方向を長手方向とする第二の縦長レンチキュラー
    レンズを前記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対
    向してスクリーン画面水平方向に複数配列し、かつ、ス
    クリーン画面垂直方向を長手方向とする有限幅の光吸収
    帯を前記第二の縦長レンチキュラーレンズ相互間の境界
    部分にそれぞれ設けた形状を成すことを特徴とする透過
    型スクリーン。
  49. 【請求項４９】請求項４５，４６，４７または４８に記
    載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズシ
    ートは、その光出射面（１２）の形状がフレネル凸レン
    ズ形状を成すことを特徴とする透過型スクリーン。
  50. 【請求項５０】請求項４９に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記フレネルレンズシートは、その光入射面
    （１１）の形状が、スクリーン画面水平方向を長手方向
    とする横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直
    方向に連続して複数配列した形状を成すことを特徴とす
    る透過型スクリーン。
  51. 【請求項５１】請求項４５，４６，４７，４８または４
    ９に記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレ
    ンズシートは、その光入射面（１１）の形状がフレネル
    凸レンズ形状を成すことを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  52. 【請求項５２】請求項４５ないし５１のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレ
    ンズシート，前記第一のレンチキュラーレンズシート及
    び前記第二のレンチキュラーレンズシートのうち、前記
    第一のレンチキュラーレンズシートの曲げ剛性が最も小
    さいことを特徴とする透過型スクリーン。
  53. 【請求項５３】請求項４５ないし５１のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレ
    ンズシート，前記第一のレンチキュラーレンズシート及
    び前記第二のレンチキュラーレンズシートのうち、前記
    第一のレンチキュラーレンズシートのシート厚さが最も
    薄いことを特徴とする透過型スクリーン。
  54. 【請求項５４】請求項４５ないし５３のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第二のレン
    チキュラーレンズシートは、その光出射面（３２）に、
    防眩処理，帯電防止処理及び表面硬化処理のうち、少な
    くとも一つの表面処理がなされていることを特徴とする
    透過型スクリーン。
  55. 【請求項５５】請求項４５ないし５４のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第二のレン
    チキュラーレンズシートは、半透明に着色されているこ
    とを特徴とする透過型スクリーン。
  56. 【請求項５６】請求項４５乃至５５のうちの任意の一つ
    に記載の透過型スクリーンにおいて、前記第一のレンチ
    キュラーレンズシートと前記第二のレンチキュラーレン
    ズシートのうち、少なくとも一方は光拡散材を有するこ
    とを特徴とする透過型スクリーン。
  57. 【請求項５７】請求項４５ないし５１のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第二のレン
    チキュラーレンズシートの画像観視側に、半透明に着色
    されている光吸収シートを配置したことを特徴とする透
    過型スクリーン。
  58. 【請求項５８】請求項５７に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記光吸収シートは、その光入射面（４１）の
    形状が、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長
    レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に連続
    して複数配列した形状を成すことを特徴とする透過型ス
    クリーン。
  59. 【請求項５９】請求項５８に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記光吸収シートは、その光入射面（４１）に
    防眩処理がなされていることを特徴とする透過型スクリ
    ーン。
  60. 【請求項６０】請求項５７，５８または５９に記載の透
    過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズシート，
    前記第一のレンチキュラーレンズシート，前記第二のレ
    ンチキュラーレンズシート及び前記光吸収シートのう
    ち、前記第一のレンチキュラーレンズシートの曲げ剛性
    が最も小さいことを特徴とする透過型スクリーン。
  61. 【請求項６１】請求項５７，５８または５９に記載の透
    過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズシート，
    前記第一のレンチキュラーレンズシート，前記第二のレ
    ンチキュラーレンズシート及び前記光吸収シートのう
    ち、前記第一のレンチキュラーレンズシートのシート厚
    さが最も薄いことを特徴とする透過型スクリーン。
  62. 【請求項６２】請求項５７，５８，５９，６０または６
    １に記載の透過型スクリーンにおいて、前記光吸収シー
    トは、その光出射面（４２）に、防眩処理，帯電防止処
    理及び表面硬化処理のうち、少なくとも一つの表面処理
    がなされていることを特徴とする透過型スクリーン。
  63. 【請求項６３】請求項５７ないし請求項６２のうちの任
    意の一つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第一
    のレンチキュラーレンズシート，前記第二のレンチキュ
    ラーレンズシートまたは前記光吸収シートのうち、少な
    くとも一つは光拡散材を有することを特徴とする透過型
    スクリーン。
  64. 【請求項６４】少なくとも、スクリーン画面水平方向の
    光拡散用のレンチキュラーレンズシートを含み、映像発
    生源側より入射される映像光を透過して、映像観視側に
    出射する透過型スクリーンであって、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートは、前記映像光が入射する光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に
    連続して複数配列した形状を成し、前記映像光が出射す
    る光出射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方
    向とする第二の縦長レンチキュラーレンズとスクリーン
    画面垂直方向を長手方向とする有限幅の光吸収帯とを交
    互にスクリーン画面水平方向に連続して複数配列した形
    状を成すと共に、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状は、前記映像光が入射する側に凸で
    ある形状を成し、かつ、前記第一の縦長レンチキュラー
    レンズの光軸からの径方向距離をｒとし、その凸である
    形状の先端からの前記第一の縦長レンチキュラーレンズ
    の光軸の方向に沿った距離をｒの関数Ｚ（ｒ）としたと
    き、 【数３】 なる式で与えられる形状を成し、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートの基材の屈折率をＮとし、前記スクリー
    ン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシー
    トの光入射面と光出射面の面間隔をＴとして、定数ｅ、
    ａを 【数６】ｅ＝１／Ｎ 【数７】ａ＝Ｔ／（１＋ｅ） とし、ｒの関数Ｇ（ｒ）を、 【数５】 なる式で与え、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズの最大有効半径を
    ｒMAXとして、前記第一の縦長レンチキュラーレンズの
    相対半径ρを、 【数４】 なる式で与え、 前記関数Ｚ（ｒ）のｒについての２次微分関数をＺ″
    （ｒ）とし、前記関数Ｇ（ｒ）のｒについての２次微分
    関数をＧ″（ｒ）とした場合において、前記２次微分関
    数Ｚ″（ｒ）が前記２次微分関数Ｇ″（ｒ）に対し、 ０．５５≦ρ≦０．７５の時には、 【数８】０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５
    Ｇ″（ｒ） なる式を満足し、かつ、 ０．９５≦ρ≦１．０の時には 【数９】Ｚ″（ｒ）≦０．６Ｇ″（ｒ） なる式を満足するように、 前記定数ＲＤ，ＣＣ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧ，ＡＨ，……，
    Ａnをそれぞれ定めて成ることを特徴とする透過型スク
    リーン。
  65. 【請求項６５】少なくとも、スクリーン画面水平方向の
    光拡散用のレンチキュラーレンズシートを含み、映像発
    生源側より入射される映像光を透過して、映像観視側に
    出射する透過型スクリーンであって、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートは、前記映像光が入射する光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に
    連続して複数配列した形状を成し、前記映像光が出射す
    る光出射面の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方
    向とする第二の縦長レンチキュラーレンズとスクリーン
    画面垂直方向を長手方向とする有限幅の光吸収帯とを交
    互にスクリーン画面水平方向に連続して複数配列した形
    状を成すと共に、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状は、前記映像光が入射する側に凸で
    ある形状を成し、かつ、前記第一の縦長レンチキュラー
    レンズの光軸からの径方向距離をｒとし、その凸である
    形状の先端からの前記第一の縦長レンチキュラーレンズ
    の光軸の方向に沿った距離をｒの関数Ｚ（ｒ）としたと
    き、 【数３】 なる式で与えられる形状を成し、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートの基材の屈折率をＮとし、前記スクリー
    ン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシー
    トの光入射面と光出射面の面間隔をＴとして、定数ｅ、
    ａを 【数６】ｅ＝１／Ｎ 【数７】ａ＝Ｔ／（１＋ｅ） とし、ｒの関数Ｇ（ｒ）を、 【数５】 なる式で与え、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズの最大有効半径を
    ｒMAXとして、前記第一の縦長レンチキュラーレンズの
    相対半径ρを、 【数４】 なる式で与え、 前記関数Ｚ（ｒ）のｒについての２次微分関数をＺ″
    （ｒ）とし、前記関数Ｇ（ｒ）のｒについての２次微分
    関数をＧ″（ｒ）とした場合において、前記２次微分関
    数Ｚ″（ｒ）が前記２次微分関数Ｇ″（ｒ）に対し、 ０．５５≦ρ≦０．７５の時には、 【数８】 ０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５Ｇ″（ｒ） なる式を満足し、かつ、０．９５≦ρ≦１．０の時には 【数１０】Ｚ″（ｒ）≦Ｚ″（０） なる式を満足するように、 前記定数ＲＤ，ＣＣ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧ，ＡＨ，……，
    Ａnをそれぞれ定めて成ることを特徴とする透過型スク
    リーン。
  66. 【請求項６６】フレネルレンズシートと、スクリーン画
    面垂直方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシート
    と、スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートと、で少なくとも構成され、映像発生源
    側より入射される映像光を透過して、映像観視側に出射
    する透過型スクリーンであって、 前記スクリーン画面垂直方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートは、前記映像光が入射する光入射面と、
    前記映像光が出射する光出射面のうち、どちらか一方の
    面の形状がスクリーン画面水平方向を長手方向とする横
    長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に連
    続して複数配列した形状を成し、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートは、その光入射面の形状が、スクリーン
    画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レンチキュラ
    ーレンズをスクリーン画面水平方向に連続して複数配列
    した形状を成し、その光出射面の形状が、スクリーン画
    面垂直方向を長手方向とする第二の縦長レンチキュラー
    レンズとスクリーン画面垂直方向を長手方向とする有限
    幅の光吸収帯とを交互にスクリーン画面水平方向に連続
    して複数配列した形状を成すと共に、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状は、前記映像光が入射する側に凸で
    ある形状を成し、かつ、前記第一の縦長レンチキュラー
    レンズの光軸からの径方向距離をｒとし、その凸である
    形状の先端からの前記第一の縦長レンチキュラーレンズ
    の光軸の方向に沿った距離をｒの関数Ｚ（ｒ）としたと
    き、 【数３】 なる式で与えられる形状を成し、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートの基材の屈折率をＮとし、前記スクリー
    ン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシー
    トの光入射面と光出射面の面間隔をＴとして、定数ｅ、
    ａを 【数６】ｅ＝１／Ｎ 【数７】ａ＝Ｔ／（１＋ｅ） とし、ｒの関数Ｇ（ｒ）を、 【数５】 なる式で与え、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズの最大有効半径を
    ｒMAXとして、前記第一の縦長レンチキュラーレンズの
    相対半径ρを、 【数４】 なる式で与え、 前記関数Ｚ（ｒ）のｒについての２次微分関数をＺ″
    （ｒ）とし、前記関数Ｇ（ｒ）のｒについての２次微分
    関数をＧ″（ｒ）とした場合において、前記２次微分関
    数Ｚ″（ｒ）が前記２次微分関数をＧ″（ｒ）に対し、 ０．５５≦ρ≦０．７５の時には、 【数８】 ０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５Ｇ″（ｒ） なる式を満足し、かつ、 ０．９５≦ρ≦１．０の時には 【数９】Ｚ″（ｒ）≦０．６Ｇ″（ｒ） なる式を満足するように、 前記定数ＲＤ，ＣＣ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧ，ＡＨ，……，
    Ａnをそれぞれ定めて成ることを特徴とする透過型スク
    リーン。
  67. 【請求項６７】フレネルレンズシートと、スクリーン画
    面垂直方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシート
    と、スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートと、で少なくとも構成され、映像発生源
    側より入射される映像光を透過して、映像観視側に出射
    する透過型スクリーンであって、 前記スクリーン画面垂直方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートは、前記映像光が入射する光入射面と、
    前記映像光を出射する光出射面のうち、どちらか一方の
    面の形状がスクリーン画面水平方向を長手方向とする横
    長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に連
    続して複数配列した形状を成し、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートは、その光入射面の形状が、スクリーン
    画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レンチキュラ
    ーレンズをスクリーン画面水平方向に連続して複数配列
    した形状を成し、その光出射面の形状が、スクリーン画
    面垂直方向を長手方向とする第二の縦長レンチキュラー
    レンズとスクリーン画面垂直方向を長手方向とする有限
    幅の光吸収帯とを交互にスクリーン画面水平方向に連続
    して複数配列した形状を成すと共に、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状は、前記映像光が入射する側に凸で
    ある形状を成し、かつ、前記第一の縦長レンチキュラー
    レンズの光軸からの径方向距離をｒとし、その凸である
    形状の先端からの前記第一の縦長レンチキュラーレンズ
    の光軸の方向に沿った距離をｒの関数Ｚ（ｒ）としたと
    き、 【数３】 なる式で与えられる形状を成し、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートの基材の屈折率をＮとし、前記スクリー
    ン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシー
    トの光入射面と光出射面の面間隔をＴとして、定数ｅ、
    ａを 【数６】ｅ＝１／Ｎ 【数７】ａ＝Ｔ／（１＋ｅ） とし、ｒの関数Ｇ（ｒ）を、 【数５】 なる式で与え、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズの最大有効半径を
    ｒMAXとして、前記第一の縦長レンチキュラーレンズの
    相対半径ρを、 【数４】 なる式で与え、 前記関数Ｚ（ｒ）のｒについての２次微分関数をＺ″
    （ｒ）とし、前記関数Ｇ（ｒ）のｒについての２次微分
    関数をＧ″（ｒ）とした場合において、前記２次微分関
    数Ｚ″（ｒ）が前記２次微分関数Ｇ″（ｒ）に対し、 ０．５５≦ρ≦０．７５の時には、 【数８】 ０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５Ｇ″（ｒ） なる式を満足し、かつ、 ０．９５≦ρ≦１．０の時には 【数１０】Ｚ″（ｒ）≦Ｚ″（０） なる式を満足するように、 前記定数ＲＤ，ＣＣ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧ，ＡＨ，……，
    Ａnをそれぞれ定めて成ることを特徴とする透過型スク
    リーン。
  68. 【請求項６８】フレネルレンズシートと、レンチキュラ
    ーレンズシートと、で少なくとも構成され、映像発生源
    側より入射される映像光を透過して、映像観視側に出射
    する透過型スクリーンであって、 前記フレネルレンズシートは、前記映像光が入射する光
    入射面と、前記映像光が出射する光出射面のうち、いず
    れか一方の面の形状がフレネル凸レンズ形状を成し、他
    方の面の形状がスクリーン画面水平方向を長手方向とす
    る横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向
    に連続して複数配列した形状を成し、 前記レンチキュラーレンズシートは、その光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に
    連続して複数配列した形状を成し、その光出射面の形状
    が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第二の縦
    長レンチキュラーレンズとスクリーン画面垂直方向を長
    手方向とする有限幅の光吸収帯とを交互にスクリーン画
    面水平方向に連続して複数配列した形状を成すと共に、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状は、前記映像光が入射する側に凸で
    ある形状を成し、かつ、前記第一の縦長レンチキュラー
    レンズの光軸からの径方向距離をｒとし、その凸である
    形状の先端からの前記第一の縦長レンチキュラーレンズ
    の光軸の方向に沿った距離をｒの関数Ｚ（ｒ）としたと
    き、 【数３】 なる式で与えられる形状を成し、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートの基材の屈折率をＮとし、前記スクリー
    ン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシー
    トの光入射面と光出射面の面間隔をＴとして、定数ｅ、
    ａを 【数６】ｅ＝１／Ｎ 【数７】ａ＝Ｔ／（１＋ｅ） とし、ｒの関数Ｇ（ｒ）を、 【数５】 なる式で与え、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズの最大有効半径を
    ｒMAXとして、前記第一の縦長レンチキュラーレンズの
    相対半径ρを、 【数４】 なる式で与え、 前記関数Ｚ（ｒ）のｒについての２次微分関数をＺ″
    （ｒ）とし、前記関数Ｇ（ｒ）のｒについての２次微分
    関数をＧ″（ｒ）とした場合において、前記２次微分関
    数Ｚ″（ｒ）が前記２次微分関数Ｇ″（ｒ）に対し、 ０．５５≦ρ≦０．７５の時には、 【数８】 ０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５Ｇ″（ｒ） なる式を満足し、かつ、 ０．９５≦ρ≦１．０の時には 【数９】Ｚ″（ｒ）≦０．６Ｇ″（ｒ） なる式を満足するように、 前記定数ＲＤ，ＣＣ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧ，ＡＨ，……，
    Ａnをそれぞれ定めて成ることを特徴とする透過型スク
    リーン。
  69. 【請求項６９】フレネルレンズシートと、レンチキュラ
    ーレンズシートと、で少なくとも構成され、映像発生源
    側より入射される映像光を透過して、映像観視側に出射
    する透過型スクリーンであって、 前記フレネルレンズシートは、前記映像光が入射する光
    入射面と、前記映像光が出射する光出射面のうち、いず
    れか一方の面の形状がフレネル凸レンズ形状を成し、他
    方の面の形状がスクリーン画面水平方向を長手方向とす
    る横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向
    に連続して複数配列した形状を成し、 前記レンチキュラーレンズシートは、その光入射面の形
    状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の
    縦長レンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に
    連続して複数配列した形状を成し、その光出射面の形状
    が、スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第二の縦
    長レンチキュラーレンズとスクリーン画面垂直方向を長
    手方向とする有限幅の光吸収帯とを交互にスクリーン画
    面水平方向に連続して複数配列した形状を成すと共に、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズのスクリーン画面
    水平方向の断面形状は、前記映像光が入射する側に凸で
    ある形状を成し、かつ、前記第一の縦長レンチキュラー
    レンズの光軸からの径方向距離をｒとし、その凸である
    形状の先端からの前記第一の縦長レンチキュラーレンズ
    の光軸の方向に沿った距離をｒの関数Ｚ（ｒ）としたと
    き、 【数３】 なる式で与えられる形状を成し、 前記スクリーン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートの基材の屈折率をＮとし、前記スクリー
    ン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシー
    トの光入射面と光出射面の面間隔をＴとして、定数ｅ、
    ａを 【数６】ｅ＝１／Ｎ 【数７】ａ＝Ｔ／（１＋ｅ） とし、ｒの関数Ｇ（ｒ）を、 【数５】 なる式で与え、 前記第一の縦長レンチキュラーレンズの最大有効半径を
    ｒMAXとして、前記第一の縦長レンチキュラーレンズの
    相対半径ρを、 【数４】 なる式で与え、 前記関数Ｚ（ｒ）のｒについての２次微分関数をＺ″
    （ｒ）とし、前記関数Ｇ（ｒ）のｒについての２次微分
    関数をＧ″（ｒ）とした場合において、前記２次微分関
    数Ｚ″（ｒ）が前記２次微分関数Ｇ″（ｒ）に対し、 ０．５５≦ρ≦０．７５の時には、 【数８】 ０．８５Ｇ″（ｒ）≦Ｚ″（ｒ）≦１．１５Ｇ″（ｒ） なる式を満足し、かつ、 ０．９５≦ρ≦１．０の時には 【数１０】Ｚ″（ｒ）≦Ｚ″（０） なる式を満足するように、 前記定数ＲＤ，ＣＣ，ＡＥ，ＡＦ，ＡＧ，ＡＨ，……，
    Ａnをそれぞれ定めて成ることを特徴とする透過型スク
    リーン。
  70. 【請求項７０】画像発生源側から画像観視側へ、フレネ
    ルレンズシート、第一のレンチキュラーレンズシート、
    第二のレンチキュラーレンズシートの順に配列して構成
    される透過型スクリーンにおいて、 前記フレネルレンズシートは、その光入射面（１１）と
    光出射面（１２）のうち、少なくとも一面の形状がフレ
    ネル凸レンズ形状を成し、前記第一のレンチキュラーレ
    ンズシートは、その光入射面（２１）と光出射面（２
    ２）のうち、少なくとも一面の形状が、スクリーン画面
    水平方向を長手方向とする横長レンチキュラーレンズと
    しての、画像発生源側に凸形を成す凸形レンチキュラー
    レンズと画像発生源側に凹形を成す凹形レンチキュラー
    レンズとを、スクリーン画面垂直方向に交互に連続して
    複数配列した形状を成し、前記第二のレンチキュラーレ
    ンズシートは、その光入射面（３１）の形状が、スクリ
    ーン画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レンチキ
    ュラーレンズをスクリーン画面水平方向に連続して複数
    配列した形状を成すことを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  71. 【請求項７１】画像発生源側から画像観視側へ、フレネ
    ルレンズシート、第一のレンチキュラーレンズシート、
    第二のレンチキュラーレンズシートの順に配列して構成
    される透過型スクリーンにおいて、 前記フレネルレンズシートは、その光入射面（１１）と
    光出射面（１２）のうち、少なくとも一面の形状がフレ
    ネル凸レンズ形状を成し、前記第一のレンチキュラーレ
    ンズシートは、その光入射面（２１）の形状がフレネル
    凸レンズ形状を成すとともに、その光出射面（２２）の
    形状が、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長
    レンチキュラーレンズとしての、画像発生源側に凸形を
    成す凸形レンチキュラーレンズと画像発生源側に凹形を
    成す凹形レンチキュラーレンズとを、スクリーン画面垂
    直方向に交互に連続して複数配列した形状を成し、前記
    第二のレンチキュラーレンズシートは、その光入射面
    （３１）の形状が、スクリーン画面垂直方向を長手方向
    とする第一の縦長レンチキュラーレンズをスクリーン画
    面水平方向に連続して複数配列した形状を成すことを特
    徴とする透過型スクリーン。
  72. 【請求項７２】請求項７０または７１に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、前記第二のレンチキュラーレンズシ
    ートは、その光出射面（３２）の形状が、スクリーン画
    面垂直方向を長手方向とする有限幅の光吸収帯を前記第
    一の縦長レンチキュラーレンズ相互間の境界部分にほぼ
    対向してスクリーン画面水平方向に複数配列した形状を
    成すことを特徴とする透過型スクリーン。
  73. 【請求項７３】請求項７０または７１に記載の透過型ス
    クリーンにおいて、前記第二のレンチキュラーレンズシ
    ートは、その光出射面（３２）の形状が、スクリーン画
    面垂直方向を長手方向とする第二の縦長レンチキュラー
    レンズを前記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対
    向してスクリーン画面水平方向に複数配列し、かつ、ス
    クリーン画面垂直方向を長手方向とする有限幅の光吸収
    帯を前記第二の縦長レンチキュラーレンズ相互間の境界
    部分にそれぞれ設けた形状を成すことを特徴とする透過
    型スクリーン。
  74. 【請求項７４】請求項７０、７１、７２、または７３に
    記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズ
    シートは、その光出射面（１２）の形状がフレネル凸レ
    ンズ形状を成すことを特徴とする透過型スクリーン。
  75. 【請求項７５】請求項７４に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記フレネルレンズシートは、その光入射面
    （１１）の形状が、スクリーン画面水平方向を長手方向
    とする横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直
    方向に連続して複数配列した形状を成すことを特徴とす
    る透過型スクリーン。
  76. 【請求項７６】請求項７４に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記フレネルレンズシートは、その光入射面
    （１１）の形状が、スクリーン画面水平方向を長手方向
    とする横長レンチキュラーレンズとしての、画像発生源
    側に凸形を成す凸形レンチキュラーレンズと画像発生源
    側に凹形を成す凹形レンチキュラーレンズとを、スクリ
    ーン画面垂直方向に交互に連続して複数配列した形状を
    成すことを特徴とする透過型スクリーン。
  77. 【請求項７７】請求項７０、７１、７２、７３、または
    ７４に記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネル
    レンズシートは、その光入射面（１１）の形状がフレネ
    ル凸レンズ形状を成すことを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  78. 【請求項７８】請求項７０ないし７７のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレ
    ンズシート、前記第一のレンチキュラーレンズシート、
    前記第二のレンチキュラーレンズシートのうち、前記第
    一のレンチキュラーレンズシートの曲げ剛性が最も小さ
    いことを特徴とする透過型スクリーン。
  79. 【請求項７９】請求項７０ないし７７のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレ
    ンズシート、前記第一のレンチキュラーレンズシート、
    前記第二のレンチキュラーレンズシートのうち、前記第
    一のレンチキュラーレンズシートのシート厚さが最も薄
    いことを特徴とする透過型スクリーン。
  80. 【請求項８０】請求項７０ないし７９のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第一のレン
    チキュラーレンズシートと前記第二のレンチキュラーレ
    ンズシートのうち、少なくとも一方は光拡散材を有する
    ことを特徴とする透過型スクリーン。
  81. 【請求項８１】画像発生源側から画像観視側へ、フレネ
    ルレンズシート、第二のレンチキュラーレンズシートの
    順に配列して構成される透過型スクリーンにおいて、 前記フレネルレンズシートは、その光入射面（１１）の
    形状が、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長
    レンチキュラーレンズとしての、画像発生源側に凸形を
    成す凸形レンチキュラーレンズと画像発生源側に凹形を
    成す凹形レンチキュラーレンズとを、スクリーン画面垂
    直方向に交互に連続して複数配列した形状を成すととも
    に、その光出射面（１２）の形状がフレネル凸レンズ形
    状をなし、前記第二のレンチキュラーレンズシートは、
    その光入射面（３１）の形状が、スクリーン画面垂直方
    向を長手方向とする第一の縦長レンチキュラーレンズを
    スクリーン画面水平方向に連続して複数配列した形状を
    成すことを特徴とする透過型スクリーン。
  82. 【請求項８２】請求項８１に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記第二のレンチキュラーレンズシートは、そ
    の光出射面（３２）の形状が、スクリーン画面垂直方向
    を長手方向とする有限幅の光吸収帯を前記第一の縦長レ
    ンチキュラーレンズ相互間の境界部分にほぼ対向してス
    クリーン画面水平方向に複数配列した形状を成すことを
    特徴とする透過型スクリーン。
  83. 【請求項８３】請求項８２に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記第二のレンチキュラーレンズシートは、そ
    の光出射面（３２）の形状が、スクリーン画面垂直方向
    を長手方向とする第二の縦長レンチキュラーレンズを前
    記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向してスク
    リーン画面水平方向に複数配列し、かつ、スクリーン画
    面垂直方向を長手方向とする有限幅の光吸収帯を前記第
    二の縦長レンチキュラーレンズ相互間の境界部分にそれ
    ぞれ設けた形状を成すことを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  84. 【請求項８４】請求項８１、８２、または８３に記載の
    透過型スクリーンにおいて、前記第二のレンチキュラー
    レンズシートは光拡散材を有することを特徴とする透過
    型スクリーン。
  85. 【請求項８５】請求項７０ないし８４のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第二のレン
    チキュラーレンズシートは、その光出射面（３２）に、
    防眩処理、帯電防止処理、及び表面硬化処理のうち、少
    なくとも一つの表面処理がなされていることを特徴とす
    る透過型スクリーン。
  86. 【請求項８６】請求項７０ないし８５のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第二のレン
    チキュラーレンズシートは、半透明に着色されているこ
    とを特徴とする透過型スクリーン。
  87. 【請求項８７】請求項７０ないし８４のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記第二のレン
    チキュラーレンズシートの画像観視側に、半透明に着色
    されている光吸収シートを配置したことを特徴とする透
    過型スクリーン。
  88. 【請求項８８】請求項８７に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記光吸収シートは、その光入射面（４１）の
    形状が、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長
    レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂直方向に連続
    して複数配列した形状を成すことを特徴とする透過型ス
    クリーン。
  89. 【請求項８９】請求項８７に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記光吸収シートは、その光入射面（４１）の
    形状が、スクリーン画面水平方向を長手方向とする横長
    レンチキュラーレンズとしての、画像発生源側に凸形を
    成す凸形レンチキュラーレンズと画像発生源側に凹形を
    成す凹形レンチキュラーレンズとを、スクリーン画面垂
    直方向に交互に連続して複数配列した形状を成すことを
    特徴とする透過型スクリーン。
  90. 【請求項９０】画像発生源側から画像観視側へ、フレネ
    ルレンズシート、第二のレンチキュラーレンズシート、
    光吸収シートの順に配列して構成される透過型スクリー
    ンにおいて、 前記フレネルレンズシートは、その光入射面（１１）の
    形状が平面を成すとともに、その光出射面（１２）の形
    状がフレネルレンズ形状を成し、前記第二のレンチキュ
    ラーレンズシートは、その光入射面（３１）の形状が、
    スクリーン画面垂直方向を長手方向とする第一の縦長レ
    ンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に連続し
    て複数配列した形状を成し、前記光吸収シートは、その
    光入射面（４１）の形状が、スクリーン画面水平方向を
    長手方向とする横長レンチキュラーレンズとしての、画
    像発生源側に凸形を成す凸形レンチキュラーレンズと画
    像発生源側に凹形を成す凹形レンチキュラーレンズと
    を、スクリーン画面垂直方向に交互に連続して複数配列
    した形状を成すことを特徴とする透過型スクリーン。
  91. 【請求項９１】請求項９０に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記第二のレンチキュラーレンズシートは、そ
    の光出射面（３２）の形状が、スクリーン画面垂直方向
    を長手方向とする有限幅の光吸収帯を前記第一の縦長レ
    ンチキュラーレンズ相互間の境界部分にほぼ対向してス
    クリーン画面水平方向に複数配列した形状を成すことを
    特徴とする透過型スクリーン。
  92. 【請求項９２】請求項９１に記載の透過型スクリーンに
    おいて、前記第二のレンチキュラーレンズシートは、そ
    の光出射面（３２）の形状が、スクリーン画面垂直方向
    を長手方向とする第二の縦長レンチキュラーレンズを前
    記第一の縦長レンチキュラーレンズにほぼ対向してスク
    リーン画面水平方向に複数配列し、かつ、スクリーン画
    面垂直方向を長手方向とする有限幅の光吸収帯を前記第
    二の縦長レンチキュラーレンズ相互間の境界部分にそれ
    ぞれ設けた形状を成すことを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  93. 【請求項９３】請求項８８ないし９２のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記光吸収シー
    トは、その光入射面（４１）に防眩処理がなされている
    ことを特徴とする透過型スクリーン。
  94. 【請求項９４】請求項８７ないし９３のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記光吸収シー
    トは、その光出射面（４２）に、防眩処理、帯電防止処
    理及び表面硬化処理のうち、少なくとも一つの表面処理
    がなされていることを特徴とする透過型スクリーン。
  95. 【請求項９５】請求項８７ないし９４のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記光吸収シー
    トは光拡散材を有することを特徴とする透過型スクリー
    ン。
  96. 【請求項９６】請求項８７ないし９５のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレ
    ンズシート、前記第二のレンチキュラーレンズシート及
    び前記光吸収シートのうち、前記光吸収シートの曲げ剛
    性が最も大きいことを特徴とする透過型スクリーン。
  97. 【請求項９７】請求項８７ないし９５のうちの任意の一
    つに記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレ
    ンズシート、前記第二のレンチキュラーレンズシート及
    び前記光吸収シートのうち、前記光吸収シートのシート
    厚さが最も厚いことを特徴とする透過型スクリーン。
  98. 【請求項９８】フレネルレンズシートとレンチキュラー
    レンズシートとを構成要素に含む透過型スクリーンにお
    いて、前記フレネルレンズシートは、光入射面、光出射
    面のうちいずれか１面の形状がフレネル凸レンズ形状を
    なし、他の面の形状がスクリーン画面水平方向を長手方
    向とする横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂
    直方向に連続して複数配列した形状であり、前記横長レ
    ンチキュラーレンズの断面形状が、レンズ中心軸に関し
    て上下に非対称な形状であることを特徴とする透過型ス
    クリーン。
  99. 【請求項９９】フレネルレンズシート、スクリ−ン画面
    垂直方向の光拡散用のレンチキュラーレンズシート及び
    スクリ−ン画面水平方向の光拡散用のレンチキュラーレ
    ンズシートを構成要素に含む透過型スクリーンにおい
    て、 前記スクリ−ン画面垂直方向の光拡散用のレンチキュラ
    ーレンズシートは、その光入射面と光出射面のうち少な
    くとも１面の形状が、スクリーン画面水平方向を長手方
    向とする横長レンチキュラーレンズをスクリーン画面垂
    直方向に連続して複数配列した形状をなすとともに、前
    記横長レンチキュラーレンズの断面形状が、レンズ中心
    軸に関して上下に非対称な形状であることを特徴とする
    透過型スクリーン。
  100. 【請求項１００】前記横長レンチキュラーレンズの断面
    形状が、球面もしくは軸対称な非球面形状を、レンズ中
    心軸に対して偏心させた形状であることを特徴とする請
    求項９８または請求項９９記載の透過型スクリーン。
  101. 【請求項１０１】前記横長レンチキュラーレンズの断面
    形状が、任意のスクリ−ン画面垂直方向の指向特性曲線
    より以下に示す式で計算される点列（ｒ（ｎ），ｚ
    （ｎ））で与えられた形状であることを特徴とする請求
    項９８または請求項９９記載の透過型スクリーン。 【数１２】 【数１３】 【数１４】 【数１５】 【数１６】 【数１７】 【数１８】 【数１９】 【数２０】 【数２１】 【数２２】 【数２３】 【数２４】 【数２５】 【数２６】 【数２７】 【数２８】 【数２９】 【数３０】 【数３１】
  102. 【請求項１０２】前記横長レンチキュラ−レンズの断面
    形状は、少なくともどちらか一方のレンズ端部で、隣接
    する横長レンチキュラーレンズとの境界部において略水
    平な輪郭形状を有することを特徴とする請求項９８ない
    し請求項１０１記載の透過型スクリーン。
  103. 【請求項１０３】前記横長レンチキュラ−レンズの断面
    形状は、少なくともどちらか一方のレンズ端部で、隣接
    する横長レンチキュラーレンズとの境界部において略水
    平な輪郭形状とこの水平な輪郭形状に接続する略垂直な
    輪郭形状とを有することを特徴とする請求項９８ないし
    請求項１０１記載の透過型スクリーン。
  104. 【請求項１０４】少なくとも１つのフレネルレンズ面と
    縦長レンチキュラーレンズ面と横長レンチキュラーレン
    ズ面を有する投写型画像表示装置の透過型スクリーンに
    おいて、フレネルレンズのピッチＰfと横長レンチキュ
    ラーレンズのピッチＰvのピッチ比Ｐf／Ｐvを、０．０
    ５〜０．１５、０．３３〜０．４０、０．５〜０．６、
    １．０〜１．１５、２．０〜２．３４の内の少なくとも
    １つに設定したことを特徴とする透過型スクリーン。
  105. 【請求項１０５】請求項１０４に記載の透過型スクリー
    ンにおいて、フレネルレンズ面の画像観視側に縦長レン
    チキュラーレンズ面と横長レンチキュラーレンズ面を配
    したことを特徴とする投写型画像表示装置の透過型スク
    リーン。
  106. 【請求項１０６】請求項１０４に記載の透過型スクリー
    ンにおいて、フレネルレンズ面の画像観視側に縦長レン
    チキュラーレンズ面、画像発生源側に横長レンチキュラ
    ーレンズ面を配したことを特徴とする投写型画像表示装
    置の透過型スクリーン。
  107. 【請求項１０７】少なくとも１つのフレネルレンズ面と
    縦長レンチキュラーレンズ面と横長レンチキュラーレン
    ズ面を有し、縦長レンチキュラーレンズのピッチＰhに
    比して、フレネルレンズのピッチＰfと横長レンチキュ
    ラーレンズのピッチＰvが共に小さい投写型画像表示装
    置の透過型スクリーンにおいて、フレネルレンズのピッ
    チＰfと横のレンチキュラーレンズのピッチＰvのピッチ
    比Ｐf／Ｐvを、０．０５〜０．１５、０．３３〜０．４
    ０、０．５〜０．６、１．０〜１．１５、２．０〜２．
    ３４の内の少なくとも１つに設定したことを特徴とする
    透過型スクリーン。
  108. 【請求項１０８】少なくとも１つのフレネルレンズ面と
    縦長レンチキュラーレンズ面と横長レンチキュラーレン
    ズ面を有し、縦長レンチキュラーレンズのピッチＰhに
    比して、フレネルレンズのピッチＰfと横長レンチキュ
    ラーレンズのピッチＰvが共に小さい投写型画像表示装
    置の透過型スクリーンにおいて、フレネルレンズのピッ
    チＰfと横のレンチキュラーレンズのピッチＰvのピッチ
    比Ｐf／Ｐvを、０．０５〜０．１５、０．３３〜０．４
    ０、０．５〜０．６、１．０〜１．１５、２．０〜２．
    ３４の内の少なくとも２つを有する複合ピッチに設定し
    たことを特徴とする透過型スクリーン。
  109. 【請求項１０９】少なくとも１つのフレネルレンズ面と
    縦長レンチキュラーレンズ面と横長レンチキュラーレン
    ズ面を有し、縦長レンチキュラーレンズのピッチＰhに
    比して、フレネルレンズのピッチＰfと横長レンチキュ
    ラーレンズのピッチＰvが共に小さい投写型画像表示装
    置の透過型スクリーンにおいて、フレネルレンズのピッ
    チＰfと横のレンチキュラーレンズのピッチＰvのピッチ
    比Ｐf／Ｐvを、０．０５〜０．１５、０．３３〜０．４
    ０、０．５〜０．６、１．０〜１．１５、２．０〜２．
    ３４の内の少なくとも２つを有する複合ピッチとし、そ
    の１周期のピッチの総和Ｐが、縦のレンチキュラーレン
    ズのピッチＰhに対してＰ／Ｐh＝Ｍ＋０．３〜Ｍ＋０．
    ７（Ｍ；自然数）あるいはその逆数の間に設定したこと
    を特徴とする透過型スクリーン。
  110. 【請求項１１０】請求項１０４ないし１０９に記載の透
    過型スクリーンにおいて、縦長レンチキュラーレンズま
    たは横長レンチキュラーレンズの、内部あるいは外部に
    レンズ面以外の光拡散手段を設けたことを特徴とする透
    過型スクリーン。
  111. 【請求項１１１】透過型スクリーンに用いられるレンチ
    キュラーレンズの断面形状を、該レンチキュラーレンズ
    により得られる指向特性曲線より以下に示す式で計算さ
    れる点列（ｒ（ｎ），ｚ（ｎ））で与えることを特徴と
    するレンチキュラーレンズ形状の設計方法。 【数１２】 【数１３】 【数１４】 【数１５】 【数１６】 【数１７】 【数１８】 【数１９】 【数２０】 【数２１】 【数２２】 【数２３】 【数２４】 【数２５】 【数２６】 【数２７】 【数２８】 【数２９】 【数３０】 【数３１】
  112. 【請求項１１２】請求項１ないし請求項１１０のうちの
    任意の一つに記載の透過型スクリーンを備えたことを特
    徴とする背面投写型画像ディスプレイ装置。
  113. 【請求項１１３】請求項１ないし請求項１１０のうちの
    任意の一つに記載の透過型スクリーンと、画像発生源
    と、前記画像発生源の前面に配設された投写レンズと、
    を備え、前記画像発生源で発生された画像を前記投写レ
    ンズで拡大して、前記透過型スクリーンに背面より投写
    する背面投写型画像ディスプレイ装置において、 前記投写レンズを構成するレンズ素子群のうち、最も画
    像発生源に近い側に配設されるレンズ素子は、その画像
    発生源側の面が凸面を成し、その透過型スクリーン側の
    面が凹面を成す凹レンズから成り、 前記画像発生源と前記投写レンズとは結合器によって結
    合され、前記結合器内における、前記画像発生源と前記
    凹レンズとの間に生じる空間には、液体冷媒が封入され
    ていることを特徴とする背面投写型画像ディスプレイ装
    置。
  114. 【請求項１１４】請求項１ないし請求項１１０のうちの
    任意の一つに記載の透過型スクリーンと、画像発生源
    と、前記画像発生源の前面に配設された投写レンズと、
    反射鏡と、を備え、前記画像発生源で発生された画像を
    前記投写レンズで拡大し、前記反射鏡で反射して、前記
    透過型スクリーンに背面より投写する背面投写型画像デ
    ィスプレイ装置において、 前記投写レンズを構成するレンズ素子群のうち、最も画
    像発生源に近い側に配設されるレンズ素子は、その画像
    発生源側の面が凸面を成し、その透過型スクリーン側の
    面が凹面を成す凹レンズから成り、 前記画像発生源と前記投写レンズとは結合器によって結
    合され、前記結合器内における、前記画像発生源と前記
    凹レンズとの間に生じる空間には、液体冷媒が封入され
    ており、 前記反射鏡は、基材と、前記基材における前記投写レン
    ズ及び前記透過型スクリーンと対向する側の表面上に成
    膜される光反射性光学薄膜と、から成ることを特徴とす
    る背面投写型画像ディスプレイ装置。
  115. 【請求項１１５】請求項１ないし請求項１１０のうちの
    任意の一つに記載の透過型スクリーンと、画像発生源
    と、前記画像発生源の前面に配設された投写レンズと、
    反射鏡と、を備え、前記画像発生源で発生された画像を
    前記投写レンズで拡大し、前記反射鏡で反射して、前記
    透過型スクリーンに背面より投写する背面投写型画像デ
    ィスプレイ装置において、 前記投写レンズを構成するレンズ素子群のうち、最も画
    像発生源に近い側に配設されるレンズ素子は、その画像
    発生源側の面が凸面を成し、その透過型スクリーン側の
    面が凹面を成す凹レンズから成り、 前記画像発生源と前記投写レンズとは結合器によって結
    合され、前記結合器内における、前記画像発生源と前記
    凹レンズとの間に生じる空間には、液体冷媒が封入され
    ており、 前記反射鏡は、基材と、前記基材における前記投写レン
    ズ及び前記透過型スクリーンと対向する側の表面上に成
    膜される反射防止膜と、前記基材の表面のうち前記反射
    防止膜を成膜する面の反対側の表面上に成膜される光反
    射性光学薄膜と、から成ることを特徴とする背面投写型
    画像ディスプレイ装置。
  116. 【請求項１１６】透過型スクリーンの内部における、ス
    クリーン画面水平方向の光拡散の開始点と、スクリーン
    画面垂直方向の光拡散の開始点が、画像光の進行方向に
    沿って異なる位置にあることを特徴とする背面投写型画
    像ディスプレイ装置。
  117. 【請求項１１７】請求項１１６に記載の背面投写型画像
    ディスプレイ装置において、スクリーン画面水平方向の
    光拡散の開始点が、スクリーン画面垂直方向の光拡散の
    開始点より画像観視側に位置することを特徴とする背面
    投写型画像ディスプレイ装置。
  118. 【請求項１１８】請求項１１６に記載の背面投写型画像
    ディスプレイ装置において、スクリーン画面垂直方向の
    光拡散の開始点が、スクリーン画面水平方向の光拡散の
    開始点より画像観視側に位置することを特徴とする背面
    投写型画像ディスプレイ装置。
  119. 【請求項１１９】透過型スクリーンの有する光拡散材は
    主にスクリーン画面垂直方向の指向特性における画面正
    面方向付近の光拡散を行い、前記透過型スクリーンの有
    する横長レンチキュラーレンズは主にスクリーン画面垂
    直方向の指向特性における画面正面方向から離れた方向
    の光拡散を行うことを特徴とする背面投写型画像ディス
    プレイ装置。
  120. 【請求項１２０】スクリーン画面垂直方向の指向特性
    が、最大輝度をＢ0とし、スクリーン画面垂直方向の各
    観視角度における輝度が０．５Ｂ0以上、０．１Ｂ0以上
    となるような観視角度の範囲をそれぞれθ50、θ10とし
    たときに、 【数３２】θ10≧３．４×θ50 なる式を満足する指向特性となることを特徴とする背面
    投写型画像ディスプレイ装置。
  121. 【請求項１２１】スクリーン画面垂直方向の指向特性が
    上下非対称であることを特徴とする背面投写型画像ディ
    スプレイ装置。
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JPWO2004049059A1 (ja) * 2002-11-26 2006-03-23 三菱電機株式会社 透過型スクリーンおよび投写型表示装置
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