JPS58114026A - 背面投影スクリ−ン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばビデオプロジェクタ−用のスクリーン
等の透過型スクリーンに用いるレンチキュラーレンズに
関するものである。

透過型の投影スクリーンは、ビデオプロジェクタ−やマ
イクロフィルムリーダーあるいにコンピューター用ディ
スプレイ等の投影面として用いｈれ゜Ｃいるが、その視
野角度を大きくする等その光透過特性について各種の検
討がなされて（・る。そしてこのような目的を達成する
ための手段の１つとし゜〔、微小な円筒レンズを連続的
に多数形成したレンチキュラーレンズを単独あるいは他
のレンズまたに拡散板と組合せて使用することが行なわ
れている。

このレンチキュラーレンズは、前述したように入射光を
拡散させるのに効果があり、垂直方向に微小な円筒レン
ズを連続的に多数形成したものは水平方向に光を拡散さ
せ、水土方向に微小な円筒レンズを形成したものは垂直
方向に光を拡散させる機能を有している。またこのレン
チキュラーレンズをスクリーンとして川いる際レンズ面
を入射光線１１４１１郎ち光源側に向けた場合と、射出
側即ち観察者側に向けた場合とでは、それぞれ最大拡散
角度は限定され、光源側に向けた場合の方が観察者側に
向けた場合に比して拡散角度を大きくすることができる
ことが知られている。しかしながら一般にこの槓レンチ
キュラーレンズによる光の拡散はその角度が狭く１： 例えば８ｇ１７図に示す通り、中心から６０°を超える
箇所で急敏に明るさが低下するどい５１１点を有してい
る。

このようなスクリーンー用レンチキュラーレンズに関し
本発明者等は、既に％願昭５６ー５１　１　９４−レン
ズの媒体の山部と谷部との間に位置する谷ｇｌＣ全反射
面を形成し、この谷部に入射した光線が全反射した後、
山部の１ｊｔＩＮＯを透過して射出される１うにしたも
ので、これによって明るくかつ視野角度の大きいレンチ
キュラーレンズが得られることが判明した。また後者の
発明は、＠者の発明における山部頂面に萌面を形成し、
レンズの高さを低くできるようにし成形を容易にするも
のであった。しかしながらこれらの発明にさらに検討を
加えたところ、山部の頂面と全反射面とのなす角が尖端
になると、成形型の製作が困難であるばかりでなく、製
品となった際この部分が欠は易くなり、しかも成形時に
型との離型性に困離が伴なうことが分った。本発明にお
い一Ｃは、これらの点を改善し、さらに性能の優れたし
かも製作が容易なスクリーン用Ｖンズを提供しようとす
るものである。

すなわち本発明の要旨とするところは、山部と谷部が連
設されてなるスクリーン用レンチキュラーレンズであ一
って、媒体のＭ　ｌ＆Ｉ　ｈに入射した光線がこの斜面
部で全反射した彼に山１ｆｌ５頂面を透過するよう斜面
部に全反射向を形成すると共に、上記国都ｉｊＩ面の中
央部に四囲なまたこの両側に接合向を形成したこと？：
％像とするスクリーン用レンチキュラーレンズな弟１の
発明とし、山部と谷部が連設されてなるスクリーン用レ
ンチキュラーレンズであって媒体の斜ｕｉｉｓに入射し
た先縁がこの斜面部で全反射した後に山部頂面を透過す
るよう斜面部に全反射面を形成すると共に、上記山Ｓ頂
面の中央部に凹面をまたこの両側に接合面を形成し、さ
らに前記全反射面に反射層を形成すると共にこの上に光
吸収層を形，成したことを％値とするスクリーン用レン
チキュラーレンズを第２の発明とするところにある。

以下本発明を実施例の図四に従って説明′『る。

第１図は第１の実施例を示すレンチキュラーレンズの斜
視図であり、第４図は第１図ｔｖ　−ｉｖ紛に沿って切
断した断面平面図である。まずこの第１の実施例につい
て説明すると、（１）が山部。

（２）が谷部であり、山部（１）と谷部（２）とが父互
に一次連設されてなって（・る。そして山部（１）と谷
部（２）との間の斜面部（３）には、この部分に入射し
た光線が全反射した後に山部（１）を透過するよう全反
射面が形成されており、しかも山部頂面の中火部には凹
レンズ状の凹面（１ａ）が、また山Ｓ山面と斜面部（３
）との交叉部すなわち山部頂面の肉ＩＩ　Ｋは接合面（
１ｂ）がそれぞれ形成されている。本発明における接合
７（ｉｂ）は、中央部の凹面（１ａ）と斜面部（３）と
をつなぐ面のことで、図示する如き平担面あるいは後述
する実施例の如き凸面等が挙げられる。なお図中（４）
はレンズ面とは反対側の光が入射する反対面である。こ
の形状を第７図に基いてさらに詳しく説明すると、これ
は本発明のレンチキュラーレンズの１片を拡大したもの
で、山部（１）の頂面中央部ｔよ凹面（１ａ）とそのｌ
＋１ｉｌ側に平担な接合面（１ｂ）がまた、糾ｔｈ１都
（３）には全反射向が形成され−〔いる。このようなス
クリーン用レンチキュラーレンズに対し、反対面から十
ヤＩな光（Ａ１）が入射すると、第７図にネオように、
この元（Ａ１）は斜面ＬＭに当りここで全反射して債■
中矢部の凹Ｌｉ１ＩＮ１．ｒ′より屈折し°（Ａζ　の
如く出射する。この場合の糾＠部（３１は全反射向で構
成されているため、この角度αは全反射の式％式％ ０８１１１α：１から、α＝ｓｘｎ　　　（但しｎは媒
体の屈折率）と求められる。いま媒体としてメタクリル
樹脂を用いる場合、ｎ　＝　１．４９２となりこれを代
入するとα４ｓｉｎ−’−−！−一、すなわち４９２ α≧４２．０９°となる。したがってαは４２０９゜以
上であればよいこととなる。このように斜面部（３）に
入射する光は全反射すると共に山部頂面より広い角度に
わたって出射することとなる。

また、斜面部（３）以外に入射した光（Ａりは凹面（１
ａ）で若干屈折して出射するが、接合面（１ｂ）に入射
した光（Ａ３）はそのま匁直進しｒＡ６）の如（出射す
る。なお、第７図では中心より左半分の光の屈折の状態
に−）いて説明しているが、このような光の屈折は対称
である右半分でもなされている。

本発明のレンチキュラーレンズは上記の如き特徴を有り
、−Ｃいるので、背面から入射した光は第８図のように
拡散することとなる。すなわち凹面（１ａ）に入射する
光（Ｙ）は屈折されて（ＹＯの如く出射するが、８＋面
部（３）に入射する光（Ｘ）は全反射されて（Ｚ′）の
如（中心より離れた角度に拡散されることとなる。一方
接金山（１ｂ）に入射する光（Ｚ）は直進して（Ｚ′）
の如く出射する。この例におけるレンチキュラーレンズ
の透過光量を測定すると、第１８図のｂｕ　＜中心に近
いところに（Ｙ′）のピークがあり、（Ｚ′）の＃、は
５０〜５０°にまで及ぶ透過を示し、（Ｚ′）は中心部
のみに集中して出射することとなり、相当に広い範囲に
わたる視野角度が確保しうろこととなる。

一方山部頂面中央部における凹面（１ａ）の形状は、図
示するように凹レンズ状の凹面とすることが望ましいが
、この凹（５）に到達した光がこの面で全反射しないこ
とが好ましい。すなわちこの凹面（１ａ）におい−〔全
反射を起さない条件について考えると、第９図のように
凹面（１ａ）のピッチを（Ｐｌ）とし、凹曲（１ｄ）の
曲率半径を（ｒｌ）とし、この凹曲（１ａ）の端を（６
）点とすると、（１（）点の法−となる（ｒ＋）と中心
−（Ｑ）とのなす角（ロ）は、全反射の式より次のよう
に求められる。すなわち全反射の条件を満足するただか
ら±≦１となる。したがって、この条件ｒｌ を満足する（Ｐｌ）と（ｒ、）を適宜設定するとよ１１
）。

次に第２図、第３図、第５図および第６図に示す第２の
実施例について説明すると、これは上述した山部（１）
、谷部（２）および斜面部（３）とからなるスクリーン
用レンチキュラーレンズにおいて、さらに谷部に細巾の
接合面（２ａ）を形成したものである。この接合ｔｆ［
１（２ａ）の形状は、上記の嵌合面（ｔｂ）と同様平担
面でもよいし、凸レンズ面であってもよい。このうち第
２図と第５図は平担状の接合面（２ａ）を形成した例で
あり、第６図と第６図は凸レンズ状の接合面（２ａ　）
５形成した例である。この接合面（２ａ）がある場合の
光の透過の状況について説明すると、第１０図および第
１１図の如くである。すなわち第１０図の平担状の接合
面（２ａ）の場合、山部（１）および斜面部（３）の届
折は上記の実施例と同様であるが、谷部（２）の接合面
（２ａ）に入射した光がそのま匁直進して出射する。ま
た第１１図の凸レンズ状の接合−（２ａ）の場合は、こ
の面でレンズ効果をうけ拡散する。したがって第１０図
の場合は直進する光が多くなり第１８図で（・５と（Ｚ
′）の光が強く出射されることとなり、第１１図の場合
は凸レンズ状の接合面（２ａ）を出射する光が拡散され
て、第１８図における（Ｙ′）相当の透過先輩が増大す
ることとなる。なお、この凸レンズ状の接合面（２ａ）
はこの面より出射する光が全反射を起さないものである
ことが望ましい。

以上の例においては、１ｊ１向に形成する接合面（１ｂ
）が平担であるものについて説明したが、これを第１２
図の如く４歯な曲率半径を有する凸レンズ状の而とする
こともできる。また上記の実施例では、斜面部（３）を
直線状に形成した例について説明しているが、これを第
１６図の如（緩い彎曲面仁することもｔＩＪ能である。

このように構成すると、斜面部（３’）ｒこおける全反
射の光束が広がりｍ１８図における（Ｙ′）と（Ｘ′）
の間のギーヤツプが墳まり好ましいもの、となる。

山部頂面の中央部に設ける凹面（１ａ）は、円孤状をな
す凹面としてもよいがこれを双曲線状あるいは放物線状
の凹面とすることもできる。

本発明に係るレンチキュラーレンズは、上述したように
単独でスクリーンとして用いるごともできるし、他のス
クリーン、ある（・はレンズと組合せてスクリーンとな
すこともできるものである。

また観察側となるレンチキュラー而に外部元締が照射さ
れると、これがｍｉ本のコントラストを低トすることに
なる。これを防止するため、第１４図の実施例に示す如
く、斜面部（３）の全反射面に光線の透過を防止する光
吸収層（５）な形成することによって各レンチキュラー
レンズが対面する画系のコントラストな置め４）ことか
できる。しかしながら、このよりな光吸収層（５）が全
反射面で反射する光線の一部を僅かではあるが吸収する
倶れがある。このような光線の吸収を防止するためには
、第１５図の実施例に示す如く、反射層（６）を被覆し
、その上に光吸収層（５）を形成することによって全反
射面における反射光−の僅かな吸収は、これを防ぐこと
ができ、画素よりの光線をより有効に投射させることが
できろ。反射層（６）としては金属蒸脇膜、反射塗料等
の反射拐料の外に、媒体の屈折率より小さい屈折率の物
質を被覆することもできる。この屈折率の低い物質とし
ては例えば媒体がアクリル樹脂の場合には、含フツソ系
樹脂が挙げられる。

このような構成は第２の実施例にお（・てもそのまま適
用できる。

本発明ｔｌＣ係るレンチキュラーレンズは、上記した如
（、−力のレンズ１川の構成によつ”〔、＾い拡散特注
が得られるので、これを単独でスクリーンとして使用し
得るものであＱが、媒体に元−が入射する側の向（４）
をさｋ）に組合せて利用することも可能である。このよ
うな鮫点かすすると、この囲（４）を平滑な面とイーる
ことな（、これを倣細な凹凸面としてもよく、ｋ）るい
は＃４斜面、またはその地のＶンズ面となしＣもよい。

このように入射側の囲な有効に利用゛（ると、１＆［成
のレンズで有効なスクリーンとｆることができるので自
利である。特に本発明において第１６図の実癩例の如く
レンチキュラーレンズの入射−面をフレネルレンズ（７
）と−（れば、光線を有効に利用−「ることかでき、誕
れたスクリーンになし得る。同図は上述した第２図のレ
ンチキュラーレンズにフレネルレンズ（７１Ｙ　ｔｌ　
Ｉ＆　（−で（・るが１他の実施例に適用することも勿
−μＴｈ”ｂである。

す−！−；　ｉ　％の程度は、レンチキュラーレンズの
ピッチと山部（１）の尚さあるいは頂面の凹面（１ａ）
の形因８シこより撞々遇択できるものであるが、向えば
ピッチ＜ｐ＞とじては０．５〜１５■程度、山５（１）
の簡さとしては０６〜２■８１ｔとするとよい。

本発明のレンチキュラーレンズｋＣ使用する媒体として
は、ｉＩＪ記実施例においてアクリル樹脂ＶＣついて説
明したが、これは光学特性及び成形力ｌ工性の点からア
クリル倒ｌＩ￥１が符に優れているかりである。しかし
ながらこれに挾え−（塩化ビニール４対脂、ポリカーボ
ネート樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン糸樹脂等を肘
いることもでき、これら合成樹脂材料を用いるときは、
押出し成形、加熱プレス、あるいは射出成形によって本
発明に係るレンチキュラーレンズを製作することができ
る。

本発明に係るレノチキュ□う・−レンズの光拡散（’Ｅ
な・１−向ヒさせるためには、媒体に別の光拡散手段な
講じるとよい。この光拡散手段とじては、媒体を溝ｄす
る合成樹脂、例えばアクリル樹脂にＳＩＯ！　、ＣａＣ
Ｏ３、Ａ４０！　、　’ｌ’１（Ｊ３　、ＨａＳＯ４、
’ｌｎｏ。

ガラス微粉木、あるいはＭ憬拡敢剤等の液状合成樹脂媒
体に融解ま１こは化学変化をしない拡散物置の１４１１
または２檀以上の添加物を媒体中に一様に混入分散分布
させるか、またばこれらの拡散物實を含む層な形成する
か、あるいは入射面およびまたは山部に微細な凹凸面を
形成してもよい。このように光拡散手段を講すると、例
えば第１８図における光の範囲（Ｙ′）と（Ｘ′）との
間に多くの光を拡散させることが可能となって同図の点
線のように平均化でき、また第１図または第２図のｈ　
Ｆ方向の光の拡散にも寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明レンチキュラーレンズの第１の実施例を
示す投影側からみた斜視図、第２図および第５図は第２
の実施例を示す同様な斜視図、第４図は＠１図ｔｖ　−
ｉｖ線に沿って切断（また断面半面図、第５図は第２図
ｖ−■−に沿ってψｊ断した断面乎１図、第６図は第３
図ｖｔ　−ｖｉ　庫Ｖ（酎って切〜ｌした断面半面図、
第７図ないし第９図は第１の実施例における光の拡散状
態を説明する説明図、第１０図および第１１図は第２の
実施例ｅ（おける光の拡紋状感の説明図、第１２図およ
び第１５図はさらに他の例を示す断面平面図、第１４図
は光吸収層を形成した実施例の＃ｒ　１ｆＬｉ平面図、
第１５図は光吸収Ｊ−および反射層を形成した実施例の
断面半Ｉｆｌｉ図、第１６図は反対向にフレネルレンズ
を形成した実施例の断面半面図、第１７図は従来のレン
チキュラーレンズの光の拡散を示すグラフ、第１８図は
本発明のレンチキュラーレンズの光の拡散を示すグラフ
である。 （１）・・・山部　　　　（１ａ）　・凹面（２）・・
台部　　　　（１ｂ）　・接合面（３）　　・＃Ｉ斜部
　　　（２ａ）　　・・接合面基１図 襄３区 ′ｌ−７凹 籠８Ｉ！］ 工′ 暴９　回 ＃ｌＯ１￥］ 未ｌ１図 秦１４図　　　　　　Ｘｉ、１５図゛ 幕１６１ Ｌ１７閃 奉１８［

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　山部と谷部が連設されてなるスクリーン用レンチキ
   ュラーレンズであって、媒体の斜面部に入射した光線が
   この斜ｌｆ［ｉｓで全反射した後ＶＣ山部ＩＪｔ面を透
   過するよう斜面部に全反射面を形成すると共に、上記山
   部頂面の中央部に凹面をまたこの両側に接合面を形成し
   たことを特徴とするスクリーン用レンチキュラーレンズ
   。 ２　全反射面における傾斜角度αが、α≧５ｔｎ１−！
   −（但しｎは媒体の屈折率）であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のスクリーン用レンチキュラー
   レンズ。 １　谷部に細巾の接合面を形成したことを特徴とする請
   求 載のスクリーン用レンチキュラーレンズ。 ４、　谷部にレンズ面を形成したことを特徴とする特Ｉ
   ｔｉ：請求の範囲第１項、第２項または第６項記載のス
   クリーン用レンチキュラーレンズ。 ５　媒体が光拡散手段を備えたことな特徴とする％ｒｆ
   錆求の範囲第１項、第２塊、第５項または第４項記載の
   スクリーン川し／チキュラーレンズ。 ６　山部と谷部が連設されてなるスクリーン用レンチキ
   ュラーレンズであって、媒体の斜面部に入射した光線が
   この斜面部で全反射した後に山部１Ｍ面を透過するよ５
   ７ＦＰｉｌｆｌ都に全反射面を形成すると共に、上記山
   部頂面の中央部に凹面をまたこのｌＩＬＩＩ＠４に接合
   面を形成し、さらに前記全反射面に反射層を形成すると
   共にこの上に光吸収層を形成したことを特徴とするスク
   リーン用レンチキュラーレンズ。 Ｚ　全反射面における傾斜角度αが、α；ｓ１ｎ−’ｘ
   （但しｎは媒体の屈折率）であることを％黴とする特ｉ
   ！ｆａｌＩｌ求の範囲第６項記載のスフｌ　−ン用レン
   チキュラーレンズ。 ８、　谷部に細巾の接合面を形成したことを待倣とする
   待針請求の範囲第６項または第７項記載のスクリーン用
   レンチキュラーレンズ。 ９　谷ｓ紙面にレンズ面を形成したことを特徴とする請
   求 第８項記載のスクリーン用レンチキュラーレンズ。 １０　　媒体が光拡散手段を備えたことを％黴とする特
   許錆求の範囲第６項、第７項または第８項記載のスクリ
   ーン用レンチキュラーレンズ。