JPS58216233A - 透過型投影スクリ−ン用レンズ板 - 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】 テレビジョン等の投影装置を用いて投影したときに得ら
れる画像の輝度が均一であり、かつ、高く，高コントラ
ストが得られ、伴バランスがすぐれると共に、大置生産
に適した透過型投影スクリーン用レンズ板に関するもの
である。

従来，裏面より投影して観察する透過型投影スクリーン
は知られており，種々の構成のものが提案されている。

特に近年、カラーテレビジョンのごとく赤、緑，青の三
原色のごとき異なる色の画像を画面上で合成する方式に
用いる透過型投影スクリーンとしては，カラースライド
投影装置や映画の投影装置のととと多色画像そのものを
投影する装置に用いるスクリーンとは興かり，種々の問
題点が未解決である。

まず、異なる複数の色の画像を画面上で合成する方式に
おいては各色の投影される光の出射位置は少しずつずれ
ているため、例えば、従来。

シハしば用いられる片面レンチキュラーレンズのレンズ
面に投影すると，レンズの中心部分ではほり色調のバラ
ンスがとれるが，レンズの周辺部に行くに従い、各色の
光の出射強度分布が異なってくるために色調のバランス
が崩れて好ましくない等、伸バランス上の問題がある。

又、特にカラーテレビジョンの投影装Ｗｔ’Ｊｋ用いる
投影が式においては、カラースライドや映画の投影方式
におけるごとく冷却の問題を克服すれば輝度の向上が図
れる方式とは異なり、陰極線で螢光物質を発色させる方
式のために通常のテレビジョンの画面ではかなり明るく
感じられるとは言え輝度の向上と寿命とを同時に図るこ
とがむす刀為シく、従ってカラーテレビジョンの投影装
置力）ら出射される光を出来るだけ効率よく観察者の位
Ｗに集めなければならない。

更に父、衾面より投影して観察する透過型投影方式は観
察者が投影光を遮ることがないので比較的狭い室内でも
自白に装置を配置して使用で＾る利点があり、［、ばし
ば明るい室内で使用されることが多いが、この場合室内
光や室外光がスクリーン面で反射したり、或いはスクリ
ーンのｈｆｊ面にある人物や物がスクリーン面に映って
投影画像のコントラストラ低下させ、視認性？損なうも
のである。

本発明は上記した従来技術の欠点に鑑みてなされたもの
であって、即ち本発明は−Ｈの面に柱状凸レンズが互い
に平行に複数配列されており、他方の面に前記柱状凸レ
ンズの光軸とはり一致する光軸な有する回転凸レンズが
複数配列されると共に前記凸レンズの非集光部に遮光層
が設けられていること全特徴とする透過型投影スクリー
ン用レンズ板をその要旨とするものであり、その詳細に
ついて以下に説明する。

第１図は本発明の透過型投影スクリーン用レンズ板の概
略を示すための斜視図である。第１図の透過型投影スク
リーン用レンズ板１は図面中の裏面側に水平断面形状が
円、だ円、放物線等の形状である柱状凸レンズ２が互い
に平行に複数配列されている。父、図面中表面側には回
転凸レンズ３が複数配列されており、各回転凸レンズは
第１図に示すように等しい四角形の形状ｉ￥なしており
、父、各回転凸レンズの光軸は表面の柱状凸レンズの光
軸と例えば符号４で示す光軸と一致する。更に第１図中
表面側には裏面の柱状凸レンズの非集光部に遮光層が設
けられている。

第２図（Ａ）及び同（Ｂ）は第１図の透過型投影スクリ
ーン用レンズ板の表裏のレンズ形杖ヲ示すための部分断
面図であり、第２図（３）は光軸な含む水平方向の部分
断面図、同（Ｂｌは光軸を含む垂直方向の部分断面図で
ある。−２図（Ａ）において柱状凸レンズ２の焦点は回
転凸レンズ３の表面にはり一致し、又１回転凸レンズ３
の焦点は柱状凸レンズ２の表面にはシ一致する。即ち、
柱状凸レンズ２及び回転凸レンズ３の焦点距離は両レン
ズの光軸上におけるレンズ板の厚みｆにほぼ等しい。又
、柱状凸レンズ２及び回転凸レンズ３の第２ＴｙＪ（Ａ
Ｊ中の断面形状は円の一部若しくはだ円の一部又は放物
線である。次に第２図の）は主に回転凸レンズ３の垂直
方向の断面形状を示すものであって第２図色）における
回転凸レンズ３の断面形状は円の一部、だ円の一部、若
しくは放物線その他の形状である。第２図囚色）の両方
に表われる断面形状が異なる場合は異方性のレンズであ
るが１本明細書ではそれらも含めて回転凸レンズと称す
る。

遮光＠５は裏面の柱状凸レンズ側から投影され入射した
光のうち正規でない屈折・反射等で生じた迷光Ｙカット
し、かつ表面側に入射した室内光等の外光の反射を防止
する目的で設けられる。遮光層５は第１図、第２図伍）
及び同の）においては回転凸レンズの表面よりも更に突
出した凸状顔の表面に設けられているが、この他、回転
凸レンズとほぼ同一レベルか、或いは回転凸レンズより
もくぼんだ凹状部に設ける方式でもよい。

以上のような本発明の透過型投影スクリーン用レンズ板
の材料及び製造方法Ｃ：ついて説明すると、まず、材料
としてはアクリル、塩化ビニル、ポリエステル、セルロ
ースアセテート、スチロール、ポリカーボネー）Ｓの透
明台Ｗ樹脂が軽ｌで力り工しやすく好ましいが、これら
以外の１例えばガラスのようなものも使用しうる。

このような材料に上２したような所定のレンズの逆型形
状を有する金型を用いてプレスする方法が大計生産向ま
であり、特に金型としてロール状に形成したロール金型
ケ用いることが好ましい。回転凸レンズを有する表面側
を賦形するロール金型は所定の断面の刃を回転させてロ
ール金型材の表面を切削することにより得られるが、特
に第２図（Ｂｌｖ用いて前記したように、第２図（Ｂｌ
に表われる回転凸レンズの断面形状を円以外のだ円若し
くはその他の形状とするときは切削刃を回転させつつロ
ール金型材の側面に清って移動させ若しくはロール金型
材を回転させると共に切削刃自体ｒ所定の条件で前進及
び後退させることにより第２図の）に表われる回転凸レ
ンズの垂直断面形状をコントロールすることができ、又
、切削刃の回転軸の角度を変化させることによりレンズ
形状を変えることもできる。

−例として切削刃の回転軸と金型材の表面のなす角度を
直角より傾けて切削を行なって作製した金型にょ番〕成
形されるレンズ板の作用ン第３図に示すとレンズ板１に
直角に、かつ互いに平行に入射した光線６．７．８は図
に示すように出射光線の中心は平行入射光線の方向より
も下向きになるため、このような形状のレンズをレンズ
板の中心より遠い位置の、即ち周辺部分に設けると出射
光を中心寄りに集めることができる。このように入射光
を中心寄りに集めるためのレンズ形状は、＠２図山）の
断面方向のみならず第２図（３）の断面方向に利用して
もよく、η１つ両断面方向に併用してもよい。更に出射
光を中心寄りに集める効果はレンズ板中心付近では殆ん
ど不要であるが周辺部枠必要性が高まるので前記の切削
刃の回転軸の角度を調節する等して周辺へ行くに従い出
射光をレンズ面に対して例えば直角とかより中心寄りに
集めるようにしてもよい。或いは又、中心寄りに集める
だけではなくスクリーンを高い位置に置いて低い位置に
光を集めたり、低い位置に置いて正常な位置に光を集め
ることもできる。

以上のような方法により金型を作製した後、該金型を用
いて前記した材料に成形を行なう。

成形は材料及び金型を加熱しプレス法若しくはロールプ
レス法にて行なうことがでとるが、更に材料自体の製造
工程と連続して行なうと材料の製造時の熱を有効利用で
き、再び加熱するための熱消費ケ少なくすることができ
て好ましい。

次にこのようにして出来るレンズ板に遮光層を設けるに
は公知の印刷、塗布、転写などの方法Ｃ：よって行なう
とよく、遮光層自体は遮光性及び光吸収性を有する組成
物、例えば公知の塗料若しくはインキに黒色等の顔料及
び好ましくは艶消剤を添加してなるものを用いて構成さ
れる。特に遮光層を設ける箇所をレンズ板成形時に表面
が平らな凸部として形成しておくと、印刷、塗布、転写
のいずれによっても遮光層の形成が容易となって好まし
く、このようにするには回転凸レンズの逆型形状を金型
材の表面に設けた後、所定のピッチで回転凸レンズの逆
型形状よりも深い、底の平らな溝を切削により形成して
おき、そのような金型な用いてレンズ板を成形するとよ
い。

なお遮光層を設ける位置は裏面の柱状凸レンズの非集光
部であるが、本発明の透過型投影スクリーン用レンズ板
をサーキュラ−フレネルレンズと組み合わせるときは遮
光層の位置は裏面の柱状レンズの柱状レンズどうしの境
界線（二沿って該境界線を中心（：するようＣ’して設
ければよいが、サーキュラ−フレネルレンズを用いると
きはモアレが生じたり、大型のサーキュラ−フレネルレ
ンズが得難く、リニアフレネルレンズを使う方が適して
いるが、この場合リニアフレネルレンズは垂直方向の集
光しか行なわず、水平方向についてはレンズ板の周辺で
は非集光部が次第に外側にずれて行き、柱状レンズの境
界線の丁度反対側の位置からずれてくる。このため、予
め透過型投影スクリーンとして用いる際の入射光の最大
角度、材料の屈折率を考慮して遮光層の好ましい位置を
算出しておき、算出結果に従って遮光層の位置をずらす
とよく、例えば遮光層を縦横の格子状の凸状部に設ける
ときはこのための金型に設ける凹状の溝の位置を金型材
若しくは切削刃の送りのピッチを、柱状レンズ用金型製
作時の送りのピッチ及び回転凸レンズ用金型製作時の送
りのピッチと相対的に変え、但し、レンズ板の中心では
遮光層が柱状レンズの境界の丁度反対側（ニ一致するよ
うにシてやればよい。

更（二、本発明の透過型投影スクリーン用レン：）ミや
外光の反射を防止できる。光拡散性を付与する（二は光
拡散性粒子を添加した光拡散性塗料を塗布する。光拡散
性粒子を添加して成膜されたプラスチックフィルムをレ
ンズ板の成形時４二熱融看する、サンドブラスト法によ
って表面を研摩する等の方１ｆ：ｃよればよい。更にｋ
らちみを防止する意味で裏面にも光拡散性を付与しても
よいが、表面のみを光拡散性にする場合にくらべると若
干画像のシャープさが低下する。

レンズ板自体に光拡散杓な添加することも本発明Ｉ：４
用できるけれども、この場合（二は画像のシャープさは
かなり低下し、又、輝度が低下するのであまり好ましく
ないが、ぎらつきや反射の防止のためには有効である。

本発明は以上述べたような構成を有するので次のような
諸効果がある。

まず、本発明の透過型スクリーン用レンズ板は−１の面
（二柱状凸レンズ、他の面＆二回転凸レンズを有するの
で柱状凸レンズから投影すると出射光の中心はいずれも
レンズ板と直角の方向に、従って、いずれの光も平行に
出射する。従って水平方向に関する限りフレネルレンズ
を組み合わせることなくレンズ板の周辺に到るまで輝度
ムラがなく、又、互い（：ずれた位置から出た光であっ
ても出射光は平行シニなり、出射光の角度分布もそれに
従ってはゾ等しくなるから見る位置６：よりカラーバラ
ンスが崩れることがない。

次に本発明の透過型投影スクリーン用レンズ板を用いる
と、柱状凸レンズ側より入射した光線の拡散度合は水平
方向については柱状凸レンズの形状によって、又、垂直
方向については第２図（Ｂ）で示す断面方向の回転レン
ズ形状６二よってそれぞれ決まるので、各々のレンズ形
状をコントロールして作製すれば好ましい拡散角を有す
る透過型投影スクリーン用レンズ板が作製できる。

又、本発明の透過型投影用スクリーン用レンズ板は一面
り：柱状凸レンズを有するので、入射光をある好ましい
範囲（＝集光するためにしばしば用いるフレネルレンズ
としてサーキュラ−フレネルレンズを用いずにリニアフ
レネルレンズを用いて垂直方向のみの集光を行なえばよ
いから、サーキュラ−フレネルレンズの溝と遮光層の干
渉によって生じるモアレが生じにくく、画像の視認性を
高める。なお、一般にサーキュラ−フレネルレンズを大
型化するＩ：は大きな金型な要するため実際に大型のも
のを製造することは煩雑であり、又、部分を作って接合
すると接合部の欠点が目立ちやすいがリニアフレネルレ
ンズであればロール金型を用いれば長尺のものが容易に
作製でき、接合も容易である。特（：本発明の透過型投
影スクリーンと組み合わせる時は遮光層と垂直になるよ
うにして接合すればリニアフレネルレンズのモアレパタ
ンも目立ちにくい。なお又、ついでに言えば透過型投影
スクリーン用レンズ板自体も遮光層の部分で接合すれば
接合部が目立たないものである。

更Ｉ：又、本発明の透過型投影スクリーン用レンズ板は
遮光ｊ―を有し【いるので迷光のカット、反射光の防止
が出来て画像のコントラストが向上する。

加えて、本発明の透過型投影スクリーン用レンズ板は材
料、製造工程自体は既に知られたものを応用し得るので
生産が容易であり、特にロール金型を用いると大量生産
に適する上、押出成形と連結して行なうこともできる。

以上の本発明の透過型投影スクリーン用レンズ板はリニ
アフレネルレンズと、柱状凸レンズ方向の集光を行なわ
せるようにして用いると、カラーテレビジョン等の多管
式の多色画像投影　　　゛装置を用いる投影方式に適す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の透過型投影スクリーン用レンズ板の斜
視図、第２図は第１図の透過型投影スクリーン用レンズ
板の部分断面図であり、第２図（Ａ）は水平方向の、第
２図ＣＢ）は垂直方向の断面図であり、第３図は回転凸
レンズの一例の作用を説明するための断面図である。 特許出願人　大日本印刷株式会社 代理人　弁理士　　　小　西　淳　美

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の面に柱状凸レンズが互いに平行に複数配列
   されており、他方の面に前記柱状凸レンズの光軸と一致
   する光軸を有する回転凸レンズが複数配列されると共に
   前記柱状凸レンズの非集光部に遮光層が設けられている
   ことを特徴とする透過型投影スクリーン用レンズ板。
2. （２）柱状凸レンズの焦点距離と回転凸レンズの焦点距
   離ははゾ等しいことを特徴とする上記第（１）項のレン
   ズ板。
3. （３）遮光層は回転凸レンズ面より突出した凸状部に設
   けられていることを特徴とする上記第（１）項又は第【
   ２）項のレンズ板。
4. （４）回転凸レンズの表面は光拡散性であることを特徴
   とする上記第（１）〜第（３）項いずれかのレンズ板。