JPS59193436A - 透過式スクリ−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】 産業上の利用分野 本発明は透過式スクリーンに係り、特にプロジェクショ
ンテレビ、スライド映写、コンピュータ端末用ディスプ
レイ装置及び広告表示機器等に使用される透過式スクリ
ーンに関する。

従来技術 第１図は透過式スクリーンを使用した映像投写システム
を示す。同図中、１は投写機、２は透過式スクリーン、
３は観察者の眼である。投写機１はレンズや凹面鏡等を
利用した投写光学系を介して高輝度の映像（光線Ｇ）を
投写する。この投写された映像はスクリーン２上（Ａ点
）で結像され、観察者側に拡散して伝達される。これに
より観、察者はスクリーン２上に画像を見ることが出来
る。

観察者が点Ａの真正面に位置するときには光成分ＡＴ”
Ｂ、角度θだけ斜め横方向から見た場合には光成分ｎ′
が観察者の眼３に向かう。スクリーン２としては、十分
に犬なる光成分が比較的広い角度範囲に亘って得られる
こと、即ち広角度の光拡散指向特性を有することが理想
的である０従来、光拡散指向特性の広角度化を図った透
過式スクリーンとして、例えば、特開昭５７−１６５８
３０号等に示されているスクリーン用レンチキュラーレ
ンズ（透過式スクリーン）がある。

この透過式スクリーン５は、第２図に示すように、投写
光が射出する前面を、両側の立上り傾斜面６ａ　、６ｂ
が背面からの入射光線に対し全反射面となる先細のリブ
状突起７を多数連設して形成してなる構造である。リブ
状突起の中央部に進入した光線Ａ−Ｅはリブ状突起の頂
面８で屈折して光線Ａ／　　ｐ、／としてこれより散乱
し、リブ状突起７の左寄りの位置に進入した光線Ｉ−に
は傾斜角６ａで反射されて斜めの光線と々り頂面８で屈
折してこれより光線Ｉ’−に’として散乱し、リブ状突
起７の右寄りの位置に進入した光線も上記光線Ｉ、にと
同様に傾斜面６ｂで反射されて頂面で屈折して散乱する
。このため、この透過式スクリーン５ば、第３図に示す
ように比較的広い光拡散指向特性を呈するが、突起７の
頂面８が−の円弧面で構成されているため、以下に述べ
る問題点があった。

■　途中に犬なる谷部を有する光拡散指向特性となる。

頂面８に直接到りこ＼で拡散された光線ノ〜′−Ｅ′の
指向ｌ特性は、第３図中グラフ線■で示す如くになる。

傾斜面６ａで反射された光線Ｉ−Ｋについてみると、光
線により外側の光はｍ面８より外れるだめ、頂面８で拡
散された光線１．／　　Ｋ／の指向特性は、グラフ線■
で示す如くに、グラフ線Ｉがシフトされ月つ中央寄り側
がカットされた特性となる。傾斜面６ｂで反射され頂面
８で拡散された光の指向特性は上記グラフ線■と対称と
カリ、グラフｉｉ？−ｄ　ＩＩで示す如くになる。リフ
状突起７の光拡散指向％恒は、上記各指向特性を合成し
て得られ、破線のグラフ線■で示す如くに、途中に犬な
る谷部を有する特性となる。

このため、可視範囲内でも上記谷部に対応する角度位置
では、画像が極端に暗く々ってし甘うことになる。即ち
、上記のスクリーン５で（徒、見る位置を変えたときで
の画像の明るさの変化が目立つことになる。才だ、この
ことは、水平に三本並べたＣＲＴよりの赤、緑、青色画
像を投写レンズ等の光学系を通してスクリーン上に投映
し、こ＼でカラー画像を合成するグロジエクションテレ
ビの場合には、見る方向によって色相が変化し、色バラ
ンスか見１．”、く々る。

■　光の透過効率が悪い。

即ち、リブ状突起７内を進行する光線・のうち、頂面８
の左右系１近傍及び傾斜面５ａ、５ｂの先端近傍に対向
する九糾、ｆｉ′えば光線Ｆ　、　Ｇ　、　Ｉ（は、頂
面８で谷反射して、反射光Ｆ’　、　Ｇ’　、　Ｈ’と
して背ｍ　ｎ＋：＋に戻ってし才う。この分、スクリー
ン５の前方に放射さオフる光か少なくなり、暗い画像と
力ってしまう。

問題点を解決するための手段 そこで、本光、明に〔上記問題点を解決した透過式スク
リーンセンタすることを目的とするものであり、背面よ
りの入射光線が放射される前面を、両側の立上り＃ｌ斜
面が上記入射光線に対して全反射面と在り、ｍ面が放射
面となる先細のリブ状突起を多数連設して構成してなる
透過式スクリーンにおいて、該リブ状突起の頂面を、検
数の円弧面或いはこれと近（ＬＳｌ、　した面を組合わ
せて々る形状としてなる構成としたものである。

実施例 次に本発明になる透過式スクリーンの各実施例についで
ｈ兄明する。

第４図１／、”ｉ本発明の透過式スクリーンの第］実施
例を示す。１ｉ１１図に示すように、透過式スクリーン
１０ｋｆ、背面側をフレネルレンズ面１１、前面側全先
細のリブ状突起１２が多数個連設された面としてなる、
光拡散剤が混練されていないＰ　Ｍ　Ｍ　Ａ等の透明な
成形品である。

フレネルレンズ面１１は、スクリーンセンタを中心に同
心円状に形成してあり、第５図に示すように、投写され
た光線を屈折させてスクリーン面に垂直な平行光線に変
換する作用をする。

リブ状突起１２の左側の傾斜面１３ａ（ＱＰＢ）は、Ｙ
−Ｙ軸に対して角度β傾斜した傾斜平面であシ、右側の
傾斜面１３ｂ　（Ｑ’Ｐ’１３’）は￥−）′軸に対し
て角度−β知多（した傾斜平面である。各知多平面１３
ａ　。

１３ｂにば、黒色被膜１４が形成しである。この黒色被
膜１４は、望甘しくに、下地処理のためのフルミニラム
蒸着面上に形成される。

リブ状突起１２の頂面１５ば、点０を中心とする半径Ｒ
の円弧面１６（ＱＴＳ）と、点０′を中心とする半径凡
の円弧面１７（θ）とを組合わせてなる形状であり、中
央が凹部となっている。

次に、上記のリブ状突起１２による光の拡散状態につい
て、第５図を参照して説明する。

リブ状突起１２の連部の全幅Ｂ−Ｂ’に亘って進入ｌ−
だ光線、１１−　ｒを、頂面１５（Ｑ−Ｑ’）に向かう
光線ｆ−ｍと、傾斜面１３ａ　、　１３ｂに向がう光線
０〜ｒ、ａ、ｅとに分けて説明する。

頂面１５に向かう光線ｆ−ｍのうち、円弧面１６に向く
光ＨＪ−ｍは、円弧面１６で屈折されて光線ｊ′〜ｍ′
として拡散する。壕だ円弧面１７に向く光線ｆ　−ｉ　
（（１、円弧面１７で屈折されて光線ｆ′〜１′として
拡散する。この拡散された光線ｆ′〜ｌｌ。

」′〜ｍ′は、二つの円弧面１６．１７を向きを反対と
して組合わせてなる−の半円弧面により拡散される光線
と同等と見ることが出来、光線ｆ′〜ｍ′の光拡散指向
特性ｋｌ第６図中グラフ線■で示す如くになる。

一側の傾斜面１３ａに向かう光線ｎ　−ｒは、傾斜面］
３ａで）′−Ｙ軸に対し角度２β方向に全反射され、そ
の全体が円弧面１６に向がい、こ＼で屈折して光線ｎ′
〜ｒ′として拡散される。この光線ｎ′〜ｒ′は、Ｙ−
Ｙ軸に対して角度２βの斜め方向を中心として拡散され
ることになり（第４図参照）、その指向ｌ特性は、第６
図中グラフ紳■で示すように、グラフ線■を角度＋２β
シフトさせた特性となる。

反対側の傾斜面］、３ｂに向かう光線ａ−ｅは、傾斜面
１３ｂでＹ−Ｙ軸に対し角度−２β方向に全反射され、
その全体が円弧面１７に向がい、こ＼で屈折して光線ａ
′〜ｅ′として拡散される。この光線ａ′〜ｅ′は、Ｙ
−Ｙ軸に対して角度−２βの斜め方向を中心として拡散
されることになり（第４図参照）、その指向特性は、第
６図中グラフ線■で示すように、グラフ線■を角度−２
βンフトさせた特性と力る。

リブ状突起１２の光拡散指向特性は、上記のグラフ線Ｖ
、■、■で示す指向特性を合成したものとなり、破線で
示すグラフ線■で示す如くになる。

この光拡散指向特性に、大力る谷部を有さすに、略平坦
とされて、広い角度範囲に及ぶ特性を呈する。このため
、透過式スクリーン１０は、幅方向の可視範囲が±５０
度以上と広くなシ、しかも如何なる方向よりみても同じ
明るさの画像を見ることが出来る、即ち見る方向による
画像間るさの変化の少々いスクリーンとなる。またグロ
ジエクションテレビに使用した場合には、如何なる方向
よりみても色相が変化せず、色バランスか良いスクリー
ンとなる。

才た、リブ状突起１２内に進入したほとんど全ての光線
が無駄なく頂面１５より前号に放射されるため、光エネ
ルギーの利用対車が良く、スクリーン上の餠像は明るい
画像となる。

甘だ黒色皺膜１４がスクリーン面の約４５％に亘って形
成しであるため、スクリーン面ば一見まつ黒にｙ、え、
コントラストが十分とれたくつきりした画像が得られる
。なお、黒色被膜１４しＪｌ、外来光のスクリーン面上
での反射を防止して、所謂照り明、象を無くする作用も
する。

第７図は本発明の透過式スクリーンの第２実施例を示す
。同図中、第４図に示す構成部分と実質上同一部分には
同一符号を伺し、その説明は省略する。

第７図の透過式スクリーン２ｏは、リブ状突起２１の頂
面２２を、円弧面２３．２４の間の凹部に駄に別の円弧
面２５を設けた形状としてなるものである。本実旅例で
は、Ｒ１＝ｒと定めてあり、円弧面２３は円弧面１６．
１７と―、１−形状を有する。

との透過式スクリーン２０（リフ状突起２１）の光拡散
指向特性は、第８図に示す如くになる。

リブ状突起２１内に進入し頂面２２に直接入射した平行
光線のうち、谷部の円弧面２５で屈折されて拡散された
光線の指向特性は、第８図中グラフ線■で示す如くＫな
る。また、左右の円弧面２３゜２４で屈彷されて拡散さ
れた光線の指向特性も、上記グラフ線■で示す如くにな
る。このため、頂面２２に直接入射した平行光線の拡散
指向特性は、グラフ線■と■とを合成したグラフ線Ｘで
示す如くに々る。

また左側の傾斜面１３ａに入射した光線は、こ＼で全反
射されて円弧面２３に入射し、こ−で屈折拡散され、第
８図中グラフ線■が角度２βシフトしたグラフ線Ｘで示
す特性を呈する。右側の傾斜面１３ｂに入射した光線１
は、こ＼で全反射されて円弧面２４に入射し、こ＼で拡
散され、第８図中グラフ線■が角度−２βシフトしたグ
ラフ糾刈で示す特性を呈する。

従ってリブ状突起２１内に入射したＹ−Ｙ軸と平行な光
の拡散特性は、上記グラフ線Ｘ　、　ＸＩ　、　Ｘｌｌ
を合成したものとなり、グラフ線■耽示す如くになる。

第９図は本発明の第３実施例を示す。同図中、第４図に
示す構成部分と実質上同一部分にｆ＜１同一部号を付し
２、その訝明は省略する。

第９図の透過式スクリーン３０は、頂面３１を、左右側
の円弧面３２．３３と両者の間の谷部を二つの円弧面３
４．３５を連設してなる形状としてなる、先細のリブ状
突起３６を連設してなる構成としてなるものである。

上記の各透過式スクリーン１０，２０．３０においては
、β、　Ｒ、Ｒ１、ｒ等はある程度任意に選択しうるパ
ラメータでちり、これらに応じて拡散指向特性も変化す
るので、上記パラメータを適宜選定することによシ所望
の拡散指向特性を実現することが可能となる。

第ｉｏ図は本発明の第４実施例を示す。同図中、第４図
に示す構成部分と実質上同一部分には同一符号を付し、
その説明は省略する。

第１０図の透過式スクリーン４０において、リブ状突起
４１の傾斜面４２ａ　、　４２））　Ｖ、Ｌ、ψ＋　〈
ψｚ　＜ψ３〈ψ（と、高くなるにつれて傾斜角度が犬
となるように１高さに応じて傾斜角度が変化した曲面と
しである。また頂面４３は、二つの円弧面に近似した面
が連設して、中央が凹部とされた形状となっている。

このスクリーン４０では、傾斜面４２８　（４２ｂ）で
全反射された光線は、頂面４３のうち傾斜面４２ａ（４
２ｂ）寄りの狭い範囲内に向かう光線となり、こ＼で屈
折拡散される。

このスクリーン４０においては、傾斜面４２ａ。

４２１）の傾斜角度の変化状態を変えることによシ、甘
た頂Ｍ］４３の近似円弧面形状を変えることにより拡散
指向特性を希望する特性とすることが可能となる。

第１１図は本発明の第５実施例を示す。同図中、第４図
に示す構成部分と同−構成部分には同一符号を伺し、そ
の説明は省略する。

この透過式スクリーン５０ば、隣接するリブ状突起１２
．１２の間の谷が樹脂等の黒色物質５１でリブ状突起１
２の略頂面の高さまで充填され、表面全体を硬度の高い
透明膜による表面硬化処理をし、硬質透明膜５２で被覆
された構造を有する。

スクリーンのリブ状突起の間が、第４図に示すように、
谷間の寸＼であると、谷に埃がたまってスクリーンの表
面か白っぽくなり、画像のコントラストが低下する。し
かも、埃を拭き取ろうとしても、谷が狭くて深いため、
完全には拭き取ることが困難であり、画像のコントラス
トの低下が避けられない。

しかし、上記のスクリーン５０には谷がなく、埃がたま
ることもなく、表面に付着した埃は簡単に且つ完全に拭
き取ることが出来、然して拭き堆力清掃の後は設置時と
同時にコントラストの良好な画像が得られる。

また、谷がなく且つ表面が硬質透明膜５２で被われてい
るため、スクリーン５ｏに何がが衝突したり、スクリー
ン５０が何かでこすられたりした場合にも、リブ状突起
１２が欠落したり、スクリーン５０の表面が傷付いたり
することば無くなる。

更には、上記スクリーン５ｏにおいて、表面に表われる
黒色物砲５１の表面、リブ状突起】２の頂面１５、及び
硬質透明膜５２の表面を、微細々凹凸を付けたマット面
とすることが望ましい。この場合には、外来光の表面反
射によって、スクリ−７５０の表面が光る現像が無くな
る。

甘たＦｌ’　Ｋは、上記各実扁例のスクリーンにおいて
、リブ状突起の傾斜面に、スクリーンを構成する拐石の
屈折率よりも低い屈折率の物質（例えばスクリーン構成
材がＰＭＭＡ樹脂の場合には、ＰＭＮＩ　Ａ　ｌ（脂膜
の光ファイバーに使用されているような含フッ素系樹脂
）を被覆してこの後に黒色被膜１４を被着した構成とす
ることが望捷しい。この構成においては、傾斜面に黒色
被膜１４を直接被着させた場合より、傾斜面の全反射効
率が向上する。

効果 上述の如く、本考案になる透過式スクリーンによれｄ゛
、リブ状突起の頂面を複数の円弧状面を組合わせてなる
形状としであるため、頂面に直接入射した光線は勿論、
傾斜面で反射されて斜めの向きで頂面に入射する光線の
ほとんど全部を屈折拡散させるととが出来、然して、広
い角度範囲に亘って略平坦な光拡散指向特性ケ達成し得
、観察者はどの方向よりみても明るさに差異のない画像
を見ることが出来、特にグロジェクションテレビのスク
リーンに使用した場合には、ｙ７る方向によっての色相
変化が殆んど認めら名ないものとなか、寸だ、頂面での
背面側への反射を無くすることが出来、然して、明るい
画像を提供することが出来、”１．＞’ニーＸＤり合う
リブ状突起の間の谷が黒色物質で充填されているため、
コントラストの良好な画像を得ることが出来しかも、ス
クリーン表面に付着した埃が谷に残ることがなく、埃を
完全に？＾掃除去することが出来、またリブ状突起の表
面が表面硬化処理されているため、スクリーンの表面を
傷付きにく＼し得る等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は透過式スクリーンを使用した映像投写ンスデム
を示す図、第２図は従来の透過式スクリーンの一例の一
部を拡大して示す図、第３図は第２図のスクリーンの光
拡散指向特性ケ示す図、第４図は本発明になる透過式ス
クリーンの第１実施例の一部を拡大して示す図、第５図
は第４区に示すスクリーン（リブ状突起）内での入射光
線の反射拡散状態を示す図、第６図は第４図のスクＩＪ
−ンの光拡散指向特性を示す図、第７図は本発明の透過
式スクリーンの第２実施例の一部を拡大して示す図、第
８図は第７図のスクリーンの光拡散指向特性を示す図、
第９図、第１０図、第１１図は夫々本発明の透過式スク
リーンの第３．第４．第５実施例を示す図である。 １・・・投写機、２・・・透過式スクリーン、３・・・
観察者の眼、１０，２０，３０，４０．５０・・・透過
式スクリーン、１１・・・フレネルレンズ面、１２，２
１゜３６　、４１　・・・リブ状突起、１３ａ　、　１
３ｂ　、　４２ａ　。 ４２ｂ・・・傾斜面、１４・・・黒色被膜、５１・・黒
色物質、５２・・・硬質透明膜。 ２０３ 第４図 １１ 第６図 第５図 第７図 ■ 第８図 第９図 第１１図　５゜ 第川図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）背面よシの入射光線が放射される前面を、両側の
   立上り傾斜面が上記入射光線に対して全反射面となり、
   頂面が放射面となる乞細のリブ状突起を多数連設して棉
   成してなる透過式スクリーンにおいて、該リブ状突起の
   頂面を、複数の円弧面或いはこれと近似した面を組合わ
   せて彦る形状としてなることを特徴とする透過式スクリ
   ーン。
2. （２）　　該リブ状突起とこれと隣接する該リブ状突起
   との間の谷を黒色物質で、該リブ状突起の略頂面部の冶
   さまで充填してなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の透過式スクリーン。
3. （３）　　該リブ状突起は、硬度の高い透明膜により表
   面硬化処理さね、てなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の透過式スクリーン０