JPS592025A - 高輝度反射投影スクリ−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、高輝度反射投影スクリーン（以下単に反射ス
クリーンという）に係り、特に、従来のものと比較して
投彰像ケ格段に明るく１“ることかできる反射スクリー
ンに関する。

宣伝広告の目的のため、スライドグロジェクタ等によっ
て映像を大きな反射スクリーン上に拡大映写することは
しはしは行われる。

しかして、このスライドグロジェクタ等による映写は、
映像の転進が容易であり、しかもカラースライドフィル
ムラ使用するので色が鮮やかな涼橘ケ安価に！ｇ！！渭
できるという利点ケ有するにもかかわらす、展示幼果が
５丁いとされて主流の広告展示＋収とはなっていない。

その理由は、従来の反Ｖｔスクリーンは、尤の反射効率
が小さいので、人ｌ：ｌを引くために大きなスクリーン
を用いて拡大倍率を太き（することと相まって、スクリ
ーン上の映像ヲ明るり′１−ることができないからであ
る。特に、かかる９的に使用される反射スクリーンが設
置される場所は、例えばνぐのコンコース等比較的明る
いところが多く、反射スクリーン上にはスライドプロジ
ェクタからの映１７光の他に周囲の外光も照射されるの
で、し・わゆる８／Ｎ比が小さくなり、充分暗いところ
ならば鮮やかに見えるカラー映像も白つほくなり、例え
大ぎく拡大された映像であっても迫力げすつかり失われ
てしまう。

そこで、不発明の目的は、明るい映像を得ることがＴき
る反射スクリーンを提供するにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、反射鏡の反射面
に、透明な薄板またはシートに光拡散処理を施した拡散
材と、正の焦点距離を有するリニアー型のフレネルレン
ズとヲ連合さ一＋！：句と共に、これら反射鏡、拡散材
およびフレネルレンズを、フレネルレンズの碑の長さ方
向にｆｕって、反射鏡の反射１川が凹１１１ＩＩＶＣな
るよ５にわん曲させたことを特徴とする。

以下本発明の実施例ケ図向ケ参照して説明する。

第１図において符号ｌは光拡散処理？施した拡散材を、
符号２は反射鏡を、また、符号３は正の焦点距離を山て
るリニアー型のフレネルレンズｌ下ｊｌフレネルレンズ
といり）ケそれぞれ示す。上記拡散材１を工、例えはア
クリル樹脂、あるいは塩化ビニール樹１指■の透明な合
成樹脂の薄板あるいはシートで、その−面（第１図では
左１１１１１の而）には光拡散処理が施されていて、そ
れ単体でシ工て９ガラス様の外端Ｙ呈している。

上記光拡散処理は、透明な薄板！たはシートの表面に全
面にわたって微）別な凹凸゛ケ形成でるごとによって行
わす１ている。かかる光拡散処理は、例１えは微細な凹
凸ケ刻設したロールで成形てることにより芥易に行うこ
とができ、かかる光拡散処理を施した合ｂＺ例脂板、あ
るいは合成樹脂シートは堤に市販されている。

一方、１１■記反射鋭２１″Ｊ１例えば卯嘴な金用板に
クリムメッキした写真用フェロタイプ板様のものあるい
はアルミニウム（Ａｔ）を真空蒸着した看面反射繞の基
板としては金属板に限らす会成側脂板であってもよい。

なお、ここｒ反！ＵＱとは必らすしも剛性の大きい板状
の反射体を意味するのでを了なく、例１えは表面を光輝
処理したアルミニウム涌のような柔軟なシート状のもの
でも充分反射鏡として用いることかできる。

他方、前記フレネルレンズ３＆工、第１図および第２図
に示すように、例えば会成樹脂判の仮又はシートの表面
に、償断面が楔形の多数の溝ケ相玩ｆ平行になるようＶ
Ｃ骸成したもので、それ自体シリンドリカルレンズ（か
まはこ刑レンズ）としての機能を有する。周矧のよりＫ
、フレネルレンズは上記平行内の偵断面形状により焦点
距離が正にも負にもなり、さらにその焦点距離の絶対値
も変化するが、本発明におけるフレネルレンズ３は、Ｉ
Ｆの焦点距離ン有しいわゆるがまはこ形レンズとして機
能するものケ用いる。そして、その焦点距離シエ、後に
述べるように１本発明による反射スクリーンの設置個所
、および反射スクリーン観察者側の孕間的帷囲に応じて
適切に設定するものとする。

本発明の一実施例による反射スクリーンは、必要な形状
（図示の実施例では矩形）および大きさの反射鏡２の反
射向忙１、同一形状および大きさの拡散材１′Ｍよび７
レネルレンズ３に望’ｔＬ＜ｋ”１相Ｍ［ＶＢ！丁りよ
うに重合するｔ共に、これら反射鏡２、拡散材１および
フレネルレンズ３？、フレネルレンズ３の酵の長さ方＠
に沿って１反射鏡２０反射面が凹面になるようにわん曲
させてなる。

上記拡散材１、反射鏡２およびフレネルレンズ３乞わん
曲させるＫは、予めそれぞれケ所定の曲率でわん曲する
よ５に成形した瞼重合してもよいし。

あるいは例えは平面状のものを重合した抜弾性変形によ
ってわん曲させてもよい。後者の場合は上記弾性変形を
保持１−る例えは詣縁株の枠体（図示セ１−）Ｙ前紡的
に用いるものとする。

なお、上記わん曲の結果、フレネルレンズ３の平ｒｒ溝
のそれぞれはわん曲面に活ってわん曲１−ろのは勿論で
ある。

また、拡散材１、反射鏡２およびフレネルレンズケ相〃
に密漕するように車台させるには、例えは少ｔｃ＜共７
反射鏡２とフレネルレンズ３とが相当に厚く充分な剛性
χ哨えているときには、反射鏡２およびフレネルレンズ
３で拡散材１ケ挾むよ’）Ｖｒして周辺ケクリップ等で
固定し、ｋ、るいは図下しない虐縁様の枠体に糾み込ぬ
ばよいし、また、３者↓（薄い柔軟なシート状であると
きには、反射鏡２の裏面１Ｈ１１に剛件の大きい図下し
ない背板ケ、フレネルレンズ３の表面１μｍ１には−り
性の人ぎｒ（図示しない透明４１５１配設し、これら背
抜および透明板′ｔ″３肴ケ挾むよ５にして同定￥ハは
よい。なお、優者の場合には、フレネルレンズ３の衣面
ケ障）透明板には、例えはナングレア処理等の無反射処
理′？施丁のが望ましい。

上記のよりに構成され１こ本発明の一実施例による反射
スクリーンは、フレネルレンズ３を通して前記拡散材１
上にスライドプロジェクタ等によって映像ケ投影して使
用する。

本発明による反射スクリーンの機能を従来の反射スクリ
ーンのそれと比較して説明すると次のよう“なるＯ但し
・説明をｒ￥Ｂ＃にし図面を！Ｊ−Ｉ　０代に丁りため
、説明の途中まではフレネルレンズ３のイｒ在￥省え−
Ｃ，マた反射スクリーンもわん曲し”Ｃいないと者えて
話を進めることに′ｒる。倭に明らかになるよりに、フ
レネルレンズ３および反射スクリーンのわん曲は、反射
スクリーン観察者から見１こ反射スクリーンの局部的輝
度むらケ解消″１−勺ためのものであ勺。

従来の反射スクリーンを工、光を反射さ＋！：ると共に
散乱さ一＋！：る材質のシートあるいは版状体′ｔ″あ
り、第３図にボてよ５に、像点Ｐを結像１゛ろ光がｉ計
Ｒを反射散乱させ、表示面１則において散乱光ＤＲとす
るものである。周知のように、像点が１！４！点として
視端されるためには、実在の物点かそりＴ：あるよりに
、像点からの光は拡散光でなげねばならない。その意味
で、従来の反射スクリーンは、−般には視認することが
できないスライドプロジェクタ等によう空中投影実像ケ
視認できΦ映イ家に変換する機ｈｒケ肩する。

しかしながら、従来の反射スクリーンは、光を散乱させ
る材質でなければならないので光の反射率が小さく（例
えは４１〜３０係）、また、散乱光ＤＲ（第３１図）の
射出窒中角が大ぎいことも相まって、スクリーン上の映
像か非常に暗くなることは前ｉ己したとおりである。

一部、本発明による反射スクリーンも光ケ反射さ＋！：
ると同時に光を拡散させる機能ケ有Ｔ勺。ただし、本発
明による反射スクリーンでは、光の反射は反射鏡２が、
光の拡散（１光拡散処理を施した拡散材１がそれぞれ分
担して独立に行うのである。

すなわち、第４図に示すよりＶＣ、スライドプロジェク
タ等によって拡散材１上に投影さね、像点Ｐを結像する
微小径の光束ｒは、拡散材１０表面において一定の空中
角内に拡散されて拡散材１内に入射し、反射夜２の反射
面で反射され、拡散材ｌの表面において再び拡散されて
、碇似散乱光ｄｒとしてスライドプロジェクタ側の梁間
に射出される。この疑似散乱光ｄｒが反射スクリーン令
・見る者の肉眼に入射して像点Ｐが視認されるのである
。

なお、像点ＰＦＸ、スライドプロジェクタ等の映尽レン
ズの射出瞳ケ底面とし、像点Ｐを頂点とする円錐状の光
束によって結像されるが（第３図参照）、第４図におい
ては、図面を明ｌ＃：Ｏに１〜るため、像点Ｐを結像１
−る光束の（傘く一部である前記微小径光束ｒについて
光路追跡ケ行っている。

！た、光の散乱および拡散の用語は、１１１者は光の拡
散の度合が強く、放射空中角が２Ｋに近い場合に、優者
は放射空中角が小さい場合から散乱に全る一般的な拡散
に、それぞれ使い分けられている。

第４図に下す光学系は、第５図にボテ光学系、１°なわ
ち、２枚の拡散材１，１の平滑面を背中合せにし、間に
反射鋭２０反射率と絶対値が寺しい透過率の透過フィル
タ４を挾んだ透過スクリーンと等ＩＦ１１ｉ−７’ある
。従って、本発明による反射スクリーンに投影されたｄ
Ｊｌケ見ることは、あたかも透過スクリーンとしての−
の拡散材１０元拡散而面投影された映像ケ、拡散材の厚
さの２倍の距離だけ十ｉｌｌに配置された他の拡散材の
元拡散田１および七記仮ぜの３ｙｔ過フイルタ４を通し
て見、ｂのと同じになり、上記透過フィルタ４の透過率
が大きいこと、および上記尤拡敢聞による尤の拡散の夷
台？小さくできることと相まって、反射スクリーン上の
映１象は非常に明るくなる。

すなわち、第６図および第７図に示゛すように、反射ス
クリーン上の像点Ｐからの拡散件の反射光１糊ヲベクト
ルとして促え、その反射方向ケ矢印で示し、任意の反射
方間におけろ光束密度ケ矢印付の線分の長さでボテと、
従来の反射スクリーンにおけ勺反射の有様は第６図のよ
うになり、べ〃トル群の矢印の先端に接−４−勺曲面は
ほぼ半球面となる。−万、本発明により反射スクリーン
においては、第７図にポ１よりに、従来のものと比較し
℃拡散り度合が小さく、ｊｙ射光祿はその主１１１（第
７図においては酸点Ｐに立てた法線）付近に用中丁Φの
で、反射光＃ｌ！′？：表わすベクトルイ拝の矢印の先
端に接する曲面は例えは１１１１線方回に引き沖はされ
た水滴の表面のよりになり、反射スクリーンＶ正面から
見た場合、本発明による本発明による反射スクリーンの
方が従来のものより格段に明るくなる。

しかしなから、本発明による反射スクリーンは、フレネ
ルレンズ３がなり、シかも平面状であるときＫは、拡散
拐１の光拡散層が特に小さかったり、又はスライドプロ
ジェクタ等の映写レンズが広角レンズであったり、ある
いは反身」スクリーンとその鈷祭者との…離が比較的短
かく、陵者の肉眼が反射スクリーンの全体ヲ見込む角７
Ｊｊが大きい場合には、反射スクリーンの一部が非′帛
Ｋ１１ｌｆりなったり、あるいは全然見えなくなる恐れ
がある。第８図はその偉端な場合を示し、同図において
符号５）Ｘフレネルレンズ３を取り外した反射スクリー
ンを、イ１す６は広角レンズケ有１−るスライドプロジ
ェクタをそれぞれボす。

第８図に７ドーｊ−よりにフレネルレンズ３かない反射
スクリーン５が平面ンな丁場合には、スライドプロジェ
クタ６の主軸つｆ、疎（映写レンズの主軸に６５光線）
ＲＣの反射光線は、第６図および第７１ヌ）と同様にこ
ｈｙベクトル群として促えると、例えは上記主軸光線Ｒ
Ｃと一致しスクリーンに垂直な主反射慣１ｊ線ｒｅケ中
１１ノ軸とてる刹１長い水γ鉤形になる。しかして、反
射スクリーン４の右端部に全る光線ＲＲは、主反射軸線
ｒｒが外向きになるので、Ｉ’ＡＩｙｒＸのように大部
分がスライドプロジェクタから離間−づ−６万回に反射
される。こねは反射スクリーンの左端部に全る光線ＲＬ
についても同様である。

従って、反射スクリーン５から極り近りの位置Ａ　（／
ｒいる者にとって、中心部の映像は線分Ａｃのせさに比
例１−ｉ−る明るさであるが、ノモ右両端部の映像はほ
とんど見えな（なる。また、反射スク＋７−ンのだ端部
寄りのｔ９１隨Ｂにいる者にとって、中心部の映１家は
線分Ｂｅの、左端部の映像は線分Ｂｔの−Ｉそさにそれ
ぞれ比例する明るさであるが、石Ｖ品部の映像はほとん
ど見えない。これは反射スクリーンの上下方向において
も同種である。

しかして、本発明による反射スクリーンにおいては、例
えは反射スクリーンが第９図にホてように水平方向にお
いて反射面が凹面になるようにわん曲していると１−る
と、反射スクリーンキの中央部、右端部および左端部に
おける主反射軸＃　ｒｅ　ｅｒｒおよびｒｔとも内＋１
ｔ！ｌ　Ｋ向くことになり、前記した第８図と対応する
位置Ａにいる者にとって、反射スクリーンの中央部、右
端部および左端部の映１象はそハぞれ線分Ａｅ　、　Ａ
ｒおよびＡｔの長さに比例するほぼ等しい明るさになり
、これは第９図Ｂの位置から見えを映１家についても同
様である。

−万、反射スクリーンの上下方向においては、フレネル
レンズ３の存在により、第１Ｏ図に示すよりに、反射ス
クリーンへの入射光ｉＲはフレネルレンズ３によって２
回屈折され、主反射軸線ｒは図示のよ′）Ｋ内１１１＋
１　Ｋ回けられる。これに対し−Ｃ１フレネルレンズ３
がない場合における主反射軸線ｒ′はｌａ巌で７Ｊり′
ｒように外側に回けられるのは前記したとおりである。

し 従って、第９噛についてヤだ説明におけ勺理由と同僚の
坤出により、反射スクリーンの上下方回における輝度む
らも解消さハる。

主反射軸＃ｒが内Ｂ１１１　Ｋ向けらね勺のは７レネル
レンズ３がかまばこ形レンズの作Ｊ＋１″＋：″′４−
るからであり、その焦点距離を一加丁勺ことにより、フ
レネルレンズ３の隣に垂１１な平面円における主反射軸
線の交点の位置を調節することができる。−［なわち、
前記した反射スクリーンのわん曲々率ケも同時に、１１
ＡＩ節して、反射スクリーン全体を明るく見ることがで
きるスクリーン観察者側の空間的範囲乞目由Ｋ　７＋、
ＩＩ而することができる。装−［れは、岸Ｊ靜：グロジ
エクタ等の主軸元締の幼きに応じて反射スクリーン全体
を前後に傾け、スクリーン親祭省の眼に反射光線が行く
ようにする。

なお、フレネルレンズ自体をま薄いものであるから、反
射スクリーンの映像に何らの悪ｖ／ｕ’ｖも与えないの
は勿論である。

上記したように、本発明による反射スクリーンは、その
一方向における広がりによって生ず勺輝度むらン反射説
目体のわん曲により、上記一方向と框直な他方向におけ
るそれケフレネルレンズ３によってそれぞれ相弘に独立
に解消１−る。

第１］図は本発明の変形実施例を下し、この実施例を工
、］広１枚材１へのｙｔ、（区数処理ン表裏２面に施し
たものである。このように′ｒると、光拡散向が倍ｃｇ
するので、光拡散の度合が大ぎくなり、反射スクリーン
の【兄認司卵範囲ケ拡大できるという利点が生じる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、高反射率の
反射ｍＶ用いることができ、また拡散仮を光が透過する
ときには光の損失の要因がないので、光の拡散の度合ケ
小さく−ｆることができることと相まって、反射スクリ
ーン上の映像ケ従来のものと比１敗して格段に明る（す
ることができる。

本発明者等は、反射神としてアルミニウムを蒸庸した衣
面綽を用い、摩さ２關のアクリル板の表１用に光拡散処
ｊ」を施し１こものを拡散材とし、その表ｔｈ］Ｖｃフ
レネルレンズヲ磨合して全体をわん曲させて反射スクリ
ーンケ病成し、従来の反射スクリーンと同−半１田に、
＋［圃して段形実験を行った。その結果、昼間の外°光
が入る明るい室内で従来の反射スクリーンでは外光のた
め投影像がほとんど見えない３２９合でも、本！、西明
による反射スクリーンでは鮮やかでコントラストかあり
、明るい映１象ケ吃ることができた。

暗至内では、従来の反射スクリーン上の映像も鮮明でコ
ントラストがありが、これと並１碇された本発明による
反射スクリーン」二の映像はこれＫａ倍′ｆろＪｌｌる
さであった。なお、本発明による反射スクリーン上の映
像の明るさは、明室における場合と暗室における場合と
でに感′【ｌ上その差侮は認められなかった。ただし、
映１象を明句く見ることかで？／）観察者側の全曲的範
囲は、従来の反射スクリーンと比較して比較的狭（なる
。

ま１こ、フレネルレンズ’ｖ　１１４合さセると共に、
その溝の長さ方間に溢って反射間が凹１１ｆＩ［なるよ
うにわん曲さ・げたので、拡散材の光の拡散の度合が小
さい場合、あるいは広角レンズで１１％写−４−る場合
でも、映１Ｍ２の明りさケデ段形１出Ｖこわたって均一
にてることかで７！に勺。

さらにま１こ、反別スクリーンの反射機１ｐゲ反射飯が
光拡散機１ＶＰＶ拡赦桐かそれぞれ独立して分担してい
るので、拡散材の光拡成度を調節することにより、使用
ｌ：ｌ的や反射スクリーン設置個所の状況に応じて、映
像の明るさとスクリーン視認可能範囲とを調節すること
ができる。

さらに、リニア型のフレネルレンズはロールによる成形
加工が０Ｔ能なので、大きなものを＃造するのが容易で
あり、従って大きな反射スクリーンン鴎ることができる
、など種々の効果ケ奏する。

なお、図示の実施例ではフレネルレンズと反射鏡とで拡
散材を挾むようにしたが、これは拡散材を表面＋１１１
１に出すようにしてもよい。ただしこの場合には、第５
図から明らかなよりに、一対の光拡散面の光学的１山離
が拡大するので、映ず象の鮮鋭度が若干低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による反射スクリーンの一部
拡大断向図、第２図はその正面図、第３図は従来の反射
スクリーンの機能説明用線図、第４図は本発明の一部７
Ｍ例による反射スクリーンの機能ケ説明するための一部
拡大断面図で、図面乞簡明ＶＣするためフレネルレンズ
を省略して下し、第５図は第４図と等価の光学系ケ下す
拡大断面は１、第６図１を工従来の反射スクリーンにお
ける反射光線の明るさおよび拡散の度合を示″′ｒ線図
、第７図は本発明による反射スクリーンにおけるＮ吋光
脚の明るさおよび拡散の度合の一例を示ｆ線１図、第８
図は本発明による反射スクリーンからフレネルレンズケ
除き、かつ平面状である場合の映像の輝度むらの発生を
説明するための＃１要、第９１東は不発明（Ｃよる反射
スクリーンかわん曲によって一方向における輝度むらケ
解消する優能乞説明するため巌の屈折の有様を示す一部
拡大断面１ネ１、第’１１１図は本発明の変形実施例を
示す反射スクリーンの一部拡大断面図である。 ｌ・・・拡散材、２・・・反射鏡、３・・・フレネルレ
ンズ。 第　　１　　図 第　　２　　図 第　　６　　図 第　　８　　図 第　　９　　図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反射鏡の反射面に、透明な薄板またはシートに光拡
   散処理を施した拡散材と、正の焦点距離を有するリニア
   ー型のフレネルレンズとヲ重合させると共に、これら反
   射鏡、拡散材およびフレネルレンズを、フレネルレンズ
   の溝の長さ方面に沼って、反射鏡の反射面が凹面になる
   よりにわん曲させたこと火特鑓と１″る高輝度反射投影
   スクリーン。 ２、表面に微細な凹凸ケ形成″ｆる光拡散処理ケ施した
   拡散材を有する特許請求の範囲第１項記載の面輝度反射
   投影スクリーン。 ３、−面に光拡散処理を施した拡散材を有する特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載の高輝度反射投影スクリ
   ーン。 ４、両面に光拡散処理を施した拡散材を有”ｆる特許請
   求の範囲ｍ１項又は第２項に記載の高輝度反射投影スク
   リーン。