JPS5923334A - 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】 本発明は透過式スクリーンに係り、特にフレネルレンズ
とレンチキュラー扱きを組合わせた構造とし、鮮明な画
像を得ることが出来る透過式スクリーンを提供すること
を目的とする。

従来より、プロジェクションテレビ、フィルム映写機、
ゲーム椿器、広告表示機器等に透過式スクリーンが使用
されている。飢１図は透過式スクリーン不使用した映像
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上に画像を吃ることが出
来る。

従来、透過式スクリーンとして多く採用されているもの
は、半透明のＰＭＭＡ担１脂板の裏面に光拡散剤を塗布
したものであるが、このスクリーンでは光拡散剤による
背後への反射光が多く、光伝達工率ルキーの伝淳効率が
悪く、画１象が暗くなってしまうＯまた光拡散剤を少な
目に塗布して透過光を多くシ、明るい画像を得ようとす
れは、光の散乱の指向特性が狭いものとなり、投写機と
観察者の眼とを直接結ぶ線上近傍だけが明るい画像とな
り、その点を離れるにつれて急激に暗い画像となる所謂
「スポット現象」を生じてしまう。更には光拡散剤塗布
面は傷つき易く、傷の模様が画像上にはっきりと表われ
てし才い、画質が低下してしまう。

そこで、最近では、上記の諸欠点を除去しうるものとし
て、光拡散剤が混練されており灰色又は茶色に薄く着色
された透明なＰＭＭＡ（ポリメチールメタクリル）樹脂
用であり、背面をスクリーンセンターを中心として同心
円状をなすフレネルレンズ面、前面を縦すじ状レンチキ
ュラー面とされた、板厚２〜５間程度のプレス成形され
た透過式スクリーンが使用されている（第２図１参照）
。このスクリーンでは、スクリーン上での光散乱の指向
特性は、フレネルレンズ面、レンチキュラー面、光拡散
剤の総合的な働きにより決定されるものである。特に上
下方向への光の拡散は主に光拡散剤の働きによる。第１
図中、４はＡ点における光散乱の指向特性を示す。観察
者の眼３には、Ａ点で拡散された光成分のうちＡＢ’の
強さの光成分が到達する。第２図は上記の透過式スクリ
ーン５の一部を４広大して示す。同図中、６（まフレネ
ルレンズ面、７はレンチキュラー面である。

しかし、上記の透過式スクリーンで（才、依然上して以
下に述べる欠点があった。

■　光工不ルキーの利用効率が不十分てあり、輝度の低
い暗い画像となってしまう。

咬ＩＪち、レンチキュラー面７には中心軸Ｘに平行な光
が入射し、この平行光のうち中心軸Ｘに近い光Ｃ，Ｄは
レンチキュラー面７で屈折してギＩ力に放射されるが、
中心軸Ｘより離れている九Ｅ、Ｆはレンチキュラー面７
て全反射して反射光Ｅ’、Ｆ’として背面方向に戻って
しまう。このため、スクリーン５の前方に放射される九
が少なく、暗い測微となってしまう。￥ｌで入射光線の
一部は光拡散剤−こより拡散されて陵面方向に戻ってし
まい、画像は更に暗くなってしまう。

■　光拡散指向特性が狭い。

即ち、第２図に示すようにスクリーン５の前方に放射さ
れる光Ｃ’、１）’の屈折角α１．α２は小さく（約１
５度）、スクリーン５の光拡散指向特性は第１１図中グ
ラフ線■で示すように狭いものとなり、スクリーン５に
対して左右側の外方に離ねている観察者は画像を見るこ
とが出来なくなる。

■　画像のコントラス、トが不十分である。

即ち、光拡散剤の混入量を増すと光拡散指向特性は拡が
るが、−力光線の透過率が低下してしまう。そこで光４
広散斉りの７昆入量は自ずと制限されることになり、十
分なコントラストが得られない。また外来光が拡散剤で
散乱されスクリーンが白っぽく浮き上プ））す、フント
ラストが著しく害される。東にはスクリーンを通過して
セットの内部へ入った外来光が内部で反射されて内部か
らスクリーンを照らし、これによってもコントラストが
沓される。

■　スクリーン表面における外来光の反射があり、スク
リーンが照って画像が見えなくなる。

■　竹に光拡散剤を少な目にした場合には、画像＃度は
上がるが、周辺部の画像が暗くなってしまい、輝度傾斜
が大きくなりすぎるとか、「スポット」が表われてしま
う。

本発明はＦ記諸欠点を除去したものであり、以下図面と
共にその一実施例について説明する。

軍３図陵ひ丈４図に示すように、本発明になる透１υ式
スクリーンＩＯＩ！、背面側にフレネルレンズ物１１、
前面側にレンチキュラー板１２を配し、両者の一面を両
ｒ１１１接着テープ１３て接層して、フレオ、ルレンス
′根１１とレンチキュラー板１２とを伜かに隙間をおい
て抗層した状咋て一体的に匿ｊ定したｋｊ　’３’Ｒを
廟する。フレネルレンズ板１１及びレンチキュラー板１
２は光拡散剤が混練されていない透明な僚脂成形品であ
る。加脂としては例えはＰへ４ＭＡ　、ポリカーホ不イ
ト、塩化ヒニール等が使用される。また光拡散脂も使用
されていない。

フレネルレンズ’　１１　ＬＪ、背ｉｉヲスクリーンセ
ンタを中心に同心円状にフレネルレンズか形成されたフ
レネルレンズ面１４とされたものであり、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大略変
換する作用をする（第９１１参照）。

レンチキュラー板１２は、第５図乃至第８図に併せて示
ずように、フレネルレンズ板１１側を面１５、前面側を
面１６とされ、両面レンチキュラー効果を呈する。

面１５信、凸状レンチキュラー面■７が矢印Ｘ方向寸法
が長く、矢印Ｙ方向寸法が短い長方形状の微小区画部よ
り突出して矢印Ｘ、Ｙ方向に連接して整列して無数に配
された形状を廂する。なお。

この凸状レンチキュラー面１７は、矢印Ｘ方向曲率半径
をＲ１１矢印Ｙ方向率半径千Ｒ’とされた略球面であり
、フレネルレンズ板１１よりの平行光を微小ブロック毎
に集光する作用をする。

才た面１６には裏面側の各微小区画部付に−の凸状レン
チキュラー面１８が無数に形成しであ仏なお、この凸状
レンチキュラー面１８は、平坦表面１９に矢印Ｘ、Ｙ方
向に間をおいて＆　＆ｌ」Ｉ、て形成しである矢印Ｘ方
向に長い長刀ブし状ｆＬ　２０内に適宜凹んで、上記凸
状レンチキュラー面１７０作用で光線が集束される位置
に形成してあり、入射光線を矢印Ｘ方向に拡散する作用
をする。また凸状レンチキュラー面１８は矢印Ｘ方向曲
率半径をｒ１矢印Ｙ方向についてＣ」平坦上された、円
柱側面である。更に互いに隣り合う窓２ｏの間の平坦表
面Ｉ９は投写光が到達しない部分てもあり黒色印柚Ｊ面
２１としである。この黒色印刷面２１は面１６中約半分
を占めろ。

次？ｒト紀の４フｌう式スクリーン１ｏ内での投写光の
年来、拡散状・１こつぃて、特に第９図及び第１０図を
落照してβと明する。第９図（才矢印Ｘ方向での光の年
末拡散状態、第１０図は矢印Ｘ方向での光の隼束拡散転
゛能を私大して示す。

投写！＊１まりの光は、フレ不ルレンス１１によりスク
リーンｌｏに対して垂１６な向きの平行光とされてレン
チキュラー板１２１こ内力・う。この平行光（４、まず
レンチキュラー板１２の裏面１５で各凸状レンチキュう
一面１７毎にト面矩形状光束ｔこ分りらねて、９の凸状
レンチキュラー面１７により屈折さねて集束される。各
断面矩形状光束は、矢印Ｘ方向については第９図に示す
ようｌこ集束され、矢印Ｙ方向については第１０図に示
すように集束される。各屈折集束された光束は、レンチ
キュラー板１２の前面１６側の対応する凸状レンチキュ
ラー面１８で特に矢印Ｘ方向について拡散する方向に屈
折されて、窓２０を通って矢印Ｘ及びＹ方向に拡散して
観察者例に向かう。

これにより、投写機１よりの光が透過式スクリーン１０
の無数の窓２０より拡散放射されることになり、観察者
は、スクリーンＬｏ）：ｌこ画像を見ることが出来る。

こへで、スクリーン１０へ投射した全ての光線が無駄な
くスクリーン１０の前面側に放射されるため、光エネル
ギーの利用効率が良く、光拡散剤混入のスクリーンζ（
比べて、数倍明るい画ｆ象、Ｊｌ：　ｆ、；る。また黒
色印刷面２０が比較的大きな面喰的割り合いで形成しで
あるため、コントラスト丙５十分にとれた画像となる。

史ｌとは、前面黒色印刷面２１の作用により、外来光の
表面反射が防止さね、所謂照り現象が無くなり、また急
２０を通ってスクリーン内部へ侵入した外来光の散乱反
射による悪影響も大幅に軽減されるので、外来光のもと
ても従来のスクリーンの場合よりもはるかにくっきりし
た山峡か得らｔしる。なお、黒色の代わりに灰色等の暗
い色を印刷しても略同様の効果が得られる。

また上記スクリーン１ｏの光拡散指向特性は、凸状レン
チキュラー面１７．１８の形状、間隔及び形成角度等の
φ件により決定されるもの４であり１、殖］１図中グラ
フ線Ｉはその一例を示す。同図中、１軸はスクリーン面
の垂線に対する開き角度、縦心光の・１０％以上の明る
さで観察小米ること、即ちスクリーン１ｏｏ′Ｊ左右端
より内方に５０１ｉ開いたＪ−Ｉ−１斥で挾まれる範囲
内ではスクリーン１ｏ上の！自１潔ん良好に見ることが
出来ることを示している。

従って、；；ｆ過式スクリーン１ｏは矢印Ｘ方向に関し
て片仰１て１３５０度という広い指向特性を廟する。

一方、従来の迭内式スクリーン５の相同特性Ｃ才、グラ
フ線■で示すよ′）に、片佃１で約２０厩という狭い特
性となり、スクリーン画像６−見ることが出来る範囲か
狭くなる。艷には本発明の透過式スクリーン１０の場合
には、条件を選択することによりグラフ線Ｈの形状をよ
り平坦な形状、又はより山高な形状とすることも出来、
然して、塵求仕様に応じた所定の拡散指向特性を不する
透過式スクリーンを製作し得る。このように透過式スク
リーン１０は拡散光の指向特性が任意に定められるため
、スクリーン画像は大きな輝度傾斜やスポット等を伴な
わずに、予定された観客席のどこからみても一様な明る
さの画像となる。

またスクリーン、−１０は、凸状レンチキュラー面１７
の矢印Ｙ方向曲面の作用により、矢印Ｙ方向に光が拡散
される（第１０図参照）。ここで、矢印Ｙ方向（上下方
向）については、四察者の目の高さのばらつきが小さい
ため、左右方向はと広い範囲に光を拡散しなくても済む
ので、凸状レンチキュラー面１７の矢印Ｙ方向に張る角
度を小とし、凸状レンチキュラー面１８も矢印Ｙ方向に
ついては曲率が零とされた面としである。

また、上記のフレネルレンズ板１１とレンチキュラー板
１２とは、第１２図に示すように、周縁を断面Ｅ字形の
保持枠２３に嵌合させた状態で一体化するこ七も出来る
。

と１本の如く、本発明になる透過式スクリーンは、投写
光が入射する背面側に配され、入射した投写光を屈折さ
せて略平行光箸ヒするフレネルレンズと、このフレネル
レンズの萌面佃；て観察者に対向して配され、両面をレ
ンチキュラー面２されフレネルレンズよりの光を集束・
拡散させて観察者側へ放射するレンチキュラー板とより
なる構成としであるため、投写機からの光の全部が観察
者側へ所定の拡散指向特性でもって放射されることにな
り、光工不ルキーの利用効率が良く明るい画質でしかも
大きな輝耽傾斜やスポットを伴なわない画像をイ；イる
ことか出来、更ζこはレンチキュラー板の前面を格子状
の暗色印刷面々しであるため、外来光の表面反射か抑制
されて照り現象が無くなり、外来光のもとても十分にコ
ントラストのある画像を得ることが出来る等の特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は透過式スクリーンを１史用した映像投写システ
ムを示す図、熾２図は従来の透過式スフ１ｊ−ンの一例
の一部を拡大して示す図、第３１菌（ま本発明になる透
過式スクリーンの一実施例の正ｒ′ｌＴｊ図、第４図は
第３図中ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面矢視１菌、第５図は第
３図に示す透過式スクリーン（レンチキュラー板）の前
面の一部不拡大して示す図、第６図及び第７図は夫々第
５図中■−■線、■−■線に沿う断面矢視図、第８図は
レンチキュラー板の腎血を示す第６図中矢印Ｚ方向より
みたｌｄ、ＩＳ９図は鳩３図に示す透過式スクリーン内
での水平面方向上での光束の集束・拡散状態を示す図、
第１０図は垂直面方向上での光束の集束・拡散状態を示
す図、第１１図は本発明の透過式スクリーンＱ）光拡散
指向特性を従来の透過式スクリーンのそれと対応させて
示す図、第１２図はフレ不ルレンス゛板とレンチキュラ
ー板とを一体固定する別の構造を示す図である。 １・・・投写機、３・・・観客の眼、５・・・透過式ス
クリーン、１０・Ｏ・透過式スクリーン、１１・０フレ
ネルレンズ板、１２・拳−レンチキュラー板、１３−・
・両面接着テープ、１４・・・フレネルレンズ面、１５
，１６・嗜嗜面、１７，１．８−＠凸状レンチキュラー
面、１９・−・平坦表面、２０・・・窓、２１・・・黒
色印刷面、２３・・・保持枠。 ＼二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｉ）投写光が入射する背面側に配され、入射した投写
   光を屈折させて略平行光化するフレネルレンズと、該フ
   レネルレンズの曲面側で観察者に対向して配され、両面
   をレンチキュラー面とされ該フレネルレンズよりの光を
   集束・拡散させて該観察者側へ放射するレンチキュラー
   板とよりなる構成としたことを特徴とする透過式スクリ
   ーン。 （２）核レンチキュラー板は、前面を格子状に暗色印刷
   してなるものであ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。