JPS60173533A - 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】 （技術分野） 本発明は、ビデオプロジェクションテレビ等に用いる背
面投影式のスクリーンに関するものである。

（背景技術）　′ ビデオプロジェクションテレビのような背面投影装置は
、原理的には第１図に示すように、ＣＲＴ　ＣＰ）から
出射する光を適宜レンズ系（Ｌ）によって拡大し、スク
リーン（Ｓ）の背面側から投影し、このスクリーン（Ｓ
）の反対面より観察するようになっている。ところが、
このようにＣ’ＲＴ’　（ｐ）からスクリーン（Ｓ）ま
での距離を長くすると、投影装置が大型になるため、実
際には第２図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）　に示すよう
に１ないし３枚のミラー（Ｍ）を組合せ、一旦反射させ
てから投影する方式が採用されている。しかしながら、
同図（Ａ）の方式では装置の高さが大きくなり、また（
Ｂ）、　（Ｃ）　においても高さ、奥行の点で小型化し
たとはいいきれない面があった。

またこのよう、な投影装置に用いられるスクリーンには
、入射側にサーキュラーフレネルレ／ズを設け、これに
よってスクリーンの隅々まで明る（する手段が施されて
いるものが多いが、このサーキュラ−フレネルレンズは
、第３図に示すように、レンズ面（イ）が非レンズ面（
ロ）を介して連続しているため、斜線で示した非レンズ
面（ロ）への入射が解像力に悪影響を及ぼす難点がある
。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑み、プロジェクタ−等かう出射す
る元を急角度で投影させることによって、奥行きオよび
高さ方向の寸法を小さくし、もって投影装置の小型化が
図れ、しかも解像力を低下させることがな（明るい背面
投影スクリーンを提供しようとするものである。

（発明の構成） 本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
その要旨とするところは、背面側から光を急角度で入射
させて像を観察するスクリーンであって、この入射面に
平行な多数のプリ　□ズム群を設けると共に、該プリズ
ム群を構成する個々のプリズムに全反射面を設け、入射
した光が全反射面で全反射して観察側に出射するように
構成したことを特徴とする背面投影スクリーンにある。

以下本発明を実施例の図面に従って説明する。

第４図は本発明の背面投影スクリーンの基本的な構成を
説明するための概啼図で、（Ｐ）がＣＲＴ、（Ｌ）がし
／ズ系、（Ｓ）が背面投影スクリーンであり、Ｑ　ＲＴ
　（Ｐ）から９元は背面投影スクリτン（Ｓ）背面に急
角度に入射するようになっている。ここで背面投影スク
リーン（Ｓ）に入射するときの角度（θ）は、概ね４０
〜７５°　である。このときのＣＲＴ　（Ｐ）から背面
投影スクリーン（８）までの距離（Ｊ）は従来の方式と
同じであるが、斜め下方にＣＲＴ　（Ｐ）が位置するた
め、奥行き方向の距離（ｌ′）は １７　＝ｌ　ｃ−ｏ　ｓθ となりＩＶｃ比べてきわめて小さくすることができる。

しかしながらこれでは高さが必ずしも小さい、とはいえ
ないため、実際には第５図（Ａ）のように１枚のミラー
（Ｍθを用いることにより、高さを小さくし奥行き方向
の長さも小さくすることが望ましい。また一層高さを小
さくし全体的に小型化するためには、第５図（Ｂ）の如
（２枚のミラー（Ｍｇ）　−（Ｍｓ）を組合せ、ＣＲＴ
　（Ｐ）を背面（５） 投影スクリーン（Ｓ）と第１のミラー（Ｍ２）の間に配
置して、２度反射させた後に投影させるとよ（ゝＯ 第６図は本発明の背面投影スクリーンの一部を示すもの
で、この例においては背面投影スクリーンの背面側に同
一形状からなるプリズム群を多数設けている。すなわち
このプリズム群は直線状で水平方向に平行に配列された
プリズム（１）の多数より構成されており、しかも個々
のプリズム（１）は入射面（ＩＢ）と反射面（ＩＡ）と
を有している。そしてこのうちの反射面（ＩＡ）には、
入射面（ＩＢ）から入射した光が全反射して観察面側へ
出射するように全反射面が形成されている。全反射した
光は観察側の透過部（ＩＣ）の部分を透過して出射する
ようになるので、非透過部（ＩＤ）は元が透過しないこ
ととなり、この部分（ＩＤ）を利用して外光吸収層を形
成し、コントラストを向上させることが可能となる。ま
たこのように構成すると、前述した第３図の如き非レン
ズ面から入射する光とし／ズ面かも入射する元との混（
６） 合が無くなるため、解像力に悪影響を及ぼすことがなく
なり、しかもその構成上プリズム（１）のピッチを可急
的に小さくすることも可能である。

なお、反射面（］Ａ）の角度は全反射を起す角度であれ
ば任意に選ぶこともでき、スクリーンの部位によりこの
反射面（ＩＡ）の角度を変えてもよい。

また、入射面（ＩＢ）および／または反射面（ＩＡ）を
図示するような直線状でなく外方に凸の湾曲状にするこ
とも可能である。

第７図ないし第１１図は、本発明の実施例の一部を示す
もので、第７図は最も基本的な背面投影スクリーンであ
り、投影側には全反射面を有する反射面（ＩＡ）と入射
面（ＩＢ）とを備えたプリズム（１）の多数が形成され
ている。第８図は上記第７図の例に８ける観察側に垂直
方向に延びるレンチキュラーレンズ面（ＩＥ）を形成し
たもので、このレンチキュラーレンズ面（ＩＥ）により
水平方向の光拡散性を付与したものである。また第９図
および第１０図は同様に投影側に、全反射面（ＩＰＩ）
、　（ＩＧ＋）を備えたレンチキュラーレンズ面（ＩＦ
）、　（ＩＧ）　を形成したもので、これにより一層大
きな水平方向の光拡散性すなわち視野角度が得られる。

な８、第９図および第１０図にｇげる全反射面を有する
レンチキュラーレンズ面（ＩＦ）、　（ＩＧ）　の構成
および作用については、同一出願人の特願昭５６−５１
１９４号、特願昭５６−９０５４４号、特願昭５６−９
１８９６号、特願昭５６−２１２５８４号、特願昭５６
−２９１７８号、特願昭５７−５９３８９号に詳述され
ているので、ここでの説明は省略する。

さらに第１１図は観察側にサーキュラ−フレネルレンズ
面（ＩＨ）を形成したもので、これにより特に水平方向
に拡散する光エネルギーを収束させる効果をもたせるこ
とができ、したがってスクリーン全面にわたり均一な明
るさを確保することができる。

第１２図８よび第１３図は、第１１図の背面投影スクリ
ーンの観察側にさらに別体のシート（２）を組合せた例
を示すもので、第１２図は投影側に水平方向に延びるレ
ンチキュラーレンズ面（２人）が、また観察側に第１０
図と同様な全反射面（２Ｂ１）を有する垂直方向のレン
チキュラーレンズ面（２Ｂ）が形成された別体のシート
（２）を組合せており、これによって水平および垂直方
向の光拡散性をも付与した背面投影スクリーンとするこ
とができる。また第１３図は投影側に垂直方向に延ヒる
レンチキュラーレンズｆｆ１（２Ｃ）が、また観察側に
凹状のレンチキュラーレンズ面（２Ｄ）と外光吸収層（
２Ｅ）とが形成された別体のシート（２）を組合せたも
ので、これによって水平方向の光拡散性とコントラスト
を向上させることが可能となる。

なお、上記の実施例では、プリズム（１１群を水平方向
に延びるように連設しているがこれを９０゜変換して垂
直方向に延びるように構成してもよい。勿論この場合は
プロジェクタ−は横方向に設置することとなる。さらに
本発明におけるプリズム（１）の直線状の配列とは、−
直線が最も一般的であるが、若干の円弧状をなしていて
もよ（ゝ０ （９） 本発明の背面投影スクリーンは、斜め後方から像を投影
することとなるため、スクリーンの像に歪が生じ、しか
も像のボケを招くこととなる゛が、これらは次の投影系
の措置により解決できる。すなわち像の歪については、
各部の歪量を想定してＣＲＴの電気回路で補正すればよ
い。

また像のボケは、レンズ系からスクリーンまでの距離の
差によって生じるため、ＣＲＴからレンズ系に入射する
像を、光軸に対して一定角度をもたせ、スクリーン上に
等しい焦点距離となるようにすればよい。

なお本発明の背面投影スクリーンに使用する素材として
は、アクリル樹脂が最も適しているが、これは光学特性
及び成形加工性の点からアクリル樹脂が特に優れている
からである。しかし、これに換えて塩化ビニール樹脂、
ポリカーボネート樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系
樹脂等を用いることもでき、これらの合成樹脂材料を用
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、本発明に係る背面（１０） 投影スクリーンを製作することができる。

また本発明の背面投影スクリーンを構成する基材あるい
は別体のシートに、光拡散性を一層向上させるだめの光
拡散手段を講じるとよい。

この光拡散手段としては、基材を構成する合成樹脂、例
えばアクリル樹脂に５１０ｇ、　ＣａＣＯ３゜Ａｌｅ　
Ｏｓ　、　ＴｌＯｓ　＊　ＢＪＬ８０４．　ＺｎＯ，Ａ
Ｉ　（ＯＨ）、　、ガラス微粉末あるいは有機拡散剤等
の液状合成樹脂媒体に融解または化学変化をしない拡散
物質の１ｍまたは２種以上の添加物を媒体中に一様に混
入分散分布するか、またはこれらの拡散物質を含む層を
形成するとよい。また投影側の面および／または観察側
の面に微細なマット面を形成することも有効である。こ
のように光拡散性を付与する手段を講すると、スクリー
ンの水平方向と垂直方向の拡散性が補われ、均一性を高
めることがでさることとなる。

（実施例） 屈折率１．４９の透明アクリル樹脂シート（厚さ３關）
を熱プレスにて成形し、第１４図ないし第１６図の水平
方向に延びる平行なプリズム群を有する背面投影スクリ
ーンを製作した。このうち第１４図は背面投影スクリー
ン中央部分を、また第１５図は上方部分を、さらに第１
６図は下方部分を示して８つ、それぞれには入射光路が
示されている。

なおこの実施例におけるプリズムの仕様および設置した
光源の位置関係は次の通りである。

プリズムの頂角（θ、）＝５０゜ プリズムの反射面の傾き（θ、）＝３０’プリズムの入
射面の傾き（θ、）＝２０゜プリズムのピッチ（Ｐ）　
＝　０．５　ｍｘ光源の位置　スクリーンの後方＝７０
０ｇｍスクリーンの下方＝１，０００朋 いまこのスクリーンの中央に入射角（θ４）＝５５°　
で入射しだ元（Ｌ、）は、入射面の法線に対しくθ５）
＝１５°　でプリズム内に入射し、反射面で全反射した
のち、観察側に垂直な光として出射する。またスクリー
ン上方に入射する光（Ｌ２）は、入射角（θａ）　＝　
６３°　で入射面で入射し、法線に対しくθ７）＝７°
　でプリズム内に入射して全反射する。そして全反射し
た光は、（０ｇ）　＝　５．３゜の下向きの傾きで観察
側に出射する。一方スクリ−／の下側に入射した元（Ｌ
３）は、（θ−−４１．８゜で入射し、入射面で法線に
対しくθ、。）＝２８．２°でプリズム内に入射する。

この元は反射面で全反射したのち、（θｎ）　＝　８．
５°　の上向きの傾きで出射する。なお、上記の元（Ｌ
ｌ）、　（ｔｔ）、　（Ｌｌｌ）以外の元は、この間で
順次入射角を変えて入射するが、同様に全反射して観察
側に出射することとなる。

上記のように構成されているので、スクリーンに対し中
心で５５°　という急角度で入射する元を、プリズムの
反射面で全反射させて観察側に効率よ（出射させること
ができる。

（発明の効果） 本発明は以上詳述した如き構成からなるものであり、ス
クリーン後方に急角度で入射した元を全反射の作用によ
り効率良（観察面に出射させることができるため、本発
明による背面投影スクリーンを採用するときは光源とな
るプロジ（１３） エフターの相対位置を斜め後方に位置させ、投影装置全
体を小型化することがでさ、しかも均一で明るい背面投
影スクリーンを簡便に提供しうる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は従来の背面投影スクリ　・−ンに
対するプロジェクタ−からの光路の説明図、第３図は従
来の背面投影スクリーンに用いられるフレネルレンズの
部分側面図、第４図ｇよび第５図は本発明の背面投影ス
クリーンを用いた場合のプロジェクタ−からの光路の説
明図、第６図は本発明の背面投影スクリーンの光の進行
状態を示す部分的な側面図、第７図ないし第１３図は本
発明の実施例を示す部分的な斜視図、第１４図ないし第
１６図は本発明の具体的な実施例の背面投影スクリーン
の中央部分、上方部分および下方部分を示す側面図であ
る。 （Ｓ）・・・・・スクリーン、（Ｐ）・・・・・ＣＲＴ
（Ｌ）・・・・・レンズ系、（Ｍ＋）、（Ｍ２）−（Ｍ
ｓ）・・・・°ミラー（１）・・・・・プリズム （１４） （ＩＡ）・・・・・反射面、（ＩＢ）・・・・・入射面
（１５） （Ａｌ　策２図　（８） り 凶　目 Ｕ） ２７！−，１３図 ＃１４図 ■（ 特開昭Ｇ　０−１７３５３３　（７） 幕１５　図 尾７６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、背面側から元を急角度で入射させて像シ観察スるス
   クリーンであって、この入射面に平行な多数のプリズム
   群を設けると共に、該プリズム群を構成する個々のプリ
   ズムに全反射面を設け、入射した光が全反射面で全反射
   して観察側に出射するように構成したことを特徴とする
   背面投影スクリーン。 ２、観察側に垂直方向に延びるレンチキュラーレンズ面
   を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の背面投影スクリーン。 ３、全反射面を備えたレンチキュラーレンズ面を形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲、第２項記載の背面
   投影スクリーン。 ４、観察側にサーキュラ−フレネルレンズを形成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の背面投影式
   クリーン。 ′５．　スクリーンを構成する基材に光拡散手段を施し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第
   ３項または第４項記載の背面投影スクリーン。□ ６、　レンチキュラーレンズ面を有スる別体（Ｄ　シー
   トと組合せたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項、第３項、第４項または第５項記載の背面投影ス
   クリーン。 ７、別体のシートに光拡散手段を施したことを特徴とす
   る特許請求の範囲番＝墳≠抛＃第６項記載の背面投影ス
   クリーン。