JPS61241741A

JPS61241741A - 透過型スクリーン

Info

Publication number: JPS61241741A
Application number: JP60082397A
Authority: JP
Inventors: Koji Hirata; 浩二平田; Kyohei Fukuda; 京平福田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-04-19
Filing date: 1985-04-19
Publication date: 1986-10-28
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH0731355B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は、リア方式プ四ジエクシ璽ンテレビ、特に短投
写距離レンズを使用したセットに使用してもスクリーン
周辺部において十分な輝度が得られる透過形スクリーン
に関する。

〔発明の背景〕

プ０ジエクシ璽ンテレビ用のスクリーンは、指向性を持
たせることによって観視方向の輝度を上げる構成となっ
ている。一般にこの作用は、第１図にその横断面を示す
垂直方向に延長されているレンチキュラーレンズによっ
て行なわれるのが普通である。しかし、従来は、このレ
ンズのパワーは中心及び周辺とも同一であり同一の拡散
角を有している。しかし、次のような用途の場合は、中
心、周辺部で拡散角を変えると大きな利点が生じる。

従来の大画面に対してコンパクト化し得るということで
パソコン等の端末装置としてプロジエクシ璽ンテレビが
用いられることがある。この時は、観視方向が極めて狭
い範囲に限られているため周辺部のスクリーンゲインを
太き（し画面全体に渡って高輝度を得られる設計にする
ことが好しい。すなわち中心部よりも周辺部においてゲ
インを大きくする必要がある。

従来のプロジエクシ璽ンテレビは、中心、周辺の輝度差
が非常に乏しい。特に最適視範囲外から観た時は、この
輝度むらによりほとんど見えない範囲がある。そこで中
心部に対して周辺部の適視範囲を広くする必要がある。

上記の問題点を解決する手段として、例えば特開昭５６
−１６５１３４号公報に示されるようにレンチキュラー
レンズの断面外形々状を円弧とし中央部より離れるに従
がい各レンズの中央部寄り側の円弧の一部をスクリーン
に対して切り落した形状が徐々に大きく切り落とし、こ
れＫよってレンズピッチを変化させることなく円弧の曲
率半径を変化させている。この方法において、スクリー
ンの左右端部に近ずく程、円弧の一部を切り落した部分
の面積が増化する。この為、従来の構成において、赤色
陰極線管及び青色陰極線管上の画像を投写レンズにより
拡大すると投写レンズからスクリーンまでの距離の長手
方向を通る光は、スクリーンに対する入射角が大きくな
り、レンチキュラーレンズから射出する光の一部がレン
チキュラーレンズの切り落トシ面に入射し異常光となる
。又、切り落し面で屈折率の差により反射し同様に異常
光となるという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、スクリーン上の輝度分布の全面性に優
れた透過形スクリーンを提供することＫある。

〔発明の概Ｖ〕

本発明は、スクリーン中心から左右辺部にかけてレンチ
キュラーレンズの断面外形々状を変化させスクリーンよ
り射出する映像光の分布を変化させる。この結果、スク
リーンゲインは、スクリーン中心から左右辺部にかけて
一様とならずゲイン勾配を持つことになる。ここで投写
レンズにより拡大された像の光量分布は下記０式に従う
。そこでスクリーンゲイン比をこの逆数とすればスクリ
ーン上においては輝度分布の全面性に優れた映像を映し
出すことが可能となる。

周辺光量ｃｃ　１／　ＦＮＯ・（ｓｉｎθ１−ｓｉａθ
１）・・・・・・・・・■ただしＦＮＯ：投写レンズのＦナンバー θＩ　ｇ各物高における螢光面からの上限光の射出角。

θ、：各物高における螢光面からの下限光の射出角。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図及び第３図（
いずれも断面図）Ｋより説明する。

第１図は、本発明の透過形スクリーンを巨視的に見たも
のであり光の入射面には、スクリーン中心部より左右辺
部に向って徐々にレンズ断面外形々状が変化するレンチ
キュラーレンズが形成されている。第２図は、第１図に
示す透過形スクリーンの中心部であるＢ部の拡大図であ
る。

平行光としてレンチキュラーレンズを構成するレンズに
入射した光ａｏ　＊　ｂＯｒ　ｃｏ　＋　ｅｏ　＋　ｆ
ｏ　＋　ｇｏは、前記レンズ界面で屈折し、焦点Ｆ０を
通過後、観視面側に射出（ａＯ’＋　ｂｏ’ｒ　Ｃｎ’
＋　ｄＯ’＋　ｅＯ’＋　ｆＯ’＋　ｇｏ’）する。こ
の時、レンズ面り。の焦点距離ＩＦＱが短かいために前
記レンズ面り。における屈折によって生じる射出光の拡
散角が大きい。次にレンズ面り、及ヒＬ、に入射した平
行光ａＩ　＋　ｂｌ　＋　ｃＩ　＊　ｄＩ＋ｃ＋　＋　
’Ｉ１ｇｔ　ｌａｔ　＋　ｂｔ　＋　Ｃｔ　＊　ｄｔ　
＋　ｅｔ　、’ｔ　、ｇｏは、焦点Ｆ、　、　Ｆ！を通
過後・観察面側に射出（”ＩＺ　’）！’。

Ｃ）　’ｌ　ｄｌ　’ｌ　ｅＩ’ｓ　ｆｔ’＋　ｇＩ′
＋　ａ、／、　ｂｔ’ｙ　Ｃｔ’＋　ｄｔ’＋　ｅｔ’
ｒ　ｆｔ’ｔ　ｇｔ’）する。この時各レンズＬ、、　
Ｌ、　、　Ｌ、の焦点距離１ＦＯｔ　ｌＩ’＋＋　ｊＦ
２の間に次の関係がある。

ｊｒｏ　（ｌｖｌ　＜　ｈ２−ぐ〉ここで各レンズのピ
ッチＰＯ＋ｐ、　、　ｐ！の間にＰｏ　＝　Ｐ＋　＝Ｐ
ｔ　　＜２＞の関係が成立すると、拡散角θ。、θ１．
θ、は、次の式で近似できる、００〜　ｔａｎ−’　　Ｐｏ７２）ＦＯ＜ｊ）θ、　〜
ｔａｎ−’　　Ｐ＋／２　ｔｙｌ＜４＞θ、〜ｔａｎ−
Ｉ　　Ｐ！　／　２４Ｆ２　　　　　　　　　　＜５＞
上式＜３＞、　＜４＞、　＜５＞において／：ｊ）、　
（２）の関係より次の関係が成立する。すなわち θ。〉θ１〉θ、　　　　　　　　　　　　　　　＜６
＞一般にスクリーンゲインをＧ（。）とすれば拡散角θ
。の関数として示される。すなわちＧ　（１１）　＝　Ｇ　（Ｇｎ）　　　　　　　　　　
　　　　　＜７＞次に１第３図は、第１図に示す透過形
スクリーンの端部であるＡ部の拡大図である。平行光と
してレンチキュラーレンズを構成するレンズに入射した
光ａｎ−２ｅ　ｂｎ−２１Ｃｎ−２＋　ｄｎ−２ｍ　ｅ
ｎ−２ｔｒｎ−２＋ｇｎ−２＋ａｆｌ−１＋ｂｎ−１＋
’ｎ−１＊ｄｎ−１＊ｅｎ−１ｊｆｎ−１ｔｇｎ−ｔ　
ｓａｎ　＋ｂｎ　惨’ｎ　ｓｄｎ　＋ｅｎ　＋　ｆｎ　
ｔｇｎは前記レンズ界面で屈折し焦点Ｆｎ−２ｚ　Ｆｎ
−１＋　Ｆ”を通過後、観察面側に射出（ａｎ−’２１
１）ｎ−２’　ｗ　’ｎ−２’　＋ａｎ−２’　Ｉ　ｅ
ｎ−２’　ｌ　ｆｎ−２’　ｌ　ｇｎ−２’　ｌ　ａ’
ｎ−１ｐ　ｂ’ｎ−１、”ｎ−１＋ａ’ｎ−ｔ　ｌ　ｅ
’ｎ−＋　ｌ　”ｎ−１ｒ　ｇ’ｎ−＋　Ｉ　ａ／ｎｌ
　ｂ′ｎｌ　”ｎ　＋ｄ’ｎ＊ｅ’ｎ　ａ　ｆ’ｎ　＋
　ｇ’ｎ　）する。この時各し／ンスＩＪｎ−２１Ｌｎ
−１、Ｌｎ　　の焦点距離ＩＦｎ−２＋　’Ｆｆｌ−１
＋　ｊＦｎの間には次の関係がある。

１ｒｎ−２＜　Ｊｒｎ−＋　＜Ｊｐｎ　　　　　　　　
　　　＜ｓ＞ここで各レンズのピッチＰｒ１−２　ｒ　
Ｐｎ−１＋　”の間に次の関係が成立するとＰＨ−２＝　ＰＨ−１＝　Ｐｎ　　　　　　　　　　＜
９＞拡散角θｎ−２，θｎ−１，θｎは次の式で近似で
きる。

θｎ−２＃　ｊａｎ−”　　Ｐｎ−２／２Ｊｒｎ−２−
（１０）θｎ−＋〜””−’　Ｐｎ−ｔ　／２Ｊｒｎ−
１＜１１＞Ｇｎ　　Ｎｔａｎ−’　Ｐｎ　／　２Ｊｙｎ
−１＜１２＞＜１０＞、　＜１１＞１　＜１２＞弐にお
いて＜８＞、　＜９＞の関係より次の式が成立する。

θｎ−２〉θ。−１〉Ｇｎ　　　　　　　　　　　　　
　（１３）ここで、レンチキ為う−レンズ全体では、次
の式が成立する。

θ。〉θ、〉・・−・・〉θｎ−２〉θｎ−１〉ｏｎ　
−（１４）ここで、レンズピッチｐ０．　ｐ、　、　、
、、ｐｎ−２，ｐｎ、　。

Ｐｎは全て等しいとすると、各レンズによるゲイ７　Ｇ
（１、Ｇｌ　、　”−・ＧＨ−２、Ｇｎ−１，Ｑｎは、
次の関係を持つＱ、　（Ｇｌ　（−ＧＨ−２（Ｇｎ−１（Ｇｎ　−＜１
５＞以上により、レンチキュラーレンズを構成する各レ
ンズの形状をスクリーン中心部より左右辺部に向って徐
々に変化させ、前記各レンズの焦点位置が最適となる様
に各単レンズの形状を設計スればスクリーンのゲインを
任意に決定できる。第４図（断面図）は、各レンズの形
状は第３図と同一形状でありレンチキュラーレンズの強
度を高めるためは全体の厚さＴを一定とした時のレンズ
の形状を示す。更に、第５図（断面図）Ｋ示すように被
視面側からの不要光によりスクリーン上のコントラスト
低下を押える意味で黒色塗料等を塗布したストライプ１
，２．３を設こす。このストライプの幅が広いほどコン
トラストは、向上するため、光のけられを最小とするよ
うに各レンズＬ１０．　Ｌ’ｌ　、　Ｌ’の焦点位　２
置Ｆ５．　Ｆ’、、　Ｆ１ａ　をスクリーン被視面と一
致させる。この時レンズ厚”Ｏ＊　ｔ′ｔ＋　”ｔと焦
点距離／ＦＯｔ　ｌシ１＋ｊシ２は一致する。又、スク
リーン周辺部において射出光の指向性を広げるには、レ
ンズ先端部からの落ち込み量ｔとレンズピッチＰの比を
本実施例の逆Ｉｎより各レンズの設計を行えばよいこと
は、自明である。

〔発明の効果〕

本発明によればレンチキュラーレンズを構成する各レン
ズの形状を最適設計することにより任意のゲインを持た
せることが可能となり、スクリーンを巨視的に見ればス
クリーンゲインの勾配を任意に決定できる。この為、一
般に投写レンズにより拡大された像の光量分布をスクリ
ーンゲインにより補正可能となりこの結果、スクリーン
全面において一様な輝度分布を持つプロジエクシ璽ンテ
レビが実現できる。さらにスクリーンゲインの調整に拡
散剤を入れる方法に比べ光のロスが少’ｔｘ　＜効率が
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、ポ３図は、本発明のレンチキエラース
クリーンの横断面図、第４図、第５図は本発明のレンテ
キ晶う−スクリーンの横断面図である。１ニスクリーン、Ｌｏ−Ｌｎ、　Ｉ４．　Ｌ’、　、　Ｌ’、　：レンズ
面、ａＯ”・ａｎ＋　ｂ６”’　ｂｎ＋　ＣＧ　””ｎ
＋　ｄＯ””ｎ＋　ｅＯ”’ｅｎ＋　ｆｏ””ｎｙｇｏ
”・ｇｎ＊”Ｏ””’！ｔｔｒ、・・・ｂ’、ｌ”ｏ”
”ｒｒｄ＃、、・・ｄ？ｌ”０”・ｅ’ｔ＋ｆ′。・・
・ｆ’ｔ　＊　ｇ’ｏ・・・ｇに入射光、”Ｏ”・ａ’
ｎ＊　”Ｏ””’ｎ　　ｔ　”Ｏ”・Ｃｈ　　＋　”０
　”・ｄｈ　　＃　”ｎ”・ｅｈ　　ｅｆＩｏ””’ｎ
　ｒ　ｇｏ　”’ｇＧ１　＋　ａ’ｆ　””ｒ　＋　ｂ
τ、・、ｂｔ＃、Ｃｒ・−Ｃｊ。ｄｒＷ””ｔ”　＋　ｅＧ’　””？　＋　’ｒ　””
ｒ　＋　ｇｒ　”’　４”　ｒ　”射出光、７Ｆ’Ｏ・
・・ｌｖｎ＋　Ｊｉｏ・・・！ρ２　：焦点距離、Ｆｏ
、、、Ｆｎ、　Ｆ０／・・・ｐ４　　、焦点、Ｐｏ・・
・Ｐｎ　ｒ　Ｐ’Ｏ・・・ＰＧ　、レンズピッチ、θ。・・・θｎ、θｔ・・・θｔ　：拡散角、ｔｏ・・・ｔ
ｎ　＋　”Ｏ・・・ｔｔ：レンズ面からの落ち込み量１
Ｔニスクリーン厚、ＩＺ　　２／、　　５／　：黒色ストライプ。代理人弁理士　小　川　勝　男２θ 第６目

Claims

【特許請求の範囲】１、スクリーン中心部より左右辺部に向って徐々にレン
ズ断面外形々状が変化する変形レンチキュラーレンズを
有し、前記レンチキュラーレンズのピッチ：Ｐと、レン
チキュラーレンズ先端部からのレンズ面落ち込み量：ｔ
の比ｔ／Ｐがスクリーン中心からの距離：Ｒによって変
化することを特徴とする透過形スクリーン。２、前記レンチキュラーレンズはｔ／Ｐとスクリーン中
心からの距離Ｒとの関係が以下の式を満足することを特
徴とする特許請求範囲第１項記載の透過形スクリーン。ｔ／Ｐ∝Ｒ＾Ｘただしｘ≧１３、前記レンチキュラーレンズはｔ／Ｐをスクリーン中
心からの距離Ｒとの関係が以下の式を満足することを特
徴とする特許請求範囲第１項記載の透過形スクリーン。ｔ／Ｐ∝１／Ｒ＾Ｘただしｘ≧１