JPS6289941A - 反射型映写幕 - 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、投射形テレビジョン受像機などの各種映像投
射装置の映写幕に用いられる反射形映写幕に関する。

〔従来の技術〕

近時投射型テレビジョン装置や投射型画像ディスプレイ
装置、拡大投映機等の所謂反射型画像投影装置が広く普
及している。

この種の装置は映写幕に光投射装置から画像光を投影し
てその像を観察するもので、大画面化を容易にはかるこ
とができるので種々のものが開発されているが一長一短
があ６つ未だ不充分である。

以下これについて述べる。

ｔマツトスクリーン 簡単な白厭、白布、白色のプラスチックシートのような
物で代表させることができる。すべての方向に均等に光
を反射させるので広い範囲で同じ位の明るさに見えるが
、映写光束が観客のいない範囲（二まで無駄に分散する
ので観客個個の受取る光量の絶対値は低くなる不利があ
る。

２、ビーズスクリーン 白地に透明なガラスピーズ（微粉子）を塗布したもので
映写光をほぼ入射方向に反射してしまうので明るいが観
覧に適する範囲が狭いいわゆるバックレフターのような
性質がある。

＆アルミニウムホイルスクリーン 特殊処理をして圧延した薄いアルミニウムのシートでで
きており、僅かに彎曲したフレームに嵌めこまれている
。効果的な映写を行なうにはスクリーン表面の特殊加工
と歪みのない適正な彎曲が必要となりか＼るスクリーン
の製造は困難である。

４金属レンチキユラー　スクリーン 透明合成樹脂の表面に金属コーテングし、小さな鏡の働
をする微小な凹凸をつけたもので、観客席からでた連送
光はそのまま観客席に反射して戻るため映像をそこねる
ものである。

５非金属レンチキユラー　スクリーン 金属レンチキュラースフジーンの場合と同じく表面に凹
凸がついているが金属コーチングはしていない。大体の
性質は金属レンチキュラースクリーンとほぼ同じである
。

ただ金属、非金属レンチキュラースクリーンともに表面
の凹凸の形や鏡の形を製造過程で変えられるので他のス
クリーンよりもバラーエテイーに富んでいるのが取り柄
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来の反射型スクリーンはいづれもコントラスト
のダイナミックレンジが狭いことは大同小異である。

そもそも映写幕としての理想的条件は映写レンズからの
全光束を所要の観客の分布範囲に全くロスなく送り届け
ることである。視野レンズはその為に役立つ。しかしこ
れだけでは−地点の観客にのみ光が送られ他には届かな
い。

よってレンチキュラー面を以て左右の拡散作用を付加し
ている。又、従来の筒面レンチキュラー映写幕は透過型
の場合上下方向の拡散作用に欠ける為、材料の透明樹脂
板に拡散剤を混入し、半透明としてこれを補なっている
。しかしこれは上下方向のみならず、人力に光を拡散さ
せるので不必要な方向にも光をロスしているものである
。

その点の改良として我々は特願昭６０−１３８３２５号
を提案したが、これは高能率であるがキャッチライトの
欠陥がある。要するに必要以外の方向に映写光を反射し
光学的ノイズを生ずるものである。

キャンプ−ライトは集約されているもので強力なノイズ
である。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は上記の実情に鑑み鋭意研究した結果第１図に示
すように映写側に相対する側がレンチキュラ拡散レンズ
１１で、その反対側がフレネルレンズ１２にして、フレ
ネルレンズ１２の表面に金属蒸着皮膜、金属めっき等の
反射膜１３が設けられるとともに全体が凹円筒軸○　□
Ｉを細心とする円弧面からなる凹筒体に構成された高屈
折率透明体からなる、反射型映写幕である。

〔作用〕

以下本発明の映写幕の作用を基本型から逐次説明して行
こう。

第２図に示すように前面が平面で後面がフレネルでその
背面に反射膜を設けている反射レンズについて考えると
、このフレネル反射鏡の光軸００′上に映写レンズを置
き、映写光束を投射する場合、光源Ｏを反射面との距離
Ｒの曲率中心に置けば、反射光は収斂して曲率中心に集
まる。

光源がそれ以外の位置でもその共役点に収斂する。この
ようにすると、光源の像は点としてその共役点に回転対
象の光束として結像する。即ち反対面は光軸に関し回転
対象な光学系として作用する物であり１球面反射鏡と等
価であることが判る。

又・フレネル光学面は作用的には厚肉レンズと同等であ
るが、屈折又は反射作用が光軸に関し、光線の入射高さ
に対応した光学面の傾斜のみに依存するので肉厚を有し
ない薄肉レンズということができ、従って光学作用面と
主面とは同一の面内にあるか又は同一面を構成する。

上記のことはフレネルレンズの光学面と反射側の反射面
についても同様であり、ただ反射面に於がある。

次に以上のような、反射型映写幕を平面ではなく一定の
曲率半径の円筒面に沿って曲げられた曲面形のものとし
た場合について考察すると、フレネル反射鏡本来固有の
収斂力に円筒面の曲率に対応する一方向にのみ関する反
射光学作用が付加される。

ここに非対象が生じ面の曲率に対応して全体として、凸
又は凹の度合に関係して一種のトーリツり面として二種
類の曲率半径を持つ面として作用をなし、この作用は特
に反射面に於て有効強力である。

即ち前記凸又は凹の変形の度合に対応して一方向のみ収
斂又は発散作用がプラスされ、結果的に非対称的なトー
９ツク光学面として作用をするものである。即ちこれは
非対称であるから、その軸方向には影響せず軸に垂直の
方向の面に関してのみ影響がある。

第３図に示すように、このような面；：○σ＋　ＡＰｌ
　ｅＢＰ、　、　ＯＦ３．　ＤＰ４の如き平行光線が入
射した場合この面は非点収差を持つので収斂点は二つ（
Ｆ、、？、）あり、そこを通る焦線Ｆ、ａ、Ｆ、ｂは互
いに直交する０ ここに００′は光軸、　Ａ−Ｐ、　、　Ｂ−Ｐ、　、　
ｃ−ｐ３及びＤ−Ｐ４はそれぞれ平行入射光線、Ｆｌ、
　Ｆ、は水平面内焦線位置及び垂直面内焦線位置、Ｐｌ
　−’％　ｒ　Ｐ２−’２はそれぞれ垂直面内焦線収斂
光線、Ｐｓ−Ｆ□ｔ　”４−’１はそれぞれ水平面内焦
線収斂光線を示す。

これは映写光束のような発散光束についても同様である
と考えられる。

本発明は上記の如き知見に基いて高能率な反射型映写幕
の欠陥である表面のキャッチライトを解消しようとする
ものである。

即ち本発明は前面が光拡散作用をなすレンチキュ２−面
で、その面を円筒軸を水平方向とした円筒面（凹面）と
なし、これに均一厚さのアクリル樹脂の如き透明材料層
を介して、その後面をこれに平行な筒面を形成するフレ
ネル面とし、フレネル面の背後に金属反射層を設けたも
のである。

上記映写幕に光束を入射せしめると、レンｔキュラ面は
光束に対し入射する際と、反射後射出する際の二重、そ
の影響（レンズの光学作用）を映写光束に及ぼすので効
果的である。

実施例 映写レンズから映写幕までの距離をＰ、映写幕と観客位
置までの距離をＤ、凹筒面の曲率半径Ｒとするとき。

２／Ｒ＝　／Ｐ　＋　　／Ｄ このようにすると映写幕の映写レンズ射出瞳と観客位置
とは共役点となり、凹筒面は観客にとって視野レンズと
なる。

一般に映写幕はフレキシブルに出来ているから容易に最
適条件を満足するような凹筒面を形成させることが可能
である。

次に具体例について述べる。

Ｐ＝２，０００Ｈ，Ｄ＝４，００　（ｌＨＩＩとすると
Ｒ＝２，６００ｔｓとなる。

縦１，０００ＭＭの画面の映写幕の凹みの大きさは約５
Ｈであり、容易に実施することができる。

次に一般に映写幕面が凸面であろうと、平面であろうと
、更に又レンチキュラー拡散面であっても映写レンズが
映写光束を発する場合、常に映写幕の前面において映写
レンズの輝きはいわゆるキャッチライトとして極めて明
るい）・イライトとなり、観客の位置に応じて映写幕の
いづれかの部分に強い光点を作り、従来の平面的レンチ
キュラー拡散面は水平方向に輝線を作り、極めて見にく
いものである。

又、透明体の面は表面反射性を有することは周知の事実
で、種々の障害の元凶をなすものである。

例えば裏面反射鏡の場合反射像が二重に見える障害があ
り、この障害は入射光が強力である程大きい。

尚又レンチキュラー面に於ても程度の差はあるが上記の
如き障害を有する。

即ち、映写幕が平面である場合、又、曲面であっても面
に包絡面が考えられ、恰も一平面を形成している場合、
更に又、凸面の場合、必ずノ・イライトを形成し、輝点
或は輝線となって画面表面に表われ、観察、観賞上の障
害になる力ｉ、本発明によれば、視野レンズとして凹筒
面が作用し、・・イライト輝点、輝線からの光線を視野
全面に希釈しているということもできる。従って映写条
件によって最適の映写効果が得られるように本発明に基
づく映写幕を設置すればよい。

本発明の映写幕のキャッチライト障害防止作用と効果を
次の実施例により説明する。

映写レンズの口径を７０Ｈ１観覧距離４，０００謂とす
ると映写レンズが映写基により反射されて出来る反射像
がキャッチライトになる。凸球面での反射面での反射像
は縮小され小輝点になる。

これは径７０ｍの物が小面積になるので光線の密度が高
く大変見にくく、これを防止する有効な方法はなく、強
力な増透法がこの不利益を軽減するのに役立つのみであ
る。

これに対し、本発明の映写基のように、レンチキュラ面
を前面にして、これが凹の筒面となっている場合は映写
レンズの見掛けの幅の輝線が、水平方向に映写基の横幅
全体；二亘ってできる。前述したＰ＝２．００　Ｏｎ、
　’Ｄ＝４，０００！ｆｆから考えると両者の和の距離
、６，０００ｉＴｌｌで輝いている映写レンズを見るこ
とになるから径７０Ｍ／距離６０００寵によって約０．
７°　の見掛けの視角（二なる。従って映写基土では４
７ｗｘの縦幅の帯状の輝線になる訳である。

本発明ではこの輝線を映写基全面に拡散分布させること
ができるのであるから、いま映写基の縦の幅を１，５０
０　ｍとすると４．７７ｉ　５００　＝３２　　となる
。

透明体（レンズ）と空気との界面反射率は材料の屈折率
を１．５とすれば約４憾であるから更に１／２５となる
。よってこれらを相乗すると通常の映写基の輝度を５０
〜１００ランバートとすると本発明の映写基は上記のフ
ァクターだけで５０〜１　’ＯＯＸ　−＝　０００６〜
０．１　　ランパートとなる。

更に本発明ではレンチキュラー面は一種の微小凸面で、
その包納面の平面部の総面積は極めて小さく、いまこれ
を見掛けの映写面積の−とし。

これを考慮すると殆んど前記輝度を無祝し得るオーダー
になる。

更に本発明の映写基における凹部面形状は同時に縦軸に
レンチキュラーレンズ拡散光学系に欠けている垂直方向
の光拡散効果を併せ有する物であるＯ 又１本発明の映写基では第４図（ａ）に示すように裏面
反射曲面１２の前面に高屈折率媒体１３（屈折率ｎ　＝
　ｉ、ｓ　）を置き空気１４（屈折率ｎ＝１）を通過す
る光を反射屈折せしめるのであるから、この高屈折率材
料の作用により一種の液浸又は油浸光学系となり光の集
光、散光に効果がある。これに対し高屈折率媒体１３の
ないものでは第４図（ｂ）のようになり光の拡散効果が
でない。。

即ち本発明の映写基はこのような効果を利用するもので
あって、凹部面自体の光学的パワーは、その前面の高屈
折率媒体によって増強されものである。

いま前記の実例の場合に於て、光の発散状況を見ると画
面上の垂直方向についてスパン約５００１の範囲で１３
度の拡散角となる。これは必要な光束拡散範囲を充分に
カバーしていることを示す。

これは単なる反対面即ち１反射面の手前が空気である場
合、同一条件で拡散角が５．５度であるのに比べて容易
（二理解できるように遥かに大きな値を示すものである
。

〔発明の効果〕

本発明は以上の如く、凹部面を形成するようにした多層
（レンチキュラー拡散レンズ、フレネル反射レンズ）に
よってその各層に複雑な光学作用を常なませ、使用上は
単一面に機能を凝集させた物でちゃ、構造は比較的簡単
であり、部品点数も最少であって、コストも安く、又、
透過型映写基のような余分の映写空間を要しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の映写基の一実施例に関する斜視図、第
２図は一般のフレネルレンズと等価球面の曲率半径の説
明図％第６図は本発明における映写基のフレネル反射−
一盲用の説明図、第４図、本発明の裏面反射と比較例の
表面反射の光学作用の比較説明図。 代理人　弁理士　竹　内　　　守 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高屈折率の透明板からなり、映写レンズに相対する前面
   を、筒軸が水平方向の凹の筒面とし、該筒面上に光の拡
   散方向が水平であるレンチキュラー拡散レンズを分布さ
   せ、後面はフレネル反射面としたことを特徴とする反射
   型映写幕