JPH01161228A - フロント投影スクリーン - 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】 本発明は観客空間内で、映像源１０より映像ビーム１１
として供給される映像を表示するフロント（前面）投影
スクリーン２０であり、前面２１と背面２５ｔ−有する
プレート（平板）を有し、このプレートは映像源よりの
光を観客空間内に拡散させる拡散手段を有してなるフロ
ント投影スクリーンに関するものである。

このような種類のフロント投影スクリーンはフランス国
特許出願第２，４１３，６８５号により公知である。こ
の特許出願中に記載されたフロント投影スクリーンの正
面側はフレネル構造となっており、異方性の層を有して
おり、この層によって入射光線は反射され拡散される。

このスクリーン内の拡散手段によって投影画面は観客空
間内の全部の個所で見ることができる。本発明の範囲に
関して、「映像源」なる言葉は単一の映像源、例えば従
来よりあるスライド又はフィルムプロジェクタの如きも
のを意味するばかりではなく互に近接して配置した複数
個のプロジェクタ等による映像源をも意味し、例えばカ
ラーテレビジョン又はビデオプログラムのデイスプレー
に使用される投影系をも意味し、これらの投影系に三原
色に対しそれぞれ個別のプロジェクタを使用するような
ものも含むものである。

フロント投影スクリーン上に現れる映像に関する問題は
、スクリーン上に入射する周囲光が入射に次いで観視者
の方に向って反射されることにより観察すべき映像のコ
ントラストが減少することである。例えば従来既知の拡
散反則投影スクリーンの場合は、殆どすべての入射周囲
光が反射される。この問題は例えば消費者マーケット用
の投影テレビジョンの如く当該の投影室が実用的でない
場合の用途において特に問題が生ずる。このような場合
、投影すべき映像源及び周囲光の特性は予知できないも
のであり、従って制御不能である。

従来既知のスクリーンにおいては、スクリーンの正面側
に近接して異方性成分の拡散反射層による光拡散手段を
設け、これによって一方向の拡散光はこれを横切る又は
直角方向の光よりも大なる＝　７− ようにする。このような従来既知の異方性反射層は特殊
の材料を必要とし、又プレート全体にわたって同じ程度
の拡散をするような異方性を必要とする。

投射光線を多くの画素又は「ビクセル」多数個に集中し
、又スクリーンの背面に反射領域を設け、これによって
各画素（ピクセル）を正面側に反射させ、次いで観客空
間に指向させることによってフロント投影スクリーンの
映像コントラストを増加させることは既知である。投影
軸に対して斜の角度をもってスクリーンに入射する周囲
光は光反射領域を包囲する光吸収領域に入射し、従って
これらの領域で吸収される。これについては米国特許第
４，２９８，２４６号および米国特許第４，６０６，６
０９号を参照されたい。

米国特許第４，２９８，２４６号においては正面側を多
数の凸レンズの二次アレイ（配列）で構成し、これらに
よって投影映像をスクリーンの背面の反射領域のうしろ
側に焦点を結ばしめ、映像をある程度拡散させて観客空
間内に戻して反射するようにしている。

米国特許第４，６０６，６０９号においてはスクリーン
は複数個の光学セルで形成され、その各々は正面に凸レ
ンズ表面を有し又背面側は反射光を極めて細いビーム（
光束）とするように集束を行うように輪郭を形づくらせ
ている。映像の拡散は反射光の通路内に位置する正面レ
ンズの光拡散領域で達成され、このレンズによってビー
ムを観客空間に拡散させる。

上述の各装置においてその最適な機能はスクリーンの厚
さに関し比較的に厳密に許容幅を維持すること、並びに
正面及び背面間の整合を正確に行なうことによって定ま
り、これらの両者は正面側のレンズが背面の反射表面に
対し所望の位置に正確に焦点を結ぶようにすることによ
り定まる。

更にこれに加え上述の各装置は投影光が投影軸に対し平
行であるという仮定に立って定められており、従ってス
クリーンの表面に直角に入射するトイウ仮定によって設
計されている。平坦なスクリーンに対しては投影軸に近
いスクリーンの中心部分においてのみこれは一般的にあ
てはまる。投影軸よりの距離が増加するに従い投影光の
入射角度は増加し、各画素は部分的またはその全部が光
吸収領域により吸収される可能性が生ずる。

本発明の目的は、入射する周囲光の部分が反射されずま
たスクリーンの光学的に有効な部分が等方性構造を有す
るような上述の種類のフロント投影スクリーンを作るに
ある。

更に本発明の目的は、投影光が映像コントラストのため
に非反射領域によって境界された光反射領域のアレイに
よって反射され、このスクリーンは正面側のレンズ・ア
レイによって光を集中させる原理を用いない上述のよう
なフロント投影スクリーンを得るにある。

本発明の目的を達成するため、本発明においてはプレー
トを透明とし、プレートの背面には第１及び第２ファセ
ット（小角面）を有するレリーフ（浮彫）構造を設け、
該第１ファセットは平面とし、かつプレートの面にほぼ
平行な方向とし、さらに反射手段を設け、第２ファセッ
トは無反射状態とし、プレートの面に対し少なくとも４
５°の角度に指向させたことを特徴とする。

プレートの背面のレリーフ構造は第２ファセットをその
間に有する反射用第１ファセットを有し、この第２ファ
セットはプレートの面にほぼ直角に配置する。プレート
を通過して第２ファセットに入射する光は一部がこれら
のファセットを通過しプレートの背面に到達する。従っ
てこのような光はプレートの正面側より放射して観客空
間に到達することはない。映像源に対するスクリーンの
方向および周囲光の光源に対するスクリーンの方向によ
って、比較的多くの周囲光が第２ファセットに入射しそ
の量は映像源よりの光が入射する量より多い。この結果
反射する周囲光による観客映像のコントラストの低下は
従来既知のものよりも少ない。スクリーン材料自体は均
一材料であり、このため他の部分は均一のアッセンブリ
であるが異方性を生せしめるため２つの材料を組合せる
ことにより生ずる問題を回避することができる。

更に本発明のフロント投影スクリーンでは、レリーフ構
造はプレートの背面にレリーフ構造の第１ファセットを
構成する平坦部と交互に位置する縦方向の刻み目（鋸歯
状のギザギザ、　１ｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　）を設け、
これらの刻み目はレリーフ構造の第２ファセットを構成
する側壁部を有する如くする。

これらの刻み目はプレートの全幅又は高さにわたって設
けてもよく、あるいはその一部に設けてもよい。刻み目
の側壁部分に入射する放射線はその個所で放射されるか
又はその一部が外部に放射され、これはその入射角度に
より定まる。これらの刻み目はその側壁部が映像源より
の映像ビームに対し極めて小さい角度をなすように配設
されているので映像源よりの光はごく僅かしか反射され
ず又それより大きな角度で入射する周囲光の大部分がそ
の側壁部を通じてプレートの背面に至る。

従って周囲光はごく僅かしか反射されず、これは映像ビ
ームに対して極めて僅かの量しか反射されないので、投
影映像のコントラストは大となる。

本発明の他の例ではレリーフ構造はフレネル構造を有し
、このフレネル構造のフレネルファセット２６と立上り
ファセット２７により、それぞれレリーフ構造の第１及
び第２ファセットを構成する。

これらのフレネル構造は映像ビームを観客空間に向って
集束させるので、観察される映像はスクリーン全面に亘
って比較的大なる輝度を有する。

又本発明の好適実施例においてはレリーフ構造が刻み目
と第１ファセットを交互にして構成したレンズ素子を有
し、第１ファセットがこのレンズ素子の頂部を構成し、
さらに該レンズ素子はその高さ対ベース幅比を約１：２
と６：１の間とし、ベース幅対頂部幅比を約２：１ない
し２０：１とする。

又本発明のスクリーンはレリーフ構造の第２ファセット
に光吸収材料を被着すると好都合である。

従って第２ファセットより出てくる光は吸収され、他の
通路、すなわち例えば他のファセットで反射された後観
客空間にこれがででくることはない。

全反射が生ずるような入射光線の最大角度においては前
記第２ファセットを減少させることができ、従って反射
される周囲光線は少なくなり従って第２ファセットによ
り吸収される周囲光はより多くなる。光吸収材料は例え
ばフィラメント、粒子又はコーティング等で構成する。

本発明の他の実施例ではほぼ直角な２つの方向にプレー
トを横切って刻み目を展開させ、第１ファセットが截頭
ピラミッド形の頂部を構成し、該ピラミッドはほぼ矩形
の底部と４つの側壁部とを有する如くする。

直線フレネル構造は比較的簡単な方法でこれを製造する
ことができる。例えばプレートの正面側の第１フレネル
構造は映像ビームを垂直方向に伝達する水平フレネル構
造とする。この場合第２フレネル構造は垂直方向に延長
されるものとし映像ビームを水平方向に観客空間に向っ
て指向するものとする。

例えば米国特許第３，５８０，６６１号によって２つの
直線フレネル構造を投影スクリーンの透明板（プレート
）の両側に設けるもの自体は既知である。

しかしながらこのような既知のスクリーンはリアー（背
面）投影スクリーンでありこれは観客空間により観察さ
れる映像ビームがスクリーンの背面側より入射するよう
な投影装置用のスクリーンである。このようなスクリー
ンにおいては映像ビームと周囲光線がスクリーンの後側
に入射する問題は生じず映像源よりの光をできるだけ多
く反射させればよいのである。

この実施例では前記第１フレネル構造の立上り部分のフ
ァセットに光吸収材料を被着する。これらの立上りファ
セット部に被着した光吸収材料は映像ビームが入射する
方向以外の方向よりの光を非常に強力に吸収する。この
方法によると投影映像のコントラストをより強化するこ
とができる。

本発明によるフロント投影スクリーンでは前記光拡散手
段はプレートの後側面に設けた微小構造を有し、この微
小構造は第１フアセント上に配置し、第１ファセットと
同一方向に延長されている複数個の円筒形レンズを有す
る。このようなマイクロレンズ（微小レンズ）構造は円
筒形レンズが延長されている方向に直角な方向に光を拡
散させる。透明プレー１−の背面側に設けたマイクロレ
ンズ構造はレリーフ構造を作るのと同時に同じ工程で設
けることができる。ランダムに拡散する光に比較し、マ
イクロレンズ構造によって拡散される光はその反射光が
観客空間に向ってよりよく集中される利点がある。

更に本発明の実施例では光拡散手段が透明プレートに組
込まれたバルクの拡散部材とする。バルクの拡散部材は
プレート内に均一に混入した透明粒子で構成されプレー
ト材料の屈折率とは違う屈折率を有する材料で作るもの
とする。これらのバルク拡散部材はプレートを通過する
光をすべての方向に対し均一に反射させ、従ってプレー
トの背面に延長されて設けられているマイクロレンズの
方向にも光を拡散させる。

本発明の好適実施例においてはフロント投影スクリーン
において透明プレート内に前述のバルク拡散部材を薄層
として設ける。かくするとプレートの厚さ全体に亘って
バルク拡散部材を分散させたスクリーンに比較して、ス
クリーン上にデイスプレィされる映像の解像度を上昇さ
せる利点を有する。

光拡散手段はプレートの前側面に設けてマイクロレンズ
構造を有し、該マイクロレンズ構造は、前記第１　直線
フレネル構造のフレネルファセッＩ・上の多数の円筒形
レンズでフレネルファセットと同一方向に展開している
円筒形レンズで構成する。

かくすることによりすなわちプレートの正面側にこれら
のレンズ構造を設けることによって、プレート内に設け
るバルク拡散部材の量を減少させたりあるいはこれを省
略することができる。プレート内にバルク拡散部材をよ
り少なく配置することにより観察映像の鮮明度が増加す
る。この実施例のバルク拡散部材は極めて象、激な光強
度の変化を減少させるために使用され、従って観視者の
目に対し決適な感じの光強度分布を構成する。バルクの
拡散部材はプレート内に薄層として設けることをよしと
する。

以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図はフロント投影スクリーン２０の垂直側断面図で
ある。主映像源は投影レンズ１０のみが示されているが
、それが映像ビーム１１を発出する。映像源は、例えば
普通のスライドやフィルムのプロジェクタでもよいが、
テレビやビデオ番組を赤、緑、青の３原色に対応する３
つの別々のプロジェクタで投影するものも適用できる。

もう一つの適用可能なプロジェクタの例は、ビデオやテ
レビの番組を映写するのに液晶変調器で光ビームを変調
したプロジェクタである。

映像ビーム１１は投影スクリーン２０で観客空間へと反
射し、そこには観視者１３がいる。反射光ビームは矢Ｅ
旧２で示されている。

スクリーンの設置方法は、前面に傾けることが好ましい
、すなわち上縁の方が下縁よりも観客空間に近づいてい
ることが好ましい。この配置によって、映像ビームの主
要な光線がスクリーンに対して、垂直にではなく下から
入射するときに起る台形ひずみ（ｋｅｙｓｔｏｎｅ　ｄ
ｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　）が修正される。この配置はさら
に、スクリーンに上方から入ってくる周囲光が、観客空
間へではなく主に下方へ反射するという利点もある。殆
どの周囲光は通常スクリーンや観客空間よりも高いとこ
ろにあるのだから。また、この配置では映像源は観客空
間よりも低い所に置く、そうすれば映像源からの光は主
に観客空間方向へ反射する。

フロント投影スクリーンは、その前面を２１とし、背面
を２５とする透明な素材のプレートをもつ。前面２１は
多数のフレネル・ファセット２２と立上り縁２３を具え
るフレネル構造をもつ。このファセットと立上り縁は水
平方向に図面の平面からは垂直に展開される。立上り縁
は透明プレート２０の平面に対しては大体垂直になって
いる。フレネル・ファセット２２はこのプレートの面に
対して鋭角をなし、この角度はプレート上で中心２４か
ら周縁へ行くに従って増加する。フレネル構造の中心２
４はプレート２０の中心より上方にある。こうするため
に対称フレネル構造をある距離だけ移動させるか、各フ
レネル・ファセットを一定の角度で傾ける。それによっ
て観客空間と映像源とが相互に上方に位置するときの補
正ができる。

第２図は、フロント投影スクリーンの横断面図である。

前面と同様に、背面でも直線フレネル構造は垂直方向に
、図面の平面に対しても垂直に展開される。このフレネ
ル構造はフレネル・ファセット２６と立上り縁２７とを
持つ。立上り縁２７はプレート２０の面に概ね垂直であ
る。ファセット２６はこの面に対し外側方向に角度が増
加する展開をなす。

ここに示す実施例ではフレネル構造の中心２８はスクリ
ーンの中心にある。

第３図は本発明の投影スクリーンの実施例の垂直断面を
側面から見た詳細である。映像源１０−ここには示され
ていない−からの光線１１１はプレート２０の前面のフ
ァセット２２の１つに入射する。この光線は次々とプレ
ートを通過して背面２５上の被覆鏡面で反射し、ファセ
ット２２の１つを経由して反射後、前面側に出てくる。

プレート２０に埋め込まれてプレート２０の素材とは異
なる屈折率をもつ透明素材の粒子２９を含むバルク拡散
部材がある。

このバルク拡散部材によって光線１１１は細い光とはな
らず、図中１１２と表示しである拡散光ビームとなる。

図の平面上でビーム１１２の平均的方向は、光線１１１
の入射角とファセット２２がプレート２０の平面となす
角度とによって定まる。光の拡散の程度はバルク拡散部
材の量により定まる。

光の拡散はバルク拡散部材によるばかりでなくファセッ
ト２２の表面あるいは背面２５の非平坦性によっても起
る。フロント投影スクリーンの実施例の１つではファセ
ット２２はマイクロレンズ１２２をもっている。第３図
の図面上の縦方向光拡散のためには、これらのレンズは
図の平面に対し直角方向に水平な円筒状のものとする。

またこれらのレンズはプレート２０上のフレネル・ファ
セット２２と一緒に配置される。光拡散用に円筒状レン
ズを使用することはバルク拡散部材に比して光拡散の角
度分布の制御がはるかに良好で、かつ観客空間外への拡
散を抑圧できるという利点がある。併しなからバルク拡
散部材を少量用いることは表面の非精密性を和らげるた
めに望ましい。マイクロレンズの構造は凸面を観客空間
に向けた凸円筒状でも、中空側を前面にした凹円筒状で
も、あるいは凸しンズの代りに凹レンズを用いたもので
もよい。観視者が見る投影された画面のコントラストを
よくするためには、フレネル構造の立上り縁２３は光を
よく吸収する、例えば黒いつや消し層とすることが望ま
しい。光線１１３で示される周囲光のスクリーンへの入
射の一部は縁の吸収層でさえぎられる。

映像源からの光は他の方向から来る周囲光に較べ立上り
縁２３にもっと平行にスクリーン上に入射されるから、
映像ビームの光より相対的にもっと多くの周囲光がさえ
ぎられ、コントラストが向上するのである。

第４図はコントラスト向上の更に進んだやり方を示す。

透明プレート２０の背面２５はくらび形（７字形）の刻
み目１２５をもつ。これらの刻み目はプレートの幅一杯
に、または一部分だけに展開する。

これらの刻み目の縁又は側壁に入射した映像ビームの光
はほぼ完全に縁で反射する。併し周囲光１１３は圧倒的
にある入射角で入ってくるのでスクリーンの背面の縁を
通って外へ出てしまう。光吸収素材１２６を刻み目１２
５の中に置き、縁を通り抜けた光を吸収してもよい。

第４図に示す実施例では、バルク拡散部材は透明プレー
ト２０内の薄い層１２９に置いである。このやり方でス
クリーン上に投影される映像の鮮明さが強められる。

第５図は本発明に係るフロント投影スクリーンの詳細の
断面平面図である。透明プレー）２０の背面のフレネル
・ファセット２６は図面の平面を横切って縦方向に展開
するマイクロレンズ構造１２６をもっている。ファセッ
トの背面は更に光を前面側に反射する層をもつ。マイク
ロレンズ構造は図面の平面上の水平面に入射光線を拡散
させる。

映像源からプレート２０を通過した光線１１１は背面で
反射して、水平面内で拡散するビーム１１２となってプ
レートから出て行く。プレート内に埋込まれたバルク拡
散部材もまた水平方向への光の拡散に貢献する。

フレネル構造の縁２７は透明であるか、又は光を吸収す
る、例えば黒のつや消し層をもつ。従ってこれらの縁に
入射した光は背面の縁を通って外へ出るか又はその縁で
吸収されてしまう。入射する映像ビームと周囲光に関し
て縁の向きがそれに適するようになっているので、その
結果縁に入射する周囲光の割合は縁２７に到達する映像
ビームの割合よりもかなり大きい。従って映像源からの
光に比して相対的に多くの周囲光がさえぎられることに
なり、観察される映像のコントラストはよくなる。

第６図は本発明に係るもう一つの実施例の水平断面図で
ある。光透過層３０は前面に平滑面３０ａをもち背面に
縦方向のカマボッ形レンズ列３２による刻み目をもつ。

各カマボッ形レンズは急な傾斜をもつ側壁部分３２ａと
頂上部分３２ｂとをもっている。

このレンズ列に隣接して層３３がある。これはレンズ列
３２の頂上部分３２ｂに非常に接近している光反射表面
３３ａをもつ。あるいはその代りに反射表面３３ａはレ
ンズ列と光学的に一対になっていてもよい。例えば頂上
部分に対して反射表面を固定するために接着剤を用いる
こともできる。この接着剤が光を透過させ、またその屈
折率が光透過層とはＺｊ− ぼ同じであるならばこの光学的一対比が可能である。レ
ンズ列３２の間の刻み目又は溝に置いた光吸収フィラメ
ント３５が黒被覆となる。

実際の操作では、光線Ａから光線りまでが映写する画像
又は周囲光源から層３０に入ってくる、そしてスネルの
法則に従って屈折する。周囲光を表す光線ＡとＢは投影
軸Ｐに対して傾斜した角度で入ってくる。光線Ａはカマ
ボッ形レンズの側壁に対して全反射のためには余りに小
さい角度で当るので、そこを通過してフィラメント３５
で吸収される。光線Ｂは全反射するのに十分な入射角で
カマボッ形レンズの側壁に達するが、その頂上部分に届
くには入射角が小さすぎる。そこで光線Ｂは隣りの側壁
を通過して表面３３ａで反射しフィラメント３５で吸収
される。

映写すべき画像からの光を表す光線Ｃ及びＤは投影軸Ｐ
に沿って層３０に入ってくる。その結果これらの光線は
かなり大きな入射角度でカマボッ形レンズの側壁に当り
、内部全反射して該レンズの頂上部分を通過して反射表
面３３ａに至り、そこで−　ｔ　４〜 反射して光線Ｅ及びＦとなって層３０に戻り、そこから
観客席の方へ屈折して行く。

光拡散粒子２９による散乱手段は観客席への光の広がり
、特に縦方向のそれに役立つものとなるだろう。

第７図は３つのカマボッ形レンズ素子の断面図を示し、
その各々は側面３４及び３６と上部の頂上面３８とをも
つ。側面３４．３６は直線でもよいが、外側に凸形の方
が好ましい、そしてその平均傾斜角θ及びθ′は映像源
からの直接光が内部全反射して頂上面３８に向うように
選定しておく。

通常は、側面３４．３６は鏡像、つまりカマボッ形レン
ズは対称形であろう。そのような場合はθ−θ′となる
。だがスクリーンの技巧としては対称形でないカマボッ
形レンズの用い方も知られている。この場合にもやはり
水平方向の光分布は対称形とすることができるので、そ
れには隣り合ったカマボッ形レンズをあべこべにする、
すなわち図で見られるようにθとθ′を互い違いにして
おけばよい。その他にも光の分布を望ましいもの−２６
＝ とするやり方はいろいろ可能である。

好ましい実施例では、カマボッ形レンズの底部幅Ｗと、
上部頂上面３８の幅Ｗ′の比はおよそ２：１から２０：
１の範囲にあるものとし、望むらくは最小でも３：１と
するのがよい。レンズの高さｈと底部幅Ｗとの比はおよ
そ１：２ないし６：１とするが、望ましいのは最小でも
２：３である。

高さと底部幅の比を６：１より大きくすることは可能だ
か不必要である。高さと底部幅の比を１：２より小さ（
すると効率を悪くする。底部幅と頂上部幅の比を２：１
より小さくすると周囲光の除去が劣化する、その理由は
背面の大きな部分に反射手段をもたせなければならず、
さもなければ効率が悪くなるからである。底部幅と頂上
部幅の比が２０：１より大きいと、光が極めて小域に集
中され、側壁面の形状を十分精確にすることが難しくな
る。

カマボッ形レンズの底部幅Ｗと上部頂上部３８の幅Ｗ′
との比および高さｈと底部幅Ｗとの比を決定するには、
光透過層の屈折率を考慮に入れなければならない。好ま
しい材料としてはポリメタクリル酸メチルがあり、その
屈折率は約１．５である。

その他の実用的な諸材料についても、この値は上述の比
率の範囲を逸脱するほどの違いはないであろう。

このようなフロン１〜投影スクリーンによる映像の明白
なコントラストは、光吸収素材、いわゆる黒被覆をカマ
ボッ形レンズの間に置いて周囲光の反射を減少させるこ
とにより増強される。黒被覆は第６図及び第７図に示さ
れている。第６図ではかような被覆を、可視光を吸収す
ることのできる黒いフィラメント又は糸をカマボッ形レ
ンズの間の刻み目又は溝４６に置き実現している。第７
図でばかような被覆を、溝４６の大部分にばらばらの黒
黴片４８を充填し、レンズ体３２の間、溝４６の上に被
膜５０を張ってこの微片を包むことにより実現している
。この充填材料の屈折率を適切に選定することによって
、内部全反射のための最大角が調整され、映像源から発
する光線と周囲光との選別を最適とすることができる。

かかる黒被覆の構造については米国特許第４，６０５，
２８３号に述べられている。

前述のように、このようなフロント投影スクリーンでは
投影レンズからの光の縦方向への分布を広げるために、
散乱手段を用いることもある。この散乱はスクリーンを
構成する屈折素材のバルクの特性によって効果を収める
こともできるし、あるいは面の表面のきめの粗さによっ
て達成することもできるし、薄層を重ね合せた散乱層で
もよいし、これらの方法の組合せでもよい。

散乱手段の代りに、主レンズ・アレイとは直角に縦方向
カマボッ形レンズ・アレイを用いて、縦方向の光の分布
を広げてもよい。このアレイの各構成因子の焦点距離は
透過層の厚さとは大巾に異なるものでなければならない
。このアレイは面３０ａの上にあってもよいし、層３０
に埋め込まれてもよいが、アレイの接触面で光力を保持
するような屈折率の変化があることが前提になる。この
目的のための屈折率の実際の変化は０．１又はそれ以上
がよいだろう。この程度の屈折率の変化をもつブラステ
ィックは、例えばアクリルのような一般のガラスの属の
中でもいろいろ知られている。

観客空間に戻っゼくる投影光の平均的方向を縦方向に制
ｊＭＩｄ　シたり、水平方向に彎曲しているスクリーン
に関連して投影光がスクリーンに当る角度を補償したり
するために、面３０ａの上に水平直線フレネル・レンズ
をも具備することが望ましい場合には、直線フレネル・
レンズのファセットの表面は、直線フレネル・レンズが
二重の目的すなわち光を縦方向に拡散させ併せて入射光
線又は投射光線の方向を制御するために、彎曲させるこ
とができる。このような彎曲は凸円筒形か凹円筒形がよ
い。

本発明によって作られるフロント投影スクリーンは様々
な製法で製造することができる、すなわち圧縮成形、射
出成形、押出し、熱間圧延、鋳造、光重合等々である。

かかるスクリーンは光学的に透明又は半透明な固体素材
すなわち無機ガラスとか各種のプラスティックで作るこ
とができる。好ましい素材はポリメタクリル酸メチルで
ある。前面の表面は耐久性をよくするためにコーティン
グしてもよい。

このスクリーンの設計の重要な一変形として、縦方向カ
マポロ形レンズ・アレイの代りに、直線カマボッ形レン
ズの断面に対応して水平垂直断面をもつ四面截頭ピラミ
ッドの二次元アレイとするものがある。ピラミッドの底
面は正方形である必要はないが、そうであっても差支え
ない、例えば垂直方向のピッチを狭くすれば垂直方向の
光の分布が水平方向に較べて狭くなるのである。第８図
にそのようなアレイ５８が示される、ここで截頭ピラミ
ッド６０は、側面６０ａと頂上面６０ｂをもち、黒被覆
６２が垂直、水平両方向のピラミッド６０の間にある。

ピラミッドを用いることにより黒被覆の有効領域が拡大
され、従って周囲光の中での展示画面のコントラストが
改善される。この変形は上方及び下方から顕著に来る周
囲光の吸収をとりわけ改善できる。

もし必要があるならば、第９図に示すように一体形スク
リーン８２の前面表面（観客が視る側の表面）にフレネ
ル・レンズ８０を導入することができる。かかるフレネ
ル・レンズは、スクリーンのあちらこちらで投影光線と
スクリーンの法線とがなす角の変化を補償するように設
計できる。これは投影距離が比較的短いときや投影スク
リーンが比較的大きいときに特に必要である。

投射した光がスクリーンに当る角度を補償するもう一つ
の方法は、スクリーンを観客席側からみて凹面に彎曲す
ることである。スクリーンをある方向に彎曲させ、もう
一つの方向に直線照準フレネル・レンズを用いることは
直角に入射する光線をかなり多くするという利点が高く
評価されよう、もうそうでなければスクリーンを球面に
変曲させることが唯一の方法で、これは実際問題として
達成することがしばしば困難であるから。第１０図には
このような配置が示されている、ここでは水平方向に向
いた直線フレネル・レンズ９２がスクリーン９０の前面
表面にあり、それは水平方向にのみ彎曲している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るフロント投影スクリーンの映像源
と観客空間との位置関係を示す側断面図、第２図は投影
スクリーンの横断面図、 第３図及び第４図は本発明に係る投影スクリーンの他の
実施例の垂直断面図、 第５図は第２図の更に詳細を示す部分図、第６図は本発
明のフロント投影スクリーンのさらに他の実施例の一部
分を示す横断面図、第７図は第６図と同様の断面図で、
スクリーンの好ましい実施例の一部分を示す図、 第８図は本発明の他の実施例でカマボッ形レンズを截頭
ピラミッド形としたものの斜視図、第９図は本発明の他
の実施例の断面図で前面の表面がフレネル・レンズのも
のを示す図、第１０図は本発明の他の実施例の斜視図で
、スクリーンが水平方向に彎曲し、その表面を水平方向
直線フレネル・レンズとしたものを示す図である。 ｑフ ｒＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、観客空間内で、映像源（１０）より映像ビーム（１
   １）として供給される映像を表示するフロント投影スク
   リーン（２０）であり、前面（２１）と背面（２５）を
   有するプレートを有し、このプレートは映像源よりの光
   を観客空間内に拡散させる拡散手段を有してなるフロン
   ト投影スクリーンにおいて、 該プレートを透明とし、プレートの背面に は第１及び第２ファセットを有するレリーフ構造を設け
   、該第１ファセットは平面とし、かつプレートの面にほ
   ぼ平行な方向とし、さらに反射手段を設け、第２ファセ
   ットは無反射状態とし、プレートの面に対し少なくとも
   ４５゜の角度に指向させたことを特徴とするフロント投
   影スクリーン。 ２、レリーフ構造はプレートの背面にレリーフ構造の第
   １ファセットを構成する平坦部と交互に位置する縦方向
   の刻み目を設け、これらの刻み目はレリーフ構造の第２
   ファセットを構成する側壁部を有する如くした請求項１
   記載のフロント投影スクリーン。 ３、レリーフ構造はフレネル構造を有し、このフレネル
   構造のフレネルファセット（２６）と立上りファセット
   （２７）により、それぞれレリーフ構造の第１及び第２
   ファセットを構成する如くした請求項１または２記載の
   フロント投影スクリーン。 ４、レリーフ構造が刻み目と第１ファセットを交互にし
   て構成したレンズ素子を有し、第１ファセットがこのレ
   ンズ素子の頂部を構成し、さらに該レンズ素子はその高
   さ対ベース幅比を約１：２と６：１の間とし、ベース幅
   対頂部幅比を約２：１ないし２０：１とした請求項２記
   載のフロント投影スクリーン。 ５、ほぼ直角な２つの方向にプレートを横切って刻み目
   を展開させ、第１ファセットが截頭ピラミッド形の頂部
   を構成し、該ピラミッドはほぼ矩形の底部と４つの側壁
   部とを有する如くした請求項２記載のフロント投影スク
   リーン。 ６、レリーフ構造の第２ファセットに光吸収材料を被着
   させた請求項１なしい５のいずれかに記載のフロント投
   影スクリーン。 ７、光吸収材料が黒色フィラメントを有する請求項６記
   載のフロント投影スクリーン。 ８、光吸収材料が黒色粒子を有する請求項６記載のフロ
   ント投影スクリーン。 ９、プレートはその前面に第１方向に展開する第１直線
   フレネル構造を有し、また前記第１方向と直角な方向に
   延びる第２直線フレネル構造をプレートの背面に有して
   なる請求項１ないし８のいずれかに記載のフロント投影
   スクリーン。 １０、前記第１フレネル構造の立上りファセットに光吸
   収材料を被着させた請求項９記載のフロント投影スクリ
   ーン。 １１、前記光拡散手段はプレートの後側面に設けた微小
   構造を有し、この微小構造は第１ファセット上に配置し
   、第１ファセットと同一方向に延長されている複数個の
   円筒形レンズを有する請求項１ないし１０のいずれかに
   記載のフロント投影スクリーン。 １２、光拡散手段は透明プレート内に組込んだバルク拡
   散部材を有する請求項１ないし１１のいずれかに記載の
   フロント投影スクリーン。 １３、バルク拡散部材を透明板内の薄層として設けた請
   求項１２記載のフロント投影スクリーン。 １４、光拡散手段はプレートの前側面に設けてマイクロ
   レンズ構造を有し、該マイクロレンズ構造は、前記第１
   直線フレネル構造のフレネルファセット上の多数の円筒
   形レンズでフレネルファセットと同一方向に展開してい
   る円筒形レンズで構成される請求項９または１０記載の
   フロント投影スクリーン。 １５、反射手段が、プレートの背面に隣接する鏡表面を
   有する外部層を有する請求項１ないし１４のいずれかに
   記載のフロント投影スクリーン。