JPH03184035A - 背面投影スクリーン - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は投影装置に使用される背面投影スクリーンに
関するものである。

〔従来の技術〕

透光性のスクリーンにその背面側から光画像を投影して
このスクリーン投影画像をスクリーン表面側から観察さ
せる背面投影型プロジェクタ等の投影装置に使用される
背面投影スクリーンとして、その観察面つまりスクリー
ン表面に、多数のレンズ単位が連続するレンチキュラー
レンズを形成したものが知られている。このレンチキュ
ラーレンズを形成した背面投影スクリーンは、その背面
側から入射して表面側に出射する光を、スクリーン表面
においてレンチキュラーレンズにより拡散させるように
したもので、このスクリーンは、平面スクリーンに比べ
て投影画像の視野角が大きいという利点をもっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、表面にレンチキュラーレンズを形成した背面
投影スクリーンとしては、従来、頂部をレンズ部とし両
側の傾斜面をスクリーン背面側からの入射光を前記レン
ズ部に向けて反射させる全反射面としたレンズ単位が連
続するレンチキュラ−レンズをスクリーン表面に形成し
たものが知られているが、従来の背面投影スクリーンは
、そのレンチキュラーレンズの各レンズ単位の両側の全
反射面を直線状の傾斜面としているために、この全反射
面によってレンズ部に向けて反射された光のうち、レン
ズ部のレンズ面に対して全反射角に近い角度で入射する
光が、レンズ面でスクリーン背面方向に反射されること
になり、そのために光のロスが多くて画面が暗くなると
いう問題をもっていた。

この発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、背面側から入射し
て表面側に出射する光をスクリーン表面のレンチキュラ
ーレンズにより拡散させて視野角を大きくするようにし
たものでありながら、レンチキュラーレンズの各レンズ
単位の全反射面でレンズ部に向けて反射される光をロス
なくスクリーン表面側に透過させて画面を明るくするこ
とができる背面投影スクリーンを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 この発明は、スクリーン表面に、頂部をレンズ部とし両
側面を全反射面とした多数のレンズ単位が連続するレン
チキュラーレンズを形成してなり、かつ前記レンチキュ
ラーレンズの各レンズ単位のレンズ部に、このレンズ単
位の両側の全反射面とそれぞれ対向する直線面を形成す
るとともに、前記全反射面を、スクリーン背面側からの
入射光を前記直線面に向けて反射集光させる彎曲面とし
たことを特徴とするものである。

〔作用〕

すなわち、この発明の背面投影スクリーンは、背面側か
ら入射して表面側に出射する光を拡散させるレンチキュ
ラーレンズの各レンズ単位の両側の全反射面を上記のよ
うな彎曲面とすることにより、この全反射面で反射され
る光を全てレンズ部に形成した直線面に向けて集光させ
るようにしたものであり、前記直線面は上記全反射面と
対向しているために、全反射面で反射されて直線面に入
射する光は反射されることなくこの直線面を透過するか
ら、この背面投影スクリーンによれば、レンチキュラー
レンズの各レンズ単位の全反射面でレンズ部に向けて反
射される光をロスなくスクリーン表面側に透過させて画
面を明るくすることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図および第２図を参照
して説明する。

第１図は背面投影スクリーンの一部分を示したもので、
１はアクリル樹脂等の透明樹脂シートからなるスクリー
ン本体であり、その表面つまり観察面には、全面にわた
ってレンチキュラーレンズ２が一体に形成されている。

なお、この背面投影スクリーンは、透明樹脂シートの加
熱プレスまたは、透明樹脂の押出し成形あるいは射出成
形により製造されたものである。

上記レンチキュラーレンズ２は、微小中の直線状レンズ
単位３．３を多数本連続させて平行に形成したもので、
各レンズ単位３，３は、例えばその巾（基部の最大中）
Ｗが１．２ｍｍ、高さｈが０．６７５■の寸法とされて
いる。この各レンズ単位３．３は、その頂部をレンズ部
４とし、両側面を全反射面５．５としたもので、その頂
部のレンズ部５は、その中央部を凹入させて、この凹入
部の底面を凸レンズ面４ａ、両側面を前記全反射面５゜
５とそれぞれ対向する傾斜直線面４ｂ、４ｂとするとと
もに、前記凹入部の両側に、レンズ部中央側を頂点とす
る凸レンズ状の非球面レンズ面４ｃ。

４Ｃを形成し、さらにレンズ部両側縁部に、レンズ部外
側縁を頂点とする凸レンズ面４ｄ、４ｄを形成した形状
となっている。なお、前記レンズ部中央の凸レンズ面４
ａの巾ΔＷは０．０７−−、この凸レンズ面４ａの曲率
半径は０．０５ｍｍであり、また、前記非球面レンズ面
４ｃ、４ｃは１０次式により表わされる非球面とされ、
両側縁部の凸レンズ面４ｄ、４ｄの曲率半径Ｒは０．１
ｍｍとされている。

また、各レンズ単位３，３の両側の全反射面５゜５は、
スクリーンの背面側から入射する平行光を前記レンズ部
４の中央の直線面４ｂ、４ｂに向けて反射集光させる放
物面に形成されており、この放物面は、その焦点を前記
直線面４ｂ、４ｂ上に結ぶような曲面（この実施例では
ｙ　ｍ　Ｏ，４ｘ２で表わされる曲面）とされている。

さらにこの全反射面５，５の上端側は、全反射面５．５
よりも急角度で立上る直線状立上り面５ａとされている
。この立上り面５ａ、５ａは、スクリーンの背面側から
入射する平行光を前記レンズ部４の両側の凸レンズ面４
ｄ、４ｄに向けて反射させるもので、この立上り面５ａ
、５ａの高さつまり全反射面５の放物面部の上端からレ
ンズ単位３の頂部（凸レンズ面４ｄの側縁）までの距離
Δｈは約０．２１５ｍｍとされ、またこの立上り面５ａ
、５ａのスクリーン本体１面に対する立上り角度θａは
約７０°とされている。

第２図は上記レンチキュラーレンズ２の１つのレンズ単
位３の光拡散状態を示したもので、スクリーンの背面側
からレンズ単位３に入射した平行光のうち、直接レンズ
単位頂部のレンズ部４を透過する光は、図示のようにこ
のレンズ部４の各レンズ面４ａ、４ｃ、４ｄにより屈折
拡散される。

また、レンズ単位３の両側の放物面状全反射面５゜５に
入射した平行光は、この全反射面５．５によりレンズ部
４の中央部に形成した凸レンズ面４ａの両側の直線面４
ｂ、４ｂに向けて反射集光され、この直線面４ｂ、４ｂ
を透過して図示のように屈折拡散される。さらに全反射
面５，５の上端側の立上り面５ａ、５ａに入射した平行
光は、この立上り面５ａ、５ａによりレンズ部４の両側
縁部に形成した凸レンズ面４ｄ、４ｄに向けて反射され
、この凸レンズ面４ｄ、４ｄを透過して図示のように屈
折拡散される。

しかして、この背面投影スクリーンにおいては、その背
面側から入射して表面側に出射する光を拡散させるレン
チキュラーレンズ２の各レンズ単位３．３の両側の全反
射面５，５を上記のような放物面とすることにより、こ
の全反射面５．５で反射される光を全てレンズ部４の中
央部に形成した直線面４ｂ、４ｂに集光させるようにす
るとともに、前記直線面４ｂ、４ｂを全反射面５．５と
対向させているから、全反射面５，５で反射されて直線
面４ｂ、４ｂに入射する光は反射されることなくこの直
線面４ｂ、４ｂを透過するとになり、したがってこの背
面投影スクリーンによれば、各レンズ単位３．３の全反
射面５，５でレンズ部４に向けて反射される光をロスな
くスクリーン表面側に透過させて画面を明るくすること
ができる。

なお、この実施例において放物面状全反射面５゜５を前
記直線面４ｂ、４ｂ上に焦点を結ぶような曲面としたの
は、放物面状全反射面５，５で反射された光の直線面４
ｂ、４ｂでの拡散角度を最も大きくするためである。ま
た、スクリーンに背面側から入射した平行光のうち、前
記直線面４ｂ。

４ｂに入射した光は、この直線面４ｂの傾斜角度によっ
ては直線面４ｂで非球面レンズ面４Ｃ側に反射され、さ
らに非球面レンズ面４Ｃへの入射角によってはこの非球
面レンズ面４Ｃでスクリーン背面側に反射されるが、前
記直線面４ｂ、４ｂの巾（高さ）はかなり小さいために
、この直線面４ｂ、４ｂでの光反射による光のロスは僅
かであり、この光のロスに比べれば、全反射面５，５か
らの反射光を全て直線面４ｂ、４ｂからスクリーン表面
側に透過させられ、るという効果の方が格段に大きいか
ら、前記直線面４ｂ、４ｂによる光のロスは無視するこ
とができる。さらに上記実施例では、直線面４ｂ、４ｂ
の間に凸レンズ面４ａを形成しているために、スクリー
ンを真正面から見たときに直線面４ｂ、４ｂ部分が入射
平行光の反射により暗くなるのを、凸レンズ面４ａでの
光拡散によって補うことができる。

しかも、上記実施例では、レンチキュラーレンズ２のレ
ンズ単位３，３の両側の全反射面５．５の上端側に、全
反射面５，５よりも急角度で立上る直線状立上り面５ａ
、５ａを形成しているから、全反射面５，５の上端を直
接レンズ部４につないだ場合のように、全反射面の上端
近くからレンズ部４の側縁部付近に向けて反射される光
がレンズ部４のレンズ面にその全反射角方向から入射し
てこのレンズ面でスクリーン背面方向に反射されること
はなく、シたがってレンズ部４の両側縁部付近でも光の
ロスを生じることはない。またこの実施例では、レンチ
キュラーレンズ２のレンズ単位３．３のレンズ部４の中
央部と両側縁部との間の部分を、球面レンズよりも光の
拡散角度が大きい非球面レンズ面４ｃ、４ｃとしている
から、スクリーン表面において光を広範囲に拡散させて
視野角を大きくすることができる。

なお、背面投影型プロジェクタ等の投影装置には、画像
を拡大せずにスクリーンに投影する原寸画像投影型もの
と、画像を投影レンズにより拡大してスクリーンに投影
する拡大画像投影型のものとがあり、さらにいずれの投
影装置にも、スクリーン面に対して垂直な方向から画像
を投影する垂直投影方式のものと、スクリーン面に対し
て斜め方向から画像を投影する斜め投影方式のものとが
あるが、原寸画像投影型でかつ垂直投影方式の投影装置
の場合は、投影源からの投影光がスクリーン面に対して
垂直な平行光であるから、この光をそのままスクリーン
に入射させてやればよい。また、原寸画像投影型であっ
ても斜め投影方式の場合は、投影源からの光（平行光）
がスクリーン面に対して斜め方向から入射するし、また
拡大画像投影型の投影装置の場合は、投影源からの光が
拡がりながらスクリーン入射するが、この場合には、ス
クリーンの背面側に投影源からの光を屈折させてスクリ
ーン面に垂直な平行光とするフレネルレンズを配置する
か、あるいは上記フレネルレンズをスクリーンの背面に
一体に形成して、投影源からの光を上記フレネルレンズ
を通してスクリーンに入射させてやればよく、さらに拡
大画像投影型でかつ斜め投影方式の場合は、スクリーン
の背面側に、拡がりながら入射する光を平行光とするフ
レネルレンズと、光の方向をスクリーン面に対して垂直
にするフレネルレンズとを配置して（ただし一方のフレ
ネルレンズはスクリーンの背面に形成してもよい）、投
影源からの光をスクリーン面に対して垂直な平行光にし
てスクリーンに入射させてやればよい。これは、後述す
る他の実施例においても同様である。

第３図および第４図はこの発明の他の実施例を示したも
ので、この実施例は、レンチキュラーレンズ２の各レン
ズ単位３．３のレンズ部４．４を、上記実施例と同様に
中央部に凸レンズ面４ａおよび直線面４ｂ、４ｂを形成
し、両側に凸レンズ状の非球面レンズ面４ｃ、４ｃを形
成するとともに、両側縁部に凸レンズ面４ｄ、４ｄを形
成した形状とし、さらに各レンズ単位３．３の両側の全
反射面５．５を、スクリーンの背面側から入射する平行
光をレンズ部中央の直線面４ｂ、４ｂに向けて反射集光
させる放物面に形成するとともに、この全反射面５．５
の上端側に、全反射面５．５の傾斜角よりも急角度で立
上る直線状立上り面５ａを形成したもので、この実施例
では上記立上り面５ａ、５ａを、スクリーン本体１面に
対してほぼ垂直に立上る垂直面とするとともに、レンズ
部両側の凸レンズ面４ｄ、４ｄの外側縁側をほぼ水平に
延長させて、前記立上り面５ａ、５ａとほぼ直角な水平
面４ｅ、４ｅを形成している。なお、この実施例におけ
るレンズ単位３．３の各部の寸法ｗ、ｈ、　ΔＷ、Δｈ
、Ｒは上記実施例と同じである。

この実施例の背面投影スクリーンも、その背面側から入
射してスクリーンを透過する光を、スクリーン表面のレ
ンチキュラーレンズ２により第４図に示すように拡散さ
せるもので、レンズ単位３゜３のレンズ部４のうち、各
レンズ面４ａ、４ｃ。

４ｄを透過する光は図示のように屈折拡散され、外側縁
の水平面４ｅ、４ｅを透過する光は、スクリーンの材質
（例えばアクリル樹脂）と空気との光屈折率の差によっ
て屈折される。しかして、この実施例においても、各レ
ンズ単位３．３の全反射面５，５でレンズ部４に向けて
反射される光をロスなくスクリーン表面側に透過させて
画面を明るくすることができるし、また、レンズ単位３
゜３の全反射面５，５の上端側に、はぼ垂直な立上り面
５ａ、５ａを形成しているから、レンズ部４の側縁部付
近における光のロスもなくすことができる。なお、全反
射面５，５の上端側の立上り面５ａ、５ａは、スクリー
ンの成形における型抜きの関係で完全な垂直面とするこ
とができないために、この立上り面５ａ、５ａは僅かな
がら傾いており、したがってスクリーンの背面側から立
上り面５ａ、５ａに向かって入射した平行光はこの立上
り面５ａ、５ａで反射されてレンズ部４の両側縁部付近
に入射するが、上記立上り面５ａ、５ａで反射された光
はレンズ部両側縁部の水平面４ｅ。

４ｅに入射してこの水平面４ｅ、４ｅを透過するから、
立上り面５ａ、５ａで反射されてレンズ部４の側縁部付
近に入射した光がレンズ面で反射されて光のロスを生じ
ることはない。

なお、上記実施例では、レンチキュラーレンズ２の各レ
ンズ単位３，３の両側の全反射面５，５を放物面として
いるが、この全反射面５．５は、スクリーン背面側から
の入射光をレンズ部中央の直線面４ｂ、４ｂに向けて反
射集光させるものであれば、例えば楕円面等の彎曲面と
してもよい。

また上記実施例では、スクリーンをアクリル樹脂等の透
明樹脂で形成しているが、この背面投影スクリーンは、
光拡散微粒子を混入させた透明樹脂や、−面に光拡散層
を形成した透明樹脂シートで形成してもよい。

〔発明の効果〕

この発明の背面投影スクリーンは、背面側から入射して
表面側に出射する光を拡散させるレンチキュラーレンズ
の各レンズ単位のレンズ部に、このレンズ単位の両側の
全反射面とそれぞれ対向する直線面を形成するとともに
、前記全反射面を、スクリーン背面側からの入射光を前
記直線面に向けて反射集光させる彎曲面としたものであ
るから、レンチキュラーレンズの各レンズ単位の全反射
面でレンズ部に向けて反射される光をロスなくスクリー
ン表面側に透過させて画面を明るくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す背面投
影スクリーンの一部分の斜視図および１つのレンズ単位
の光拡散状態図、第３図および第４図はこの発明の他の
実施例を示す背面投影スクリーンの一部分の斜視図およ
び１つのレンズ単位の光拡散状態図である。 １・・・スクリーン本体、２・・・レンチキュラーレン
ズ、 ３・・・レンズ単位、 ４・・・レンズ部、 ｂ・・・直線 面、 ５・・・全反射面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 背面側から投影される光画像を表面側から観察させる背
   面投影スクリーンであって、スクリーン表面に、頂部を
   レンズ部とし両側面を全反射面とした多数のレンズ単位
   が連続するレンチキュラーレンズを形成してなり、かつ
   前記レンチキュラーレンズの各レンズ単位のレンズ部に
   、このレンズ単位の両側の全反射面とそれぞれ対向する
   直線面を形成するとともに、前記全反射面を、スクリー
   ン背面側からの入射光を前記直線面に向けて反射集光さ
   せる彎曲面としたことを特徴とする背面投影スクリーン
   。