JPH05232582A - スクリーン用レンチキュラーレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本願発明のレンチキュラーレンズは、レンチキュラ−の
斜面部において全反射された光が該斜面部の反対側の斜
面部あるいは山部頂面から出射するように、該斜面部を
曲面で形成されているスクリーン用レンチキュラーレン
ズであり、輝線の発生しない高視野角を有する投射面が
得られるものであり、プロジェクターテレビなどの投射
スクリーンに使用され得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオプロジェクタ−
用の透過型スクリ−ンに用いるレンチキュラ−レンズに
関する。

【０００２】

【従来の技術】透過型の投影スクリーンは、ビデオプロ
ジェクター用ディスプレイ等の投影面として用いられて
いるが、その視野角度を大きくする等その光透過特性に
ついて各種の検討がなされている。そしてこのような目
的を達成するための手段の一つとして、微小な円筒レン
ズを連続的に多数形成したレンチキュラーレンズを単独
あるいは他のレンズまたは拡散板と組合せて使用されて
いる。

【０００３】このレンチキュラーレンズは、前述したよ
うに入射光を拡散させるのに効果があり、垂直方向に微
小な円筒レンズを連続的に多数形成したものは水平方向
に光を拡散させ、水平方向に微小な円筒レンズを形成し
たものは垂直方向に光を拡散させる機能を有している。
またこのレンチキュラーレンズをスクリーンとして用い
る際レンズ面を入射光線側即ち光源側に向けた場合と、
出射側即ち観察者側に向けた場合とでは、それぞれ最大
拡散角度を限定され、光源側に向けた場合の方が観察者
側に向けた場合に比して拡散角度を大きくすることがで
きることが知られている。しかしながら一般にこの種の
レンチキュラーレンズによる光の拡散はその角度が狭
く、中心から３０゜を超える箇所で急激に明るさが低下
するという難点を有している。

【０００４】このような難点を解決するために、特開昭
５７−２０７２３５号公報に、山部と谷部が連設されて
なるスクリーン用レンチキュラーレンズであって、媒体
の斜面部に入射した光線がこの斜面部で全反射した後に
山部頂面を透過するように斜面部に全反射面を形成され
るともに、上記山部頂面が凹面状に形成されたスクリー
ン用レンチキュラーレンズが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】しかし、特開昭５７
−２０７２３５号公報に提案されるレンチキュラーレン
ズにおいては、全反射面と作用する斜面部が平面状全反
射面であることにより、次のような問題点が生じた。 （１）全反射面を平面にした場合、バランス良く光を広
げるのが困難。 （２）全反射した光が全反射面から出射する場合、輝線
となってしまう。つまり集中し て同じ角度へ多
量の出射光が生じる。 本願発明の目的はレンチキュラーレンズに入射した光を
バランス良く広げ、かつ輝線の生じないような投影面を
得ることにある。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明者は上述の状況
に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至
った。すなわち本発明の要旨とするところは、山部と谷
部が連設されてなるスクリ−ン用レンチキュラ−レンズ
であって、該レンチキュラ−の斜面部において全反射さ
れた光が該斜面部の反対側の斜面部あるいは山部頂面か
ら出射するように、該斜面部を曲面で形成すると共に、
上記山部頂面を凸あるいは凹の曲面状にしたことを特徴
とするスクリ−ン用レンチキュラ−レンズにある。

【０００７】本願発明の最大の特徴は、レンチキュラ−
の斜面部において全反射された光が該斜面部の反対側の
斜面部あるいは山部頂面から出射するように、該斜面部
を曲面で形成する点にあり、そうすることによって得ら
れるスクリーン用レンチキュラーレンズは上記の目的を
達成できるのである。

【０００８】図１は本発明のレンチキュラーレンズの一
つの形態を示す投影側から見た斜視図である。図２は図
１のレンチキュラーレンズの断面平面図である。これら
の図において、（１）が山部、（２）が谷部であり、山
部（１）と谷部（２）とが交互に順次連設されている。
そして山部（１）と谷部（２）との間の斜面部（３）に
は、この部分に入射した光線が全反射した後に反対側の
斜面部あるいは山部頂面から出射するように、曲面状の
全反射面が形成されている。また山部頂面（１ａ）は凸
状でも凹状のどちらの形状でもかまわず、目的に応じて
適宜決められるものである。なお、図中（４）はレンズ
面とは反対側の反対面である。この形状を図３に基づい
てさらに詳しく説明すると、これは本発明のレンチキュ
ラーレンズの１片を拡大したもので、山部（１）の頂面
（１ａ）は凹面状に、傾斜部は上部角７８゜、下部角６
６゜の放物曲面の全反射面が形成されている。このよう
なスクリーン用レンチキュラーレンズに対し、反対面
（４）から平行な光が入射すると、図３に示すように、
山部（１）に相当する部分（Ｂ）に入射した光は媒体内
を直進し、頂面（１ａ）のレンズ状の凹面で屈折し拡散
する。この際斜面部（３）に入射した光すなわち（Ａ）
または（Ａ’）の部分の光は、それぞれ斜面部によって
全反射され、山部（１）の頂面（１ａ）および反射され
た斜面の反対側の斜面部（３）より出射する。斜面部の
曲面は凹状でも凸状でも全反射できる形状であれば問題
ない。

【０００９】一方山部頂面（１ａ）の形状は、適宜目的
によって決められるもので、図２および図４に示すよう
に、凹面状また凸面状のどちらでもかまわないが、この
頂面に到達した光がこの面で全反射しないことが好まし
い。

【００１０】本発明においては谷部底面に図５に示すよ
うにレンズ面を形成させてもよい。図５について説明す
ると、上述した山部（１）、谷部（２）および傾斜部
（３）からなるスクリーン用レンチキュラーレンズにお
いて、谷部にレンズ部（２ａ）を形成させたものであ
る。すなわち図５に示すように谷部（２）の底面にレン
ズ面（２ａ）を形成したので、山部頂面（１）の部分
（Ｂ）に入射する光および傾斜部（３）の部分（Ａ）、
（Ａ’）に入射する光は、上述した先の例と同様に拡散
することとなるがさらにレンズ面（２ａ）により入射し
た光が屈折されて拡散することとなる。このレンズ面
（２ａ）は図示したように凸レンズ面でもよいが、図６
に示すように凹レンズ面であってもよい。また観察側と
なるレンチキュラー面に外光光線が照射されると、これ
が画像のコントラストを低下することになる。これを防
止するため、図７に示すように全反射面（３）において
光が出射しない部分に外光の反射を防止する光吸収層
（５）を形成することによって各レンチキュラーレンズ
が対面する画像のコントラストを高めることができる。
本発明に係るレンチキュラーレンズは、上記したよう
に、一方のレンズ面の構成によって、高い拡散特性が得
られるので、これを単独で使用してもかまわないが、媒
体に光線が入射する側の面（６）をさらに組合せて利用
することも可能である。このような観点からすると、こ
の面（６）を平滑な面とすることなく、これを微細な凹
凸面としてもよく、あるいはその他のレンズ面としても
よい。例えば、フレネルレンズ面や垂直方向に光を拡散
させるレンチキュラーレンズ面等などが挙げられる。

【００１１】次に投射される光線について説明すると、
図３に示すように山部頂面（１ａ）に相当する範囲の光
は頂面（１ａ）より（Ｂ）の範囲に拡散され、傾斜部
（３）で全反射され山部頂面（１ａ）から出射される光
は（Ａ）の範囲に拡散され、また傾斜部（３）で全反射
され反対側の傾斜部より出射する光は（Ａ）の範囲に拡
散される。なお拡散の程度は、レンチキュラーレンズの
ピッチと山部（１）の高さ、頂面および傾斜面の形状等
により種々選択できるものであるが、例えばピッチとし
ては０．３ｍ〜１．５ｍｍ程度、山部の高さは０．３〜
２ｍｍ程度とするのがよい。

【００１２】本発明のレンチキュラーレンズに使用する
媒体としては、光学特性および成形加工性の点からアク
リル系樹脂が好ましいが、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、スチレン系樹脂等が
用いることができる。これらの樹脂は、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レン
チキュラーレンズとなし得る。

【００１３】本発明に係るレンチキュラーレンズの光拡
散性を一層向上させるためには、媒体に別の拡散手段を
講じるとよい。この拡散手段としては、媒体を構成する
合成樹脂にＳｉＯ2、ＣａＣＯ3、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ3、
ＢａＳＯ4、ＺｎＯ、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起こさ
ない拡散物質の１種まてゃ２種以上の添加物を媒体中に
一様に混入分散分布させるか、またはこれらの拡散物質
を含む層を形成するか、あるいは入射面および／または
山部に微細な凹凸面を形成してもよい。

【００１４】

【実施例】屈折率ｎ＝１．４９のアクリル樹脂に拡散剤
としてＳｉＯ2を混入して得た厚み２ｍｍのアクリル樹
脂板を用い、この樹脂板を熱プレス成形して、本発明品
として図３に示すような形態と比較品として図８に示す
ような形態の２種類のレンチキュラーレンズを作成し
た。得られたレンチキュラーレンズを三菱電機製４０イ
ンチプロジェクションテレビにフレネルレンズとともに
取り付けて、画面全体を観察したところ、本発明のもの
は、比較品に比べて輝線のない明るさの均一な画面が得
られた。またゲイン−θカーブは図９（ａ）および
（ｂ）のようになり、本発明品では輝線が発生していな
いのがわかる。また本発明品ではゲイン２．７、αH：
３３゜、βH：４０゜で、比較品ではゲイン２．７、α
H：２５、βH：３６となり、本発明品が比較品に比べて
αH値、βH値ともに高く、カラーバランスもよくなっ
た。

【００１５】

【発明の効果】本発明のレンチキュラーレンズは輝線の
発生しない高視野角を有する投射面が得られるものであ
り、プロジェクターテレビなどの投射スクリーンに使用
され得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンチキュラーレンズの投影面側から
みた斜視図である。

【図２】図１のレンズの断面平面図である。

【図３】図１における光の拡散状態を説明する説明図で
ある。

【図４】山部頂面が凸面となっている本発明品の断面平
面図である。

【図５】谷部にレンズ部を有する本発明品の光の拡散状
態を説明する説明図である。

【図６】谷部のレンズ部が凹面を形成している本発明品
の断面平面図である。

【図７】光吸収層を形成した本発明品の断面平面図であ
る。

【図８】傾斜部が平面であるレンチキュラーレンズの断
面平面図である。

【図９】本発明品および比較品のゲイン−θカーブであ
る。

【符号の説明】

（１） 山部 （１ａ） 山部頂面 （２） 谷部 （２ａ） 谷部レンズ部 （３） 傾斜部 （４） 反対面 （５） 光吸収層 （６） 入射面 Ａ 傾斜部で反射される光が入射する部分 Ａ’ 傾斜部で反射される光が入射する部分 Ｂ 山部頂面に屈折することなしに直接達する光
が入射する部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 山部と谷部が連設されてなるスクリ−ン
   用レンチキュラ−レンズであって、該レンチキュラ−の
   斜面部において全反射された光が該斜面部の反対側の斜
   面部および山部頂面から出射するように、該斜面部を曲
   面で形成すると共に、上記山部頂面を凸あるいは凹の曲
   面状にしたことを特徴とするスクリ−ン用レンチキュラ
   −レンズ。
2. 【請求項２】 谷部に凸あるいは凹曲面のレンズ面を形
   成したことを特徴とする請求項１記載のスクリ−ン用レ
   ンチキュラ−レンズ。