JPH08227106A - 背面投射型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型のスクリーンにおいても容易に製造する
ことができ、種々の光学設計のバリエーションを可能と
することができる背面投射型スクリーンを提供する。 【構成】 ２枚のリニアフレネルレンズシート２、３を
双方のフレネルレンズ列４が交差するように組合せて光
源側に配置し、観察側にレンチキュラーレンズシート１
を配置した背面投射型スクリーン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロジェクションテレ
ビやマイクロフィルムリーダー等の画面として用いられ
る背面投射型スクリーンに関するものであり、さらに詳
しくは、大型のスクリーンにおいても容易に製造がで
き、種々の光学設計のバリエーションをとることができ
る背面投射型スクリーンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクションテレビ等において使用
される背面投射型スクリーンは、投影光を拡散して画面
の明るさおよび均一性が得られるように、また斜め方向
から観察した場合でもある程度の明るい像が観察できる
ように、光源側にフレネルレンズシートを、観察側にレ
ンチキュラーレンズシートを配置した構成となってい
る。フレネルレンズシートは、光源から入射した光線を
観察者の方向に向け、画面の四隅周辺が暗くならないよ
うにしている。また、レンチキュラーレンズシートは、
３管式のプロジェクターから入射した赤、緑、青の３色
（ＲＧＢ）の光のミキシングを行いカラーユニフォーミ
ティーを与えるとともに、水平方向へ光線を拡散させ水
平視野角を広げている。このようなフレネルレンズシー
トやレンチキュラーレンズシートは、（メタ）アクリル
樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成
樹脂を用いて、押出成形、鋳込成形、射出成形、切削加
工法、熱プレス成形あるいは活性エネルギー線硬化型樹
脂を用いる方法等によって製造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、プロジェクショ
ンデレビやその他の投影装置の開発により、展示会等の
種々の分野での大型プロジェクションテレビの使用が増
加しており、１００インチ以上の大型の背面投射型スク
リーンの需要が増加する傾向にある。しかし、１００イ
ンチ以上の大型のスクリーンを、上記のような方法で量
産することは困難であった。特に、フレネルレンズシー
トは、同心円状の多数のレンズ単位が形成されたサーキ
ュラーフレネルレンズが使用されており、その製造でき
る大きさには限度があり、１００インチを超えるような
大型のサーキュラーフレネルレンズシートを容易に製造
することは困難であった。

【０００４】また、サーキュラーフレネルレンズシート
では、垂直方向と水平方向の焦点距離を変化させること
ができず、光学設計のバリエーションに限界があった。
例えば、プロジェクションテレビのコンパクト化に伴
い、光源の投射距離を短くすることが要求されてきてい
る。光源の投射距離を短くすると、フレネルレンズシー
トの周辺部、特に長手方向となる水平方向の周辺部での
光線の入射が急角度となり全反射が起こりやすくなり、
これを防止するために周辺部のフレネルレンズの傾斜角
を緩やかにすると、垂直方向および水平方向でのフレネ
ルレンズシートの焦点距離も長くなってくる。しかし、
垂直方向の指向性（拡散性）は、水平方向に比べると非
常に狭くなっており、垂直方向の焦点距離が長くなると
ホットバンドやシースルー等の現象が顕著に目立ってく
るようになる。このような場合には、水平方向と垂直方
向の焦点距離を変化させるような光学設計を行うことが
できれば、このような問題は容易に解決できるが、サー
キュラーフレネルレンズシートでは対応できなかった。
そこで、本発明の目的は、大型のスクリーンにおいても
容易に製造ができ、種々の光学設計のバリエーションを
とることができる背面投射型スクリーンを提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
技術の有する問題点を鑑み、フレネルレンズシートの構
成について鋭意検討を行った結果、本発明に到達したも
のである。すなわち、本発明の背面投射型スクリーン
は、光源側に配置され、２枚のリニアフレネルレンズシ
ートを双方のフレネルレンズ列が交差するように組合さ
れてなるフレネルレンズシートと、観察側に配置された
レンチキュラーレンズシートから構成されることを特徴
とするものである。

【０００６】本発明の背面投射型スクリーンは、図１に
示したように、２枚のリニアフレネルレンズシート２、
３を、互いのフレネルレンズ列が交差するように組合せ
たフレネルレンズシートを光源側に配置するとともに、
レンチキュラーレンズシート１を観察側に配置すること
によって構成される。本発明のリニアフレネルレンズシ
ートは、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オ
レフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂あ
るいはこれらの混合樹脂等の光透過性の良い樹脂から構
成されており、鋳込み成形法、射出成形法、熱プレス成
形法、押出成形法、切削加工法あるいは活性エネルギー
線硬化型樹脂を用いる方法等の通常使用されている方法
によって容易に製造することができる。特に、１００イ
ンチ以上の大型のスクリーンに使用されるフレネルレン
ズシートにおいても、サーキュラーフレネルレンズと比
較して単純なパターンであるリニアフレネルレンズ形状
であるため、押出成形法や切削加工法等の方法によっ
て、容易に大型サイズまで製造することができる。ま
た、リニアフレネルレンズシートの厚さは、特に限定さ
れるものではないが、界面反射によるフレアー光での多
重像を軽減する観点から、薄い方が好ましい。

【０００７】リニアフレネルレンズシートに形成される
リニアフレネルレンズは、図２に示したように、多数の
直線状のフレネルレンズ列４が並列して形成され、１個
のフレネル中心５を形成するものである。リニアフレネ
ルレンズシートに形成されるフレネル中心５は、通常は
リニアフレネルレンズシートの中央に形成されるが、装
置の設置位置や観察場所による集光位置を調整する等の
目的で、その位置をずらして偏心させて形成することも
できる。また、本発明のリニアフレネルレンズシート
は、製造上の制限等がある場合には、図３に示したよう
に、複数のリニアフレネルレンズシートを接合あるいは
接着して一体化させたものであってもよい。この場合、
フレネルレンズ列方向と同じ方向を接合面として接合す
ることが、接合部の幅を最小限に抑えることができ、溶
剤等がレンズ溝に沿って流れ込み接合部近傍のレンズ部
が汚染されることがなく好ましい。フレネルレンズ列方
向と直交方向を接合面として接合する必要がある場合に
は、予め接合部近傍部分にシリコーン樹脂等のシーリン
グ剤でシーリングを施した状態で溶剤等を用いて接合を
行い、溶剤等のレンズ溝への流れ込みによる接合部近傍
のレンズ部の汚染を防ぐ必要がある。この場合において
も、接合する相互のリニアフレネルレンズシートのレン
ズの位置合わせは、サーキュラーフレネルレンズシート
同志を接合する場合よりも容易に行うことができる。

【０００８】本発明のレンチキュラーレンズシート１
は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフ
ィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂あるい
はこれらの混合樹脂等の光透過性の良い合成樹脂から構
成されており、押出成形法、鋳込み成形法、射出成形
法、熱プレス成形法、切削加工法あるいは活性エネルギ
ー線硬化法等の通常使用されている方法によって製造さ
れる。レンチキュラーレンズシート１に形成されるレン
チキュラーレンズのレンズ形状は、特に限定されるもの
ではなく、通常使用されている断面半円状、断面半楕円
状等の断面円弧状レンチキュラーレンズの形状が使用で
きる。また、レンチキュラーレンズシート１としては、
出射面あるいは入射面のいずれか一方にレンチキュラー
レンズが形成された片面レンシキュラーレンズシート、
出射面および入射面の両方にレンチキュラーレンズが形
成された両面レンチキュラーレンズシートが使用でき
る。さらに、レンチキュラーレンズシート１の観察側の
面には、画像のコントラストを向上させる目的で、レン
チキュラーレンズの光不透過部にブラックストライプを
形成することもできる。

【０００９】本発明においては、垂直方向の視野角を広
げたり、フレネルレンズとレンチキュラーレンズによる
モアレ現象の発生や写り込み等を抑制する目的で、レン
チキュラーレンズシート１あるいはリニアフレネルレン
ズシート２、３の少なくとも一つに０．１〜３重量％程
度の範囲で少量の光拡散剤を混入させるてもよい。光拡
散剤としては、特に限定されるものではなく公知の拡散
剤が使用でき、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸
バリウム、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、カラス等
の無機系微粒子、架橋ポリマー等の有機系微粒子等が挙
げられる。また、光拡散剤を混入する変わりに、あるい
はこれと併用して、光拡散剤を混入する光拡散剤層を形
成してもよいし、水平方向のマイクロレンチキュラーレ
ンズ面や微細な凹凸面を形成してもよい。さらに、光拡
散剤の他に、ティント剤、波長別吸収剤、難燃剤、光安
定剤、耐熱劣化防止剤等の添加剤を必要に応じて添加す
ることができる。

【００１０】本発明の背面投射型スクリーンは、上記の
ようなリニアフレネルレンズシートとレンチキュラーレ
ンズシートを、図１に示したように、２枚のリニアフレ
ネルレンズシート２、３を互いのフレネルレンズ列が交
差するように組合せて光源側に配置し、レンチキュラー
レンズシート１を観察側に配置することによって構成さ
れる。２枚のリニアフレネルレンズシート２、３の配列
は、特に限定されるものではないが、光源側に配置する
リニアフレネルレンズシート３として、そのフレネルレ
ンズ列がレンチキュラーレンズシート１のレンズ列と同
一方向となるもの（縦方向リニアフレネルレンズシー
ト）を使用し、レンチキュラーレンズシート１側に配置
するリニアフレネルレンズシート２として、そのフレネ
ルレンズ列がレンチキュラーレンズシート１のレンズ列
と直交するもの（横方向リニアフレネルレンズシート）
を使用することが、フレネルレンズとレンチキュラーレ
ンズによるモアレ現象を抑止できる観点から好ましい。

【００１１】また、本発明の背面投射型スクリーンにお
いては、２枚のリニアフレネルレンズシートの各々のフ
レネルレンズの傾斜角、形状、ピッチ等を独立して設定
することができるため、水平方向と垂直方向の焦点距離
に異方性を持たせること等が可能となり、種々の光学設
計を容易に行うこともできる。例えば、光源の投射距離
を短くした場合に起こるホットバンドやシースルー等の
現象に対しては、図４に示したように、垂直方向の焦点
距離を変化させることなく、縦方向リニアフレネルレン
ズシートのみのフレネルレンズの傾斜角を緩やかにし
て、ホットバンドやシースルー等の現象を顕著化させる
ことなく、周辺部での全反射を防止することができる。
また、光源の投射距離が短い場合に限らず、ホットバン
ドやシースルー等の現象が顕著な場合には、横方向リニ
アフレネルレンズシートのみのフレネルレンズの傾斜角
を調節して垂直方向のみの焦点距離を短くすることによ
って、水平方向での画像特性を損なうことなく、ホット
バンドやシースルー等の現象を軽減させることができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。 実施例１ 焦点距離１０００ｍｍ、ピッチ０．５ｍｍで、中央にフ
レネル中心を有するリニアフレネルレンズを形成した３
０４８ｍｍ×２２８６ｍｍのポリカーボネート樹脂製リ
ニアフレネルレンズシートを２枚作成した。一方、ピッ
チ０．７ｍｍのレンチキュラーレンズを形成した３０４
８ｍｍ×２２８６ｍｍのポリカーボネート樹脂製の両面
レンチキュラーレンズシートを作成した。

【００１３】得られた２枚のリニアフレネルレンズシー
トとレンチキュラーレンズシートを、光源側から縦方向
リニアフレネルレンズシート、横方向リニアフレネルレ
ンズシート、レンチキュラーレンズシートの順となるよ
うに配置して背面投射型スクリーンを作成した。この背
面投射型スクリーンを用いて、１５０インチの背面投射
型スクリーン装置を組立てた。この背面投射型スクリー
ン装置を用いて映像を投影したところ、モアレ現象がな
く、全体に均一な明るさの優れた画像が得られた。

【００１４】実施例２ 焦点距離１０００ｍｍ、ピッチ０．３ｍｍで、中央にフ
レネル中心５を有するリニアフレネルレンズを形成した
１０１６ｍｍ×２２８６ｍｍのアクリル樹脂製リニアフ
レネルレンズシート２枚と、焦点距離１０００ｍｍ、ピ
ッチ０．３ｍｍで、前記フレネル中心５を有するリニア
フレネルレンズシートの左右に位置して連続したリニア
フレネルレンズを形成するリニアフレネルレンズを形成
した１０１６ｍｍ×２２８６ｍｍのアクリル樹脂製リニ
アフレネルレンズシート４枚を作成した。得られた６枚
のリニアフレネルレンズシートを溶剤接着により接合し
て、３０４８ｍｍ×２２８６ｍｍのリニアフレネルレン
ズシートを２枚作成した。

【００１５】一方、ピッチ０．４２ｍｍのレンチキュラ
ーレンズを形成した１０１６ｍｍ×２２８６ｍｍのポリ
カーボネート樹脂製の両面レンチキュラーレンズシート
を３枚作成した。得られた３枚の両面レンチキュラーレ
ンズシートを溶剤接着により接合して、３０４８ｍｍ×
２２８６ｍｍの両面レンチキュラーレンズシートを作成
した。得られた２枚のリニアフレネルレンズシートとレ
ンチキュラーレンズシートを、光源側から縦方向リニア
フレネルレンズシート、横方向リニアフレネルレンズシ
ート、レンチキュラーレンズシートの順となるように配
置して背面投射型スクリーンを作成した。この背面投射
型スクリーンを用いて、１５０インチの背面投射型スク
リーン装置を組立てた。この背面投射型スクリーン装置
を用いて映像を投影したところ、リニアフレネルレンズ
シートの接合部も目立たず、モアレ現象のない、画面全
体が均一で明るい優れた画像が得られた。

【００１６】実施例３ 焦点距離１０００ｍｍ、ピッチ０．５ｍｍで、中央にフ
レネル中心５を有するリニアフレネルレンズを形成した
３０４８ｍｍ×２２８６ｍｍのポリカーボネート樹脂製
の縦方向リニアフレネルレンズシートを作成した。ま
た、焦点距離７００ｍｍ、ピッチ０．５ｍｍで、中央に
フレネル中心５を有するリニアフレネルレンズを形成し
た３０４８ｍｍ×２２８６ｍｍのポリカーボネート樹脂
製の横方向リニアフレネルレンズシートを作成した。一
方、ピッチ０．７ｍｍのレンチキュラーレンズを形成し
た３０４８ｍｍ×２２８６ｍｍのアクリル樹脂製の両面
レンチキュラーレンズシートを作成した。

【００１７】得られた縦方向および横方向のリニアフレ
ネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートを、光
源側から縦方向リニアフレネルレンズシート、横方向リ
ニアフレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシー
トの順となるように配置して、背面投射型スクリーンを
作成した。この背面投射型スクリーンを用いて、１５０
インチの背面投射型マルチスクリーン装置を組立てた。
この背面投射型マルチスクリーン装置を用いて映像を投
影したところ、モアレ現象がなく、画面全体が均一で明
るく、ホットバンド現象のない優れた画像が得られた。

【００１８】

【発明の効果】本発明の背面投射型スクリーンは、２枚
のリニアフレネルレンズシートを双方のフレネルレンズ
列が交差するように組合わせて使用することにより、大
型のスクリーンにおいても容易に製造することができ、
種々の光学設計のバリエーションを可能とすることがで
きたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の背面投射型スクリーンの構成の概略を
示す斜視図である。

【図２】本発明のリニアフレネルレンズシートの概略を
示す断面図である。

【図３】本発明の接合リニアフレネルレンズシートの概
略を示す断面図である。

【図４】本発明の背面投射型スクリーンの光学特性を示
す概略図である。

【符号の説明】

１ レンチキュラーレンズシート ２ 横方向リニアフレネルレンズシート ３ 縦方向リニアフレネルレンズシート ４ フレネルレンズ列 ５ フレネル中心 ６ 接合部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源側に配置され、２枚のリニアフレネ
   ルレンズシートを双方のフレネルレンズ列が交差するよ
   うに組合されてなるフレネルレンズシートと、観察側に
   配置されたレンチキュラーレンズシートから構成される
   ことを特徴とする背面投射型スクリーン。
2. 【請求項２】 垂直方向の焦点距離と水平方向の焦点距
   離が異なることを特徴とする請求項１記載の背面投射型
   スクリーン。