JPH08278560A - 反射型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】左右に広く、上下に狭い範囲に反射する特性を
有するレンチキュラースクリーンの提供。 【構成】レンチキュラー板の平坦面に反射面が設けら
れ、シリンドリカルレンズの並設された側より投影・観
察する反射型スクリーンにおいて、シリンドリカルレン
ズを上下方向に並設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の投影機器に対し
て、被投影側に配置される映写用スクリーン（反射型ス
クリーン）に関する。

【０００２】

【従来の技術】会議や映写会などにおいて、ＯＨＰ（オ
ーバーヘッドプロジェクタ）や、１６ｍｍや８ｍｍフィ
ルムを用いる映写機などの機器が用いられていると共
に、近年のビデオプロジェクタの普及により一般家庭に
おいてもホームシアターと称して映画などを映写にて鑑
賞する機会が多くなってきている。

【０００３】これらの機器に対して被投影側に配置され
るスクリーンとしては、従来から以下に例示するものが
あり、用途に応じて選択されて使用されていた。

【０００４】ホワイトスクリーン：軟質ＰＶＣ（ポリ
塩化ビニル）製であり、反射面として白色のＰＶＣが使
用されている。その表面にエンボス加工が施されている
ものもある。

【０００５】シルバースクリーン：反射面が白色では
なく、銀色であり、のホワイトスクリーンより明るい
投影画像が得られる。軟質の白色ＰＶＣシートなどの上
にシルバーインキを塗布したものである。

【０００６】高輝度スクリーン：軟質のＰＶＣシート
などの上にアルミ蒸着層（蒸着フィルム）を設けたり、
アルミ板そのものを反射面としたものであって、、
、の内で一番明るい投影画像が得られる。

【０００７】ビーズスクリーン：軟質の白色ＰＶＣシ
ートなどの上に、０．１ｍｍφ程度のガラスビーズが一
面に均一に散布・接着されている。前記ビーズのレンズ
機能によって、反射光に再帰性を持たせて、光源（プロ
ジェクタ）側への反射光量を多くすることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１は上記のスクリー
ンそれぞれの反射特性を示していて、図中ａはスクリー
ン、ｂは映写機などの投影装置である。そして観察者は
投影装置ｂの周りにいるものとする。

【０００９】（Ａ）においては、、、のスクリー
ンの反射特性を表していて、図に示すように鏡面反射が
主になるため、特にスクリーンａの周縁部では、観察者
の方向に戻る光が少なく、観察者側からスクリーンａ全
体を見たとき、スクリーンａの中心部が明るく、周縁部
では暗いものとなっている。これは、投影装置の投影角
度が大きいほど、そしてスクリーンへの投影範囲が大き
ければ大きいほど顕著に現れてくるものである。特に家
庭用として用いられるビデオプロジェクタなどの機器で
は投影角度が大きく、また投影範囲も大きいことから、
前述した特徴が現れ易い。

【００１０】（Ｂ）においては、のスクリーンの反射
特性を表していて、図に示すように、再帰性反射による
ため上述した問題は生じない。観察者にとって投影装置
のレンズのワイド化（投影角度の拡大）や投影面の拡大
に関係無く、投影面全体が明るい状態の画像を得ること
ができる。しかし、ビーズスクリーンは生産性が低い上
に維持管理においても種々の問題がある。

【００１１】すなわち、良好な再帰性を得るためには、
微小な透明ビーズを精度良く無数に配置する必要がある
が、この作業が煩雑なためにコストダウンが困難であ
り、スクリーンの大型化にも対応し難い。また、高い反
射率を維持するためにはスクリーン表面を常に綺麗にし
ておく必要があるが、塵埃などが付着し易い上に凹凸が
あるため清掃が困難であり、布などで強引に拭き取ろう
とすると、ビーズがスクリーンから脱落して、再帰性が
低下する原因となる。

【００１２】上記した点から（Ｃ）に示すスクリーンａ
が案出できる。すなわち、（Ｃ）は、〜のスクリー
ンにおいて、表面にレンチキュラー板を配して、のビ
ーズスクリーンと同様に再帰性反射を持たせるようにし
たものである。

【００１３】この場合、レンチキュラー板のシリンドリ
カルレンズの並列方向は、左右方向（投影装置から左右
に広がる光に対して再帰性を持たせるようにする場合）
とするのが一般的である。これは、レンチキュラー板の
レンズ機能によって、観察者の両眼（左右に配置されて
いる）にそれぞれ異なる画像を視覚させて、立体的な画
像表示を行なうことや、左右方向の視点移動に伴って絵
柄の変化する画像表示を行なうことが、レンチキュラー
板の標準的な使用方法だからである。

【００１４】このように、〜のスクリーンにレンチ
キュラー板を付加することのみによって比較的容易に提
供される（Ｃ）のスクリーン（以下、レンチキュラース
クリーンと称する）でも、ビーズスクリーンに近い特性
を持たせるようにすることができる。

【００１５】レンチキュラースクリーンは、 （１）米国特許４，２３２，９３９号 （２）特開平４−２０４９２７号公報 などに例示される。

【００１６】従来のレンチキュラースクリーンは、何れ
もシリンドリカルレンズを左右方向に並列させており、
レンチキュラー板によって左右方向に再帰反射性を持た
せる設計となっている。

【００１７】左右のみならず上下方向にも再帰反射性を
持たせるためには、上記した（２）のように、レンチキ
ュラー板とは別の構成（シリンドリカルレンズと直交す
るＶ字状溝の並列集合体）を利用しなければならない。

【００１８】レンチキュラースクリーンの用い方とし
て、左右方向に複数の観察者が並んでいる状況での使用
を想定した場合、全ての観察者に対して同等な強度の反
射光を供するようにしなくてはならないが、左右方向に
再帰反射性を持たせると、スクリーンの正面（プロジェ
クタ近傍位置）の観察者は明るい投影画像が観察できる
が、その他の（左右端部の）観察者は暗い投影画像しか
観察できない。

【００１９】また、レンチキュラー板の光学特性に依存
して、適視領域が飛び飛びになってしまい、左右の観察
者毎に（または、同一観察者であっても、右眼と左眼と
で）見え方が異なってしまうという問題がある。前記特
性を以下に説明する。

【００２０】レンチキュラー板を通して平坦面を視覚す
る際には、図２に示すように主ローブ（ローブ；火線の
束）による視覚の場合（すなわち、正面視）と、副ロー
ブ、副々ローブなどによる斜め方向からの視覚の場合と
がある。図２において、ａは主ローブによる視覚位置、
ｂは副ローブによる視覚位置、ｃは副々ローブによる視
覚位置である。すなわち、ａ〜ｃは連続しているわけで
はなく、レンズの収差などに依存して、適視領域が飛び
飛びに存在する。

【００２１】本発明は、適視領域の点での制約を受け
ず、下記のような使用に適したレンチキュラースクリー
ンを提供することを目的とする。

【００２２】すなわち、左右方向には、厳格な再帰反射
性が要求されず、むしろ広い視野角を持って広範囲に渡
って投影光を反射させることが要求されるような場合に
用いられるスクリーンであって、再帰反射性は上下方向
で要求される場合である。

【００２３】実際、観察者の顔の位置は複数人の場合、
左右に並ぶことが多く、上下に並ぶことは極めて少な
い。すなわち、投影装置から照射された光を有効に反射
させ、観察者側にとって少しでも明るい画像を得られる
スクリーンとするには、反射特性として左右に広く上下
に狭く反射する特性が実際的なものとなる。この場合、
上下方向の再帰反射性は、各観察者の観察姿勢や体格差
に応じたばらつきの範囲内でのものが要求されることに
なる。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
考慮してなされたもので、レンチキュラー板のシリンド
リカルレンズ（半円柱状凸レンズ）を上下方向に並設さ
せて用いる。

【００２５】すなわち、請求項１の発明は、レンチキュ
ラー板の平坦面に反射面が設けられ、シリンドリカルレ
ンズの並設された側より投影・観察する反射型スクリー
ンにおいて、シリンドリカルレンズが上下方向に並設さ
れていることを特徴とする。

【００２６】請求項２の発明は、レンチキュラー板をシ
リンドリカルレンズの並設方向に通る切断線で切断した
際に、各レンズを構成する弧が描く断面形状が、前記レ
ンズの谷部を連ねる方向にｙ軸，ｙ軸に垂直に各シリン
ドリカルレンズのピッチ中心を通る方向にｘ軸，とｘ−
ｙ座標を設定した場合（図３参照）に、ｙ＝±√（Ａ−
Ｂｘ² ）で表せられ、シリンドリカルレンズの厚さｄ
が、 1.5 ×（１／ｎ）×√（Ａ／Ｂ）≦ｄ≦3.0 ×（１／
ｎ）×√（Ａ／Ｂ） （Ａ，Ｂは定数であり、ｎはシリンドリカルレンズの屈
折率）で表せられる構成の請求項１記載の反射型スクリ
ーンである。

【００２７】

【実施例】材料として、アクリル樹脂（ｎ＝１．４９）
を用い、シリンドリカルレンズとして、半径ｒの円弧の
一部を半円柱状凸レンズの側面とするレンチキュラー板
を作製する。

【００２８】この時の、断面形状を表す数式は、ｙ＝±
√（ｒ² −ｘ² ）で表せられる。

【００２９】シリンドリカルレンズの厚さｄは、Ａ＝ｒ
² ，Ｂ＝１であるので、 1.5 ×（１／1.49）×ｒ≦ｄ≦3.0 ×（１／1.49）×ｒ すなわち、1.0067×ｒ≦ｄ≦2.0134×ｒとなる。

【００３０】シリンドリカルレンズのピッチは、ｒ×√
２の値とする。

【００３１】レンチキュラー板の平坦面には、Ａｌ箔を
ラミネート形成するか、Ａｌペーストインキを塗布形成
するなどして反射面とし、ｄ／ｒ（厚さ／曲率）を変更
した本実施例のスクリーンについて、ｄ／ｒと主ローブ
での垂直視野角、およびｄ／ｒとコントラストとの関係
を示すグラフを、図４に示す。

【００３２】反射特性を表すには二つの数値が使われて
いる。一つは、反射光の強さを表すスクリーンゲイン
（ＳＧ）であり、角度０°（正面）における反射光の強
さで表される。もう一つは、半値角と言われ、ＳＧ値／
２となる角度で表される。

【００３３】図４では、横軸がｄ／ｒ（厚さ／半径）で
あり、縦軸が垂直方向の視野角度またはコントラスト
（スクリーン上の、白輝度／黒輝度）である。

【００３４】右下がりの勾配の２本のグラフが、ＳＧ値
／２とＳＧ値／３が、それぞれについてｄ／ｒとの対応
関係を示し、左下がりの勾配のグラフが、コントラスト
とｄ／ｒとの対応関係を示す。

【００３５】同図より、ｄ／ｒが大きくなると、明視領
域が狭くなり、コントラストが向上することがわかる。
ｄ／ｒを制御することにより、上下方向に視野角（再帰
性）を制御できると共に、コントラストをも制御でき
る。

【００３６】従って、視野角とコントラストとのバラン
スを（用途に応じて適切に）設定することができる。

【００３７】標準的と言われているスクリーンの反射特
性は、 左右の反射角＝２×上下の反射角 である。

【００３８】本実施例では、シリンドリカルレンズの断
面形状として、半径ｒの真円の弧の一部を利用したが、
それに限らず、ＡやＢを変更することによって、レンチ
キュラー板の光学特性を適宜変更しても良いことは言う
までもない。

【００３９】断面形状を真円によらないものとすること
で、レンズの球面収差が解消され、副ローブ・副々ロー
ブにおいても光の収束性が改善されて、適視領域を広く
することもできる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
左右方向の適視領域の点での制約を受けないレンチキュ
ラースクリーンが提供された。すなわち、反射特性とし
て左右に広く上下に狭く反射する実際的な特性としたこ
とによって、投影装置から照射された光を有効に反射さ
せ、観察者側にとって明るい画像を得られるスクリーン
が得られた。

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】既存の各種スクリーンの反射特性を示す説明
図。

【図２】レンチキュラー板に対して、主ローブ、副ロー
ブ、副々ローブそれぞれによる視覚状態を示す説明図。

【図３】シリンドリカルレンズの断面形状を示す説明
図。

【図４】本発明のスクリーンについて、反射特性を示す
グラフ。

【符号の説明】

ａ（図１）…スクリーン ｂ（図１）…投影装置 ａ（図２）…主ローブによる視覚位置 ｂ（図２）…副ローブによる視覚位置 ｃ（図２）…副々ローブによる視覚位置 （Ａ）…鏡面反射特性 （Ｂ）…再帰反射特性 （Ｃ）…再帰反射特性

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンチキュラー板の平坦面に反射面が設け
   られ、シリンドリカルレンズの並設された側より投影・
   観察する反射型スクリーンにおいて、 シリンドリカルレンズが上下方向に並設されていること
   を特徴とする反射型スクリーン。
2. 【請求項２】レンチキュラー板をシリンドリカルレンズ
   の並設方向に通る切断線で切断した際に、各レンズを構
   成する弧が描く断面形状が、前記レンズの谷部を連ねる
   方向にｙ軸，ｙ軸に垂直に各シリンドリカルレンズのピ
   ッチ中心を通る方向にｘ軸，とｘ−ｙ座標を設定した場
   合に、 ｙ＝±√（Ａ−Ｂｘ² ）で表せられ、 シリンドリカルレンズの厚さｄが、 1.5 ×（１／ｎ）×√（Ａ／Ｂ）≦ｄ≦3.0 ×（１／
   ｎ）×√（Ａ／Ｂ） （Ａ，Ｂは定数であり、ｎはシリンドリカルレンズの屈
   折率）で表せられる構成の請求項１記載の反射型スクリ
   ーン。