JPH10500227A - レンチキュラー前表面を有するフロント投写スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明フロント投写スクリーンは前部分と後部分とからなり、前部分が前表面レンチキュラーレンズアレーを有するとともに、前及び後表面間に拡散領域を形成する光散乱粒子を含み、且つ後部分が前記拡散領域から離れて位置する光反射表面を有している。使用時には、投写光の入射光線が拡散領域、拡散領域と反射表面との間のスペースを横断し、次いで反射されて再びこれらの領域を横断する。従って、光線は拡散領域の異なる区域を異なる方向に横断し、光線が少なくとも一つの光散乱粒子に遭遇する確率が増大するので、スペックルの発生が減少する。

Description

【発明の詳細な説明】 レンチキュラー前表面を有するフロント投写スクリーン 本発明はフロント投写スクリーン、特にレンチキュラー前表面を有するフロ ント投写スクリーンに関するものである。 ビデオイメージ再生用に好適なＬＣＤ（液晶ディスプレイ）及びＤＭＤ（デフ ォーマブルミラーデバイス）のような小形のディスプレイデバイスの開発に伴い 、これらのイメージを投写する小口径の投写光学系及び投写されたイメージを広 い観察角に亘って適度なコントラストで表示するフロント投写スクリーンが必要 とされている。 種々のフロント投写スクリーンが既知であり、これらのスクリーンは後表面レ ンチキュラーレンズアレー又はリニアフレネルレンズアレーを、イメージを客席 に拡散させる光散乱粒子と一緒に使用している。例えば、米国特許第４，７６７ ，１８６号及び同第４，９１１，５２９号を参照されたい。これらのスクリーン はレンズ素子間に光吸収区域を用いて周囲光を吸収し、イメージコントラストを 向上させている。 このような小口径システムが遭遇する一つの問題は、光が光散乱粒子に遭遇し ないでスクリーンを通過し、スクリーン上に明るいスポットをランダムに発生す る現象、即ちシンチレーション又はスペックルとして既知の現象を発生しうる。 このようなシンチレーション又はスペックルはデフィニションを低減するととも に視聴者の注意を散漫にするため望ましくないこと明らかである。 従って、本発明の目的は、シンチレーション又はスペックルの発生を低減した フロント投写スクリーンを提供することにある。 本発明においては、フロント投写スクリーンを前部分と後部分で構成し、前部 分はその前表面にレンチキュラーレンズアレーを有するとともに光散乱粒子を含 んで前部分の前表面から前部分の厚さの少なくとも一部分に亘って延在する拡散 領域を形成し、且つ後部分は前記拡散領域から離れて位置する光反射表面を有す るものとする。使用時には、投写光の入射光線が拡散領域、拡散領域と反射表面 との間のスペースを横断し、次いで反射されて再びこれらの領域を横断する。従 って、光線は拡散領域の異なる区域を異なる方向に横断し、光線が少なくとも一 つの光散乱粒子に遭遇する確率が増大するので、スペックルの発生が減少する。 ここでは、”レンチキュラーレンズアレー”とはスクリーンを一方向に長さ方 向に延在するとともに横方向にレンズ輪郭を有する互いに平行な細長レンズ素子 又はレンチキュラのアレーを意味する。 拡散領域は前部分の後表面まで、例えば前表面から前部分の全厚を横切って後 表面まで延在させ、後部分により拡散領域と反射表面との間のスペースを与える ようにすることができる。その代わりに、拡散領域を前部分の後表面から離間さ せ、例えば前表面近くに制限し、拡散領域と前部分の後表面との間の残部領域を 拡散領域と反射表面との間のスペーサ領域として作用させるようにすることもで きる。この場合には反射表面は前部分の後表面に位置させることができる。 更に、前部分の後表面により第１のレンチキュラーレンズアレーに平行であっ て、第１アレーの各レンチキュラーレンズ素子又は各レンチキュラと対応するレ ンチキュラを有する第２のレンチキュラーレンズアレーを形成することもできる 。 本発明の他の実施例においては、前及び／又は後レンチキュラーアレーを急勾 配側壁を有するレンチキュラで構成して、これらのレンチキュラに入射する光の 少なくとも若干部分が側壁で内部に全反射され、レンチキュラの先端領域に集中 されるようにする。この全反射（ＴＩＲ）については上述した米国特許第４，７ ６７，１８６号及び同第４，９６４，６９５号に詳細に記載されているので、こ れらを参照されたい。 上述の実施例及び変形例の何れにおいても、前及び／又は後レンチキュラーレ ンズアレーのレンチキュラ間に光吸収材料のパターン又はマトリクスを存在させ て周囲光の存在下で表示されるイメージのコントラストを向上させることができ る。 本発明を図面に示す複数個の特定の実施例につき以下に更に詳細に説明する。 図面において、 図１は前レンチキュラーアレー、該アレーと関連する光吸収構造及びバルク拡 散体を有する前部分と、リア反射表面を有する後部分を有する本発明スクリーン の一実施例の概略断面図であり、 図２は前部分が後レンチキュラーレンズアレーも有する点を除いて図１に示す ものと同様の本発明スクリーンの他の実施例の概略断面図であり、 図３は拡散領域を前表面近くに制限した点を除いて図１に示すものと同様の本 発明のスクリーンの更に他の実施例の概略断面図であり、 図４は前部分が後レンチキュラーレンズアレーも有する点を除いて図３に示す ものと同様の本発明スクリーンの更に他の実施例の概略断面図であり、 図５は反射層がリアレンチキュラーアレーの輪郭に追従している点を除いて図 ４に示すものと同様のスクリーンの概略断面図であり、 図６は反射層を後レンチキュラーアレーの先端部に制限した点を除いて図５に 示すものと同様のスクリーンの概略断面図であり、 図７はスペーサ領域を前部分に存在させた点を除いて図２に示すものと同様の スクリーンの概略断面図であり、 図８はスペーサ層がない点を除いて図２に示すものと同様のフロント投写スク リーンの概略断面図であり、 図９は光吸収構造が後レンチキュラーレンズアレーと関連している点を除いて 図２に示すものと同様のフロント投写スクリーンの概略断面図である。 図１において、スクリーン１０は前部分１２と後部分１４からなる。ポリメチ ルメタクリレートのような透光性材料からなる前部分１２はスクリーンを長さ方 向に横切って延在する互いに平行な個々のレンチキュラからなるレンチキュラー レンズアレー１７を構成する前表面を有する。図１は長さ方向と直交する方向の 断面図であり、レンチキュラの輪郭を示す。前表面はレンチキュラ間を延在する 突条１８とこれらの突条の上の光吸収層２０とを含む光吸収構造も有している。 この吸収層２０は比較的大きな角度でスクリーンに衝突する光（例えば周囲光） の大部分を吸収するが小角度でスクリーンに衝突する光（例えば投写光）の小部 分を吸収するのみである。 前部分１２はこの部分の本体中に分散させた光散乱粒子を有し、拡散領域２２ を構成する。 スクリーン１０の後部分１４はガラスのような透光性材料からなるスペーサ２ ４と、光反射表面２８を形成する層２６とからなる。層２６は銀又はアルミニウ ムのような任意の適当な鏡形成材料で形成することができる。 スペーサ層２４の機能は拡散領域２２と反射表面２８との間にスペースを与え ることにある。このようにすると、入射光線２９は拡散領域２２を通過し、次い でスペーサ層２４を通過し、次いで反射され、スクリーンを出る前に再びこれら の層を通過する。この構成は図８に示すフロント投写スクリーンの場合よりスペ ックルの発生を著しく減少する。 図２は、スクリーン３０の前部分３２が後表面にも第２レンチキュラーアレー ５０を有する点を除いて図１の実施例と同様の本発明の他の実施例を示す。この レンチキュラーアレー５０も長さ方向に延在する互いに平行な個々のレンチキュ ラからなり、各レンチキュラは前表面の対応するレンチキュラに対向している。 従って、前アレー及び後アレーのピッチ（アレーの隣接するレンチキュラの対応 部分間の間隔）は同一であるが、第２アレーのレンチキュラの輪郭は第１アレー のレンチキュラの輪郭と相違させてもよい。 図１の実施例と同様に、光線５２はバルク拡散領域４２を２度横断し、２度目 の横断はスペーサ層４４の通過及び表面４８からの反射後であり、図８のスクリ ーンの場合よりスペックルの発生が著しく減少する。 図３は、スクリーン６０の光散乱粒子が前部分６２の前表面近くに制限され、 且つ後部分６４が層７４からなり、前部分６２との界面に光反射表面７６を形成 する点を除いて図１の実施例と同様の本発明の更に他の実施例を示す。この構成 では、図１のスペーサ層２４が前部分６２内の光散乱粒子を含まないスペーサ領 域７８と置き換えられている。この場合には、スクリーンに入射する光線７９は 拡散領域７２及びスペーサ領域７８を横断し、次いで表面７６から反射されて再 びスペーサ領域７８及び拡散領域７２を横断するので、図８のスクリーンと比較 してスペックルの発生が減少する。 図３の実施例では、層７４は前部分の機械的支持体を与えるためにかなり厚い ものとすることができ、また例えば前部分の後表面上に被覆した又は蒸着した材 料の比較的薄い層とすることもできる。 図４は、スクリーン８０の前部分８２が図２のレンチキュラー表面５０と同様 の第２のレンチキュラー表面８４を有する点を除いて図３の実施例と同様の本発 明の更に他の実施例を示す。この実施例では、入射光線８６は拡散領域８８、次 いでスペーサ領域９０を横断し、次いで表面９２から反射され、次いでスクリー ン８０から出る前に再びスペーサ領域９０及び拡散領域８８を横断するので、図 ８のスクリーンと比較してスッペクルの発生が減少する。 図５及び図６は図４の実施例の２つの変形例を示す。図５では、スクリーン１ ００は図４の前部分８２と同様の前部分１０２と、第２レンチキュラー表面１１ ０の輪郭に一致した反射表面１０８を形成する材料の層１０６のみからなる後部 分１０４とからなる。層１０６は、例えば銀又はアルミニウムの蒸着層とするこ とができる。本例では、スクリーン１００に入射する光線１１２が拡散領域１１ ４及びスペーサ領域１１６を横断し、表面１０８で反射され、次いでスクリーン を出る前に再びスペーサ領域１１６及び拡散領域１１４を横断するので、図８の スクリーンと比較してスペックルの発生が減少する。 図６では、スクリーン２００は前部分１０２と同様の前部分２０２と、第２レ ンチキュラー表面２１０のレンチキュラ２２０の先端部分２１２に制限された材 料２０６の個別の層に減縮された後部分２０４とからなる。材料２０６は、例え ばマスクを経て蒸着した、又はレンチキュラより遥に大きい直径を有するローラ のようなアプリケータにより先端部分に塗布した銀又はアルミニウムとすること ができる。本例では、スクリーン２００に入射する光線２１６が拡散領域２１８ 及びスペーサ領域２２０を横断し、表面２０８で反射され、次いでスクリーンを 出る前に再びスペーサ領域２２０及び拡散領域２１８を横断するので、図８のス クリーンと比較してスペックルの発生が減少する。 図７では、スクリーン３００は図２の前部分３２及び後部分３４と同様の前部 分３０２及び後部分３０４からなるが、前部分３０２では拡散領域が前表面近く の領域３０６に制限され、光散乱粒子のないスペーサ領域３０８を残している点 が相違する。後部分４０４は後部分３４に類似し、スペーサ層３１０と反射表面 ３１４を形成する層３１２とからなる。この場合には、入射光線３１６は表面３ １４で反射される前に拡散領域３０６、スペーサ領域３０８及びスペーサ層３１ ０を横断し、次いでスクリーンを出る前に再びこれらの領域を横断するので、図 ８のスクリーンと比較してスッペクルの発生が減少する。 図２、４、５、６及び７の実施例は、表面拡散又はバルク拡散を有する市販の リア投写スクリーンを本発明のフロント投写スクリーンの前部分として使用する ことができ、特に有利である。このようなスクリーンは、例えばＪＥＩ，１９９ ３年１２月，ｐｐ．２７−３３に記載されている。 図８は、このような従来のリア投写スクリーンの前部分、即ち前レンチキュラ ーアレー４０４、光吸収層４０８を有する突条４０６、後レンチキュラーアレー ４１０及びバルク拡散領域４１２を有する前部分４０２を有するフロント投写ス クリーン４００を示す。後部分は鏡４０３からなる。従って、このスクリーンは 図１の層２４のようなスペーサ層がない。 図２のスクリーンと図８のスクリーンを種々の厚さのスペーサ層２４に対し焦 点、モアレ及びスペックルについて視覚的に比較した。その結果を下記の表に示 す。 図９は、前部分５０２内の光吸収構造が前レンチキュラーレンズアレー５０７ の代わりに後レンチキュラーレンズアレー５１０と関連する点を除いて図２の前 部分３２及び後部分３４と同様の前部分５０２及び後部分５０４を有するフロン ト投写スクリーン５００を示す。この場合には、突条５１２及び光吸収層５１４ がレンチキュラー素子５１１間に位置し、吸収層５１４に到達する光線５２４の ような光は吸収される。 本発明を限定数の実施例及びそれらの変形例について説明したが、当業者であ れば他の実施例及びそれらの変形例を容易に考えれること明らかであり、これら も本発明の範囲に含まれること勿論である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．前部分と後部分を有し、各部分が前表面及び後表面を有し、前部分が前部分 の前表面から前部分の厚さの少なくとも一部分に亘って延在する拡散領域を形成 する光拡散粒子を含み、前部分の前表面がスクリーンの長さ方向に延在する互い に平行なレンチキュラを具える前レンチキュラーレンズアレーを形成していると ともに、後部分が反射表面を形成しているフロント投写スクリーンにおいて、前 記反射表面が前記前部分の拡散領域に対し間隔を置いて配置されていることを特 徴とするフロント投写スクリーン。 ２．拡散領域は前部分の後表面まで延在していることを特徴とする請求の範囲１ 記載のフロント投写スクリーン。 ３．拡散領域と後部分との間の前部分内にスペーサ領域が存在することを特徴と する請求の範囲１記載のフロント投写スクリーン。 ４．後部分が前部分の後表面と反射表面との間にスペーサ層を含むことを特徴と する請求の範囲１、２又は３に記載のフロント投写スクリーン。 ５．前部分の後表面が後レンチキュラーレンズアレーを形成し、該アレーはスク リーンの長さ方向に延在する互いに平行な多数のレンチキュラからなり、各レン チキュラが先端部を有していることを特徴とする請求の範囲１〜４の何れかに記 載のフロント投写スクリーン。 ６．前レンチキュラーアレーのレンチキュラ間に光吸収材料のストライプを具え ていることを特徴とする請求の範囲１〜４の何れかに記載のフロント投写スクリ ーン。 ７．前部分の前表面がレンチキュラ間に突条を形成し、これらの突条の上に光吸 収材料を具えていることを特徴とする請求の範囲６記載のフロント投写スクリー ン。 ８．後レンチキュラーアレーのレンチキュラ間に光吸収材料のストライプを具え ていることを特徴とする請求の範囲５記載のフロント投写スクリーン。 ９．前部分の後表面がレンチキュラ間に突条を形成し、これらの突条の上に光吸 収材料を具えていることを特徴とする請求の範囲８記載のフロント投写スクリ ーン。 10．反射表面が後部分の前表面であることを特徴とする請求の範囲１〜９の何れ かに記載のフロント投写スクリーン。 11．反射表面が後レンチキュラーアレーのレンチキュラの先端部に制限されてい ることを特徴とする請求の範囲１０記載のフロント投写スクリーン。 12．反射表面が後レンチキュラーレンズアレーの輪郭の少なくとも一部分に一致 していることを特徴とする請求の範囲１１記載のフロント投写スクリーン。