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JP3537309B2 - 透過型スクリーン用レンズシート及び透過型スクリーン - Google Patents

透過型スクリーン用レンズシート及び透過型スクリーン

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JP3537309B2
JP3537309B2 JP04034398A JP4034398A JP3537309B2 JP 3537309 B2 JP3537309 B2 JP 3537309B2 JP 04034398 A JP04034398 A JP 04034398A JP 4034398 A JP4034398 A JP 4034398A JP 3537309 B2 JP3537309 B2 JP 3537309B2
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Japan
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lens
screen
sheet
transmission
lens sheet
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由樹 高橋
正浩 後藤
一十六 渡辺
本田　　誠
訓平 織田
克則 高橋
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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    • G03B21/56—Projection screens
    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンチキュラーレ
ンズを備えた透過型スクリーン用レンズシート及び透過
型スクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、背面投射型テレビに用いられる透
過型スクリーンとしては、映像源からの投射光を屈折さ
せ略平行光にするフレネルレンズと、投射光を散乱させ
画像を形成するレンチキュラーレンズとを備えたものが
知られている。また、従来のプロジェクションスクリー
ンは、水平拡散を水平拡散用レンチキュラーレンズシー
トで行い、垂直拡散を拡散剤及び垂直拡散用レンチキュ
ラーレンズシートで行うものが知られている。ここで用
いられるレンチキュラーレンズシートは、その拡散角が
基本的にスクリーン全面わたり均一であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した透過型スクリ
ーンは、拡散角がスクリーンの全面にわたり均一であっ
たため、シェーディング現象が発生しやすいという問題
があった。
【０００４】図２はシェーディング現象を説明するため
の模式説明図である。図２（ａ）は、スクリーン上に映
像源２０からの光を投影した場合に、スクリーンのＡ，
Ｂ，Ｃの各位置を観察者、から観察した際の光路及
び光の強さを矢印の長さで示したものである。図２
（ｂ）は、観察位置でのスクリーン上の部位Ａ，Ｂ，
Ｃの輝度分布を示した図であり、図２（ｃ）は、観察位
置でのスクリーン上の部位Ａ，Ｂ，Ｃの輝度分布を示
した図である。
【０００５】図２（ｂ）に示したように、スクリーンの
正面位置から観察する場合、スクリーンの中心部Ｂに
対して、スクリーンの周辺部Ａ及びＣでは輝度が低下す
るために、暗く感じることがある。また、図２（ｃ）に
示したように、スクリーンの正面から外れた位置から
観察する場合、観察者側の端部Ｃが最も輝度が高く、次
いで、中心部Ｂ、反対側の端部Ａへと輝度が低下し、暗
く感じていた。特に、垂直方向においては、水平方向に
比べてスクリーンの拡散角が狭く設定されるため、シェ
ーディング現象が非常に起こりやすく、明るさの均一性
を欠いていた。
【０００６】シェーディング現象を低減するためには、
フレネルレンズの焦点距離を短くすることで達成するこ
とができる。図２（ａ）において、フレネルレンズの観
察側の焦点を近づけることで、Ａ及びＣの光は内側に出
射し、正面位置から見た場合、Ａ及びＣの輝度は向上
する。また、正面から外れた位置においても、Ｃの輝
度が低下し、Ａの輝度が向上するため、明るさの均一性
が向上する。
【０００７】しかしながら、フレネルレンズの焦点距離
を短くするに従って、別々の位置から投写された３色の
映像光の出射角度が大きくなり、特に、スクリーンの拡
散角を狭く設定している垂直方向に出射光の角度差が大
きくなるために、色むらが発生しやくすなるので、観察
側の焦点を約１０ｍより短く設定することは困難であっ
た。そのために、色むらを発生させることなくスクリー
ンのコーナー部でのシェーディングを改善することがで
きなかった。
【０００８】本発明の課題は、スクリーンの周辺部が暗
くならず、明るさの均一な透過型スクリーン用レンズシ
ート及び透過型スクリーンを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、レンチキュラーレンズを有する
透過型スクリーン用レンズシートにおいて、前記レンチ
キュラーレンズの拡散特性が連続的に変化し、前記レン
チキュラーレンズの形状は、半径の異なる２つの円が連
接された形状であり、中央部では、半径の大きな円の比
率が高く、端部へ行くほど半径の小さな円の比率が高く
なることを特徴とする透過型スクリーン用レンズシート
である。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１に記載の透過
型スクリーン用レンズシートにおいて、前記半径の異な
る２つの円は、滑らかに連接されていることを特徴とす
る透過型スクリーン用レンズシートである。
【００１１】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の透過型スクリーン用レンズシートにおいて、前
記レンチキュラーレンズの拡散特性は、端部へ行くほど
中央部へ傾くことを特徴とする透過型スクリーン用レン
ズシートである。
【００１２】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の透過型スクリーン用レンズ
シートにおいて、前記レンチキュラーレンズは、中心部
の拡散角より端部の拡散角が大きいことを特徴とする透
過型スクリーン用レンズシートである。
【００１３】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載の透過型スクリーン用レンズ
シートにおいて、前記レンチキュラーレンズのピッチが
等ピッチであることを特徴とする透過型スクリーン用レ
ンズシートである。
【００１４】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
までのいずれか１項に記載の透過型スクリーン用レンズ
シートにおいて、前記レンチキュラーレンズの形状は、
レンズのピッチの中心とレンズ頂部とのずれが、スクリ
ーンの中心部では略零であり、端部へ行くほど大きくな
ることを特徴とする透過型スクリーン用レンズシートで
ある。
【００１５】請求項７の発明は、請求項１から請求項６
までのいずれか１項に記載の透過型スクリーン用レンズ
シートにおいて、前記レンチキュラーレンズは、垂直拡
散用であることを特徴とする透過型スクリーン用レンズ
シートである。
【００１６】請求項８の発明は、請求項１から請求項７
までのいずれか１項に記載の透過型スクリーン用レンズ
シートを少なくとも１枚含むことを特徴とする透過型ス
クリーンである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面などを参照して、本発
明の実施の形態をあげ、さらに詳細に説明する。図１
は、本発明による透過型スクリーンの実施形態を示す図
である。 （透過型スクリーン）この実施形態の透過型スクリーン
１０は、入光側に垂直拡散（Ｖ）用のレンチキュラーレ
ンズ１１ａが形成され、出光側にサーキュラータイプの
フレネルレンズ１１ｂが形成されたフレネルレンズシー
ト１１と、このフレネルレンズシート１１のさらに観察
側に配置され、入光側に水平拡散（Ｈ）用のレンチキュ
ラーレンズが形成され、出光側にブラックストライプが
形成されたレンチキュラーレンズシート１２とを備えて
いる。ここで、フレネルレンズシート１１は、シート状
又はフィルム状であってもよい。また、これら２枚のシ
ートの他に、フロントパネルシート等を配置してもよ
い。
【００１８】（垂直拡散用レンチキュラーレンズ）垂直
拡散用レンチキュラーレンズ１１ａは、連続的に拡散特
性を変化させるようにしたもので、中心部の拡散角より
も端部の拡散角を大きくしてある。中心部の拡散角に対
して端部の拡散角を大きくするためには、単一ピッチ
で、中心部Ｂにおけるレンズ高さより、端部Ａ及びＣに
おけるレンズ高さを、その単位レンズの曲率や外形形状
を変えることにより高くすることで達成することができ
る。拡散角を変える他の方法は、同一曲率のレンズを、
ピッチを順次大きくすることで、形状の利用率をあげる
方法があるが、シートの出射側に形成されたフレネルレ
ンズ１１ｂとの間に発生するモアレを考慮すると、レン
チキュラーレンズ１１ａのピッチは単一であることが望
ましい。
【００１９】また、レンチキュラーレンズ１１ａの形状
は、図３（ａ）に示したように、レンズピッチの中心Ｏ
とレンズ頂部Ｏ’とのずれｗが、スクリーンの中心部で
は略零であり、端部へいくほど大きくなることにより、
端部の拡散特性を中央部側又は端部側へ傾けることがで
きる。
【００２０】このようなレンチキュラーレンズ形状の具
体例としては、図３（ｂ）に示したように、半径の異な
る２種の円を滑らかに連接した形状（Ｑは連接点）と
し、中央部では、半径の大きな円の比率が高く、端部へ
いくほど半径の小さな円の比率が高くなるよう設定する
ことで、中央部から端部へ行くほど拡散角を広げつつ、
拡散特性を中央部側又は端部側へ傾けることができる。
このとき、半径の大きな円の半径Ｒ1 及び半径の小さな
円の直径２×Ｒ2 は、レンチキュラーレンズ１１ａのピ
ッチより大きくすることが望ましい。
【００２１】（レンチキュラーレンズの製造方法）本実
施形態によるレンチキュラーレンズを成形するための金
型は、平面研削又は旋盤によって加工することが可能で
あり、図９は、旋盤による金型の製造方法を説明した図
である。刃物３１の形状は、１個以上の円又は楕円と直
線とが滑らかに接続された形状となっている。具体的に
は、中心軸に対して左右対称な略台形状の形状の角を丸
めた形状となっており、台形の片側が、台形を所望の角
度傾けたときに、図３（ａ）又は（ｂ）に一致する形状
となっている。
【００２２】前記形状の刃物３１を、被削物に対する刃
物の角度を数値制御により任意の角度に設定可能な刃物
台（特開昭62-124801 、特開平7-40107 、特開平7-2419
19）に取り付け、切り込み角度を±４５°以内で１ピッ
チ毎に変化させながら、円筒型の原盤となる金型３２を
切削する。次に、このレンチキュラーレンズ金型３２を
用いて、熱可塑性樹脂の溶融押し出し、又は、紫外線、
電子線などの電離放射線により硬化する樹脂を用いた電
離放射線硬化成形により、拡散特性が変化したレンチキ
ュラーレンズ１１ａを成形することができる。
【００２３】（他の実施形態）本発明の透過型スクリー
ンは、さらに図１０、図１１に示すような形態とするこ
とも可能である。図１０は、図１と同様に、フレネルレ
ンズシート１１とレンチキュラーレンズシート１２とか
ら構成され、レンチキュラーレンズシート１２の光出射
側に拡散角が連続的に変化した垂直拡散用のレンチキュ
ラーレンズ１２ａが形成されている。
【００２４】図１１は、フレネルレンズシート１１、レ
ンチキュラーレンズシート１２及びフロントパネルシー
ト１３の３枚のシートで構成され、フロントパネルシー
ト１３の入射側に、拡散特性が連続的に変化した垂直拡
散用レンチキュラーレンズ１３ａが形成されている。
【００２５】
【実施例】次に、具体的な実施例をあげて、さらに詳し
く説明する。図１に示されるように、フレネルレンズシ
ート１１及びレンチキュラーレンズシート１２で構成さ
せる６０”の背面投写型テレビ用透過型スクリーン１０
を作製した。フレネルレンズシート１１は、光入射側に
レンチキュラーレンズ１１ａがその長手方向を水平にし
て形成され、光出射側にサーキュラーフレネルレンズ１
１ｂが形成されている。
【００２６】レンチキュラーレンズ１１ａを成形するた
めの金型３２は、中心にＲ1 =0.5mm、その両側にＲ2 =
0.2mmが滑らかに連接された刃物３１を用いて、図９に
示すように、円筒形の被切削材を回転させながら、刃物
３１を、３１ｃ→３１ａ→３１ｂの方向に等ピッチで送
りながら、１ピッチずつ切り込み、切り込む毎に刃物３
１を所定角度ずつ傾けて切削して作製した。この金型３
２と表面にサーキュラーフレネルレンズ形状を切削した
円筒状の金型を並行して配置し、ポリメチルメタクリレ
ート系樹脂を溶融押し出し成形することにより、レンチ
キュラーレンズ１１ａとサーキュラーフレネルレンズ１
１ｂを備えたフレネルレンズシート１１を得た。
【００２７】図１に示すように、スクリーンの上端部Ａ
及び下端部Ｃに形成されたレンチキュラーレンズは、中
心部Ｂに形成されたものに比べてレンズの高さが高く、
また、レンズの頂部は、単位レンズの中心よりもスクリ
ーンの中心側に偏っている。このようにすることで、上
端部及び下端部の拡散角を中心部より大とすると共に、
拡散方向をスクリーン中心側へ傾けている。
【００２８】図５（ａ）に上端部のレンチキュラーレン
ズの光線追跡図を、（ｂ）に中心部のレンチキュラーレ
ンズの光線追跡図を示した。また、図６に上端部のスク
リーンの拡散特性図を、図７に中心部のスクリーンの拡
散特性図を、図８に下端部のスクリーンの拡散特性図を
示した。
【００２９】図４（ａ）及び（ｂ）は、従来の透過型ス
クリーンと本実施例の透過型スクリーンとのシェーディ
ング現象の差を説明するための模式説明図であり、図４
（ｃ）及び（ｄ）は、両者について、スクリーンより３
ｍ離れた、正面位置と、スクリーン中心より上に６０
０ｍｍの立ち見位置におけるスクリーンの輝度分布を
示したものである。
【００３０】従来の透過型スクリーンでは、（ａ）に示
されるように、上端部、中央部、下端部で拡散の強さ及
び拡散の方向が揃っており、正面位置からの観察で
は、中心部からの光は拡散の最も強い光がくるのに対し
て、上端部及び下端部では、最も強い部分から外れた光
がくるため、中心部に比べて輝度が低下する。
【００３１】一方、本実施例の透過型スクリーンにおい
ても、中心部に比べて上端部及び下端部の輝度は低下す
るが、（ｂ）に示されるように、上端部及び下端部では
拡散角が大きく、また、拡散の方向が中心側へ傾いてい
るので、（ｃ）に示されるように、その低下の仕方は、
従来の透過型スクリーンより小さくなっている。
【００３２】立ち見位置からの観察においても、
（ｄ）に示されるように、従来の透過型スクリーンでは
上端部が最も輝度が強く、中心部、下端部の順で輝度が
低下しているが、本実施例の透過型スクリーンでは、そ
の輝度の低下が従来の透過型スクリーンに比べて小さく
なっている。
【００３３】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、スクリーン正面から観察した場合に、周辺輝度が
向上し、立ち見をした場合にも、スクリーンの輝度変化
の少ない透過型スクリーン用レンズシート及び透過型ス
クリーンが実現できる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による透過型スクリーンの実施形態を示
す図である。
【図２】シェーディングを説明するための模式説明図で
ある。
【図３】本実施形態のレンチキュラーレンズの形状を示
す図である。
【図４】本実施例のと従来品の輝度特性の測定結果を示
す図である。
【図５】本実施例のレンチキュラーレンズの光線追跡図
である。
【図６】本実施例のレンチキュラーレンズの上端部の拡
散特性図である。
【図７】本実施例のレンチキュラーレンズの中心部の拡
散特性図である。
【図８】本実施例のレンチキュラーレンズの下端部の拡
散特性図である。
【図９】レンチキュラーレンズの金型の製造方法を示す
図である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 透過型スクリーン １１ フレネルレンズシート １１ａ 垂直拡散用レンチキュラーレンズ １１ｂ フレネルレンズ １２ レンチキュラーレンズシート １３ フロントパネル ２０ 映像投射源 ３１ 刃物 ３２ 金型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本田 誠 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 織田 訓平 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 高橋 克則 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−241741（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−334837（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−134338（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−114107（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−350945（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03B 21/62 H04N 5/74

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レンチキュラーレンズを有する透過型スク
    リーン用レンズシートにおいて、 前記レンチキュラーレンズの拡散特性が連続的に変化
    し、 前記レンチキュラーレンズの形状は、半径の異なる２つ
    の円が連接された形状であり、 中央部では、半径の大きな円の比率が高く、端部へ行く
    ほど半径の小さな円の比率が高くなることを特徴とする
    透過型スクリーン用レンズシート。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の透過型スクリーン用レン
    ズシートにおいて、 前記半径の異なる２つの円は、滑らかに連接されている
    ことを特徴とする透過型スクリーン用レンズシート。
  3. 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の透過型スク
    リーン用レンズシートにおいて、 前記レンチキュラーレンズの拡散特性は、端部へ行くほ
    ど中央部へ傾くことを特徴とする透過型スクリーン用レ
    ンズシート。
  4. 【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１項
    に記載の透過型スクリーン用レンズシートにおいて、 前記レンチキュラーレンズは、中央部の拡散角より端部
    の拡散角が大きいことを特徴とする透過型スクリーン用
    レンズシート。
  5. 【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１項
    に記載の透過型スクリーン用レンズシートにおいて、 前記レンチキュラーレンズのピッチが等ピッチであるこ
    とを特徴とする透過型スクリーン用レンズシート。
  6. 【請求項６】請求項１から請求項５までのいずれか１項
    に記載の透過型スクリーン用レンズシートにおいて、 前記レンチキュラーレンズの形状は、レンズのピッチの
    中心とレンズ頂部とのずれが、スクリーンの中心部では
    略零であり、端部へ行くほど大きくなることを特徴とす
    る透過型スクリーン用レンズシート。
  7. 【請求項７】請求項１から請求項６までのいずれか１項
    に記載の透過型スクリーン用レンズシートにおいて、 前記レンチキュラーレンズは、垂直拡散用であることを
    特徴とする透過型スクリーン用レンズシート。
  8. 【請求項８】請求項１から請求項７までのいずれか１項
    に記載の透過型スクリーン用レンズシートを少なくとも
    １枚含むことを特徴とする透過型スクリーン。
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