JPH0721612B2

JPH0721612B2 - 透過型投影スクリ−ン用レンズシ−ト

Info

Publication number: JPH0721612B2
Application number: JP61175341A
Authority: JP
Inventors: 博関口
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: DK366287A; JPS6332527A; US4752116A; EP0254199A2; EP0254199A3; DE3785262D1; DK169049B1; CA1285161C; DE3785262T2; DK366287D0; EP0254199B1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は背面側より映像を投影して手前側より観察する
タイプ、いわゆる透過タイプであって、カラーシフトが
少なく高コントラストが得られる投影用スクリーンを構
成するのに適したレンズシートに関するものである。

（従来の技術）従来、裏面より投影して観察する透過型投影スクリーン
は知られており、種々の構成のものが提案されている。
特に近年カラーテレビジョンプロジェクターに用いられ
る透過型スクリーンには、光を観察側に拡散させるとい
うスクリーン本来の機能と同時に、赤、緑、青、の色が
異なった位置から投影されることにより生じるカラーシ
フトを補正する機能が要求され、かつまた、輝度の向上
をはかることが困難で輝度があまり高くないカラーテレ
ビジョンプロジェクターでは、明るい室内では室内光や
室外光がスクリーン面で反射して投影像のコントラスト
を低下させ視認性を損なうので、外光反射を低くするこ
とが要求される。

上記の様な要求を満すものとしてたとえば、シートの両
面に同方向で互いに対応するレンチキュラーズ群が設け
られ、出射面のうち光が出射しない部分に黒色等の遮光
層が設けられたブラックストライプ付き両面レンチキュ
ラーズシートが知られている。

しかし上記のブラックストライプ付両面レンチキュラー
レンズシートでは、水平方向の視野角が、光軸を中心と
して左右約30°の範囲、合計で60°の狭い範囲にとどま
る欠点を有している。これに対して、水平方向の視野角
を広げるために、スクリーンに入射した光の一部をその
スクリーンの一部で全反射させたのち出射させる透過型
スクリーンも知られているが、上記のスクリーンでは、
カラーシフトを補正する要素がスクリーンに含まれてい
ないために、カラーシフトが大きく、かつまた、外光の
反射を少なくするために、出射面の非出光面に遮光層を
設けるためには、非出光面が全反射面であるので、全反
射面に遮光層を設けなければならないが、これは全反
射面に反射層を設けその上に遮光層を設けることが必要
で、かつまた、凹状部にそのような層を形成しなけれ
ばならないので非常に困難である。

（発明が解決しようとする問題点）本発明はこのような状況に鑑み、水平視野角が広く、カ
ラーシフトが少なく、かつまた外光の反射を少なくする
ことが容易な透過型スクリーンを提供しようとするもの
である。

（問題点を解決するための手段）すなわち、本発明の透過型投影スクリーン用レンチキュ
ラーレンズシートは『両面に同方向で互いに対応するレンチキュラーレンズ
群が設けられている両面レンチキュラーレンズであって
入射面のレンチキュラーレンズは、入射光の大部分を入
光する入射側主レンチキュラーレンズと、各入射側主レ
ンチキュラーレンズの両側に１つずつ配置されていて入
射光の残りの部分を入光する入射側副レンチキュラーレ
ンズからなっており、出射面のレンチキュラーレンズ
は、入射側主レンチキュラーレンズに入光した光を出射
する出射側主レンチキュラーレンズと、各出射側主レン
チキュラーレンズの両側に１つずつ配置されていて、入
射側副レンチキュラーレンズに入光した光を出射する出
射側副レンチキュラーレンズからなっていること』を特徴とするものである。

以下、本発明のレンズシートにつき、図面を引用しつつ
詳細に説明する。

第１図は本発明の透過型投影スクリーン用レンズシート
の使用例を示す図であり、１は本発明の透過型投影スク
リーン用レンズシートであり、２は入射光を適当な角度
範囲に絞るためのフレネル凸レンズシートであり、１、
２共断面を示している。このように、フレネル凸レンズ
シート２と組み合わせるのが普通であるが、フレネル凸
レンズシート２は省略しうる。第１図中左方のＲ・Ｇ・
Ｂはテレビションプロジェクターを例として示すもの
で、カラーテレビジョンであれば、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の情報を投影するための３つの
プロジェクション用CRTからなっている。各CRTからレン
ス中心に向かって引いてある線は、入射光を示し緑から
垂直に入射する光を基準とすると、赤、緑、青が図中の
上下に等間隔だとして、εで表わされる角度だけ、赤と
青の入射光の入射角度は基準のものにくらべてずれてい
る。この入射光の角度のずれが出射光の分布のずれを生
じる原因となる。εはたとえば10°程度である。

第２図はレンズシート１の断面の形状を拡大したもの
で、実線で示す部分が１つの単位となって、この単位の
図中、上下方向の繰り返しによりレンズシート１ができ
ている。

レンズシートは向かって左側の面が入射面S₁であり、向
かって右側の面が出射面S₂である。入射面S₁は２種類の
レンズからできていて、入射面の大部分を占める入射側
主レンチキュラーレンズL₁と、入射面の残りの部分を占
める入射側副レンチキュラーレンズL₂およびL₃からでき
ている。レンズL₂およびL₃はレンズL₁の両側に接して１
つずつ配置されている。

又、主レンチキュラーレンズL₁と副レンチキュラーレン
ズL₂およびL₃の大きさの関係は、レンズL₂の巾（ピッチ
ｐの方向に測ったもの、以下も同じ）とレンズL₃の巾の
和：レンズL₁の巾は1:9〜4:6であり、従って、入射光の
90〜60％をレンズL₁が受けもって入射させており、残り
の10〜40％をレンズL₂とレンズL₃とで受け持って入射さ
せている。

出射面S₂も２種類の部分からできている。すなわち中心
には出射側主レンチキュラーレンズL₄があり、主レンチ
キュラーレンズL₄の両側には副レンチキュラーレンズ
L₅、L₆が配置されている。M₁、M₂は非出光部であり、こ
の場合は平面になっている。

又、主レンチキュラーレンズL₄と副レンチキュラーレン
ズL₅およびL₆の大きさの関係は、入射側主レンチキュラ
ーレンズL₁と副レンチキュラーレンズL₂およびL₃の大き
さの関係に対応したものとなっているが、レンズL₁で屈
折された光は、レンズL₄で焦点を結ぶのでレンズL₄の巾
は、レンズL₁の巾より小さくても差支えない。

上記のような構成からなるレンズシート１における、レ
ンズのピンチＰ、厚みｔは、レンズシート１の全体の大
きさ、もしくは観察者との距離によっても異なるが、40
型以上のテレビション用スクリーンを想定すると、Ｐ＝
0.3〜1.5、ｔ＝0.3〜1.5である（いずれも単位はmm）。

第３図はレンズシート１の各部分の作用特にレンズL₁、L₄およびレンズL₂、L₃、L₅、L₆の作用を
示す図である。レンズシート１の形状自体は第２図のも
のと同じである。

第３図において、矢印つきの実線はレンズシートに入射
する光線を示し、この場合、すべての光線はレンズL₁の
光軸３に平行に入射している。破線11〜12の間の光線は
レンズL₂に入射し、12〜13の間の光線はレンズL₁に入射
し、13〜14の間の光線はレンズL₃に入射する。

まず、12〜13の間の光線はレンズL₁とレンズL₄で屈折さ
れて出射される。出射する範囲はレンズL₁とレンズL₄の
形状によって変えることができるが、レンズL₁とレンズ
L₄の形状は円、だ円、放物線の一部もしくはその他の曲
線である。この図の場合はレンズL₁が長径：短径＝1:0.
733のだ円の一部でレンズL₄が長径：短径＝1:0.655のだ
円の一部であり光は、このレンチキュラーシートに垂直
な法線に対して±49°の範囲に出射している。光は±49
°の範囲に出射しているが、角度が増加すると光射する
光の量が減少するので、この出射光による観察可能範囲
は実用上±30°程度となる。

次に11〜12、および13〜14の範囲に入光した光はそれぞ
れレンズL₂とレンズL₅およびレンズL₃とレンズL₆で屈折
され出射される。この場合もレンズL₂、レンズL₃とレン
ズL₅、レンズL₆の形状により出射される範囲は変化する
が、基本的には、それぞれレンズL₂、レンズL₃より入射
した光線は、レンズL₁の光軸１に向うように屈折してレ
ンズL₅、レンズL₆に達し、レンズL₅、レンズL₆により更
にレンズL₁の光軸１に向うように屈折される。このよう
な作用を行うレンズL₂、レンズL₃、レンズL₅、レンズL₆
の形状は円、だ円、放物線の一部もしくはその他の曲線
である。この図の場合はレンズL₂、レンズL₃は長径：短
径＝1:0.512のだ円の一部でレンズL₅、レンズL₆は円の
一部であり、光は＋32°〜＋63°および−32°〜−63°
の範囲に出射している。

このようにして本発明のレンチキュラーレンズシートで
は、入射面と出射面がそれぞれ一種類のレンチキュラー
レンズ群で形成されている従来の両面レンチキュラーレ
ンズシートよりも視野角を広げることができる。

本発明における出射光の水平拡散性は各レンズ形状で変
えられると同時に、入射側主および副レンチキュラーレ
ンズに入射する光の割合すなわち、主レンチキュラーレ
ンズと副レンチキュラーレンズの大きさの割合によって
も変えることができる。したがって、本発明では視野角
の０°付近を明るくすることもでき、また30°〜50°ぐ
らいの領域を明るくすることもでき、かつまた、通常は
これがもっとも望ましいと思われるが、０〜50°ぐらい
の領域を均一の明るさにすることもできる。第３図の場
合は、入射側主レンチキュラーと副レンチキュラーに入
射する光の割合を1:0.23にしてあり、それぞれの出射領
域は上記のようであるので、０°〜45°付近までおおむ
ね均一に光が入射されている。

また、両面レンチキュラーレンズシートは入射側および
出射側にレンチキュラーレンズを適性に設計することに
よってカラーシフトを少なくできることが知られてい
る。これは原理的にいうと、出射面を円もしくはだ円の
一部等にしておくと、出射の際にレンズの中心から離れ
た位置から出射する光ほど内側へ屈折するために、入射
角が異なった光が両面レンチキュラーレンズに入光した
場合に、出射光の分布がかなり近いものになるためであ
る。

本発明においても、入射側および出射側レンチキュラー
レンズを適性に設計することによって、入射側主レンチ
キュラーレンズと出射側レンチキュラーレンズによる出
射光のカラーシフトを少なくすることは同様にできる。
かつまた、上記に述べたような原理であるから、副レン
チキュラーレンズについても同様な設計によりカラーシ
フトを少なくすることができる。したがって、本発明の
レンチキュラーレンズシートは出射光全体としてカラー
シフトを少なくすることができる。

また、第４図に示すように本発明のレンチキュラーレン
ズシートは非出光部に遮光層15を設けることによって、
明るい部屋でもコントラストの低下が少ない高コントラ
ストのスクリーンにすることが容易にできる。

遮光層を設けるには、公知の印刷、塗布、転写などの方
法によって行なうとよく、遮光層自体は遮光性及び光吸
収性を有する組成物、例えば公知の塗料若しくはインキ
に黒色等の顔料及び好ましくは艶消剤を添加してなるも
のを用いればよい。特に第５図に示すように遮光層15を
設ける箇所をレンズ板成形時に表面が平らな凸部として
形成しておくと、印刷、塗布、転写のいずれによっても
遮光層の形成がさらに容易となって好ましい。

以上述べたように、本発明のレンチキュラーレンズシー
トは視野角が広く、かつ水平拡散特性が自由に設計で
き、カラーシフトは少なく、なおかつ高コントラストと
することが容易な透過型投影スクリーン用レンズシート
である。

本発明のレンチキュラーレンズシートには、光拡散性を
与えて垂直方向（観察者から見て上下方向）に出射光を
拡散させることを行なってもよい。光拡散性を与える方
法としては、例えばレンズシート内部に光拡散材を添加
する方法があり、光を散乱させる性質のある微粒子を、
レンズシートを構成する材料中に練り込む等して使用
し、微粒子としては、微粉末シリカ、微粉末アルミナ等
の体質顔料、ガラス粉、樹脂パウダー等が例示でき、粒
径は0.5〜30μｍ程度であり、レンズシートを構成する
材料に対して0.5〜５重量％の割合で添加する。なお、
光を散乱させるために、微粒子とレンズシートを構成す
る材料の光の屈折率は異なる必要がある。

レンズシートに光拡散性を与える他の方法は、出射面を
光拡散面とする方法である。例えば、光拡散材を添加し
て成膜されたプラスチックフィルムをレンズシートの成
膜時等に、加熱融着等の手法で貼り着けるか、レンズシ
ートの出射面をサンドブラスト法によって粗面化する等
が例示される。

本発明のレンズシートを構成する材料は透明で、シート
状に成形できる限り、どのようなものでも差支えない
が、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル樹脂、ポリエ
ステル樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、
ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性
樹脂か、ガラスが好ましい。中でも熱可塑性樹脂を使用
すると、公知の成形方法により、容易に効率良く製造が
できる。熱可塑性樹脂のシートを、所定の形状の逆型形
状の金型（板状もしくはロール状）を用い、加熱および
加圧する方法や、この方法を熱可塑性樹脂のシート製造
直後の、未だ冷却していない状態のものに行なう方法、
あるいは金型を用いたキャスティングやその他の成形方
法がレンズシートを熱可塑性樹脂で構成する場合に適し
ている。金型、レンズシートの大きさ等により、熱可塑
性樹脂シートを一枚毎に切った後に加工してもよいし、
巻き取り状等の連続シートを連続的に加工してもよい。

本発明のレンズシートは単独でも透過型投影スクリーン
としての機能を有するが、入射面側にフレネル凸レンズ
を配置すると、スクリーンの隅々まで均一に投影光を照
射することができ、より効果的である。

（発明の作用、効果）本発明のレンズシートは、上記のような構成をなすた
め、以下のような特有の作用、効果を有する。

（１）本発明のレンズシートにおいては、入射光の大部
分は、従来の両面レンチキュラーレンズと同様に機能す
る入射側および出射側の主レンチキュラーレンズにより
拡散され、入射光のうち、主レンチキュラーレンズの両
脇の副レンチキュラーレンズより入射した光は、出射側
主レンチキュラーレンズの両脇の副レンチキュラーレン
ズにより屈折されて、前記の主レンチキュラーレンズに
よる拡散範囲の外側の範囲に拡散するのから、従来の両
面レンチキュラーレンズにくらべて、より広い範囲に入
射光を拡散できる。

（２）入射側および出射側の主レンチキュラーレンズと
副レンチキュラーレンズに入射する光の割合を、レンズ
の大きさの割合により調整できるため、視野角の特定部
分を明るくできるという水平拡散特性が自由に設定でき
る。

（３）入射側および出射側の主レンチキュラーレンズと
副レンチキュラーレンズの４つのレンズ形状により、異
なる入射角度で入射する光をほぼ同じ法に拡散させるこ
とができるため、従来の両面レンチキュラーズにくらべ
て、カラーシフトを少なくすることができる。

（４）本発明の一態様である遮光層を設けたものは、明
るい部屋でもコントラストの低下が少ない高コントラス
トのものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレンズシートの使用例を示す図、第２
図は本発明のレンズシートの水平断面を示す図、第３図
は第２図のレンズシートの作用を示す図、第４図は本発
明のレンズシートで非出光部に遮光層を設けた場合を示
す図。第５図は本発明のレンズシートで非出光部を凸状
部としその上に遮光層を設けた場合を示す図。１……レンズシート２……フレネル凸レンズシート３……入射側主レンチキュラーレンズL₁の光軸 S₁……入射面 S₂……出射面 L₁……入射側主レンチキュラーレンズ L₂、L₃……入射側副レンチキュラーレンズ L₄……出射側主レンチキュラーレンズ L₅、L₆……出射側副レンチキュラーレンズ M₁、M₂……非出光部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両面に同方向で、互いに対応するレンチキ
ュラーレンズ群が設けられている両面レンチキュラーレ
ンズであって、入射面のレンチキュラーレンズは、入射
光の大部分を入光する入射側主レンチキュラーレンズ
と、各入射側主レンチキュラーレンズの両側に１つずつ
配置されていて入射光の残りの部分を入光する入射側副
レンチキュラーレンズとからなっており、出射面のレン
チキュラーレンズは、入射側主レンチキュラーレンズに
入光した光を出射する出射側主レンチキュラーレンズ
と、各出射側主レンチキュラーレンズの両側に１つずつ
配置されていて、入射側副レンチキュラーレンズに入光
した光を出射する出射側副レンチキュラーレンズとから
なっていることを特徴とする透過型投影スクリーン用レ
ンズシート。
【請求項２】出射側レンチキュラーレンズの非出光部に
遮光層が設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の透過型投影スクリーン用レンズシート。
【請求項３】出射側レンチキュラーレンズの非出光部に
凸状部を設けさらにその凸状部に遮光層が設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の透過型
投影スクリーン用レンズシート。
【請求項４】内部に光拡散材が添加されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１〜第３項いずれか記載の透
過型投影スクリーン用レンズシート。
【請求項５】出射面が光拡散面であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項〜第４項いずれか記載の透過型投
影スクリーン用レンズシート。