JPS63110434A

JPS63110434A - 背面投影スクリ−ン

Info

Publication number: JPS63110434A
Application number: JP61257707A
Authority: JP
Inventors: Masao Inoue; 井上　雅勇; Yasuaki Nakanishi; 泰章中西
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1986-10-29
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1988-05-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ビデオプロジェクションテレビ等に用いる背
面投影式のスクリーンに関するものである。

（従来の技術）ビデオプロジェクションテレビのようす背面投影装置は
、原理的には第１図に示すように、ＣＲＴ　（Ｐ）から
出射する光を適宜レンズ系（Ｌ）によって拡大し、スク
リーン（Ｓ）の背面側から投影し、このスクリーン（Ｓ
）の反対面より観察するようになっている。ところが、
このようにＣＲＴ　（Ｐ）からスクリーン（Ｓ）までの
距離を長（すると、投影装置が大型になるため、実際に
は第２図（Ａ）ｊ　（Ｂ）ｊ　（Ｃ）に示すように１な
いし３枚のミラー（Ｍ）を組合せ、−旦反射させてから
投影する方式が採用されている。しかしながら、同図（
Ａ）の方式では装置の高さが大きくなり、また（Ｂ）、
　（Ｃ）においても高さ、奥行の点で小型化したとはい
いきれない面があった。

またこのような投影装置に用いられるスクリーンには、
入射側にサーキュラ−フレネルレンズを設け、これによ
ってスクリーンの隅々まで明るくする手段が施されてい
るものが多いが、このサーキュラ−フレネルレンズは、
第３図に示すように、レンズ面（イ）が非レンズ面（ロ
）を介して連続しているため、斜線で示した非レンズ面
（ロ）への入射が解像力に悪影響を及ぼす難点がある。

このため本出願人は、背面側から急角度で入射させて像
を観察するスクリーンであって、この入射面に平行な多
数のプリズム群を設けると共に、該プリズム群を構成す
る個々のプリズムに全反射面を設け、入射した光が全反
射面で全反射して観察側に出射させて、装置の奥行きを
可急的に小さくできるようなスクリーンについて提案し
た（特願昭５９−２９９６４号）。

しかしながら、このようなスクリーンにおいて、入射角
度が小さい箇所に光量の不足する部分が生ずる難点があ
った。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は上記の点に鑑み、プロジェクタ−等から出射す
る光を急角度で投影させることによって、奥行きおよび
高さ方向の寸法を小さくし、もって投影装置の小型化が
図れ、しかも解像力を低下させることがなく均一で明る
い背面投影スクリーンを提供しようとするものである。

（問題点を解決するだめの手段）本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
その要旨とするところは、背面側から光を急角度で入射
させて像を観察するスクリーンであって、光源側に位置
する第１のスクリーン基材と観察側に位置する第２のス
クリーン基材とからなっており、第１のスクリーン基材
の入射面に平行な多数のプリズム群を設けると共に、該
プリズム群を構成する個々のプリズムに全反射面を設け
て入射した光が全反射面で全反射して観察側に出射する
ようにし、かつ第２のスクリーン基材の少なくともいず
れか一方の面に縦方向のレンチキュラーレンズを設げ、
しかも第１のスクリーンの観察側または第２のスクリー
ンの光源側に、中心が第１のスクリーンに対する入射角
度の大きい側にずれているサーキュラ−フレネルレンズ
を設けたことを特徴とする背面投影スクリーンにある。

以下本発明を実施例の図面に従り℃説明する。

第４図は本発明の背面投影スクリーンの原理的な構成を
説明するための概略図で、（Ｐ）がＣＲＴ、（Ｌ）がレ
ンズ系、（Ｓ）が背面投影スクリーンであり、ＣＲＴ　
（ｐ）からの光は背面投影スクリーン（Ｓ）背面に急角
度に入射するようになっている。ここで背面投影スクリ
ーン（Ｓ）に入射するときの角度（θ）は、概ね４０〜
８５°である。このときのＣＲＴ　（Ｐ）から背面投影
スクリーン（Ｓ）までの距離Ｃ１ｌ’）は従来の方式と
同じであるが、斜め下方にＣＲＴ　（Ｐ）が位置するた
め、奥行き方向の距離（Ａ”）は／’＝Ａ！ｃｏｓθ となりｌに比べてきわめて小さくすることができる。

しかしながらこれでは高さが必ずしも小さいとはいえな
いため、実際には第５図（Ａ）のように１枚のミラー（
Ｍｌ）を用いることにより、高さを小さくし奥行き方向
の長さも小さくすることが望ましい。また−層高さを小
さくし全体的に小型化するためには、第５図（Ｂ）の如
（２枚のミラー（Ｍ２）、（Ｍりを組合せ、ＣＲＴ　（
ｐ）を背面投影スクリーン（Ｓ）と第１のミラー（Ｍ２
）の間に配置して、２度反射させた後に投影させるとよ
い。

本発明は、このようなスクリーンを第６図に示す如く光
源側に位置する第１のスクリーン基材（１）と、観察側
に位置する第２のスクリーン基材（２）とで構成する。

そして第１のスクリーン基材（１）の入射面に平行な多
数のプリズム（Ａ）群を設けると共に、該プリズム（Ａ
）群を構成する個個のプリズム（Ａ）に全反射面（Ａ１
）を設けて、入射した光が全反射面で全反射して観察側
に出射するようにしている。またこの実施例においては
、この第１のスクリーン基材（１）の観察側に、第７図
に示す如く中心が第１のスクリーンに対する入射光の大
きい角度側にずれているサーキュラ−フレネルレンズ（
Ｂ）を設けている。なおこの実施例において図中（２）
は第２のスクリーン基材であり、この観察側に縦方向の
レンチキュラーレンズ（Ｃ）が設けられている。

（実施例）以下具体的実施例につい℃説明する。

すなわち屈折率ｎ−＝１．４９のアクリル樹脂を用い、
第９図に示す如き第１のスクリーン基材（１）と、第１
０図に示す如き第２のレンズ基材（２）をプレス成形に
より製作した。

この５ち第１のスクリーン基材（１）におけるプリズム
群（Ａ）の形状は、次の式より求めた。

この式において、Ｘは第１のスクリーン基材（１）の中
心を通る水平軸上の、光源を通る線と直交する点までの
距離、ｙは同じくスクリーン基材（１）の中心を通る垂
直軸上の、光源を通る線と直交する点までの距離であり
、スクリーンの上記垂直軸上の中心からｒ（上向きに正
）の点でのプリズムの頂角をθ１、プリズムの入射面の
傾きをθ、とし、その点におけるフレネルレンズの出射
面の傾きをｔＬｏ　　とすると、θ、＝：　ｔｂｏ−ｇ
ｉｎ　　（−１１ｎｉＬｏ）　　　”　　（２）で与え
られる。なお上記（１）および（２）式におけるｎはス
クリーン基材の屈折率である。

この結果の第９図におけるプリズムの仕様は次の通りで
ある。

プリズムの頂角（θＩ）＝４５゜プリズムの反射面の傾き（θ２）　＝　２８．９゜プリ
ズムの入射面の傾き（θ、）＝１６．１゜プリズムのピ
ッチ（ｐ）　＝　ｏ、　５雛光源の位置　スクリーンの
後方＝６２０ｍｍスクリーンの下方＝８８５＋＋＋ｍフレネルレンズの焦点距離（ｆ）＝ｉ、ｉｍフレネルレ
ンズ（Ｂ）のピッチ（Ｐ２）　＝　０．５　朋フレネル
レンズの中心のずれ（第８図参照）（４）　＝　１００
朋いまこのスクリーンの中央に入射角（θ４）＝５５°で
入射した光（Ｌｌ）は、入射面の法線に対しくθ５）＝
１８．８°でプリズム内に入射し、全反射面で全反射し
たのち（Ｔｔ）　＝　１０．５°のプリズム片に入射面
の法線に対して（Ｔｒ）　＝　７．０　’で入射し、観
察側に直交する光として出射する。またスクリーン上方
に入射する光（Ｌｌ）は、入射角（θａ）　＝　６２．
４°　で入射面で入射し、法線に対しくθ、）　＝　２
０．８°でプリズム内に入射して全反射する。そして全
反射した光は、（Ｔｓ）　”　２０．４゜のプリズム片
に、入射面の法線に対して（Ｔ４）　＝１３．５°　で
入射し、観察側に直交する光として出射する。一方スク
リーンの下側に入射した光（Ｌ、）は、（θ、）＝４３
°　で入射し、入射面で法線に対しくθ１ｏ）　＝　２
０．１°　でプリズム内に入射する。この光は反射面で
全反射したのち（Ｔｓ）　＝３７．１°　のプリズム片
に、入射面の法線に対して（Ｔ６）　＝　２３．８°　
で入射し、観察側に直交する光として出射する。なお上
記の光（Ｌｌ）、　（Ｌｌ）、（Ｌｓ）以外の光は、こ
の間で順次入射角を変えて入射するが、同様に全反射し
て観察側に出射することとなる。また第９図の図中”１
）　、（４）はスクリーン中心からの距離で、いずれも
３００ｍｍである。

なお第１０図の第２のスクリーン基材の仕様は次の通り
である。すなわち概観は同図（Ａ）の如くなっていて、
観察側の面に縦方向のレンチキュラーレンズ（Ｃ）が設
けられている。このレンチキュラーレンズ（Ｃ）を拡大
したのが同図（Ｂ）であり、このレンズ単位はピッチ（
Ｐ３）　＝　１．２　ｍｒｎ。

頂部の曲率（Ｒ，）　＝　０．５　ｔｒｒｔｎ、両側の
傾斜部（全反射面）の傾き（θｔｚ）　＝　７２．５°
　である。

以上のようにして得られたスクリーンを、プロジェクタ
−に取付けＫＧＢに対応する単色光の輝度を、スクリー
ンを９等分した中心の位置で測定し、この値から各位置
でのＲ／　Ｂ　　の値を求めたところ、第１表の如き結
果が得られた。

このＲ／Ｂの値が１を超えるときは、画面が赤っぽく見
えるが、本発明のスクリーンは、最大の位置でも１．１
１できわめて均一性が高いものであった。

第　　１　　表なお比較のため第１のスクリーン基材のフレネルレンズ
の中心をスクリーンの中心とした以外は上記と同じスク
リーンを４点製作し、同様に輝度を測定したところ、第
２表ないし第５表の如き結果が得られ、第１表より輝度
の差が大きいものであった。

以上本発明の実施例について説明したが、第１０図に示
した全反射面を有する縦方向のレンチキュラーレンズ面
の構成および作用については、同一出願人の特願昭５６
−５１１９４号、特願昭５６−９０５４４号、％該昭５
６−９１８９６号、特願昭５６−２１２５８４号、特願
昭５６−２９１７８号、特願昭５７−５９３８９号に詳
述されているので、ここでの説明は省略する。

また本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変更が可能である。その−例を示すのが第１１図で、
この例は第２のスクリーン（２）の光源側に第１のレン
チキュラーレンズ（Ｃ１）を設けると共に、この観察側
には凹面状の第２のレンチキュラーレンズ（Ｃ８）を設
け、さらに観察側における光の不透過部に外光吸収層（
Ｄ）を設けている。なおこの例および上記例においてサ
ーキュラ−フレネルレンズ（Ｂ）は第１のスクリーン基
材（１）の観察側に設けているが、これを第２のスクリ
ーン基材（２）の光源側に設けることができる。そして
サーキュラ−フレネルレンズ（Ｂ）のずれの大きさは、
光源からスクリーンまでの投射距離、スクリーン中心へ
の入射角度およびサーキュラ−フレネルレンズの焦点距
離を勘案し、極端な光量低下が生じないように設定すれ
ばよい。

また第１のスクリーン基材（１）の光源側に設けるプリ
ズム（Ａ）は、図示の如く入射する面および全反射する
面がいずれも直線状になっているが、いずれか一方また
は両方が外方に凸の湾曲状であってもよい。

さらに上記実施例における第１のスクリーン基材（１）
を、観察側に凸の曲率半径２，０００〜５．００（１＋
ｉ程度の曲率を設けると、−層効率が向上することが分
っているが、このときは上記（１）および（２）式を曲
率を考慮して補正する必要がある。

なお上記の例においては、スクリーンの光源側に対し、
斜下方から光を入射させているが、これを斜上方から入
射させる方式にすることもできるし、場合によってはプ
リズム群を水平方向に延びるように連設するのではなく
、これを９０°変換して垂直方向に延びるように構成し
てもよい。勿論この場合はプロジェクタ−は横方向に設
置することとなる。これらの場合は、入射角度に応じて
サーキュラ−フレネルレンズの中心をずらせる必要があ
る。

本発明の背面投影スクリーンは、斜め後方から像を投影
することとなるため、スクリーンの像に歪が生じ、しか
も像のボケを招くこととなるが、これらは次の投影系の
措置により解決できる。すなわち像の歪については、各
部の歪量を想定してＣＲＴの電気回路で補正すればよい
。

また像のボケは、レンズ系からスクリーンまでの距離の
差によって生じるため、ＣＲＴからレンズ系に入射する
像を、光軸に対して一定角度をもたせ、スクリーン上に
等しい焦点距離となるようにすればよい。

なお本発明の背面投影スクリーンに使用する素材として
は、アクリル樹脂が最も適しているが、これは光学特性
及び成形加工性の点からアクリル樹脂が特に優れている
からである。しかし、これに換えて塩化ビニール樹脂、
ポリカーボネート樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系
樹脂等を用（・ることもでき、これらの合成樹脂材料を
用いるときは、押出し成形、加熱プレスあるいは射出成
形によって、本発明に係る背面投影スクリーンを製作す
ることができる。

また本発明の背面投影スクリーンを構成する基材あるい
は別体のシートに、光拡散性を一層向上させるための光
拡散手段を講じるとよい。

この光拡散手段としては、基材を構成する合成樹脂、例
えばアクリル樹脂にＳ　ｉ　Ｏｘ　、　Ｃａ　Ｃ０３ｐ
Ａ／２０３．　Ｔｉｅ、、　ＢａＳＯ４＋　ＺｎＯ，Ａ
Ｊ　（ＯＨ）ｓ　、　　ガラス微粉末あるいは有機拡散
剤等の液状合成樹脂媒体に融解または化学変化をしない
拡散物質の１種または２種以上の添加物を媒体中に一様
に混入分散分布するか、またはこれらの拡散物質を含む
層を形成するとよい。また投影側の面および／または観
察側の面に微細なマット面を形成することも有効である
。このように光拡散性を付与する手段を講すると、スク
リーンの水平方向と垂直方向の拡散性が補われ、均一性
を高めることができることとなる。

（発明の効果）本発明は以上詳述した如き構成からなるものであり、ス
クリーン後方に急角度で入射した光を全反射の作用によ
り効率良く観察面に出射させることができるため、本発
明による背面投影スクリーンを採用するときは光源とな
るプロジェクタ−の相対位置を斜め後方に位置させ、投
影装置全体を小型化することができ、しかも均一で明る
い背面投影スクリーンを提供しうる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は従来の背面投影スクリーンに対す
るプロジェクタ−からの光路の説明図、第３図は従来の
背面投影スクリーンに用いられるフレネルレンズの部分
側面図、第４図および第５図は本発明の背面投影スクリ
ーンを用いた場合のプロジェクタ−からの光路の説明図
、第６図は本発明の背面投影スクリーンの一例を示す観
察側からみた斜視図、第７図はその一部を示す拡大断面
図、第８図は第１のスクリーン基材を観察側からみた斜
視図、第９図は本発明の具体的実施例の第１のスクリー
ン基材の部分的な断面図、第１０図（Ａ）ｌ　（Ｂ）は
同じく第２のスクリーン基材の斜視図および部分断面図
、第１１図は本発明のさらに他の例を示す部分的な斜視
図である。（１）・・・・・第１のスクリーン基材（２）・・・・
・第２のスクリーン基材（Ａ）・・・・・プリズム（Ｂ）・・・・・サーキュラ−フレネルレンズ（Ｃ）・
・・・・レンチキュラーレンズ幕１図（，４１第２図　　　（Ｂ）り口旧　　　　　　　　　　　　　　　　　くＣＤ４丈＜Ａ）　　　　第７０凹　（、Ｂ）阜／ｌ凹ｈｌ　　ＥＩＩ３岬愈笛８百のＣ１１ｔシ次のように補
止する。手続補正書１、事件の表示特願昭６１−２５７７０７号２、発明の名称背面投影スクリーン３、補正をする者事件との関係　特許出願人東京都中央区京橋二丁目３番１９号（６０３）三菱レイヨン株式会社取締役社長　河　崎　晃　夫４、代理人東京都中央区京橋二丁目３番１９号自発補正６、補正の対象（以上）

Claims

【特許請求の範囲】１、背面側から光を急角度で入射させて像を観察するス
クリーンであって、光源側に位置する第１のスクリーン
基材と観察側に位置する第２のスクリーン基材とからな
っており、第１のスクリーン基材の入射面に平行な多数
のプリズム群を設けると共に、該プリズム群を構成する
個々のプリズムに全反射面を設けて入射した光が全反射
面で全反射して観察側に出射するようにし、かつ第２の
スクリーン基材の少なくともいずれか一方の面に縦方向
のレンチキユラーレンズを設け、しかも第１のスクリー
ンの観察側または第２のスクリーンの光源側に、中心が
第１のスクリーンに対する入射角度の大きい側にずれて
いるサーキユラーフレネルレンズを設けたことを特徴と
する背面投影スクリーン。２、第２のスクリーンの観察側に縦方向のレンチキユラ
ーレンズを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の背面投影スクリーン。３、レンチキユラーレンズを構成するレンズ素子に全反
射面を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の背面投影スクリーン。４、レンチキユラーレンズにおける光不透過部に外光吸
収層を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項ま
たは第３項記載の背面投影スクリーン。５、スクリーンを構成する基材に光拡散手段を施したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項
または第４項記載の背面投影スクリーン。