JPS5893043A - スクリ−ン - Google Patents

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】 本発明は画儂投写装置の光学系の改良に関する。なかん
ずく、そのスクリーンの改良に関する。

第１図に従来の投写形テレビの光学系の基本構成の平面
図を示す。

同図で１はＣＲＴ、２はレンズ、５１’ｊスクリーン、
４はスクリーンへの入射光、５はスクリーンからの出力
光を示す。同図で、スクリーンとレンズ間に配置される
ミラーは省略して示しである。

第２図は、第１図のスクリーンの点線部を拡大してその
水平断面を示した平面図である。細点で示した部分は透
明プラスチック材部であシその他は空間である。即ち、
スクリーンＦｉ２層から形成されている。

スクリ７ンへの入力光４に近い方から以下層々にその役
目を説明する。

第１面１−１はフレネルレンズ面である。これは同心円
環状に刻まれたレンズ群からなシ、その目的は、レンズ
２からスクリーン周辺へ向りてくる入力光を出力子行光
に変換収束するためのものである。

第２面１２には垂直レンチキ為う−面が形成されるが、
同図は水平断面のためそのレンチーラー構造は見えない
。その役目は入力光を約±１２度の範囲の上下方向に拡
散するためのものである。

第３面１５には、水平レンチキーラー面が形成され、そ
の構造は垂直縞状で、その役目は入力光を約±４５°の
範囲に渡って拡散し、同範囲の方角から観視する聴視者
に対して、一様な画像を見え得るようにすることにある
。

第４面１４Ｆ！、垂直黒縞状面として形成する。

前記第５面の作用によシ、この第４間型る入力光は垂直
線条群となるため、入力光の通過しない空白領域が垂直
縞状に存在する。この領域に炭素粉末等の遮光物を印刷
接着する。この面の目的は、＊視者側から入射する各種
外光が第４面に反射して画像のコントラストが劣化する
のを防ぐことにある。

上記従来技術において、下記のような問題点。

がありた。

１、　スクリーン周辺部の出力光量の劣下、従来スクリ
ーン周辺部の出力光量の劣化原因は主に第１図のレンズ
２にあると考えられておりスクリーンに起因する劣化に
関して充分な解明がなされていなかった。

２、　垂直フレネルレンズによる拡散角度が±１２度と
狭いために、−視者がスクリーンに近い距離から画面を
見ると画像の上部または下部の明るさが劣化してしまう
こと。

本発明は上記従来技術の欠点をなくし、美しい１ｉｉｉ
Ｉｌ！を再生できるスクリーン提供するにある・この目
的のために１発明者は、まず従来技術・における周辺光
量の劣化の原因を以下に詳述するように°定量的に分析
した。その分析結果に基いて始めて本発明をなし得たも
のである。

本発明め要点を説明する前に、まず従来技術のスクリー
ンにおける周辺光量劣化要因分析結果を以下に詳述する
１・・、。

第３図は、第２−図の７レネル圓１１の拡大を示す平面
図である。入力光の傾斜角をαとし、フレネル面の傾斜
角をθとするとスネル（ＳＨＥＬＬ）の法則によシ次式
が成立する。

５ｓＩ−（２）（α−リフｄ１ｍ−（２）α　―θ＋−
α　　・・・■、°、−θ−！−一　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・■ルー幽α 上式で％け材質の屈折率でル≠１．５である。スクリー
ン周辺光の傾斜角αは約６０度であ夛、従って、−＃は
、０式より、Ｏ，ｙｐと求まる。

一方、第５図において４′の領域の入力光は有効に出力
水平光に変換されるが、４　の領域の入力光はフレネル
レンズの不連続壁へ入射するため、有効な出力水平光に
変換されない。全入射光に対する上記無効光の比率、即
ち損失をとすれば１次式で与えられる。

’　＝　ｗ　ｅ　／−α　　・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・■前記α−６０
度、　ｋｍ　＃　−０，７９（θ−５８度）を第５式に
代入して、損失は４６％と求まる。

即ち、従来技術においてはスクリーンの周辺部の入力光
の中、約４６％が無効となりていたためＫＩｌｉ儂の質
が極めて劣化せざるを得なかった。

ことが理解される。

また、有効入射光について亀、その入射角度。

が第Ｓ図において、α−θ−２２°と小さくなっていた
ため、ここでの反射損失が約１４％と大きいことが分っ
た。

本発明によるスクリーンの基本実施例の平面図を第４図
に示す。同図で第１面２１は垂直レンチキ凰う−面、第
２面２２Ｆｉフレネル面、第５面２３は水平レンチキ瓢
う−面、第４百２４け垂直黒縞状面である。第５面、第
４面の構成は従来技゛術と同じである。本発明の要点は
、フレネルレンズ面を第１スクリーン層の出力側即ち第
２面に配置することにある。

次にその詳細を第５図によって説明する。第・５図は第
・４図のフレネル面付近を拡大した平面・図である。

出力角をβとするとスネルの法則によυ島を屈折率とし
て ｎ“（２）α／（２）β 、°、β−（２）−’＜ヱＬ＞　　・・・−−−−−−
−−、−・−・−。

ル ｃｌ−６０ｅｌ、ｎ−１，５０とき、β≠７１゜更に第
２面においてスネルの法則によシ。

５−ｄ１１＃／（２）（１８０°−〇−β）・・・・・
・・・・・・・・・・■・°・−―β−房β−θ ル ％−１．５．β−７１°のときθ−５ア以上の分析結果
から次のことが云える。

（１）如何なる入射光もフレネルレンズの不連続壁に突
き当ることはない。従って従来技術における約４６％の
損失を解消できる。

（２）　　フレネル面出力光の傾斜角度（第５図の９０
’−〇）は９ｆｆ’　−５ＣＩ”−４０”程度であシ従
来技術における２２°に比べて大きいため１反射損失も
従来の約１４９６から約６％に軽減される。

（５）　　フレネルレンズの傾斜角は纂４式、第６式１
によって設計することができる。

以上の説明から本発明によって子クリーンの周辺部の光
量を大幅に改善できることが了解されるであろう。

尚、第５図において、フレネルレンズの子連。

続開はマクロスクリーン平面に対して垂直状に記したが
、これは必要条件ではなく、βの傾斜を持たせることか
り能である。こうすることによって、スクリーンの製造
時における減の離聾性を改善することができる。

また本発明によれば従来きすつきやすかったフレネル面
がスクリーンを形成する２層の内側に形成されるため、
２層によって保護され、きすが付く心配から解放される
という長所がある。

次に本発明の展開について述べる。以上の説明において
、スクリーン出力光は第１図に示した通）平行光である
ことを前提とした。しかし。

実際の使用に際しては、この前提は好ましくない。以下
その理由について、第６図によりて説明する。

同図で３はスクリーンの垂直断面を示す側面図でｒはス
クリーンの高さく約Ｑ、７７１４　）である。

ｅ１ スクリーン出力光の重心を平行とし、垂直拡散角を＋１
２°とすると、適視範囲は同図の斜線で示した範囲とな
る。従って適視距離は約５Ｖ（約４．９ｓ）以上となる
。これは家庭用テレビとしては部屋の大きさから考えて
やや大き過ぎる。実際的にはも少し、近づいて見ること
を考え、これを。

約ｓ、５ｒ　（約２．３罵）としたい。

このためには第６図に示す通シ、スクリーン出力光の重
心が、スクリーンから約５ｒの距離に収束するようにす
る必要がある。

このためＩＣは第５式の代シに次式を用いれば嵐い。（
α′は出力光の傾を表わす） ルー幽（＃＋α′）／（２）（１８０ｅ′−＃−β）・
・・・・曲・・＠即ち、若干フレネルレンズを強く働か
せる必要がある。このことは従来技術においては、更に
スクリーン周辺部の明るさの劣化を伴うために困難であ
ったが、本発明においては余裕をもりて実現できる。別
法としては、第８図にその断面を示すように画直しンチ
キ＆ツーレンズを上下方向に若干変調する方法が可能で
ある。即ち、スクリーン上部においては第６図に示す如
く、＋６°、−１８°の範囲に拡散し、スクリーン下部
においては＋１８°、−６°の範囲に拡散する。

このためには、通常のレンチキ＆２−レンズを形成する
ための曲面に加えて、若干垂直方向くのみ、マクロに正
のパワーの傾斜を追加すれば良い。本手段によれば、７
レネル面に要求されるパワーを最小限に抑えて、かつ、
視聴距離の改善を図シ得るという特徴があり、従りて７
レネル面の生産性２歩留）の向上に有効である。

以上の説明から分る通シ、本発明によって。

下記の効果を得ることができる。

（１）スクリーン周辺部の明るさの劣化を軽減し。

従来技術に比べて、約２倍の明るさを実現できる。

（２）　　スクリーンの近くから観視した場合の画儂倍
の距離での観視に耐える画侭を提供できる。

（３）スクリーン製造に際して離型性の良い型構造を用
いることができ、従りて生産性の向上を図シ得る。

（４）製造後の扱いＫおけるフレネル面のきずつ自を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプロジエクシ曹ン１’Ｖ光学系全体の平面図、
第２図は従来技術のスクリーンの断面図、第５図は従来
技術のフレネル面の拡大図、第４図は本発明のスクリー
ンの断面図、第５図は本発明の７レネル面を示す平面図
、第６図は従来技術の視聴範囲を示す側面図、第７図は
本発明による視聴範囲を示す側面ｉ、第８図は本発明に
よる垂直レンチキ晶う−の断面図である。 １：ＣＭ、　　　　　２；レンズ、 ５ニスクリーン、１１：ツレネル面、 ４′：有効光、　　　　　４″：無効光、２１：垂直レ
ンチキユラー面、 ２２：フレネル面。 １：１゜ 才２図 第４図 才Ｓ図 ル＝奉り− Ｃ０ノｒ ｒ＝ｔｔｏ’−〇−戸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スクリーンを２層の透明プラスチック層から構成し
   、スクリーンへの入力光に近い順から数えて１８１面を
   重置レンチキ凰う−レンズ面として形成し、第２面にフ
   レネルレンズ面を形成し、該フレネルレンズ面は実質的
   にすべての入力光を有効に収束するようになし、ＨＳ面
   に水平レンチキーラー面を形成し、第４面に垂直黒縞状
   面を形成してなるスクリーン。 ス、第１面を垂直レンチキ為う−レンズ面として形成し
   、かつ該レンズにマクロに垂直方向に関して正のパワー
   を付与してなる特許請求の範囲第１項記載のスクリーン
   。