説明

プロジェクションスクリーン

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LCDプロジェクタ等からの画像が投影されるプロジェクションスクリーンに関し、特に、モアレの発生を低減したプロジェクションスクリーンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のプロジェクションスクリーンは、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートを組み合わせたものが知られており、光源からの画像が投影されていた。
【0003】光源としてLCDプロジェクタを用いる場合には、レンチキュラーレンズとフレネルレンズによるモアレ、レンチキュラーレンズとLCD格子によるモアレ、フレネルレンズとLCD格子によるモアレの他に、レンチキュラーレンズとフレネルレンズとLCD格子のモアレ等が発生する可能性があった。
【0004】このようなモアレの発生を低減するために、レンチキュラーレンズやフレネルレンズのピッチの組み合わせを最適なものにしたり、デフォーカスしてわざとぼかしたりしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の技術においては、LCD格子のピッチの高精細化に伴って、レンズシートがファインピッチ化されているが、加工技術の限界等によるピッチの組み合わせに制限が生じていた。また、デフォーカスによる場合には、解像度が低下するという問題点があった。
【0006】特に、レンチキュラーレンズとフレネルレンズとLCD格子に起因する複合したモアレは、LCD格子がフレネルレンズのパターンによって変調され、さらに、レンチキュラーレンズとモアレを発生させると考えられるので、ピッチを細かくしてゆくという従来の方法だけでは解決できなかった。
【0007】本発明は、上記の課題を解決すべくなされたものであって、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートの間に、投射距離、投射レンズの有効半径、拡散板の垂直半値角(αV)などから決定されるギャップを設けることにより、LCD格子、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ等の組み合わせに起因するモアレを、デフォーカスすることなく低減することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の解決手段は、レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートを組み合わせたプロジェクションスクリーンにであって、前記フレネルレンズシートと前記レンチキュラーレンズシートの間にギャップSが設けてあり、そのギャップSが投射レンズの有効半径をR、投射レンズからレンチキュラーレンズシートの入射側のレンチキュラーレンズ面までの投射距離をL、フレネルレンズのピッチをPとしたとき、 S≧P×L/R ・・・(1)
となる構成としてある。
【0009】第2の解決手段は、前記レンチキュラーレンズシートと前記フレネルレンズシートの間に、前記(1)式で求められるギャップSと等しい厚みの透明板を挿入した構成としてある。
【0010】第3の解決手段は、レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートを組み合わせたプロジェクションスクリーンであって、前記フレネルレンズシートと前記レンチキュラーレンズシートの間に拡散板が挿入されており、その拡散板の前記フレネルレンズシートに近い側の拡散面から、前記レンチキュラーレンズシートの間にギャップS1が設けてあり、そのギャップが前記拡散板の垂直半値角をT、フレネルレンズのピッチをPとしたとき、 S1≧P/tan(T) ・・・(2)
となる構成としてある。
【0011】第4の解決手段は、前記拡散板の厚みが前記(2)式で求められるギャップSに等しい構成とすることができる。
【0012】第5の解決手段は、前記レンチキュラーレンズシートと前記拡散板の間に、前記(2)式で求められるギャップSと等しい厚みの透明板を挿入した構成としてある。
【0013】
【作用】本発明によれば、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシート間にギャップを設けたので、フレネルレンズシートの変調作用による影がレンチキュラーレンズシート上で十分にぼける。
【0014】
【実施例】以下、図面等を参照して、実施例につき、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第1の実施例を模式的に示した図、図2は、第1の実施例のスクリーンに使用される投射光学系を示した図、図3はフレネルレンズの変調作用を説明するための図である。
【0015】第1の実施例のスクリーンは、フレネルレンズシート1とレンチキュラーレンズシート2を組み合わせたものであって、フレネルレンズシート1とレンチキュラーレンズシート2の間にギャップSが設けてある。
【0016】LCDパネル5(図2)のLCD格子、フレネルレンズシート1、レンチキュラーレンズシート2等の組み合わせに起因するモアレは、LCD格子がフレネルレンズパターンで変調されることによって生じるので、フレネルレンズシート1による変調がレンチキュラーレンズシート2に到達しないようにすればよい。すなわち、フレネルレンズシート1の影がレンチキュラーレンズシート2上で十分にぼけていればよい。投射レンズ6から投射された光は、わずかながら拡散しているので、図3に示すように、フレネルレンズシート1から出た光束が、フレネルレンズの1ピッチ分ずれる位置Aよりも離れた位置にレンチキュラーレンズシート2を配置すればよい。
【0017】ここで、フレネルレンズシート1に入射してくる光の拡散角θは、図2に示すように、投射レンズ6の有効半径をR、投射レンズからレンチキュラーレンズシートの入射側のレンチキュラーレンズ面までの投射距離をLとすると、 θ=arctan(R/L) ・・・(3)
となる。フレネルレンズシート1から出光される光の拡散角は、ほぼθに等しいと考えられるので、フレネルレンズシート1を1ピッチ分ずらすときのギャップSは、フレネルレンズのピッチをPとすると、 S=P/tan(θ) ・・・(4)
となる。(4)式に(3)式を代入すれば、 S=P×L/R ・・・(5)
が得られる。
【0018】このとき、レンチキュラーレンズシート2のレンズ面に結像するようにすれば、結像系に対して何等影響を与えないので、解像度を落とすことはない。
【0019】図4は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第2の実施例を模式的に示した図である。なお、以下に説明する各実施例では、第1の実施例と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付してある。第2の実施例のスクリーンは、フレネルレンズシート1とレンチキュラーレンズシート2の間に、前述の(5)式で得られるギャップSと同じ厚さの透明板3を挿入したものである。第2の実施例では、透明板3を用いることによって、簡単な支持構造でフレネルレンズシート1とレンチキュラーレンズシート2のギャップSを均一に保つことができる。
【0020】図5は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第3の実施例を模式的に示した図である。第3の実施例のスクリーンは、フレネルレンズシート1とレンチキュラーレンズシート2の間に、拡散板4を挿入してある。
【0021】第1の実施例のようにしてギャップSを計算すると比較的大きい値になる。そこで、第3の実施例では、さらに積極的にフレネルレンズシート1から出光する光を拡散することにした。つまり、フレネルレンズシート1の出光面に拡散板4をおくことにより、レンチキュラーレンズシート2上のフレネルレンズの影は、より短いギャップS1でぼけることになる。このとき、拡散板4の垂直半値角(αV)をTとして、(4)式と同様にすれば、 S1=P/tan(T) ・・・(6)
が得られる。
【0022】このとき、ギャップS1が投射レンズ6の焦点深度内に納まれば、解像度の低下はわずかであるし、拡散板4として、少し透過光を含むものを用いれば、さらに解像度の低下は防げる。
【0023】図6は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第4の実施例を模式的に示した図である。第4の実施例では、フレネルレンズシート1とレンチキュラーレンズシート2の間に、(6)式で得られたギャップS1と同じ厚みの拡散板4を、挿入したものである。第4の実施例によれば、拡散板4の垂直半値角(αV)=Tが大きくなるので、ギャップS1を小さくできるとともに、そのギャップS1を均一に保つことができる。
【0024】図7は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第5の実施例を模式的に示した図である。第5の実施例では、フレネルレンズシート1とレンチキュラーレンズシート2の間に、第3の実施例と同じ厚みの拡散板4を挿入し、さらに、透明板3を挿入したものである。
【0025】ここで、第5の実施例をさらに具体的な製造例を上げて説明する。フレネルレンズシート1として、アスペクト比16:9(ハイビジョン仕様)で、対角55inの焦点距離が1500mm,ピッチP=0.14mmのものを用い、レンチキュラーレンズシート2として、ピッチP1=0.247mmのものを用いた。フレネルレンズシート1とレンチキュラーレンズシート2の間に、垂直半値角T=9°のフィルム状の拡散板4と、厚さ3mmのアクリル製の透明板3を配置した。光源には、単管式のLCDプロジェクタ5を用い、投射距離L=1530mmで、焦点距離128mm、F8.0の投射レンズ6を使って、スクリーン上に投影した。このように拡散板4とギャップ用の透明板3を用いることにより、モアレを大幅に低減できた。
【0026】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によれば、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートの間に、ギャップを設けたので、フレネルレンズの変調作用に起因するモアレが、デフォーカスすることなく、低減することができ、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第1の実施例を模式的に示した図である。
【図2】図2は、第1の実施例のスクリーンに使用される投射光学系を示した図である。
【図3】図3は、フレネルレンズの変調作用を説明するための図である。
【図4】図4は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第2の実施例を模式的に示した図である。
【図5】図5は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第3の実施例を模式的に示した図である。
【図6】図6は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第4の実施例を模式的に示した図である。
【図7】図7は、本発明によるプロジェクションスクリーンの第5の実施例を模式的に示した図である。
【符号の説明】
1 フレネルレンズシート
2 レンチキュラーレンズシート
3 透明板
4 拡散板
5 LCDパネル
6 投射レンズ

【特許請求の範囲】
【請求項1】 レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートを組み合わせたプロジェクションスクリーンであって、前記フレネルレンズシートと前記レンチキュラーレンズシートの間にギャップSが設けてあり、そのギャップSが投射レンズの有効半径をR、投射レンズからレンチキュラーレンズシートの入射側のレンチキュラーレンズ面までの投射距離をL、フレネルレンズのピッチをPとしたとき、 S≧P×L/R ・・・(1)
となることを特徴とするプロジェクションスクリーン。
【請求項2】 前記レンチキュラーレンズシートと前記フレネルレンズシートの間に、前記(1)式で求められるギャップSと等しい厚みの透明板を挿入したことを特徴とする請求項1記載のプロジェクションスクリーン。
【請求項3】 レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートを組み合わせたプロジェクションスクリーンであって、前記フレネルレンズシートと前記レンチキュラーレンズシートの間に拡散板が挿入されており、その拡散板の前記フレネルレンズシートに近い側の拡散面から、前記レンチキュラーレンズシートの間にギャップS1が設けてあり、そのギャップが前記拡散板の垂直半値角をT、フレネルレンズのピッチをPとしたとき、 S1≧P/tan(T) ・・・(2)
となることを特徴とするプロジェクションスクリーン。
【請求項4】 前記拡散板の厚みが前記(2)式で求められるギャップS1に等しいことを特徴とする請求項3記載のプロジェクションスクリーン。
【請求項5】 前記レンチキュラーレンズシートと前記拡散板の間に、前記(2)式で求められるギャップS1と等しい厚みの透明板を挿入したことを特徴とする請求項3記載のプロジェクションスクリーン。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【特許番号】第2918707号
【登録日】平成11年(1999)4月23日
【発行日】平成11年(1999)7月12日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平3−35572
【出願日】平成3年(1991)2月5日
【公開番号】特開平4−249236
【公開日】平成4年(1992)9月4日
【審査請求日】平成9年(1997)12月11日
【出願人】(000002897)大日本印刷株式会社 (14,506)
【参考文献】
【文献】特開 昭59−90836(JP,A)
【文献】特開 昭63−282728(JP,A)
【文献】特開 昭57−210332(JP,A)