(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状のレンチキュラーレンズシートと重ね合わされた矩形状のフレネルレンズシートをその４辺が上下方向及び水平方向に沿うように配置し、その上辺部をフレームに取り付けることで、該フレームにより前記フレネルレンズシートを保持してなる背面投射スクリーンであって、
前記レンチキュラーレンズシートに取り付けられた上辺部リブが前記フレネルレンズシートに取り付けられたリブ上に左右方向に移動可能なように係止され、
前記レンチキュラーレンズシートには自重により上下方向の張力が付与されていることを特徴とする背面投射スクリーン。
【請求項２】
前記レンチキュラーレンズシートは、左右辺部には左右辺部リブが取り付けられており、該左右辺部リブと前記フレームの左右辺部との間には前記レンチキュラーレンズシートに対して左右方向に張力を付与する張力付与手段が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の背面投射スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示の技術分野に属するものであり、特にフレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートをフレームに取り付けてなる背面投射スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、比較的小さな画像光源（例えば、陰極線管表示装置［ＣＲＴ］や液晶表示装置［ＬＣＤ］やデジタルミラーデバイス［ＤＭＤ］）を投射レンズにより背面投射スクリーンに投射する大画面画像表示システムが、広く利用されるようになってきている。
【０００３】
このシステムでは、一般にスクリーン面は上下方向に沿うように配置され、このスクリーン面上に背面投射により形成された拡大投射画像を正面側から複数の観察者が観察する。観察者の眼の位置は上下方向断面内では比較的狭い角度範囲内に分布するが、水平方向断面内では比較的広い角度範囲に分布する。このため、背面投射型スクリーンとしては、一般に上下方向に比べて水平方向には広い角度にわたって良好な出射光を得るために、上下方向に延在する多数のレンズを有するレンチキュラーレンズシートが使用されている。
【０００４】
ところで、以上のような背面投射スクリーンでは、次第に画面サイズの大型化が求められるようになっており、また、次第に表示画像の画質の向上が求められるようになってきている。このような要求に応えるために、背面投射スクリーンに使用されるレンチキュラーレンズシートとしては厚さが薄く（例えば１ｍｍ以下）且つレンズピッチの小さい（例えば１ｍｍ以下）ものが要求されている。このような大面積及び高画質のための薄型のレンチキュラーレンズシートは、一般に合成樹脂からなるので、自己形状保持性が低い。そのため、レンチキュラーレンズシートの４辺部（上下両辺部及び左右両辺部）のうちの少なくとも上辺部をフレームに取り付けて保持することで、スクリーンを構成している。
【０００５】
また、以上のような合成樹脂からなるレンチキュラーレンズシートは、温度変化または湿度変化により膨張または収縮する。このような外部環境変化によってレンチキュラーレンズシートに弛みによるしわが生じたりして平面性が損なわれ画質が低下するようなことがないように、フレームに対するレンチキュラーレンズシートの取り付けには種々の工夫が必要である。
【０００６】
この工夫の１つとして、フレームの上辺部にレンチキュラーレンズシートの上辺部を取り付け、該レンチキュラーレンズシートの下辺部を自由にして自重に基づきレンチキュラーレンズシートに張力を付与するようにしたものがある。しかし、このような張力付与では十分な張力が確保できないことがあり、環境変化に伴って画質が劣化することがある。
【０００７】
また、十分な張力を得るために、レンチキュラーレンズシートの上下辺部を引っ張ってシートに対して上下方向の引っ張り力を与え、且つ左右辺部を引っ張ってシートに対して左右方向の引っ張り力を与えるようにしたものがある。しかし、このような張力付与では、上下方向の張力と左右方向の張力とのバランス調整が難しく、このバランスが崩れるとシートに部分的にしわが発生することがある。
【０００８】
このようなレンチキュラーレンズシートのフレームへの取り付けに関しては、例えば特開昭５９−４３０９６号公報、特開昭５９−１９６３４７号公報及び特開昭６３−１６３３３１号公報に記載がある。
【０００９】
一方、背面投射スクリーンにおいては、画像光源から出射されスクリーン面の周辺部（特に４隅部）に到達する光をも有効に観察者の方へと向け、画面全体の明るさの均一性を向上させるために、レンチキュラーレンズシートとともにフレネルレンズシートが一般的に用いられている。このフレネルレンズシートは、レンチキュラーレンズシートに比べて厚く重量も大きく剛性を有するのが一般的であり、レンチキュラーレンズシートと重ね合わせて使用される。
【００１０】
以上のようなフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとを用いた背面投射スクリーンは、画面サイズの大型化とともに、特に剛性を有するフレネルレンズシートの重量が増加して、搬送時や据付け時の衝撃などでレンズシート破損などの不具合を生じやすくなる。これを防止するためには、レンズシートのフレームへの取り付け構造を強化すればよいが、そのために構造が複雑化したのでは、上記環境変化による画質劣化防止のための構造がますます複雑化し、好ましくない。
【００１１】
本発明は、レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートとの双方を用いた背面投射スクリーンにおいて、これらレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートとを簡易な構造でフレームに取り付け、しかも環境変化によっても表示画像の画質劣化が生じにくく、搬送時などに受ける衝撃に対する耐久性が良好な背面投射スクリーンを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
矩形状のレンチキュラーレンズシートと重ね合わされた矩形状のフレネルレンズシートをその４辺が上下方向及び水平方向に沿うように配置し、その上辺部をフレームに取り付けることで、該フレームにより前記フレネルレンズシートを保持してなる背面投射スクリーンであって、
前記フレネルレンズシートの上辺部にはその両端部を除く部分にリブが取り付けられており、該リブが前記フレームの上辺部に係止されており、前記リブの水平方向の長さは前記フレネルレンズシートの上辺部の長さの７０〜９５％である、
ことを特徴とする背面投射スクリーン、
が提供される。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記フレネルレンズシートは前記リブが前記フレームの上辺部に左右方向に移動可能なように係止されることで前記フレームへの取り付けがなされている。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記レンチキュラーレンズシートの上辺部には上辺部リブが取り付けられており、該上辺部リブを前記フレネルレンズシートの上辺部及び／または前記リブに係止することで前記フレームへの前記レンチキュラーレンズシートの取り付けがなされている。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記レンチキュラーレンズシートの上辺部は前記上辺部リブが前記フレネルレンズシートの上辺部及び／または前記リブ上に左右方向に移動可能なように係止されている。
【００１６】
本発明の一態様においては、前記レンチキュラーレンズシートは、左右辺部には左右辺部リブが取り付けられており、該左右辺部リブと前記フレームの左右辺部との間には前記レンチキュラーレンズシートに対して左右方向に張力を付与する張力付与手段が配置されている。
【００１７】
本発明の一態様においては、前記レンチキュラーレンズシート及び前記フレネルレンズシートの双方の上下辺部及び左右辺部、並びに前記リブ、前記上辺部リブ及び前記左右辺部リブは、いずれも前記フレームに形成されている内側空間内に受容されている。
【００１８】
本発明の一態様においては、前記レンチキュラーレンズシートには自重により上下方向の張力が付与されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明による背面投射スクリーンの一実施形態を示す正面図であり、図２及び図３はそれぞれそのＡ−Ａ’線断面図及びＢ−Ｂ’線断面図である。
【００２１】
これらの図において、２はレンチキュラーレンズシートであり、４はフレネルレンズシートであり、６はフレームである。レンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４は、いずれも正面から見て矩形状をなしており、レンチキュラーレンズシート２が観察側となるように互いに重ね合わされていて、その大きさは例えば画面サイズで５０〜３００インチである。フレーム６は、レンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４の４辺部に対応して４辺部を有している。
【００２２】
レンチキュラーレンズシート２は、その互いに平行な２辺が上下方向（Ａ−Ａ’線方向）を向き且つ互いに平行な他の２辺が水平方向（Ｂ−Ｂ’線方向：左右方向）を向くように配置されている。尚、本発明においては、レンチキュラーレンズシート２は、少なくとも一面に上下方向に延在して並設された複数のレンズ２’を有し、厚さが例えば１．２ｍｍ以下、特に０．３〜０．５ｍｍ程度の薄肉で、上下方向に比べて左右方向の屈曲性が高いものであることがことが有効である。レンチキュラーレンズシート２のレンズ配列のピッチは例えば０．２〜１．０ｍｍであり、特に０．２〜０．５ｍｍであることが好適である。
【００２３】
レンチキュラーレンズシート２は、透光性を有する合成樹脂からなり、微細なレンズ形状の形成が容易で良好な光学性能を有する（メタ）アクリル系樹脂や、ポリカーボネート系樹脂、スチレン−メタクリレート（ＭＳ）系樹脂などを用いて製造することができる。ゴム質添加により、レンチキュラーレンズシート２の左右方向の屈曲性を高めることも可能である。レンチキュラーレンズシート２の製造方法としては、押し出し成形、プレス成形、キャスト成形、光硬化による賦型、溶融紡糸などによるものが例示される。
【００２４】
レンチキュラーレンズシート２の上辺部には光源側の面に上辺部リブ（補強材）３ａが取り付けられており、レンチキュラーレンズシート２の左右辺部には光源側の面に左右辺部リブ３ｂ，３ｂ’が取り付けられている。これらのリブ３ａ，３ｂ，３ｂ’は、例えば合成樹脂または柔軟性をもつ合成ゴムからなり、接着やピン止めなどによりシート面に接合されている。リブ３ａ，３ｂ，３ｂ’は、レンチキュラーレンズシート面から若干はみ出ていてもよい。補強材３ａ，３ｂ，３ｂ’は、厚さ（即ち、シート面の法線方向：Ｃ−Ｃ’線方向の寸法）が例えば３〜１５ｍｍであり、幅が例えば２〜１０ｍｍである。
【００２５】
フレネルレンズシート４は、その互いに平行な２辺が上下方向（Ａ−Ａ’線方向）を向き且つ互いに平行な他の２辺が水平方向（Ｂ−Ｂ’線方向：左右方向）を向くように配置されており、光源側の面がサーキュラーフレネルレンズ面とされている。このフレネルレンズシート４は、厚さが例えば３．０〜５．０ｍｍで、適度の剛性を有する。
【００２６】
フレネルレンズシート４は、レンチキュラーレンズシート２と同様に、透光性を有する合成樹脂からなり、プレス成形、キャスト成形、光硬化による賦型などの方法で製造される。
【００２７】
フレネルレンズシート４の光源側の面には、上辺部にリブ（補強材）５ａが取り付けられている。このリブは、接着やピン止めなどによりシート面に接合されている。このリブ５ａはフレネルレンズシート４のシート面から若干はみ出ていてもよい。リブ５ａは、厚さ（即ち、Ｃ−Ｃ’線方向の寸法）が例えば３〜１５ｍｍであり、幅が例えば５〜２０ｍｍである。
【００２８】
フレーム６は、レンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４の双方の上下辺部及び左右辺部、並びにこれらに付されたリブ５ａやリブ３ａ，３ｂ，３ｂ’を受容する内側空間Ｓを有する金属製のチャンネル状部材を含むものである。このチャンネル状部材には、フレーム上辺部において第１取付部材８ａが取り付けられており、フレーム左右辺部において第２取付部材８ｂ，８ｂ’が取り付けられており、フレーム上辺部において第３取付部材８ｃが取り付けられている。これら取り付け部材を含んでフレーム６が構成されている。
【００２９】
フレーム６に対するレンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４の取り付けは、例えば、次のようにしてなされている。即ち、フレネルレンズシート４は、リブ５ａがフレーム６の上辺部の第１取付部材８ａに左右方向に移動可能なように係止されることで、フレーム６への取り付けがなされている。フレネルレンズシート４の下辺部は自由端とされている。また、レンチキュラーレンズシート２の上辺部は、上辺部リブ３ａがフレネルレンズシート４の上辺部及びそれに付されたリブ５ａ上に左右方向に移動可能なように係止されることで、フレネルレンズシート４を介してフレーム６への取り付けがなされている。このレンチキュラーレンズシート２に付された上辺部リブ３ａの係止は、フレネルレンズシート４の上辺部及びリブ５ａのうちの一方に対してなされていてもよい。
【００３０】
そして、図３に示されているように、フレーム６の左右辺部において第２取付部材８ｂ，８ｂ’と左右辺部リブ３ｂ，３ｂ’との間に、それぞれ圧縮バネ１０，１０’が配置されている。第２取付部材８ｂ，８ｂ’と圧縮バネ１０，１０’とを含んで張力付与手段が構成されている。この張力付与手段の圧縮バネ１０，１０’の伸長力により、レンチキュラーレンズシート２に対して左右方向に張力が付与される。バネ１０’を省略して、左右辺部リブ３ｂ’を直接第２取付部材８ｂ’に当接させるようにしてもよい。
【００３１】
本実施形態では、図１に示されているように、フレネルレンズシート４の左右方向寸法はＬ（Ｆ）であり、レンチキュラーレンズシート２の左右方向寸法はＬ（Ｒ）である。これに対して、フレネルレンズシート４の上辺部に付されたリブ５ａの左右方向の長さはＬ（Ｆ）’であり、レンチキュラーレンズシート２の上辺部に付された上辺部リブ３ａの左右方向の長さはＬ（Ｒ）’である。そして、リブ５ａ及び上辺部リブ３ａの左右両端は、それぞれフレネルレンズシート４及びレンチキュラーレンズシート２の上辺部の左右両端から均等に中央側に後退した位置にある。
【００３２】
Ｌ（Ｆ）’／Ｌ（Ｆ）は、７０〜９５％の範囲内とされている。その理由は次のとおりである。即ち、スクリーンの搬送や据付けの際にフレーム６に衝撃が加えられると、この衝撃はフレーム６からフレネルレンズシート４の上辺部のリブ５ａとの接合部へと伝達されるが、Ｌ（Ｆ）’／Ｌ（Ｆ）が９５％を越えると、この衝撃力がリブ５ａの左右両端部に対応する位置のフレネルレンズシート４の上辺部の左右両端部（即ち右上隅部と左上隅部）に近い領域に集中し、このフレネルレンズシート４の領域にクラックが発生しやすくなるからである。また、Ｌ（Ｆ）’／Ｌ（Ｆ）が７０％未満では、フレーム６によるフレネルレンズシート４の保持の安定性が低下したりフレネルレンズシート４とリブ５ａとの接合部の単位長さあたりにかかる吊り下げ力が大きくなり接合剥離が生じやすくなるからである。Ｌ（Ｒ）’／Ｌ（Ｒ）も、同様に７０〜９５％の範囲内とすることができる。
【００３３】
ここで、１１０インチＨＤサイズのスクリーンについて落下衝撃テストを行った結果を示す。このテストでは、レンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズシート４とも、メチルメタクリレート樹脂からなるものを使用し、レンチキュラーレンズシート２の厚さを１ｍｍとし、フレネルレンズシート４の厚さを５ｍｍとした。また、リブ５ａは厚さ１０ｍｍで幅１０ｍｍとし、上辺部リブ３ａ及び左右辺部リブ３ｂ，３ｂ’は厚さ１０ｍｍで幅５ｍｍとした。
【００３４】
Ｌ（Ｆ）’／Ｌ（Ｆ）＝１００％とし、Ｌ（Ｒ）’／Ｌ（Ｒ）＝１００％としたものでは、スクリーンを５０ｍｍの高さから床面に落下させたところ、フレネルレンズシート４にリブ５ａの端部に対応する位置から長さ１２０ｍｍのクラックが発生した。
【００３５】
Ｌ（Ｆ）’／Ｌ（Ｆ）＝８８％とし、Ｌ（Ｒ）’／Ｌ（Ｒ）＝９２％としたものでは、スクリーンを５０ｍｍの高さから床面に落下させたところ、フレネルレンズシート４にはクラックは発生しなかったが、１００ｍｍの高さから床面に落下させたところ、フレネルレンズシート４にリブ５ａの端部に対応する位置から長さ１００ｍｍのクラックが発生した。
【００３６】
Ｌ（Ｆ）’／Ｌ（Ｆ）＝８４％とし、Ｌ（Ｒ）’／Ｌ（Ｒ）＝９２％としたものでは、スクリーンを５０ｍｍ及び１００ｍｍのいずれの高さから床面に落下させても、フレネルレンズシート４にはクラックは発生しなかった。
【００３７】
本実施形態においては、レンチキュラーレンズシート２に対して、上下方向（レンズの方向）より左右方向（レンズの方向と直交する方向）に関し屈曲性が大きいというレンチキュラーレンズシート２の特性を考慮して、上下方向に関しては自重による張力付与を行い、左右方向に関しては圧縮バネ１０，１０’を用いた張力付与を行っている。尚、フレーム６に対してフレネルレンズシート４を左右方向に移動可能に取り付け、フレネルレンズシート４に対してレンチキュラーレンズシート２を左右方向に移動可能に取り付けることもできる。このようにすることにより、構造が比較的簡易でありながら、環境変化の際にも、フレネルレンズシート４はもちろんのこと、レンチキュラーレンズシート２についてもフレネルレンズシート４に沿って良好な平面性を維持しつつ伸縮がなされ、表示画像の画質劣化を生じにくくさせることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フレネルレンズシートの上辺部の両端部を除く部分にリブを取り付け該リブをフレームの上辺部に係止することでフレネルレンズシートの吊り下げを行い、リブの水平方向の長さをフレネルレンズシートの上辺部の長さの７０〜９５％としているので、フレネルレンズシートひいてはレンチキュラーレンズシートをも簡易な構造でフレームに取り付け、しかも環境変化によっても表示画像の画質劣化が生じにくく、搬送時などに受ける衝撃に対する耐久性を良好なものとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による背面投射スクリーンの一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’線断面図である。
【符号の説明】
２    レンチキュラーレンズシート
３ａ    上辺部リブ
３ｂ，３ｂ’    左右辺部リブ
４    フレネルレンズシート
５ａ    リブ
６    フレーム
８ａ    第１取付部材
８ｂ，８ｂ’    第２取付部材
８ｃ    第３取付部材
１０，１０’    圧縮バネ
Ｓ    空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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