(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンチキュラーレンズシートを備えた背面投射型スクリーンにおいて用いられる前面板であって、
当該前面板の入射面と出射面の各々より所定距離分離れた領域に拡散層を有し、
前記拡散層の入射側からの距離ｃが次の（１）及び（２）式を満たす前面板。
ｃ  <  Ｌ／tanφ      （１）
sinθ  ＝  nsinφ      （２）
（但し、Ｌは互いに隣り合うレンチキュラーレンズからの出射光のうち、互いの方向へ向かう光が前面板に入射する位置の間の最小距離、θは互いに隣り合うレンチキュラーレンズからの出射光のうち、最大強度の１／１０である互いの方向へ向かう光の前面板入射面に対する角度、ｎは前面板の入射側の層の屈折率）
【請求項２】
前記前面板は、少なくとも入射面が鏡面であることを特徴とする請求項１記載の前面板。
【請求項３】
請求項１又は２記載の前面板と、凸状の外光吸収部の頂部において当該前面板と接着されたレンチキュラーレンズシートを備えた前面板付きレンチキュラーレンズシート。
【請求項４】
請求項１又は２記載の前面板と、凸状の外光吸収部の頂部において当該前面板と接着されたレンチキュラーレンズシートと、当該前面板が接着された面とは反対の面側に配置されたフレネルレンズシートを備えた背面投射型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、リアプロジェクションテレビ等に使用される背面投射型スクリーンに関し、特にその背面投射型スクリーンに用いられる前面板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リアプロジェクションテレビ等に使用される背面投射型スクリーンは、一般に、２枚のレンズシートが重ね合わされた構成を有している。すなわち、光源側には、ＣＲＴからの映像光あるいは液晶を透過した映像光を一定の角度の範囲内になるように絞り込むフレネルレンズシートが配置され、観察者側には、フレネルレンズシートを透過した映像光を適度な角度の範囲に広げる機能を有するレンチキュラーレンズシートが配置される。
【０００３】
背面投射型スクリーンの概略斜視図を図６に示す。図６に示すように、背面投射型スクリーンは、基本的に前面板１、レンチキュラーレンズシート２、フレネルレンズシート３より構成される。この前面板３については、例えば、特開平８−２２０７７号公報、特開平７−３０７９１２号公報に開示されている。前面板１は、レンチキュラーレンズシートを保護する、一般的なブラウン管方式のテレビに似た表面光沢を得る等の目的のために設けられる。
【０００４】
レンチキュラーレンズシート２では、映像光が入射する面にレンチキュラーレンズ２１が形成されている。レンチキュラーレンズシート２の映像光が出射する面のうち、入射側の面に形成されたレンチキュラーレンズ２１からの光が集光される集光部２２を凸レンズ状に形成することが一般的である。入射側の面に形成されたレンチキュラーレンズ２１からの光が集光しない非集光部２３（集光部２２以外の部分）は、レンチキュラーレンズシート２に対して平行な頂部をもつ凸状とされる。そして、凸状部の頂部および凸状部側面の頂部寄りの部分（側面上部）に黒色塗料等からなる外光吸収層２４が設けられて凸状の外光吸収部２５が形成される。
【０００５】
このような背面投射型スクリーンにおいて、カラーシフト及び視野角を改善する方法が特開平７−２４８５３７号公報にて提案されている。この文献には、拡散剤の入っていないレンチキュラーレンズシートと、出射面側、即ち、観察者側の面を鏡面とし、レンチキュラーレンズシート側の入射面に拡散剤が散りばめられた拡散層を有する前面板が開示されている。図７に従来の背面投射型スクリーンの断面図を示す。図に示されるように前面板１の入射面に拡散剤４が散りばめられた拡散層を有する。
【０００６】
この文献に開示された構造を有する背面投射型スクリーンでは、前面板の入射面が拡散剤の影響によりシボ状、即ち細かい凹凸を有するザラツキが生じるため、外光反射の増加を招き、コントラストを低下させるという問題点が生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の技術においては、カラーシフト及び視野角を改善するために、前面板の入射面に拡散層を設けると、コントラストを低下させるという問題点があった。
【０００８】
よって本発明の目的は、コントラストを低下させることなく、カラーシフト及び視野角を改善する背面投射型スクリーンを用いた前面板、前面板付きレンチキュラーレンズシート及び背面投射型スクリーンを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる前面板は、レンチキュラーレンズシートを備えた背面投射型スクリーンにおいて用いられる前面板（例えば、本実施の形態における前面板１）であって、当該前面板の入射面（例えば、本実施の形態における入射面１２）と出射面（例えば、本実施の形態における出射面１１）の各々より所定距離分離れた領域に拡散層（例えば、本実施の形態における拡散層１４）を有し、前記拡散層の入射側からの距離ｃが次の（１）及び（２）式を満たすものである。これにより、入射面に拡散層を設ける必要はないため、コントラストを低下させることなく、カラーシフト及び視野角を改善することができる。
ｃ  <  Ｌ／tanφ      （１）
sinθ  ＝  nsinφ      （２）
（但し、Ｌは互いに隣り合うレンチキュラーレンズからの出射光のうち、互いの方向へ向かう光が前面板に入射する位置の間の最小距離、θは互いに隣り合うレンチキュラーレンズからの出射光のうち、最大強度の１／１０である互いの方向へ向かう光の前面板入射面に対する角度、ｎは前面板の入射側の層の屈折率）
【００１０】
この前面板は、少なくとも入射面が鏡面であることが好ましい。これにより、入射面において外光が反射され、コントラストを低下させることを防止することができる。
【００１１】
また、上述の拡散層は、入射面からの距離よりも出射面からの距離を長くすることが望ましい。これにより、解像度の減少を防止することができる。
【００１２】
他方、本発明にかかる前面板付きレンチキュラーレンズシート（例えば本実施の形態におけるレンチキュラーレンズシート２）は、上述の前面板と、凸状の外光吸収部（例えば本実施の形態における外光吸収部２５）の頂部において当該前面板と接着されたレンチキュラーレンズシートを備えたものである。
【００１３】
また、本発明にかかる背面投射型スクリーンは、上述の前面板と、凸状の外光吸収部の頂部において、当該前面板と接着されたレンチキュラーレンズシートと、当該前面板が接着された面とは反対の面側に配置されたフレネルレンズシート（例えば本実施の形態におけるフレネルレンズシート３）を備えたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
本実施の形態１にかかる背面投射型スクリーンは、図６及び図７に示されるように、少なくとも前面板１、レンチキュラーレンズシート２及びフレネルレンズ３を有する。このレンチキュラーレンズシート２は、図６により説明したように、光透過性基板の一方の面に複数のレンチキュラーレンズ２１を有し、光透過性基板の他方の面における上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置（集光点又はその近傍）に凸状のレンズ部２２を有し、当該他方の面における各レンチキュラーレンズ２１からの光の集光位置とは異なる位置に、頂部に外光吸収層２４が設けられた凸状の外光吸収部２５を有している。そして、前面板１とレンチキュラーレンズシート２とは、その凸状の外光吸収部２５の頂部において、黒色の接着剤により接着され、一体化される。前面板１とレンチキュラーレンズシート２を外光吸収部２５で接着することにより、前面板１の拡散層で拡散される外光の一部が、接着部分では吸収されるため、コントラストが向上する。前面板１が拡散層を有していることから、レンチキュラーレンズシート２に拡散剤を含める必要はないが、含めてもよい。但し、拡散剤を含める場合であっても、その量は従来よりも減らすことができる。レンチキュラーレンズシート２に拡散剤を入れると、レンチキュラーレンズシート２から出射された拡散光の一部が外光吸収部で遮られるという問題が生じるが、拡散剤の量を減らすことにより、外光吸収部で遮られる光の量を減らし、光の利用効率を高めることができる。
【００１５】
図１は、本実施の形態１にかかる前面板１の断面図である。前面板１は、出射面１１側、即ち観察者側の第１の層１３、中間層１４、入射面１２側の第２の層１５の３層構造を有している。前面板１１の出射面１１は、平滑性が高く、フラットな鏡面を構成している。そのため、観察者にとっては、鮮明感が得られるとともに、天井照明等の外光を斜め下に反射する効果があるため、当該外光が観察者に反射せず外光コントラストも向上させることが可能となる。
【００１６】
また、前面板１１の入射面１２も、平滑性が高く、フラットな鏡面を構成している。これにより、外光の反射を低減することができ、外光コントラストを向上させることができる。
【００１７】
第１の層１３、中間層１４及び第２の層１５の基材は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、ＭＳ（メチルメタアクリレート-スチレン共重合体）、又は、ＰＣ（ポリカーボネート）等、透明性を有する樹脂より構成される。これらの３層は相互に異なる樹脂により構成してもよく、同じ樹脂により構成してもよい。
【００１８】
中間層１４には、拡散剤４が混入されている。拡散剤４は、メチルメタクリレート、アルキルアクリレート、スチレンおよび多官能性（メタ）アクリレート等からなる架橋共重合体等の樹脂微粒子、ガラス等の無機微粒子等からなり、基材と屈折率差を有する、平均粒径が１〜２０μｍ程度の微粒子である。
【００１９】
本実施の形態１にかかる前面板１の厚さＴは、１ｍｍ≦Ｔ≦５．０ｍｍであることが望ましい。ここで、第１の層１３の厚さａと第２の層１５の厚さｃは、ａ＞ｃとなること、即ち、拡散層である中間層１４が入射面側に近い方がよい。拡散層が入射面側に近い方が、解像度の低下を防止することにつながるからである。
さらに、図２を用いて、第２の層１５の厚さｃ、即ち、拡散層１４の入射側からの距離ｃについて、詳細に説明する。この第２の層１５の厚さｃは、次の（１）及び（２）式を満たすことが好ましい。
ｃ  ＜  Ｌ／tanφ      （１）
sinθ  ＝  nsinφ      （２）
ここで、Ｌは互いに隣り合うレンチキュラーレンズからの出射光のうち、互いの方向へ向かう光が前面板１に入射する位置の間の最小距離である。θは互いに隣り合うレンチキュラーレンズからの出射光のうち、最大強度の１／１０である互いの方向へ向かう光の前面板入射面１２に対する角度である。この角度θは、図２（ｂ）のレンチキュラーレンズシートの拡散特性の図に示される通りである。ｎは前面板の入射側の層の屈折率である。
尚、第２の層１５の厚さｃの最小厚さとしては、中間層１４中の拡散材４の微粒子の平均粒径より大きいことが、入射面の平面性の面で好ましい。
【００２０】
本実施の形態１にかかる前面板１をレンチキュラーレンズシート２とその凸状の外光吸収部２５の頂部において接着し、フレネルレンズシートと組み合わせて背面投射型スクリーンを構成し、映像光を投射すると、前面板１の入射面に拡散剤による微小な凹凸が存在しないため、外光反射が低減され、コントラストが向上する。また、前面板１自体に拡散層があるため、レンチキュラーレンズシート２に拡散層を設けた場合に比べて、カラーシフト及び視野角が改善されている。
【００２１】
発明の実施の形態２．
本実施の形態２にかかる前面板の断面図を図３に示す。本実施の形態２にかかる前面板１では、中間層１４に拡散剤４と光吸収剤５を混入したものである。光吸収剤５は、コントラストを高めるために混入される。反射光は中間層を２度通過するため、通常の透過光（中間層を一回通過）よりも光吸収剤で多くの光が吸収される。このような原理に基づいて、コントラストが高められる。光吸収剤５は、図４に示されるように第１の層１３と第２の層１５のみに混入させてもよく、第１の層１３のみ、中間層１４のみ、第２の層１５のみでもよい。また、第１の層１３、中間層１４及び第２の層１５の全てに光吸収剤５を混入させてもよい。
【００２２】
発明の実施の形態３．
本実施の形態３にかかる前面板の断面図を図５に示す。本実施の形態３にかかる前面板１では、前面板の出射面１１及び入射面１２の各々に反射防止層１６が設けられている。さらに、本実施の形態３にかかる前面板１では、第１の層１３および第２の層１５の樹脂を屈折率が高い材料により構成している。これにより、反射防止効果の向上を図ることができる。尚、前面板１の少なくとも出射面にハードコート処理、帯電防止処理などの所望の表面処理を施すことができる。または、ハードコート処理、帯電防止処理及び反射防止処理を施した、機能フィルムを張り合わせてもよい。
【００２３】
【実施例】
実施例１．
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。この実施例にかかる前面板１は、図１に示される構成を有し、前面板１の厚さＴを２．１ｍｍ、第１の層の厚さａを１．９ｍｍ、拡散層の厚さｂを０．１ｍｍ、第２の層の厚さｂを０．１ｍｍとした。
【００２４】
この実施例と比較するための従来品は、図７に示す構成を有し、前面板１の入射側に拡散剤４が散りばめられた拡散層が設けられている。従来品の前面板１の厚さ（拡散層の厚さを含む）は、２．０ｍｍであり、拡散層の厚さは、０．１ｍｍであった。
【００２５】
従来品は、前面板１の入射側に設けられた拡散層において、その界面で外光が散乱していたが、実施例のように入射側を鏡面とすることで、乱反射が抑制され、外光反射を低減することができた。カラーシフトおよび視野角特性がほぼ同じになるように拡散剤濃度を調整した従来品と実施例にかかるスクリーンに対して４００ｌｘ（ルクス）の外光を照射した場合のスクリーン上での外光反射輝度を比較すると、従来品は、９．６（ｃｄ／ｍ２）であったのに対して、実施例にかかるスクリーンは、６．７（ｃｄ／ｍ２）であった。このように、実施例にかかるスクリーンでは、従来品に比べて外光反射輝度を約３０％低下させることができた。
【００２６】
実施例２．
前面板を評価するため、下記表１に示す前面板とレンチキュラーレンズシートとを組み合わせ、前面板側から目視で観察し、外光吸収部の見え方で解像度を評価した。下記表１に、各組み合わせにおける、拡散層までの距離ｃと映像の解像度との関係を記す。ここで、本実施例においては、前面板とレンチキュラーレンズシートとを密着させているため、Ｌは外光吸収部の幅ｌを最小値とする。
【００２７】
【表１】
0003699045.tif 000002
【００２８】
ここで、解像度の○は、外光吸収部の境界が明確に識別できる場合を示す。また、解像度の△は、外光吸収部の境界が判別できるが明確でない場合を示す。そして、ｐはレンチキュラーレンズのピッチ、ｄは凸状の外光吸収部の高さ、ｌは外光吸収部の幅、ｃは前面板の入射側面から拡散層までの距離、ｎは前面板入射側層の屈折率をそれぞれ示す。
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、コントラストを低下させることなく、カラーシフト及び視野角を改善する背面投射型スクリーンを用いた前面板、前面板付きレンチキュラーレンズシート及び背面投射型スクリーンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１にかかる前面板の断面図である。
【図２】発明の実施の形態１にかかる前面板の断面図及びレンチキュラーレンズシートの拡散特性を示す図である。
【図３】発明の実施の形態２にかかる前面板の断面図である。
【図４】発明の実施の形態２にかかる前面板の断面図である。
【図５】発明の実施の形態３にかかる前面板の断面図である。
【図６】背面投射型スクリーンの斜視図である。
【図７】従来の背面投射型スクリーンの断面図である。
【符号の説明】
１  前面板  ２  レンチキュラーレンズシート
３  フレネルレンズシート  ４  拡散剤  ５  光吸収剤
１１  出射面  １２  入射面  １３  第１の層  １４  中間層（拡散層）
１５  第２の層  ２１  レンチキュラーレンズ  ２２  レンズ部
２３  非集光部  ２４  外光吸収層  ２５  外光吸収部  ２６  外光吸収層
【図１】
0003699045.tif 000003
【図２】
0003699045.tif 000004
【図３】
0003699045.tif 000005
【図４】
0003699045.tif 000006
【図５】
0003699045.tif 000007
【図６】
0003699045.tif 000008
【図７】
0003699045.tif 000009