(57)【要約】【課題】コントラストに優れ、かつ、映像品位の高い透過型スクリーンを提供すること。【解決手段】上記の課題は、投射光を垂直方向に屈折する作用をもつレンチキュラーレンズが入射側面に配置され、該レンチキュラーレンズの焦点付近の投射光が通らない部位にブラックストライプが配置され、観察者側面が平坦面である垂直レンチキュラーレンズシートを最も観察者側に具備することを特徴とする透過型スクリーンによって解決される。【選択図】  図１
2006126222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面投射型画像表示装置に用いられる、少なくとも２枚以上のレンズシートからなる透過型スクリーンにおいて、投射光を垂直方向に屈折する作用をもつレンチキュラーレンズが入射側面に配置され、該レンチキュラーレンズの焦点付近の投射光が通らない部位にブラックストライプが配置され、観察者側面が平坦面である垂直レンチキュラーレンズシートを最も観察者側に具備することを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
投射光の入射側から、フレネルレンズシート、投射光を水平方向に屈折する作用をもつ水平レンチキュラーレンズシート、垂直レンチキュラーレンズシートの順に配列して成る請求項１に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
垂直レンチキュラーレンズシートの最も観察者側の平坦面を有する層が、透明もしくは着色された樹脂を塗布し形成された請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
垂直レンチキュラーレンズシートの最も観察者側の平坦面を有する層の厚さ方向の一部分に光拡散材を含む層を有する請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
フレネルレンズシート、水平レンチキュラーレンズシートおよび垂直レンチキュラーレンズシートの少なくともいずれかのレンズシートが光拡散材を含む層を有する請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項６】
垂直レンチキュラーレンズシートにおいて、レンチキュラーレンズの集光距離とレンチキュラーレンズピッチの比が１．３〜３．０の範囲内であって、レンチキュラーレンズピッチに対するブラックストライプ形成部の幅の割合（いわゆるブラックストライプ率）が６０％〜８０％の範囲内である請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項７】
フレネルレンズシートのレンズ中心がスクリーンの機械的中心に対し上方に配置されている請求項２に記載の透過型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＲＴ、液晶パネルあるいは微小な鏡の角度を映像信号で制御しその反射光を用いるデジタルミラーデバイスなどの映像をスクリーン上に拡大投射して、前面から画像として観察する背面投射装置に用いる透過型スクリーンに関し、特にこの種の背面投射装置で問題となる外光によるコントラスト低下の抑制を実現する透過型スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
背面投射装置に用いる透過型スクリーンは従来、フレネルレンズシートと内部に光拡散材を有する水平レンチキュラーレンズシートの２枚構成のものが用いられているが、画像を観察する部屋の天井の照明装置や壁面等による外光がスクリーン表面で散乱反射されるため画面のコントラストが悪化する問題があった。
【０００３】
外光入射による反射を抑制し画像コントラストを改善するため、レンチキュラーレンズシートを直交させて用い３枚構成とするスクリーンが、例えば特開平７―５５７３号公報、特開平８―１０１４５９号公報等により提案されている。レンチキュラーレンズシートを直交させて用いることにより、実質的にブラックストライプの割合を増やすことができ、コントラストの向上が図られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、投射装置側から順にフレネルレンズシート、垂直レンチキュラーレンズシート、水平レンチキュラーレンズシートで構成された図７に示されるスクリーンにあっては、垂直レンチキュラーレンズの表面で投射光が反射した後、迷光となって観察者側に出射し画像劣化を発生させるという問題点を有している。一方、投射装置側から順にフレネルレンズシート、水平レンチキュラーレンズシート、垂直レンチキュラーレンズシートで構成された図８に示されるスクリーンにあっては、観察者側上方に位置する照明等の光源からの光が、垂直レンチの観察者側表面の微細凹凸、ブラックストライプの端部等において上下方向への拡散反射が生じることにより、光源がスクリーン上に上下方向に引き伸ばされて映り込み、画像のコントラストが悪化し、映像の品位が低下すると言う問題が有る。
本発明は、コントラスト性能を確保しつつ、上記問題を解決するためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本願発明は、背面投射型画像表示装置に用いられる、少なくとも２枚以上のレンズシートからなる透過型スクリーンにおいて、投射光を垂直方向に屈折する作用をもつレンチキュラーレンズが入射側面に配置され、該レンチキュラーレンズの焦点付近の投射光が通らない部位にブラックストライプが配置され、観察者側面が平坦面である垂直レンチキュラーレンズシートを最も観察者側に具備することを特徴とする透過型スクリーンである。
【０００６】
また本発明は、投射光の入射側から、フレネルレンズシート、投射光を水平方向に屈折する作用をもつ水平レンチキュラーレンズシート、垂直レンチキュラーレンズシートの順に配列して成る上記記載の透過型スクリーンである。
また本発明は、垂直レンチキュラーレンズシートの最も観察者側の平坦面を有する層が、透明もしくは着色された樹脂を塗布し形成された上記記載の透過型スクリーンである。
【０００７】
さらに本発明は、フレネルレンズシートのレンズ中心がスクリーンの機械的中心に対し上方に配置されている上記記載の透過型スクリーンである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の実施の形態の一例を示す。この例では、投射光の入射側から、フレネルレンズシート１、水平レンチキュラーレンズシート２、垂直レンチキュラーレンズシート３の順に各レンズシートが設けられている。垂直レンチキュラーレンズシート３は、投射光を垂直方向に屈折させるためのレンチキュラーレンズが入射側面に設けられ、該レンチキュラーレンズの集光位置の投射光が通らない部位にブラックストライプ５が形成され、さらに最も観察者側の面を平担面６とされている。
【０００９】
図８に示されるような観察者側に垂直レンチキュラーレンズシートが配置された透過型スクリーンを用いた場合、天井蛍光灯等の照明器具７から透過型スクリーンに入射する外光は、垂直レンチキュラーレンズシートの観察者側に設けられたブラックストライプに起因してその一部が垂直方向に散乱反射される（図３ａ参照）。その結果、照明器具７等の像が垂直方向に引き伸ばされた形で観察者に見えるため、映像の品位を著しく損なう。本発明の透過型スクリーンにおいては、垂直レンチキュラーレンズシート３の観察者側面を平坦面６としているため、上記のような問題を生じることがない（図３ｂ参照）。垂直レンチキュラーレンズシートの観察者側面を平坦にする方法としては、透明なコーティング剤によりコーティングする方法、平坦面を有する樹脂シートまたはフィルムを透明接着剤を用いて空気層を介さず接着する方法などが挙げられる。ここで、本発明における平坦面は、鏡面であることがコントラストの点で好ましいが、拡散材、エンボス等による等方的な散乱面であっても垂直方向にのみ引き伸ばされるような不自然な映り込みを生じないので、本発明の目的は達成することができる。
【００１０】
本発明における垂直レンチキュラーレンズシートには、ピッチ、レンズの集光距離およびレンチキュラーレンズピッチに対するブラックストライプ形成部の幅の割合（いわゆるブラックストライプ率）などに特に制限はないが、レンチキュラーレンズの集光距離とレンチキュラーレンズピッチの比（集光距離／レンチキュラーレンズピッチ）が１．３〜３．０の範囲内であって、ブラックストライプ率が６０％〜８０％の範囲内であるのが拡散特性、コントラストの点から好ましい。また、投射装置として液晶パネル等の微細画素により表示する方式の投射装置を用いる場合には、画素とレンズピッチとの関係により生じるモアレを低減する点から、レンチキュラーレンズのピッチを０．５ｍｍ以下とするのが好ましく、０．３ｍｍ以下とするのがより好ましい。
【００１１】
また、垂直レンチキュラーレンズシートの平坦面を構成する層の一部に、拡散材を含む層を設けることができる。拡散材を含む層を設けることにより、各レンズシートのピッチに起因するモアレを低減することができるが、スクリーンの明るさが低下するため、必要に応じて決定すべき事項である。さらに必要に応じ、映り込みを軽減するために垂直レンチキュラーレンズシートの観察者側に反射防止層を設けてもよいし、表面の傷つき防止のためにハードコート処理を施してもよい。
【００１２】
本発明における各レンズシートは２Ｐ成形法、押出成形法、プレス法等の既知の製造方法により製造することができる。
【００１３】
【実施例】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例における透過型スクリーンの概略を示す斜視図、図２は本発明の第１の実施例における透過型スクリーンの光路を示した垂直断面図である。
【００１４】
投射装置から投射された投射光はまずフレネルレンズシートに入射し観察者側に集光する。投射光は次に両面にレンチキュラーレンズを有するレンチキュラーレンズシート２に入射しここで水平方向に配向される。図２に示すように投射光は垂直方向に屈折せず、レンチキュラーレンズシート２中には光拡散材を有しないため直進する。つぎに投射光は投射装置側に投射光を垂直方向に屈折させるためにレンチキュラーレンズを設け、さらに観察者側にブラックストライプ５を形成し、かつ最も観察者側が平坦面６となるように光透過樹脂板を配置しその間を光硬化性樹脂で接着一体化した垂直レンチキュラレンズシート３を通り垂直方向に屈折される。
【００１５】
フレネルレンズシートは２Ｐ法により作製し、水平レンチキュラーレンズシートおよび垂直レンチキュラーレンズシートは押出法により基板を作製した後、スクリーン印刷によってブラックストライプを形成した。垂直レンチキュラーレンズシートとして、レンズピッチ０．４５ｍｍ、集光距離１．０９ｍｍ、ブラックストライプ比率６０％のものを用いた。
【００１６】
得られた透過型スクリーンを市販の背面投射型テレビセットに装着して観察したところ、垂直方向に引き伸ばされた映り込みは見られず、良好な外観であった。
【００１７】
（実施例２）
垂直レンチキュラーレンズシートに拡散材を含む層を設ける他は実施例１と同様にして透過型スクリーンを作製した（図４参照）。拡散材を含む層は、ブラックストライプによる光線ケラレが最小となる垂直レンチキュラーレンズの焦点近傍に配置した。
【００１８】
得られた透過型スクリーンは、実施例１の作用効果に加え、フレネルレンズシート、水平レンチキュラレンズシート等との間で生じるモアレが、実施例１に比べ軽減されるという作用効果を有していた。本実施例では、拡散材を含む層をブラックストライプより入射側に設けているが、図５に示すように観察者側に設けても同様の効果を得ることができる。
【００１９】
（実施例３）
最も観察者側に配置される垂直レンチキュラーレンズシートとしては投射装置側に投射光を垂直方向に屈折させるためにレンチキュラーレンズを設け、さらに観察者側にブラックストライプを形成し、かつ最も観察者側が平坦面となるように光硬化性樹脂を塗工機により塗布し、硬化させ金属板の鏡面を転写形成した外は実施例１と同様にして透過型スクリーンを得た。この透過型スクリーンにおいては、実施例１と同様の効果が認められた。
【００２０】
（実施例４）
図６は本発明の第４の実施例における透過型スクリーンの特に垂直レンチキュラーレンズシートの作用を示した垂直断面図である。
投射装置の光出射点とスクリーンの機械的中心を結ぶ線と、フレネルレンズシートのレンズ中心を上方に移動した時、投射装置の光出射点とフレネルレンズ中心を結ぶ線で挟まれる角度が６°となるように投射装置とフレネルレンズシートの機械的位置を設定した。垂直レンチキュラーレンズシート３のブラックストライプ５は透過型スクリーンの下辺から上辺の方向の隣り合う垂直レンチキュラーレンズの集光位置の中間の位置に配置した。フレネルレンズシート２のレンズ中心でのブラックストライプの上方への必要シフト量は概ねｔａｎ（６°）×垂直レンチキュラーレンズの集光距離で求められる。フレネルレンズシートのレンズ中心位置では垂直レンチキュラーレンズ３に上向き６°に入射した投射光は垂直方向に屈折し広がるがその強さの中心は６°上方となる。その他は実施例２と同様にして透過型スクリーンを作製した。
【００２１】
この透過型スクリーンに入射する外光光線は垂直レンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズの焦点近傍に存在する光拡散材に入射し垂直レンチキュラーレンズシート３の内面に向かって拡散する。内面で反射した外光光線は入射側に戻りブラックストライプ５の無い位置から観察者側に向かって出射する。また、残りの垂直レンチキュラーレンズを透過した外光光線はほぼ平行に水平レンチに入射し再帰し、垂直レンチキュラーレンズに入射しブラックストライプ５の無い位置から観察者側に向かって出射する。ブラックストライプ５をスクリーン上方にシフトさせると再帰してくる外光光線のブラックストライプ５に吸収される割合が増え画像コントラストの改善が図られる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の透過型スクリーンは、コントラストが高く、かつ、照明等外光の不自然な映り込みを防止して、高品位な映像表示装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一を示す図である。
【図２】  図１の実施の形態における本発明の光路を示す図である。
【図３】  本発明の作用を示す図である。
【図４】  本発明の実施の形態の一を示す図である。
【図５】  本発明の実施の形態の一を示す図である。
【図６】  実施例４にかかる本発明の作用を説明する図である。
【図７】  従来技術を示す図である。
【図８】  従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１．フレネルレンズシート
２．水平レンチキュラーレンズシート
３．垂直レンチキュラーレンズシート
４．投射装置
５．ブラックストライプ
６．平坦面
７．照明器具
【図１】
2006126222.tif 000003
【図２】
2006126222.tif 000004
【図３】
2006126222.tif 000005
【図４】
2006126222.tif 000006
【図５】
2006126222.tif 000007
【図６】
2006126222.tif 000008
【図７】
2006126222.tif 000009
【図８】
2006126222.tif 000010