(57)【要約】【課題】実質的に有効な視野角を確保できる透過型スクリーンの提供。【解決手段】下方の視野角が上方の視野角よりも大きいことを特徴とする透過型スクリーン１０、および基板１２上にレンチキュラーレンズシート１４を有する透過型スクリーン１０であって、前記レンチキュラーレンズシート１４は観察側に向かって下方に光を拡散させるレンズ５０を有する前記透過型スクリーン。各々のレンチキュラーレンズ５０の形状は、横断面においては、光源側に凸となった略半円状であることが好ましい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にレンチキュラーレンズシートを有する透過型スクリーンであって、下方の視野角が上方の視野角よりも大きいことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
前記レンチキュラーレンズシートは観察側に向かって下方に光を屈折拡散させるレンズを有する請求項１に記載の透過型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背面投射型（リア型）のプロジェクションテレビに使用される透過型スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から背面投射型プロジェクションテレビには、ＣＲＴプロジェクタを具備するものが使用されてきた。近年、液晶を用いた光バルブ、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ−Ｄｅｖｉｃｅ）、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ−Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）などのような、より高画質を提供するプロジェクタ（光源）を具備するプロジェクションテレビが実用化に至っている。
【０００３】
液晶光バルブ等のプロジェクタからの映像を背面からスクリーン上に投射する背面投射型プロジェクションテレビに用いられる透過型スクリーンは、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとを組み合わせた構成からなる。フレネルレンズシートは、プロジェクタからの映像光をスクリーンに垂直方向な方向に向ける作用をし、画面全体を均一に明るくするために用いられる。一方、観察側の左右方向の視野角を広げる作用を持つ凸状レンズ群を配列したレンチキュラーレンズシートは、観察者のいる左右方向にプロジェクタからの映像光を屈折拡散させる作用をする。
【０００４】
その他、垂直方向に映像光を拡散させ、観察者のいる上下方向にプロジェクタからの映像光をある程度拡散させる作用とスクリーン上に映像を結像させる作用とを有する光拡散層を有する光拡散板が用いられる。通常、レンチキュラーレンズシートのレンズ面と反対側の平坦面に上記光拡散板を積層して用いるのが一般的である。
【０００５】
しかし、上記の構成では、上下左右の視野角が狭いという問題があった。この問題を解決するため、レンチキュラーレンズを直交するにように配置したスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、上下左右方向に光を拡散させるため、画面の明るさが極度に落ちるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２６８１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、実質的に有効な視野角を確保できる透過型スクリーンの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板上にレンチキュラーレンズシートを有する透過型スクリーンであって、下方の視野角が上方の視野角よりも大きいことを特徴とする透過型スクリーンを提供する。また、前記レンチキュラーレンズシートは観察側に向かって下方に光を屈折拡散させるレンズを有する前記透過型スクリーンを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の透過型スクリーンを用いることにより、下方からみた場合の画面の明るさを増大させることができ、プロジェクタからの映像光を有効に利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
観察者がプロジェクションテレビを見る場合、画面中央から垂直方向に離れた地点を基準にして、左右方向の移動（たとえば、複数の観察者が横に並んだ場合）と下方の移動（たとえば、観察者が床に横になる姿勢をとった場合やテレビを高い場所へ設置して観察者が下から見上げるような場合）ような視点の移動が主であると考えられる。一方、上方への視点の移動はほとんどないと考えられる。本発明者らは、レンチキュラーレンズの形状をある特定の形状とすることで、上方へ向かうような映像光はできるだけ抑え、映像光を主として左右と下方とへ拡散させることで、下方からみた場合の画面の明るさを増大させることができ、プロジェクタからの映像光を有効に利用できることを見出した。
【００１１】
本発明の背面投射型プロジェクションテレビに用いる透過型スクリーンは、下方の視野角が上方の視野角より大きいことを特徴としている。視野角について、図８を用いて説明する。図８は、光源からの光がスクリーンに入射した場合に、光が拡散していく様子を示した模式図である。下方の視野角とは、光源６０からの映像光４０が透過型スクリーン１０に対してほぼ垂直に入射したとき、透過型スクリーン１０の画面中央から垂直方向に２メートル離れた位置における映像光４４の輝度を１とした場合、その位置から下方へ下がっていき、映像光４６の輝度が０．５となる位置における画面中央からの垂線に対する角度θ２を意味する。また、上方の視野角とは、光源６０からの映像光４０が透過型スクリーン１０に対してほぼ垂直に入射したとき、透過型スクリーン１０の画面中央から垂直方向に２メートル離れた位置における映像光４４の輝度を１とした場合、その位置から上方へ上がっていき、映像光４２の輝度が０．５となる位置における画面中央からの垂線に対する角度θ１を意味する。上記のような視野角とすることで、下方へ屈折拡散する映像光の光量をより大きくすることが可能となる。また、上方へ拡散する光を抑えることで、下方へ屈折拡散する光の光量を増大させることできるとともに、下方から見た場合の画面の明るさを増大させることができ、プロジェクタからの映像光を有効に利用できるという効果も奏する。
【００１２】
下方の視野角は、上方の視野角の２〜２００倍であることが好ましい。上記範囲であると、観察者が横になり下方からスクリーンを見上げた場合であっても十分に明るい透過型スクリーンを得ることが可能となる。
【００１３】
以下、本発明の透過型スクリーンの構成について詳説する。
【００１４】
図１および図２は、本発明の透過型スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【００１５】
本発明の透過型スクリーン１０は、基板１２の背面に接着剤層１８を介して、レンチキュラーレンズシート１４を有し、レンチキュラーレンズシート１４の外周付近に塗布された接着剤層２０を介して、フレネルレンズシート１６を有する（図１）。なお、基板１２の前面に光反射防止層３０を有してもよく、基板１２の背面に主として無機質コーティングからなる光拡散層３２を有してもよい（図２）。なお、「前面」とは透過型スクリーンにおいて観察側の面のことを意味し、「背面」とは透過型スクリーンにおいて観察側と反対側の面（プロジェクタ側の面）を意味する。
【００１６】
＜基板＞
本発明における基板としては、プラスチック基板やガラス基板が例示される。プラスチック基板の材質としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂等の透明または半透明の熱可塑性樹脂が使用できる。この中でも、表面耐擦傷性、耐候性、透明性等の点から、アクリル系樹脂が望ましい。また、強度の点でガラス基板であることが好ましい。
【００１７】
ガラス基板は、特に限定されないが、ソーダライムガラスを基本組成としたガラスが、コストの点で好ましい。ガラス中の鉄分を通常より減らした高光透過ガラスや、光吸収剤を添加した着色ガラスも、その光学設計に応じて使用できる。ガラス基板は高い剛性を有しているので、該ガラス基板上に光反射防止材および光拡散層を密着して接着でき、高剛性の透過型スクリーンとすることができる。該透過型スクリーンに、さらに、レンチキュラーレンズシートおよびフレネルレンズシートを密着して積層し、高剛性の一体型透過型スクリーンとすることもできる。また、高剛性とすることにより、テレビの筐体への取り付けも容易になる。また、プラスチック基板のように、気圧の変化や外部からの衝撃等により、反りが発生するという問題が生じにくく、またレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートが擦れて、レンズが削られるという問題が発生しにくい。
【００１８】
ガラス基板として強化ガラスを用いることにより、スクリーンの強度を向上し、破損しにくいスクリーンを提供できる点で好ましい。また、ガラス基板として、曲面を形成したガラス基板も使用可能である。ガラス自体の剛性が高いので、曲面をそのまま維持したスクリーンを提供できる。
【００１９】
本発明における基板は、可視光透過率が６５〜９５％であることが好ましい。可視光透過率がこの範囲になるように、用途に応じた基板の厚さを用いることができ、多様な要求特性に応じて基板の厚さを調整する。可視光透過率が６５％未満では、映像が暗くなりすぎ、９５％超ではコストが高くなる。なお、本明細書において可視光透過率の測定は、ＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８年）に準拠して行った。
【００２０】
本発明における基板の厚さは、基板がガラス基板である場合は、１．５〜６ｍｍが好ましい。この範囲であれば適度な可視光透過率で、十分な強度を備えた透過型スクリーンが得られる。これらの特性がより優れる点で、ガラス基板の厚さは、２〜５ｍｍがより好ましく、２．５〜４ｍｍが特に好ましい。また、本発明における基板の厚さは、基板がプラスチック基板である場合は、１．５〜３．５ｍｍであることが好ましい。
【００２１】
＜レンチキュラーレンズシート＞
本発明の透過型スクリーンは、観察側に向かって下方に光を屈折拡散させるためのレンチキュラーレンズを設けることが好ましい。このことにより、下方方向に広い視野角を確保できる。
【００２２】
図３は、本発明の透過型スクリーン１０の一部分を拡大した概略斜視図であり、基板１２に接着剤層１８を介してレンチキュラーレンズシート１４を有する。また、レンチキュラーレンズシート１４は、多数のレンチキュラーレンズ５０が、図３のとおり水平および垂直方向に連続的に配列された構造を有している。図４は図３の透過型スクリーンの概略縦断面図であり、図５は図３の透過型スクリーンの概略横断面図である。なお、図３において、ｙ方向とは、透過型スクリーンをプロジェクションテレビに取り付けた場合において観察側からみた場合の下方方向を意味し、ｘ方向とは同様に観察側からみた場合の左方向を意味する。
【００２３】
各々のレンチキュラーレンズ５０の形状は、横断面においては、図５のとおり光源側に凸となった略半円状である。略半円状とすることで、図５のとおり、光源からの映像光４０が平行に入射した場合であっても左右方向に光が屈折拡散され、左右方向に広い視野角が確保される。なお、レンチキュラーレンズ５０の横断面の形状は略半円状に限られず、より複雑な形状であってもよい。
【００２４】
一方、縦断面においては、各々のレンチキュラーレンズ５０の形状は、図４のとおり上下方向で２段階に分かれており、上方部は光源側に凸となった略１／４円状であり、下方部は基板に対して平行な直線状となっている。このような構造とすることで、図４のとおり、光源からの映像光４０が平行に入射した場合であっても一部の光はそのまま透過する一方、一部の光は下方へ光が屈折散乱され、下方方向に広い視野角が確保される。また、このようなレンチキュラーレンズ５０は、その形状が比較的単純であるため、例えば、金型を用いたプラスチックシートの成型により工業的に容易に作製することが可能である。また、微細な形状を有しないため、設計値どおりの形状を作製でき、生産性にも優れる。
【００２５】
なお、本発明におけるレンチキュラーレンズの形状は、上記形状に限定されるものではなく、下方の視野角が上方の視野角より大きいという本発明の特徴を満たせば、とくに形状は限定されない。例えば、図６に示すような個々のレンチキュラーレンズの縦断面図において、前述したような、上方部を円弧の一部とし下方部を直線としたような形状（Ａ）、上方部をだ円弧の一部とし下方部を直線としたような形状（Ｂ）、円弧の一部を切り欠いた形状（Ｃ）や、楕円弧の一部を切り欠いた形状（Ｄ）等が例示される。
【００２６】
また、レンチキュラーレンズシートのｘ方向のピッチＬｘは、５０〜２００μｍであることが、画像にモワレパターンを生じさせない点で好ましい。また、レンチキュラーレンズシートのｙ方向のピッチＬｙは、５０〜５００μｍであることが好ましい。５００μｍ超であると画像にモワレパターンが生じる可能性がある点で好ましくない。また、５０μｍ未満であると左右方向への向かう光量が減少し、その結果、左右方向の視野角が小さくなる点で好ましくない。
【００２７】
図６（Ａ）や（Ｂ）に示すようなレンチキュラーレンズの縦断面図において、円弧やだ円弧である上方部の長さＬａ（すなわち、全体の高さから、直線部の下方部の長さＬｂ引いた長さ）とを直線部である下方部の長さＬｂとの比（Ｌａ／Ｌｂ）は、０．３〜１．５であることが好ましい。１．５超だと左右方向に向かう光量が少なくなり、左右方向の視野角は小さくなるため好ましくない。また、０．３未満だと下方向に向かう光量が少なくなり、下方向の視野角は小さくなるため好ましくない。
【００２８】
本発明で用いられるレンチキュラーレンズシートは、プレス法またはキャスティング法等で成形可能である。プレス法またはキャスティング法では、レンチキュラーレンズシートの材料としてアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、およびアクリル系／スチレン系共重合樹脂等の熱可塑性樹脂を使用でき、レンズ部とその裏側の基板部は同一材質となる。また、プレス法、キャスティング法の他、スタンパの凹凸形成面に紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線樹脂を塗布または注入し、その上に基材となる樹脂シートをのせ、硬化処理後、スタンパから離型するという方法で得ることもできる。
【００２９】
なお、レンチキュラーレンズシートが１枚の場合を説明したが、レンチキュラーレンズシートが複数で存在していてもよい。
【００３０】
また、レンチキュラーレンズシートのレンズ（凹凸）面と反対側の面に、レンチキュラーレンズシートを透過する映像光の透過が妨げとならない部分に光吸収層を設けることが、コントラストが良好となる点で好ましい。
【００３１】
＜フレネルレンズシート＞
本発明において用いられるフレネルレンズシートは、その形状は特に限定されず、従来より知られているような断面が山形形状をした複数の同心円状のレンズから構成されるシートが使用できる。
【００３２】
＜光反射防止層＞
本発明における光反射防止層は、外部環境の光の反射を低減できるものであれば特に限定されず、低反射層であってもよく、樹脂フィルム上に少なくとも１層以上の低反射層を有する光反射防止フィルムであってもよい。該光反射防止フィルムの樹脂フィルムの低反射層がない側を、接着剤等を用いてガラス基板の前面に貼り合わせることが好ましい。
【００３３】
＜光拡散層＞
本発明における光拡散層は、拡散剤を含むコーティングからなっていてもよく、拡散剤を樹脂中に含む樹脂フィルムからなっていてもよい。ここで、拡散剤を含むコーティングとは、たとえば有機粒子としての拡散剤が分散された有機化合物溶液を塗布し加熱して形成される膜、無機粒子としての拡散剤が分散された有機化合物溶液を塗布し加熱して形成される膜、無機粒子としての拡散剤が分散された無機化合物溶液を塗布し加熱して形成される膜、および無機粒子としての拡散剤が分散された無機反応液に浸漬または無機反応液を塗布して、加熱しながら反応膜を成膜する方法（ゾルゲル法）により形成される膜を含む。また、拡散剤を樹脂中に含む樹脂フィルムからなる光拡散材が、ガラス基板の背面に接着剤等で密着して接着されていることにより、ガラス基板が外部からの衝撃を受けて割れた場合にガラス飛散防止フィルムとしても働く。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例を示すが、これに限定されるものではない。
【００３５】
例１（実施例）
図３に示すレンチキュラーレンズシート１４（Ｌｘ＝１５５μｍ、Ｌｙ＝１６０μｍ、Ｌａ＝７８μｍ、Ｌｂ＝８２μｍ、Ｌａ／Ｌｂ＝０．９５）を、光反射防止層３０および光拡散層３２つきガラス基板１２に貼り合わせる。さらに、光源からの映像光が該レンチキュラーレンズシート１４に対してほぼ垂直に入射するように設計されたフレネルレンズシート１６を、レンチキュラーシート１４に外周付近において接着剤で接合して、図２に示すような透過型スクリーン１０を作製する。この作製したスクリーン１０をプロジェクションテレビのスクリーン部分にはめ込む。視野角を測定したところ、左右方向はいずれも３３°であり、下方は２０°、上方は８°である。
【００３６】
例２（比較例）
図７に示すレンチキュラーレンズシート１４（Ｌｘ＝１５５μｍ）について、例１と同様に透過型スクリーン１０を作製し、プロジェクションテレビのスクリーン部分にはめ込む。視野角を測定したところ、左右方向はいずれも３４°であり、上下方向はいずれも８°である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の透過型スクリーンは、実質的に有効な視野角を確保できるため、下方方向に観察者が存在する場合に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の透過型スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図２】本発明の透過型スクリーンの一態様を示す概略断面図である。
【図３】本発明の透過型スクリーンの一部分を拡大した概略斜視図である。
【図４】図３の透過型スクリーンの概略縦断面図である。
【図５】図３の透過型スクリーンの概略横断面図である。
【図６】本発明におけるレンチキュラーレンズの概略縦断面図である。
【図７】比較例の透過型スクリーンの一部分を拡大した概略斜視図である。
【図８】光源からの光がスクリーンに入射した場合に、光が拡散していく様子を示した模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０：透過型スクリーン
１２：基板
１４：レンチキュラーレンズシート
１６：フレネルレンズシート
１８：接着剤層
２０：接着剤層
３０：光反射防止層
３２：光拡散層
４０、４２、４４、４６：映像光
５０：レンチキュラーレンズ
６０：光源
Ｌａ：上方部の長さ
Ｌｂ：下方部の長さ
Ｌｘ：ｘ方向のピッチ
Ｌｙ：ｙ方向のピッチ
θ１：上方の視野角
θ２：下方の視野角
【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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【図８】
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