(57)【要約】【課題】映像光により形成される画像を滑らかに表示するとともに、安価に製造可能な複数のフレネルレンズ部をもつフレネルレンズシートを提供する。【解決手段】リニアフレネルレンズシート３は、一体に成形された複数のリニアフレネルレンズ部１３を備え、各リニアフレネルレンズ部１３は、光学中心Ｏを有している。【選択図】図２
2018128679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体に成形された複数のリニアフレネルレンズ部を備え、
各リニアフレネルレンズ部は、光学中心を有している、リニアフレネルレンズシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から投射された映像光を出光側に出射するリニアフレネルレンズシート、並びに、このリニアフレネルレンズシートを備えた透過型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背面投射型映像表示装置では、拡大投射される映像光を表示する透過型スクリーンが使用されている。特許文献１に開示された透過型スクリーンは、光源から拡大投射される映像光を略平行光となるように偏向させるリニアフレネルレンズシートと、リニアフレネルレンズシートから出射した映像光を拡散させて視野角を拡げる拡散シートと、を含んでいる。このうち、リニアフレネルレンズシートは、所定の方向に沿って複数のレンズ面を配列したリニアフレネルレンズ面を有している。典型的には、リニアフレネルレンズ面は、出光側の面に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２９２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今では、光源と透過型スクリーンとの間の距離を短くして、背面投射型映像表示装置をコンパクトに構成する試みがなされてきている。光源と透過型スクリーンとの間の距離が短くなると、光源から大きく離間した位置にあるレンズ面に入射する映像光の入射角度が大きくなる。レンズ面に入射する映像光の入射角度が大きくなると、当該レンズ面における反射率が大きくなり、当該レンズ面を透過する光の光量が低下してしまう。この結果、光源から大きく離間した領域において、映像光により形成される画像が暗く視えてしまう、という問題があった。
【０００５】
そこで、本件発明者は、映像光のレンズ面への入射角度を抑えるべく、映像光を複数の光源から投射するように分割すると共に、各映像光に対応した数のフレネルレンズ部をもつフレネルレンズシートを作製することを試みた。ここで、フレネルレンズシートは、複数の枚葉状のサーキュラーフレネルレンズ層を並べ、隣り合うサーキュラーフレネルレンズ層を接合させることにより作製した。
【０００６】
しかしながら、上記のフレネルレンズシートの作製方法では、複数の枚葉状のサーキュラーフレネルレンズ層を精度よく位置決めすることができず、隣り合う光源からの映像光により形成される画像を滑らかに表示することができない。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、映像光により形成される画像を滑らかに表示することができ、容易に製造可能な複数のフレネルレンズ部をもつフレネルレンズシートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による第１のリニアフレネルレンズシートは、
一体に成形された複数のリニアフレネルレンズ部を備え、
各リニアフレネルレンズ部は、光学中心を有している。
【０００９】
本発明による第１のリニアフレネルレンズシートにおいて、各リニアフレネルレンズ部は、第１方向に沿って配列された複数のレンズ面を有し、
前記複数のリニアフレネルレンズ部は、前記第１方向に沿って並べて配置されていてもよい。
【００１０】
本発明による第２のリニアフレネルレンズシートは、一体に成形された複数のリニアフレネルレンズ部を備え、
各リニアフレネルレンズ部は、第１レンズ面群と、当該第１レンズ面群よりも一方の側に配置された第２レンズ面群と、を含み、
前記第１レンズ面群は、当該リニアフレネルレンズシートのシート面への法線方向に関して互いに同一の側に傾斜している複数の第１レンズ面を含み、
前記第２レンズ面群は、当該リニアフレネルレンズシートのシート面への法線方向に関して前記第１レンズ面とは逆の側に傾斜している複数の第２レンズ面を含んでもよい。
【００１１】
本発明による第２のリニアフレネルレンズシートにおいて、前記複数の第１レンズ面及び前記複数の第２レンズ面は、それぞれ、第１方向に沿って配列され、
前記複数のリニアフレネルレンズ部は、前記第１方向に沿って並べて配置されていてもよい。
【００１２】
本発明による第１または第２のリニアフレネルレンズシートにおいて、各リニアフレネルレンズ部の前記第１方向における長さは、同一であってもよい。
【００１３】
本発明による第１または第２のリニアフレネルレンズシートにおいて、前記複数のリニアフレネルレンズ部は、互いに同一に形成されていてもよい。
【００１４】
本発明による透過型表示装置は、前記いずれかの特徴を有するリニアフレネルレンズシートを備える。
【００１５】
本発明による透過型表示装置は、前記リニアフレネルレンズシートに映像光を投射する複数の投射面を有する光源をさらに備え、
各投射面は、対応するリニアフレネルレンズ部に映像光を投射してもよい。
【００１６】
あるいは、本発明による透過型表示装置は、前記リニアフレネルレンズシートに映像光を投射する投射面を有する複数の光源をさらに備え、
各光源の投射面は、対応するリニアフレネルレンズ部に映像光を投射してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数のリニアフレネルレンズ部が一体に成形されているため、複数のリニアフレネルレンズ部を容易に精度よく位置決めすることができる。このため、複数のフレネルレンズ部をもつフレネルレンズシートを容易に製造することができ、当該リニアフレネルレンズシートを用いて、光源からの映像光により形成される画像を滑らかに接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態による透過型表示装置を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示す透過型表示装置の概略平面図である。
【図３】図１に示す透過型表示装置のリニアフレネルレンズシートのリニアフレネルレンズ部を拡大して示す概略図である。
【図４】図１に示す透過型スクリーンのレンズ層を製造する方法の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。図１乃至図３は、本発明の一実施の形態によるリニアフレネルレンズシートを説明するための図である。このうち図１及び図２は、それぞれ、本発明の一実施の形態によるリニアフレネルレンズシートを備えた透過型スクリーンを示す概略斜視図及び概略平面図である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、透過型スクリーン２は、光源７から投射された映像光Ｌを観察側に投影して表示するためのものである。透過型スクリーン２は、図１に示すように、光源７の投射面８から投射された映像光Ｌを観察側へ略平行光となるように偏向させるリニアフレネルレンズシート３と、当該リニアフレネルレンズシート３の観察側に配置され、映像光Ｌを拡散させて広い範囲の観察者へ向けて映像光Ｌを出射させる拡散シート４と、を備えている。拡散シート４のリニアフレネルレンズシート３とは反対側の面が、観察者へ向けて映像光Ｌを出射する透過型スクリーン２の出光側の面２ａをなしている。このような透過型スクリーン２は、背面投射型の透過型表示装置１に組み込んで使用することができる。
【００２１】
図１及び図２に示すように、透過型表示装置１は、透過型スクリーン２と、透過型スクリーン２のリニアフレネルレンズシート３に向けて映像光Ｌを投射する投射面８を有した複数の光源（映像光源）７と、を備えている。このうち、光源７は、ＬＣＤやＤＬＰなどの映像源、映像源に光を照射するランプ、映像源を介して出射される映像光を拡大投射するための投射レンズなどを有している。
【００２２】
このような透過型表示装置１において、光源７の投射面８から投射された映像光Ｌは、リニアフレネルレンズシート３のシート面３ａへの法線方向ｎｄに対して所定の投射角度をなす方向からリニアフレネルレンズシート３の各位置に入射するようになっている。リニアフレネルレンズシート３に入射する光の進行方向が法線方向ｎｄに対してなす角度である投射角度は、リニアフレネルレンズシート３への入射位置に応じて変化する。そして、光源７からリニアフレネルレンズシート３の各位置に入射する光の投射角度は、光源７とリニアフレネルレンズシート３との相対位置関係を適切に選定することにより、調整され得る。本実施の形態の透過型表示装置１では、装置全体をコンパクトに構成すべく、リニアフレネルレンズシート３と光源７との間の距離ｖを短く設定している。このため、映像光Ｌを複数の光源７から投射するようにして、各光源７から投射される映像光Ｌの投射角度を抑えている。
【００２３】
各光源７から投射される映像光Ｌの投射角度は、後述するリニアフレネルレンズ部１３との組み合わせに応じて決定される。各映像光Ｌにより表示される画像は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。とりわけ、各映像光Ｌにより表示される画像が互いに異なる場合、各映像光Ｌにより表示される画像を組み合わせることによって、全体として１つの映像を表示してもよい。
【００２４】
次に、透過型スクリーン２について詳述する。上述したように、透過型スクリーン２は、リニアフレネルレンズシート３と、拡散シート４と、を備えている。まず、リニアフレネルレンズシート３について、図１乃至図３を参照して説明する。図３は、図１に示す透過型表示装置１のリニアフレネルレンズシート３の一部を拡大して模式的に示す拡大図である。図１乃至図３に示すように、リニアフレネルレンズシート３は、各光源７の投射面８から投射された映像光Ｌを観察側へ略平行光となるように偏向させるためのものである。リニアフレネルレンズシート３は、拡散シート４側に配置されたレンズ層１０と、レンズ層１０よりも光源７側に配置された基材３０と、を備えている。
【００２５】
図３に示すように、レンズ層１０は、拡散シート４側を向く第１面１１と、当該第１面１１に対向し光源７側を向く第２面１２と、を有している。レンズ層１０の第１面１１には、複数のリニアフレネルレンズ部１３が配置されている。各リニアフレネルレンズ部１３は、対応する光源７からの映像光Ｌを観察側へ略平行光となるように偏向させる。この複数のリニアフレネルレンズ部１３は、一体に形成されている。すなわち、後述する製造方法から明らかなように、各リニアフレネルレンズ部１３を構成する部材同士に継ぎ目が形成されていない。このような形態によれば、複数のリニアフレネルレンズ部１３を容易に精度よく位置決めすることができるため、隣り合う光源７からの映像光Ｌにより形成される画像を滑らかに接続することができる。
【００２６】
図３に示すように、各リニアフレネルレンズ部１３は、ストライプ状に配列された複数のレンズ面１４を有している。リニアフレネルレンズ部１３は、複数のレンズ面１４の組み合わせにより、入射光に対して凸レンズと同様のレンズ作用を発揮することが期待されている。具体的には、リニアフレネルレンズ部１３は、当該リニアフレネルレンズシート３のシート面３ａへの法線方向ｎｄに関して互いに同一の側に傾斜した複数の第１レンズ面１４ａを含む第１レンズ面群１３ａと、前記法線方向ｎｄに対して第１レンズ面１４ａとは逆の側に傾斜した複数の第２レンズ面１４ｂを含む第２レンズ面群１３ｂと、を含んでいる。第１レンズ面群１３ａは、第２レンズ面群１３ｂよりも、第１方向ｄ１に沿って一方の側に配置され、逆に、第２レンズ面群１３ｂは、第１レンズ面群１３ａよりも、第１方向ｄ１に沿って他方の側に配置されている。この複数の第１レンズ面１４ａと複数の第２レンズ面１４ｂとにより、リニアフレネルレンズシート３の複数のレンズ面１４が構成される。
【００２７】
なお、本明細書において、「シート面（フィルム面、板面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。本実施の形態では、リニアフレネルレンズシート３のシート面３ａと、レンズ層１０のシート面と、基材３０のシート面とは、互いに平行となっている。以下の説明では、図３に示すように、レンズ層１０の第２面１２を、リニアフレネルレンズシート３のシート面３ａとして図示する。
【００２８】
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、「平行」や「直交」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、目視での判断において区別不可能な程度に同様な光学的機能を期待し得る範囲内の誤差を含めて解釈することとする。
【００２９】
複数のレンズ面１４は、リニアフレネルレンズシート３のシート面３ａ内を延びる第１方向ｄ１に沿って配列されている。すなわち、複数の第１レンズ面１４ａ及び複数の第２レンズ面１４ｂは、それぞれ、第１方向ｄ１に沿って配列されている。そして、各第１レンズ面１４ａ及び各第２レンズ面１４ｂは、第１方向ｄ１に交差する方向、より詳細には、第１方向ｄ１に直交する方向に直線状に延びている。
【００３０】
レンズ面１４がリニアフレネルレンズシート３のシート面３ａに対してなす角度であるレンズ角αは、第１方向ｄ１に沿ってしだいに変化していく。具体的には、各リニアフレネルレンズ部１３内において、任意の一つの第１レンズ面１４ａのレンズ角αは、当該一つの第１レンズ面１４ａよりも第１方向ｄ１に沿って第２レンズ面群１３ｂに近接して配置された他の第１レンズ面１４ａのレンズ角α以上になっている。一方、各リニアフレネルレンズ部１３内において、任意の一つの第２レンズ面１４ｂのレンズ角αは、当該一つの第２レンズ面１４ｂよりも第１方向ｄ１に沿って第１レンズ面群１３ａに近接して配置された他の第２レンズ面１４ｂのレンズ角α以上になっている。従って、各リニアフレネルレンズ部１３内において、第１レンズ面群１３ａに含まれる第１レンズ面１４ａのうち、第１方向ｄ１に沿って第２レンズ面群１３ｂに最も近接して配置された第１レンズ面１４ａのレンズ角αが、最も小さくなる。同様に、各リニアフレネルレンズ部１３内において、第２レンズ面群１３ｂに含まれる第２レンズ面１４ｂのうち、第１方向ｄ１に沿って第１レンズ面群１３ａに最も近接して配置された第２レンズ面１４ｂのレンズ角αが、最も小さくなる。
【００３１】
各リニアフレネルレンズ部１３において、この第１レンズ面群１３ａと第２レンズ面群１３ｂとの間または境界となる位置に、光学中心Ｏが位置している。ここでいう光学中心Ｏとは、リニアフレネルレンズ部１３を構成する複数のレンズ面１４の組み合わせにより、入射光に対してレンズ作用を及ぼす、光学的な中心を意味する。典型的なリニアフレネルレンズでは、各リニアフレネルレンズ部１３の光学中心Ｏは、当該リニアフレネルレンズ部１３の光軸Ａｘ上に位置する。図示する例では、光学中心Ｏは、第１方向ｄ１に沿って最も第２レンズ面群１３ｂに近接して配置された第１レンズ面１４ａと、第１方向ｄ１に沿って最も第１レンズ面群１３ａに近接して配置された第２レンズ面１４ｂと、の境界上に位置している。
【００３２】
また、リニアフレネルレンズ部１３は、隣り合う二つのレンズ面１４の間に設けられたライズ面１５を含んでいる。このライズ面１５の長さは、隣り合うレンズ面１４のピッチＰとレンズ面１４のレンズ角αによって概ね決定される。上記の通り、レンズ角αは、レンズ面１４の第１方向ｄ１に沿って光学中心Ｏから離間して配置されたレンズ面１４の方が大きくなっていく。従って、レンズ面１４のピッチＰが一定であれば、複数のライズ面１５のうち、より第１方向ｄ１に沿って光学中心Ｏから離間して配置されたライズ面１５の方が、法線方向ｎｄに沿った長さが長くなっていく。具体的には、ライズ面１５は、隣り合う二つの第１レンズ面１４ａの間を延びる第１ライズ面１５ａと、隣り合う二つの第２レンズ面１４ｂの間を延びる第２ライズ面１５ｂと、により構成されている。なお、このライズ面１５は、光のレンズ作用を期待されていない面である。
【００３３】
ところで、本実施の形態では、光源７とリニアフレネルレンズシート３との距離ｖに比べて、リニアフレネルレンズシート３の第１方向ｄ１における長さが格段に大きい。この場合、単一の光源の単一の投射面からリニアフレネルレンズシートに映像光Ｌを直接投射すると、第１方向ｄ１に沿って光源から大きく離間した位置にあるレンズ面１４に入射する映像光Ｌの入射角度がかなり大きくなる。このため、当該離間した位置にあるレンズ面１４における反射率が大きくなり、第１方向ｄ１に沿って光源から大きく離間した領域において、映像光Ｌにより形成される画像が暗く視えてしまう。つまり、単一の光源の単一の投射面を使用する一般的な背面投射型の透過型表示装置１では、光源７とリニアフレネルレンズシート３との距離ｖを短くすると、透過型スクリーン２の第１方向ｄ１における長さを長く確保することができない。加えて、映像光Ｌのレンズ面１４への入射角度が大きくなると、当該入射角度に応じてレンズ面１４のレンズ角αも大きくなる。とりわけ、レンズ面１４のレンズ角αが７０°を越えると、当該レンズ面１４を賦型するためのロール状の型１３４（図４参照）を、量産性のある条件で切削することが困難になる。したがって、光源７とリニアフレネルレンズシート３との距離ｖに比べて、リニアフレネルレンズシート３の第１方向ｄ１における長さが格段に大きくなるような透過型表示装置において、単一の光源の投射面からリニアフレネルレンズシートに映像光を直接投射する場合、そもそも、光源から大きく離間した位置にあるレンズ面を、量産性のある条件で賦型することができない。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、複数のリニアフレネルレンズ部１３を、第１方向ｄ１に沿って並べて配置している。複数のリニアフレネルレンズ部１３の配列に対応して、複数の光源７が、第１方向ｄ１に沿って並べて配置されている。このような透過型表示装置１によれば、単一の光源の投射面から単一のリニアフレネルレンズ部を有したリニアフレネルレンズシートに映像光が投射される場合に比べて、各光源７の投射面８から投射される映像光Ｌの、法線方向ｎｄに対して第１方向ｄ１に傾斜する最大角度を抑えることができる。これにより、各レンズ面１４における反射率を低く抑えることができ、この結果、映像光Ｌにより形成される画像が暗く視えてしまうことを効果的に抑制することができる。
【００３５】
本実施の形態では、各リニアフレネルレンズ部１３の第１方向ｄ１における長さｕは、互いに同一である。もっとも、各リニアフレネルレンズ部１３の第１方向ｄ１における長さｕは、互いに異なっていてもよい。さらに、本実施の形態では、複数のリニアフレネルレンズ部１３は、互いに同一に形成されている。すなわち、各リニアフレネルレンズ部１３は、同一の大きさを有し、各リニアフレネルレンズ部１３のレンズ面１４も、同一の配列になっている。もっとも、複数のリニアフレネルレンズ部１３は、互いに異なるように形成されていてもよい。また、隣り合う２つのリニアフレネルレンズ部１３は、ほぼ隙間なく配置されている。具体的には、隣り合う２つのリニアフレネルレンズ部１３の間の間隔は、２．０ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以下になっている。
【００３６】
このような複数のリニアフレネルレンズ部１３を有するレンズ層１０を構成する樹脂材料として、例えば、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系等のアクリレート系樹脂が好ましく用いられる。一例として、レンズ層１０を構成する樹脂材料の屈折率は、１．５５〜１．６５程度に調整される。
【００３７】
次に、レンズ層１０の光源７側に積層された基材３０について説明する。基材３０は、レンズ層１０のリニアフレネルレンズ部１３を安定して成形するために設けられている。本実施の形態の基材３０は、単一の部材として構成され、継ぎ目が形成されていない。基材３０を構成する材料としては、例えば、ＰＥＴフィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルムを用いることができる。なお、基材３０は、リニアフレネルレンズ面１３の賦型方法に応じて選択されるものであり、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００３８】
次に、リニアフレネルレンズシート３と共に透過型スクリーン２を構成する拡散シート４について、図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２に示すように、拡散シート４は、光制御層４１、接着層４４、出光側拡散層４５、基材４６及びハードコート層４７を、入光側から出光側に向かってこの順で含んでいる。
【００３９】
このうち、最もリニアフレネルレンズシート３に近接して配置された光制御層４１は、拡散シート４に入射する外光を吸収して画面のコントラストを高める機能を有している。加えて、本実施の形態の光制御層４１は、リニアフレネルレンズシート３からの映像光を拡散させて上下方向の広い範囲へ向けて映像光を出射させるようになっている。具体的な構成として、光制御層４１は、水平方向に延びる複数の溝４２ａが形成された主部４２を有している。主部４２に形成された複数の溝４２ａは、上下方向に並べて配列されている。各溝４２ａは、光制御層４１の厚み方向に沿って基材４６から離間するにつれて先細になっていく。主部４２の各溝４２ａには、樹脂材からなる単位光学要素４３が充填されている。単位光学要素４３は、主部４２との間で屈折率差を有する界面を形成する。当該界面によって、リニアフレネルレンズシート３から拡散シート４の光制御層４１に入射した映像光Ｌの少なくとも一部が反射されることによって、ハードコート層４７からなる出光側の面２ａから映像光Ｌを拡散して出射させるようになっている。
【００４０】
また、主部４２に形成された隣り合う溝４２ａの間には、光透過領域４２ｂが区画される。すなわち、主部４２では、溝４２ａと光透過領域４２ｂとが上下方向に沿って交互に並設される。光透過領域４２ｂを通過する光は、溝４２ａに入射することなく、そのまま接着層４４に進入していく光と、溝４２ａに入射し単位光学要素４３と主部４２との界面で反射した後に、接着層４４に進入していく光と、を含んでいる。このような光制御層４１によれば、入射した映像光Ｌを単位光学要素４３と主部４２との界面で反射させて拡散させることができるので、上下方向の広い範囲に映像光Ｌを出射させることができる。
【００４１】
また、本実施の形態の単位光学要素４３は、光吸収性粒子を含んでいる。これにより、透過型スクリーン２に入射する外光を効果的に吸収することができる。このため、透過型スクリーン２に表示される映像のコントラストを向上させることができる。
【００４２】
なお、光制御層４１の形態は、このような例に限定されず、拡散シート４に入射する外光を吸収して画面のコントラストを高める機能をもつ層であれば広く適用可能である。例えば、光制御層４１は、複数のレンチキュラーレンズを所定の方向に並べて配列させた形態であってもよい。この場合、例えば、各々が水平方向に延びる複数のレンチキュラーレンズを、上下方向に並べて配列してもよい。これにより、拡散シート４に入射する外光を吸収して画面のコントラストを高めることに加えて、リニアフレネルレンズシート３からの映像光を上下方向の広い範囲へ向けて、拡散させて出射させることもできる。あるいは、水平方向の視野角を重視する場合には、各々が上下方向に延びる複数のレンチキュラーレンズを、水平方向に並べて配列してもよい。これにより、拡散シート４に入射する外光を吸収して画面のコントラストを高めることに加えて、リニアフレネルレンズシート３からの映像光を水平方向の広い範囲へ向けて、拡散させて出射させることができる。
【００４３】
一方、接着層４４は、光制御層４１と出光側拡散層４５とに隣接して配置され、光制御層４１と出光側拡散層４５とを接合している。出光側拡散層４５は、リニアフレネルレンズシート３からの映像光Ｌを拡散させて広い範囲の観察者へ向けて映像光Ｌを出射させるために設けられている。また、ハードコート層４７は、映像光Ｌによる映像が表示される拡散シート４の表示面を保護するために設けられている。これら拡散シート４をなす各構成要素は、透過型スクリーン２においてそれ自体既知のものを利用することができるため、ここではこれ以上詳細な説明を省略する。
【００４４】
次に、以上のような構成からなる本実施の形態の作用について、図を参照しながら説明する。
【００４５】
図２に示すように、各光源７の投射面８から出射された映像光Ｌは、リニアフレネルレンズシート３のレンズ層１０の第２面１２側に入射する。リニアフレネルレンズシート３に入射した各映像光Ｌは、対応するリニアフレネルレンズ部１３のレンズ面１４において、リニアフレネルレンズシート３のシート面３ａへの法線方向ｎｄとなす角度が小さくなるように、より詳細には略平行となるように、偏向させられる。レンズ面１４で偏向させられた各映像光Ｌは、リニアフレネルレンズシート３のシート面３ａへの法線方向ｎｄと略平行な方向に進行方向を維持したまま、拡散シート４に入射する。拡散シート４に入射した各映像光Ｌは、拡散シート４において種々の方向に向かうように有効に拡散される。これにより、広い範囲の観察者へ向けて映像光Ｌを出射させることができる。
【００４６】
とりわけ、本実施の形態によれば、複数のリニアフレネルレンズ部１３が一体に成形されている。このような形態によれば、複数のリニアフレネルレンズ部１３の相対位置を高精度に位置決めすることができる。また、単一のリニアフレネルレンズシート３を光源７に対して位置決めすることにより、リニアフレネルレンズシート３に含まれる各リニアフレネルレンズ部１３を、対応する光源７に対して容易且つ高精度に位置決めすることが可能になる。この結果、隣り合う光源７からの映像光Ｌにより形成される画像を滑らかに接続することができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、各リニアフレネルレンズ部１３の第１方向ｄ１における長さｕは、互いに同一である。この場合、各リニアフレネルレンズ部１３を透過した映像光Ｌにより形成される画像の大きさを同じ大きさにすることができる。すなわち、透過型スクリーン２の出光側の面２ａに、複数の同じ大きさの画像を表示することができるため、意匠性に優れる。
【００４８】
さらに、本実施の形態によれば、複数のリニアフレネルレンズ部１３は、互いに同一に形成されている。この場合、各リニアフレネルレンズ部１３に対してそれぞれ用いられる光源７を互いに同一の構成とすることができる。このため、使用する光源７の汎用性が高まり、透過型表示装置１を効率よく製造することができる。
【００４９】
次に、主として図４を参照して、リニアフレネルレンズシート３を製造する方法について説明する。図４は、図３に示すリニアフレネルレンズシート３を製造する方法の一例を示す概略図である。
【００５０】
図４に示すように、リニアフレネルレンズシート３の基材３０からなる基材シート１３１が、ロール状の原反１３２から繰り出され、リニアフレネルレンズ部１３を賦型するためのロール状の型１３４と加圧ローラ１３３との間に供給される。このロール状の型１３４には、複数のリニアフレネルレンズ部１３の各レンズ面１４と相補的な形状をもつ凹部が形成されている。次に、このロール状の型１３４と基材シート１３１との間に、紫外線硬化性樹脂供給部１３５から供給される紫外線硬化性樹脂１４２が、供給される。そして、基材シート１３１と紫外線硬化性樹脂１４２とが、加圧ローラ１３３とロール状の型１３４とによって挟持されて、当該ロール状の型１３４の外周に沿って搬送される。ロール状の型１３４の外周近傍には、紫外線ランプ１３６が配置されており、当該紫外線ランプ１３６から紫外線が照射され、搬送中の紫外線硬化性樹脂１４２が硬化させられると共に紫外線硬化性樹脂１４２に各リニアフレネルレンズ部１３が賦型される。硬化した紫外線硬化性樹脂１４２は、基材シート１３１に固着する。また、紫外線硬化性樹脂１４２が固着した基材シート１３１は、剥離ローラ１３７によって、ロール状の型１３４から剥離される。この紫外線硬化性樹脂１４２と基材シート１３１とから、複数のリニアフレネルレンズ部１３を備えるレンズ層１０と基材３０とからなるリニアフレネルレンズシート３が得られる。
【００５１】
このような製造方法によれば、複数のリニアフレネルレンズ部１３をレンズ層１０に精度よく一体に成形することができる。また、ロール状の型１３４を用いてリニアフレネルレンズシート３を連続的に安定して製造することができるため、安価で製造効率が高い。つまり、いわゆるロールｔｏロールで、言い換えると、ロール状に巻かれた長尺の材料を用いて、多数のリニアフレネルレンズシート３を互いに接続した状態で作製することができる。このため、多数のリニアフレネルレンズシート３を安価に効率よく製造することができる。
【００５２】
なお、図４に示すリニアフレネルレンズシート３を製造する方法では、ロール状の型１３４を用いて紫外線硬化性樹脂からなるレンズ層１０を形成する例を示したが、このような例に限定されない。例えば、複数のリニアフレネルレンズ部１３を備えるレンズ層１０が、熱可塑性樹脂を用いて射出成形により製造されてもよい。あるいは、複数のリニアフレネルレンズ部１３を備えるレンズ層１０が、熱可塑性樹脂を用いて押出成形により製造されてもよい。押出成形によれば、基材３０をレンズ層１０に積層しなくても、レンズ層１０に各リニアフレネルレンズ部１３を賦型することができる。
【００５３】
なお、上述した実施の形態では、透過型表示装置１は、リニアフレネルレンズシート３に映像光Ｌを投射する投射面８を有する複数の光源７を備え、各光源７の投射面８が、対応するリニアフレネルレンズ部１３に映像光Ｌを投射する例を示したが、光源７の数はこのような例に限定されない。透過型表示装置は、リニアフレネルレンズシート３に映像光を投射する複数の投射面を有する単一の光源を備えていてもよい。この場合、単一の光源の各投射面は、対応するリニアフレネルレンズ部１３に映像光を投射する。そして、映像光のレンズ面１４への入射角度を抑えるべく、光源からの各映像光を、ミラー等の偏向手段を介して、対応するリニアフレネルレンズ部１３に入射させてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  透過型表示装置
２  透過型スクリーン
２ａ  出光側の面
３  リニアフレネルレンズシート
３ａ  シート面
４  拡散シート
７  光源
８  投射面
１０  レンズ層
１１  第１面
１２  第２面
１３  リニアフレネルレンズ面
１３ａ  第１レンズ面群
１３ｂ  第２レンズ面群
１４  レンズ面
１４ａ  第１レンズ面
１４ｂ  第２レンズ面
１５  ライズ面
１５ａ  第１ライズ面
１５ｂ  第２ライズ面
３０  基材
α  レンズ角
ｄ１  第１方向
Ｌ  映像光
Ｏ  光学中心
【図１】
2018128679.tif 000003
【図２】
2018128679.tif 000004
【図３】
2018128679.tif 000005
【図４】
2018128679.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月5日(2018.4.5)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体に成形された複数のリニアフレネルレンズ部を備え、
各リニアフレネルレンズ部は、光学中心を有し、
各リニアフレネルレンズ部は、第１方向に沿って配列された複数のレンズ面を有し、各レンズ面は、前記第１方向に直交する方向に直線状に延び、
前記複数のリニアフレネルレンズ部は、前記第１方向に沿って並べて配置されている、リニアフレネルレンズシート。
【請求項２】
一体に成形された複数のリニアフレネルレンズ部を備え、
各リニアフレネルレンズ部は、第１レンズ面群と、当該第１レンズ面群よりも一方の側に配置された第２レンズ面群と、を含み、
前記第１レンズ面群は、当該リニアフレネルレンズシートのシート面への法線方向に関して互いに同一の側に傾斜している複数の第１レンズ面を含み、
前記第２レンズ面群は、当該リニアフレネルレンズシートのシート面への法線方向に関して前記第１レンズ面とは逆の側に傾斜している複数の第２レンズ面を含み、
前記複数の第１レンズ面及び前記複数の第２レンズ面は、それぞれ、第１方向に沿って配列され、各第１レンズ面及び各第２レンズ面は、前記第１方向に直交する方向に直線状に延び、
前記複数のリニアフレネルレンズ部は、前記第１方向に沿って並べて配置されている、リニアフレネルレンズシート。
【請求項３】
前記複数のリニアフレネルレンズ部は、互いに同一に形成されている、請求項１又は２に記載のリニアフレネルレンズシート。
【請求項４】
前記リニアフレネルレンズ部の前記第１方向における長さは同一である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のリニアフレネルレンズシート。
【請求項５】
前記リニアフレネルレンズ部の前記第１方向における長さは一定ではない、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のリニアフレネルレンズシート。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のリニアフレネルレンズシートを備える、透過型表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載されたリニアフレネルレンズシートの製造方法であって、
ロール状の型を用いてリニアフレネルレンズ部を賦型する工程を含む、リニアフレネルレンズシートの製造方法。