(57)【要約】      （修正有）【課題】光量ロスが少ないために明るく、スペックルが抑制され、かつ安価な透過型スクリーンを提供することを目的とする。【解決手段】フレネルレンズシートと投影シートとを備える透過型スクリーンであって、該フレネルレンズシートは、入射側面に光拡散面を備え、かつ、出射面側にフレネルレンズを備えており、該フレネルレンズシートの観察側に配される該投影シートは、入射面に投写光を拡散する結像要素を備えており、該フレネルレンズシートの該光拡散面の拡散性が下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする透過型スクリーンにより達成できる。２°＜αＶ＜２０°・・・式（１）２°＜αＨ＜１５°・・・式（２）αＨ＜αＶ        ・・・式（３）ただしαＶは垂直方向の視野１／２値角、αＨは水平方向の視野１／２値角。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともフレネルレンズシートと投影シートとを備える透過型スクリーンにおいて、
該フレネルレンズシートは、入射側面に光拡散面を備え、かつ、出射面側にフレネルレンズを備えており、該フレネルレンズシートの観察側に配される該投影シートは、入射面に投写光を拡散する結像要素を備えており、該フレネルレンズシートの該光拡散面の拡散性が下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする透過型スクリーン。
２°＜αＶ＜２０°・・・式（１）
２°＜αＨ＜１５°・・・式（２）
αＨ＜αＶ        ・・・式（３）
ただしαＶは垂直方向の視野１／２値角、αＨは水平方向の視野１／２値角。
【請求項２】
前記光拡散面は切削バイトで型材を二方向以上に繰り返し切削することで得られる型材表面の凹凸形状を透明樹脂表面に転写して得られる光拡散面である請求項１に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
前記投影シートが、シリンドリカルレンズ列を前記結像要素とするレンチキュラーレンズシートである請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
片面に光拡散面を備え、その反対面にフレネルレンズを備えており、該光拡散面の拡散性が下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とするフレネルレンズシート。
２°＜αＶ＜２０°・・・式（１）
２°＜αＨ＜１５°・・・式（２）
αＨ＜αＶ        ・・・式（３）
ただしαＶは垂直方向の視野１／２値角、αＨは水平方向の視野１／２値角。
【請求項５】
前記光拡散面は切削バイトで型材を二方向以上に繰り返し切削することで得られる型材表面の凹凸形状を透明樹脂表面に転写して得られる光拡散面である請求項４に記載の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、背面投写型テレビジョン等に用いられる透過型スクリーンおよびフレネルレンズシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、背面投写型テレビジョンに一般的に用いられている透過型スクリーンの概略構成断面図を図１に示す。図１において、１はレンチキュラーレンズシートであり、２はフレネルレンズシートである。通常、フレネルレンズシート２およびレンチキュラーレンズシート１が密着されて透過型スクリーンが構成されている。一般に、フレネルレンズシート２は等間隔で同心円状の微細ピッチのレンズからなるフレネルレンズが光出射面に設けられたシートで構成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
レンチキュラーレンズシート１は、図１に示すように、光入射面側に等間隔になるようにかまぼこ型のレンズ列（以下シリンドリカルレンズ列と称することがある）がそれぞれ配置されている。フレネルレンズシート２から出射された平行光または収束光は、レンチキュラーレンズシート１により水平方向に大きく拡散され、これによって水平方向の広い視野範囲で映像を観察することが可能となる。すなわち、レンチキュラーレンズシートは、その上に投影画像が投影されるため、投影シートとして機能している。ここで、レンチキュラーレンズシートに設けられたシリンドリカルレンズ列は結像要素として機能している。
かかるレンチキュラーレンズシート１においては、図１に示すように、光入射面側に設けられた各々のレンズによる集光部以外の部位に、黒インクなどの光吸収材よりなる光吸収層（以下、ブラックストライプあるいはＢＳと称することがある）を設けることで明室でのコントラスト向上が図られている。
【０００４】
フレネルレンズシート２においては、水平方向のみならず垂直方向においても映像観察が可能な範囲を拡大するため、迷光の出射を抑制するなどの目的で、内部に拡散材を混入したり、入射面に柱状レンズ列（特許文献２参照）やプリズム形状（特許文献３参照）を設けたりすることが行われていた。また、映像光のスペックル（輝度ムラ、ギラツキ）を抑えるために、フレネルレンズシート２のヘイズを高く（拡散性を大きく）するといった手法が用いられていた（特許文献４参照）。
【０００５】
しかし、シート内部に拡散材を混入させる従来のフレネルレンズシート２においては、拡散特性が中角度領域で比較的小さく高角度領域で比較的大きい特性、いわゆる裾引き型となるため、フレネルレンズシート２を通過した透過光のうち、高角度領域の散乱光（いわゆる裾引き成分）が、レンチキュラーレンズシート１の所定の出射位置ではない位置に到達して迷光となったり、レンチキュラーレンズシート１の光吸収層で遮られて光量ロスが発生したりするという問題があった。また、拡散剤が高価なのでコスト面で不利だった。
一方、フレネルレンズシート２の入射面に等ピッチの柱状レンズ列またはプリズム列を形成した場合は水平方向または垂直方向いずれか一方にしか拡散できないという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−６９７４８号公報    特許請求の範囲、第４図等
【特許文献２】特開昭６０−２６３９３２号公報  特許請求の範囲、第５図等
【特許文献３】特開平１１−２７１８８４号公報  特許請求の範囲、第２図等
【特許文献４】特開平８−３１３８６５号公報    特許請求の範囲、表１等
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、光量ロスが少ないために明るく、スペックルが抑制され、かつ安価な透過型スクリーン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】
上記の目的は、フレネルレンズシートと投影シートとを備える透過型スクリーンであって、該フレネルレンズシートは、入射側面に光拡散面を備え、かつ、出射面側にフレネルレンズを備えており、該フレネルレンズシートの観察側に配される該投影シートは、入射面に投写光を拡散する結像要素を備えており、該フレネルレンズシートの該光拡散面の拡散性が下記式（１）〜（３）を満たすことを特徴とする透過型スクリーンにより達成できる。
２°＜αＶ＜２０°・・・式（１）
２°＜αＨ＜１５°・・・式（２）
αＨ＜αＶ        ・・・式（３）
ただしαＶは垂直方向の視野１／２値角、αＨは水平方向の視野１／２値角。
【０００９】
さらに、前記光拡散面は切削バイトで型材を二方向以上に繰り返し切削することで得られる型材表面の凹凸形状を透明樹脂表面に転写した光拡散面であることを特徴としてもよい。
また、前記投影シートは、シリンドリカルレンズ列を結像要素とするレンチキュラーレンズシートであってもよい。
【００１０】
また本発明は、片面に上記の拡散性を有する光拡散面を備え、もう一方の面にフレネルレンズを備えたことを特徴とするフレネルレンズシートである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の透過型スクリーンによれば、明るく、スペックルが抑制された透過型スクリーンを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の拡散面を備えた透過型スクリーンであれば、充分な拡散性を伴うため、レンチキュラーレンズシート等の投影スクリーン中の拡散剤に起因するスペックルを低減する効果が発揮される。また本発明のフレネルレンズシートの拡散面による拡散特性については、垂直方向の拡散性と水平方向の拡散性とを式（１）〜式（３）を満足する範囲で任意に設定することができ、特に効果が発揮される特性を選択することが可能である。
【００１３】
その理由を、透過型スクリーンとして一般的な縦ストライプの水平拡散レンチキュラーレンズシートと、本発明の拡散面による水平、垂直拡散特性のフレネルレンズシートとの組み合わせで説明する。
スペックルを有効に抑制するためには、本発明の拡散面による拡散性をなるべく大きくすることが好ましい。一方、水平拡散レンチキュラーレンズに入射する拡散光の裾引き部分は水平拡散レンチキュラーレンズシートの有効出射面に到達しないので光線透過率が低下する。そこで、本発明の拡散面による拡散特性について、垂直方向の拡散性を水平方向の拡散性より大きくすることよい。これにより、レンチキュラーレンズに入射する拡散光の拡散性を大きくし、かつレンチキュラーレンズでの透過率を大きくすることができる。
好ましい垂直方向の拡散性は５°＜αＶ＜１５°の範囲であり、好ましい水平方向の拡散性は５°＜αＶ＜１２°の範囲である。なお横ストライプの垂直拡散レンチキュラーレンズシートを用いた場合は、上述の水平、垂直拡散特性を入れ替えた内容で同様に説明される。本発明において、好ましい凹凸形状のピッチは８μｍ＜ピッチ＜６０μｍであり、高さは前述の拡散性によって決まる値である。凹凸形状のピッチが大きすぎるとスペックルを抑制できなくなるが、ピッチが小さすぎても回折の影響で光が屈折せず筒抜けるためにスペックルを抑制できなくなる。
【００１４】
さらに本発明では切削バイトで型材を二方向以上に繰り返し切削することで得られる型材表面の凹凸形状を透明樹脂表面に転写しているので、拡散材を混合した拡散板などと異なり、シャープにカットオフする拡散特性の形状を製造できる。つまりレンチキュラーレンズの光吸収層で吸収される裾引き部分が少ない拡散面形状とすることができるので光量ロスが少ないという特徴を有する。
また凹凸の切削方向とスクリーン画面の垂直／水平方向を一致させず、例えば斜め４５°に傾けて使用してもよい。こうすることで縦ストライプあるいは横ストライプのレンチキュラーレンズとの干渉によるモアレの発生を防止できる。
さらに本発明の拡散面をフレネルレンズシートのフレネルレンズ列の反対面に適用すると、フレネルレンズ面で反射した光が拡散面で全反射しにくいため、二重像を顕著に抑制できる。また高価な拡散剤の使用量を大幅に削減する事ができるので低コストで製造できる。
【００１５】
本発明の透過型スクリーンは主たる拡散性が本発明の拡散面によるものであれば良く、内部に拡散材を含んでいてもよい。主たる拡散効果を表面凹凸により付与すると上記拡散特性を満足することができる理由としては次のように推測される。
【００１６】
拡散剤を含む拡散シートに光線が入射すると、内部に含まれる拡散剤により光線は屈折を起こす。屈折した光線は出射面に達するまでさらに拡散剤により屈折する。この過程の中で、何度も拡散剤で拡散され、過剰な拡散を受ける光線成分が確率的にいくらか存在するため、必要以上に拡散される視野角の裾引き部分を抑制する事が困難である。一方、入射面凹凸によって拡散するシートに光線が入射すると、入射面で一度屈折作用を受けるだけで拡散特性が決まるため、拡散される視野角の裾引き部分を抑制する事ができる。また、本発明によれば、図２において、フレネル面で反射したゴースト光が入射面に達した際、表面が凹凸面であるため、臨界角より小さい入射角となる成分が生じるために、ゴースト光の一部しか出射面側へ達しない、などの理由により、ゴースト光を抑制できる。特に二重像の抑制効果が顕著である。
【００１７】
本発明の拡散面の表面凹凸が拡散効果に寄与する割合は、ＪＩＳ−Ｋ７１０５で規定されるヘイズ測定法において、本発明の拡散特性をもつフレネルシートのヘイズ測定値をＨとし、拡散剤を含まない以外は本発明と同じフレネルシートのヘイズ測定値をＨ１としたとき、Ｈ１／Ｈ＞０．５を満たすことが望ましい。この範囲以外であると、拡散剤が拡散効果に寄与する割合が大きくなり、本発明の効果を充分に発揮できない場合がある。より好ましくはＨ１／Ｈ＞０．８、更に好ましくはＨ１／Ｈ＞０．９である。
【００１８】
上記表面の凹凸は、ランダムな配列である事が好ましいが、レンチキュラーレンズやフレネルレンズのピッチに比べて十分小さなサイズであれば整列していてもモアレを生じない。また、レンチキュラーレンズやフレネルレンズのピッチをＰ１とし、上記表面の凹凸のピッチをＰ２とした場合、Ｐ１／Ｐ２＝ｎ＋０．４またはｎ＋０．６、あるいは１／（ｎ＋０．４）または１／（ｎ＋０．６）付近とするとモアレを抑制することができる（ここでｎは１０以下の自然数）。
【００１９】
本発明の拡散面を形成する方法は、例えば成形型の型材をバイトで二つの方向あるいはそれ以上に繰り返し切削することで、斜面が平面もしくは曲面の三角錐、四角錐などの多角錐形状の繰り返しからなる凹凸型を作製し、凹凸型の形状を透明樹脂に転写することによって得られる。図３に本発明の凹凸形状の一例を概略図で示す。図中点線は、この成形型を作製する際のバイトによる切削方向を示している。
【００２０】
本発明の凹凸形状を形成するためには、上記のように作製した凹凸型を成形型として用いてもよいし、凹凸型の形状を転写した転写型を成形型として用いてもよい。また上記凹凸型あるいは転写型に対し、サンドブラストや、酸、アルカリなどによるエッチング処理を適用して凹凸形状を調整してもよい。また成形法としては、例えば熱プレス成形法を用いてもよいし、光硬化性樹脂を用いた成形法、射出成形法などを用いてもよい。
【００２１】
本発明の透過型スクリーンが備える投影シートとしては、拡散剤、表面微細凹凸等を結像要素として有する拡散シート、レンズ列を結像要素として有するレンズシートなどを用いることができる。前記レンズ列としては、例えば図１に示すようなシリンドリカルレンズ列や、レンチキュラーレンズが交差して配置されたもの（以下クロスレンチと称する）、微小レンズが２次元配列されたもの（以下ハエの目レンズと称する）などを用いることができる。
【実施例】
【００２２】
以下に本発明の実施例を述べる。
直交する方向にバイトで繰り返し彫刻して表面に下記一般式（４）においてＣ＝３０、Ｋ＝−１．５で表される部分楕円面が、ピッチ０．０３ｍｍで直交交差して配列された繰り返し単位からなる凹凸構造をもつ成形ロールを得た。この成形ロールと、鏡面の成形ロールとを用い、片面がマットであり、反対面が鏡面であるポリメタクリル・スチレン共重合（ＭＳ）樹脂製シートを押出し成形により作製した。
【００２３】
【数１】
2008102185.tif 000003
ただしＸはレンズ光軸からレンズ面までの幅方向の距離、
Ｓ（Ｘ）はレンズ幅方向Ｘにおけるレンズの頂部からのレンズ高さ。
【００２４】
ＭＳ樹脂製シートの屈折率は１．５４であり、内部に拡散剤は含んでいない。厚さは２ｍｍであった。押出し樹脂温度・ロール温度および引き取り速度を制御することで、凹凸面の賦形率はほぼ１００％でであった。
【００２５】
ついで、その鏡面側に紫外線硬化樹脂によってフレネルレンズを形成し、フレネルレンズシートを作製した。フレネルレンズシート入射面の凹凸列（切削方向）は水平方向に対し斜め４０°に配置した。ヘイズ値は７３％、αＨは６°、αＶは８°であった。
該フレネルレンズシートを投影機側に配置し、０．１ｍｍピッチの垂直方向ストライプのレンチキュラーレンズシートを観視者側に配置して透過型スクリーンを構成した。そのスクリーンをＬＣＤプロジェクションテレビ装置に装着し、正面のゲイン及びスペックルを目視評価した。その結果を合わせて表１に示す。本発明のフレネルレンズシートを用いた透過型スクリーンはゲインが高く、またスペックルの小さいものであった。
【００２６】
＜比較例１＞
鏡面の成形型２枚を用い、ガラス製粒子からなる拡散剤（平均粒径８μｍ、屈折率１．５６）を混入し、ヘイズ値が５０％となるよう濃度を調整して樹脂製シート製造した以外は実施例１と同様にして、厚さ２ｍｍの両面が鏡面のＭＳ樹脂製シートを作製した。このときαＨ、αＶはともに１．７°であった。
比較例１の該樹脂製シートを用いた以外は実施例１と同様にして透過型スクリーンを作製してテレビ装置に装着し、正面のゲイン及びスペックルを目視評価した。その結果を合わせて表１に示す。比較例１のフレネルレンズシートを用いた透過型スクリーンは実施例１同様にゲインが高かったが、スペックルが目立ち、映像の品位を損ねるものであった。
【００２７】
＜比較例２＞
拡散剤濃度を調整してヘイズ値を７０％とした以外は比較例１と同様にして透過型スクリーンを作製した。このときαＨ、αＶはともに２．９であった。ついで前記透過型スクリーンをテレビ装置に装着し、正面のゲイン及びスペックルを目視評価した。その結果を合わせて表１に示す。比較例２のフレネルレンズシートを用いた透過型スクリーンのスペックルは比較的小さなものであったが、ゲインが低く、暗い映像となった。
【００２８】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】背面投写形テレビジョンに一般に用いられている透過型スクリーンの概略断面図である。
【図２】フレネルのゴースト発生光路を説明する概略断面図である。
【図３】本発明の凹凸拡散面の一例の形状を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１：フレネルレンズシート
２：レンチキュラーレンズシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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