(57)【要約】【課題】単位プリズムレンズからなる輪帯が同心円状に配置されて、全体として凸レンズを構成するサーキュラー・フレネルレンズシートにおいて、レンズシートの支持基材である拡散基材の拡散層の厚みを変化させることなく、レンズ部の設計を変えることで画面明るさの均一性を改善した透過型スクリーンを提供する。【解決手段】単位プリズムレンズからなる輪帯が同心円状に配置されて、全体として凸レンズを構成するサーキュラー・フレネルレンズシートにおいて、光学的な中心からフレネルレンズシートの有効領域内では、最も遠い位置にある輪帯から最も近い位置にある輪帯にかけて、レンズ角度が輪帯毎に変化しており、射出角が変化した構成のフレネルレンズシートを採用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位プリズムレンズからなる輪帯が同心円状に配置されて、全体として凸レンズを構成するサーキュラー・フレネルレンズシートにおいて、
光学的な中心からフレネルレンズシートの有効領域内では、最も遠い位置にある輪帯から最も近い位置にある輪帯にかけて、レンズ角度が輪帯毎に変化しており、射出角が変化した構成であることを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項２】
射出角の変化量はフレネルレンズシートの有効領域で５°以内であることを特徴とする請求項１記載のフレネルレンズシート。
【請求項３】
映像光源側から観察者側に向かい、少なくともフレネルレンズシート，光拡散性シートの順に配列してなる透過型スクリーンにおいて、
光拡散性シートは、画面垂直方向の拡散度がゲインの半値角で１０°以上であり、
請求項１または２に記載のフレネルレンズシートと組み合わせて構成されることを特徴とする透過型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアプロジェクションテレビなどに用いられるフレネルレンズシートおよびそれを用いた透過型スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
リアプロジェクションテレビ向け背面投影型スクリーンは、一般的に、観察者側に配置される光拡散性シートと光源側に位置するフレネルレンズシートとの組み合わせにより構成されている。
同心円状に単位レンズを配してなるフレネルレンズシートは、エンジンと呼ばれる小型プロジェクターからの映像光を略平行光として、光拡散性シートに投影する働きをする。
光拡散シートは、フレネルレンズシートで略平行光とされた投影光を、固有のレンズ群の特性により、水平方向もしくは垂直方向に指向性のある光として、観察者側に表示光を出射する働きがある。
【０００３】
リアプロジェクションテレビでは光を拡大投影するので、図３に示すようにスクリーン上にホットスポットやホットバンドなどの問題が指摘されている。
ホットスポットは光拡散性シートやフレネルレンズシートに拡散性のものが具備されてない時に起こる現象で、投影光がそのままの状態で表されている。
ホットバーは、特に垂直方向の拡散が少ない場合に見られる現象で、水平方向は光拡散性シートのレンズにより十分に広がっているのに対し、垂直方向の広がりが不十分の場合に見られる。
通常、リアプロジェクションテレビのスクリーンは垂直視野角（広がり）を光拡散性シートやフレネルレンズシートの拡散層で補っており、これらの拡散度を上げることで改善することが出来るが十分ではなく、特に画面中央部と四辺での輝度差が生じてしまい画面明るさの均一性が悪い。
【０００４】
画面内での表示映像の明るさの均一性を維持するため、例えば、特許文献１による提案に示される様に、使用する拡散基材の拡散層の厚みを変化させることで、均一性を改善することが公知である。
しかしこのような方法では、基材の量産化が難しく、光学的な中心がスクリーンの中心からずれるオフセット・フレネルレンズシートへの対応を図る場合、それに合致した基材の選定が必要になり転用が困難である。
【特許文献１】特開２００５−３７９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記背景を考慮してなされたものであり、
単位プリズムレンズからなる輪帯が同心円状に配置されて、全体として凸レンズを構成するサーキュラー・フレネルレンズシートにおいて、レンズシートの支持基材である拡散基材の拡散層の厚みを変化させることなく、レンズ部の設計を変えることで画面明るさの均一性を改善した透過型スクリーンを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、
単位プリズムレンズからなる輪帯が同心円状に配置されて、全体として凸レンズを構成するサーキュラー・フレネルレンズシートにおいて、
光学的な中心からフレネルレンズシートの有効領域内では、最も遠い位置にある輪帯から最も近い位置にある輪帯にかけて、レンズ角度が輪帯毎に変化しており、射出角が変化した構成のフレネルレンズシートを採用する。
【発明の効果】
【０００７】
フレネルレンズシートの光学的な中心からスクリーン有効領域内で、最も遠い位置にある輪帯から最も近い位置にある輪帯にかけて、レンズ角度を変化させることで、画面明るさの均一性を、レンズシートの支持基材である拡散基材の拡散層の設計を変化させることなく、改善した透過型スクリーンを提供することが出来、フレネルレンズシートの量産性の向上に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好ましい一実施例としての実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明におけるフレネルレンズ輪帯位置を示したフレネルレンズシート模式図である。
光学的な中心がスクリーン内にある場合は、光学的な中心からスクリーン有効内の最も遠い位置にあるフレネルレンズまでの間で、射出角を変えることで適応される。
本発明に於いて、射出角とはプロジェクターからの入射光がフレネルレンズシートを介して光拡散性シートに出射光として出る際に、出射光がスクリーン基材に対して垂直である場合を射出角０°と定義し、請求項内における変化量とは、この出射光に対して断面においてどれくらい角度があるかを意味し、変化の割合としては最も遠い輪帯に於ける射出角度を０°とし、光学的な中心に近づくにつれ角度を有し、最も近い位置の輪対に於いて射出角を最大で５°となるように設計する。
本発明の背面投影型スクリーンにおいて、上記に示した構成に限定されるものではない。
【０００９】
図２は、本発明におけるフレネルレンズ輪帯位置を示したフレネルレンズシート模式図である。
光学的な中心がスクリーン外にある場合は、スクリーン有効内において光学的な中心から最も近い位置にある輪帯から最も遠い位置にあるフレネルレンズまでの間で、射出角を変えることで適応される。
本発明の背面投影型スクリーンにおいて、上記に示した構成に限定されるものではない。
【００１０】
射出角の制限は組み合わせる光拡散性シートに依存し、通常光拡散性シートはコントラスト向上のために黒色の遮光層を有する形態が一般的である。射出角を５°より大きくした場合、画面を横から観察した際に映像光が遮光層で遮られる現象が生じてしまい、スクリーンとしては好ましくない。
【００１１】
スクリーン内でフレネルレンズシートの射出角度を変化させることで垂直方向の輝度にバラツキが生じてしまう。特に射出角を大きくした部分（例えば図１では中心）が明るくなってしまう。
【００１２】
これに関しては、垂直視野角を１０°以上にすることで垂直視野角の絶対量を大きくすることで射出角に起因するバラツキ分をカバーすることが出来る。
【００１３】
本発明はサーキュラー・フレネルレンズを具備した形態に適応されるので、例示したような基材から入射する屈折型フレネルレンズシートに限らず、例えばレンズ面から入射させる全反射フレネルレンズシートなどにも適応することが可能である。
【実施例】
【００１４】
５０インチサイズの筐体を使用し、射出角を面内で０°にしたフレネルレンズシートと射出角度を最外の輪帯から中心にかけ射出角を５°変えたフレネルレンズシートを用意した。また、光拡散性シートとしては、垂直視野角のゲインの半値角が１０°のレンチキュラーレンズシートを用意した。
【００１５】
０ｌｕｘ環境下に於いて白画面を出した状態で周辺の明るさと中心部の明るさを測定した。射出角を面内で０°にしたフレネルレンズシート形態では周辺輝度が１９３ｃｄ／ｍ２、中心輝度が３９５ｃｄ／ｍ２であり周辺輝度に対する中心輝度の割合は０．４９であった。同様に射出角度を最外の輪帯から中心にかけ射出角を５°変えたフレネルレンズシートで測定を行ったところ、周辺輝度が１９３ｃｄ／ｍ２、中心輝度が３２０ｃｄ／ｍ２であり周辺輝度に対する中心輝度の割合は０．６０となった。
画面明るさが均一な形態ほど、周辺輝度に対する中心輝度の割合が１．０に近づくので、本実施例においては、画面明るさが均一になり、本発明による効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるフレネルレンズシートを示す説明図。
【図２】フレネルレンズシートにおける輪帯状の単位プリズムレンズからの射出角を示す断面図。
【図３】画面明るさを示す模式図であり、ホットスポット→ホットバー→拡散層を用いた従来技術に係るスクリーンによる表示画面の輝度分布を示す説明図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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