(57)【要約】【課題】本発明は、透過型スクリーンを構成する少なくとも２枚のレンズシート間の隙間をなくし、ボケや歪みのない高品位な映像を実現することが可能な透過型スクリーンおよびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも、水平方向に並列したシリンドリカルレンズ群からなるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズシートとを備え、互いのレンズ部同士を対向配置されてなる構成の透過型スクリーンにおいて、前記レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートの少なくともどちらか一方のレンズシートの少なくとも中央部近傍部分に、他方のレンズシート側に凸状となるように非球面形状の曲率を持つ反りを設けたことを特徴とする透過型スクリーンおよびその製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、水平方向に並列したシリンドリカルレンズ群からなるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズシートとを備え、互いのレンズ部同士を対向配置されてなる構成の透過型スクリーンにおいて、
前記レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートの少なくともどちらか一方のレンズシートの少なくとも中央部近傍部分に、他方のレンズシート側に凸状となるように非球面形状の曲率を持つ反りを設けたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
単位凸レンズが２次元的に略マトリックス配置してなるマイクロレンズシートと、フレネルレンズとを備え、互いのレンズ部同士を対向配置されてなる構成の透過型スクリーンにおいて、
前記マイクロレンズシートとフレネルレンズシートの少なくともどちらか一方のレンズシートの少なくとも中央部近傍部分に、他方のレンズシート側に凸状となるように非球面形状の曲率を持つ反りを設けたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項３】
前記非球面形状が、放物線形状であることを特徴とする請求項１または２記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
前記レンズシートの中央部近傍部分を除く周辺部が曲率を持たないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
前記反りが、レンチキュラーレンズシートもしくはフレネルレンズシートの長辺側と短辺側の少なくともいずれか一方に形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の透過型スクリーン。
【請求項６】
中央部近傍部分に非球面形状の凹部を有する成形型上に、
レンチキュラーレンズシート、フレネルレンズシート、マイクロレンズシートの少なくともいずれかのレンズシートを、そのレンズ面が前記凹部に面するように載置し、前記凹部と嵌合する形状の凸部を有する成形型を用いて、前記レンズシートを加熱プレスすることにより、
前記レンズシートの中央部分近傍に、レンズ部側が凸状となる非球面形状の反りを形成する工程を含むことを特徴とする透過型スクリーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型プロジェクションテレビなどに用いられる透過型スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リアプロジェクションテレビにおいては、主に明るさ、視野角の広さといったものが要求されていた。
【０００３】
リア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としては、視野角が広い、コントラストが高い、ギラツキが少ない、モワレがない、迷光、ボケ、歪みがないといった光学的特性をもつものが要求される。
【０００４】
視野角が広いと観察者にとって映像可視領域が広くなり、コントラストが高いと映像の視認性が高く、ギラツキが少ないと観察者の眼の疲労が少なく、モワレ、迷光、ボケ、歪みがないと映像品位が向上することにつながる。
【０００５】
視野角を拡げる手段のひとつとして、シリンドリカルレンズ群が並列に配置されたレンチキュラーレンズシートを用い、映像光を水平方向、または垂直方向に拡げる方法がある。
【０００６】
さらには、光拡散材等を基板やレンズ等、スクリーンを構成するいずれかの層に備えることにより、映像光を等方的に拡げる方法がとられる。
【０００７】
コントラストの向上には、たとえばレンチキュラーレンズシートに遮光層を設けることにより、映像光の選択性を上げたり、可視光を吸収する層、または部位を設けることで外光反射を抑制するなどの方法が用いられる。このとき、スクリーンとしての光透過率の低減をできるだけ抑える方法をとることが重要となる。
【０００８】
ギラツキは、光拡散層内における光拡散材の濃度勾配や光拡散層間の濃度差等により低減されることは公知である。
【０００９】
モワレは、投射画素ピッチ、フレネルレンズピッチ、レンチキュラーレンズピッチのそれぞれの組み合わせから生じる干渉縞である。そのため、それぞれの最適なピッチを設定することで解消、あるいは低減することが可能である。
【００１０】
映像のボケ、歪みは、主にレンズシート自体の形状歪みや、レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートを筐体に装着した際に生ずる、各レンズシート間の隙間に起因するものである。
【００１１】
前記レンズシートの形状歪みは、一般的にその基材を成形する際に温度ムラや応力ムラに起因するものと考えられ、特殊な成形方法を用いたり、成形後に熱処理（アニーリング）することにより解消、あるいは低減することができる。
【００１２】
前記レンズシート間の隙間を低減する方法としては、レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートのうちのどちらか一方、または両方に反りを付与する方法が公知となっている。
反りを付与する方法として、互いのレンズシート側に凸状となるように形成し、中央部近傍で接触させる方法、または、凸状となる方向を同一にし、互いの曲率を適宜に変更する方法など各種の提案がなされている。
【００１３】
しかし、レンズシートのサイズが大型化したり、またはレンズシートの基材厚さが薄くなったりすると、従来のように、ただ単に反りを付与するだけであったり、一定の曲率半径を有する円弧状の形状を付与する程度では、前記レンズシート間の隙間をなくすことは困難である。また、過酷な温湿度環境下では、レンズシートの熱伸縮により、前記レンズシート間の隙間がより大きくなるため、上述のような反り付与では対応できなくなる場合が出てくる。
【００１４】
さらには、近年の高精細テレビジョン（ＨＤＴＶ）に対応するためには、前記レンズシート間の隙間をこれまでにも増して低減することが必要不可欠である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の技術的背景を考慮してなされたものであり、レンチキュラーレンズシートもしくはマイクロレンズシートと、フレネルレンズシートとを互いにレンズ面が対向するように密着して組み合わせた透過型スクリーンの２枚のレンズシート間の隙間をなくし、ボケや歪みのない高品位な映像を実現することが可能な透過型スクリーンを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題を達成するものとして、請求項１に係る発明は、少なくとも、水平方向に並列したシリンドリカルレンズ群からなるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズシートとを備え、互いのレンズ部同士を対向配置されてなる構成の透過型スクリーンにおいて、
前記レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートの少なくともどちらか一方のレンズシートの少なくとも中央部近傍部分に、他方のレンズシート側に凸状となるように非球面形状の曲率を持つ反りを設けたことを特徴とする透過型スクリーンである。
【００１７】
請求項２に係る発明は、単位凸レンズが２次元的に略マトリックス配置してなるマイクロレンズシートと、フレネルレンズとを備え、互いのレンズ部同士を対向配置されてなる構成の透過型スクリーンにおいて、
前記マイクロレンズシートとフレネルレンズシートの少なくともどちらか一方のレンズシートの少なくとも中央部近傍部分に、他方のレンズシート側に凸状となるように非球面形状の曲率を持つ反りを設けたことを特徴とする透過型スクリーンである。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の透過型スクリーンにおいて、前記非球面形状が、放物線形状であることを特徴とする。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記レンズシートの中央部近傍部分を除く周辺部が曲率を持たないことを特徴とする。
【００２０】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記反りが、レンチキュラーレンズシートもしくはフレネルレンズシートの長辺側と短辺側の少なくともいずれか一方に形成されたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に係る発明は、中央部近傍部分に非球面形状の凹部を有する成形型上に、
レンチキュラーレンズシート、フレネルレンズシート、マイクロレンズシートの少なくともいずれかのレンズシートを、そのレンズ面が前記凹部に面するように載置し、前記凹部と嵌合する形状の凸部を有する成形型を用いて、前記レンズシートを加熱プレスすることにより、
前記レンズシートの中央部分近傍に、レンズ部側が凸状となる非球面形状の反りを形成する工程を含むことを特徴とする透過型スクリーンの製造方法である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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、本発明の透過型スクリーンの構成の一例を示した模式断面図である。この透過型スクリーン１１は、プロジェクタ１２からの投射光を、略平行光として出射する作用を持つフレネルレンズシート１３と、フレネルレンズシート１３からの出射光を受け、垂直方向に並列したシリンドリカルレンズ群からなるレンチキュラーレンズシート１４を観察者側に配置し、上記の略平行光を水平方向に拡げて出射する作用を持つレンチキュラーレンズシート１４（レンズ面形状は図示せず）とを備え、前記レンチキュラーレンズシート１４の中央部近傍部分のみにレンズ側に凸状の放物線形状の曲率を持つ反りを、長辺側に設けた例を示したものである。
【００２３】
もちろん、本発明の透過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く、レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートのいずれか一方もしくは両方のレンズシートの少なくとも中央部近傍部分のレンズ側に凸状の非球面形状の曲率を持つ反りを設けることができる。また、レンズシートの短辺側に設けることもできる。反りを付与する辺や反り量はシートのサイズや厚さ、使用状況によって変わるものである。
【００２４】
本発明で用いられるフレネルレンズシート１３は、プレス法、キャスティング法等で成形される。プレス法、キャスティング法では、レンズ部と基材部は同一材質となり、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、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することができる。またはスタンパの凹凸形成面に紫外線硬化型樹脂（ＵＶ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もとれる。上記電離放射線樹脂には、光硬化時に成形型との離型性がよく、また、レンズとした時の耐光性に優れ、レンズ硬さの硬いものを選ぶ。
【００２５】
本発明で用いられるシリンドリカルレンズ群からなるレンチキュラーレンズシート１４は、樹脂シートを押し出し成形する際にスタンパ等を用いることで一体成形することができ、この場合材質は樹脂シートの材質、たとえば、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、アクリル系／スチレン系共重合樹脂等の熱可塑性樹脂と同じ材質となり、前記押し出し成形の際、光拡散材、たとえば、無機系ではアルミナ、シリカ等、有機系ではアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系／スチレン系共重合樹脂をあらかじめ練り混むことも可能である。
【００２６】
シリンドリカルレンズ群は、プレス法、キャスティング法、またはスタンパの凹凸形成面に紫外線硬化型樹脂（ＵＶ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。上記電離放射線樹脂には、光硬化時に成形型との離型性がよく、また、レンズとした時の耐光性に優れ、レンズ硬さの硬いものを選ぶ。
【００２７】
反りを付与する方法としては、樹脂シートを押し出し成形する際に、たとえば樹脂シートの上面と下面に温度差や冷却速度の差を与えることで可能となる。この場合、シリンドリカルレンズ群の成形と同時に行われる場合が多い。
【００２８】
図２は、本発明の透過型スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートに反り成形型を用いて反りを付与する方法を説明するための概略説明図である。
前記レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートの少なくともどちらか一方のレンズシートの少なくとも中央部近傍部分のレンズ側に凸状の非球面形状の曲率を持つ反りを、反り成形型２２を用いて加圧シリンダー２１を有する熱プレス成形方法によって形成することができる。
レンチキュラーレンズシート、またはフレネルレンズシートを、適当な温度条件、時間条件の下で一対の反り成形型で挟むか、または一つの反り型に配置することによっても可能である。
【００２９】
レンズシートの反り形状は、前記反り成形型の形状に大きく依存する。したがって、所望の反り形状を基準として前記反り型の形状を設計がなされなければならない。
【００３０】
前記反り型は、形状を付与するためのものであるという点から、できるだけ剛性の強いものであり、また所望の形状に加工しやすいという点から、金属製のものを用いるのが好適であるが、これに限るものではない。
【００３１】
反りの付与は一定の温湿度条件下で行うことが好ましい。一度に複数枚のレンズシートに対して反りを付与することも可能である。レンズシートのキズや熱融着等の問題がある場合は、反り型とレンズシート間、またはレンズシート同士の間に合紙や緩衝材を設ける必要がある。
【００３２】
また、本発明の透過型スクリーンを構成する部材に光拡散材を用いることができる。光拡散剤としては、無機系ではアルミナ、シリカ等、有機系ではアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系／スチレン系共重合樹脂が好適である。透過率、拡散透過率、ベース樹脂との屈折率差等の光学的性質や表面の光沢、光拡散板として成形する際の分散性や、成形されたときの脆性等を考慮に入れて光拡散剤を選定することで、所望の樹脂シートを得ることができる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の実施例をさらに具体的に説明する。
縦横が６５０　ｍｍ×１１５０ｍｍ、厚さが１ｍｍのレンチキュラーレンズシートについて、曲率半径１０００ｍｍの円弧状の反りを長辺に付与したもの（１）と、全体が放物線形状の反りを長辺に付与したもの（２）を、それぞれについて同じ反り量となるよう設計された反り型により作製した。ここでいう反り量とは、反りの付与された辺の両端部を結んだ直線から当該辺に対して距離が最大となるところで、当該距離を測定することにより求められるものである。反り付与は、（１）、（２）ともに反り型に挟んだ状態で８０℃の部屋に１２時間保持することで行った。反り量はともに約１５０ｍｍとなった。
【００３４】
以上で作製したレンチキュラーレンズシート（１）と（２）を、それぞれ別途用意した縦横６５０　ｍｍ×１１５０ｍｍ、厚さが３ｍｍのサーキュラーフレネルレンズシート（３）と組み合わせ、それぞれ（１）と（３）からなる透過型スクリーン（４）と、（２）と（３）からなる透過型スクリーン（５）を完成させた。以上の透過型スクリーン（４）と（５）をそれぞれ筐体にセットし、下記に示す密着性の評価方法に基づいてレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシート間における密着性を評価した。なお、本実施例においては、サーキュラーフレネルレンズシート（３）の短辺に反り量５ｍｍの反りを付与したものを用いた。
【００３５】
［密着性の評価方法］
レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシート間における外光の反射光強度差を目視で全面観測することで行った。
【００３６】
その結果、レンチキュラーレンズシート（１）を用いた場合には、中心から左右に約４５０ｍｍの位置に上下に広がる柱状の浮きが２カ所に発生した（図３参照）。レンチキュラーレンズシート（２）を用いた場合には、全面にわたって浮きは観測されず、良好な密着性が得られていた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明により、レンチキュラーレンズシートもしくはマイクロレンズシートと、フレネルレンズシートの少なくともどちらか一方のレンズシートの少なくとも中央部近傍部分に、他方のレンズシート側に凸状となるように非球面形状の曲率を持つ反りを設けたことで、特に、レンチキュラーレンズシートもしくはマイクロレンズシートと、フレネルレンズシートとを、互いにレンズ面が対向するように密着して組み合わせた透過型スクリーンの２つのレンズシート間の隙間をなくし、ボケや歪みのない高品位な映像を実現することが可能な透過型スクリーンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透過型スクリーンの構成の一例を示した模式断面図である。
【図２】本発明の透過型スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートに反り成形型を用いて反りを付与する方法を説明するための概略説明図である。
【図３】従来の透過型スクリーンを構成するレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートの密着不良を説明するための概略説明図である。
【符号の説明】
１１・・・透過型スクリーン
１２・・・光源
１３・・・フレネルレンズシート
１４・・・レンチキュラーレンズシート
２１・・・加圧シリンダ
２２・・・反り型
３１・・・透過型スクリーン
３２・・・筐体
３３・・・密着不良部
【図１】
2004029502.tif 000003
【図２】
2004029502.tif 000004
【図３】
2004029502.tif 000005