(57)【要約】【課題】全反射レンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンにおいて、スクリーンの水平方向各部位における輝度差の少ない透過型スクリーンおよびこれを用いたプロジェクション映像表示装置を提供する。【解決手段】光源側にフレネルレンズシート、また観察者側に全反射レンチキュラーレンズシートを少なくとも有してなる透過型スクリーンであって、前記レンチキュラーレンズシートは、観察者側の面に、スクリーン面の垂直方向を長手方向とする畝状の単位偏向部をスクリーン面の水平方向に連続して複数有し、前記単位偏向部における傾斜面を光源側より入射される映像光を全反射する全反射面とするものであり、また、前記フレネルレンズシートは、光源から当該スクリーンまでの設定投射距離（ｆ１）に対し、以下の関係を満たす焦点距離（ｆ）を有するものであることを特徴とする透過型スクリーン。ｆ≧ｆ１【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源側にフレネルレンズシート、また観察者側にレンチキュラーレンズシートを少なくとも有してなる透過型スクリーンであって、前記レンチキュラーレンズシートは、観察者側の面に、スクリーン面の垂直方向を長手方向とする畝状の単位偏向部をスクリーン面の水平方向に連続して複数有し、前記単位偏向部における傾斜面を光源側より入射される映像光を全反射する全反射面とするものであり、また、前記フレネルレンズシートは、光源から当該スクリーンまでの設定投射距離（ｆ１）に対し、以下の関係を満たす焦点距離（ｆ）を有するものであることを特徴とする透過型スクリーン。
ｆ≧ｆ１
【請求項２】
前記フレネルレンズシートは、その光源側の面に、スクリーン面の垂直方向の光量を補正する拡散要素を有するものである請求項１に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
前記拡散要素による光の拡散量は、スクリーンセンター高さ位置における量よりも、垂直方向の両端部における量の方が大きいものである請求項２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
前記フレネルレンズシートの垂直方向両端部における前記拡散要素による光の拡散方向が、スクリーンセンター側に多く向かうものとされているものである請求項２または３に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
光源と、光源側にフレネルレンズシートおよび観察者側にレンチキュラーレンズシートが少なくとも配置されてなる透過型スクリーンとを有するプロジェクション映像表示装置であって、前記レンチキュラーレンズシートは、観察者側の面に、スクリーン面の垂直方向を長手方向とする畝状の単位偏向部をスクリーン面の水平方向に連続して複数有し、前記単位偏向部における傾斜面を光源側より入射される映像光を全反射する全反射面とするものであり、また、前記フレネルレンズシートは、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）に対し、当該フレネルレンズシートの焦点距離（ｆ）が以下の関係を満たす位置に配置されていることを特徴とするプロジェクション映像表示装置。
ｆ≧ｆ１
【請求項６】
前記フレネルレンズシートは、その光源側の面に、スクリーン面の垂直方向の光量を補正する拡散要素を有するものである請求項５に記載のプロジェクション映像表示装置。
【請求項７】
前記拡散要素による光の拡散量は、スクリーンセンター高さ位置における量よりも、垂直方向の両端部における量の方が大きいものである請求項６に記載のプロジェクション映像表示装置。
【請求項８】
前記フレネルレンズシートの垂直方向両端部における前記拡散要素による光の拡散方向が、スクリーンセンター側に多く向かうものとされているものである請求項６または７に記載のプロジェクション映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタやデジタルライトプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ：ＤＬＰ）などといったの単光源プロジェクションテレビ（ＰＴＶ）等のプロジェクション映像表示装置で用いられる透過型スクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤやＤＬＰ等のマトリクス表示の単光源プロジェクタは、明るさ、コンパクト性の面等で、従来のＣＲＴプロジェクタに比べて優れており、近年、製品化が進められている。
【０００３】
このような単光源プロジェクタに用いられる透過型スクリーンは、光源側にフレネルレンズ、また観察者側にレンチキュラーレンズを少なくとも有して構成されているものが、従来、一般的である。
【０００４】
フレネルレンズは、スクリーンの中心から周辺に向かって発散的に入射する投射光を収束して、映像光線を略平行光へと屈折させる。そして、レンチキュラーレンズをフレネルレンズの出射面前面に配置し、略平行光に変換された投射光を拡散して、様々な角度から映像として認識可能とする。
【０００５】
ＣＲＴプロジェクタ用の透過型スクリーンの場合は、ＲＧＢの３管により投射され、その３管のそれぞれの位置差によって発生するカラーシフトを修正するために、レンチキュラーレンズとして、両面レンチキュラーレンズシートが使われるのに対して、単光源プロジェクタ用の透過型スクリーンの場合には、映像光が単眼のレンズを通して投射され、位置差によるカラーシフトが発生しないため、レンチキュラーシートとして、片面のみにレンズ部を有する片面レンチキュラーレンズシートが使用可能である。
【０００６】
すなわち、このレンチキュラーシートはスクリーン面の垂直方向を長手方向とする縦長のシリンドリカルレンズをスクリーン面の水平方向に連続して複数配列してなるレンズ部を片面のみに形成した構成であり、映像光を水平方向に屈折拡散する作用を持つ。
【０００７】
ところで、このような単光源プロジェクタは、画素によるマトリクス表示を行うので、画像を表示する透過型スクリーンが有するレンチキュラーレンズのレンズピッチと、投影される画像の画素ピッチとの間で発生するモアレ（ｍｏｉｒｅ）が問題となる場合がある。
【０００８】
このようなモアレの発生を回避するためには、スクリーン上に投射された画素像の水平方向ピッチに対するレンチキュラーレンズのピッチの比を１／（Ｎ＋１／２）（Ｎは１以上の整数である。）とする技術が知られている（特許文献１参照）。ここで、Ｎは通常２以上の値が用いられる。例えば、スクリーンに投射された画素像のピッチを１．０ｍｍとすると、上記の式を満足するレンチキュラーレンズのピッチは、Ｎが２であれば０．４ｍｍ、Ｎが３であれば０．２８ｍｍ、Ｎが４であれば０．２２２ｍｍという小さな値となる。近年、画面が高精細化されており、画素像のピッチが小さくなることから、モアレを回避するために、設定されるレンチキュラーレンズのピッチも、例えば、０．２ｍｍ以下程度の微細なピッチとする必要がある。
【０００９】
また、透過型スクリーンにおいて、外光の悪影響を低減する手段として、ブラックストライプ、ブラックマトリックス等と呼ばれている光吸収層が有効であることが知られている。各レンズが半円ないし半楕円上の断面を有するレンチキュラーレンズシートに、光吸収層としてブラックストライプを設ける場合、ブラックストライプの各線条を、屈折光の通過しない非集光部に形成されるようにする必要がある。
【００１０】
上記したような従来のレンチキュラーレンズシートのピッチを微細化していった場合、単位レンズが小型化するので集光距離も短くなる。したがって、単位レンズから非集光部までの距離も短くなり、レンチキュラーレンズシートの厚さも薄くする必要がある。しかし、上述のように微細化に伴いレンチキュラーレンズシートが薄くなると、製造効率の高い一般的な押出し成形では、精度の高い成形が困難となるという問題が生じ、また、レンチキュラーレンズと光吸収層との位置合わせを高精度に行う必要があり、製造装置コスト増加及び生産性低下を招いてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで、位置合わせが必要でないレンチキュラーレンズとして、単位レンズの断面形状が光を集光する略半円ないし半楕円形状ではなく、入射光を透過する部分と全反射する部分及び全反射する部分の上に光吸収層が形成されている凹凸形状を有するレンチキュラーレンズ（以下、「全反射レンチキュラーレンズ」と称する。）が特許文献２に提案されている。
【特許文献１】
特開平２−９７９９１号公報
【特許文献２】
特公平２−２２９３２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レンチキュラーレンズとしてこのような全反射レンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンにおいては、観察者がスクリーン横（水平）方向からスクリーンを見た場合、スクリーンの横方向における輝度差が大きく、改善の余地があった。
【００１３】
従って本発明は、全反射レンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンであって、スクリーンの各部位における輝度差の少ない透過型スクリーンおよびこれを用いたプロジェクション映像表示装置を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、光源側にフレネルレンズシート、また、観察者側にレンチキュラーレンズシートを少なくとも有してなる透過型スクリーンであって、前記レンチキュラーレンズシートは、観察者側の面に、スクリーン面の垂直方向を長手方向とする畝状の単位偏向部をスクリーン面の水平方向に連続して複数有し、前記単位偏向部における傾斜面を光源側より入射される映像光を全反射する全反射面とするものであり、また、前記フレネルレンズシートは、光源から当該スクリーンまでの設定投射距離（ｆ１）に対し、以下の関係を満たす焦点距離（ｆ）を有するものであることを特徴とする透過型スクリーンである。
【００１５】
ｆ≧ｆ１
また、本発明の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズシートは、その光源側の面に、スクリーン面の垂直方向の光量を補正する拡散要素を有するものであることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の透過型スクリーンにおいて、前記拡散要素による光の拡散量は、スクリーンセンター高さ位置における量よりも、垂直方向の両端部における量の方が大きいものであることが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズシートの垂直方向両端部における前記拡散要素による光の拡散方向が、スクリーンセンター側に多く向かうものとされているであることがより好ましい。
【００１８】
上記課題を解決する本発明は、さらに、光源と、光源側にフレネルレンズシートおよび観察者側にレンチキュラーレンズシートが少なくとも配置されてなる透過型スクリーンとを有するプロジェクション映像表示装置であって、前記レンチキュラーレンズシートは、観察者側の面に、スクリーン面の垂直方向を長手方向とする畝状の単位偏向部をスクリーン面の水平方向に連続して複数有し、前記単位偏向部における傾斜面を光源側より入射される映像光を全反射する全反射面とするものであり、また、前記フレネルレンズシートは、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）に対し、当該フレネルレンズシートの焦点距離（ｆ）が以下の関係を満たす位置に配置されていることを特徴とするプロジェクション映像表示装置である。
【００１９】
ｆ≧ｆ１
また、本発明のプロジェクション映像表示装置において、前記フレネルレンズシートは、その光源側の面に、スクリーン面の垂直方向の光量を補正する拡散要素を有するものであることが好ましい。
【００２０】
さらに、本発明のプロジェクション映像表示装置において、前記拡散要素による光の拡散量は、スクリーンセンター高さ位置における量よりも、垂直方向の両端部における量の方が大きいものであることが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明のプロジェクション映像表示装置において、前記フレネルレンズシートの垂直方向両端部における前記拡散要素による光の拡散方向が、スクリーンセンター側に多く向かうものとされているであることがより好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、レンチキュラーレンズとしてこのような全反射レンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンにおいては、観察者がスクリーン横（水平）方向からスクリーンを見た場合、スクリーンの横方向における輝度差が生じる原因につき、鋭意研究、検討を行った結果、この現象が、光源からスクリーンまでの距離（ｆ１）とフレネルレンズの焦点距離（ｆ）に起因するものであることを見出し、この点を変更することによって、この問題を改善できるとの結論に達し、本発明に至ったものである。以下、この点につき詳述する。
【００２３】
図１は、全反射レンチキュラーレンズの単位偏向部における入射光の偏向の様子を模式的に示す図である。
【００２４】
全反射レンチキュラーレンズにある角度で入射した光は、図１に示すように、単位偏向部１における左右の傾斜面（全反射面）２ａ、２ｂにより、全反射し、出光面３から透過する光と、前記傾斜面に当たらず、そのまま出光面３を透過する光に分かれるが、そのまま出光面３を透過する光以外は、単位偏向部への入射角度と反対の方へより多くの光量が出射される。
【００２５】
従来、レンチキュラーレンズとして全反射レンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンにおいても、その光学系の各レンズが半円ないし半楕円状の断面を有するレンチキュラーレンズシートを用いた場合と同様に、フレネルレンズが集光系となるように、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）に対し、当該フレネルレンズシートの焦点距離（ｆ）が小さくなる、すなわち、ｆ＜ｆ１となるように、設計されていた。
【００２６】
図２（ａ）は、このように、フレネルレンズの焦点距離（ｆ）が、投射距離（ｆ１）よりも小さいもの（ｆ＜ｆ１）とされ、フレネルレンズが集光系として機能する場合における、スクリーンの横方向（水平方向）各部の光量分布を模式的に示すものであり、また図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すように、観察者がスクリーンの横方向からスクリーンを見た際のスクリーン各部の輝度の状態を模式的に示す図面である。
【００２７】
この場合、光源側からの映像光は、フレネルレンズによって集光されるため、スクリーンの横方向両端部付近においては、スクリーン中心側へと傾いた入射角度を有する光がレンチキュラーレンズの全反射面により全反射され、入射角度と反対のスクリーン外方側Ｏへと傾いた角度を有する出射光となって多くの光量が出射される。このため、スクリーンの横方向（水平方向）各部の光量分布は図示するように、スクリーンの側端部（Ａ点、Ｃ点）近傍では、これよりも外方に高いピークを有することとなる。このため、観察者がスクリーンの一方の側端部（Ａ点）側よりスクリーンを見た場合、図２（ｂ）に示すように、自らに近い側端部（Ａ点）はかなり明るく、一方、自らに遠い反対側の側端部（Ｃ点）はかなり暗く見えるという、Ａ点とＣ点とで輝度差が著しく大きくなってしまうという欠点が生じる。
【００２８】
これに対し、本発明においては、上述したように、光源に対するフレネルレンズの配置位置として、フレネルレンズが発散系となるように、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）に対し、当該フレネルレンズシートの焦点距離（ｆ）が大きいないしは等しい、すなわち、ｆ≧ｆ１となるように設定する。
【００２９】
図３（ａ）は、本発明におけるように、フレネルレンズの焦点距離（ｆ）を、投射距離（ｆ１）よりも大きいないしは等しいもの（ｆ≧ｆ１）とし、フレネルレンズが発散系として機能する場合における、スクリーンの横方向（水平方向）各部の光量分布を模式的に示すものであり、また図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すように、観察者がスクリーンの横方向からスクリーンを見た際のスクリーン各部の輝度の状態を模式的に示す図面である。
【００３０】
この場合、光源側からの映像光は、フレネルレンズによってある程度は集束されるものの、発散系のままであるため、スクリーンの横方向両端部付近においては、スクリーン外方側Ｏへと傾いた入射角度を有する光がレンチキュラーレンズの全反射面により全反射され、入射角度と反対のスクリーン内方側Ｉへと傾いた角度を有する出射光となって多くの光量が出射される。このため、スクリーンの横方向（水平方向）各部の光量分布は図示するように、スクリーンの側端部（Ａ点、Ｃ点）近傍では、前記したｆ＜ｆ１の場合よりもピークがスクリーンのより中心側に位置することとなる。従って、観察者がスクリーンの一方の側端部（Ａ点）側よりスクリーンを見た場合、図３（ｂ）に示すように、自らに近い側端部（Ａ点）と、自らに遠い反対側の側端部（Ｃ点）とでの輝度差が比較的小さくなり、明るさの均一性が向上するものである。
【００３１】
ただし、上記したようにフレネルレンズが発散系となるように、ｆ≧ｆ１と設定したので、スクリーンの縦方向（鉛直方向）においても、発散系となり、従ってスクリーンの鉛直方向における明るさの均一性が低下してしまう。すなわち、スクリーンの鉛直方向上端部をＤ、中央部をＥ、下端部をＦとした場合、観察者がスクリーンの中心高さから見ると、図４（ａ）に示すように、上下端部Ｄ、Ｆと中央部Ｅとで輝度差が大きくなる。
【００３２】
このようなスクリーンの縦方向における輝度の問題を改善するため、本発明の好ましい実施態様においては、上記したように、フレネルレンズシートが、その光源側の面に、スクリーン面の垂直方向の光量を補正する拡散要素を有するものとし、特に当該拡散要素による光の拡散量が、スクリーンセンター高さ位置における量よりも、垂直方向の両端部における量の方が大きいものとする。このような拡散要素を設けることで、スクリーン中央の正面からスクリーンを観察した時、スクリーン上下端部における光量が増加し、図４（ｂ）に示すように、スクリーン上下端部Ｄ、Ｆと中央部Ｅとでの輝度差が、図４（ａ）の場合と比較して、小さくなり、垂直方向における明るさの均一性が向上するものである。
【００３３】
さらに、本発明のより好ましい実施態様においては、前記フレネルレンズシートの垂直方向両端部における前記拡散要素による光の拡散方向が、スクリーンセンター側に多く向かうものとされる。このように、拡散要素による光の拡散方向が、スクリーンセンター側に多く向かうものとすると、スクリーン中央の正面からの観測において、スクリーン上下端部における光量がさらに増加し、図４（ｃ）に示すように、スクリーン上下端部Ｄ、Ｆと中央部Ｅとでの輝度差が、図４（ｂ）の場合と比較しても、小さくなり、垂直方向における明るさの均一性がより向上するものである。
【００３４】
次に、本発明を好ましい実施形態に基づき詳細に説明する。
【００３５】
図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る透過型スクリーンの一実施態様の構成を模式的に示す図である。本発明に係る透過型スクリーン１０は、図５（ａ）に示すように、光源側にフレネルレンズシート２０、また観察者側に全反射レンチキュラーレンズシート３０を少なくとも有してなるものである。
【００３６】
しかして、本発明においては、前記フレネルレンズシートは、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）に対し、当該フレネルレンズシートの焦点距離（ｆ）が、ｆ≧ｆ１を満たす関係、より好ましくは、ｆがｆ１の１．０〜１．４倍、さらに好ましくは１．０〜１．２５倍となるような位置に配置されている。
【００３７】
前記したように、ｆ＜ｆ１であると、観察者がスクリーンの横方向からスクリーンを見た際のスクリーン各部の輝度差が大きくなり、スクリーンが見ずらくなるためである。
【００３８】
なお、本発明において、フレネルレンズシートは、例えば２ないし複数の焦点を有する多焦点系のものとすることも可能である。このような多焦点系のフレネルレンズシートを用いる態様においては、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）に対し、このフレネルレンズシートのいずれの焦点距離もが、上記した所期の条件を満たすような位置に、フレネルレンズシートを配置する必要がある。
【００３９】
また、一般的に、このような透過型スクリーンを有してなるプロジェクション映像表示装置における、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）は、装置外形等の設計上の観点から、予め定められている場合が多い。従って、本発明における上記関係を満たすためには、フレネルレンズシート側を改良する必要があるが、この場合、ｆ＜ｆ１となるフレネルレンズシートと比較して、ｆ≧ｆ１となるレンズシートにおいては、フレネルレンズのレンズ角度が小さくなるので、出光面での反射損失の低減による明るさと、その均一性の向上も期待できるものとなる。
【００４０】
本発明に係る透過型スクリーンにおいて用いられるフレネルレンズシート２０の構成としては、観察者側の面２１、光源側の面２２、少なくとも一方にフレネル凸レンズ２３が形成されているものであれば特に限定されるものではなく、どのような構造のものを用いてもよい。代表的には、例えば、光源側の面２２が平面形状であり、その観察者側の面２１の形状がフレネル凸レンズ形状をなしているものなどが例示できる。
【００４１】
しかしながら、本発明において、好ましくは、このフレネルレンズシートが、その光源側の面２２に、スクリーン面の垂直方向の光量を補正する拡散要素を有するものであることが望ましく、特に当該拡散要素による光の拡散量が、スクリーンセンター高さ位置Ｅにおける量よりも、垂直方向の両端部Ｄ，Ｆにおける量の方が大きいものとなるような拡散要素を配したものであることが望ましい。
【００４２】
フレネルレンズシートの光源側の面２２に配される拡散要素としては、特に限定されるものではなく、例えば、シート面に物理的に形成された凹凸部による態様、あるいはシートを構成する樹脂等のマトリックスに光拡散性粒子等を配合するような態様などとすることができる。
【００４３】
図５に示す例においては、光源側の面２２に、このような拡散要素として、スクリーン面の水平方向を長手方向とする畝状の単位凸レンズ部２４をスクリーン面の垂直方向に連続して複数有するものである。そして、スクリーンセンター高さ位置Ｅにおける量よりも、垂直方向の両端部Ｄ，Ｆにおける量の方が大きいものとなるように、図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、両端部位置Ｄ，Ｆにおける単位凸レンズの光軸が、スクリーンセンター高さ位置Ｅにおける単位凸レンズの光軸とずらして形成されている。
【００４４】
特に限定されるものではないが、光源側の面２２に配される拡散要素、例えば、図５における単位凸レンズ、によるスクリーン垂直方向における光の拡散角は、例えば、約１〜５°の範囲で適宜選択することができ、特に両端部位置Ｄ，Ｆにおける光の拡散角が、スクリーンセンター高さ位置Ｅにおける光の拡散角よりも１〜３°程度大きいものとなるように設定することが望ましい。
【００４５】
本発明において、さらに望ましくは、上記フレネルレンズシートの光源側の面２２に配される拡散要素に関し、垂直方向両端部Ｄ，Ｆにおける前記拡散要素による光の拡散方向が、スクリーンセンター側に多く向かうものとされる。このように拡散方向を、スクリーンセンター側に向かわせる、具体的構成としては、特に限定されるものではないが、例えば、前述の通り、図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように、両端部位置Ｄ，Ｆにおける単位凸レンズの光軸をスクリーンセンター方向にずらして形成する、又は両端部位置Ｄ，Ｆにおける単位凸レンズの曲率をセンター位置Ｅのレンズ曲率よりも大きくすること等によって、行うことが出来る。
【００４６】
フレネルレンズシート２０のフレネル凸レンズ２３のレンズ形状等は特に限定されるものではなく、スクリーンの大きさ等によっても左右されるが、レンズピッチとしては、例えば、０．０５〜０．２ｍｍ程度とすることができ、また焦点距離としては、例えば、６００〜９００ｍｍ程度のものとすることができる。
【００４７】
また、フレネルレンズシート２０を形成する材質としても、特に限定されるものではなく、従来、光学材料として用いられる公知のいずれのものであってもよく、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、（メタ）アクリル酸エステル−スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等、透光性の高い樹脂を使用することができる。特に（メタ）アクリル系樹脂は光透過性が高く好ましい。また、樹脂組成としては熱可塑性のもののほか、レンズ加工を容易とするために、熱硬化性、紫外線硬化性、電子線硬化性等の各種樹脂組成とすることができる。その他、透明なガラス、セラミックス等を用いたものであっても良い。
【００４８】
また本発明に係る透過型スクリーンにおいて用いられる前記レンチキュラーレンズシート３０は、光透過性樹脂のような光透過性材料により形成されており、その観察者側の面３１に、スクリーン面の垂直方向Ｖを長手方向とする畝状の単位偏向部１をスクリーン面の水平方向Ｈに並行して複数有している。畝状の単位偏向部１は、例えば、図５に示すように、略台形状の断面を有しており、その傾斜面２ａ、２ｂを光源側より入射される映像光を全反射する全反射面とし、レンズシートの厚さ方向に略垂直な、畝の頂部側の面を出光面３とするものである。
【００４９】
図６は、このような全反射レンチキュラーレンズシートの別の好ましい一例を模式的に示す図である。
【００５０】
この例においては、レンチキュラーレンズシートは、光透過層４と光吸収層５と有している。すなわち、この図６に示すレンチキュラーレンズシートにおける光透過層４は、上記図５に示すレンチキュラーレンズシートの実部に相当する。また、光吸収層５は、いわゆる、ブラックストライプ等と称されるものであって、上記図３に示す例における各畝状の単位偏向部１間の断面Ｖ字型形状の溝を埋めるように形成された、スクリーン面の垂直方向Ｖを長手方向とする線条であり、水平方向Ｈに並行して複数配置されてなるものである。従って、この光吸収層５は、光透過層４の観察者側の面に設けられた単位偏向部１の傾斜面２ａ、２ｂの（光源側から見て）上部にのみ存在し、単位偏向部１の出光面３の上部には存在しない。
【００５１】
光吸収層５は、前記傾斜面２ａ、２ｂが光源よりの入射光に対し全反射面として機能するように、一般に、光透過層４を構成する光透過性材料よりも低屈折率のものとされるが、前記傾斜面２ａ、２ｂとの界面に別途低屈折率層（図示せず）を設ければ、光吸収層５を構成する材料に関しては、このような屈折率に関する制限はなくなる。光吸収層５は、観察者側から入射される光（外光）を吸収して、観察者側に反射する光の量を低減するように、作用するものであって、一般的には、後述するように、樹脂マトリックス中に各種顔料、染料等の着色剤を配合してなるものから構成される。
【００５２】
なお、図６に示す全反射レンチキュラーレンズシート３０においては、前記した光透過層４および光吸収層５の観察者側（出光部側）の面上には、前面板６が貼着されており、また、光源側の面には、微細なピッチの凹凸部７が設けられている。
【００５３】
前面板６は、例えば、拡散剤を配合されて拡散層として機能することができ、各単位偏向部１から出光された単方向性の光が、この前面板６中の拡散剤によって拡散されて複数の方向に進行するために、観察者の位置による映像の明るさのムラを低減することができる。また、前面板６は、例えば、紫外線吸収剤を配合されて紫外線吸収層として機能することができ、内部の光学系を構成するプラスチック材料の劣化を防止することができる。さらにこの前面板６の出光側面には、耐擦傷性を付与する上でのハードコート層、反射防止層等を形成することが可能である。
【００５４】
レンチキュラーレンズシート３０の光源側面に設けられる、微細ピッチの凹凸部７は、観察者側からレンチキュラーレンズシート３０に入光した外光を散乱させることで、画像のコントラスト向上を図るものである。前記単位偏向部１のピッチと比較して、この凹凸部７のピッチは、かなり小さいため、上記単位偏向部１とこの凹凸部７との間で、その位置合わせを特に必要とすることもない。
【００５５】
しかしながら、本発明において用いられるレンチキュラーレンズシート３０としては、上記したように、単位偏向部が、光源より入射される映像光を全反射する全反射面を有する、いわゆる、全反射タイプのものであれば、上記に例示されるものに、特に限定されるものではなく、どのようなものを用いても良い。
【００５６】
例えば、前記単位偏向部の形状としても、前記出光面３が平面状、凸面状、あるいは凹面等であるもの、また傾斜面２ａ、２ｂが、同一の傾斜角を有して対向するもの、あるいは相互に異なる傾斜角となっているもの、さらには、入射光が単位偏向部の傾斜面において複数回の偏向するように、１つの傾斜面が途中で角度の変わっているものなど、各種の態様を採りえる。また、例えば、上記した例におけるように、観察者側の面にのみ偏向部（レンズ部）を設けたもののみならず、光源側の面にも偏向部（レンズ部）を設けたものであっても用いることができる。また、スクリーンの大きさ等によっても左右されるため、特に限定されるわけではないが、単位偏向部のピッチとしては、例えば、０．０５〜０．２ｍｍ程度とすることができ、傾斜面２ａ、２ｂの傾斜角としては、５〜１２°程度、また、各出光面３は、各単位偏向部の４５〜８０％の幅を有するものとすることができる。
【００５７】
さらに、レンチキュラーレンズシート３０の光透過層を形成する材質としても、特に限定されるものではなく、従来、光学材料として用いられる公知のいずれのものであってもよく、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、（メタ）アクリル酸エステル−スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等、透光性の高い樹脂を使用することができる。特に（メタ）アクリル系樹脂は光透過性が高く好ましい。また、樹脂組成としては熱可塑性のもののほか、レンズ加工を容易とするために、熱硬化性、紫外線硬化性、電子線硬化性等の各種樹脂組成とすることができる。その他、透明なガラス、セラミックス等を用いたものであっても良い。
【００５８】
また、レンチキュラーレンズシート３０に光吸収層５を形成する場合にあっては、この吸収層のマトリックスとなる材質としては、光透過層４を構成する光透過性材料よりも低屈折率のものとされるが、特に限定されるものではなく、上記光透過層４を形成するものとして例示したものと同様の樹脂や、シリコンやフッ素を導入した低屈折率アクリレート系樹脂などを用いることができる。また、光吸収層４の樹脂マトリックス中に配合される光吸収剤としても、特に限定されるものではなく、公知のいかなるものを用いることも可能であるが、例えば、カーボンブラック、チタンブラック等の黒、ないしはその他、赤、青、黄色各色顔料、体質顔料等の各種顔料、アゾ系染料、フタロシアン系染料等の各種染料、あるいは、これらの顔料及び／又は染料で着色されたアクリル系架橋粒子等の樹脂ビーズ等を単独あるいは複数組み合わせて用いることができる。
【００５９】
また、本発明に係るプロジェクション映像表示装置は、光源と、上記したような本発明にかかる透過型スクリーンとを有するプロジェクション映像表示装置であり、上記に説明したような透過型スクリーンを用いることによって、横方向における輝度差が少なく、見やすさが改善されたものとなる。
【００６０】
なお、本発明に係るプロジェクション映像表示装置としては、プロジェクション型テレビ受像装置等各種のものが含まれ、また、光源としても、単光源に限られず、例えば、三管タイプ光源（ＲＧＢタイプ）等の複数の光源であってもよい。
【００６１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。
実施例１〜２および比較例１
以下の条件、材料を使用して、プロジェクション映像表示装置を作製し、使用したフレネルレンズの焦点距離の違いによる、スクリーン横方向から輝度の違いを調べた。得られた結果を表１に示す。
条件および材料：
・  ＬＣＤプロジェクタ（エプソン製、ＥＬＰ−５３）からスクリーンまでの距離（ｆ１）
ｆ１＝６５０ｍｍ
・  レンチキュラーレンズシート
単位偏向部１における全反射面は、傾斜角度が６°であり、また単位偏向部１における出光面３は、単位偏向部の４０％（６０μｍ）の幅を有し、単位偏向部間のピッチ（１５０μｍ）とされた。このレンチキュラーレンズシートの単位偏向部は、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂により型から転写されて形成されており、また、単位偏向部の出光面側（観察者側）には、光拡散剤を添加（垂直方向半値角９°）してなるアクリル系樹脂シートが貼着されていた。
・  フレネルレンズシート
フレネルレンズの焦点距離（ｆが、５７０ｍｍ（比較例１）、６５０ｍｍ（実施例１）、７９０ｍｍ（実施例２））の三種類のものを用いた。また、このフレネルレンズシートは、アクリル樹脂シートの観察者側の面に、このような焦点距離となるフレネル凸レンズをウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を用いて、型から転写して形成したもので、光源側の面はアクリル系樹脂シートの平面からなるものであった。
・  スクリーンサイズと測定点
スクリーンサイズ（水平方向）は１１００ｍｍで、左右両端部（Ａ，Ｃ）とスクリーンセンター部（Ｂ）の３箇所において測定した。
・  測定距離と位置
スクリーンセンターから左横４５°をなす角度で、スクリーンより２ｍ離れた位置からスクリーンを観測した。なお、測定高さはスクリーンセンターの高さと同じ高さとした。
・  測定装置
輝度の測定装置としては、輝度計（ミノルタ製、ＬＳ−１１０）を用いて、暗室環境下にて測定を行った。
【００６２】
【表１】
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表１に示すように、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）に対し、当該フレネルレンズシートの焦点距離（ｆ）が、ｆ≧ｆ１を満たす条件とした実施例においては、ｆ＜ｆ１となる比較例１と比較して、スクリーン各位置に輝度差が少なく、良好な結果が得られた。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、レンチキュラーレンズとして全反射レンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンにおいて、光源から当該スクリーンまでの投射距離（ｆ１）に対し、当該フレネルレンズシートの焦点距離（ｆ）が、ｆ≧ｆ１を満たすものとすることによって、スクリーンの横方向における輝度差を少ないものとすることができる。
【００６４】
さらに本発明においては、フレネルレンズシートの光源側の面に、スクリーン面の垂直方向の光量を補正する拡散要素を設ける、特に、前記拡散要素による光の拡散量が、スクリーンセンター高さ位置における量よりも、垂直方向の両端部における量の方が大きいものであるものとして設けることにより、上記したようなスクリーンの横方向における輝度差の低減を、スクリーンの縦方向における光量変化をもたらすことなく得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】全反射レンチキュラーレンズの単位偏向部における入射光の偏向の様子を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は、フレネルレンズが集光系として機能する場合における、スクリーンの横方向（水平方向）各部の光量分布を模式的に示すものであり、（ｂ）は、（ａ）に示すように、観察者がスクリーンの横方向からスクリーンを見た際のスクリーン各部の輝度の状態を模式的に示す図面である。
【図３】（ａ）は、フレネルレンズが発散系として機能する場合における、スクリーンの横方向（水平方向）各部の光量分布を模式的に示すものであり、また（ｂ）は、（ａ）に示すように、観察者がスクリーンの横方向からスクリーンを見た際のスクリーン各部の輝度の状態を模式的に示す図面である。
【図４】（ａ）は、フレネルレンズが発散系として機能する場合における、観察者がスクリーンセンター高さからスクリーンを見た際のスクリーンの縦方向（垂直方向）各部における輝度の状態を模式的に示す図面、（ｂ）は、フレネルレンズが発散系として機能する場合において、スクリーン面の垂直方向の光量を補正する拡散要素を設けた一例における、観察者がスクリーンセンター高さからスクリーンを見た際のスクリーンの縦方向（垂直方向）各部における輝度の状態を模式的に示す図面、また（ｃ）は、フレネルレンズが発散系として機能する場合において、スクリーン面の垂直方向の光量を補正するより好ましい拡散要素を設けた別の例における、観察者がスクリーンセンター高さからスクリーンを見た際のスクリーンの縦方向（垂直方向）各部における輝度の状態を模式的に示す図面である。
【図５】（ａ）本発明に係る透過型スクリーンの一実施態様の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ（ａ）に示すフレネルレンズシートのＤ，Ｅ，Ｆ部における形状を模式的に示す拡大図である。
【図６】本発明に係る透過型スクリーンに用いられる全反射レンチキュラーレンズシートの別例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…単位偏向部
２ａ、２ｂ…傾斜面
３…出光面
４…光透過層
５…光吸収層
６…前面板
７…凹凸部
１０…透過型スクリーン
２０…フレネルレンズシート
２３…フレネル凸レンズ
２４…拡散要素（単位凸レンズ部）
３０…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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【図４】
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【図５】
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【図６】
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