(57)【要約】【課題】垂直方向にシリンドリカルレンズ群が並列してなるＶレンズ機能によって表示映像の視野角を広げることが可能なプロジェクションスクリーンにおいて、Ｖレンズピッチの微細化が可能であり、Ｖレンズ特性による配光角の高い（垂直方向の観察領域が飛躍的に広がる）Ｖレンズを有するフレネルレンズシートとそれを用いたプロジェクションスクリーンを提供する。【解決手段】フレネルレンズシートは、透光性基材の片面（レンチキュラーシート側）に放射線硬化型樹脂の硬化物からなるフレネルレンズ部が重合接着してなり、プロジェクタ側に面するフレネルレンズシートの反フレネルレンズ部側の透光性基材表面には、前記レンチキュラーシートにおけるシリンドリカルレンズ群の並列方向とは略直交する方向にシリンドリカルレンズ群が並列してなるレンズ部が、放射線硬化型樹脂の硬化物により形成されてなることを特徴とする。【選択図】図２
2004054079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基材の片面には、フレネルレンズを構成するフレネルレンズ部が、放射線硬化型樹脂の硬化物により重合接着してなり、
前記基材の他面には、シリンドリカルレンズ群が並列してなるレンズ部が、放射線硬化型樹脂の硬化物により重合接着してなることを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項２】
透光性基材は、光拡散性微粒子が樹脂中に分散混合してなる光拡散シート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】
フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとの組み合わせからなるプロジェクションスクリーンにおいて、
レンチキュラーシートは、透光性基材の少なくとも片面に放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が重合接着してなり、
フレネルレンズシートは、透光性基材の片面（レンチキュラーシート側）に放射線硬化型樹脂の硬化物からなるフレネルレンズ部が重合接着してなり、
プロジェクタ側に面するフレネルレンズシートの反フレネルレンズ部側の透光性基材表面には、前記レンチキュラーシートにおけるシリンドリカルレンズ群の並列方向とは略直交する方向にシリンドリカルレンズ群が並列してなるレンズ部が、放射線硬化型樹脂の硬化物により形成されてなることを特徴とするプロジェクションスクリーン。
【請求項４】
レンチキュラーシートは、透光性基材の片面（フレネルレンズシート側）に、水平方向にシリンドリカルレンズ群が並列しており、
他面（観察者側）の平坦面には、前記シリンドリカルレンズ群による非集光部にあたる箇所に遮光性ストライプパターンが形成された構成であることを特徴とする請求項３記載のプロジェクションスクリーン。
【請求項５】
フレネルレンズシートの反フレネルレンズ部側に形成された各シリンドリカルレンズの配列ピッチ（Ｐ），レンズ深さ（ｄ：谷部から山部までの高さ）が、次式の関係を満たすことを特徴とする請求項３または４記載のプロジェクションスクリーン。
０．１　＜　（ｄ／Ｐ）　＜　０．２５
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、フレネルレンズシートとレンチキュラーシートの光学要素から構成される背面投射式（リアプロジェクション式；以下、混在して用いる）スクリーンの改良に関し、フレネルレンズシートの裏面（プロジェクタ側）に、レンチキュラーレンズ部（シリンドリカルレンズ群）を設け、光学特性を改良した背面投射式スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＴ投射管，液晶パネル，ＤＬＰ／ＤＭＤ（共に、テキサス・インスツルメンツ社の登録商標。マイクロミラーを用いた反射型ライトバルブによる表示デバイス）などのプロジェクタからの映像を拡大投射してスクリーン上に重ね合わせ、前面から観察する画像投射装置に用いられる背面投射式スクリーンは、投射光を略平行光とする凸レンズ機能を有するフレネルレンズシートと、前記の略平行光をシリンドリカルレンズ群の並列方向に広げて観察者側に射出するレンチキュラーシートの２枚からなる構成が一般的である。（図示せず）
【０００３】
フレネルレンズシートは、プロジェクタから投射される映像光を観察者の方向に、略平行光として向ける作用をし、画面全体を明るくするために使われている。
一方、レンチキュラーシートは、フレネルレンズシートを通過した略平行光からなる映像光を、観察者側の左右方向に広げる作用をし、観察領域を広げ、テレビの前で左右方向に並ぶ多くの人に映像を視覚出来るようにするために使われている。
【０００４】
また、コントラスト向上のために、レンチキュラーシートの裏面におけるシリンドリカルレンズ群の非集光部に相当する部分にブラックストライプ（以下、ＢＳと称する）が並設されているのが一般的である。
従来のフレネルレンズシートとレンチキュラーシートからなる背面プロジェクションスクリーンでは、後者のシリンドリカルレンズ群により、水平方向においてのみ視野角を拡大しているが、垂直方向の視野角については、レンズ機能によっては拡大されていない。
【０００５】
垂直方向の視野角は、一般に、スクリーンの何れかの箇所に適用した拡散剤の作用によって拡大し、観察領域を広げられている。
【０００６】
これに対して、レンズ機能によって、表示映像の視野角を垂直方向についても制御するための試みが従来からなされている。
特開平３−３９９４４号公報には、垂直方向にシリンドリカルレンズ群が並列されたレンチキュラーシートを、フレネルレンズシートとレンチキュラーシート（水平方向にシリンドリカルレンズ群が並列されたレンチキュラーシート）との間に別部材として介在させる構成（図１（ａ）参照）や、フレネルレンズシートの反フレネルレンズ部側（プロジェクタ側）に垂直方向にシリンドリカルレンズ群が並列させた構成（図１（ｂ）参照）が開示されている。
また、特開２０００−１８７２８３号公報にも、フレネルレンズシートの反フレネルレンズ部側（プロジェクタ側）に垂直方向にシリンドリカルレンズ群が並列させた構成が開示されている。
【０００７】
上記の何れの公報に係る提案においても、垂直方向にシリンドリカルレンズ群を並列する手法については具体的な記載がなく、フレネルレンズシートとは別途に作製されたレンチキュラーシートを積層するか、あるいは、フレネルレンズシート（単層構成）の反フレネルレンズ面もしくはフレネルレンズ部を形成する基材シートの反フレネルレンズ部側にシリンドリカルレンズ群をエンボス加工などにより形成するであろうと推測される。
以下、垂直方向にシリンドリカルレンズ群を並列してなるレンズ部を、Ｖ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）レンズまたはＶレンチキュラーと称することとする。
【０００８】
フレネルレンズシートの反フレネルレンズ部側に形成されるＶレンズは、シート状基材を成形する際に、押出し成型や熱成型（プレス成形）などで成形される手法が一般的である。
熱可塑性樹脂に対する上記成形では、Ｖレンズピッチの微細化の上で限界がある。加熱を要する成形では、冷却の際、温度の不均一に依存して、成形物の加工精度が安定しないという理由（熱戻り現象）が大きく作用し、０．７ｍｍ以下のピッチを要求されるようなレンズシートの成形には適さないとされている。
また、ピッチだけでなく、単位レンズの形状でも、配光角（レンズによって、入射光が広げられ視野角が広がることを示す）が大きいレンズ，すなわち短焦点で、単位レンズが立った（カーブの鋭い）形状のものを作製する上で、後述する賦型率の点からも、単位レンズの形状には作製限界があるのが現状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を鑑み、Ｖレンズ機能によって表示映像の視野角を広げることが可能なプロジェクションスクリーンにおいて、Ｖレンズピッチの微細化が可能であり、Ｖレンズ特性による配光角の高い（垂直方向の観察領域が飛躍的に広がる）Ｖレンズを有するフレネルレンズシートとそれを用いたプロジェクションスクリーンを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、熱可塑性樹脂の加熱成形によらず、２Ｐ法（Ｐｈｏｔｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ　ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いてＶレンズ部を形成する。
すなわち、請求項１によるフレネルレンズシ−トは、
透光性基材の片面には、フレネルレンズを構成するフレネルレンズ部が、放射線硬化型樹脂の硬化物により重合接着してなり、
前記基材の他面には、シリンドリカルレンズ群が並列してなるレンズ部が、放射線硬化型樹脂の硬化物により重合接着してなることを特徴とする。
【００１１】
上記フレネルレンズシートを用いてなる請求項３に係る本発明のプロジェクションスクリーンは、
フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとの組み合わせからなるプロジェクションスクリーンにおいて、
レンチキュラーシートは、透光性基材の少なくとも片面に放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が重合接着してなり、
フレネルレンズシートは、透光性基材の片面（レンチキュラーシート側）に放射線硬化型樹脂の硬化物からなるフレネルレンズ部が重合接着してなり、
プロジェクタ側に面するフレネルレンズシートの反フレネルレンズ部側の透光性基材表面には、前記レンチキュラーシートにおけるシリンドリカルレンズ群の並列方向とは略直交する方向にシリンドリカルレンズ群が並列してなるレンズ部が、放射線硬化型樹脂の硬化物により形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図２は、本発明による背面投射式スクリーン１０の一例を示す説明図である。
フレネルレンズシート２０は、透光性基材２５の片面（レンチキュラーシート３０側）にフレネルレンズ部２１が形成され、透光性基材２５の他面（プロジェクタ側）にはＶレンチキュラー２２が形成された構成であり、フレネルレンズ部２１，Ｖレンチキュラー２２共に、放射線硬化型樹脂によりレンズ部が成型されてなる。
【００１３】
２Ｐ法によるレンズ部の形成にあたっては、既知の手法が採用されるが、透光性基材２５表面に、Ｖレンチキュラー２２の形成に続いてフレネルレンズ部２１を形成する手順を採用した方が、鋭利な形状を有するフレネルレンズ部２１の単位レンズ形状を損なわない上で好適である。
【００１４】
図３は、本実施形態のフレネルレンズシート２０と、従来技術によるＶレンチキュラーを有するフレネルレンズシートとを、各種設計に基づいて試作したサンプルについて、サイズと光学特性を比較する表である。
【００１５】
同図に示すように、従来の一体型（レンズシート自身，もしくは基材シートにＶレンズ部を加熱成形してなる構成。サンプルＮｏ．１〜３）のレンズに比べて、サンプルＮｏ．４〜９に表される本実施形態によれば、Ｖレンズ部のピッチの微細化が可能であると同時に、２Ｐ法では、賦型量の大きい単位レンズ形状（カーブが鋭く、切り立った曲率を有する断面形状）を実現できるため、同図で最外視野角として示される配光特性が向上しているため、スクリーンとしての垂直方向の観察領域が著しく拡大することが理解される。
【００１６】
Ｖレンズ部による配光特性としては、５〜３０°が望まれているが、３０°近い特性を有することが一層望ましい。
配光特性を向上させるには、単位レンズによる光学特性の改良が必要であり、焦点距離を短くする上では、レンズ部の屈折率を高くすること，カーブが鋭く、切り立った曲率を有する断面形状の単位レンズとする，などが効果的である。
【００１７】
後者については、切り立った曲率を有する断面形状であることを示す指標として、単位レンズ径とレンズ部の高さとの比を考慮した。
シリンドリカルレンズ径は、レンズが隙間なく配列されている場合には、配列ピッチと等しくみなせるため、以下のパラメータについて検討した。
Ｖレンズ部の配列ピッチ（Ｐ），レンズ深さ（ｄ：谷部から山部までの高さ）が、次式の関係を満たした場合に、配光特性の向上の上で有効であることが、実験によって考察されている。
０．１＜　（ｄ／Ｐ）　＜　０．２５
【００１８】
賦型量をレンズ部の高さと同様と考えた場合、サンプルＮｏ．１〜３では、上記（ｄ／Ｐ）は０．１以下の値であるが、本実施形態に係るサンプルＮｏ．４〜９では、０．１を超えており、配光角（最外視野角）も３０°に近い値となっている。
尚、配光特性の向上に関しては、Ｖレンチキュラーのみならず、水平方向にシリンドリカルレンズ群（Ｖレンズに対して、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌの頭文字をとり、Ｈレンズと称する）が並列されたレンチキュラーシート３０についても同様のことが言え、本願発明のスクリーンでは、Ｖレンズ，Ｈレンズの双方が放射線硬化型樹脂の硬化物からなるため、垂直・水平共に配光特性を向上する上で好適である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明により、Ｖレンズ機能によって表示映像の視野角を広げることが可能なプロジェクションスクリーンにおいて、Ｖレンズピッチの微細化が可能であり、Ｖレンズ特性による配光角の高い（垂直方向の観察領域が飛躍的に広がる）Ｖレンズを有するフレネルレンズシートとそれを用いたプロジェクションスクリーンが提供された。
また、透光性基材の表裏のレンズ部が、温度収縮率，温度膨張率，強度などにおいてほぼ同一な材料によって構成されているため、表裏のレンズ部が一層微細化して、フレネルレンズシートが薄型化した場合に、環境条件によるレンズシートの変形（反りなど）の問題に対する改善も期待される。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるＶレンチキュラーを有する背面投射式スクリーンの一例を示す説明図。
【図２】本発明による背面投射式スクリーンの一例を示す説明図。
【図３】本実施形態のフレネルレンズシートと、従来技術によるＶレンチキュラーを有するフレネルレンズシートとを、各種設計に基づいて試作したサンプルについて、サイズと光学特性を比較する表。
【符号の説明】
１０…背面投射式スクリーン
２０…フレネルレンズシート
２１…フレネルレンズ部
２２…Ｖレンチキュラー
２５…透過光性基材
３０…レンチキュラーシート
【図１】
2004054079.tif 000003
【図２】
2004054079.tif 000004
【図３】
2004054079.tif 000005