(57)【要約】【課題】映像表示装置の奥行を低減するために投写レンズの光軸中心を背面投写型スクリーンの下端近傍に設定したとき、背面投写型スクリーンの左右上端に入射する映像光のスクリーン入射角度が過大となりスクリーンの反射損失が大きくなる。【解決手段】背面投写型スクリーンを構成するフレネルレンズシート(6)の映像発生源側に、光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に、入射光線を第１の屈折現象の後全反射現象により所定の入射面出射角を与える全反射型プリズム部(10)を設け、フレネルレンズシートの映像観視側に、第２の屈折現象により所定の出射角の出射光線として出射させる屈折型プリズム部(11)を設けた。【選択図】  図３
2005077767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像発生源からの光が投写される透過型スクリーンにおいて、
映像発生源側に形成された第１のプリズムと、映像観視側に形成された第２のプリズムとを有するフレネルレンズシートと、
該フレネルレンズシートの映像観視側に配置されたレンチキュラーレンズシートと、を備え、
前記第１のプリズムは、前記フレネルレンズシートの映像観視側の、所定の入射角度以上で前記光が入射される領域に形成され、かつ前記光が入射される入射面、及び該入射面から入射された光を全反射して前記第２のプリズムに導く全反射面とを含むことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
映像発生源と、前記映像発生源の映像を拡大投写する光学部品と、前記光学部品から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーンとを備え、前記背面投写型スクリーンは少なくとも映像発生源側にフレネルレンズシートと映像観視側に映像光を拡散させる拡散シートをその構成部品として含み、前記フレネルレンズシートの映像発生源側に、前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に、入射光線を第１の屈折現象の後全反射現象により所定の入射面出射角を与える全反射型プリズム部を設け、前記フレネルレンズシートの映像観視側に、第２の屈折現象により所定の出射角の出射光線として出射させる屈折型プリズム部を設けたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の映像表示装置において、前記フレネルレンズシートの映像観視側に設けた屈折型プリズム部のプリズム角は、前記フレネルレンズシートの映像発生源側が平板である範囲では前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が大きくなるに従い大きくするが、前記投写映像が映像発生源側に設けた全反射型プリズム部を通過する位置から一定乃至減少させたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項４】
請求項２記載の映像表示装置において、前記フレネルレンズシートの映像発生源側に設けた全反射型プリズム部開始点の第１の屈折現象及び全反射現象により得られる所定の入射面出射角と、同じく前記フレネルレンズシートの該全反射型プリズム部開始点に隣接した全反射型プリズム部がない部分の第３の屈折現象により得られる所定の入射面出射角とを略等しくしたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項５】
請求項２記載の映像表示装置において、前記フレネルレンズシートの映像発生源側に設けた全反射型プリズム部の全反射面を映像発生源側に凹形状としたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項６】
請求項２記載の映像表示装置において、前記フレネルレンズシートの映像発生源側に設けた全反射プリズム部の材質の屈折率を前記フレネルレンズシートを構成する基材の材質の屈折率に比べ大きくしたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項７】
請求項２記載の映像表示装置において、前記フレネルレンズシートの映像発生源側に設けた全反射型プリズム部の入射面の傾きを該全反射型プリズム部の全反射面と同じ向きにしたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項８】
光学部品から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーンの映像発生源側用いられるフレネルレンズシートにおいて、映像発生源側の前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に、入射光線を第１の屈折現象の後全反射現象により所定の入射面出射角を与える全反射型プリズム部を設け、映像観視側に第２の屈折現象により所定の出射角の出射光線として出射させる屈折型プリズム部を設けたことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項９】
請求項８記載のフレネルレンズシートにおいて、映像観視側に設けた屈折型プリズム部のプリズム角は、映像発生源側が平板である範囲では前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が大きくなるに従い大きくするが、前記投写映像が映像発生源側に設けた全反射型プリズム部を通過する位置から一定乃至減少させたことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１０】
請求項８記載のフレネルレンズシートにおいて、映像発生源側に設けた全反射型プリズム部開始点の第１の屈折現象及び全反射現象により得られる所定の入射面出射角と、該全反射型プリズム部開始点に隣接した全反射型プリズム部のない部分の第３の屈折現象により得られる所定の入射面出射角とを略等しくしたことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１１】
請求項８記載のフレネルレンズシートにおいて、映像発生源側に設けた全反射型プリズム部の全反射面を映像発生源側に凹形状としたことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１２】
請求項８記載のフレネルレンズシートにおいて、映像発生源側に設けた全反射型プリズム部の材質の屈折率を該フレネルレンズシートを構成する基材の材質の屈折率に比べ大きくしたことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１３】
請求項８記載のフレネルレンズシートにおいて、映像発生源側に設けた全反射型プリズム部の入射面の傾きを該全反射型プリズム部の全反射面と同じ向きにしたことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１４】
光学部品から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーンの映像発生源側用いられるフレネルレンズシートであって、映像発生源側の前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に、入射光線を第１の屈折現象の後全反射現象により所定の入射面出射角を与える全反射型プリズム部を設け、映像観視側に第２の屈折現象により所定の出射角の出射光線として出射させる屈折型プリズム部を設けたフレネルレンズシートの製造方法において、ポリメチルメタクリレート乃至メチルメタクリレート−スチレンの共重合体等の透明基材を熱圧縮成形することにより映像観視側の屈折型プリズム部を形成した後、反対側に紫外線硬化樹脂で全反射型プリズム部を形成したことを特徴とするフレネルレンズシートの製造方法。
【請求項１５】
光学部品から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーンの映像発生源側用いられるフレネルレンズシートであって、映像発生源側の前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に、入射光線を第１の屈折現象の後全反射現象により所定の入射面出射角を与える全反射型プリズム部を設け、映像観視側に第２の屈折現象により所定の出射角の出射光線として出射させる屈折型プリズム部を設けたフレネルレンズシートの製造方法において、透明基材に屈折型プリズム部を有する透明紫外線硬化樹脂層を形成するとともに、屈折型プリズム部が形成されている面とは反対の面に全反射型プリズム部を有する透明紫外線硬化樹脂層を形成した透明基材を接着層で接着固定したことを特徴とするフレネルレンズシートの製造方法。
【請求項１６】
光学部品から投写された投写映像を映出する背面投写型スクリーンの映像発生源側用いられるフレネルレンズシートであって、映像発生源側の前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に、入射光線を第１の屈折現象の後全反射現象により所定の入射面出射角を与える全反射型プリズム部を設け、映像観視側に第２の屈折現象により所定の出射角の出射光線として出射させる屈折型プリズム部を設けたフレネルレンズシートの製造方法において、透明基材に屈折型プリズム部を有する透明紫外線硬化樹脂層を形成するとともに、屈折型プリズム部が形成されている面とは反対の面に、プリズム全周を３６０度としたとき９０度以下の部分的な全反射型プリズム部を有する透明紫外線硬化樹脂層を形成した透明基材を、少なくとも１箇所以上に接着層で接着固定したことを特徴とするフレネルレンズシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像発生源の映像を拡大投写して背面投写型スクリーンに表示する映像表示装置、及びこの映像表示装置に用いられる透過型スクリーン及びフレネルレンズシート、並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型映像発生源としての投写型ブラウン管や液晶表示装置などに表示された映像を投写レンズ等により拡大し、背面投写型スクリーンに投写する映像表示装置は、近年画質の向上が著しく、家庭用、業務用に普及が進んでいる。
【０００３】
このような映像表示装置では、投写レンズからの拡大映像を反射して背面投写型スクリーンに導く反射ミラーを利用することにより、映像表示装置の奥行を低減している。これに用いられる背面投写型スクリーンとしては、通常、拡大投写映像を略平行光ないし若干内側を向く光に変換するフレネルレンズシートと、画面水平方向に映像光を拡散するためのレンチキュラーレンズシートとを備えているが、更なる映像表示装置の薄型化に対応するための背面投写型スクリーンについては、例えば下記特許文献１に記載の構成が知られている。
【０００４】
【特許文献１】WO/02/27399
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題について図１３及び１４を参照しつつ説明する。映像表示装置は、その画面サイズが同じであれば奥行が薄いほど重量、コスト、設置スペースの点で有利である。映像表示装置の奥行を低減するために反射ミラー５４が設けられているが、更に奥行を低減する手段として投写レンズ５２を広角化する方法がある。しかしながら、レンズの広角化には限界があり、例えば、アスペクト比が１６：９で対角６５インチの場合には投射距離を７００ｍｍ以下にすると映像発生源５１や投写レンズ５２が投射光と干渉し、背面投写型スクリーン５３に影が出来てしまう。従って、投写レンズ５２の広角化だけで薄型化を達成しようとすると、図１３に示すようにアスペクト比が１６：９で対角６５インチの場合には光学系の奥行４００ｍｍ（映像表示装置の奥行４５０ｍｍ）が限界となる。図１３では、投写レンズ５２の光軸中心と背面投写型スクリーン５３の中心を一致且つ光軸とスクリーンを垂直に設定していたが、投写レンズ５２の光軸中心を背面投写型スクリーン５３の下端近傍に設定することにより、投射距離を７００ｍｍ以下にしても映像発生源５１や投写レンズ５２が投射光と干渉することはなくなる。図１４は図１３と同じくアスペクト比が１６：９で対角６５インチのスクリーンサイズであるが、投写レンズ５２の光軸中心を背面投写型スクリーン５３の下端に一致させるとともに投射距離を５００ｍｍとした場合であり、光学系の奥行３００ｍｍ（映像表示装置の奥行３５０ｍｍ）と更なる薄型化が可能となっている。
【０００６】
以上説明したように投写レンズ５２の投射距離を短縮するとともに、投写レンズ５２の光軸中心を背面投写型スクリーン５３の下端近傍に設定することにより映像表示装置の薄型化が可能になる。しかし、この場合以下に示す新たな課題が発生する。
【０００７】
図１４ではスクリーンサイズがアスペクト比１６：９で対角６５インチであるから、投写レンズ５２の光軸中心を背面投写型スクリーン５３の下端中心とすると、投写レンズ５２から背面投写型スクリーン５３の左右上端に入射する映像光のスクリーン入射角度は６５．２度になる。図１５は、一般的な出射面フレネルレンズのスクリーンへの光線入射角度と反射損失の関係を示した図である。図より、光線入射角６５．２度の場合スクリーンの反射損失は３６％と大きなものとなっていることが分かる。映像表示装置の薄型化を更に進めるとこの損失は急激に大きくなり、スクリーン左右上端が暗い映像表示装置になってしまうと言った課題が生じる。
【０００８】
また、上記特許文献１は、映像表示装置の薄型化に対応する背面投写型スクリーンとして、フレネルレンズの光入射面に屈折型プリズムと全反射型プリズムとを交互に設けるとともに、光出射面を平面とすることが開示されている。しかしながら、この特許文献1に記載の構成は、フレネルレンズの光入射面に屈折型プリズムを設ける構成としているため効率が低下し、特に映像として重要な中域映像（スクリーン上ではドーナツ状の範囲）が暗くなるという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記のようなような課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、映像表示装置の奥行を短縮するのに好適な、また、その奥行を短縮した場合でも高画質な(明るさの低下を抑制した)映像を得るのに好適な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、背面投写型スクリーンを構成するフレネルレンズシートの映像発生源側に、光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に、入射光線を第１の屈折現象の後、全反射現象により所定の入射面出射角を与える全反射型プリズム部を設け、フレネルレンズシートの映像観視側に、第２の屈折現象により所定の出射角の出射光線として出射させる屈折型プリズム部を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明では、背面投写型スクリーンを構成するフレネルレンズシートの映像観視側に設けた屈折型プリズム部のプリズム角は、フレネルレンズシートの映像発生源側が平板である範囲では前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシートへの入射角が大きくなるに従い大きくするが、投写映像が映像発生源側に設けた全反射型プリズム部を通過する位置から一定乃至減少させた。
【００１２】
また、本発明では、背面投写型スクリーンを構成するフレネルレンズシートの映像発生源側に設けた全反射型プリズム部開始点の第１の屈折現象及び全反射現象により得られる所定の入射面出射角と、同じくフレネルレンズシートの該全反射型プリズム部開始点に隣接した全反射型プリズム部がない部分の第３の屈折現象により得られる所定の入射面出射角とを略等しくした。
【００１３】
また、本発明では、背面投写型スクリーンを構成するフレネルレンズシートの映像発生源側に設けた全反射型プリズム部の全反射面を映像発生源側に凹形状とした。
【００１４】
また、本発明では、背面投写型スクリーンを構成するフレネルレンズシートの映像発生源側に設けた全反射型プリズム部の材質の屈折率を、フレネルレンズシートを構成する基材の材質の屈折率に比べ大きくした。
【００１５】
また、本発明では、背面投写型スクリーンを構成するフレネルレンズシートの映像発生源側に設けた全反射型プリズム部の入射面の傾きを該全反射型プリズム部の全反射面と同じ向きにした。
【００１６】
また、本発明にかかるフレネルレンズシート製造方法は、ポリメチルメタクリレート乃至メチルメタクリレート−スチレンの共重合体等の透明基材を熱圧縮成形することにより映像観視側の屈折型プリズム部を形成した後、反対側に紫外線硬化樹脂で全反射型プリズム部を形成したことを特徴とする。また、屈折型プリズム部が形成されている面とは反対の面に、全反射型プリズム部を有する透明紫外線硬化樹脂層を形成した透明基材を接着層で接着固定してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、映像表示装置の薄型化が可能となる。また、映像表示装置を薄型化した場合でも、高画質な(特に明るさの低下を抑制した)映像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１は本発明による映像表示装置の一部断面斜視図である。映像発生源１は投写型ブラウン管や反射型や透過型の液晶パネル、微小なミラーを複数備えた表示素子等の映像変調素子などから構成され小型の映像を表示する。投写レンズ２は前記映像を背面投写型スクリーン３に投写するが、一般に投写距離が長いことから、映像表示装置の奥行を低減するために反射ミラー４がその光路の途中に設けられている。これらの要素は、筐体５の内部に収納された所定位置に固定される。
【００２０】
図２は本発明による背面投写型スクリーン３の構造を示す模式図である。矢印ｂの方向から投写される拡大投写映像（図示せず）は、フレネルレンズシート６で略平行光ないし若干内側を向く光に変換されレンチキュラーレンズシート７に入射する。レンチキュラーレンズシート７は図のようにスクリーン画面垂直方向を長手方向とするレンチキュラーレンズをスクリーン画面水平方向に複数配列された形状になっており、前記映像光をスクリーン画面水平方向に拡散する働きをする。また、レンチキュラーレンズシート７の出射面には、画面垂直方向に延びるブラックストライプが形成されており、スクリーン出射側から入射される外光を吸収する。また、レンチキュラーレンズシート７には拡散材９が練り込まれており、前記映像光をスクリーン画面水平及び垂直方向に拡散する働きをする。図２の本発明による背面投写型スクリーンの実施例は、前記フレネルレンズシートの映像発生源側に、矢印ｂの方向から投写される拡大投写のフレネルレンズシートへの入射角が少なくとも略４０度以上になる範囲に、入射光線を第１の屈折現象の後全反射現象により所定の入射面出射角を与える全反射型プリズム部１０を設けたことを特徴としている。
【００２１】
この全反射型プリズム部１０の作用を図３により説明する。図３は図２に示した本発明によるフレネルレンズシート６の縦断面図で位置的には図１の背面投写型スクリーン３の左（右）上端近傍である。図中の矢印は光線の方向を表す。図３に示すように、フレネルレンズシート６の映像源側には全反射型プリズム部１９が設けられ、観視側には屈折型プリズム部１１が設けられる。映像源側から入射してくる光線は、全反射型プリズム部１０のｃ面(入射面)から入射しｄ面(全反射面)で全反射した後、屈折型プリズム部１１で屈折して観視側に略水平に出射する。ｄ面の角度を大きくすることにより全反射後の光線角度を略水平にすることもできるが、本発明ではｄ面の角度を小さくして全反射後の光線角度を大きい状態に保ち出射面の屈折型プリズム部１１で屈折して観視側に略水平に出射するようにしている。この理由について図４により説明する。
【００２２】
図４は本発明によるフレネルレンズシート６の縦断面図で、映像源側に設けられた全反射型プリズム部１１が設けられる境界部分である。図４に示すように、フレネルレンズシート６映像源側の所定領域(所定の入射角度(４０度)以下で映像光が入射される領域)は、全反射型プリズム部１０が設けられていない平らな部分(平面部)となっている。映像発生源側の前記光学部品から投写された投写映像のフレネルレンズシート６への入射角が小さいと全反射型プリズム部１０を設けることができない。従って、投写映像のフレネルレンズシート６への入射角が小さい範囲では通常の出射面フレネルレンズとして、映像源側は平らで観視側に屈折型プリズム部を設けることになる。このように本発明によるフレネルレンズシート６では、映像源側が平らの部分から全反射型プリズム部１０を設けた部分に突然変わることになる。通常、フレネルレンズシート６の映像源側と観視側は別々に成型されるのでこの突然の変化が映像に現れないようにする必要がある。図４に示す本発明によるフレネルレンズシート６では、全反射型プリズム部１０のｃ面から入射しｄ面で全反射した後、屈折型プリズム部１１に入射する光線の角度αと、平らな部分１２から入射し屈折した後、屈折型プリズム部１１に入射する光線の角度βを略等しく設定してある。これにより、フレネルレンズシート６の映像源側と観視側が少々ずれても、屈折型プリズム部１１の角度は殆ど同じであるため、フレネルレンズシート６から出射する光線の角度は一定に保たれる。
【００２３】
次に本発明によるフレネルレンズシート６の観視側に設けられた屈折型プリズム部１１のプリズム角について図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、本発明によるフレネルレンズシート６の観視側に設けられた屈折型プリズム部１１のプリズム角、図５（ｂ）は、同じフレネルレンズシート６の反射等による光の損失であり、横軸は両図ともスクリーンへの光線入射角である。図５（ａ）に示すように、スクリーンへの光線入射角が６７度の点から屈折型プリズム部１１のプリズム角は７６度一定になっている。これはこの点から入射面に全反射型プリズム部１０を設けることにより実現できる。本実施例によるフレネルレンズシート６の光の損失は図５（ｂ）のようにほぼ一定となり、前述した図１７の従来技術によるフレネルレンズシートの反射損失のように急激に大きくなっていくことは無い。図６（ａ）は、本発明のその他の実施例によるフレネルレンズシート６の観視側に設けられた屈折型プリズム部１１のプリズム角、図６（ｂ）は、同じフレネルレンズシート６の反射等による光の損失であり、横軸は両図ともスクリーンへの光線入射角である。図６（ａ）に示すように、スクリーンへの光線入射角が６７度の点から屈折型プリズム部１１のプリズム角は徐々に小さくなっている。これはこの点から入射面に設けた全反射型プリズム部１０のｄ面の角度を図５の時より徐々に大きくしていくことにより実現できる。このときのフレネルレンズシート６の光の損失は図６（ｂ）のように全反射型プリズム部１０の開始点をピークに徐々に小さくなっていく。通常は図５の実施例でよいが、周辺が特に暗くなるような映像表示装置では、図６の実施例を採用することにより周辺部を明るくすることができる。本発明ではフレネルレンズシート６の観視側に設けられた屈折型プリズム部１１のプリズム角は図５、６の範囲で自由に設定できるので、映像表示装置の特性に合わせた設計が可能である。
【００２４】
前述の図５、６では全反射型プリズム部１０を設ける点がスクリーンへの光線入射角が６７度と大きく、光の損失も３５％と大きい。これらの値を小さくする手段について図７、図８を用いて説明する。図７は全反射型プリズム部１０の屈折率とスクリーンへの光線入射角の関係を示した図である。図７より明らかなようにスクリーンへの光線入射角を小さくするには全反射型プリズム部１０の屈折率を大きくすればよいことが分かる。少なくとも、全反射型プリズム部１０の屈折率をフレネルレンズシートを構成する基材の材質の屈折率に比べ大きくすると良い。図８は全反射型プリズム部１０の入射面（ｃ面）の傾きとスクリーンへの光線入射角の関係を示した図である。全反射型プリズム部１０の入射面（ｃ面）の傾きは、全反射面（ｄ面）と同じ向きをマイナスで表記してある。図７より明らかなようにスクリーンへの光線入射角を小さくするには全反射型プリズム部１０の全反射型プリズム部１０の入射面（ｃ面）の傾きをマイナス方向にすればよいことが分かる。しかし、一般的に全反射型プリズム部１０の入射面（ｃ面）の傾きをマイナスにすると製造が極めて困難になる。この製造方法については後述する。
【００２５】
次に本発明のその他の実施例を、図９（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図９（ａ）は本発明によるフレネルレンズシート６の一実施例の全反射型プリズム部１１が設けられる境界部分の縦断面図であり、図４に示したものと同じものである。図には光線通過部分だけにハッチングを施してある。図４と同一番号、同一符号は同一部品、同一部分を表す。図から明らかなように、映像源側の全反射型プリズム部１０が設けられていない平らな部分１２から入射した光線は、観視側に設けられた屈折型プリズム部１１に対し切れ目無く入射するが、映像源側の全反射型プリズム部１０から入射した光線は、観視側に設けられた屈折型プリズム部１１に対し光の無い部分が存在する。この光の無い部分の存在は、映像源側の全反射型プリズム部１０と観視側に設けられた屈折型プリズム部１１が全く同じピッチでずれなく配置されていれば全く問題ないが、少しでもずれていればモアレの発生原因となる。図９（ｂ）は本発明によるフレネルレンズシートのその他の実施例の全反射型プリズム部が設けられる境界部分の縦断面図である。図には光線通過部分だけにハッチングを施してある。図９（ｂ）において、１４はフレネルレンズシート１３の映像源側に設けられた全反射型プリズム部、１５は観視側に設けられた屈折型プリズム部、１６は映像源側の全反射型プリズム部１４が設けられていない平らな部分である。図９（ｂ）に示す本発明によるフレネルレンズシート１３では、光線は全反射型プリズム部１４のｅ面から入射しｆ面で全反射するが、ｆ面が映像発生源側に凹形状に成型されているため、反射光が広がり、結果として観視側に設けられた屈折型プリズム部１５に対し切れ目無く入射することになる。これにより、映像源側の全反射型プリズム部１４と観視側に設けられた屈折型プリズム部１５が少々ずれて配置されてもモアレが発生することはない。
【００２６】
一般的にフレネルレンズシートのプリズム部の成型は紫外線硬化樹脂を使って行われるが、本発明のフレネルレンズシートのように両面にプリズムが設けられている場合は、紫外線硬化樹脂が紫外線を通さないことから片面しか成型できない。そこで本発明のフレネルレンズシートは、以下に示す製造方法を実施することにより製造可能となる。
【００２７】
図１０は、本発明によるフレネルレンズシートの製造方法の一実施例を説明する図である。フレネルシート６を構成する透明基材１７には、屈折型プリズム１１が成型される。該透明基材１７の屈折型プリズム１１が形成されていない面に接着された透明紫外線硬化樹脂層１２には、全反射型プリズム１０が成型される。具体的には、ポリメチルメタクリレート乃至メチルメタクリレート−スチレンの共重合体等の透明基材１７を熱圧縮成形することにより映像観視側の屈折型プリズム部１１を形成した後に、その反対側に紫外線硬化樹脂で全反射型プリズム部１０を形成する。図１０の実施例では、紫外線硬化樹脂は該全反射型プリズム部１０だけでなく平面部にも付着し透明紫外線硬化樹脂層１８を形成する。
【００２８】
図１１は、本発明によるフレネルレンズシートの製造方法のその他の実施例を説明する図である。フレネルレンズシート１９を構成する第１透明基材２０に接着された第１透明紫外線硬化樹脂層２１には、屈折型プリズム部２２が形成される。該第１透明基材の屈折型プリズム２２が形成されていない面には、第２透明紫外線硬化樹脂層２３が設けられ、これには全反射型プリズム部２４が形成されている。該全反射型プリズム部２４が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層２３は、第２透明基材２５上に紫外線硬化法で形成された後、接着層２６で前記第１透明基材２０に接着固定される。
【００２９】
フレネルレンズシート１９を構成する第１透明基材２０には、例えばポリメチルメタクリレート乃至メチルメタクリレート−スチレンの共重合体等を用いることができる。また、全反射型プリズム部２４が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層２３の第２透明基材２５には紫外線硬化樹脂の接着を容易にする表面処理を施したポリエチレンテレフタレートを、接着層２６には透明度の高いアクリル系の接着剤を用いることができる。以上の説明では全反射型プリズム部２４が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層２３を接着層２６で接着したが、屈折型プリズム部２２が形成された第１透明紫外線硬化樹脂層２１を接着層２６で接着しても効果はおなじである。
【００３０】
図１２は、本発明によるフレネルレンズシートの製造方法のその他の実施例を説明する図である。フレネルレンズシート２７を構成する第１透明基材２８には、屈折型プリズム部３０が形成された第１透明紫外線硬化樹脂層２９が接着されている。屈折型プリズム部３０が形成されている面とは反対の面には、全反射型プリズム部３２が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層３１が設けられている。該全反射型プリズム部３２が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層３１は、第２透明基材３３上に紫外線硬化法で形成された後、接着層３４で前記第１透明基材２８に接着固定される。図１２の実施例では全反射型プリズム部３２が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層３１が４分割されている。また、全反射型プリズム部３２が形成されていない部分の第２透明紫外線硬化樹脂層３１、第２透明基材３３、接着層３４が省略されている。この実施例は全反射型プリズム部３２を設ける部分がフレネルレンズシート２７のコーナー部だけである場合に有効である。また、接着する全反射型プリズム部３２が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層３１は４箇所とも同じものでよく、必要に応じトリミングして用いればよい。更にこの実施例では４コーナー全てに全反射型プリズム部３２が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層３１を接着しているが、光学システムの要求に従い、上部、下部、右部、左部のそれぞれ２箇所乃至任意のコーナー１箇所としてもよい。図１２に示したように全反射型プリズム部３２が形成された第２透明紫外線硬化樹脂層３１を分割式にすると、前述のように全反射型プリズム部１０の入射面（ｃ面）の傾きをマイナスに設定しても比較的容易に製造できる。型から離型するとき、フレネルの曲率中心方向に移動させればよく、少々全反射型プリズム部１０の入射面（ｃ面）の傾きがマイナス方向に大きくとも、第２透明紫外線硬化樹脂層３１及び第２透明基材３３を曲がりやすい材料にすれば型からの離型が可能となる。
【００３１】
本発明によれば、映像表示装置の奥行を低減するために投写レンズの光軸中心を背面投写型スクリーンの下端近傍に設定し背面投写型スクリーンの左右上端に入射する映像光のスクリーン入射角度が過大となっても、スクリーンの反射損失を押さえることができる。また、本発明によれば、フレネルレンズシートで生じるモアレ現象を低減することができる。これにより、本発明によれば、スクリーン左右上端まで明るい映像表示装置を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による映像表示装置の一実施例を示す一部断面斜視図である。
【図２】図１に示す映像表示装置の背面投写型スクリーン３の構造を示す模式図である。
【図３】図２に示す本発明によるフレネルレンズシート６の縦断面図である。
【図４】本発明によるフレネルレンズシート６の縦断面図で、映像源側に設けられた全反射型プリズム部１１が設けられる境界部分である。
【図５】本発明によるフレネルレンズシート６の観視側に設けられた屈折型プリズム部１１のプリズム角と、同じフレネルレンズシート６の反射等による光の損失を示す。
【図６】本発明のその他の実施例によるフレネルレンズシート６の観視側に設けられた屈折型プリズム部１１のプリズム角と、同じフレネルレンズシート６の反射等による光の損失を示す。
【図７】全反射型プリズム部１０の屈折率とスクリーンへの光線入射角の関係を示した図である。
【図８】全反射型プリズム部１０の入射面（ｃ面）の傾きとスクリーンへの光線入射角の関係を示した図である。
【図９】本発明によるフレネルレンズシート６の一実施例の全反射型プリズム部１１が設けられる境界部分の縦断面図と、本発明によるフレネルレンズシートのその他の実施例の全反射型プリズム部が設けられる境界部分の縦断面図である。
【図１０】本発明によるフレネルレンズシートの製造方法の一実施例を説明する図である。
【図１１】本発明によるフレネルレンズシートの製造方法のその他の実施例を説明する図である。
【図１２】本発明によるフレネルレンズシートの製造方法のその他の実施例を説明する図である。
【図１３】投写レンズ５２の広角化による光学システムの薄型化の限界を示す図である。
【図１４】投写レンズ５２の光軸中心を背面投写型スクリーン５３の下端中心にしたときの光学システムの薄型化を示す図である。
【図１５】一般的な出射面フレネルレンズのスクリーンへの光線入射角度と反射損失の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…映像発生源、２…投写レンズ、３…背面投写型スクリーン、４…反射ミラー、５…筐体、６,１３,１９,２７…フレネルレンズシート、７…拡散シート、１０,１４,２４,３２…全反射型プリズム部、１１,１５,２２,３０…屈折型プリズム部、１２,１６…映像源側の全反射型プリズム部が設けられていない平らな部分、１７,２０,２５,２８,３３…透明基材、１８,２１,２３,２９,３１…透明紫外線硬化樹脂層、２６,３４…接着層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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