(57)【要約】【課題】画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透過型スクリーンの下端近傍に設定したとき、透過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】フレネルレンズシート(6)の画像発生源側に、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、全反射型プリズム部(10)を設け、フレネルレンズシートの画像観視側の該全反射型プリズム部を設けていない領域と対向する領域を含む範囲に、屈折型プリズム部(11)を設けた。この屈折型プリズム部(11)は、入射光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面(e)と、フレネルレンズシートの主平面と略平行な平面(f)と、それらを連続的に形成するための接続面(g)を含む。【選択図】  図４
2005345839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像発生源からの光が投写されるスクリーンにおいて、
画像発生源側に形成された複数の全反射型プリズムと、画像観視側に形成された複数の屈折型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画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートと、を備え、
前記複数の全反射型プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、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と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記複数の屈折型プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズムが形成されていない領域と対向する領域を含む範囲に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記複数の屈折型プリズムの少なくとも一つは、前記フレネルレンズシートの主平面と略平行な平面を含むことを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
画像発生源からの光が投写されるスクリーンにおいて、
画像発生源側に形成された複数の入射側プリズムと、画像観視側に形成された複数の出射側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画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートと、を備え、
前記複数の入射側プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、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と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する反射面とを含み、
前記複数の出射側プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズムが形成されていない領域と対向する領域を含む範囲に形成され、
前記複数の出射側プリズムの少なくとも一つは、前記フレネルレンズシートの主平面と直交する線に対して前記フレネルレンズシートの中心側に傾斜するとともに、前記光を屈折して画像観視側へ出射するための第１の面と、該出射側プリズムの光出射側端部に位置する前記フレネルレンズシートの主平面と略平行な第２の面と、前記フレネルレンズシートの主平面と略垂直な第３の面を含むこと特徴とするスクリーン。
【請求項３】
請求項２に記載のスクリーンにおいて、前記複数の出射側プリズムの少なくとも一つが、前記入射側プリズムと対向する位置にも設けられ、その入射側プリズムと対向している出射側プリズムが、前記第１、第２及び第３の面を含むことを特徴とするスクリーン。
【請求項４】
請求項２に記載のスクリーンにおいて、前記第３の面を粗面としたことを特徴とするスクリーン。
【請求項５】
請求項２に記載のスクリーンにおいて、前記入射側プリズムが、前記フレネルレンズシートに対する光の入射角が４０度以上となる領域に形成されることを特徴とするスクリーン。
【請求項６】
画像表示装置において、
画像発生源と、
前記画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透過型スクリーンとを備え、
前記透過型スクリーンは、画像発生源側に配置されたフレネルレンズシートと、画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートとを含み、
前記フレネルレンズシートは、画像発生源側に形成された複数の全反射型プリズムと、画像観視側に形成された複数の屈折型プリズムとを備え、
前記複数の全反射型プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、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と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記屈複数の折型プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、対向面に前記全反射型プリズムが形成されていない領域に対向する領域を含む範囲に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記複数の屈折型プリズムの少なくとも一つは、前記フレネルレンズシートの主平面と略平行な平面を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
画像表示装置において、
画像発生源と、
前記画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透過型スクリーンとを備え、
前記透過型スクリーンは、画像発生源側に配置されたフレネルレンズシートと、画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートとを含み、
前記フレネルレンズシートは、画像発生源側に形成された複数の入射側プリズムと、画像観視側に形成された複数の出射側プリズムとを備え、
前記複数の入射側プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、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と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する反射面とを含み、
前記複数の出射側プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズムが形成されていない領域と対向する領域を含む範囲に形成され、
前記複数の出射側プリズムの少なくとも一つは、前記フレネルレンズシートの主平面と直交する線に対し前記フレネルレンズシートの中心に傾斜するとともに、前記光を屈折して画像観視側へ出射するための第１の面と、該出射側プリズムの光出射側端部に位置する前記フレネルレンズシートの主平面と略平行な第２の面と、前記フレネルレンズシートの主平面と略垂直な第３の面を含むこと特徴とする画像表示装置
【請求項８】
請求項７に記載の画像表示装置において、前記複数の出射側プリズムの少なくとも一つが、前記入射側プリズムと対向する位置にも設けられ、その入射側プリズムと対向している出射側プリズムが、前記第１、第２及び第３の面を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項７に記載の画像表示装置において、前記第３の面を粗面としたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
画像発生源側に形成された複数の全反射型プリズムと、画像観視側に形成された複数の屈折型プリズムとを備え、
前記複数の全反射型プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、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と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含み、
前記複数の屈折型プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、対向面に前記全反射型プリズムが形成されていない領域と対向する領域を含む範囲に形成され、前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含み、
前記複数の屈折型プリズムの少なくとも一つは、前記フレネルレンズシートの主平面と略平行な平面を含むことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１１】
画像発生源からの光が投写される透過型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートにおいて、
画像発生源側に形成された複数の入射側プリズムと、画像観視側に形成された複数の出射側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画像観視側に配置され、少なくとも画面水平方向に映像光を拡散させる拡散シートと、を備え、
前記複数の入射側プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像発生源側の、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と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する反射面とを含み、
前記複数の出射側プリズムは、前記フレネルレンズシートの画像観視側の、前記全反射型プリズムが形成されていない領域と対向する領域を含む範囲に形成され、
前記複数の出射側プリズムの少なくとも一つは、前記フレネルレンズシートの主平面と直交する線に対して前記フレネルレンズシートの中心側に傾斜するとともに、前記光を屈折して画像観視側へ出射するための第１の面と、該出射側プリズムの光出射側端部に位置する前記フレネルレンズシートの主平面と略平行な第２の面と、前記フレネルレンズシートの主平面と略垂直な第３の面を含むこと特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１２】
請求項１１に記載のフレネルレンズシートにおいて、前記複数の出射側プリズムの少なくとも一つが、前記入射側プリズムと対向する位置にも設けられ、その入射側プリズムと対向している出射側プリズムが、前記第１、第２及び第３の面を含む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１１に記載のフレネルレンズシートにおいて、前記第３の面を粗面としたことを特徴とするフレネルレンズシートン。
【請求項１４】
請求項１１に記載のフレネルレンズシートにおいて、前記入射側プリズムの谷の高さと該入射側プリズムが形成されていない部分の高さを略等しくすると共に、前記出射側プリズムの谷の高さと該出射側屈折型プリズムが形成されていない部分の高さ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１５】
請求項１１に記載のフレネルレンズシートにおいて、該フレネルレンズシートを構成する透明基材に、紫外線硬化樹脂で前記入射側プリズム及び出射側プリズムを形成したことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項１６】
請求項１５記載のフレネルレンズシートにおいて、前記出射側プリズムを形成する紫外線硬化樹脂、及び／または前記入射側プリズムを形成する紫外線硬化樹脂に光拡散材を混入したことを特徴とするフレネルレンズシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像発生源の映像を拡大投写して透過型スクリーンに表示する画像表示装置、及びこの画像表示装置に用いられるスクリーン、フレネルレンズシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型の画像表示装置（以下、「セット」と呼ぶ場合もある）は、小型画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画像を投写レンズ等により拡大して透過型スクリーンに投写することにより、透過型スクリーン上に画像を形成する。
【０００３】
このような画像表示装置においては、軽量化、並びにコストと設置スペースの低減のために、薄型化(セットの奥行寸法の低減)が要求される。薄型化されたセットに対応するための透過型スクリーンの構成は、例えば下記特許文献１に記載のものが知られている。
【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】
セットの薄型化(奥行寸法を低減)は、投写レンズを広角化して投写距離を短縮し、更に投写レンズの光軸中心を透過型スクリーンの中心より下方にずらす(例えば投写レンズの光軸中心を透過型スクリーンの下端中心に合わせる)ことにより可能となる。
【０００６】
しかしながら、この様な構成において、例えば、スクリーン（アスペクト比１６：９）のサイズを対角６５インチ、投写レンズの投写距離を５００ｍｍ、セットの奥行を３５０ｍｍとした場合、投写レンズから透過型スクリーンの左右上端部に入射する映像光の入射角度は、６５．２度と大きくなる。図１０は、一般的な出射面フレネルレンズにおける、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１０から、光線入射角が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。画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部が暗くなる問題が生じる。
【０００７】
上記特許文献１は、このようなセットの薄型化に対応する透過型スクリーンとして、フレネルレンズシート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、フレネルレンズシート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。
【０００８】
また、フレネルレンズシートに屈折型プリズムと全反射型プリズムとを設ける構成の場合、屈折型プリズムと全反射型プリズムとの境界部分において光の不連続が生じる場合がある。光の不連続が生じると、正面から見た画像に不連続部分が生じ、画質劣化の要因となる。
【０００９】
この様に、画像表示装置の薄型化に対応する透過型スクリーンでは、スクリーンの入射面における光の反射損失を低減するとともに光の利用効率を向上させて、画像を明るくする(すなわち画像の明るさ低減を抑制する)ことが重要な課題である。また、光の不連続を抑制することもまた、重要な課題の一つである。
【００１０】
本発明は、上記のような課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、高画質な画像を得つつ画像表示装置の奥行を短縮す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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、フレネルレンズシートの画像発生源側(光入射面)の、所定の入射角度(例えば略４０度)以上で光が入射される領域に複数の全反射型(入射側)プリズムを形成し、かつ画像観視側(光出射面)に複数の屈折型(出射側)プリズムを形成した。上記全反射型プリズムは、光が入射される入射面と、該入射面からの入射光を反射して画像観視側へ出射する全反射面とを含んでいる。また、上記屈折型プリズムは、フレネルレンズシートの画像観視側の、上記全反射型プリズムが形成されていない領域と対抗する領域を含む範囲に形成され、かつ前記光を屈折して画像観視側へ出射する屈折面を含んでいる。そして、本発明は、上記複数の屈折型プリズムの少なくとも一つに、前記フレネルレンズシートの主平面と略平行な平面を形成したことを特徴とするものである。
【００１２】
すなわち、上記屈折型プリズムは、フレネルレンズシートの主平面と直交する線に対して前記フレネルレンズシートの中心側に傾斜するとともに、前記光を屈折して画像観視側へ出射するための第１の面(屈折面)と、該出射側プリズムの光出射側端部に位置する前記フレネルレンズの主平面と略平行な第２の面（平面）と、前記フレネルレンズの主平面と略垂直な第３の面を含むものである。
【００１３】
上記複数の出射側プリズムの少なくとも一つが、前記全反射型プリズムと対向する位置にも設けられ、その入射側プリズムと対向している屈折型プリズムが、上記第１、第２及び第３の面を含むものとしてもよい。また、上記第３の面を粗面としてもよい。
【００１４】
更にまた、全反射型プリズムの谷の高さと全反射型プリズムが形成されていない部分の高さを略等しくすると共に、屈折型プリズムの谷の高さと屈折型プリズムが形成されていない部分の高さを略等しくてもよい。
【００１５】
更にまた、屈折型プリズムを形成する紫外線硬化樹脂、及び／または全反射型プリズムを形成する紫外線硬化樹脂に、拡散材を混入してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高画質化しつつ画像表示装置の薄型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明による画像表示装置の一部断面斜視図である。画像発生源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画像変調素子などから構成され小型の画像を表示する。投写レンズ２は前記画像を透過型スクリーン３に投写するが、一般に投写距離が長いことから、画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。
【００１９】
図２は本発明による透過型スクリーン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８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の本発明による透過型スクリーンは、次の構成を特徴とするものである。（１）フレネルレンズシートの画像発生源側に、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面で構成された、複数の全反射型(入射側)プリズム部１０を設ける；（２）フレネルレンズシートの画像観視側の、上記全反射型プリズム部を設けていない領域に対向する領域を含む範囲に、入射光線を第２の屈折現象によって、所定の出射角の出射光線として出射させる屈折面を含む屈折型(出射側)プリズム部を設ける。
【００２０】
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の透過型スクリーン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１０が設けられ、観視側は平面になっている。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、観視側に略水平に出射する。図３は観視側が平板なっている部分の縦断面図であるが、全反射型プリズム部を設けていない部分に対向する範囲には屈折型プリズム部が設けてある。この理由は、画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ためである。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１１を設けることになる。この両者の境界部分は、全反射型プリズム部から出射した光線が該屈折型プリズム部の少なくとも１ピッチ以上重なるようにしてある。この理由について図４により説明する。
【００２１】
図４は本発明に係るフレネルレンズシート６の第１実施形態の縦断面図で、全反射型プリズム部１０と平面部１２との境界部分を拡大したものを示している。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)１２となっている。画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１１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。フレネルレンズシート６の映像源側と観視側は別の金型で成型されるので、両者の位置合わせや温度差による膨張、収縮により両面を完全に一致させることは困難である。そのため、上記した映像源側が平らの部分から全反射型プリズム部１０を設けた部分に変わっても、この変化が映像に現れないようにする防止手段が必要になる。図４に示す第１実施形態のフレネルレンズシート６では、境界部分は、全反射型プリズム部と屈折型プリズム部とが、スクリーンの主平面と直交する方向において、少なくとも１ピッチ以上重なるようにしてある。すなわち、本実施例においては、屈折型プリズムは、フレネルレンズシート６の画像観視側の、平面部１２と対向する領域以外の部分にも設けられており、その少なくとも一つが、全反射型プリズムと対向する位置に設けられている(以下、この全反射型プリズムと対向する位置に設けられた屈折型プリズムを、「対向プリズム」と呼び、番号４１で示す)。この対向プリズム４１には、全反射型プリズム部１０から出射した光線及び平面部１２に入射した光線が入射される。
【００２２】
そして本実施形態は、対向プリズム４１を、第１の面(以下、屈折面と呼ぶ)ｅと、第２の面(以下、平面と呼ぶ)ｆ、及び第３の面(以下、接続面と呼ぶ)ｇを含む形状としたことを特徴とする。屈折面ｅは、フレネルレンズシート６の主平面と直交する線(光軸)に対しフレネルレンズシート６の中心に向けて傾斜しており、入射光を屈折して画像観視側へ出射する。平面ｆは、対向プリズム４１の光出射側端部に位置し、フレネルレンズシート６の主平面と略平行となっている。接続面ｇは、屈折面ｅ及び平面ｆを連続的に形成するために必要な面であり、フレネルレンズシート６の主平面と略垂直となっている。
【００２３】
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、フレネルレンズシート６の観視側が平らであればそのまま出光するが、対向プリズム部４１の屈折面ｅ面に入射すると、一部は図に示すように屈折面ｅ面及び平面ｆ面で全反射して屈折型プリズム部へ戻り迷光となり、一部は下方に出光する。また対向プリズム部４１の平面ｆ面に入射した光はそのまま映像光として出光する。屈折型プリズム部４１の接続面ｇ面は垂直に近いので殆ど光は入光しない。僅かに入光した光は接続面ｇ面で全反射して平面ｆ面から映像光として出光する。以上説明したように本発明によると、全反射型プリズム部１０から出射した光線が対向プリズム部４１に入光する場合、殆どの光が映像光として出光し、一部の光が屈折型プリズム部へ戻り迷光となり、更に一部の光が下方に出光する。
【００２４】
このような光学的作用によれば、対向プリズム４１を、平面ｆが無い通常のプリズム形状としたものに比べ、スクリーンを画像観視側から見た場合に表れる同心円状の映像欠落部及びその上下に現れる輝線の発生を抑制できる。
【００２５】
ところで、本出願人は、先に特願2003-322430号を出願している(以下、この出願を先願と呼ぶ)。この先願において、本出願人は、フレネルレンズシートの画像発生源側の、所定の入射角度以上で光が入射される領域に全反射面を含む全反射型プリズムを形成すること、及び画像観視側の、全反射型プリズムが形成されていない領域と対抗する領域を含む範囲に屈折型プリズムを形成することを提案した。先願の当該構成によれば、薄型化のセットにおいても、光の損失が少ない高画質な映像を表示可能なスクリーンを提供することが可能となる。先願に開示された(全反射プリズムに対向する位置の)屈折型プリズムは、その図２に示すように平面ｆが無い形状であるため、全反射プリズムから屈折型プリズムに入射した光は上下に発散される。このため、先願においては、光の損失が低減されるものの、上記のような同心円状の映像欠落部及びその上下に現れる輝線が発生する可能性がある。これに対し本発明では、対向プリズム４１に平面ｆを形成しているため、対向プリズム４１に入射される光の大部分は、平面ｆを通過して画像観視側に直進するので、上記同心円状の映像欠落部の発生を抑制できる。また、屈折面ｅ面で全反射した光は平面ｆ面で全反射して屈折型プリズム部へ戻り迷光となるので、上記同心円状の映像欠落部の近傍に生じる同心円状の輝線の発生を抑制できる。すなわち、本発明によれば、先願よりも、更なる高画質化が可能となるものである。
【００２６】
また、全反射型プリズム部１０と平面部との境界部分では、平面部１２に入射した光と全反射型プリズム部１０の開始部に入射した光が一緒になって出光するため、一部映像が欠落することになる。しかしながら、フレネルレンズシート６の画像発生源側の面と画像観視側の面が互いにずれた場合に、映像光がなくなって黒い円弧が現れるという画像欠陥はなくなる。また、映像が欠落するといっても、その量は両面のずれ量に応じた分だけである。元々スクリーンは高い精度で製造されるので、上記ずれ量もあまり大きくなく、で目立って大きな欠落とはならない。
【００２７】
また、対向プリズム部４１に入射する光線の大部分は、平面ｆ面を通過する。このため、フレネルレンズシート６の画像観視側に設けられた屈折型プリズム部全てを、対向プリズム部４１のように、屈折面ｅと平面ｆ及び接続面ｇ面の少なくとも３面から構成してもよい。
【実施例２】
【００２８】
図５は本発明に係るフレネルレンズシート６の第２実施形態の縦断面図で、全反射型プリズム部１０と平面部１２との境界部分を拡大したものを示している。図５において図４と同一番号は同一部品を表す。図５が図４と異なる点は、接続面ｇ’面が粗面になっていることにある。第１実施形態で、全反射型プリズム部１０から出射した光線が屈折型プリズム部４１に入光する場合、殆どの光が映像光として出光し、一部の光が屈折型プリズム部へ戻り迷光となり、更に一部の光が下方に出光すると説明した。これら出光する光のうち下方に出光する光は僅かであり殆ど気づかない程度ではあるが、よく観察すると薄い同心円の白線となって現れる。本発明の第２実施形態では、この僅かな光も見えなくすることができる。すなわち、本実施形態では、この僅かな光が通過する接続面ｇ’面を粗面化することにより、光を散乱させ見えなくしている。図６は、接続面ｇ’面を粗面化する技術の一例を示した図である。フレネルレンズの屈折面ｅ面の角度に合わせたバイト４３の切削面４４を、フレネルレンズの接続面ｇ’面の角度に合わせて切り込んでいく。これによって、バイト４３の刃先４５でフレネルレンズの接続面ｇ’面に対応する面に傷を付けることができる。こうしてできた金型４２で型用のＵＶ樹脂で樹脂型をつくり、該樹脂型でフレネルレンズを成型することにより、接続面ｇ’面の粗面化が実現できる。
【実施例３】
【００２９】
次に本発明の第３実施形態について図７を用いて説明する。この実施形態は、全反射プリズム部と屈折型プリズム部とを紫外線硬化樹脂で成型したことを特徴とするものである。図７は、本発明の第３実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図である。フレネルレンズシート６を構成する透明基材１３に、紫外線硬化樹脂で全反射型プリズム１０及び屈折型プリズム１１を形成するが、両プリズム１０，１１が形成されていない部分の紫外線硬化樹脂層の厚さは両プリズム１０，１１の谷部の高さと略等しい。両プリズム１０，１１が形成されていない部分の紫外線硬化樹脂層の厚さを両プリズム１０，１１の山部の高さと略等しくする場合と比較して紫外線硬化樹脂を節約できフレネルレンズシート６の軽量化を達成することができる。
【実施例４】
【００３０】
次に本発明の第４実施形態について図８を用いて説明する。図８は、本発明の第４実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図である。全反射プリズム部と屈折型プリズム部は、第３実施形態と同様に、紫外線硬化樹脂で成型されており、図７と同一番号、同一符号は同一部品を表す。図８が図７と異なる点は、屈折型プリズム１１に拡散材１８が混入されている点にある。拡散材１８は紫外線硬化樹脂に混入されるため、屈折型プリズム１１が形成されていない部分の第２の紫外線硬化樹脂層１５にも入るが、厚さが薄く且つ光線が垂直に通過するためその影響は少ない。屈折型プリズム１１に拡散材１８を混入すると、フレネルレンズシート６の屈折型プリズム部にスポット光を入射した時の出射光の光量分布が改善される。但し、拡散材を入れることにより光束量のピーク値が下がるので、フレネルレンズシート６の全反射型プリズム部１０と屈折型プリズム部１１の対向部を、屈折型プリズム部の反射損が少ない光線入射角の小さい方へ移動させる必要がある。
【実施例５】
【００３１】
次に本発明の第５実施形態について図９を用いて説明する。図９は、本発明の第５実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図である。図８と同一番号、同一符号は同一部品を表す。図９が図８と異なる点は、屈折型プリズム１１だけでなく全反射型プリズム１０にも拡散材１９が混入されている点にある。拡散材１９は紫外線硬化樹脂に混入されるため全反射型プリズム１０が形成されていない部分の第１の紫外線硬化樹脂層１４にも入るが、厚さが薄く且つ光線が垂直に通過するためその影響は少ない。また拡散材を屈折型プリズム１１だけでなく全反射型プリズム１０にも混入しているので、屈折型プリズムと全反射型プリズムの出射光の光量分布は更によい一致をみることができる。但し、フレアが過大となると共に光束量のピークが減少するため過度に入れることはできない。また、全反射型プリズム１０はもともとフレアの発生が大きいので、全反射型プリズム１０に混入される拡散材１９による拡散効果は、屈折型プリズム１１に混入される拡散材１８の拡散効果より低く設定するとよい。しかし、同じ拡散材でも発明の本質に影響が無いことは言うまでも無い。
【００３２】
また、上記実施形態では、全反射型プリズム、及び対向プリズム４１以外の屈折型プリズムのいずれも、その先端部が尖っているものとした。しかしながら、成型上の都合や光の不連続部分の発生を解消するために、全反射型プリズム及び／または屈折型プリズムの先端部に丸み（すなわち曲面）を持たせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明が適用される画像表示装置の一例を示す一部断面斜視図。
【図２】図１に示す画像表示装置の透過型スクリーン３の構造を示す模式図。
【図３】図２に示す本発明によるフレネルレンズシート６の全反射部の縦断面図。
【図４】本発明の第１実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図５】本発明の第２実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図６】本発明の第２実施形態において、屈折型プリズム部の接続面(g)を粗面する方法を示した図。
【図７】本発明の第３実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図８】本発明の第４実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図９】本発明の第５実施形態に係るフレネルレンズシート６の縦断面図。
【図１０】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。
【符号の説明】
【００３４】
１…画像発生源、２…投写レンズ、３…透過型スクリーン、４…反射ミラー、５…筐体、６…フレネルレンズシート、７…拡散シート、１０…全反射型プリズム部、１１…屈折型プリズム部、１２…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、１３…透明基材、１４,１５…透明紫外線硬化樹脂層、１８,１９…拡散材。
【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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