(57)【要約】  【課題】異なる２方向の視野角を制御することができるレンチキュラーレンズシートを提供できるようにする。  【解決手段】レンチキュラーレンズシートは、一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズ４１ａと、他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズ４２ａとを備える。第２のレンチキュラーレンズ４２ａは、第１のレンチキュラーレンズ４１ａの集光部に設けられる。第１のレンチキュラーレンズ４１ａは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、第２のレンチキュラーレンズ４２ａは、少なくとも一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有する。【選択図】図５
2007304433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズと、
他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズと
を備え、
上記第２のレンチキュラーレンズは、上記第１のレンチキュラーレンズの集光部に設けられ、
上記第１のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、
上記第２のレンチキュラーレンズは、少なくとも上記一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有することを特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項２】
上記第１および第２のレンチキュラーレンズがそれぞれ、シリンドリカルレンズ、トロイダルレンズ、球面レンズまたは非球面レンズであることを特徴とする請求項１記載のレンチキュラーレンズシート。
【請求項３】
光吸収性を有する遮光層を上記他主面にさらに有し、
上記遮光層は、上記第１のレンチキュラーレンズの集光部に開口を有することを特徴とする請求項１記載のレンチキュラーレンズシート。
【請求項４】
上記レンチキュラーレンズの非集光部に設けられた突出部と、
上記突出部の突出面に設けられた、光吸収性を有する遮光層と
をさらに備えることを特徴とする請求項１のレンチキュラーレンズシート。
【請求項５】
フレネルレンズシートと、
レンチキュラーレンズシートと
を備え、
一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズと、
他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズと
を備え、
上記第２のレンチキュラーレンズは、上記第１のレンチキュラーレンズの集光部に設けられ、
上記第１のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、
上記第２のレンチキュラーレンズは、少なくとも上記一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有することを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項６】
画像を投射するプロジェクタと、
上記プロジェクタから投射された画像を透過表示する透過型スクリーンと
を備え、
上記透過型スクリーンは、
フレネルレンズシートと、
レンチキュラーシートと
を備え、
上記レンチキュラーレンズシートは、
一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズと、
他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズと
を備え、
上記第２のレンチキュラーレンズは、上記第１のレンチキュラーレンズの集光部に設けられ、
上記第１のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、
上記第２のレンチキュラーレンズは、少なくとも上記一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有することを特徴とする背面投射型の画像表示装置。
【請求項７】
光を出射する光源と、
レンチキュラーレンズシートと、
上記光源から出射された光に基づき、画像を表示する液晶パネル部と
を備え、
上記レンチキュラーレンズシートは、
一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズと、
他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズと
を備え、
上記第２のレンチキュラーレンズは、上記第１のレンチキュラーレンズの集光部に設けられ、
上記第１のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、
上記第２のレンチキュラーレンズは、少なくとも上記一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンチキュラーレンズシート、透過型スクリーン、背面投射型の画像表示装置および液晶表示装置に関する。詳しくは、背面投射型の画像表示装置および液晶表示装置などの視野角を制御するためのレンチキュラーレンズシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、背面投射型のディスプレイは、プラズマディスプレイなどに比して視野角が狭いという問題がある。そこで、近年では、背面投射型のディスプレイの視野角を拡大させ、商品価値を高めることが望まれている。従来、背面投射型のディスプレイでは、透過型スクリーンの光入射側の面にレンチキュラーレンズ（シリンドリカルレンズ）を設けて、視野角を拡大することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許３３５１３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のようにレンチキュラーレンズを設けることで水平方向の配光機能を得ることはできるが、視野角の制御は、水平方向に限定されてしまい、垂直方向の視野角を制御することは困難である。
【０００５】
また、液晶ディスプレイにおいても視野角に関する問題があり、ＶＡ（Vertical Alignment）、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）などの液晶技術により視野角改善の効果を得ているが、液晶方式の依存度が高く補償範囲も限定されるなどの問題を抱えている。
【０００６】
したがって、この発明の目的は、異なる２方向の視野角を制御することができるレンチキュラーレンズシート、透過型スクリーン、背面投射型の画像表示装置および液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、
一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズと、
他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズと
を備え、
第２のレンチキュラーレンズは、第１のレンチキュラーレンズの集光部に設けられ、
第１のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、
第２のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有することを特徴とするレンチキュラーレンズシートである。
【０００８】
第２の発明は、
フレネルレンズシートと、
レンチキュラーレンズシートと
を備え、
一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズと、
他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズと
を備え、
第２のレンチキュラーレンズは、第１のレンチキュラーレンズの集光部に設けられ、
第１のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、
第２のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有することを特徴とする透過型スクリーンである。
【０００９】
第３の発明は、
画像を投射するプロジェクタと、
プロジェクタから投射された画像を透過表示する透過型スクリーンと
を備え、
透過型スクリーンは、
フレネルレンズシートと、
レンチキュラーシートと
を備え、
レンチキュラーレンズシートは、
一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズと、
他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズと
を備え、
第２のレンチキュラーレンズは、第１のレンチキュラーレンズの集光部に設けられ、
第１のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、
第２のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有することを特徴とする背面投射型の画像表示装置である。
【００１０】
第４の発明は、
光を出射する光源と、
レンチキュラーレンズシートと、
光源から出射された光に基づき、画像を表示する液晶パネル部と
を備え、
レンチキュラーレンズシートは、
一主面に設けられた第１のレンチキュラーレンズと、
他主面に設けられた第２のレンチキュラーレンズと
を備え、
第２のレンチキュラーレンズは、第１のレンチキュラーレンズの集光部に設けられ、
第１のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向にレンズ作用を有し、
第２のレンチキュラーレンズは、少なくとも一方向とは異なる他方向にレンズ作用を有することを特徴とする液晶表示装置である。
【００１１】
第１〜第４の発明において、シートとは、薄膜状や薄板状のものをいい、シートにはフィルムや基板なども含まれる。レンズ作用とは、光を屈折させて集光および拡散などする作用をいう。
【００１２】
第１〜第４の発明において、第１および第２のレンチキュラーレンズがそれぞれ、シリンドリカルレンズ、トロイダルレンズ、球面レンズまたは非球面レンズであることが好ましい。ここで、非球面とは、断面が円および直線でない面のことをいい、例えば、放物面、双曲面、楕円面、４次曲面、自由曲面などである。
【００１３】
第１〜第４の発明において、光吸収性を有する遮光層を他主面にさらに有し、遮光層は、第１のレンチキュラーレンズの集光部に開口を有することが好ましい。
【００１４】
第１〜第４の発明において、レンチキュラーレンズの非集光部に設けられた突出部と、突出部の突出面に設けられた、光吸収性を有する遮光層とをさらに備えることが好ましい。
【００１５】
第１〜第４の発明では、レンチキュラーレンズシートに入射する光は、第１のレンチキュラーレンズにより少なくとも一方向に広げられ、第２のレンチキュラーレンズにより少なくとも他方向に広げられるので、レンチキュラーレンズシートに入射する光を異なる２方向に向けて広げることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、この発明によれば、レンチキュラーレンズシートに入射する光を異なる２方向に広げることができるので、背面投射型の画像表示装置や液晶表示装置の視野角の改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００１８】
（１）第１の実施形態
（１−１）背面投射型の画像表示装置の構成
図１は、この発明の第１の実施形態による背面投射型の画像表示装置の一構成例を示す。この背面投射型の画像表示装置１は、キャビネット２、プロジェクタ３、反射ミラー４および透過型スクリーン５を備える。キャビネット２は箱状を有し、その前面に設けられた開口を塞ぐように透過型スクリーン５が設けられている。また、キャビネット２の背面側の上部には傾斜面が設けられ、この傾斜面に沿うようにして、キャビネット２内に反射ミラー４が設けられている。さらに、キャビネット２内の底面近くにはプロジェクタ３が設けられている。
【００１９】
上述のように構成された背面投射型の画像表示装置１では、プロジェクタ３から出射された光Ｌは、反射ミラー４により反射された後、映像面に設けられた透過型スクリーン５で結像する。
【００２０】
（プロジェクタ）
プロジェクタ３は、画像を透過型スクリーン５に拡大投射するものである。このプロジェクタ３としては、例えば透過型液晶プロジェクタまたは反射型液晶プロジェクタなどのライトバルブ式プロジェクタを用いることができる。
【００２１】
図２は、プロジェクタ３の一構成例を示す斜視図である。このプロジェクタ３は、反射型液晶プロジェクタの一例である。光源１１から出射された光は、ライトインテグレータ１２を透過した後、ダイクロイックミラー１３Ｇにより緑光は反射され、マゼンタ光（赤光＋青光）が透過される。ダイクロイックミラー１３Ｇにより反射された緑色光は、ミラー１８により反射された後、フィールドレンズ１４Ｇを透過し、プリ（前置）ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）１９Ｇにより光の偏光度が高められ、メイン（主）ＰＢＳ２０Ｇに向けて出射される。
【００２２】
ダイクロイックミラー１３Ｇを透過したマゼンタ光は、フィールドレンズ１４Ｍを透過し、ダイクロイックミラー１３Ｂに入射し、入射したマゼンタ光のうち青光は反射され、赤光は透過する。反射された青光はプリＰＢＳ１９Ｂに入射し、その光の偏光度がプリＰＢＳ１９Ｂによりが高められ、メインＰＢＳ２０Ｂに向けて出射される。
【００２３】
ダイクロイックミラー１３Ｂを透過した赤光は、ミラー１５，１６，１７により反射されて光路が変えられ、フィールドレンズ１４Ｒを通過した後、プリＰＢＳ１９Ｒにより光の偏光度を高められ、メインＰＢＳ２０Ｒに向けて出射される。
【００２４】
メインＰＢＳ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、入射する光の一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を反射し、他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を透過するようになっている。
【００２５】
反射型液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂには、メインＰＢＳ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂによって分離された所定の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の色光が入射されるようになっている。反射型液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、画像信号に基づいて与えられた駆動電圧に応じて駆動され、入射光を変調させると共に、その変調された光をメインＰＢＳ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂに向けて反射する。
【００２６】
クロスダイクロイックプリズム２２は、反射型液晶ライトバルブ２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから出射され、メインＰＢＳ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを通過した所定の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の色光を合成して出射する。投射レンズ２３は、クロスダイクロイックプリズム２２から出射された合成光を透過型スクリーン５に向けて投射する。
【００２７】
（透過型スクリーン）
図３は、この発明の第１の実施形態による透過型スクリーンの一構成例を示す断面図である。透過型スクリーン５は、プロジェクタ３により投射された画像を表示するためのものであり、フレネルレンズシート３０と、レンチキュラーレンズシート４０とを備える。この透過型スクリーン５は、例えばアスペクト比１６：９などのやや細長の長方形状を有する。以下では、各シートなどの長辺方向をＸ軸方向、短辺方向をＹ軸方向、厚さ方向をＺ軸方向と称する。また、各シートなどの観察者側となる面を表面と称し、それとは反対側の面を裏面と称する。
【００２８】
フレネルレンズシート３０の裏面側には、基板３３がさらに設けられ、フレネルレンズシート３０と基板３３とは粘着層３４により貼り合わされている。また、レンチキュラーレンズシート４０の表面側には、拡散フィルム４５、基板４６、アンチグレア・ハードコートフィルム（以下、ＡＧ・ＨＣフィルム）４７がさらに設けられ、それぞれの間は粘着層４８ａ，４８ｂ，４８ｃにより貼り合わされている。
【００２９】
以下、透過型スクリーン５を構成するフレネルレンズシート３０、基板３３、レンチキュラーレンズシート４０、拡散フィルム４５、基板４６、ＡＧ・ＨＣフィルム４７について順次説明する。
【００３０】
（フレネルレンズシート）
フレネルレンズシート３０は、プロジェクタ３からの投射光を略平行光として出射する光学シートである。フレネルレンズシート３０は、支持体であるフィルム３２と、このフィルム３２の表面に設けられたフレネルレンズ３１とを備える。
【００３１】
フィルム３２の材料としては、例えば透明性を有するプラスチックを用いることができる。このようなプラスチックとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いることができる。フレネルレンズ３１は、例えば、フィルム３２の中心からプリズムが同心円状に配された構成を有する。このフレネルレンズ３１の作製方法としては、公知の作製方法を用いることができる。このような公知の作製方法としては、例えば、切削加工が施された金型に紫外線硬化樹脂などの感光性樹脂を塗布・硬化させた後、剥離する方法を挙げることができる。
【００３２】
（基板）
基板３３は、フレネルレンズシート３０を支持するためのものである。この基板３３を構成する材料としては、例えばガラス、プラスチックなどを用いることができ、透過型スクリーン５の平面性を維持する観点からすると、ガラスを用いることが好ましく、コストの観点からすると、プラスチックを用いることが好ましい。
【００３３】
（レンチキュラーレンズシート）
レンチキュラーレンズシート４０は、フレネルレンズシート３０から出射された平行光を受け、水平方向および垂直方向に広げ、表示光として出射する光学シートである。レンチキュラーレンズシート４０は、画像投射側となる裏面に設けられた第１のトロイダルレンズアレイ４１と、観察者側となる表面に設けられた第２のレンズアレイ４２とを備える。また、レンチキュラーレンズシート４０は、観察者側となる表面に設けられた突出部４３と、この突出部４３の突出面に設けられた遮光層４４とをさらに備える。
【００３４】
図４Ａは、レンチキュラーレンズシート４０の裏面を模式的に示す平面図である。図４Ｂは、レンチキュラーレンズシート４０の表面を模式的に示す平面図である。図５Ａは、図４ＡのＡ−Ａ線におけるＸＺ断面図である。図５Ｂは、図４ＡのＢ−Ｂ線におけるＹＺ断面図である。
【００３５】
第１のレンズアレイ４１は、単位レンズである第１のトロイダルレンズ４１ａをＸ軸方向およびＹ軸方向に周期的に配列してなる稠密アレイである。第１のトロイダルレンズ４１ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の曲率が異なるレンズであって、レンチキュラーレンズシート４０の裏面に垂直な方向から見ると、例えば四角形状、六角形状、八角形などの多角形状を有する。なお、図４Ａでは、第１のトロイダルレンズ４１ａが四角形状である場合を例として示している。第１のトロイダルレンズ４１ａのＸ軸方向およびＹ軸方向のレンズピッチは、特に限定されるものではないが、例えば１００μｍに選ばれる。
【００３６】
第２のレンズアレイ４２は、単位レンズである第２のトロイダルレンズ４２ａをＸ軸方向およびＹ軸方向に所定間隔離して周期的に配列してなるアレイである。第２のトロイダルレンズ４２ａは、例えばレンチキュラーレンズシート４１の裏面側から平行光を照射した場合に、平行光が第１のトロイダルレンズ４１ａにより集光される集光部に設けられている。したがって、裏面側に設けられたトロイダルレンズ４１ａと表面側に設けられたトロイダルレンズ４２ａとが対をなし、その頂点はＺ軸に平行な同一直線上に位置している。ここで、平行光とは、レンチキュラーレンズシート４０の裏面に対して垂直に入射する光のことをいう。
【００３７】
第２のトロイダルレンズ４２ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の曲率が異なるレンズであって、レンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えば四角形状、六角形状、八角形などの多角形状を有する。なお、図４ｂでは、第２のトロイダルレンズ４２ａが四角形状である場合を例として示している。
【００３８】
突出部４３は、遮光層４４を形成するためのものであり、例えばレンチキュラーレンズシート４０の裏面側から平行光を照射した場合に、平行光が第１のトロイダルレンズ４１ａにより集光されない非集光部に設けられている。したがって、突出部４３は、例えば、レンチキュラーレンズシート４０の表面のうち第２のトロイダルレンズ４２ａ以外の部分に設けられ、第２のトロイダルレンズ４２ａを四方から囲むようになっている。突出部４３の突出面は平面状の形状を有し、その突出面をレンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えばマトリックス状の形状を有する。
【００３９】
遮光層４４は、観察者側となる表面に入射する外光を吸収し、透過型スクリーン５のコントラストを向上させるためのものである。遮光層４４は、第２のトロイダルレンズ４２ａに対応する部分に開口部４４ａを有する。開口部４４ａの形状は、第２のトロイダルレンズ４２ａの形状に応じて異なり、レンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えば四角形状、六角形状、八角形などの多角形状を有する。また、遮光層４４は、レンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えばマトリックス状の形状を有する。
【００４０】
（拡散フィルム）
拡散フィルム４５は、レンチキュラーレンズシート４０を透過した光を拡散し、水平方向および垂直方向の視野角を改善するためのものである。この拡散フィルム４５は、支持体であるフィルム４５ｂと、このフィルム４５ｂの表面に設けられた拡散層４５ａとを有する。フィルム４５ｂの材料としては、透明性を有するプラスチックなどを用いることができる。このようなプラスチックとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いることができる。拡散層４５ａは光を拡散するためのものであり、この拡散層４５ａには、例えばプラスチックビーズまたはガラスビーズなどの拡散材が分散されている。
【００４１】
（基板）
基板４６は、レンチキュラーレンズシート４０を支持するためのものである。この基板４６を構成する材料としては、例えばガラス、プラスチックなどを用いることができ、透過型スクリーン５の平面性を維持する観点からすると、ガラスを用いることが好ましく、コストの観点からすると、プラスチックを用いることが好ましい。
【００４２】
（ＡＧ・ＨＣフィルム）
ＡＧ・ＨＣフィルム４７は、透過型スクリーン５の表面保護および反射光の散乱をするためのものである。ＡＧ・ＨＣフィルム４７は、フィルム４７ｂと、このフィルム４７ｂの表面に設けられたＡＧ・ＨＣ層４７ａとを有する。フィルム４７ｂの材料としては、透明性を有するプラスチックなどを用いることができる。このようなプラスチックとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）を用いることができる。ＡＧ・ＨＣ層４７ａは、例えば、ハードコート樹脂中にシリカ粒子などの微粒子を分散し、フィルム４７ｂ上に塗布・硬化することにより形成される。
【００４３】
（１−２）レンチキュラーレンズシートの製造方法
この第１の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法は、第１の平板金型の作製工程、第２の平板金型の作成工程、レンチキュラーレンズシートの作製工程および遮光層の形成工程からなる。以下、図６〜８を参照しながら、レンチキュラーレンズシートの製造方法の一例について説明する。
【００４４】
（第１の平板金型の作製工程）
まず、図６Ａに示すように、被加工物５１を準備する。この被加工物５１としては、例えば、板状、シート状またはフィルム状などの基材を用いることができる。また、被加工物５１の材料としては、公知のプラスチックを用いることができる。このようなプラスチックとしては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエステル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびポリカーボネートなどが挙げられる。プラスチックの耐熱性、ガラス転移点により加工性や加工後の表面形状が変化するため、加工条件に応じてプラスチックを適宜選択することが好ましく、例えばポリカーボネートを用いることが最も好ましい。
【００４５】
次に、図６Ｂに示すように、例えばエキシマレーザを用いたマスクイメージング法により、被加工物５１に対して第１のレンズアレイ４１に対応する凹型の加工を行い、第１のレンズアレイ４１の形状に対応した凹型の母型５２を形成する。
【００４６】
次に、図６Ｃに示すように、上述のようにして得られた母型５２の成形面に対して下地処理として導電化処理を行い、導電化膜５３ａを形成する。導電化処理としては、例えば無電解メッキ法を用いることができる。ここで、導電化膜５３ａは、例えばニッケルなどからなる金属被膜である。
【００４７】
次に、図６Ｄに示すように、例えば、電気メッキ法により、母型５２の成形面に形成された導電化膜５３ａ上にニッケルメッキ層などの金属メッキ層５３ｂを形成する。その後、母型５２から金属メッキ層５３ｂを剥離することにより、図６Ｅに示すように、母型５２とは反対の凹凸パターンを有する複製母型５３が得られる。
【００４８】
次に、図６Ｆに示すように、例えば、電気メッキ法により、複製母型５３の成形面上にニッケルメッキ層などの金属メッキ層５４を形成する。その後、複製母型５３から金属メッキ層５４を剥離することにより、図６Ｇに示すように、母型５２と同様の凹凸パターンを有する第１の平板金型５５ａが得られる。
【００４９】
（第２の平板金型の作製工程）
図７に示すように、例えばエキシマレーザを用いたマスクイメージング法などにより、被加工物５１に対して第２のレンズアレイ４２および突出部４３に対応する凹型の加工を行い、第２のレンズアレイ４２および突出部４３の形状に対応した凹型の母型５２を形成する以外のことは、上述の第１の平板金型の作製工程と同様にして、第２の平板金型５５ｂを作製する。なお、図７では、第１の平板金型の作製工程と対応する部分には同一の符号を付している。
【００５０】
（レンチキュラーレンズシートの作製工程）
まず、図８を参照して、この第１の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法に用いられるシート製造装置について説明する。
【００５１】
図８に示すように、このシート製造装置は、加圧プレート６１ａ，６１ｂを備え、この加圧プレート６１ａ，６１ｂの間に第１の平板金型５５ａおよび第２の平板金型５５ｂが配され、さらに、これらの第１の平板金型５５ａおよび第２の平板金型５５ｂの間に、シート６０が配される。なお、図示を省略するが、このシート製造装置は、加圧プレート６１ａ，６１ｂをプレスするためのプレス機構と、加圧プレート６１ａ，６１ｂ付近を真空雰囲気にするための真空チャンバとを有する。
【００５２】
加圧プレート６１ａ，６１ｂは、第１の平板金型５５ａおよび第２の平板金型５５ｂによって挟み込まれたシート６０を加圧するためのものである。加圧プレート６１ａ，６１ｂの内部には、ヒータなどの加熱機構と冷却管などの冷却機構とが設けられ、加圧プレート６１ａ，６１ｂは加熱および冷却可能に構成されている。なお、冷却管に供給される冷媒としては、例えば、水または油などが用いられる。
【００５３】
第１の平板金型５５ａは、レンチキュラーレンズシート４０の画像投射側となる裏面を形成するためのものであり、薄板状の形状を有する。その一主面には、第１のレンズアレイ４１を形成するための微細形状が設けられ、他主面は、平面状とされている。第２の平板金型５５ｂは、レンチキュラーレンズシート４０の観察者側となる表面を形成するためのものであり、薄板状の形状を有する。その一主面には、第２のトロイダルレンズ４２および突出部４３を形成するための微細形状が設けられ、他主面は、平面状とされている。なお、第１のレンズアレイ４１および第２のレンズアレイ４２を形成するための微細形状をダイヤモンドバイトによる精密切削により形成するようにしてもよい。
【００５４】
次に、図８を参照しながら、この第１の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法について説明する。まず、第１の平板金型５５ａと第２の平板金型５５ｂとの間にシート６０を配して、真空チャンバ内を真空引きする。その後、加圧プレート６１ａ，６１ｂにより第１の平板金型５５ａと第２の平板金型５５ｂとを挟み込み、矢印ａに示す方向から加圧プレート６１ａに所定の力を加えて、シート６０を加圧する。この際、加圧プレート６１ａ，６１ｂを所定温度に加熱しておくようにする。これにより、第１の平板金型５５ａおよび第２の平板金型５５ｂの一主面に設けられた微細形状の転写をより容易にすることができる。シート６０の材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ゼオノア（登録商標）などを用いることができる。
【００５５】
そして、一定時間加圧した後、内部に備えられた冷却管（図示省略）などの冷却機構によって、加圧プレート６１ａ，６１ｂを冷却し、加圧プレート６１ａ，６１ｂの温度が例えば室温程度に達したら加圧プレート６１ａ，６１ｂを開く。以上の工程により、レンチキュラーレンズシート４０を得ることができる。
【００５６】
（遮光層の形成工程）
次に、例えばスクリーン印刷やオフセット印刷などの印刷法により、観察者側となる表面の突出部４３の突出面に遮光層４４を形成する。以上により、遮光層４４が設けられたレンチキュラーレンズシート４０が得られる。
【００５７】
上述したように、この第１の実施形態によれば、透過型スクリーン５は、効率よく利用者側の方向へ主光線を向けるフレネルレンズシート３０と、このフレネルレンズシート３０を透過した映像光を平面画像として拡散作用を行うレンチキュラーレンズシート４０とを備える。レンチキュラーレンズシート４０は、画像投射側となる裏面に設けられた第１のレンズアレイ４１と、観察射側となる表面に設けられた第２のレンズアレイ４２ａとを有し、第１のレンズアレイ４１は、画像投射側となる裏面に稠密された第１のトロイダルレンズ４１ａからなり、第２のレンズアレイ４１は、観察者側となる表面に配された第２のトロイダルレンズ４２ａからなる。第２のトロイダルレンズ４２ａは、第１のトロイダルレンズ４１ａの集光部に設けられ、第１のトロイダルレンズ４１ａおよび第２のトロイダルレンズ４２ａは、Ｘ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）に異なるレンズ作用を有する。したがって、配光特性を改善し正面輝度の確保すると共に、視野角特性を向上できる。また、視野角は水平方向のみならず、垂直方向に対しても制御可能である。これによって、背面投射型の画像表示装置１の水平方向および垂直方向の視野角を拡大制御して商品価値を高めることができる。
【００５８】
（２）第２の実施形態
この第２の実施形態による背面投射型の画像表示装置１は、レンチキュラーレンズシート４０以外のことは上述の第１の実施形態と同様であるので、以下ではレンチキュラーレンズシート４０について説明する。
【００５９】
図９Ａは、レンチキュラーレンズシート４０の裏面を模式的に示す平面図である。図９Ｂは、レンチキュラーレンズシート４０の表面を模式的に示す平面図である。図１０Ａは、レンチキュラーレンズシート４０のＸＺ断面である。図１０Ｂは、レンチキュラーレンズシート４０のＹＺ断面である。なお、このＸＺ断面およびＹＺ断面は、図５に示す断面と対応する位置におけるものである。
【００６０】
レンチキュラーレンズシート４０は、フレネルレンズシート３０から出射された平行光を受け、水平方向および垂直方向に広げ、表示光として出射する光学シートである。レンチキュラーレンズシート４０は、画像投射側となる裏面に設けられた第１のレンズアレイ４１と、観察者側となる表面に設けられた第２のレンズアレイ４２とを備える。また、レンチキュラーレンズシート４０は、観察者側となる表面に設けられた突出部４３と、この突出部４３の突出面に設けられた遮光層４４とをさらに備える。
【００６１】
第１のレンズアレイ４１は、単位レンズである第１のシリンドリカルレンズ４１ａをＸ軸方向に隣接するように配列してなる稠密アレイである。第１のシリンドリカルレンズ４１ａは、レンチキュラーレンズシート４０の裏面に垂直な方向から見ると、例えばストライプ状を有する。第１のシリンドリカルレンズ４１ａのＸ軸方向のレンズピッチは、特に限定されるものではないが、例えば１００μｍに選ばれる。
【００６２】
第１のシリンドリカルレンズ４１ａは、Ｘ方向に円弧状であり、Ｙ方向に直線状であるレンズ面を有する。したがって、第１のシリンドリカルレンズ４１ａは、Ｘ方向にレンズ作用を有し、Ｙ方向にレンズ作用を有さないものである。
【００６３】
第２のレンズアレイ４２は、単位レンズである第２のシリンドリカルレンズ４２ａをＹ軸方向に隣接するように配列してなるアレイである。第２のシリンドリカルレンズ４２ａは、レンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えば四角形状を有する。第２のシリンドリカルレンズ４２ａは、例えばレンチキュラーレンズシート４１の裏面側から平行光を照射した場合に、平行光が第１のシリンドリカルレンズ４１ａにより集光される集光部に設けられている。ここで、平行光とは、レンチキュラーレンズシート４０の裏面に対して垂直に入射する光のことをいう。
【００６４】
第２のシリンドリカルレンズ４２ａは、Ｘ方向に直線状であり、Ｙ方向に円弧状であるレンズ面を有する。したがって、シリンドリカルレンズ４１ａは、Ｘ方向にレンズ作用を有せず、Ｙ方向にレンズ作用を有するものである。
【００６５】
また、突出部４３は、遮光層４４を形成するためのものであり、例えばレンチキュラーレンズシート４０の裏面側から平行光を照射した場合に、平行光が第１のトロイダルレンズ４１ａにより集光されない非集光部に設けられている。したがって、突出部４３は、例えば、レンチキュラーレンズシート４０の表面のうち第２のトロイダルレンズ４２ａ以外の部分に設けられ、第２のトロイダルレンズ４２ａを両側から囲むようになっている。突出部４３の突出面は平面状の形状を有し、その突出面をレンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えばストライプ状を有する。
【００６６】
遮光層４４は、観察者側となる表面に入射する外光を吸収し、透過型スクリーン５のコントラストを向上させるためのものである。遮光層４４は、第２のトロイダルレンズ４２ａに対応する部分に開口部４４ａを有する。遮光層４４は、レンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えばストライプ状を有する。
【００６７】
（３）第３の実施形態
この第３の実施形態による背面投射型の画像表示装置１は、レンチキュラーレンズシート４０以外のことは上述の第１の実施形態と同様であるので、以下ではレンチキュラーレンズシート４０について説明する。
【００６８】
図１１Ａは、レンチキュラーレンズシート４０のＸＺ断面である。図１１Ｂは、レンチキュラーレンズシート４０のＹＺ断面である。なお、このＸＺ断面およびＹＺ断面は、図５に示す断面と対応する位置におけるものである。
【００６９】
この第３の実施形態によるレンチキュラーレンズシート４０は、画像投射側となる裏面に単位レンズとしてトロイダルレンズ４１ａを有し、観察者側となる表面に単位レンズとしてシリンドリカルレンズ４２ａを有する以外のことは、上述の第１の実施形態と同様の構成を有する。
【００７０】
トロイダルレンズ４１ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の曲率が異なるレンズであって、レンチキュラーレンズシート４０の裏面に垂直な方向から見ると、例えば四角形状、六角形状、八角形などの多角形状を有する。
【００７１】
シリンドリカルレンズ４２ａは、Ｘ方向に円弧状であり、Ｙ方向に直線状であるレンズ面を有する。したがって、シリンドリカルレンズ４１ａは、Ｘ方向にレンズ作用を有し、Ｙ方向にレンズ作用を有さないものである。シリンドリカルレンズ４２ａは、レンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えば四角形状、六角形状、八角形などの多角形状を有する。
【００７２】
（４）第４の実施形態
この第４の実施形態による背面投射型の画像表示装置１は、レンチキュラーレンズシート４０以外のことは上述の第１の実施形態と同様であるので、以下ではレンチキュラーレンズシート４０について説明する。
【００７３】
図１２Ａは、レンチキュラーレンズシート４０のＸＺ断面である。図１２Ｂは、レンチキュラーレンズシート４０のＹＺ断面である。なお、このＸＺ断面およびＹＺ断面は、図５に示す断面と対応する位置におけるものである。
【００７４】
この第４の実施形態によるレンチキュラーレンズシート４０は、画像投射側となる裏面に単位レンズとして球面レンズ４１ａを有し、観察者側となる表面に単位レンズとしてシリンドリカルレンズ４２ａを有する以外のことは、上述の第１の実施形態と同様の構成を有する。
【００７５】
球面レンズ４１ａは、Ｘ方向およびＹ方向に共に円弧状であるレンズ面を有する。シリンドリカルレンズ４２ａは、Ｙ方向に円弧状であり、Ｘ方向に直線状であるレンズ面を有する。したがって、シリンドリカルレンズ４１ａは、Ｙ方向にレンズ作用を有し、Ｘ方向にレンズ作用を有さないものである。
【００７６】
（５）第５の実施形態
この第５の実施形態による背面投射型の画像表示装置１は、上述の第１の実施形態と同様の構成を有する。したがって、背面投射型の画像表示装置１の構成についての説明を省略し、以下では、レンチキュラーレンズシートの製造方法について説明する。
【００７７】
この第５の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法は、溶融押出法によりレンズキュラーレンズシートを製造するものである。まず、図１３を参照して、この第５の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法に用いられるシート製造装置について説明する。
【００７８】
図１３に示すように、このシート製造装置は、ホッパ７１、押出機７２、Ｔダイ７３、第１の金型ロール７４、第２の金型ロール７５および加圧冷却ロール７６を備える。ホッパ７１は、樹脂材料を収納し、押出機７２に供給する。押出機７２は、樹脂材料７６を溶融し、Ｔダイ７３に供給する。Ｔダイ７３は、一の字状の開口を有するダイスであり、押出機７２から供給される樹脂材料を、成形しようとするシート幅まで広げて吐出する。
【００７９】
第１の金型ロール７４は、Ｔダイ７３から吐出されるシート状の樹脂材料の一主面に第１のレンズアレイ４１を連続的に形成するためのものである。第１の金型ロール７４は、円柱状の形状を有し、その円柱面には第１のレンズアレイ４１をシート状の樹脂材料に形成するための微細形状の型が設けられている。また、第１の金型ロール７４は、その軸を回転軸として回転可能な構成を有する。
【００８０】
第２の金型ロール７５は、Ｔダイ７３から吐出されるシート状の樹脂材料の他主面に第２のレンズアレイ４２を連続的に形成するためのものである。第２の金型ロール７５は、円柱状の形状を有し、その円柱面には第２のレンズアレイ４２をシート状の樹脂材料に形成するための微細形状の型が設けられている。また、第２の金型ロール７５は、その軸を回転軸として回転可能な構成を有する。
【００８１】
加圧冷却ロール７６は、その内部に冷却機構を備え、Ｔダイ７３から吐出された樹脂材料を冷却固化するためのものである。また、加圧冷却ロール７６は、円柱状の形状を有し、その軸を回転軸として回転可能に構成されている。
【００８２】
樹脂材料７６としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ゼオノア（登録商標）などのプラスチック材料を用いることができる。
【００８３】
第１の金型ロール７４および第２の金型ロール７５の材料としては、その円柱面に設けられた微細形状を精密に形成するのに適した金属材料を用いることが好ましい。このような金属材料としては、好ましくは、アルミ合金または銅合金が用いられ、より好ましくは、無酸素銅が用いられる。円柱面の微細形状は、例えば、ダイヤモンドバイトによる精密切削により形成される。
【００８４】
なお、ダイヤモンドバイトの精密切削などにより微細形状を形成することが困難な鉄系材料などにより、第１の金型ロール７４および第２の金型ロール７５を構成する場合には、その表面に銅メッキまたはニッケルメッキなどからなる加工層を形成し、この加工層上に微細形状を形成するようにすればよい。
【００８５】
次に、図１３を参照しながら、第５の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法について説明する。まず、ホッパ７１に格納された樹脂材料を押出機７２により溶融してＴダイ７３に順次供給し、Ｔダイ７３から溶融した樹脂材料を連続的に吐出させる。そして、Ｔダイ７３から吐出されたシート状の樹脂材料を第１の金型ロール７４および第２の金型ロール７５によりニップして、シート状の樹脂材料の表裏面に微細形状を転写する。そして、シート状の樹脂材料を第１の金型ロール７４の円柱面に巻きつかせるようにして搬送すると共に、第１の金型ロール７４と加圧冷却ロール７６とによりシート状の樹脂材料をニップして、シート状の樹脂材料を冷却する。以上の工程により、レンチキュラーレンズシート４０を得ることができる。
【００８６】
（６）第６の実施形態
この第６の実施形態による背面投射型の画像表示装置１は、上述の第１の実施形態と同様の構成を有する。したがって、背面投射型の画像表示装置１の構成についての説明を省略し、以下では、レンチキュラーレンズシートの製造方法について説明する。
【００８７】
この第６の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法は、感光性樹脂である紫外線硬化樹脂にレンズパターンの形状を転写して、レンズキュラーレンズシートを製造するものである。まず、図１４を参照して、この第６の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法に用いられるシート製造装置について説明する。
【００８８】
図１４に示すように、このシート製造装置は、加圧ロール８１、樹脂ディスペンサ８３、金型ロール８４、ＵＶランプ（紫外線ランプ）８５および剥離ロール８６を備える。基材となるシート８７は、帯状の形状を有し、このシート８７の材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）またはゼオノア（登録商標）などを用いることができる。このシート８７は、巻軸に予め巻き取られて巻物状とされ、シート製造装置の所定位置に回転可能に装着される。
【００８９】
金型ロール８４は、第１のレンズアレイ４１をシート８７の一主面に多数連続して形成するためのものである。金型ロール８４は、円柱状の形状を有し、その円柱面には、第１のレンズアレイ４１を形成するための微細形状の型が設けられている。また、金型ロール８４は、その軸を回転軸として回転可能に構成され、金型ロール８４の回転に伴ってシート８７が送り出される。
【００９０】
金型ロール８４の材料としては、その円柱面に設けられた微細形状を精密に形成するのに適した金属材料を用いることが好ましい。このような金属材料としては、好ましくは、アルミ合金または銅合金が用いられ、より好ましくは、無酸素銅が用いられる。円柱面の微細形状は、例えば、ダイヤモンドバイトによる精密切削により形成される。
【００９１】
なお、ダイヤモンドバイトの精密切削などを用いて微細形状を形成することが困難な鉄系材料などにより、金型ロール８４を構成する場合には、その表面に銅メッキまたはニッケルメッキなどからなる加工層を形成し、この加工層上に微細形状を形成するようにすればよい。
【００９２】
加圧ロール８１は、シート８７を加圧して金型ロール８４の円柱面に密着させると共に、第２のレンズアレイ４２をシート８７の他主面に形成するためのものである。加圧ロール８１は、その円柱面に第２のレンズアレイ４２を形成するための微細形状を有し、さらに、その内部に加熱機構を有する。このような加熱機構を設けることで、加圧ロール８１の表面温度を上げて、シート８７に対する微細形状の転写を容易にすることができる。また、加圧ロール８１は、円柱状の形状を有し、その半径は、例えば金型ロール８４の半径よりも小さく選ばれる。加圧ロール８１は、その軸を回転軸として回転可能に構成されている。
【００９３】
剥離ロール８６は、レンズアレイ４１が一主面に形成されたシート８７を、金型ロール８４から剥離するためのものである。剥離ロール８６は、円柱状の形状を有し、その半径は、例えば金型ロール８４の半径よりも小さく選ばれる。剥離ロール８６は、その軸を回転軸として回転可能に構成されている。
【００９４】
樹脂ディスペンサ８３は、紫外線硬化樹脂８２を滴下するためのものであり、紫外線硬化樹脂８２の滴下位置を調整できるように移動可能に構成されている。ＵＶランプ８５は、紫外線を照射可能に構成され、金型ロール８４に巻き付けるようにして搬送されるシート８７に対して紫外線を照射する。
【００９５】
次に、図１４を参照しながら、この発明の第６の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法について説明する。まず、微細形状が表面に設けられた金型ロール８４に基材となるシート８７を巻き付けて、加圧ロール８１と金型ロール８４とでニップすると共に、剥離ロール８６と金型ロール８４とでニップする。そして、樹脂ディスペンサ８３から金型ロール８４とシート８７との間に紫外線硬化樹脂８２を滴下して、金型ロール８４とシート８７との間に樹脂だまりを形成すると共に、加圧ロール８１によりシート８７を金型ロール８４に圧着しながら、金型ロール８４の円柱面に巻き付けるようにして送り出す。これにより、金型ロール８４の円柱面とシート８７との間に、紫外線硬化樹脂８２が塗布・充填されると共に、シート８７の他主面に第２のレンズアレイ４２が形成される。また、この際に、紫外線硬化樹脂８２に混在する気泡が除去される。
【００９６】
紫外線硬化樹脂８２としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、シリコーン樹脂などを用いることができるが、特に限定されるものではない。なお、第１のレンズアレイ４１を形成するための樹脂は紫外線硬化樹脂に限定されるものではなく、エネルギーを吸収して硬化する種々の樹脂を用いることができ、例えば、電子線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができる。
【００９７】
そして、金型ロール８４の下方から紫外線をシート８７に対して照射して紫外線硬化樹脂８２を硬化させた後、回転する剥離ロール８６により金型ロール８４からシート８７を引き剥がす。これにより、第１のレンズアレイ４１がシート８７上に形成される。以上の工程により、目的とするレンチキュラーレンズシート４０を得ることができる。
【００９８】
（７）第７の実施形態
上述の第１〜第６の実施形態では、この発明を背面投射側の画像表示装置に適用した場合について説明したが、この第７の実施形態では、この発明を液晶表示装置に適用した場合について説明する。
【００９９】
図１５は、この発明の第７の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す。図１５に示すように、この液晶表示装置１０１は、バックライト１０２および液晶パネル１０３を備える。
【０１００】
バックライト１０２は、液晶パネル１０３に対して光を供給するためのものであり、液晶パネル１０３の直下に配置されている。液晶パネル１０３は、バックライト１０２から供給された光を時間的空間的に変調して情報を表示するためのものである。この液晶パネル１０３の両面には、偏光板１０３ａ、１０３ｂが設けられる。偏光板１０３ａおよび偏光板１０３ｂは、入射する光のうち直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を吸収により遮へいするものである。偏光板１０３ａと偏光板１０３ｂとは、例えば、透過軸が互いに直交するように設けられる。
【０１０１】
図１５に示すように、バックライト１０２は、例えば、反射板１１１、１または２以上の光源１１２、拡散板１１３、拡散シート１１４、レンチキュラーレンズシート４０および反射型偏光子１１５を備える。１または２以上の光源１１２は、光を液晶パネル１０３に供給するためのものであり、例えば、蛍光ランプ（ＦＬ）、ＥＬ（Electro Luminescence）またはＬＥＤ(Light Emitting Diode)である。
【０１０２】
反射板１１１は、１または２以上の光源１１２を下方および側方から覆うように設けられ、１または２以上の光源１１２から下方および側方などに出射された光を反射して、液晶パネル１０３の方向に向けるためのものである。なお、反射板１１１に代えてシャーシを備えるようにしてもよい。
【０１０３】
拡散板１１３は、１または２以上の光源１１２の上方に設けられ、１または２以上の光源１１２からの出射光および反射板１１１による反射光を拡散させて輝度を均一にするためのものである。
【０１０４】
拡散シート１１４は、拡散板１１３上に設けられ、拡散板１１３にて拡散された光をさらに拡散するためのものである。また、拡散シート１１４に、光を集光させる機能をさらに持たせるようにしてもよい。
【０１０５】
レンチキュラーレンズシート４０は、拡散シート１１４の上方に設けられ、拡散シート１１４により拡散された光を水平方向および垂直方向に広げ、表示光として出射するものであり、やや細長の長方形状を有する。以下では、レンチキュラーレンズシート４０の長辺方向をＸ軸方向、短辺方向をＹ軸方向、厚さ方向をＺ軸方向と称する。また、レンチキュラーレンズシート４０の光源側となる面を裏面と称し、レンチキュラーレンズシート４０の液晶パネル側となる面を表面と称する。
【０１０６】
レンチキュラーレンズシート４０は、光源側となる裏面に設けられた第１のレンズアレイ４１と、液晶パネル側となる表面に設けられた第２のレンズアレイ４２とを備える。
【０１０７】
第１のレンズアレイ４１は、単位レンズである第１のトロイダルレンズをＸ軸方向およびＹ軸方向に周期的に配列してなるレンズアレイである。第１のトロイダルレンズ４１ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の曲率が異なるレンズであって、レンチキュラーレンズシート４０の裏面に垂直な方向から見ると、例えば四角形状、六角形状、八角形などの多角形状を有する。
【０１０８】
第２のレンズアレイ４２は、単位レンズである第２のトロイダルレンズをＸ軸方向およびＹ軸方向に周期的に配列してなるレンズアレイである。第２のトロイダルレンズ４２ａは、例えばレンチキュラーレンズシート４１の裏面側から平行光を照射した場合に、平行光が第１のトロイダルレンズにより集光される集光部に設けられている。したがって、裏面側に設けられたトロイダルレンズと表面側に設けられたトロイダルレンズとが対をなし、その頂点はＺ軸に平行な同一直線上に位置している。ここで、平行光とは、レンチキュラーレンズシート４０の裏面に対して垂直に入射する光のことをいう。
【０１０９】
第２のトロイダルレンズ４２ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の曲率が異なるレンズであって、レンチキュラーレンズシート４０の表面に垂直な方向から見ると、例えば四角形状、六角形状、八角形などの多角形状を有する。
【０１１０】
反射型偏光子１１５は、レンチキュラーレンズシート４０上に設けられ、レンチキュラーレンズシート４０により指向性を高められた光のうち、直交する偏光成分の一方のみを通過させ、他方を反射するものである。
【０１１１】
上述したように、この第１２の実施形態によれば、液晶表示装置１０１は、光源１１２と液晶パネル１０３との間にレンチキュラーレンズシート４０を備える。レンチキュラーレンズシート４０は、光源側となる一主面に設けられた第１のレンズアレイと、液晶パネル側となる他主面に設けられた第２のレンズアレイとを備える。第１のレンズアレイは、光源側となる一主面に配された、単位レンズである第１のトロイダルレンズからなり、第２のトロイダルレンズアレイは、液晶パネル側となる他主面に配された、単位レンズである第２のトロイダルレンズからなり、第１のトロイダルレンズと第１のトロイダルレンズとが対をなすように設けられている。したがって、液晶表示装置１０１の視野角特性および色差特性を向上することができる。さらに視野角範囲の制御も可能にできる。
【実施例】
【０１１２】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１１３】
比較例１
図１６は、比較例のレンチキュラーレンズシートの構成を示す。図１７は、比較例のレンチキュラーレンズシートの配向特性を示す。図１８は、比較例のレンチキュラーレンズシートの焦点面近傍の集光性（以下、焦点面特性と称する）を示す。なお、この配向特性および焦点面特性は、主光線を平行光とする入射光線に対する特性である。また、以下の実施例および比較例においても同様に、焦点面特性および配向特性は、主光線を平行光とする入射光線に対する特性を示す。
【０１１４】
レンチキュラーレンズシートは、光入射側となる一主面にレンズアレイを有する。このレンズアレイは、垂直方向（Ｙ軸方向）に向かって延びるシリンドリカルレンズを水平方向（Ｙ軸方向）に連続して設けてなる。このシリンドリカルレンズの曲率半径は、５０μｍである。また、シリンドリカルレンズのレンズピッチは１００μｍである。
【０１１５】
このレンチキュラーレンズシートは、水平方向に入射光を広げて視野角を拡大するという作用を有する。なお、従来、レンチキュラーレンズを利用者側となる面に設ける場合もあるが、その目的は色調補正である。
【０１１６】
レンチキュラーレンズの光軸となる稜線近傍領域での配光特性がレンチキュラーレンズシートの特性に大きく影響する。図１７に示すように、比較例１のレンチキュラーレンズシートでは、視野角の拡大への効果は薄いため、拡散板などとの組み合わせによる複合作用が必用になると考えられる。
【０１１７】
比較例２
図１９は、比較例２のレンチキュラーレンズシートの構成を示す。図２０は、比較例２のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示す。図２１は、比較例２のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示す。
【０１１８】
レンチキュラーレンズシートは、光入射側となる一主面にレンズアレイを有する。このレンズアレイは、シリンドリカルレンズを垂直方向（Ｙ軸方向）に連続して設けてなる第１のレンズ列と、シリンドリカルレンズを水平方向（Ｘ軸方向）に連続して設けてなる第２のレンズ列とを直交交差させてなる。第１のレンズ列を構成するシリンドリカルレンズの曲率半径は、５０μｍであり、第２のレンズ列を構成するシリンドリカルレンズの曲率半径は、５０μｍである。また、第１のシリンドリカルレンズのレンズピッチは１００μｍであり、第２のシリンドリカルレンズのレンズピッチは１００μｍである。
【０１１９】
このレンチキュラーレンズシートは、水平方向および垂直方向に光を広げ、水平方向および垂直方向に視野角を拡大する作用を有するが、比較例１（一軸レンチキュラー）と同様にレンチキュラーの光軸となる稜線近傍領域での配光特性がレンチキュラーレンズシートの特性に大きく影響する。図２０のように、比較例２のレンチキュラーレンズシートでは、視野角の拡大への効果は薄いため、拡散板などとの組み合わせによる複合作用が必用になると考えられる。
【０１２０】
実施例１
実施例１は、第１の実施形態に対応する実施例である。
図２２は、実施例１のレンチキュラーレンズシートの構成を示す。図２３は、実施例１のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示す。図２４は、実施例１のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示す。
【０１２１】
レンチキュラーレンズシートは、光入射側となる一主面に第１のレンズアレイを有し、観察者側となる他主面に第２のレンズアレイを有する。第１のレンズアレイは、第１のトロイダルレンズを水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）に配列してなるレンズアレイである。第２のレンズアレイは、第２のトロイダルレンズを水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）に配列してなるレンズアレイである。
【０１２２】
第１のトロイダルレンズは、Ｘ軸方向に曲率半径Ｒ＝１９１μｍ、Ｙ軸方向に押出量Ｒ＝１６４μｍを有する。第２のトロイダルレンズは、Ｙ軸方向に曲率半径Ｒ＝８０μｍ、Ｘ軸方向に押出量Ｒ＝７２μｍを有する。また、第１および第２のレンズアレイのレンズピッチは、１００μｍである。ここで、押出量は、ベース曲面をスイープする曲率を示す。
【０１２３】
実施例１では、集光性は高くコントラストを高めることが容易に可能である。また、水平方向および垂直方向に対する配光機能が高く、視野角の拡大に大きく寄与し、さらに、その配光特性の制御も容易に可能である。
【０１２４】
実施例２
実施例２は、第２の実施形態に対応する実施例である。
図２５は、実施例２のレンチキュラーレンズシートの構成を示す。図２６は、実施例２のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示す。図２７は、実施例２のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示す。
【０１２５】
レンチキュラーレンズシートは、光入射側となる一主面に第１のレンズアレイを有し、観察者側となる他主面に第２のレンズアレイを有する。第１のレンズアレイは、第１のシリンドリカルレンズを水平方向（Ｘ軸方向）に配列してなるレンズアレイである。第２のレンズアレイは、第２のシリンドリカルレンズを垂直方向（Ｙ軸方向）に配列してなるレンズアレイである。第１のシリンドリカルレンズは、曲率半径Ｒ＝７１μｍを有する。第２のシリンドリカルレンズは、曲率半径Ｒ＝７１μｍを有する。また、第１および第２のレンズアレイのレンズピッチは、１００μｍである。
【０１２６】
実施例２では、集光性は高くコントラストを高めることが容易に可能である。また、水平方向および垂直方向に対する配光機能が高く、視野角の拡大に大きく寄与し、さらに、その配光特性の制御も容易に可能である。
【０１２７】
実施例３
実施例３は、第３の実施形態に対応する実施例である。
図２８は、実施例３のレンチキュラーレンズシートの構成を示す。図２９は、実施例３のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示す。図３０は、実施例３のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示す。
【０１２８】
レンチキュラーレンズシートは、光入射側となる一主面に第１のレンズアレイを有し、観察者側となる他主面に第２のレンズアレイを有する。第１のレンズアレイは、トロイダルレンズを水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）に配列してなるレンズアレイである。第２のレンズアレイは、シリンドリカルレンズを水平方向（Ｘ軸方向）に配列してなるレンズアレイである。トロイダルレンズは、Ｘ軸方向に曲率半径Ｒ＝５９μｍ、Ｙ軸方向に押出量Ｒ＝８５μｍを有する。シリンドリカルレンズは、曲率半径Ｒ＝６０μｍを有する。また、第１および第２のレンズアレイのレンズピッチは、１００μｍである。
【０１２９】
実施例３では、集光性は高くコントラストを高めることが容易に可能である。また、水平方向および垂直方向に対する配光機能が高く、視野角の拡大に大きく寄与し、さらに、その配光特性の制御も容易に可能である。
【０１３０】
実施例４
実施例４は、第４の実施形態に対応する実施例である。
図３１は、実施例４のレンチキュラーレンズシートの構成を示す。図３２は、実施例４のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示す。図３３は、実施例４のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示す。
【０１３１】
レンチキュラーレンズシートは、光入射側となる一主面に第１のレンズアレイを有し、観察者側となる他主面に第２のレンズアレイを有する。第１のレンズアレイは、球面レンズを水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）に配列してなるレンズアレイである。第２のレンズアレイは、シリンドリカルレンズを垂直方向（Ｙ軸方向）に配列してなるレンズアレイである。球面レンズは、曲率半径Ｒ＝７４μｍを有する。シリンドリカルレンズは、曲率半径Ｒ＝１４７μｍを有する。また、第１および第２のレンズアレイのレンズピッチは、１００μｍである。
【０１３２】
実施例４では、集光性は高くコントラストを高めることが容易に可能である。また、水平方向および垂直方向に対する配光機能が高く、視野角の拡大に大きく寄与し、さらに、その配光特性の制御も容易に可能である。
【０１３３】
以上、この発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１３４】
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【０１３５】
また、上述の実施形態および実施例の各構成は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。例えば、第１および第２の単位レンズの組み合わせは、上述の実施形態および実施例にて示した例に限られるものではなく、所望とする配向特性などに応じて、上述の実施形態および実施例におけるシリンドリカルレンズ、球面レンズおよびトロイダルレンズを適宜組み合わせることも可能である。
【０１３６】
また、上述の実施形態および実施例では、第１および第２の単位レンズとしてシリンドリカルレンズ、球面レンズおよびトロイダルレンズを用いる場合について説明したが、非球面レンズを用いるようにしてもよい。非球面としては、例えば双曲面、放物面、楕円面、自由曲面などを挙げることができる。
【０１３７】
また、上述の第７の実施形態では、液晶表示装置１０１がレンチキュラーレンズシート４０を備え、このレンチキュラーレンズが、画像投射側となる裏面に単位レンズとして第１のトロイダルレンズを有し、観察者側となる表面に単位レンズとして第２のトロイダルレンズを有するレンチキュラーレンズを備える場合について説明したが、レンチキュラーレンズシート４０の表裏面に設けられる単位レンズの組み合わせはこの例に限定されるものではない。例えば、シリンドリカルレンズ、球面レンズ、非球面レンズおよびトロイダルレンズを適宜組み合わせることも可能である。
【０１３８】
また、上述の実施形態では、フレネルレンズシート３０とレンチキュラーレンズシート４０とを互いのレンズ面が対向するように組み合わせる場合について説明したが、フレネルレンズシート３０のレンズ面とは反対側の面と、レンチキュラーレンズシート４０のレンズ面とが対向するように組み合わせるようにしてもよい。
【０１３９】
また、上述の実施形態では、液晶パネル１０３の背面側にレンチキュラーレンズシート４０を備える場合について説明したが、液晶パネル１０３の前面側にレンチキュラーレンズシート４０を備えるようにしてもよい。但し、レンチキュラーシート４０は、その一主面に設けられたレンチキュラーレンズが液晶パネル１０３側となるように配される。液晶パネル１０３の前面側に備えた場合にも、液晶表示装置１０１の視野角特性および色差特性を向上することが可能であり、更には視野角範囲の制御も可能である。
【０１４０】
また、上述の実施形態では、バックライト１０２が直下型である場合について説明したが、バックライト１０２はこの例に限定されるものではなく、例えば、バックライト１０２をエッジ・ライト型（サイド・ライト型）としてもよい。
【０１４１】
また、上述の実施形態では、１枚のレンチキュラーレンズシート４０を背面投射型の画像表示装置１および液晶表示装置１０１に備える場合について説明したが、レンチキュラーレンズシート４０の枚数はこれに限定されるものではなく、用途に応じて複数枚のレンチキュラーレンズシート４０を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】この発明の第１の実施形態による背面投射型の画像表示装置の一構成例を示す。
【図２】プロジェクタの一構成例を示す斜視図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による透過型スクリーンの一構成例を示す断面図である。
【図４】この発明の第１の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの表面および裏面を模式的に示す平面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの断面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの作製方法を説明するための断面図である。
【図７】この発明の第１の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの作製方法を説明するための断面図である。
【図８】この発明の第１の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの作製方法を説明するための断面図である。
【図９】この発明の第２の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの表面および裏面を模式的に示す平面図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの一構成例を示す断面図である。
【図１１】この発明の３の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの一構成例を示す断面図である。
【図１２】この発明の４の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの一構成例を示す断面図である。
【図１３】この発明の第５の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法に用いられるシート製造装置の構成を示す略線図である。
【図１４】この発明の第６の実施形態によるレンチキュラーレンズシートの製造方法に用いられるシート製造装置の構成を示す略線図である。
【図１５】この発明の第１２の実施形態による液晶表示装置の一構成例を示す断面図である。
【図１６】比較例１のレンチキュラーレンズシートの構成を示す模式図である。
【図１７】比較例１のレンチキュラーレンズシートの配向特性を示すグラフである。
【図１８】比較例１のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示すグラフである。
【図１９】比較例２のレンチキュラーレンズシートの構成を示す模式図である。
【図２０】比較例２のレンチキュラーレンズシートの配向特性を示すグラフである。
【図２１】比較例２のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示すグラフである。
【図２２】実施例１のレンチキュラーレンズシートの構成を示す模式図である。
【図２３】実施例１のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示すグラフである。
【図２４】実施例１のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示すグラフである。
【図２５】実施例２のレンチキュラーレンズシートの構成を示す模式図である。
【図２６】実施例２のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示すグラフである。
【図２７】実施例２のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示すグラフである。
【図２８】実施例３のレンチキュラーレンズシートの構成を示す模式図である。
【図２９】実施例３のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示すグラフである。
【図３０】実施例３のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示すグラフである。
【図３１】実施例４のレンチキュラーレンズシートの構成を示す模式図である。
【図３２】実施例４のレンチキュラーレンズシートの配光特性を示すグラフである。
【図３３】実施例４のレンチキュラーレンズシートの焦点面特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１４３】
１    背面投射型の画像表示装置
３    プロジェクタ
５    透過型スクリーン
３０    フレネルレンズシート
４０    レンチキュラーレンズシート
４１    第１のレンズアレイ
４２    第２のレンズアレイ
４１ａ    第１の単位レンズ
４２ａ    第２の単位レンズ
４３    突出部
４４    遮光層
４５    拡散フィルム
４６    基板
４７    ＡＧ・ＨＣ層
１０１  液晶表示装置
１０２  バックライト
１０３  液晶パネル
【図１】
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【図３】
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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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【図１７】
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【図２０】
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【図２３】
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【図２６】
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【図２９】
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【図３２】
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【図２】
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【図４】
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【図９】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２７】
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【図２８】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３３】
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