(57)【要約】【課題】水平及び垂直方向の視野角分布の制御を可能にし、且つ視野角分布のムラが少ない透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートを提供する。【解決手段】透過型スクリーンに用いられるレンチキュラーレンズシートにおいて、基材２３上に形成される第１の屈折率の透明樹脂層２２と、第１の透明樹脂層２２上に形成される第１の屈折率よりも大きい屈折率の第２の透明樹脂層２１と、を備え、レンチキュラーレンズシート２２０の基材の出射表面に光拡散効果を得るために略楕円球状の凸形状の突起あるいは凹形状の凹みの拡散層を有することを特徴としたものである。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型スクリーンに用いられるレンチキュラーレンズシートにおいて、
基材上に形成される第１の屈折率の透明樹脂層と、
前記第１の透明樹脂層上に形成される第１の屈折率よりも大きい屈折率の第２の透明樹脂層と、を備え、
前記レンチキュラーレンズシートの基材の出射表面に光拡散効果を得るために略楕円球状の凸形状の突起あるいは凹形状の凹みの拡散層を有することを特徴とする透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシート。
【請求項２】
前記凸形状の突起あるいは凹形状の凹みは、水平方向と垂直方向のピッチ比が同じ若しくは水平方向のピッチ長よりも垂直方向のピッチ長の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシート。
【請求項３】
前記凸形状の突起あるいは凹形状の凹みは、水平方向のピッチ長をＸμｍ、垂直方向のピッチ長Ｙμｍとすると、５μｍ≦Ｘ≦５００μｍ、５μｍ≦Ｙ≦５００μｍであることを特徴とする請求項２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシート。
【請求項４】
前記拡散層に前記楕円形状より小さい拡散粒子を充填されることを特徴とする請求項２に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシート。
【請求項５】
前記拡散粒子は、アクリル、ポリウレタン、スチレンのいずれかの樹脂材料で形成されることを特徴とする請求項４に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシート。
【請求項６】
前記第１の屈折率は、略１．４６であり、第２の屈折率は、略１．５６であることを特徴とする請求項５に記載の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシート。
【請求項７】
請求項１に記載のレンチキュラーレンズシートを用いた透過型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートに関するものである。
【０００２】
本発明は、レンチキュラーレンズシートの効果によって、広範囲且つゲインの違いによるムラの少ない、また水平方向及び垂直方向のバランスのとれた良好な視野角特性が得られるものである。
【０００３】
本発明は、透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートに係り、特に背面投射型テレビのスクリーンに好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００４】
背面投射型テレビに用いられる透過型スクリーンは、背面投射型プロジェクションテレビ筐体内部の光学エンジンから投射される映像光を平行に調整するフレネルレンズシートと、前記フレネルレンズシートにより放射された平行光を観察者側に向かって拡散させることで、視野角を広げる効果を持つレンチキュラーシートにより構成される。
【０００５】
従来のレンチキュラーレンズシートにおいては主に水平方向に広範囲な視野角分布を持たせるために前記レンチキュラーレンズシートの入射面を数十から数百μｍ幅のシリンドリカル形状にし、且つ水平方向のスクリーン寸法幅に合わせて複数配列させるストライプ構造型のものがある。前記シリンドリカル形状の効果によりレンチキュラーレンズシート出射面に光が集光し、集光部分以外の区域を画像のコントラストを向上させる目的で光吸収部（ブラックストライプ）を設けてあるものが一般的である。
【０００６】
また前記とは異なるスクリーン構造で、低屈折率の略台形の傾斜部による全反射を利用し光を拡散させたスクリーン構造のものがある。前記スクリーンの出射面側に拡散粒子を混入させた拡散シートを配置し、さらにスクリーン入射部にプリズムシートを設けることで、水平方向において広範囲な視野角分布を持たせている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００４−１１０００２号公報（第１０頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のスクリーン水平方向にシリンドリカル形状のレンズを配列させたストライプ型レンチキュラーレンズシートにおいては、水平方向の視野角分布はレンチキュラーレンズシートの内部構造に依存するものであり、レンチキュラーレンズの曲率、屈折率を変化させることで、ある程度の制御が可能であるが、垂直方向の視野角分布はレンチキュラーレンズシートの内部構造による制御因子を持たず、主にレンチキュラーレンズシート出射面側にある拡散板の効果により視野角分布を持たせているため、スクリーン性能の要求を満たすような垂直方向のより広範囲な視野角分布が得られ難いという課題を有していた。
【０００８】
また特許文献１の構成では、従来の方法では低屈折率である略台形の傾斜部により全反射し、スクリーン出射面の屈折率差により、ある特定の角度で放射される光と、傾斜部に反射せず、スクリーンに対して垂直方向に出射される光によって分布構成されており、この構成でスクリーンの出射側を観察すると、スクリーン垂直方向及び特定の角度方向（低屈折率の略台形の傾斜部とスクリーンの水平方向から成す角度が８０[deg]とすれば、スクリーン垂直方向から±２０〜２５[deg]の方向）の３方向のみ光が明るく観察される。これを広範囲な視野角分布を持たせる手段として、図１２のような入射した光を屈折させることで拡散させるプリズムシート３１を設けているが、前記プリズムシート３１各々のプリズムの頂点を高くすると、透明樹脂（高屈折率層）３３と透明樹脂（低屈折率層）３４の屈折率の比で決まる全反射角度の許容範囲を超えてしまい、光が透明樹脂（低屈折率層）３４中を透過してしまうため、大きな偏向角度が取れず、そのため図１３に示すように視野角が０[deg]及び±１５〜２０[deg]付近で曲線に谷間が見られ、良好な視野角特性が得られないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水平方向及び垂直方向各々の視野角分布の制御を容易にし、且つ広範囲で良好な視野角特性が得られるものとした透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートは、透過型スクリーンに用いられるレンチキュラーレンズシートにおいて、基材上に形成される第１の屈折率の透明樹脂層と、前記第１の透明樹脂層上に形成される第１の屈折率よりも大きい屈折率の第２の透明樹脂層と、を備え、
前記レンチキュラーレンズシートの基材の出射表面に光拡散効果を得るために略楕円球状の凸形状の突起あるいは凹形状の凹みの拡散層を有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートによれば、凸形状あるいは凹形状の突起部における観察者から見た形状の縦横比を調節することで水平方向及び垂直方向各々の視野角分布を制御することが可能である。また、凸形状あるいは凹形状の突起部における内部曲率の大きさを調整することで拡散の度合、またはスクリーンの透過率を制御することが可能である。また視野角特性分布において、特に拡散シートの出射面に最適な凸形状あるいは凹形状の突起を設けることで、映像がスクリーンの観察位置の違いによるムラの少ない、広範囲で良好な視野角特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートにおける実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１における透過型スクリーンの水平断面図を示しており、図２に本発明の実施例１における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの水平断面図を示す。また、図３は上記レンチキュラーレンズシートの斜視図であり、図４は観察者側から見た上記レンチキュラーレンズレンズシートの正面図である。
【００１４】
図１において、透過型スクリーン１００は、基材１３、第１の透明樹脂層（低屈折率層）１２、第２の透明樹脂層（高屈折率層）１１、フレネルレンズシート１１０より構成され、拡散効果を持たせるため基材１３の一面上に形成される凹部１４からなり、フレネルレンズシート１１０は、同心円状に形成され、その同心円間のピッチは、約１００μｍである。
【００１５】
また、断面三角形状の第１の透明樹脂層（低屈折率層）１２の寸法は、隣り合う各々の底辺間の長さが２５μｍ、また上記２つの透明樹脂層（低屈折率層）１２の各々の頂点を結ぶ長さが６４μｍ、透明樹脂層（低屈折率層）１２の頂点から底辺までの長さが１４８μｍである。また、画像のコントラストを向上させる等の目的で第１の透明樹脂層（低屈折率層）１２の底辺である面に黒色の遮光層を設けても良い。
【００１６】
透過型スクリーン１００は、投射された映像光がフレネルレンズシート１１０を透過することで平行光にし、光線がレンチキュラーレンズシート１２０に入射する。入射側に面する屈折率が略１．５６の第２の透明樹脂層（高屈折率層）１１を透過し、透明樹脂層（高屈折率層）１１より低い屈折率が略１．４６である第１の透明樹脂層（低屈折率層）１２の表面を反射し、透明樹脂層（低屈折率層）１２と基材１３の境界部分である開口部を通過する。基材１３の材質はＰＥＴフィルムであり屈折率は、略１．５７である。
【００１７】
基材１３の出射側に形成された凹形状１４の寸法は、観察者側から見て水平方向が４０μｍ、垂直方向が８０μｍの楕円球形状であり、水平方向と垂直方向とのピッチ比（楕円形状の短径と長径の比をいう。）は、１：２程度が望ましい。基材１３の出射側に形成された凹形状１４は、水平方向よりも垂直方向のピッチ長を長くすることによって、拡散効果を水平方向に広く持たせることができる。したがって水平方向と垂直方向とのピッチ比を調節することによって、前記２方向成分の光量分布の割合を制御することが可能である。水平方向における凹形状の最小曲率半径は２０μｍ程度が望ましい。最小曲率半径の大きさは任意に設定でき、その値が小さいほど拡散効果が期待出来るが、光がスクリーン外部に放射される際、凹形状の境界面で全反射され透過率低下の原因となる。凹形状の代わりに基材１３の平面を軸に対称な凸形状にしてもよい。
【００１８】
基材１３の出射側に凹形状１４を形成する手段として、凸型楕円球形状が配列された金型による押し出し形成法により作成する。
【００１９】
レンチキュラーレンズシート１２０の出射面に凹みの他に楕円球形状の凸形状の突起部を設けても同様の効果が得られる。
【００２０】
レンチキュラーレンズシート１２０の出射面に形成されている略楕円球形状の凸形状の突起部あるいは凹形状の凹みが、水平方向のピッチ長Ｘμｍ及び垂直方向のピッチ長Ｙμｍとすると、５μｍ≦Ｘ≦５００μｍ、５μｍ≦Ｙ≦５００μｍの範囲内に設定する。
【００２１】
これは、ピッチ長が５μｍより小さい場合、あるいは５００μｍより大きい場合では、基材１３の出射面側に設けられている凹形状１４の効果による拡散効果が得られず、視野角分布曲線に顕著な谷間が見られ、透過型スクリーンとして最適な視野角分布にはならないためである。
【００２２】
以上のように、本実施例においては基材１３の出射面に略楕円球状の凹形状の凹み１４を有する拡散層を設けることにより、凹表面の曲率効果により光が屈折し拡散効果を有することで、図５に示すような視野角特性が得られる。
【実施例２】
【００２３】
図６は、本発明の実施例２における透過型スクリーンの水平断面図を示しており、図７に本発明の実施例２における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの水平断面図を示す。また、図８は上記レンチキュラーレンズシートの斜視図を示す。
【００２４】
図６において、透過型スクリーン２００は、フレネルレンズ２１０及び透明樹脂層（高屈折率層）２１、透明樹脂層（低屈折率層）２２、基材２３、粘着層２４、拡散シート２５、凹形状２７からなるレンチキュラーレンズシート２２０で構成されている。拡散シート２５には半径５μｍ〜１０μｍ程度である球状の拡散粒子２６が含まれている。拡散粒子径は、一般的な透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートに用いられている大きさである。
【００２５】
拡散粒子２６は、アクリル、ポリウレタン、スチレンなどのいずれかの樹脂材料で形成される。
【００２６】
フレネルレンズシート２１０は１００μｍのピッチ長であり、前記フレネルレンズシートの中央部より同心円状となっている。
【００２７】
また隣り合う２つの透明樹脂層（低屈折率層）２２における各々の底辺間の長さを２５μｍ、また上記２つの透明樹脂層（低屈折率層）２２の各々の頂点を結ぶ長さを６４μｍ、透明樹脂層（低屈折率層）２２の頂点から底辺までの長さを１４８μｍとする。また、画像のコントラストを向上させる等の目的で透明樹脂層（低屈折率層）２２の底辺である面に黒色の遮光層を設けても良い。
【００２８】
断面三角形状の第１の透明樹脂層（低屈折率層）２２の寸法は、実施例１と同等であり、実施例１との差は、拡散粒子２６を含有する拡散シート２５を設けた点である。
【００２９】
透過型スクリーン２００は、投射された映像光がフレネルレンズシート２１０を透過することで平行光にし、光線がレンチキュラーレンズシート２２０に入射する。入射側に面する屈折率ｎ1≒１．５６の透明樹脂層（高屈折率層）２１を透過し、透明樹脂層（高屈折率層）２１より低い屈折率ｎ２≒１．４６である透明樹脂層（低屈折率層）２２の表面を反射し、透明樹脂層（低屈折率層）２２と基材２３の境界部分である開口部を通過する。基材２３の材質はＰＥＴフィルムであり屈折率は１．５７とする。
【００３０】
実施例１の構成と異なる拡散シート２５の付加については、基材２３の出射面側に粘着層２４を塗布し、挟み込む形で厚さ約１ｍｍの拡散シート２５を接着させる。
【００３１】
粘着層２４の屈折率は、略１．５１であり、材質はアクリルを使用する。拡散シート２５の基材及び内部に点在する内部粒子２６の屈折率はそれぞれ略約１．５５と略１．５９である。尚、拡散シートの基材に対する内部粒子の体積比率は約９％である。
【００３２】
拡散シート２５の出射側に形成された凹形状２７の寸法は、観察者側から見て水平方向が４０μｍ、垂直方向が８０μｍの楕円形状であり、水平方向と垂直方向とのピッチ比は、１：２程度が望ましい。拡散シート２５の出射側に形成された凹形状２７は、水平方向よりも垂直方向のピッチ長を長くすることによって、拡散効果を水平方向に広く持たせることができる。したがって水平方向と垂直方向とのピッチ比を調節することによって、前記２方向成分の光量分布の割合を制御することが可能である。水平方向における凹形状の最小曲率半径は２０μｍである。最小曲率半径の大きさは任意に設定でき、その値が小さいほど拡散効果が期待出来るが、光がスクリーン外部に放射される際、凹形状の境界面で全反射され透過率低下の原因となる。また、凹形状の代わりに拡散シート２５の平面を軸に対称な凸形状にしてもよい。
【００３３】
厚さ約１ｍｍの拡散シート２５がレンチキュラーレンズシート２２０の出射面側に設置されている場合、出射面に形成されている略楕円球状の凸形状の突起部あるいは凹形状の凹みを、水平方向のピッチ長Ｘμｍ及び垂直方向のピッチ長Ｙμｍとすると、５μｍ≦Ｘ≦５００μｍ、５μｍ≦Ｙ≦５００μｍの範囲内に設定されることが望ましい。各々のピッチ長が５μｍより小さい場合、図１０に示す様に視野角分布曲線に顕著な谷間が見られ、５００μｍより大きい場合、図１１に示す様に視野角分布の中心部分のＧａｉｎが高くなるため、共に十分な拡散効果が得られず、透過型スクリーンとして最適な視野角分布にはならない。
【００３４】
拡散シート２５の出射側に凹形状２７を形成する手段として、凸型楕円形状が配列された金型による押し出し形成法により作成する。
【００３５】
以上のように、本実施例においては拡散シート２５の出射面に凹形状２７を施すことにより、凹表面の曲率効果により光が屈折し、拡散効果を有することができる。
【００３６】
本実施例では、前記レンチキュラーレンズシート部の出射面側に設けられた拡散層内部には拡散粒子が充填された拡散材によって形成されることによって、より拡散効果が広がり、良好な視野角特性を得ることができる。
【００３７】
結果として図９のような視野角特性が得られ、ピークゲインの半値角αは、水平方向が２５度、垂直方向が１５度となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１におけるレンチキュラーレンズシートを用いた透過型スクリーンの断面図
【図２】本発明の実施例１における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの断面図
【図３】本発明の実施例１における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの斜視図
【図４】本発明の実施例１における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの正面図
【図５】図２に示す透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートによる出射光の視野角特性を示す図
【図６】本発明の実施例２におけるレンチキュラーレンズシートを用いた透過型スクリーンの断面図
【図７】本発明の実施例２における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの断面図
【図８】本発明の実施例２における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの斜視図
【図９】図７に示す透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートによる出射光の視野角特性を示す図
【図１０】図７に示す透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートにおいて出射面の凹凸のピッチが水平及び垂直方向共に５μｍである場合の出射光の視野角特性を示す図
【図１１】図７に示す透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートにおいて出射面の凹凸のピッチが水平及び垂直方向共に５００μｍである場合の出射光の視野角特性を示す図
【図１２】従来の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの断面図
【図１３】図１２に示す従来の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートによる出射光の視野角特性を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１００  透過型スクリーン
１１０  フレネルレンズシート
１２０  レンチキュラーレンズシート
１１  透明樹脂（高屈折率層）
１２  透明樹脂（低屈折率層）
１３  基材
１４  凹形状
２００  透過型スクリーン
２１０  フレネルレンズシート
２２０  レンチキュラーレンズシート
２１  透明樹脂（高屈折率層）
２２  透明樹脂（低屈折率層）
２３  基材
２４  粘着層
２５  拡散シート
２６  拡散粒子
２７  凹形状
３２０  レンチキュラーレンズシート
３１  プリズムレンズシート
３２  基材
３３  透明樹脂（高屈折率層）
３４  透明樹脂（低屈折率層）
３５  拡散シート
３６  拡散粒子
【図１】
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【図２】
2007286326.tif 000004
【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】
2007286326.tif 000013
【図１２】
2007286326.tif 000014
【図１３】
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