(57)【要約】【課題】視野角が広く、外光コントラスト性能に優れた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。【解決手段】本発明に係るレンチキュラーレンズシートは、レンズピッチ０．４ｍｍ以下である入射側レンズ１１２と、入射側レンズ１１２の頂部との頂部の距離が０．４ｍｍ以上である出射側レンズ１１３と、出射面に対する面積比率が５０％以上である外光吸収部１１４とを有するレンチキュラーレンズシート１１である。この外光吸収部１１４は、出射側レンズ１１３の端部における接線と平行な直線で、出射側レンズ１１３の中央部を通る直線をＬ１としたときに、外光吸収部１１４が常に直線Ｌ１より入射面に近い位置にあり、シート面に垂直に入射した光について、入射側レンズ１１２の光軸を中心として、入射側レンズ１１２のレンズピッチに対する８０％以内の幅で、Δθ２／Δθ１≧１を満たす。【選択図】  図１
2007279157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射面に設けられ、レンズピッチが０．４ｍｍ以下である入射側レンズと、
当該入射側レンズから入射した光の出射面における前記入射側レンズの集光部付近に配設され、当該出射側レンズの頂部と前記入射側レンズの頂部との距離が０．４ｍｍ以上である出射側レンズと、
当該出射側レンズの間に凸状に設けられ、前記出射面に対する面積比率が５０％以上である外光吸収部とを有するレンチキュラーレンズシートであって、
当該外光吸収部は、前記出射側レンズの端部における前記出射側レンズの接線と平行な直線で、前記出射側レンズの中央部を通る直線をＬ１としたときに、当該直線Ｌ１より光の入射側に配設され、
シート面に垂直に入射した光は、
前記入射側レンズの光軸と前記入射した光とがなす角度をθ１、前記出射側レンズの光軸と前記出射面から出射する光とがなす角度をθ２としたとき、
前記入射側レンズの光軸を中心として、前記入射側レンズのレンズピッチに対する８０％以内の幅の範囲で、｜θ２−θ１｜／｜Δθ１｜≧１を満たすレンチキュラーレンズシート。
【請求項２】
前記外光吸収部は、前記出射面に突出する頂部と、当該頂部を挟む側面部とを有し、
前記出射側レンズの頂部から前記外光吸収部の頂部までの高さｈと前記入射側レンズのレンズピッチｐとの比ｈ／ｐは、０．１≦ｈ／ｐ≦０．２を満たす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３】
前記外光吸収部の頂部は、曲線状の形状を有し、
当該外光吸収部の頂部の曲率半径Ｒ１と前記入射側レンズのレンズピッチｐとの比は、０．５≦Ｒ１／ｐ≦１を満たすことを特徴とする請求項２に記載のレンチキュラーレンズシート。
【請求項４】
前記外光吸収部は、前記頂部と前記側面部とをつなぐつなぎ部を、さらに有し、
当該つなぎ部の曲率半径Ｒ２と前記入射側レンズのレンズピッチｐとの比は、０．１≦Ｒ２／ｐ≦０．３を満たすことを特徴とする請求項２又は３に記載のレンチキュラーレンズシート。
【請求項５】
前記出射面側に寄ったシート内部の位置に設けられ、前記入射した光を拡散する光拡散層を、さらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のレンチキュラーレンズシート。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のレンチキュラーレンズシートと、
前記入射した光の方向を所定の方向に変えるフレネルレンズシートとを備えた背面投写型スクリーン。
【請求項７】
前記フレネルレンズシートの垂直方向の拡散視野角範囲はαｖ＝４．８〜１１．５°，βｖ＝５．３〜１２．６°，γｖ＝６．４〜１５．４°であり、水平方向の拡散視野角範囲がαｈ＝０〜２．５°，βｈ＝０〜２．７°，γｈ＝０〜３．５°であることを特徴とする請求項６に記載の背面投者型スクリーン。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の背面投写型スクリーンを備えた背面投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンチキュラーレンズシート、背面投写型スクリーン及び背面投写型表示装置に関し、特に、背面投写型テレビジョン等に用いられるレンチキュラーレンズシート、背面投写型スクリーン及び背面投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、背面投写型表示装置には、映像表示装置と背面投写型スクリーンが用いられている。この背面投写型スクリーンには、一般に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が用いられている。背面投写型スクリーンの出射面側にはさらに前面シートが設けられることもある。また、レンチキュラーレンズシートの観察側（出射側）には、外光反射によるコントラストの低下を防ぐために外光吸収部が設けられている。
一般に、背面投写型スクリーンは、水平方向の視野角が垂直方向の視野角に比べて広くなるよう設計されている。そのため、一般的なレンチキュラーレンズシートは、水平方向の視野角が広くなるように映像光を水平方向に拡散するレンチキュラーレンズを備えている。そして、垂直方向の視野角を確保するために、映像光を垂直方向へも拡散させる光拡散材をレンチキュラーレンズシートに混入している。
【０００３】
近年、映像表示装置としてはＣＲＴ式の他、液晶（ＬＣＤ）やデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）などのマイクロディスプレイ（ＭＤ）が用いられている。特にこれらＭＤ用レンチキュラーレンズは、レンズピッチを例えば０．３ｍｍ以下に小さくすることが要求されている。高精細化のためや、画素とレンチキュラーレンズが干渉して発生するモアレの問題を回避するためである。市販されているレンチキュラーレンズシートでは、そのレンズピッチが０．１５ｍｍ以下の場合すらある。
【０００４】
一般に、レンチキュラーレンズシートは、光透過性樹脂（屈折率１．５〜１．６）を使用して形成され、その入射面のみにレンズが設けられている。このレンチキュラーレンズシートの出射面側には、外光吸収部のパターンが設けられている。レンズピッチが０．３（０．１５）ｍｍに設定されたレンチキュラーレンズを用いて、必要とされる水平視野半値角３０〜４０°程度を実現しようとすると、シートの厚みは０．４（０．２）ｍｍ程度となる。
【０００５】
レンチキュラーレンズシートの厚みが０．４（０．２）ｍｍ程度の厚みである場合には、剛性が不足して強度不足のために取り扱いが困難であり、損傷などの問題が生じる。また、レンチキュラーレンズシートが自立することができないため、出射側に前面シートが必要となる。そのため、部品点数が増加し、また、貼り合せや重ね合わせの工程が増加し、これによってコスト高になる。
【０００６】
さらに、スクリーンシートの成形には熱可塑性樹脂による押出し成形が多用されているため、厚み０．４ｍｍ以下の微細なレンズシートを押出し成形法で製造することは困難である。特に、両面にレンズなどのパターンを持つレンズシートを押出し成形法で製造することは困難である。また、紫外線硬化性樹脂を用いたいわゆる２Ｐ成形法によって厚み０．４ｍｍ以下の微細なレンズシートを成型することが可能であるが、樹脂材料が高価なためコスト高になる。
【０００７】
特許文献１に、入射面および出射面の両方にレンズを備えることにより、レンズピッチが０.３ｍｍ程度であっても一定以上の厚みを確保することができる技術が開示されている。この特許文献１に開示の技術では、両面賦形レンズシートにおいては入射側レンズと出射側レンズそれぞれの光軸を一致させる必要がある。押出し成形法では、その光軸精度が±５μｍ程度であるため、光軸ずれによって視野角が非対称になる。また、２Ｐ成形法においても、光軸精度に起因する同様な問題が生じる。
【０００８】
また、外光コントラストの低下を防ぐために、レンチキュラーレンズシートの観察側に設けられる外光吸収部は、その面積比率が６０％以上となるように設計されることが要求されている。また、外光吸収部は、出射側レンズから出射する光線が遮られない構造であることも求められている。
【０００９】
特許文献２に、これらの要求を満たす外光吸収部を形成する技術が開示されている。特許文献２に開示の技術では、このような微細なピッチのレンチキュラーレンズシートに、このような外光吸収部を精度よく形成するために、感光性樹脂フィルムが用いられている。この感光性樹脂フィルムが高価であるため、レンチキュラーレンズシートがコスト高となり、さらには感光性樹脂フィルムの保護フィルム、黒色転写層のベースフィルムが廃棄物として排出される。そのため、低コストなウェット印刷方法、例えばスクリーン印刷、ロール印刷などにより外光吸収部を形成することが望ましい。なお、特許文献１には、外光吸収部の形状、形成法が開示されていない。
【００１０】
また例えば特許文献３には、水平および垂直方向に映像光を拡散する微細なレンズを２次元配列したいわゆるハエの目レンズシートが開示されている。このように微細な曲面形状を有する大面積の成形型を製造することは困難であり、レンズシートを効率よく製造することが難しい。
【特許文献１】特開平９−８０２１０号公報
【特許文献２】特開平９−１２０１０１号公報
【特許文献３】特開２０００−１１１７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、従来のレンチキュラーレンズシートでは、剛性や成形性、光軸ずれ、高コストさらには廃棄物等の問題があった。特に、光軸ずれによって視野角が非対称となり、より広い視野角を確保することが困難となるという問題があった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、視野角が広く、外光コントラスト性能に優れた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】
【００１２】
本発明に係るレンチキュラーレンズシートは、光の入射面に設けられ、レンズピッチが０．４ｍｍ以下である入射側レンズと、当該入射側レンズから入射した光の出射面における前記入射側レンズの集光部付近に配設され、当該出射側レンズの頂部と前記入射側レンズの頂部との距離が０．４ｍｍ以上である出射側レンズと、当該出射側レンズの間に凸状に設けられ、前記出射面に対する面積比率が５０％以上である外光吸収部とを有するレンチキュラーレンズシートであって、当該外光吸収部は、前記出射側レンズの端部における前記出射側レンズの接線と平行な直線で、前記出射側レンズの中央部を通る直線をＬ１としたときに、当該直線Ｌ１より光の入射側に配設され、シート面に垂直に入射した光は、前記入射側レンズの光軸と前記入射した光とがなす角度をθ１、前記出射側レンズの光軸と前記出射面から出射する光とがなす角度をθ２としたとき、前記入射側レンズの光軸を中心として、前記入射側レンズのレンズピッチに対する８０％以内の幅の範囲で、｜θ２−θ１｜／｜Δθ１｜≧１を満たす。
【００１３】
このような構成においては、入射側レンズとともに出射側レンズによって入射光を屈折させることができ、さらには出射側レンズから出射される光の光路が外光吸収部に接触するのを防止することができる。これによって、視野角が広く、外光コントラスト性能に優れたレンチキュラーレンズシートを提供することができる。
【００１４】
さらに、前記外光吸収部は、前記出射面に突出する頂部と、当該頂部を挟む側面部とを有し、前記出射側レンズの頂部から前記外光吸収部の頂部までの高さｈと前記入射側レンズのレンズピッチｐとの比ｈ／ｐは、０．１≦ｈ／ｐ≦０．２を満たす。
【００１５】
さらにまた、前記外光吸収部の頂部は、曲線状の形状を有し、当該外光吸収部の頂部の曲率半径Ｒ１と前記入射側レンズのレンズピッチｐとの比は、０．５≦Ｒ１／ｐ≦１を満たす。
【００１６】
さらに、前記外光吸収部は、前記頂部と前記側面部とをつなぐつなぎ部を有し、当該つなぎ部の曲率半径Ｒ２と前記入射側レンズのレンズピッチｐとの比は、０．１≦Ｒ２／ｐ≦０．３を満たす。
【００１７】
またさらに、前記出射面側に寄ったシート内部の位置に設けられ、前記入射した光を拡散する光拡散層を有する。
【００１８】
本発明に係る背面投者型スクリーンは、このようなレンチキュラーレンズシートと、前記入射した光の方向を所定の方向に変えるフレネルレンズシートとを備えたものである。このような構成においては、入射側レンズとともに出射側レンズによって入射光を屈折させることができ、さらには出射側レンズから出射される光の光路が外光吸収部に接触するのを防止することができる。これによって、視野角が広く、外光コントラスト性能に優れたレンチキュラーレンズシートを提供することができる。
好ましくは、前記フレネルレンズシートの垂直方向の拡散視野角範囲はαｖ＝４．８〜１１．５°，βｖ＝５．３〜１２．６°，γｖ＝６．４〜１５．４°であり、水平方向の拡散視野角範囲がαｈ＝０〜２．５°，βｈ＝０〜２．７°，γｈ＝０〜３．５°である。
【００１９】
本発明に係る背面投者型スクリーンは、このような背面投写型スクリーンを備えたものである。このような構成においては、入射側レンズとともに出射側レンズによって入射光を屈折させることができ、さらには出射側レンズから出射される光の光路が外光吸収部に接触するのを防止することができる。これによって、視野角が広く、外光コントラスト性能に優れたレンチキュラーレンズシートを提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、視野角が広く、外光コントラスト性能に優れたレンチキュラーレンズシートを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のレンチキュラーレンズシートは、フレネルレンズシートと組合せられることによってスクリーンを構成し、このスクリーンに、ＣＲＴあるいは液晶パネル等、投射レンズが組合せられることによって背面投射型表示装置を構成する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。
発明の実施の形態１．
まず、図１を用いて、本発明に係る背面投射型スクリーンについて説明する。図１は、本発明に係る背面投射型スクリーンの一構成例を示す斜視模式図である。図１に示すように、背面投射型スクリーン１は、レンチキュラーレンズシート１１、フレネルレンズシート１２を備える。
【００２２】
レンチキュラーレンズシート１１は、例えばシート状の形状を有し、プラスチックから構成されている。このレンチキュラーレズシート１１は、詳細については後述するが、シート基材１１１に入射側レンズ１１２、出射側レンズ１１３、外光吸収部１１４が形成された構成を有する。以下では、入射側レンズ１１２、出射側レンズ１１３をそれぞれ、記号ＨＬ、ＢＬによって示すことがある。
入射側レンズ１１２は、シート基材１１１の片面に配設され、映像光の投射側に向かって凹凸している。より具体的には、入射側レンズ１１２は、図１に示すように垂直方向に延在し、光線を水平方向に拡散させる。すなわち、入射側レンズ１１２は、互いに平行に配置され、レンチキュラーレンズシート１１が背面投写型スクリーン１に固定された状態で、その長手方向が垂直になるように配置されている。
出射側レンズ１１３は、入射側レンズ１１２が配設された面に対向した面に配設され、入射した映像光の出射側に突出している。より具体的には、出射側レンズ１１３は、入射側レンズ１１２と同様に垂直方向に延在し、入射側レンズ１１２によって拡散された光線をさらに拡散させる。
【００２３】
外光吸収部１１４は、ブラックストライプ等のような光を遮断する機能を有し、コントラスト改善のために不要な光を吸収する。この外光吸収部１１４は、出射側レンズ１１３が配設された出射側の面、すなわち入射側レンズ１１２のレンズ面と反対側の平坦面にストライプ状に並設されている。具体的には、外光吸収部１１４は、入射側レンズ１１からの光が集光しない非集光領域に形成され、凸状に出射面より突出して形成されている。より具体的には、外光吸収部１１４は、観察者側において垂直方向に延設され、その周期がレンチキュラーレンズ１１２の周期とほぼ等しい周期で配列されている。
【００２４】
フレネルレンズシート１２は、例えばシート状の形状を有し、プラスチックから構成されている。フレネルレンズシート１２はフレネルレンズ１２２を有し、このフレネルレンズ１２２は、先端が鋭利な鋸歯形状を有する。このフレネルレンズシート１２のレンズシート基材１２１の片面に配設され、映像光の出射側に向かって凹凸している。従って、フレネルレンズシート１２のフレネルレンズ１２２は、レンチキュラーレンズシート１１のレンチキュラーレンズ１１２に対向している。換言すれば、両レンズシート１１，１２は、各レンズ１１２，１２２が対向した状態で重ね合わせられている。また、フレネルレンズ１２２は、入射した映像光を平行光又は集束光に変換する。
【００２５】
このような背面投射型スクリーン１では、映像光の投射側から映像光の出射側に向かって、レンチキュラーレンズシート１１、フレネルレンズシート１２が順次配置されている。換言すれば、これら各部材は、背面投射型表示パネル１の背面から前面に向かって順に配設されている。また、後述するように、本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１は、その剛性が高いため、背面投写型スクリーン１において最も出射面（観察者）側に配置されている。
【００２６】
続いて、図２を用いて、本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１について詳細に説明する。図２は、本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１の部分構成を示す断面模式図である。
図２に示すように、レンチキュラーレンズシート１１は、光の出射面と入射面との両側にレンズを有し、具体的には、入射側レンズ１１２、出射側レンズ１１３、外光吸収部１１４を有する。
【００２７】
入射側レンズ１１２は、映像光が入射される入射面に凸状に形成されたレンズであり、例えば蒲鉾状の凸形状を有するシリンドリカルレンズから構成されている。入射側レンズ１１２は、映像光を出射側レンズ１１３のレンズ面の近傍において集光させ、その後に拡散させる。即ち、入射側レンズ１１２の焦点は、出射側レンズ１１３のレンズ面の近傍にある。
【００２８】
入射側レンズ１１２は断面略楕円形であることが好ましく、その焦点位置は外光吸収部１３の頂部からシート厚みの３０％出射側までの範囲にあることが好ましい。これによって、入射側レンズ１１２により集光した光が出射側レンズ１１３の１点でなく、所定幅の範囲に入射するため、光軸ずれに対して許容範囲を広くすることができる。ここで、レンチキュラーレンズシート１１の厚みとは、入射面に設けられた入射側レンズ１１２の頂部と出射面に設けられた出射側レンズ１１３の頂部との間の距離のことを示す。
【００２９】
入射面に設けられた入射側レンズ１１２の光軸は、出射面に設けられた外光吸収部１１４の間の中央に位置することが望ましいが、入射側レンズ１１２と外光吸収部１１４との間に光軸ずれΔｘが発生する場合がある。本発明に係るレンチキュラーレンズシート１では、入射側レンズ１１２の焦点距離が０．４ｍｍ以上であり、出射側レンズ１１２の形状が双曲線である。より具体的には、Δｘは、レンチキュラーレンズシート１１がスクリーンとして使用可能となるように、±５μｍ以下であればよい。このように出射側レンズ１１２の形状や焦点距離を設定することによって、光軸ずれに対する許容範囲を広げることができる。
また、入射側レンズ１１２の焦点位置を、外光吸収部１１４の頂部付近に配置してもよい。この場合には、入射側レンズ１１２で集光した光が外光吸収部１３の頂部に設けられた外光吸収層１１５によって遮断されるのを防止することができる。
【００３０】
出射側レンズ１１３は、入射光が出射される出射面に凸状に形成されたレンズであり、映像光を水平方向に拡散するシリンドリカルレンズから構成されている。出射側レンズ１１３は、双曲線状であることが好ましい。また、出射側レンズ１１３を双曲線状の形状とし、かつ入射側レンズ１１２の焦点位置が出射側レンズ１１３より出射側に位置するように出射側レンズ１１３を設計することができる。この場合には、入射側レンズ１１２により集光した光の一部が出射側レンズ１１３の頂部付近以外（出射側レンズ１１３の比較的平坦な部分）に入射するため、光軸ずれに対して許容範囲を広くすることが可能である。
【００３１】
外光吸収部１１４は、この出射面に凸状に形成され、その頂部及び斜面には、外光吸収層１１５が形成されている。この外光吸収層１１５は、外光を吸収する機能を有するとともに、レンチキュラーレンズシート１１２内を通る光が外部に出射するのを遮断する機能を有する。また、外光吸収部１３は、凸状で出射側レンズ１２の頂点より高く形成されているので、外光吸収層１１５をロール印刷やスクリーン印刷など安コストな形成手段により形成することができる。
【００３２】
さらに続いて、本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１についてより詳細に説明する。
本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１の入射側レンズ１１２は、高精細である。より具体的には、入射側レンズ１１２のピッチＨＬｐは、ＨＬｐ≦０．４ｍｍであることが好ましい。入射側レンズ１１２のピッチＨＬｐが０．４ｍｍよりも大きい場合のようにレンズピッチが大きすぎると、ぎらつきを小さくしたり解像度の低下（ボケ感）を軽減したりするため、入射側レンズ１１２のピッチＨＬｐが小さくなるＨＬｐ≦０．４ｍｍの範囲にあるのが好ましい。より好ましくは、ぎらつきや解像度低下を防止するためには、入射側レンズ１１２のピッチＨＬｐは、ＨＬｐ≦０．３ｍｍであるのがより好ましい。
【００３３】
本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１では、入射側レンズ１１２での屈折力より、出射側レンズ１１３での屈折力が大きい。そのため、入射側レンズ１１２の焦点距離を比較的長くすることができる。それ故、水平視野角形成用レンズが入射面のみに形成された場合と比較して、シートの厚みを厚くすることができる。
【００３４】
具体的には、レンチキュラーレンズシート１１の厚みＴは、０．４ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、０．４ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である。レンチキュラーレンズシート１１がこのような厚みを有する場合には、剛性を高くすることができる。従って、レンチキュラーレンズシート１１が自立可能となり、出射側に前面シートを設ける必要がなく、コスト削減を図ることができる。さらに、レンチキュラーレンズシート１１の剛性が高くなるので、その取り扱いが容易となり、損傷等の問題が発生するのを抑制することができる。
【００３５】
本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１では、外光吸収部１１４は、出射側レンズ１１３の中央部を通り、出射側レンズ１１２の端部における出射側レンズ１１３表面の曲線の接線と平行な直線Ｌ１としたときに、常に直線Ｌ１より入射面に近い位置にある。さらに、レンチキュラーレンズシート１１に対して垂直に入射した光線が入射側レンズの中心付近において、
｜θ２−θ１｜／｜Δθ１｜≧１
を満たす。
この条件は、出射側レンズ１１３がより強く光を屈折させることを意味する。それ故、このようにレンチキュラーレンズシート１１を設計することにより、入射側レンズ１１２の曲率を小さくして焦点距離を大きくすることができるので、シート厚みを大きくすることができる。入射側レンズ１１２の焦点距離が大きくなるため、入射側レンズ１１２の屈折力が低下するが。この屈折力の低下は出射側レンズ１１３によって補われる。これによって、十分な屈折力を得ることが可能となり、広い視野角の確保することができる。
【００３６】
ここで、｜Δθ１｜は、入射側レンズ１１２の光軸と入射面において屈折されてレンチキュラーレンズシート１１内部を進む光線とがなす角度をθ１で表わしたとき、このθ１の絶対値を示す。さらに、｜θ２−θ１｜は、出射側レンズ１１３の光軸に対して平行な直線と出射面において屈折されて出射される光線とがなす角度をθ２で表わしたとき、（θ２−θ１）の絶対値を示す。また、入射側レンズ１１２の中心付近とは、中心が入射側レンズ１１２の光軸にあり、幅が入射側レンズ１１２のピッチの８０％以内である位置を示す。
【００３７】
本発明に係るレンチキュラーレンズシート１の外光吸収部１１４は、出射側レンズ１１２から出射する光を遮らないように、略直線状の側面部と、この略直線状の側面部に挟まれた頂部とを有する。
さらに、出射側レンズ１１２の頂部から外光吸収部１１４の頂部までの高さｈと入射側レンズのピッチｐとの比が
０．１≦ｈ／ｐ≦０．２
である。
ここで、ｈ／ｐが０．１より小さいと、ロール印刷によって外光吸収層１１５を形成する際，出射側レンズ１１２の頂部に外光吸収材料が付着するなどの不具合が生じやすい。ｈ／ｐが０．２より大きいと、出射側レンズ１１２から出射した映像光線が外光吸収部１１４によって遮断されやすい。
【００３８】
好ましくは、外光吸収部１１４の側面部とスクリーン平面とのなす角が２°〜２０°の範囲である。この側面部とスクリーン平面とのなす角度が２°以下であると、成形品が成形型から離形しにくくなるなどの不具合が生じやすい。この角度が２０°以上であると、頂部の面積が減り、頂部に付着した外光吸収層１１５の面積が狭くなり、コントラストの点で好ましくない。そのため、外光吸収部１１４の側面部とスクリーン平面とのなす角度は２°〜２０°であることが好ましい。
【００３９】
さらに、外光吸収部１３の頂部は曲線状の形状を有するのが好ましく、この場合には、出射側レンズ１１２から出射する光線が遮られないので、水平視野角を広くすることができる。
特に、この頂部の曲線は、比較的曲率半径が大きい頂部と、頂部と側面部とをつなぐ比較的曲率半径が小さいつなぎ部で構成することが好ましい。この場合には、この曲率半径が小さいつなぎ部によって出射側レンズ１１２から出射する光が遮断されにくく、さらには頂部に付着した外光吸収層１１５の面積を広くしやすい。
【００４０】
具体的には、外光吸収部１１４の頂部の曲率半径Ｒ１と入射側レンズ１１２のピッチｐとの比は、
０．５≦Ｒ１／ｐ≦１
であることが好ましい。
Ｒ１／ｐが０．５より小さい場合には、頂部に付着する外光吸収層１１５の面積を広くしにくく、Ｒ１／ｐが１より大きい場合には、出射側レンズから出射する光線が遮られやすい。
【００４１】
さらに、このつなぎ部の曲率半径Ｒ２と入射側レンズのピッチｐとの比は、
０．１≦Ｒ２／ｐ≦０．３
であることが好ましい。
Ｒ２／ｐが０．１より小さい場合には、出射側レンズから出射する光線が遮られやすい。この場合には、つなぎ部に付着する外光吸収層１１５の厚みが薄くなり、コントラストに問題が生じやすい。Ｒ２／ｐが０．３より大きいと、頂部に付着する外光吸収層１１５の面積を広くしにくい。
また、レンチキュラーレンズシート１の出射面全体に対する外光吸収層１１５の面積比率は５５％以上であることが好ましく、さらには６０％以上であることが好ましい。これにより、コントラストを高くすることができる。
【００４２】
本発明に係るレンチキュラーレンズ１１の水平視野角範囲は、実用的な視野角を確保する上で、αｈ＝２５〜４０°，βｈ＝３０〜４５°，γｈ＝４０〜６０°であることが好ましい。
入射側レンズ１１２は、このような水平視野角を満たすためには、次の式（単位はｍｍとする）により特定される形状を有することが好ましい。
【数１】
2007279157.tif 000003
ここで、ｐを入射側レンズのピッチとして、
１／ｐ≦Ｃ≦１．６／ｐ
０≦Ｋ
入射側レンズ１１２がこのような形状を有する場合には、入射側レンズ１１２により集光された光線が出射側レンズ１１３の光軸付近に焦点をもつ。それ故、映像光線が外光吸収層１１５によって遮断されるの軽減することができる。
【００４３】
出射側レンズ１２は、上記のような水平視野角を満たすためには、次の式（単位はｍｍとする）により特定される形状を有することが好ましい。
【数２】
2007279157.tif 000004
−０．８／ｐ≦Ｃ≦−１．３／ｐ
Ｋ<−１
【００４４】
入射側レンズ１１２がこのような形状を有する場合には、入射側レンズ１１２による屈折力よりも出射側レンズ１１３による屈折力を大きくすることができる。さらにこの場合には、入射側レンズ１１２と出射側レンズ１１３との光軸ずれに対して、レンチキュラーレンズシート１１の光学特性が劣化するの軽減することができる。
特に、Ｋ<−６である場合には、光学特性が劣化するのを防止することができる。
【００４５】
また、レンチキュラーレンズシート１１に対して、フレネルレンズシート１２の好ましい拡散性は、垂直方向の拡散視野角範囲はαｖ＝４．８〜１１．５°，βｖ＝５．３〜１２．６°，γｖ＝６．４〜１５．４°であり、水平方向の拡散視野角範囲はαｈ＝０〜２．５°，βｈ＝０〜２．７°，γｈ＝０〜３．５°である。フレネルレンズシート１１の拡散性がこのような範囲にある場合には、フレネルレンズシート１２で拡散した光がレンチキュラーレンズ１１の外光吸収部１１４でけられにくく、かつ、ぎらつきを小さくすることができる。また、フレネルレンズシート１２のシート厚みは、例えば、１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。
【００４６】
本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１では、隣り合う入射側レンズ１１２の間（以下、これをレンズ谷部と呼ぶ）に、１〜３μｍの平坦部を設けるのが好ましい。これは、熱可塑性樹脂の押出し成形に使用される金型にはバリが発生しやすいが、このようなレンズ谷部に相当する金型の凸部分に平坦部を設けることによって、このバリ発生を抑制することができるからである。
【００４７】
さらに、熱可塑性樹脂の押出し成形では、金型の形状がそのまま転写されず、例えば６０％〜８０％の高さしか転写されないことがある。そのため、本発明のように入射側レンズ１１２の曲率が小さい場合であっても、金型の凸部分の角度を金型面に対して、例えば７０°等に設定しなければならない。
このように、金型の凸部分の角度が大きいと、金型切削時に金型凸部分の先端が傾いてレンズが非対称構造になる、いわゆる金型倒れが発生する。金型倒れがあると、成形品にもその構造が転写され、視野角が不均一になるという不具合が発生しやすい。そこで、レンズ谷部に相当する金型の凸部分に平坦部を設けることによって、凸部分の強度を高めることができ、金型倒れが発生するのを軽減することができる。
【００４８】
以上のように、本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１は、シートの厚みを一定以上確保するために入射側レンズ１１２の焦点距離が大きくなるように設計される。出射側レンズ１１３によって入射側レンズ１１２によって屈した入射光をより大きく屈折させる。それとともに、出射側レンズ１１３から出射する出射光は、外光吸収部１１４に接触することなく出射される。これによって、視野角を広げることが可能となる。さらに、外光吸収部１１４の形状や比率を上記のように設計することによって、光コントラスト性能を向上させることができる。
さらにまた、本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１では、上記のようにレンズピッチ、シート厚み、レンズ形状を設定することによって、剛性や成形性を向上させることができ、さらには、光軸ずれに対して許容範囲を広くすることができる。また、本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１は、低コストで、製造工程において廃棄物が排出されるのを抑制することができる。
【００４９】
発明の実施の形態２．
本発明に係るレンチキュラーレンズシート１１に拡散層を設けることができる。本実施形態２では、この場合について説明する。
図３の断面図に、本実施形態におけるレンチキュラーレンズシート１１の一構成例が示されている。図３に示すように、拡散層１３０は、レンチキュラーレンズシート１１内部において出射側レンズ１１３側寄りに配設されている。ここで、出射レンズ１１３側寄りとは、シート厚みの５０％の位置より出射側の位置を示している。
拡散層１３０は、レンチキュラーレンズシート１１内部に拡散材を含有させることによって形成することができるが、出射側レンズ１１３表面に凹凸面を設けることによっても形成することができる。
【００５０】
ここで、レンチキュラーレンズシート１１内部に拡散材が含有されているとは、拡散材とシート基材１１１との屈折率差、濃度分布を考慮した拡散中心が、シート厚みの５０％の位置より出射側にある場合を示す。このように拡散層１３０がシート内部に配置されることによって、拡散層１３０によって拡散された映像光線が外光吸収層１１５で遮断されるのを防止することができる。
特に、拡散層１３０をレンズ内部に拡散材を含有させることによって形成した場合には、レンズ表面を平滑にすることができる。特に、この場合には、レンズ表面で外光が散乱反射することを抑制し、外光コントラストの低下を防ぐことができる。
【００５１】
本実施形態２に係るレンチキュラーレンズシート１１では、入射側レンズ１１２の垂直視野角範囲がαｖ＝８〜１５°，βｖ＝１０〜２０°，γｖ＝１５〜３０°であることが好ましい。このような視野角を満たすためには、例えば屈折率差＝０．０１〜０．０５、粒径３〜２０μｍの拡散材を１０〜４０重量％含有した拡散層１３０を、０．０５〜０．２ｍｍの厚さに形成すればよい。特に、屈折率差＝０．０１５〜０．０３、粒径５〜１５μｍの拡散材を１５〜３５重量％含有した拡散層１３０を、０．１〜０．２ｍｍの厚さに形成することが、視野角、外光コントラストのバランスが取れる点で好ましい。
【実施例１】
【００５２】
本実施例は、発明の実施形態２におけるレンチキュラーレンズシート１１を用いた実施例である。図４の部分拡大図に、本実施例のレンチキュラーレンズの外光吸収部１１４が示されている。
具体的には、図４に示すように、入射側レンズ１１２のレンズピッチＨＬｐをＨＬｐ＝０．２６５ｍｍ、出射側レンズ１２のレンズ幅ＢＬｐをＢＬｐ＝０．０７９５ｍｍ、外光吸収層の幅ＢＳをＢＳ＝０．１８５５ｍｍ、外光吸収部１１４の高さＢＨをＢＨ＝０．０５ｍｍ、シート厚みＴをＴ＝０．４４ｍｍのレンチキュラーレンズシートを押出し成形により成形した。
レンチキュラーレンズシート１１の材質は、ゴム入りメタクリル・スチレン共重合体樹脂である。
【００５３】
入射側レンズ１１２のレンズ形状は、上記の式で、
Ｃ＝５．１
Ｋ＝０
出射側レンズ１２のレンズ形状は、上記の式で、
Ｃ＝−４．０
Ｋ＝−７．８
【００５４】
拡散層１３０は出射側レンズ１１３側０．０１ｍｍから０．１５ｍｍの位置に形成し、屈折率差０．０２ｘｘ、平均粒径１２μｍの拡散材を２５重量％含有させた。
また、レンチキュラーレンズシート１１の外光吸収部１１４の頂部へ、ロール印刷によって約０．０１ｍｍの厚みの紫外線硬化性黒色インクを塗布し、紫外線を照射して外光吸収層を形成した。
【００５５】
本実施例のレンチキュラーレンズシート１１では、剛性が高く、成形性がよく、光軸ずれに対して許容範囲が広く、低コストで、さらにはロール印刷を適用できるために製造工程における廃棄物の排出を抑制したレンチキュラーレンズシートを提供することができる。さらに、低コストで、さらにはロール印刷に起因して製造工程において廃棄物が排出されるのを抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る背面投者型スクリーンの一構成例を示す斜視模式図である。
【図２】本発明に係るレンチキュラーレンズシートの一部の構成例を示す概略模式図である。
【図３】本発明に係るレンチキュラーレンズシートの一構成例を示す概略模式図である。
【図４】本発明に係るレンチキュラーレンズシートの外光吸収部の構成を示す概略模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…背面投写型スクリーン、
１１…レンチキュラーレンズシート、１２…フレネルレンズシート、
１１１…シート基材、１１２…入射側レンズ、１１３…出射側レンズ、
１１４…外光吸収部、１１５…外光吸収層
１２１…シート基材、１２２…フレネルレンズ、
１３０…拡散層
【図１】
2007279157.tif 000005
【図２】
2007279157.tif 000006
【図３】
2007279157.tif 000007
【図４】
2007279157.tif 000008