(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートを備える背面投写型スクリーンであって、フレネルレンズシートに設けられたフレネルレンズのレンズピッチが０．１２ｍｍ未満であり、レンチキュラーレンズシートに設けられたレンチキュラーレンズのレンズピッチが０．６ｍｍ以下であり、上記フレネルレンズのレンズピッチおよびレンチキュラーレンズのレンズピッチのうち、大きさが小さい方のレンズピッチをＰ１（ｍｍ）で、他方のレンズピッチをＰ２（ｍｍ）でそれぞれ表したとき、下記の式（１）、
ＰＭ＝１／│ｎ／Ｐ１−ｍ／Ｐ２│        （１）
（ただし、ｎおよびｍはそれぞれ下記の式（２）および（３）、
ｎ≦１５×Ｐ１／Ｐ２                  （２）
ｍ≦１５×Ｐ２／Ｐ１                  （３）
を満足する自然数である。）
で求められるフレネルレンズとレンチキュラーレンズとの間で発生するモアレのピッチＰＭ（ｍｍ）が３ｍｍ以下であることを特徴とする背面投写型スクリーン。
【請求項２】
フレネルレンズのレンズピッチをＰF（ｍｍ）で、レンチキュラーレンズのレンズピッチをＰL（ｍｍ）でそれぞれ表したとき、ＰL／ ＰFが５以下である請求項１記載の背面投写型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は少なくとも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た背面投写型スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から一般に用いられている背面投写型スクリーンの概略構成図を図１に示す。図１において、１はフレネルレンズシートであり、２はレンチキュラーレンズシートである。フレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートは通常、両シートが密着された状態で背面投写型スクリーンとして用いられる。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た背面投写型スクリーンの背面から投写された映像光は、フレネルレンズシートによって平行光あるいはスクリーンから５〜２０ｍ観察側寄りの位置に焦点を結ぶ収束光に換えられる。フレネルレンズシートから出射された平行光または収束光は、レンチキュラーレンズシートにより水平方向に大きく拡散され、これによって水平方向の広い視野範囲で映像を観察することが可能となる。水平方向のみならず垂直方向においても映像観察が可能な範囲を拡大するために、レンチキュラーレンズシートには一般に拡散剤が分散された材料が用いられている。
【０００３】
図２にフレネルレンズシートの概略断面図を示す。一般に、フレネルレンズシートは等間隔で同心円状の微細ピッチのレンズからなるフレネルレンズが光出射面に設けられたシートで構成されている。ここで、フレネルレンズシートの光入射面側に垂直方向に映像光を拡散させる機能をもつ微細レンチキュラーレンズが必要により設けられることもある。また、フレネルレンズシート内部での映像光の反射によるゴースト光の発生を防ぐ目的で、フレネルレンズシートに拡散剤が含有されることもある。図３にレンチキュラーレンズシートの概略断面図を示す。図３に示すように、レンチキュラーレンズシートは光入射面側および光出射面側に等間隔になるようにかまぼこ型のレンズがそれぞれ配置されている。外部からの光がレンチキュラーレンズシート表面で反射されて観察者に戻ることを防ぐために、ブラックストライプが光出射面側のかまぼこ型レンズの間に設けられることが一般的である。なお、かまぼこ型のレンズが光入射面側のみに設けられたタイプのレンチキュラーレンズシートもある。
【０００４】
フレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートを組み合わせて用いる場合、両シートにそれぞれ設けられた等間隔のレンズによって光が透過する部分と光が透過しない部分とが生じるためにモアレと呼ばれる現象が発生する。すなわち、フレネルレンズシートを観察側から見た場合、図２に示す領域ａでは光が透過してくるが、領域ｂでは光が透過して来ず、微細な等間隔の明暗による同心円状縞模様ができる。また、レンチキュラーレンズシートでは、レンチキュラーレンズシートの一部分から光が出射され、他の部分からは光が出て来ないため、図３に示すように微細な等間隔の明暗の縦縞模様が生じる。
【０００５】
これら２つのシートの干渉によるモアレの発生を完全に防止することは基本的に困難であるが、実用上問題のない範囲にまでモアレの低減を図ることは可能である。モアレのピッチを最適化し、観察者に目立ちにくくするため、フレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートのそれぞれのレンズピッチの比を特定のものとする技術が開発されており、例えば、レンチキュラーレンズのレンズピッチとフレネルレンズのレンズピッチとの比をＮ＋０．３５〜０．４５（ただし、Ｎは自然数。）とすること（特開昭５９−９５５２５号公報参照）、レンチキュラーレンズのレンズピッチとフレネルレンズのレンズピッチとの比をＮ＋０．２５〜０．７５（ただし、Ｎは３以上の整数。）とすること（特開昭６０−２６３９３２号公報参照）、フレネルレンズのレンズピッチとレンチキュラーレンズのレンズピッチとの比を０．１５０５〜０．１５４５あるいは０．１７６０〜０．１８１とすること（特開平３−１４９５４０号公報参照）などが知られている。これら各先行文献においてクレームされたフレネルレンズとレンチキュラーレンズとのピッチ比は、モアレが目立ちにくい範囲を実験的に求めたものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルテレビに代表される映像光源の解像度の向上にともない、近年、背面投写型スクリーンのレンチキュラーレンズシートおよびフレネルレンズシートのレンズピッチが微細化されてきている。従来、一般に用いられていたレンチキュラーレンズシートのレンズピッチは約０．７〜１．２ｍｍ程度であったものが、映像光源の微細化にともなって、約０．１〜０．５２ｍｍ程度の微細なものが使用されるようになってきた。レンズピッチが微細化されたレンチキュラーレンズシートおよびフレネルレンズシートを用いた場合には、上記の各先行文献で最適であるとされていた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のレンズピッチ比では、モアレを十分に解消できないことが分かった。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、微細なレンズピッチをもつフレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートで構成された背面投写型スクリーンにおけるモアレを効果的に解消することができる背面投写型スクリーンを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の背面投写型スクリーンは、フレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートを備える背面投写型スクリーンであって、フレネルレンズシートに設けられたフレネルレンズのレンズピッチが０．１２ｍｍ未満であり、レンチキュラーレンズシートに設けられたレンチキュラーレンズのレンズピッチが０．６ｍｍ以下であり、上記フレネルレンズのレンズピッチおよびレンチキュラーレンズのレンズピッチのうち、大きさが小さい方のレンズピッチをＰ１（ｍｍ）で、他方のレンズピッチをＰ２（ｍｍ）でそれぞれ表したとき、下記の式（１）、
ＰＭ＝１／│ｎ／Ｐ１−ｍ／Ｐ２│        （１）
（ただし、ｎおよびｍはそれぞれ下記の式（２）および（３）、
ｎ≦１５×Ｐ１／Ｐ２                  （２）
ｍ≦１５×Ｐ２／Ｐ１                  （３）
を満足する自然数である。）
で求められるフレネルレンズとレンチキュラーレンズとの間で発生するモアレのピッチＰＭ（ｍｍ）が３ｍｍ以下であることを特徴とする。フレネルレンズのレンズピッチをＰＦ（ｍｍ）で、レンチキュラーレンズのレンズピッチをＰＬ（ｍｍ）でそれぞれ表したとき、モアレが発生しやすい特性をもつ、ＰＬ／ＰＦが５以下である背面投写型スクリーンに上記本発明を適用することが特に有効である。
【０００９】
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の組み合わせにより発生するモアレのピッチＰM（ｍｍ）は、上記の通りの式（１）によって表される。以下の説明では、フレネルレンズのピッチ＜レンチキュラーレンズのピッチなる関係を有する場合、すなわち、フレネルレンズのピッチがＰ1（ｍｍ）で、レンチキュラーレンズのピッチがＰ2（ｍｍ）でそれぞれ表される場合を考える。なお、以下の説明は、これとは逆に、フレネルレンズのピッチ＞レンチキュラーレンズのピッチなる関係の背面投写型スクリーンにおいても同様に考えることができる。
【００１０】
式（１）においてｎ＝１であるとき、フレネルレンズのレンズピッチの空間周波数の基本波を示し、モアレピッチＰMはＰ2＝ｍＰ1となったときに最大となる。つまり、レンチキュラーレンズのレンズピッチがフレネルレンズのレンズピッチの整数倍であると目立ちやすいモアレが発生する。次に、ｎ＝２の場合を考える。 ｎ＝２であるとき、フレネルレンズのレンズピッチの空間周波数の２倍波を示し、モアレピッチＰMはＰ2＝０．５×ｍＰ1となったときに最大となる。つまり、レンチキュラーレンズのレンズピッチがフレネルレンズのレンズピッチの１／２倍の整数倍であると目立ちやすいモアレが発生する。同様にｎ＝３であるときは３倍の高調波であり、ｎ＝４であるときは４倍の高調波となる。このとき、それぞれレンチキュラーレンズのレンズピッチがフレネルレンズのレンズピッチの１／３倍あるいは１／４倍の整数倍であると目立ちやすいモアレが発生する。なお、ｎが５以上であるときも同様である。上記の通り、モアレは３次以上の全ての高調波においても発生しており、高調波域のモアレをも全て解消することができるレンズピッチ比の解を求めることは非常に困難である。
【００１１】
モアレ低減のための従来の技術では、明暗模様の１次あるいは２次成分のみを考慮してレンチキュラーレンズとフレネルレンズとのレンズピッチ比が最適化されており、３次以上の高調波成分は全く考慮されていなかった。これは、従来のレンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートとを組み合わせた背面投写型スクリーンにおいては、上記レンズピッチ比を６以上というように大きくとることができていたために、高調波によるモアレが問題とはならなかったからである。しかし、レンズピッチの微細化にともなって上記レンズピッチ比が５以下になるように設計されるようになってきたことに伴って、３次以上の高調波成分を無視することができなくなってきた。
【００１２】
本発明では、フレネルレンズシートに設けられたフレネルレンズのレンズピッチが０．１２ｍｍ以下であり、レンチキュラーレンズシートに設けられたレンチキュラーレンズのレンズピッチが０．６ｍｍ以下である背面投写型スクリーンにおけるモアレの解消を対象とする。従来、一般に用いられていたフレネルレンズのレンズピッチは約０．１２ｍｍ程度であり、レンチキュラーレンズのレンズピッチは０．７〜１．２ｍｍである。すなわち、レンチキュラーレンズのレンズピッチとフレネルレンズのレンズピッチとの比は６〜１０倍程度であり、フレネルレンズのレンズピッチの空間周波数の３倍の高調波では高調波のピッチとレンチキュラーレンズピッチとの比が１５倍を越えており、３倍以上の高調波によるモアレを考慮する必要がなかった。これに対し、フレネルレンズシートに設けられたフレネルレンズのレンズピッチが０．１２ｍｍ以下であり、レンチキュラーレンズシートに設けられたレンチキュラーレンズのレンズピッチが０．６ｍｍ以下である背面投写型スクリーンでは、フレネルレンズのレンズピッチの空間周波数の３倍の高調波においても、高調波のピッチとレンチキュラーレンズのレンズピッチとの比が１５倍を下回ってくることになり、高調波成分によるモアレを考慮する必要が生じてくる。
【００１３】
ところで、高調波に相当するモアレが、フレネルレンズシート等に含まれる拡散剤等の影響でぼかされると事実上モアレとして視認されなくなる。フレネルレンズのレンズピッチの高調波ピッチとレンチキュラーレンズのレンズピッチとの比に着目してモアレが視認されるか否かを観察すると、ＣＲＴ方式、ＬＣＤ方式、ＤＭＤ方式等の用途向けの背面投写型スクリーンにおいて、フレネルレンズのレンズピッチの高調波ピッチとレンチキュラーレンズのレンズピッチとの比が１０〜１５倍程度あれば、モアレが事実上問題とならないことが解った。したがって、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の組み合わせにより発生するモアレのピッチを示す式（１）、
ＰM＝１／│ｎ／Ｐ1−ｍ／Ｐ2│        （１）
においてｎおよびｍがそれぞれ上記の式（２）および（３）、
ｎ≦１５×Ｐ1／Ｐ2                  （２）
ｍ≦１５×Ｐ2／Ｐ1                  （３）
を満足する場合にのみ、高調波によるモアレの解消を図れば良いことになる。
【００１４】
そして、３ｍｍ以下のモアレであれば、これを視認することが可能であっても画質上大きな問題とはならないから、３／Ｐ１以上の空間周波数においても、上記の式（１）で表されるモアレピッチが３ｍｍ以下であれば良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明による背面投写型スクリーンの構成は従来のスクリーンについて示した図１と同様であり、また本発明の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およびレンチキュラーレンズシートもそれぞれ従来のフレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートについて説明する図２および図３と同様である。なお、フレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートに前面板等を組み合わせて背面投写型スクリーンを構成しても良い。以下、本発明の実施例を示し、本発明の効果を説明する。
【００１６】
（参考例１、実施例２、実施例３）
レンチキュラーレンズピッチが０．１７９ｍｍであるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズピッチが０．１１２４ｍｍであるフレネルレンズシートとで構成された背面投写型スクリーンにおけるモアレの長さ（ｍｍ）および高調波成分に対するレンチキュラーレンズピッチの比を表１に示す（参考例１）。また、レンチキュラーレンズピッチが０．１１８ｍｍであるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズピッチが０．０８３５ｍｍであるフレネルレンズシートとで構成された背面投写型スクリーンにおけるモアレの長さ（ｍｍ）および高調波成分に対するレンチキュラーレンズピッチの比を表２に示す（実施例２）。さらに、レンチキュラーレンズピッチが０．５１８ｍｍであるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズピッチが０．１１２４ｍｍであるフレネルレンズシートとで構成された背面投写型スクリーンにおけるモアレの長さ（ｍｍ）および高調波成分に対するレンチキュラーレンズピッチの比を表３に示す（実施例３）。なお、以下の各表において、「波長比」は、式（Ｐ２×ｎ）／Ｐ１（以下の各実施例および比較例では、レンチキュラーレンズピッチがＰ２に、フレネルレンズピッチがＰ１にそれぞれ対応する。）により計算される数値を表し、物理的には、レンチキュラーレンズピッチに対するフレネルレンズ高調波ピッチ（ｎ／フレネルレンズピッチ）の比を意味する。また、「モアレ長」は、式（１）により計算した数値である（式（１）のｍについては種々の値を取り得るが、表で示したモアレ長は、式（１）により求められるモアレ長が最も大きくなるｍで計算したものである。）。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
【表２】
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【００１９】
【表３】
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【００２０】
上記の各フレネルレンズシートにはヘーズ値で１８％の拡散材が添加された厚さが１．８５ｍｍの基板が用いられており、２Ｐ法によりフレネルレンズが形成されている。各レンチキュラーレンズシートは押し出し成形法により作製されており、レンズピッチが０．１７９ｍｍのもの（実施例１）および０．１１８ｍｍのもの（実施例２）には、入射側のみにレンチキュラーレンズが成形されている（いわゆる「片面レンチ」タイプ）。これらのレンチキュラーレンズシートのスクリーンゲインは６．０である。また、レンズピッチが０．５１８ｍｍのもの（実施例３）には両面にレンチキュラーレンズが成形され、出射側にはブラックストライプが形成されている。このレンチキュラーレンズシートのスクリーンゲインも６．０である。各実施例のフレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートをＬＣＤを用いた投写光学系に取り付け、モアレを確認した結果、視認上問題となるモアレは発生しなかった。
【００２１】
（比較例１〜２）
レンチキュラーレンズピッチが０．１７９ｍｍであるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズピッチが０．１１３５ｍｍであるフレネルレンズシートとで構成された背面投写型スクリーンにおけるモアレの長さ（ｍｍ）および高調波成分に対するレンチキュラーレンズピッチの比を表４に示す（比較例１）。また、レンチキュラーレンズピッチが０．１１８ｍｍであるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズピッチが０．０８４３ｍｍであるフレネルレンズシートとで構成された背面投写型スクリーンにおけるモアレの長さ（ｍｍ）および高調波成分に対するレンチキュラーレンズピッチの比を表５に示す（比較例２）。
【００２２】
【表４】
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【００２３】
【表５】
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【００２４】
上記の各フレネルレンズシートにはヘーズ値で１８％の拡散材が添加された厚さが１．８５ｍｍの基板が用いられており、２Ｐ法によりフレネルレンズが形成されている。また、レンチキュラーレンズシートは押し出し成形法により作製されており、入射側のみにレンチキュラーレンズが成形されている。このレンチキュラーレンズシートのスクリーンゲインは６．０である。これらのフレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートをＬＣＤを用いた投写光学系に取り付け、モアレを確認した結果、明確に視認されるモアレが発生した。
【００２５】
（比較例３）
レンチキュラーレンズピッチが０．１８９ｍｍであるレンチキュラーレンズシートと、フレネルレンズピッチが０．１１２８ｍｍであるフレネルレンズシートとで構成された背面投写型スクリーンにおけるモアレの長さ（ｍｍ）および高調波成分に対するレンチキュラーレンズピッチの比を表６に示す（比較例３）。
【００２６】
【表６】
0003939458.tif 000007
【００２７】
上記のフレネルレンズシートにはヘーズ値で３０％の拡散材が添加された厚さが１．８５ｍｍの基板が用いられており、２Ｐ法によりフレネルレンズが形成されている。また、レンチキュラーレンズシートは入射側のみにレンズが成形されている。このレンチキュラーレンズシートのスクリーンゲインは４．０である。これらのフレネルレンズシートおよびレンチキュラーレンズシートをＬＣＤを用いた投写光学系に取り付け、モアレを確認した結果、明確に視認されるモアレが発生した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、微細なレンズピッチをもつ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組み合わされた背面投写型スクリーンであってもモアレを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】背面投写型スクリーンの概略図である。
【図２】背面投写型スクリーンに用いられるフレネルレンズシートの模式図である。
【図３】背面投写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の模式図である。
【符号の説明】
１：フレネルレンズシート
２：レンチキュラーレンズシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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