(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部と、
光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部と
を備えたレンチキュラーレンズシートであって、
レンチキュラーピッチｐとレンズ厚ｔとの関係が１．３≦ｔ／ｐ≦１．９であること
を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項２】
光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部と、
光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部と、
光出射側の前記入光側レンズ部の非集光部に形成された光吸収層と
を備えたレンチキュラーレンズシートであって、
レンチキュラーピッチｐとレンズ厚ｔとの関係が１．３≦ｔ／ｐ≦１．９であること
を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項３】
光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部と、
光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部と
を備えたレンチキュラーレンズシートであって、
前記入光側レンズ部は、その円錐係数ｋが−０．３５≦ｋ≦−０．１であること
を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項４】
光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部と、
光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部と、
光出射側の前記入光側レンズ部の非集光部に形成された光吸収層と
を備えたレンチキュラーレンズシートであって、
前記入光側レンズ部は、その円錐係数ｋが−０．３５≦ｋ≦−０．１であること
を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレンチキュラーレンズシートにおいて、
光出射側の非集光部に形成された略台形状の凸状部と、
前記凸状部に形成された光吸収層とを備えたこと
を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項６】
請求項５に記載のレンチキュラーレンズシートにおいて、
前記光吸収層は、前記凸状部の台形の傾斜面にも形成されていること
を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項７】
光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部と、
光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部と
を備えたレンチキュラーレンズシートであって、
光出射側の非集光部に形成された略台形状の凸状部と、
前記凸状部に形成された光吸収層とを備え、
前記凸状部は、少なくともその表面に光拡散剤を含まない層を備えること
を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のレンチキュラーレンズシートにおいて、
前記光吸収層は、その比率（ＢＳ率）が６０％以上であること
を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
【請求項９】
背面投射型テレビジョンに用いられる透過型スクリーンにおいて、
少なくとも投射光を略平行光に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の光出射側に配置された請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレンチキュラーレンズシートと
を備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項１０】
請求項９に記載の透過型スクリーンにおいて、
前記フレネルレンズシートは、光拡散要素を有すること
を特徴とする透過型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤやＤＭＤ（Digtal Micro- mirror Device ）等のようなセル構造を有する画像光源からの画像を投影して観察するのに適したレンチキュラーレンズシートと透過型スクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、画像光源として、赤，緑，青の３本のＣＲＴを用い、スクリーンとして、透過型スクリーンを用いる背面投射型プロジェクションテレビが知られている。
この透過型スクリーンは、ＣＲＴからの投射光を略平行光にするフレネルレンズシートと、広い範囲に光を拡散する拡散シートとを備えている。
【０００３】
光拡散シートとして、入光側に光を集光するレンチキュラーレンズ等のレンズ素子を形成し、そのレンズ素子の焦点付近を出光面として、出光面のレンズ素子の焦点と焦点との間に光吸収層を設けることにより、光を拡散させると同時に、外光の影響を低滅させたブラックストライプ（ＢＳ）付きレンチキュラーレンズシートが使用されている。
【０００４】
また、画像光源は、ＬＣＤやＤＭＤを用いたプロジェクションテレビが開発されている。ＬＣＤやＤＭＤを用いたプロジェクションテレビでは、パネルのセル構造に起因する格子パターンが透過型スクリーン上に投影されるので、前述した一定のピッチで周期的構造を有するレンチキュラーレンズシートに画像を投影して観察すると、レンチキュラーレンズのサンプリング効果により、モアレを発生する可能性がある。
このようなモアレの発生を防止するためには、レンチキュラーレンズのピッチが、投影された格子パターンの１／３．５以下になるように小さくすることが好ましいとされている。
【０００５】
また、ＬＣＤやＤＭＤを用いたプロジェクションテレビは、シンチレーションと呼ばれる映像のぎらつきが生じるが、レンチキュラーレンズのピッチを小さくすることは、このシンチレーションを弱くする上でも有効である。
【０００６】
一方、ＢＳ付き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は、光を４０°以上の広い範囲に拡散し、同時に、ＢＳを形成しようとすると、入光レンズと出光面の間の距離をレンズピッチの１．３倍程度以下にしなければならない。この場合に、透過型スクリーン上に投影される格子パターンとレンズピッチとのモアレを目立たなくするためには、レンズピッチは、０．４ｍｍ以下、レンズの厚みは０．５２ｍｍ以下にしなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の透過型スクリーンは、その厚みを薄くすると、剛性が低下し、フラットに保持することが困難になる。
また、このような薄いレンズシートを押し出し成形等によって精度よく成形することは非常に困難である。
【０００８】
さらに、現状では、ＬＣＤ光源が、従来から使用されている赤，緑，青の３本のＣＲＴを用いた光源に比較して、それほど強力ではなく、また、コントラストも悪いために、ＬＣＤ用透過型スクリーンには、従来のＣＲＴ用以上に高いコントラストのスクリーンが望まれている。
ここで、観察側に光吸収層を有するレンチキュラーレンズの場合に、最も有効なコントラスト向上の方法として、光源が単管であることからＢＳ率を増加させることがあげられる。
【０００９】
本発明は、ピッチが細かいままで、厚みを厚くすることができ、しかも、ＢＳ率を増加させることができるレンチキュラーレンズシートと透過型スクリーンを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部（１１）と、光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部（１２）とを備えたレンチキュラーレンズシートであって、レンチキュラーピッチｐとレンズ厚ｔとの関係が１．３≦ｔ／ｐ≦１．９であ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。
請求項２の発明は、光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部（１１）と、光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部（１２）と、光出射側の前記入光側レンズ部の非集光部に形成された光吸収層（１４）とを備えたレンチキュラーレンズシートであって、レンチキュラーピッチｐとレンズ厚ｔとの関係が１．３≦ｔ／ｐ≦１．９であ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。
【００１１】
請求項３の発明は、光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部（１１）と、光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部（１２）とを備えたレンチキュラーレンズシートであって、前記入光側レンズ部は、その円錐係数ｋが−０．３５≦ｋ≦−０．１であ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。
【００１２】
請求項４の発明は、光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部と、光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部と、光出射側の前記入光側レンズ部の非集光部に形成された光吸収層とを備えたレンチキュラーレンズシートであって、前記入光側レンズ部は、その円錐係数ｋが−０．３５≦ｋ≦−０．１であ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。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレンチキュラーレンズシートにおいて、光出射側の非集光部に形成された略台形状の凸状部（１３）と、前記凸状部に形成された光吸収層（１４）とを備えたことを特徴とするレンチキュラーレンズシートである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５に記載のレンチキュラーレンズシートにおいて、前記光吸収層（１４）は、前記凸状部の台形の傾斜面（１３ａ）にも形成されてい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。
【００１５】
請求項７の発明は、光入射側に形成され、断面が略楕円形状の入光側レンズ部（１１）と、光出射側の前記入光側レンズ部の集光部に形成され、断面が凹レンズ形状である出光側レンズ部（１２）とを備えたレンチキュラーレンズシートであって、光出射側の非集光部に形成された略台形状の凸状部（１３）と、前記凸状部に形成された光吸収層（１４）とを備え、前記凸状部は、少なくともその表面に光拡散剤を含まない層（１６）を備え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。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のレンチキュラーレンズシートにおいて、前記光吸収層は、その比率（ＢＳ率）が６０％以上であ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。
【００１７】
請求項９の発明は、背面投射型テレビジョンに用いられる透過型スクリーンにおいて、少なくとも投射光を略平行光にするフレネルレンズシート（２０）と、前記フレネルレンズシートの光出射側に配置され、投射光を拡散して画像を形成する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレンチキュラーレンズシート（１０）とを備えたことを特徴とする透過型スクリーンである。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズシート（２０）は、光拡散要素（２１）を有することを特徴とする透過型スクリーンである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面などを参照して、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。
（レンチキュラーレンズシートの第１実施形態）
図１，図２は、本発明によるレンチキュラーレンズシートの第１実施形態の概略を示す図である。
この実施形態のレンチキュラーレンズシート１０Ａは、入光レンズ１１と、出光レンズ１２と、凸状部１３と、光吸収層１４などを備えている。
【００２０】
このレンチキュラーレンズシート１０は、入光レンズ１１の形状に、その円、楕円，非球面などが用いられている。
入光レンズ１１は、その集光点がシート内部にくるように設計されており、出光レンズ１２は、凹レンズ形状としてある。このために、スクリーンのピッチに対する厚みを通常の１．１〜１．３倍に対して、１．９倍まで伸ばすことが可能である。
このときに、出光レンズ１２は、その断面形状として、凹円，凹楕円，凹双曲線，凹放物線などを適宜用いることができる。
【００２１】
図３は、第１実施形態に係るレンチキュラーレンズシートの映像光の光路を示す図である。
出光レンズ１２は、凹形状の場合に、入光レンズ１１の形状を、下記の数式１における円錐係数ｋが−０．３５≦ｋ≦−０．１、好ましくは、−０．３≦ｋ≦−０．２とするのがよい。
【００２２】
【数１】
0003822961.tif 000002
【００２３】
この場合に、中心付近の光Ａは、図３に示すように、出光レンズ１２付近で集光点を形成し、入光レンズ１１の裾から入射した光Ｂは、出光レンズ１２より内側で集光点を形成し、出光レンズ１２でより外側へ屈折する（図３のＢ１）。
【００２４】
図４は、本実施形態に係るレンチキュラーレンズシートの水平半値角（αＨ）とゲインの関係を示す線図である。
第１実施形態のレンチキュラーレンズシート１０Ａは、αＨを約３０゜におさえ、中心ゲインと５０゜以上のゲインを重視したものである。
図４に示すように、ｋが−０．３５より小さい場合には、αＨは増加するが、約４０゜でカットオフが生じ、また、αＨが増える分だけ、中心ゲインが低下する。ｋが−０．１以上のときは、αＨが２０゜以下となり好ましくない。
【００２５】
第１実施形態によれば、出光レンズ１２を凹レンズ形状としたので、スクリーンのピッチに対する厚みを厚くすることができた。このため、機械的強度を保ったまま、モアレの発生を低減することができる。
【００２６】
（レンチキュラーレンズシートの第２実施形態）
図５は、本発明によるレンチキュラーレンズシートの第２実施形態を示す図である。
なお、以下に説明する各実施形態では、前述した第１実施形態と同様な機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００２７】
現状では、ＬＣＤ光源は、ＣＲＴ光源に比較してそれほど強力ではなく、また、コントラストも悪いために、ＬＣＤ用の透過型スクリーンは、ＣＲＴ用以上に光源光を犠牲にせずに、コントラストを高めることが要求される。ここで、最も有効なコントラスト向上の方法として、光源が単管であることからＢＳ率を増加させることがあげられる。
しかし、出光レンズ１２を凹形状とし、投射光を内部で集光させる場合に、従来のようにＢＳ１４を略長方形状の凸状部に形成すると、せっかく出射した光がＢＳの凸状部にかかるという問題がある。
【００２８】
そこで、第２実施形態のレンチキュラーレンズシート１０Ｂは、凸状部１３Ｂを略台形状に形成し、その斜面部１３ａにまで光吸収剤を塗布して光吸収層１４Ｂを形成することによって、出射光が凸状部１３Ｂにかかることを防止すると共に、ＢＳ率を増加させることができる。
また、第２実施形態は、ガラスビーズ，アクリルビーズなどを拡散剤として混入させ、投射光を拡散させる拡散層１５が形成されている。
【００２９】
第２実施形態によれば、略台形状の凸状部１３を設け、その凸状部１３に光吸収層１４を設けたので、出射光を蹴ることはない。
また、凸状部１３の台形の傾斜部１３ａにも、光吸収層１４を形成したので、ＢＳ率を増加させることができる。
【００３０】
（レンチキュラーレンズシートの第３実施形態）
図６は、本発明によるレンチキュラーレンズシートの第３実施形態を示す図である。
第２実施形態の略台形状の凸状部１３Ｂにおいて、その傾斜部１３ａに光拡散剤が出ていると、光吸収剤が塗布されるところと、塗布されないところが生ずる可能性があり、スクリーンの外観がざらつきを生じて好ましくない。
【００３１】
そこで、第３実施形態のレンチキュラーレンズシート１０Ｃは、凸状部１３Ｂの少なくとも傾斜部１３ａに、拡散剤が突出しないようにして、ざらつきを生じないようにしたものである。
その具体的手法として、観察側全体に、拡散剤を含まない非拡散層１６を形成するようにしてある。
第３実施形態によれば、非拡散層１６を設けたので、表面にざらつきが生ずることはなくなった。
【００３２】
（透過型スクリーンの実施形態）
図７は、本発明による透過型スクリーンの実施形態を示した図である。
この実施形態の透過型スクリーンは、フレネルレンズシート２０と、その観察側に配置されたレンチキュラーレンズシート１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃなど）とを備えている。
【００３３】
ＬＣＤやＤＭＤを用いたプロジェクションテレビは、シンチレーションと呼ばれる映像のぎらつきが生じる。通常、シンチレーションを低減するために、特開平８−３１３８６５号に記載されるように、光拡散剤が混入される部分を２つ以上に分けて構成する。
そこで、本実施形態は、フレネルレンズシート２０の基材２１に、所定量の拡散剤を混入するようにしたものである。ここで、フレネルレンズとしては、レンズ面を観察側に向けた、サーキュラーフレネルレンズやリニアフレネルレンズなどを好適に用いることができる。
【００３４】
本実施形態の形状のレンチキュラーレンズシートの場合には、図７の入射光Ｃに示すように、フレネルレンズシート２０の基材２１に混入した拡散剤により、水平拡散特性をさらに広げることができる。そして、シンチレーションを低減することができる。
【００３５】
【実施例】
以下、具体的な実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
耐衝撃性のアクリル樹脂（屈折率１．５１）を用い、押し出し成形によりレンチキュラーレンズシートを成形した。このときに、平均粒径３０μｍのアクリルビーズ（屈折率１．４９）と、平均粒径１７μｍのガラスビーズ（屈折率１．５３５）を６：１でブレンドしたものを拡散剤として、レンチキュラーレンズシートに混入した。
【００３６】
ここで、以下の３種類のレンチキュラーレンズシート１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを作製し、実施例１〜実施例３とした。
（実施例１）
実施例１は、押し出し成形により、単層に成形したレンチキュラーレンズシート１０Ａであり、ＢＳ１４の高さを０．０８ｍｍ（５゜）としてある（図１参照）。
このレンチキュラーレンズシート１０Ａは、ピッチｐ＝０．３６，レンズ厚さｔ＝０．６７であるので、ｔ／ｐ≒１．９である。また、入光レンズ１１の円錐係数ｋは、−０．１である。
【００３７】
（実施例２）
実施例２は、押し出し成形により、２層に成形したレンチキュラーレンズシート１０Ｂであり、表面の７０％がＢＳ１４であり、ＢＳ１４の高さを０．０６ｍｍ（５０゜）としてある（図５参照）。
このレンチキュラーレンズシート１０Ｂは、ピッチｐ＝０．３５，レンズ厚さｔ＝０．５４であるので、ｔ／ｐ≒１．５である。また、入光レンズ１１の円錐係数ｋは、−０．３である。
【００３８】
（実施例３）
実施例３は、押し出し成形により、３層に形成したレンチキュラーレンズシート１０Ｃであり、拡散層１５と非拡散層１６が形成されており、ＢＳ１４の高さを０．０６ｍｍ（５０゜）としてある（図６参照）。
このレンチキュラーレンズシート１０Ｃは、ピッチｐ＝０．３５，レンズ厚さｔ＝０．５４であるので、ｔ／ｐ≒１．５である。また、入光レンズ１１の円錐係数ｋは、−０．３である。
【００３９】
一方、上記耐衝撃性アクリル樹脂（厚さ２．５ｍｍ）に、上記アクリルビーズを２．０重量部混入したものを基材２１として、ＵＶ製法により、フレネルレンズシート２０を成形した。
【００４０】
上記のフレネルレンズシート２０と、レンチキュラーレンズシート１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを組み合わせて、微小偏角輝度計により、光拡散特性の測定結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0003822961.tif 000003
【００４２】
表１において、上段は、レンチキュラーレンズシート１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの単体、下段は、それらとフレネルレンズシート２０との組み合わせたものである。入光レンズ１１の形状は、円錐係数ｋを表している。
【００４３】
実施例１は、ほぼ垂直（５゜）で隆起を形成し、その上部のみを光吸収剤を塗布した。ＢＳ率は、４０％であった。
実施例２、３は、ＢＳ１４の隆起を５０゜で形成し、傾斜部にも光吸収剤を塗布した。ＢＳ率は、６５％であった。
外観は、実施例２がざらつきがあるのに対して、実施例１，３は、ざらつきがなく良好であった。
【００４４】
出光形状の０．２Ｒは、断面形状が半径０．２ｍｍの円の一部（円弧）であることを意味しており、符号のマイナスは、通常のレンチキュラーレンズの凸円をプラスとしているために、凹円は、マイナスで表記したものである。
表１の輝度角は、前述したαＨと同一のものであり、１／２輝度角は、図４において、ゲインが中心ゲイン（０゜のゲイン）の１／２になる角度のことである。例えば、実施例１の「２５」というのは、１／２輝度角（αＨ）が２５゜ということを表している。
【００４５】
実施例１に関しては、フレネルレンズシートとの組合わせで、１／２輝度角（αＨ）が３０゜近くあり、実施例２、３においては、従来のピッチが０．７以上のレンチキュラーレンズシートと同様にαＨが３５゜確保することができた。
また、実施例２、３においては、通常のレンチキュラーレンズシートと同様に、５０゜近い１／１０輝度角を確保することができた。
【００４６】
ピッチが０．３５ｍｍのレンチキュラーレンズにおいて、従来の設計では、板厚を０．４５ｍｍ程度以下にしてなければならなかったが、アクリル系の樹脂の場合に、この厚さは、剛性が低下し、割れやすくなるうえ、製造も困難であった。
【００４７】
なお、式１のｃの値は、実施例１では、０．２１２、実施例２、３では、０．１７６４である。ｐ／２ｃの値が、それぞれ０．８５（実施例１）、０．９９（実施例２、３）となる。この値が、大きいと、板厚を小さくしなければならず、逆に小さいと、拡散角が得られない。すなわち、０．８〜１．０くらいが適応範囲である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、出光側レンズ部を凹レンズとしたので、レンチキュラーレンズシートの厚みを厚くすることができる。
また、光吸収層を略台形状の凸状部に設けたので、ＢＳ率を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレンチキュラーレンズシートの第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明によるレンチキュラーレンズシートの第１実施形態を拡大して示す図である。
【図３】第２実施形態に係るレンチキュラーレンズシートの映像光の光路を示した図である。
【図４】本実施形態に係るレンチキュラーレンズシートの水平半値角（αＨ）とゲインの関係を示す線図である。
【図５】本発明によるレンチキュラーレンズシートの第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明によるレンチキュラーレンズシートの第３実施形態を示す図である。
【図７】本発明による透過型スクリーンの実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０  レンチキュラーレンズシート
１１  入光レンズ
１２  出光レンズ
１３  凸状部
１４  光吸収層
１５  拡散層
１６  非拡散層
２０  フレネルレンズシート
２１  基材
【図１】
0003822961.tif 000004
【図２】
0003822961.tif 000005
【図３】
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【図４】
0003822961.tif 000007
【図５】
0003822961.tif 000008
【図６】
0003822961.tif 000009
【図７】
0003822961.tif 000010