CN101208632A - 柱状透镜、光扩散板及投影屏 - Google Patents

柱状透镜、光扩散板及投影屏 Download PDF

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Abstract

柱状透镜23包括两侧面具有从上面(光出射面)向底面(光入射面)逐渐朝外侧隆起的曲面形状的多个凸条状单位透镜部23b，柱状透镜23由多个单位透镜部23b在基膜21上平行排列而形成。由对应于出现在垂直于上述单位透镜部23b的纵向的断面上的两侧面的1对曲线的切线和与上述单位透镜23b的上面(或底面)平行的直线构成的锐角的角度θ具有以下的角度范围：139(d/p)3－176(d/p)2+78(d/p)+74.4＞θ＞346(d/p)3－469(d/p)2+219(d/p)+45.0式中，d是一对曲线间的间隔的半长度，p是单位透镜部的配置节距。

Description

柱状透镜、光扩散板及投影屏
技术领域
[0001]
本发明涉及柱状透镜、光扩散板以及投影屏。
背景技术
[0002]
在背投型投影显示装置中，基于从配置在显示装置的背面侧的光源所出射(投射)的图像光的图像，在固定于显示装置的前面的投影屏上显示。
[0003]
在专利文献1的图7中，示出了构成投影屏的柱状透镜的剖面图。在柱状透镜的一面上形成梯形柱状的多个单位透镜部11，其断面上的梯形形状的一对斜面形成为曲线状。
[0004]
由于将形成在柱状透镜的一面上的多个单位透镜部11的各自的1对斜面(在剖面图中是斜边)形成为曲面(曲线)状，可以提高从投影屏出射的光的均匀性。
专利文献1：特开2004-294465号公报
发明内容
[0005]
本发明的目的在于提供单位透镜部的1对斜面形状(曲面形状)的具体形状，由此可得到出射光均匀性的，且能经得起从斜向观看(即使在从斜向观看时，也不会对观看造成障碍)的出射光。
[0006]
本发明的再一个目的是提供柱状透镜、光扩散板及投影屏，用以得到具有光均匀性的出射光，以及能经得起从斜向观看(即使在从斜向观看时，对观看也不会发生障碍)的出射光。
[0007]
本发明是柱状透镜，其特征在于，在设于基膜上的柱状透镜中，设有被设置在基膜上的、相互平行地沿纵向延伸而配置的多个凸状的单位透镜部，在垂直于纵向的断面上的各单位透镜部的两侧边缘，由从与基膜成相反侧的上面到基膜侧的底面向外侧隆起的一对曲线形成，各单位透镜部的各曲线的切线与平行于单位透镜部的上面和底面的直线构成的角度θ为锐角，在平行于单位透镜部的上面和底面的全部的平行直线上，当将一对曲线间的间隔的半长度设为d，将单位透镜部的配置节距设为p时，该角度θ包含在由下式决定的角度范围：
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
＞θ＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0
[0008]
本发明是柱状透镜，其特征在于，锐角角度θ包含在由下式决定的角度范围内：
-2252.5(d/p)4+3220.6(d/p)3-1752.9(d/p)2+456.61(d/p)+34.546
＞θ＞-2252.5(d/p)4+3400.8(d/p)3-1951.6(d/p)2+530.66(d/p)+23.086
[0009]
本发明是柱状透镜，其特征在于，在相邻的单位透镜部之间充填具有比上述单位透镜部的折射率更低的折射率的树脂。
[0010]
基膜是片状的薄膜，在该基膜上形成多个单位透镜部。各单位透镜部形成为凸条，具有一对侧面(两侧面)、上面和底面。光(图像光)从单位透镜部的底面入射，从单位透镜部的上面出射。单位透镜部的上面(光出射面)和底面(光入射面)大致平行，单位透镜部的两侧面分别连接单位透镜部的上面(光出射面)的宽度方向的两端和底面(光入射面)的宽度方向的两端。单位透镜部的上面(光出射面)的宽度比单位透镜部的底面(光入射面)的宽度窄，上述单位透镜部的两侧面具有从上述单位透镜的上面向底面逐渐向外侧隆起的曲面形状。单位透镜部的上面(光出射面)的宽度方向的位置大致位于底面(光入射面)的宽度方向的中央。
[0011]
在垂直于单位透镜部的纵向的断面上，出现大致梯形形状的断面。单位透镜从其上面(光出射面)向底面(光入射面)逐渐向外侧隆起，垂直于单位透镜部的纵向的断面上呈现的梯形状的断面的斜边(对应于单位透镜部的两侧面的外缘)构成大致左右对称的1对向外侧隆起的曲线。在一实施例中，在相邻的上述单位透镜部之间的沟上，充填具有比上述单位透镜部的折射率低的树脂。
[0012]
在本发明中，将单位透镜部的1对侧面形状(曲面形状)规定在锐角角度θ的范围内，该角度由表示在垂直于上述单位透镜部的纵向上的断面上呈现的1对侧面的外缘的1对曲线的切线与平行于单位透镜的上面和底面的直线构成。再者，由于1对侧面(曲线)是逐渐向外侧隆起的曲面(曲线)，接近于单位透镜部的光出射面侧(在断面上的梯形短边)的曲线位置处的锐角角度，不会超过接近于光入射面侧(在断面上的梯形长边)的曲线位置处的锐角角度。
[0013]
锐角角度θ的范围是从以下的2个着眼点导出。
[0014]
(1)正的半值角必须是得到1个的出射光的半值角
所谓半值角是在将出射最大亮度(辉度)的光的水平方向的角度(观看角度)(通常，在屏中央(观看角度＝0°))的辉度值作为1时，其比值达到0.5时的角度(观看角度)。观看角度有正的观看角度(从观看者侧看的右方向)和负的观看角度(从观看者侧看的左方向)。如果正的半值角是1个(负的半值角也是1个)，则没有亮度的极端变动。
[0015]
(2)半值角必须在预定角度以上
半值角越大，即使从斜向观看设有柱状透镜的屏，也可视认到较明亮的图像。
[0016]
通过将单位透镜部的1对侧面形状(曲面形状)设定为具有根据本发明确定的角度范围的形状，可得到半值角为1个的出射光，因此可以使出射光的水平方向的光均匀性提高。另外，即使从较斜方向观看，也可以提供明亮的图像。
[0017]
本发明也提供如下规定的光扩散板。
[0018]
本发明是光扩散板，其特征在于，设有：包含基膜、设置在基膜的一面上的棱柱透镜、设置在基膜的另一面上的柱状透镜的透镜单元板；以及层叠在透镜单元板上的支持板，在将从棱柱透镜侧入射的平行光从支持板侧出射的光扩散板中，柱状透镜设有被设于基膜上，相互平行地沿纵向延伸而配置的多个凸状的单位透镜部，垂直于纵向的断面上的各单位透镜部的两侧边缘，由从与基膜成相反侧的上面到基膜侧的底面向外侧隆起的一对曲线形成，在相邻的单位透镜部之间充填具有比单位透镜部的折射率低的折射率的树脂。
[0019]
本发明是光扩散板，其特征在于，柱状透镜的构成是使正的半值角为1个的出射光从支持板出射。
[0020]
本发明是光扩散板，其特征在于，柱状透镜的构成是使正的半值角为35°以上的出射光从支持板出射。
[0021]
本发明是光扩散板，其特征在于，柱状透镜的正的半值角为1个，且正的半值角为35°以上。
[0022]
本发明是光扩散板，其特征在于，随着观看角度的增大，柱状透镜使具有大致单调减少的亮度分布的出射光从支持板出射。
[0023]
本发明是光扩散板，其特征在于，各单位透镜部的各曲线的切线与平行于单位透镜部的上面和底面的直线构成的角度θ为锐角，在平行于单位透镜部的上面和底面的全部的平行直线上，当将一对曲线间的间隔的半长度设为d，将单位透镜部的配置节距设为p时，这个角度θ被包含在由下式决定的角度范围内：
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
＞θ＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0
[0024]
本发明是光扩散板，其特征在于，锐角角度θ被包含在由下式决定的角度范围内：
-2252.5(d/p)4+3220.6(d/p)3-1752.9(d/p)2+456.61(d/p)+34.546
＞θ＞-2252.5(d/p)4+3400.8(d/p)3-1951.6(d/p)2+530.66(d/p)+23.086
[0025]
在透镜单元板与支持板之间也可存在其它构件(例如，粘结树脂等)。
[0026]
通过设计柱状透镜(单位透镜部)，可以如锐角θ具有上述的角度范围那样，随着观看角度(在对于左右方向通过对观看角度加正、负号来区别时，则为观看角度的绝对值)的增大，使具有构成大致单调减少的亮度分布(增益曲线)的出射光(逐渐增大观看角度时逐渐变暗的出射光)出射。
[0027]
本发明是投影屏，其特征在于，设有菲涅耳透镜和柱状透镜，柱状透镜作为设置在基膜上的柱状透镜，设有被设置在基膜上的、相互平行地沿纵向延伸而配置的多个凸状的单位透镜，垂直于纵向的断面上的各单位透镜部的两侧边缘由从与基膜成相反侧的上面到基膜侧的底面向外侧隆起的一对曲线形成，各单位透镜部的各曲线的切线与平行于单位透镜部的上面和底面的直线构成的角度θ为锐角，在平行于单位透镜部的上面和底面的全部的平行直线上，当将一对曲线间的间隔的半长度设为d，将单位透镜部的配置节距设为p时，这个角度θ被包含在由下式决定的角度范围内：
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
＞θ＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0
[0028]
本发明是投影屏，其特征在于，设有菲涅耳透镜和光扩散板，光扩散板设有：包含基膜、设置在基膜的一面上的棱柱透镜、设置在基膜的另一面上的柱状透镜的透镜单元板；层叠在透镜单元板上的支持板，在将从棱柱透镜侧入射的平行光从支持板侧出射的光扩散板中，柱状透镜设有设置在基膜上的、相互平行地沿纵向延伸而配置的多个凸状的单位透镜部，垂直于纵向的断面上的各单位透镜部的两侧边缘由从与基膜成相反侧的上面到基膜侧的底面向外侧隆起的一对曲线形成，在相邻的单位透镜部之间，充填具有比单位透镜部的折射率更低的折射率的树脂。
[0029]
本发明是投影屏，其特征在于，各单位透镜部的各曲线的切线与平行于单位透镜部的上面和底面的直线构成的角度θ为锐角，在平行于单位透镜部的上面和底面的全部的平行直线上，当将一对曲线间的间隔的半长度设为d，将单位透镜部的配置节距设为p时，这个角度θ被包含在由下式决定的角度范围内：
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
＞θ＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0
附图说明
[0030]
图1概略表示投影显示装置的内部结构。
图2是光扩散板的透视图。
图3是沿图2的III-III线的剖面图。
图4表示分别对应于单位透镜部的两侧面为平面和曲面的水平方向的角度(观看角度)与从投影屏出射的光的亮度之间的关系。
图5表示xy座标轴与单位透镜部的断面上呈现的曲线的关系。
图6将由5个函数式表达的单位透镜部的断面形状表示在xy座标轴上。
图7表示使用具有由5个函数式表达的形状的单位透镜部构成的柱状透镜时，各柱状透镜的水平方向的角度(观看角度)与从投影屏出射的光的亮度之间的关系。
图8表示具有由5个函数式表达的曲线形状的单位透镜部的各透镜中，曲线间的间隔的一半d除以节距p后的值与斜角θ之间的关系。
图9为表示规定构成单位透镜部的两侧面的形状的斜角θ的上限和下限的曲线，该单位透镜部能够出射随着观看角度增大而大致单调减少的亮度分布的出射光。
具体实施方式
[0031]
图1概略表示背投型的投影显示装置1的内部结构。
[0032]
投影显示装置1是将基于从投影机(光源)2出射(投射)的图像光的图像成像在设于投影显示装置1的前面的投影屏10上，在投影屏10的表面上显示基于图像光的图像(静止图像和活动图像)的装置。投影屏10由光扩散板20和菲涅耳透镜30叠合而构成。从投影机2出射的图像光用设置在投影显示装置1的内部的反射镜3反射，通过菲涅耳透镜30和光扩散板20向外部出射(在光扩散板20上映出图像)。以下，将从投影机2出射的图像光所入射的投影屏10的面(菲涅耳透镜30的面、光扩散板20的面均如此)称为「入射面」。将从入射面入射后的图像光所出射的投影屏10的面(菲涅耳透镜30的面、光扩散板20的面均如此)称为「出射面」。
[0033]
投影屏10被固定在投影显示装置1的机箱1a上使用，如上所述，构成投影显示装置1的显示画面。由于投影屏10是将从其入射面入射的图像光从出射面出射的屏，属于投射型屏的类型。
[0034]
图2是表示构成投影屏10的光扩散板20的透视图，图3是表示沿图2的III-III线的剖面图，与投影机(光源)2一同表示。在图2中，为图示方便，光扩散板20的水平方向的长度(横宽)和垂直方向的长度(高度)被缩短描绘。
[0035]
光扩散板20设有：基膜2；被设置在基膜21的入射面侧的棱柱透镜22；设置在基膜21的出射面侧的柱状透镜23。在柱状透镜23的出射面侧还设有，用以通过UV粘结树脂24使光扩散板20(投影屏10)保持在投影显示装置1上的支持板25。
[0036]
从投影机2出射的图像光由反射镜3反射后，入射到菲涅耳透镜30上(参照图1)。在菲涅耳透镜30中，控制图像光的行进方向，使入射后的图像光相对于投影屏10的入射面(出射面)朝向法线方向(相对于投影屏10的入射面(出射面)朝向法线方向的光通常称为平行光)。表示图像的平行光入射到光扩散板20中包含的棱柱透镜22上。
[0037]
在棱柱透镜22的入射面侧，在垂直方向上邻接并多个排列而形成纵向的凸状(三角柱状)单位透镜部22a。由于棱柱透镜22的作用，在水平方向上分割从菲涅耳透镜30出射的平行光(图3中，省略了由棱柱透镜22产生的光分割的图示)。
[0038]
从棱柱透镜22出射的图像光，通过基膜21而入射至柱状透镜23。
[0039]
柱状透镜23主要是用以使入射后的图像光向投影屏10的水平方向(如果以在投影屏10的出射面对面的观看者为基准，则是左右方向)扩散的装置。在柱状透镜23的出射面侧，在投影屏10的垂直方向上(如果以投影屏10的高度方向、出射面对面的观看者为基准，则是上下方向)形成具有纵向的V形槽23a。V形槽23a的顶端在微视上是平坦的，其顶端位置(V形槽23a的沟深)位于比柱状透镜23的高度稍浅处。如果以柱状透镜23自身的形状为基准，则柱状透镜23在基膜21的出射面侧具有将垂直方向作为纵向的多个凸状的单位透镜部23b，在基膜21上，通过基台(盖、连接部)23c被平行多个排列来形成单位透镜部23b。垂直于单位透镜部23b的纵向的断面(参照图3)大致构成梯形形状。图像光从位于将单位透镜23b用断面示出的梯形形状的基膜21侧的底面侧(长边侧)23e入射，从位于与基膜21相反侧的上面侧(短边侧)23f出射。
[0040]
在V形槽23a中，充填添加了光吸收粒子23h(在图3中用黑圆点表示)的低折射率材料。低折射率材料具有比柱状透镜23的折射率更低的折射率。添加了光吸收粒子的低折射率材料一般是黑色，从正面看在V形槽中23a中充填了低折射率材料的柱状透镜23，会看到像有多根黑色的线嵌入透镜那样。因此，充填了低折射率材料的V形槽23a被称之为黑色条纹部(BS部)。以下，将充填了低折射率材料的V形槽23a称为BS部23a。
[0041]
入射到单位透镜部23b与BS部23a的边界上的图像光的大部分进行反射(全反射)。没有被反射而入射到BS部23a中的图像光由被添加在低折射率材料中的光吸收粒子吸收。
[0042]
在单位透镜部23b的两侧面，形成向外侧隆起的一对曲面(在断面上是一对曲线)(在图2、图3及后述的图5中，为便于理解，将曲面(曲线)形状夸大描绘)。该曲面形状(曲线形状)具有符合规定条件的形状(从后述的说明当会明白)。
[0043]
通过柱状透镜23向水平方向扩散的图像光，经过UV粘接树脂24和支持板25向外部出射。
[0044]
以下，就单位透镜部23b的两侧面(两侧斜面)的形状进行说明。
[0045]
通过将单位透镜部23b的两个侧面(两侧斜面)做成曲面，比起将该斜面做成平面的情况来，可以提高从投影屏10的出射面出射的光的亮度(辉度)的水平方向均匀性。图4表示水平方向的角度(观看角度)与从投影屏10所出射的光的亮度的关系(增益曲线)。在图4中，虚线是单位透镜部23b的两侧斜面为平面时的情况，粗实线是单位透镜部23b的两侧斜面为曲面时的情况。
[0046]
如图4所示，由于将单位透镜部23b的两侧斜面做成曲面，比起将单位透镜部23b的两侧斜面做成平面的情况来，可以均匀化从投影屏10出射的光的水平方向亮度(亮度分布变得平滑)。由于抑制了由观看位置引起的亮度的变动，可以提供容易观看的图像光。
[0047]
在有关投影屏的技术领域中，作为由观看位置引起的亮度的变动的评价值，有半值角。所谓半值角，是将出射最大亮度(辉度)的光的水平方向的角度(观看角度)(通常，是投影屏的中央(观看角度＝0°))的辉度作为1时，相对辉度达到0.5时的角度(观看角度)。
[0048]
在仅考虑正的角度时(参照图4，观看角度在0°以上)，如果正的半值角存在2个以上时，可以说由观看位置引起的亮度变动大。理想的情况是，正的半值角为1个。
[0049]
另外，半值角越大，即使从斜向观看投影屏，也可以视认比较明亮的图像。正的半值角越大，情况越好。
[0050]
申请人用模拟方法求出了可得到满足正的半值角为1个(半值角不为2个以上)且正的半值角达到35°以上的条件(以下，将包括这2个条件的情况称为「最佳化条件」)的出射光的单位透镜部23b的两侧面的形状。
[0051]
表示在垂直于单位透镜部23b的纵向的断面上呈现的两侧斜面的外缘的一对曲线23i的形状，可以用2维(xy)座标轴上的函数式来定义。在求出曲线形状的模拟中，将曲线形状用函数式来定义，在每一个观看角度求出设计用具有断面满足该函数的曲线形状的单位透镜23b构成的柱状透镜23时的出射光的亮度，进行曲线形状(函数式)的调整，使其满足上述的最佳化条件。
[0052]
在曲线形状的调整中，如图5所示，将表示对应于在垂直于单位透镜部23b的纵向的断面上呈现的两侧斜面的外缘的一对曲线23i(以下，仅称为单位透镜部23的曲线)的角度(单位透镜部23b的曲线的切线与平行于单位透镜部23b的光入射面(底面)(或光出射面(上面))的线形成的锐角的角度)(以下，称为斜角θ)作为变量。通过调整斜角θ，控制在希望观看角度上的亮度(辉度)。在模拟中，再计算初期设定的曲线形状(函数式)，使其具有被调整后的斜角θ。不言而喻，斜角θ根据单位透镜部23b的位置不同而有不同的值。另外，如后面所述，斜角θ用单位透镜部23b的光入射面的宽度(断面梯形形状的底边(长边)的长度)(以下称为单位透镜的配置节距p)，以及上述一对曲线23i间的间隔的半长度(以下也称为「距离」)d来规定。
[0053]
从表示初期设定的单位透镜部23b的曲线23i的函数式中除去一次函数，因为一次函数不能规定曲线形状。另外，如果奇次项(x、x3、x5等)被包含在函数式中，则不能得到定义单位透镜部23b的相对的斜面的曲线。因此，作为二次函数以上的函数(多次函数)，仅将具有偶次项的函数式作为定义初期设定(调整前)的曲线形状的函数式。另外，初期设定的函数式作为描述在y轴上有顶点的抛物线(逐渐向外侧扩展的曲线)的函数。
[0054]
以下就模拟的结果进行说明。在本实施例中，就代表性的以下的5个函数式(规定上述的单位透镜部23b的曲线形状的函数式)进行说明。
[0055]
函数式(1)：y＝2·10-8x6-9·10-5x4+0.4172x2-37.709
函数式(2)：y＝-5·10-5x4+0.2860x2-23·745
函数式(3)：y＝6·10-5x4+0.1583x2-14.325
函数式(4)：y＝-2·10-5x4+0.1619x2-13.993
函数式(5)：y＝-2·10-5x4+0.1286x2-10.828
[0056]
图6是函数式(1)～(5)表示在xy座标上的曲线图。在图6中，将断面上示出的单位透镜部23b的梯形形状的底边(长边)的位置对齐来描绘，因此，x轴的位置(断面上示出的单位透镜部23b的梯形形状的上边(短边)的位置)对于各函数式(1)～(5)是不同的。另外，在模拟中，将单位透镜部23b的光入射面的宽度(断面梯形形状的底边(长边)的长度)(节距p)取为1mm。将单位透镜部23b的光出射面的宽度(断面梯形形状的上边(短边)的长度)取为0.3mm。考虑上述的V形槽的顶端的平坦部，也可以将在单位透镜部23b的光入射面的宽度上加上平坦部的宽度后的宽度作为节距p。当然，单位透镜部23b的光入射面的宽度(节距p)以及单位透镜部23b的光出射面的宽度可以任意地(根据测量结果)调整。
[0057]
图7表示各个具有用上述的5个函数式定义的曲面形状的单位透镜部23b的柱状透镜23的投影屏10，水平方向的观看角度(仅为正的角度)与从投影屏10出射的光的亮度的关系(模拟结果)。再者，图7示出有关正的观看角度范围的曲线。负的观看角度范围，与示于图7的曲线对称。
[0058]
使用由上述的函数式(1)定义的单位透镜部23b构成的柱状透镜23时，半值角不到35°，不满足上述的最佳化条件。另外，使用由上述函数式(5)定义的单位透镜部23b构成的柱状透镜23时，半值角成为2个以上，这也不满足最佳化条件。
[0059]
另一方面，由函数式(2)、(3)和(4)定义的单位透镜部23b构成的柱状透镜23，是满足最佳化条件的柱状透镜。
[0060]
图8是表示关于各函数式(1)～(5)，将平行于单位透镜部23b的上面23f和底面23e的平行直线23g上的一对曲线23i间的间隔的半长度(在图5、图6中，距y轴的距离)d用节距p相除后的值(横轴)，与上述斜角θ(纵轴)(单位：度)的关系的曲线(粗线)。如上所述，在这个模拟中，由于将节距p取为1mm，将单位透镜部23b的光出射面的宽度(断面梯形形状的上边(短边)的长度)取为0.3mm，d/p在从0.15至0.5的范围描绘曲线。
[0061]
如上所述，使用由按照函数式(1)和函数式(5)定义的单位透镜部23b构成的柱状透镜23时，不满足最佳化条件，但在表示距离d/节距p与斜角θ的关系的曲线(图8)中，如果是位于用函数式(1)定义的曲线更靠下侧的曲线，则大致满足上述的最佳化条件，如果是位于比规定函数式(5)的曲线更靠上侧的曲线，则大致满足上述的最佳化条件。
[0062]
在表示距离d/节距p与斜角θ的关系的曲线(图8)中，单位透镜部23b在具有用函数式(1)定义的形状时，所描绘的曲线(近似曲线)由下式表示。
[0063]
斜角θ＝139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
[0064]
在表示距离d/节距p与斜角θ的关系的曲线(图8)中，在单位透镜部23b具有用函数式(5)定义的形状时，所描绘的曲线(近似曲线)由下式表示。
[0065]
斜角θ＝346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0
[0066]
亦即，单位透镜23b的曲线在平行于单位透镜部23b的上面23f和底面23e的全部平行直线23g中，如果是具有处于以下的不等式的范围内的斜角θ的曲线，则可以说大致满足上述的最佳化条件。
[0067]
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4＞斜角θ
＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0
[0068]
这样，可以从斜角θ的观点，规定满足最佳化条件的单位透镜部23b的一对曲线23i的形状(单位透镜部23b的两侧斜面的形状)。再者，单位透镜部23b的两侧斜面由于将是逐渐向外侧隆起的曲面作为前提，接近于单位透镜部23b的光出射面侧的曲线位置处的锐角角度不会超过接近于光入射面侧的曲线位置的角度。
[0069]
在上述的实施例中，将得到满足正的半值角为1个(半值角不为2个以上)，且正的半值角达到35°以上的最佳化条件的出射光的单位透镜部23b的两侧斜面的形状用斜角θ的角度范围规定，但也可以进一步限制斜角θ的角度范围，使其随着观看角度(观看角度的绝对值)增大，构成出射具有大致单调减少的亮度分布的出射光(参照图4的「斜面为曲面」时的曲线(粗线))。模拟的结果，随着观看角度增大，构成具有大致单调减少的亮度分布的出射光的单位透镜部23b的斜面形状(曲面形状)，是具有用下式所规定的斜角θ的角度范围的形状。
[0070]
-2252.5(d/p)4+3220.6(d/p)3-1752.9(d/p)2+456.61(d/p)+34.546
＞斜角θ＞-2252.5(d/p)4+3400.8(d/p)3-1951.6(d/p)2+530.66
(d/p)+23.086
[0071]
图9是表示距离d/节距p与斜角的关系的曲线图，在该图中，将表示规定具有随着观看角度增大而大致单调减少的亮度分布的出射光的单位透镜部23b的斜面形状(曲面形状)的斜角θ的上限和下限的曲线，在关于图8所示的各函数式(1)～(5)的曲线上叠加而示出。图9中，用标记A表示的曲线(斜角θ＝-2252.5(d/p)4+3220.6(d/p)3-1752.9(d/p)2+456.61(d/p)+34.546)表示该斜角θ的上限，用标记C表示的曲线(斜角θ＝-2252.5(d/p)4+3400.8(d/p)3-1951.6(d/p)2+530.66(d/p)+23.086)表示该斜角θ的下限。用标记B表示的曲线(斜角θ＝-2252.5(d/p)4+3310.7(d/p)3-1850.9(d/p)2+492.64(d/p)+29.001)位于用标记A表示的曲线与用标记C表示的曲线的大致中间。若要随着观看角度增大而出射具有大致单调减少的亮度分布的出射光，最好制成具有用标记B表示的斜角θ的单位透镜部23b。

Claims (13)

1.一种设于基膜上的柱状透镜，其特征在于，
具有设于基膜上的、相互平行地沿纵向延伸而配置的多个凸状的单位透镜部，
垂直于纵向的断面上的各单位透镜部的两侧边缘，由从与基膜成相反侧的上面到基膜侧的底面向外侧隆起的一对曲线形成，
各单位透镜部的各曲线的切线，与平行于单位透镜部的上面和底面的直线构成的角度θ成为锐角，
在平行于单位透镜部的上面和底面的全部平行直线上，若一对曲线间的间隔的半长度设为d，单位透镜部的配置节距设为p，则该角度θ包含在下式决定的角度范围内：
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
＞θ＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0。
2.如权利要求1所述的柱状透镜，其特征在于，
所述锐角的角度θ包含在下式决定的角度范围内：
-2252.5(d/p)4+3220.6(d/p)3-1752.9(d/p)2+456.61(d/p)+34.546
＞θ＞-2252.5(d/p)4+3400.8(d/p)3-1951.6(d/p)2+530.66(d/p)+23.086。
3.如权利要求1所述的柱状透镜，其特征在于，
在相邻的单位透镜部之间，充填具有比上述单位透镜部的折射率低的折射率的树脂。
4.一种光扩散板，具有包含基膜、设于基膜的一面上的棱柱透镜、设于基膜的另一面上的柱状透镜的透镜单元板；以及
层叠在透镜单元板上的支持板，
其中从棱柱透镜侧入射的平行光从支持板侧出射，其特征在于，柱状透镜设有：
设于基膜上的、相互平行地沿纵向延伸而配置的多个凸状的单位透镜部，
垂直于纵向的断面上的各单位透镜部的两侧边缘，由从与基膜成相反侧的上面到基膜侧的底面向外侧隆起的一对曲线形成，
在相邻的单位透镜部之间，充填具有比单位透镜部的折射率低的折射率的树脂。
5.如权利要求4所述的光扩散板，其特征在于，所述柱状透镜构成为使正的半值角为1个的出射光从支持板出射。
6.如权利要求4所述的光扩散板，其特征在于，所述柱状透镜构成为使正的半值角为35°以上的出射光从支持板出射。
7.如权利要求4所述的光扩散板，其特征在于：所述柱状透镜的正的半值角为1个，且正的半值角在35°以上。
8.如权利要求4所述的光扩散板，其特征在于，所述柱状透镜使得具有随着观看角度的增大而大致单调减少的亮度分布的出射光从支持板出射。
9.如权利要求4所述的光扩散板，其特征在于，
各单位透镜部的各曲线的切线与平行于单位透镜部的上面和底面的直线构成的角度θ为锐角，
在平行于单位透镜部的上面和底面的全部的平行线上，若一对曲线间的间隔的半长度设为d，单位透镜部的配置节距设为p，则该角度θ包含在下式决定的角度范围内：
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
＞θ＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0。
10.如权利要求9所述的光扩散板，其特征在于，所述锐角的角度θ包含在下式决定的角度范围内：
-2252.5(d/p)4+3220.6(d/p)3-1752.9(d/p)2+456.61(d/p)+34.546
＞θ＞-2252.5(d/p)4+3400.8(d/p)3-1951.6(d/p)2+530.66(d/p)+23.086。
11.一种投影屏，其特征在于，
设有菲涅耳透镜和柱状透镜，
所述柱状透镜是设于基膜上的柱状透镜，
具有设于基膜上的、相互平行地沿纵向延伸而配置的多个凸状的单位透镜部，
垂直于纵向的断面上的各单位透镜部的两侧边缘，由从与基膜成相反侧的上面到基膜侧的底面向外侧隆起的一对曲线形成，
各单位透镜部的各曲线的切线，与平行于单位透镜部的上面和底面的直线构成的角度θ为锐角，
在平行于单位透镜部的上面和底面的全部的平行直线上，若一对曲线间的间隔的半长度设为d，单位透镜部的配置节距设为p，则该角度θ包含在下式决定的角度范围内：
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
＞θ＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0。
12.一种投影屏，其特征在于，
设有菲涅耳透镜和光扩散板，
光扩散板设有：
包含基膜、设于基膜的一面上的棱柱透镜和设于基膜的另一面上的柱状透镜的透镜单元板；以及
层叠在透镜单元板上的支持板，
在将从棱柱透镜侧入射的平行光从支持板侧出射的光扩散板中，
柱状透镜具有设于基膜上的、相互平行地沿纵向延伸而配置的多个凸状的单位透镜部，
垂直于纵向的断面上的各单位透镜部的两侧边缘，由从与基膜成相反侧的上面到基膜侧的底面向外侧隆起的一对曲线形成，
在相邻的单位透镜部之间，充填具有比单位透镜部的折射率低的折射率的树脂。
13.如权利要求12所述的投影屏，其特征在于，
各单位透镜部的各曲线的切线，与平行于单位透镜部的上面和底面的直线构成的角度θ为锐角，
在平行于单位透镜部的上面和底面的全部的平行直线上，若一对曲线间的间隔的半长度设为d，单位透镜部的配置节距设为p，则该角度θ包含在下式决定的角度范围内：
139(d/p)3-176(d/p)2+78(d/p)+74.4
＞θ＞346(d/p)3-469(d/p)2+219(d/p)+45.0。
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