JP2000155203A - フレネルレンズシート及びプロジェクションスクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造時の作業性及びレンズ破損による歩留
まり低下を改善すること、連続成形を可能にするこ
と、レンチキュラーレンズシートとセットでＴＶに組
み込む場合に、フレネルレンズ部の変形のない十分な強
度を有すること等を可能にする。 【解決手段】 ベースシート部とフレネルレンズ部とか
らなるフレネルレンズシートであって、前記フレネルレ
ンズ部を形成する電離放射線硬化樹脂の貯蔵弾性率（ヤ
ング率：Ｅ）が、前記ベースシート部の弾性率との関係
において、Ｅｂ：ベースシート部の弾性率［ｋｇｆ／ｍ
ｍ² ］，ｔ：ベースシート部の厚さ［ｍｍ］，ＨＬ：フ
レネルレンズ部の高さ［ｍｍ］）とした場合に、Ｅｂ×
［（ｔ³ ×ＨＬ² ）／６４００］＜Ｅ＜１［ｋｇｆ／ｍ
ｍ² ］の式を満足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーキュラーフレ
ネルレンズなどのフレネルレンズシート及びそれを用い
た透過型又は反射型などのプロジェクションＴＶ用のプ
ロジェクションスクリーンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来のサーキュラーフレネルレ
ンズシートとその離型時の問題点を説明する図である。
従来、この種のサーキュラーフレネルレンズシート１０
は、ベースシート１１と、このベースシート１１に形成
されたフレネルレンズ部１２とを備えている。フレネル
レンズ部１２は、母型２０を用いて、紫外線又は電子線
硬化型樹脂などの電離放射線硬化型樹脂によって成形さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したサーキュラー
フレネルレンズシート１０は、製造時の母型２０から製
品の離型を行う場合に、図１（ａ）に示すように、製品
の周辺部から中央部までは剥離時に製品のフレネルレン
ズ部１２が母型２０のレンズ型に引っ掛からない正離型
となるために、剥離時の製品のレンズ破損の問題が生じ
ない。しかし、図１（ｂ）に示すように、中央部を過ぎ
ると製品のフレネルレンズ部１２が母型２０のレンズ型
に接触する逆離型となり、レンズ破損が発生する可能性
がある（Ｃ部，Ｄ部参照）。

【０００４】ここで、従来のサーキュラーフレネルレン
ズシート１０のフレネルレンズ部１２を構成している電
離放射線硬化型樹脂は、製造時のヤング率（Ｅ）が１０
〜１００ｋｇｆ／ｍｍ² と高く硬いために、逆離型によ
って、実際にレンズ破損が生じてしまう。このために、
離型作業は、周辺部から中央部に向けて慎重に行わなけ
ればならず、非常に時間が掛かり効率が悪くなること
と、逆離型によるレンズ破損不良による歩溜まり低下が
慢性的な問題となっていた。また、このレンズ破損の問
題から、１方向からの連続的な離型ができず、連続成型
による生産効率の向上が図れない状態であった。

【０００５】一方、フレネルレンズシートは、通常、レ
ンチキュラーレンズシートと組み合わされ、４辺を固定
して、プロジェクションスクリーンを作製し、ＴＶセッ
トにするが、低ヤング率にしすぎると、４辺固定時の力
によってフレネルレンズ部１２が変形してしまい、外観
不良が発生する可能性があった。

【０００６】本発明の目的は、前述した課題を解決し
て、製造時の作業性及びレンズ破損による歩留まり低
下を改善すること、連続成形を可能にすること、レ
ンチキュラーレンズシートとセットでＴＶに組み込む場
合に、フレネルレンズ部の変形のない十分な強度を有す
ること等を可能にするフレネルレンズシート及びプロジ
ェクションスクリーンを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本件発明者は、種々検討
した結果、フレネルレンズシート用の電離放射線硬化型
樹脂の硬化後３０℃でのヤング率（以下、貯蔵弾性率と
いう）を所定値内に設定することにより、上記課題を解
決するに至った。

【０００８】すなわち、請求項１の発明は、ベースシー
ト部とフレネルレンズ部とからなるフレネルレンズシー
トであって、前記フレネルレンズ部を形成する電離放射
線硬化樹脂の貯蔵弾性率（ヤング率：Ｅ）が、前記ベー
スシート部の弾性率との関係において、下記の式を満足
すること、 Ｅｂ×［（ｔ³ ×ＨＬ² ）／６４００］＜Ｅ＜１［ｋｇ
ｆ／ｍｍ² ］ ただし、Ｅｂ：ベースシート部の弾性率［ｋｇｆ／ｍｍ
² ］， ｔ：ベースシート部の厚さ［ｍｍ］， ＨＬ：フレネルレンズ部の高さ［ｍｍ］） を特徴とするフレネルレンズシートである。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載のフレ
ネルレンズシートと、前記フレネルレンズシートと組み
合せて固定される他のレンズシートと、を含むプロジェ
クションスクリーンである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本実施形態のサーキュラーフレネ
ルレンズシートは、フレネルレンズ部を成形する電離放
射線硬化型樹脂の硬化後３０℃の貯蔵弾性率を１ｋｇｆ
／ｍｍ² 未満にすることにより、サーキュラーフレネル
レンズシートを製造する場合に、１方向の離型時に生じ
る逆離型によって、フレネルレンズ部に変形が生じて
も、すばやく復元するために、外観上問題ない製品が得
られる。

【００１１】また、サーキュラーフレネルレンズシート
の母型を従来の枚葉生産であっても効率の向上が図れ、
さらに、母型をロール状にすれば、連続生産まで可能と
なり、大幅に生産性の効率を向上させることができる。

【００１２】さらに、外観上の問題が発生しない樹脂の
貯蔵弾性率の下限の設定をする必要があり、これに対し
て、数式化の検討を以下の通り行った。 １．レンズシートのモデル化 図１は、本実施形態によるサーキュラーフレネルレンズ
シートのレンズ部及びベースシート部をモデル化した図
である。

【００１３】（レンズ部）この実施形態では、計算の簡
略化のため、レンズ部を直方体として考える。図１の通
り、レンズ部をモデル化した。ただし、各符号は以下の
通りである。 ＷＬ：レンズの幅（ピッチ）［ｍｍ］， Ｈｌ：レンズの変形量［ｍｍ］， ＨＬ：レンズの高さ［ｍｍ］， Ｅ：レンズ樹脂のヤング率［ｋｇｆ／ｍｍ² ］， Ｂ：レンズの奥行き［ｍｍ］， ＰＬ：レンズを１つつぶす力［ｋｇｆ］， Ａ：断面積（ＷＬ×Ｂ）［ｍｍ］

【００１４】（ベースシート部）図１の通り、ベースシ
ート部をモデル化した。ただし、各符号は以下の通りで
ある。 ＨＬ：レンズの高さ［ｍｍ］， ｌ：レンズの変形が発生する長さ［ｍｍ］， Ｂ：ベースシートの奥行き［ｍｍ］， Ｅｂ：ベースシートのヤング率［ｋｇｆ／ｍｍ² ］， ｔ：ベースシートの厚さ［ｍｍ］， ＰＢ：ベースシートをＨＬたわませる力［ｋｇｆ］

【００１５】２．ＰＬ、ＰＢの算出及び関係式の導入 （レンズ部） ヤング率：Ｅ＝（ＰＬ／Ａ）／（Ｈｌ／ＨＬ）の関係か
ら、 Ｅ＝（ＰＬ・ＨＬ）／（Ａ・Ｈｌ） ・・・（１） が導かれ、変形すると ＰＬ＝（ＷＬ・Ｂ・Ｈｌ）／ＨＬ・Ｅ ・・・（２） となる。

【００１６】（ベースシート部）たわみの式から、 ＨＬ＝（ＰＢ・ｌ³ ）／（３・Ｅｂ・ｌ） ・・・（４） ただし、ｌ＝Ｂ／１２・ｔ³ よって、 ＨＬ＝（４・ＰＢ・ｌ³ ）／（Ｅｂ・Ｂ・ｔ³ ） ・・・（５） 変形すると、 ＰＢ＝（Ｂ・ｔ³ ・ＨＬ）／４ｌ³ ・Ｅｂ ・・・（６） となる。

【００１７】ここで、ベースシートの長さｌ［ｍｍ］内
に、レンズの幅ＷＬのレンズはｎ＝ｌ／ＷＬ［個］存在
する。従って、ｎ個のレンズを変形させずに、レンズシ
ートを変形して、離型するには、ｎ・ＰＬ＞ＰＢでなけ
ればならないので、 （ＷＬ・Ｂ・Ｈｌ）／ＨＬ・Ｅ＞（Ｂ・ｔ³ ・ＨＬ）／４ｌ³ ・Ｅｂ ・・・（ ７） が成り立ち、上式を変形すると、 Ｅ＞Ｅｂ・（ｔ³ ・ＨＬ² ）／（４ｌ⁴ ・Ｈｌ） ・・・（８） となる。

【００１８】ここで、レンズの変形量Ｈｌは、外周部で
通常０．０１ｍｍまで変形しても、光源からの光が通過
しないため、許容できる。また、レンズ変形が発生する
長さｌは、通常のレンズシートでは２０ｍｍ以上となっ
た場合には、外観不良として認識される。よって、式
（８）に、Ｈｌ＝０．０１、ｌ＝２０を代入し、整合す
ると Ｅ＞Ｅｂ・（ｔ³ ・ＨＬ² ）／６４００ ・・・（９） となる。

【００１９】以上の実施形態では、サーキュラーフレネ
ルレンズについて説明したが、リニアフレネルレンズで
あっても、同様に適用できる。

【００２０】

【実施例】硬化後３０℃におけるサーキュラーフレネル
レンズシート用の電離放射線硬化型樹脂のヤング率
（Ｅ）を、樹脂組成を変更することにより、表１の通
り、種々作製した。

【００２１】

【表１】

【００２２】（作製）これらの樹脂を硬化する前に、５
０インチのサーキュラーフレネルレンズの母型（型、雰
囲気温度：３０℃）に充填し、その上に２ｍｍ（ヤング
率：２５０ｋｇｆ／ｍｍ² ）のアクリル製のベースシー
トを置き、紫外線光量１，５００ｍｊ／ｃｍ² で樹脂を
硬化させた。また、ベースシートに厚さ０．２ｍｍ（ヤ
ング率：５００ｋｇｆ／ｍｍ² ）のポリエステルフィル
ムを使用し、同条件で樹脂を硬化させた。

【００２３】（評価方法）その後に、ベースシートの１
辺を持ち、そのまま１方向より、母型から離型した。こ
のときのフレネルレンズ部の破損状態を評価した。

【００２４】また、作製されたサーキュラーフレネルレ
ンズシートを、レンチキュラーレンズシートと組み合わ
せて、４辺をポリエチレン製のテープで固定し、プロジ
ェクションスクリーンを作製し、ＴＶにセットし、レン
ズ変形がない否かを確認した。このときに、夏場におけ
る高温下での使用を想定し、３０℃下で評価を行った。
なお、作製されたサーキュラーフレネルレンズシートの
レンズ高さは周辺部で０．１５ｍｍであった。

【００２５】ここで、ヤング率は、粘弾性スペクトロメ
ーター（セイコー電子工業製、ＤＭＳ２１０）を使用
し、サンプル形状は、幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍ（測定幅
１０ｍｍ）、厚さ０．１５ｍｍ、周波数０．５ＨＺの条
件で測定した。

【００２６】（評価結果）上記の［表１］の実施例１〜
６通り、貯蔵弾性率ＥがＥｂ×〔（ｔ³ ×ＨＬ²）１６
４００〕＜Ｅ＜１の関係を満たすサーキュラーフレネル
レンズシート用の電離放射線硬化型樹脂では、１方向か
らの離型により、レンズ破損が生じず、外観上問題ない
サーキュラーフレネルレンズシートが得られた。一方、
比較例１〜１２では、上記関係を満たさず、離型又は外
観に不良を生じた。

【００２７】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明のサ
ーキュラーフレネルレンズシートによれば、電離放射線
硬化樹脂の貯蔵弾性率を、所定の値に設定することによ
り、サーキュラーフレネルレンズシートの生産性・作業
性が向上し、歩留まりを向上させることができる。ま
た、本発明のサーキュラーフレネルレンズシートをフレ
ネルレンズシートと組み合わせて固定し、プロジェクシ
ョンスクリーンに組み込んだ場合には、レンズ変形が無
く、良好な映像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態によるサーキュラーフレネルレンズ
シートのレンズ部及びベースシート部をモデル化した図
である。

【図２】一般的なサーキュラーフレネルレンズシートと
その離型時の問題点を説明する図である。

【符号の説明】

１０ サーキュラーフレネルレンズシート １１ ベースシート １２ フレネルレンズ部 ２０ 母型

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースシート部とフレネルレンズ部とか
   らなるフレネルレンズシートであって、 前記フレネルレンズ部を形成する電離放射線硬化樹脂の
   貯蔵弾性率（ヤング率：Ｅ）が、前記ベースシート部の
   弾性率との関係において、下記の式を満足すること、 Ｅｂ×［（ｔ³ ×ＨＬ² ）／６４００］＜Ｅ＜１［ｋｇ
   ｆ／ｍｍ² ］ ただし、Ｅｂ：ベースシート部の弾性率［ｋｇｆ／ｍｍ
   ² ］， ｔ：ベースシート部の厚さ［ｍｍ］， ＨＬ：フレネルレンズ部の高さ［ｍｍ］） を特徴とするフレネルレンズシート。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のフレネルレンズシート
   と、 前記フレネルレンズシートと組み合せて固定される他の
   レンズシートと、を含むプロジェクションスクリーン。