JP2001042439A - レンチキュラーレンズシートとその製造方法 - Google Patents

レンチキュラーレンズシートとその製造方法

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JP2001042439A
JP2001042439A JP11217237A JP21723799A JP2001042439A JP 2001042439 A JP2001042439 A JP 2001042439A JP 11217237 A JP11217237 A JP 11217237A JP 21723799 A JP21723799 A JP 21723799A JP 2001042439 A JP2001042439 A JP 2001042439A
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JP
Japan
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lenticular lens
lens sheet
curvature
radius
center
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JP11217237A
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English (en)
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Yasutetsu Iwakura
康哲 岩倉
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 他の特性を悪くすることなく、シェーディン
グを抑えることができるレンチキュラーレンズシートを
提供する。 【解決手段】 レンチキュラーレンズシート10は、中
心部から周辺部にかけて2段階でレンチキュラーレンズ
頂部の曲率半径(R0 >R1 )を小さくすることによっ
て、光拡散を広げた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透過型スクリーン
等に使用され、光を拡散させるレンチキュラーレンズシ
ートとその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、この種のレンチキュラーレンズシー
トは、その成形型を1つの切削バイトで切削していたの
で、レンチキュラーレンズの形状が同一であり、その光
拡散特性は、基本的に、レンズシートのどの位置におい
ても均一であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
のレンチキュラーレンズシートは、光拡散特性がレンズ
シートのどの場所においても均一であるために、中心部
に比較して、周辺部の輝度が低下するシェーデング現象
が顕著になりやすい、という問題があった。
【0004】図10は、従来の透過型スクリーンのシェ
ーディング現象を説明するための模式図である。図10
(a)は、映像源20からの光を、従来の透過型スクリ
ーン30上に投影した場合に、透過型スクリーン30の
A,B,Cの各位置を、観察位置、から観察したと
きに、光路及び光の強さを矢印の長さで示したものであ
る。この透過型スクリーン30は、出光側にフレネルレ
ンズ、入光側にレンチキュラーレンズが形成されたもの
である。
【0005】図10(b)は、観察位置において、透
過型スクリーン30上の部位A,B,Cの輝度分布を示
した線図であり、図10(c)は、観察位置におい
て、透過型スクリーン30上の部位A,B,Cの輝度分
布を示した線図である。
【0006】図10(b)に示したように、透過型スク
リーン30の正面の観察位置から観察する場合に、透
過型スクリーン30の中心部Bに対して、その周辺部A
及びCでは輝度が低下するために、暗く感じることがあ
る。
【0007】また、図10(c)に示したように、透過
型スクリーン30の正面から外れた観察位置から観察
する場合に、観察者側の端部Cが最も輝度が高く、次い
で、中心部B、反対側の端部Aへと輝度が低下し、暗く
感じていた。特に、垂直方向においては、水平方向と比
較して、スクリーンの拡散角が狭く設定されているため
に、シェーディング現象が起こりやすく、明るさの均一
性を欠いていた。
【0008】シェーディング現象を低減するためには、
フレネルレンズの焦点距離を短くすることが考えられ
る。図10(a)において、フレネルレンズの観察側の
焦点を近づけることによって、A及びCの光は、内側に
出射し、正面の観察位置から見た場合に、A及びCの
輝度は向上する。また、正面から外れた観察位置にお
いても、Cの輝度が低下し、Aの輝度が向上するため
に、明るさの均一性が向上する。
【0009】しかし、フレネルレンズの焦点距離を短く
するに従って、別々の位置から投写された3色の映像光
の出射角度が大きくなり、特に、スクリーンの拡散角を
狭く設定している垂直方向の出射光の角度差が大きくな
り、色むらが発生しやすくなるので、観察側の焦点を約
10mより短く設定することは困難であった。そのため
に、従来の透過型スクリーン30は、色むらを発生させ
ることなく、コーナー部においてシェーディングを改善
することができなかった。
【0010】本発明の目的は、他の特性を悪くすること
なく、シェーディングを抑えることができるレンチキュ
ラーレンズシートとその製造方法を提供することであ
る。
【0011】
【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、中心部から周辺部にかけてn段
階(n=2,3,・・・)でレンチキュラーレンズ頂部
の曲率半径を小さくすることによって、光拡散を広げた
ことを特徴とするレンチキュラーレンズシートである。
【0012】請求項2の発明は、中心部から周辺部にか
けてm段階(m=2,3,・・・)でレンチキュラーレ
ンズの対称軸を傾けることによって、拡散軸をレンズシ
ート中心方向へシフトさせ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。
【0013】請求項3の発明は、中心部から周辺部にか
けてn段階(n=2,3,・・・)でレンチキュラーレ
ンズ頂部の曲率半径を小さくすることによって、光拡散
を広げ、中心部から周辺部にかけてm段階(m=2,
3,・・・)で前記レンチキュラーレンズの対称軸を傾
けることによって、拡散軸をレンズシート中心方向へシ
フトさせ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4の発明は、請求項1から請求項3
までのいずれか1項に記載のレンチキュラーレンズシー
トを製造するレンチキュラーレンズシートの製造方法に
おいて、1つの成形型を切削中に、2種類以上の切削工
具を交換して切削することにより得られる成形型を用い
て成形することを特徴とするレンチキュラーレンズシー
トの製造方法である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面などを参照しながら、
実施の形態をあげ、本発明をさらに詳細に説明する。 (第1実施形態)第1実施形態のレンチキュラーレンズ
シートは、中心部から周辺部にかけてn段階(n=2,
3,・・・)でレンチキュラーレンズ頂部の曲率半径を
小さくすることによって、光拡散を広げるようにしたも
のである。以下の各実施形態のレンチキュラーレンズシ
ート10は、入光側にレンチキュラーレンズ11が形成
され、出光側にフレネルレンズ12が形成されている。
【0016】次に、第1実施形態のレンチキュラーレン
ズシートを、2段階でレンズ頂部の曲率半径Rを小さく
する例をあげてさらに説明する。このとき、レンチキュ
ラーレンズのピッチPの変化の態様により、以下の実施
例1〜実施例3の場合があげられる。図1〜図3は、本
発明によるレンチキュラーレンズシートの実施例1〜実
施例3を示す図である。
【0017】実施例1:R1 <R0 (2段階の曲率半
径)、P1 =P0 実施例1は、周辺部の曲率半径R1 と、中央部の曲率半
径R0 とが2段階で小さくなるようにしたものであり、
ピッチは、中央部と周辺部とで等しくしてある(P1
0 )。このため、実施例1は、R1 =R0 の場合より
も拡散特性が広がり、観察位置からの周辺輝度が向上す
る(図1)。
【0018】実施例2:R1 <R0 (2段階の曲率半
径)、P1 >P0 実施例2は、周辺部の曲率半径R1 と、中央部の曲率半
径R0 とが2段階で小さくなるようにしたものであり、
さらに、周辺部のピッチP1 を、中央部のピッチP0
りも大きくすることによって、実施例1よりも拡散特性
が広がり、観察位置からの周辺輝度が向上する(図
2)。
【0019】実施例3:R1 <R0 (2段階の曲率半
径)、P1 <P0 実施例3は、周辺部の曲率半径R1 と、中央部の曲率半
径R0 とが2段階で小さくなるようにしたものであり、
周辺部のピッチP1 を小さくしても、周辺部の曲率半径
1 が小さいので、拡散特性が広がり、周辺輝度の向上
が達成できる(図3)。
【0020】図11は、実施例1〜3のシミュレーショ
ン結果(グラフ1)を示す線図である。ここで、シミュ
レーション位置は、60″サイズのレンチキュラーレン
ズシート上端付近である。グラフ中、正符号の視野角
は、シミュレーション位置からレンズシート下方向への
角度に対応している。
【0021】スクリーンの適視距離といわれる3Hの距
離(H:レンズシート高さ)で、レンズシート中心と同
じ高さから観察した場合に、観察者からレンズシート上
端付近への視野角は、約9°となる。図11からわかる
ように、視野角9°での観察角9°での観察輝度は、曲
率半径一定のレンチキュラーレンズシートの場合に比べ
て、実施例1で19%、実施例2で37%、実施例3で
34%の観察輝度が向上する。
【0022】(第2実施形態)第2実施形態のレンチキ
ュラーレンズシートは、中心部から周辺部にかけてm段
階(m=2,3,・・・)でレンチキュラーレンズの対
称軸Nを傾けることによって、拡散軸をレンズシート中
心方向へシフトさせるようにしたものである。
【0023】つぎに、第2実施形態のレンチキュラーレ
ンズシートを、3段階(実施例4)、2段階(実施例
5)で対称軸Nを内向させた例をあげて説明する。図
4,図5は、本発明によるレンチキュラーレンズシート
の実施例4,実施例5を示す図である。
【0024】実施例4:バイト(切削工具)の対称軸が
3段階で内向、R3 =R2 =R1 =R 0 (曲率半径は1
段階)、P3 =P2 =P1 =P0 実施例4は、バイトの対称軸を内向させて切削すること
により得られた金型によって成形する。そして、曲率半
径及びピッチは、中央部と周辺部で等しくままである
が、拡散軸Nを中心部から周辺部にかけて、3段階で内
向させるので、観察位置での周辺輝度が向上する(図
4)。
【0025】実施例5:バイトの対称軸が2段階で内
向、R1 =R0 (曲率半径は1段階)、P1 >P0 実施例5は、曲率半径は、中央部と周辺部で等しくまま
であり、拡散軸Nを中心部から周辺部にかけて、2段階
で内向させている。さらに、中心部のピッチP 0 より
も、周辺部のピッチP1 を大きくすることによって、実
施例4のものよりも拡散特性が広がり、周辺輝度が向上
する(図5)。
【0026】図12は、実施例4,5のシミュレーショ
ン結果(グラフ2)に示す線図である。ここでも、シミ
ュレーション位置は、60″サイズのレンズシート上端
付近である。実施例1〜3と同様に、約9°において、
観察輝度は、曲率半径一定の場合と比べて、実施例4で
41%、実施例5で64%の向上する。
【0027】図13,図14は、実施例4の場合のシェ
ーディング改善効果のシミュレーション結果(グラフ
3、4)を示す線図である。このシミュレーションで
は、60″サイズのレンズシートにおいて、中心から1
50mm、300mm、450mmの位置で内向してい
る。グラフ3は、3Hの距離からレンズシート中心高さ
で観察した場合、グラフ4は、3Hの距離からレンズシ
ート上端の高さで観察した場合である。
【0028】グラフ3は、スクリーン中心の高さから、
上下7点を観察した時の輝度である。観察輝度の平均に
対する分散が、曲率半径一定の場合は15.2であるの
に対して、実施例4の場合は、10.7と小さくなって
おり、シェーティングが改善されている。また、グラフ
4は、スクリーン中心より450mmの高さから、上下
7点を観察した時の輝度である。この時も、観察輝度の
平均に対する分散は、曲率半径一定の場合の21.4に
対して、実施例4の場合は、8.2と小さくなってお
り、シェーディングが改善されている。
【0029】(第3実施形態)第3実施形態のレンチキ
ュラーレンズシートは、中心部から周辺部にかけてn段
階(n=2,3,・・・)でレンチキュラーレンズ頂部
の曲率半径を小さくすることによって、光拡散を広げ、
中心部から周辺部にかけてm段階(m=2,3,・・
・)でそのレンチキュラーレンズの対称軸を傾けること
によって、拡散軸をレンズシート中心方向へシフトさせ
たものである。
【0030】次に、第3実施形態のレンチキュラーレン
ズシートを、2段階でレンズ頂部の曲率半径を小さく
し、バイトの対称軸を2段階で内向させる例をあげてさ
らに説明する。このとき、レンチキュラーレンズのピッ
チPの変化の態様により、以下の実施例6〜実施例8の
場合があげられる。図6〜図8は、本発明によるレンチ
キュラーレンズシートの実施例6〜実施例8を示す図で
ある。
【0031】実施例6:バイトの対称軸が2段階で内
向、R1 <R0 (曲率半径は2段階)、P1 =P0 実施例6は、ピッチは等しいままで、対称軸を2段階で
内側に傾け、曲率半径も2段階で小さくした実施例であ
り、実施例1と実施例4を組合わせたものである(図
6)。
【0032】実施例7:バイトの対称軸が2段階で内
向、R1 <R0 (曲率半径は2段階)、P1 >P0 実施例7は、対称軸を2段階で内側に傾け、曲率半径も
2段階で小さくすると共に、周辺部のピッチP1 を大き
くすることによって、実施例6よりも拡散特性が広が
り、周辺輝度が向上する(図7)。
【0033】実施例8:バイトの対称軸が2段階で内
向、R1 <R0 (曲率半径は2段階)、P1 <P0 実施例8は、周辺部のピッチP1 を小さくしても、対称
軸を2段階で内側に傾け、曲率半径も2段階で小さくし
たので、周辺輝度の向上が可能となり、設計の自由度を
広げることができる(図8)。
【0034】図15,図16は、実施例4と比較した実
施例6,7のシミュレーション結果(グラフ5)に、同
じく実施例8のシミュレーション結果(グラフ6)をそ
れぞれに示す線図である。なお、シミュレーション位置
は、60″サイズのレンズシート上端付近である。図1
5において、約9°での観察輝度は、曲率半径一定の場
合と比べて、実施例6で51%、実施例7で58%の向
上となる(実施例4は41%)。
【0035】図16において、約9°での観察輝度は、
曲率半径一定の場合と比べて、実施例8で41%の向上
となる(実施例4は41%)。
【0036】(製造方法の実施形態)この実施形態で
は、1つの成形型を切削中に、2種類以上の切削バイト
を交換して切削することにより得られる成形型を用いる
ようにしたものである。図9は、本発明によるレンチキ
ュラーレンズシートの製造方法の実施形態を示す図であ
る。この実施例9は、曲率半径が中心部(41a)と周
辺部(41b)の2段階(n=2)となるように、切削
途中、ロール金型41中心からxの距離で、大きい曲率
半径R0 のバイト42から、小さい曲率半径R1 のバイ
ト43に交換して、同ピッチ(P1 =P0 )で切削を再
開している。このロール金型41を用いて成形されるの
は、実施例1のレンチキュラーレンズシートのレンズ形
状である(図9)。以上のように、本実施形態の製造方
法によれば、前述したような形状のレンチキュラーレン
ズシートを容易に作製することができる。
【0037】なお、図17は、拡散軸を説明するための
もので、レンズシートの光拡散特性図において、ゲイン
がピーク値となる視野角の位置(グラフ7)である拡散
軸を示したものである。
【0038】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、色ムラなどの他の特性を悪くすることなく、シェ
ーディングを抑えることができる、という効果がある。
【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実
施例1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実
施例2を示す図である。
【図3】本発明によるレンチキュラーレンズシートの実
施例3を示す図である。
【図4】本発明によるレンチキュラーレンズシートの実
施例4を示す図である。
【図5】本発明によるレンチキュラーレンズシートの実
施例5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実
施例6を示す図である。
【図7】本発明によるレンチキュラーレンズシートの実
施例7を示す図である。
【図8】本発明によるレンチキュラーレンズシートの実
施例8を示す図である。
【図9】本発明によるレンチキュラーレンズシートの製
造方法の実施形態(実施例9)を示す図である。
【図10】従来のレンチキュラーレンズシートのシェー
ディング現象を説明する模式図である。
【図11】実施例1〜3のシミュレーション結果(グラ
フ1)を示す線図である。
【図12】実施例4,5のシミュレーション結果(グラ
フ2)に示す線図である。
【図13】実施例4の場合のシェーディング改善効果の
シミュレーション結果(グラフ3)を示す線図である。
【図14】実施例4の場合のシェーディング改善効果の
シミュレーション結果(グラフ4)を示す線図である。
【図15】実施例4と比較した実施例6,7のシミュレ
ーション結果(グラフ5)を示す線図である。
【図16】実施例4と比較した実施例8のシミュレーシ
ョン結果(グラフ6)を示す線図である。
【図17】レンズシートの光拡散特性図において、拡散
軸(グラフ7)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 レンチキュラーレンズ 12 フレネルレンズ 20 光源 30 透過型スクリーン 41 ロール金型 42,43 バイト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心部から周辺部にかけてn段階(n=
    2,3,・・・)でレンチキュラーレンズ頂部の曲率半
    径を小さくすることによって、光拡散を広げたことを特
    徴とするレンチキュラーレンズシート。
  2. 【請求項2】 中心部から周辺部にかけてm段階(m=
    2,3,・・・)でレンチキュラーレンズの対称軸を傾
    けることによって、拡散軸をレンズシート中心方向へシ
    フトさせたことを特徴とするレンチキュラーレンズシー
    ト。
  3. 【請求項3】 中心部から周辺部にかけてn段階(n=
    2,3,・・・)でレンチキュラーレンズ頂部の曲率半
    径を小さくすることによって、光拡散を広げ、 中心部から周辺部にかけてm段階(m=2,3,・・
    ・)で前記レンチキュラーレンズの対称軸を傾けること
    によって、拡散軸をレンズシート中心方向へシフトさせ
    たことを特徴とするレンチキュラーレンズシート。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3までのいずれか1
    項に記載のレンチキュラーレンズシートを製造するレン
    チキュラーレンズシートの製造方法において、 1つの成形型を切削中に、2種類以上の切削工具を交換
    して切削することにより得られる成形型を用いて成形す
    ることを特徴とするレンチキュラーレンズシートの製造
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101994986A (zh) * 2009-08-21 2011-03-30 马士科技有限公司 菲涅耳透镜板和使用它的灯具
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