JP2002318425A - 背面投射型スクリーンおよび背面投射型ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一般的な特性の樹脂材料のみを用いて拡散特
性の波長依存性が小さい背面投射型スクリーンを提供す
る。 【解決手段】 少なくともレンチキュラレンズシート３
２及びフレネルレンズシート３１を含む背面投射型スク
リーン３であって、レンチキュラレンズシート３２が樹
脂材料からなる基材内に前記基材の屈折率と異なる屈折
率を有する樹脂材料からなる光拡散微粒子を含み、前記
光拡散微粒子が、０．５μｍ≦ΔＮｌ×ｄｌ≦０．９μ
ｍを満たす。ただし、ΔＮｌは光拡散微粒子とレンチキ
ュラレンズシート基材との屈折率差、ｄｌは光拡散微粒
子の平均粒径である。これにより、拡散特性の波長依存
性を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本第Ｉ発明及び本第II発明
は、いずれも背面投射型スクリーンおよびこれを用いた
背面投射型ディスプレイ（背面投射型画像表示装置）に
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】［第Ｉ
発明について］近年ＴＶ受像機を中心に大画面に対する
ニーズが高まっており、大画面表示に適した装置として
背面投射型ディスプレイが注目されている。背面投射型
ディスプレイとしては画像源としてＣＲＴを用いるのが
一般的である。更に、より軽量コンパクトを実現するも
のとして液晶などの空間変調素子を用いる方式も提案さ
れており注目されている。

【０００３】まず、画像源としてＣＲＴを用いる方式に
ついて説明する。図６はその基本構成を模式的に表した
ものである。

【０００４】このディスプレイでは、３原色の単色ＣＲ
Ｔ１（１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ）に形成された画像をそれぞれ
に対応する投射レンズ２（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）によって
拡大投影し、スクリーン３上で重ねあわせてカラー画像
を形成する。ここで、添え字Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤、
緑、青に対応する。結像面に設置されるスクリーン３に
は、図示したように中心部から周辺部に向かって発散的
であって部分的には極めて指向性が強い光が入射する。
また、各部に入射する光は赤緑青で異なる角度を持って
いる。スクリーン３には、このような投射光を適切に配
光して良好な画像認識を可能にする働きが求められる。

【０００５】スクリーン３として単純な光拡散シートを
用いても最低限の画像観察は可能である。しかし、投射
光は前述のように発散的に入射するので周辺部は外向き
の指向性を有することになり、スクリーン正面から観察
した場合には中心輝度に比べて周辺輝度が極端に暗くな
り、斜めから観察した場合には近い方の端部は明るく遠
い方の端部は極端に暗くなるなど、画面の明るさに顕著
な不均一が生じる。

【０００６】このような不均一性を排除するために、一
般に、拡散手段より投射側にフレネルレンズシート３１
が配置される。フレネルレンズシート３１は、投射レン
ズ２からスクリーン３に発散的に入射する投射光を略平
行光に変換する作用を有する。この作用によって緑の投
射光はスクリーン面に垂直な平行光に変換され、青およ
び赤の投射光はスクリーン面の法線に対して水平面内で
一定の角度を有する平行光に変換される。このような状
態で投射光を単純に拡散すると、緑の投射光がスクリー
ン面の法線方向に対称に出射されるのに対し、赤および
青の投射光は非対称に出射され、見る方向によって色変
わりを生じる。この現象は「カラーシフト」と呼ばれ、
画像品位の低下をもたらす。

【０００７】そこで、指向性が鋭い投射光を拡散して様
々な角度から観察可能にするとともに上記カラーシフト
を低減するために、ＢＳペアレンチと呼ばれる特殊な構
造を有するレンチキュラレンズシート３２が用いられて
いる。その機能を図７を用いて説明する。

【０００８】図７はレンチキュラレンズシート３２の水
平方向断面拡大図であり、緑の投射光の光線軌跡を実線
（Ｇ）で、赤の投射光の光線軌跡を破線（Ｒ）で示して
いる。図示したように入射側レンチキュラレンズ３２１
と出射側レンチキュラレンズ３２２とを光軸を共有する
ようにペアで配置することによって、斜め入射する赤光
線の出射角度を補正して緑光線と同様にスクリーン法線
方向に対称な拡散を実現してカラーシフトを低減する。
さらに、入射側レンチキュラレンズ３２１の集光作用に
よって、出射面での光の透過部分が限定されるため、光
不透過部に光吸収層３２３を設けることが可能になる。
この光吸収層は黒色でストライプ状に形成されるためブ
ラックストライプ、あるいは略してＢＳと呼ばれ、明る
い環境下でのスクリーンによる外光の拡散反射を大きく
低減してコントラストを改善する。

【０００９】なお、通常、レンチキュラレンズは垂直方
向を長手方向として形成され、レンチキュラレンズによ
る屈折は水平方向にのみ作用して垂直方向の拡散に寄与
しない。そこで、レンチキュラレンズシートの内部に基
材とは異なる屈折率を有する材料からなる光拡散微粒子
を分散させることにより垂直方向にも光を拡散すること
も行われている。基材と光拡散微粒子との界面で、その
屈折率差Δｎに基づきスネルの法則により光線が屈折さ
れ光を等方に拡散する。この屈折作用は基材と光拡散微
粒子との屈折率の差が大きいほど強く、従って、基材と
光拡散微粒子の屈折率差が大きいほど大きな拡散を示
す。

【００１０】一般に、物質には波長が短くなるほど屈折
率が高くなる傾向があり、これは屈折率の波長分散と呼
ばれ、アッベ数νｄで表現される。屈折率の高い材料ほ
ど分散は大きくなり、アッベ数νｄは小さくなる傾向に
ある。光学樹脂材料として代表的な物質の屈折率ｎｄと
アッベ数νｄとの関係を表１および図１０に示す。

【００１１】

【表１】

【００１２】この様に基材および光拡散微粒子を一般的
透明樹脂材料から選択し、両者間に屈折率差Δｎを持た
せるためには、高屈折率高分散材料と低屈折率低分散材
料とを組み合わせざるを得ない。その結果、屈折率差Δ
ｎにも波長依存性が生じ、波長が短いほど屈折率差Δｎ
が大きくなる傾向になる。

【００１３】光拡散微粒子と基材とをこのような一般的
材料の組み合わせで形成した場合、波長が短いほど屈折
率差Δｎが大きくなって強い拡散を示す。その結果、波
長の短い青色の光線に対する拡散が波長の長い赤色の光
線に対する拡散より強いという拡散の波長依存性が生じ
る。

【００１４】レンチキュラレンズシートの基材として
は、屈折率約１．４９のＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メ
チル）、屈折率１．５２程度のＭＳ樹脂（スチレンとＭ
ＭＡ（メタクリル酸メチル）との共重合体）などの透光
性樹脂が用いられる。この場合、光拡散微粒子として
は、屈折率が基材よりも０．０２〜０．０７程度大きな
ＭＳ樹脂よりなる真球状のビーズが用いられることが多
い。基材および光拡散微粒子に用いるＭＳ樹脂材料の屈
折率は、ＭＭＡとスチレンとの配合比率により調整する
ことができる。ＭＭＡの屈折率は約１．４９、スチレン
の屈折率は約１．５９であるから、ＭＳ樹脂の屈折率は
１．４９から１．５９の範囲で調整可能である。ＭＳ樹
脂の波長分散は屈折率ｎｄが大きくなるほど大きくなり
（屈折率ｎｄが大きくなるほどアッベ数νｄは小さくな
る）、図１０の相関直線上にのる。

【００１５】この様な材料構成でレンチキュラレンズを
形成した場合、前述の理由により基材と光拡散微粒子と
の屈折率差Δｎに波長依存性が生じ、波長が短いほど屈
折率差Δｎが大きくなり強い拡散を示す傾向を生じやす
い。その結果、波長の短い青色の光線に対する拡散が波
長の長い赤色の光線に対する拡散より強いという拡散の
波長依存性が生じる。特に、背面投射スクリーンには前
述のように非常に指向性の高い光が入射するので、正面
方向から見れば赤みを帯び、観察角度が大きくなるほど
（斜めから見るほど）青みを帯びるという色変動が顕著
に現れる。ただし、レンチキュラレンズシートを用いた
背面投射型スクリーンで水平方向の拡散は主としてレン
チキュラレンズによる屈折作用で行うため、色変動は垂
直方向で顕著になる。

【００１６】この観察角度による色変動は、前述の３原
色の画像源を水平配置したことによるカラーシフトとは
原因が異なり、前述のペアレンチ構造で低減できるもの
ではない。

【００１７】背面投射型スクリーンとしては、図８に示
すように、レンチキュラレンズシート３２の内部には光
拡散微粒子を分散せず、光拡散シート３３をその観察側
に配置した構成もある。このように構成すると、レンチ
キュラレンズシート３２の内部で拡散されＢＳ部に入射
することによる光損失が低減され、効率を向上するとと
もに、水平方向のカラーシフトを低減することが可能に
なる。

【００１８】この構成でも、光拡散シート３３に分散す
る光拡散微粒子と基材に用いる樹脂材料との波長分散特
性による前述の垂直方向の色変動は、レンチキュラレン
ズシートの内部に光拡散微粒子を分散した場合と同様に
発生しやすい。

【００１９】さらに、図９に模式的に示すような液晶パ
ネルなどの空間変調素子５を画像源としてランプ４から
の光を変調する方式では、一般に投射レンズ６の前で３
原色画像を合成して１本の投射レンズで画像投射を行う
ため、前述のカラーシフト補正が不要となる。この場
合、出射面をフラットにし、該出射面の光不透過部にＢ
Ｓ（ブラックストライプ）を形成した透明レンチキュラ
レンズシート３４と光拡散シート３３とを透明接着剤で
接合したシートを用いることも提案されている。このよ
うに構成すると光拡散シート３３に入射する外光は、そ
の裏面で拡散反射される前にＢＳによって効果的に吸収
されるので明るい環境下でのコントラストを改善するこ
とができる。

【００２０】この構成では水平方向のカラーシフトを発
生しないが、一般的樹脂材料を用いたとき垂直方向の色
変動が発生しやすいという状況は同様である。

【００２１】拡散の波長依存性を軽減する手段として、
「基材より高屈折率高分散材料からなる光拡散微粒子と
基材より高屈折率低分散材料からなる光拡散微粒子」の
ように、それぞれの拡散特性の波長依存性を打ち消すよ
うな複数の光拡散微粒子を組み合わせる方法が提案され
ている（特開平１１−３３８０５７号公報）。この方法
によれば、トータルとして拡散の波長依存性を軽減して
観察角度による色変動の小さな特性を実現できる。

【００２２】背面投射型スクリーンでは、上記のように
視野角の確保のためではなく、シンチレーションと呼ば
れる画面のギラツキを軽減するために、透光性基材に光
拡散微粒子を分散した構造を用いる場合がある。シンチ
レーションは、特に図９に示したような液晶パネルなど
の空間変調素子５を用いた方式において顕著となる。こ
の理由は、この方式ではＣＲＴ投射方式に比べて画像源
のサイズが小さいために拡大倍率が大きく、用いる投射
レンズ６のＦナンバーも大きいために、スクリーン３に
到達する投射光の指向性が格段に高いためである。この
場合は、フレネルレンズシート３１に光拡散微粒子が分
散される。このような方法によれば、スペックルまたは
シンチレーションを低減することが可能になる。

【００２３】特開平１１−３３８０５７号公報に開示さ
れているように、互いに拡散の波長依存性を打ち消し合
うような複数の光拡散微粒子を用いれば、光拡散シート
の拡散の波長依存性を軽減することができる。しかしな
がら、この場合、一方の光拡散微粒子の材料として、基
材より高屈折率低分散または低屈折率高分散の材料が必
要になる。基材および光拡散微粒子の材料として樹脂を
用いる場合、光学用途に応用可能な透光性材料としてＭ
ＭＡ、スチレン以外にもポリカーボネートなどを利用で
きるが、これら樹脂材料は屈折率が高いほど分散が大き
いという前述の傾向を有しており、上記組み合わせは実
現できない。

【００２４】上記組み合わせを実現するためには、樹脂
に比べて高屈折率かつ低分散の傾向がある透明ガラス材
料を用いて樹脂基材よりも高屈折率低分散な光拡散微粒
子を構成する以外、現実的な選択肢はない。しかしなが
ら、ガラス材料からなる光拡散微粒子を用いて光拡散シ
ートまたは背面投射型スクリーンを形成すると、樹脂材
料からなる光拡散微粒子のみを用いた場合に比べて切断
の際の刃へのダメージが大きくなる。また、より一般的
な樹脂製光拡散微粒子に比べて製造コストが高くなると
いう課題があった。

【００２５】そこで、本第Ｉ発明の第１の目的は、上記
課題を解決し、一般的な特性の樹脂材料を用いて拡散特
性の波長依存性が小さい背面投射型スクリーンを提供す
ることにある。

【００２６】また、シンチレーションを軽減するために
フレネルレンズシートにも光拡散微粒子を分散すると、
解像力の劣化、効率の低下などの副作用を生じる。解像
力の劣化は、フレネルレンズシートの１点で拡散された
光がレンチキュラレンズシートに到達するまでに広が
り、レンチキュラレンズレンズシートで再度拡散される
ことにより発生する。解像力の劣化は、フレネルレンズ
シートに付与される拡散特性および２つの拡散要素の間
隔に比例して増大する。一方、効率の低下は、レンチキ
ュラレンズシートの出射面に設けられたＢＳによって吸
収されて損失する成分がフレネルレンズシートでの拡散
によって増加するために発生する。効率の低下は、フレ
ネルレンズシートでの拡散が大きいほど顕著になる。

【００２７】上記副作用を軽微に抑えながらシンチレー
ションの低減効果を得ることが望ましいが、これに適し
た拡散のプロフィールまたはその実現手段について十分
な知見が得られていないのが現状である。

【００２８】そこで、本第Ｉ発明の第２の目的は、上記
現状に鑑み、シンチレーションを低減しながらフレネル
レンズシートでの拡散による副作用を低減した背面投射
型スクリーンを提供することを目的とする。

【００２９】本第Ｉ発明は、さらに、上記背面投射型ス
クリーンを用いた背面投射型ディスプレイを提供するこ
とを目的とする。

【００３０】［第II発明について］近年ＴＶ受像機を中
心に大画面に対するニーズが高まっており、大画面表示
に適した装置として背面投射型ディスプレイが注目され
ている。背面投射型ディスプレイとしては画像源として
ＣＲＴを用いるのが一般的であったが液晶パネル等によ
る光変調を利用する装置が開発され、更に軽量コンパク
トを実現するものとして期待されている。その基本構成
を模式的に図１６に示す。

【００３１】ランプ４から照射した光を液晶パネル５に
よって空間変調して形成した画像を投射レンズ６によっ
て拡大投射する。なお、実際の装置においては、カラー
表示を実現するために３枚の液晶パネルを用いるのが一
般的であり、その場合ランプ４からの光を赤、緑、青の
成分に分解する色分解光学系、３枚の液晶パネルを透過
した光を合成する色合成光学系等を有し複雑な構造とな
るが、ここではそれらを割愛している。

【００３２】また、空間変調を用いる同種の装置として
は、変調素子として反射型の液晶素子を用いるもの、更
には角度を可変できる多数の微細なミラーを構成した素
子（微細ミラーデバイス）を用いる方式などがある。

【００３３】結像面に設置される背面投射型スクリーン
３には、図のように中心部から周辺部に向かって発散的
で、部分的には極めて指向性の鋭い光が入射する。その
指向性の度合いは投射指向角θによって表され、投射倍
率Ｍと投射レンズのＦナンバーＦを用いて、 θ＝ｔａｎ^-1［１／｛２×Ｆ×（Ｍ＋１）｝］ ≒１／｛２×Ｆ×（Ｍ＋１）｝ と表すことが出来る。

【００３４】ちなみに、画像源をＣＲＴとする装置の場
合は、５インチ程度のＣＲＴを用いるため、５０インチ
クラスのディスプレイで投射倍率Ｍは約１０、Ｆナンバ
ーは蛍光体からの拡散光を取り込むために小さく設定さ
れ約１程度なので、投射指向角θは０．０５（約３゜）
程度になる。

【００３５】一方、液晶パネルなどの画像変調素子を用
いる方式では、１インチ程度の素子を用い、また、素子
の特性から比較的指向性の高い照明光を用いる必要があ
るため、投射レンズのＦナンバーは３程度と大きく、投
射指向角θは０．００３（約０．２゜）程度と小さく、
スクリーンに入射する投射光の指向性は極めての強い。

【００３６】スクリーン３はこの様な投射光を適切に配
光して良好な画像認識を可能にする働きをする。

【００３７】スクリーン３には、単純な拡散手段（拡散
板）を用いても最低限の画像観察は可能である。しかし
ながら、投射光は前述のように発散的に入射するので周
辺部では外向きの指向性を有することになり、スクリー
ン正面から観察した場合には中心輝度に比べて周辺輝度
が極端に暗くなり、斜めから観察した場合には近い方の
端部は明るく遠い方の端部は極端に暗くなる等、画面の
明るさに顕著な不均一を生じる。

【００３８】この様な不均一性を低減するために、拡散
手段より投射側にフレネルレンズシート３５を配置する
のが一般的である。

【００３９】フレネルレンズシート３５は、投射レンズ
６からスクリーン３に発散的に入射する投射光を主指向
性がほぼスクリーン面に垂直な平行光に変換する働きを
する。

【００４０】この様に、スクリーン各部での光の主指向
方向をスクリーン面に垂直な方向に変換した後に拡散す
れば、どの様な方向から観察しても画面全体に渡ってほ
ぼ均一な明るさを実現することが出来る。

【００４１】さらに、拡散手段としては単純な等方拡散
板を用いる代わりに積層レンチキュラレンズシート３６
を用いるのが一般的である。

【００４２】観察範囲として、水平方向には様々な角度
から良好な画像認識が要求されるのに対し、垂直方向に
ついては立った状態と座った状態という限られた範囲内
で良好な画像認識が出来ればよく、異方性拡散によって
光を必要領域に有効に配分すれば全体に明るい画像を提
供できる。積層レンチキュラレンズシート３６はその異
方性拡散を実現する。

【００４３】積層レンチキュラレンズシート３６は、Ｂ
Ｓ（ブラックストライプ）付きレンチキュラレンズフィ
ルム３６２と、光拡散層３６１２及び透明層３６１１が
一体的に形成された拡散シート３６１とからなる。図１
７に示すように、レンチキュラレンズフィルム３６２
は、入射面に垂直方向を長手方向とするレンチキュラレ
ンズ３６２１を有する。レンチキュラレンズ３６２１の
焦点位置が出射面とほぼ一致するように、レンチキュラ
レンズフィルム３６２の厚みが設定されている。従っ
て、レンチキュラレンズフィルム３６２に入射した投射
光は出射面近傍に集光された後出射する。レンチキュラ
レンズフィルム３６２の出射面には、投射光が通過しな
い、垂直方向を長手方向とするストライプ状の光不透過
領域が形成され、その光不透過領域にはストライプ状の
光吸収層（ブラックストライプ：ＢＳ）３６２２が設け
られる。ＢＳ付きレンチキュラレンズフィルム３６２の
出射面と拡散シート３６１の拡散層３６１２の側の面と
は、透明接着剤あるいは透明粘着材３６３で密着され
る。

【００４４】図１７に示すように、レンチキュラレンズ
フィルム３６２に形成されるレンチキュラレンズ３６２
１の配列ピッチＰｌは画素とのモアレを軽減し、高い解
像力を得るために極力小さいことが望ましい。ピッチＰ
ｌを細かくするためにはレンチキュラレンズフィルムの
出射面の光不透過領域に形成するブラックストライプ３
６２２の形成ピッチも細かくする必要がある。従来、光
不透過領域に正確にファインピッチのブラックストライ
プを形成するのが困難であったが、現在ではレンチキュ
ラレンズによる集光機能を利用して選択露光する方法が
開発され、０．２ｍｍ程度以下のファインピッチが可能
になっている。この場合、レンチキュラレンズフィルム
３６２に求められる拡散角を実現し、出射面に光を集光
するために、その厚みｔｌは０．３ｍｍ以下になる。

【００４５】拡散シート３６１はＰＭＭＡ（ポリメチル
メタクリレート）あるいはＭＳ樹脂（スチレン（屈折率
１．５９）とＭＭＡ（メタクリル酸メチル）（同１．４
９）との共重合体）などの透明材料を基材として、拡散
層３６１２部分にのみ、前記基材を構成する透明材料の
屈折率より僅かに大きな屈折率を有する光拡散微粒子を
分散させる。拡散シート３６１の厚みは積層レンチキュ
ラレンズシート３６全体を安定に保持できる機械強度を
得るために２ｍｍ程度が一般的であり、拡散層３６１２
の厚みは０．１〜０．２ｍｍ程度とし、透明層３６１１
を１．９〜１．８ｍｍ程度としている。

【００４６】なお、拡散シート３６１を二層構造とせ
ず、約２ｍｍの厚み全体に拡散材を分散しても同様な拡
散機能を実現することが出来るが、上記二層構造に比べ
解像力に劣り、特に視野角を広くするために大きな拡散
特性を付与した場合に顕著な解像力劣化を生じやすい。

【００４７】このように構成することにより、フレネル
レンズシート３５によってほぼ平行光に変換された投射
光は、水平方向にはレンチキュラレンズ３６２１の屈折
作用と拡散層３６１２中の光拡散微粒子との相乗作用に
よって相対的に広い範囲に拡散され、垂直方向には拡散
層３６１２中の光拡散微粒子の作用のみによって相対的
に狭い範囲に拡散され、上記異方拡散が実現される。

【００４８】上記の様な光変調素子を用いた背面投射型
ディスプレイでは、画像源としてＣＲＴを用いた装置で
は顕在化しなかったシンチレーションという現象が問題
になっている。シンチレーションとは、微細な明暗によ
り画面にギラつきを生じる現象でスペックルとも呼ばれ
る。

【００４９】光変調素子を用いた背面投射型ディスプレ
イでシンチレーションが特に顕在化する理由は、前述の
様にスクリーンに入射する投射光の指向性がＣＲＴを用
いたディスプレイに比べ格段に鋭く、空間的コヒーレン
スが高いため光拡散微粒子で拡散した光が互いに干渉す
るためと考えられている。

【００５０】この様なシンチレーションを低減する方法
として、特開平８−３１３８６５号公報では、拡散要素
を一定の距離を隔てて２層設けることを提案している。
この場合、その内部に光拡散微粒子を分散するのが一般
的な積層レンチキュラレンズシートを拡散要素とするこ
とに加えて、積層レンチキュラレンズシートとともにス
クリーンの基本要素であるフレネルレンズシート３５を
拡散要素とするのが一般的である。

【００５１】特開平１０−２９３３６１号公報および特
開平１０−２９３３６２号公報には、フレネルレンズシ
ートに付与する適切な拡散特性をヘイズ値で規定してい
る。

【００５２】この様に、積層レンチキュラレンズシート
３６に加えて、フレネルレンズシート３５にも光拡散微
粒子を分散すると、シンチレーションを低減することが
可能になるが、背面投射型ディスプレイとして好ましく
ない副作用を生じる。

【００５３】第１の副作用はフレネルレンズシート３５
で拡散した光のうち比較的大きな角度で積層レンチキュ
ラレンズシート３６に入射する成分がレンチキュラレン
ズフィルム３６２に設けられたブラックストライプ３６
２２によって吸収され損失すると言う問題である。

【００５４】シンチレーションはフレネルレンズシート
３５に付与する拡散特性が大きいほどその低減効果が大
きいが、拡散特性が大きいほど前記吸収損失が大きくな
る。

【００５５】第２の副作用はフレネルレンズシート３５
と積層レンチキュラレンズシート３６との間に空隙が生
じると解像力が急激に劣化すると言う問題である。

【００５６】フレネルレンズシート３５および積層レン
チキュラレンズシート３６は一般的に樹脂で形成される
ため、環境の温度、湿度の変化によって反り変形を生じ
易い。この様な環境変化によってフレネルレンズシート
３５と積層レンチキュラレンズシート３６との間に空隙
が発生するのを軽減するためには、両者が密接するよう
に予め両者に反りを付与して周辺を固定する方法がある
が、この様な手段を用いても、考え得る環境変化におい
て前記空隙の発生を完全に防止するのは困難である。

【００５７】また、この様に積層レンチキュラレンズシ
ート３６およびフレネルレンズシート３５に予め反りを
付与すると、装置に装着した状態でスクリーン表面に湾
曲が生じる。この様な状態では、場所によって投射倍率
の分布を生じ、投写像に画像歪みが発生する。また、外
光の反射像にも歪みを生じ、特に電源をオフした状態で
見苦しいものになる。

【００５８】本第II発明は、上記の問題を解決し、シン
チレーションの発生を軽微なものとしながらブラックス
トライプによる吸収損失が発生せず、環境変化によって
解像力が劣化することの無い背面投射型スクリーンとこ
れを用いた背面投射型ディスプレイとを提供することを
目的とする。

【００５９】

【課題を解決するための手段】［第Ｉ発明について］上
記第１の目的を達成するために、本第Ｉ発明の背面投射
型スクリーンでは、内部に拡散要素として分散する光拡
散微粒子を、基材との屈折率の差Δｎと平均粒径ｄとの
積Δｎ×ｄが０．５〜０．９の範囲内となるように設定
することとした。これにより、基材よりも高屈折率低分
散または低屈折率高分散といった特殊な特性の材料から
なる光拡散微粒子を用いる必要がなく、一般的な樹脂材
料からなる光拡散微粒子を用いて、波長依存性の小さな
拡散特性を実現できる。

【００６０】また、上記第２の目的を達成するために、
本第Ｉ発明の背面投射型スクリーンにおいては、フレネ
ルレンズシートに分散する光拡散微粒子による光の拡散
を、光拡散シートまたはレンチキュラレンズシートに分
散する光拡散微粒子による光の拡散よりも小さいものと
し、かつフレネルレンズシートに分散する光拡散微粒子
を、上記Δｎ×ｄが０．１〜０．３の範囲内となるよう
に設定することとした。これにより、解像力の低下や光
損失などの副作用を小さく抑えながらシンチレーション
を効果的に低減できる。

【００６１】また、本第Ｉ発明の背面投射型ディスプレ
イは、上記の本第Ｉ発明の背面投射型スクリーンを備え
るので、観察方向による色調の変化が少なく、シンチレ
ーションが軽微で解像力に優れた画像表示を実現でき
る。

【００６２】［第II発明について］上記目的を達成する
ために、本第II発明の背面投射型ディスプレイおよび背
面投射型スクリーンは、積層レンチキュラレンズシート
に設けた拡散層をレンチキュラレンズアレイの焦点面か
ら外れた位置であって、シンチレーション低減に有効で
かつ解像力劣化の軽微な所定の範囲内に設ける。更に、
好ましくは、実質的に光拡散材を含まない透明なフレネ
ルレンズシートを用いる。

【００６３】即ち、本第II発明の第１の背面投射型ディ
スプレイは、空間変調素子と、前記空間変調素子により
形成された画像が背面に投写され、その反対側の面から
画像を観察する背面投射型スクリーンとを備えた背面投
射型ディスプレイであって、前記背面投射型スクリーン
は、前記空間変調素子からの投射光を略平行光に変換す
る第１のスクリーン要素と、前記略平行光を拡散する第
２のスクリーン要素とを含み、前記第２のスクリーン要
素は、前記投射側の面に形成された垂直方向を長手方向
として配列されたレンチキュラレンズアレイと、前記レ
ンチキュラレンズアレイより観察側に形成された拡散層
と、前記レンチキュラレンズアレイと前記拡散層との間
の透明層とを含み、前記拡散層の投射側の面と前記レン
チキュラレンズアレイの焦点面との距離ｔ１が以下の式
II−１を満たし、前記拡散層の観察側の面と前記レンチ
キュラレンズアレイの焦点面との距離ｔ２が以下の式II
−２を満たすことを特徴とする。

【００６４】式II−１ ： ｔ１≧ｆｌ 式II−２ ： ｔ２≦ｆｌ×Ｐｇ／Ｐｌ ここで、ｆｌはレンチキュラレンズアレイの谷部と焦点
面との距離、Ｐｇはスクリーン上の画素ピッチ、Ｐｌは
レンチキュラレンズアレイの配列ピッチである。

【００６５】かかる第１の背面投射型ディスプレイによ
れば、式II−１を満足することによりシンチレーション
の発生を軽微なものとすることができ、式II−２を満足
することにより高い解像力を実現できる。

【００６６】また、本第II発明の第２の背面投射型ディ
スプレイは、前記拡散層の観察側の面と前記レンチキュ
ラレンズアレイの焦点面との距離ｔ２が、上記第１の背
面投射型ディスプレイの式II−２に代えて、以下の式II
−３を満たすことを特徴とする。

【００６７】 式II−３ ： ｔ２≦Ｐｇ／２／ｔａｎ（γｉ） ここで、γｉは拡散層の拡散によって輝度が正面方向の
１／１０になる観察角度γの前記透明層内換算角であ
り、前記透明層の屈折率ｎを用いて式II−４で与えられ
る。

【００６８】 式II−４ ： γｉ＝ａｓｉｎ（ｓｉｎ（γ）／ｎ） かかる第２の背面投射型ディスプレイによれば、式II−
１を満足することによりシンチレーションの発生を軽微
なものとすることができ、式II−３を満足することによ
り高い解像力を実現できる。

【００６９】次に、本第II発明の第１の背面投射型スク
リーンは、空間変調素子により形成された画像が背面に
投写され、その反対側の面から画像を観察する背面投射
型スクリーンであって、前記空間変調素子からの投射光
を略平行光に変換する第１のスクリーン要素と、前記略
平行光を拡散する第２のスクリーン要素とを含み、前記
第２のスクリーン要素は、前記投射側の面に形成された
垂直方向を長手方向として配列されたレンチキュラレン
ズアレイと、前記レンチキュラレンズアレイより観察側
に形成された拡散層と、前記レンチキュラレンズアレイ
と前記拡散層との間の透明層とを含み、前記拡散層の投
射側の面と前記レンチキュラレンズアレイの焦点面との
距離ｔ１が以下の式II−１を満たし、前記拡散層の観察
側の面と前記レンチキュラレンズアレイの焦点面との距
離ｔ２が以下の式II−５を満たすことを特徴とする。

【００７０】式II−１ ： ｔ１≧ｆｌ 式II−５ ： ｔ２≦ｆｌ／Ｐｌ×０．７ ここで、ｆｌはレンチキュラレンズアレイの谷部と焦点
面との距離、Ｐｌはレンチキュラレンズアレイの配列ピ
ッチである。また、ｔ１の単位はｆｌに準じ、ｔ２の単
位はｍｍである。

【００７１】かかる第１の背面投射型スクリーンによれ
ば、式II−１を満足することによりシンチレーションの
発生を軽微なものとすることができ、式II−５を満足す
ることにより高い解像力を実現できる。

【００７２】また、本第II発明の第２の背面投射型スク
リーンは、前記拡散層の観察側の面と前記レンチキュラ
レンズアレイの焦点面との距離ｔ２が、上記第１の背面
投射型スクリーンの式II−５に代えて、以下の式II−６
を満足することを特徴とする。

【００７３】 式II−６ ： ｔ２≦０．３５／ｔａｎ（γｉ） ここで、γｉは拡散層の拡散によって輝度が正面方向の
１／１０になる観察角度γの前記透明層内換算角であ
り、前記透明層の屈折率ｎを用いて式II−７で与えられ
る。また、ｔ２の単位はｍｍである。

【００７４】 式II−７ ： γｉ＝ａｓｉｎ（ｓｉｎ（γ）／ｎ） かかる第２の背面投射型スクリーンによれば、式II−１
を満足することによりシンチレーションの発生を軽微な
ものとすることができ、式II−６を満足することにより
高い解像力を実現できる。

【００７５】

【発明の実施の形態】［第Ｉ発明について］まず、個々
の実施形態について説明する前に、発明の基礎となった
事項について記述する。本発明者らは、様々な屈折率、
粒径の光拡散微粒子を用いた光拡散シートを試作してス
クリーンを構成し、背面投射型ディスプレイに装着して
その特性を詳細に検討した結果、屈折率波長分散が基材
と異なる材料からなる光拡散微粒子を単独で用いても、
その粒径と屈折率とを最適化することにより拡散特性の
波長依存性を軽減し得ることを見出した。

【００７６】光拡散シートの試作には、基板材料として
屈折率１．４９のＭＭＡを用い、光拡散微粒子としては
ＭＭＡとスチレンの共重合樹脂（ＭＳ樹脂）を用いた。
光拡散微粒子としては、ＭＳ樹脂の配合比率を調整する
ことにより、屈折率が１．５２〜１．５５（屈折率差Δ
ｎ：０．０３〜０．０６）、平均粒径が４μｍ〜１３．
３μｍの範囲で９種類作製した。

【００７７】こうして得た光拡散シートを用いて図９に
示すようにスクリーン３を構成し、背面投射型ディスプ
レイに装着して白色表示して、画面中央部分の表示光の
輝度および色温度を正面方向（法線方向）を基準として
垂直方向に角度を変えて測定した。

【００７８】前述の様に、スクリーン３には非常に指向
性の高い光が入射する。これを、フレネルレンズシート
３１で平行化した後、レンチキュラレンズシート３４で
水平方向にのみ拡散しているので、光拡散シート３３に
は水平方向にのみ拡散され垂直方向には鋭い指向性を保
った状態で光が入射する。

【００７９】上記構成で、フレネルレンズシート３１お
よびレンチキュラレンズシート３４には光拡散微粒子を
配合しておらず透明である。従って、垂直方向への拡散
要素としては光拡散シート３３に配合した光拡散微粒子
のみであり、上記測定によって光拡散微粒子の拡散特性
を評価することが出来る。

【００８０】なお、背面投射型スクリーンの代わりにほ
ぼ完全反射とみなし得る白色拡散板を用いて反射光を測
定したところ、測定角に依存しない一様な反射輝度およ
び色温度を得た。その色温度は約１１０００Ｋであっ
た。

【００８１】上記の９種類の光拡散微粒子の中から、屈
折率１．５３（Δｎ＝０．０４），平均粒径４．０μｍ
（Δｎ×ｄ＝０．１６μｍ）、屈折率１．５３（Δｎ＝
０．０４），平均粒径７．２μｍ（Δｎ×ｄ＝０．２９
μｍ）、屈折率１．５５（Δｎ＝０．０６），平均粒径
１３．３μｍ（Δｎ×ｄ＝０．８０μｍ）の３種の光拡
散微粒子を用いた光拡散シートの色温度および輝度の評
価結果を図１および図２に示す。

【００８２】図１および図２で、横軸は輝度がピーク値
の１／３に減衰する角度（β角と呼ばれほぼ実用視野範
囲と考えられる）で規格化した測定角度（規格化角度）
である。このように規格化角度を用いることによって、
拡散パターンまたは色温度特性を拡散の絶対量によらず
比較することができる。

【００８３】Δｎ×ｄ＝０．１６の光拡散微粒子を用い
た場合、正面方向の色温度が低く、観察角度（スクリー
ンの法線となす角度）が大きくなるに従って色温度が高
くなっている（図１）。これは、波長の短い青光線の拡
散が波長の長い赤光線の拡散より大きく、正面近傍には
赤光線の配分比率が相対的に大きく、観察角度が大きく
なるに従って青光線の配分比率が大きくなることを示し
ており、Δｎの波長依存性に応じて拡散の波長依存性が
発生すると仮定したシミュレーション結果とほぼ一致す
る。また、拡散パターンは正面近傍への拡散に優れ、相
対的に大きな角度方向への配分の少ないプロフィールに
なっている（図２）。

【００８４】Δｎ×ｄ＝０．２９μｍの光拡散微粒子を
用いた場合も、Δｎ×ｄ＝０．１６の場合と同様、Δｎ
の波長依存性に応じて拡散の波長依存性が発生した。こ
の光拡散微粒子は、光源が透けて見える、いわゆるシー
スルーを低減するために、従来から光拡散シートに使用
されていたものに相当する。

【００８５】Δｎ×ｄを大きくすると上記傾向は緩和さ
れ、Δｎ×ｄ＝０．８０の光拡散微粒子を用いた場合で
は正面近傍で観察角度が大きくなると色温度が逆に低下
している（図１）。このように、Δｎ×ｄを大きくする
と、図１に示す曲線が略Ｕ字形から略Ｗ字形へと変化し
た。また、拡散パターンは、Δｎ×ｄを大きくすると正
面近傍の拡散が相対的に小さくなり大きな角度方向への
配分の大きなプロフィールになる（図２）。

【００８６】さらに詳細に検討した結果、正面近傍の拡
散に優れたパターンを実現するためには光拡散微粒子の
Δｎ×ｄを０．２μｍ近傍に設定するのが好ましく、
０．１μｍ〜０．３μｍの範囲では拡散パターンにほと
んど変化がないことが確認された。この範囲よりもΔｎ
×ｄを大きくすると拡散パターンが相対的に正面方向で
鋭く裾を引くパターンになるとともに、その拡散パター
ンに波長依存性が生じて波長が短いほど正面方向に鋭く
裾を引く傾向が顕著になった。この傾向は、屈折率差Δ
ｎの波長依存性による拡散特性の波長依存性を緩和する
ように作用すると考えられる。

【００８７】上記９種の試作拡散シートについて、この
色温度シフトの模様を、β角での測定色温度の正面色温
度からの変化量としてグラフ化したのが図３である。図
３において横軸は用いた光拡散微粒子の基材との屈折率
差Δｎと平均粒径ｄの積Δｎ×ｄ、縦軸はβ角での色温
度シフト（正面方向での色温度からの変化量）であり、
それぞれの実測値を黒色の四角「■」でプロットし、近
似直線を付与している。色温度シフト（正面→β角）は
Δｎ×ｄ＝０．７μｍ近傍で極小化される。上記９種の
試作範囲で最も色温度シフトが小さかったのは、屈折率
１．５５（Δｎ＝０．０６）平均粒径１３．３μｍ（Δ
ｎ×ｄ＝０．８０μｍ）の光拡散微粒子を用いたもので
あり色温度シフトは−４１０Ｋであった。このサンプル
は図１および図２にその特性を示したうちの１種であ
る。

【００８８】ただし、この光拡散微粒子は平均粒径が１
３．３μｍと比較的粒径が大きいため、所定視野角を実
現するために多大の光拡散微粒子を分散する必要が有
り、また、光拡散シートの表面粗さが大きくなり積層時
に不良を発生しやすいという問題があった。

【００８９】そこで、上記から得られた知見を元に最適
条件であるΔｎ×ｄ≒０．７を満たし、より少ない配合
量で効果的な拡散を実現し、表面状態を改善するため
に、平均粒径６．４μｍ、屈折率１．５９（Δｎ×ｄ＝
０．６４μｍ）のスチレン製光拡散微粒子を試作して、
同様にスクリーンを構成し評価した。その結果、色温度
シフト６００Ｋと良好な結果を得た。その実測値を図３
に「＊」で示している。

【００９０】この様に、新たに試作した光拡散微粒子を
用いても、前記９種の光拡散微粒子によって得た相関直
線上の特性を有すること確認し、Δｎ×ｄによって色温
度シフトを制御し得ると言う知見の妥当性を検証すると
共に、比較的大粒径の光拡散微粒子を用いた場合とほぼ
等価な拡散特性を、より少ない光拡散微粒子の配合割合
で実現し得ることを見出した。

【００９１】なお、実用上支障がない範囲は、色温度シ
フトが２０００Ｋ以内である。図３より、Δｎ×ｄを
０．５μｍ〜０．９μｍの範囲に設定すれば、実用視野
角βの範囲で実用上支障のない色温度特性を実現できる
ことが確認できる。さらに良好な色温度特性を得るため
には、Δｎ×ｄを０．６μｍ〜０．８μｍとすることが
好ましい。

【００９２】以上は、ＭＭＡ、スチレンおよびその共重
合体から選ばれる少なくとも１種を材料として基材およ
び光拡散微粒子を構成した結果についての検討である
が、透光性樹脂材料を用いる限り屈折率の大きな材料ほ
ど屈折率の波長分散も大きいという傾向は同様であり、
例えば光拡散微粒子としてポリカーボネート材料を用い
ても同様な結果が得られる。

【００９３】また、上記では試作、評価を簡便にするた
め図９に示すスクリーン３の光拡散シート３３内に光拡
散微粒子を分散させた場合で説明したが、図６の様なス
クリーン構成でレンチキュラレンズシート３２の内部に
光拡散微粒子を配合した場合でも、垂直方向の拡散が配
合した光拡散微粒子に依存する点で上記と共通であり、
図１から図３に示した特性と同様の特性を示す。

【００９４】以上の検討結果をもとに、良好な特性を実
現する背面投射型スクリーン、およびこのスクリーンを
用いた背面投射型ディスプレイについて、本第Ｉ発明の
好ましい実施形態を説明する。

【００９５】（実施の形態Ｉ−１）本実施形態の背面投
射型スクリーンは、例えば図６に示した構成を有し、少
なくともレンチキュラレンズシート３２およびフレネル
レンズシート３１を含み、レンチキュラレンズシート３
２が樹脂材料からなる基材内に、この基材の屈折率と異
なる屈折率を有する樹脂材料からなる光拡散微粒子を含
み、この光拡散微粒子が以下の式Ｉ−１を満たす。

【００９６】式Ｉ−１ ： ０．５μｍ ≦ ΔＮｌ×
ｄｌ ≦ ０．９μｍ ただし、式Ｉ−１においてΔＮｌは光拡散微粒子とレン
チキュラレンズシート基材との屈折率差、ｄｌは光拡散
微粒子の平均粒径である。

【００９７】基材および光拡散微粒子には、図１０に示
したような屈折率が高いほどアッベ数νｄが小さくなる
（分散は大きくなる）と言う特性を有する一般的樹脂材
料を組み合わせて用いることが出来る。

【００９８】即ち、光拡散微粒子を構成する材料の屈折
率をｎ１，アッベ数をν１とし、その光拡散微粒子を分
散するレンチキュラレンズシート３２の材料の屈折率を
ｎ２，アッベ数をν２としたとき、下記式Ｉ−３を満た
すように、光拡散微粒子及びレンチキュラレンズシート
３２の樹脂材料を選択して使用することができる。

【００９９】式Ｉ−３ ： （ｎ１−ｎ２）×（ν１−
ν２） ＜ ０ この背面投射型スクリーン３は、図６に例示されている
ように、互いに平行に配置され、ともに透光性樹脂材料
を基材とするレンチキュラレンズシート３２およびフレ
ネルレンズシート３１を含んでいる。

【０１００】レンチキュラレンズシート３２は、ＭＭ
Ａ、スチレンまたはその共重合樹脂などの透光性樹脂を
基材として、その内部に基材とは屈折率が異なる上記透
光性樹脂からなる光拡散微粒子を等方拡散要素として分
散させて作製することができる。ここで、製法に特に制
限はなく、例えば、キャスト法、射出成形法、押し出し
成形法などで予め形成した平板状の光拡散シートを熱プ
レスしてレンチキュラレンズ形状を付与する方法、また
は所望するレンチキュラレンズ形状の反転形状に加工し
たロール状の金型を用いて樹脂を押し出しながら付形す
るロール押し出し成形法などを適用できる。

【０１０１】式Ｉ−１に示したように、光拡散微粒子の
基材との屈折率差Δｎと平均粒径ｄの積Δｎ×ｄを０．
５μｍ〜０．９μｍの範囲に設定すれば、光拡散微粒子
および基材に一般的波長分散特性の材料を用いながら、
実用視野角βの範囲で色温度変動が２０００Ｋ以下の色
温度特性の優れた背面投射型スクリーンを実現できる。

【０１０２】なお、上記構成では、正面近傍の拡散作用
が相対的に小さくなるため、背面投射型ディスプレイと
して構成した時にホットバンドと呼ばれる水平方向に伸
びる帯状の明るい領域（輝線）が観察される場合があ
る。

【０１０３】このような場合には、レンチキュラレンズ
シート３２に、式Ｉ−１を満たす上記光拡散微粒子を主
たる拡散要素として添加し、更に副たる拡散要素として
レンチキュラレンズシート３２の基材の屈折率とは異な
る屈折率を有する樹脂材料からなり、以下の式Ｉ−５を
満たす光拡散微粒子を添加することが好ましい。

【０１０４】式Ｉ−５： ０．１μｍ ≦ ΔＮｓ×ｄ
ｓ ≦ ０．３μｍ ただし、式Ｉ−５おいてΔＮｓは副たる拡散要素となる
光拡散微粒子とこれを含むレンチキュラレンズシート基
材との屈折率差、ｄｓは副たる拡散要素となる光拡散微
粒子の平均粒径である。

【０１０５】このように構成すれば、正面近傍の拡散を
改善して光源が透けて見えるなどの欠点を防止すること
ができる。ただし、この副たる光拡散微粒子の添加は光
源が透けて見えるなどの欠点が改善されるのに必要かつ
最低量とすることが好ましい。副たる光拡散微粒子によ
る視野角に対する作用が主たる光拡散微粒子による作用
より大きくなると拡散の色温度特性が損なわれる場合が
あるためである。

【０１０６】一般的に拡散機能は、分散する光拡散微粒
子の濃度Ａが高いほど、光拡散微粒子を含有する層（拡
散層）の厚みｔが大きいほど、光拡散微粒子の平均粒径
ｄが小さいほど、基材との屈折率差Δｎが大きいほど高
くなり、Ａ×ｔ／ｄ×Δｎにほぼ比例する。

【０１０７】そこで、上記弊害を防止するためには、主
たる拡散要素となる光拡散微粒子の平均粒径ｄｍ、配合
体積濃度Ａｍ、主たる拡散要素となる光拡散微粒子を含
む基材層の積層厚みｔｍ、主たる拡散要素となる光拡散
微粒子とこれを含む基材との屈折率差ΔＮｍと、副たる
拡散要素となる光拡散微粒子の平均粒径ｄｓ、配合体積
濃度Ａｓ、副たる拡散要素となる光拡散微粒子を含む基
材層の積層厚みｔｓ、副たる拡散要素となる光拡散微粒
子とこれを含む基材との屈折率差ΔＮｓとが下記式Ｉ−
６満たす様にこれらを設定することが好ましい。

【０１０８】式Ｉ−６： Ａｍ×ｔｍ／ｄｍ×ΔＮｍ
＞ Ａｓ×ｔｓ／ｄｓ×ΔＮｓ なお、レンチキュラレンズシート３２内に主たる光拡散
微粒子と副たる光拡散微粒子とを含有させる場合、レン
チキュラレンズシート３２を多層構成として、主たる光
拡散微粒子と副たる光拡散微粒子とを共通する層に分散
含有させても良く、あるいは、主たる光拡散微粒子と副
たる光拡散微粒子とを異なる層に別々に分散含有させて
も良い。前者の場合、上記式Ｉ−６における積層厚みｔ
ｍと積層厚みｔｓとは一致する。

【０１０９】前記ホットバンドを低減する別の方法とし
て、フレネルレンズシート３１の投射側の面に水平方向
を長手方向とするレンチキュラレンズアレイを形成する
のも効果的である。

【０１１０】レンチキュラレンズは空気との界面での屈
折作用により光を限られた角度範囲に効果的に拡散する
ため、正面近傍の拡散特性に優れホットバンドを低減す
る効果が大きい。ただし、この拡散角を大きくしすぎる
とレンチキュラレンズ３２に分散した光拡散微粒子によ
る拡散との多重拡散により解像力を損なうので、ホット
バンドを低減するために必要かつ最小限に抑えるのが好
ましい。具体的には、フレネルレンズシート３１の投射
側の面に設けるレンチキュラレンズによる上記拡散角度
範囲は±３°程度以下であることが好ましい。

【０１１１】また、モアレ低減、シンチレーション低減
などの目的でフレネルレンズシート３１の内部にも光拡
散微粒子を分散させる場合は、フレネルレンズシート３
１の基材をなす樹脂材料の屈折率と異なる屈折率を有す
る樹脂材料からなり、以下の式Ｉ−４を満たす光拡散微
粒子を分散させることが好ましい。

【０１１２】式Ｉ−４： ０．１μｍ ≦ ΔＮｆ×ｄ
ｆ ≦ ０．３μｍ ただし、式Ｉ−４おいてΔＮｆはフレネルレンズシート
に含まれる光拡散微粒子とフレネルレンズシート基材と
の屈折率差、ｄｆはフレネルレンズシートに含まれる光
拡散微粒子の平均粒径である。

【０１１３】この場合は、フレネルレンズシート３１に
含まれる光拡散微粒子による光の拡散がレンチキュラレ
ンズシート３２に含まれる光拡散微粒子による光の拡散
よりも小さい範囲内で、フレネルレンズシート３１に光
拡散微粒子を添加することが好ましい。

【０１１４】フレネルレンズシート３１に光拡散微粒子
を添加するとともに、レンチキュラレンズシート３２に
上記副たる拡散要素となる光拡散微粒子を添加してもよ
い。これらの光拡散微粒子の合計量は、視野角に対する
これらの光拡散微粒子による作用が式Ｉ−１を満たす主
たる拡散要素となる光拡散微粒子による作用よりも小さ
い範囲とすることが好ましい。

【０１１５】（実施の形態Ｉ−２）本実施形態の背面投
射型スクリーンは、例えば図８又は図９に示した構成を
有し、少なくとも光拡散シート３３、レンチキュラレン
ズシート３２（又は３４）およびフレネルレンズシート
３１を含み、光拡散シート３３が樹脂材料からなる基材
内にこの基材の屈折率と異なる屈折率を有する樹脂材料
からなる光拡散微粒子を含み、この光拡散微粒子が以下
の式Ｉ−２満たす。

【０１１６】式Ｉ−２： ０．５μｍ ≦ ΔＮｐ×ｄ
ｐ ≦ ０．９μｍ ただし、式Ｉ−２おいてΔＮｐは光拡散微粒子と光拡散
シート基材との屈折率差、ｄｐは光拡散微粒子の平均粒
径である。

【０１１７】基材および光拡散微粒子には、図１０に示
したような屈折率が高いほどアッベ数νｄが小さくなる
（分散は大きくなる）と言う特性を有する一般的樹脂材
料を組み合わせて用いることが出来る。

【０１１８】即ち、光拡散微粒子を構成する材料の屈折
率をｎ１，アッベ数をν１とし、その光拡散微粒子を分
散する光拡散シート３３の材料の屈折率をｎ２，アッベ
数をν２としたとき、下記式Ｉ−３を満たすように、光
拡散微粒子及び光拡散シート３３の樹脂材料を選択して
使用することができる。

【０１１９】式Ｉ−３ ： （ｎ１−ｎ２）×（ν１−
ν２） ＜ ０ この背面投射型スクリーンは、図８又は図９に例示され
ているように、互いに平行に配置され、ともに透光性樹
脂材料を基材とする光拡散シート３３、レンチキュラレ
ンズシート３２（又は３４）およびフレネルレンズシー
ト３１を含んでいる。

【０１２０】光拡散シート３３は、ＭＭＡ、スチレンま
たはその共重合樹脂などの透光性樹脂を基材として、そ
の内部に基材とは屈折率が異なる上記透光性樹脂からな
る光拡散微粒子を等方拡散要素として分散させて作製す
ることができる。ここで、製法に特に制限はなく、例え
ば、キャスト法、射出成形法、押し出し成形法などを適
用できる。

【０１２１】本実施形態でも、式Ｉ−２に示したよう
に、光拡散微粒子の基材との屈折率差Δｎと平均粒径ｄ
の積Δｎ×ｄを０．５μｍ〜０．９μｍの範囲に設定す
ることにより、光拡散微粒子および基材に一般的波長分
散特性の材料を用いながら、実用視野角βの範囲で色温
度変動が２０００Ｋ以下の色温度特性の優れた背面投射
型スクリーンを実現できる。

【０１２２】なお、上記構成では、正面近傍の拡散作用
が相対的に小さくなるため、背面投射型ディスプレイと
して構成した時にホットバンドと呼ばれる水平方向に伸
びる帯状の明るい領域（輝線）が観察される場合があ
る。

【０１２３】このような場合には、実施の形態１と同様
に、光拡散シート３３に、式Ｉ−２を満たす上記光拡散
微粒子を主たる拡散要素として添加し、更に副たる拡散
要素として光拡散シート３３の基材の屈折率とは異なる
屈折率を有する樹脂材料からなり、以下の式Ｉ−５を満
たす光拡散微粒子を添加することが好ましい。

【０１２４】式Ｉ−５： ０．１μｍ ≦ ΔＮｓ×ｄ
ｓ ≦ ０．３μｍ ただし、式Ｉ−５おいてΔＮｓは副たる拡散要素となる
光拡散微粒子とこれを含む光拡散シート基材との屈折率
差、ｄｓは副たる拡散要素となる光拡散微粒子の平均粒
径である。

【０１２５】このように構成すれば、正面近傍の拡散を
改善して光源が透けて見えるなどの欠点を防止すること
ができる。ただし、この副たる光拡散微粒子の添加は光
源が透けて見えるなどの欠点が改善されるのに必要かつ
最低量とすることが好ましい。副たる光拡散微粒子によ
る視野角に対する作用が主たる光拡散微粒子による作用
より大きくなると拡散の色温度特性が損なわれる場合が
あるためである。

【０１２６】また、実施の形態１と同様の理由から、主
たる拡散要素となる光拡散微粒子の平均粒径ｄｍ、配合
体積濃度Ａｍ、主たる拡散要素となる光拡散微粒子を含
む基材層の積層厚みｔｍ、主たる拡散要素となる光拡散
微粒子とこれを含む基材との屈折率差ΔＮｍと、副たる
拡散要素となる光拡散微粒子の平均粒径ｄｓ、配合体積
濃度Ａｓ、副たる拡散要素となる光拡散微粒子を含む基
材層の積層厚みｔｓ、副たる拡散要素となる光拡散微粒
子とこれを含む基材との屈折率差ΔＮｓとが下記式Ｉ−
６満たす様にこれらを設定することが好ましい。

【０１２７】式Ｉ−６： Ａｍ×ｔｍ／ｄｍ×ΔＮｍ
＞ Ａｓ×ｔｓ／ｄｓ×ΔＮｓ なお、光拡散シート３３内に主たる光拡散微粒子と副た
る光拡散微粒子とを含有させる場合、光拡散シート３３
を多層構成として、主たる光拡散微粒子と副たる光拡散
微粒子とを共通する層に分散含有させても良く、あるい
は、主たる光拡散微粒子と副たる光拡散微粒子とを異な
る層に別々に分散含有させても良い。前者の場合、上記
式Ｉ−６における積層厚みｔｍと積層厚みｔｓとは一致
する。

【０１２８】また、ホットバンドを低減するために、フ
レネルレンズシート３１の投射側の面に水平方向を長手
方向とするレンチキュラレンズアレイを形成するのが効
果的なのは実施の形態１と同様である。また、このと
き、フレネルレンズシート３１の投射側の面に設けるレ
ンチキュラレンズによる拡散角度範囲は±３°程度以下
であることが好ましいことも、実施の形態１と同様であ
る。

【０１２９】また、モアレ低減、シンチレーション低減
などの目的でフレネルレンズシート３１の内部にも光拡
散微粒子を分散させる場合は、フレネルレンズシート３
１の基材をなす樹脂材料の屈折率と異なる屈折率を有す
る樹脂材料からなり、以下の式Ｉ−４を満たす光拡散微
粒子を分散させることが好ましい。

【０１３０】式Ｉ−４： ０．１μｍ ≦ ΔＮｆ×ｄ
ｆ ≦ ０．３μｍ ただし、式Ｉ−４おいてΔＮｆはフレネルレンズシート
に含まれる光拡散微粒子とフレネルレンズシート基材と
の屈折率差、ｄｆはフレネルレンズシートに含まれる光
拡散微粒子の平均粒径である。

【０１３１】この場合は、フレネルレンズシート３１に
含まれる光拡散微粒子による光の拡散が光拡散シート３
３に含まれる光拡散微粒子による光の拡散よりも小さい
範囲内で、フレネルレンズシート３１に光拡散微粒子を
添加することが好ましい。

【０１３２】フレネルレンズシート３１に光拡散微粒子
を添加するとともに、光拡散シート３３に上記副たる拡
散要素となる光拡散微粒子を添加してもよい。これらの
光拡散微粒子の合計量は、視野角に対するこれらの光拡
散微粒子による作用が式Ｉ−２を満たす主たる拡散要素
となる光拡散微粒子による作用よりも小さい範囲とする
ことが好ましい。

【０１３３】（実施の形態Ｉ−３）本実施形態の背面投
射型スクリーンは、例えば図６に示した構成を有し、少
なくともレンチキュラレンズシート３２およびフレネル
レンズシート３１を含み、レンチキュラレンズシート３
２およびフレネルレンズシート３１がそれぞれ樹脂材料
からなる基材内に各基材の屈折率とは異なる屈折率を有
する樹脂材料からなる光拡散微粒子を含み、フレネルレ
ンズシート３１に含まれる光拡散微粒子による光の拡散
がレンチキュラレンズシート３２に含まれる光拡散微粒
子による光の拡散よりも小さく、フレネルレンズシート
３１に含まれる光拡散微粒子が以下の式Ｉ−４を満た
す。

【０１３４】式Ｉ−４ ： ０．１μｍ ≦ ΔＮｆ×
ｄｆ ≦ ０．３μｍ ただし、式Ｉ−４においてΔＮｆはフレネルレンズシー
トに含まれる光拡散微粒子とフレネルレンズシート基材
との屈折率差、ｄｆはフレネルレンズシートに含まれる
光拡散微粒子の平均粒径である。

【０１３５】あるいは、本実施形態の背面投射型スクリ
ーンは、例えば図８又は図９に示した構成を有する。こ
の場合は、少なくとも光拡散シート３３、レンチキュラ
レンズシート３２（又は３４）およびフレネルレンズシ
ート３１を含み、光拡散シート３３およびフレネルレン
ズシート３１がそれぞれ樹脂材料からなる基材内に各基
材の屈折率とは異なる屈折率を有する樹脂材料からなる
光拡散微粒子を含み、フレネルレンズシート３１に含ま
れる光拡散微粒子による光の拡散が光拡散シート３３に
含まれる光拡散微粒子による光の拡散よりも小さく、フ
レネルレンズシート３１に含まれる光拡散微粒子が以下
の式Ｉ−４を満たす。

【０１３６】式Ｉ−４ ： ０．１μｍ ≦ ΔＮｆ×
ｄｆ ≦ ０．３μｍ ただし、式Ｉ−４においてΔＮｆはフレネルレンズシー
トに含まれる光拡散微粒子とフレネルレンズシート基材
との屈折率差、ｄｆはフレネルレンズシートに含まれる
光拡散微粒子の平均粒径である。

【０１３７】本実施形態では、ΔＮｆ×ｄｆを０．１μ
ｍ〜０．３μｍの範囲に設定することにより、正面近傍
の拡散効果に優れ、シンチレーション低減に有効な拡散
特性を実現できる。また、相対的に大きな角度方向への
拡散成分が小さいので解像力の劣化を生じにくく、ま
た、ＢＳ付きのレンチキュラレンズシートと組み合わせ
ても光を損失する割合が小さい。

【０１３８】フレネルレンズシート３１は、ＭＭＡ、ス
チレンまたはその共重合樹脂などの透光性樹脂を基材と
して、その内部に基材とは屈折率の異なる上記透光性樹
脂からなる光拡散微粒子を等方拡散要素として分散させ
て作製することができる。ここで、製法に特に制限はな
く、例えば、キャスト法、射出成形法、押し出し成形法
などで予め形成した平板状の光拡散シートを熱プレスし
てフレネルレンズ形状を付与する方法、または上記光拡
散シートを基材としてその表面に紫外線硬化樹脂を用い
てフレネルレンズ形状を付与する方法などを適用でき
る。

【０１３９】本実施形態のフレネルレンズシートは、特
に実施の形態１または２に記載の色温度特性を改善した
レンチキュラレンズシートまたは光拡散シートと組み合
わせると、色温度特性の改善に付随して顕著になる傾向
になるホットバンドを緩和する効果を得ることができ
る。

【０１４０】（実施の形態Ｉ−４）本実施の形態の背面
投射型ディスプレイは、図４に示した構成を有し、上記
で説明した背面投射型スクリーンを備えている。なお、
図４は、主要要素の配置が分かるように透視図としてい
る。

【０１４１】このディスプレイでは、ＣＲＴ１（１Ｒ、
１Ｇ、１Ｂ）に形成した３原色の画像をそれぞれの投射
レンズ２（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）によって拡大投射する。
ミラー７１によって折り曲げられた３原色画像はスクリ
ーン３上で重ね合わされてカラー画像として結像し、ス
クリーン３の作用によって拡散されて様々な角度から画
像として観察可能になる。これらの部材は、装置内への
外光の侵入を防止するキャビネット７２の内部に配置さ
れている。

【０１４２】スクリーン３は、図６又は図８に例示した
ように構成される。スクリーン３が図６の構成を採る場
合はレンチキュラレンズシート３２の内部に、また、ス
クリーン３が図８の構成を採る場合には光拡散シート３
３の内部に、上記で説明したようにΔｎ×ｄが０．５μ
ｍ〜０．９μｍの範囲になるように設定された光拡散微
粒子が含まれている。このように構成すれば、光拡散微
粒子による拡散の波長依存性を小さく抑えることがで
き、実用視野角βの範囲で色温度変動が２０００Ｋ以下
の色温度特性の優れた背面投射型ディスプレイを実現で
きる。

【０１４３】（実施の形態Ｉ−５）本実施の形態の背面
投射型ディスプレイは、図５に示した構成を有し、上記
で説明した背面投射型スクリーンを備えている。なお、
図５も、主要要素の配置が分かるように透視図としてい
る。

【０１４４】このディスプレイには、光学エンジン（プ
ロジェクション・オプティクス・ユニット）９が備えら
れている。光学エンジン９の内部には、光源となるラン
プ、照明光学系、色分解光学系、液晶パネル、色合成光
学系などが適宜配置され、照射光を液晶パネルによって
空間変調して画像を形成する。この画像は投射レンズ６
によって拡大投射される。ミラー７１によって折り曲げ
られた投射光は、スクリーン３上で結像し、このスクリ
ーンの作用によって拡散されて様々な角度から画像とし
て観察可能になる。これらの部材は、装置内への外光の
侵入を防止するキャビネット７２の内部に配置されてい
る。

【０１４５】スクリーン３は、図６、図８又は図９に例
示したように構成すればよいが、カラーシフト補正が不
要であるという特徴を生かすべく図９に例示した構成と
することが好ましい。フレネルレンズシート３１には、
上記で説明したようにΔｎ×ｄが０．１μｍ〜０．３μ
ｍの範囲になるように設定された光拡散微粒子が含まれ
ている。このように設定すれば、正面近傍の拡散効果に
優れ、シンチレーション低減に有効な拡散特性を実現で
きる。また、相対的に大きな角度方向への拡散成分が小
さいので解像力の劣化を生じにくく、また、ＢＳ付きの
レンチキュラレンズシート３４と組み合わせても光を損
失する割合が小さい。

【０１４６】さらに、スクリーン３が図９、図８の構成
を採る場合は光拡散シート３３の内部に、また、スクリ
ーン３が図６の構成を採る場合はレンチキュラレンズシ
ート３２の内部に、Δｎ×ｄが０．５〜０．９の範囲に
なるように設定された光拡散微粒子を分散させれば、観
察角度による色相の変化が小さな背面投射型ディスプレ
イとすることができる。

【０１４７】［第II発明について］本発明者らは検討の
結果、従来の背面投射型ディスプレイに用いられていた
積層レンチキュラレンズシートの拡散層がほぼレンチキ
ュラレンズアレイの焦点面付近に設けられていたことが
シンチレーションの顕著化に影響していることを見出し
た。

【０１４８】図１７は従来の背面投射型ディスプレイに
用いられていた積層レンチキュラレンズシートの部分拡
大図であり、光線軌跡を併せて記載している。

【０１４９】図１７の様に、従来の積層レンチキュラレ
ンズシート３６はレンチキュラレンズフィルム３６２と
光拡散シート３６１とを透明接着層３６３で積層してな
る。上記接着層３６３は通常２０〜５０μｍ程度の厚み
である。

【０１５０】図１７から明らかなように、投写光はレン
チキュラレンズ３６２１の焦点面において焦点近傍に集
光される。ブラックストライプ３６２２は焦点面近傍の
光不透過領域に設けているので投射光を損なうことな
く、効果的に外光を吸収して外光によるコントラスト低
下を防止する。

【０１５１】拡散層３６１２は、前記焦点面から透明接
着層３６３の厚み分だけ離れた、焦点面の極近傍に設け
られる。その結果、投写光は拡散層３６１２の限られた
領域に集光され、その集光部分の光拡散微粒子は極めて
強い光強度で照射され、それ以外の領域の光拡散微粒子
は拡散に関与しない。

【０１５２】本発明者らは、このように局所的に強い光
で照射された光拡散微粒子が顕著なシンチレーションを
発生することを見出した。

【０１５３】以下、上記観点から到達した本第II発明の
実施の形態について説明する。

【０１５４】（実施の形態II−１）図１１は本第II発明
の背面投射型ディスプレイの実施の形態を模式的に示す
水平方向断面図である。図１１において、従来の背面投
射型ディスプレイを示した図１６と同一の構成要素には
同一の符号を付してそれらについての詳細な説明を省略
する。なお、図示を省略しているが、図５に示したよう
に、投射レンズ６よって拡大投射された投射光を折り曲
げるミラーと、光学系を内部に保持し、外光の侵入を防
止するキャビネットとを有していても良い。

【０１５５】図１１で本第II発明に特徴的なのは、従来
の背面投射型ディスプレイではシンチレーション低減の
為にフレネルレンズシートに拡散材を配合していたのに
対し、透明なフレネルレンズシート８１を用いている点
と、積層レンチキュラレンズシート８２のレンチキュラ
レンズアレイ焦点面と拡散層８２１２との間に透明層８
２３を形成している点である。

【０１５６】図１２は本第II発明の背面投射型ディスプ
レイの積層レンチキュラレンズシート８２部分を拡大し
た水平方向部分拡大図であり、併せて投射光の軌跡を記
載している。

【０１５７】図１２に示すように、レンチキュラレンズ
フィルム８２２は、入射面に垂直方向を長手方向とする
レンチキュラレンズ８２２１を有する。レンチキュラレ
ンズ８２２１の焦点位置が出射面とほぼ一致するよう
に、レンチキュラレンズフィルム８２２の厚みが設定さ
れている。レンチキュラレンズフィルム８２２の出射面
には、投射光が通過しない、垂直方向を長手方向とする
ストライプ状の光不透過領域が形成され、その光不透過
領域にはストライプ状の光吸収層（ブラックストライ
プ）８２２２が設けられる。

【０１５８】８２１は拡散シートであり、拡散層８２１
２と透明層８２１１とが積層されてなる。レンチキュラ
レンズフィルム８２２の光吸収層８２２２の形成面と、
拡散シート８２１の拡散層８２１２側の面とが、透明層
８２３を介して積層される。

【０１５９】図１２でｆｌはレンチキュラレンズアレイ
の谷間部とレンチキュラレンズアレイの焦点面までの距
離、ｔ１はレンチキュラレンズアレイの焦点面から拡散
層８２１２の投射側（空間変調素子側）の面までの距
離、ｔ２はレンチキュラレンズアレイの焦点面から拡散
層８２１２の観察側の面までの距離であり、本第II発明
はｔ１を適切に設定することによりシンチレーションの
発生を軽微とし、ｔ２を適切に設定することにより高い
解像力を維持するものである。

【０１６０】以下、まずはシンチレーションを軽微にす
るための条件について述べる。

【０１６１】透明層８２３の厚みはレンチキュラレンズ
アレイの谷間部とレンチキュラレンズアレイの焦点面と
の距離ｆｌ以上であり、結果として拡散層８２１２の投
写側の面とレンチキュラレンズアレイの焦点面との距離
ｔ１を前記ｆｌ以上とする。

【０１６２】ｔ１≧ｆｌ 図１２の様な構成で、レンチキュラレンズアレイの作用
によって焦点面付近に集光した光はレンチキュラレンズ
８２２１のピッチＰｌ以上の幅で拡散層８２１２に入射
する。その結果、一つのレンチキュラレンズ単位に入射
した光が拡散層８２１２に到達して形成する有効領域に
おける平均照度を、投射光の該レンチキュラレンズに対
する入射照度以下とすることが出来る。なお、個々のレ
ンチキュラレンズ８２２１による拡散層８２１２への入
射領域周辺部では隣接するレンチキュラレンズからの投
射光も入射するが、それらは入射角が大きく異なるため
干渉してシンチレーションを発生することがない。

【０１６３】この様に、上記構成を用いれば従来のレン
チキュラレンズアレイの焦点面付近に拡散層を形成した
従来の構成と比較して、光拡散微粒子が局所的に極めて
強い光強度で照射されることが緩和されるので、シンチ
レーションを大きく低減し、拡散材を配合しない透明な
フレネルレンズシート８１を用いても十分な表示品位を
得ることが出来る。

【０１６４】拡散層８２１２とレンチキュラレンズアレ
イ焦点面との距離は大きければ大きいほどシンチレーシ
ョンは低減される。本発明者らの検討によれば、焦点面
に拡散層８２１２を形成した場合に比べ顕著な効果を得
るためには、拡散層８２１２とレンチキュラレンズアレ
イ焦点面との距離は前記ｆｌ以上が必要であり、前記ｆ
ｌの３倍程度が好ましい。

【０１６５】以上の様に設定すればシンチレーションを
大きく低減すること可能になるが、拡散層８２１２とレ
ンチキュラレンズアレイ焦点面との距離を大きくとりす
ぎると、解像力が劣化する。

【０１６６】次いで、本第II発明の第２の要点である解
像力を維持する条件について述べる。

【０１６７】拡散層８２１２とレンチキュラレンズアレ
イ焦点面との距離を大きくとった場合の解像力劣化のメ
カニズムについて図１３を用いて説明する。見通しの良
い議論をするために、拡散領域が観察側の面（レンチキ
ュラレンズアレイの焦点面からｔ２の位置）に集中した
モデルを考察する。拡散層８２１２はレンチキュラレン
ズアレイの焦点面から離れた位置に形成されるほど解像
力の劣化が大きいと考えられるので、上記より投射側に
拡散層８２１２が分布する本第II発明の場合、上記モデ
ルでの解像力以上の解像力を実現できると考えられる。

【０１６８】レンチキュラレンズアレイの配列ピッチＰ
ｌのレンチキュラレンズ単位に入射した光はレンチキュ
ラレンズ８２２１の焦点を通過した後、図１３の様な経
路を経て拡散層８２１２に到達した後、図で楕円で示し
た拡散層８２１２の拡散特性に応じて拡散される。正面
から観察した場合、図１３の右側に示すように、上記楕
円の法線方向成分に応じた強度分布で広がりをもったビ
ームとして観察される。

【０１６９】そのビームの幅Ｄｂは図１３から明らかな
ように Ｄｂ＝ｔ２×Ｐｌ／ｆｌ である。

【０１７０】本第II発明の背面投射型ディスプレイは、
拡散層８２１２の観察側の面に拡散機能が集中したと仮
定した場合でも、上記ビーム幅Ｄｂが画素ピッチＰｇ以
下になるように、拡散層８２１２の観察側の面とレンチ
キュラレンズアレイ焦点面との距離をｔ２を以下の様に
設定する。

【０１７１】Ｄｂ＝ｔ２×Ｐｌ／ｆｌ≦Ｐｇ ｔ２≦Ｐｇ／Ｐｌ×ｆｌ この様に設定することにより、装置の表現し得る最大空
間周波数１／（２×Ｐｇ）においてもスクリーンによる
解像力劣化の軽微な、解像力に優れた背面投射型ディス
プレイを実現できる。

【０１７２】なお、上記説明でフレネルレンズシート８
１および透明層８２３における透明とは、光の拡散を意
図した拡散材を実質的に含まないという意味であり、拡
散作用が全く無いことを意味するものではない。例えば
通常透明板と呼ばれるものでも微量の不純物の存在など
構造不均一性により若干の拡散性を有する。比較的軽微
な拡散性を定量化するためにヘイズ値という指標が良く
用いられるが、ヘイズ値が１％以下であれば高度な透明
であり、ヘイズ値が１０％以下なら実質的に拡散作用を
有しないレベルとして透明と表現する。「透明」に関す
る上記の定義は本第Ｉ発明及び本第II発明の全てに適用
される。

【０１７３】また、拡散層８２１２の観察側に設けた透
明層８２１１は機械強度を高めるために設けているが、
光学的には何らの寄与もしておらず、積層レンチキュラ
レンズシート８２が保持できれば省略可能である。

【０１７４】（実施の形態II−２）拡散層８２１２によ
る拡散角を小さくして垂直視野角を制限し、正面輝度を
優先する場合、上記実施の形態II−１に示したものと別
の指標によって解像力劣化を防止する条件を規定でき
る。

【０１７５】この場合も背面投射型ディスプレイの構成
自体は図１１と同様であり、拡散層８２１２の投写側の
面とレンチキュラレンズアレイの焦点面との距離ｔ１を
以下の様に設定してシンチレーションを低減する点も実
施の形態II−１と同様である。

【０１７６】ｔ１≧ｆｌ拡散層８２１２の拡散特性を平
行光線が垂直入射した場合の観察輝度Ｉを観察角度θの
関数ｆとして以下の様に与えられるものとする。

【０１７７】Ｉ＝Ｉ０×ｆ（θ） Ｉ／Ｉ０＝ｆ（θ） ここでＩ０は拡散層法線方向の輝度であり、必然的にｆ
（０）＝１である。

【０１７８】図１４はこの様な拡散特性の拡散層８２１
２がレンチキュラレンズアレイ焦点面から距離ｔ２だけ
離れた位置に存在するもとして、インパルス状の入射光
が有限の広がりをもったビームスポットとして観察され
る模様を模式的に示した図である。

【０１７９】図１４では、多重拡散による解像力劣化の
みを議論するために、インパルス状の入力を仮定し、レ
ンチキュラレンズのピッチは無限小で、その焦点面から
水平方向に完全拡散光として１点から出射するものとす
る。また、拡散層８２１２の厚みは無限小として、拡散
層８２１２の観察側は空気との界面であると仮定する。
なお、拡散層８２１２の観察側に透明層８２１１が形成
された場合も以下の議論におけるビームスポットの広が
るメカニズムは同様である。

【０１８０】レンチキュラレンズアレイの焦点面の光軸
上の１点から光軸方向に（φ＝０で）出射した光は、光
軸上で拡散層に入射した後拡散され光軸方向には相対強
度１で出射する。

【０１８１】一方、レンチキュラレンズアレイの焦点面
の１点から角度φで出射した光は拡散層上の光軸からｔ
ａｎ（φ）×ｔ２だけ隔たった位置Ｐ（φ）に入射した
後θ＝ａｓｉｎ（ｎ×ｓｉｎ（φ））を主指向方向とし
て拡散される。この拡散光の光軸方向成分は上記拡散層
８２１２の拡散強度分布に従いｆ（θ）になる。

【０１８２】光軸方向から観察した場合、Ｐ（φ）の位
置から見たその部分の光線強度は、ｆ（θ）となり、結
果として図１４右側に示したようなプロファイルのスポ
ットとして観察される。

【０１８３】今、ｆ（θ）＝１／１０を満たすθをγと
する。

【０１８４】ｆ（γ）＝１／１０ 観察角γに対応する媒体角度γｉは以下の式によって算
出される。

【０１８５】γｉ＝ａｓｉｎ（ｓｉｎ（γ）／ｎ） Ｐγ＝２×ｔａｎ（γｉ）×ｔ２の間隔でインパルス状
の入力があったと仮定して観察される画像のプロファイ
ルを示したのが図１５である。

【０１８６】インパルス状の画像信号のそれぞれは上記
のメカニズムにより破線に示したようなプロファイルの
ビームスポットになる（図１５Ａ）。

【０１８７】ピッチ間隔Ｐγを上記の様に設定している
ので、各ビームスポットは各画像信号の中間点で相対強
度０．１の点で交わる。

【０１８８】光軸方向の観察者からは、それらのビーム
スポットを重ね合わせとして、図１５Ｂに示すような画
像が観察される。各ビームスポットの画像位置からＰγ
以上離れた位置での強度はほぼゼロと見なし得るので、
この画像パターンのピーク値はほぼ１であり、ボトム値
はピーク値の約０．２となる。

【０１８９】画像パターンの変調度Ｍは一般に Ｍ＝（ピーク値−ボトム値）／（ピーク値＋ボトム値） で算出される。従って図１５Ｂの画像パターンの変調度
は０．８／１．２≒０．６７である。

【０１９０】従って、入力画像信号のピッチが上記Ｐγ
以上であれば変調度は０．６７以上、入力画像信号のピ
ッチが上記Ｐγ以下であれば変調度は０．６７以下にな
る。

【０１９１】一般に変調度１０％以上が解像限界とされ
るが、解像力劣化を検知レベル程度に抑えるためには７
０％程度以上の変調度が必要になる。

【０１９２】以上、モデルを単純にして議論を明確にす
るためにインパルス状信号を仮定したが、実際の表示素
子の変調信号は矩形状である。ピッチＰｇの画素構造を
有する背面投射型ディスプレイの表現可能な最大空間周
波数信号の信号ピッチは２×Ｐｇであるが、上記矩形状
の幅を考慮すると、画素ピッチＰｇが上記インパルス状
入力を仮定した場合の信号間隔に対応すると考えられ
る。従って、ディスプレイの表現可能な最大空間周波数
１／（２×Ｐｇ）の入力信号に対する変調度を０．６７
以上にするための条件は Ｐγ≦Ｐｇ ２×ｔａｎ（γｉ）×ｔ２≦Ｐｇ ｔ２≦Ｐｇ／２／ｔａｎ（γｉ） 本第II発明の背面投射型ディスプレイは、レンチキュラ
レンズアレイの焦点面から拡散層８２１２の観察側の面
までの距離ｔ２を上記関係式を満たすように設定してい
るので、装置の表現し得る最大空間周波数１／（２×Ｐ
ｇ）においてもスクリーンによる変調度を０．６７以上
として、解像力に優れた背面投射型ディスプレイを実現
できる。

【０１９３】また、拡散層８２１２の投射側の面とレン
チキュラレンズアレイ焦点面との距離ｔ１をｆｌ以上に
設定しているので焦点面付近に拡散層を設定した場合に
比べシンチレーションを大幅に低減できる。従来シンチ
レーション低減の為にフレネルレンズシートに拡散材を
混入していたが、この拡散材の混入を無くす、あるいは
混入量を大幅に減らすことができ、フレネルレンズシー
トに拡散材を混入することによって生じていた効率低
下、エアギャップが生じた場合の急激な解像力劣化を解
消あるいは大幅に低減できる。

【０１９４】（実施の形態II−３）以上、装置に用いる
表示素子の表示能力を最大限に生かすという観点から規
定したが、人間の視覚特性から必要な解像力を実現する
本第II発明の背面投射型スクリーンの実施の形態を説明
する。

【０１９５】スクリーンの構成そのものは図１１に示し
たものと同様であり、拡散層８２１２の投写側の面とレ
ンチキュラレンズアレイの焦点面との距離ｔ１を以下の
様に設定してシンチレーションを低減する点も実施の形
態II−１およびII−２と同様である。

【０１９６】ｔ１≧ｆｌ人間の視力は解像し得る間隔を
角度に換算した値を分単位で求め、その逆数をとって表
す。例えば目の解像力が角度１分に対応する場合が視力
１、０．５分の場合が視力２、２分の場合が視力０．５
である。

【０１９７】一方、背面投射型プロジェクターは大画面
用途に適しており対角５０インチ以上の大画面が主流で
ある。一般に画像観察に適した視距離は画面高さの３倍
程度とされる。５０インチ，横縦比４：３画面の高さは
約０．７５ｍなので適視距離は約２．３ｍである。

【０１９８】人間の視力として平均的な視力１、距離
２．３ｍに対応する幅Ｐｓは Ｐｓ＝２．３ｍ×ｔａｎ（１分） ≒０．７ｍｍ 背面投射型スクリーンとしては０．７ｍｍの間隔を充分
に解像できれば、背面投射型ディスプレイに用いる表示
素子の画素数に関わり無く充分な解像能力を備えている
と考えられる。

【０１９９】本第II発明の背面投射型スクリーンは、イ
ンパルス状の入力信号に対するビームスポットの広がり
Ｄｂが上記Ｐｓ＝０．７ｍｍ以下になるように、拡散層
８２１２の観察側の面からレンチキュラレンズアレイ焦
点面までの距離をｔ２を以下の様に設定する。

【０２００】Ｄｂ＝ｔ２×Ｐｌ／ｆｌ≦０．７ｍｍ ｔ２≦０．７ｍｍ／Ｐｌ×ｆｌ この様に設定することにより、０．７ｍｍの間隔を充分
に解像して、背面投射型ディスプレイに用いる表示素子
の画素数に関わり無く充分な解像能力を備えた背面投射
型スクリーンを実現できる。

【０２０１】また、拡散層８２１２の投射側の面とレン
チキュラレンズアレイ焦点面との距離ｔ１をｆｌ以上に
設定しているので焦点面付近に拡散層を設定した場合に
比べシンチレーションを大幅に低減できる。従来シンチ
レーション低減の為にフレネルレンズシートに拡散材を
混入していたが、この拡散材の混入を無くす、あるいは
混入量を大幅に減らすことができ、フレネルレンズシー
トに拡散材を混入することによって生じていた効率低
下、エアギャップが生じた場合の急激な解像力劣化を解
消あるいは大幅に低減できる。

【０２０２】（実施の形態II−４）また、拡散層８２１
２による拡散角を小さくして垂直視野角を制限し、正面
輝度を優先する場合、前記実施の形態II−２で記述した
論理と同様の指標によって解像力劣化を防止する条件を
規定できる。

【０２０３】この場合も背面投射型ディスプレイの構成
自体は図１１と同様であり、拡散層８２１２の投写側の
面とレンチキュラレンズアレイの焦点面との距離ｔ１を
以下の様に設定してシンチレーションを低減する点も実
施の形態II−１ないしII−３と同様である。

【０２０４】ｔ１≧ｆｌ 実施の形態II−３で示したように、背面投射型スクリー
ンとして必要な解像間隔は０．７ｍｍである。

【０２０５】本第II発明の背面投射型スクリーンは、実
施の形態II−２で記述した背面投射型ディスプレイの表
示し得る最大空間周波数に対応する信号間隔２×Ｐｇを
上記０．７ｍｍに置き換えて、拡散層８２１２の観察側
の面とレンチキュラレンズアレイ焦点面との距離をｔ２
を以下の様に設定する。

【０２０６】２×ｔａｎ（γｉ）×ｔ２≦０．７ｍｍ ｔ２≦０．３５ｍｍ／ｔａｎ（γｉ） この様に設定することにより、０．７ｍｍの間隔を充分
に解像して、背面投射型ディスプレイに用いる表示素子
の画素数に関わり無く充分な解像能力を備えた背面投射
型スクリーンを実現できる。

【０２０７】また、拡散層８２１２の投射側の面とレン
チキュラレンズアレイ焦点面との距離ｔ１をｆｌ以上に
設定しているので焦点面付近に拡散層を設定した場合に
比べシンチレーションを大幅に低減できる。従来シンチ
レーション低減の為にフレネルレンズシートに拡散材を
混入していたが、この拡散材の混入を無くす、あるいは
混入量を大幅に減らすことができ、フレネルレンズシー
トに拡散材を混入することによって生じていた効率低
下、エアギャップが生じた場合の急激な解像力劣化を解
消あるいは大幅に低減できる。

【０２０８】

【実施例】以下、本第II発明の実施例を比較例と共に説
明する。

【０２０９】以下の、実施例および比較例において、投
写系は全て縦７２０画素、横１２８０画素の表示素子を
用い、対角５２インチの１６：９画面（縦６４８ｍｍ横
１１５１ｍｍ）に７％のオーバースキャンで投写してい
る。

【０２１０】従ってスクリーン上の画素ピッチＰｇは
０．９６ｍｍである。

【０２１１】また、レンチキュラレンズフィルムとして
は屈折率ｎ＝１．５のアクリル樹脂を材料として、レン
チキュラレンズピッチＰｌ＝０．１５ｍｍ、レンズ屈折
による最大出射角を４５°（媒体内換算角２８°）に設
定している。上記設定でレンチキュラレンズアレイの谷
部と焦点面との距離ｆｌは約０．１４ｍｍである。

【０２１２】レンチキュラレンズフィルム８２２は、そ
の出射面が前記焦点面になるように厚みを設定し、その
出射面の光不透過部に幅１００μｍ（レンチキュラレン
ズピッチの２／３）の光吸収層（ブラックストライプ）
８２２２を形成している。

【０２１３】以下の実施例および比較例では、以上のレ
ンチキュラレンズフィルム８２２を用い、拡散層８２１
２の形成条件の異なる積層レンチキュラレンズシート８
２を作成している。

【０２１４】（実施例１）屈折率約１．５のアクリル樹
脂をベースとして屈折率１．５５のＭＳ樹脂（ＭＭＡと
スチレンの共重合体）よりなる平均粒径６μｍの光拡散
微粒子を分散したペレットと、アクリル樹脂のみからな
るペレットをそれぞれ別の押し出し機より押し出してダ
イの内部で重ね合わせて０．１ｍｍの拡散層および１．
９ｍｍの透明層の二層構造を有する厚み２ｍｍの拡散シ
ートを作成した。この拡散シートに平行光を照射して拡
散光の輝度分布を測定した結果、以下の様な特性を得
た。以下のα角とは、測定輝度が法線方向から測定した
輝度の１／２になる方向を法線方向からの角度で示した
ものであり、γは同じく１／１０になる角度である。

【０２１５】α ： １６° γ ： ３８° これらを媒体内の角度に換算した値αｉ、γｉは以下の
様になる αｉ： １１° γｉ： ２４° 以上の拡散シートと前記レンチキュラレンズフィルムと
を、屈折率１．５の透明材料からなる厚み０．３ｍｍの
透明シートを介して、厚み０．０２５ｍｍの粘着材で接
合して積層レンチキュラレンズシートを作成した。レン
チキュラレンズフィルムの接合面はブラックストライプ
の形成された出射面、拡散シートの接合面は拡散層の形
成された側の面である。

【０２１６】以上の構成で、レンチキュラレンズアレイ
焦点面であるレンチキュラレンズフィルム出射面と拡散
層の投写側の面との距離ｔ１は０．３５ｍｍであり、前
記ｆｌ＝０．１４ｍｍより充分大きい（２．５倍）。

【０２１７】また、前記焦点面から拡散層の観察側の面
までの距離ｔ２は０．４５ｍｍである。この値と前記Ｐ
ｌおよびｆｌから算出されるビーム換算幅Ｄｂは Ｄｂ＝ｔ２×Ｐｌ／ｆｌ＝０．４８ｍｍ であり、画素ピッチＰｇ＝０．９６ｍｍに比べ充分小さ
い（１／２）。

【０２１８】図１１に示すように、前記投写系の結像面
に前記投写系の焦点距離に見合うフレネルレンズシート
を設置して更にその観察側にこの積層レンチキュラレン
ズシートを設置して画像を観察した。フレネルレンズシ
ートとしては基材に拡散材を含まない透明なもの（ヘイ
ズ値３％以下）を用いた。

【０２１９】その結果、良好なシンチレーションおよび
高い解像力を確認した。

【０２２０】（実施例２）実施例１で説明した工程と同
じ工程を用い、光拡散微粒子の配合量を減量して、以下
の特性の拡散シートを作成した。拡散層および透明層の
厚みは実施例１と同じく０．１ｍｍおよび１．９ｍｍで
ある。

【０２２１】α ＝ ９° γ ＝ ２０° これらを媒体内の角度に換算すると αｉ＝ ６° γｉ＝ １３° 以上の拡散シートと前記レンチキュラレンズフィルムと
を厚み１ｍｍのアクリルシートを介して実施例１と同様
に厚み０．０２５ｍｍの粘着材で接合して積層レンチキ
ュラレンズシートを作成した。

【０２２２】以上の構成で、レンチキュラレンズアレイ
焦点面であるレンチキュラレンズフィルム出射面と拡散
層の投写側の面との距離ｔ１は１．０５ｍｍであり、前
記ｆｌ＝０．１４ｍｍより充分大きい（７倍以上）。

【０２２３】また、前記焦点面から拡散層の観察側の面
までの距離ｔ２は１．１５ｍｍである。この値と前記γ
ｉから算出される変調度０．７５以上を示す最大信号ピ
ッチＰγは Ｐγ＝２×ｔ２×ｔａｎ（γｉ）＝０．５３ｍｍ であり、画素ピッチＰｇ＝０．９６ｍｍに比べ充分小さ
い（１／２）。

【０２２４】この積層レンチキュラレンズシートを実施
例１と同様に透明なフレネルレンズシートと組み合わせ
て前記投写系を用いて画像を観察した結果、良好なシン
チレーションおよび高い解像力を確認した。

【０２２５】（比較例１）実施例１に用いた拡散シート
を用いて、透明シートを介さずに直接レンチキュラレン
ズフィルムに同様の粘着材を用いて接合し積層シートを
作成した。

【０２２６】以上の構成で、レンチキュラレンズアレイ
焦点面であるレンチキュラレンズフィルム出射面と拡散
層の投写側の面との距離ｔ１は０．０２５ｍｍであり、
前記ｆｌ＝０．１４ｍｍより顕著に小さい。

【０２２７】また、前記焦点面から拡散層の観察側の面
までの距離ｔ２は０．１２５ｍｍである。この値と前記
Ｐｌおよびｆｌから算出されるビーム換算幅Ｄｂは Ｄｂ＝ｔ２×Ｐｌ／ｆｌ＝０．１３ｍｍ であり、画素ピッチＰｇ＝０．９６ｍｍに比べ充分小さ
い。

【０２２８】この積層シートを実施例１および２と同様
に透明なフレネルレンズシートと組み合わせて前記投写
系を用いて画像を観察した結果、解像力は充分であった
が極めて強い強度のシンチレーションが観察され見苦し
い画像となった。

【０２２９】（比較例２）比較例１に用いた積層レンチ
キュラレンズシートと、基材内に拡散材を分散したフレ
ネルレンズシートとを組み合わせて前記投写系を用いて
同様の画像観察を行った。ヘイズ値と言う指標が比較的
軽微な拡散性を定量化するために良く用いられるが、こ
のフレネルレンズシートの基材のヘイズ値は約５０％で
あった。

【０２３０】まず、フレネルレンズシートと積層レンチ
キュラレンズシートとが密接した状態で観察した。比較
例１に比べシンチレーションの改善効果が認められたが
実施例１および２に比べると明らかに強度の強いシンチ
レーションが確認された。この状態で解像力は充分なレ
ベルであった。

【０２３１】次いで、フレネルレンズシートと積層レン
チキュラレンズシートとの間に約３ｍｍの空隙を設けた
状態で観察した。この様な空隙は、温度、湿度などが変
化した場合に発生し得るものである。この状態で、シン
チレーションは殆ど検知できないレベルにまで低減され
たが、明らかな解像力劣化を生じボケた印象の画像とな
った。

【０２３２】また、投射光の出射照度は透明フレネルレ
ンズシートを用いた実施例１，２および比較例１の９２
％であり、８％の透過損失が確認された。

【０２３３】（比較例３）実施例１に用いた拡散シート
を拡散層が観察側になるようにレンチキュラレンズフィ
ルムを同様の手段で接合して積層レンチキュラレンズシ
ートを作成した。

【０２３４】以上の構成で、レンチキュラレンズアレイ
焦点面であるレンチキュラレンズフィルム出射面と拡散
層の投写側の面との距離ｔ１は１．９２５ｍｍであり、
前記ｆｌ＝０．１４ｍｍより充分大きい。

【０２３５】また、前記焦点面から拡散層の観察側の面
までの距離ｔ２は２．０２５ｍｍである。この値と前記
Ｐｌおよびｆｌから算出されるビーム換算幅Ｄｂは Ｄｂ＝ｔ２×Ｐｌ／ｆｌ＝２．２ｍｍ であり、画素ピッチＰｇ＝０．９６ｍｍより大きい。

【０２３６】この積層シートを実施例１、２および比較
例１と同様に透明なフレネルレンズシートと組み合わせ
て前記投写系を用いて画像を観察した結果、シンチレー
ションは殆ど検知できないレベルにまで低減されたが、
明らかな解像力劣化を生じボケた印象の画像となった。

【０２３７】以上の実施例および比較例の設定条件およ
び評価結果を一覧表として表２に示す。表３は表２中の
判定条件、評価結果に記した○、△、×の付与基準であ
る。

【０２３８】

【表２】

【０２３９】

【表３】

【０２４０】

【発明の効果】［第Ｉ発明について］以上詳細に説明し
て明らかなように、本第Ｉ発明の背面投射型スクリーン
によれば、拡散特性の波長依存性を抑制し、基材よりも
高屈折率低分散または低屈折率高分散といった特殊な特
性の材料からなる光拡散微粒子を用いる必要がなく一般
的な樹脂材料を用いることが可能となる。また、本第Ｉ
発明の背面投射型スクリーンによれば、解像力の低下、
効率の低下などの副作用を最低限に抑えながらシンチレ
ーションを低減することが可能になる。さらに、本発明
の背面投射型ディスプレイによれば、観察方向による色
調の変化が少なく、シンチレーションが軽微で解像力に
優れた画像表示を実現できる。

【０２４１】［第II発明について］以上詳細に説明して
明らかなように、本第II発明の背面投射型ディスプレイ
および背面投射型スクリーンによれば、シンチレーショ
ンが軽微で解像力に優れた高品位な画像表示を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 光拡散シートの観察角度と色温度との関係を
示すグラフである。

【図２】 光拡散シートの観察角度と相対輝度との関係
を示すグラフである。

【図３】 光拡散シートの屈折率差と粒径の積と色温度
シフトとの関係を示すグラフである。

【図４】 本第Ｉ発明の背面投射型ディスプレイの一実
施形態を示す斜視図である。

【図５】 本第Ｉ発明の背面投射型ディスプレイの別の
一実施形態を示す斜視図である。

【図６】 本第Ｉ発明の背面投射型スクリーンの一実施
形態を３管式背面投射型ディスプレイに適用した状態を
示す図である。

【図７】 ＢＳペアレンチキュラレンズシートの部分拡
大断面図である。

【図８】 本第Ｉ発明の背面投射型スクリーンの別の一
実施形態を３管式背面投射型ディスプレイに適用した状
態を示す図である。

【図９】 本第Ｉ発明の背面投射型スクリーンの更に別
の一実施形態を空間変調素子方式の背面投射型ディスプ
レイに適用した状態を示す図である。

【図１０】 代表的な光学樹脂材料の屈折率とアッベ数
との関係を示すグラフである。

【図１１】 本第II発明の背面投射型ディスプレイの一
実施の形態を模式的に示す水平方向断面図である。

【図１２】 本第II発明の背面投射型スクリーンを構成
する積層レンチキュラレンズシートの要部を示した水平
方向断面図である。

【図１３】 本第II発明の背面投射型ディスプレイの一
実施の形態におけるビームスポットの広がりを説明する
ための水平方向断面図である。

【図１４】 本第II発明の背面投射型ディスプレイの一
実施の形態におけるビームスポットの広がりを説明する
ための水平方向断面図である。

【図１５】 本第II発明の背面投射型ディスプレイの一
実施の形態におけるビームスポットの広がりによる変調
度を説明するための図である。

【図１６】 従来の背面投射型ディスプレイの構成を模
式的に示した水平方向断面図である。

【図１７】 従来の背面投射型スクリーンを構成する積
層レンチキュラレンズシートの要部を示した水平方向断
面図である。

【符号の説明】

１，１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ ＣＲＴ ２，２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ 投射レンズ ３ スクリーン ３１ フレネルレンズシート ３２ レンチキュラレンズシート ３２１ 入射側レンチキュラレンズ ３２２ 出射側レンチキュラレンズ ３２３ ブラックストライプ（ＢＳ） ３３ 光拡散シート ３４ レンチキュラレンズシート ３５ 拡散フレネルレンズシート ３６ 積層レンチキュラレンズシート ３６１ 拡散シート ３６１１ 透明層 ３６１２ 光拡散層 ３６２ レンチキュラレンズフィルム ３６２１ レンチキュラレンズ ３６２２ 光吸収層（ブラックストライプ） ３６３ 接着層 ４ ランプ ５ 液晶パネル ６ 投射レンズ ７１ 折り返しミラー ７２ キャビネット ８１ 透明フレネルレンズシート ８２ 積層レンチキュラレンズシート ８２１ 拡散シート ８２１１ 透明層 ８２１２ 拡散層 ８２２ レンチキュラレンズフィルム ８２２１ レンチキュラレンズ ８２２２ 光吸収層（ブラックストライプ） ８２３ 透明層 ９ 光学エンジン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｃ 9/31 9/31 Ｄ (72)発明者 酒井 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 立見 透 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 青木 聡 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H021 BA24 2H042 BA02 BA12 BA14 BA19 5C058 BA23 BA35 EA01 EA36 5C060 GA02 GB06 GC06 JA00 JA19 JB06

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともレンチキュラレンズシート及
   びフレネルレンズシートを含み、 前記レンチキュラレンズシートが樹脂材料からなる基材
   内に前記基材の屈折率と異なる屈折率を有する樹脂材料
   からなる光拡散微粒子を含み、 前記光拡散微粒子が以下の式Ｉ−１を満たすことを特徴
   とする背面投射型スクリーン。 式Ｉ−１ ： ０．５μｍ ≦ ΔＮｌ×ｄｌ ≦
   ０．９μｍ ただし、式Ｉ−１においてΔＮｌは光拡散微粒子とレン
   チキュラレンズシート基材との屈折率差、ｄｌは光拡散
   微粒子の平均粒径である。
2. 【請求項２】 少なくとも光拡散シート、レンチキュラ
   レンズシート及びフレネルレンズシートを含み、 前記光拡散シートが樹脂材料からなる基材内に前記基材
   の屈折率と異なる屈折率を有する樹脂材料からなる光拡
   散微粒子を含み、 前記光拡散微粒子が以下の式Ｉ−２を満たすことを特徴
   とする背面投射型スクリーン。 式Ｉ−２ ： ０．５μｍ ≦ ΔＮｐ×ｄｐ ≦
   ０．９μｍ ただし、式Ｉ−２においてΔＮｐは光拡散微粒子と光拡
   散シート基材との屈折率差、ｄｐは光拡散微粒子の平均
   粒径である。
3. 【請求項３】 前記光拡散微粒子を構成する材料の屈折
   率ｎ１とアッベ数ν１及びその光拡散微粒子を分散する
   基材となる材料の屈折率ｎ２とアッベ数ν２が下記式Ｉ
   −３を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の
   背面投射型スクリーン。 式Ｉ−３ ： （ｎ１−ｎ２）×（ν１−ν２） ＜
   ０
4. 【請求項４】 前記フレネルレンズシートが樹脂材料か
   らなる基材内に前記基材の屈折率と異なる屈折率を有す
   る樹脂材料からなる光拡散微粒子を含み、 前記フレネルレンズシートに含まれる光拡散微粒子によ
   る光の拡散が前記レンチキュラレンズシートに含まれる
   光拡散微粒子による光の拡散よりも小さく、 前記フレネルレンズシートに含まれる光拡散微粒子が以
   下の式Ｉ−４を満たす請求項１に記載の背面投射型スク
   リーン。 式Ｉ−４ ： ０．１μｍ ≦ ΔＮｆ×ｄｆ ≦
   ０．３μｍ ただし、式Ｉ−４においてΔＮｆはフレネルレンズシー
   トに含まれる光拡散微粒子とフレネルレンズシート基材
   との屈折率差、ｄｆはフレネルレンズシートに含まれる
   光拡散微粒子の平均粒径である。
5. 【請求項５】 前記フレネルレンズシートが樹脂材料か
   らなる基材内に前記基材の屈折率と異なる屈折率を有す
   る樹脂材料からなる光拡散微粒子を含み、 前記フレネルレンズシートに含まれる光拡散微粒子によ
   る光の拡散が前記光拡散シートに含まれる光拡散微粒子
   による光の拡散よりも小さく、 前記フレネルレンズシートに含まれる光拡散微粒子が以
   下の式Ｉ−４を満たす請求項２に記載の背面投射型スク
   リーン。 式Ｉ−４ ： ０．１μｍ ≦ ΔＮｆ×ｄｆ ≦
   ０．３μｍ ただし、式Ｉ−４においてΔＮｆはフレネルレンズシー
   トに含まれる光拡散微粒子とフレネルレンズシート基材
   との屈折率差、ｄｆはフレネルレンズシートに含まれる
   光拡散微粒子の平均粒径である。
6. 【請求項６】 前記レンチキュラレンズシートが、主た
   る拡散要素として式Ｉ−１を満たす光拡散微粒子を含
   み、副たる拡散要素として前記レンチキュラレンズシー
   トの基材の屈折率と異なる屈折率を有する樹脂材料から
   なり下記式Ｉ−５を満たす光拡散微粒子をさらに含む請
   求項１又は４に記載の背面投射型スクリーン。 式Ｉ−５ ： ０．１μｍ ≦ ΔＮｓ×ｄｓ ≦
   ０．３μｍ ただし、式Ｉ−５においてΔＮｓは副たる拡散要素とな
   る光拡散微粒子とこれを含む基材との屈折率差、ｄｓは
   副たる拡散要素となる光拡散微粒子の平均粒径である。
7. 【請求項７】 前記光拡散シートが、主たる拡散要素と
   して式Ｉ−２を満たす光拡散微粒子を含み、副たる拡散
   要素として前記光拡散シートの基材の屈折率と異なる屈
   折率を有する樹脂材料からなり下記式Ｉ−５を満たす光
   拡散微粒子をさらに含む請求項２又は５に記載の背面投
   射型スクリーン。 式Ｉ−５ ： ０．１μｍ ≦ ΔＮｓ×ｄｓ ≦
   ０．３μｍ ただし、式Ｉ−５においてΔＮｓは副たる拡散要素とな
   る光拡散微粒子とこれを含む基材との屈折率差、ｄｓは
   副たる拡散要素となる光拡散微粒子の平均粒径である。
8. 【請求項８】 前記主たる拡散要素となる光拡散微粒子
   の平均粒径ｄｍ、配合体積濃度Ａｍ、前記主たる拡散要
   素となる光拡散微粒子を含む基材層の積層厚みｔｍ、前
   記主たる拡散要素となる光拡散微粒子とこれを含む基材
   との屈折率差ΔＮｍと、前記副たる拡散要素となる光拡
   散微粒子の平均粒径ｄｓ、配合体積濃度Ａｓ、前記副た
   る拡散要素となる光拡散微粒子を含む基材層の積層厚み
   ｔｓ、前記副たる拡散要素となる光拡散微粒子とこれを
   含む基材との屈折率差ΔＮｓとが下記式Ｉ−６を満たす
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の背面投射型ス
   クリーン。 式Ｉ−６ ： Ａｍ×ｔｍ／ｄｍ×ΔＮｍ ＞ Ａｓ×
   ｔｓ／ｄｓ×ΔＮｓ
9. 【請求項９】 前記フレネルレンズシートの投射側の面
   に、水平方向を長手方向とするレンチキュラレンズアレ
   イが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の背面投射型スクリーン。
10. 【請求項１０】 少なくともレンチキュラレンズシート
    及びフレネルレンズシートを含み、 前記レンチキュラレンズシート及び前記フレネルレンズ
    シートがそれぞれ樹脂材料からなる基材内に各基材の屈
    折率と異なる屈折率を有する樹脂材料からなる光拡散微
    粒子を含み、 前記フレネルレンズシートに含まれる光拡散微粒子によ
    る光の拡散が前記レンチキュラレンズシートに含まれる
    光拡散微粒子による光の拡散よりも小さく、 前記フレネルレンズシートに含まれる光拡散微粒子が以
    下の式Ｉ−４を満たすことを特徴とする背面投射型スク
    リーン。 式Ｉ−４ ： ０．１μｍ ≦ ΔＮｆ×ｄｆ ≦
    ０．３μｍ ただし、式Ｉ−４においてΔＮｆはフレネルレンズシー
    トに含まれる光拡散微粒子とフレネルレンズシート基材
    との屈折率差、ｄｆはフレネルレンズシートに含まれる
    光拡散微粒子の平均粒径である。
11. 【請求項１１】 少なくとも光拡散シート、レンチキュ
    ラレンズシート及びフレネルレンズシートを含み、 前記光拡散シート及び前記フレネルレンズシートがそれ
    ぞれ樹脂材料からなる基材内に各基材の屈折率と異なる
    屈折率を有する樹脂材料からなる光拡散微粒子を含み、 前記フレネルレンズシートに含まれる光拡散微粒子によ
    る光の拡散が前記光拡散シートに含まれる光拡散微粒子
    による光の拡散よりも小さく、 前記フレネルレンズシートに含まれる光拡散微粒子が以
    下の式Ｉ−４を満たすことを特徴とする背面投射型スク
    リーン。 式Ｉ−４ ： ０．１μｍ ≦ ΔＮｆ×ｄｆ ≦
    ０．３μｍ ただし、式Ｉ−４においてΔＮｆはフレネルレンズシー
    トに含まれる光拡散微粒子とフレネルレンズシート基材
    との屈折率差、ｄｆはフレネルレンズシートに含まれる
    光拡散微粒子の平均粒径である。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載の背
    面投射型スクリーンを備えたことを特徴とする背面投射
    型ディスプレイ。
13. 【請求項１３】 空間変調素子と、前記空間変調素子に
    より形成された画像が背面に投写され、その反対側の面
    から画像を観察する背面投射型スクリーンとを備えた背
    面投射型ディスプレイであって、 前記背面投射型スクリーンは、前記空間変調素子からの
    投射光を略平行光に変換する第１のスクリーン要素と、
    前記略平行光を拡散する第２のスクリーン要素とを含
    み、 前記第２のスクリーン要素は、前記投射側の面に形成さ
    れた垂直方向を長手方向として配列されたレンチキュラ
    レンズアレイと、前記レンチキュラレンズアレイより観
    察側に形成された拡散層と、前記レンチキュラレンズア
    レイと前記拡散層との間の透明層とを含み、 前記拡散層の投射側の面と前記レンチキュラレンズアレ
    イの焦点面との距離ｔ１が以下の式II−１を満たし、前
    記拡散層の観察側の面と前記レンチキュラレンズアレイ
    の焦点面との距離ｔ２が以下の式II−２を満たすことを
    特徴とする背面投射型ディスプレイ。 式II−１ ： ｔ１≧ｆｌ 式II−２ ： ｔ２≦ｆｌ×Ｐｇ／Ｐｌ ここで、ｆｌはレンチキュラレンズアレイの谷部と焦点
    面との距離、Ｐｇはスクリーン上の画素ピッチ、Ｐｌは
    レンチキュラレンズアレイの配列ピッチである。
14. 【請求項１４】 空間変調素子と、前記空間変調素子に
    より形成された画像が背面に投写され、その反対側の面
    から画像を観察する背面投射型スクリーンとを備えた背
    面投射型ディスプレイであって、 前記背面投射型スクリーンは、前記空間変調素子からの
    投射光を略平行光に変換する第１のスクリーン要素と、
    前記略平行光を拡散する第２のスクリーン要素とを含
    み、 前記第２のスクリーン要素は、前記投射側の面に形成さ
    れた垂直方向を長手方向として配列されたレンチキュラ
    レンズアレイと、前記レンチキュラレンズアレイより観
    察側に形成された拡散層と、前記レンチキュラレンズア
    レイと前記拡散層との間の透明層とを含み、 前記拡散層の投射側の面と前記レンチキュラレンズアレ
    イの焦点面との距離ｔ１が以下の式II−１を満たし、前
    記拡散層の観察側の面と前記レンチキュラレンズアレイ
    の焦点面との距離ｔ２が以下の式II−３を満たすことを
    特徴とする背面投射型ディスプレイ。 式II−１ ： ｔ１≧ｆｌ 式II−３ ： ｔ２≦Ｐｇ／２／ｔａｎ（γｉ） ここで、ｆｌはレンチキュラレンズアレイの谷部と焦点
    面との距離、Ｐｇはスクリーン上の画素ピッチ、γｉは
    拡散層の拡散によって輝度が正面方向の１／１０になる
    観察角度γの前記透明層内換算角であり、前記透明層の
    屈折率ｎを用いて以下の式II−４で与えられる。 式II−４ ： γｉ＝ａｓｉｎ（ｓｉｎ（γ）／ｎ）
15. 【請求項１５】 前記第１のスクリーン要素が実質的に
    拡散材を含まない透明材料によって形成されたフレネル
    レンズシートであることを特徴とする請求項１３又は１
    ４に記載の背面投射型ディスプレイ。
16. 【請求項１６】 前記第２のスクリーン要素の前記レン
    チキュラレンズアレイの焦点面近傍の光不透過部に光吸
    収層が設けられていることを特徴とする請求項１３〜１
    ５のいずれかに記載の背面投射型ディスプレイ。
17. 【請求項１７】 空間変調素子により形成された画像が
    背面に投写され、その反対側の面から画像を観察する背
    面投射型スクリーンであって、 前記空間変調素子からの投射光を略平行光に変換する第
    １のスクリーン要素と、前記略平行光を拡散する第２の
    スクリーン要素とを含み、 前記第２のスクリーン要素は、前記投射側の面に形成さ
    れた垂直方向を長手方向として配列されたレンチキュラ
    レンズアレイと、前記レンチキュラレンズアレイより観
    察側に形成された拡散層と、前記レンチキュラレンズア
    レイと前記拡散層との間の透明層とを含み、 前記拡散層の投射側の面と前記レンチキュラレンズアレ
    イの焦点面との距離ｔ１が以下の式II−１を満たし、前
    記拡散層の観察側の面と前記レンチキュラレンズアレイ
    の焦点面との距離ｔ２が以下の式II−５を満たすことを
    特徴とする背面投射型スクリーン。 式II−１ ： ｔ１≧ｆｌ 式II−５ ： ｔ２≦ｆｌ／Ｐｌ×０．７ ここで、ｆｌはレンチキュラレンズアレイの谷部と焦点
    面との距離、Ｐｌはレンチキュラレンズアレイの配列ピ
    ッチである。また、ｔ１の単位はｆｌに準じ、ｔ２の単
    位はｍｍである。
18. 【請求項１８】 空間変調素子により形成された画像が
    背面に投写され、その反対側の面から画像を観察する背
    面投射型スクリーンであって、 前記空間変調素子からの投射光を略平行光に変換する第
    １のスクリーン要素と、前記略平行光を拡散する第２の
    スクリーン要素とを含み、 前記第２のスクリーン要素は、前記投射側の面に形成さ
    れた垂直方向を長手方向として配列されたレンチキュラ
    レンズアレイと、前記レンチキュラレンズアレイより観
    察側に形成された拡散層と、前記レンチキュラレンズア
    レイと前記拡散層との間の透明層とを含み、 前記拡散層の投射側の面と前記レンチキュラレンズアレ
    イの焦点面との距離ｔ１が以下の式II−１を満たし、前
    記拡散層の観察側の面と前記レンチキュラレンズアレイ
    の焦点面との距離ｔ２が以下の式II−６を満たすことを
    特徴とする背面投射型スクリーン。 式II−１ ： ｔ１≧ｆｌ 式II−６ ： ｔ２≦０．３５／ｔａｎ（γｉ） ここで、ｆｌはレンチキュラレンズアレイの谷部と焦点
    面との距離、γｉは拡散層の拡散によって輝度が正面方
    向の１／１０になる観察角度γの前記透明層内換算角で
    あり、前記透明層の屈折率ｎを用いて以下の式II−７で
    与えられる。 式II−７ ： γｉ＝ａｓｉｎ（ｓｉｎ（γ）／ｎ） また、ｔ１の単位はｆｌに準じ、ｔ２の単位はｍｍであ
    る。
19. 【請求項１９】 前記第１のスクリーン要素が実質的に
    拡散材を含まない透明材料によって形成されたフレネル
    レンズシートであることを特徴とする請求項１７又は１
    ８に記載の背面投射型スクリーン。
20. 【請求項２０】 前記第２のスクリーン要素の前記レン
    チキュラレンズアレイの焦点面近傍の光不透過部に光吸
    収層が設けられていることを特徴とする請求項１７〜１
    ９のいずれかに記載の背面投射型スクリーン。