JP2003107584A - 透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レンズ部のピッチが小さくなり、レンズ部の厚
みも薄くなり、単に基体シート、または粘着性感光樹脂
層の厚みの変化量が僅かとなっても、レンズのピッチ，
形状に合致した集光位置を決定し、所望幅の遮光層を設
けたレンズシートを有する透過型スクリーンを提供す
る。 【解決手段】凸シリンドリカルレンズを並列したレンズ
部（または、単位レンズを２次元配列してなるレンズ
部）を有するレンズシートの非レンズ部側に、前記レン
ズ部の集光機能に応じて部分的に感光させた粘着性感光
樹脂層を介して、前記粘着性感光樹脂の非集光部に遮光
部を形成するにあたって、前記レンズ部による集光位置
が、前記粘着性感光樹脂層の内部で、基体シート側の表
面から厚さ方向で１／２〜１／３の範囲に焦点を結ぶ構
成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、背面投射型テレビ
に用いる透過型スクリーンに関する。本発明は、特にＬ
ＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ−Ｍｉ
ｃｒｏｍｉｒｒｏｒ−Ｄｅｖｉｃｅ；テキサスインスツ
ルメンツ社の登録商標）等のようなセル構造を有する光
学エンジンからの画像を投影するプロジェクションテレ
ビ用透過型スクリーンへの適用に好適である。

【０００２】

【従来の技術】透過型スクリーンは、光源（プロジェク
タ）側から、片面に同心円状の凹凸からなる凸レンズ部
が形成されたフレネルレンズシート、凸シリンドリカル
レンズを一方向に揃えて配設したレンチキュラーレンズ
シート、さらに光拡散層を配置する構成が一般的であ
る。

【０００３】フレネルレンズは、プロジェクターから照
射された光が、略平行光としてレンチキュラーレンズシ
ート側に出射するよう設計および配置されており、ま
た、レンチキュラーレンズシートでは、前記略平行光と
して出射した光が水平方向（シリンドリカルレンズの配
列方向）に広げられ、さらに、光拡散層では、画面の垂
直方向にも出射光が広げられ、結果として、視野角を所
望範囲に広げて画像が表示される。

【０００４】また、レンチキュラーレンズシートでは、
出射側に、入射側の各シリンドリカルレンズの集光位置
（開口部）以外の部分に遮光層を設けることで、表示画
像のコントラストを向上させている。上記遮光層は、入
射側のシリンドリカルレンズによる非集光部に形成され
るストライプ状のパターンであり、ＢＳ（ブラックスト
ライプ）と称されている。

【０００５】遮光層を形成する第１の手段として、印刷
がある。例えば、特開２０００−９８４９８号に示され
るように、基体シートの片面にシリンドリカルレンズ群
を並列させてなるレンズ部を設けたレンチキュラーレン
ズシートの、個々のシリンドリカルレンズの集光位置
（面）を、基体シートの観察側の面（非レンズ部側表
面）と略同一平面とし、この集光位置を開口部、集光位
置以外の非集光位置を遮光部とし、前記遮光部を印刷に
より遮光層を形成することが開示されている。

【０００６】印刷により遮光層を形成する場合、レンズ
部のピッチに合致する集光位置を設定し、この集光位置
を除く非集光位置に、遮光層を形成する。この際、レン
ズシートの片側にはレンズ部が形成されているため、印
刷時に圧力をかけると、レンズ部が変形する恐れがあっ
た。

【０００７】特に、レンズ部のピッチが小さくなると、
それに伴って遮光層もさらに小さなピッチで設けなけれ
ばならない。レンズ部のピッチを小さくするに伴って、
レンズシートも薄くなる傾向があるため、レンズシート
の剛性が低下し、印刷時の圧力により、レンズ部がより
変形しやすくなる。一方、ピッチが細かくなるに伴い、
成形誤差が生じてレンズ部が僅かに変形しても、画線部
／非画線部が予め決まった版による印刷では、遮光部の
形成位置にずれが生じやすく、好ましくなかった。

【０００８】遮光層を形成する第２の手段として、版を
用いた印刷によらず、レンズ自身の集光特性を利用し
て、レンズによる集光部／非集光部に、遮光層を非形成
／形成する手法（セルフアライメント法）が公知であ
る。

【０００９】例えば、特開２０００−１２２１８２号に
示されるように、基体シートの片面にシリンドリカルレ
ンズ群を並列させてなるレンズ部を設けたレンチキュラ
ーレンズシートの、基体シートのレンズ部と反対側に粘
着性感光樹脂層を設け、前記レンズ部により集光し、部
分的に感光させた粘着性感光樹脂層、さらに前記粘着性
感光樹脂層の非感光部に遮光部を形成したレンチキュラ
ーレンズシートが提案されている。前記発明は、粘着性
感光樹脂層上に設ける遮光層の幅を制御するにあたり、
基体シート・または粘着性感光樹脂層の厚さを変化させ
ることで、レンズによる集光位置（集光幅）を変化さ
せ、遮光層を形成する提案である。

【００１０】特に、レンズ部のピッチが小さくなると、
遮光層もさらに小さなピッチで設けなければならない。
レンズ部のピッチが小さくなるに伴って、レンズ部の厚
みも薄くなり、概してレンズ部の焦点距離が短くなるた
め、基体シートや粘着性感光樹脂層の厚みも薄くならざ
るを得ず、基体シート・または粘着性感光樹脂層の厚さ
の制御によって、遮光層の幅を制御するには限界があ
る。

【００１１】特開２０００−９８４９８号に示すよう
に、個々のシリンドリカルレンズの集光位置（面）を、
基体シートの観察側の面（非レンズ部側表面）と略同一
平面とする（すなわち、ジャストフォーカスとする）こ
とは、セルフアライメント法による遮光層の形成では、
遮光率を１００％に近づけ、開口部を無限に小さくする
ことになり、Ｓ／Ｎ比の高い投影画像が視覚されること
を意味するが、透過型スクリーンとしての実用性の上で
は問題がある。

【００１２】例えば、スクリーン全面に渡って、プロジ
ェクタからの投影光が全てのシリンドリカルレンズにつ
いて、基体シートの観察側の面で焦点を結ぶように集光
するため、集光部に僅かな傷やゴミがあると、表示映像
に及ぼす影響が大きくなることが挙げられる。また、無
限に小さい（細い）開口部を形成するのは、遮光層の解
像度を無限に高くすることも要求され、製造が困難であ
る。開口部と遮光部のバランスは、これまでの検討の中
で６０〜８０％程度の遮光部となる比率が好適であるこ
とが確認されている。

【００１３】上述のように、シリンドリカルレンズ部の
ピッチは小さくなる傾向にあり、昨今では０．１ｍｍ以
下のピッチも要求される場合がある。それに連動して、
レンチキュラーシート全体としても薄型化することにな
るが、基体シートまたは粘着性感光樹脂層の厚さの制御
によって遮光層の幅を、６０〜８０％程度となるように
制御するには、シリンドリカルレンズの設計により集光
特性を制御せざるを得ない現状にある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記第２の
手段によるレンチキュラーシートの改良に関するもの
で、レンズ部のピッチが小さくなり、レンズ部の厚みも
薄くなり、単に基体シートまたは粘着性感光樹脂層の厚
みの変化量が僅かとなっても、レンズのピッチ，形状に
合致した集光位置を決定し、所望幅の遮光層を設けたレ
ンズシートを有する透過型スクリーンを提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決する手段】請求項１に記載の発明は、凸シ
リンドリカルレンズを並列したレンズ部を有するレンズ
シートの非レンズ部側に、前記レンズ部による非集光部
に遮光部を設けてなる構成のレンズシートを用いた透過
型スクリーンにおいて、前記遮光部は、前記レンズ部の
集光機能に応じて部分的に感光させた粘着性感光樹脂層
を介して、前記粘着性感光樹脂の非集光部に形成され、
前記レンズ部による集光位置が、前記粘着性感光樹脂層
の内部で、基体シート側の表面から厚さ方向で１／２〜
１／３の範囲に焦点を結ぶ構成であることを特徴とする
透過型スクリーンである。

【００１６】請求項２に記載の発明は、レンズシート
は、基体シートの片面に放射線硬化性樹脂の硬化物から
なるレンズ部を重合接着してなる構成であり、前記レン
ズ部の配置ピッチを０．３ｍｍ以下としたことを特徴と
する請求項１記載の透過型スクリーンである。

【００１７】請求項３に記載の発明は、前記遮光部の割
合を６０〜８０％としたことを特徴とする請求項１また
は２に記載の透過型スクリーンである。

【００１８】請求項４に記載の発明は、前記レンズ部
が、それぞれが非球面形状のシリンドリカルレンズ群か
らなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の
透過型スクリーンである。

【００１９】レンズシートは、所謂レンチキュラーレン
ズシートに限らず、凸シリンドリカルレンズを並列して
なるシリンドリカルレンズ群が、略直交する並列方向の
２種類のシリンドリカルレンズ群を組み合わせたレンズ
部を有する構成であっても良い。あるいは、単位レンズ
を２次元的に略マトリクス並列してなるレンズ部を有す
る構成のレンズシートであっても良い。

【００２０】また、片面のみにレンズ部を有するレンズ
シートのみならず、以下に例示するような積層構成によ
る両面にレンズ部を有するレンズシートに本発明を適用
しても良い。両面にレンズ部を有するレンズシートの形
態では、本発明のスクリーンを、カラーシフト（色ず
れ）の問題を持っていた多管式のＣＲＴ方式のプロジェ
クションテレビへの適用も可能となる。片面に凸シリン
ドリカルレンズを並列してなるシリンドリカルレンズ群
からなるレンズ部を有する２枚のレンズシート（レンチ
キュラーシート）を、互いの非レンズ部側を対向させ
て、互いのシリンドリカルレンズ群の並列方向および配
列関係を合わせた状態で積層する。あるいは、一方は、
片面に凸シリンドリカルレンズを並列してなるシリンド
リカルレンズ群からなるレンズ部を有するレンズシート
（レンチキュラーシート）であり、他方は、単位レンズ
を２次元的に略マトリクス並列してなるレンズ部を有す
るレンズシートであり、互いのレンズシートの非レンズ
部側を対向させて積層する。

【００２１】透過型スクリーンとして実用に供する上で
は、片面のみにレンズ部を有するレンズシートでは、前
記遮光部の観察側に光拡散層が形成される。

【００２２】

【発明の実施形態】本発明の実施形態を、図面を用いて
説明する。以降の説明は、レンズシートとして、凸シリ
ンドリカルレンズ群が一方向に並設されたレンチキュラ
ーレンズシートに係る説明であるが、レンズ部の構成と
しては、本発明はそれに限るものではない。図１に示し
たレンチキュラーレンズシートは、シリンドリカリレン
ズ群からなるレンズ部１の非レンズ面側に、全面に粘着
性感光樹脂層２を設け、この粘着性感光樹脂層２をレン
ズ部１のレンズ面側から露光し、感光部と非感光部を形
成し、非感光部に遮光部５を形成してなる構成である。
前記粘着性感光樹脂層の露光は、粘着性感光樹脂層の内
部で、非レンズ面から、厚さ方向に１／２から１／３の
範囲に位置するように行う。

【００２３】そして、図示していないが、さらに遮光層
側に光拡散層を有する光拡散基板を設けて、透過型スク
リーンとして実用に供される。前記の光拡散基板の光拡
散層は、光拡散材が樹脂中に分散混合してなる構成の光
拡散基板を使用することも可能である。この光拡散板
は、粘着層を介して積層することができる。または、粘
着層に光拡散材を分散混合して粘着性光拡散層として、
光拡散材を含まない基板を積層することも可能である。

【００２４】シリンドリカルレンズとしては、断面形状
が球面だけではなく、楕円面，放物面や高次項を含むい
わゆる非球面形状のものなどを用いることが出来る。非
球面形状のレンズを用いると、結像時の収差を小さくす
ることが出来、入射する光線を精細化することが可能な
ため、高Ｓ／Ｎの実現が容易となり、視野角特性も向上
する。

【００２５】また、図２に示すように、レンズシート
は、基体シート７の片面に放射線硬化性樹脂の硬化物か
らなるレンズ部６を重合接着してなる構成としても良
い。上記構成のレンズ部は、レンズ部の配置ピッチを微
細化する上で好適であり、０．３ｍｍ以下とすることも
可能である。この場合も、レンズ部１による露光は、粘
着性感光樹脂層２の内部で、基体シート７側の表面か
ら、厚さ方向に１／２から１／３の範囲に位置するよう
に行う。

【００２６】基体シート７は、ポリエステル樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂または上記の樹脂
のブレンド物もしくは共重合体からなるシート、フィル
ム等が使用可能である。

【００２７】特に、生産性の点から０．１〜０．２ｍｍ
厚の薄いポリエステル及びポリカーボネートフィルムを
透光性樹脂基材として使用するのが望ましい。このよう
な薄いフィルムを使用した場合には、スクリーンとして
の剛性に乏しいことから、厚さ０．７ｍｍ以上の透光性
樹脂基板上に粘着材を介して積層し、強度を維持するこ
とが必要となる。さらに、透光性樹脂基板を光拡散基板
として使用する場合には、拡散剤として珪素、アルミニ
ウム、カルシウムあるいはこれらの酸化物を含む無機質
粉末やガラスビーズあるいは、樹脂を架橋させたポリマ
ービーズ等を前記樹脂中に溶融混練したり、透光性樹脂
基材上にコーティングした光拡散層を設けて使用され
る。

【００２８】本発明のレンチキュラーレンズシートのレ
ンズ部１に使用できる紫外線硬化型樹脂としては、２官
能性ウレタンアクリレートオリゴマー、単官能性アクリ
レートモノマー、２官能性アクリレートモノマー、光重
合開始剤の成分を含む組成物が好適である。

【００２９】前記２官能性ウレタンアクリレートオリゴ
マーは、各種イソシアネート類とポリオール類とを反応
させて得ることができるが、ポリオール成分としてネオ
ペンチルグリコールとアジピン酸とからなるポリエステ
ルジールを含むものを使用する。前記成分は、芳香環を
含まない構造なので耐光性が向上し、黄変が少ないので
好適である。

【００３０】前記単官能性アクリレートモノマーとして
は種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、す
なわち、ジシクロペンタニルオキシ基含有ポリ（ｎ＝１
〜３）エトキシアクリレートを使用する。前記成分は、
硬化物に柔軟性を付与することができ、さらにジシクロ
ペンタニルオキシ基は脂環構造を含んでいるため、高屈
折率にすることができる点で好適である。

【００３１】前記２官能性アクリレートモノマーについ
ても種々使用可能であるが、本発明にあるような成分、
すなわち、少なくともビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜
１０）エトキシジアクリレートまたは１，６−ヘキサン
ジオールジアクリレートまたはノナンジオールジアクリ
レートのいずれかを使用するか、もしくは組み合わせて
使用することで、耐光性良好にすることができる点で好
適である。特に、ビスフェノールＡポリ（ｎ＝２〜１
０）エトキシジアクリレートは屈折率が高く、剛直な構
造を有しているため硬化物に強靭性をもたせ、耐光性を
付与しやすい点で好適である。

【００３２】透光性拡散板についてであるが、２以上の
拡散特性を有する光拡散層が設けられていれば、使用可
能であるが、剛性や樹脂自体の透明性や色味の点からＭ
Ｓ樹脂、ポリカーボネート樹脂製のシートで、厚みが
０．７ｍｍ〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍのものが好
適である。

【００３３】上記のレンチキュラーレンズシートの平坦
面に、先ず、粘着性を有しかつ紫外線の照射によってそ
の粘着性が消失する特性を持つ粘着性感光樹脂フィルム
をラミネートする。次に、レンズ部側から平行光の紫外
線を照射し、レンズ作用によって集光して硬化した感光
部分以外の、感光樹脂フィルムの非感光部分に前記フィ
ルムの粘着性を利用して、黒色の粉末トナーまたは黒色
の着色層を有する転写シートを着色層側で重ね合わせ、
非感光部分の前記樹脂の粘着性を利用して、前記黒色粉
末トナーまたは前記黒色着色層を非感光部分のみに付着
させ、遮光部パターンを形成することでファインピッチ
でも光学的な位置ずれの少ないＢＳ付きレンチキュラー
レンズシートを得ることができる。

【００３４】ついで、上記のようにして得たレンチキュ
ラーレンズシートのＢＳパターン面と厚さ０．７ｍｍ以
上の透光性基板もしくは透光性拡散板を粘着剤を介し
て、ラミネートし、レンチキュラーレンズシートを作製
する。

【００３５】粘着剤としては、アクリル系、エチレンビ
ニルアセテート系などの粘着剤が使用されるが、その材
質や構成等に特に限定されるものではなく汎用の粘着剤
が使用可能である。また、粘着剤の代わりに紫外線硬化
型接着剤を使用することも可能である。

【００３６】尚、本発明は上記の実施形態に限られるも
のではなく、両面にレンズ部を有する構成のレンズシー
トにも応用が可能である。この場合、別途作製した２枚
のレンズシートを、互いの非レンズ面同士を対向させて
積層して用いることで、上述のように多管式のプロジェ
クションテレビへの応用も可能となる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような種々の効
果がある。レンズ部の集光位置を粘着性感光樹脂層の内
部としたので、ゴミの付着や傷による問題が解消でき、
レンズピッチが小さくなっても、レンズのピッチに合致
した遮光層が形成できる。シリンドリカルレンズの形状
が球面に限らず楕円面、放物面等の非球面形状であって
も、またレンズ部のピッチが如何に微細化されていて
も、セルフアライメントによる光学的手法では、正確な
位置に遮光部を形成することができるが、本発明では遮
光率６０〜８０％の遮光部を精度良く形成することがで
きる。

【００３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズシートの一例を示す説明図。

【図２】本発明のレンズシートの一例を示す説明図。

【符号の説明】

１，６…レンズ部 ２…粘着性感光樹脂層 ３…遮光部 ４…入射光 ５…出射光 ７…基体シート

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】凸シリンドリカルレンズを並列したレンズ
   部を有するレンズシートの非レンズ部側に、前記レンズ
   部による非集光部に遮光部を設けてなる構成のレンズシ
   ートを用いた透過型スクリーンにおいて、 前記遮光部は、前記レンズ部の集光機能に応じて部分的
   に感光させた粘着性感光樹脂層を介して、前記粘着性感
   光樹脂の非集光部に形成され、 前記レンズ部による集光位置が、前記粘着性感光樹脂層
   の内部で、基体シート側の表面から厚さ方向で１／２〜
   １／３の範囲に焦点を結ぶ構成であることを特徴とする
   透過型スクリーン。
2. 【請求項２】レンズシートは、基体シートの片面に放射
   線硬化性樹脂の硬化物からなるレンズ部を重合接着して
   なる構成であり、前記レンズ部の配置ピッチを０．３ｍ
   ｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の透過型ス
   クリーン。
3. 【請求項３】前記遮光部の割合を、６０〜８０％とした
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の透過型スク
   リーン。
4. 【請求項４】前記レンズ部が、それぞれの単位レンズが
   非球面形状のシリンドリカルレンズ群からなることを特
   徴とする請求項１〜３の何れかに記載の透過型スクリー
   ン。
5. 【請求項５】レンズシートは、凸シリンドリカルレンズ
   を並列してなるシリンドリカルレンズ群が、略直交する
   並列方向の２種類のシリンドリカルレンズ群を組み合わ
   せたレンズ部を有することを特徴とする請求項１〜４の
   何れかに記載の透過型スクリーン。
6. 【請求項６】レンズシートは、単位レンズを２次元的に
   略マトリクス並列してなるレンズ部を有することを特徴
   とする請求項１〜３の何れかに記載の透過型スクリー
   ン。
7. 【請求項７】レンズシートは、片面に凸シリンドリカル
   レンズを並列してなるシリンドリカルレンズ群からなる
   レンズ部を有する２枚のレンズシートを、互いの非レン
   ズ部側を対向させて、互いのシリンドリカルレンズ群の
   並列方向および配列関係を合わせた状態で積層されてな
   り、何れか一方のレンズシートの非レンズ部側には、そ
   のレンズ部による非集光部に遮光部を設けてなる構成で
   あることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の透
   過型スクリーン。
8. 【請求項8】レンズシートは、片面に凸シリンドリカル
   レンズを並列してなるシリンドリカルレンズ群からなる
   レンズ部を有するレンズシートと、単位レンズを２次元
   的に略マトリクス並列してなるレンズ部を有するレンズ
   シートとを、互いの非レンズ部側を対向させて積層され
   てなり、何れか一方のレンズシートの非レンズ部側に
   は、そのレンズ部による非集光部に遮光部を設けてなる
   構成であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記
   載の透過型スクリーン。
9. 【請求項９】前記遮光部の観察側に光拡散層を設けたこ
   とを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の透過型ス
   クリーン。