JP2007094068A - 透過型プロジェクションスクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル（自立性の無い）レンズシートと剛体（自立性を有する）レンズシートとの組み合わせからなる透過型スクリーンをＴＶ本体に取り付ける上で新規なアセンブリー構造を提案する。
【解決手段】フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとを互いのレンズ部側の面を対向させて重ね合わせた状態で、レンチキュラーシートの周端部をフレネルレンズシート側に折り返し、フレネルレンズシートから延出した周端部を、フレネルレンズシートの反レンズ部側で引っ張る方向に張力を付与する手段を具備することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、透過型プロジェクションＴＶ（透過型ＴＶ，リア・プロジェクションＴＶ，背面投射型ＴＶなど、各種の呼び方があるが、全て同義である）に代表されるディスプレイに用いられるスクリーンの改良に関する。
特に、フレネルレンズシートとレンチキュラーシートを重ね合わせてなる構成のスクリーンのうち、一方のシートが自立性の無い（可撓性を有する）フレキシブルな基材で構成されている場合、表示画面に装着するために使用されている筐体（フレーム），固定ジグの大幅な変更を要さず、比較的簡便な構造で安定して取り付けられるスクリーンの固定方法に関する。

フレネルレンズシートもレンチキュラーシートも自立性を有する構造である場合の透過型プロジェクションスクリーンでは、双方のレンズシートを筐体内側凹部に重ね合わせて挿入し、別部材のジグを用いて固定する。
ここで、自立性があるとは、形状を保持したまま起こすことが可能なほどの剛性を有していることを指す。
図１は、従来の固定方法の一例を示すもので、レンチキュラーシート１，フレネルレンズシート２を筐体（フレーム）３の凹部（筐体枠）に置き、保持部材４を介してネジ５を
用いて固定する。
尚、同図では、左側が観察者側となり、右側がプロジェクタを備えるＴＶキャビネット側となる。

図１では、フレネルレンズシート２やレンチキュラーシート１の材質や筐体（フレーム）３の材質との関係もあるが、フレネルレンズシート２もレンチキュラーシート１もそれらの材質の熱膨張係数の大きな違いが無く、厚みが同じ程度であれば、フレネルレンズシート２とレンチキュラーシート１とを重ね合わせて、粘着テープ（図示せず）で固定した後、筐体（フレーム）３へ固定しても、温度変化や湿度変化に応じてフレネルレンズシートとレンチキュラーシートとの間の浮き，反りなどが生じても、常温環境下に放置すると、元の状態に戻るようになる。

一方、レンチキュラーシートとフレネルレンズシートを用いた透過型プロジェクションスクリーンについては、光学特性を向上させるため、薄型化が進んでいる。
レンチキュラーシートについては、映像源の高精細化に伴いファインピッチ化を図る必要があり、ファインピッチ化に伴い、光学特性上、必然的に薄板化となるためであり、
フレネルレンズシートについては、板厚が厚いと迷光による二重像が発生するため、薄板化が必要であることによる。
この薄板化が進むと、レンチキュラーレンズシートとフレネルレンズシートの２枚構成だけでは、スクリーン外側から外力が加わった際、剛性不足により、簡単にスクリーンが枠からはずれたりてしまったり、スクリーンが破損してしまうといった問題を招いている。
昨今、自立性の無い（可撓性を有する）フレキシブルな基材からなるフレネルレンズシートやレンチキュラーシートを用いたスクリーンの開発が行われており、少なくとも一方のレンズシートが可撓性を有する場合、ＴＶにアセンブリするにあたって、上記に加えて、以下に挙げる弊害を解消した取り付け方法（固定方法）が求められる。

一方のレンズシートが自立性のない基材で、他方のレンズシートが自立性のある基材で構成されたプロジェクションスクリーンでは、二辺または四辺が接着剤あるいは粘着剤で固定されていると、温度変化や湿度変化による膨張や収縮で、自立性のない方のレンズシートにしわや浮きが生じてしまい、透過型プロジェクションＴＶに組み込んだ状態では、経時的なフォーカスのボケや色ずれが生じることになり、画像劣化を招くという問題を有している。

上記のレンズシート組み合わせ（一方の自立性がなく、他方の自立性がある場合）からなるスクリーンを想定した取り付け方法（固定方法）に関する出願としては、以下の案件が公知であり、それぞれの概要を記す。
特開平１０−２４６９１８号公報 特開平１１−２７１８８３号公報 特開２００４−９４１４７号公報 特開２００４−１１８１６６号公報 特開平４−２４９２３５号公報

＜特許文献１＞
フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとを組み合わせてなる透過型スクリーンにおいて、
レンチキュラーレンズシートが、剛性の不十分な透明基材フィルム上に、光硬化型樹脂又は放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されており、
前記レンチキュラーレンズシートの側縁部とスクリーンの保持枠とを熱収縮性を有する合成樹脂フィルムを介して接合、固定した構成であることを特徴とする画像投影用スクリーン。（請求項１）

＜特許文献２＞
温度、湿度の変化で伸縮する複数のスクリーンから構成され、映像発生源より発せられた映像光が投写される透過形スクリーンにおいて、
第１のスクリーンと、前記第１のスクリーンより相対的に低剛性の第２のスクリーンとを備え、前記第１のスクリーンに高温又は／且つ高湿中にて伸長した状態の第２のスクリーンを固定したことを特徴とする透過形スクリーン。（請求項１）

＜特許文献３＞
フレネルレンズとレンチキュラーレンズとを重ねて構成されるスクリーンを、透過型リアクションスクリーンテレビの筐体枠に固定する方法であって、
重ね合わされたフレネルレンズとレンチキュラーレンズの周辺に、片面粘着テープをコの字型に貼ることで、フレネルレンズとレンチキュラーレンズとをスクリーンとして一体化して固定し、
スクリーンを筐体枠に加圧せずに固定することを特徴とするスクリーンの固定方法。（請求項１）

＜特許文献４＞
フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートを重ね合わせ、周囲を筐体枠と保持具で支持、固定した透過型リアプロジェクションスクリーンにおいて、
前記フレネルレンズシート、またはレンチキュラーレンズシートのいずれか一方が自立性を有する基材からなるレンズシート（２）と、他方が自立性のない基材からなるレンズシート（１）とで構成されており、前記自立性のない基材からなるレンズシート（２）と前記自立性を有する基材からなるレンズシート（１）とは下部端縁が弾性接着層（３１）で固定され、前記自立性のない基材からなるレンズシート（１）の上部端縁と保持テープ（３０）の一方の端部とが接着層（４１）にて固定され、前記保持テープ（３０）の他方の端部が筐体枠（１１ａ）に接着層（４２）を介して保持具（１２ａ）及びネジ（１３）にて連結・固定されて、
前記自立性のない基材からなるレンズシート（２）の一端が保持テープ（３）で吊り下げられた状態で筐体枠（１１ａ）と保持具（１２ａ）との間及び筐体枠（１１ｂ）と保持具（１２ｂ）との間とで保持されていることを特徴とする透過型リアプロジェクションスクリーン。（請求項１：図２参照）

＜特許文献５＞
剛体シートとフレキシブルシートを重ねて被取付け構造に取り付けるスクリーン取付け方法において、
前記被取付け構造に前記剛体シートを上下に移動自在に支持し、前記フレキシブルシートの下端寄りの部分に、前記剛体シートの重力を加えることにより張力を与えて、前記フレキシブルシートを前記剛体シートに密着させることを特徴とするスクリーン取付け方法。
（請求項１）

特許文献１に開示される手法では、剛性の不十分なフィルム状のレンチキュラーレンズシートを取り付ける取付部（保持枠）の上下側縁部と左右側縁部の４辺を熱収縮性の合成樹脂フィルムを介して接合・固定することにより、前記合成樹脂フィルムが加熱処理によって収縮することに応じて、フィルム状のレンチキュラーシートに縦横２方向に均一な引っ張り応力が与えられ、しわ，撓み等のない平面性の良好な状態でレンチキュラーレンズシートが取り付けられる。

特許文献２に開示される手法では、予め自立性の無いレンズシートを高温又は／且つ高湿中にて伸長した状態としてから、自立性を有するレンズシートに接合することにより、これ以上には伸びない自立性の無いレンズシートは、ＴＶセットに装着後は、常に収縮しようとする方向に張力がかかるため、しわ，たるみが無くレンズシートが張った状態が維持されるが、高温又は／且つ高湿中にて伸長する工程を要する。

特許文献３に開示される手法では、自立性を有するレンズシートと自立性の無いレンズシートとを、支持体の伸び率が２００％以上の片面粘着テープを用いて、天地辺にコの字型に貼ることにより一体化して固定すると、温度変化や湿度変化による膨張や収縮温度湿度による伸縮に応じて、周辺のシワや全面の浮きを発生させないようにすることが可能である、と記載されているが、自立性の無いレンズシートのしわ，撓みの発生を妨げるための張力付与手段に係る記載は見当たらず、「６０℃環境下に１時間放置し、２３℃環境下で外観検査をした評価結果（００３２）」であることから、特許文献２同様、高温又は／且つ高湿中にて伸長する工程を要するものと理解される。

特許文献４，５では、フレキシブル（自立性の無い）レンズシートのしわ，撓みの発生を妨げるための張力付与手段として、前記シートを剛体（自立性を有する）シートの重力を加えて吊り下げる構造を採用している。（以下、本方式を「吊り下げ方式」と称することもある。）

特許文献５では、吊り下げ方式を採用する理由（目的）として、以下に列挙する問題を解消することを述べている。
（１）弾性物，ばねなどを用いることに応じて、治具が大掛かりになってしまう。
（２）レンズシート間に粘着層を設けることに応じて取り扱いが難しく、作業性が悪くなる。
（３）一旦取り付けた後に、レンズシートの伸縮によって張力が変化し、密着効果がなくなることがある。
（４）レンズシート間に粘着層を設けることは取り扱いが難しく、作業性が悪くなるばかりでなく、画像を劣化させるおそれがある。

以上の様に、各種の他方式に比べて優位性を有するとされる吊り下げ方式でも、それに固有な構造上の問題点として、以下に例示される。
（１）両レンズシートを吊り下げる構造が複雑である。
（２）剛体レンズシートの板厚・サイズに応じて重さが決まってしまうため、フレキシブルレンズシートに付与する張力に限界がある。
（３）両レンズシートが吊り下がった構造であるため、振動に弱い。
（４）両レンズシートの密着力が弱い。
（５）重力のかかる垂直方向には、フレキシブルレンズシートに張力を付与することが容易であるが、重力の働かない水平方向での前記レンズシートに対する張力付与が不十分となりやすく、前記レンズシートに水平方向の外力が働いた場合、しわ，撓みの発生する惧れを残す。

上記（１）は、フレーム上部から吊り下げる構造と、フレーム下部ではフレキシブルレンズシートをフレーム下部に固定する様な、上部と下部で異なる構造の採用が要求されることになることを示す。
上記（３）では、更に、剛体レンズシートの動きが自由であるため、例えば、上記（４）の問題を解消するため、前記レンズシートに予め「反り形状（他方のレンズシート側に凸となる様に）」を付与しておいた場合、取り付けた後に前記形状が変化すると、他方のレンズシートとの密着性が悪化することを招いてしまう。
上記（５）を解消するため、フレキシブルレンズシートの水平方向について発生するしわ，撓みを妨げるための補強部材を前記レンズシートに付与する（積層一体化する）ことも考えられるが、フレキシブルレンズシートの可撓性は、フレームや補強部材の直線性・剛性が過度に面状態に影響する程であり、安定した保持構造の実現が困難である。（すなわち、量産性に欠けることになる。）

また、吊り下げ方式を実現するための機構として、両面粘着テープ，補強板（必要に応じて），ネジなどの部材が必要となるが、それらのコストは決して安くないのみならず、両面粘着テープあるいはネジによる固定では、強度的な保証がなされていないことや、特に
両面粘着テープは、材質的に耐環境性能（高温・高湿）に欠ける問題を有している。

本発明では、フレキシブル（自立性の無い）レンズシートと剛体（自立性を有する）レンズシートとの組み合わせからなる透過型スクリーンをＴＶ本体に取り付ける上で、上記の各種手法に依存する固有な問題を解消した新規なアセンブリー構造を提案することを目的とする。

本発明（請求項１）による透過型スクリーンは、
フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとを重ね合わせて、その周囲をフレームに支持・固定して透過型プロジェクション・ディスプレイの表示画面に装着される透過型スクリーンにおいて、
レンチキュラーシートは、透光性基材フィルム表面に放射線硬化型樹脂の硬化物によりシリンドリカルレンズ群からなるレンズ部が形成されており、全体として可撓性を有する構成であり、
フレネルレンズシートは、光拡散機能を有する透光性基材の表面に放射線硬化型樹脂の硬化物によりレンズ部が形成されており、全体として可撓性を有さず、レンチキュラーシートに比較して剛性および厚さの大きい構成であり、
フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとを互いのレンズ部側の面を対向させて重ね合わせた状態で、レンチキュラーシートの周端部をフレネルレンズシート側に折り返し、フレネルレンズシートから延出した周端部を、フレネルレンズシートの反レンズ部側で引っ張る方向に張力を付与する手段を具備することを特徴とする。

フレネルレンズシートからレンチキュラーシートの周端部を延出させやすくする上では、
フレネルレンズシートは、４隅に切り欠け部を形成した形状であり、前記切り欠け部からレンチキュラーシートの４隅をフレネルレンズシート側に折り返した構成とすることが好適である。

さらにレンチキュラーシートの周端部を延出させやすくする上では、レンチキュラーシートは、４隅に突出部を有する形状であることが、一層好適である。

フレネルレンズシートの４隅に切り欠け部を形成せずに、４隅にスリット状の切り込みを形成した構成とし、レンチキュラーシートの４隅を前記切り込みに貫通させ、フレネルレンズシートの反レンズ部側に突き出た前記４隅を、さらに突き出る方向に張力を付与する手段を具備する構成としても良い。

フレネルレンズシートを、レンチキュラーシート側の中央部が凸となるように反らせた構成とすると、レンチキュラーシートの全面に張力を与える上で、一層好適である。

本発明（請求項６）による透過型スクリーンは、
フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとを重ね合わせて、その周囲をフレームに支持・固定して透過型プロジェクション・ディスプレイの表示画面に装着される透過型スクリーンにおいて、
レンチキュラーシートは、透光性基材フィルム表面に放射線硬化型樹脂の硬化物によりシリンドリカルレンズ群からなるレンズ部が形成されており、全体として可撓性を有する構成であり、
フレネルレンズシートは、光拡散機能を有する透光性基材の表面に放射線硬化型樹脂の硬化物によりレンズ部が形成されており、全体として可撓性を有さず、レンチキュラーシートに比較して剛性および厚さの大きい構成であり、
フレネルレンズシートとレンチキュラーシートは、フレーム上部で別々に支持・固定された状態で吊り下げられており、
レンチキュラーシートの下端部では、少なくともレンチキュラーシートの片面に短冊状の錘重部材が上辺全体に沿って貼着されており、前記部材の重力を加えることによりレンチキュラーシートに張力を与えた構成であることを特徴とする。

フレキシブル（自立性の無い）レンズシートと剛体（自立性を有する）レンズシートとの組み合わせからなる透過型スクリーンをＴＶ本体に取り付ける際に、両レンズシートを
フレーム（ＴＶ本体に接合される）に支持・固定するにあたって、両面粘着テープやネジを用いない構造の実現が可能であり、特に耐環境特性に問題のある両面粘着テープの使用を省略出来るため、経時的に安定な取付け構造が実現される。
また、請求項１の発明によると、フレキシブル（自立性の無い）レンズシートに張力を付与することが可能な方向が、重力の作用する垂直方向だけでなく、水平方向についても可能であり、しわ，撓みの問題が解消される。
さらには、請求項６の発明によると、剛体（自立性を有する）レンズシートの重さ（重力）を超える荷重で張力を付与することも可能であり、フレキシブルレンズシートのしわ，撓みの解消が一層確実となる。

＜実施形態１＞
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図３は、本実施形態に係るスクリーン（２枚のレンズシート）の取付け構造の要部を示す断面図である。
図３（ａ）に示すフレネルレンズシート２は、４隅に切り欠け部を形成した形状である。
切り欠け部の形状は、同図に示す「矩形状」に限るものではなく、曲率を有する形状であると、折り返しの際に接触するレンチキュラーシート（可撓性を有し、一般に薄く切れやすい）の損傷を防ぐことが出来る。

また、フレネルレンズシート２には、短長辺とも若干の反り（同図では、紙面に垂直な方向に凹凸を有するように）があると、後述するレンチキュラーシート１の全面に張力を与える上で、一層好適である。

図３（ｂ）は、上記のフレネルレンズシート２と重ね合わせてスクリーンを構成するレンチキュラーシート１を示す。
図３（ａ）に示すフレネルレンズシート２のカットした４隅からレンチキュラーシート１の周端部を延出させやすくする上では、図３（ｂ）に示すように、レンチキュラーシート１は、４隅に突出部を有する形状であることが好適である。

図３（ｃ）に示すように、上記構成のフレネルレンズシート２とレンチキュラーシート１とを重ね合わせ、フレネルレンズシート２のカットした４隅からレンチキュラーシート１の周端部を延出させる。
次いで、延出した周端部をフレネルレンズシート２の背面側に回し、その周端部を各種手段により引っ張ることにより、レンチキュラーシート１の全面に張力が付与され、しわ，撓みがなく保持・固定され、両レンズシートの密着が良好となる。
引っ張る手段としては、図４を用いて後述するように、ゴムなどの弾性体を用いる手法など、適宜に選択される。

＜実施形態２＞
本実施形態では、フレネルレンズシート２の４隅をカットせず、４隅にスリット状の切り込みを形成した構成とし、レンチキュラーシート１の４隅を前記切り込みに貫通させ、フレネルレンズシート２の反レンズ部側に突き出た前記４隅を、さらに突き出る方向に張力を付与する手段を具備する構成とする。（図４参照）
フレネルレンズシート２とレンチキュラーシート１を重ね合わせて、フレネルレンズシート２の裏面から、ゴム１５で引く。
両レンズシートを、上図のように固定した後で、フレーム（図示せず）にはめ込み、治具（図示せず）で押さえ付けてＴＶ本体にアセンブリーされる。

＜実施形態３＞
本実施形態は、フレネルレンズシート２の４隅を加工せず、レンチキュラーシート１に対する張力付与にあたって、弾性部材を利用しない手法である。（図５参照）
フレネルレンズシート２とレンチキュラーシート１は、フレーム３の上部で別々に支持・固定された状態で吊り下げられている。
レンチキュラーシート１は、治具１１に固定される。
固定にあたっては、両面粘着テープ，ネジ，クリップなど、適宜に選択される。
フレネルレンズシート２とレンチキュラーシート１との密着性は、フレネルレンズシート２の厚さに対応した治具１１の精度に依存する。

レンチキュラーシート１の下端部では、少なくともレンチキュラーシート１の片面に短冊状の錘重部材１２が上辺全体に沿って貼着されており、前記部材１２の重力を加えることによりレンチキュラーシート１に張力が与えられる。
錘重部材１２としては、ステンレスなどの金属材料以外に、フレキシブルなレンチキュラーシート１に十分な張力を与えることが可能な各種材料から選択される。
また、吊り下げ方式の採用に起因して、レンチキュラーシート１の上端部では、水平方向（紙面に垂直な方向で）しわ，撓みが発生する可能性もあるが、レンチキュラーシート１の上端部にも、錘重部材１２と同様な短冊状の補強部材（図示せず）を上辺全体に沿って貼着しても良い。

以上、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。
特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

従来技術に係る透過型スクリーン（の取り付け方法）の一例を示す説明図。 従来技術に係る透過型スクリーン（の取り付け方法）の一例を示す説明図。 本発明による透過型スクリーン（の取り付け方法）の一例を示す説明図。 本発明による透過型スクリーン（の取り付け方法）の一例を示す説明図。 本発明による透過型スクリーン（の取り付け方法）の一例を示す説明図。

符号の説明

１ レンチキュラーシート
２ フレネルレンズシート
３ フレーム（筐体）
４ 保持部材
５ ネジ
11 治具
12 錘重部材
15 ゴム

Claims (6)

1. フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとを重ね合わせて、その周囲をフレームに支持・固定して透過型プロジェクション・ディスプレイの表示画面に装着される透過型スクリーンにおいて、
   レンチキュラーシートは、透光性基材フィルム表面に放射線硬化型樹脂の硬化物によりシリンドリカルレンズ群からなるレンズ部が形成されており、全体として可撓性を有する構成であり、
   フレネルレンズシートは、光拡散機能を有する透光性基材の表面に放射線硬化型樹脂の硬化物によりレンズ部が形成されており、全体として可撓性を有さず、レンチキュラーシートに比較して剛性および厚さの大きい構成であり、
   フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとを互いのレンズ部側の面を対向させて重ね合わせた状態で、レンチキュラーシートの周端部をフレネルレンズシート側に折り返し、フレネルレンズシートから延出した周端部を、フレネルレンズシートの反レンズ部側で引っ張る方向に張力を付与する手段を具備することを特徴とする透過型スクリーン。
2. フレネルレンズシートは、４隅に切り欠け部を形成した形状であり、
   前記切り欠け部からレンチキュラーシートの４隅をフレネルレンズシート側に折り返した構成である請求項１記載の透過型スクリーン。
3. レンチキュラーシートは、４隅に突出部を有する形状である請求項２記載の透過型スクリーン。
4. フレネルレンズシートは、切り欠け部に換えて、４隅にスリット状の切り込みを形成した構成であり、レンチキュラーシートの４隅を前記切り込みに貫通させ、フレネルレンズシートの反レンズ部側に突き出た前記４隅を、さらに突き出る方向に張力を付与する手段を具備することを特徴とする請求項２または３記載の透過型スクリーン。
5. フレネルレンズシートは、レンチキュラーシート側の中央部が凸となるように反らせた構成である請求項１〜４の何れかに記載の透過型スクリーン。
6. フレネルレンズシートとレンチキュラーシートとを重ね合わせて、その周囲をフレームに支持・固定して透過型プロジェクション・ディスプレイの表示画面に装着される透過型スクリーンにおいて、
   レンチキュラーシートは、透光性基材フィルム表面に放射線硬化型樹脂の硬化物によりシリンドリカルレンズ群からなるレンズ部が形成されており、全体として可撓性を有する構成であり、
   フレネルレンズシートは、光拡散機能を有する透光性基材の表面に放射線硬化型樹脂の硬化物によりレンズ部が形成されており、全体として可撓性を有さず、レンチキュラーシートに比較して剛性および厚さの大きい構成であり、
   フレネルレンズシートとレンチキュラーシートは、フレーム上部で別々に支持・固定された状態で吊り下げられており、
   レンチキュラーシートの下端部では、少なくともレンチキュラーシートの片面に短冊状の錘重部材が上辺全体に沿って貼着されており、前記部材の重力を加えることによりレンチキュラーシートに張力を与えた構成であることを特徴とする透過型スクリーン。