JP2007286326A - Lenticular lens sheet for transmissive screen - Google Patents
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Description
本発明は、透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートに関するものである。 The present invention relates to a lenticular lens sheet for a transmission screen.
本発明は、レンチキュラーレンズシートの効果によって、広範囲且つゲインの違いによるムラの少ない、また水平方向及び垂直方向のバランスのとれた良好な視野角特性が得られるものである。 According to the present invention, the effect of the lenticular lens sheet is to obtain a favorable viewing angle characteristic with a wide range and little unevenness due to a difference in gain, and with a balance between the horizontal direction and the vertical direction.
本発明は、透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートに係り、特に背面投射型テレビのスクリーンに好適に利用できるものである。 The present invention relates to a lenticular lens sheet for a transmission screen, and can be suitably used particularly for a screen of a rear projection television.
背面投射型テレビに用いられる透過型スクリーンは、背面投射型プロジェクションテレビ筐体内部の光学エンジンから投射される映像光を平行に調整するフレネルレンズシートと、前記フレネルレンズシートにより放射された平行光を観察者側に向かって拡散させることで、視野角を広げる効果を持つレンチキュラーシートにより構成される。 A transmissive screen used in a rear projection television includes a Fresnel lens sheet that adjusts in parallel the image light projected from the optical engine inside the rear projection television housing, and parallel light emitted by the Fresnel lens sheet. It is composed of a lenticular sheet having an effect of widening the viewing angle by diffusing toward the viewer side.
従来のレンチキュラーレンズシートにおいては主に水平方向に広範囲な視野角分布を持たせるために前記レンチキュラーレンズシートの入射面を数十から数百μm幅のシリンドリカル形状にし、且つ水平方向のスクリーン寸法幅に合わせて複数配列させるストライプ構造型のものがある。前記シリンドリカル形状の効果によりレンチキュラーレンズシート出射面に光が集光し、集光部分以外の区域を画像のコントラストを向上させる目的で光吸収部(ブラックストライプ)を設けてあるものが一般的である。 In the conventional lenticular lens sheet, the incident surface of the lenticular lens sheet has a cylindrical shape with a width of several tens to several hundreds of μm in order to have a wide viewing angle distribution mainly in the horizontal direction, and the horizontal screen dimension width. There is a stripe structure type in which a plurality of them are arranged together. In general, light is condensed on the exit surface of the lenticular lens sheet by the effect of the cylindrical shape, and a light absorbing portion (black stripe) is provided in an area other than the condensing portion for the purpose of improving the contrast of the image. .
また前記とは異なるスクリーン構造で、低屈折率の略台形の傾斜部による全反射を利用し光を拡散させたスクリーン構造のものがある。前記スクリーンの出射面側に拡散粒子を混入させた拡散シートを配置し、さらにスクリーン入射部にプリズムシートを設けることで、水平方向において広範囲な視野角分布を持たせている。(例えば、特許文献1参照。)
しかしながら、従来のスクリーン水平方向にシリンドリカル形状のレンズを配列させたストライプ型レンチキュラーレンズシートにおいては、水平方向の視野角分布はレンチキュラーレンズシートの内部構造に依存するものであり、レンチキュラーレンズの曲率、屈折率を変化させることで、ある程度の制御が可能であるが、垂直方向の視野角分布はレンチキュラーレンズシートの内部構造による制御因子を持たず、主にレンチキュラーレンズシート出射面側にある拡散板の効果により視野角分布を持たせているため、スクリーン性能の要求を満たすような垂直方向のより広範囲な視野角分布が得られ難いという課題を有していた。 However, in the conventional stripe-type lenticular lens sheet in which cylindrical lenses are arranged in the horizontal direction of the screen, the horizontal viewing angle distribution depends on the internal structure of the lenticular lens sheet, and the curvature and refraction of the lenticular lens By changing the rate, some degree of control is possible, but the vertical viewing angle distribution has no control factor due to the internal structure of the lenticular lens sheet, mainly the effect of the diffuser plate on the lenticular lens sheet exit surface side Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain a wider viewing angle distribution in the vertical direction that satisfies the screen performance requirement.
また特許文献1の構成では、従来の方法では低屈折率である略台形の傾斜部により全反射し、スクリーン出射面の屈折率差により、ある特定の角度で放射される光と、傾斜部に反射せず、スクリーンに対して垂直方向に出射される光によって分布構成されており、この構成でスクリーンの出射側を観察すると、スクリーン垂直方向及び特定の角度方向(低屈折率の略台形の傾斜部とスクリーンの水平方向から成す角度が80[deg]とすれば、スクリーン垂直方向から±20〜25[deg]の方向)の3方向のみ光が明るく観察される。これを広範囲な視野角分布を持たせる手段として、図12のような入射した光を屈折させることで拡散させるプリズムシート31を設けているが、前記プリズムシート31各々のプリズムの頂点を高くすると、透明樹脂(高屈折率層)33と透明樹脂(低屈折率層)34の屈折率の比で決まる全反射角度の許容範囲を超えてしまい、光が透明樹脂(低屈折率層)34中を透過してしまうため、大きな偏向角度が取れず、そのため図13に示すように視野角が0[deg]及び±15〜20[deg]付近で曲線に谷間が見られ、良好な視野角特性が得られないという課題を有していた。
Further, in the configuration of
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水平方向及び垂直方向各々の視野角分布の制御を容易にし、且つ広範囲で良好な視野角特性が得られるものとした透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, facilitates control of the viewing angle distribution in each of the horizontal direction and the vertical direction, and obtains a wide viewing angle characteristic over a wide range, and is a lenticular lens for a transmission type screen. The purpose is to provide a sheet.
前記従来の課題を解決するために、本発明の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートは、透過型スクリーンに用いられるレンチキュラーレンズシートにおいて、基材上に形成される第1の屈折率の透明樹脂層と、前記第1の透明樹脂層上に形成される第1の屈折率よりも大きい屈折率の第2の透明樹脂層と、を備え、
前記レンチキュラーレンズシートの基材の出射表面に光拡散効果を得るために略楕円球状の凸形状の突起あるいは凹形状の凹みの拡散層を有することを特徴としたものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a lenticular lens sheet for a transmissive screen according to the present invention includes a transparent resin layer having a first refractive index formed on a substrate in the lenticular lens sheet used for the transmissive screen. A second transparent resin layer having a refractive index greater than the first refractive index formed on the first transparent resin layer,
In order to obtain a light diffusing effect on the emission surface of the base material of the lenticular lens sheet, a substantially oval spherical convex protrusion or a concave concave diffusion layer is provided.
本発明の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートによれば、凸形状あるいは凹形状の突起部における観察者から見た形状の縦横比を調節することで水平方向及び垂直方向各々の視野角分布を制御することが可能である。また、凸形状あるいは凹形状の突起部における内部曲率の大きさを調整することで拡散の度合、またはスクリーンの透過率を制御することが可能である。また視野角特性分布において、特に拡散シートの出射面に最適な凸形状あるいは凹形状の突起を設けることで、映像がスクリーンの観察位置の違いによるムラの少ない、広範囲で良好な視野角特性を得ることができる。 According to the lenticular lens sheet for a transmission type screen of the present invention, the viewing angle distribution in each of the horizontal direction and the vertical direction is controlled by adjusting the aspect ratio of the shape seen from the observer in the convex or concave projection. It is possible. Further, the degree of diffusion or the transmittance of the screen can be controlled by adjusting the size of the internal curvature of the convex or concave protrusion. In addition, in the distribution of viewing angle characteristics, by providing optimal convex or concave projections on the exit surface of the diffusion sheet, it is possible to obtain good viewing angle characteristics over a wide range with less unevenness due to differences in the viewing position of the screen. be able to.
以下に、本発明の透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートにおける実施の形態を図面とともに詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the lenticular lens sheet for a transmission screen according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1における透過型スクリーンの水平断面図を示しており、図2に本発明の実施例1における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの水平断面図を示す。また、図3は上記レンチキュラーレンズシートの斜視図であり、図4は観察者側から見た上記レンチキュラーレンズレンズシートの正面図である。 FIG. 1 shows a horizontal sectional view of a transmissive screen in Example 1 of the present invention, and FIG. 2 shows a horizontal sectional view of a lenticular lens sheet for a transmissive screen in Example 1 of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of the lenticular lens sheet, and FIG. 4 is a front view of the lenticular lens lens sheet as viewed from the observer side.
図1において、透過型スクリーン100は、基材13、第1の透明樹脂層(低屈折率層)12、第2の透明樹脂層(高屈折率層)11、フレネルレンズシート110より構成され、拡散効果を持たせるため基材13の一面上に形成される凹部14からなり、フレネルレンズシート110は、同心円状に形成され、その同心円間のピッチは、約100μmである。
In FIG. 1, the
また、断面三角形状の第1の透明樹脂層(低屈折率層)12の寸法は、隣り合う各々の底辺間の長さが25μm、また上記2つの透明樹脂層(低屈折率層)12の各々の頂点を結ぶ長さが64μm、透明樹脂層(低屈折率層)12の頂点から底辺までの長さが148μmである。また、画像のコントラストを向上させる等の目的で第1の透明樹脂層(低屈折率層)12の底辺である面に黒色の遮光層を設けても良い。 The dimension of the first transparent resin layer (low refractive index layer) 12 having a triangular cross section is such that the length between the adjacent bases is 25 μm, and the two transparent resin layers (low refractive index layers) 12 are The length connecting each vertex is 64 μm, and the length from the top to the bottom of the transparent resin layer (low refractive index layer) 12 is 148 μm. Further, for the purpose of improving the contrast of an image, a black light shielding layer may be provided on the surface which is the bottom of the first transparent resin layer (low refractive index layer) 12.
透過型スクリーン100は、投射された映像光がフレネルレンズシート110を透過することで平行光にし、光線がレンチキュラーレンズシート120に入射する。入射側に面する屈折率が略1.56の第2の透明樹脂層(高屈折率層)11を透過し、透明樹脂層(高屈折率層)11より低い屈折率が略1.46である第1の透明樹脂層(低屈折率層)12の表面を反射し、透明樹脂層(低屈折率層)12と基材13の境界部分である開口部を通過する。基材13の材質はPETフィルムであり屈折率は、略1.57である。
In the
基材13の出射側に形成された凹形状14の寸法は、観察者側から見て水平方向が40μm、垂直方向が80μmの楕円球形状であり、水平方向と垂直方向とのピッチ比(楕円形状の短径と長径の比をいう。)は、1:2程度が望ましい。基材13の出射側に形成された凹形状14は、水平方向よりも垂直方向のピッチ長を長くすることによって、拡散効果を水平方向に広く持たせることができる。したがって水平方向と垂直方向とのピッチ比を調節することによって、前記2方向成分の光量分布の割合を制御することが可能である。水平方向における凹形状の最小曲率半径は20μm程度が望ましい。最小曲率半径の大きさは任意に設定でき、その値が小さいほど拡散効果が期待出来るが、光がスクリーン外部に放射される際、凹形状の境界面で全反射され透過率低下の原因となる。凹形状の代わりに基材13の平面を軸に対称な凸形状にしてもよい。
The size of the
基材13の出射側に凹形状14を形成する手段として、凸型楕円球形状が配列された金型による押し出し形成法により作成する。
As a means for forming the
レンチキュラーレンズシート120の出射面に凹みの他に楕円球形状の凸形状の突起部を設けても同様の効果が得られる。
The same effect can be obtained by providing an elliptical spherical convex protrusion in addition to the concave on the exit surface of the
レンチキュラーレンズシート120の出射面に形成されている略楕円球形状の凸形状の突起部あるいは凹形状の凹みが、水平方向のピッチ長Xμm及び垂直方向のピッチ長Yμmとすると、5μm≦X≦500μm、5μm≦Y≦500μmの範囲内に設定する。
Assuming that the substantially elliptical convex protrusions or concave depressions formed on the exit surface of the
これは、ピッチ長が5μmより小さい場合、あるいは500μmより大きい場合では、基材13の出射面側に設けられている凹形状14の効果による拡散効果が得られず、視野角分布曲線に顕著な谷間が見られ、透過型スクリーンとして最適な視野角分布にはならないためである。
When the pitch length is smaller than 5 μm or larger than 500 μm, the diffusion effect due to the effect of the
以上のように、本実施例においては基材13の出射面に略楕円球状の凹形状の凹み14を有する拡散層を設けることにより、凹表面の曲率効果により光が屈折し拡散効果を有することで、図5に示すような視野角特性が得られる。
As described above, in the present embodiment, by providing the diffusion layer having the
図6は、本発明の実施例2における透過型スクリーンの水平断面図を示しており、図7に本発明の実施例2における透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートの水平断面図を示す。また、図8は上記レンチキュラーレンズシートの斜視図を示す。 FIG. 6 shows a horizontal sectional view of a transmissive screen in Example 2 of the present invention, and FIG. 7 shows a horizontal sectional view of a lenticular lens sheet for a transmissive screen in Example 2 of the present invention. FIG. 8 is a perspective view of the lenticular lens sheet.
図6において、透過型スクリーン200は、フレネルレンズ210及び透明樹脂層(高屈折率層)21、透明樹脂層(低屈折率層)22、基材23、粘着層24、拡散シート25、凹形状27からなるレンチキュラーレンズシート220で構成されている。拡散シート25には半径5μm〜10μm程度である球状の拡散粒子26が含まれている。拡散粒子径は、一般的な透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシートに用いられている大きさである。
In FIG. 6, a
拡散粒子26は、アクリル、ポリウレタン、スチレンなどのいずれかの樹脂材料で形成される。
The
フレネルレンズシート210は100μmのピッチ長であり、前記フレネルレンズシートの中央部より同心円状となっている。
The Fresnel
また隣り合う2つの透明樹脂層(低屈折率層)22における各々の底辺間の長さを25μm、また上記2つの透明樹脂層(低屈折率層)22の各々の頂点を結ぶ長さを64μm、透明樹脂層(低屈折率層)22の頂点から底辺までの長さを148μmとする。また、画像のコントラストを向上させる等の目的で透明樹脂層(低屈折率層)22の底辺である面に黒色の遮光層を設けても良い。 Further, the length between the bases of two adjacent transparent resin layers (low refractive index layers) 22 is 25 μm, and the length connecting the vertices of the two transparent resin layers (low refractive index layers) 22 is 64 μm. The length from the top to the bottom of the transparent resin layer (low refractive index layer) 22 is 148 μm. Further, for the purpose of improving the contrast of an image, a black light shielding layer may be provided on the surface which is the bottom side of the transparent resin layer (low refractive index layer) 22.
断面三角形状の第1の透明樹脂層(低屈折率層)22の寸法は、実施例1と同等であり、実施例1との差は、拡散粒子26を含有する拡散シート25を設けた点である。
The dimension of the first transparent resin layer (low refractive index layer) 22 having a triangular cross section is the same as that of Example 1, and the difference from Example 1 is that a
透過型スクリーン200は、投射された映像光がフレネルレンズシート210を透過することで平行光にし、光線がレンチキュラーレンズシート220に入射する。入射側に面する屈折率n1≒1.56の透明樹脂層(高屈折率層)21を透過し、透明樹脂層(高屈折率層)21より低い屈折率n2≒1.46である透明樹脂層(低屈折率層)22の表面を反射し、透明樹脂層(低屈折率層)22と基材23の境界部分である開口部を通過する。基材23の材質はPETフィルムであり屈折率は1.57とする。
The
実施例1の構成と異なる拡散シート25の付加については、基材23の出射面側に粘着層24を塗布し、挟み込む形で厚さ約1mmの拡散シート25を接着させる。
As for the addition of the
粘着層24の屈折率は、略1.51であり、材質はアクリルを使用する。拡散シート25の基材及び内部に点在する内部粒子26の屈折率はそれぞれ略約1.55と略1.59である。尚、拡散シートの基材に対する内部粒子の体積比率は約9%である。
The refractive index of the
拡散シート25の出射側に形成された凹形状27の寸法は、観察者側から見て水平方向が40μm、垂直方向が80μmの楕円形状であり、水平方向と垂直方向とのピッチ比は、1:2程度が望ましい。拡散シート25の出射側に形成された凹形状27は、水平方向よりも垂直方向のピッチ長を長くすることによって、拡散効果を水平方向に広く持たせることができる。したがって水平方向と垂直方向とのピッチ比を調節することによって、前記2方向成分の光量分布の割合を制御することが可能である。水平方向における凹形状の最小曲率半径は20μmである。最小曲率半径の大きさは任意に設定でき、その値が小さいほど拡散効果が期待出来るが、光がスクリーン外部に放射される際、凹形状の境界面で全反射され透過率低下の原因となる。また、凹形状の代わりに拡散シート25の平面を軸に対称な凸形状にしてもよい。
The size of the
厚さ約1mmの拡散シート25がレンチキュラーレンズシート220の出射面側に設置されている場合、出射面に形成されている略楕円球状の凸形状の突起部あるいは凹形状の凹みを、水平方向のピッチ長Xμm及び垂直方向のピッチ長Yμmとすると、5μm≦X≦500μm、5μm≦Y≦500μmの範囲内に設定されることが望ましい。各々のピッチ長が5μmより小さい場合、図10に示す様に視野角分布曲線に顕著な谷間が見られ、500μmより大きい場合、図11に示す様に視野角分布の中心部分のGainが高くなるため、共に十分な拡散効果が得られず、透過型スクリーンとして最適な視野角分布にはならない。
When the
拡散シート25の出射側に凹形状27を形成する手段として、凸型楕円形状が配列された金型による押し出し形成法により作成する。
As a means for forming the
以上のように、本実施例においては拡散シート25の出射面に凹形状27を施すことにより、凹表面の曲率効果により光が屈折し、拡散効果を有することができる。
As described above, in the present embodiment, by providing the
本実施例では、前記レンチキュラーレンズシート部の出射面側に設けられた拡散層内部には拡散粒子が充填された拡散材によって形成されることによって、より拡散効果が広がり、良好な視野角特性を得ることができる。 In this embodiment, the diffusion layer provided on the emission surface side of the lenticular lens sheet portion is formed of a diffusion material filled with diffusion particles, so that the diffusion effect is further spread and a good viewing angle characteristic is obtained. Obtainable.
結果として図9のような視野角特性が得られ、ピークゲインの半値角αは、水平方向が25度、垂直方向が15度となる。 As a result, the viewing angle characteristic as shown in FIG. 9 is obtained, and the half-value angle α of the peak gain is 25 degrees in the horizontal direction and 15 degrees in the vertical direction.
100 透過型スクリーン
110 フレネルレンズシート
120 レンチキュラーレンズシート
11 透明樹脂(高屈折率層)
12 透明樹脂(低屈折率層)
13 基材
14 凹形状
200 透過型スクリーン
210 フレネルレンズシート
220 レンチキュラーレンズシート
21 透明樹脂(高屈折率層)
22 透明樹脂(低屈折率層)
23 基材
24 粘着層
25 拡散シート
26 拡散粒子
27 凹形状
320 レンチキュラーレンズシート
31 プリズムレンズシート
32 基材
33 透明樹脂(高屈折率層)
34 透明樹脂(低屈折率層)
35 拡散シート
36 拡散粒子
DESCRIPTION OF
12 Transparent resin (low refractive index layer)
13
22 Transparent resin (low refractive index layer)
DESCRIPTION OF
34 Transparent resin (low refractive index layer)
35
Claims (7)
基材上に形成される第1の屈折率の透明樹脂層と、
前記第1の透明樹脂層上に形成される第1の屈折率よりも大きい屈折率の第2の透明樹脂層と、を備え、
前記レンチキュラーレンズシートの基材の出射表面に光拡散効果を得るために略楕円球状の凸形状の突起あるいは凹形状の凹みの拡散層を有することを特徴とする透過型スクリーン用レンチキュラーレンズシート。 In the lenticular lens sheet used for the transmission screen,
A transparent resin layer having a first refractive index formed on the substrate;
A second transparent resin layer having a refractive index greater than the first refractive index formed on the first transparent resin layer,
A lenticular lens sheet for a transmission type screen, characterized by having a substantially elliptic spherical convex protrusion or a concave concave diffusion layer in order to obtain a light diffusing effect on the exit surface of the base material of the lenticular lens sheet.
A transmissive screen using the lenticular lens sheet according to claim 1.
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-
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