JP2007304399A - Rear projection screen and rear projection type display apparatus - Google Patents
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本発明は、背面投射型スクリーン及び背面投射型表示装置に関する。 The present invention relates to a rear projection type screen and a rear projection type display device.
従来、背面投射型表示装置では、投射レンズを用いて、ブラウン管(CRT;Cathode Ray Tube)や液晶パネル等からの光学像を背面投射型スクリーンの背面から拡大して投射し、これによって大画面の映像が表示される。この背面投射型スクリーンは、一般に、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有する。フレネルレンズシートは、光線を観察者の方向に集光する機能を有し、レンチキュラーレンズシートは、フレネルレンズシートからの光線を水平方向および垂直方向に拡散させる機能を有する。フレネルレンズシートは映像光を一定の角度の範囲内に入るように絞り込み、レンチキュラーレンズシートはフレネルレンズシートを透過した映像光を適度な角度の範囲に広げる。 Conventionally, in a rear projection type display device, an optical image from a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal panel, or the like is projected from a rear surface of a rear projection type screen using a projection lens, thereby projecting a large screen. An image is displayed. This rear projection screen generally has a Fresnel lens sheet and a lenticular lens sheet. The Fresnel lens sheet has a function of condensing light rays in the direction of the observer, and the lenticular lens sheet has a function of diffusing light rays from the Fresnel lens sheet in the horizontal direction and the vertical direction. The Fresnel lens sheet narrows the image light so as to fall within a certain angle range, and the lenticular lens sheet widens the image light transmitted through the Fresnel lens sheet to an appropriate angle range.
従来の背面投射型スクリーンでは、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートに加えて、前面板が設けられることが多い。この前面板は、背面投射型スクリーンの前面を保護したり、レンズシートに埃が付着するのを防止したりする。前面板は、光拡散材を混入することによって、光拡散シートとして機能する。また、前面板とレンチキュラーレンズシートを接着して一体構成としたスクリーンもある。 In the conventional rear projection type screen, a front plate is often provided in addition to the Fresnel lens sheet and the lenticular lens sheet. The front plate protects the front surface of the rear projection type screen and prevents dust from adhering to the lens sheet. The front plate functions as a light diffusion sheet by mixing a light diffusion material. In addition, there is a screen in which a front plate and a lenticular lens sheet are bonded to form an integral structure.
このように前面板に混入された光拡散材に起因してギラツキ(シンチレーション)が発生しやすい。特に、MD型表示装置(MD−PTV;Micro Display Projection Television)等のような小型の背面投射型表示装置では、光拡散材に起因したギラツキが顕著になる。このような小型の背面投射型表示装置におけるギラツキを抑制する技術の一例が特許文献1等に提案されているが、これらの技術によっても十分にギラツキを低減することが困難である。 Thus, glare (scintillation) is likely to occur due to the light diffusing material mixed in the front plate. In particular, in a small rear projection display device such as an MD display device (MD-PTV; Micro Display Projection Television), glare caused by the light diffusing material becomes significant. An example of technology for suppressing glare in such a small rear projection display device has been proposed in Patent Document 1 or the like, but it is difficult to sufficiently reduce glare even with these technologies.
他方、背面投射型表示装置では、光拡散性とともに光透過性が重要視されている。例えば、特許文献2〜4等には、光拡散性と光透過性を両立させるために、ヘーズに角度依存性がある光制御膜を利用したスクリーンが開示されている。このような特許文献2〜4に開示の光制御膜を用いたとしても、スクリーンとして要求される視野角特性や外光コントラスト等の光学性能を十分に得ることは困難である。
このように、従来の背面投者型スクリーンでは、光学性能を十分に確保し、ギラツキを十分に抑制することが困難であるという問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、光学性能に優れ、ギラツキを十分に抑制することができる背面投射型スクリーン及び背面投射型表示装置を提供することを目的とする。
As described above, the conventional rear pitcher type screen has a problem that it is difficult to sufficiently secure optical performance and sufficiently suppress glare.
The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a rear projection type screen and a rear projection type display device that are excellent in optical performance and can sufficiently suppress glare.
本発明に係る背面投射型スクリーンは、光が入射する入射側に配設され、入射光を水平方向に拡散するレンチキュラーレンズシートと、当該レンチキュラーレンズシートから光が出射する出射側に配設され、回折効果によって入射光を垂直方向に拡散する回折拡散シートとを備えた背面投射型スクリーンであって、前記レンチキュラーレンズシートは、入射側に配置され、入射光を水平方向に拡散するレンズ列と、出射面側に配置される遮光パターンとを有し、前記回折拡散シートは、垂直視野角α(1/2角)が7°以上22°以下となるように入射光を拡散するものである。このような構成により、光学性能に優れ、ギラツキを十分に抑制することができる。 The rear projection screen according to the present invention is disposed on an incident side where light enters, and is disposed on an exit side where light is emitted from the lenticular lens sheet, and a lenticular lens sheet that diffuses incident light in the horizontal direction. A rear projection type screen having a diffraction diffusion sheet for diffusing incident light in a vertical direction by a diffraction effect, wherein the lenticular lens sheet is disposed on the incident side, and a lens array for diffusing incident light in a horizontal direction; The diffraction diffusion sheet diffuses incident light so that the vertical viewing angle α (1/2 angle) is 7 ° or more and 22 ° or less. With such a configuration, the optical performance is excellent and glare can be sufficiently suppressed.
さらに、回折拡散シートは、垂直視野角β(1/3角)が前記垂直視野角α(1/2角)の1.2倍以上1.4倍以下である。これにより、輝度段差が目立つのを防止することができる。 Further, the diffraction diffusion sheet has a vertical viewing angle β (1/3 angle) of 1.2 times or more and 1.4 times or less of the vertical viewing angle α (1/2 angle). Thereby, it is possible to prevent the brightness difference from being noticeable.
好適には、前記垂直視野角β(1/3角)を、10°以上28°以下とすることができる。これにより、光学特性をより向上させることができる。 Suitably, the said vertical viewing angle (beta) (1/3 angle | corner) can be 10 degrees or more and 28 degrees or less. Thereby, an optical characteristic can be improved more.
さらにまた、回折拡散シートは、垂直視野角γ(1/10角)が前記垂直視野角α(1/2角)の2.0倍以上2.5倍以下である。これにより、輝度段差が目立つのを防止することができる。 Furthermore, in the diffraction diffusion sheet, the vertical viewing angle γ (1/10 angle) is not less than 2.0 times and not more than 2.5 times the vertical viewing angle α (1/2 angle). Thereby, it is possible to prevent the brightness difference from being noticeable.
好適には、前記垂直視野角γ(1/10角)を、17°以上40°以下とすることができる。これにより、輝度段差が目立つのを防止することができる。 Suitably, the said vertical viewing angle (gamma) (1/10 angle | corner) can be made into 17 degrees or more and 40 degrees or less. Thereby, it is possible to prevent the brightness difference from being noticeable.
また、本発明に係る背面投射型スクリーンは、投射光を一定の角度の範囲内に絞り込むフレネルレンズシートを備えるものである。 The rear projection screen according to the present invention includes a Fresnel lens sheet that narrows the projection light within a certain angle range.
本発明に係る背面投射型表示装置は、請求項1乃至5のいずれかに記載のレンチキュラーレンズシート及び回折拡散シートを備えたものである。このような構成により、光学性能に優れ、ギラツキを十分に抑制することができる。 A rear projection display device according to the present invention includes the lenticular lens sheet and the diffraction diffusion sheet according to any one of claims 1 to 5. With such a configuration, the optical performance is excellent and glare can be sufficiently suppressed.
本発明によれば、光学性能に優れ、ギラツキを十分に抑制することができる背面投射型スクリーン及び背面投射型表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rear projection screen and a rear projection display device that are excellent in optical performance and can sufficiently suppress glare.
本発明に係る背面投射型スクリーンは、回折シートを用いて光を拡散させるものであり、このスクリーンに、CRTあるいは液晶パネル等、投射レンズが組合せられることによって背面投射型表示装置を構成する。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。
発明の実施の形態1.
まず、図1〜3を用いて、本発明に係る背面投射型スクリーンについて説明する。図1は、本発明に係る背面投射型スクリーンの一構成例を示す斜視模式図である。図2は、本発明に係る背面投射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。
The rear projection screen according to the present invention diffuses light using a diffraction sheet, and a rear projection display device is configured by combining a projection lens such as a CRT or a liquid crystal panel with the screen.
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 of the Invention
First, a rear projection screen according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic perspective view showing one configuration example of a rear projection screen according to the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a rear projection type screen according to the present invention.
図1に示すように、背面投射型スクリーン10は、フレネルレンズシート11、レンチキュラーレンズシート12、回折拡散シート13を備える。映像光の投射側から映像光の出射側に向かって、フレネルレンズシート11、レンチキュラーレンズシート12、回折拡散シート13が順次配置されている。換言すれば、これら各部材は、背面投射型スクリーン10の背面から前面に向かって順に配設されている。
As shown in FIG. 1, the
フレネルレンズシート11は、例えばシート状の形状を有し、プラスチックから構成されている。フレネルレンズ112は、先端が鋭利な鋸歯形状を有し、フレネルレンズシート11の基材111の片面に配設されている。また、フレネルレンズ112は、映像光の出射側に向かって凹凸している。
The Fresnel
レンチキュラーレンズシート12は、スクリーンの水平方向の視野角(水平視野角)を形成するためのシートである。レンチキュラーレンズシート12は、例えばシート状の形状を有し、プラスチックから構成されている。レンチキュラーレンズ122は、断面C字状の凸形状を有し、レンチキュラーレンズシート12の基材121の片面に配設されている。また、レンチキュラーレンズ122は、映像光の投射側に向かって凹凸している。従って、レンチキュラーレンズシート12のレンチキュラーレンズ122は、フレネルレンズシート11のフレネルレンズ112に対向している。換言すれば、両レンズシート11,12は、各レンズ112,122が対向した状態で重ね合わせられている。
The
光を遮断する遮光パターン123は、レンチキュラーレンズ122のレンズ面と反対側の平坦面に並設され、映像光が通過しない非集光領域に形成されている。また、レンチキュラーレンズシート12は、アクリル系、スチレン系樹脂等を用いて押出し成形によって形成されたもの、PETフィルム等の基材シートに紫外線硬化樹脂等でレンズ122を成形したものとすることができる。レンチキュラーレンズシート12の前面にAR、AS、AG等の各種の機能層を形成してもよい。
The
回折拡散シート13は光の回折効果によって光を拡散する回折シートである。詳細には、回折拡散シート13は、レンチキュラーレンズシート12が水平方向の拡散特性を構成するのに対して、垂直方向の視野角(垂直拡散性)を形成するためのシートである。具体的には、回折拡散シート13の垂直視野角α(1/2角)は7°〜22°であるのが好ましい。この垂直視野角α(1/2角)が7°より小さい場合には上下方向の視野角が過度に狭くなるために上下端が暗くなり、垂直視野角α(1/2角)が22°より大きい場合には正面方向の明るさが不足する。
垂直視野角β(1/3角)、垂直視野角γ(1/10角)は、ホットバンドや輝度段差が目立たないように、垂直視野角α(1/2角)に対して特定の範囲内にあることが好ましい。好適には、β=α×(1.2〜1.4)、γ=α×(2.0〜2.5)であるが、垂直視野角α(1/2角)と同様の観点から、垂直視野角β(1/3角)は10°〜28°、垂直視野角γ(1/10角)は17°〜40°とするのがより好ましい。
The
The vertical viewing angle β (1/3 angle) and the vertical viewing angle γ (1/10 angle) are in a specific range with respect to the vertical viewing angle α (1/2 angle) so that hot bands and luminance steps are not noticeable. It is preferable to be within. Preferably, β = α × (1.2 to 1.4) and γ = α × (2.0 to 2.5), but from the same viewpoint as the vertical viewing angle α (1/2 angle). The vertical viewing angle β (1/3 angle) is more preferably 10 ° to 28 °, and the vertical viewing angle γ (1/10 angle) is more preferably 17 ° to 40 °.
詳細には、回折拡散シート13は、図2に示すように、表面凹凸130を有し、この表面凹凸130によって回折効果を発生させる。表面凹凸130は、回折拡散シート13に入射した光が出射する側の表面に配置されているが、表面凹凸130を入射側の表面に配置してもよい。表面凹凸130は、水平方向に延在したストライプ状の形状にすることができるが、各凹凸のピッチは適宜設計される。さらに、表面凹凸130は、垂直方向と水平方向に延在した格子状にしてもよく、この場合には、回折拡散シート13は、垂直方向だけでなく、レンチキュラーレンズシート12とともに水平方向の垂直拡散特性に寄与する。また、表面凹凸130は、スクリーンの水平方向および垂直方向に対して傾斜した形状としてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
このような回折拡散シート130は、例えば、次のように形成することができる。図3に、回折拡散シート13の製造工程の一例が示されている。なお、図3では、この製造工程が分かりやすいように、図2に示された表面凹凸130の一部を形成する工程が示されている。
図3(a)に示すように、基板31上にレジスト層32を形成する。この形成方法としては、例えば、スピンコート方式、ディッピング方式、ロール方式、ドライフィルムレジストの貼り合わせ等がある。レジスト層32として用いられるレジストは、ポジ型レジスト、ネガ型レジストのいずれもでもよい。
Such a
As shown in FIG. 3A, a resist
図3(b)に示すように、レンジスト層32上に、エマルジョンマスク、クロムマスク等のマスク33を形成する。このとき、後の工程で形成される第2レジスト層34とレジスト層32との位置合わせを行うために、マスク33の位置合わせが行われる。マスク33の位置合わせの後、紫外線やレーザ光線等の光を照射し、マスク33を用いてレジスト層32を露光する。図3(c)に示すように、露光に用いたマスク33に対応する所定の現像液を用いて現像することによって、レジストパターン34が形成される。
As shown in FIG. 3B, a
図3(d)に示すように、得られたレジストパターン34に沿って、金、銀、白金、銅、アルミニウム等を用いて導電性膜35を形成する。導電性膜35の形成方法は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等がある。図3(e)に示すように、導電性膜35を形成したレジストパターン34の表面に沿って、ニッケル、ニッケル−コバルト合金、銅、金等の金属をメッキにより堆積させ、金属構造体36を形成する。メッキ方法としては、例えば電解メッキ、無電解メッキ等がある。
As shown in FIG. 3D, a
図3(f)に示すように、金属構造体36を型として、回折拡散シート13の表面凹凸130を形成する。この形成方法として、例えば射出成形、プレス成形、モノマーキャスト成形、溶剤キャスト成形、押出成形によるロール転写法等がある。特に、生産性、型転写性の観点から、射出成形が好ましい。また、所定の寸法を選択した金属構造体36を型として射出成形で表面凹凸130を形成する場合には、金属構造体36の形状を高い転写率で表面凹凸130に再現することができる。転写率を確認する方法としては、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡(SEM)、透過電子顕微鏡(TEM)等を用いる方法がある。
As shown in FIG. 3F, the
以上のように、本発明に係る背面投射型スクリーン10では、レンチキュラーレンズシート12を用いて水平方向に光を拡散させることによって、比較的広い水平視野角を形成する。これに対して、回折拡散シート13を用いて垂直方向に光を拡散させることによって、比較的狭い垂直視野角を形成する。これらのシート12,13とを組合せることによって、水平拡散性と垂直拡散性のバランスに優れていた背面投射型スクリーン10を実現することができる。特に、垂直方向の光拡散に、光拡散材が混入された前面板が用いられることなく、回折効果を有する回折拡散シート13が用いられている。それ故、光拡散材に起因したギラツキを抑制することができ、映像のボケを低減することができる。
As described above, the
さらに、レンチキュラーレンズシート12に遮光パターン123が配設されているので、コントラスト性能を向上させることができる。この効果は、遮光パターン123が迷光を遮蔽したり、外光の反射を抑制したりすることなどによって奏されている。特に、本発明の組み合わせであると、回折拡散シート13が回折によって光を拡散させるので、そこでの後方散乱が抑制されており、遮光パターン123に対して観察側に回折拡散シート13が配置されたとしても白っぽく視認されることがない。それ故、本発明に係る背面投射型スクリーン10では、コントラスト性能の向上が顕著なものとなる。
Furthermore, since the
発明の実施の形態2.
実施形態1では、回折拡散シート13が表面凹凸130によって回折効果を実現した場合について説明したが、これに限らず、回折拡散シート13は回折効果を有するシートであればよい。回折拡散シート13の他の一例として、屈折率が異なった層を多層に積層することによって構成することも可能である。具体的には、屈折率が異なった層を積層してシート基材を形成する。このシート基材に、表面凹凸を形成すると、窪んだ部分を通過する光の光路長と突出した部分の頂部や側部を通過する光の光路長とが異なる。これにより、シート基材は回折効果を有し、回折拡散シート13を形成することができる。また、このような屈折率が異なった複数の層を利用した回折拡散シート13は、例えば特許文献4等に開示された方法によって形成することができる。
Embodiment 2 of the Invention
In the first embodiment, the case where the
なお、本実施形態では、回折拡散シート13に光拡散材が混入されていない場合について説明したが、これに限らず、ギラツキが許容できる範囲内で光拡散材を混入してもよい。またなお、本実施形態では、光の入射側にレンズ122が設けられたレンチキュラーレンズシート12を用いて説明したが、入射側のみならず、出射側に遮光パターン123が形成されたレンチキュラーレンズシートであればよく、出射側の遮光パターン123の間に他のレンズを設けてもよい。
In this embodiment, the case where the light diffusing material is not mixed in the
1…背面投射型スクリーン
11…フレネルレンズシート、111…基材、112…フレネルレンズ
12…レンチキュラーレンズシート、121…基材、122…レンチキュラーレンズ、
123…遮光パターン
13…回折拡散シート、130…表面凹凸
31…基板、32…レジスト層、33…マスク、34…レジストパターン、
35…導電性膜、36…金属構造体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Back
123 ... Light-shielding
35 ... conductive film, 36 ... metal structure
Claims (7)
当該レンチキュラーレンズシートから光が出射する出射側に配設され、回折効果によって入射光を垂直方向に拡散する回折拡散シートとを備えた背面投射型スクリーンであって、
前記レンチキュラーレンズシートは、
入射側に配置され、入射光を水平方向に拡散するレンズ列と、
出射面側に配置される遮光パターンとを有し、
前記回折拡散シートは、垂直視野角α(1/2角)が7°以上22°以下となるように入射光を拡散する背面投射型スクリーン。 A lenticular lens sheet that is disposed on an incident side where light enters and diffuses incident light in a horizontal direction;
A rear projection type screen provided with a diffraction diffusion sheet that is disposed on an emission side where light is emitted from the lenticular lens sheet and diffuses incident light in a vertical direction by a diffraction effect,
The lenticular lens sheet is
A lens array disposed on the incident side and diffusing incident light in a horizontal direction;
A light-shielding pattern disposed on the exit surface side,
The diffraction diffusion sheet is a rear projection screen that diffuses incident light so that a vertical viewing angle α (1/2 angle) is 7 ° or more and 22 ° or less.
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