JP2009204797A - 透過型スクリーン及び背面投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＣＤやＤＭＤ等のようなデバイスを映像源とした場合に、シンチレーションを防ぐことができると共に水平方向での輝度の低下を極力抑制することができる透過型スクリーンを提供する。
【解決手段】一方の面には鉛直方向Ｙに延びるシリンドリカル型の第１レンズ１２が水平方向Ｘに多数形成されていると共に、他方の面にはフレネルレンズ１３が形成されているフレネルレンズシート１１と、１層又は２層以上の光拡散層２２を少なくとも有するレンチキュラーレンズシート２１とで構成されている。シリンドリカル型の第１レンズ１２の焦点距離Ｆの２倍以上１５倍以下の位置が、レンチキュラーレンズシート２１が有する光拡散層２２の手前面２７上に位置するように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビデオプロジェクターやスライドプロジェクター等の背面投射式のプロジェクターに主として用いられる透過型スクリーン、及びその透過型スクリーンを備えた背面投射型表示装置に関する。

背面投射型表示装置であるプロジェクションテレビジョンには、光源から発せられた映像光を投影する透過型スクリーンが備えられている。この透過型スクリーンは、投影されたテレビジョン画像、フィルム広告、その他の表示目的のために広く用いられ、一般に、光源から拡大投射される映像光を観察者側へ平行光又は略平行光に偏向させるためのフレネルレンズシートと、その平行光又は略平行光を拡散させて画像の視野角を広くするためのレンチキュラーレンズシートとを有している。

こうした透過型スクリーンに映像光を投射する映像源としては、従来はＲＧＢ３管のＣＲＴが主に用いられていたが、最近ではＬＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（Digtal Micro-mirror Device）等のような縦横にセル構造の画素を規則正しく配列したデバイスを映像源として用いられるようになってきている。こうした映像源を備えた背面投射型表示装置は、従来のＣＲＴを用いた背面投射型表示装置に比べて高精細映像を表示できるが、光拡散材等の微小拡散要素によりシンチレーション又はスペックルと呼ばれる出射光のチラツキが発生するという問題があった。

こうした問題に対しては、例えば特許文献１に記載の透過型スクリーンが提案されている。この透過型スクリーンは、入射側に設けられ入射光を集光する単独あるいは複数のレンズから構成されたレンズ要素を備え、そのレンズ要素を通過した光を拡散させる少なくとも一つの拡散層を含む光学要素を備えており、前記レンズ要素と光学要素を一体化して、あるいは別体に設けた透過型スクリーンにおいて、前記拡散層がレンズから該レンズの焦点距離のほぼ３倍以上離れるように、前記レンズ要素に対して前記光学要素を配置している。また、特許文献２にも同様の透過型スクリーンが提案されている。
特開平７−１６８２８２号公報 特開平１１−１０２０２４号公報

しかしながら、前述した従来の技術は、シンチレーションに対しては有効ではあったが、前記レンズ要素による集光効果あるいは前記拡散層による鉛直方向への拡散効果のために水平方向での輝度の低下が生じ易く、観察者にとって十分な明るさと解像度を有する映像を提供し難いという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＬＣＤやＤＭＤ等のようなデバイスを映像源とした場合に、シンチレーションを防ぐことができると共に水平方向での輝度の低下を極力抑制することができる透過型スクリーンを提供することにある。また、本発明の他の目的は、そうした透過型スクリーンを備えた背面投射型表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の透過型スクリーンは、一方の面には鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第１レンズが水平方向に多数形成されていると共に他方の面にはフレネルレンズが形成されているフレネルレンズシートと、１層又は２層以上の光拡散層を少なくとも有するレンチキュラーレンズシートとで構成されており、前記シリンドリカル型の第１レンズは、その焦点距離の２倍以上１５倍以下の位置が、前記光拡散層の手前面上に位置するように形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、フレネルレンズシートには鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第１レンズが形成され、そのシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の２倍以上１５倍以下の位置が、レンチキュラーレンズシート内に形成された光拡散層の手前面上に位置するように形成されているので、一旦集光した後の光が複数重なり合った状態で光拡散層で拡散し、その結果、シンチレーションを抑制することができる。さらに、フレネルレンズシートに形成された鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第１レンズは、映像源からの光を鉛直方向にあまり拡散させることなくレンチキュラーレンズシートに至らせるので、透過型スクリーンを通過する光の水平方向での輝度の低下が生じ難く、十分な明るさと解像度を有する映像を観察者に提供することができる。

本発明の透過型スクリーンにおいて、前記レンチキュラーレンズシートの前記フレネルレンズシート側の面に、鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第２レンズが形成されているとき、前記フレネルレンズシートに形成された前記シリンドリカル型の第１レンズは、その焦点距離の２倍以上１５倍以下の位置が、当該レンチキュラーレンズシートに形成されたシリンドリカル型の第２レンズの手前面上に位置するように形成されていることが好ましい。

この発明によれば、一旦集光した後の光が複数重なり合った状態で、レンチキュラーレンズシートに形成されたシリンドリカル型の第２レンズに入射するので、水平方向での輝度の低下をより生じ難くすることができ、その結果、十分な明るさと解像度を有する映像を観察者に提供することができる。

本発明の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズシートは、（１）映像光が入射する側の面に前記シリンドリカル型の第１レンズを配し、レンチキュラーレンズシート側の面に前記フレネルレンズを配するように構成されていること、又は、（２）映像光が入射する側の面に前記フレネルレンズを配し、レンチキュラーレンズシート側の面に前記シリンドリカル型の第１レンズを配するように構成されていること、が好ましい。また、前記レンチキュラーレンズシートは、（Ａ）鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズを両面に有する両面レンチキュラーレンズシート、又は、鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズを片面に有する片面レンチキュラーレンズシートであること、又は、（Ｂ）第１斜面と第２斜面とからなる略Ｖ字形状の多数の溝が、観察者側の面から前記フレネルレンズシート側の面に向かって先細るように形成された光拡散部と、当該光拡散部の観察者側に設けられた支持シートとを有するレンチキュラーレンズシートであること、が好ましい。

これらの発明のように、フレネルレンズシートやレンチキュラーレンズシートとして各種のものを適用することができ、それらの組み合わせに対しても、シンチレーションを抑制することができると共に、水平方向での輝度の低下が生じ難く、十分な明るさと解像度を有する映像を観察者に提供することができる。

本発明の透過型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズシートを構成する前記シリンドリカル型の第１レンズ及び前記フレネルレンズは、一体又は別体のいずれでもよい。

上記課題を解決するための本発明の背面投射型表示装置は、上記本発明の透過型スクリーンを有することを特徴とする。

本発明の透過型スクリーンによれば、ＬＣＤやＤＭＤ等のようなデバイスを映像源とした場合に、シンチレーションを防ぐことができると共に水平方向での輝度の低下を極力抑制することができる。

次に、本発明の透過型スクリーン及びその製造方法並びに背面投射型表示装置について、図面を参照しつつ説明する。

（透過型スクリーン）
図１は、本発明の透過型スクリーンの一例を示す説明図であり、図２及び図３は、本発明の要件を満たす透過型スクリーンの光路を示す説明図である。また、図４は、本発明の要件を満たさない透過型スクリーンの光路を示す説明図である。本発明の透過型スクリーン１０は、図１〜図３に例示するように、一方の面には鉛直方向Ｙに延びるシリンドリカル型の第１レンズ１２が水平方向Ｘに多数形成されていると共に、他方の面にはフレネルレンズ１３が形成されているフレネルレンズシート１１と、１層又は２層以上の光拡散層２２を少なくとも有するレンチキュラーレンズシート２１とで構成されている。

本発明の透過型スクリーンにおいて、フレネルレンズシート１１が有するシリンドリカル型の第１レンズ１２は、その焦点距離Ｆの２倍以上１５倍以下の位置が、レンチキュラーレンズシート２１内に有する光拡散層２２の手前面２７の上（以下、手前面２７上という。）に位置するように形成されている。図２においては、焦点距離Ｆの２倍の位置Ｐが光拡散層２２の手前面２７よりもさらに手前側にあるので、光拡散層２２の手前面２７は第１レンズ１２の焦点距離Ｆの２倍以上の位置に存在していることになる。シリンドリカル型の第１レンズ１２の形状は、フレネルレンズシート１１とレンチキュラーレンズシート２１との配置間隔を考慮し、焦点距離Ｆの２倍以上１５倍以下の位置が上記関係となるように任意に設計され、製造される。したがって、例えば両シート１１，２１の配置間隔が大きい場合には、シリンドリカル型の第１レンズ１２の焦点距離Ｆをやや長めに設計することも可能になるが、両シート１１，２１の配置間隔が小さい場合には、シリンドリカル型の第１レンズ１２の焦点距離Ｆを短く設計することが必要になる。なお、「手前面２７上」とは、レンチキュラーレンズシート２１内に有する光拡散層２２の手前側の境界面の箇所のことである。

シリンドリカル型の第１レンズ１２の焦点距離Ｆの２倍以上１５倍以下の位置は、光拡散層２２の手前面２７上に位置していればよく、光拡散層が複数ある場合には最も近い側の光拡散層の手前面上に位置していればよい。したがって、シリンドリカル型の第１レンズ１２から光拡散層２２までの距離Ｌは、シリンドリカル型の第１レンズ１２の焦点距離Ｆの２倍以上１５倍以下であり、３倍以上がより好ましく、また、通常１５倍以下であり、１０倍以下がより好ましい。こうした本発明の透過型スクリーンは、一旦集光した後の光が複数重なり合った状態で光拡散層２２により拡散されるので、シンチレーションを抑制することができる。さらに、後述の実施例で説明するように、光拡散層２２の手前面２７の位置が第１レンズ１２の焦点距離Ｆの２倍以上１０倍以下である場合には、映像光の劣化（ぼけ）が生じないという特徴的な効果を奏する。なお、光拡散層２２までの距離Ｌの起点及び焦点距離Ｆの起点となるシリンドリカル型の第１レンズ１２の位置Ｒは、図２に示すように、隣り合う第１レンズ１２，１２が交わるエッヂ部である。

ところで、ＬＣＤやＤＭＤ等のようなデバイスを映像源として用いた場合のシンチレーションやスペックルの原因は、そうした光源の輝度が高く、ライトバルブを通過すること等によるものであり、その結果、光源光の持つ可干渉性に起因した強度の大小が生じ、明部と暗部が強調され、映像のちらつきが生じる。本発明においては、上述のように、一旦集光した後の光が複数重なり合った状態で光拡散層２２により拡散されるので、映像光の位相を不均一化させ、各観察位置での光の強度を平均化させることができ、シンチレーションを抑制することができる。

また、図１〜図３に示すようにレンチキュラーレンズシート２１のフレネルレンズシート側の面に鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第２レンズ２３が形成されているとき、フレネルレンズシート１１に形成されたシリンドリカル型の第１レンズ１２は、図３に示すように、その焦点距離Ｆの２倍以上１５倍以下の位置が前記レンチキュラーレンズシート２１に形成されたシリンドリカル型の第２レンズ２３の手前面２８の上（以下、手前面２８上という。）上に位置するように形成されていることが好ましい。こうした構成により、一旦集光した後の光が複数重なり合った状態で、レンチキュラーレンズシート２１に形成されたシリンドリカル型の第２レンズ２３に入射するので、水平方向での輝度の低下をより生じ難くすることができ、その結果、十分な明るさと解像度を有する映像を観察者に提供することができる。さらに、シリンドリカル型の第２レンズ２３は、光拡散効果が光拡散層２２中の光拡散材等よりも大きいので、映像光の位相を不均一にする効果が光拡散材よりもより大きく、そのため、ＬＣＤやＤＭＤ等のようなデバイスを映像源として用いた場合でのシンチレーションの改善効果をより向上させることができる。なお、ここでの「手前面２８上」も上記同様、レンチキュラーレンズシート２１に形成されたシリンドリカル型の第２レンズ２３の手前側の表面の箇所のことである。

上記シリンドリカル型の第１レンズ１２は、図１に示すように、略半円状の凸断面が鉛直方向Ｙに延びるものであり、一定のピッチで水平方向Ｘに多数配列している。水平方向Ｘのピッチは特に限定されないが、通常、シリンドリカル型の第２レンズ２３の［２／（２Ｎ＋１）×ピッチ］以下が好ましい（Ｎ：整数、Ｎ≧４）。このようなシリンドリカル型の第１レンズ１２は、映像源からの光を鉛直方向にあまり拡散させることなくレンチキュラーレンズシート２１に至らせるので、透過型スクリーン１０を通過する光の水平方向Ｘでの輝度の低下が生じ難く、十分な明るさと解像度を有する映像を観察者に提供することができる。

本発明では、フレネルレンズシート１１に形成されたシリンドリカル型の第１レンズ１２の焦点距離Ｆの２倍以上１５倍以下の位置と、レンチキュラーレンズシート２１に形成された光拡散層２２の手前面２７や第２レンズ２３の手前面２８との関係が上記の関係であれば、フレネルレンズシート１１に形成されたシリンドリカル型の第１レンズ１２は、光源側の面に設けられていてもレンチキュラーレンズシート側の面に設けられていてもよい。

一方、図４に示す本発明の要件を満たさない透過型スクリーン１００では、フレネルレンズシート１１１に設けられたシリンドリカル型のレンズ１１２で一旦集光した後の光が複数重なり合わない状態で光拡散層１２２により拡散されるので、シンチレーションを十分に抑制することができない。

次に、上記特徴を有するフレネルレンズシート１１の構成例について説明する。フレネルレンズシート１１は、図１〜図３に示すように、鉛直方向Ｙに延び且つ水平方向Ｘに多数形成されたシリンドリカル型の第１レンズ１２と、フレネルレンズ１３とが異なる面に形成されているものであれば、種々の構成のフレネルレンズシートを用いることができる。フレネルレンズ１３としては、通常、サーキュラーフレネルレンズが用いられ、フレネル中心がシート中心にあるものであってもシート中心から外れるものであってもよいが、フレネル中心がシート中心から外れる場合には、フレネルレンズを映像光が入射する側の面に設けることが好ましい。なお、図２〜図４に示すフレネルレンズシート１１，１１１は、フレネル中心がシート中心にあるフレネルレンズ１３，１１３をレンチキュラーレンズシート側の面に形成したことを模式的に示したものであるので、フレネルレンズ１３，１１３の各面の角度は厳密な角度では示していない。

図５〜図９は、本発明に用いることができる各種のフレネルレンズシートの例を示す概略斜視図である。図５は、映像光が入射する側の面又はレンチキュラーレンズシート側の面に鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第１レンズ１２が設けられ、他方の面にフレネルレンズ１３が設けられた一体型フレネルレンズシート５１の形態である。この形態の一体型フレネルレンズシート５１では、シリンドリカル型の第１レンズ１２は、映像光が入射する側の面に設けられていてもよいし、レンチキュラーレンズシート側の面に設けられていてもよい。また、図６は、映像光が入射する側の面にフレネル中心をシート中心から外したフレネルレンズ１４が設けられ、レンチキュラーレンズシート側の面に鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第１レンズ１２が設けられた一体型のフレネルレンズシート６１の形態である。また、図７は、映像光が入射する側の面にフレネルレンズ１３が設けられたフレネルレンズシート７１Ａと、当該フレネルレンズシート７１の側に鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第１レンズ１２が設けられたシート７１Ｂとを別体で配置した複合型フレネルレンズシート７１の形態である。また、図８は、映像光が入射する側の面にフレネル中心をシート中心から外したフレネルレンズ１４が設けられたフレネルレンズシート８１Ａと、当該フレネルレンズシート８１の側に鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第１レンズ１２が設けられたシート８１Ｂとを別体で配置した複合型フレネルレンズシート８１の形態である。

次に、レンチキュラーレンズシートの構成例について説明する。レンチキュラーレンズシートは、１層又は２層以上の光拡散層を少なくとも有するものであれば、種々の構成のレンチキュラーレンズシートを用いることができる。例えば、図１〜図３に示すように、シートの両面に鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズ２３，２４を備えた両面レンチキュラーレンズシート２１を用いることができる。また、図９に示すように、フレネルレンズシート側の面又は観察者側の面に鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズ９２を有する片面レンチキュラーレンズシート９１を用いることもできる。この形態の片面レンチキュラーレンズシート９１では、シリンドリカル型のレンズ９２は、フレネルレンズシート側の面に設けられていてもよいし、観察者側の面に設けられていてもよい。シリンドリカル型のレンズ９２がフレネルレンズシート側の面に設けられている場合には、観察者側の面に鉛直方向に延びるブラックストライプ層が水平方向に多数設けられていてもよい。また、図１０に示すように、第１斜面９４と第２斜面９５とからなる略Ｖ字形状の多数の溝９６が、観察者側の面から前記フレネルレンズシート側の面に向かって先細るように形成された光拡散部９７と、当該光拡散部９７の観察者側に設けられた支持シート９８とを有するＶ字型のレンチキュラーレンズシート９３を用いることもできる。

より詳しくは、図２〜図３に示す両面レンチキュラーレンズシート２１において、観察者側に形成されたシリンドリカルレンズ２４は、光源側に形成されたシリンドリカル型の第２レンズ２３よりもレンズ径が小さく、隣り合うレンチキュラーレンズ２４，２４間の台状部２５の表面に形成されたブラックストライプ層２６を挟んで水平方向に並列している。また、図１１に示すように、シリンドリカル型のレンズ９２がフレネルレンズシート側に設けられている形態の片面レンチキュラーレンズシート９１Ａとして、観察者側の面には、通常、所定間隔で設けられたブラックストライプ層８９を有し、さらに必要に応じて、その観察者側には、接着層８８を介して光拡散材を有する支持シート８７が貼り合わされているものを例示できる。

本発明で用いることができるレンチキュラーレンズシートは、水平拡散機能を有し且つ光拡散層を有するものであれば、従来公知の各種の形態からなるものを適用することができる。また、鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズに代えて、水平方向又は鉛直方向への光拡散機能を有するフライアイレンズを有するレンチキュラーレンズシートを適用してもよい。

レンチキュラーレンズシートが有する１層又は２層以上の光拡散層は、通常、光拡散材を含む層として形成される。光拡散材としては、例えば一般的に光学シートに用いられる光拡散材であればよく、スチレン樹脂微粒子、シリコーン樹脂微粒子、アクリル樹脂微粒子、ＭＳ樹脂（メタクリル−スチレン共重合樹脂）微粒子等の有機系微粒子、硫酸バリウム微粒子、ガラス微粒子、水酸化アルミニウム微粒子、炭酸カルシウム微粒子、シリカ（二酸化珪素）微粒子、酸化チタン微粒子、ガラスビーズ等の無機系微粒子等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を樹脂中に含有させることができる。

光拡散層を２層以上で構成する場合には、例えば、同一の光拡散材で含有割合の異なる複数の層を形成したものであってもよいし、異なる光拡散材で含有割合が同一又は異なる複数の層を形成したものであってもよい。

また、光拡散層として、上記のような光拡散材を含む層の他に、エンボス処理面等の凹凸層を用いてもよいが、こうした凹凸層は、例えば観察者側に平面を有したレンチキュラーレンズシート９１の、当該平面に形成される。

本発明の透過型スクリーンを構成するフレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシートの材質は特に限定されず、従来から知られているものを単独で又は任意に組み合わせて使用することができる。例えば、ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン等の合成樹脂が好適に用いられる。

特にフレネルレンズシートは、ＬＣＤやＤＭＤ等のような単光源デバイスに対応したファインピッチで形成され、その形成材料としては、例えばウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系等のアクリレート系樹脂材料が通常用いられる。そうしたフレネルレンズシートの作製は、上記放射線硬化型のアクリレート樹脂をフレネルレンズの賦形型に塗布し、さらにその上に載せた基材フィルム上から放射線（例えば紫外線や電子線等）を照射して放射線硬化型のアクリレート樹脂を硬化させることにより行うことができる。その後、賦形型からシートを剥離してフレネルレンズシートを作製する。

レンチキュラーレンズシートの作製は、上述した光拡散材を一定濃度含む光拡散層用の樹脂材料と、光拡散材を含まない透明層用の樹脂材料とを２層押出成形して行うことができる。また、予め透明層のみを所定の金型で押出成型したり、加熱プレス成型等で成形し、その後に光拡散層を積層する方法によっても成形することができる。

本発明の透過型スクリーンは、レンチキュラーレンズシートのさらに観察者側に、フロントシートが設けられていてもよい。フロントシートは、通常、比較的薄いレンチキュラーレンズシートの支持部材としての役割を担う剛性シート、又は、外光の映り込み等を防ぐ防眩部材としての役割を担うシートであり、例えば図１１に示した支持シート８７として設けられたものであってもよい。

また、前記レンチキュラーレンズシート及び前記フロントシートの表面には、機能層が形成されていてもよい。機能層としては、反射防止層、ハードコート層、防眩処理層又は帯電防止層を挙げることができ、反射防止層又はハードコート層を好ましく挙げることができる。特に観察者側に露出する面を有する場合には、こうした機能層を設けることが好ましく、通常、フロントシートには好ましく設けられる。反射防止層は、例えばフロントシートの観察者側の表面に反射防止剤を塗布することにより形成することができる。反射防止層が形成されたフロントシートは、外光がフロントシートの表面で反射するのを抑制することができる。一方、ハードコート層も、フロントシートの観察者側の表面にハードコート剤を塗布することにより形成することができる。

以上説明したように、本発明の透過型スクリーンは、要するに、フレネルレンズシートに形成された鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズの焦点距離の２倍の位置が、レンチキュラーレンズシートが有する光拡散層の手前に位置するものであれば、各種の形態からなるレンチキュラーレンズシートを用いてもよいし、各種の形態からなるフレネルレンズシートを用いてもよく、上記例示したフレネルレンズシートやレンチキュラーレンズシートに限定されない。また、レンチキュラーレンズシートが有する光拡散層の位置や形態についても、上記関係を有する限りにおいて特に限定されない。

（背面投射型表示装置）
図１２は、本発明の透過型スクリーンが装着された背面投写型表示装置の例を示す構成図である。図１２（Ａ）は、フレネル中心がシート面内にあるサーキュラーフレネルレンズを有する透過型スクリーン１３５が装着された背面投写型表示装置の例であり、図１２（Ｂ）は、フレネル中心がシート中心から外れたサーキュラーフレネルレンズを有する透過型スクリーン１３６が装着された背面投写型表示装置の例である。

背面投射型表示装置１３０ａ，１３０ｂは、本発明の透過型スクリーンを前面側の窓部に備えたものであり、比較的薄型の筐体１３１ａ，１３１ｂの底部に光源１３２ａ，１３２ｂが配置され、筐体１３１ａ，１３１ｂの後部壁内面には光源１３２ａ，１３２ｂからの光を透過型スクリーンに向かって反射させるミラー１３３ａ，１３３ｂが配置されている。このときの光源１３２ａ，１３２ｂは、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)やＤＬＰ(Digital Light Processing)を用いた単管方式の単光源である。

以下、実施例と比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

（比較例１）
先ず、図５に示す形態のフレネルレンズシートを準備した。フレネルレンズシートは、一方の面には、鉛直方向に延びる高さ０．０６５ｍｍのシリンドリカル型の第１レンズがピッチ０．１４３ｍｍで水平方向に多数形成され、他方の面には、フレネル中心をシートの中心に有するサーキュラーフレネルレンズが形成されたものを準備した。このとき、高さは、隣り合う第１レンズが交わるエッヂ部から第１レンズの頂部まで高さを指している。このフレネルレンズシートは、透明アクリル樹脂材料からなるサーキュラーフレネルレンズシートと、同じく透明アクリル樹脂材料からなるシリンドリカル型の第１レンズシートとを図５に示すように一体化させたものとした。

次に、図２に示す形態のレンチキュラーレンズシートを準備した。レンチキュラーレンズシートは、シートの両面に鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズを備えた両面レンチキュラーレンズシートとした。この両面レンチキュラーレンズシートにおいては、両面のシリンドリカルレンズはいずれもピッチ０．２７９ｍｍであり、また、観察者側に配置されることになるシリンドリカルレンズはレンズ高さが０．００５ｍｍであり、光源側（フレネルレンズシート側）に配置されることになるシリンドリカル型の第２レンズのレンズ高さ０．１３５ｍｍよりも小さく、また、隣り合うレンチキュラーレンズ間の台状部の表面に形成された幅０．１９５ｍｍのブラックストライプ層を挟んで水平方向に並列している。このレンチキュラーレンズシートは、透明アクリル樹脂材料からなり、両面のシリンドリカルレンズ間の厚さ（距離）は０．３３ｍｍであり、また、観察者側のシリンドリカルレンズの頂部からブラックストライプ層までの高さは０．０７０ｍｍである。このレンチキュラーレンズシートにおいて、光拡散層は、観察者側のシリンドリカルレンズ側から、上記した両面のシリンドリカルレンズ間の厚さの中間点まで形成されており、光拡散材である平均粒径８μｍのアクリル微粒子を１０重量％の割合で透明アクリル樹脂材料中に配合したものを用いて形成した。なお、上記した両面のシリンドリカルレンズ間の厚さ（距離）は、レンチキュラーレンズシートの両面に形成されたそれぞれのシリンドリカルレンズの断面における凸部−凸部間の厚さ（距離）のことである。

準備した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、フレネルレンズシートのフレネルレンズ側をレンチキュラーレンズシートのシリンドリカルレンズ側に配して、幅６０ｍｍ×縦６０ｍｍ×厚さ４．５ｍｍからなる比較例１の透過型スクリーンを構成した。この透過型スクリーンは、フレネルレンズシートが備えるシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の１倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上になるように構成した。

（実施例１）
比較例１において、フレネルレンズシートが備えるシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の２倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上になるように厚さ０．２ｍｍの透明アクリルシートをフレネルレンズシートとレンチキュラーシートの間に挟む他は、比較例１と同様にして、実施例１の透過型スクリーンを構成した。なお、この実施例１と以下の実施例２〜４及び比較例２においては、第１レンズの焦点距離の位置を調整するために、フレネルレンズシートとレンチキュラーシートの間にアクリルシートを挟んで調整しているが、本発明では、このようにアクリルシートを挟んで調整してもよいし、例えばスペーサ部材を一定間隔で挟むことによって調整してもよい。

（実施例２）
比較例１において、フレネルレンズシートが備えるシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の３倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上になるように厚さ０．４ｍｍの透明アクリルシートをフレネルレンズシートとレンチキュラーシートの間に挟む他は、比較例１と同様にして、実施例２の透過型スクリーンを構成した。

（実施例３）
比較例１において、フレネルレンズシートが備えるシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の１０倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上になるように厚さ１．８ｍｍの透明アクリルシートをフレネルレンズシートとレンチキュラーシートの間に挟む他は、比較例１と同様にして、実施例３の透過型スクリーンを構成した。

（実施例４）
比較例１において、フレネルレンズシートが備えるシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の１５倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上になるように厚さ２．８ｍｍの透明アクリルシートをフレネルレンズシートとレンチキュラーシートの間に挟む他は、比較例１と同様にして、実施例４の透過型スクリーンを構成した。

（比較例２）
比較例１において、フレネルレンズシートが備えるシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の２０倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上になるように厚さ３．８ｍｍの透明アクリルシートをフレネルレンズシートとレンチキュラーシートの間に挟む他は、比較例１と同様にして、比較例２の透過型スクリーンを構成した。

（映像評価）
実施例１〜４及び比較例１で得られた透過型スクリーンを背面投射型表示装置に装着し、映像評価を行った。映像評価は、各背面投射型表示装置の画面（スクリーン）の中心から、その画面の縦寸法の３倍長さ法線方向に離れた正面位置で行い、その結果を表１に目視シンチレーション評価Ａとして示した。また、同様に、画面（スクリーン）の中心から、その画面の縦寸法の３倍長さ法線方向に離れた斜め４５°の位置で行い、その結果を表１に目視シンチレーション評価Ｂとして示した。評価は、スクリーンセンターの映像を目視して行った。映像の評価基準としては、輝度ばらつき（シンチレーションと同じ。）がない場合を「◎」とし、輝度ばらつきはあるが弱い場合を「○」とし、輝度ばらつきが強い場合を「×」とした。なお、比較例２で得られた透過型スクリーンを用いたものは、輝度ばらつきは見られなかったが、後述の映像光のぼけが顕著であったため、正式なシンチレーション評価Ａ，Ｂは行わなかった。

（シンチレーション強度測定）
前記と同様に実施例１〜４及び比較例１で得られた透過型スクリーンを背面投射型表示装置に装着し、シンチレーション強度測定を行った。測定は、各背面投射型表示装置の画面（スクリーン）の中心から、その画面の法線方向に１ｍ離れた正面位置で行った。輝度計（ＰＲＯＭＥＴＲＩＣ社製、型番：ＰＭ−１４２３−１、カメラピクセル数：１６１×１６５）を用い、画面（スクリーン）の中央（４０ｍｍ×４０ｍｍ）を測定して輝度平均値（Ａｖｅ）と輝度面内ばらつき（標準偏差：σ）を得た。シンチレーション強度は、［標準偏差：σ］／［輝度平均値（Ａｖｅ）］×１００、で算出した。この式より、シンチレーション強度が小さいほど、シンチレーションが弱いことを表している。結果を表１に示した。

（映像光のぼけ評価）
前記の映像評価のときに、映像光のぼけ評価も併せて行った。ぼけ評価は、目視シンチレーション評価Ａと同様、各背面投射型表示装置の画面（スクリーン）の中心から、その画面の縦寸法の３倍長さ法線方向に離れた正面位置で行い、その結果を表１に示した。映像光のぼけ評価の評価基準としては、ぼけが目立って不良の場合は「×」とし、若干ぼけがあるが実用レベルの場合は「○」とし、ぼけがない場合は「◎」とした。なお、表１中「−」は、測定するには及ばなかったために測定していないことを示す表示である。

（結果）
表１の結果からわかるように、フレネルレンズシートに形成されたシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の１倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上にある比較例１の透過型スクリーンでは、輝度ばらつきが強く、シンチレーション強度も大きい値を示した。一方、フレネルレンズシートに形成されたシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の２倍、３倍、１０倍、１５倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上にある実施例１〜４の透過型スクリーンでは、輝度ばらつきがなく又は弱く、シンチレーション強度も小さく、映像光のぼけも無く良好であった。また、フレネルレンズシートに形成されたシリンドリカル型の第１レンズの焦点距離の２０倍の位置が、レンチキュラーレンズシートを構成する光拡散層の手前面上にある比較例２の透過型スクリーンでは、映像光のぼけが強く、不良であった。

なお、図１３は、本発明を構成する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備えた実施例２の透過型スクリーンの輝度測定結果（Ａ：実線）、及び、第１レンズが無い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備えた透過型スクリーンの輝度測定結果（Ｂ：破線）を比較したグラフである。図１３に示すように、両者の顕著な違いは認められず、シリンドリカル型の第１レンズが形成されたフレネルレンズシートを備えた実施例２の透過型スクリーンを用いた場合であっても、正面輝度の低下は認められなかった。なお、この場合の輝度測定は、背面投射型表示装置の画面（スクリーン）の中心から、その画面の法線方向に１ｍ離れた位置で、輝度計（ＭＩＮＯＬＴＡ社製、型番：ＬＳ−１１０）を水平方向に移動させ、画面（スクリーン）の中心に対して±７５°の視野角で測定した。

本発明の透過型スクリーンの一例を示す説明図である。 本発明の要件を満たす透過型スクリーンの一例を示す説明図である。 本発明の要件を満たす透過型スクリーンの他の一例を示す説明図である。 本発明の要件を満たさない透過型スクリーンの一例を示す説明図である。 本発明に用いることができるフレネルレンズシートの一例を示す概略斜視図である。 本発明に用いることができるフレネルレンズシートの他の一例を示す概略斜視図である。 本発明に用いることができるフレネルレンズシートの他の一例を示す概略斜視図である。 本発明に用いることができるフレネルレンズシートの他の一例を示す概略斜視図である。 本発明に用いることができるレンチキュラーレンズシートの一例を示す概略斜視図である。 本発明に用いることができるレンチキュラーレンズシートの他の一例を示す概略斜視図である。 本発明に用いることができるレンチキュラーレンズシートの他の例を示す断面図である。 本発明の透過型スクリーンが装着された背面投写型表示装置の例を示す構成図である。 本発明を構成する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備えた実施例２の透過型スクリーンの輝度測定結果（Ａ：実線）、及び、第１レンズが無い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備えた透過型スクリーンの輝度測定結果（Ｂ：破線）を比較したグラフである。

符号の説明

１０，１００ 透過型スクリーン
１１，１１１ フレネルレンズシート
１２，１１２ シリンドリカル型の第１レンズ
１３，１４，１１３ フレネルレンズ
２１，９１，９１Ａ，９３，１２１ レンチキュラーレンズシート
２２，１２２ 光拡散層
２３，１２３ 光源側のシリンドリカル型のレンズ
２４，１２４ 観察者側のシリンドリカル型のレンズ
２５，１２５ 台状部
２６，１２６ ブラックストライプ層
２７ 光拡散層の手前面（手前側の境界面）
２８ 第２レンズの手前面（手前側の表面）
５１，６１ 一体型フレネルレンズシート
７１，８１ 複合型フレネルレンズシート
７１Ａ、８１Ａ フレネルレンズシート
７１Ｂ，８１Ｂ シート
８７ 支持シート
８８ 接着層
８９ ブラックストライプ層
９１ 片面レンチキュラーレンズシート
９２ シリンドリカル型のレンズ
９３ Ｖ字型のレンチキュラーレンズシート
９４ 第１斜面
９５ 第２斜面
９６ 略Ｖ字形状の溝
９７ 光拡散部
９８ 支持シート
１３０ａ，１３０ｂ 背面投写型表示装置
１３１ａ，１３１ｂ 筐体
１３２ａ，１３２ｂ 光源
１３３ａ，１３３ｂ ミラー
１３５，１３６ 透過型スクリーン
Ｆ 焦点距離
Ｌ シリンドリカル型の第１レンズから光拡散層までの距離
Ｐ 焦点距離の２倍の位置
Ｑ 焦点位置
Ｒ シリンドリカル型の第１レンズの起点
Ｘ 水平方向
Ｙ 鉛直方向

Claims (8)

1. 一方の面には鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第１レンズが水平方向に多数形成されていると共に他方の面にはフレネルレンズが形成されているフレネルレンズシートと、１層又は２層以上の光拡散層を少なくとも有するレンチキュラーレンズシートとで構成されており、
   前記シリンドリカル型の第１レンズは、その焦点距離の２倍以上１５倍以下の位置が、前記光拡散層の手前面上に位置するように形成されていることを特徴とする透過型スクリーン。
2. 前記レンチキュラーレンズシートの前記フレネルレンズシート側の面に、鉛直方向に延びるシリンドリカル型の第２レンズが形成されているとき、
   前記フレネルレンズシートに形成された前記シリンドリカル型の第１レンズは、その焦点距離の２倍以上１５倍以下の位置が、当該レンチキュラーレンズシートに形成されたシリンドリカル型の第２レンズの手前面上に位置するように形成されている、請求項１に記載の透過型スクリーン。
3. 前記フレネルレンズシートは、映像光が入射する側の面に前記シリンドリカル型の第１レンズを配し、レンチキュラーレンズシート側の面に前記フレネルレンズを配するように構成されている、請求項１又は２に記載の透過型スクリーン。
4. 前記フレネルレンズシートは、映像光が入射する側の面に前記フレネルレンズを配し、レンチキュラーレンズシート側の面に前記シリンドリカル型の第１レンズを配するように構成されている、請求項１又は２に記載の透過型スクリーン。
5. 前記レンチキュラーレンズシートは、鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズを両面に有する両面レンチキュラーレンズシート、又は、鉛直方向に延びるシリンドリカル型のレンズを片面に有する片面レンチキュラーレンズシートである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透過型スクリーン。
6. 前記レンチキュラーレンズシートは、第１斜面と第２斜面とからなる略Ｖ字形状の多数の溝が、観察者側の面から前記フレネルレンズシート側の面に向かって先細るように形成された光拡散部と、当該光拡散部の観察者側に設けられた支持シートとを有するレンチキュラーレンズシートである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透過型スクリーン。
7. 前記フレネルレンズシートを構成する前記シリンドリカル型の第１レンズ及び前記フレネルレンズは、一体又は別体である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の透過型スクリーン。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の透過型スクリーンを有することを特徴とする背面投射型表示装置。

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