JP3384413B2

JP3384413B2 - フレネルレンズシート

Info

Publication number: JP3384413B2
Application number: JP30215092A
Authority: JP
Inventors: 一十六渡辺
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 2003-03-10
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JPH06148407A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えばプロジェクショ
ンテレビ用の透過型スクリーンを構成するフレネルレン
ズシートに関する。

【０００２】

【従来の技術】フレネルレンズシートには、同心円状に
鋸歯状のレンズ単位が形成されたサーキュラーフレネル
レンズが形成されていて、各鋸歯状のレンズ単位は、映
像光を屈折するレンズ面と、レンズ面の立上り部として
の非レンズ面から構成されている。

【０００３】このようなフレネルレンズシートのフレネ
ルレンズが形成された側の面を映像投射光源に向けて設
定した場合には、前記非レンズ面に入射する光が多く、
これが損失光となり、画面の周辺部で損失が多くて暗く
なるので、通常はフレネルレンズを形成した面を観察者
側に向けて配置している。

【０００４】前記フレネルレンズシートは透明樹脂で作
られているが、界面での光の反射があるために、フレネ
ルレンズ形成面を観察者側に向けてセットした場合に、
映像光以外に不要な光が虹状に見える虹目（レインボ
ー）や２重像等の現象が生じ、映像品質を低下させてい
た。

【０００５】詳細には、フレネルレンズシートの入射側
平滑面に入射した映像光が反対側のフレネルレンズ形成
面（出射面）のレンズ面で屈折されるときに、その一部
が界面で反射され、更に入射面で再度反射されて、出射
面の前記非レンズ面から出射されるが、この非レンズ面
から出射された光は、レンズ面で屈折される主要な光と
は出射方向が異なり、更に、フレネルレンズシート内に
入射する映像投射光源が、通常、赤、緑、及び青の単色
光源を水平配置してあって、各色の光が異なる入射角度
でフレネルレンズシートに入射するので、前記界面で反
射される内部反射光も各色で異なった場所から異なった
角度で出射されることになり、これが、虹目や２重像を
引起こす原因となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような、画像品質
を低下させる現象を改善させるために、従来は、例えば
実開昭６３−１８７１３９号公報に開示されるような、
フレネルレンズの非レンズ面を粗面化して、一方向に強
い不要光が出射しないようにしたもの、更に特開平４−
１２７１０１号公報に開示されるように、非レンズ面に
１μm Ｒmax の凹凸を形成したものが提案されている
が、何れも非レンズ面におけるのみの対策であって、更
に改善の余地がある。

【０００７】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、フレネルレンズ形成面（出射面）か
ら出射される不要光を更に低減させて、より品質の高い
映像を得ることができるようにしたフレネルレンズシー
トを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、シートの断
面内に、シート面に沿って進む光を吸収する複数の帯状
の光吸収層を、シート面方向に、その全面に亘って、適
宜間隔で、且つ、シート厚さ方向には、これと直交する
シート面方向よりも長く形成したことを特徴とするフレ
ネルレンズシートにより上記目的を達成するものであ
る。

【０００９】

【００１０】又、請求項２のように、フレネルレンズ面
を観察側に配置し、且つ、投射側にレンチキュラーレン
ズを設けると共に、前記光吸収層を、該レンチキュラー
レンズの光拡散方向と直角な方向に形成するようにして
もよい。更に、前記レンチキュラーレンズは、投射管側
の投射光入射面に、前記光拡散方向と直角なＶ字溝を有
し、フレネルレンズの屈折率をｎ、フレネルレンズシー
トと投射管の距離をｆ ₁ 、スクリーン中心０から該当す
るＶ字溝までの高さをｈ、投射光入射面と光吸収層との
距離をｔとしたとき、前記Ｖ字溝に対する最も近い光吸
収層のシート面方向のずれＳを、次の（１）式から得ら
れる数値としてもよい。

【数Ｂ】

【００１１】更に又、請求項４のように、フレネルレン
ズ面を観察側に配置し、且つ、投射側にはえの目レンズ
を設けると共に、前記光吸収層を、該はえの目レンズの
直交する２つの光拡散方向の少なくとも一方と直角な方
向に形成するようにしてもよい。

【００１２】

【作用及び効果】本発明は、画像光がフレネルレンズシ
ート内を１回のみ進むのに対して、虹目や２重像の原因
となる迷光がフレネルレンズシート内で多重反射し、し
かもシート面に平行に近い角度で進行することに着目
し、フレネルレンズシートの断面内に、シート面に沿っ
て進む迷光を吸収する光吸収層を形成して、画像光より
も高い確率で迷光を補足して、映像品質を向上させるこ
とができる。

【００１３】請求項２によれば、光吸収層により、入射
した映像光との干渉が少なく、迷光を吸収することがで
きる。

【００１４】請求項３によれば、投射側にレンチキュラ
ーレンズを設けた場合、光吸収層をレンチキュラーレン
ズの光拡散方向と直角な方向に形成して、画像光を妨げ
ることなく迷光を吸収することができる。

【００１５】又、請求項３においては、投射側にはえの
目レンズを設けた場合は、該はえの目レンズの直交する
２つの光拡散方向の少なくとも一方と直角方向に光吸収
層を形成し、光吸収層による画像光の損失を少なくしな
がら、効率的に迷光を吸収することができる。

【００１６】従って、虹目や２重像のようなフレネルレ
ンズシートが原因で生じる質の劣化を改善して、品質の
高い映像を得ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１８】本発明の第１実施例にかかるフレネルレン
ズシート１０は、図１及び図２に示されるように、フレ
ネルレンズ面１２が観察側に配置され、且つ、投射側に
レンチキュラーレンズ１４が設けられたものであって、
シート断面内にレンチキュラーレンズ１４による光拡散
方向と直交する方向に、且つ、シート厚さ方向は、これ
と直交するシート面方向よりも長い光吸収層１６を等間
隔に複数列配置したものである。

【００１９】図の符号１８はフレネルレンズ形成面１２
におけるフレネルレンズ面、２０は該フレネルレンズ面
１８の立上り部としての非レンズ面をそれぞれ示す。

【００２０】ここで、前記光吸収層１６とレンチキュラ
ーレンズ１４のＶ字溝１４Ａの位置関係は、該レンチキ
ュラーレンズ１４が垂直拡散用のシリンドリカルレンチ
キュラーレンズ（Ｖレンチ）の場合、図３に示されるよ
うなシート面方向のずれＳは、次の（１）式から得られ
る数値とされている。

【００２１】

【数１】

【００２２】ここで、n はフレネルレンズの屈折率、 f
₁はフレネルレンズシート１０と投射管（図示省略）の
距離、 hはスクリーン中心０から該当するＶレンチまで
の高さ、t は投射光入射面と光吸収層１６との距離、を
それぞれ示す。

【００２３】この実施例では、フレネルレンズシート１
０内で、フレネルレンズ面１８及び非レンズ面２０によ
って反射され、多重反射しようとする迷光は、図２に示
されるようにその多くが光吸収層１６に吸収されてしま
う。特に、（１）式の関係が充足されると、入射した映
像光との干渉が最も少なく、且つ迷光を吸収する効率が
良い。本発明者の実験によれば、この実施例において、
観察側に抜ける迷光は非常に低いレベルであった。

【００２４】上記実施例にかかるフレネルレンズシート
は、その一面にレンチキュラーレンズが設けられたもの
であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、図４
に示されるように投射側が平面２２とされたフレネルレ
ンズシート２４であってもよく、更に、図５に示される
ように、投射側がはえの目レンズ２６であるフレネルレ
ンズシート２８であってもよい。

【００２５】前記投射側が平面２２であるフレネルレン
ズシート２４の場合、光吸収層３０は、フレネルレンズ
面１８と隣接する非レンズ面２０と平行な同心円状に形
成してもよい（図６参照）。

【００２６】前記はえの目レンズ２６を用いたフレネル
レンズシート２８の場合、光吸収層３２は該はえの目レ
ンズ２６による直交する２つの光拡散方向とそれぞれ直
角な方向に格子状に形成する。

【００２７】なお、はえの目レンズ２６を用いたフレネ
ルレンズ２４の場合、光吸収層３２は、縦方向のみ、又
は横方向のみであってもよい。

【００２８】次に上記のような光吸収層１６、３２、３
０を有するフレネルレンズシート１０、２４、２８の製
造方法の一例を図７を参照して説明する。

【００２９】まず、図７（Ａ）に示されるように一方の
面にシリンドリカルレンチキュラーレンズ４０が形成さ
れた透明樹脂原反４２を形成する際に、前記シリンドリ
カルレンチキュラーレンズ４０と反対側の平面に該シリ
ンドリカルレンチキュラーレンズ４０と平行に溝４４を
形成する。このとき、透明樹脂原反４２は、押出し整型
法や、注型重合性型法（キャスト法）で製造する。

【００３０】次に、図７（Ｂ）で示されるように、前記
透明樹脂原反４２の溝４４側の面に、黒インク等の光吸
収材４６を塗布する。

【００３１】光吸収材４６を塗布した後に、該光吸収材
４６の過剰部分をドクターブレード（図示省略）等によ
り除去し、溝３４内に残った光吸収材４６を乾燥等の方
法で（硬化）定着させて、光吸収層４６Ａとする（図７
（Ｃ）参照）。次に、図７（Ｄ）に示されるように、フ
レネルレンズ金型４８上に光硬化性樹脂５０を塗布し、
更にその上から、前記光吸収材が溝４４に充填された透
明樹脂原反４２を、該溝４４側を光硬化性樹脂５０に向
けて被せる。

【００３２】透明樹脂原反４２をフレネルレンズ金型４
８方向に押付けた状態で、図７（Ｅ）に示されるよう
に、紫外線等の電離放射線を照射し、前記光硬化性樹脂
５０を硬化させて、フレネルレンズシート５２を形成す
る。該フレネルレンズシート５２を前記フレネルレンズ
金型４８から離型し、図７（Ｆ）に示されるように完成
品とする。

【００３３】

【００３４】この場合、フレネルレンズシートの製造方
法は、例えば図８に示されるように透明樹脂原反５４
の、シリンドリカルレンチキュラーレンズ４０の反対側
の面に、前記溝４４よりも幅の広い溝５６を形成し、こ
の溝５６が形成されていない凸状になった部分に光吸収
材４６を塗布し、この部分を光吸収層とするようにして
もよい。

【００３５】更に図９に示されるように、透明樹脂原反
５８の、シリンドリカルレンチキュラーレンズ４０と反
対側の平面に、光吸収材４６を適宜パターンで印刷し、
この部分を光吸収層とするようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフレネルレンズシートの実施例を
示す一部断面とした斜視図

【図２】同実施例に係るフレネルレンズシートを拡大し
て示す断面図

【図３】同実施例におけるレンチキュラーレンズと光吸
収層との位置関係を示す略示断面図

【図４】本発明の第２実施例に係るフレネルレンズシー
トを示す断面図

【図５】本発明の第３実施例に係るフレネルレンズシー
トを示す平面図

【図６】第２実施例のフレネルレンズシートを示す平面
図

【図７】本発明に係るフレネルレンズシートの製造過程
の一例を示す断面図

【図８】他の製造過程を示す断面図

【図９】更に他の製造過程を示す断面図

【符号の説明】

１０、２４、２８…フレネルレンズシート１２…フレネルレンズ形成面１４…レンチキュラーレンズ１４Ａ…Ｖ字溝１６…光吸収層１８…フレネルレンズ面２０…非レンズ面２２…平面２６…はえの目レンズ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シートの断面内に、シート面に沿って進む
光を吸収する複数の帯状の光吸収層を、シート面方向
に、その全面に亘って、適宜間隔で、且つ、シート厚さ
方向には、これと直交するシート面方向よりも長く形成
したことを特徴とするフレネルレンズシート。
【請求項２】請求項１において、フレネルレンズ形成面
が観察側に配置され、且つ、投射側にレンチキュラーレ
ンズが設けられ、前記光吸収層は、該レンチキュラーレ
ンズの光拡散方向と直角な方向に形成されたことを特徴
とするフレネルレンズシート。
【請求項３】請求項２において、前記レンチキュラーレ
ンズは、投射管側の投射光入射面に、前記光拡散方向と
直角なＶ字溝を有し、フレネルレンズの屈折率をｎ、フ
レネルレンズシートと投射管の距離をｆ₁、スクリーン
中心０から該当するＶ字溝までの高さをｈ、投射光入射
面と光吸収層との距離をｔとしたとき、前記Ｖ字溝に対
する最も近い光吸収層のシート面方向のずれＳを、次の
（１）式から得られる数値としたことを特徴とするフレ
ネルレンズシート。【数Ａ】
【請求項４】請求項１において、フレネルレンズ形成面
が観察側に配置され、且つ、投射側にはえの目レンズが
設けられ、前記光吸収層は、該はえの目レンズの直交す
る２つの光拡散方向の少なくとも一方と直角な方向に形
成されたことを特徴とするフレネルレンズシート。