JP3488046B2 - フレネルレンズシート - Google Patents

フレネルレンズシート

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JP3488046B2 JP17549197A JP17549197A JP3488046B2 JP 3488046 B2 JP3488046 B2 JP 3488046B2 JP 17549197 A JP17549197 A JP 17549197A JP 17549197 A JP17549197 A JP 17549197A JP 3488046 B2 JP3488046 B2 JP 3488046B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、フレネルレンズ
シートに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、この種の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スクリーンシート
とが組み合わせて使用されており、スクリーンの垂直視
野角を確保するために、レンチキュラースクリーンシー
ト中に光拡散性微粒子を均一に分散させる手法がとられ
ていた。また、従来、この光拡散性微粒子は、ガラスビ
ーズ等の高硬度の材料が使用されていた。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の透過型スクリーンは、ガラスビーズ等の高硬度の光拡
散性微粒子を含むレンチキュラースクリーンシートとフ
レネルレンズシートとを重ね合わせて使用しているの
で、製品の輸送中やスクリーンアッセンブリ時に、レン
チキュラースクリーンシートの入光側表面に分布するガ
ラスビーズ等によって、フレネルレンズシートのレンズ
部が摩耗しやすい、又は、傷付きやすい、という問題が
あった。 【0004】また、フレネルレンズシートは、そのレン
ズ部が鋭角な形状のために、フレネルレンズシート単独
で取り扱うときにも、傷が付きやすい、という問題点が
あった。 【0005】 発明は、単独であっても、レンズ部の
摩耗や傷等が発生することを防止するフレネルレンズシ
ートを提供することを課題とする。 【0006】 【0007】 【0008】 【0009】【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、 請求項の発明は、透過型スクリーンに用いられる
フレネルレンズシートにおいて、レンズ部を形成する部
材のロックウエル硬度(Hs)は、式(3) D40≦Hs≦M80〔23℃〕・・・(3) を満足することを特徴とするフレネルレンズシートであ
る。 【0010】 【発明の実施の形態】 (第1実施形態)以下、図面などを参照して、本発明の
実施の形態について、さらに詳しく説明する。図1は、
本発明による透過型スクリーンの第1実施形態を示す図
である。この透過型スクリーン1は、フレネルレンズシ
ート10と、レンチキュラースクリーンシート20とを
有している。フレネルレンズシート10は、アクリルや
ポリカーボネート等の樹脂からなる基部11と、出光側
に形成されたフレネルレンズ形状のレンズ部12とを備
えている。 【0011】レンチキュラースクリーンシート20は、
基部21の入光側に形成されたレンチキュラーレンズ形
状をした入光側レンズ部22と、出光側に設けられた出
光側レンズ23と、出光側の非出光部に設けられた外光
を吸収するブラックストライプ24などを備えている。
また、このレンチキュラースクリーンシート20は、ガ
ラスビーズ等の硬度の高い光拡散性微粒子30−1が出
射側に分布している(21Aの部分)。また、入射側に
は、アクリル等の架橋ビーズ等の硬度の低い光拡散性微
粒子30−2が分布している(21の部分)。 【0012】これによって、レンチキュラースクリーン
シート20の入光面には、硬度の高い光拡散性微粒子3
0−1がないために、その入光面と接するフレネルレン
ズシート10のレンズ部12は、透過型スクリーン1の
輸送時やアッセンブリ時に摩耗や傷等が発生しにくくな
る。 【0013】光拡散性微粒子30としては、石英ガラス
(SiO2 、100%)、以下の化合物の配合比を変え
たガラス(SiO2 、Al2 3 、B2 3 ,Fe2
3 、Na2 O、K2 O、MgO、CaO等)及びスチレ
ンやアクリル等の架橋プラスチック等が挙げられる。入
射側の光拡散性微粒子30−2には、上記硬度の低い架
橋プラスチックのビーズ、出射側の光拡散性微粒子30
−1には、上記ガラス、架橋ビーズの何れも使用するこ
とができる。また、これらは、二層押し出しにより成型
することができる。 【0014】また、このときの光拡散性微粒子30−
1,30−2の出射側ロックウエル硬度(Hp1),出
射側ロックウェル硬度(Hp2)としては、次式
(1),(2)を満たすことが好ましい。 M60≦Hp1≦C60〔23℃〕・・・(1) M60≦Hp2≦M120〔23℃〕・・・(2) 【0015】光拡散性微粒子として使用する最も硬いガ
ラスビーズとしては、石英ガラス(硬度C60)が挙げ
られる。また、レンチキュラーレンズの母剤の材料とし
ては、PMMA、ポリカーボネート、ポリスチレン等が
挙げられ、その硬度は、M60〜M120の間である。
架橋プラスチックビーズの硬度は、母剤の硬度よりやや
高めとなるが、ほぼ上記の硬度範囲内に相当すると考え
られる。ここで、レンチキュラーレンズの入光面に接す
るフレネルレンズ部の材料は、成形法によって異なる
が、レンチキュラーレンズの母剤の硬度よりやや低く、
D40〜M120の間となる。 【0016】ところで、フレネルレンズの摩耗を少なく
するには、レンチキュラーレンズの硬度をフレネルレン
ズの硬度に近づける必要がある。そのため、光拡散性微
粒子の硬度としては、母剤の硬度範囲内にするのが最も
望ましいわけであるが、実際に摩耗に関係するのは、レ
ンチキュラーレンズの入光側のために、入光側に分布す
る光拡散性微粒子の硬度を母材硬度に近くすれば問題は
なく、出射側に分布する光拡散性微粒子については、硬
度を制限する必要が無くなる。そこで、前述した式
(1)、式(2)のように、硬度設定した。 【0017】(第2実施形態)図2は、本発明による透
過型スクリーンの第2実施形態を示す図である。なお、
前述した第1実施形態と、同様な機能を果たす部分に
は、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略す
る。この実施形態の透過型スクリーン1Bは、フレネル
レンズシート10Bと、レンチキュラースクリーンシー
ト20Bとを有している。 【0018】フレネルレンズシート10Bは、レンズ部
12を形成する部材の硬度を低くしてある。このため
に、レンズ部12は、形状が鋭角であるが、その柔軟性
のために、フレネルレンズシート単独で取り扱う場合に
も、傷が付き難くなった。 【0019】また、スクリーンセットとして考えた場合
には、その硬度をレンチキュラースクリーンシート20
Bの母材の硬度よりも低してある。さらに、レンチキュ
ラースクリーンシート20に含まれる光拡散性微粒子3
0がほぼ均一に分布している場合には、フレネルレンズ
シート10のレンズ部12を形成する部材の硬度は、光
拡散性微粒子30の硬度よりも、低くしてある。 【0020】これによって、フレネルレンズシート10
のレンズ部12と、レンチキュラースクリーンシート2
0の入光面が接触した場合に、レンズ部12にかかる力
が、その変形に使われたときであっても、摩耗や傷等の
破損はなくなる。また、変形したレンズ部12は、硬度
が低く、柔軟性が高いので、復元するために光学的な問
題は生じない。 【0021】このときに、フレネルレンズシート10B
のレンズ部12Bを形成する部材のロックウエル硬度
(Hs)は、フレネルレンズシート10の基材として考
えられるアクリルやポリカーボネート等よりも低く設定
するので、次式(3)を満たす柔軟性を持つ材料にして
ある。 D40≦Hs≦M80〔23℃〕・・・(3) 【0022】上記(3)式を満たすためには、フレネル
レンズ部の材料として、硬度の低い柔軟性材料を選択す
ることにより実現することができる。成形法によって異
なるが、プレス成形による場合には、主剤にゴム成分を
添加するか、可塑剤を添加するかして、硬度を低くする
手法が挙げられる。また、キャスト成形やUV成形によ
る場合には、上記手法の他に架橋密度を下げる、ウレタ
ン系の柔軟性材料を配合する手法が挙げられる。 【0023】また、レンチキュラースクリーンシート2
0に含まれる光拡散性微粒子30がほぼ均一に分布して
いる場合には、その光拡散性微粒子30の硬度は、低く
設定してある。この理由は、光拡散性微粒子30の硬度
が高すぎると、フレネルレンズシート10Bのレンズ部
12Bの柔軟性が高いとしても、摩耗や傷等の破損が生
じてしまうためである。そこで、レンチキュラースクリ
ーンシート20に均一に含まれる光拡散性微粒子30の
ロックウエル硬度(Hp2)は、次式(2)を満たす材
料にしてある。 M60≦Hp2≦M120〔23℃〕・・・(2) 【0024】式(2)を満足するためには、前述したよ
うに、光拡散性微粒子の硬度を母材の硬度に近くする必
要があるために、材料としては、母剤に近いPMMAや
ポリスチレン、ポリカーボネート等の架橋プラスチック
ビーズを選択することが望ましい。 【0025】 【実施例】以下のサンプルNo.1〜No.32を用意
し、サザーランド摩耗試験を行い、フレネルレンズシー
ト10のレンズ部12の摩耗状態を確認した。 (I) サザーランド試験条件(JIS K5701
準拠) フレネルレンズシート10上に、レンチキュラースクリ
ーンシート20(重り1kgを加えたもの)を載せ、そ
のレンチキュラースクリーンシート20をフレネルレン
ズシート10上で円弧状に往復させる。このときの往復
速度は、43回/分とした。 【0026】(II) 評価方法 摩耗量の少ないものを10点、最も多いものを1点とし
評価した([表2]参照)。このときに、1〜3点まで
は、摩擦量が非常に多かった。4〜10点まではの差は
少なく、摩耗量も少なかった。 【0027】(III ) サンプル フレネルレンズシート10は、レンズ部12のロックウ
エル硬度がR100,D50,M80,M120の4種
類のものを用意した。また、レンチキュラースクリーン
シート20は、母材がM75であって、出光側に多く、
C50,M60,M90の光拡散性粒子30が分布した
もの、及び、母材がM75であって、C50,M12
0,M80,M60が光拡散性粒子30全体に均一に分
布したものを用意した。 【0028】(1)フレネルレンズのレンズ部部材 表1に示す材料を使用し、UV照射量2,000mJ/
cm2 で硬化されたもの。 【0029】 【表1】 【0030】(2)レンチキュラースクリーン母材 M75・・・HT013E(住友化学社製) (3)光拡散性微粒子(平均粒径はいずれも20μm) C50・・・石英ガラスビーズ M120・・・ポリエステルビーズ M80・・・スチレンビーズ M60・・・ポリカーボネートビーズ 【0031】上記各要素を用いて、次の表2に示すよう
に、No.1〜No.32の組み合わせのサンプルを作
製して、評価を行なった。その結果を表2に示した。 【0032】 【表2】 【0033】この表2から以下のことがわかる。レンチ
キュラースクリーンの入射側と出射側の光拡散微粒子の
成分が異なる場合には、出射側は、式(1)を、入射側
は、式(2)を満たす材料によれば摩耗性がよい結果と
なっている。 【0034】また、レンチキュラースクリーンに光拡散
性微粒子が均一に分布する場合には、フレネルレンズの
レンズ部材が式(3)を、光拡散性微粒子は式(2)を
満たす材料によれば摩耗性がよい結果となっている。特
に、フレネルレンズのレンズ部材の硬度がレンチキュラ
ースクリーン母材、光拡散性微粒子よりも小さい(N
o.18〜20、No.22〜24)場合には、摩耗性
がよくなっていることがわかる。 【0035】 【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、フレネルレンズシート単独であっても、摩耗や傷
等の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明による透過型スクリーンの第1実施形態
を示す図である。 【図2】本発明による透過型スクリーンの第2実施形態
を示す図である。 【符号の説明】 10 フレネルレンズシート 12 レンズ部 20 レンチキュラースクリーンシート 30 光拡散性微粒子 40 保護シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 21/62 G02B 3/00 G02B 5/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 透過型スクリーンに用いられるフレネル
    レンズシートにおいて、 レンズ部を形成する部材のロックウエル硬度(Hs)
    は、式(3) D40≦Hs≦M80〔23℃〕・・・(3) を満足することを特徴とするフレネルレンズシート。
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