JP4115635B2 - レンチキュラーレンズシート - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリアプロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーンのレンチキュラーレンズシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リアプロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーンは、一般に、２枚のレンズシートが重ね合わされた構成を有している。すなわち、光源側には、ＣＲＴからの映像光あるいは液晶を透過した映像光を一定の角度の範囲内になるように絞り込むフレネルレンズシートが配置され、観察者側には、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機能を有するレンチキュラーレンズシートが配置される。
【０００３】
従来のレンチキュラーレンズシートの概略斜視図を図１２に示す。図１２に示すように、レンチキュラーレンズシート１１では、映像光が入射する面にレンチキュラーレンズ１２が形成されている。レンチキュラーレンズシート１１の映像光が出射する面のうち、入射側の面に形成されたレンチキュラーレンズ１２からの光が集光される集光部１３を凸レンズ状に形成することが一般的である。集光部１３を凸レンズ状に形成するのは、映像光の水平方向における拡散性能を上げるためである。また、３管式ＣＲＴ光源と組み合わされて用いられるレンチキュラーレンズシートでは、特に３色の色ずれを補正するために集光部１３を凸レンズ状に形成することが必要となる。入射側の面に形成されたレンチキュラーレンズ１２からの光が集光しない非集光部１４（集光部１３以外の部分）は、レンチキュラーレンズシートに対して平行な頂部をもつ凸状とされる。そして、凸状部の頂部および凸状部側面の頂部寄りの部分（側面上部）にロールコート、スクリーン印刷、転写印刷などの手段により、黒色塗料等からなる外光吸収層１５が設けられて凸状の外光吸収部１６が形成される。これによって、レンチキュラーレンズシートに入射した外光のうち、レンチキュラーレンズシートの出射面で反射されて観察者側に戻る光を減少させ、映像コントラストの向上が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外光が存在する環境下で、高い映像コントラストを得るためには、レンチキュラーレンズシートの凸状の外光吸収部の頂部および側面上部に外光吸収層を設けただけでは十分とは言えず、外光の反射をより一層低減させることが課題となっている。
【０００５】
そこで、レンチキュラーレンズシートの外光吸収部の頂部および側面上部だけでなく側面の全部に外光吸収層を設けることが提案されている（実開昭５９−８７０４２号公報参照）。この方法によれば、外光を吸収する面積を増加させることができ、吸収される外光の割合を高めることができる。しかしながら、凸レンズ状の集光部が外光吸収部の側面下部よりも突き出ていることから、ロールコート、スクリーン印刷、転写印刷等の従来の外光吸収層形成手段によって、レンチキュラーレンズシートの外光吸収部の頂部だけでなく側面の全部に外光吸収層形成材料を塗布等しようとしても、凸状のレンズ部（集光部）に外光吸収層形成材料を付着させることなく、外光吸収部の裾部下端まで外光吸収層形成材料を塗布等することは極めて困難である。実際的な生産プロセスで凸状の外光吸収部の側面全部に外光吸収層形成材料が塗布等されたレンチキュラーレンズシートを製造することは難しい。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、外光反射を大幅に低減して高コントラストの鮮明な画像を得ることができるレンチキュラーレンズシートを提供すること、およびそのレンチキュラーレンズシートを簡易な手段で製造する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明のレンチキュラーレンズシートは、光透過性基板の一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、光透過性基板の他方の面における上記の各レンチキュラーレンズからの光の集光位置（なお、ここでいう集光位置とは、集光点に一致する場合と集光点近傍の場合との両者を含むものである。）に凸状のレンズ部を有し、当該他方の面における各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に、頂部に外光吸収層が設けられた凸状の外光吸収部を有しており、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部に外光吸収層が設けられており、該凸状のレンズ部の裾側における、該凹部に設けられた該外光吸収層の高さをｈ Ｌ で、該凹部の最底部から該凸状のレンズ部の頂部までの高さをＨ L でそれぞれ表すとき、Ｈ Ｌ およびｈ Ｌ が、０．０２≦ｈ L ／Ｈ L ≦０．４なる関係を満足することを特徴とする。上記外光吸収部の外光吸収層は、外光吸収部の頂部のみならず外光吸収部側面における頂部寄りの一部分にも設けることができる。
【０００８】
上記本発明のレンチキュラーレンズシートは、一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、他方の面の上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置に凸状のレンズ部を有しており、当該他方の面の上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に、頂部に外光吸収層が設けられるべき凸状の外光吸収部を有する光透過性基板における、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間に外光吸収材料を充填し、ついで該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部以外の部分の該外光吸収材料を取り除くことによって該凹部に外光吸収層を設け、その後、該凸状の外光吸収部の頂部に外光吸収層を設けるレンチキュラーレンズシートの製造方法によって製造される。ここで、凸状のレンズ部と凸状の外光吸収部との間に外光吸収材料を充填する際に、光透過性基板の当該他方の面の全面に外光吸収材料の層を設けても良い。また、該凸状の外光吸収部の頂部に外光吸収層を設ける際に、外光吸収部側面における頂部寄りの一部分にも外光吸収層を設けても良い。
【０００９】
また、上記本発明のレンチキュラーレンズシートは、一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、他方の面の上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置に凸状のレンズ部を有しており、当該他方の面の上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に凸状の外光吸収部を有する光透過性基板における、該凸状の外光吸収部の頂部に第１の外光吸収層を設け、ついで▲１▼該凸状の外光吸収部を含む面の全面に外光吸収材料の層を積層した後か、あるいは▲２▼該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間に外光吸収材料を充填した後に、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部に第２の外光吸収層が残るように、該凹部以外の部分の外光吸収材料を除去するレンチキュラーレンズシートの製造方法によって製造される。ここで、凸状の外光吸収部の頂部に第１の外光吸収層を設ける際に、外光吸収部側面における頂部寄りの一部分に外光吸収材料層を設けても良いことは同様である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のレンチキュラーレンズシートは、光透過性基板の一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、光透過性基板の他方の面における上記の各レンチキュラーレンズからの光の集光位置（集光点またはその近傍）に凸状のレンズ部を有し、当該他方の面における各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に、頂部に外光吸収層が設けられた凸状の外光吸収部を有している。図１に本発明のレンチキュラーレンズシートの第１の例における出射側の面の概略断面図を示す。このレンチキュラーレンズシート１は、凸状のレンズ部２と、頂部および側面における頂部側の一部に外光吸収層４が設けられた凸状の外光吸収部３とを有し、それぞれ凸状であるレンズ部２と外光吸収部３との中間にある凹部５にも外光吸収層６が設けられている。ここで、レンズ部２と外光吸収部３との間にある凹部は図１に示すように、シート面に対して平行なある程度の長さを有する逆台形状に近い形状である場合と、図２に示すように、谷状であってシート面に対して平行な部分が存在しない場合とがある。
【００１１】
このようにレンズ部２と外光吸収部３との間にある凹部に外光吸収層を設けることによって、外光がこの部分で吸収され、外光によるコントラストの低下が軽減される。そして、当該凹部は映像光が入射しない部分であり、ここに外光吸収層を設けても、レンチキュラーレンズシートの光学的性能を低下させることはない。
【００１２】
図３（ａ）は、レンズ部と外光吸収部との間に底面が略平坦な凹部がある場合を示し、同図（ｂ）は、レンズ部と外光吸収部との間の凹部の底面に略平坦な部分がない場合を示している。後で図４または図５に示すような成形ロールを用い、その形状を転写することによってレンチキュラーレンズシートを成形した場合であっても、得られたレンチキュラーレンズシートのレンズ部と外光吸収部との間の境界は必ずしも明瞭ではない。したがって、外光吸収部３の裾部、レンズ部２の裾部あるいは図３（ａ）に示す平坦な底部には、図３（ａ）の部分拡大図に示すような丸みを持った部分が存在するのが一般的である。
【００１３】
本発明のレンチキュラーレンズシートにおいて、より高いコントラストを得るためには、レンズ部２と外光吸収部３との間にある凹部に設けられる外光吸収層の幅が、レンチキュラーレンズシートの光学的性能を低下させない範囲で最大の幅であることが好ましい。外光吸収層の好ましい高さを図３を用いて説明する。図３（ａ）（ｂ）において、外光吸収部の裾およびレンズ部の裾における外光吸収層の幅をそれぞれＷＢおよびＷLで表す。また、図３（ａ）において、平坦な底部の幅をＷＦで表す。そして、外光吸収部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さをｈＢで、レンズ部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さをｈＬでそれぞれ表す。また、凹部の最底部からの外光吸収部の高さをＨBで、凹部の最底部からのレンズ部の高さをＨLでそれぞれ表す。
【００１４】
ここで、上記のＨＬおよびｈＬは、０．０２≦ｈＬ／ＨＬ≦０．４なる関係を満足することが必要である。この範囲にあることが、より一層高いコントラストが得られ、しかも透過率の低下の原因および斜めから画像を観察した際の色付きの原因となるレンズ部の裾における映像光のけられの影響を小さくすることができるからである。上記の範囲としては、０．０３≦ｈＬ／ＨＬ≦０．３を満足することがより好ましい。また、上記のＨＢおよびｈＢは、０．０１≦ｈＢ／ＨＢ≦０．３なる関係を満足することが好ましい。ｈＢ／ＨＢが０．０１以上であることによってより一層高いコントラストを得ることができる。ｈＢ／ＨＢの値の好ましい上限は光学性能から決まるものではなく、レンズ部の映像光透過領域に光吸収層形成材料が付着し、あるいはレンズ部の映像光透過領域に光吸収層形成材料が残ってしまうことを防止しつつ、該凹部に外光吸収層を形成しなければならないというレンチキュラーレンズシートの製造上の観点から決まるものである。上記の範囲としては、０．０２≦ｈＢ／ＨＢ≦０．２５を満足することがより好ましい。本発明のレンチキュラーレンズシートでは、上記のｈＬ／ＨＬの好ましい範囲およびｈＢ／ＨＢの好ましい範囲をともに満足することが良い。
【００１５】
次に、本発明によるレンチキュラーレンズシートの製造方法の一例について説明する。まず、光透過性の熱可塑性樹脂を溶融押出ししてレンチキュラーレンズシート基板を製造する。すなわち、一方にレンチキュラーレンズの逆型形状が彫刻され、他方に凸状のレンズ部の逆型形状およびシート面に対して平行な頂部を有する外光吸収層を設けるための外光吸収部の逆型形状が彫刻された一対の金属製成形ロール間に光透過性の熱可塑性樹脂を通し、当該彫刻形状を賦形してレンチキュラーレンズシート基板を成形する。
【００１６】
成形ロールに設けられた逆型形状は、一般には成形ロール表層の銅メッキ部分を旋盤により彫刻することにより形成される。レンズ部および外光吸収部の形成に用いられる成形ロールとしては、光学性能の点からは、図４に示すようにレンズ部および外光吸収部が密接しており、先端が尖った形状のものが理想的である。しかし、図４に示すような逆型の形状では、シート成形時の樹脂圧により成形ロール先端の尖った部分が倒れてしまい所定の形状が得られないことがある。このような成形ロール先端の倒れを回避するために、図５に示すように逆型の彫刻部の先端にフラットな部分を設けることがある。このような成形ロールを用いれば、図１に示すように、成形されたレンチキュラーレンズシートのレンズ部と外光吸収部との間に底面が略フラットな凹部が形成されることになる。
【００１７】
すなわち、レンズ部と外光吸収部との間の底面が略フラットな凹部は、シート成形時に制約があることから設けられているものである。この凹部はレンチキュラーレンズシートの光学的な機能に影響を及ぼす部分ではなく、この凹部に外光吸収層を設けても映像光が損なわれることはない。また、映像光に影響を与えない範囲内であれば、外光吸収層がレンズ部の側面の凹部側の一部（裾部）に設けられても問題はない。前述の図４に示す成形ロールで賦型された本発明のレンチキュラーレンズシートは図２に示すような形状となる。
【００１８】
ついで、光透過性のレンチキュラーレンズシート基板のレンズ部と外光吸収部との間にある凹部に外光吸収層を設ける。凹部の外光吸収層は、レンズ部と外光吸収部との間に外光吸収材料を充填し、凹部以外の部分の不用な外光吸収材料を取り除くことによって形成される。
【００１９】
外光吸収材料としては、光透過性基板の材質を考慮して選択されたビヒクルを含む、溶剤型、２液反応型、紫外線（ＵＶ）硬化型などの公知のインク組成物あるいは塗料組成物に、光吸収性の黒色顔料、艶消し剤であるシリカ、炭酸カルシウムなどを添加して調製されたものが用いられる。
【００２０】
凹部への外光吸収材料の充填方法としては、スクリーン印刷、カーテンコーター、ロールコーター、スプレー塗布などの方法が用いられる。この際、レンズ部と外光吸収部との間のみに外光吸収材料を充填してもよく、レンチキュラーレンズシート基板の出射側の全面に外光吸収材料を塗布等してもよい。
【００２１】
凹部以外の部分の不用な外光吸収材料を取り除く方法としては、ウレタンゴム、シリコンゴム等のゴム弾性素材で作られたヘラあるいはブレードにより掻き取る方法、回転ブラシ状のもので掻き取る方法などが挙げられる。レンズ部にインクが残らず、凹部に均一に外光吸収材料を残すためには、凹部に沿った方向に掻き取るのが良い。また、掻き取りを２回ないしそれ以上繰り返して行ってもよい。図６にスクリーン印刷で用いられる「スキージ」と呼ばれるヘラ状のゴムで掻き取る方法を模式的に示す。図７には、レンチキュラーレンズシートの端辺の内側に外光吸収材料を線状に流し入れ、それをヘラ状ゴムなどで前方に塗布すると同時に掻き取る方法を模式的に示している。
【００２２】
以上のようにして凹部に外光吸収層を設けた後で、凸状の外光吸収部の頂部に外光吸収層を設けるか、あるいは外光吸収部の頂部およびその側面の頂部寄りの一部に外光吸収層を設ける。この外光吸収層は、インクまたは塗料を頂部等に塗布し、その後、加熱する、紫外線を照射するなどの方法によって塗膜を硬化させることにより形成される。ここで、上記の外光吸収部の頂部に形成される外光吸収層の材料と、上記の凹部に形成される外光吸収層の材料とは、同一の材料でも、異なる材料でもいずれでも良い。
【００２３】
本発明のレンチキュラーレンズシートの製造方法において、凹部の外光吸収層と外光吸収部の頂部等の外光吸収層との形成順序を上記の説明とは逆にしても良い。すなわち、該凸状の外光吸収部の頂部に第１の外光吸収層を設け、ついで▲１▼該凸状の外光吸収部を含む面の全面に外光吸収材料の層を積層するか、あるいは▲２▼該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間に外光吸収材料を充填した後に、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部に第２の外光吸収層が残るように、該凹部以外の部分の外光吸収材料を除去することによって本発明のレンチキュラーレンズシートを製造しても良い。
【００２４】
以上説明した方法で本発明のレンチキュラーレンズシートを効率的に製造するためには、凸状の外光吸収部３の側面と凹部５との境界、および凸状のレンズ部２の側面と凹部５との境界において形状が非連続的に変化しており、それらの境界が明瞭であることが好ましい。図８は、深い溝のような、断面が長方形に近い凹部を設けることによって、外光吸収部、凹部およびレンズ部の間に明瞭な境界が設けられた本発明のレンチキュラーレンズシートの一例を示す断面図である（ただし、光吸収部３の斜面は傾斜が大きいため、外光吸収部３の側面と凹部５との間は若干不明瞭な境界となる。）。塗布等によりこの凹部に形成される外光吸収層は、図８（ｂ）に示すように凹部の溝形状に沿ったものであっても、図８（ｃ）に示すように凹部の溝全体を埋めるようなものであってもいずれでも良い。ここで、該凹部の深さに関しては、レンズ部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さｈＬと凹部の最底部からのレンズ部の高さをＨLとが、０．０２≦ｈL／ＨL≦０．４なる関係を満足する範囲で、ｈLが２μm以上であることが好ましく、さらに、ｈＬが３μm以上であることがより好ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。図９に示すような形状の押出し成形されたレンチキュラーレンズシート基板の出射側にある凸状のレンズ部２、凸状の外光吸収部３および凹部５を含む全面にスクリーン印刷法により黒色インクを塗布する。黒色インク塗布後のシート基板の概略断面図を図１０に示す。次に、スクリーン印刷用のスキージゴムにより余分のインクを掻き取り、図１１に示すように凹部に外光吸収層を設ける。その後、スクリーン印刷法により、外光吸収部の頂部および側面の頂部寄りの一部に黒色インクを塗布し、外光吸収層を設け、図１に示す断面形状のレンチキュラーレンズシートを得る。
【００２６】
本発明のレンチキュラーレンズシートおよび凹部に外光吸収層が設けられていない従来のレンチキュラーレンズシートをそれぞれフレネルレンズシートと組合せ、これをそれぞれプロジェクションテレビにセットして、コントラストを測定し両者の比較を行った。両レンチキュラーレンズシートのレンズピッチ等の基本的な形態は同一である。ここで、白色の映像光輝度をＷ、黒色の映像光輝度をＢ、外光反射輝度をＸとおくと、コントラストＣは次の式で表わされる。
Ｃ＝（Ｗ＋Ｘ）／（Ｂ＋Ｘ）
【００２７】
外光を室内の蛍光灯として、スクリーン面の照度を２５０ｌｘとした。映像光の輝度および外光の反射輝度は、スクリーン中央部の正面において３ｍ離れた位置で２°視野の条件で測定した。測定結果を表１に示す。なお、表１の測定結果を得たレンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズの諸元は表２に示す通りである。
【００２８】
【表１】
【表２】
【００２９】
表１に示すように、本発明のレンチキュラーレンズシートによってコントラストが１８％改善された。また、目視でも黒色画面の黒さの差は歴然としており、本発明のレンチキュラーレンズシートによって外光反射が大幅に低減された。
【００３０】
次に、上記本実施例の方法によって凹部に外光吸収層を形成するにあたり、表３に示すように凹部の外光吸収層の塗布範囲を変化させた３種類のレンチキュラーレンズシートを作製して、それぞれの光学性能およびコントラストを評価した。
【００３１】
【表３】
【００３２】
表３に評価結果を示すように、外光吸収部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さｈＢと凹部の最底部からの外光吸収部の高さＨBとの比ｈＢ／ＨBが０．００７であるレンチキュラーレンズシートＮｏ．２では、上記の比ｈＢ／ＨBが０．０１を超えるレンチキュラーレンズシートＮｏ．１および同Ｎｏ．３よりもコントラストが若干劣っている。また、レンズ部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さｈＬと凹部の最底部からのレンズ部の高さＨLとの比ｈL／ＨLが０．５であるレンチキュラーレンズシートＮｏ．３では、上記の比ｈL／ＨLが０．４以下であるレンチキュラーレンズシートＮｏ．１および同Ｎｏ．２よりも透過率がやや低かった。レンチキュラーレンズシートＮｏ．３の画像を斜め方向から観察したときには、色付きがわずかに観察された。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のレンチキュラーレンズシートによれば、外光反射が大幅に低減され、高コントラストの鮮明な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンチキュラーレンズシートの出射面を示す断面図である。
【図２】本発明のレンチキュラーレンズシートの第２の例の出射面を示す断面図である。
【図３】凹部に形成される外光吸収層の好ましい高さを説明するための図である。
【図４】出射面形状を賦形する成形ロールの形状の一例を示す断面図である。
【図５】出射面形状を賦形する成形ロールの形状の他の例を示す断面図である。
【図６】凹部以外の外光吸収材料を取り除く方法の一例を示す図である。
【図７】凹部以外の外光吸収材料を取り除く方法の他の一例を示す図である。
【図８】深い溝のような凹部が設けられた本発明のレンチキュラーレンズシートの一例を示す断面図である
【図９】押出し成形されたレンチキュラーレンズシート基板の出射面を示す断面図である。
【図１０】外光吸収材料が全面に塗布されたレンチキュラーレンズシート基板の出射面を示す断面図である。
【図１１】凹部以外の外光吸収材料を取り除いたレンチキュラーレンズシート基板の出射面を示す断面図である。
【図１２】従来のレンチキュラーレンズシートの概略斜視図である。
【符号の説明】
１：レンチキュラーレンズシート
２：レンズ部
３：外光吸収部
４，６：外光吸収層
５：凹部
【発明の属する技術分野】
本発明はリアプロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーンのレンチキュラーレンズシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リアプロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーンは、一般に、２枚のレンズシートが重ね合わされた構成を有している。すなわち、光源側には、ＣＲＴからの映像光あるいは液晶を透過した映像光を一定の角度の範囲内になるように絞り込むフレネルレンズシートが配置され、観察者側には、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機能を有するレンチキュラーレンズシートが配置される。
【０００３】
従来のレンチキュラーレンズシートの概略斜視図を図１２に示す。図１２に示すように、レンチキュラーレンズシート１１では、映像光が入射する面にレンチキュラーレンズ１２が形成されている。レンチキュラーレンズシート１１の映像光が出射する面のうち、入射側の面に形成されたレンチキュラーレンズ１２からの光が集光される集光部１３を凸レンズ状に形成することが一般的である。集光部１３を凸レンズ状に形成するのは、映像光の水平方向における拡散性能を上げるためである。また、３管式ＣＲＴ光源と組み合わされて用いられるレンチキュラーレンズシートでは、特に３色の色ずれを補正するために集光部１３を凸レンズ状に形成することが必要となる。入射側の面に形成されたレンチキュラーレンズ１２からの光が集光しない非集光部１４（集光部１３以外の部分）は、レンチキュラーレンズシートに対して平行な頂部をもつ凸状とされる。そして、凸状部の頂部および凸状部側面の頂部寄りの部分（側面上部）にロールコート、スクリーン印刷、転写印刷などの手段により、黒色塗料等からなる外光吸収層１５が設けられて凸状の外光吸収部１６が形成される。これによって、レンチキュラーレンズシートに入射した外光のうち、レンチキュラーレンズシートの出射面で反射されて観察者側に戻る光を減少させ、映像コントラストの向上が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外光が存在する環境下で、高い映像コントラストを得るためには、レンチキュラーレンズシートの凸状の外光吸収部の頂部および側面上部に外光吸収層を設けただけでは十分とは言えず、外光の反射をより一層低減させることが課題となっている。
【０００５】
そこで、レンチキュラーレンズシートの外光吸収部の頂部および側面上部だけでなく側面の全部に外光吸収層を設けることが提案されている（実開昭５９−８７０４２号公報参照）。この方法によれば、外光を吸収する面積を増加させることができ、吸収される外光の割合を高めることができる。しかしながら、凸レンズ状の集光部が外光吸収部の側面下部よりも突き出ていることから、ロールコート、スクリーン印刷、転写印刷等の従来の外光吸収層形成手段によって、レンチキュラーレンズシートの外光吸収部の頂部だけでなく側面の全部に外光吸収層形成材料を塗布等しようとしても、凸状のレンズ部（集光部）に外光吸収層形成材料を付着させることなく、外光吸収部の裾部下端まで外光吸収層形成材料を塗布等することは極めて困難である。実際的な生産プロセスで凸状の外光吸収部の側面全部に外光吸収層形成材料が塗布等されたレンチキュラーレンズシートを製造することは難しい。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、外光反射を大幅に低減して高コントラストの鮮明な画像を得ることができるレンチキュラーレンズシートを提供すること、およびそのレンチキュラーレンズシートを簡易な手段で製造する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明のレンチキュラーレンズシートは、光透過性基板の一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、光透過性基板の他方の面における上記の各レンチキュラーレンズからの光の集光位置（なお、ここでいう集光位置とは、集光点に一致する場合と集光点近傍の場合との両者を含むものである。）に凸状のレンズ部を有し、当該他方の面における各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に、頂部に外光吸収層が設けられた凸状の外光吸収部を有しており、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部に外光吸収層が設けられており、該凸状のレンズ部の裾側における、該凹部に設けられた該外光吸収層の高さをｈ Ｌ で、該凹部の最底部から該凸状のレンズ部の頂部までの高さをＨ L でそれぞれ表すとき、Ｈ Ｌ およびｈ Ｌ が、０．０２≦ｈ L ／Ｈ L ≦０．４なる関係を満足することを特徴とする。上記外光吸収部の外光吸収層は、外光吸収部の頂部のみならず外光吸収部側面における頂部寄りの一部分にも設けることができる。
【０００８】
上記本発明のレンチキュラーレンズシートは、一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、他方の面の上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置に凸状のレンズ部を有しており、当該他方の面の上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に、頂部に外光吸収層が設けられるべき凸状の外光吸収部を有する光透過性基板における、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間に外光吸収材料を充填し、ついで該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部以外の部分の該外光吸収材料を取り除くことによって該凹部に外光吸収層を設け、その後、該凸状の外光吸収部の頂部に外光吸収層を設けるレンチキュラーレンズシートの製造方法によって製造される。ここで、凸状のレンズ部と凸状の外光吸収部との間に外光吸収材料を充填する際に、光透過性基板の当該他方の面の全面に外光吸収材料の層を設けても良い。また、該凸状の外光吸収部の頂部に外光吸収層を設ける際に、外光吸収部側面における頂部寄りの一部分にも外光吸収層を設けても良い。
【０００９】
また、上記本発明のレンチキュラーレンズシートは、一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、他方の面の上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置に凸状のレンズ部を有しており、当該他方の面の上記各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に凸状の外光吸収部を有する光透過性基板における、該凸状の外光吸収部の頂部に第１の外光吸収層を設け、ついで▲１▼該凸状の外光吸収部を含む面の全面に外光吸収材料の層を積層した後か、あるいは▲２▼該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間に外光吸収材料を充填した後に、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部に第２の外光吸収層が残るように、該凹部以外の部分の外光吸収材料を除去するレンチキュラーレンズシートの製造方法によって製造される。ここで、凸状の外光吸収部の頂部に第１の外光吸収層を設ける際に、外光吸収部側面における頂部寄りの一部分に外光吸収材料層を設けても良いことは同様である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のレンチキュラーレンズシートは、光透過性基板の一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、光透過性基板の他方の面における上記の各レンチキュラーレンズからの光の集光位置（集光点またはその近傍）に凸状のレンズ部を有し、当該他方の面における各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に、頂部に外光吸収層が設けられた凸状の外光吸収部を有している。図１に本発明のレンチキュラーレンズシートの第１の例における出射側の面の概略断面図を示す。このレンチキュラーレンズシート１は、凸状のレンズ部２と、頂部および側面における頂部側の一部に外光吸収層４が設けられた凸状の外光吸収部３とを有し、それぞれ凸状であるレンズ部２と外光吸収部３との中間にある凹部５にも外光吸収層６が設けられている。ここで、レンズ部２と外光吸収部３との間にある凹部は図１に示すように、シート面に対して平行なある程度の長さを有する逆台形状に近い形状である場合と、図２に示すように、谷状であってシート面に対して平行な部分が存在しない場合とがある。
【００１１】
このようにレンズ部２と外光吸収部３との間にある凹部に外光吸収層を設けることによって、外光がこの部分で吸収され、外光によるコントラストの低下が軽減される。そして、当該凹部は映像光が入射しない部分であり、ここに外光吸収層を設けても、レンチキュラーレンズシートの光学的性能を低下させることはない。
【００１２】
図３（ａ）は、レンズ部と外光吸収部との間に底面が略平坦な凹部がある場合を示し、同図（ｂ）は、レンズ部と外光吸収部との間の凹部の底面に略平坦な部分がない場合を示している。後で図４または図５に示すような成形ロールを用い、その形状を転写することによってレンチキュラーレンズシートを成形した場合であっても、得られたレンチキュラーレンズシートのレンズ部と外光吸収部との間の境界は必ずしも明瞭ではない。したがって、外光吸収部３の裾部、レンズ部２の裾部あるいは図３（ａ）に示す平坦な底部には、図３（ａ）の部分拡大図に示すような丸みを持った部分が存在するのが一般的である。
【００１３】
本発明のレンチキュラーレンズシートにおいて、より高いコントラストを得るためには、レンズ部２と外光吸収部３との間にある凹部に設けられる外光吸収層の幅が、レンチキュラーレンズシートの光学的性能を低下させない範囲で最大の幅であることが好ましい。外光吸収層の好ましい高さを図３を用いて説明する。図３（ａ）（ｂ）において、外光吸収部の裾およびレンズ部の裾における外光吸収層の幅をそれぞれＷＢおよびＷLで表す。また、図３（ａ）において、平坦な底部の幅をＷＦで表す。そして、外光吸収部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さをｈＢで、レンズ部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さをｈＬでそれぞれ表す。また、凹部の最底部からの外光吸収部の高さをＨBで、凹部の最底部からのレンズ部の高さをＨLでそれぞれ表す。
【００１４】
ここで、上記のＨＬおよびｈＬは、０．０２≦ｈＬ／ＨＬ≦０．４なる関係を満足することが必要である。この範囲にあることが、より一層高いコントラストが得られ、しかも透過率の低下の原因および斜めから画像を観察した際の色付きの原因となるレンズ部の裾における映像光のけられの影響を小さくすることができるからである。上記の範囲としては、０．０３≦ｈＬ／ＨＬ≦０．３を満足することがより好ましい。また、上記のＨＢおよびｈＢは、０．０１≦ｈＢ／ＨＢ≦０．３なる関係を満足することが好ましい。ｈＢ／ＨＢが０．０１以上であることによってより一層高いコントラストを得ることができる。ｈＢ／ＨＢの値の好ましい上限は光学性能から決まるものではなく、レンズ部の映像光透過領域に光吸収層形成材料が付着し、あるいはレンズ部の映像光透過領域に光吸収層形成材料が残ってしまうことを防止しつつ、該凹部に外光吸収層を形成しなければならないというレンチキュラーレンズシートの製造上の観点から決まるものである。上記の範囲としては、０．０２≦ｈＢ／ＨＢ≦０．２５を満足することがより好ましい。本発明のレンチキュラーレンズシートでは、上記のｈＬ／ＨＬの好ましい範囲およびｈＢ／ＨＢの好ましい範囲をともに満足することが良い。
【００１５】
次に、本発明によるレンチキュラーレンズシートの製造方法の一例について説明する。まず、光透過性の熱可塑性樹脂を溶融押出ししてレンチキュラーレンズシート基板を製造する。すなわち、一方にレンチキュラーレンズの逆型形状が彫刻され、他方に凸状のレンズ部の逆型形状およびシート面に対して平行な頂部を有する外光吸収層を設けるための外光吸収部の逆型形状が彫刻された一対の金属製成形ロール間に光透過性の熱可塑性樹脂を通し、当該彫刻形状を賦形してレンチキュラーレンズシート基板を成形する。
【００１６】
成形ロールに設けられた逆型形状は、一般には成形ロール表層の銅メッキ部分を旋盤により彫刻することにより形成される。レンズ部および外光吸収部の形成に用いられる成形ロールとしては、光学性能の点からは、図４に示すようにレンズ部および外光吸収部が密接しており、先端が尖った形状のものが理想的である。しかし、図４に示すような逆型の形状では、シート成形時の樹脂圧により成形ロール先端の尖った部分が倒れてしまい所定の形状が得られないことがある。このような成形ロール先端の倒れを回避するために、図５に示すように逆型の彫刻部の先端にフラットな部分を設けることがある。このような成形ロールを用いれば、図１に示すように、成形されたレンチキュラーレンズシートのレンズ部と外光吸収部との間に底面が略フラットな凹部が形成されることになる。
【００１７】
すなわち、レンズ部と外光吸収部との間の底面が略フラットな凹部は、シート成形時に制約があることから設けられているものである。この凹部はレンチキュラーレンズシートの光学的な機能に影響を及ぼす部分ではなく、この凹部に外光吸収層を設けても映像光が損なわれることはない。また、映像光に影響を与えない範囲内であれば、外光吸収層がレンズ部の側面の凹部側の一部（裾部）に設けられても問題はない。前述の図４に示す成形ロールで賦型された本発明のレンチキュラーレンズシートは図２に示すような形状となる。
【００１８】
ついで、光透過性のレンチキュラーレンズシート基板のレンズ部と外光吸収部との間にある凹部に外光吸収層を設ける。凹部の外光吸収層は、レンズ部と外光吸収部との間に外光吸収材料を充填し、凹部以外の部分の不用な外光吸収材料を取り除くことによって形成される。
【００１９】
外光吸収材料としては、光透過性基板の材質を考慮して選択されたビヒクルを含む、溶剤型、２液反応型、紫外線（ＵＶ）硬化型などの公知のインク組成物あるいは塗料組成物に、光吸収性の黒色顔料、艶消し剤であるシリカ、炭酸カルシウムなどを添加して調製されたものが用いられる。
【００２０】
凹部への外光吸収材料の充填方法としては、スクリーン印刷、カーテンコーター、ロールコーター、スプレー塗布などの方法が用いられる。この際、レンズ部と外光吸収部との間のみに外光吸収材料を充填してもよく、レンチキュラーレンズシート基板の出射側の全面に外光吸収材料を塗布等してもよい。
【００２１】
凹部以外の部分の不用な外光吸収材料を取り除く方法としては、ウレタンゴム、シリコンゴム等のゴム弾性素材で作られたヘラあるいはブレードにより掻き取る方法、回転ブラシ状のもので掻き取る方法などが挙げられる。レンズ部にインクが残らず、凹部に均一に外光吸収材料を残すためには、凹部に沿った方向に掻き取るのが良い。また、掻き取りを２回ないしそれ以上繰り返して行ってもよい。図６にスクリーン印刷で用いられる「スキージ」と呼ばれるヘラ状のゴムで掻き取る方法を模式的に示す。図７には、レンチキュラーレンズシートの端辺の内側に外光吸収材料を線状に流し入れ、それをヘラ状ゴムなどで前方に塗布すると同時に掻き取る方法を模式的に示している。
【００２２】
以上のようにして凹部に外光吸収層を設けた後で、凸状の外光吸収部の頂部に外光吸収層を設けるか、あるいは外光吸収部の頂部およびその側面の頂部寄りの一部に外光吸収層を設ける。この外光吸収層は、インクまたは塗料を頂部等に塗布し、その後、加熱する、紫外線を照射するなどの方法によって塗膜を硬化させることにより形成される。ここで、上記の外光吸収部の頂部に形成される外光吸収層の材料と、上記の凹部に形成される外光吸収層の材料とは、同一の材料でも、異なる材料でもいずれでも良い。
【００２３】
本発明のレンチキュラーレンズシートの製造方法において、凹部の外光吸収層と外光吸収部の頂部等の外光吸収層との形成順序を上記の説明とは逆にしても良い。すなわち、該凸状の外光吸収部の頂部に第１の外光吸収層を設け、ついで▲１▼該凸状の外光吸収部を含む面の全面に外光吸収材料の層を積層するか、あるいは▲２▼該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間に外光吸収材料を充填した後に、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部に第２の外光吸収層が残るように、該凹部以外の部分の外光吸収材料を除去することによって本発明のレンチキュラーレンズシートを製造しても良い。
【００２４】
以上説明した方法で本発明のレンチキュラーレンズシートを効率的に製造するためには、凸状の外光吸収部３の側面と凹部５との境界、および凸状のレンズ部２の側面と凹部５との境界において形状が非連続的に変化しており、それらの境界が明瞭であることが好ましい。図８は、深い溝のような、断面が長方形に近い凹部を設けることによって、外光吸収部、凹部およびレンズ部の間に明瞭な境界が設けられた本発明のレンチキュラーレンズシートの一例を示す断面図である（ただし、光吸収部３の斜面は傾斜が大きいため、外光吸収部３の側面と凹部５との間は若干不明瞭な境界となる。）。塗布等によりこの凹部に形成される外光吸収層は、図８（ｂ）に示すように凹部の溝形状に沿ったものであっても、図８（ｃ）に示すように凹部の溝全体を埋めるようなものであってもいずれでも良い。ここで、該凹部の深さに関しては、レンズ部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さｈＬと凹部の最底部からのレンズ部の高さをＨLとが、０．０２≦ｈL／ＨL≦０．４なる関係を満足する範囲で、ｈLが２μm以上であることが好ましく、さらに、ｈＬが３μm以上であることがより好ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。図９に示すような形状の押出し成形されたレンチキュラーレンズシート基板の出射側にある凸状のレンズ部２、凸状の外光吸収部３および凹部５を含む全面にスクリーン印刷法により黒色インクを塗布する。黒色インク塗布後のシート基板の概略断面図を図１０に示す。次に、スクリーン印刷用のスキージゴムにより余分のインクを掻き取り、図１１に示すように凹部に外光吸収層を設ける。その後、スクリーン印刷法により、外光吸収部の頂部および側面の頂部寄りの一部に黒色インクを塗布し、外光吸収層を設け、図１に示す断面形状のレンチキュラーレンズシートを得る。
【００２６】
本発明のレンチキュラーレンズシートおよび凹部に外光吸収層が設けられていない従来のレンチキュラーレンズシートをそれぞれフレネルレンズシートと組合せ、これをそれぞれプロジェクションテレビにセットして、コントラストを測定し両者の比較を行った。両レンチキュラーレンズシートのレンズピッチ等の基本的な形態は同一である。ここで、白色の映像光輝度をＷ、黒色の映像光輝度をＢ、外光反射輝度をＸとおくと、コントラストＣは次の式で表わされる。
Ｃ＝（Ｗ＋Ｘ）／（Ｂ＋Ｘ）
【００２７】
外光を室内の蛍光灯として、スクリーン面の照度を２５０ｌｘとした。映像光の輝度および外光の反射輝度は、スクリーン中央部の正面において３ｍ離れた位置で２°視野の条件で測定した。測定結果を表１に示す。なお、表１の測定結果を得たレンチキュラーレンズシートのレンチキュラーレンズの諸元は表２に示す通りである。
【００２８】
【表１】
表１に示すように、本発明のレンチキュラーレンズシートによってコントラストが１８％改善された。また、目視でも黒色画面の黒さの差は歴然としており、本発明のレンチキュラーレンズシートによって外光反射が大幅に低減された。
【００３０】
次に、上記本実施例の方法によって凹部に外光吸収層を形成するにあたり、表３に示すように凹部の外光吸収層の塗布範囲を変化させた３種類のレンチキュラーレンズシートを作製して、それぞれの光学性能およびコントラストを評価した。
【００３１】
【表３】
表３に評価結果を示すように、外光吸収部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さｈＢと凹部の最底部からの外光吸収部の高さＨBとの比ｈＢ／ＨBが０．００７であるレンチキュラーレンズシートＮｏ．２では、上記の比ｈＢ／ＨBが０．０１を超えるレンチキュラーレンズシートＮｏ．１および同Ｎｏ．３よりもコントラストが若干劣っている。また、レンズ部の裾側における凹部の最底部からの外光吸収層の高さｈＬと凹部の最底部からのレンズ部の高さＨLとの比ｈL／ＨLが０．５であるレンチキュラーレンズシートＮｏ．３では、上記の比ｈL／ＨLが０．４以下であるレンチキュラーレンズシートＮｏ．１および同Ｎｏ．２よりも透過率がやや低かった。レンチキュラーレンズシートＮｏ．３の画像を斜め方向から観察したときには、色付きがわずかに観察された。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のレンチキュラーレンズシートによれば、外光反射が大幅に低減され、高コントラストの鮮明な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンチキュラーレンズシートの出射面を示す断面図である。
【図２】本発明のレンチキュラーレンズシートの第２の例の出射面を示す断面図である。
【図３】凹部に形成される外光吸収層の好ましい高さを説明するための図である。
【図４】出射面形状を賦形する成形ロールの形状の一例を示す断面図である。
【図５】出射面形状を賦形する成形ロールの形状の他の例を示す断面図である。
【図６】凹部以外の外光吸収材料を取り除く方法の一例を示す図である。
【図７】凹部以外の外光吸収材料を取り除く方法の他の一例を示す図である。
【図８】深い溝のような凹部が設けられた本発明のレンチキュラーレンズシートの一例を示す断面図である
【図９】押出し成形されたレンチキュラーレンズシート基板の出射面を示す断面図である。
【図１０】外光吸収材料が全面に塗布されたレンチキュラーレンズシート基板の出射面を示す断面図である。
【図１１】凹部以外の外光吸収材料を取り除いたレンチキュラーレンズシート基板の出射面を示す断面図である。
【図１２】従来のレンチキュラーレンズシートの概略斜視図である。
【符号の説明】
１：レンチキュラーレンズシート
２：レンズ部
３：外光吸収部
４，６：外光吸収層
５：凹部
Claims (6)
- 光透過性基板の一方の面に複数のレンチキュラーレンズを有し、光透過性基板の他方の面における上記の各レンチキュラーレンズからの光の集光位置に凸状のレンズ部を有し、当該他方の面における各レンチキュラーレンズからの光の集光位置とは異なる位置に、頂部に外光吸収層が設けられた凸状の外光吸収部を有しており、該凸状のレンズ部と該凸状の外光吸収部との間にある凹部にも外光吸収層が設けられており、該凸状のレンズ部の裾側における、該凹部に設けられた該外光吸収層の高さをｈ Ｌ で、該凹部の最底部から該凸状のレンズ部の頂部までの高さをＨ L でそれぞれ表すとき、Ｈ Ｌ およびｈ Ｌ が、０．０２≦ｈ L ／Ｈ L ≦０．４なる関係を満足することを特徴とするレンチキュラーレンズシート。
- 凸状の外光吸収部の裾側における、凹部に設けられた外光吸収層の高さをｈＢで、該凹部の最底部から該凸状の外光吸収部の頂部までの高さをＨＢでそれぞれ表すとき、ＨＢおよびｈＢが、０．０１≦ｈB／ＨB≦０．３なる関係を満足する請求項１記載のレンチキュラーレンズシート。
- 外光吸収部の外光吸収層が、外光吸収部側面における頂部寄りの一部分にも設けられている請求項１記載のレンチキュラーレンズシート。
- 凸状のレンズ部と凸状の外光吸収部との間にある凹部が、レンチキュラーレンズシート面に対して概ね平行な平坦部を有する略台形状である請求項１記載のレンチキュラーレンズシート。
- 凸状のレンズ部と凸状の外光吸収部との間にある凹部が、レンチキュラーレンズシート面に対して平行な平坦部を有しない谷状である請求項１記載のレンチキュラーレンズシート。
- 凸状のレンズ部と凸状の外光吸収部との間にある凹部が、レンチキュラーレンズシート面に対して概ね平行な平坦部と、レンチキュラーレンズシート面に対して概ね垂直な壁面部とを有する略長方形状である請求項１記載のレンチキュラーレンズシート。
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