JP4139749B2 - レンチキュラーレンズシートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リアプロジェクションテレビ等に使用されるレンチキュラーレンズシート及びその製造方法に関する。

リアプロジェクションテレビ等に使用される背面投射型スクリーンは、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(Cathode Ray Tube)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。

背面投射型スクリーンの概略斜視図を図４に示す。図４に示すように、背面投射型スクリーンは、基本的にフレネルレンズシート２及びレンチキュラーレンズシート１より構成される。さらにこのレンチキュラーレンズシート１の出射面側に前面板と呼ばれる透光性シート３を設ける場合もある。この透光性シート３については、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に開示されている。透光性シート３は、レンチキュラーレンズシートを保護する、一般的なブラウン管方式のテレビに似た表面光沢を得る等の目的のために設けられる。

フレネルレンズシート２は、等間隔で同心円状の微細ピッチのレンズからなるフレネルレンズが光出射面に設けられたシートで構成されている。

レンチキュラーレンズシート１は、透光性基板により構成され、映像光が入射する面に複数のレンチキュラーレンズ１１が形成されている。レンチキュラーレンズシート１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１１からの光が集光される集光部１２を凸レンズ状に形成することが一般的である。集光部１２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１では、特に３色の色ずれを補正するために集光部１２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１１からの光が集光しない非集光部１３（集光部１２以外の部分）は、レンチキュラーレンズシート１に対して平行な頂部と側面より構成される凸状とされる。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１４が設けられて凸状の外光吸収部が形成される。これによって、レンチキュラーレンズシート１に入射した外光のうち、レンチキュラーレンズシート１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。

図５に従来のレンチキュラーレンズシート１の拡大断面図を示す。図に示されるように、非集光部１３は、側面１３ａ、１３ｂ及び頂部１３ｃより構成されている。そして、この頂部１３ｃと、側面１３ａ、１３ｂの一部に外光吸収層１４が設けられ、外光吸収部を構成する。他方、レンチキュラーレンズシート１のさらなるコントラスト向上のため、外光吸収部の頂部および側面全部に外光吸収層１４を設けることが有効であることも提案されている（例えば、特許文献３を参照）。

特開平８−２２０７７号公報 特開平７−３０７９１２号公報 実開昭５９−８７０４２号公報

しかしながら、従来のレンチキュラーレンズシートにおける外光吸収部の側面は、立ち上がりが急峻であるため、集光部より出射した光の一部がその肩部に当たり、視野角が狭くなるという問題点があった。

また、従来のレンチキュラーレンズシートは、観測者に対して垂直な面である頂部を有するため、観測者側からの外光に対する反射が大きくなるので明るい環境下でのコントラストが悪化する、という問題があった。

本発明の目的は、このような問題を解決するためになされたものであり、視野角の広いレンチキュラーレンズシート及びその製造方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、コントラストの高いレンチキュラーレンズシート及びその製造方法を提供することである。

本発明にかかるレンチキュラーレンズシートは、透光性基板の一方の面に配置された複数のレンチキュラーレンズと、当該透光性基板の他方の面において、前記レンチキュラーレンズからの光の集光する集光位置に配置された凸状のレンズ部と、当該透光性基板の他方の面において、前記集光位置とは異なる位置に配置された凸状の外光吸収部とを備えたレンチキュラーレンズシートにおいて、前記外光吸収部を斜面のみから構成したことを特徴とするものである。

好ましい実施の形態では、外光吸収部は、２つの斜面から構成されている。

また、この外光吸収部は、２つの斜面から構成された山型を複数有するようにしてもよい。

そして、外光吸収部の斜面に外光吸収層を設けることが好ましい。

本発明にかかるレンチキュラーレンズシートの製造方法は、透光性基板の一方の面に配置された複数のレンチキュラーレンズと、当該透光性基板の他方の面において前記レンチキュラーレンズからの光の集光する集光位置とは異なる位置に配置され、斜面のみから構成された凸状の外光吸収部とを備えたレンチキュラーレンズ基板を作製するステップと、前記外光吸収部の斜面に外光吸収層を形成するステップとを備えたものである。

ここで、外光吸収層をロール印刷によって形成することが望ましい。

本発明によれば、視野角の広いレンチキュラーレンズシート及びその製造方法を提供することができる。さらに、コントラストの高いレンチキュラーレンズシート及びその製造方法を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。

発明の実施の形態１.
図１に本発明にかかるレンチキュラーレンズシート１の部分断面図を示す。本発明にかかるレンチキュラーレンズシート１は、透光性基板を有し、映像光が入射する面に複数のレンチキュラーレンズ１１が形成されている。レンチキュラーレンズシート１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１１からの光が集光される集光部１２は凸レンズ部が構成されている。

本発明では、入射側の面に形成されたレンチキュラーレンズ１１からの光が集光しない非集光部１３（集光部１２以外の部分）に設けられた凸状の外光吸収部が特徴的な形状を有する。図１に示されるように、凸状の非集光部１３に２つの斜面１３ａ、１３ｂのみからなる外光吸収部が構成されている。即ち、外光吸収部には、レンチキュラーレンズシート１に対して平行な頂部は設けられていない。但し、外光吸収部の最も高い部分が完全に鋭角をなしているわけではなく、製造上若干の丸みを帯びて形成されている。また、外光吸収部の高さは、集光部１２の高さよりも高く構成されている。

斜面１３ａ、１３ｂから構成される凸状の非集光部１３上にロール印刷、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１４が設けられて外光吸収部が形成される。これによって、レンチキュラーレンズシート１に入射した外光のうち、レンチキュラーレンズシート１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。この外光吸収層１４は、殆ど斜面１３ａ、１３ｂの裾の部分まで形成されている。

斜面１３ａ、１３ｂは、レンチキュラーレンズ１１に入射した光が集光部１２の端部において出射する光（図１において実線で示す矢印）の方向とほぼ平行になる角度を有している。このような構成を有することによって、集光部１２より出射される光を非集光部１３が妨げないため、視野角を広くとることができる。

観察者から入射される光（図１において点線で示す）は、非集光部１３の斜面１３ａ、１３ｂで反射されたとしても、観察者の方向に反射せずに左右方向に反射するため、明るい環境下でのコントラストの悪化を防止できるという効果を奏する。

続いて、レンチキュラーレンズシート１に対して外光吸収層１４を塗布する工程を中心に、レンチキュラーレンズシート１の具体的な製造方法につき説明する。この製造方法では、外光吸収層１４を塗布するために、ロール印刷が用いられている。

まず、レンチキュラーレンズシート１が、光透過性の熱可塑性樹脂を溶融押し出しすることにより製造される。具体的には、一方にレンチキュラーレンズ１１の逆型形状が彫刻され、他方に凸状の集光部１２の逆型形状および非集光部１３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。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。

このレンチキュラーレンズシート基板は、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ＰＭＭＡとエチルアクリレート又はメチルアクリレートの共重合体等のアクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ＭＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルにゴム成分を重合又は分散させた耐衝撃グレードのアクリル樹脂により構成される。

図２Ａに示されるように、レンチキュラーレンズシート１は、集光部１２及び非集光部１３を有する光出射面を上方にして、図示しない移動機構上に載置される。このレンチキュラーレンズシート１は、移動機構によって図の右側から左側へ移動する。レンチキュラーレンズシート１の上方には印刷ロール４が配置され、図示の矢印の方向に回転する。印刷ロール４の右側の側方にはドクターブレード５が設けられている。

そして、印刷ロール４とドクターブレード５の間に未硬化状態の光吸収材が注入される。光吸収材としては、透光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整されたものが用いられる。より具体的には、光吸収材には、例えば、帝国インキ製造株式会社製「ＶＡＲインク」が用いられる。

続いて、印刷ロール４が回転すると、この光吸収材は、印刷ロール４の外周面に付着した状態でレンチキュラーレンズシート１側に導かれる。この印刷ロール４の外周面に付着した光吸収材は、レンチキュラーレンズシート１の非集光部１３と接し、非集光部１３の斜面１３ａ、１３ｂに光吸収材を塗布する。このとき、印刷ロール４の外周面の移動速度と、基板の移動速度とは、ほぼ同じ速度であるが、必ずしも同じである必要はない。

図２Ｂに印刷ロール４と非集光部１３の接触部分の拡大図を示す。図に示されるように、印刷ロール４に付着した光吸収材は、斜面１３ａ、１３ｂ上に塗布され、外光吸収層１４を形成する。

外光吸収層１４の形成方法としては、ロール印刷以外にも、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、グラビアオフセット印刷、活版印刷、転写印刷カーテン印刷、スプレー塗布などの方法が用いられる。

発明の実施の形態２．
本発明の実施の形態２にかかるレンチキュラーレンズシートの部分断面図を図３に示す。このレンチキュラーレンズシート１は、図に示されるように、非集光部１３が斜面１３ａ、１３ｂより構成される、２つの山型に形成されている。そして、この山型のそれぞれに外光吸収層１４が印刷されている。

斜面１３ａ、１３ｂは、レンチキュラーレンズ１１に入射した光が集光部１２の端部において出射する光（図１において実線で示す矢印）の方向とほぼ平行になる角度を有している。このような構成を有することによって、集光部１２より出射される光を非集光部１３が妨げないため、視野角を広くとることができる。

観察者から入射される光は、非集光部１３の斜面１３ａ、１３ｂで反射されたとしても、観察者の方向に反射せずに左右方向に反射するため、明るい環境下でのコントラストの悪化を防止できるという効果を奏する。特に、このように２つの山型を有する場合には、それぞれの斜面１３ａ、１３ｂが急斜面であるため、観察者の方向への反射を少なくすることができる。

この発明の実施の形態２にかかるレンチキュラーレンズシートの製造方法は、非集光部１３における成形工程が異なるのみであり、その他は発明の実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

その他の実施の形態．
発明の実施の形態１では、非集光部１３の山型を２つ設ける例を説明したが、これに限らず、３つ以上であってもよい。
レンチキュラーレンズシート１の非集光部１３は、透光性シート３と接着されてもよい。

図６に示す構造を有する実施例にかかるレンチキュラーレンズシートと、図７に示す構造を有する比較例にかかるレンチキュラーレンズシートについて、輝度を測定した。図６に示す実施例にかかるレンチキュラーレンズシートにおいて、外光吸収層の幅であるＢＳ幅ｗは０．２５ｍｍ、非集光部の斜面の、当該レンチキュラーレンズシートの主面の法線に対する角度θは４５°、非集光部の高さｈ１は０．１３ｍｍ、集光部の高さｈ２は０．０５ｍｍ、レンチキュラーレンズのレンズピッチＰは０．５ｍｍである。尚、高さｈ１、ｈ２はそれぞれ非集光部及び集光部が設けられた面における当該非集光部と集光部の間の最下点からそれぞれ非集光部及び集光部の頂点までの距離をいう。同様に、図７に示す比較例にかかるレンチキュラーレンズシートにおいて、外光吸収層の幅であるＢＳ幅ｗは０．２５ｍｍ、非集光部の斜面の、当該レンチキュラーレンズシートの主面の法線に対する角度θは３°、非集光部の高さｈ１は０．１３ｍｍ、集光部の高さｈ２は０．０５ｍｍ、レンチキュラーレンズのレンズピッチＰは０．５ｍｍである。

図８を用いて反射輝度の測定環境について説明する。図８において、１００は、レンチキュラーレンズシートを有する背面投射型スクリーンを備えたプロジェクションテレビセット、２００はスクリーン面から３ｍ離れた正面に配置された輝度計、３００はプロジェクションテレビセット１００の正面に配置された窓である。輝度計２００は、スクリーン中心の正面に設置されている。外光は、当該窓３００からの光のみである。図８に示されるように、測定環境は、輝度計２００の配置された測定位置の背面に窓３００のある部屋で、測定時のスクリーン上の照度は約３００ルクス（ｌｘ）であった。

図９に実施例及び比較例にかかるレンチキュラーレンズシートの反射輝度及び視野角に関する測定結果を示す。図に示すように、実施例においては、反射輝度が３．４（ｃｄ／ｍ^２）、視野角がＨαが３５°、Ｈγが６０°、Ｖαが４°であった。比較例においては、反射輝度が５．０（ｃｄ／ｍ^２）、視野角がＨαが３５°、Ｈγが４５°、Ｖαが４°であった。このように、実施例の方が比較例よりも反射輝度が小さく、また、視野角Ｈγが広いという結果を得ることができた。

本発明にかかるレンチキュラーレンズシートの部分断面図である。 本発明にかかるレンチキュラーレンズシートの製造方法を説明するための図である。 本発明にかかるレンチキュラーレンズシートの部分断面図である。 従来の背面投射型スクリーンの概略斜視図である。 従来のレンチキュラーレンズシートの部分断面図である。 実施例にかかるレンチキュラーレンズシートの部分断面図である。 比較例にかかるレンチキュラーレンズシートの部分断面図である。 反射輝度の測定環境を示す図である。 実施例及び比較例における測定結果を示す表である。

符号の説明

１ レンチキュラーレンズシート
２ フレネルレンズシート
３ 透過性シート
１１ レンチキュラーレンズ
１２ 集光部
１３ 非集光部
１４ 外光吸収層

Claims (1)

1. 透光性基板の一方の面に配置された複数のレンチキュラーレンズと、当該透光性基板の他方の面において前記レンチキュラーレンズからの光の集光する集光位置とは異なる位置に配置され、斜面のみから構成された凸状の外光吸収部とを備えたレンチキュラーレンズ基板を作製するステップと、
   前記外光吸収部の斜面に外光吸収層をロール印刷によって形成するステップと、を備え、
   前記ロール印刷は、シートの送り方向がレンチキュラーレンズの長手方向と平行するレンチキュラーレンズシートの製造方法。

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