JPH02266301A

JPH02266301A - レンチキュラーレンズシートとその製造方法

Info

Publication number: JPH02266301A
Application number: JP1088970A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hatano; 正弘波多野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1990-10-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、透過形スクリーンに用いられる光拡散用のレ
ンチキュラーレンズシートおよびその製造方法に関し、
特に、板厚精度がよく、機械的強度に強く、さらに、モ
アレの発生を低減できるファインピッチなレンチキュラ
ーレンズシートおよびその製造方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

各種の透明または半透明のプラスチックレンズシートを
組合せて透過形スクリーンを製造し、プロジェクシヨン
（投射）形テレビジョン用のスクリーンとして使用して
いる。

一般的に、透過形スクリーンは、フレネルレンズシート
とレンチキュラーレンズシートの２枚構成のものが多い
。

フレネルレンズシートは、片面だけにレンズ部が形成さ
れ、もう一方の面はフラットなものであるので、光学性
能は板厚のバラツキにより影響を受けにくい、また、フ
レネルレンズシートは、片面レンズであるので、レンズ
部のピッチが細かいものであっても、板厚による光学性
能の差はほとんどない。つまり、フレネルレンズシート
の場合には、板厚精度および薄い板厚をそれほど要求さ
れないということである。

一方、レンチキュラーレンズシートは、両面にレンズ部
が形成された両面レンズシートである場合が多い、この
ため、レンチキュラーレンズシートの光学性能は、両レ
ンズ部の形状およびレンズ間の距離が重要な要素となる
。

第７図〜第９図は、一般的なレンチキュラーレンズの板
厚の変化と光学特性を説明するための図である。

同じレンズ形状をもち、板厚（レンズ間距離）が１．３
ｍｍ（第７Ａ図）、１．５ｍｍ（第８Ａ図）。

１．７ｍｍ（第９Ａ図）のレンチキュラーレンズを使用
し、入射角度Ｏａで光を入射したときのそれぞれのレン
チキュラーレンズシートの輝度分布を測定した（第７Ｂ
図、第８Ｂ図、第９Ｂ図）。このとき、レンズシートの
中心部の輝度の半分の値になる視野角度である水平半値
角αＨは、それぞれ４４．５（第７Ｂ図）、４０．５４
（第８Ｂ図）、３３．８２（第９Ｂ図）となる。

このように、同じレンズ形状をもつレンチキュラーレン
ズシートであっても、板厚が異なると光学特性が大きく
変化する。１枚のレンチキュラーレンズシート内でこの
ような板厚変動が発生すれば、色ムラやバラツキの原因
になる。

また、レンチキュラーレンズシートが、１．０　ｍｍ以
下に細かいピッチ（ファインピッチ）であると、板厚が
薄くなければならず、レンズシートの強度が弱くなる。

一般的には、成形性（転写性。

型再現性）のよい材料は、曲げ応力等に対する強靭性が
な（、逆に、強靭性（強度）がある樹脂は、成形性がよ
くない、しかし、ファインピッチなレンチキュラーレン
ズシートは、成形性がよくかつ曲げ応力等に強いという
相矛盾する性質が要求される。

従来、この種の透過形スクリーンに使用されるレンチキ
ュラーレンズシートは、キャスト法、ホトポリマ法、プ
レス法、押出法等の方法により製造されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のような要求に対して、従来のレンチキュラーレン
ズシートの製造方法では、以下に示すような問題点があ
った。

キャスト法は、樹脂モノマーシロップをレンズ型に流し
込み、加熱状態で硬化させる方法であるが、板厚精度が
設定値に対して、±ｌＯ〜１５％程度ばらつく可能性が
あった。このバラツキは、モノマーを流し込むレンズ型
の支持のしかたによって、そのレンズ型の撓みかたが変
わるなど不安定要素が大きい、これは、成形するレンズ
シートのサイズが大きくなればなるほど顕著になるので
、スクリーンのような大形の成形品を製造する場合には
、板厚を１ｍｍとすると、バラツキは±０．１〜０．１
５ｍｍに及んでしまう。

ホトポリマ法は、紫外線（ＵＶ）や電子線（ＥＢ）を照
射して硬化する樹脂を使用するが、基本的には前述のキ
ャスト法と変わらないので、その板厚精度も同様と考え
られる。

プレス法は、プレスする基板（平板）の板厚精度と、金
型の板厚精度と面精度により、レンズシートの板厚精度
が左右されると考えられる。基板の板厚精度は、基板の
製造方法により異なるが、キャスト法では前述の程度の
ものしか得られない。

押出法により製造したものでは、板厚精度が±３％程度
のものが得られるが、押し出し成形するために、低分子
量のポリマーも用いるので、材質によってはプレス成形
に適さず発泡したりするものもある。また、金型は、主
に平板のものを使用するので、金型の板厚精度、面精度
は極めて悪いという問題がある。このような誤差が加算
されたものが成形されるレンズシートの板厚精度となる
。

押出法は、量産性に極めて優れており、平板やフィルム
を製造する際に、極めて薄いものを成形でき、板厚精度
も前述の通り悪くない、しかし、レンズを直接成形しな
がらレンズシートを製造する場合には、均一な板厚が得
られ、かつ、レンズ形状が適性となる押し出し条件を見
出すのが極めて困難である。特に、レンズ形状の再現性
は前述の３つの方法より劣るので、これを良好な状態に
維持するのは、高度な技術が必要である。

したがって、これらの成形法では、板厚の薄いレンチキ
ュラーレンズは成形できなかった。このように、レンチ
キュラーレンズシートでは、レンズピンチが微細になれ
ば、板厚も薄くする必要があり、画像の高品位化、高精
細化にともなって、まずます板厚精度の高いレンズシー
トの製造方法が要求されている。

また、成形性のよい樹脂を用いて、板厚の薄いシートを
成形すると、シートは曲げ、捩じり、引張、圧縮、剪断
応力等の機械的強度の弱いものとなる。これに対して、
弾性のある物質等を混入して機械的強度を向上させよう
とすると、成形性が悪くなる。

一方、透過形スクリーンは、フレネルレンズピッチとレ
ンチキュラーレンズシートを組み合わせた構造であるの
で、モアレが発生する。モアレは、フレネルレンズピッ
チとレンチキュラーレンズピンチの比によって、発生す
るパターンとコントラストが決まる。一般的には、フレ
ネルレンズのピッチとレンチキュラーレンズのピッチの
差が小さいとモアレのパターンが認識されやすくなる。

さらに、ピッチの比の値の取りがたによりモアレパター
ンが決まってくる。

また、レンチキュラーレンズのピッチが細かくなると、
フレネルレンズとの組合せに依って生じるモアレのコン
トラストも劣化する。ファインピッチなレンチキュラー
レンズを用いる場合には、フレネルレンズのピッチを現
在の加工機で切削できる限界の幅で切削しても、レンチ
キュラーレンズとのピッチ差が得られず、モアレのコン
トラストは悪くなる。

本発明の目的は、薄くて板厚の精度がよく、曲げ応力等
の機械的強度に対して強く、しかも、モアレコントラス
トを低減できるファインピッチなレンチキュラーレンズ
シートおよびそのようなレンチキュラーレンズシートの
製造方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明によるレンチキュラーレンズシートの
要旨を説明するための図である。

本発明によるレンチキュラーレンズシート１は、表面に
円筒状レンズ単位が多数配置されたレンチキュラーレン
ズシートにおいて、機械的強度のある樹脂で板厚精度よ
く成形された透明なベース板１０と、前記ベース板の一
方側に、各レンズ単位の間にその幅が流れ方向に略一定
でかつ各単位ごとに少しずつ異なる部分１２を残して形
成された入光側レンチキュラーレンズ部１１と、前記ベ
ース板の他方側に、各レンズ単位の間にその幅が流れ方
向に略一定な部分１４を残して形成された出光側レンチ
キュラーレンズ部１３とから構成されている。

ベース板１０は、透明で板厚精度がよい（±５０μ以内
）で曲げ応力等の機械的強度の強いことが要求され、そ
の材質は、例えば、ポリカーボネイト、塩化ビニル、ポ
リオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル等のものが
用いられる。

入光側レンチキエラーレンズ部１１は、レンズ要素１１
ａの間の部分１２の間隔を一定の値の範囲内で、規則的
にまたはランダムに変化させることにより、レンチキユ
ラーレンズのピッチを変化させて、モアレのパターンを
一定なものにせず、モアレのコントラストを低減してい
る。

出光側レンチキエラーレンズ部１３は、レンズ要素１３
ａの間の部分１４は、一定間隔でよい。

この理由は、モアレのパターンとコントラストの決定は
、入光側レンチキュラーレンズ部１１のサンプリング効
果によるものが主なものになるからである。

第２図は、本発明によるレンチキュラーレンズシートの
製造方法の要旨を説明するための図、第３図〜第５図は
、前記製造方法に使用するレンズ型を説明するための図
である。

本発明によるレンチキュラーレンズシートの製造方法は
、充填工程１０１と、積載工程１０２と、加圧工程１０
３と、硬化工程１０４と、離型工程１０５とから構成さ
れている。

充填工程１０１は、前記レンズ単位となる溝と溝の間に
高さが一定で幅が流れ方向に略一定な部分を有するレン
ズ型に電離放射線硬化樹脂を充填する工程である。

レンズ型は、電離放射線透過性のあるものでもよいし、
金型のように電離放射線非透過性のものでもよい、電離
放射線非透過性のレンズ型を用いる場合には、ベース板
が電離放射線透過性のものを用いればよい、つまり、レ
ンズ型かベース板の何れか一方が電離放射線透過性であ
ればよい。

レンズ型として電離放射線透過性のものを用いる場合に
は、その材質として、アクリル、ポリカーボネイト、塩
化ビニル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタ
ン等を用いることができる。

レンズ型に電離放射線硬化樹脂を充填する方法は、スキ
ージング法、フローコーティング法、スクリーン印刷法
、カーテンコート法等を用いることができる。このとき
、樹脂の中になるべく気泡を含まないようにする。

充填する電離放射線硬化樹脂としては、ＵＶ（紫外線）
硬化樹脂、ＥＢ（電子線）硬化樹脂等を用いることがで
き、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレ
ート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリ
レート、メラミンアクリレート等のアクリロイル基をも
つ重合性樹脂モノマー、オリゴマーとアクリル酸アクリ
ルアミド、アクリルニトリル、スチレン等重合性ビニル
基を持つ重合性オリゴマー、モノマー等の単体あるいは
配合したものを用いることができる。

また、必要であれば拡散剤を樹脂中に分散させておくこ
ともできる。拡散剤として、樹脂と屈折率が異なる微粒
子（粒径０．５〜５０μ程度）のシリカゲル粉、アルミ
ナ粉、ガラス粉、樹脂パウダー等を用いることができる
。

さらに、電離放射線硬化樹脂とベース板の接着性に応じ
て、必要であれば、ベース板にプライマをコーティング
してもよい、プライマをコーティングする方法は、スキ
ージング法、スクリーン印刷法などを使用できる。

積載工程１０２は、前記充填工程で充填された＠離放射
線硬化樹脂上に機械的強度の強い樹脂で板厚精度よく成
形された透明なベース板を積載する工程である。

この工程においても、樹脂中に気泡が入らないようにす
る。

ここで用いるベース板は、前述したものを使用するが、
さらに、拡散剤を混入したものを用いることもできる。

加圧工程１０３は、前記ベース板の表面に前記レンズ型
の溝と溝の間の部分が接するように圧力を加えるととも
に余分な樹脂を押し出す工程である。

この工程では、レンズ型の溝と溝との間の部分をベース
板に接するように加圧して、板厚精度を上げるようにし
ている。

加圧の方法は、ロール法、プレス法などを使用できるが
、連続生産性から考えると、ロール法が好ましい。

硬化工程１０４は、前記電離放射線硬化樹脂に電離放射
線を照射して硬化する工程である。

離型工程１０５は、前記硬化工程で硬化した樹脂を前記
レンズ型から離型する工程である。

このようにして、ベース板の片面に入光側のレンチキュ
ラーレンズ部を形成したのち、反対側の面にも同様の手
順（工程１０１〜１０５）で、出光側レンチキュラーレ
ンズを成形し、両面レンチキュラーレンズシートを製造
する。

以上のようにして、ファインピッチで、板厚精度がよく
、曲げ等の機械的強度が強いレンチキュラーレンズシー
トが得られる。

さらに、本発明のレンチキュラーレンズの製造方法では
、前記レンズ型は、第３図に示すような、レンズ単位と
なる溝と溝の間に高さが一定でありその幅が流れ方向に
略一定でかつそれぞれの単位ごとに少しずつ異なる部分
を有する入光側レンチキュラーレンズ型２１と、レンズ
単位となる溝と溝の間に高さが一定でありその幅が流れ
方向に略一定な部分を有する出光側レンチキエラーレン
ズ型２４とを使用して、前記ベース板１００両面にレン
ズ部を順次形成する構成とすることができる。

入光側レンチキュラーレンズ型２１の特徴は、レンズ要
素となる２個の溝２１ａの間になる部分２２を有するこ
とである。この部分２２は、高さが一定であり、幅は、
流れ方向に略一定であり、それぞれ−本一本の幅は、一
定の値の範囲内でランダムまたは規則的に変化させであ
る。このようにして、入光側レンチキュラーレンズ部１
１のレンズピッチが一定間隔でなくなり、モアレが発生
するのを防止している。なお、この部分２２の高さは、
配光特性によって決定される。

このようなレンズ型２１．２４を作製する方法としては
、フライス加工法、スピンドル法、旋盤法などがある。

出光側レンチキュラーレンズ型２４の溝と溝の間の部分
２５は任意の幅でよく、変化させる必要がないのは、前
述の通りである。

このようなレンズ型２１を用いれば、前記特性に加えて
、モアレコントラストが低減されたレンチキュラーレン
ズシートが作製できる。

なお、ここで注意しなければならないのは、両側のレン
チキュラーレンズ部１１．１４の位置合わせである０位
置合わせをスムーズに行うためには、溝の流れ方向の前
後であってレンズ型の有効外に（第５Ａ図）、アライメ
ントマーク等の合印２３．２６を付けておけばよい０例
えば、入光側レンチキュラーレンズ型２１には、第５Ｂ
図のような合印２３を設け、出光側レンチキエラーレン
ズ型２４には、第５Ｃ図のような合印２６を設け、これ
らを一致させることにより、ベース板の両面に形成され
るレンチキュラーレンズ部１１．１４の位置ずれをなく
し、位置合わせもスムーズに行うことができる。

〔実施例〕

以下、実施例につき、本発明をさらに詳細に説明する。

第６図は、本発明によるレンチキュラーレンズシートの
製造方法の実施例を示した図である。

レンズ型２は、硬質鋼をスピンドル加工により切削して
、つぎのような入光側レンチキュラーレンズ型２１と、
出光側レンチキュラーレンズ２４型を作製した（第３図
、第４図参照）。

入光側レンチキュラーレンズ型２１は、レンチキュラー
レンズの曲率半径が０．３０ｍｍ、ピッチが約０．５ｍ
ｍ、溝と溝の間の部分２２の幅が０．０２〜０．００２
ｍｍで可変である。

出光側レンチキュラーレンズ型２４は、レンチキュラー
レンズの曲率半径が０．２５ｍｍ、ピッチが０．５　ｍ
　ｍ、溝と溝の部分２５の幅が０．３　ｍ　ｍで一定で
ある。

さらに、それぞれのレンズ型２１．２４の非有効部に、
第５図で説明したようなアライメントマークを設定して
おいた。

まず、入光側レンチキュラーレンズ型２１の上に、屈折
率が１．４９のウレタンアクリレート系のＵＶ硬化樹脂
３をカーテンコート法により充填した（第６Ａ図、第６
Ｂ図）。

つぎに、このＵＶ硬化樹脂３の上に、ベース板１０を積
載した（第６Ｂ図、第６Ｃ図）、ベース板１０は、押出
成形により作製したＵｖ透過性のよいポリカーボネイト
樹脂板であって、幅０．９５ｍ、長さ０．７５ｍ、屈折
率１．４９、板厚０．４ｍｍのもの用いた。このベース
［１０の両面には、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体系
のプライマをコーティングした。

さらに、端部からニップロール４で挾み、ベース板１０
がレンチキュラーレンズ型２１の溝と溝の間の部分２２
に接するように加圧した（第６Ｄ図）。

それに引き続いて、ＵＶランプ５によりＵＶ硬化樹脂３
を硬化したのち（第６Ｅ図）、出光側のレンチキュラー
レンズ部１１が形成されたベース板ｌＯを離型した（第
６Ｆ図）。

つぎに、出光側レンチキュラーレンズ型２４の上に、拡
散剤として平均粒径が２５μのアルミナ粉末を５％分散
した屈折率１．４９のウレタンアクリレート系のＵＶ硬
化樹脂３をカーテンコート法により充填した（第６Ａ図
）。

この出光側レンチキュラーレンズ型２４に、入光側レン
チキュラーレンズ部１１の成形されたベース板１０を積
載した（第６Ｃ図）。

このとき、両面の合印２３．２６が一致するように位置
合わせをした。

前述と同様にして、端部からニップロール４に挟み、出
光側レンチキュラーレンズ型２４の溝と溝の間の部分２
５が、ベース板１０に接するように加圧した（第６Ｄ図
）、それに引き続き、ＵＶランプ５によりＵＶ硬化樹ｆ
ｆ１ｉ１３を硬化して、離型することにより、レンチキ
ュラーレンズシート１を得た（第６Ｅ図、第６Ｆ図）。

得られたレンチキュラーレンズシート１は、ファインピ
ッチであり、板厚精度が±５〜６％とよくなり、曲げ応
力等の機械的強度が強かった。また、フレネルレンズシ
ートと組み合わせた場合にも、モアレコントラストが良
好であった。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明によれば、板厚精度
がよ（、機械的強度が強く、しかも、フレネルレンズシ
ートと組み合わせた場合にも、モアレコントラストが低
下したファインピッチなレンチキュラーレンズを簡単に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるレンチキュラーレンズシートの
要旨を説明するための図である。第２図は、本発明によるレンチキュラーレンズシートの
製造方法の要旨を説明するための図、第３図〜第５図は
、前記製造方法に使用するレンズ型を説明するための図
である。第６図は；本発明によるレンチキュラーレンズシートの
製造方法の実施例を示した図である。第７図〜第９図は、−船釣なレンチキュラーレンズの板
厚の変化と光学特性を説明するための図である。ｌ・・・レンチキュラーレンズシートＩＯ・・・ベース板１１・・・入光側レンチキュラーレンズ部１３・・・出
光側レンチキュラーレンズ部２・・・レンズ型２１・・・入光側レンチキュラーレンズ型２４・・・出
光側レンチキュラーレンズ型３・・・ＵＶ硬化樹脂４・・・ニップロール５・・・ＵＶランプ代理人　弁理士　鎌　１）久　男第図第図４ａ４ａ第５Ａ図第５Ｂ図第５Ｃ図第６Ｄ図第７Ａ図第８Ａ図一本第７Ｂ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に円筒状レンズ単位が多数配置されたレンチ
キュラーレンズシートにおいて、機械的強度のある樹脂
で板厚精度よく成形された透明なベース板と、前記ベー
ス板の一方側に、各レンズ単位の間にその幅が流れ方向
に略一定でかつ各単位ごとに少しずつ異なる部分を残し
て形成された入光側レンチキュラーレンズ部と、前記ベ
ース板の他方側に、各レンズ単位の間にその幅が流れ方
向に略一定な部分を残して形成された出光側レンチキュ
ラーレンズ部とから構成したことを特徴とするレンチキ
ュラーレンズシート。
（２）表面に円筒状レンズ単位が多数配置されたレンチ
キュラーレンズシートの製造方法において、前記レンズ
単位となる溝と溝の間に高さが一定で幅が流れ方向に略
一定な部分を有するレンズ型に電離放射線硬化樹脂を充
填する充填工程と、前記充填工程で充填された電離放射
線硬化樹脂上に機械的強度の強い樹脂で板厚精度よく成
形された透明なベース板を積載する積載工程と、前記ベ
ース板の表面に前記レンズ型の溝と溝の間の部分が接す
るように圧力を加えるとともに余分な樹脂を押し出す加
圧工程と、前記電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射
して硬化する硬化工程と、前記硬化工程で硬化した樹脂
を前記レンズ型から離型する離型工程とから構成したこ
とを特徴とするレンチキュラーレンズシートの製造方法
。
（３）前記レンズ型は、レンズ単位となる溝と溝の間に
高さが一定でありその幅が流れ方向に略一定でかつそれ
ぞれの単位ごとに少しずつ異なる部分を有する入光側レ
ンチキュラーレンズ型と、レンズ単位となる溝と溝の間
に高さが一定でありその幅が流れ方向に略一定な部分を
有する出光側レンチキュラーレンズ型とを使用して、前
記ベース板の両面にレンズ部を順次形成することを特徴
とする請求項（２）記載のレンチキュラーレンズシート
の製造方法。