JPH09230510A - 背面投射型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解像度が高く、視野範囲の広い背面投射型ス
クリーンを提供する。 【解決手段】 光源側に配置されたサーキュラーフレネ
ルレンズシート２と、観察側に配置されたレンチキュラ
ーレンズシート１と、両レンズシートの間に配置された
プリズムシート３から構成され、該レンチキュラーレン
ズシート１の一方の表面に多数のレンチキュラーレンズ
が平行に形成され、該プリズムシート３の一方の表面に
レンチキュラーレンズと同一方向に多数のプリズム列が
平行に形成されているとともに、レンチキュラーレンズ
シート１とプリズムシート３が透明樹脂層６を介して一
体に接合されている背面投射型スクリーン。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクション
テレビやマイクロフィルムリーダー等の画面として用い
られる背面投射型スクリーンに関するものであり、さら
に詳しくは、視野角が広く、高い解像度を有する背面投
射型スクリーンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクションテレビ等において使用
される背面投射型スクリーンは、投影光を拡散して画面
の明るさおよび均一性が得られるように、また斜め方向
から観察した場合でもある程度の明るい像が観察できる
ように、光源側にフレネルレンズシートを、観察側にレ
ンチキュラーレンズシートを配置した構成となってい
る。フレネルレンズシートは、光源から入射した光線を
観察者の方向に向け、画面の四隅周辺が暗くならないよ
うにしている。また、レンチキュラーレンズシートは、
３管式のプロジェクターから入射した赤、緑、青の３色
（ＲＧＢ）の光のミキシングを行いカラーユニフォーミ
ティーを与えるとともに、水平方向へ光線を拡散させ水
平視野角を広げている。

【０００３】このようなレンチキュラーレンズシートと
しては、入射面および出射面の両面にレンズ形状が付さ
れている両面レンチキュラーレンズシート、入射面ある
いは出射面の一方の面にレンズ形状が付されている片面
レンチキュラーレンズシートが使用されており、（メ
タ）アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル
樹脂等の合成樹脂を用いて、押出成形、鋳込成形、射出
成形、熱プレス成形あるいは活性エネルギー線硬化型樹
脂を用いる方法等によって製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、クリアビジョ
ン、ハイビジョン等の放送方式の高解像度化が図られ、
また、エンジニアリングワークステーション、ＣＡＤ、
ＣＡＭ等の画面としても解像度の高いものがしようされ
てきている。さらに、高解像度化に対応して、ＸＧＡ、
ＳーＸＧＡ等の液晶プロジェクターが採用されてきてい
る。このような高解像度化への対応や、液晶画素との間
で発現するモアレ現象を軽減するために、背面投射型ス
クリーンとして、非常に細かいピッチのレンチキュラー
レンズを備えたものが要求されてきている。

【０００５】しかしながら、両面レンチキュラーレンズ
シートでは、レンチキュラーレンズのファインピッチ化
に伴い、光学性能の面からもシートの厚さを薄くする必
要があり、０．５ｍｍ程度のピッチが成型方法上からも
限度であった。また、片面レンチキュラーレンズシート
では、両面レンチキュラーレンズシートよりもファイン
ピッチ化は可能であるが、レンチキュラーレンズの組み
合わせ形状が複雑なため、０．４ｍｍ程度のピッチが限
度であった。特に、液晶プロジェクターを使用する場合
には、さらなるファインピッチ化が必要であり、片面レ
ンチキュラーレンズシートでも十分な光学特性を有する
ものを製造することは困難であった。

【０００６】一方、球面状形状あるいは非球面形状等の
比較的単純な形状のレンチキュラーレンズを形成したレ
ンチキュラーレンズシートでは、形状的に比較的ファイ
ンピッチ化が可能ではあるが、通常のアクリル樹脂を使
用した場合には、臨界角の制限のために視野角は約５０
度程度までしか広げることができず、正面近傍からのみ
しか観察ができないという問題点を有していた。そこ
で、本発明の目的は、レンチキュラーレンズのファイン
ピッチ化に対応でき、しかも視野角が広く、解像度の高
い背面投射型スクリーンを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
技術の有する問題点を鑑み、背面投射型スクリーンの構
成について鋭意検討を行った結果、本発明に到達したも
のである。すなわち、本発明の背面投射型スクリーン
は、光源側に配置されたサーキュラーフレネルレンズシ
ートと、観察側に配置されたレンチキュラーレンズシー
トと、両レンズシートの間に配置されたプリズムシート
から構成され、該レンチキュラーレンズシートの一方の
表面に多数のレンチキュラーレンズが平行に形成され、
該プリズムシートの一方の表面にレンチキュラーレンズ
と同一方向に多数のプリズム列が平行に形成されている
とともに、レンチキュラーレンズシートとプリズムシー
トが透明樹脂層を介して一体に接合されていることを特
徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の背面投射型スクリーン
は、図１に示したように、観察側にレンチキュラーレン
ズシート１を配置し、光源側にサーキュラーフレネルレ
ンズシート２を配置し、両レンズシートの間にプリズム
シート３を配置して構成されるものである。このレンチ
キュラーレンズシート１には、観察面側あるいは入射面
側に球面状または非球面状等のレンズ形状を有する細か
いピッチのレンチキュラーレンズ４が縦方向に平行に多
数形成されている。また、プリズムシート３には、出射
面側あるいは入射面側にレンチキュラーレンズ４と同一
方向にプリズム列５が平行に多数形成されている。さら
に、このレンチキュラーレンズシート１とプリズムシー
ト３とは、透明樹脂層６を介して一体に接合されてい
る。

【０００９】このようにレンチキュラーレンズシート１
の入射面側に、プリズムシート３をレンチキュラーレン
ズ４と同一方向にプリズム列５が向くようにに配置する
ことによって、図２に示したように、プリズムシート３
に入射した光線は、レンチキュラーレンズシート１に対
して左右両方向から斜めに入射するようになる。このた
め、レンチキュラーレンズシート１からの出射光特性
は、図３に実線と点線で示したようなゲインのピークが
視野角０度からずれ、左右それぞれ一方の最外視野角が
広がった２種類の出射光特性が合わさったものとなり、
図４に示したように両側の最外視野角が共に広がった出
射光特性となる。従って、元来視野角の狭い球面状また
は非球面状等の比較的単純なレンズ形状を用いて、解像
度の高い非常にピッチの細かいレンチキュラーレンズ４
を形成した場合においても、広い視野角を確保すること
が可能となる。

【００１０】また、本発明においては、レンチキュラー
レンズシート１とプリズムシート３とを、両シートの間
に透明な接着剤あるいは粘着剤を充填させることによっ
て形成された透明樹脂層６を介して一体に接合している
ため、背面投射型スクリーン自体が実質的に２枚構成と
なり、空気層との界面数が減少しフレアー光等を大幅に
減少させることができ、解像度を高めることができると
ともに、コントラストを向上させることができるもので
ある。また、透明樹脂層６の屈折率を、プリズムシート
３の屈折率よりも低くすることによって、プリズムシー
ト３の界面での外光の反射を十分に減少させることがで
き、コントラストをより向上させることができるもので
ある。

【００１１】本発明において、透明樹脂層６を形成する
ために使用する透明樹脂としては、接着性や粘着性を有
する透明なものであれば特に限定されるものではなく、
プリズムシート３の屈折率等を考慮して適宜選定できる
ものであり、例えば、水性型、溶剤型、無溶剤型、化学
反応型、活性エネルギー線硬化型、感圧型、ホットメル
ト型等の種々の樹脂を使用することができ、具体的に
は、酢酸ビニル系、ＣＲ系、合成ゴム系、天然ゴム系、
酢酸ビニル系エマルジョン、酢酸ビニル共重合体系、Ｅ
ＶＡ系、アクリル系、イソシアネート系、エポキシ系、
ウレタン系、シリコーン系等が挙げられる。中でも、活
性エネルギー線硬化型アクリル系樹脂が、透明性、取扱
い性、生産性等の観点から好ましい。

【００１２】また、透明樹脂としては、その粘度が５０
〜１５０００ｃｐｓ（２５℃）程度の範囲のものが好ま
しく、さらに好ましくは５０〜１００００ｃｐｓの範囲
である。これは、透明樹脂の粘度が５０ｃｐｓ未満であ
ると、プリズムシート３の表面に流し込む際に透明樹脂
が流れ出てしまい、レンチキュラーレンズシート１を重
ね合わせた場合に両レンズシートの間に十分に透明樹脂
が充填できない傾向にあるためである。また、透明樹脂
の粘度が１５０００ｃｐｓを越えると、プリズムシート
３の表面の凹凸形状に透明樹脂が十分に追従することが
できず、プリズムシート３と透明樹脂層６との間に空隙
が発生する傾向にあるためである。

【００１３】さらに、本発明においては、透明樹脂に顔
料、染料、光拡散剤、ティント剤等の添加剤を混入させ
るてもよい。特に、スクリーンのコントラストを向上さ
せる必要がある場合には、透明樹脂として黒色粒子、顔
料、染料等を混合したものを使用することが好ましい。

【００１４】本発明のレンチキュラーレンズシート１
は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフ
ィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂あるい
はこれらの混合樹脂等の光透過性の良い合成樹脂から構
成されており、押出成形法、鋳込み成形法、射出成形
法、熱プレス成形法あるいは活性エネルギー線硬化法等
の通常使用されている方法によって製造される。

【００１５】レンチキュラーレンズシート１に形成され
るレンチキュラーレンズ４のレンズ形状は、特に限定さ
れるものではなく、通常使用されている断面半円状、断
面半楕円状等の断面円弧状レンチキュラーレンズの形状
が使用できるが、特に、ファインピッチ化への対応が可
能な比較的単純な形状のものが好ましい。レンチキュラ
ーレンズ３のピッチは、使用目的に応じて適宜設定され
るものであるが、画像の高解像度化の観点からは０．４
ｍｍ以下のピッチとすることが好ましい。

【００１６】本発明のプリズムシート３は、アクリル系
樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、ス
チレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂あるいはこれらの混合
樹脂等の光透過性の良い合成樹脂から構成されており、
押出成形法、鋳込み成形法、射出成形法、熱プレス成形
法あるいは活性エネルギー線硬化法等の通常使用されて
いる方法によって製造される。

【００１７】プリズムシート３に形成されるプリズム列
５の形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状
のものが使用できるが、特に断面二等辺三角形のプリズ
ム列が好ましい。また、必要に応じて、図５、図６に示
したように、プリズム列間にフラット部７を形成した
り、プリズム列頂部にフラット部８を形成したような形
状であってもよい。特に、図５、図６のように、フラッ
ト部７、８を形成することによって、正面近傍での輝度
の低下を抑止することができる。このフラット部７、８
は、要求特性に応じてその割合を適宜設定することがで
きる。

【００１８】プリズム列５の頂角は、レンチキュラーレ
ンズシート１の屈折率等によって選定され、一般に３０
〜１５０度程度の範囲で設定されるが、レンチキュラー
レンズ４への光線の入射角度が３〜２０度の範囲となる
ように設定することが好ましい。これは、レンチキュラ
ーレンズ４への光線の入射角度が２０度を超えると、正
面近傍での輝度が低下する傾向にあり、逆に３度未満で
あると十分な視野角が得られない傾向にあるためであ
る。また、プリズム列５のピッチは、レンチキュラーレ
ンズ４との間に発現するモアレ現象や、レンチキュラー
レンズ４の中心軸とプリズム列５の中心軸の位置関係に
よる光学特性の低下を抑制するため、レンチキュラーレ
ンズ４のピッチの１／３以下とすることが好ましく、さ
らに好ましくは１／５以下の範囲である。

【００１９】また、プリズムシート３の厚さは、特に限
定されるものではないが、界面反射によるフレアー光に
よる多重像を軽減するとともに、解像度を高める等の観
点から、２０〜１０００μｍ程度であることが好まし
く、さらに好ましくは２０〜５００μｍの範囲である。
このような薄いプリズムシート３は、活性エネルギー線
硬化型樹脂を用いて製造することが好ましい。この場
合、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボ
ネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミ
ド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の透明樹脂からなる
透明フィルムあるいはシート等の透明基材上に、活性エ
ネルギー線硬化型樹脂によってプリズム部を形成する。
まず、所定のプリズムパターンを形成したレンズ型に活
性エネルギー線硬化型樹脂液を注入し、透明基材を重ね
合わせる。次いで、透明基材を通して紫外線、電子線等
の活性エネルギー線を照射し、活性エネルギー線硬化型
樹脂液を重合硬化して、レンズ型から剥離してプリズム
シート３を得る。

【００２０】本発明において、レンチキュラーレンズシ
ート１とプリズムシート３とは、レンチキュラーレンズ
シート１とプリズムシート３との間に充填された透明樹
脂層６によって接着、固定される。透明樹脂層６は、例
えば、プリズムシート３の表面全体に透明樹脂液を、ハ
ンドローラー、バーコーター、ロールコーター、スプレ
ーガン、スクリーン印刷等の方法を用いて流し込み、そ
の上からレンチキュラーレンズシート１を重ね合わせた
後、透明樹脂を加熱あるいは活性エネルギー線を照射す
る等の方法によって硬化させることによって形成し、レ
ンチキュラーレンズシート１とプリズムシート３とを接
着、固定することができる。また、プリズムシート３の
表面に、柔軟で追従性のある透明樹脂シートを重ね合わ
せ、その上からレンチキュラーレンズシート１を重ね合
わせ加圧した後、透明樹脂を加熱あるいは活性エネルギ
ー線を照射する等の方法によって硬化させることによっ
て形成し、レンチキュラーレンズシート１とプリズムシ
ート３とを接着、固定することもできる。

【００２１】本発明のサーキュラーフレネルレンズシー
ト２は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オ
レフィン系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂あ
るいはこれらの混合樹脂等の光透過性の良い樹脂から構
成されており、鋳込み成形法、射出成形法、熱プレス成
形法、押出成形法あるいは活性エネルギー線硬化型樹脂
を用いる方法等の通常使用されている方法によって容易
に製造することができる。また、サーキュラーフレネル
レンズシート２の厚さは、特に限定されるものではない
が、界面反射によるフレアー光による多重像を軽減する
とともに、解像度を高める等の観点から、薄い方が好ま
しい。

【００２２】本発明においては、垂直方向の視野角を広
げたり、サーキュラーフレネルレンズとレンチキュラー
レンズによるモアレ現象の発生や写り込み等を抑制する
目的で、レンチキュラーレンズシート１、サーキュラー
フレネルレンズシート２あるいはプリズムシート３の少
なくとも一つに０．１〜３重量％程度の範囲で少量の光
拡散剤を混入させてもよい。光拡散剤としては、特に限
定されるものではなく公知の拡散剤が使用でき、例え
ば、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタ
ン、アルミナ、酸化亜鉛、カラス等の無機系微粒子、架
橋ポリマー等の有機系微粒子等が挙げられる。また、光
拡散剤を混入する変わりに、あるいはこれと併用して、
光拡散剤を混入する光拡散剤層を形成してもよいし、水
平方向のマイクロレンチキュラーレンズ面やヘアーライ
ン等の微細な凹凸面を形成してもよい。さらに、光拡散
剤の他に、ティント剤、波長別吸収剤、難燃剤、光安定
剤、耐熱劣化防止剤等の添加剤を必要に応じて添加する
ことができる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。 実施例１ 拡散剤およびティント剤を混入した厚さ３ｍｍのアクリ
ル樹脂板を、加熱プレス成形によって、一方の表面にピ
ッチ０．３ｍｍ、曲率半径０．２ｍｍのレンチキュラー
レンズを平行に多数形成し、レンチキュラーレンズシー
トを得た。また、厚さ３ｍｍの透明アクリル樹脂板を、
加熱プレス成形によって、一方の表面にピッチ０．２１
ｍｍのサーキュラーフレネルレンズを形成して、サーキ
ュラーフレネルレンズシートを得た。さらに、厚さ０．
５ｍｍのポリカーボネート板を、加熱プレス成形によっ
て、ピッチ０．０５ｍｍ、頂角４０のプリズム列を平行
に多数形成し、プリズムシートを得た。得られたプリズ
ムシートのプリズム面に、屈折率１．５のアクリル系紫
外線硬化型樹脂液を塗布し、その上からレンチキュラー
レンズシートの平坦な入射面を重ね合わせ、プリズムシ
ート側から紫外線を照射してアクリル系紫外線硬化型樹
脂液を硬化させ、レンチキュラーレンズシートとプリズ
ムシートとを一体化させ複合レンズシートとした。

【００２４】得られた複合レンズシートを、レンチキュ
ラーレンズ面が出射面となるように観察側に配置し、サ
ーキュラーフレネルレンズシートをサーキュラーフレネ
ルレンズ面が出射面となるように光源側に配置して背面
投射型スクリーンを作成した。この背面投射型スクリー
ンを、５０インチのプロジェクションテレビに取り付け
て映像を観察したところ、解像度の高い奥行き感があ
り、コントラストに優れた映像が得られるとともに、±
８０度以上の視野範囲においても映像を観察することが
でき、十分に広い視野範囲を有していた。

【００２５】比較例１ 拡散剤およびティント剤を混入した厚さ３ｍｍのアクリ
ル樹脂板を、加熱プレス成形によって、一方の表面にピ
ッチ０．３ｍｍ、曲率半径０．２ｍｍのレンチキュラー
レンズを平行に多数形成し、レンチキュラーレンズシー
トを得た。一方、厚さ３ｍｍの透明アクリル樹脂板を、
加熱プレス成形によって、一方の表面にピッチ０．２１
ｍｍのサーキュラーフレネルレンズを形成して、サーキ
ュラーフレネルレンズシートを得た。

【００２６】得られたレンチキュラーレンズシートを、
レンチキュラーレンズ面が出射面となるように観察側に
配置し、サーキュラーフレネルレンズシートをサーキュ
ラーフレネルレンズが出射面となるように光源側に配置
して背面投射型スクリーンを作成した。この背面投射型
スクリーンを、５０インチのプロジェクションテレビに
取り付けて映像を観察したところ、視野範囲が±５０度
程度とかなり狭く、正面近傍だけが明るい、不均一な映
像であった。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、ファインピッチのレンチキュ
ラーレンズを平行に多数形成したレンチキュラーレンズ
シートとサーキュラーフレネルレンズシートの間に、レ
ンチキュラーレンズと同一方向にプリズム列を平行に多
数形成したプリズムシートをレンチキュラーレンズシー
トに一体に接合させて配置することにより、解像度が高
く、視野範囲の広い背面投射型スクリーンを提供できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の背面投射型スクリーンの構成の概略を
示す断面図である。

【図２】本発明のプリズムシートの概略を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の出射光特性の説明図である。

【図４】本発明の出射光特性を示す概略図である。

【図５】本発明のプリズムシートの概略を示す断面図で
ある。

【図６】本発明のプリズムシートの概略を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ レンチキュラーレンズシート ２ サーキュラーフレネルレンズシート ３ プリズムシート ４ レンチキュラーレンズ ５ プリズム列 ６ 透明樹脂層 ７，８ フラット部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源側に配置されたサーキュラーフレネ
   ルレンズシートと、観察側に配置されたレンチキュラー
   レンズシートと、両レンズシートの間に配置されたプリ
   ズムシートから構成され、該レンチキュラーレンズシー
   トの一方の表面に多数のレンチキュラーレンズが平行に
   形成され、該プリズムシートの一方の表面にレンチキュ
   ラーレンズと同一方向に多数のプリズム列が平行に形成
   されているとともに、レンチキュラーレンズシートとプ
   リズムシートが透明樹脂層を介して一体に接合されてい
   ることを特徴とする背面投射型スクリーン。