JPH10282581A - 背面投写型スクリーン用フレネルレンズシートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はモアレ妨害が軽微で、解像力に優れ
た背面投射型画像装置を実現するフレネルレンズシート
を提供することを目的とする。 【解決手段】 フレネルレンズシート４の観察側の面、
即ちレンチキュラレンズシートの投射側の面と接するフ
レネルレンズ面４１の表層部に拡散層４２を形成する。
このように構成すれば、拡散層４２の拡散作用によって
モアレ妨害を効果的に低減することができ、しかも、本
来の結像面であるレンチキュラレンズシートの投射側の
面の近傍で拡散するので、解像力劣化をほとんど生じる
ことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＲＴ、液晶パネル
などの映像をスクリーンの背面より拡大投写して前面か
ら観察する投射型画像表示装置に用いる背面投射型スク
リーン用フレネルレンズシートおよびその製造方法に関
する．

【０００２】

【従来の技術】近年ＴＶ受像機を中心に大画面に対する
ニーズが高まっており、これを比較的軽量コンパクトに
実現できる背面投写型の画像表示装置が注目されてい
る。画像源としてはＣＲＴを用いるのが一般的である
が、軽量化、小型化により適した液晶パネルを用いる方
式も実用段階になっている。その基本構成をＣＲＴを画
像源に用いた場合を例にとって模式的に図５に示す。

【０００３】ＣＲＴ１に形成した画像を、投写レンズ２
によってスクリーン３に拡大投写する。スクリーン３は
フレネルレンズシート４とレンチキュラレンズシート５
で構成される。フレネルレンズシート４は投写レンズ２
からスクリーン３に発散的に入射する投射光を略平行光
に変換する働きをする。レンチキュラレンズシート５は
入射光を拡散する働きをし、これが装置の視野特性を決
定する。

【０００４】視野特性は一面広ければ広いほど良いが、
視野特性を広くすればするほど正面輝度が低下するとい
う側面があり、必要な領域に有効に光を配分することが
望まれる。

【０００５】一般の視聴環境において水平方向において
は様々な角度から視聴されることが想定されるが垂直方
向については立ち上がった状態と座った状態の範囲で大
きな輝度変動がない程度の視野特性があれば十分であ
り、スクリーンの拡散特性としては水平に大きく垂直に
小さい異方性拡散特性が必要になる。

【０００６】その異方性拡散特性を実現する為に垂直方
向を長手方向とするレンチキュラレンズアレイシートと
拡散材を併用する。このようにすれば、水平方向にはレ
ンチキュラレンズの作用と拡散材の相乗効果によって相
対的に大きな拡散特性を、垂直方向には拡散材の作用の
みによる相対的に小さな拡散特性を容易に実現すること
が出来る。

【０００７】従来、拡散材は主としてレンチキュラレン
ズシートの内部に分散させるのが一般的で、フレネルレ
ンズシートは透明、もしくは垂直視野特性にほとんど影
響しない程度に極微量配合するのが一般的である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】レンチキュラレンズシ
ート、フレネルレンズシートはそれぞれ放射状、あるい
は水平方向の周期要素を有しているため、相互、あるい
は他の周期要素との干渉によって様々なモアレを発生し
得る。

【０００９】現在一般的なＲ、Ｇ、Ｂの単色ＣＲＴを用
い、スクリーン上で画像を重ね合わせてカラー画像を形
成する方式では、画像源には明確な画素がなく走査線と
言う垂直方向の周期要素があるのみである。この場合、
走査線、フレネルレンズシートそれぞれの変調度が比較
的小さいため、両者の相互干渉によるモアレは軽微でほ
とんど問題にならず、レンチキュラレンズシートとフレ
ネルレンズシートの間のモアレを実用範囲内にすればよ
い。

【００１０】その為に、レンチキュラレンズピッチとフ
レネルレンズピッチの比を半正数倍近傍に設定してモア
レピッチを小さくして目立たなくするのが一般的であ
る。

【００１１】一方、液晶パネル、カラーＣＲＴ、マイク
ロミラーデバイス等、画素構造を有する画像源を用いる
場合は、更に、画素構造とレンチキュラレンズの周期構
造との間のモアレが問題になる。

【００１２】単色ＣＲＴにおける周期要素である走査線
は垂直方向にのみ周期構造を持ち、垂直方向を長手方向
として水平方向に周期構造を持つレンチキュラレンズア
レイとモアレを発生することはない。マトリクス状の画
素構造を有する液晶では水平方向にも周期構造を有する
のでレンチキュラレンズアレイとのモアレを生じる。

【００１３】上記モアレを軽減するためには、レンチキ
ュラレンズシートとフレネルレンズシートの間のモアレ
を軽減するのと同様に、画素ピッチとレンチキュラレン
ズピッチの比を半正数倍にすることが有効だが、実用的
でない。レンチキュラレンズシートとフレネルレンズシ
ートはもともと対で用いられるものであり、そのピッチ
比を限定することに問題はないが、画面サイズ、画素数
に依存する画素ピッチに合わせてレンチキュラレンズの
ピッチひいてはフレネルレンズのピッチを設定するのが
煩雑だからである。

【００１４】また、上期対策を施してもなお、画素の変
調度が大きいため強度の大きなモアレが残りやすい。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の背面投写型スクリーン用フレネルレンズシ
ートは観察側表層に光拡散層を設けるものである。

【００１６】本発明によれば、画素とレンチキュラレン
ズアレイの相互干渉によって生じるモアレを効果的に軽
減し、しかも解像力の低下をほとんど生じることがな
い。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の背面投
射型スクリーン用フレネルレンズシートは、観察側表層
に光拡散層が設けられていることを特徴とするものであ
り、解像力の低下をほとんど手解させることなく効果的
にモアレを軽減することが可能になる。

【００１８】請求項２に記載の背面投射型スクリーン用
フレネルレンズシートは、光透過性基板の観察側の面に
感光性樹脂によってフレネルレンズが構成され、前記光
透過性基板のフレネルレンズ側表層に光拡散層が形成さ
れていることを特徴とするものであり、解像力の低下を
ほとんど手解させることなく効果的にモアレを軽減する
ことが可能になる。

【００１９】請求項３に記載の背面投写型スクリーン用
フレネルレンズシートの製造方法は、一方の面に光拡散
層を有する光透過性基板を、前記光拡散層を有する面が
フレネルレンズ面になるように熱プレス成形することを
特徴とするものであり、観察側表層に拡散層を有するフ
レネルレンズシートを効率的に製造することが可能にな
る。

【００２０】請求項４に記載の背面投写型スクリーン用
フレネルレンズシートの製造方法は、一方の面に光拡散
層を有する光透過性基板の前記光拡散層を有する面上
に、感光性樹脂によってフレネルレンズを形成すること
を特徴とするものであり、観察側表層近傍に拡散層を有
するフレネルレンズシートを効率的に製造することが可
能になる。

【００２１】（実施の形態１）図１は本発明の請求項１
に記載された発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【００２２】フレネルレンズシート４の観察側の面、即
ちレンチキュラレンズシートの投射側の面と接するフレ
ネルレンズ面４１の表層部に拡散層４２を形成する。

【００２３】拡散層４２の厚みはフレネルレンズシート
の厚み２グに対して、０．１グに設定した。

【００２４】また、拡散層４２による拡散効果は、平行
光線の入射に対して、出射光の輝度分布がピーク輝度に
対して半分になる角度（拡散半値角）で±２゜〜±６゜
になるように設定している。

【００２５】このように構成すれば、拡散層４２の拡散
作用によってモアレ妨害を効果的に低減することがで
き、しかも、本来の結像面であるレンチキュラレンズシ
ートの投射側の面の極近傍で拡散するので、解像力劣化
をほとんど生じることがない。

【００２６】なお、拡散材をフレネルレンズシート全体
にほぼ均等に配合して上記と同等の拡散性を示すように
構成した場合、同等のモアレ妨害低減を実現することが
出来たが、明らかな解像力劣化を生じた。

【００２７】（実施の形態２）図２は本発明の請求項２
に記載された発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【００２８】一方の面に拡散層６１を有する光透過性基
板６の拡散層側面上に感光性樹脂７によってフレネルレ
ンズ面４１を形成する。

【００２９】拡散層６１の厚みは光透過性基板６の厚み
２グに対して、０．１グに設定した。

【００３０】また、拡散層４２による拡散効果は、平行
光線の入射に対して、出射光の輝度分布がピーク輝度に
対して半分になる角度（拡散半値角）で±２゜〜±６゜
になるように設定している。

【００３１】このように構成すれば、実施の形態１と同
様に、拡散層４２の拡散作用によってモアレ妨害を効果
的に低減することができる。

【００３２】また、フレネルレンズピッチは０．１グ程
度に設定しており、感光性樹脂７によるレンズ部の最大
厚みは０．１グ程度なので、実施の形態１とほぼ同様
に、本来の結像面であるレンチキュラレンズシートの投
射側の面の近傍で拡散するので、解像力劣化をほとんど
生じることがない。

【００３３】なお、拡散材を光透過性基板６の全体にほ
ぼ均等に配合して上記と同等の拡散性を示すように構成
した場合、同等のモアレ妨害低減を実現することが出来
たが、実施の形態１で拡散材をフレネルレンズシート全
体に配合した場合と同様、明らかな解像力劣化を生じ
た。

【００３４】（実施の形態３）図３は本発明の請求項３
に記載された発明の一例を示す工程図であり、請求項１
に記載のフレネルレンズシートについて好適な製造法を
示す。

【００３５】（ａ）２層押し出し成形によって、一方の
面に厚み０．１ｍｍの拡散層６１を有する厚み２ｍｍの
光透過性基板６を構成する。

【００３６】（ｂ）所望フレネルレンズ形状の逆形状の
金型８によって熱プレスを行いフレネルレンズ形状を転
写する。

【００３７】（ｃ）片開き後取り出して、フレネル面４
１側表層にフレネル面形状に沿った拡散層４２を有する
フレネルレンズシート４を得る。

【００３８】かかる製造方法によれば、通常の透明なフ
レネルレンズシートと同様な製造装置を用いて、フレネ
ル面側表層に拡散層を有するフレネルレンズシートを得
ることが出来る。

【００３９】（実施の形態４）図４は本発明の請求項４
に記載された発明の一例を示す工程図であり、請求項２
に記載のフレネルレンズシートについて好適な製造法を
示す。

【００４０】（ａ）２層押し出し成形によって、一方の
面に厚み０．１ｍｍの拡散層６１を有する厚み２ｍｍの
光透過性基板６を構成する。

【００４１】（ｂ）所望フレネルレンズ形状の逆形状の
金型８に感光前の感光性樹脂７を満たした上に上記光透
過性基板６を拡散層６１を下向きに設置して、感光用光
源９で光照射する。

【００４２】（ｃ）所定照射条件によって感光性樹脂を
硬化させた後、取り出して、フレネル面４１側表層近傍
に拡散層６１を有するフレネルレンズシート４を得る。

【００４３】かかる製造方法によれば、通常の透明なフ
レネルレンズシートと同様な製造装置を用いて、フレネ
ル面側表層近傍に拡散層を有するフレネルレンズシート
を得ることが出来る。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明の背面投射型スク
リーン用フレネルレンズシートによれば、モアレ妨害が
軽微で解像力に優れた背面投射型画像表示装置を実現す
ることが出来る。

【００４５】また、本発明の背面投射型スクリーン用フ
レネルレンズシートの製造方法によれば、通常の透明な
フレネルレンズシートと同様な製造装置を用いて、フレ
ネル面側表層近傍に拡散層を有するフレネルレンズシー
トを得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の背面投写型スクリーンの実
施の形態の一例を示す断面図

【図２】本発明の請求項２の背面投写型スクリーンの実
施の形態の一例を示す断面図

【図３】本発明の請求項３の背面投写型スクリーンの製
造方法の実施の形態の一例を示す工程図

【図４】本発明の請求項４の背面投写型スクリーンの製
造方法の他の実施の形態一例を示す工程図

【図５】投射型画像表示装置の基本構成を示す模式図

【符号の説明】

１ ＣＲＴ ２ 投写レンズ ３ スクリーン ４ フレネルレンズシート ４１ フレネルレンズ面 ４２ 拡散層 ５ レンチキュラレンズシート ６ 光透過性基板 ６１ 拡散層 ７ 感光性樹脂 ８ フレネルレンズ金型 ９ 感光用光源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＲＴ、液晶パネルなどに形成される画
   像を、その背面より投写して前面より観察するための背
   面投写型スクリーンに用いるフレネルレンズシートであ
   って、観察側表層に光拡散層が設けられていることを特
   徴とする背面投射型スクリーン用フレネルレンズシー
   ト。
2. 【請求項２】 ＣＲＴ、液晶パネルなどに形成される画
   像を、その背面より投写して前面より観察するための背
   面投写型スクリーンに用いるフレネルレンズシートであ
   って、光透過性基板の観察側の面に感光性樹脂によって
   フレネルレンズが設けられ、前記光透過性基板のフレネ
   ルレンズ側表層に光拡散層が形成されていることを特徴
   とする背面投射型スクリーン用フレネルレンズシート。
3. 【請求項３】 ＣＲＴ、液晶パネルなどに形成される画
   像を、その背面より投写して前面より観察するための背
   面投写型スクリーンに用いるフレネルレンズシートの製
   造方法であって、一方の面に光拡散層を有する光透過性
   基板を、前記光拡散層を有する面がフレネルレンズ面に
   なるように熱プレス成形することを特徴とする背面投写
   型スクリーン用フレネルレンズシートの製造方法。
4. 【請求項４】 ＣＲＴ、液晶パネルなどに形成される画
   像をその背面より投写して前面より観察するための背面
   投写型スクリーンに用いるフレネルレンズシートの製造
   方法であって、一方の面に光拡散層を有する光透過性基
   板の前記光拡散層を有する面上に、感光性樹脂によって
   フレネルレンズを形成することを特徴とする背面投写型
   スクリーン用フレネルレンズシートの製造方法。