KR20050035198A - 프레넬 렌즈시트, 투과형 스크린 및 배면투사형 표시장치 - Google Patents

프레넬 렌즈시트, 투과형 스크린 및 배면투사형 표시장치 Download PDF

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KR20050035198A
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Abstract

경사 방향으로부터 투사된 광을 집광시키기 위한 프레넬 렌즈시트에서, 외광의 반사가 적어서 화상의 콘트라스트가 양호하고, 물결무늬의 발생도 적은, 제조가 용이한 프레넬 렌즈시트를 제공한다. 프레넬 렌즈시트(10)는 평면상의 기부(11)의 입광측에 형성된 복수의 프리즘요소(12)와, 기부(11)의 출광측에 형성된 복수의 V자 모양의 홈(13), 각 홈(13) 내에 매설된 복수의 쐐기 모양의 광흡수부(14)를 가지고 있다. 각 프리즘요소(12)는 굴절면(12a) 및 전반사면(12b)을 가지고, 경사 방향으로부터 큰 각도로 입사한 광(L1)을 굴절 및 전반사하여 기부(11)에 거의 수직인 방향으로 진행시키게 되어 있다. 또, 각 광흡수부(14)는 기부(11)의 굴절률보다 작은 굴절률을 가지고, 기부(11)의 각 홈(13) 내에 매설된 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에 의해 기부(11) 내를 진행하는 광(L1)을 반사하도록 되어 있다.

Description

프레넬 렌즈시트, 투과형 스크린 및 배면투사형 표시장치{FRESNEL LENS SHEET, REAR PROJECTION SCREEN AND REAR PROJECTION DISPLAY}
본 발명은 배면투사형 표시장치에 관한 것으로, 특히 프로젝터로부터 출사된 영상광을 투과형 스크린에 대해 경사 방향으로부터 투사하는 배면투사형 표시장치에 적합하게 이용되는 프레넬 렌즈시트, 그것을 갖춘 투과형 스크린 및 배면투사형 표시장치에 관한 것이다.
프로젝터(projecter)로부터 출사된 영상광을 투과형 스크린에 대해 경사 방향으로부터 투사하는 배면투사형 표시장치로는, 투과형 스크린에 대해 경사 방향으로부터 입사한 광을 집광시키기 위한 광학 수단으로서 입광측에 단면이 삼각형인 프리즘요소군을 설치하고, 입사한 광을 프리즘요소의 제1면에서 굴절시킨 후에 제2면에서 전반사시켜 출광측의 표면에서 출사시키는 프레넬 렌즈시트가 제안되고 있다(특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 소61-208041 호공보). 이러한 프레넬 렌즈시트에서는, 경사 방향으로부터 입사한 광으로도 효율적으로 출광측의 표면으로부터 출사시킬 수가 있으므로, 그것이 설치되는 배면투사형 표시장치의 치수(깊이)를 작게 하여 장치를 소형화할 수 있다고 하는 이점이 있다.
그렇지만, 상술한 프레넬 렌즈시트에서는, 밝은 실내등에서 프레넬 렌즈시트의 출광측의 표면으로부터 입사한 외광의 영향에 의해 화상의 콘트라스트가 저하하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 이것은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 기부(31)의 입광측에 굴절면(32a) 및 전반사면(32b)을 가지는 프리즘요소군(32)이 형성된 프레넬 렌즈시트(30)에서는, 기부(31)의 출광측의 표면(31b)으로부터 입사하는 외광의 일부(L2)가 기부(31) 입광측의 프리즘요소군(32)의 굴절면(32a) 및 전반사면(32b)에서 몇번 굴절된 후, 특정의 프리즘요소(32)의 전반사면(32b)에서 전반사되어 다시 기부(31)의 출광측의 표면(31b)으로부터 출사되어 버린다고 하는 현상이 일어나기 쉽기 때문이다.
또, 상술한 것 같은 프레넬 렌즈시트(30)에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 기부(31)의 입광측으로부터 입사하는 광의 입사각이 작은 경우, 프리즘요소(32)의 전반사면(32b)에서 전반사되지 않는 광(L3)이 발생하고, 그 광(L3)이 기부(31)의 출광측의 표면(31b)에서 반사되어 재차 출광측의 표면(31b)의 다른 위치로부터 출사되는 것에 의해 이중상이 형성되어 버린다고 하는 문제도 있다.
이러한 문제를 해소하기 위한 종래의 방법으로서는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 프레넬 렌즈시트(30) 기부(31)의 출광측의 표면(31b) 가운데, 기부(31)의 입광측으로부터 입사하는 광(L1)이 통과하지 않는 영역에 V자 모양의 홈(33)을 형성한 다음, 이러한 홈(33)의 경사면을 따라 V자 모양의 광흡수부(34)를 형성하는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 2 : 일본국 특허공개 소63-30835호 공보).
그렇지만, 상기 특허 문헌 2에 기재된 방법으로는, 프레넬 렌즈시트의 출광측의 표면 가운데, 기부의 입광측으로부터 입사하는 광이 통과하지 않는 영역에 광흡수부를 형성해야 하기 때문에, 기부의 입광측의 프리즘요소와 출광측의 광흡수부의 위치맞춤이 필요하다. 여기서, 입광측의 프리즘요소의 렌즈 피치는 통상 O.1mm 정도이므로, 위치맞춤의 정밀도로는 O.O1mm 정도, 혹은 그 이상이 필요해 제조가 매우 곤란하다. 또, 프리즘요소군이 직선 모양으로 연장되는 경우에는, 직선의 기울기를 맞춘 다음, 직선에 수직인 한방향에 대해서 위치맞춤을 실시하면 좋지만, 프리즘요소군이 원호 모양으로 연장되는 경우에는, 직행하는 2방향에 대해서 위치맞춤을 실시하지 않으면 안되어, 위치맞춤이 한층 더 곤란해진다.
또한, 기부의 입광측의 프리즘요소와 출광측의 광흡수부와의 위치맞춤 정밀도가 나쁜 경우에는, 프리즘요소군이 직선 모양으로 연장되는 경우 및 원호 모양으로 연장되는 경우의 어느 경우에서도, 위치맞춤의 오차에 의해 물결무늬(moire)가 발생되어 버린다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 프레넬 렌즈시트의 주요부를 나타낸 부분 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 프레넬 렌즈시트(투과형 스크린)를 갖춘 배면투사형 표시장치의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 배면투사형 표시장치의 제1설치태양을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 배면투사형 표시장치의 제2설치태양을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 나타낸 배면투사형 표시장치에서 이용되는 프레넬 렌즈시트(투과형 스크린)의 제1변형예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2에 나타낸 배면투사형 표시장치에서 이용되는 프레넬 렌즈시트(투과형 스크린)의 제2변형예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2에 나타낸 배면투사형 표시장치에서 이용되는 프레넬 렌즈시트(투과형 스크린)의 제3변형예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 2에 나타낸 배면투사형 표시장치에서 이용되는 프레넬 렌즈시트(투과형 스크린)의 제4변형예를 나타낸 도면이다.
도 9는 종래의 프레넬 렌즈시트에서 발생하는 제1문제(외광의 반사문제)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 종래의 프레넬 렌즈시트에서 발생하는 제2문제(이중상의 문제)를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 9 및 도 10에 나타낸 문제를 해결하기 위한 종래의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 이러한 점을 고려해 이루어진 것이고, 경사 방향으로부터 투사된 광을 집광시키기 위한 프레넬 렌즈시트에서, 외광의 반사가 적어서 화상의 콘트라스트가 양호하고, 또한 물결무늬의 발생도 적은, 제조가 용이한 프레넬 렌즈시트, 그것을 갖춘 투과형 스크린 및 배면투사형 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 제1해결 수단으로서, 평면 모양의 기부와, 상기 기부의 입광측에 형성되어 각각이 입사한 광을 굴절시키는 굴절면과, 상기 굴절면에서 굴절된 광을 전반사하는 전반사면을 가지는 복수의 프리즘요소와, 상기 기부의 출광측에 형성된 복수의 V자 모양의 홈과, 상기 기부의 상기 각 홈내에 매설되고, 상기 기부의 굴절률보다 작은 굴절률을 가지는 복수의 쐐기 모양의 광흡수부를 구비하고, 상기 기부의 상기 각 홈내에 매설된 상기 각 광흡수부와 상기 기부의 계면을 이루는 경사면에 의해, 상기 각 프리즘요소에서 굴절 및 전반사되어 상기 기부내를 진행하는 광의 적어도 일부를 반사하고, 상기 기부의 출광측의 표면 중 인접한 상기 각 광흡수부 사이에 형성되는 영역으로부터 광을 출사시키는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트를 제공한다.
또한, 상술한 제1해결 수단에서, 상기 각 광흡수부의 2개의 경사면은, 상기 기부에 대해 수직인 방향에 관해 대칭적으로 배치되어 있고, 상기 각 광흡수부의 굴절률을 N1, 상기 기부의 굴절률을 N2, 상기 각 광흡수부의 깊이(상기 기부의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 상기 각 광흡수부의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W1로 했을 때, tan-1(2D/W1 ) ≥ sin-l(N1/N2)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 각 광흡수부의 깊이(상기 기부의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 상기 각 광흡수부의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W1로 했을 때, 상기 W1과 상기 D의 비(W1/D)가 O.05~0.5의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또, 상술한 제1해결 수단에서, 상기 각 광흡수부의 2개의 경사면은 상기 기부에 대해 수직인 방향에 관해서 비대칭적으로 배치되고 있고, 상기 각 광흡수부의 굴절률을 N1, 상기 기부의 굴절률을 N2, 상기 각 광흡수부의 깊이(상기 기부의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 상기 각 광흡수부의 일방의 경사면을 상기 출광측의 표면에 투영하는 것에 의해 얻어지는 평면의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W3, 타방의 경사면을 상기 출광측의 표면에 투영하는 것에 의해 얻어지는 평면의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W4로 했을 때, tan-1(D/W3) ≥ sin-l(N1/N2), tan-1(D/W4) ≥ sin-l(N1 /N2)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 각 광흡수부의 깊이(상기 기부의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 상기 각 광흡수부의 일방의 경사면을 상기 출광측의 표면에 투영하는 것에 의해 얻어지는 평면의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W3, 타방의 경사면을 상기 출광측의 표면에 투영하는 것에 의해 얻어지는 평면의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W4로 했을 때, 상기 W3와 상기 D의 비(W3/D)가 O.025~0.25의 범위에 있고, 상기 W4와 상기 D의 비(W4/D)가 O.025~0.25의 범위에 있는 것이 바람직하다.
더욱이, 상술한 제1해결 수단에서, 상기 각 광흡수부 중 상기 기부와의 계면을 이루는 경사면으로부터의 거리가 O.1 μm 이내인 근방 부위에서의 OD값이 O.01~0.12의 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 각 광흡수부는 전체에 걸쳐 거의 균일한 광흡수율을 가지고, 그 두께 1 μm 근처의 OD값이 O.1~1.2인 것이 바람직하다. 또한, 상기 각 광흡수부는 투명한 기재중에 구모양의 광흡수 입자를 복수개 함유시키는 것으로 구성되고, 상기 각 광흡수 입자의 평균 입경이 2~15 μm의 범위에 있는 것이 바람직하다.
더욱이 또한, 상술한 제1해결 수단에서, 상기 기부의 입광측 및 출광측의 어느쪽이든지 한쪽의 표면에 적층되어 광의 반사율을 저하시키는 층을 더 구비한 것이 바람직하다.
본 발명은 제2해결 수단으로서, 상술한 제1해결 수단에 따른 프레넬 렌즈시트와, 상기 프레넬 렌즈시트의 관찰자 측에 설치되어 상기 프레넬 렌즈시트를 통과한 광을 확산시키는 렌티큘러 렌즈요소를 구비한 것을 특징으로 하는 투과형 스크린을 제공한다.
또한, 상술한 제2해결 수단에서는, 상기 프레넬 렌즈시트의 입광측 및 상기 렌티큘러 렌즈요소의 출광측의 어느쪽이든지 한쪽의 표면에 적층되어 광의 반사율을 저하시키는 층을 더 구비한 것이 바람직하다.
본 발명은, 제3해결 수단으로서, 상술한 제1해결 수단에 따른 프레넬 렌즈시트를 갖춘 투과형 스크린, 또는 상술한 제2해결 수단에 따른 투과형 스크린과, 상기 투과형 스크린에 대해 영상광을 경사 방향으로부터 투사하는 프로젝터를 구비한 것을 특징으로 하는 배면투사형 표시장치를 제공한다.
본 발명의 제1 내지 제3해결 수단에 의하면, 프레넬 렌즈시트의 평면 모양의 기부 중 프리즘요소가 형성된 입광측과는 반대측의 출광측에 복수의 V자 모양의 홈을 형성함과 함께, 그 각 홈내 쐐기 모양의 광흡수부를 매설하고, 또 각 광흡수부의 굴절률을 기부의 굴절률보다 작게 하고 있다. 이러한 프레넬 렌즈시트에서는, 기부 입광측의 각 프리즘요소에서 굴절 및 전반사되어 기부내를 진행하는 광이, 각 광흡수부에서 흡수되는 일 없이, 그 전부가 기부의 출광측의 표면으로부터 관찰자측에 출사된다. 또, 이러한 프레넬 렌즈시트에서는, 기부의 출광측에 형성된 각 광흡수부에 의해 외광이 흡수된다. 이에 의해, 기부의 입광측으로부터 입사하는 광의 투과율을 높이면서, 외광의 반사를 효과적으로 억제할 수가 있어, 밝은 실내등에서의 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수가 있다.
또, 본 발명의 제1 내지 제3해결 수단에 의하면, 기부의 출광측에 형성된 각 광흡수부에 의해, 기부의 입광측으로부터 입사하는 광이면서 프리즘요소의 전반사면에서 전반사되지 않는 광이 흡수되므로, 기부의 입광측으로부터 입사하는 광의 입사각이 45도에서 35도 정도로 작은 경우에도, 이중상의 발생을 효과적으로 억제할 수가 있다.
더욱이, 본 발명의 제1 내지 제3해결 수단에 의하면, 기부의 입광측의 각 프리즘요소에서 굴절 및 전반사되어 기부내를 진행하는 광은, 기부의 출광측에서의 각 광흡수부의 배치 위치에 관계없이, 각 광흡수부에서 흡수되지 않고 기부의 출광측의 표면으로부터 출사되므로, 기부의 입광측의 프리즘요소와 출광측의 광흡수부와의 위치맞춤을 실시할 필요가 없어 제조가 용이하다.
또, 본 발명의 제1 내지 제3해결 수단에 의하면, 각 광흡수부 중 기부와의 계면을 이루는 경사면으로부터의 거리가 O.1 μm 이내인 근방 부위에서의 광흡수율이 소정 범위가 되도록 각 광흡수부의 광흡수율을 조정함으로써, 각 광흡수부와 기부와의 계면을 이루는 경사면(전반사면 )에서 전반사되는 광 중 전반사면의 반대 측으로도 들어가 각 광흡수부에서 흡수되어 버리는 광을 최소한으로 억제할 수가 있다. 이 때문에, 기부의 출광측의 표면으로부터 입사하는 외광의 흡수 성능을 확보하면서, 각 광흡수부와 기부와의 계면을 이루는 경사면에서 전반사되는 광이 각 광흡수부에서 거의 흡수되지 않게 할 수가 있어, 투과율을 향상시킬 수가 있다.
이하, 도면을 참조해 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
우선, 도 2, 도 3 및 도 4에 의해, 본 발명의 일실시형태에 따른 프레넬 렌즈시트가 이용되는 투과형 스크린을 갖춘 배면투사형 표시장치의 전체구성에 대해 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 배면투사형 표시장치(1)는 투과형 스크린(5)과, 투과형 스크린(5)에 대해서 영상광을 경사 방향으로부터 투사하는 프로젝터(6)를 갖추고 있다. 여기서, 투과형 스크린(5) 및 프로젝터(6)는, 예컨대 도 3에 나타낸 것 같은 위치 관계에서 캐비넷(2) 내에 수납되고 있다. 또한, 도 3에 나타낸 배면투사형 표시장치(1)에서는, 프로젝터(6)로부터 출사된 영상광이 투과형 스크린(5)에 직접 투사되고 있지만, 이에 한정되지 않고, 도 4에 나타낸 배면투사형 표시장치(1')와 같이 프로젝터(6)로부터 출사된 영상광이 반사되어 미러(4)를 매개로 투과형 스크린(5)에 투사되도록 해도 된다.
여기서, 투과형 스크린(5)은 프로젝터(6)로부터 투사된 영상광을 관찰자측에 출사하기 위한 것이고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 프로젝터(6)로부터 투사된 영상광을 굴절 및 집광시키는 프레넬 렌즈시트(10)를 가지고 있다.
또한, 도 2 내지 도 4에 나타낸 배면투사형 표시장치(1)에서는, 프레넬 렌즈시트(10)에 대해 영상광이 경사 방향으로부터 투사되므로, 프레넬 렌즈시트(10)의 어느 위치에서도 꽤 큰 각도(프레넬 렌즈시트(10)의 상단부에서는 70도 정도 이상의 각도)에서 광이 입사하게 된다. 본 실시형태에 따른 프레넬 렌즈시트(10)에서는, 굴절면 및 전반사면을 가지는 단면이 삼각형인 프리즘요소(12)가 프레넬 렌즈로서 입광측에 복수개 형성되는 것에 의해, 상술한 것 같은 큰 각도로 입사하는 광에 대응할 수 있게 되어 있다.
이하, 도 1에 의해, 도 2 내지 도 4에 나타낸 배면투사형 표시장치(1)에 이용되는 프레넬 렌즈시트(10)(투과형 스크린(5))를 상세하게 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 프레넬 렌즈시트(10)는 평면 모양의 기부(11)와, 기부(11)의 입광측에 형성된 복수의 프리즘요소(12), 기부(11)의 출광측에 형성된 복수의 V자 모양의 홈(13), 각 홈(13) 내에 매설된 복수의 쐐기(wedge) 모양의 광흡수부(14)를 가지고 있다.
각 프리즘요소(12)는 입사한 광을 굴절시키는 굴절면(12a)과, 굴절면(12a)에서 굴절된 광을 전반사하는 전반사면(12b)을 가지고 있고, 경사 방향으로부터 큰 각도로 입사한 광(L1)을 굴절 및 전반사해 기부(11)에 거의 수직인 방향으로 진행시킬 수가 있게 되어 있다. 또한, 각 프리즘요소(12)의 폭(렌즈 피치 p)은 화면상에서 프리즘요소가 다수 늘어서 있는 것이 보이지 않게 1mm 정도 이하일 필요가 있고, 바람직하게는 O.1mm 정도이다.
여기서, 각 프리즘요소(12)에 입사하는 광(L1)의 각도(입사각)는 기부(11) 의 평면상에서의 해당 각 프리즘요소(12)의 위치에 따라 다르고, 그러한 입사각의 변화에 따라 해당 각 프리즘요소(12)의 형상을 변화시키고 있다. 여기서, 각 프리즘요소(12)의 형상을 변화시키는 방법으로는, 각 프리즘요소(12)의 렌즈 꼭지각 c를 일정하게 하고 굴절면(12a)의 각도 a 및 전반사면(12b)의 각도 b를 변화시키는 방법 이외에, 각 프리즘요소(12)에 관한 모든 각도 a, b, c를 변화시키는 방법을 이용할 수 있다.
각 광흡수부(14)는 소정의 광흡수율을 가지고 있고, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 입사하는 외광(L2)를 흡수할 수가 있게 되어 있다. 또, 각 광흡수부(14)는 기부(11)의 굴절률보다 작은 굴절률을 가지고 있고, 기부(11)의 각 홈(13) 내에 매설된 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에 의해, 각 프리즘요소(12)에서 굴절 및 전반사되어 기부(11) 내를 진행하는 광(L1)을 반사할 수 있게 되어 있다.
여기서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 각 프리즘요소(12)에서 굴절 및 전반사되어 기부(11) 내를 진행하는 광(L1)의 일부는 출광측의 표면(11b) 중 각 광흡수부(14)의 사이에 형성되는 평탄영역(15b)으로부터 그대로 출사하고(부호 L1-1 참조), 나머지는 각 광흡수부(14)에 입사한다. 이 때, 각 광흡수부(14)에 입사한 광은, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서 반사된 후, 기부(11) 의 출광측의 표면(11b)의 평탄영역(15b)으로부터 출사된다(부호 L1-2 참조).
또한, 각 광흡수부(14)에 입사한 광은, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서 전반사되는 것이 바람직하다. 즉, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서의 임계각 α는, 이 경사면(15a)에 입사하는 광의 입사각 θ(경사면이 평탄면인 경우에는 경사면의 기울기 θ와 같다)보다 작게 하는 것이 바람직하다.
여기서, 쐐기 모양의 광흡수부(14)(및 V 자 모양의 홈(13))는 그 단면 형상이 좌우 대칭인 2등변 삼각형이며, 2개의 경사면이 기부(11)에 대해서 수직인 방향에 관해 대칭적으로 배치되어 있다. 이 경우, 각 광흡수부(14)의 굴절률을 N1, 기부(11)의 굴절률을 N2, 각 광흡수부(14)의 깊이(기부의 두께 방향에 대한 길이)를 D, 각 광흡수부(14)의 폭(기부(11)의 출광측의 표면(11b)에서의 연재(延在) 방향에 직교하는 방향에 대한 길이)을 W1로 했을 때,
θ = tan-1(2D/W1) ≥ sin-1(N1/N2)
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
또, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서 반사된 광은, 인접한 광흡수부(14)의 경사면(15a)에서 재차 반사되는 일 없이, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 출사되는 것이 바람직하다. 즉, 각 광흡수부(14)의 형상(깊이 D 및 폭 W1)을 기부(11) 출광측의 표면(11b)의 평탄영역(15b)의 폭 W2에 따라 적절히 조정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 각 광흡수부(14)의 깊이 D, 폭 W1 및 기부(11) 출광측의 표면(11b)의 평탄영역(15b)의 폭 W2가,
tan(2×tan-1(W1/2D))×D ≤ (W1/2)+W2
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
더욱이, 각 광흡수부(14)의 형상(깊이 D 및 폭 W1)에 관해서, 폭 W1에 대해서 깊이 D가 너무 작으면(즉, 경사면(15a)의 기울기 θ가 너무 작으면), 각 광흡수부(14)의 굴절률 N1과 기부(11)의 굴절률 N2의 비를 크게 할 필요가 발생하여, 기부(11) 및 광흡수부(14)의 재료 선택의 폭이 좁아지거나, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 입사하는 외광(L2)의 흡수 성능이 저하해 버린다. 이 때문에, W1과 D의 비(W1/D)는 O.05~0.5의 범위에 있는 것이 바람직하다.
그런데, 상기 수학식 1의 관계를 만족하는 경우, 각 광흡수부(14)에 입사한 광(부호 L1-2 참조)이 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(전반사면)(15a)에서 전반사하게 되지만, 이 경우에서도 모든 광이 전반사면에서 반사하는 것이 아니라, 일부의 광은 전반사면을 넘어 진행되어, 전반사면의 반대 측으로도 들어간다. 이 때문에, 전반사면의 반대 측에 위치하는 각 광흡수부(14)의 광흡수율이 너무 높으면, 전반사되는 광의 일부가 각 광흡수부(14)에서 흡수되어 버리므로 바람직하지 않다. 한편, 각 광흡수부(14)의 광흡수율이 너무 낮으면, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 입사하는 외광(L2)의 흡수 성능이 저하해 버리므로 바람직하지 않다.
여기서, 광이 전반사면을 넘어 진행되는 길이는 O.1 μm 정도이므로, 각 광흡수부(14) 중 기부(11)와 계면을 이루는 경사면(15a)으로부터의 거리가 0.1 μm 이내인 근방 부위에서의 OD값(optical density)이 0.01~0.12인 범위에 있는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족시키기 위한 방법으로는, (1) 각 광흡수부(14)의 전체 광흡수율을 조정하는 방법 외에, (2) 각 광흡수부(14)의 광흡수율을 국소적으로 조정하는 방법을 이용할 수가 있다. 또한, OD값은 투명한 필름상에 광흡수층을 배치했을 때의 투과율을 측정함으로써 구할 수 있다. 즉, 투명한 필름의 투과율을 I, 투명한 필름상에 광흡수층(예컨대 광흡수부(14)와 같은 재질의 두께 1 μm의 층)을 배치했을 때의 투과율을 I0로 하면, OD값은 -log10(I0/I)로서 구할 수가 있다.
구체적으로는 예컨대, 상기 (1) 방법을 취하는 경우에는, 각 광흡수부(14) 의 폭 W가 수 μm로부터 수십 μm, 깊이 D가 수십에서 200 μm 정도이므로, 두께 1 μm 근처의 OD값을 O.1~1.2 정도로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 입사하는 외광(L2)의 흡수 성능을 확보하면서, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서 전반사되는 광이 각 광흡수부(14)에서 거의 흡수되지 않도록 하는 것이 가능하다.
또, 상기 (2) 방법을 취하는 경우에는, 각 광흡수부(14) 중 기부(11)와의 계면을 이루는 경사면(15a)에 가까운 부위와 그렇지 않은 부위와의 사이에 광흡수율을 다르게 하는 방법 외에, 투명한 수지 바인더(binder)(기재) 중에, 평균 입경이 2~15 μm인 범위에 있는 구형상의 흑색 입자(광흡수 입자)를 복수 함유시키는 방법을 취할 수가 있다. 여기서, 후자의 경우에는 수지 바인더중에 함유되어 있는 입자가 구상인 것으로부터, 각 광흡수부(14) 중 기부(11)와의 계면을 이루는 경사면(15a)으로부터의 거리가 O.1 μm 이내인 근방 부위에 흑색 입자가 존재하는 비율을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 상기 (1) 방법의 경우와 동일하게, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 입사하는 외광(L2)의 흡수 성능을 확보하면서, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서 전반사되는 광이 각 광흡수부(14)에서 거의 흡수되지 않게 할 수가 있다.
다음에, 이러한 구성으로부터 이루어지는 프레넬 렌즈시트(10)의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 프리즘요소의 형상 및 홈 형상의 역형상을 가지는 금형을 이용해, 입광측 및 출광측에 각각 프리즘요소(12) 및 V자 모양의 홈(13)이 형성된 기부(11) 를 성형한다.
또한, 프리즘요소(12) 및 홈(13)이 형성된 기부(11)를 성형하기 위한 제1방법으로서는, 상술한 것 같은 금형을 이용해, 아크릴 수지나 스틸렌 수지, 폴리에스텔 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 아크릴-스틸렌 공중합 수지등으로부터 되는 투명한 수지를 프레스 성형이나 사출 성형, 캐스팅 성형등의 수법에 의해 성형하는 방법을 이용할 수가 있다. 또, 제2방법으로서, 상술한 것 같은 투명한 수지로부터 되는 시트상에 자외선 경화 수지등의 전리 방사선 경화 수지를 도포하고, 상술한 것 같은 금형을 이용해 자외선등을 조사하면서 성형하는 방법을 이용할 수가 있다.
다음에, 이와 같이 하여 성형된 기부(11)의 출광측의 각 홈(13) 내에 흑색 잉크를 매립하고, 복수의 쐐기 모양의 광흡수부(14)를 형성한다.
또한, 이와 같이 하여 기부(11)의 출광측의 각 홈(13) 내에 광흡수부(14)를 형성하기 위한 제1방법으로서는, 투명한 수지 바인더중에 카본블랙등의 흑색 안료나 흑색 수지 비즈등을 함유시켜 흑색 잉크를 제작하고, 이와 같이 하여 제작된 흑색 잉크를 와이핑법등에 의해 기부(11)의 출광측의 각 홈(13) 내에 매립한 후, 건조 및 경화시키는 방법을 이용할 수가 있다. 또, 제2방법으로서, 상술한 제1방법 에서, 투명한 수지 바인더 대신에 자외선 경화 수지를 이용해 흑색 잉크를 제작하고, 이와 같이 하여 제작된 흑색 잉크를 와이핑법등에 의해 기부(11)의 출광측의 각 홈(13) 내에 매립한 후, 자외선 조사에 의해 경화시키는 방법을 이용할 수가 있다. 게다가 제3방법으로서, 프리즘요소(12)가 형성된 시트와 상기 제1 또는 제2방법에 의해 V자 모양의 홈(13) 내에 광흡수부(14)가 형성된 시트를 따로 형성하고, 접착제나 점착제등에 의해 서로 접합하도록 해도 괜찮다.
이상에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같은 프레넬 렌즈시트(10)가 제조된다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 프레넬 렌즈시트(10)의 평면상의 기부(11) 중 프리즘요소(12)가 형성된 입광측과는 반대측의 출광측에 복수의 V자 모양의 홈(13)을 형성함과 함께, 그 각 홈(13) 내에 쐐기 모양의 광흡수부(14)를 매설하고, 또 각 광흡수부(14)의 굴절률을 기부(11)의 굴절률보다 작게 하고 있다. 이러한 프레넬 렌즈시트(10)에서는, 기부(11)의 입광측의 각 프리즘요소(12)에서 굴절 및 전반사되어 기부(11) 내를 진행하는 광(L1) 중 각 광흡수부(14)에 입사하지 않는 광을, 출광측의 표면(11b) 중 각 광흡수부(14) 사이에 형성되는 평탄영역(15b)으로부터 그대로 출사하는 한편(부호 L1-1 참조), 각 광흡수부(14)에 입사한 광에 대해서도 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서 반사(바람직하게는 전반사)시켜, 기부(11) 출광측의 표면(11b)의 평탄영역(15b)으로부터 출사시킬 수 있다(부호 Ll-2 참조).
이 때문에, 기부(11) 입광측의 각 프리즘요소(12)에서 굴절 및 전반사되어 기부(11) 내를 진행하는 광(L1)은, 각 광흡수부(14)에서 흡수되는 일 없이, 모두가 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 관찰자측에 출사된다. 또, 이러한 프레넬 렌즈시트(10)에서는 기부(11)의 출광측에 형성된 각 광흡수부(14)에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같이, 외광(L2)이 흡수된다. 이에 의해, 기부(11)의 입광측으로부터 입사하는 광(L1)의 투과율을 높이면서 외광(L2)의 반사를 효과적으로 억제할 수 있어, 밝은 실내등에서 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수가 있다.
또, 본 실시형태에 의하면, 기부(11)의 출광측에 형성된 각 광흡수부(14)에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기부(11)의 입광측으로부터 입사하는 광이면서 프리즘요소(12)의 전반사면(12b)에서 전반사되지 않는 광(L3)이 흡수되므로, 기부(11)의 입광측으로부터 입사하는 광의 입사각이 45도에서 35도 정도로 작은 경우에도 이중상의 발생을 효과적으로 억제할 수가 있다.
더욱이, 본 실시형태에 의하면, 기부(11)의 입광측의 각 프리즘요소(12)에서 굴절 및 전반사되어 기부(11) 내를 진행하는 광(L1)은, 기부(11)의 출광측에서의 각 광흡수부(14)의 배치 위치에 관계없이, 각 광흡수부(14)에서 흡수되지 않고 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 출사되므로, 기부(11)의 입광측의 프리즘요소(12)와 출광측의 광흡수부(14)의 위치맞춤을 실시할 필요가 없어 제조가 용이하다.
또, 본 실시형태에 의하면, 각 광흡수부(14) 중 기부(11)와의 계면을 이루는 경사면(15a)으로부터의 거리가 0.1 μm 이내인 근방 부위에서의 광흡수율이 소정 범위가 되도록 각 광흡수부(14)의 광흡수율을 조정하고 있으므로, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(전반사면)(15a)에서 전반사되는 광 중 전반사면의 반대 측으로도 들어와 각 광흡수부(14)에서 흡수되어 버리는 광을 최소한으로 억제할 수가 있다. 이 때문에, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 입사하는 외광(L2)의 흡수 성능을 확보하면서, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서 전반사되는 광이 각 광흡수부(14)에서 거의 흡수되지 않게 할 수가 있어 투과율을 향상시킬 수가 있다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 쐐기 모양의 광흡수부(14)(및 V자 모양의 홈(13))의 단면 형상이 좌우 대칭인 2등변 삼각형인 경우를 예로 들었지만, 이것에 한정되지 않고, 쐐기 모양의 광흡수부(14)(및 V자 모양의 홈(13))의 단면 형상이 좌우 비대칭인 삼각형이고, 2개의 경사면이 기부(11)에 대해 수직인 방향에 관해서 비대칭적으로 배치되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 각 광흡수부(14)의 굴절률을 N1, 기부(11)의 굴절률을 N2, 각 광흡수부(14)의 깊이(기부(11)의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 각 광흡수부(14)의 한쪽의 경사면을 출광측의 표면(11b)에 투영하는 것으로 얻어지는 평면의 폭(기부(11)의 출광측의 표면(11b)에서의 연재 방향에 직교 하는 방향에 관한 길이)을 W3, 한쪽의 경사면을 출광측의 표면(11b)에 투영하는 것으로 얻어지는 평면의 폭(기부(11)의 출광측의 표면(11b)에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W4로 했을 때,
tan-1(D/W3) ≥ sin-1(N1/N2)
tan-1(D/W4) ≥ sin-1(N1/N2)
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
이 때, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)에서 반사된 광이 인접한 광흡수부(14)의 경사면(15a)에서 재차 반사되는 일 없이, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 출사되도록, 각 광흡수부(14)의 깊이 D, 폭 W3, W4 및 기부(11)의 출광측의 표면(11b)의 평탄영역(15b)의 폭 W2는,
tan(2 ×tan-1(W3/D)) ×D ≤ W3+W2
tan(2 ×tan-1(W4/D)) ×D ≤ W4+W2
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
또, 기부(11) 및 광흡수부(14) 재료의 선택의 폭이 좁아지거나, 기부(11)의 출광측의 표면(11b)으로부터 입사하는 외광(L2)의 흡수 성능이 저하해 버리는 것을 방지하도록, W3와 D의 비(W3/D)는 O.025~0.25의 범위에 있고, W4와 D의 비(W4/D)는 O.025~0.25의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또, 상술한 실시형태에서는, 광을 수직 방향으로 확산시키도록 각 광흡수부(14)가 기부(11)의 출광측의 표면(11b)에서 수평 방향으로 연장되도록 형성되어 있지만, 이에 한정하지 않고, 광을 수평 방향으로 확산시키도록 기부(11)의 출광측의 표면(11b)에서 각 광흡수부(14)가 수직 방향으로 연장되도록 형성되어 있어도 괜찮다.
더욱이, 상술한 실시형태에서는, 각 광흡수부(14)와 기부(11)의 계면을 이루는 경사면(15a)을 단면이 직선 모양인 평탄면으로 하고 있지만, 수학식 1의 관계를 만족하는 것이면, 단면이 원의 일부 또는 그 외의 고차 곡선의 일부를 이루는 곡면이라도 좋다.
게다가 상술한 실시형태에서, 프레넬 렌즈시트(10)의 기부(11)의 입광측 및 출광측의 어느쪽이든 한쪽의 표면에 광의 반사율을 저하시키는 코팅층(도 1의 부호 20 참조)을 적층하도록 해도 괜찮다. 이에 의해, 프레넬 렌즈시트(10)의 표면에서의 반사광을 감소시킬 수가 있으므로, 화상의 콘트라스트를 한층 더 향상시킬 수가 있다.
또, 상술한 실시형태에서, 투과형 스크린(5)으로서 프레넬 렌즈시트(10)를 단독으로 이용하는 것 외에, 도 5 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 프레넬 렌즈시트(10)의 관찰자 측에 프레넬 렌즈시트(10)를 통과한 광을 확산시키는 렌티큘러 렌즈요소를 설치하도록 해도 괜찮다.
구체적으로는 예컨대, 도 5에 나타낸 바와 같이, 프레넬 렌즈시트(10)의 관찰자 측에 광을 수평 방향으로 확산시키는 수직 렌티큘러 렌즈요소(16)를 설치하도록 하면 좋다.
또, 도 6에 나타낸 바와 같이, 프레넬 렌즈시트(10)의 관찰자 측에 광의 일부를 전반사시켜 수평 방향으로 확산시키는 사다리꼴 형상의 수직 렌티큘러 렌즈요소(17)을 설치하도록 해도 괜찮다.
게다가 도 7에 나타낸 바와 같이, 도 6에 나타낸 프레넬 렌즈시트(10)에서, 사다리꼴 형상의 수직 렌티큘러 렌즈요소(17) 사이에 상술한 실시형태에서의 광흡수부(14)와 같은 기능 및 구성을 가지는 광흡수부(18)를 설치하도록 해도 괜찮다. 이에 의해, 화상의 콘트라스트를 한층 더 향상시킬 수가 있다.
여기서, 도 7에 나타낸 프레넬 렌즈시트(10)에서는, 광흡수부(18)에서 광이 흡수되지 않도록, 사다리꼴 형상의 수직 렌티큘러 렌즈요소(17) 및 광흡수부(18)의 앞에서 광을 확산시키지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 광을 수평 방향 뿐만이 아니라 수직 방향으로도 확산시킬 필요가 있는 경우에는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 사다리꼴 형상의 수직 렌티큘러 렌즈요소(17) 및 광흡수부(18)의 관찰자 측에 광확산층(19)을 설치하는 것이 바람직하다. 이에 대해, 도 5 및 도 6에 나타낸 프레넬 렌즈시트(10)에서, 광을 수평 방향 뿐만이 아니라 수직 방향으로도 확산시킬 필요가 있는 경우에는, 프레넬 렌즈시트(10) 및 수직 렌티큘러 렌즈요소(16,17)의 내부에 확산제를 함유시키도록 하는 것 외에, 도 8에 나타낸 프레넬 렌즈시트(10)와 동일하게, 수직 렌티큘러 렌즈요소(16,17)의 관찰자 측에 광확산층을 설치하도록 할 수 있다.
또한, 도 5 내지 도 8에 도시된 투과형 스크린(5)에서, 렌티큘러 렌즈요소(1 6,17)는 프레넬 렌즈시트(10)에 대해 일체로 형성하는 것 외에, 프레넬 렌즈시트(10)와는 별체의 렌티큘러 렌즈시트로서 준비하고, 투명한 점착제나 접착제, 자외선 경화 수지등을 매개로 프레넬 렌즈시트(10)에 대해 서로 접합하도록 해도 좋다.
또, 도 5 내지 8에 나타낸 투과형 스크린(5)에서도, 프레넬 렌즈시트(10)의 입광측 및 수직 렌티큘러 렌즈요소(16,17)의 출광측의 어느쪽이든 한쪽의 표면에, 광의 반사율을 저하시키는 코팅층(도 5 의 부호 21 참조)을 적층하도록 해도 괜찮다.
이에 의해, 투과형 스크린(5) 표면에서의 반사광을 감소시킬 수 있으므로, 화상의 콘트라스트를 한층 더 향상시킬 수가 있다.
(실시예)
다음에, 상술한 실시형태의 구체적 실시예에 대해 설명한다.
우선, 프리즘요소의 형상 및 홈 형상의 역형상을 가지는 금형을 이용해, 투명한 폴리카보네이트 수지(굴절률:1.59)를 프레스 성형하고, 입광측 및 출광측에 각각 프리즘요소 및 V자 모양의 홈이 형성된 기부를 성형했다.
여기서, 이와 같이 하여 성형되는 기부는 가로가 1016 mm, 세로가 762 mm, 두께가 4 mm인 평면모양으로 했다. 또, 기부의 입광측의 프리즘요소는 그 렌즈 꼭지각(c)을 38도로 고정하고, 광의 입사각(35도에서 71도)에 따라 각 프리즘요소의 굴절면의 각도(a) 및 전반사면의 각도(b)를 변화시키고 있다. 또, 프리즘요소의 렌즈 피치(p)는 O.11 mm로 했다. 게다가 기부의 출광측의 홈은, 이 홈내에 매설되는 쐐기 모양의 광흡수부의 형상에 맞추어, 깊이(D)가 50 μm, 폭(W1)이 14 μm인 V자 모양으로 했다.
다음으로, 이와 같이 하여 성형된 기부의 출광측의 각 홈내에 흑색 잉크를 매립하여, 복수의 쐐기 모양의 광흡수부를 형성했다. 즉, 투명한 수지 바인더(굴절률:1.51) 중에 평균 입경이 6 μm인 흑색 수지 비즈를 함유시켜 흑색 잉크를 제작하고, 이와 같이 하여 제작된 흑색 잉크를 와이핑법에 의해 각 홈내에 매립한 후, 건조 및 경화시켰다.
여기서, 이와 같이 하여 형성되는 광흡수부는 깊이(D)가 50 μm, 폭(W1)이 14 μm인 쐐기 모양으로 했다. 또, 광흡수부의 피치(W2+W1/2)는 O.08 mm로 했다.
마지막으로, 이와 같이 하여 제조된 프레넬 렌즈시트의 출광측에 광의 일부를 전반사시켜 수평 방향으로 확산시키는 사다리꼴 형상의 수직 렌티큘러 렌즈요소 (굴절률:1.55) 및 광확산판을 서로 접합하여 화면 사이즈가 50 인치(가로 1016 mm, 세로 762 mm로 가로세로비가 4:3)인 투과형 스크린을 제조했다.
(비교예)
비교예로서 프레넬 렌즈시트의 출광측에 홈 및 광흡수부를 형성하지 않는 점을 제외하고, 상술한 실시예와 같은 구성으로부터 이루어지는 투과형 스크린을 준비했다.
(평가 결과)
실시예 및 비교예에 따른 투과형 스크린을 수직 방향으로 세워 설치하고, 이 투과형 스크린의 하단의 중앙에서 수직 방향으로 280 mm 내리는 한편 그 위치에서 앞측으로 400 mm 떨어진 위치에 배치된 프로젝터에 의해 영상광을 투사했다. (또한 이 때, 투과형 스크린의 하단에서 상단으로 향함에 따라 광의 입사각이 35도에서 71도 까지의 범위에서 변화했다.)
이와 같이 하여 영상광이 투사되고 있는 상태에서, 실시예 및 비교예에 따른 투과형 스크린상에 표시되는 화상을 관찰했는데, 실시예에 따른 투과형 스크린에서는 밝은 실내에서도 화상의 콘트라스트가 저하되지 않고, 또 이중상의 발생도 없어 양호한 화상을 얻을 수 있었다.
이에 대해, 비교예에 따른 투과형 스크린에서는, 밝은 실내에서는 화상의 콘트라스트가 낮아 엷은 갈색 화상이 되고, 또 투과형 스크린의 하부 영역에 강한 이중상이 발생하여 양호한 화상을 얻을 수 없었다.

Claims (13)

  1. 평면 모양의 기부;
    상기 기부의 입광측에 형성되어 각각이 입사한 광을 굴절시키는 굴절면과, 상기 굴절면에서 굴절된 광을 전반사하는 전반사면을 가지는 복수의 프리즘요소;
    상기 기부의 출광측에 형성된 복수의 V자 모양의 홈 및;
    상기 기부의 상기 각 홈내에 매설되고, 상기 기부의 굴절률보다 작은 굴절률을 가지는 복수의 쐐기 모양의 광흡수부를 구비하고,
    상기 기부의 상기 각 홈내에 매설된 상기 각 광흡수부와 상기 기부의 계면을 이루는 경사면에 의해, 상기 각 프리즘요소에서 굴절 및 전반사되어 상기 기부내를 진행하는 광의 적어도 일부를 반사하고, 상기 기부의 출광측의 표면 중 인접한 상기 각 광흡수부 사이에 형성되는 영역으로부터 광을 출사시키는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각 광흡수부의 2개의 경사면은, 상기 기부에 대해 수직인 방향에 관해 대칭적으로 배치되어 있고, 상기 각 광흡수부의 굴절률을 N1, 상기 기부의 굴절률을 N2, 상기 각 광흡수부의 깊이(상기 기부의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 상기 각 광흡수부의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W1로 했을 때,
    tan-1(2D/W1) ≥ sin-l(N1/N2)
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 광흡수부의 깊이(상기 기부의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 상기 각 광흡수부의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W1로 했을 때, 상기 W1과 상기 D의 비(W1/D)가 O.05~0.5의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 각 광흡수부의 2개의 경사면은 상기 기부에 대해 수직인 방향에 관해서 비대칭적으로 배치되고 있고, 상기 각 광흡수부의 굴절률을 N1, 상기 기부의 굴절률을 N2, 상기 각 광흡수부의 깊이(상기 기부의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 상기 각 광흡수부의 일방의 경사면을 상기 출광측의 표면에 투영하는 것에 의해 얻어지는 평면의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W3, 타방의 경사면을 상기 출광측의 표면에 투영하는 것에 의해 얻어지는 평면의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W4로 했을 때,
    tan-1(D/W3) ≥ sin-l(N1/N2),
    tan-1(D/W4) ≥ sin-l(N1/N2)
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 각 광흡수부의 깊이(상기 기부의 두께 방향에 관한 길이)를 D, 상기 각 광흡수부의 일방의 경사면을 상기 출광측의 표면에 투영하는 것에 의해 얻어지는 평면의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W3, 타방의 경사면을 상기 출광측의 표면에 투영하는 것에 의해 얻어지는 평면의 폭(상기 기부의 상기 출광측의 표면에서의 연재 방향에 직교하는 방향에 관한 길이)을 W4로 했을 때, 상기 W3와 상기 D의 비(W3/D)가 O.025~0.25의 범위에 있고, 상기 W4와 상기 D의 비(W4/D)가 O.025~0.25의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 광흡수부 중 상기 기부와의 계면을 이루는 경사면으로부터의 거리가 O.1 μm 이내인 근방 부위에서의 OD값이 O.01~0.12의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 광흡수부는 전체에 걸쳐 거의 균일한 광흡수율을 가지고, 그 두께 1 μm 근처의 OD값이 O.1~1.2인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  8. 제6항에 있어서, 상기 각 광흡수부는 투명한 기재중에 구모양의 광흡수 입자를 복수개 함유시키는 것으로 구성되고, 상기 각 광흡수 입자의 평균 입경이 2~15 μm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기부의 입광측 및 출광측의 어느쪽이든지 한쪽의 표면에 적층되어 광의 반사율을 저하시키는 층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈시트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 프레넬 렌즈시트와,
    상기 프레넬 렌즈시트의 관찰자 측에 설치되어 상기 프레넬 렌즈시트를 통과한 광을 확산시키는 렌티큘러 렌즈요소를 구비한 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  11. 제10항에 있어서, 상기 프레넬 렌즈시트의 입광측 및 상기 렌티큘러 렌즈요소의 출광측의 어느쪽이든지 한쪽의 표면에 적층되어 광의 반사율을 저하시키는 층을 더 구비한 것을 특징으로 하는 투과형 스크린.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 프레넬 렌즈시트를 갖춘 투과형 스크린과,
    상기 투과형 스크린에 대해 영상광을 경사 방향으로부터 투사하는 프로젝터를 구비한 것을 특징으로 하는 배면투사형 표시장치.
  13. 제10항 또는 제11항에 기재된 투과형 스크린과,
    상기 투과형 스크린에 대해 영상광을 경사 방향으로부터 투사하는 프로젝터를 구비한 것을 특징으로 하는 배면투사형 표시장치.
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