WO2010110369A1 - インタラクティブボード用透過型スクリーン - Google Patents

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WO2010110369A1
WO2010110369A1 PCT/JP2010/055219 JP2010055219W WO2010110369A1 WO 2010110369 A1 WO2010110369 A1 WO 2010110369A1 JP 2010055219 W JP2010055219 W JP 2010055219W WO 2010110369 A1 WO2010110369 A1 WO 2010110369A1
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WO
WIPO (PCT)
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fresnel lens
interactive
light
screen
total reflection
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/055219
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一信 小川
武伺 小川
賢治 大木
哲弥 貞弘
Original Assignee
大日本印刷株式会社
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Filing date
Publication date
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Priority to US13/055,584 priority patent/US8634136B2/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/60Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62Translucent screens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14Protective coatings, e.g. hard coatings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0231Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having microprismatic or micropyramidal shape
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0278Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission

Definitions

  • the present invention relates to a transmissive screen for an interactive board, and more particularly to a transmissive screen for an interactive board that can project a short focus even on a large screen and can be thinned.
  • an electronic blackboard called an interactive board
  • characters and figures drawn on a board can be directly input to a personal computer or, on the contrary, image information of the personal computer can be projected onto the board.
  • Patent Document 1 registered utility model No. 3093288
  • An interactive boat has been proposed.
  • an image from a personal computer is projected from the observer side of the board. Therefore, when writing information such as characters by handwriting on the board, the projected image is blocked. There is a problem that is. Also, a place for installing the projector on the front of the board is required.
  • an image may be projected from the back of the interactive board (that is, the surface opposite to the information input surface).
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-276339
  • An interactive board has been proposed in which a projector is installed on the back side of an interactive board and an image is projected from the back side of a light-transmissive screen.
  • the above publication does not specifically show a screen that displays an image by forming an image of light projected from a projector.
  • Patent Document 3 proposes a transmission screen combining a Fresnel lens and a lenticular lens.
  • Patent Document 4 proposes a combination of a Fresnel lens and a light diffusion sheet using total reflection in order to reduce the thickness.
  • Such a transmissive screen is used by projecting image light from the back side opposite to the observer side, and does not require a projector installation location on the observer side.
  • the transmissive screen disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-233154 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-070188 did not have a function as an interactive boat capable of writing on the surface on the viewer side.
  • the image light from the back side can be emitted to the observer side to display an image without reflection, and it is easy to write directly on the screen side of the observer side Is required.
  • a structure capable of continuous production is required.
  • the conventional interactive board projects images from the observer side of the board, when writing information such as characters by handwriting on the board, the projected image is interrupted, and the projector is placed on the front of the board. There was a problem that a place to install was needed.
  • the present inventors combine a light diffusing member and a Fresnel lens to emit an obliquely incident image light from the back side to the observer side, thereby producing an image without reflection.
  • a light diffusing member and a Fresnel lens to emit an obliquely incident image light from the back side to the observer side, thereby producing an image without reflection.
  • an object of the present invention is to display an image without reflection by emitting obliquely incident video light from the back side to the observer side as a screen suitable for an interactive board, It is another object of the present invention to provide a screen having a structure that allows easy handwriting and can be continuously produced.
  • a transmissive screen for an interactive board includes a Fresnel lens sheet having a prism portion on the incident light side, and a light diffusing member provided on a surface side opposite to the prism portion of the Fresnel lens. And a hard coat layer provided on the outgoing light side of the light diffusing member.
  • the interactive board transmission screen according to the second aspect of the present invention is an interactive board transmission screen having lens portions on both surfaces of the transparent substrate, respectively, on one surface of the transparent substrate.
  • Type linear Fresnel lens unit arranged in a direction orthogonal to the arrangement direction of the linear prism lens unit arranged a prism, a light diffusion member provided on the output light side of the linear prism lens unit, and on the output light side of the light diffusion member And a hard coat layer provided.
  • the manufacturing method of the transmissive screen for interactive boards is a method for manufacturing the transmissive screen for interactive boards described above, a) preparing a mold for molding a total reflection type linear Fresnel lens portion in which prisms having a function of total reflection are arranged in a vertical direction; b) preparing a mold for molding the linear prism lens part; c) A transparent base material is continuously supplied to the two molds, an ionizing radiation curable resin is supplied between the transparent base material and the two molds, and ionizing radiation is applied to the ionizing radiation curable resin. Irradiating, curing the ionizing radiation curable resin, and releasing from two molds; It is characterized by comprising.
  • an interactive board comprising the above transmissive screen is also provided.
  • a Fresnel lens sheet having a prism portion on the incident light side, a light diffusing member provided on a surface opposite to the prism portion of the Fresnel lens, and an outgoing light side of the light diffusing member.
  • the total reflection type linear Fresnel lens part and the linear prism lens part are arranged orthogonally, and the lens and the light diffusing member are combined to form a light diffusion.
  • image light from the back side can be emitted to the observer side to display an image without reflection, and also on the screen side of the observer side A screen on which handwriting can be easily written can be realized.
  • the structure in which the total reflection type linear Fresnel lens part and the linear prism lens part are arranged orthogonally on the front and back of the base film enables continuous production, thereby providing an inexpensive interactive screen for an interactive board. be able to.
  • the entire interactive board transmission screen is integrated, and a gap is formed between the linear prism lens part and the light diffusing member.
  • the optical sheet having the total reflection type linear Fresnel lens portion and the linear prism lens portion formed on the front and back surfaces of the material is not easily deformed to reduce the image quality such as a decrease in resolution and image distortion.
  • by flattening at least a part of the tip of the linear prism lens portion in a direction parallel to the base material and integrating it with the light diffusing member it is possible to easily integrate the transmissive screen for interactive boards.
  • the transmission screen for interactive board described above can be continuously produced, and the manufacturing cost and the like can be reduced.
  • an interactive board with excellent image quality can be realized by applying the transmissive screen as described above to the interactive board.
  • FIG. 6 is a perspective view of a transmission screen for an interactive board according to a second aspect of the present invention. It is a schematic diagram for demonstrating the optical effect
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a transmission screen for an interactive board according to the present invention.
  • FIG. 18A is a perspective view showing an embodiment of a mold for molding a total reflection type linear Fresnel lens part
  • FIG. 18B shows a mold for molding a linear prism lens part. It is a perspective view which shows one embodiment.
  • 1 is a cross-sectional view of an interactive board using a transmission screen according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of another embodiment of an interactive board using a transmission screen according to the present invention.
  • the transmissive screen for an interactive board according to the first aspect of the present invention is opposite to the Fresnel lens sheet 1 having the prism portion 4 on the incident light side and the prism portion 4 of the Fresnel lens 1.
  • the light diffusing member 2 provided on the surface side and the hard coat layer 3 provided on the outgoing light side of the light diffusing member 2 are provided at least, and image light is received from the back side of the screen (board). Irradiate and emit image light from the front of the screen.
  • the Fresnel lens sheet 1 may be directly formed on one surface of the light diffusion member 2, and as shown in FIG. 2, the Fresnel lens sheet 1 and the light diffusion member 2 However, they may be bonded via the adhesive layer 5. Further, the hard coat layer 3 may be directly formed on one surface of the light diffusing member 2 as shown in FIG. 1, and the light diffusing member 2 and the hard coat may be formed as shown in FIG. The layer 3 may be bonded with the adhesive layer 5 interposed therebetween.
  • the Fresnel lens sheet converts image light emitted from the projector into light substantially parallel to the board surface.
  • the Fresnel lens sheet has a function of condensing the image light irradiated from the back side and forming an image on the screen.
  • Conventionally known Fresnel lens sheets can be used, but the distance from the screen to the projector can be shortened by using a hybrid type or total reflection type Fresnel lens rather than using a refractive type Fresnel lens.
  • the interactive board can be made more compact.
  • FIG. 4 is a diagram showing a cross-sectional shape of the Fresnel lens portion 4 of the hybrid Fresnel lens.
  • the Fresnel lens portion 4 can be divided into three regions 4A, 4B, and 4C according to its cross-sectional shape.
  • the region 4A will be described as a basic form.
  • the unit prism portion (hybrid prism portion) in the region 4A has an incident surface (second incident surface) A1 and a total reflection surface A2, and a total reflection prism portion L3 having an apex angle of 38 °, and an incident surface (first prism). 1 incident surface) A3 and a refractive prism portion L1 having an ineffective surface A4.
  • FIG. 5 to 7 are diagrams for explaining the total reflection type prism portion L3 and the refraction type prism portion L1.
  • FIG. 5 shows a Fresnel lens (conventional Fresnel lens provided with a refractive prism portion) in which only a unit prism portion having a shape equivalent to that of the refractive prism portion L1 is formed.
  • the light beam R1 projected on the incident surface A3 is refracted by the incident surface A3 and exits in a desired direction.
  • the light beam R2 projected on the invalid surface A4 is reflected or refracted by the invalid surface A4 and becomes stray light.
  • FIG. 6 shows a Fresnel lens (conventional Fresnel lens provided with a total reflection prism portion) in which only unit prism portions having a shape equivalent to the total reflection prism portion L3 are formed.
  • the light beam R3 is totally reflected by the total reflection surface A2 and exits in a desired direction.
  • the remaining light beam R4 cannot reach the total reflection surface A2, and becomes stray light.
  • FIG. 7 shows the Fresnel lens portion 4 in the above-described embodiment.
  • the Fresnel lens shown in FIGS. 5 and 6 formed only by the total reflection prism unit L3 and the refraction type prism unit L1 is in a desired direction (in the case of the present embodiment, the Fresnel lens unit is substantially omitted).
  • the unit prism portion is formed by combining the total reflection prism portion L3 and the refractive prism portion L1 so that a part of the light flux that cannot be emitted in the vertical direction can be emitted in a desired direction.
  • the refraction type prism part L1 is arranged in the part where the light beam R4 that does not reach the total reflection surface A2 is projected in the total reflection type prism part L3. Therefore, the Fresnel lens unit refracts a part of the light beam R4 and deflects it in a desired direction to emit light. From another point of view, this arrangement is also considered that a total reflection type prism portion L3 having an adjacent pitch on the Fresnel center side is arranged on the optical path of the light beam R2 projected on the ineffective surface A4 in the refractive prism portion L1. be able to. Therefore, the Fresnel lens unit totally reflects a part of the light beam R2 and deflects it in a desired direction to emit light. That is, each is arranged at a position that can compensate for the disadvantages of the total reflection prism portion L3 and the refraction type prism portion L1.
  • the lens sheet including the Fresnel lens part is a large lens sheet of about 50 inches, and further, when image light is projected from an oblique direction, the difference in the incident angle of the image light depends on the incident position of the Fresnel lens part. growing.
  • the total reflection prism portion L3 increases the amount of light emitted in a desired direction when the incident angle is large, and conversely the refraction type prism portion L1 increases the amount of light emitted in a desired direction when the incident angle is small. . Therefore, the total reflection prism portion L3 is suitable for an incident position with a large incident angle, and the refractive prism portion L1 is suitable for an incident position with a small incident angle.
  • the refractive prism portion L1 is the main unit prism portion and the total reflection prism portion L3 is the subunit.
  • the proportion of the total reflection prism portion L3 is smaller than the proportion of the refractive prism portion L1.
  • the total reflection prism portion L3 occupies the total reflection prism portion L3 as the main unit prism portion and the refractive prism portion L1 as the sub unit prism portion. Rather than the refractive prism portion L1.
  • the cutting depth of the cutting tool for cutting the lens mold is set as described in International Publication WO2002-027399.
  • the height of the total reflection type prism portion L3 and the refractive type prism portion L1 can be changed by changing the position.
  • the said literature is used as a part of indication of this specification by quoting.
  • the Fresnel lens unit 4 includes the three types of regions 4A, 4B, and 4C has been described.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and a combination thereof may be changed as appropriate.
  • only the region 4A and the region 4B may be used, or any one of the castles 4A, 4B, and 4C may be used.
  • the total reflection prism unit and the refraction prism unit are examples of the main unit prism unit and the sub unit prism unit, respectively.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and the refraction prism unit and the total reflection prism unit are respectively provided.
  • the present invention can also be applied to a case where a main unit prism unit and a sub unit prism unit are used.
  • the Fresnel lens portion may be a circular type Fresnel lens in which the unit prism portions are concentrically arranged.
  • a linear Fresnel lens in which the lens portion is continuous in the horizontal direction (or vertical direction) may be used.
  • a Fresnel lens sheet may be produced by a conventionally known method and incorporated when producing a transmission screen, or may be directly formed on a base material 25 of a light diffusion member to be described later to form a Fresnel lens directly.
  • the light diffusing member is provided between the Fresnel lens sheet 3 and the hard coat layer 3, and diffuses the image light transmitted through the Fresnel lens sheet to produce a screen (board).
  • the light diffusing member those conventionally known in the screen field can be used. However, in consideration of writing on the board in the case of an interactive boat, the light diffusing member needs to have a certain degree of rigidity. is there.
  • the layer structure of the light diffusing member for example, as shown in FIG. 10, a substrate 21 made of resin as described later is added with fine particles 22, or as shown in FIG.
  • a sheet in which a diffusion layer and a film substrate are laminated may be bonded to a glass substrate or the like.
  • the light diffusing member having such a layer structure can be obtained by laminating a diffusion layer formed by extrusion molding with a base material through an adhesive layer as described later.
  • the thickness of the base material used for the light diffusing member can be appropriately selected in consideration of the rigidity of the member as described above.
  • the thickness of the base material 21 is preferably 8 to 10 mm in the light diffusing member having the layer structure shown in FIG.
  • the thickness of the diffusing layer 20 is about 1 mm and the thickness of the base material 21 ′ is 7 to 9 mm.
  • fine-particles is thicker than the base material 21 of the diffusion layer 20 is clearer. It can be.
  • the thickness of the glass substrate is 4 to 6 mm, and the thickness of the sheet in which the diffusion layer and the film substrate are laminated. Can be several hundred ⁇ m.
  • a light transmissive resin for example, an acrylic resin, a polyurethane resin, a polyester resin, a polyvinyl chloride resin, a polyvinyl acetate resin, a cellulose resin, a polyamide resin, Fluorine resin, polypropylene resin, polystyrene resin, styrene-acrylic resin, and transparent glass can be suitably used.
  • a light diffusing member having a layer structure as shown in FIG. 10 when extruding the above-described resin with a melt extruder, a predetermined amount of fine particles to be described later is added to form a substrate containing fine particles. Obtainable.
  • a transparent resin film, a transparent resin plate, a transparent resin sheet, and transparent glass can be used as a base material sheet.
  • the transparent resin film triacetate cellulose (TAC) film, polyethylene terephthalate (PET) film, diacetyl cellulose film, acetate butyrate cellulose film, polyethersulfone film, polyacrylic resin film, polyurethane resin film, polyester film, A polycarbonate film, a polysulfone film, a polyether film, a polymethylpentene film, a polyether ketone film, a (meth) acrylonitrile film, or the like can be suitably used.
  • TAC triacetate cellulose
  • PET polyethylene terephthalate
  • diacetyl cellulose film diacetyl cellulose film
  • acetate butyrate cellulose film polyethersulfone film
  • polyacrylic resin film polyurethane resin film
  • polyester film A polycarbonate film, a polysulfone film, a
  • organic fillers such as plastic beads are suitable, and it is particularly preferable to use those having high transparency.
  • plastic beads include melamine beads (refractive index 1.57), acrylic beads (refractive index 1.49), acrylic-styrene beads (refractive index 1.54), polycarbonate beads, polyethylene beads, polystyrene beads, salt Bi-beads, silicon-based beads (refractive index: 1.41), etc. can be mentioned.
  • the fine particles are appropriately selected in consideration of the refractive index difference between the base material and the fine particles. There is a need to.
  • acrylic beads or silicon-based beads are suitable as fine particles.
  • the particle size of the plastic beads is not particularly limited, but those having a particle size of about 1 to 15 ⁇ m are usually used.
  • silicon beads those having a particle size of about 0.5 to 5 ⁇ m are used.
  • an inorganic filler such as silica may be added to prevent sedimentation.
  • an inorganic filler having a particle size of 0.5 ⁇ m or less is contained in an amount of less than 0.1% by weight so as not to impair the transparency of the coating film with respect to the organic filler (fine particles 22). be able to.
  • the light diffusing member not only the structure shown in FIGS. 10 and 11 but also a member in which fine particles 22 are added to the base material 21 and a light transmitting portion on the lens base material 25 as shown in FIG. 23 and a horizontal viewing angle widening member having a structure provided with the light absorbing portion 24 may be used in combination.
  • the light transmission part 23 in the horizontal viewing angle widening member is formed on a lens base material 25 made of polyethylene terephthalate or the like by a conventionally known UV molding method or the like.
  • the light absorbing portion 24 is provided in a wedge shape between the substantially trapezoidal light transmitting portions 23.
  • This light absorbing portion is obtained by mixing light-transmitting resin 26 with particles 27 whose surfaces are subjected to light absorption processing and curing them in a wedge shape. Further, the light-absorbing processed particles 27 are additionally mixed and cured with a light-absorbing dye or pigment, or the light-absorbing dye or pigment or the like is transmitted without using the light-absorbing processed particles 27. It may be mixed with the functional resin 26 and cured.
  • the light transmissive resin a conventionally known ionizing radiation curable resin or the like can be suitably used.
  • the horizontal viewing angle enlarging member can increase the image light diffusing action by adopting a form having a reflecting action at the interface between the light transmitting part 23 and the light absorbing part 24.
  • FIG. 13 shows an optical action in the combination of the light diffusing member and the horizontal viewing angle widening member shown in FIG.
  • the image light L22 that does not hit the interface between the light transmitting portion 23 and the light absorbing portion 24 travels straight, and the image light L21 that hits the interface between the light transmitting portion 23 and the light absorbing portion 24 is reflected, thereby exhibiting a light diffusing action. be able to. Further, a part L23 of the external light is absorbed by the light absorbing unit 24, thereby preventing a decrease in contrast due to the external light.
  • the refractive index of the light transmitting portion 23 of the horizontal viewing angle enlarging member may be made higher than that of the light absorbing portion 24.
  • a member obtained by laminating the diffusion layer 20 composed of the base material 21 including the fine particles 22 and the base material 21 ′ not including the fine particles may be combined with the above-described horizontal viewing angle widening member.
  • the hard coat layer is provided on the outgoing light side (front side of the screen) of the screen, and improves the scratch resistance of the surface of the screen and smoothes the screen itself.
  • the screen front side which is the outgoing light side
  • the screen front side is also a screen on which images such as characters and figures are drawn with a writing instrument etc., so the screen itself needs to be scratch resistant. It is done. Also, the screen itself needs to be smooth so that characters and the like can be easily drawn with a writing instrument.
  • the above-mentioned two problems are solved by providing a hard coat layer.
  • a resin curable by ultraviolet rays or an electron beam that is, an ionizing radiation curable resin, an ionizing radiation curable resin, a thermoplastic resin and a solvent.
  • a mixture and a thermosetting resin can be used, and among these, an ionizing radiation curable resin is particularly preferable.
  • the film forming component of the ionizing radiation curable resin composition is preferably one having an acrylate functional group, such as a relatively low molecular weight polyester resin, polyether resin, acrylic resin, epoxy resin, urethane resin, alkyd resin, Spiroacetal resin, polybutadiene resin, polythiol polyene resin, oligomers or prepolymers such as (meth) arylate of polyfunctional compounds such as polyhydric alcohols, and reactive diluents such as ethyl (meth) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, Monofunctional and polyfunctional monomers such as methylstyrene and N-vinylpyrrolidone, such as polymethylolpropane tri (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate Of diethyl methacrylate, diethylene glycol di
  • acetophenones, benzophenones, Michler benzoyl benzoate, ⁇ -amyloxime ester, tetramethylchuram monomono are used as photopolymerization initiators.
  • a mixture of sulfide, thioxanthone, n-butylamine, triethylamine, poly-n-butylphosphine, or the like as a photosensitizer can be used.
  • the ionizing radiation curable resin composition can be cured by a normal curing method, that is, by irradiation with electron beams or ultraviolet rays.
  • an electron beam having an energy of 1000 KeV, preferably 100 to 300 KeV is used, and in the case of ultraviolet curing, ultraviolet rays emitted from rays such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a xenon arc, a metal halide lamp, etc. Available.
  • the hard coat layer is coated on the base material by spin coating, die coating, dip coating, bar coating, flow coating, roll coating, gravure coating or the like. And it can form by hardening a coating liquid by the above means. Moreover, you may form a hard-coat layer by apply
  • the hard coat layer may have an antiglare function.
  • an inorganic filler such as silica or dispersing beads such as polystyrene resin or acrylic resin having a diameter of several ⁇ m in the hard coat layer. Fine irregularities are formed on the substrate surface.
  • a film formed by adding an inorganic filler or the like to the transparent resin binder may be provided on the substrate.
  • an electron radiation curable resin or the like can be suitably used.
  • mold when forming a hard-coat layer, you may shape
  • the surface of the coating film is finely uneven by a roll-shaped mold having fine unevenness on the surface.
  • a hard coat layer having fine irregularities on the surface can be formed by curing the resin while forming so as to be formed.
  • the Fresnel lens sheet 1, the light diffusing member 2, and the hard coat layer 3 may have a laminated structure in which the layers are in direct contact with each other. However, as shown in FIGS. 2 and 3, each layer has an adhesive layer interposed therebetween. May be laminated.
  • the adhesive layer conventionally known pressure-sensitive adhesives and UV curable adhesives can be used, and examples thereof include acrylic ester adhesives, urethane acrylate adhesives, epoxy acrylate adhesives, and the like. It is done.
  • reflection occurring at the interface can be suppressed by using a pressure-sensitive adhesive having a refractive index comparable to that of each layer or member. In combination with the pressure-sensitive adhesive, it is preferable to select both appropriately so that the difference in refractive index between the layer (member) to be bonded and the adhesive layer is 0.1 or less.
  • each layer (or member) by a commonly used coating method such as transfer printing, knife coater, roll coater, comma coater, gravure coater, etc., and heat dry with infrared rays, hot air, steam, etc.
  • a commonly used coating method such as transfer printing, knife coater, roll coater, comma coater, gravure coater, etc.
  • an antireflection layer or position information detection means may be further provided on the outgoing light side of the hard coat layer.
  • the antireflection layer is generally a layer in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated in order, but there are also layers having other laminated structures.
  • High refractive index layer is, for example, a transparent resin film on which a thin film of ZnO or TiO 2 material, or particles of these materials are dispersed.
  • the low refractive index layer, a thin film made of SiO 2 or SiO 2 gel film or a fluorine-containing, or a transparent resin film of fluorine and silicon-containing By stacking the antireflection layer, it is possible to reduce reflection of unnecessary light such as external light on the stacked side, and to increase the contrast of an image or video.
  • the low refractive index component and the high refractive component can be alternately stacked on the hard coat layer by a dry method such as vapor deposition or sputtering, or a wet method such as coating. Further, a sheet or film formed with an antireflection film may be provided on the hard coat layer.
  • Position information detection means may be provided on the screen.
  • a conventionally known touch sensor or the like can be provided between the hard coat layer and the light diffusing member.
  • the position information detection means when applied to an interactive board, image information projected from a personal computer and character and graphic information written on a screen (board) can be exchanged bidirectionally.
  • a known method such as a resistive film method, a capacitance method, an ultrasonic method, an electromagnetic induction method, an infrared method, and an image recognition method can be employed.
  • an infrared light source that projects infrared light on the back side of the screen (ie, the projection light source side), and the infrared light can be detected.
  • position information such as characters and figures written on the board can be detected and transmitted to the image information apparatus.
  • image information from an image information device such as a personal computer and information such as characters written on the interactive board can be exchanged bidirectionally.
  • FIG. 14 is a perspective view of a transmissive screen for an interactive board according to the second embodiment of the present invention.
  • the interactive board transmissive screen 10 of the present embodiment is an interactive board transmissive screen having lens portions 31 and 33 on both surfaces of a transparent substrate 32, respectively.
  • a linear prism lens unit 33 in which prisms are arranged in the direction orthogonal to the arrangement direction of the total reflection type linear Fresnel lens unit 31 on the opposite surface side of the transparent substrate 32, and provided on the outgoing light side of the linear prism lens unit 33.
  • the light diffusing member 34 and the hard coat layer 35 provided on the outgoing light side of the light diffusing member 34 are provided at least.
  • the interactive board transmissive screen 10 emits image light from the projector from the back side of the interactive board transmissive screen 10 in the same manner as the interactive board transmissive screen according to the first embodiment described above. Video light is emitted from the front surface of the transmissive screen 10. By applying the transmissive screen for interactive board in this way, video light can be incident from the back side of the interactive board transmissive screen 10, so that the display image may be blocked when writing to the interactive board. Disappear.
  • the total reflection type linear Fresnel lens unit 31 in which prisms having total reflection action are arranged in the vertical direction on the incident light side converts the image light L1 enlarged and projected from the projector into a total reflection type linear.
  • the image light is refracted by the first surface 31a of the prism of the Fresnel lens unit 31 and totally reflected by the second surface 31b of the total reflection type linear Fresnel lens unit 31, so that the image light is directed substantially in the vertical direction of the transmission screen for interactive boards. It has a function of deflecting.
  • the total reflection type linear Fresnel lens portion 31 extends in the horizontal direction and is arranged in the vertical direction, and thus condenses the projected image light mainly in the vertical direction. Further, as shown in FIG. 15 (the description of the layer on the emission side from the transparent base material 22 is omitted), the total reflection type linear Fresnel lens portion 31 has a first surface 31a and a second surface 31b. The apex angle is ⁇ 1, the slope angle of the first surface 31a is ⁇ 2, the slope angle of the second surface 31b is ⁇ 3, and a transparent base is formed on the exit side (observer side) of the total reflection linear Fresnel lens portion 31. A material 32 is provided.
  • the three angles ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 are appropriately set in consideration of optical conditions for enlarged projection and moldability of the total reflection linear Fresnel lens.
  • the total reflection type linear Fresnel lens unit 31 has been described as the incident light side lens unit. However, in the present invention, instead of the total reflection type linear Fresnel lens unit, the above-described prism having total reflection action and refraction are provided. A hybrid type linear Fresnel lens unit including both prisms having an action may be used.
  • the linear prism portion 33 is configured by arranging prisms side by side in a direction orthogonal to the arrangement direction of the total reflection type linear Fresnel lens portion 31 on the opposite surface side of the transparent base material 32 from the total reflection type linear Fresnel lens portion 31 described above. is there.
  • FIG. 16 shows an enlarged cross-sectional view of the linear prism portion.
  • the linear prism unit 33 refracts the image lights L11 and L12 enlarged and projected from the projector by the first surface 33a of the prism of the linear prism unit 33, thereby transmitting the interactive screen for an interactive board.
  • the linear prism unit 33 and the total reflection type linear Fresnel lens unit 31 are arranged in a direction orthogonal to each other and extend in the vertical direction and in the horizontal direction, the image light to be enlarged and projected is mainly collected in the horizontal direction. Can be made.
  • the image light is condensed in the vertical and horizontal directions, and the image light is transmitted to the user in front of the interactive board. It is possible to provide a good image with a good brightness distribution.
  • the linear prism portion 33 is disposed on the emission side of the transparent substrate 32, and the prism has a first surface 33a and a second surface 33b that is a rising surface, and the prism angle is ⁇ 1 and the first surface that is the rising surface.
  • the slope angle of the second surface 33b is ⁇ 2.
  • the two angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are appropriately set in consideration of the optical conditions for enlarged projection and the formability of the linear prism portion.
  • a light diffusing member 34 (not shown) disposed on the output side from the linear prism portion 33, a total reflection type linear Fresnel lens portion 31 disposed on the incident light side which is one surface of the transparent substrate 32, and a transparent base
  • the prism top portion 33c of the linear prism lens portion 33 may be processed to form a flat surface 33d.
  • a transparent base material can be used and both surfaces can be formed into respective shapes, but the transparent base material is omitted as appropriate. You may do it.
  • the transparent base material is omitted, it can be considered that the base part excluding the parts (lens part and prism part) having optical shapes on both sides corresponds to the transparent base material.
  • a transparent resin film, a transparent resin plate, or a transparent resin sheet can be used as the transparent substrate.
  • the transparent resin film triacetate cellulose (TAC) film, polyethylene terephthalate (PET) film, diacetyl cellulose film, acetate butyrate cellulose film, polyethersulfone film, polyacrylic resin film, polyurethane resin film, polyester film, A polycarbonate film, a polysulfone film, a polyether film, a polymethylpentene film, a polyether ketone film, a (meth) acrylonitrile film, or the like can be suitably used.
  • the thickness of the substrate can be appropriately selected and is usually about 25 to 500 ⁇ m.
  • the light diffusing member has a function of diffusing the image light transmitted through the linear prism portion 33 and improving the visibility of the screen (board).
  • the light diffusing member those conventionally known in the screen field can be used.
  • the transmissive screen of the interactive board according to this embodiment it is preferable to use the same light diffusing member as that of the first embodiment of the present invention.
  • the linear prism portion 33 and the light diffusing member 34 may have a laminated structure in which the linear prism portion 33 and the light diffusing member 34 are in contact with each other, and each layer may be laminated via an adhesive layer.
  • an adhesive layer the thing similar to the above-mentioned 1st embodiment of this invention can be used.
  • the top portions 33c of the prisms of the linear prism portion 33 are processed, and the projected image lights L11 and L12 are enlarged.
  • a flat surface 33d is provided in a region that does not pass.
  • the surface of the flat surface 33 d of the prism of the linear prism portion 33 can be used as the bonding layer 36 and integrated with the light diffusion member 34. As shown in FIG. 17, when each member has an integrated structure, it is possible to provide a bright and high-quality image without loss of image light. Furthermore, since the interactive screen for interactive boards is integrated, video quality due to gaps and scratches occurring between the optical sheets, which is a problem with interactive screens with two optical sheets laminated, is a problem. Can be solved.
  • the hard coat layer 35 is provided on the outgoing light side (front side of the screen) of the screen, and improves the scratch resistance of the surface of the screen. It smooths itself.
  • the screen front side which is the outgoing light side
  • the screen front side is also a screen on which images such as characters and figures are drawn with a writing instrument etc., so the screen itself needs to be scratch resistant. It is done. Also, the screen itself needs to be smooth so that characters and the like can be easily drawn with a writing instrument.
  • the above-mentioned two problems are solved by providing a hard coat layer.
  • the transmissive screen of the interactive board according to this embodiment it is preferable to use the same hard coat layer as that of the first embodiment of the present invention.
  • an antireflection layer and position information detection means may be further provided on the outgoing light side of the hard coat layer, and these antireflection layer and position information detection means are the first embodiment of the present invention.
  • the same interactive board can be used for the interactive board.
  • the interactive board transmission screen manufacturing method includes: a) preparing a mold for molding a total reflection type linear Fresnel lens portion in which prisms having total reflection action are arranged in a vertical direction; b) a step of preparing a mold for molding the linear prism lens portion; c) a transparent base material is continuously supplied to the two molds, and between the transparent base material and the two molds. Supplying a photocurable resin, irradiating the photocurable resin with light, curing the photocurable resin, and releasing the mold from two molds.
  • a mold for molding a total reflection type linear Fresnel lens portion in which prisms having total reflection action are arranged in the vertical direction and a mold for molding the linear prism lens portion will be described.
  • FIG. 18A shows a mold in which the prism shape is formed in the circumferential direction of the roll mold, in order to mold a total reflection type linear Fresnel lens portion in which prisms having the function of total reflection are arranged in the vertical direction.
  • the mold 51 can be obtained.
  • FIG. 18B shows a mold in which the prism shape is formed in the axial direction of the roll mold, and can be a mold 52 for molding the linear prism lens portion.
  • a total reflection type linear Fresnel lens portion in which prisms having total reflection action are arranged in the vertical direction is configured as shown in FIG. 18B, and a mold for molding the linear prism lens portion is formed. It is good also as a form of Fig.18 (a).
  • FIG. 19 shows a total reflection type linear Fresnel lens portion arranged on one surface of a transparent base material constituting a transmissive screen for an interactive board according to a second embodiment of the present invention, and an opposite surface of the transparent base material.
  • two types of molds 51 and 52 are prepared.
  • the transparent base material 22 is continuously supplied to the two molds 51 and 52.
  • fluid ionizing radiation curable resin is supplied from the supply device 71. Between the mold 51 and its backup roll 61, the ionizing radiation curable resin is flowed into a mold shape and cured by the ionizing radiation irradiation device 81, and then released.
  • the transparent base material 22 is supplied to the mold 52.
  • a fluid ionizing radiation curable resin is supplied from the supply device 72.
  • the ionizing radiation curable resin is flowed into a mold shape and cured by the ionizing radiation irradiation device 82, and then released.
  • a total reflection type linear Fresnel lens unit in which prisms having a function of total reflection are arranged in the vertical direction on the incident light side which is one surface of the transparent substrate, and the total reflection type linear Fresnel lens unit
  • An optical sheet having a linear prism lens part in which prisms are arranged in a direction orthogonal to the arrangement direction of the total reflection type linear Fresnel lens part on the opposite surface side of the transparent substrate can be molded. According to the manufacturing method of the present invention, a transmission screen for interactive boards can be continuously produced in-line, and an inexpensive and high-quality transmission screen for interactive boards can be obtained.
  • the interactive board 13 includes a screen fixing base 11 and a board (screen) 10.
  • Image information from a personal computer or the like (not shown) is projected from the back surface of the board (screen) 10 through the lens 12 by the projector 6 and displayed on the front surface of the board 10.
  • characters and figures can be drawn with a writing instrument or the like in the same manner as a normal whiteboard, and the drawn letters and figures can be erased.
  • the projector 6 may be integrated with a screen fixing base 11 and a board (screen) 10. In this case, the projection light from the projector is reflected by the reflecting mirrors 12 b and 12 a and enters from the back side of the board 10.
  • An interactive board system including at least the interactive boat according to the present invention, an input means such as a marker or a touch pen, and an image information device such as a personal computer can transmit information bidirectionally between the personal computer and the interactive board. For example, information such as characters and figures written on the board can be transmitted to the personal computer while projecting image information of the personal computer on the board. Therefore, if an interactive board is used with a plurality of personal computers connected to the Internet, information such as characters and figures can be shared with each other even in remote locations. Conferences between people in remote locations can be held very efficiently.

Abstract

[課題]インタラクティブボード用に好適なスクリーンとして、背面側からの斜め入射の映像光を観測者側へ出射させて映り込みのない画像を表示できるとともに、観測者側のスクリーン面にも手書きの書込みがし易いスクリーンを提供する。 [解決手段]本発明によるインタラクティブボード用透過型スクリーン(10)は、入射光側にプリズム部(4)を備えたフレネルレンズシート(1)と、前記フレネルレンズのプリズム部(4)とは反対の面側に設けられた光拡散部材(2)と、前記光拡散部材(2)の出射光側に設けられたハードコート層(3)と、と少なくとも備えてなることを特徴とする。

Description

インタラクティブボード用透過型スクリーン
 本発明は、インタラクティブボード用透過型スクリーンに関し、より詳細には、大画面でも短焦点投射でき、薄型化できる、インタラクティブボード用透過型スクリーンに関する。
 近年、ボード上に描いた文字や図形を、そのままパーソナルコンピュータに入力したり、逆にパーソナルコンピュータの画像情報をボード上に投影することができるインタラクティブボードと呼ばれる電子黒板が使用されるようになってきている。例えば、登録実用新案第3093288号公報(特許文献1)には、パーソナルコンピュータ上で表示される画像をボード上に投影でき、かつ手書きされたボード上の文字や画像をパーソナルコンピュータ上に表示できる、インタラクティブボートが提案されている。
 上記の公報に提案されているようなインタラクティブボードにおいては、パーソナルコンピュータからの画像がボードの観測者側から投影されるため、ボードに手書きで文字等の情報を書き加える際に、投影画像が遮られるという問題がある。また、ボードの前面に投影機を設置するための場所が必要となる。
 上記の問題を解消するには、インタラクティブボードの背面(すなわち、情報入力面とは反対の面)から画像を投影させればよく、例えば、特開2003-276339号公報(特許文献2)には、インタラクティブボードの背面側に投影機を設置して、光透過性のスクリーンの背面から画像を投影させるインタラクティブボードが提案されている。しかしながら、上記公報には、投影機から投影された光を結像させて画像表示を行うスクリーンとしては具体的に示されていない。
 ところで、光源部から投射された映像光を観測者側へ出射させて表示する透過型スクリーンが知られている。このような透過型スクリーンとしては、様々な構造のものが提案されており、例えば特開2007-233154号公報(特許文献3)には、フレネルレンズとレンチキュラーレンズとを組み合わせた透過型スクリーンが提案されている。また、特開2004-070188号公報(特許文献4)には、薄型化するために、全反射を利用したフレネルレンズと光拡散シートとの組み合わせが提案されている。このような透過型スクリーンは、観測者側とは反対側の背面側から映像光を投影して使用されるものであり、観察者側に投影機の設置場所を必要としない。
登録実用新案第3093288号公報 特開2003-276399号公報 特開2007-233154号公報 特開2004-070188号公報
 特開2007-233154号公報や特開2004-070188号公報において開示されている透過型スクリーンは、観察者側の面に書き込みを行うことができるインタラクティブボートとしての機能を備えたものではなかった。透過型スクリーンをインタラクティブボートとして利用するためには、背面側からの映像光を観測者側へ出射させて映り込みのない画像を表示できるとともに、観測者側のスクリーン面に直接書込みがし易いことが要求される。また、製造コスト等の観点から、連続生産可能な構造であることが要求される。
 また、従来のインタラクティブボードは、画像がボードの観測者側から投影されるため、ボードに手書きで文字等の情報を書き加える際に、投影画像が遮られるという問題や、ボードの前面に投影機を設置するための場所が必要となるという問題があった。
 本発明者らは、インタラクティブボード用に好適なスクリーンとして、光拡散部材とフレネルレンズとを組み合わせることにより、背面側からの斜め入射の映像光を観測者側へ出射させて映り込みのない画像を表示できるとともに、観測者側のスクリーン面にも手書きの書込みがし易く、かつ連続生産も可能なスクリーンを実現できる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
 したがって、本発明の目的は、インタラクティブボード用に好適なスクリーンとして、背面側からの斜め入射の映像光を観測者側へ出射させて映り込みのない画像を表示できるとともに、観測者側のスクリーン面にも手書きの書込みがし易く、且つ連続生産可能な構造のスクリーンを提供することにある。
 本発明の第一の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンは、入射光側にプリズム部を備えたフレネルレンズシートと、前記フレネルレンズのプリズム部とは反対の面側に設けられた光拡散部材と、前記光拡散部材の出射光側に設けられたハードコート層と、を少なくとも備えてなることを特徴とするものである。
 また、本発明の第二の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンは、透明基材の両方の面にそれぞれレンズ部を有するインタラクティブボード用の透過型スクリーンであって、前記透明基材の一方の面である入射光側に全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部と、前記全反射型リニアフレネルレンズ部とは透明基材の反対の面側に全反射型リニアフレネルレンズ部の配置方向と直交方向に並べてプリズムを配置したリニアプリズムレンズ部と、前記リニアプリズムレンズ部の出射光側に設けられた光拡散部材と、前記光拡散部材の出射光側に設けられたハードコート層とを備えてなることを特徴とするものである。
 さらに、本発明の別の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンの製造方法は、上記のインタラクティブボード用透過型スクリーンを製造する方法であって、
a)全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部を成形するための金型を準備する工程と、
b)リニアプリズムレンズ部を成形するための金型を準備する工程と、
c)透明基材を連続的に前記2つの金型へ供給し、前記透明基材と前記2つの金型の間に電離放射線硬化型樹脂を供給し、前記電離放射線硬化型樹脂に電離放射線を照射し、前記電離放射線硬化型樹脂を硬化させ、2つの金型から離型させる工程と、
を含んでなることを特徴とするものである。
 また、本発明の別の態様においては、上記の透過型スクリーンからなるインタラクティブボードも提供される。
本発明によれば、入射光側にプリズム部を備えたフレネルレンズシートと、前記フレネルレンズのプリズム部とは反対の面側に設けられた光拡散部材と、前記光拡散部材の出射光側に設けられたハードコート層とを備えた透過型スクリーンを、インタラクティブボードとして使用することにより、映像光をボードの背面側から入射させることができるため、ボードへの書込みの際に表示画像が遮られることがない。さらに、観測者側にハードコート層が配置されているため、観測者側のボード表面を平滑にすることができ、筆記具等によるボードへの書込みもし易く、かつ書込んだ文字や図形等の消去もし易くなる。
 また、本発明の第二の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンは、全反射型リニアフレネルレンズ部とリニアプリズムレンズ部とが直交配置し、さらにそれらレンズと光拡散部材とが組み合わされ、光拡散部材の出射光側表面にハードコート層が設けられていることにより、背面側からの映像光を観測者側へ出射させて映り込みのない画像を表示できるとともに、観測者側のスクリーン面にも手書きの書込みがし易いスクリーンを実現できる。また、全反射型リニアフレネルレンズ部とリニアプリズムレンズ部を基材フィルムの表裏に直交配置する構造とすることにより、連続生産が可能となり、これにより、安価なインタラクティブボード用透過型スクリーンを提供することができる。さらに、前記リニアプリズムレンズ部と前記光拡散部材とを一体化させることにより、インタラクティブボード用透過型スクリーン全体が一体化し、リニアプリズムレンズ部と光拡散部材との間に隙間が生じたり、透明基材の表裏に形成した前記全反射型リニアフレネルレンズ部とリニアプリズムレンズ部とを有する光学シートが容易に変形して解像度の低下や像のゆがみ等の映像の質を低下させることがなくなる。とりわけ、リニアプリズムレンズ部の先端の少なくとも一部を基材と平行方向に平坦化し、光拡散部材と一体化させることにより、インタラクティブボード用透過型スクリーンを容易に一体化させることができる。
 さらに、本発明のインタラクティブボード用透過型スクリーンの製造方法によれば、上記したインタラクティブボード用透過型スクリーンを連続的に生産することができ、製造コスト等を低減することができる。
 本発明においては、上記したような透過型スクリーンをインタラクティブボードに適用することにより、画質の優れたインタラクティブボードを実現することができる。
本発明のインタラクティブボード用透過型スクリーンの一実施態様を示す断面図である。 本発明のインタラクティブボード用透過型スクリーンの他の実施態様を示す断面図である。 本発明のインタラクティブボード用透過型スクリーンの他の実施態様を示す断面図である。 スクリーンを構成するフレネルレンズの断面形状を示したものである。 フレネルレンズの一部のレンズ部分の断面形状を拡大したものである。 フレネルレンズの一部のレンズ部分の断面形状を拡大したものである。 フレネルレンズの一部のレンズ部分の断面形状を拡大したものである。 サーキュラーフレネルレンズを用いたインタラクティブボード用透過型スクリーンを示す概略図である。 リニアフレネルレンズを用いたインタラクティブボード用透過型スクリーンを示す概略図である。 スクリーンを構成する光拡散部材の断面形状を示したものである。 スクリーンを構成する他の態様の光拡散部材の断面形状を示したものである。 スクリーンを構成する他の態様の光拡散部材の断面形状を示したものである。 図12に示した光拡散部材と水平方向視野角拡大部材との組み合わせにおける光学作用を説明するための模式図である。 本発明の第二の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンの斜視図を示したものである。 全反射型リニアフレネルレンズ部の光学作用を説明するための模式図である。 リニアプリズム部の光学作用を説明するための模式図である。 本発明によるインタラクティブボード用透過型スクリーンの一実施態様を示す断面図である。 図18(a)は全反射型リニアフレネルレンズ部を成形するための金型の一実施態様を示す斜視図であり、図18(b)は、リニアプリズムレンズ部を成形するための金型の一実施態様を示す斜視図である。 本発明の第二の実施態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンの製造方法の一部を説明するための概略図である。 本発明による透過型スクリーンを用いたインタラクティブボードの断面図を示すものである。 本発明による透過型スクリーンを用いた他の態様のインタラクティブボードの断面図を示すものである。
<第一の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーン>
 本発明の第一の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンは、図1に示すように、入射光側にプリズム部4を備えたフレネルレンズシート1と、フレネルレンズ1のプリズム部4とは反対の面側に設けられた光拡散部材2と、光拡散部材2の出射光側に設けられたハードコート層3と、を少なくとも備えてなるものであり、スクリーン(ボード)の背面側から映像光を照射し、スクリーンの前面から映像光を出光させるものである。このようにインタラクティブボードに透過型スクリーンを適用することにより、映像光をボードの背面側から入射させることができるため、ボードへの書込みの際に表示画像が遮られることがなくなる。
 フレネルレンズシート1は、図1に示すように、光拡散部材2の一方の面上に直接形成されていてもよく、また、図2に示すように、フレネルレンズシート1と光拡散部材2とが、接着剤層5を介して張り合わされていてもよい。また、ハードコート層3は、図1に示すように、光拡散部材2の一方の面上に直接形成されていてもよく、また、図3に示されるように、光拡散部材2とハードコート層3とが、接着剤層5を介して張り合わされていてもよい。
 以下、本発明の第一の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンを構成する各部材について説明する。
<フレネルレンズシート>
 フレネルレンズシートは、投影機からの照射された映像光を、ボード面に対して略平行な光に変換するものである。インタラクティブボートのスクリーンとして、フレネルレンズシートを適用することにより、インタラクティブボード上に投影される画像の面均一性が向上する。
 フレネルレンズシートは、背面側から照射された映像光を集光してスクリーン上に結像させる機能を有するものである。フレネルレンズシートとしては、従来公知のものを使用できるが、屈折型のフレネルレンズを使用するよりも、ハイブリッド型や全反射型のフレネルレンズを使用することにより、スクリーンから投影機までの距離を短くすることができ、インタラクティブボードをよりコンパクトなものとすることができる。図4は、ハイブリッド型フレネルレンズのフレネルレンズ部4の断面形状を示した図である。スクリーン下側(フレネル中心側)からスクリーン上側(フレネル周縁側)に向って、フレネルレンズ部4はその断面形状によって領域4A,4B,4Cの3つの領域に分けることができる。まず基本的な形態として、領域4Aについて説明する。
 領域4Aにおける単位プリズム部(ハイブリッド型プリズム部)は、入射面(第2入射面)A1および全反射面A2を有し、頂角が38°の全反射型プリズム部L3と、入射面(第1入射面)A3および無効面A4を有する屈折型プリズム部L1とを備えている。この単位プリズム部とは、隣接する単位プリズム部の無効面A4と全反射面A2との交線である谷線Tから隣の谷線Tまでの間を指しており、単位プリズム部のピッチP=0.05mmとなっている。なお、このピッチP=0.05mmは、他の領域4B,4Cの単位プリズム部も同じ値となっている。
 図5~図7は全反射型プリズム部L3と屈折型プリズム部L1とを説明するための図である。図5は、屈折型プリズム部L1と同等な形状の単位プリズム部のみが形成されたフレネルレンズ(屈折型プリズム部を備えた従来のフレネルレンズ)を示している。入射面A3に投影される光束R1は、入射面A3によって屈折して所望の方向に出光する。しかし、無効面A4に投影される光束R2は、無効面A4によって反射または屈折して、迷光となってしまう。
 図6は、全反射型プリズム部L3と同等な形状の単位プリズム部のみが形成されたフレネルレンズ(全反射型プリズム部を備えた従来のフレネルレンズ)を示している。入射面A1に投影される光束のうちで光束R3は、全反射面A2によって全反射して所望の方向に出光する。しかし、残りの光束R4は、全反射面A2に到達することができず、迷光となってしまう。
 図7は、上記した実施形態におけるフレネルレンズ部4を示している。フレネルレンズ部4では、全反射型プリズム部L3および屈折型プリズム部L1のみで形成された図5および図6に示したフレネルレンズが所望の方向(本実施形態の場合は、フレネルレンズ部に略垂直な方向)へ出光できない光束の一部を、所望の方向に出光できるように、全反射型プリズム部L3および屈折型プリズム部L1を組み合わせた形状を単位プリズム部としている。
 具体的には、全反射型プリズム部L3において全反射面A2に到達しない光束R4が投影される部分に屈折型プリズム部L1が配置されている。したがって、フレネルレンズ部は、光束R4の一部を屈折して所望の方向に偏向して出光するようになっている。この配置は、別の見方をすると、屈折型プリズム部L1において無効面A4に投影される光束R2の光路上に、フレネル中心側の隣接ピッチの全反射型プリズム部L3が配置されているとも見ることができる。したがって、フレネルレンズ部は、光束R2の一部を全反射して所望の方向に偏向して出光するようになっている。すなわち、全反射型プリズム部L3および屈折型プリズム部L1各々の短所を補うことができるような位置にそれぞれが配置されている。
 また、図4の領域4Bの1ピッチにおいて、入射面A3を延長した面が周辺側の谷線Tを通り、入射面A1を延長した面がフレネル中心側の谷線Tを通るように、全反射型プリズム部L3および屈折型プリズム部L1が配置されている。
 このフレネルレンズ部を含むレンズシートを50インチ程度の大型のレンズシートとした場合、さらには、斜め方向から画像光が投影される場合、フレネルレンズ部の入射位置によって画像光の入射角度の差が大きくなる。全反射型プリズム部L3は、入射角が大きい場合に所望の方向に出光する光束が多くなり、逆に屈折型プリズム部L1は、入射角が小さい場合に所望の方向に出光する光束が多くなる。したがって、入射角が大きい入射位置には全反射型プリズム部L3が、入射角が小さい入射位置には屈折型プリズム部L1がそれぞれ適している。
 そこで、図4に示すように、フレネルレンズ部の、スクリーン下側(画像光源に近い側)になる領域4Aでは、屈折型プリズム部L1を主単位プリズム部、全反射型プリズム部L3を副単位プリズム部として、屈折型プリズム部L1の占める割合よりも、全反射型プリズム部L3の占める割合を少なくしている。一方、スクリーン上側(画像光源から遠い側)になる領域4Cでは、全反射型プリズム部L3を主単位プリズム部、屈折型プリズム部L1を副単位プリズム部として、全反射型プリズム部L3の占める割合よりも、屈折型プリズム部L1の占める割合を少なくしている。
ここで、全反射型プリズム部L3および屈折型プリズム部L1が占める割合を変化させるには、国際公開WO2002-027399号に記載されているように、レンズ成形型を切削するバイトの切り込み深さを位置により変化させて、全反射型プリズム部L3および屈折型プリズム部L1の高さが変わるようにして行うことができる。なお、上記文献は引用されることにより、本明細書の開示の一部とされる。
 上記の説明においては、フレネルレンズ部4が3種類の領域4A,4B,4Cを備えている例を示したが、この実施形態に限らず、これらの組み合わせを適宜変更しても良い。例えば、領域4Aおよび領域4Bのみでも良いし、領城4A,4B,4Cのいずれか1つの領域であっても良い。
 全反射型プリズム部、屈折型プリズム部をそれぞれ主単位プリズム部、副単位プリズム部とした場合を例としたが、この実施形態に限定されず、屈折型プリズム部、全反射型プリズム部をそれぞれ主単位プリズム部、副単位プリズム部とした場合にも適用することが可能である。
 以上、単位プリズム部4を並べて配置したフレネルレンズを説明したが、フレネルレンズ部は、図8に示すように、同心円状に単位プリズム部を配置したサーキュラータイプのフレネルレンズであってもよく、また、図9に示すように、レンズ部が水平方向(あるいは垂直方向)に連続するリニアフレネルレンズであってもよい。
 フレネルレンズシートを従来公知の方法により作製し、透過型スクリーンを製造する際に組み込んでもよく、また、後記する光拡散部材の基材25に成形して直接フレネルレンズを形成してもよい。
<光拡散部材>
 本発明において光拡散部材は、図1に示すように、フレネルレンズシート3とハードコート層3との間に設けられるものであり、フレネルレンズシートを透過した映像光を拡散させて、スクリーン(ボード)の視認性を向上させる機能を有するものである。光拡散部材としては、スクリーン分野において従来公知のものを使用することができるが、インタラクティブボートとした場合のボードへの書き込み等を考慮すると、光拡散部材がある程度の剛性を有している必要がある。光拡散部材の層構成としては、例えば、図10に示すように、後記するような樹脂からなる基材21中に微粒子22を添加したものや、図11に示すように、微粒子22を含む基材21からなる拡散層20と、微粒子を含まない基材21’とを積層したものを好適に使用することができる。また、上記したように光拡散部材の剛性を高めるために、拡散層とフィルム基材とを積層したシートをガラス基材等に貼り合わせた構成としてもよい。このような層構成を有する光拡散部材は、押出し成型により成形した拡散層を後記するような接着剤層を介して基材と積層することにより得ることができる。
 光拡散部材に使用する基材の厚さは、上記したように部材の剛性を考慮して適宜選択できる。インタラクティブボードの画面大きさにもよるが、画面サイズが80インチ程度の場合には、図10に示した層構成の光拡散部材では、基材21の厚みが8~10mmであることが好ましい。また、図11に示した層構成の光拡散部材とする場合、拡散層20の厚みを1mm程度とし、基材21’の厚みを7~9mmとすることが好ましい。なお、図11に示すように、二層からなる光拡散部材を用いる場合、拡散層20の基材21よりも、微粒子を含まない基材21’の厚みを厚くした方が、より鮮明な画像とすることができる。また、拡散層とフィルム基材とを積層したシートをガラス基材に貼り合わせた構成とする場合、ガラス基材の厚みを4~6mmとし、拡散層とフィルム基材とを積層したシートの厚みを数百μmとすることができる。
 基材21(21’)としては、光透過性の樹脂、例えば、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、スチレン-アクリル系樹脂や、透明なガラスを好適に使用できる。図10に示すような層構成の光拡散部材とする場合には、上記した樹脂を溶融押出機により押出成形する際に、後記する微粒子を所定量添加することにより、微粒子を含有した基材を得ることができる。また、図11に示すような二層からなる光拡散部材とする場合には、基材シートとして、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートや透明ガラスを用いることができる。透明樹脂フィルムとしては、トリアセテートセルロース(TAC)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルロニトリルフィルム等を好適に使用できる。
 微粒子22としては、プラスチックビーズ等の有機フィラーが好適であり、特に透明度が高いものを使用することが好ましい。このようなプラスチックビーズとしては、メラミンビーズ(屈折率1.57)、アクリルビーズ(屈折率1.49)、アクリル-スチレンビーズ(屈折率1.54)、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩ビビーズ、シリコン系ビーズ(屈折率1.41)等が挙げられるが、図10に示すような層構成とする場合には、基材と微粒子との屈折率差を考慮して、微粒子を適宜選定する必要がある。例えば、基材として、メチルメタクリレート-スチレン樹脂(屈折率約1.55)や、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン樹脂(屈折率約1.55)を用いる場合、微粒子としてアクリルビーズやシリコン系ビーズを好適に使用することができる。プラスチックビーズの粒径は、特に限定されるものではないが、通常、1~15μm程度のものが用いられる。また、シリコン系ビーズを用いる場合は、粒径0.5~5μm程度のものが用いられる。
 有機フィラーとして微粒子22を基材21中に混合する場合は、基材を構成する樹脂中で有機フィラーが沈降し易いので、沈降防止のためにシリカ等の無機フィラーを添加してもよい。なお、無機フィラーは添加すればする程有機フィラーの沈降防止に有効であるが、塗膜の透明性に悪影響を与える。従って、好ましくは、粒径0.5μm以下の無機フィラーを、有機フィラー(微粒子22)に対して塗膜の透明性を損なわない程度に、0.1重量%未満程度含ませると沈降を防止することができる。
 光拡散部材としては、図10および図11に示した構造のものだけでなく、図12に示すように、基材21中に微粒子22を添加した部材と、レンズ基材25上に光透過部23と光吸収部24とを設けた構造の水平方向視野角拡大部材とを組み合わせて用いてもよい。
水平方向視野角拡大部材における光透過部23は、ポリエチレンテレフタレート等からなるレンズ基材25上に、従来公知のUV成形方法等により形成される。光吸収部24は、略台形状の光透過部23の間に、楔形に成形されて設けられる。この光吸収部は、光透過性の樹脂26に、その表面を光吸収加工した粒子27を混合し、楔形に硬化させたものである。また、光吸収加工した粒子27に、光吸収作用を有する染料や顔料等を追加混合し硬化させたり、光吸収加工した粒子27を用いずに、光吸収作用を有する染料や顔料等を光透過性樹脂26に混合し硬化させたものであってもよい。光透過性樹脂としては、従来公知の電離放射線硬化性樹脂等を好適に使用できる。水平方向視野角拡大部材は、光透過部23、光吸収部24の界面の反射作用を有する形態とすることで、映像光の拡散作用を増加させることができる。図13は、図12に示した光拡散部材と水平方向視野角拡大部材との組み合わせにおける光学作用を示したものである。光透過部23と光吸収部24との界面に当たらない映像光L22は直進し、光透過部23と光吸収部24との界面に当たる映像光L21は反射し、これによって光拡散作用を発揮することができる。また、外光の一部L23は、光吸収部24で吸収され、それによって外光によるコントラストの低下を防止することができる。
 また、視野角を広げ、斜め方向からの映像光を反射させるため、水平方向視野角拡大部材の光透過部23の屈折率を光吸収部24よりも高くしてもよい。さらに、微粒子22を含む基材21からなる拡散層20と微粒子を含まない基材21’とを積層した部材と、上記した水平方向視野角拡大部材とを組み合わせてもよい。図10や図11に示した光拡散部材に水平方向視野角拡大部材を組み入れることにより、スクリーンへの外光の映り込みが無く視認性に優れ、コントラストが良好でシャープ感のある画像を実現することができる。また、光拡散部材に着色剤を添加することにより、スクリーンの透過率は低下するものの、画像のコントラストを向上させることができる。
<ハードコート層>
 本実施態様において、ハードコート層は、スクリーンの出射光側(スクリーンの前面側)に設けられるものであり、スクリーンの表面の耐擦過性を向上させるとともに、スクリーン自体を平滑化するものである。インタラクティブボードに本発明による透過型スクリーンを適用した場合、出射光側であるスクリーン前面側は、筆記具等により文字や図形等の画像が描写されるスクリーンでもあるため、スクリーン自体に耐擦過性が求められる。また、筆記具で文字等が描き易いように、スクリーン自体の平滑性も必要である。本発明においては、ハードコート層を設けることにより、上記の2点の課題を解決している。
 ハードコート層は、スクリーン分野において従来公知のものを適用することができ、例えば、紫外線・電子線によって硬化する樹脂、即ち、電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂に熱可塑性樹脂と溶剤を混合したもの、および熱硬化型樹脂を用いることができるが、これらの中でも電離放射線硬化型樹脂が特に好ましい。
 電離放射線硬化型樹脂組成物の被膜形成成分は、好ましくは、アクリレート系の官能基を有するもの、例えば比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の(メタ)アルリレート等のオリゴマー又はプレポリマー及び反応性希釈剤としてエチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、N-ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、ポリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等を比較的多量に含有するものが使用できる。
 上記電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とするには、この中に光重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α-アミロキシムエステル、テトラメチルチュウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤としてn-ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ-n-ブチルホソフィン等を混合して用いることができる。特に本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を混合するのが好ましい。
 電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法としては、前記電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法は通常の硬化方法、即ち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。
 例えば、電子線硬化の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速機から放出される50~1000KeV、好ましくは100~300KeVのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
 ハードコート層は、基材上に上記電離放射(紫外線)線硬化型樹脂組成物の塗工液をスピンコート、ダイコート、ディップコート、バーコート、フローコート、ロールコート、グラビアコート等の方法で塗布し、上記のような手段で塗工液を硬化させることにより形成することができる。また、上記した光拡散部材上に直接塗工液を塗布して硬化させることにより、ハードコート層を形成してもよい。
 ハードコート層は防眩機能を有していてもよい。防眩機能を付与するためには、ハードコート層中に、シリカなどの無機フィラーを添加したり、直径数μm程度のポリスチレン樹脂やアクリル樹脂等のビーズを分散させることにより、外光を乱反射する微細凹凸を基材表面に形成する。基材にフィラー等を直接添加する以外にも、透明樹脂バインダーに無機フィラー等を添加して塗膜形成したものを基材上に設けてもよい。この場合、使用する透明樹脂バインダーは、電子放射線硬化性樹脂等を好適に使用できる。また、ハードコート層を形成する際に、その表面が微細凹凸となるように賦型してもよい。例えば、基材上に上記電離放射(紫外線)線硬化型樹脂組成物の塗工液を塗布した後、表面に微細凹凸が設けられたロール状の金型により、塗布膜の表面を微細凹凸が形成されるように賦型しながら樹脂の硬化を行うことにより、表面に微細凹凸が設けられたハードコート層を形成することができる。
<接着剤層>
 上記したように、フレネルレンズシート1と光拡散部材2とハードコート層3とが直接互いが接した積層構造としてもよいが、図2および図3に示すように、各層が接着剤層を介して積層されていてもよい。接着剤層としては、従来公知の感圧粘着剤やUV硬化型粘着剤を使用することができ、例えば、アクリル酸エステル系の粘着剤、ウレタンアクリレート系粘着剤、エポキシアクリレート系粘着剤等が挙げられる。上記した粘着剤のなかでも、各層ないし部材の屈折率と同程度の屈折率を有する粘着剤を用いることにより、界面で生じる反射を抑制することができる。粘着剤との組合せにおいては、接着しようとする層(部材)と接着剤層との屈折率差が0.1以下となるように、適宜、両者を選択することが好ましい。
 上記した粘着剤を、転写印刷、ナイフコーター、ロールコーター、コンマコーター、グラビアコーター等の通常使用されている塗布方法により、各層(ないし部材)に塗布して、赤外線、熱風、蒸気等により加熱乾燥することにより、接着剤層を介して各層を積層させたり、あるいは各層(ないし部材)に塗布し、紫外線の照射により粘着剤を硬化させることにより、接着剤層を介して各層を積層することができる。
<その他の層および手段>
 本発明においては、ハードコート層の出射光側に、反射防止層や位置情報検出手段をさらに設けてもよい。
 反射防止層は、高屈折率層と低屈折率層が順に積層されたものが一般的であるが、これ以外の積層構造を持つものもある。高屈折率層は、例えば、ZnOやTiOの素材の薄膜、もしくはこれらの素材の微粒子が分散した透明樹脂膜である。また、低屈折率層は、SiOからなる薄膜、もしくはSiOゲル膜、または、フッ素含有の、もしくはフッ素およびケイ素含有の透明樹脂膜である。反射防止層が積層されたことにより、積層された側の外光等の不要な光の反射を低下させ、画像もしくは映像のコントラストを高めることができる。
 あるいは、低屈折率成分と高屈折成分とをそれぞれ交互に、蒸着やスパッタ等の乾式法、あるいは塗工等の湿式法により、ハードコート層上に積層することにより形成できる。また、シートないしフィルムに反射防止膜を形成したものをハードコート層上に設けてもよい。
 スクリーンには位置情報検出手段を設けてもよい。例えば、従来公知のタッチセンサー等をハードコート層と光拡散部材との間に設けることができる。位置情報検出手段を備えることにより、インタラクティブボードに適用した場合に、パーソナルコンピュータから投影される画像情報とスクリーン(ボード)上に書き込まれた文字や図形情報とを双方向にやりとりできるようになる。タッチセンサーとしては、抵抗膜方式、静電容量方式、超音波方式、電磁誘導方式、赤外線方式、画像認識方式等の公知の方式を採用することができる。一例として赤外線方式を採用する場合、例えば、スクリーン(ボード)の背面側(即ち、投影光源側)に、スクリーンの背面に赤外光を投影する赤外光源と、その赤外光を検出可能な赤外光検出器とを設置しておくことにより、ボード上に書き込まれた文字や図形等の位置情報を検出して、画像情報装置へ伝送することができる。その結果、パーソナルコンピュータ等の画像情報装置からの画像情報と、インタラクティブボード上に書き込まれた文字等の情報とを双方向でやりとりすることができる。
<第二の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーン>
 図14は、本発明の第二の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンの斜視図を示したものである。
 図14に示すように、本実施態様のインタラクティブボード用透過型スクリーン10は、透明基材32の両方の面にそれぞれレンズ部31,33を有するインタラクティブボード用の透過型スクリーンであって、前記透明基材32の一方の面である入射光側に全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部31と、前記全反射型リニアフレネルレンズ部31が配置された透明基材32の反対の面側に全反射型リニアフレネルレンズ部31の配置方向と直交方向に並べてプリズムを配置したリニアプリズムレンズ部33と、前記リニアプリズムレンズ部33の出射光側に設けられた光拡散部材34と、前記光拡散部材34の出射光側に設けられたハードコート層35とを、を少なくとも備えている。
 インタラクティブボード用透過型スクリーン10は、上記した第一の実施態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンと同様に、インタラクティブボード用透過型スクリーン10の背面側から投影機から映像光を照射し、インタラクティブボード用透過型スクリーン10の前面から映像光を出光させるものである。このようにインタラクティブボード用透過型スクリーンを適用することにより、映像光をインタラクティブボード透過型スクリーン10の背面側から入射させることができるため、インタラクティブボードへの書込みの際に表示画像が遮られることがなくなる。
 以下、本発明の第二の態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンを構成する各部材について説明する。
<全反射型リニアフレネルレンズ部>
 入射光側に全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に配置した全反射型リニアフレネルレンズ部31は、図15に示すように、投影機から拡大投射される映像光L1を、全反射型リニアフレネルレンズ部31のプリズムの第1の面31aで屈折し、全反射型リニアフレネルレンズ部31の第2の面31bで全反射させて、インタラクティブボード用透過型スクリーンの略垂直方向へ映像光を偏向させる機能を有する。
 本実施態様においては、全反射型リニアフレネルレンズ部31は、水平方向へ伸び垂直方向に配置されているので、拡大投射される映像光を主に垂直方向に関して集光させるものである。また、図15(透明基材22よりも出射側の層の記載は省略)に示すように、全反射型リニアフレネルレンズ部31は、第1の面31aと第2の面31bを有し、その頂角はα1で、第1の面31aの斜面角度はα2で、第2の面31bの斜面角度はα3で、全反射型リニアフレネルレンズ部31の出射側(観察者側)に透明基材32を有する。α1、α2、α3、の3つの角度は、拡大投射される光学条件と、全反射型リニアフレネルレンズの成形性を考慮して、適宜、設定される。入射光側のレンズ部として、全反射型リニアフレネルレンズ部31について説明したが、本発明においては、全反射型リニアフレネルレンズ部に代えて、上記したような、全反射作用を有するプリズムと屈折作用を有するプリズムとを両方備えたハイブリッド型のリニアフレネルレンズ部を用いてもよい。
<リニアプリズムレンズ部>
 リニアプリズム部33は、上記した全反射型リニアフレネルレンズ部31とは透明基材32の反対の面側に全反射型リニアフレネルレンズ部31の配置方向と直交方向にプリズムを並べて配置したものである。図16に、リニアプリズム部の拡大断面図を示す。図16に示すように、リニアプリズム部33は、投影機から拡大投射される映像光L11、L12を、リニアプリズム部33のプリズムの第1の面33aで屈折させて、インタラクティブボード用透過型スクリーンの略垂直方向へ映像光を偏向させる機能を有する。リニアプリズム部33は、全反射型リニアフレネルレンズ部31とプリズムの向きが直交配置され、垂直方向へ伸び水平方向に配置されているので、拡大投射される映像光を主に水平方向に関して集光させることができる。上記した全反射型リニアフレネルレンズ部と、直交方向に配置されるリニアプリズム部との組み合わせにより、映像光が垂直方向と水平方向に集光され、インタラクティブボードの正面にいる利用者へ、映像光の明るさ分布の良い、良好な映像を提供できる。
 次に、このリニアプリズム部の光学作用について、図16を参照しながら説明する。リニアプリズム部33は、透明基材32の出射側に配置され、プリズムは第1の面33aと立ち上がり面である第2の面33bを有し、そのプリズム角はβ1で、立ち上がり面である第2の面33bの斜面角度はβ2である。β1、β2、の2つの角度は、拡大投射される光学条件と、リニアプリズム部の成形性を考慮して、適宜、設定される。
 リニアプリズム部33より出射側に配置される光拡散部材34(図示せず)と、透明基材32の一方の面である入射光側に配置した全反射型リニアフレネルレンズ部31と、透明基材32の反対面側に配置したリニアプリズムレンズ部33とを、一体化させるために、リニアプリズムレンズ部33のプリズムの頂部33cを加工し平坦面33dとしても良い。本実施態様においては、全反射型リニアフレネルレンズ部31やリニアプリズム部33を成形する時に、透明基材を利用し、両面をそれぞれの形状に形成することができるが、透明基材は適宜省略しても良い。透明基材を省略する場合、両面それぞれの光学形状を有する部分(レンズ部やプリズム部)を除いた基部を透明基材に相当するものと考えることができる。
 透明基材としては、透明基材としては、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートを用いることができる。透明樹脂フィルムとしては、トリアセテートセルロース(TAC)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリルロニトリルフィルム等を好適に使用できる。基材の厚さは適宜選択でき、通常25~500μm程度である。
<光拡散部材>
 光拡散部材は、リニアプリズム部33を透過した映像光を拡散させて、スクリーン(ボード)の視認性を向上させる機能を有するものである。光拡散部材としては、スクリーン分野において従来公知のものを使用することができる。本実施態様によるインタラクティブボードに透過型スクリーンにおいては、光拡散部材として、本発明の第一の実施態様と同様のものを用いることが好ましい。
 リニアプリズム部33と光拡散部材34とは、本発明の第一の実施態様と同様に、互いが接した積層構造としてもよく、また、各層が接着剤層を介して積層されていてもよい。接着剤層としては、上記した本発明の第一の実施態様と同様のものを用いることができる。接着剤層を介してリニアプリズム部と光拡散部材とを積層する場合、図16に示したように、リニアプリズム部33のプリズムの頂部33cを加工し、拡大投影される映像光L11,L12が通過しない領域に、平坦面33dを設ける。このリニアプリズム部33のプリズムの平坦面33dの表面を接合層36とし、光拡散部材34と一体化することができる。図17に示すように、各部材を一体化構造とすることにより、映像光のロスがなく、明るく、良質な映像を提供できるようになる。さらに、インタラクティブボード用透過型スクリーンが一体化されるので、2枚の光学シートを積層させたインタラクティブボード用透過型スクリーンで問題となる、光学シート間に発生する隙間や傷の発生等による映像品質の低下の問題を解消することができる。
<ハードコート層>
 本実施態様において、ハードコート層35は、図17に示されるように、スクリーンの出射光側(スクリーンの前面側)に設けられるものであり、スクリーンの表面の耐擦過性を向上させるとともに、スクリーン自体を平滑化するものである。インタラクティブボードに本発明による透過型スクリーンを適用した場合、出射光側であるスクリーン前面側は、筆記具等により文字や図形等の画像が描写されるスクリーンでもあるため、スクリーン自体に耐擦過性が求められる。また、筆記具で文字等が描き易いように、スクリーン自体の平滑性も必要である。本発明においては、ハードコート層を設けることにより、上記の2点の課題を解決している。本実施態様によるインタラクティブボードに透過型スクリーンにおいては、ハードコート層として、本発明の第一の実施態様と同様のものを用いることが好ましい。
<その他の層および手段>
 本実施態様においては、ハードコート層の出射光側に、反射防止層や位置情報検出手段をさらに設けてもよく、これら反射防止層や位置情報検出手段としては、本発明の第一の実施態様によるインタラクティブボードに透過型スクリーンと同様のものを使用することができる。
<インタラクティブボード用透過型スクリーンの製造方法>
 本発明によるインタラクティブボード用透過型スクリーンの製造方法は、a)全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部を成形するための金型を準備する工程と、b)リニアプリズムレンズ部を成形するための金型を準備する工程と、c)透明基材を連続的に前記2つの金型へ供給し、前記透明基材と前記2つの金型の間に光硬化性樹脂を供給し、前記光硬化性樹脂に光を照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させ、2つの金型から離型させる工程とを含む。先ず、全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部を成形するための金型、リニアプリズムレンズ部を成形するための金型を説明する。
 図18(a)はプリズム形状がロール金型の円周方向に形成された金型であり、全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部を成形するための金型51とすることができる。また、図18(b)はプリズム形状がロール金型の軸方向に形成られた金型であり、リニアプリズムレンズ部を成形するための金型52とすることができる。
 上記例とは逆に、全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部を図18(b)の形態とし、リニアプリズムレンズ部を成形するための金型を図18(a)の形態としてもよい。
 図19は、本発明の第二の実施態様によるインタラクティブボード用透過型スクリーンを構成する透明基材の一方の面に配置した全反射型リニアフレネルレンズ部と、透明基材の反対側の面に側に配置したリニアプリズムレンズ部とを有する光学シートの製造方法の一例を示す概略図である。先ず、2種類の金型51,52を準備する。次に、透明基材22を連続的に2つの金型51,52へ供給する。透明基材22を金型51へ通す前に、流動性のある電離放射線硬化型樹脂を供給装置71より供給する。金型51とそのバックアップロール61の間で、電離放射線硬化型樹脂を金型形状に流動させ電離放射線照射装置81で硬化させ、その後離型する。
 次に、透明基材22を金型52へ供給する。金型52へ通す前に、流動性のある電離放射線硬化型樹脂を供給装置72より供給する。金型52とそのバックアップロール62の間で、電離放射線硬化型樹脂を金型形状に流動させ電離放射線照射装置82で硬化させ、その後離型する。
 上記のようにして、透明基材の一方の面である入射光側に全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部と、前記全反射型リニアフレネルレンズ部とは透明基材の反対の面側に全反射型リニアフレネルレンズ部の配置方向と直交方向に並べてプリズムを配置したリニアプリズムレンズ部とを有する光学シートを成形することができる。本発明の製造方法によれば、インタラクティブボード用透過型スクリーンをインラインで連続生産が可能となり、安価で良質なインタラクティブボード用透過型スクリーンを得ることができる。
<インタラクティブボード>
 上記した透過型スクリーンをインタラクティブボードに適用した例を図20に示す。インタラクティブボード13は、スクリーン固定台11とボード(スクリーン)10とから構成される。そして、パーソナルコンピュータ等(図示せず)からの画像情報は、投影機6によりレンズ12を通じてボード(スクリーン)10の背面から投影され、ボード10の前面に表示される。ボード10の前面は、筆記具等により通常のホワイトボードと同様に文字や図形等を描画することができ、また、描いた文字や図形を消すこともできる。本発明の実施態様においては、図21に示すように、投影機6をスクリーン固定台11とボード(スクリーン)10と一体化させたものでもよい。この場合、投影機からの投影光は、反射鏡12bと12aとにより反射し、ボード10の背面側から入射することになる。
 上記した本発明によるインタラクティブボートと、マーカーやタッチペン等の入力手段と、パーソナルコンピュータ等の画像情報装置とを少なくとも含むインタラクティブボードシステムは、パーソナルコンピュータとインタラクティブボードとが双方向で情報を伝送できる。例えばパーソナルコンピュータの画像情報をボード上に投影しつつ、ボード上に書き込まれた文字や図形等の情報をパーソナルコンピュータへ伝送することができる。従って、複数のパーソナルコンピュータをインターネットに接続した状態でインタラクティブボードを使用すれば、遠隔地であっても文字や図形等の情報を相互に共有することができるため、テレビ会議システム等との併用により遠隔地にいる者どうしの会議を非常に効率的に行うことができる。
 1 フレネルレンズシート
 2,34 光拡散部材
 3,35 ハードコート層
 4 フレネルレンズ部
 5 接着剤層
 6 投影機
 10 透過型スクリーン
 11、11’ ボード取り付け台
 12 レンズ
 12a、12b 反射鏡
 20 拡散層
 21、21’ 基材
 22 微粒子
 23 水平方向視野角拡大部材の光透過部
 24 水平方向視野角拡大部材の光吸収部
 25 水平方向視野角拡大部材の基材
 26 光透過性樹脂
 27 着色粒子
 31 全反射型リニアフレネルレンズ部
 32 透明基材
 33 リニアプリズムレンズ部
 51、52 金型
 61、62 バックアップロール
 71、72 電離放射線硬化型樹脂供給装置
 81、82 電離放射線照射装置

Claims (14)

  1.  入射光側にプリズム部を備えたフレネルレンズシートと、前記フレネルレンズのプリズム部とは反対の面側に設けられた光拡散部材と、前記光拡散部材の出射光側に設けられたハードコート層と、を少なくとも備えてなることを特徴とする、インタラクティブボード用透過型スクリーン。
  2.  前記フレネルレンズシートが屈折フレネルレンズ、全反射フレネルレンズ、または屈折フレネルレンズと全反射フレネルレンズとの組合せ、からなる、請求項1に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  3.  前記フレネルレンズシートがサーキュラーフレネルレンズまたはリニアフレネルレンズからなる、請求項1または2に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  4.  前記フレネルレンズシートと前記光拡散部材とが、接着剤層を介して直接張り合わされている、請求項1~3のいずれか一項に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  5.  前記光拡散部材の一方の面に、直接フレネルレンズ形成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  6.  透明基材の両方の面にそれぞれレンズ部を有するインタラクティブボード用の透過型スクリーンであって、
     前記透明基材の一方の面である入射光側に全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部と、
     前記全反射型リニアフレネルレンズ部とは透明基材の反対の面側に全反射型リニアフレネルレンズ部の配置方向と直交方向に並べてプリズムを配置したリニアプリズムレンズ部と、
     前記リニアプリズムレンズ部の出射光側に設けられた光拡散部材と、
     前記光拡散部材の出射光側に設けられたハードコート層と、
    を備えてなることを特徴とする、インタラクティブボード用透過型スクリーン。
  7.  前記リニアプリズムレンズ部と前記光拡散部材とが一体化されている、請求項6に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  8.  前記リニアプリズムレンズ部の先端の少なくとも一部を前記透明基材と平行方向に平坦化して、前記光拡散部材と一体化させた、請求項7に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  9.  前記光拡散部材と前記ハードコート層とが、接着剤層を介して張り合わされている、請求項1~8のいずれか一項に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  10.  前記光拡散部材の一方の面に、直接ハードコート層形成されている、請求項1~9のいずれか一項に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  11.  前記ハードコート層の出射光側に、反射防止層または位置情報検出手段を備える、請求項1~10のいずれか一項に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーン。
  12.  請求項6~11のいずれか一項に記載のインタラクティブボード用透過型スクリーンの製造方法であって、
     a)全反射の作用を有するプリズムを垂直方向に並べて配置した全反射型リニアフレネルレンズ部を成形するための金型を準備する工程と、
     b)前記リニアプリズムレンズ部を成形するための金型を準備する工程と、
     c)透明基材を連続的に前記2つの金型へ供給し、前記透明基材と前記2つの金型の間に電離放射線硬化型樹脂を供給し、前記電離放射線硬化型樹脂に電離放射線を照射し、前記電離放射線硬化型樹脂を硬化させ、2つの金型から離型させる工程と、
    を含んでなることを特徴とする、インタラクティブボード用透過型スクリーンの製造方法。
  13.  請求項1~11のいずれか一項に記載の透過型スクリーンからなるインタラクティブボード。
  14.  請求項13に記載のインタラクティブボードを備えたインタラクティブボードシステム。
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