JP2000347009A - レンズシート及び透過型スクリーン - Google Patents
レンズシート及び透過型スクリーンInfo
- Publication number
- JP2000347009A JP2000347009A JP11161025A JP16102599A JP2000347009A JP 2000347009 A JP2000347009 A JP 2000347009A JP 11161025 A JP11161025 A JP 11161025A JP 16102599 A JP16102599 A JP 16102599A JP 2000347009 A JP2000347009 A JP 2000347009A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens sheet
- total reflection
- lens
- sheet according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 拡散する光線の半値角が３０度以上あり、形
状が単純であって、製造が簡単なレンズシート及び透過
型スクリーンを提供する。 【解決手段】 入光した光線Ｌが、第１の全反射面１ｂ
で全反射し、第２の全反射面１ｃで２回目の全反射を行
った後に出光部１ａから出光される略台形の単位レンズ
１を並べたレンチキュラーレンズシート１０によって、
出光角の広いレンズシートを製造する。
状が単純であって、製造が簡単なレンズシート及び透過
型スクリーンを提供する。 【解決手段】 入光した光線Ｌが、第１の全反射面１ｂ
で全反射し、第２の全反射面１ｃで２回目の全反射を行
った後に出光部１ａから出光される略台形の単位レンズ
１を並べたレンチキュラーレンズシート１０によって、
出光角の広いレンズシートを製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の単位レンズ
を１次元又は２次元方向に形成してなるレンズシート及
び透過型スクリーンに関するものである。
を１次元又は２次元方向に形成してなるレンズシート及
び透過型スクリーンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、光源と、この光源からの画像
を投影するための透過型スクリーンとを備えた背面投射
型プロジェクションテレビに代表される映像表示装置が
知られている。このうち、透過型スクリーンとしては、
一般にフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシ
ートとを組み合わせたものが用いられている。このレン
チキュラーレンズシートは、入光光線を拡散すること
で、映像表示装置の視野角度を広げる効果を有してい
る。最も一般的なレンチキュラーレンズは、微小な円筒
形レンズを多数並べたものであるが、このようなレンチ
キュラーレンズを用いた場合、拡散角度が３０度付近で
光線（光量）が急激に低下し、拡散する光線の半値角
は、３０度付近までしかならず、したがって映像表示装
置の視野角度を広げる効果も不十分であった。
を投影するための透過型スクリーンとを備えた背面投射
型プロジェクションテレビに代表される映像表示装置が
知られている。このうち、透過型スクリーンとしては、
一般にフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシ
ートとを組み合わせたものが用いられている。このレン
チキュラーレンズシートは、入光光線を拡散すること
で、映像表示装置の視野角度を広げる効果を有してい
る。最も一般的なレンチキュラーレンズは、微小な円筒
形レンズを多数並べたものであるが、このようなレンチ
キュラーレンズを用いた場合、拡散角度が３０度付近で
光線（光量）が急激に低下し、拡散する光線の半値角
は、３０度付近までしかならず、したがって映像表示装
置の視野角度を広げる効果も不十分であった。
【０００３】このような状況において、レンチキュラー
レンズの形状を工夫することによって視野角度を広げる
ための各種の方法が提案されている（特公昭６１−２８
９８１，特公昭６１−３０２５２，特公平５−１７５３
８）。
レンズの形状を工夫することによって視野角度を広げる
ための各種の方法が提案されている（特公昭６１−２８
９８１，特公昭６１−３０２５２，特公平５−１７５３
８）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の方法は、単位レンズの形状が複雑な曲面であったり
（特公昭６１−２８９８１）、複雑であったり（特公昭
６１−３０２５２）するので製造が難しかった。また、
２種類の単位レンズを組み合わせて、１つのレンズシー
トとするために、製造が難しく、製造されたレンズシー
トの価格も高かった（特公昭６１−３０２５２，特公平
５−１７５３８）。
の方法は、単位レンズの形状が複雑な曲面であったり
（特公昭６１−２８９８１）、複雑であったり（特公昭
６１−３０２５２）するので製造が難しかった。また、
２種類の単位レンズを組み合わせて、１つのレンズシー
トとするために、製造が難しく、製造されたレンズシー
トの価格も高かった（特公昭６１−３０２５２，特公平
５−１７５３８）。
【０００５】本発明の課題は、拡散する光線の半値角が
３０度以上あり、形状が単純であって、製造が簡単なレ
ンズシート及び透過型スクリーンを提供することであ
る。
３０度以上あり、形状が単純であって、製造が簡単なレ
ンズシート及び透過型スクリーンを提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。すな
わち、請求項１の発明は、複数の単位レンズ（１，２，
３）を１次元又は２次元方向に形成してなるレンズシー
ト（１０）であって、前記単位レンズは、入光した光線
（Ｌ）の一部がその内面で２回全反射する全反射部（１
ｂ，１ｃ，２ｂ，２ｃ，３ｂ，３ｃ）を備えていること
を特徴とするレンズシートである。
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。すな
わち、請求項１の発明は、複数の単位レンズ（１，２，
３）を１次元又は２次元方向に形成してなるレンズシー
ト（１０）であって、前記単位レンズは、入光した光線
（Ｌ）の一部がその内面で２回全反射する全反射部（１
ｂ，１ｃ，２ｂ，２ｃ，３ｂ，３ｃ）を備えていること
を特徴とするレンズシートである。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載のレン
ズシートにおいて、前記単位レンズは、その断面形状
が、略台形であって、その台形の下底に相当する部分を
入光部とし、斜辺を前記全反射部とし、上底に相当する
部分を出光部（１ａ，２ａ，３ａ）とすることを特徴と
するレンズシートである。
ズシートにおいて、前記単位レンズは、その断面形状
が、略台形であって、その台形の下底に相当する部分を
入光部とし、斜辺を前記全反射部とし、上底に相当する
部分を出光部（１ａ，２ａ，３ａ）とすることを特徴と
するレンズシートである。
【０００８】請求項３の発明は、請求項２に記載のレン
ズシートにおいて、前記全反射部は、長さが等しい第１
の全反射部（１ｂ，２ｂ，３ｂ）と第２の全反射部（１
ｃ，２ｃ，３ｃ）とからなり、前記単位レンズは、前記
入光部に対して垂直に入光し前記入光部と前記第１の全
反射部の交点近傍で１回目の全反射をした光線が、前記
第２の全反射部で２回目の全反射を行った後に前記出光
部から出光できる高さであることを特徴とするレンズシ
ートである。
ズシートにおいて、前記全反射部は、長さが等しい第１
の全反射部（１ｂ，２ｂ，３ｂ）と第２の全反射部（１
ｃ，２ｃ，３ｃ）とからなり、前記単位レンズは、前記
入光部に対して垂直に入光し前記入光部と前記第１の全
反射部の交点近傍で１回目の全反射をした光線が、前記
第２の全反射部で２回目の全反射を行った後に前記出光
部から出光できる高さであることを特徴とするレンズシ
ートである。
【０００９】請求項４の発明は、請求項３に記載のレン
ズシートにおいて、前記第２の全反射部で２回目の全反
射を行った光線が前記出光部へ入射する入射角は、臨界
角を超えないことを特徴とするレンズシートである。
ズシートにおいて、前記第２の全反射部で２回目の全反
射を行った光線が前記出光部へ入射する入射角は、臨界
角を超えないことを特徴とするレンズシートである。
【００１０】請求項５の発明は、請求項３又は請求項４
に記載のレンズシートにおいて、前記入光部に垂直に入
光する光線と前記第１の全反射部及び前記第２の全反射
部とのなす角度をα、前記入光部の長さをＡ、前記入光
部から前記出光部までの高さをＸとすると、Ｘは、
に記載のレンズシートにおいて、前記入光部に垂直に入
光する光線と前記第１の全反射部及び前記第２の全反射
部とのなす角度をα、前記入光部の長さをＡ、前記入光
部から前記出光部までの高さをＸとすると、Ｘは、
【００１１】
【数２】
【００１２】の関係にあることを特徴とするレンズシー
トである。
トである。
【００１３】請求項６の発明は、請求項２から請求項５
までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前
記出光部は、前記入光部に平行な平面（３ａ）であるこ
とを特徴とするレンズシートである。
までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前
記出光部は、前記入光部に平行な平面（３ａ）であるこ
とを特徴とするレンズシートである。
【００１４】請求項７の発明は、請求項２から請求項５
までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前
記出光部は、曲面で構成された凹面（２ａ）であること
を特徴とするレンズシートである。
までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前
記出光部は、曲面で構成された凹面（２ａ）であること
を特徴とするレンズシートである。
【００１５】請求項８の発明は、請求項２から請求項５
までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前
記出光部は、平面の組み合わせで構成された凹面（１
ａ）であることを特徴とするレンズシートである。
までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前
記出光部は、平面の組み合わせで構成された凹面（１
ａ）であることを特徴とするレンズシートである。
【００１６】請求項９の発明は、請求項１から請求項８
までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前
記単位レンズは、その表面の一部が粗面であることを特
徴とするレンズシートである。
までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、前
記単位レンズは、その表面の一部が粗面であることを特
徴とするレンズシートである。
【００１７】請求項１０の発明は、請求項１から請求項
９までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、
内部に光拡散剤を含むことを特徴とするレンズシートで
ある。
９までのいずれか１項に記載のレンズシートにおいて、
内部に光拡散剤を含むことを特徴とするレンズシートで
ある。
【００１８】請求項１１の発明は、請求項１から請求項
１０までのいずれか１項に記載のレンズシートと、前記
入光部側に配置されたフレネルレンズシートとを備える
透過型スクリーン（１００）である。
１０までのいずれか１項に記載のレンズシートと、前記
入光部側に配置されたフレネルレンズシートとを備える
透過型スクリーン（１００）である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の実施の形態について、さらに詳しく説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明による第１実施形態の
レンズシート１０の一部を拡大した斜視図である。図２
は、第１実施形態におけるレンズシート１０を含む透過
型スクリーン１００を示す斜視図である。
の実施の形態について、さらに詳しく説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明による第１実施形態の
レンズシート１０の一部を拡大した斜視図である。図２
は、第１実施形態におけるレンズシート１０を含む透過
型スクリーン１００を示す斜視図である。
【００２０】レンズシート１０は、出光部１ａ、全反射
部１ｂ，１ｃよりなる断面が略台形状の単位レンズ１を
多数略平行に並べたレンチキュラーレンズシートであ
る。レンズシート１０は、フレネルレンズシート２０と
組み合わされて透過型スクリーン１００を構成する。光
源側面１０ａから入光する平行光線の一部は、全反射部
１ｂ，１ｃにおいて２回全反射を行い出光部１ａから出
光する。図１中のＬは、その光路の一例である。
部１ｂ，１ｃよりなる断面が略台形状の単位レンズ１を
多数略平行に並べたレンチキュラーレンズシートであ
る。レンズシート１０は、フレネルレンズシート２０と
組み合わされて透過型スクリーン１００を構成する。光
源側面１０ａから入光する平行光線の一部は、全反射部
１ｂ，１ｃにおいて２回全反射を行い出光部１ａから出
光する。図１中のＬは、その光路の一例である。
【００２１】単位レンズ１の形状は、入光する平行光線
の一部が全反射を２回行った後に出光部１ａから出光す
るために、次に示す条件の下で決められる。図３，図４
は、単位レンズ１の形状を決定する条件を説明する図で
ある。単位レンズ１を斜辺の長さが等しい略台形とし
て、この台形の下底１ｄに相当する部分の長さをＡ、下
底１ｄに垂直に入光する光線と斜辺とのなす角をαとす
る。ここで、単位レンズ１に平行光線Ｌが入光した後に
２つの斜辺（全反射部１ｂ、１ｃ）で２回全反射してか
ら上底に相当する部分（出光部１ａ）から出光するため
には、台形の高さをＸとすると、Ｘは、図３に示すＸ’
の高さ、すなわち全反射部１ｂの下底１ｄ端に入光した
平行光線Ｌが、２回全反射できるのに必要な最低の高さ
Ｘ’を最低値とし、図４に示すＸ”の高さ、すなわち平
行光線Ｌが２回全反射した後の光路長が最も長くなる高
さＸ”を最高値とする。よって、Ｘ’≦Ｘ≦Ｘ”となる
ようにＸは、設定される。
の一部が全反射を２回行った後に出光部１ａから出光す
るために、次に示す条件の下で決められる。図３，図４
は、単位レンズ１の形状を決定する条件を説明する図で
ある。単位レンズ１を斜辺の長さが等しい略台形とし
て、この台形の下底１ｄに相当する部分の長さをＡ、下
底１ｄに垂直に入光する光線と斜辺とのなす角をαとす
る。ここで、単位レンズ１に平行光線Ｌが入光した後に
２つの斜辺（全反射部１ｂ、１ｃ）で２回全反射してか
ら上底に相当する部分（出光部１ａ）から出光するため
には、台形の高さをＸとすると、Ｘは、図３に示すＸ’
の高さ、すなわち全反射部１ｂの下底１ｄ端に入光した
平行光線Ｌが、２回全反射できるのに必要な最低の高さ
Ｘ’を最低値とし、図４に示すＸ”の高さ、すなわち平
行光線Ｌが２回全反射した後の光路長が最も長くなる高
さＸ”を最高値とする。よって、Ｘ’≦Ｘ≦Ｘ”となる
ようにＸは、設定される。
【００２２】つぎに、Ｘの範囲をＡ，αで表す関係式を
導く。まず、図３より、Ｘ’を求める。
導く。まず、図３より、Ｘ’を求める。
【００２３】
【数３】
【００２４】つづいて、図４より、Ｘ”を求める。
【００２５】
【数４】
【００２６】ここで、Ｘ’≦Ｘ≦Ｘ”であるから、Ｘの
範囲は、式（１），式（３）より次式のようになるの
で、単位レンズ１の高さＸは、この範囲となるように設
定する。
範囲は、式（１），式（３）より次式のようになるの
で、単位レンズ１の高さＸは、この範囲となるように設
定する。
【００２７】
【数５】
【００２８】次に、下底１ｄと平行な面（仮想の上底）
と、出光部１ａとのなす角がβであるとき、全反射を２
回行った光線が、出光部１ａへ入射する入射角θが臨界
角θ 0 以下であるためには、４α−β＜θ0 であること
が必要である。ここで、単位レンズ１の素材の屈折率を
ｎとすると、空気の屈折率は１なので、単位レンズ１か
ら出光する光線の臨界角θ0 は、ｎによって決まり、ｎ
により上記条件を示すと次のようになる。
と、出光部１ａとのなす角がβであるとき、全反射を２
回行った光線が、出光部１ａへ入射する入射角θが臨界
角θ 0 以下であるためには、４α−β＜θ0 であること
が必要である。ここで、単位レンズ１の素材の屈折率を
ｎとすると、空気の屈折率は１なので、単位レンズ１か
ら出光する光線の臨界角θ0 は、ｎによって決まり、ｎ
により上記条件を示すと次のようになる。
【００２９】
【数６】
【００３０】上記条件を満たす形状の単位レンズ１につ
いて、光線追跡のシミュレーションを行った。図５は、
シミュレーションに使用した単位レンズ１の形状を示す
図である。単位レンズ１は、素材をＰＭＭＡ（屈折率ｎ
＝１．４９）とし、Ｘ＝０．５７ｍｍ，Ａ＝０．２６ｍ
ｍ，Ｂ＝０．０８ｍｍ，Ｙ＝０．００８とし、図５の紙
面垂直方向の板厚は、３．３ｍｍとした。この値から入
光する光線と全反射面１ｂ，１ｃとのなす角αを求め、
Ｘ’，Ｘ”を求めると次のようになり、Ｘ＝０．５７ｍ
ｍは、条件を満たしている。
いて、光線追跡のシミュレーションを行った。図５は、
シミュレーションに使用した単位レンズ１の形状を示す
図である。単位レンズ１は、素材をＰＭＭＡ（屈折率ｎ
＝１．４９）とし、Ｘ＝０．５７ｍｍ，Ａ＝０．２６ｍ
ｍ，Ｂ＝０．０８ｍｍ，Ｙ＝０．００８とし、図５の紙
面垂直方向の板厚は、３．３ｍｍとした。この値から入
光する光線と全反射面１ｂ，１ｃとのなす角αを求め、
Ｘ’，Ｘ”を求めると次のようになり、Ｘ＝０．５７ｍ
ｍは、条件を満たしている。
【００３１】
【数７】
【００３２】図６は、この単位レンズ１に平行光線が入
光する場合を光線追跡した結果得られた光路図である。
単位レンズ１に入光した光線は、全反射面１ｂ，１ｃで
２回全反射する光束Ｌ１，Ｌ８と、全反射面１ｂ，１ｃ
で１回全反射する光束Ｌ２，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７と、全反
射を行わず直接出光部１ａから出光する光束Ｌ４，Ｌ５
とに分けられて出光する。
光する場合を光線追跡した結果得られた光路図である。
単位レンズ１に入光した光線は、全反射面１ｂ，１ｃで
２回全反射する光束Ｌ１，Ｌ８と、全反射面１ｂ，１ｃ
で１回全反射する光束Ｌ２，Ｌ３，Ｌ６，Ｌ７と、全反
射を行わず直接出光部１ａから出光する光束Ｌ４，Ｌ５
とに分けられて出光する。
【００３３】図７は、シミュレーションにより得られた
出光角度に対する光の強度分布を示したグラフである。
光束Ｌ１からＬ８に対応した８つのピークが得られてい
る。このうち、最も出光角度の広い光束Ｌ１，Ｌ８は、
全反射を２回行ったことにより、そのピーク位置は、４
５°以上にまで広がっている。
出光角度に対する光の強度分布を示したグラフである。
光束Ｌ１からＬ８に対応した８つのピークが得られてい
る。このうち、最も出光角度の広い光束Ｌ１，Ｌ８は、
全反射を２回行ったことにより、そのピーク位置は、４
５°以上にまで広がっている。
【００３４】このように、第１実施形態では、全反射を
２回行う光線がある単位レンズ１を簡単な台形にしたの
で、この単位レンズ１を多数並べた出光角度が広いレン
ズシート１０及び透過型スクリーン１００を簡単に製造
できる。
２回行う光線がある単位レンズ１を簡単な台形にしたの
で、この単位レンズ１を多数並べた出光角度が広いレン
ズシート１０及び透過型スクリーン１００を簡単に製造
できる。
【００３５】（第２実施形態）第２実施形態のレンズシ
ートは、第１実施形態と同形状、同材質の単位レンズ
に、光の拡散の半値角が７度となる拡散剤を混入して作
製した。この条件下でシミュレーションを行い光の拡散
状態を確認した。図８は、拡散剤を混入した条件下で行
ったシミュレーションにより得られた出光角度に対する
光線の分布を示すグラフである。光線の分布がなだらか
になり、山形に均等に広がった分布となった。また、光
線の半値角は、４３°にまで達している。
ートは、第１実施形態と同形状、同材質の単位レンズ
に、光の拡散の半値角が７度となる拡散剤を混入して作
製した。この条件下でシミュレーションを行い光の拡散
状態を確認した。図８は、拡散剤を混入した条件下で行
ったシミュレーションにより得られた出光角度に対する
光線の分布を示すグラフである。光線の分布がなだらか
になり、山形に均等に広がった分布となった。また、光
線の半値角は、４３°にまで達している。
【００３６】このように、第２実施形態では、第１実施
形態の条件に加え、拡散剤を追加したので、光線の分布
がなだらかで、山形に均等に広がった分布を示すレンズ
シート及び透過型スクリーンを簡単に製造できる。
形態の条件に加え、拡散剤を追加したので、光線の分布
がなだらかで、山形に均等に広がった分布を示すレンズ
シート及び透過型スクリーンを簡単に製造できる。
【００３７】（第３実施形態）図９は、第３実施形態の
単位レンズ２の形状を示す図である。単位レンズ２の出
光部２ａは、第１実施形態とは異なり凹曲面となる。単
位レンズ２は、ｒ＝０．１ｍｍである他は、第１実施形
態と同形状である。
単位レンズ２の形状を示す図である。単位レンズ２の出
光部２ａは、第１実施形態とは異なり凹曲面となる。単
位レンズ２は、ｒ＝０．１ｍｍである他は、第１実施形
態と同形状である。
【００３８】図１０は、この単位レンズ２に平行光線が
入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図であ
る。第１実施形態と比べて光線の拡散方向が均等になり
出光している。
入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図であ
る。第１実施形態と比べて光線の拡散方向が均等になり
出光している。
【００３９】図１１は、図７と同様にシミュレーション
により得られた出光角度に対する光の強度分布を示すグ
ラフである。大まかに５つのピークが得られている。ピ
ークの形状は、第１実施形態のものよりもなだらかにな
り、各々の光束が拡散していることが判る。
により得られた出光角度に対する光の強度分布を示すグ
ラフである。大まかに５つのピークが得られている。ピ
ークの形状は、第１実施形態のものよりもなだらかにな
り、各々の光束が拡散していることが判る。
【００４０】このように、第３実施形態では、出光部２
ａを凹曲面としたので、出光してゆく光束を拡散させる
効果を得た。よって、出光角度が広いレンズシート及び
透過型スクリーンを簡単に製造できる。
ａを凹曲面としたので、出光してゆく光束を拡散させる
効果を得た。よって、出光角度が広いレンズシート及び
透過型スクリーンを簡単に製造できる。
【００４１】（第４実施形態）第４実施形態のレンズシ
ートは、第３実施形態と同形状、同材質の単位レンズ
に、光の拡散の半値角が３度となる拡散剤を混入して作
製した。この条件下でシミュレーションを行い光の拡散
状態を確認した。図１２は、拡散剤を混入した条件下で
行ったシミュレーションにより得られた出光角度に対す
る光の強度分布を示すグラフである。光線の分布がなだ
らかになり、山形に均等に広がった分布となった。ま
た、光線の半値角は、４５°にまで達している。
ートは、第３実施形態と同形状、同材質の単位レンズ
に、光の拡散の半値角が３度となる拡散剤を混入して作
製した。この条件下でシミュレーションを行い光の拡散
状態を確認した。図１２は、拡散剤を混入した条件下で
行ったシミュレーションにより得られた出光角度に対す
る光の強度分布を示すグラフである。光線の分布がなだ
らかになり、山形に均等に広がった分布となった。ま
た、光線の半値角は、４５°にまで達している。
【００４２】このように、第４実施形態では、第３実施
形態の条件に加え、拡散剤を追加したので、光線の分布
がなだらかで、山形に均等に広がった分布を示し、光線
の半値角も大きなレンズシート及び透過型スクリーンを
簡単に製造できる。
形態の条件に加え、拡散剤を追加したので、光線の分布
がなだらかで、山形に均等に広がった分布を示し、光線
の半値角も大きなレンズシート及び透過型スクリーンを
簡単に製造できる。
【００４３】（第５実施形態）図１３は、第５実施形態
の単位レンズ３の形状を示す図である。単位レンズ３
は、出光部３ａが第１〜第４実施形態とは異なり平面と
なる他は、第１実施形態と同形状である。
の単位レンズ３の形状を示す図である。単位レンズ３
は、出光部３ａが第１〜第４実施形態とは異なり平面と
なる他は、第１実施形態と同形状である。
【００４４】図１４は、この単位レンズ３に平行光線が
入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図であ
る。全反射面において２回全反射した光線の出光角度が
広いことがわかる。
入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図であ
る。全反射面において２回全反射した光線の出光角度が
広いことがわかる。
【００４５】図１５は、第１，第３実施形態と同様にシ
ミュレーションにより得られた出光角度に対する光の強
度分布を示すグラフである。Ｎ１からＮ５までの５つの
ピークが得られている。このうち、もっとも出光角度の
広い光束Ｎ１，Ｎ５は、全反射を２回行ったことによ
り、そのピーク位置は、５０°以上にまで広がってい
る。
ミュレーションにより得られた出光角度に対する光の強
度分布を示すグラフである。Ｎ１からＮ５までの５つの
ピークが得られている。このうち、もっとも出光角度の
広い光束Ｎ１，Ｎ５は、全反射を２回行ったことによ
り、そのピーク位置は、５０°以上にまで広がってい
る。
【００４６】このように、第５実施形態では、出光部３
ａを平面としたので、形状が単純になり、出光角度が広
いレンズシート及び透過型スクリーンを簡単に製造でき
る。
ａを平面としたので、形状が単純になり、出光角度が広
いレンズシート及び透過型スクリーンを簡単に製造でき
る。
【００４７】（第６実施形態）第６実施形態のレンズシ
ートは、第５実施形態と同形状、同材質の単位レンズ
に、光の拡散の半値角が１５度となる拡散剤を混入して
作製した。この条件下でシミュレーションを行い光の拡
散状態を確認した。図１６は、拡散剤を混入した条件下
で行ったシミュレーションにより得られた出光角度に対
する光の強度分布を示すグラフである。光線は、より拡
散されて広がった分布となった。また、光線の半値角
は、３８°程度であるが、裾が広がり、広範囲に光が拡
散されている。
ートは、第５実施形態と同形状、同材質の単位レンズ
に、光の拡散の半値角が１５度となる拡散剤を混入して
作製した。この条件下でシミュレーションを行い光の拡
散状態を確認した。図１６は、拡散剤を混入した条件下
で行ったシミュレーションにより得られた出光角度に対
する光の強度分布を示すグラフである。光線は、より拡
散されて広がった分布となった。また、光線の半値角
は、３８°程度であるが、裾が広がり、広範囲に光が拡
散されている。
【００４８】このように、第６実施形態では、第５実施
形態の条件に加え、拡散剤を追加したので、光線は、よ
り拡散されて広がった分布となり、裾が広がり、広範囲
に光が拡散されたレンズシート及び透過型スクリーンを
簡単に製造できる。
形態の条件に加え、拡散剤を追加したので、光線は、よ
り拡散されて広がった分布となり、裾が広がり、広範囲
に光が拡散されたレンズシート及び透過型スクリーンを
簡単に製造できる。
【００４９】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。
【００５０】（１）各実施形態において、出光部を含む
単位レンズ表面は、平滑な例を示したが、これに限ら
ず、たとえば、表面に微細な凹凸を設けて粗面化し、光
線をさらに拡散するようにしてもよい。
単位レンズ表面は、平滑な例を示したが、これに限ら
ず、たとえば、表面に微細な凹凸を設けて粗面化し、光
線をさらに拡散するようにしてもよい。
【００５１】（２）第１実施形態から第４実施形態にお
いて、出光部の形状は、凹形状である例を示したが、こ
れに限らず、たとえば、凸形状としてもよい。
いて、出光部の形状は、凹形状である例を示したが、こ
れに限らず、たとえば、凸形状としてもよい。
【００５２】（３）各実施形態において、レンズシート
は、透過型スクリーン用である例を示したが、これに限
らず、たとえば、液晶ディスプレイなどのバックライト
装置などに使用してもよい。
は、透過型スクリーン用である例を示したが、これに限
らず、たとえば、液晶ディスプレイなどのバックライト
装置などに使用してもよい。
【００５３】（４）各実施形態において、レンズシート
の光源側面は、平坦な例を示したが、これに限らず、た
とえば図１７に示すようにレンチキュラーレンズ５０な
どを設けてもよい。
の光源側面は、平坦な例を示したが、これに限らず、た
とえば図１７に示すようにレンチキュラーレンズ５０な
どを設けてもよい。
【００５４】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１の
発明によれば、単位レンズは、入光した光線の一部がそ
の内面で２回全反射する全反射部を備えたので、入光し
た光線を広い範囲に出光することができる。
発明によれば、単位レンズは、入光した光線の一部がそ
の内面で２回全反射する全反射部を備えたので、入光し
た光線を広い範囲に出光することができる。
【００５５】請求項２の発明によれば、単位レンズは、
その断面形状を略台形としたので、形状が簡単になり、
製造が簡単になる。
その断面形状を略台形としたので、形状が簡単になり、
製造が簡単になる。
【００５６】請求項３の発明によれば、全反射部は、長
さが等しい第１の全反射部と第２の全反射部とからな
り、光線は、第２の全反射部で２回目の全反射を行った
後に、出光部から出光するので、光線を均等に広範囲に
出光するレンズシートを簡単に低価格で製造できる。
さが等しい第１の全反射部と第２の全反射部とからな
り、光線は、第２の全反射部で２回目の全反射を行った
後に、出光部から出光するので、光線を均等に広範囲に
出光するレンズシートを簡単に低価格で製造できる。
【００５７】請求項４の発明によれば、第２の全反射部
で２回目の全反射を行った光線が前記出光部へ入射する
入射角は、臨界角を超えないので、出光部で全反射する
ことなく、効率よく出光できる。
で２回目の全反射を行った光線が前記出光部へ入射する
入射角は、臨界角を超えないので、出光部で全反射する
ことなく、効率よく出光できる。
【００５８】請求項５の発明によれば、入光部から出光
部までの高さＸの範囲を規定したので、光線を均等に広
範囲に出光するレンズシートを簡単に設計、製造でき
る。
部までの高さＸの範囲を規定したので、光線を均等に広
範囲に出光するレンズシートを簡単に設計、製造でき
る。
【００５９】請求項６の発明によれば、出光部は、入光
部に平行な平面としたので、製造が簡単になる。
部に平行な平面としたので、製造が簡単になる。
【００６０】請求項７の発明によれば、出光部は、曲面
で構成された凹面としたので、出光する光線をさらに広
げることができる。
で構成された凹面としたので、出光する光線をさらに広
げることができる。
【００６１】請求項８の発明によれば、出光部は、平面
の組み合わせで構成された凹面としたので、出光する光
線をさらに広げることができる。
の組み合わせで構成された凹面としたので、出光する光
線をさらに広げることができる。
【００６２】請求項９の発明によれば、単位レンズは、
その表面の一部を粗面としたので、出光する光線を拡散
させ、光線の分布をなだらかにすることができる。
その表面の一部を粗面としたので、出光する光線を拡散
させ、光線の分布をなだらかにすることができる。
【００６３】請求項１０の発明によれば、レンズ内部に
光拡散剤を含むので、出光する光線を拡散させ、光線の
分布をなだらかにすることができる。
光拡散剤を含むので、出光する光線を拡散させ、光線の
分布をなだらかにすることができる。
【００６４】請求項１１の発明によれば、請求項１から
請求項１０までのいずれか１項に記載のレンズシート
と、フレネルレンズシートとを備える透過型スクリーン
であるので、視野角の広い透過型スクリーンを低価格で
簡単に提供できる。
請求項１０までのいずれか１項に記載のレンズシート
と、フレネルレンズシートとを備える透過型スクリーン
であるので、視野角の広い透過型スクリーンを低価格で
簡単に提供できる。
【図１】第１実施形態におけるレンズシート１０の一部
を拡大した斜視図である。
を拡大した斜視図である。
【図２】第１実施形態におけるレンズシート１０を含む
透過型スクリーン１００を示す斜視図である。
透過型スクリーン１００を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態における単位レンズ１の形状を決
定する条件を説明する図である。
定する条件を説明する図である。
【図４】第１実施形態における単位レンズ１の形状を決
定する条件を説明する図である。
定する条件を説明する図である。
【図５】第１実施形態におけるシミュレーションに使用
した単位レンズ１の形状を示す図である。
した単位レンズ１の形状を示す図である。
【図６】第１実施形態における単位レンズ１に平行光線
が入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図であ
る。
が入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図であ
る。
【図７】第１実施形態におけるシミュレーションにより
得られた出光角度に対する光線の分布を示したグラフで
ある。
得られた出光角度に対する光線の分布を示したグラフで
ある。
【図８】第２実施形態における拡散剤を混入した条件下
で行ったシミュレーションにより得られた出光角度に対
する光線の分布を示すグラフである。
で行ったシミュレーションにより得られた出光角度に対
する光線の分布を示すグラフである。
【図９】第３実施形態の単位レンズ２の形状を示す図で
ある。
ある。
【図１０】第３実施形態における単位レンズ２に平行光
線が入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図で
ある。
線が入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図で
ある。
【図１１】第３実施形態におけるシミュレーションによ
り得られた出光角度に対する光線の分布を示すグラフで
ある
り得られた出光角度に対する光線の分布を示すグラフで
ある
【図１２】第４実施形態における拡散剤を混入した条件
下で行ったシミュレーションにより得られた出光角度に
対する光線の分布を示すグラフである。
下で行ったシミュレーションにより得られた出光角度に
対する光線の分布を示すグラフである。
【図１３】第５実施形態におけるシミュレーションに使
用した単位レンズ３の形状を示す図である。
用した単位レンズ３の形状を示す図である。
【図１４】第５実施形態における単位レンズ１に平行光
線が入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図で
ある。
線が入光する場合を光線追跡した結果得られた光路図で
ある。
【図１５】第５実施形態におけるシミュレーションによ
り得られた出光角度に対する光線の分布を示したグラフ
である。
り得られた出光角度に対する光線の分布を示したグラフ
である。
【図１６】第６実施形態における拡散剤を混入した条件
下で行ったシミュレーションにより得られた出光角度に
対する光線の分布を示すグラフである。
下で行ったシミュレーションにより得られた出光角度に
対する光線の分布を示すグラフである。
【図１７】変形形態を示す図である。
１，２，３ 単位レンズ １ａ，２ａ，３ａ 出光部 １ｂ，１ｃ，２ｂ，２ｃ，３ｂ，３ｃ 全反射部 １０ レンズシート ２０ フレネルレンズシート １００ 透過型スクリーン
Claims (11)
- 【請求項１】 複数の単位レンズを１次元又は２次元方
向に形成してなるレンズシートであって、 前記単位レンズは、入光した光線の一部がその内面で２
回全反射する全反射部を備えていること、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項２】 請求項１に記載のレンズシートにおい
て、 前記単位レンズは、その断面形状が、略台形であって、 その台形の下底に相当する部分を入光部とし、斜辺を前
記全反射部とし、上底に相当する部分を出光部とするこ
と、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項３】 請求項２に記載のレンズシートにおい
て、 前記全反射部は、長さが等しい第１の全反射部と第２の
全反射部とからなり、 前記単位レンズは、前記入光部に対して垂直に入光し前
記入光部と前記第１の全反射部の交点近傍で１回目の全
反射をした光線が、前記第２の全反射部で２回目の全反
射を行った後に前記出光部から出光できる高さであるこ
と、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項４】 請求項３に記載のレンズシートにおい
て、 前記第２の全反射部で２回目の全反射を行った光線が前
記出光部へ入射する入射角は、臨界角を超えないこと、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項５】 請求項３又は請求項４に記載のレンズシ
ートにおいて、 前記入光部に垂直に入光する光線と前記第１の全反射部
及び前記第２の全反射部とのなす角度をα、前記入光部
の長さをＡ、前記入光部から前記出光部までの高さをＸ
とすると、Ｘは、 【数１】 の関係にあること、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項６】 請求項２から請求項５までのいずれか１
項に記載のレンズシートにおいて、 前記出光部は、前記入光部に平行な平面であること、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項７】 請求項２から請求項５までのいずれか１
項に記載のレンズシートにおいて、 前記出光部は、曲面で構成された凹面であること、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項８】 請求項２から請求項５までのいずれか１
項に記載のレンズシートにおいて、 前記出光部は、平面の組み合わせで構成された凹面であ
ること、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項９】 請求項１から請求項８までのいずれか１
項に記載のレンズシートにおいて、 前記単位レンズは、その表面の一部が粗面であること、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項１０】 請求項１から請求項９までのいずれか
１項に記載のレンズシートにおいて、 内部に光拡散剤を含むこと、 を特徴とするレンズシート。 - 【請求項１１】 請求項１から請求項１０までのいずれ
か１項に記載のレンズシートと、 前記入光部側に配置されたフレネルレンズシートと、 を備える透過型スクリーン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11161025A JP2000347009A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | レンズシート及び透過型スクリーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11161025A JP2000347009A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | レンズシート及び透過型スクリーン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000347009A true JP2000347009A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15727169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11161025A Withdrawn JP2000347009A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | レンズシート及び透過型スクリーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000347009A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004085067A1 (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-07 | Dai Nippon Printing Co. Ltd. | 拡散シート、それを備えた透過型スクリーン、拡散シート用成形型の作製方法および拡散シートの製造方法 |
| CN100440034C (zh) * | 2001-05-14 | 2008-12-03 | 大日本印刷株式会社 | 投影屏用薄板、光扩散薄板以及投影屏 |
| WO2012005135A1 (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | シャープ株式会社 | 光拡散シートおよび当該光拡散シートを備えた表示装置 |
| TWI489180B (zh) * | 2011-09-15 | 2015-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | A planar light source device, and a liquid crystal display device |
| JP2017187701A (ja) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 大日本印刷株式会社 | 透過型スクリーン、背面投射型表示装置 |
| JP2018013634A (ja) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | 大日本印刷株式会社 | 透過型スクリーン、背面投射型表示装置 |
| JP2018120008A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 大日本印刷株式会社 | スクリーン、映像表示装置 |
| JP2022028601A (ja) * | 2020-08-03 | 2022-02-16 | オリンパス株式会社 | 内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ及び光学素子 |
-
1999
- 1999-06-08 JP JP11161025A patent/JP2000347009A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100440034C (zh) * | 2001-05-14 | 2008-12-03 | 大日本印刷株式会社 | 投影屏用薄板、光扩散薄板以及投影屏 |
| US7729050B2 (en) | 2003-03-25 | 2010-06-01 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Diffusion sheet, rear projection screen provided with diffusion sheet, method of manufacturing mold for diffusion sheet, and method of manufacturing diffusion sheet |
| US7453639B2 (en) | 2003-03-25 | 2008-11-18 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Diffusion sheet, rear projection screen provided with diffusion sheet, method of manufacturing mold for diffusion sheet, and method of manufacturing diffusion sheet |
| US7474463B2 (en) | 2003-03-25 | 2009-01-06 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Diffusion sheet, rear projection screen provided with diffusion sheet, method of manufacturing mold for diffusion sheet, and method of manufacturing diffusion sheet |
| US7688508B2 (en) | 2003-03-25 | 2010-03-30 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Diffusion sheet, rear projection screen provided with diffusion sheet, method of manufacturing mold for diffusion sheet, and method of manufacturing diffusion sheet |
| US7688507B2 (en) | 2003-03-25 | 2010-03-30 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Diffusion sheet, rear projection screen provided with diffusion sheet, method of manufacturing mold for diffusion sheet, and method of manufacturing diffusion sheet |
| WO2004085067A1 (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-07 | Dai Nippon Printing Co. Ltd. | 拡散シート、それを備えた透過型スクリーン、拡散シート用成形型の作製方法および拡散シートの製造方法 |
| WO2012005135A1 (ja) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | シャープ株式会社 | 光拡散シートおよび当該光拡散シートを備えた表示装置 |
| TWI489180B (zh) * | 2011-09-15 | 2015-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | A planar light source device, and a liquid crystal display device |
| JP2017187701A (ja) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 大日本印刷株式会社 | 透過型スクリーン、背面投射型表示装置 |
| JP2018013634A (ja) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | 大日本印刷株式会社 | 透過型スクリーン、背面投射型表示装置 |
| JP2018120008A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | 大日本印刷株式会社 | スクリーン、映像表示装置 |
| JP2022028601A (ja) * | 2020-08-03 | 2022-02-16 | オリンパス株式会社 | 内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ及び光学素子 |
| JP7630353B2 (ja) | 2020-08-03 | 2025-02-17 | 株式会社エビデント | 内視鏡用照明光学系、内視鏡用光学アダプタ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100618601B1 (ko) | 프레넬렌즈 시트 및 이를 구비한 투과형 스크린 | |
| US20040196665A1 (en) | Flat-panel display using tapered waveguide | |
| JP2012008583A (ja) | レンズ成形型製造方法およびレンズ製造方法 | |
| US7245429B2 (en) | Image display device, rear projection type screen used in image display device, Fresnel lens sheet, and method of making Fresnel lens sheet | |
| KR100882626B1 (ko) | 백라이트 장치 및 액정표시장치 | |
| JP2004294465A (ja) | 拡散シートおよび透過型スクリーン | |
| JP2004163945A (ja) | プリズムシート、プリズムシートの製造方法及びプリズムシートを利用した液晶表示装置 | |
| US7253954B2 (en) | Flat valley fresnel lens | |
| JP2005300907A (ja) | スクリーン及びこれを用いた画像投影システム | |
| JP4713583B2 (ja) | プロジェクションスクリーン装置およびプロジェクションテレビジョンシステム | |
| JP2000347009A (ja) | レンズシート及び透過型スクリーン | |
| KR20040068926A (ko) | 프레넬렌즈시트 및 이를 구비한 투과형스크린 | |
| CN100524013C (zh) | 屏幕、在屏幕中使用的菲涅耳透镜片以及图像显示装置 | |
| JP4235483B2 (ja) | 拡散シート、拡散シート用成形型、透過型スクリーン及び拡散シートの製造方法 | |
| JPH1195007A (ja) | レンチキュルレンズシートとこれを利用した投射スクリーン | |
| JP2002139799A (ja) | 背面投影用スクリーン及びその製造方法 | |
| KR920006698B1 (ko) | 후방 투사형 스크린 | |
| JP2003066239A (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
| KR20010073103A (ko) | 투사형 스크린의 렌티쿨라 렌즈 | |
| JPS6152601A (ja) | フレネルレンズシ−ト | |
| JP2003177477A (ja) | フレネルレンズシートおよび透過型投影スクリーン | |
| JP4056917B2 (ja) | プロジェクションスクリーン及びプロジェクションディスプレイ装置 | |
| JPS59111138A (ja) | 透過型スクリ−ン | |
| JPH1082973A (ja) | 光学装置 | |
| JP2007193290A (ja) | 画像表示装置、及びそれに用いるフレネルレンズシート |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060511 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20061115 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070807 |