JPH02213825A - 高解像度透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、投射型テレビ、特に投射型のハイビジョンテ
レビや液晶テレビ用に適する高解像度で視野角の大きな
透過型スクリーンに関する。

（従来の技術および課題） レンチキュラーレンズを用いた透過型スクリーンは、投
射型テレビ用として広く用いられている。

この投射型テレビ用スクリーンとしての重要な要求性能
の一つに視野角が大きいことがあり、例えば特公昭６１
−２８９８０号公報（第７図）、特開昭５８−１．３４
６２７号公報（第８図）などのような種々の技術が知ら
れている。

一方、最近では新しい方式のプロジェクションテレビが
開発されつつあり、透過型スクリーンに要求される性能
も単に視野角が大きいだけではなく、レンチキュラーレ
ンズのピッチを小さくして解像度を上げることが加わっ
ている。

例えば、次世代のテレビとして期待が集まっているハイ
ビジョンテレビの投射型用の透過型スクリーンでは解像
度を低下させないために、０．５ｍｍ以下のピッチのレ
ンチキュラーレンズが必要とされている。また、投射型
液晶テレビにおいても、特開昭６１−２３６２８２号公
報に開示されるように、透過型スクリーンのレンチキュ
ラーレンズの縦線の干渉によるモアレ模様を防止するた
めには、できるだけピッチを小さくすることが望まれて
いる。

これに対して、これまでの視野角を大きくする工夫をし
た透過型スクリーン用のレンチキュラーレンズでは、主
に製造上の問題からレンチキュラーレンズの小ピツチ化
が難しいとされてきた。

例えば前述の特公昭６１−２８９８０号公報の場合は、
両端の全反射面で全反射した光線の少な（とも一部が射
出する面が凸面であるため、ピッチを小さくしていくに
つれて、この小さな凸面部分の面形状を設計どおりに作
製することが困難になる。また、特開昭５８−１３４６
２７号公報の場合は、光源側のレンチキュラーレンズに
より、観察側表面に集光する構造になるため、ピッチを
小さくすると板厚も小さくしなげればならないので、製
造上限界があるし、剛性が足りないため取り扱いが難し
いという問題点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、特にレンチキュラーレンズの形状と基板
の光拡散性能の関係について鋭意研究し、レンチキュラ
ーレンズ単位を、とくに中間に平面部を構成させる特定
の形状にし、かつ基板を特定の半値角とする光拡散性能
にすれば、前記レンズ単位のピッチ幅が狭くとも、高解
像度で視野角の大きな透過型スクリーンが製造可能にな
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、観察側に垂直方向に延びるピッチが０
．５＋ｎｍ以下のレンチキュラーレンズが形成された透
過型スクリーンにおいて、該レンチキュラーレンズ単位
が、少なくとも両端の平面部、中央の曲面部および両端
の平面部と中央の曲面部の間の中間平面部から構成され
、両端の平面部に入射した光線のほとんどは、全反射し
て中間の平面部から射出され、中間の平面部および中央
の曲面部に直接入射した光線のほとんどは、直接射出さ
れるように設計されており、かつ基板が半値角６°以上
の光拡散樹脂板であることを特徴とする透過型スクリー
ンに関するものである。

以下、本発明を図面に従って説明する。

本発明の透過型スクリーンのレンチキュラーレンズ単位
の例を第１図に示す。これは、本発明の１つの実施態様
であり、本発明を限定するものではない。

第１図において、１は両端の平面部、２は中央の曲面部
、３は中間平面部、４は外光吸収層を示す。

このレンチキュラーレンズ単位において、入射した光線
は、基板の拡散効果によりある分布をもって進行するが
、ここでは便宜上平行光線が入射したものとする。

両端の平面部１に入射した光線（第２図（ａ））は、両
端の平面部１で反射し、そのほとんどの光線は中間の平
面部３から射出する。すなわち、入射した光線が入射面
と両端の平面部１に至るまでの間と、両端の平面部１と
中間の平面部３との間において、本発明の特定の半値角
をもつ基板の拡散効果によって拡散されて、適度の拡散
性をもって中間の平面部３から外部に射出される。

中央の曲面部２に入射した光線（第２図（ｂ））は、曲
面の形状と基板自身の拡散効果の両者の相乗効果により
広く拡散されて直接外部に射出される。

また、中間の平面部３に直接に入射した光線（第２図（
Ｃ））は、基板の拡散効果により適度の拡散性を持って
外部に直接射出される。

本発明においては、外光吸収層４を、場合により両端の
平面部１の少なくとも一部に設けてもよく、これにより
、主として外光を吸収して画像のコントラストを向上さ
せることができる。

本発明においては、レンチキュラーレンズを構成する中
間を平面部としたので、ピッチ巾を狭めても容易に設計
、製作が可能であり、しかも、基板として特定の半値角
の光拡散樹脂板を選択することと相まって優れた透過型
スクリーンが製造できる。

本発明においては、第１図に示すように両端の平面部１
と中間の平面部３を隣接して設けてもよいし、また第３
図に示すように両端の平面部１と中間の平面部３との間
に、さらに微小な平面部５を設けてもよい。

また、本発明においては、中間の平面部３または微小な
平面部５を外光の反射を防止するために、粗面化処理し
てもよい。

本発明において、基板は半値角が６°以上の光拡散樹脂
板でなければならない。この半値角とは最大輝度に対し
て半分になる角度をいう。半値角が６°未満であると両
端の平面部１に入射する光線および全反射して中間の平
面部３に入射する光線があまり拡散されず、ある角度に
集中してしまうため、角度による輝度のむらが生じてし
まう。

第４図に半値角が８°の基板を用いた場合（実施例）お
よび第５図に半値角が４°の基板を用いた場合（比較例
）の輝度分布を夫々示す。第４図の場合（実施例）は中
間部３が従来例のように凸面でなく平面であっても、基
板はほぼ均一な拡散性を有する透過型スクリーンになる
が、第５図の場合（比較例）には、視野角は大きいもの
の、輝度むらが生じるため透過型スクリーンとしては不
適となる。

本発明において、透過型スクリーンの基板構成材として
用いる透明樹脂については、特に制限はなく、例えば、
アクリル系樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート、塩
化ビニル樹脂等があり、透明もしくは半透明性の熱可塑
性樹脂が、使用できる。この中でも、表面耐擦傷性、耐
光性、透明性などの点から、アクリル系樹脂が望ましい
。

本発明における透過型スクリーンの基板の厚みについて
は、特に制限はないが、剛性や取り扱い易さの点から、
１．５〜４ｍｍが望ましい。

本発明において、基板の半値角を６°以上にするために
、前記透明樹脂に配合する光拡散剤の種類およびその配
合割合については、配合後の半値角が６°以上になれば
、特に制限はない。例えば、無機系光拡散剤としては、
炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、二酸化珪
素、フッ化カルシウム、タルク、ガラスピーズ等があり
、有機系光拡散剤としては、スチレン樹脂、メチルメタ
クリレート／アクリル酸エステル／芳香族ビニルモノマ
ーを主成分とする架橋コポリマー粒子等があり、いずれ
も単独もしくは２種以上の組合せで利用できる。この中
でも望ましいのは、平均粒径３０〜３００μのメチルメ
タクリレート／アクリル酸エステル／芳香族ビニルモノ
マーを主成分とする架橋コポリマー粒子、炭酸カルシウ
ム、石英粉、硫酸バリウム、ガラスピーズなどである。

本発明において、透過型スクリーン用レンチキュラー板
の製造法について特に制限はなく、通常の射出成形法、
圧縮成形法、押出し成形法、キャスト法、連続キャスト
法などいずれも利用できる。

本発明における外光吸収層の材質、形成方法については
、外光を吸収する性能を有していれば特に制限はない。

全反射効率を上げる工夫としては、例えば特願昭６３−
２２３４６４のように黒色の染料・顔料と特定の球状粒
子を配合した塗料を用いて基材との間に空気層を設ける
方法、基材の屈折率よりも小さい透明材料を主成分にし
て黒色染料、黒色顔料を配合したものを用いる方法、外
光吸収層と基材の間に基材より屈折率の小さい透明物質
を主成分とした層を形成する方法などがあり、いずれも
利用できる。

本発明の透過型スクリーンにおいて、フレネルレンズと
組み合わせると、さらに高性能な透過型スクリーンとな
る。この場合、本発明の透過型スクリーンの光源側面に
フレネルレンズを設けてもよいし、また別の板状体にフ
レネルレンズを設けて、本発明の透過型スクリーンと組
み合わせてもよい。

（実施例および比較例） 以下に、本発明を実施例と比較例を用いて説明するが、
これは本発明を限定するものではない。

（１）光拡散剤（存機架橋ポリマー粒子）の製造：攪拌
器、還流冷却器、窒素ガス導入口などの付いた反応容器
に下記の成分を仕込んだ。

■メチルメタクリレート　　　４２　　重量部■ブチル
アクリレート３３　　重量部 ■スチレン　　　　　　　　　２５　　重量部■アリル
メタクリレート　　　　１．５重量部■ｔ−ドデシルメ
ルカプタン　　　０．３重量部■アゾビスイソブチロニ
トリル　０．５重量部■ポリビニルアルコール　　　　
３．０　重ｌｊｔ部■水　　　　　　　　　　　　２０
０　　重量部容器内を十分に窒素ガスで置換した後、上
記成分の混合物を十分に攪拌しながら７０°Ｃまで加熱
し、窒素ガス中で重合を進めた。４時間後に９０°Ｃま
で昇温し、９０’Ｃに１時間保持して、重合を完了させ
た。重合終了後、脱水、水洗、乾燥して粒状ビーズを得
た。得られたビーズを篩別し、平均粒径３５μの有機架
橋ポリマー粒子を得た。

（２）基板の製造： デルペラ）７０Ｈ［：旭化成工業（株）製〕に前記（１
）で得られた光拡散剤を３重景％加え、押出機で加熱混
線後（樹脂温度２５０°Ｃ）、ダイスから出た溶融樹脂
をロール間に通し、冷却して、６１０Ｘ４６０Ｘ３ｍｍ
の実施例用の基板を得た。

また、同様にして光拡散剤の配合割合が１．５重景％の
比較例用の基板を得た。

（３）基板の半値角の測定： 前記（２）で得られた基板にコリメーターで平行光線を
入射し、輝度計（ミノルタ製ｎｔ−ｘ／３°Ｐ）を用い
て輝度分布を測定した。

その測定結果より、中心の輝度に対して半分になる角度
（半値角）を求めた。実施例用基板の半値角は８°で、
比較例用基板の半値角は４°であった。

（４）　　レンチキュラーレンズおよびフレネルレンズ
の成形： 前記（２）で製造された、夫々実施例用と比較例用■ との基板を下記に示すレンチキュラーレンズ金型、フレ
ネルレンズ金型の間に配置し、加熱プレスで成形温度１
６０°Ｃ１成形時間１０分、成形圧力３０ｋｇ／ＣｒＰ
Ｉの条件で成形した後、１０分間水冷して、成形品を得
た。

レンチキュラーレンズ単位；第６図 ピッチ０．４印 フレネルレンズ　　　　　　：ピッ千０．２５ｍｍ焦点
距離１００１００ Ｏなお、第６図において、Ｒは中央の曲面部の曲率半径
であり、（ｘ、ｙ）はレンズ単位の形状を示す座標であ
る。） （５）評価および結果 以上のような方法で作製した透過型スクリーンのフレネ
ルレンズ側からコリメータで平行光線を入射し、輝度計
（ミノルタ製ｎｔ−１／３°Ｐ）を用いて輝度分布を測
定した。

その結果は、第４図（実施例）、第５図（比較例）のと
おりである。

また、投影機にＴＩＩＩＩＮ　（ＪＢＴＮ　５ＩＩＰＥ
ＩＩ　（キャビンエ業製、ランプ：３００Ｗ：レンズＦ
３、ｆ５０ｍｍ）を用い、スライドの像を実施例および
比較例の透過型スクリーンに投影し、スクリーン上に形
成された像をいろいろな角度から目視で観察した。

その結果、実施例の透過型スクリーンは輝度むらがなく
、そして、像の細部まで鮮明に見えた。

しかし、比較例の透過型スクリーンは、像の細部まで鮮
明に見えたものの、輝度むらがあったため不適であった
。

（発明の効果） 以上のとおり、本発明においては、レンチキュラーレン
ズ単位の１部を構成する中間部を平面状とし、かつ基板
として半値角６°以上の光拡散樹脂板を用いたので、前
記レンチキュラーレンズ単位のピッチを狭くする設計、
製作が容易となると共に、高解像度で視野角の大きな透
過型スクリーンが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の透過型スクリーンのレンチキュラー
レンズ単位の１つの態様を示す模式図である。 第２図は、第１図のレンチキュラーレンズ単位に入射し
た平行光線の拡散効果を表す模式図であり、そのうち、 第２（ａ）［Ｚは、光線が両端の平面部に入射した場合
を； 第２（ｂ）図は、光線が中央の曲面部に入射した場合を
； 第２（ｃ）図は、光線が中間の平面部に入射した場合を
、夫々示している。 第３図は、レンチキュラーレンズ単位を構成する両端の
平面部と中間の平面部との間にさらに微小な平面部を設
けた、本発明の透過型スクリーンの他の態様を示す模式
図である。 第４〜５図は、夫々実施例および比較例の透過型スクリ
ーンの輝度分布を示すグラフである。 第６図は、実施例に従って成形された本発明のレンチキ
ュラーレンズ単位寸法の実測値を示す模式図である。 第７〜８図は、従来技術の投射型スクリーンのレンチキ
ュラーレンズ単位を示す模式図である。 ：両端の平面部 ：中央の曲面部 ：中間の平面部 ：外光吸収層 ：微小な平面部 （ほか１名） 視 野 角ｄｅ（ｊ 第０図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）観察側に垂直方向に延びるピッチが０．５ｍｍ以
   下のレンチキュラーレンズが形成された透過型スクリー
   ンにおいて、該レンチキュラーレンズ単位が、少なくと
   も両端の平面部、中央の曲面部および両端の平面部と中
   央の曲面部の間の中間平面部から構成され、両端の平面
   部に入射した光線のほとんどは、全反射して中間の平面
   部から射出され、中間の平面部および中央の曲面部に直
   接入射した光線のほとんどは、直接射出されるように設
   計されており、かつ基板が半値角６゜以上の光拡散樹脂
   板であることを特徴とする透過型スクリーン。
2. （２）レンチキュラーレンズ単位の両端の平面部の少な
   くとも一部に、外光吸収層が形成されていることを特徴
   とする請求項（１）記載の透過型スクリーン。