JPH09311204A - レンチキュラーレンズシートとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過型スクリーンに使用するレンチキュラー
レンズシートであって、従来の金型成形では得られなか
った微細凹凸形状がレンズ面に形成されたレンチキュラ
ーレンズシートおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 レンチキュラーレンズシートを押し出し
成形するに先立って、予め微細凹凸形状が表面に形成さ
れた賦型用のプラスチックフィルムを電離放射線硬化性
樹脂を使用して製造しておき、当該フィルムを押し出し
成形の際、成形金型と成形樹脂間に供給し、成形樹脂が
冷却後、当該賦型フィルムを剥離することによって、表
面に微細凹凸形状が一体に形成されたレンチキュラーレ
ンズシートを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーンの背面
から映像を投影して、映像を手前から観察する、いわゆ
る透過型プロジェクションテレビのスクリーンに用いら
れるレンチキュラーレンズシートに関し、フレネルレン
ズと組み合わせて透過型スクリーンを構成するときに、
光学的特性に変化を持たせることができることを特徴と
したレンチキュラーレンズシートとその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、背面側から映像を投影して、透過
した映像を手前から観察する、いわゆる透過型プロジェ
クションテレビのスクリーンに用いられるレンチキュラ
ーレンズシートは、透明もしくは半透明ベース樹脂中に
拡散剤を練り込んだ樹脂基材を押し出し成形もしくはプ
レス加工により製造していた。このレンチキュラーレン
ズシートは、入射光側には断面が円形もしくは楕円形の
形状の一部となる線状のレンズを、出光側にはブラック
ストライプを有する所定のリニア形状と断面が円形もし
くは楕円形の一部の形状のレンズを交互に並行して設け
た、一体成型してなるレンチキュラーレンズシートを用
いていた。または場合によっては、微細凹凸形状を有す
るシートを基体レンチキュラーレンズシートに重ねて配
置したものも使用されていた。

【０００３】従来までのレンチキュラーレンズシートを
用いた透過型スクリーンは、そのレンズ形状がリニアで
あるためにあらゆる角度に対する入射光に対し、出光特
性に均一性を持たせたり出光配分のコントロールに限界
幅が生じていた。これを解決するのに、前記のように微
細凹凸形状を有するシートを積層し使用することも考え
られるが、２層にすることによる光の損失、材料増加に
よるコストアップの問題が避けられなかった。また、前
もって蠅の目形状のレンズを設計するという方法も考え
られるが、現状の金型作製技術では、バイト状の刃先で
直線状または円周状に金型を研削形成するので、現在の
レンチキュラーレンズ程度の大きさが限界で、それ以上
細かい形状を光学設計の所定形状どおりに研削して金型
を作製するのは非常に困難な状況にある。また、彫刻研
磨という手法で金型を作製する場合には、莫大なコスト
アップになることになる。

【０００４】例えば、レンチキュラーレンズの入射光側
には、前記のとおり断面が円形もしくは楕円形の一部が
形成されている。これは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの半
円形であったり、４分の１円形であったりあるいは半楕
円形であったりするわけであるが、それ以上の複雑な微
細形状を精度よく実現することは、現状の金型作製技術
では殆ど不可能である。そのため、光学特性にさらに複
雑な変化を持たせようとしても、円形もしくは楕円形の
径を変えたり、基材に練り込む拡散剤の種類や、拡散剤
の濃度を変更する手段しか選べなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
従来は不可能とされていた微細凹凸形状が基体レンチキ
ュラーレンズに形成されたレンチキュラーレンズシート
およびその製造方法を提供すべくなされたものである。
本発明によれば、金型に従来以上の精度を求めることな
く、従来とは異なる手法により、微細凹凸形状が基体レ
ンチキュラーレンズシートに形成されたものが実現可能
となるものである。このレンチキュラーレンズシートに
よれば、従来のシートでは得られない優れた光学特性が
得られる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決する本発
明のレンチキュラーレンズシートについて説明すれば、
本発明のレンチキュラーレンズシートは、基体となる従
来のレンチキュラーレンズシートに相当する部分のレン
チキュラーレンズ側表面に微細凹凸形状が賦型形成され
た構成となっている。また、上記問題を解決する本発明
のレンチキュラーレンズシートの製造方法について説明
すれば、本発明のレンチキュラーレンズシートの製造方
法は、第１に、表面に熱硬化性の樹脂による微細凹凸形
状が形成された賦型プラスチックフィルムを作製する。
これには、微細凹凸形状が形成された金型ロールに電離
放射線硬化性樹脂を充填しながらその表面に透明ないし
半透明のプラスチックフィルムを密着し、同時にフィル
ム側から電離放射線を照射して熱硬化させることによっ
て微細凹凸形状がフィルム表面に形成された賦型プラス
チックフィルムが形成される。第２に、レンチキュラー
レンズシート成形時に、当該微細凹凸形状が形成された
賦型プラスチックフィルムをレンチキュラーレンズ型間
に微細凹凸面を熱可塑性樹脂面側に向けて供給するとと
もに、プラスチックフィルムとレンチキュラーレンズ基
体シートとを一体に押出して成形する。第３に、この一
体に押し出し成形されたレンチキュラーレンズシート基
体から賦型プラスチックフィルムを剥離する工程を行
う。以上を順に行うことにより本発明のレンチキュラー
レンズシートを製造することができる。

【０００７】そこで本発明請求項１の発明は、透過型ス
クリーンに用いられるレンチキュラーレンズシートであ
って、入光面にレンチキュラーレンズ形状を有する複数
のレンチキュラーレンズ素子が平面状に平行に配列して
なるレンズ板を構成するとともに、当該各レンズ素子表
面には、微細凹凸形状が賦型形成されていることを特徴
とするレンチキュラーレンズシート、にある。かかる構
成とすることによって、従来の拡散剤を多量に練り込ん
だレンチキュラーレンズシートに代わり、光透過性のよ
いレンズシートが得られる。

【０００８】また、上記課題を解決するための本発明の
請求項４の発明は、（ａ）微細凹凸形状が金型ロールの
表面に刻設された金型ロールの周面に沿って圧接搬送さ
れる透明ないし半透明のプラスチックフィルムと、当該
金型ロールの凹刻部とにより形成される空間に電離放射
線硬化性樹脂をプラスチックフィルムが金型ロールに接
触する時点で充填するとともに、搬送中のプラスチック
フィルムの背面から電離放射線を照射して、当該電離放
射線硬化性樹脂を硬化させて微細凹凸形状が形成された
賦形プラスチックフィルムを製造する工程と、（ｂ）少
くとも一方にレンチキュラーレンズの形状が凹刻された
２本の金型ロール間に、熱可塑性樹脂を押し出してレン
チキュラーレンズシートを押出し成形する際に、前記賦
形プラスチックフィルムの微細凹凸形状が、当該熱可塑
性樹脂に接するように金型ロールに沿わせて供給して前
記熱可塑性樹脂と加圧状態で接触させる工程と、（ｃ）
熱可塑性樹脂を冷却固化させた後、当該賦形プラスチッ
クフィルムを剥離する工程と、を順に行うことからなる
レンチキュラーレンズシートの製造方法。にある。かか
る製造方法とすることによって、拡散剤の使用量を減ら
した光透過性のよいレンチキュラーレンズシートが容易
に製造できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の実施形態について説明する。図１は、本発明によるレ
ンチキュラーレンズシートの斜視図および断面図であ
る。図１（Ａ）は、凸型のレンチキュラーレンズに並行
して凸型の微細レンチキュラーレンズ形状が賦型形成さ
れたレンチキュラーレンズシートの斜視図とＡ−Ａ線に
おける断面図を示すものである。図１（Ｂ）は、凸型の
レンチキュラーレンズに砂目状の微細凹凸形状が賦型形
成されたレンチキュラーレンズシートの斜視図とＢ−Ｂ
線における断面図を示すものである。

【００１０】図１に見られるように、本発明のレンチキ
ュラーレンズシートは、基体レンチキュラーレンズシー
ト１１とその上に形成された微細凹凸形状１２からなっ
ている。また、微細凹凸形状とは、特に大きさに関する
一定の範囲を有するものではないが、通常、フィルムシ
ートに形成できるパターンとしては、１μｍ〜２００μ
ｍの周期性を有する範囲と考えられる。シートの製造可
能範囲の最大値と最小値に相当するからである。また、
基体レンチキュラーレンズのピッチよりも小さいことが
必要である。

【００１１】このようなレンチキュラーレンズシート
は、電離放射線硬化性樹脂による微細凹凸形状を予めフ
ィルムの表面に形成した賦型用プラスチックフィルムを
レンチキュラーレンズの成形の際に、レンチキュラーレ
ンズシート表面に押し当て賦型し樹脂が冷却した後、当
該賦型プラスチックフィルムを剥離することにより形成
することができる。微細凹凸形状形成のための電離放射
線硬化性樹脂としては、エポキシ、ポリエステル、アク
リル、ウレタンアクリレート等の樹脂が挙げられる。賦
型用プラスチックフィルムは電子線（ＥＢ）、紫外線
（ＵＶ）等の電離放射線の透過性がよくかつ基体レンチ
キュラーレンズシート用の樹脂と剥離性のよいものであ
ればよい。一般的には、ポリエチレンテレフタレート、
ナイロン、ポリオレフィン等が挙げられる。これらのフ
ィルムに樹脂の剥離性を高めるために離型処理をしたも
のであってもよい。基体レンチキュラーレンズシートの
形成には、アクリル樹脂等の光透過性の良い熱可塑性樹
脂に拡散剤を分散したものを用いてもよい。

【００１２】図２は、本発明のレンチキュラーレンズシ
ートの製造方法により、フィルム面に微細凹凸形状を設
けている工程を示す図である。図２において、中心とな
る金型ロール２１には、微細凹凸形状２２が刻設されて
いる。微細凹凸形状を基体シートのレンチキュラーレン
ズ面上において凸状とする場合には、金型ロールには凹
状の微細凹凸形状を刻設する必要があり、凹状とする場
合には、金型ロールには凸状の微細凹凸形状を刻設する
必要がある。

【００１３】金型ロール２１の下側には、ノズル塗工装
置または通常のコーターの吐出ノズル２３が設けられて
いて、液状の樹脂を供給するようにされている。当該樹
脂は未硬化の電離放射線硬化型樹脂、好ましくは紫外線
硬化型の樹脂であることが適切である。硬化型樹脂は後
工程での加熱、加圧により変形を受け難いからである。
電離放射線硬化型樹脂は、金型ロール上に供給してもフ
ィルム上に供給してもよいが、金型ロールの凹刻部に気
泡が混入しないようにして供給する必要がある。

【００１４】金型ロールの左右には、供給フィルムをロ
ールの周面に沿って搬送するための押圧ロール２４，２
５が設けられている。また、吐出ノズル２３の反対側に
は、紫外線硬化樹脂を硬化させるための紫外線照射部２
６が設けられている。金型ロールの下部から供給された
フィルム２７は押圧ロール２４と金型ロール２１の間で
金型ロールに刻設された微細凹凸内に充填されている紫
外線硬化樹脂２８と接触する。樹脂はフィルム面を濡ら
すがこの段階では、未だ硬化していない状態である。フ
ィルムが圧接された状態でロールの回転に連れて紫外線
照射部２６を通過すると樹脂は重合硬化し、フィルム面
に固着される。このようにして微細凹凸の形成されたプ
ラスチックフィルムは押圧ロール２５の位置で金型ロー
ル２１から剥離して巻き取られる。

【００１５】金型ロールの表面には、微細凹凸形状２２
が形成されている。このような彫刻ロールは、公知の研
削技術やエッチング技術、あるいは電鋳技術により製造
することができる。なお、前記したように微細凹凸形状
を金型ロールに形成するのが困難というのは、レンチキ
ュラーレンズ等の形状と重畳して微細凹凸形状を形成す
るのが困難という意味であり、微細凹凸形状を金型ロー
ル等に単独で形成することは一般的になされる技術であ
る。

【００１６】次に、この微細凹凸が形成されたプラスチ
ックフィルムを用いてレンチキュラーレンズシートに賦
型する工程について説明する。図３は、本発明の製造方
法に使用される微細凹凸形状が形成された賦型プラスチ
ックフィルムの断面を示す図である。プラスチックフィ
ルム２７面には電離放射線硬化性樹脂による微細凹凸形
状２９が形成されている。図４は、本発明の製造方法に
より、レンチキュラーレンズ成形と同時に微細凹凸形状
が形成されたプラスチックフィルムを用いてレンチキュ
ラーレンズシートに賦型する工程を示す図である。
（Ａ）は片面賦型、（Ｂ）は両面賦型する工程を示す。
図４（Ａ）において、３１は、レンチキュラーレンズの
凹凸形状が形成された金型ロールである。通常は、０．
１〜０．２ｍｍ程度のピッチで、円周方向に平行にレン
チキュラーレンズの形状が刻設されている。３２は冷却
を兼ねる押圧ロールである。金型ロール３１には微細凹
凸が形成されたプラスチックフィルム３６が周面に沿う
ように供給されており、Ｔダイ３３からは溶融アクリル
樹脂が当該フィルムの微細凹凸形成面と押圧ロール３２
の間に滴下されるように供給されている。この際、押圧
ロール３２側にも、３１とは異なる形状の凹刻を施して
両面に成形するようにしてもよい。

【００１７】Ｔダイから供給された樹脂は金型ロール３
１で形付けされるとともに微細凹凸形状が形成された賦
型プラスチックフィルム３６と一時的に一体にラミネー
トされ、同時に樹脂は冷却されて固化する。一時的に一
体にされた賦型プラスチックフィルムは、レンチキュラ
ーレンズシートが金型ロール３１から離れる際に、レン
チキュラーレンズシートから剥離される。通常は、紫外
線硬化型の樹脂と熱可塑性樹脂との接着性は弱いので、
基体レンチキュラーレンズシートは賦型プラスチックフ
ィルムから容易に分離することができる。

【００１８】図４（Ｂ）においては、金型ロール３１と
押圧ロール３２の双方に微細凹凸が形成されたプラスチ
ックフィルム３６が、両ロールの周面に沿うように供給
されている。そのため、Ｔダイ３３から供給される溶融
アクリル樹脂は冷却した際、その両面に微細凹凸形状が
形成されたレンチキュラーレンズシートとなる。

【００１９】図５は、本発明の製造方法により、基体レ
ンチキュラーレンズシートに微細レンチキュラーレンズ
形状を平行して賦型する際の微細レンチキュラーレンズ
形状の金型ロール（Ａ）と基体レンチキュラーレンズの
金型ロール（Ｂ）の部分を示す図である。図５の場合
は、金型ロール（Ａ）には、金型ロール（Ｂ）の１ピッ
チに対して１２本の微細レンチキュラーレンズが刻設さ
れているが、この１２本のピッチが必ずしも金型ロール
（Ｂ）の１ピッチに一致して対応する訳ではない。それ
は、金型ロール（Ｂ）の１ピッチの平面的な直線距離と
曲面に沿う距離が一致しないためで、１ピッチに正確に
一致した数の微小ピッチを設けるためには実験的な試行
錯誤が必要である。また、正確な平行線上のアライメン
トも必要となる。なお、レンズシートに形成するレンズ
の形状はレンチキュラーレンズに限られず、Ｖレンチ、
多角錐状、マット形状とすることができる。

【００２０】使用する賦型プラスチックフィルムは基体
レンチキュラーレンズの金型の凹凸ピッチに対して厚過
ぎる場合は、凹凸の形状を忠実に再現しないことにな
る。従って、適切なフィルム厚であることと加熱時にあ
る程度伸縮することも好ましい性質である。

【００２１】

【実施例】

（微細凹凸形状が形成された賦型フィルムの製造）金型
ロール表面にピッチ２０μｍ、高さ２０μｍの半円形状
の断面を有するリニアレンチキュラーレンズ用の溝を凹
刻し準備した。金型ロール表面には、ロール軸芯に直交
して半円形の溝が全面に形成された。当該金型ロールを
図２の装置にセッティングし、金型ロール２１とプラス
チックフィルム２７の間に電離放射線硬化性樹脂２８を
供給し、フィルムがロールに巻きついて搬送される間
に、背面から光源２６により紫外線（１６０Ｗ／ｃｍ）
を照射して、表面の電離放射線硬化性樹脂を硬化させ
た。用いたフィルムは、厚さ２５μｍのポリエチレンテ
レフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）であり、電離
放射線硬化性樹脂には、ウレタンアクリレート系紫外線
硬化性樹脂（大日精化工業株式会社製「ＸＤ−８０
８」）を使用した。彫刻ロールから剥離したＰＥＴフィ
ルム表面には、ピッチ２０μｍ、高さ２０μｍの半円形
リニア状の微細なレンチキュラーレンズ形状がフィルム
流れ方向に平行にかつ並列して形成された。

【００２２】（アクリル樹脂の成形と賦型プラスチック
フィルムによる型付け）次に、図４の装置を用いて、レ
ンチキュラーレンズシートを押し出し成形した。その
際、この微細なレンチキュラーレンズ形状が形成された
賦型ＰＥＴフィルムの微細レンチキュラーレンズ形状が
熱可塑性樹脂側になるうよに、金型ロール３１と熱可塑
性樹脂間に押入した。レンチキュラーレンズシートの厚
さが所定の厚み（０．９ｍｍ）になるよう、ダイスのス
リット幅を調整し、所定速度（２．５ｍ／ｍｉｎ）で押
し出し成形した。また、金型ロールには、ピッチ８００
μｍ、深さ５００μｍの断面楕円形の形状が円周方向に
連続的に刻設されているものを使用した。

【００２３】（賦型フィルムの剥離）成形されたアクリ
ル樹脂からなる基体レンチキュラーレンズシートが、金
型ロール３１から冷却ロール３４側に移る際に、賦型Ｐ
ＥＴフィルムを基体シートから剥離する。基体シート表
面には、微細なレンチキュラーレンズ形状がアクリル樹
脂のレンチキュラーレンズ面に、図１（Ａ）のように形
成されたレンチキュラーレンズシートが得られた。

【００２４】このようにして製造されたレンチキュラー
レンズシートは表面に微細な凹凸形状が形成されている
ので、背面から入射した光が多方向に拡散されるという
効果がある。図６は、本発明により、微細なレンチキュ
ラーレンズ形状が、基体レンズシートのレンチキュラー
レンズ形状と平行して賦型された基体レンチキュラーレ
ンズシートに光線が入射した場合の軌跡を示す図であ
る。図６に図示されるように、光線が多方向に拡散する
状況が示されている。図７は、本発明により、微細なレ
ンチキュラーレンズ形状が、基体レンズシートのレンチ
キュラーレンズ形状に平行して形成されたレンチキュラ
ーレンズシートの背面側から入射した光線がシートを透
過した際の観察者側の輝度分布を示す図である。この図
に図示される特性は、賦形ピッチが粗い（大きい）た
め、必ずしも理想的なレンチキュラーレンズの特性を示
してはいないが、賦形ピッチを更に微小化することや微
小レンチキュラーレンズの形を研究することで、従来の
拡散剤に代わる効果が得られることで意義がある。

【００２５】

【発明の効果】本発明のレンチキュラーレンズシートの
各レンチキュラーレンズ素子表面には微細な凹凸形状が
形成されている。従って、レンチキュラーレンズ素子の
色々な位置からの散乱光が観察者に到達し、サイドゲイ
ンの向上が図れる。また、従来では、金型製造技術上の
制限から不可能とされていた微細凹凸面を有するレンズ
シートを微細な凹凸形状を有する賦型フィルムを使用し
て成形時に賦型することにより容易に製造することがで
きるので、拡散剤を使用することによる光透過率の減少
を招かずに同様の拡散効果が得られることになる。な
お、本発明はレンチキュラーレンズ形状に限定されるも
のではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、Ｖ
レンチ、多角錐状、マット状等のリニアな形状が含まれ
ることは自明なことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるレンチキュラーレンズシートの
斜視図および断面図である。

【図２】 本発明の製造方法により、フィルム面に微細
凹凸形状を設けている工程を示す図である。

【図３】 本発明の製造方法に使用される微細凹凸形状
が形成された賦型プラスチックフィルムの断面を示す図
である。

【図４】 本発明の製造方法により、レンチキュラーレ
ンズ成形と同時に微細凹凸形状が形成されたプラスチッ
クフィルムを用いてレンチキュラーレンズシートに賦型
する工程を示す図である。（Ａ）は片面賦型、（Ｂ）は
両面賦型する工程を示す。

【図５】 本発明の製造方法により、基体レンチキュラ
ーレンズシートに微細レンチキュラーレンズ形状を平行
して賦型する際の微細レンチキュラーレンズ形状の金型
ロール（Ａ）と基体レンチキュラーレンズの金型ロール
（Ｂ）の部分を示す図である。

【図６】 本発明により、微細なレンチキュラーレンズ
形状が、基体レンズシートのレンチキュラーレンズ形状
と平行して賦型された基体レンチキュラーレンズシート
に光線が入射した場合の軌跡を示す図である。

【図７】 本発明により、微細なレンチキュラーレンズ
形状が、基体レンズシートのレンチキュラーレンズ形状
に平行して形成されたレンチキュラーレンズシートの背
面側から入射した光線がシートを透過した際の観察者側
の輝度分布を示す図である。

【符号の説明】

１１ 基体レンチキュラーレンズシート １２ 微細凹凸形状 ２１ 金型ロール ２２ 微細凹凸形状 ２３ 吐出ノズル ２４，２５ 押圧ロール ２６ 紫外線照射部 ２７ フィルム ２８ 紫外線硬化性樹脂 ２９ 微細凹凸形状 ３１ 金型ロール ３２ 押圧ロール ３３ Ｔダイ ３４ 成形樹脂 ３５ 賦型成形されたレンチキュラーレンズシート ３６ 微細凹凸形状が形成された賦型フィルム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透過型スクリーンに用いられるレンチキ
   ュラーレンズシートであって、入光面にレンチキュラー
   レンズ形状を有する複数のレンチキュラーレンズ素子が
   平面状に平行に配列してなるレンズ板を構成するととも
   に、当該各レンズ素子表面には、微細凹凸形状が賦型形
   成されていることを特徴とするレンチキュラーレンズシ
   ート。
2. 【請求項２】 微細凹凸形状が基体レンチキュラーレン
   ズに平行に設けられたレンチキュラーレンズ形状である
   ことを特徴とする請求項１記載のレンチキュラーレンズ
   シート。
3. 【請求項３】 微細凹凸形状が基体レンチキュラーレン
   ズに設けられた砂目状、円錐状、角錐状の形状であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のレンチキュラーレンズシ
   ート。
4. 【請求項４】 （ａ）微細凹凸形状が金型ロールの表面
   に刻設された金型ロールの周面に沿って圧接搬送される
   透明ないし半透明のプラスチックフィルムと、当該金型
   ロールの凹刻部とにより形成される空間に電離放射線硬
   化性樹脂をプラスチックフィルムが金型ロールに接触す
   る時点で充填するとともに、搬送中のプラスチックフィ
   ルムの背面から電離放射線を照射して、当該電離放射線
   硬化性樹脂を硬化させて微細凹凸形状が形成された賦形
   プラスチックフィルムを製造する工程と、（ｂ）少くと
   も一方にレンチキュラーレンズの形状が凹刻された２本
   の金型ロール間に、熱可塑性樹脂を押し出してレンチキ
   ュラーレンズシートを押出し成形する際に、前記賦形プ
   ラスチックフィルムの微細凹凸形状が、当該熱可塑性樹
   脂に接するように金型ロールに沿わせて供給して前記熱
   可塑性樹脂と加圧状態で接触させる工程と、（ｃ）熱可
   塑性樹脂を冷却固化させた後、当該賦形プラスチックフ
   ィルムを剥離する工程と、を順に行うことからなるレン
   チキュラーレンズシートの製造方法。