JPH0980210A - レンチキュラーレンズシート - Google Patents

レンチキュラーレンズシート

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JPH0980210A
JPH0980210A JP8176364A JP17636496A JPH0980210A JP H0980210 A JPH0980210 A JP H0980210A JP 8176364 A JP8176364 A JP 8176364A JP 17636496 A JP17636496 A JP 17636496A JP H0980210 A JPH0980210 A JP H0980210A
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lens
surface lens
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Akihiro Kumagai
彬泱 熊谷
Ichiro Matsuzaki
一朗 松崎
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 水平方向において高い特性を有し、押出成形
法による製造が容易な構成を有するレンチキュラーレン
ズシートを提供する。 【解決手段】 入射面レンズの光軸に対して平行な直線
と入射面において屈折されてレンチキュラーレンズシー
トの内部を進む光線とが成す角度をθ1 で表し、出射面
レンズの光軸に対して平行な直線と出射面において屈折
されて出射される光線とが成す角度をθ2 で表した場
合、入射面において光線が屈折された角度(θ1 )の絶
対値を△θ1 で表し、出射面において光線が屈折された
角度(θ2 −θ1 )の絶対値を△θ2 で表したとき、中
心が入射面レンズの光軸にあり幅が入射面レンズのピッ
チの80%以下の大きさである範囲内において、△θ1
と△θ2 との比(△θ2 /△θ1 )が1以上である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は背面投写型テレビ等
の透過型スクリーンに使用されるレンチキュラーレンズ
シートに関するものである。特に本発明は液晶パネルを
使用した背面投写型テレビに使用することが好適なレン
チキュラーレンズシートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶パネルを用いた背面投写型テレビ等
の投写装置においては、液晶パネルの画素と透過型スク
リーンのレンチキュラーレンズとがいずれも水平方向に
周期的な構造を有するためにモアレが発生することがあ
る。このモアレの発生を回避するため、透過型スクリー
ン上に投写された液晶パネルの画素の像のピッチに対す
るレンチキュラーレンズのピッチの比を1/(N+1/
2)(Nは1以上の整数である。)とする技術が知られ
ている(特開平2−97991号公報を参照)。ここ
で、Nを1とするとモアレが残ることがあるために、N
を2以上とすることが一般的である。しかし、Nを2以
上とすると、スクリーン上に投写された画素の像のピッ
チが1.0mmであれば、上記の式を満足するレンチキ
ュラーレンズのピッチは0.4mm(N=2)、0.2
86mm(N=3)、0.222mm(N=4)という
小さな値になり、レンチキュラーレンズをファインピッ
チ化しなければならない。
【0003】一方、3管式投写装置においては、透過型
スクリーンを構成する両面レンチキュラーレンズシート
における入射面側のレンズピッチp1 と、入射面側のレ
ンズおよび出射面側のレンズの距離dとの比(d/
1 )が1.3を越えると水平方向におけるスクリーン
の特性が低下するために、上記の比は一般に1.1〜
1.25の範囲である。そこで、レンチキュラーレンズ
のピッチが小さく、例えば入射面側のレンズピッチp1
が0.4mmであれば、上記の距離dは0.44〜0.
5mmという小さな値になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】通常、レンチキュラー
レンズシートは熱可塑性樹脂を用いた押出成形法によっ
て製造される。押出成形法によれば、レンチキュラーレ
ンズシートの厚さは上記の距離d(0.44〜0.5m
m)を越えてしまい、ファインピッチ化された両面レン
チキュラーレンズを製造できないという問題が生じてい
た。
【0005】そこで、薄いレンチキュラーレンズシート
を作製するために、溶融した樹脂を糸状に押出して入射
面側のレンズおよび出射面側のレンズを形成する技術
(特開平3−200948号公報、特開平2−1465
36号公報を参照)などが開発されている。
【0006】また、レンチキュラーレンズシートの剛性
を保ちながらレンズピッチを小さくするために、入射面
側が平面である片面レンチキュラーレンズが開発されて
いる。しかし、片面レンチキュラーレンズには、出射面
側にブラックストライプがないためにコントラストが低
いという問題がある。
【0007】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、水平方向において高い特
性を有し、押出成形法による製造が容易な構成を有する
レンチキュラーレンズシートを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のレンチキュラーレンズシートは、一つの主面に入射
面レンズが形成され、他の主面に上記入射面レンズに対
応する出射面レンズが形成されており、入射面レンズの
光軸に対して平行に入射した光線がレンチキュラーレン
ズシートの内部を進み出射面レンズから出射される両面
レンチキュラーレンズシートであって、入射面レンズの
光軸に対して平行な直線と入射面において屈折されてレ
ンチキュラーレンズシートの内部を進む光線とが成す角
度をθ1で表し、出射面レンズの光軸に対して平行な直
線と出射面において屈折されて出射される光線とが成す
角度をθ2 で表した場合、入射面において光線が屈折さ
れた角度(θ1 )の絶対値を△θ1 で表し、出射面にお
いて光線が屈折された角度(θ2 −θ1 )の絶対値を△
θ2 で表したとき、中心が入射面レンズの光軸にあり幅
が入射面レンズのピッチの80%以下の大きさである範
囲内において、△θ1 と△θ2 との比(△θ2 /△
θ1 )が1以上であることを特徴とする。
【0009】上記本発明のレンチキュラーレンズシート
において、入射面レンズと出射面レンズとの距離をd
で表し、入射面レンズの主たる焦点距離をfで表した場
合、dとfとが下記の式(1)、 d=k・f (但し、0.7≦k≦0.9である。) (1) を満足することが好ましい。また、上記本発明のレンチ
キュラーレンズシートにおいて、入射面レンズのピッ
チを1として出射面レンズの断面形状を下記の式
(2)、 y=cx2 /[1+{1−(k+1)c2 2 1/2 ] (2) で近似したとき、主形状係数cおよびkがc≧5.0か
つk≦−1.5を満足することが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のレンチキュラーレンズシ
ートによれば、従来の設計方法に従って作製したレンチ
キュラーレンズシートよりも入射面レンズと出射面レン
ズとの距離が大きい(すなわち、レンチキュラーレンズ
シートが厚い。)ものであっても、従来のレンチキュラ
ーレンズシートと同レベルの水平視野角特性が得られ
る。その理由を従来のレンチキュラーレンズシートの設
計方法と本発明による設計方法とを比較しながら説明す
る。
【0011】本発明においては、以下の3つの設計要素
に着目している。 入射面において光線が屈折された角度(θ1 )の絶
対値△θ1 と、出射面において光線が屈折された角度
(θ2 −θ1 )の絶対値△θ2 との比。すなわち、入射
面レンズの屈折パワーと出射面レンズの屈折パワーとの
比。 入射面レンズの焦点距離に対する入射面レンズと出射
面レンズとの距離の比。 出射面レンズの断面形状。
【0012】まず、上記の設計要素に関して、入射面
レンズと出射面レンズとを有する両面レンチキュラーレ
ンズシートを示す図3を用いて説明する。従来の両面レ
ンチキュラーレンズシートの設計においては、図3
(a)に示すように、入射面レンズの主たる集光点と出
射面レンズの表面とが一致するように、各レンズの断面
形状や両レンズ間の距離が決められている。
【0013】このような従来の方法によって設計された
レンチキュラーレンズシートでは、図1に示すように、
入射面レンズ1の光軸に対して平行な直線と入射面にお
いて屈折されてレンチキュラーレンズシートの内部を進
む光線とが成す角度をθ1 で表し、出射面レンズ2の光
軸に対して平行な直線と出射面において屈折されて出射
される光線とが成す角度をθ2 でそれぞれ表した場合、
入射面において光線が屈折された角度(θ1 )の絶対値
を△θ1 で表し、出射面において光線が屈折された角度
(θ2 −θ1 )の絶対値を△θ2 で表したとき、中心が
入射面レンズの光軸にあり幅が入射面レンズのピッチの
80%以下の大きさである範囲内において、△θ1 >△
θ2 かつ△θ2 /△θ1 <1という条件が満たされてい
る。すなわち、屈折パワーが入射面側に大きく出射面側
に小さくなるように配分されている。ここで、両レンズ
間の距離をdで表すと、両レンズ間の距離dと入射面レ
ンズのピッチp1 との比d/p1 は上述のように一般に
1.1〜1.25の範囲である。
【0014】これに対して、本発明では図3(b)に示
すように入射面レンズを長焦点化する。すなわち、図2
のように図1と同様に角度θ1 およびθ2 を定めた場合
において、中心が入射面レンズの光軸にあり幅が入射面
レンズのピッチp1 の80%以下である範囲内におい
て、比△θ2 /△θ1 を1以上とする。このように構成
することによって、両レンズ間の距離dと入射面レンズ
のピッチp1 との比d/p1 が1.6〜1.9であって
も従来のレンチキュラーレンズシートと同レベルの水平
視野角特性を得ることができる。したがって、本発明に
よれば、入射面レンズのピッチp1 が同じであっても、
従来のレンチキュラーレンズシートよりも厚さを大きく
することができる(両レンズ間の距離dを大きくするこ
とができる)ことから、押出成形法による製造が容易と
なる。
【0015】本発明のレンチキュラーレンズシートにお
ける△θ1 と△θ2 との関係の一例を図4に実線(a)
で示す。図4に示すように、入射面レンズの光軸にあた
る中心(x=0)から入射面レンズのピッチp1 の80
%以下である範囲内において△θ2 /△θ1 が1以上で
ある。図4には、従来のレンチキュラーレンズシートに
おける△θ1 と△θ2 との関係の一例をあわせて示す。
図4に破線(b)で示すように、従来のレンチキュラー
レンズシートでは、上記の範囲内において△θ2 /△θ
1 が1未満である。
【0016】次に、上記の設計要素について説明す
る。上述のように、従来の両面レンチキュラーレンズシ
ートの設計においては、入射面レンズの主たる集光点と
出射面レンズの表面とが一致するように、各レンズの断
面形状や両レンズ間の距離が決められている。このよう
に入射面レンズの主たる集光点に出射面レンズを配置す
ると、出射面レンズの曲率半径を大きくする必要が生じ
る。しかし、出射面レンズの曲率半径を大きくすると、
入射面レンズと出射面レンズとの光軸のずれによる水平
視野角特性の低下が起こりやすくなってしまい、出射面
レンズの曲率を大きくすることは好ましいことではな
い。
【0017】これに対して、本発明のレンチキュラーレ
ンズシートによれば、出射面レンズの位置が上記の主た
る集光位置よりも入射面側にあり、1つの入射面レンズ
で屈折された光がこれに対応する1つの出射面レンズの
1点に集中せず、例えば出射面レンズの光軸を中心とす
る70〜80%の範囲内という広い領域に光がほぼ均等
に到達することになる。すなわち、出射面レンズ上にお
ける屈折パワーの分散が図られ、出射面レンズの曲率を
大きくする必要がなくなる。入射面レンズと出射面レン
ズとの距離をdで表し、入射面レンズの主たる焦点距離
をfでそれぞれ表すと、出射面レンズが配置されるべき
好適な範囲は、焦点距離fに対する両レンズの距離dの
比(d/f)が0.7以上0.9以下である。
【0018】最後に設計要素に関して説明する。従来
のレンチキュラーレンズシートの設計方法によると、出
射面レンズの断面形状は円、楕円または放物線の一部分
となるが、本発明のレンチキュラーレンズシートによれ
ば、双曲線の一部分を用いることになり水平視野角特性
が確保される。
【0019】このような出射面レンズを得るためには、
入射面レンズのピッチを1として出射面レンズの断面形
状を下記の式、 y=cx2 /[1+{1−(k+1)c2 2 1/2 ] で近似したとき、cが5.0以上、kが−1.5以下を
満足するものとすれば良い。ここで、上記の式におい
て、図3(b)中に示すようにxをピッチ方向の距離、
yを高さ方向の距離とする。出射面レンズの断面形状を
このようにすることで、出射面レンズのピッチ方向の距
離に対するレンズ面の傾きの変化率が内側では大きく、
外側ほど小さくなる。このことにより出射面レンズにお
ける全反射が小さくなり、しかも水平視野角特性を確保
することができる。
【0020】
【実施例】押出成形の条件を種々変化させて作製した本
発明のレンチキュラーレンズシートの一例における各パ
ラメータを表1に示す。
【表1】 表1に示す各実施例のレンチキュラーレンズシートによ
って、表2に示すように水平視野角特性がほぼ実用レベ
ルにあるスクリーンが得られた。
【表2】
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、水平視野角特性が確保
された透過型スクリーンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のレンチキュラーレンズシートにおける屈
折角を示す図である。
【図2】本発明によるレンチキュラーレンズシートにお
ける屈折角を示す図である。
【図3】入射面レンズに入射した光の経路を示す図であ
る。
【図4】△θ1 と△θ2 との関係の一例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1・・・入射面レンズ 2・・・出射面レンズ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの主面に入射面レンズが形成され、
    他の主面に上記入射面レンズに対応する出射面レンズが
    形成されており、入射面レンズの光軸に対して平行に入
    射した光線がレンチキュラーレンズシートの内部を進み
    出射面レンズから出射される両面レンチキュラーレンズ
    シートであって、入射面レンズの光軸に対して平行な直
    線と入射面において屈折されてレンチキュラーレンズシ
    ートの内部を進む光線とが成す角度をθ1 で表し、出射
    面レンズの光軸に対して平行な直線と出射面において屈
    折されて出射される光線とが成す角度をθ2 で表した場
    合、入射面において光線が屈折された角度(θ1 )の絶
    対値を△θ1 で表し、出射面において光線が屈折された
    角度(θ2 −θ1 )の絶対値を△θ2 で表したとき、中
    心が入射面レンズの光軸にあり幅が入射面レンズのピッ
    チの80%以下の大きさである範囲内において、△θ1
    と△θ2 との比(△θ2 /△θ1 )が1以上であること
    を特徴とするレンチキュラーレンズシート。
  2. 【請求項2】 入射面レンズと出射面レンズとの距離を
    dで表し、入射面レンズの主たる焦点距離をfで表した
    場合、dとfとが下記の式(1)、 d=k・f (但し、0.7≦k≦0.9である。) (1) を満足する請求項1に記載のレンチキュラーレンズシー
    ト。
  3. 【請求項3】 入射面レンズのピッチを1として出射面
    レンズの断面形状を下記の式(2)、 y=cx2 /[1+{1−(k+1)c2 2 1/2 ] (2) で近似したとき、c≧5.0かつk≦−1.5を満足す
    る請求項1または2に記載のレンチキュラーレンズシー
    ト。
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