JP4424792B2 - 光拡散性シート及び透過型スクリーン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）のようなセル構造を有する単レンズ光源からの画像を投影して観察するのに適した、光拡散性シートおよびその光拡散性シートを含む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、透過型プロジェクションＴＶでは、画像光源として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３管を持ったＣＲＴ式光源が用いるられてきており、光源自身の輝度が十分に大きいため、Ｒ、Ｇ、Ｂの光量をそれぞれ調整して、十分な明るさを維持したまま光源光の白色化を実現することができた。
【０００３】
この場合、光源の輝度が十分に高いことを利用して白色化した光源光の色調を忠実に再現する透過型スクリーンが要求され、特開平４−１３４４４０号や特開平４−１３４４４１号等では、光源において白色化された光の色調を大きく変化させずに出射が行われるように光拡散微粒子を調整したスクリーンが提案されている。
【０００４】
一方、近年画像光源として、一般的に単レンズ光源と呼ばれる、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）のようなセル構造を有し、ひとつの光源から赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画像を投影することができる画像光源が用いられるようになっている。
【０００５】
単レンズ光源では、光源からの光をダイクロイックミラーで分光し、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を取出す構造であるので、Ｂ光量が、Ｒ光量及びＧ光量に比べて小さく、映像光の色調調節を行ない映像光の白色化を行なうことは必須である。
【０００６】
これまでの単レンズ光源式プロジェクションＴＶでは、映像光を白色化するために、単レンズ光源側でＲ光、Ｇ光、Ｂ光の各光量を一致させて光源光自体を白色化したり、単レンズ光源からの画像を投影する光拡散スクリーンシートの内部に選択光吸収剤や青色染料を含有させ、Ｒ光及びＧ光の光量を吸収して、Ｂ光の光量に合せるようにすること等により、映像光を白色光に近づけ、透過型スクリーンから出射を行なっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、単レンズ光源は、前述のように光源からの光をダイクロイックミラーで分光し、Ｒ、Ｇ、Ｂ光を取出す構造であるので、その構造上、光源において白色化を行なうのは容易ではないという問題があり、さらに、光源光が非常に暗くなってしまい、映像光のコントラストが著しく悪化してしまうという問題があった。
【０００８】
加うるに特にＬＣＤ光源では、ランプ光の利用効率を著しく低下させる要素である偏光板、液晶パネル等を備えるため、充分な輝度を得にくいという問題もあった。
【０００９】
また、光源における光量の調節を行わず、光拡散性スクリーンシートの内部に選択光吸収剤や染料を含有させ、光を吸収してＢ光、Ｇ光、Ｒ光の光量を調節して白色光としてスクリーンから出射することも、光の吸収過程を含み映像光の透過率の低下を招くため、映像光のコントラストが著しく悪化してしまうことが、問題となっていた。
【００１０】
さらに、単レンズ光源式プロジェクションＴＶで用いているスクリーンでは、垂直方向の視野角を得ることを目的としてスクリーン内に基材樹脂と屈折率の異なる光拡散性ビーズを通常添加するが、添加された光拡散性ビーズが映像透過光の色調に与える影響についてはほとんど考慮されていないという問題点もあった。
【００１１】
本発明は、こうした事情を鑑みて、単レンズ光源式透過型プロジェクションＴＶにおいて、光源光の調節は行わず、スクリーンでＲ光量、Ｇ光量をB光量に合せることで光源光の白色化を図り、映像光の透過率をほとんど低下させずに、明るくコントラストの良い映像を得ることができる光拡散性シートを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
単レンズ光源式透過型プロジェクションＴＶに用いる光拡散性シートであって、透光性樹脂中へ少なくとも１種類の拡散剤を添加してなり、透光性樹脂の屈折率をＮｓ、拡散剤の屈折率をＮｐ、Ｎｐｆ及びＮｓｆをｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｎｐｃ及びＮｓｃをｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率とすると、−０．０１≦｜Ｎｐｆ−Ｎｓｆ｜−｜Ｎｐｃ−Ｎｓｃ｜≦０である光拡散性シートである。
【００１３】
請求項２の発明は、光拡散性シートの少なくとも片面にフレネルレンズ又はレンチキュラーレンズが形成されている光拡散性シートである。
請求項３の発明は、光拡散性シートを有する透過型スクリーンである。
【００１４】
請求項４の発明は、光拡散性シートと拡散剤を含有しないレンチキュラーレンズシート又はフレネルレンズシートとを組み合わせて用いる透過型スクリーンである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面などを参照しながら、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳細に説明する。
【００１６】
[透過型スクリーン及び光拡散性シート]
図１は、本発明による透過型スクリーンの実施形態を示す図である。
この実施形態の透過型スクリーン１は、光拡散性シート２と、この光拡散性シート２のさらに観察側に配置され、入光側に水平拡散用のレンチキュラーレンズが形成され、出光側にブラックストライプが形成されたレンチキュラーレンズシート３とを備えている。レンチキュラーレンズシート３は図１に示すものに限らず、レンチキュラーレンズを有するシートであればどのようなものを用いても構わない。
また、光拡散性シート２はフレネルレンズを出光側の面に形成し、透光性樹脂４中に拡散剤５を分散含有したものである。
【００１７】
図２は、本発明による透過型スクリーンの別の実施形態を示す図である。
この実施形態の透過型スクリーン１は、フレネルレンズシート６と、このフレネルレンズシート６のさらに観察者側に配置され、入光側に水平拡散用のレンチキュラーレンズが形成され、出光側にブラックストライプが形成された光拡散性シート７とを備えている。光拡散性シート７は図２に示すものに限らず、レンチキュラーレンズを有するシートであればどのようなものを用いても構わない。
また、光拡散性シート７は、透光性樹脂８中に拡散剤９を分散含有したものである。
【００１８】
[透光性樹脂]
光拡散性シートに用いられる透光性樹脂としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＭＭＡ−スチレン共重合樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等の光透過性の高い樹脂、例えば表1に示したような樹脂を用いることができ、特にメタクリル系樹脂は光透過性が高く好ましい。
【００１９】
【表１】

【００２０】
[拡散剤]
光拡散性シートに用いられる拡散剤には、光拡散性微粒子、例えば表2に示したような拡散剤を用いることができ、拡散剤は透光性樹脂中に分散される。
【００２１】
【表２】

【００２２】
拡散剤の特性としては、透光性樹脂の屈折率Ｎｐと拡散剤の屈折率Ｎｓとの屈折率差（｜Ｎｐ−Ｎｓ｜）が、 ０＜｜Ｎｐ−Ｎｓ｜≦０．２であることが好ましい。｜Ｎｐ−Ｎｓ｜が０であると拡散剤が拡散剤としての役割を果たさず、拡散効果が全く現れないため好ましくなく、｜Ｎｐ−Ｎｓ｜が０．２より大きいと拡散性が強すぎ、画面の中心部と周辺部の輝度差が広がり、画面内輝度分布の均一性が損なわれる好ましくない。
【００２３】
また拡散剤の平均粒径Ｄは、２μｍ≦Ｄ≦４０μｍであることが好ましい。Ｄが２μｍより小さいと拡散効果は大きくその含有量を少なくすることができるが、微粒子による色温度特性の調整が困難になるので好ましくなく、Ｄが４０μｍより大きくなると十分な拡散効果を得るために多量の拡散剤を添加する必要が生じ、視野角の大幅な低下を招き好ましくない。
【００２４】
さらに、ｆ線（４８６．１ｎｍ）における透光性樹脂と拡散剤との屈折率差（｜Ｎｐｆ−Ｎｓｆ｜）から、ｃ線（６５６．３ｎｍ）における透光性樹脂と拡散剤との屈折率差（｜Ｎｐｃ−Ｎｓｃ｜）を引いた値である、｜Ｎｐｆ−Ｎｓｆ｜−｜Ｎｐｃ−Ｎｓｃ｜が−０．０１以上０以下であることが好ましく、さらに好ましくは−０．００５以上０以下で、最も好ましくは−０．００５以上−０．００１以下である。その理由は明確ではないが、｜Ｎｐｆ−Ｎｓｆ｜−｜Ｎｐｃ−Ｎｓｃ｜が０より大きくても、−０．０１より小さくても、色温度に悪影響を与え、所望の色温度特性とは異なった色温度を示してしまためである。
【００２５】
さらにまた、ｆ線（４８６．１ｎｍ）における透光性樹脂と拡散剤との屈折率差（｜Ｎｐｆ−Ｎｓｆ｜）から、ｄ線（５８９．３ｎｍ）における透光性樹脂と拡散剤との屈折率差（｜Ｎｐｄ−Ｎｓｄ｜）を引いた値である、｜Ｎｐｆ−Ｎｓｆ｜−｜Ｎｐｄ−Ｎｓｄ｜が−０．０１以上０以下であることが好ましく、さらに好ましくは−０．００４以上０以下で、最も好ましくは−０．００４以上−０．００１以下である。
【００２６】
[色温度特性]
ここで色温度特性とは、ＴＶ画面の白色画面の色温度の特性を示し、一般的に理想的な白色画面の色温度とされる１０，０００Ｋを基準とした場合の、光拡散性シートを用いて得られた色温度と１０，０００Ｋとの差の絶対値（ΔＫ）のことである。この色温度特性の値が小さい程色温度特性が良好であるといえる。
【００２７】
図３は、単レンズ光源とスクリーンを備えた透過型プロジェクションＴＶと観察者との関係を示したものである。透過型プロジェクションＴＶ１１は、スクリーン１の背面から単レンズ光源１０の映像光を投射してなり、スクリーン１から出射された映像光を観察者１２が観るものである。
【００２８】
【実施例】
次に、具体的な実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
（実施例１）
本発明の実施例１〜３（表３参照）は、光拡散性シート３を用いた図１に示されると同様の透過型スクリーンについてのものである。
【００２９】
表３は各実施例及びこれと比較するための従来技術による比較例の条件をまとめたものを示したものであり、これらにおいて、光拡散性シートは図１に示されると同様のものである。
【００３０】
【表３】

【００３１】
光拡散性シートは次のような要領で形成した。透光性樹脂１００重量部に対し、表３に示した重量部の拡散剤を混合し、フレネルレンズ製造用の押出し成形機にてフラットシートを成形し、その後フラットシート表面にフレネルレンズ形状を成形加工することによって、フレネルレンズシートを得た。
【００３２】
光拡散性シートに関し各種測定したところ、次の表４のようになった。
【００３３】
【表４】

【００３４】
輝度及び色温度は、出光面にフレネルレンズを設けた光拡散性シートの観察者側に、拡散剤を含有していないレンチキュラーレンズシートを配置して透過型スクリーンを構成し、この透過型スクリーンを４３"液晶光源式背面投射型プロジェクションＴＶの画面に取付け、このスクリーンへパターンジェネレータよりの白色光を投写し白色画面写し、画面中心から２ｍの距離で光軸方向に輝度計ＢＭ−５（ＴＯＰＣＯＮ社製）を用いて測定した。
【００３５】
得られた白色画面の色温度と１０，０００Ｋとの差の絶対値をΔＫとして示した。実施例ではいずれもΔKが１５００K以下であった。
【００３６】
屈折率測定は、分光光源装置により特定波長を作り、アッベ屈折率計（ＡＴＡＧＯ社）にて測定を行い、各屈折率の値から表４に示す値を得た。
【００３７】
官能評価は、前述の白色画面を昼光蛍光灯の照明下で観察し、感性により感じる白らしさにより評価し、○を良好、△を若干不良、×を不良として示した。
【００３８】
実施例において、色温度、正面輝度ともに良好であり、プロジェクションＴＶの輝度向上を図ることができた。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の光拡散性シートは、単レンズ光源式透過型プロジェクションＴＶにおいて、映像光の透過率をほとんど低下させずに、Ｒ光量、Ｇ光量をB光量に合せることで白色化でき、明るくコントラストの良い映像を得ることができる光拡散性シートを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による透過型スクリーンの実施形態を示す図である。
【図２】本発明による透過型スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図３】本発明における透過型プリジェクションＴＶと観察者との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 透過型スクリーン
２、７ 光拡散性シート
３ レンチキュラーレンズシート
４、８ 透光性樹脂
５、９ 拡散剤
６ フレネルレンズシート
１０ 単レンズ光源
１１ 透過型プロジェクションＴＶ
１２ 観察者

Claims (4)

1. 単レンズ光源式透過型プロジェクションＴＶに用いる光拡散性シートであって、透光性樹脂中へ少なくとも１種類の拡散剤を添加してなり、前記透光性樹脂の屈折率をＮｓ、前記拡散剤の屈折率をＮｐ、Ｎｐｆ及びＮｓｆをｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｎｐｃ及びＮｓｃをｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率とすると、−０．０１≦｜Ｎｐｆ−Ｎｓｆ｜−｜Ｎｐｃ−Ｎｓｃ｜≦０であることを特徴とする光拡散性シート。
2. 請求項１記載の光拡散性シートであって、該光拡散性シートの少なくとも片面にフレネルレンズ又はレンチキュラーレンズが形成されていることを特徴とする光拡散性シート。
3. 請求項１又は２記載の光拡散性シートを有することを特徴とする透過型スクリーン。
4. 請求項３記載の透過型スクリーンであって、前記光拡散性シートと拡散剤を含有しないレンチキュラーレンズシート又はフレネルレンズシートとを組み合わせて用いることを特徴とする透過型スクリーン。

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