JPH10339915A - 背面投射スクリーンとその製造方法とそれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モアレ障害を実用上問題になら内容に範囲内
にするための投射型スクリーンを提供する。 【解決手段】 一方の面に配列ピッチＰｓが０．２ｍｍ
以下のレンチキュラレンズアレイが、平坦な他方の面に
光拡散層及び光吸収層が設けられた厚み０．３ｍｍのレ
ンチキュラレンズシートを、厚みが１ｍｍ〜５ｍｍの光
透過部材と、光吸収層の面で透明接着剤によって光学的
に結合させた張り合わせ構造であって、スクリーン上で
の画素ピッチに対するレンチキュラレンズピッチの比を
モアレが発生しないように充分大きく選ぶ事が出来る背
面投射スクリーンとその製造方法それを用いた画像表示
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、背面投射型画像表
示装置に用いる背面投射スクリーンとその製造方法とそ
れを用いた背面投射型画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面映像を表示する軽量コンパ
クトな背面投射型画像表示装置の開発要請が、市場から
高まっている。その背面投射型画像表示装置において、
背面投射スクリーンを使用する状態を模式的に図７に示
す。

【０００３】ＣＲＴ２０１上の画像は、背面投射スクリ
ーン２０３の背面より投射レンズ２０２によって拡大さ
れ、投射され、背面投射スクリーン２０３上に結像され
る。使用者はそのスクリーンの前方から結像された映像
を観る事が出来る。スクリーン上に正対する方向より偏
った方向から映像を観視する場合、その偏りに従って一
般に映像の輝度は低下する。その輝度の変化の状況を視
野特性と呼ぶ。背面投射スクリーン２０３は、フレネル
レンズシート２０４とレンチキュラレンズシート２０５
で構成される。フレネルレンズシート２０４は、投射レ
ンズ２０２から背面投射スクリーン２０３に入射する投
射光を略並行光に変換する。フレネルレンズシート２０
４で並行光線になった入射光は、レンチキュラレンズシ
ート２０５で拡散される。スクリーンの視野特性は、こ
の入射光の拡散のしかたによって決定される。

【０００４】レンチキュラレンズシート２０５にはシー
トの後面に垂直方向を長手方向として配列された半円筒
形のレンチキュラレンズアレイが形成されており、レン
チキュラレンズシート２０５の内部には拡散材が分散さ
れている。

【０００５】水平方向の視野角は、主としてレンチキュ
ラレンズによる屈折によって得られ、相対的に広くなっ
ているが、拡散材による拡散も視野角の拡大に寄与す
る。垂直方向の視野角は、拡散材による拡散作用のみで
得られていて、相対的に狭くなっている。画像表示装置
は、画面の視野角を視聴環境に合わせて設定する事によ
り、投射光を有効利用して視野領域の輝度を高くしてい
る。

【０００６】画面表示装置の視野特性は、スクリーンに
対して観る事の出来る範囲と言う点では、広ければ広い
ほど好ましいけれども、正面輝度は、視野特性を広くす
ればするほど低下する。従って、好ましい視野特性は、
必要な方向に有効に光を配分することで決定される。

【０００７】画面表示装置の画面は、一般に水平方向で
は様々な角度から観られている。しかし垂直方向におい
ては、観視者が座った状態または立ち上がった状態から
観る程度の限られた角度範囲で観られる事が予測される
から、垂直方向の視野特性は、広くなくても良い。背面
投射スクリーンの視野特性は、それらの使用目的を満た
ように設計される。従って、背面投射スクリーンの光拡
散特性は、水平に広く垂直に狭い異方性拡散特性を必要
とする。

【０００８】レンチキュラレンズシートは、その異方性
光拡散特性を実現する。即ち、水平方向の光拡散特性
は、垂直方向を長手方向とするレンチキュラレンズの作
用によって水平方向に大きな値を示し、垂直方向には内
部に配した光拡散材の作用のみによる比較的小さな値を
示す。

【０００９】レンチキュラレンズシート２０５のレンチ
キュラレンズの作用を図８を用いて説明する。なお、図
８では通常配合される光拡散材を図示していない、従っ
てレンチキュラレンズの屈折作用による水平方向への光
拡散のみを示している。

【００１０】図８で実線で示した光線軌跡は投射レンズ
２０２の瞳中央を通過する主光線を示し、破線は投射レ
ンズの周辺部を通過する光線を示す。

【００１１】図から明らかなように、きわめて指向性鋭
く（ほとんど並行に）入射された入射光は、レンチキュ
ラレンズによって、広く（広い角度に）拡散され、広い
視野範囲から画像を観る事が出来るようになる。

【００１２】レンチキュラレンズシート２０５の厚みは
レンチキュラレンズの焦点距離とほぼ等しくしているの
で、投射光はレンチキュラレンズシート２０５出射面の
一定の特定領域から出射してそれ以外の領域からは出射
しない。この特定領域（光不透過領域）から出射しない
事を利用して、出射面の光不透過領域に光吸収材料を用
いたブラックストライプ２０６を形成することが一般的
に行なわれている。

【００１３】レンチキュラレンズシート２０５は、この
ようにブラックストライプ２０６を構成する事で、投射
光を損失する事なく外光の反射を低減する事が出来て、
映像のコントラストを大きく向上することができる。

【００１４】ただし、前記説明からも明らかなように、
レンチキュラレンズシート２０５の厚みはレンチキュラ
レンズエレメントの焦点距離とほぼ等しい必要があり、
適正な水平視野角（輝度の半減する角度で±３０゜〜４
５゜）を設定するとレンチキュラレンズピッチの１．２
倍〜１．５倍になる。

【００１５】背面投射型テレビジョンに代表されるこの
種の装置のスクリーンサイズは一般的に３５〜７０イン
チで、一方レンチキュラレンズピッチは０．５〜１．０
ｍｍである。

【００１６】レンチキュラレンズピッチは小さければ小
さいほど背面投射スクリーンによる解像力低下が少な
く、その事は好ましい事ではあるが、前記のレンチキュ
ラレンズピッチ０．５〜１．０ｍｍの値でＣＲＴを画像
源とする背面投射型画像表示装置では実用上問題のない
表示品位を得ていた。

【００１７】ただし、前記説明からも明らかなように、
このブラックストライプは、対応するレンチキュラレン
ズと正しい位置関係を保つように形成されていなければ
ならない。この位置がずれると、本来出射すべき光線が
吸収されて、光効率が低下する。

【００１８】ブラックストライプの最も一般的な形成方
法は、レンチキュラレンズシートを成形する際に入射側
レンチキュラレンズ形状と共に出射面のこれに対応する
位置に凹凸を一体的に形成し、この凹凸を利用する方法
である。この方法で現在一般的に使用されている０．５
ｍｍから１．０ｍｍレンチキュラレンズピッチの位置精
度は、一応得られている。しかし、レンチキュラレンズ
形状を形成する金型と凹凸を形成する金型の位置合わせ
精度は、加工精度の限界から、これ以上レンチキュラレ
ンズピッチを細かくすれば相対的な位置誤差の増加を伴
い、さらに細かいレンチキュラレンズピッチにする事は
困難になっている。

【００１９】特開平８−２５４７５６号公報には、金型
によらず正確な位置にブラックストライプを形成する方
法として、レンチキュラレンズの集光機能によって感光
性樹脂を選択的に露光することで凹凸またはマスクを形
成しこれを利用する方法が開示されている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、液晶を
画像源とする背面投射型画像表示装置が開発され、レン
チキュラレンズピッチのファイン化が、必要になってき
た。液晶を画像源とする背面投射型画像表示装置は、液
晶の画素配列とレンチキュラレンズのレンズ配列とでモ
アレを発生する事があるためである。それまで、ＣＲＴ
を画像源とする背面投射型画像表示装置では、ＣＲＴの
走査線の周期性とレンチキュラレンズの周期性は空間的
に直交しているため、モアレを発生することはなかっ
た。

【００２１】液晶の画素配列とレンチキュラレンズのレ
ンズ配列によるモアレは、スクリーン上での液晶の画素
ピッチＰｇとレンチキュラレンズシートのレンチキュラ
レンズピッチＰｓのピッチ比Ｒｐ＝Ｐｇ／Ｐｓに関係
し、モアレピッチを極小化して目立ち難くするために、
ピッチ比Ｒｐは半整数倍に近い値が好ましく、ピッチ比
Ｒｐが大きいほどモアレ強度は小さくなる。

【００２２】ピッチ比Ｒｐがどの程度の値で有れば実用
上問題のない値になるかは、配合される拡散材の量にも
関係し一概には言えないが、我々の検討によれば５以下
では前記半整数値による最適化が必要となり、好ましく
は４．５程度、最低でも２．５以上である必要がある。
Ｒｐが５．５以上の場合には、モアレ強度が小さくな
り、前記半整数値による最適化が不要になる。

【００２３】例えば、最も一般的なＶＧＡ（VIDEO GRA
PHICS ARRY）（水平６４０画素、垂直４８０画素）仕
様の画像を、液晶を画像源とする背面投射型画像表示装
置で、スクリーンサイズ４０インチに表示する場合、背
面投射スクリーン上での画素ピッチＰｇは約１．３ｍｍ
である。従って、使用可能なレンチキュラピッチＰｓの
最大値はその２．５分の１の約０．５ｍｍになる。この
０．５ｍｍのレンチキュラピッチＰｓは、現在の一般的
に用いられるレンチキュラレンズシートで対応可能であ
る。

【００２４】しかしながら、前述のように、ブラックス
トライプを有するレンチキュラレンズシートが、所定の
視野角を確保するためには、レンチキュラレンズシート
の厚さは、そのレンチキュラピッチの１．５倍以内すな
わち０．７５ｍｍ以下となる。

【００２５】このような０．７５ｍｍ以下の厚さのレン
チキュラレンズシートは、非常に撓みやすく保持が困難
になるとういう新しい問題を生ずる。

【００２６】さらに、前記０．５ｍｍピッチのレンチキ
ュラレンズシートは前記画素数、画面サイズにおいての
み使用可能であり、同じ画素数でも僅かに画面サイズが
異なればピッチの大きなモアレを生じ使用不能になる。

【００２７】また、従来の技術ではレンチキュラレンズ
シートの内部に拡散材を配置している。この場合には、
拡散材の拡散作用によって、投射光は拡散された状態で
ブラックストライプ部に到達するので光損失を生じる。
さらに、特開平８−２５４７５６号公報には、ブラック
ストライプの生成に当たり、レンチキュラレンズの集光
機能によって感光性樹脂を選択的に露光することで凹凸
またはマスクを形成しこれを利用する方法が開示されて
いる。

【００２８】しかし、この方法は、同様にレンチキュラ
レンズシートの内部に拡散材が配置されている場合に
は、前記拡散材による拡散作用によって照射光が拡散さ
れ、照射光強度、露光時間等の露光条件の僅かな変化、
不均一によってブラックストライプの形成状態に変化、
不均一が生じて安定なブラックストライプ形成が困難に
なるという問題もあった。

【００２９】これらの問題を回避する為に、レンチキュ
ラレンズシートを透明材料のみで形成し、図６（Ａ）の
ように、その画面を観る側に拡散板１０８を配置する方
法が考えられる。

【００３０】しかしながら、この方法では外光の拡散反
射を十分に低減することができず映像のコントラスト低
下が発生する。

【００３１】その基本的考え方を平板をモデルとした図
６（Ａ）、図６（Ｂ）を利用して説明する。

【００３２】図６（Ａ）は、ブラックストライプを施し
た透明板の内部に光拡散層を形成したもの、図６（Ｂ）
はブラックストライプを形成した透明板の前に拡散板を
配置したものである。１０７は中央部に光拡散層１１０
を有し他は透明な拡散板の画面を観る側の面にブラック
ストライプ１０６を施したブラックストライプ付拡散板
である。拡散板１０８は中央部に光拡散層１１０を有し
他は透明、１０９は透明板の上にブラックストライプ１
０６を施したブラックストライプ付透明板であり、ブラ
ックストライプ１０６の幅はブラックストライプ周期の
半分である。

【００３３】前記モデルで、透明材料の屈折率は１．５
で便宜上入射角度によらず反射率は４％、吸収は無いも
のとし、各面は鏡面とする。ブラックストライプ部分も
反射率は４％、他は吸収され透過率は零とする。ブラッ
クストライプ面１０７ａ、１０９ａは５０％の割合でブ
ラックストライプが形成されており、反射率４％、透過
率４８％、吸収率４８％、ブラックストライプの形成さ
れていない他の各面は反射率４％、透過率９６％、吸収
率０％である。

【００３４】以上の仮定のもとに図６（Ａ）、図６
（Ｂ）の２つのモデルにおける拡散反射成分について吟
味する。なお、入射光の強度を１とし、複数回反射する
成分は微量なものとしてこれを無視する。

【００３５】図６（Ａ）で、ブラックストライプ付拡散
板１０７の画面を観る側のブラックストライプ面１０７
ａに光強度１の外光が入射したと仮定する。入射光のう
ち４％が反射、４８％が吸収され４８％が透過して光拡
散層１１０で拡散される。拡散された４８％の光はその
４％が１０７ｂ面で反射され、さらにそのうちの４８％
がブラックストライプ面１０７ａを再び透過して観察方
向に回帰される。観察方向に回帰する成分は（１）１０
７ａ面を透過、１０７ｂ面で反射、再度１０７ａ面を透
過する成分 ０．０４×（０．４８）2＝０．００９ であり、入射外光の０.９％に過ぎない。

【００３６】一方図６（Ｂ）で同様の検討を行うと、拡
散板１０８の画面を観る側の面１０８ａに入射した外光
はその４％が反射、９６％透過して光拡散層１１０で拡
散される。光拡散層１１０で拡散された９６％の光のう
ち観察方向に回帰される成分は、（１）１０８ｂ面で反
射、１０８ａを透過する成分 ０．０４×０．９６＝０．０３８ （２）１０８ｂ面を透過、１０９ａ面で反射、１０８
ｂ、１０８ａ面を透過する成分 ０．０４×（０．９６）３＝０．０３５ （３）１０８ｂ面、１０９ａ面を透過、１０９ｂ面で反
射、１０９ａ、１０８ｂ、１０８ａ面を透過する成分 ０．０４×（０．９６）3×（０．４８）2＝０．００８ となり合計で ０．９６×（０．０３８＋０．０３５＋０．００８）＝
０．０７８ すなわち図６（Ｂ）のモデルでは、図５Ａのモデルの約
９倍、約８％の光が拡散光として画面を観る側に反射さ
れ、この拡散光の反射によって、映像のコントラストは
劣化させる。

【００３７】この様にレンチキュラレンズシートの前方
に拡散板を配置する方法は、映像のコントラストを劣化
させる問題があった。

【００３８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的はモアレ障
害を実用上問題にならない範囲内にするために、レンチ
キュラレンズシートのピッチは０．２ｍｍ以下とファイ
ンピッチにすると、適正な水平視野角を得るためにはレ
ンチキュラレンズシートの厚さを０．３ｍｍ以下と薄く
しなければならない結果、従来であれば投射型画像表示
装置へ装着する時の取り扱いが困難であった問題を解決
し、取り扱いの容易な機械的剛性を有する背面投射スク
リーンを提供することにある。

【００３９】この課題を解決するために本発明の背面投
射スクリーンは、一方の面にレンチキュラレンズアレイ
を有し、他方の面に平坦な面を有するレンチキュラレン
ズシートと、両面が平坦な光透過部材と、前記レンチキ
ュラレンズシートの平坦な面と前記光透過部材の一方の
面との間に存在する光吸収層と、光拡散層と、光学的結
合層とから構成される背面投射スクリーンである。

【００４０】本発明の背面投射スクリーンおよびその製
造法は、この薄いレンチキュラレンズシートと厚い光透
過部材とを備え、レンチキュラレンズシートと光透過部
材との間に、光吸収層と光拡散層とを形成し、界面から
光が反射しないように光学的結合するように接着させ、
一体化した構造にすることにより、機械的剛性を有する
と同時に接着面での反射による光のロスやフレアの発生
を防止する。

【００４１】本発明の投射型画像表示装置は、本発明の
背面投射スクリーンを用いることにより、液晶を画像源
とする場合に必要なレンチキュラレンズピッチのファイ
ン化が可能となる。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明は、一方の面にレンチキュ
ラレンズアレイを有し、他方の面に平坦な面を有するレ
ンチキュラレンズシートと、両面が平坦な光透過部材
と、前記レンチキュラレンズシートの平坦な面と前記光
透過部材の一方の面との間に存在する光吸収層と、光拡
散層と、光学的結合層とから構成される背面投射スクリ
ーンに関するものである。

【００４３】本発明は、一方の面にレンチキュラレンズ
アレイを有し他方の面に平坦な面を有するレンチキュラ
レンズシートと、前記レンチキュラレンズシートの平坦
な面に隣接する光吸収層と、前記光吸収層に隣接する光
学的結合層と、前記光学的結合層に隣接する光拡散層
と、前記光拡散層に隣接する両面が平坦な光透過部材と
から構成され、前記光吸収層を有する面と前記光拡散層
を有する面が光学的に結合された背面投射型スクリーン
に関するものである。

【００４４】本発明は、投射側から画面を観る側に向か
って順に、投射側にレンチキュラレンズアレイを有し他
方の面に平坦な面を有するレンチキュラレンズシート
と、光拡散層と、光吸収層と、光学的結合層と両面が平
坦な光透過部材とから構成され、前記光吸収層を形成し
た面と前記光透過部材が光学的に結合された背面投射型
スクリーンに関するものである。

【００４５】本発明は、前記レンチキュラレンズシート
の厚さが前記レンチキュラレンズアレイのレンズの焦点
距離とほぼ等しく、前記レンチキュラレンズシートの平
坦な面の光不透過領域に前記光吸収層を形成した面と前
記光透過部材の投射側の面に形成した光拡散層の面と
を、透明接着材で光学的に結合した前記発明の記載の背
面投射スクリーンに関するものです。

【００４６】本発明は、レンチキュラレンズシートの厚
さが前記レンチキュラレンズアレイのレンズの焦点距離
とほぼ等しく、前記レンチキュラレンズシートの平坦な
面の光不透過領域に前記光吸収層を形成した面と前記光
透過部材の投射側の面に形成した光拡散層の面とを、透
明接着材で光学的に結合した前記発明の背面投射スクリ
ーンに関するものである。

【００４７】本発明は、一方の面にレンチキュラレンズ
を形成し、他方の面は平坦で厚みが前記レンチキュラレ
ンズの焦点距離とほぼ等しいレンチキュラレンズシート
を、紫外線硬化樹脂を硬化させることにより形成する工
程と、前記透明レンチキュラレンズシートの平坦面の光
不透過領域に光吸収層を、紫外線硬化樹脂を用いたリフ
トオフ法により形成する工程と、前記レンチキュラレン
ズシートの光吸収層を有する面と前記光透過部材の光拡
散層を有する面とを透明接着剤で接合させる工程を有す
る前記本発明の背面投射スクリーンの製造方法に関する
ものである。

【００４８】本発明は、一方の面にレンチキュラレンズ
を形成し、他方の面は平坦で厚みが前記レンチキュラレ
ンズの焦点距離とほぼ等しいレンチキュラレンズシート
を、紫外線硬化樹脂を硬化させることにより形成する工
程と、前記透明レンチキュラレンズシートの平坦面上に
等方に光を拡散する拡散材を分散した光拡散層を設ける
工程と、光拡散層の上の光不透過領域に光吸収層を、紫
外線硬化樹脂を用いたリフトオフ法により形成する工程
と、前記レンチキュラレンズシートの光吸収層を有する
面と前記光透過部材の光拡散層を有する面とを透明接着
剤で接合させる前記本発明の背面投射スクリーンを用い
た背面投射型画像表示装置に関するものである。

【００４９】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施形態の背面投射スクリーンの水平断面図で、レンチキ
ュラレンズシート１５と光透過部材１１を透明粘着剤１
２で張り合わせた構造である。なお背面投射スクリーン
は図６で述べたように、フレネルレンズシートとレンチ
キュラレンズシートで構成されたもの意味するが、以下
の説明では背面投射スクリーンはフレネルレンズシート
を含まないものとする。投射型画像表示装置は画像をレ
ンチキュラレンズシート１５側から投射し、観視者は光
透過部材１１側からその画像を観る。

【００５０】レンチキュラレンズシート１５の一方の面
には、レンチキュラレンズからなるレンチキュラレンズ
アレイ１６が形成されている。レンチキュラレンズは半
円筒形であり、多数がアレイ状に配列されたもので、使
用時にはその半円筒の長手方向が垂直方向に配置され
る。

【００５１】レンチキュラレンズシート１５の他方の全
面には、光拡散層１４が形成されている。光拡散層１４
には、等方に光を拡散する拡散材が分散されている。光
拡散層１４の層上に光吸収層１３が形成される。この光
吸収層１３はレンチキュラレンズシートの屈折作用の結
果生じる光不透過領域に形成されるので投射光が損失す
ることがない。またこの光吸収層１３は黒色でブラック
ストライプと呼ばれる。

【００５２】レンチキュラレンズアレイ１６は、図８で
説明したように、水平方向に入射する入射光を屈折し、
拡散する作用を行うもので、本発明の背面投射スクリー
ンでは、レンチキュラレンズピッチＰｓを０．２ｍｍ以
下にして、前述のモアレ低減条件を満足している。レン
チキュラレンズの焦点距離は、ピッチＰｓの１．２倍か
ら１．５倍に選ばれている。これによって、本発明の背
面投射スクリーンは、画像表示面に対して適正な水平視
野範囲を得ることが出来る。

【００５３】レンチキュラレンズアレイ１６は、入射光
を水平に屈折し、拡散する事で光を広く拡散するが、前
記光拡散層１４は、前記レンチキュラレンズによる拡散
方向以外の方向にも光を拡散し、観る角度によって急激
な輝度低下が発生するのを防止する。さらに、レンチキ
ュラレンズアレイ１６の屈折機能が作用しない垂直方向
に光を拡散し相対的に小さな視野領域を与える。

【００５４】レンチキュラレンズシート１５の厚さｔ１
は前記焦点距離と等しい厚さに設定される。これによっ
て、投射光は他方の面の限られた領域（面）に集光しそ
の限られた領域（面）から出射する。従って、投射光は
他方の面では限られた領域（面）のみを光が通過し、そ
の他の領域（面）は光が通過しない。この光が通過しな
い領域は光不透過領域と呼ばれ、この光不透過領域に光
吸収層１３が設けられる。この光吸収層１３は投射光が
損失することがない様にブラックストライプが設けられ
る。この光吸収層があることにより、投射光を損失する
ことなく外光の反射を低減し、映像のコントラストを向
上させる事ができる。

【００５５】この様に構成したレンチキュラレンズシー
ト１５の厚みｔ１は、前記説明から明らかなように、レ
ンチキュラレンズピッチＰｓ＝０．２０ｍｍの１．２倍
から１．５倍であるから最大でも０．３ｍｍであり、こ
の薄さでは、単独で背面投射スクリーンとして投射型画
像表示装置へ装着する事は困難である。

【００５６】そこで、レンチキュラレンズシート１５を
厚い光透過部材１１と接着することにより機械的強度不
足を補うことができる。しかし両者の接着条件が光学的
結合条件を満足しなければ、接着面で反射による光のロ
スやフレアが発生する。厚みｔ１が０．３ｍｍ以下のレ
ンチキュラレンズシート１５と、厚みｔ２が１ｍｍから
５ｍｍの光透過部材１１とを、その界面で反射が生じな
いよう光学的に結合出来る条件を満足する透明粘着剤１
２で張り合わせる。例えば光透過部材１１、レンチキュ
ラレンズシート１５としてアクリル樹脂を、光拡散層１
４、光吸収層１３としてアクリル樹脂を主成分とする樹
脂を、透明粘着剤１２としてアクリル系透明粘着材を用
いれば、両者の屈折率がほぼ同一であるから、この構成
の背面投射スクリーンは、この接着が光学的な結合をし
ており、結合面で反射による光ロスまたはフレアは発生
しない。すなわち光学的結合条件を満足するためには各
部材の屈折率が互いに接近しておればよい。

【００５７】またスクリーンの機械的強度は補強された
ので、単独で背面投射スクリーンとして投射型画像表示
装置へ装着する時の取り扱いを容易にできる。

【００５８】なお、光透過部材１１の厚みｔ２は１ｍｍ
以下だと強度的に不足で、５ｍｍ以上では重量が大きく
なりすぎ、いずれも取り扱いが困難になる。

【００５９】（実施の形態２）図３は本発明の背面投射
スクリーンの第２の実施形態を示す水平断面図で、レン
チキュラレンズシート２５の出射面の光が通過しない部
分即ち光不透過領域にブラックストライプすなわち光吸
収層２３が設けられる。光透過部材２１の一方の面の全
面に、等方に光を拡散する拡散材が分散された光拡散層
２４が形成される。そのブラックストライプからなる光
吸収層２３と拡散剤よりなる光拡散層２４は透明粘着剤
２２によって、その界面で反射が生じないよう光学的に
結合され、レンチキュラレンズシート２５と光透過部材
２１は一体化される。

【００６０】このように構成することにより、レンチキ
ュラレンズアレイ２６は、水平方向に入射する入射光を
屈折し、拡散する作用を行う。光吸収層２３はレンチキ
ュラレンズシートの屈折作用の結果生じる光不透過領域
に形成されるので投射光が損失することがなく、外光の
反射を抑えることができる。光拡散層２４には、等方に
光を拡散する拡散材が分散されているので投射光を散乱
させる。

【００６１】さらに光拡散層２４で拡散された外光はブ
ラックストライプ面で反射することなくブラックストラ
イプに到達する成分は１００％吸収され、開口部に到達
する成分は１００％透過して、外光の拡散反射成分を低
減することが出来る。なお光拡散層２４と前記光透過部
材２１を２重押し出し成型によって一体化した部材を製
作し、光吸収層を有するレンチキュラレンズシートを光
学的結合するように透明粘着剤で張り合わせ、一体化し
ても良い。

【００６２】また、光吸収層２３面と光拡散層２４を粘
着剤で結合するものとしたが、透明接着剤を使用しても
同様の効果が期待できる。

【００６３】次に実施の形態１および実施の形態２で述
べた本発明の背面投射スクリーンの作用・効果を述べ
る。

【００６４】第１にレンチキュラレンズピッチＰｓを
０．２ｍｍ以下にできる。この結果、ＶＧＡ仕様の液晶
パネルを用いた画面サイズ３５インチ以上の背面投射型
画像表示装置での画素ピッチＰｇは約１．３ｍｍである
から、ピッチ比Ｐｄ／Ｐｓを５．５倍以上とすることが
でき、モアレ障害を実用範囲内にすることが出来、従来
の第１の課題を解決することができる。

【００６５】第２に、レンチキュラレンズピッチＰｓが
０．２ｍｍ以下で、その焦点面にブラックストライプを
形成した厚さが０．３ｍｍ以下のレンチキュラレンズシ
ートを、ブラックストライプを形成した面を結合面とし
て、厚み１ｍｍ以上の光透過部材に光学的に結合するよ
うに張り合わせた構造とする事で、反射による光のロス
やフレア発生等の光学性能を損なうことなく、構造的強
度を強化する事ができる。

【００６６】第３にレンチキュラレンズシートと光透過
部材に光学的に結合するように張り合わせた構造とする
事で、反射による光のロスやフレア発生等の光学性能を
損なうことなく、光損失が少なく、外光反射の低減効果
に優れた背面投射スクリーンを提供できる。

【００６７】なお、光拡散層２４は光透過部材２１の一
方の面の全面に形成される例を述べたが、光拡散層２４
を形成せず、レンチキュラレンズシート全体に拡散材を
分散させてもよい。

【００６８】また、光透過部材２１に光吸収材を分散さ
せててもよい。この場合は透過率は低下するが、投射光
が光透過部材２１によって損失する以上に、外光の反射
を低減する事が出来て、映像のコントラストを向上する
ことが出来る。

【００６９】さらに、背面投射スクリーンは、光透過部
材の表面に反射防止処理、帯電防止処理、表面硬化処理
等の公知の処理を施す事によって、付加価値を上げる事
が出来る。

【００７０】前記構成による背面投射スクリーンを、液
晶パネルを画像源とする背面投射型画像表示装置に使用
する事で、特定の大きさのスクリーンに限定されず、各
種スクリーンサイズでモアレによる画質の劣化を生じる
ことがなく、コントラスト特性の優れた、かつ取り扱い
の容易である背面投射スクリーンを実現する事が出来
た。

【００７１】このように実施の形態１、実施の形態２の
背面投射スクリーンは、図２のような背面投射型画像表
示装置に用いることができる。ランプ５１の光を照射さ
れた液晶パネル５０上の画像は、投射レンズ５２によっ
て拡大され、投射され、フレネルレンズシート５４で平
行光線となり、レンチキュラレンズシート５５上に結像
される。

【００７２】またこのような実施の形態１、実施の形態
２の背面投射スクリーンを用いた背面投射型画像表示装
置では、ピッチ比Ｐｄ／Ｐｓを５．５倍以上とすること
ができ、モアレ障害を実用範囲内にすることができる。
ただし液晶パネルは、図７のようにＣＲＴ、プラズマデ
ィスプレイ等のビデオディスプレイ装置であってもよい
ことは言うまでもない。

【００７３】（実施の形態３）図４は本発明の背面投射
スクリーンの第３の実施の形態のレンチキュラレンズシ
ートを示す図である。

【００７４】レンチキュラレンズシート３５の平坦面側
に、ブラックストライプが形成され、光吸収層３３とす
る。この上に直接に印刷、スプレー等の手段で等方に光
を拡散する拡散材が分散された光拡散層３４を形成す
る。このとき印刷回数を複数回としたり、スプレー材料
の粘度を最適化することにより、光拡散層３４の表面を
ほぼ平滑にする。

【００７５】図４のような構造の光拡散層３４および光
吸収層３３を有するレンチキュラレンズシート３５は、
光透過部材と光学的結合させるにあたり、両面ともに平
坦で凹凸が無いので透明接着剤に気泡が入ること無く、
光学的結合層の形成が容易となる。

【００７６】（実施の形態４）次に、図面を使って、本
発明の第４の実施の形態例を説明する。図５（Ａ）、図
５（Ｂ）、図５（Ｃ）、図５（Ｄ）は本発明の背面投射
スクリーンのレンチキュラレンズシートの製造方法の一
例を示す工程図である。

【００７７】まず、レンチキュラレンズアレイの逆形状
に加工した金型に、未硬化のアクリル系紫外線硬化樹脂
を充填し、その上に紫外線硬化樹脂との界面に気泡が入
らないようにポリエステルフィルムを設置し、ポリエス
テルフィルム側から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を
硬化させ、図５（Ａ）のようなフィルム状レンチキュラ
レンズシート２５を形成する。この時、ポリエステルフ
ィルムの厚さは、レンチキュラレンズとポリエステルフ
ィルムの合計厚さがレンチキュラレンズの焦点距離とほ
ぼ一致するように設定する。

【００７８】光吸収層２３をフィルム状レンチキュラレ
ンズシート２５上に形成するにはリフトオフ法を用い
る。フィルム状レンチキュラレンズシート２５の平坦面
に紫外線硬化樹脂を塗布した後、レンチキュラレンズ面
からレンチキュラレンズの光軸に並行な紫外線を照射す
る。紫外線照射により、スクリーンとして用いる場合の
光が透過する透過部分となる部分の紫外線硬化樹脂が硬
化する。光が透過しない光不透過領域となる未硬化紫外
線硬化樹脂は現像工程で除去される。このようにして、
光透過部分に紫外線硬化樹脂がストライブ状に形成され
たレンチキュラレンズシートが出来る。

【００７９】次に黒色インクを平坦面の全面に印刷また
はスプレー法により塗布し、乾燥させる。紫外線硬化樹
脂を溶解させるが黒色インクは溶解しない薬品を用い
て、光透過部分に残った紫外線硬化樹脂とともに光透過
部分に対応する位置の黒色インクを除去する。このよう
にして光不透過領域にのみ黒色インクが残り、図５
（Ｂ）のようにブラックストライプが形成された、すな
わち光吸収層２３を有するフィルム状レンチキュラレン
ズシートが製造される。

【００８０】一方、光拡散層２４を有する光透過部材２
１は２層押し出し成型によって製作され、図５（Ｃ）の
ようになる。ここで用いられる材料とその特性について
説明する。基材となる光透過部材２１の材料にはＰＭＭ
Ａ（アクリル樹脂）を用いる。光拡散層２４は、分散媒
をＰＭＭＡとして、ＭＳ（アクリルとスチレンの重合
体）ビーズを分散して形成する。光の拡散作用は分散媒
であるＰＭＭＡの屈折率とビーズ材料となるＭＳの屈折
率が異なる事によって、ビーズ界面で光が屈折される事
によって生じる。目的とする拡散特性は、ＭＳビーズの
屈折率、ビーズ径、分散層の厚さを調整する事によって
得られる。分散媒であるＰＭＭＡの屈折率１．４９に対
し、ビーズ材であるＭＳの屈折率は１．５２〜１．５５
で、ビーズ粒径を３μｍ〜２０μｍ、分散濃度を体積濃
度で５〜２０％に設定すれば、光拡散層厚さは、約１０
０μｍでスクリーンに必要な垂直視野特性を実現する事
が出来る。

【００８１】次に、２層押し出し成型によって製作され
た光拡散層２４を有する光透過部材２１（図５（Ｃ））
と光吸収層２３が形成されたフィルム状レンチキュラレ
ンズシート（図５（Ｂ））とを透明粘着材２２で光学的
に接合させる製造法を図４Ｄを用いて説明する。

【００８２】光透過部材２１の適切な厚さはスクリーン
サイズによって異なるが、レンチキュラレンズシートと
結合後には全体として充分な機械強度が得られ、また扱
いが困難になるほど重たくならないように１ｍｍ〜５ｍ
ｍの範囲に設定する。ブラックストライプ付レンチキュ
ラレンズシートと光透過部材２１とは、ブラックストラ
イプ面及び光拡散層面を結合面として、アクリル系透明
粘着材２２（屈折率１．４９）によって結合する。

【００８３】以上の説明から分かるように前記、スクリ
ーンを構成する各要素、即ちレンチキュラレンズシート
２５と、光拡散層２４の分散媒と、光透過部材２１とは
アクリル樹脂またはアクリル樹脂を主成分としており、
それらを結合するアクリル系透明粘着材２２と屈折率は
ほぼ等しく、光学的結合条件を満足しており、それらの
境界において光が反射する事は無い。

【００８４】かかる製造方法によれば、ブラックストラ
イプの形成において光拡散層が障害になることなく、正
確かつ安定なブラックストライプ形成が可能になる。ま
た、光拡散層とブラックストライプ面が光学的に結合さ
れ、その間に反射界面がないので、反射によるコントラ
ストの低減がなく、更に、ブラックストライプの光吸収
により、高いコントラストの映像を実現できる。

【００８５】さらに、比較的厚い基材を有する拡散板に
光学的に結合することによって、機械強度が高くなった
ので、本発明の背面投射スクリーンは、従来単独では扱
いにくいフィルム状レンチキュラレンズシートの投射型
画像表示装置への装着を容易にする。

【００８６】なお、前記製造法は、光拡散層２４と透明
な光透過部材２１を２層押し出し成型によって製作した
が、フィルム状の光拡散層を、フィルム状のブラックス
トライプ付レンチキュラレンズシートと、透明層である
光透過部材２１との間に、前記アクリル系透明粘着材２
２（屈折率１．４９）によって３者を光学的に結合して
も良い。

【００８７】また、フィルム状の光拡散層を、フィルム
状のブラックストライプが用意されていないレンチキュ
ラレンズシートに前記アクリル系透明粘着材２２によっ
て光学的に結合し、その上に上述の工法でブラックスト
ライプを生成し、その面と前記光透過部材２１とを前記
透明粘着材２２で光学的に結合しても良い。

【００８８】以上のように、本発明によれば、レンチキ
ュラレンズアレイピッチを０．２ｍｍ以下にすること
で、液晶パネルを画像源とする背面投射型画像表示装置
に用いてもモアレによる画像劣化を生じることなく、ま
たレンチキュラレンズシートと１ｍｍから５ｍｍの厚み
の光透過部材とを光学的結合してに張り合わせた構造に
することによって、光学特性を損なうことなく取り扱い
を容易にすることができる。

【００８９】

【発明の効果】本発明の背面投射スクリーン及びその製
造方法は、他に各種の変形例が可能である。したがって
本発明の真の精神および範囲内に存在する変形例は、す
べて特許請求の範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の背面投射スクリーンの
水平断面図

【図２】本発明の投射型画像表示装置の基本構成を示す
模式図

【図３】本発明の実施の形態２の背面投射スクリーンの
水平断面図

【図４】本発明の実施の形態３の背面投射スクリーンの
レンチキュラレンズシートの断面図

【図５】本発明の実施の形態４で、背面投射スクリーン
の製造方法の他の実施の形態を示す工程図

【図６】従来の外光の拡散反射成分を説明するための平
板モデルの断面図

【図７】従来の投射型画像表示装置の基本構成を示す模
式図

【図８】従来のレンチキュラレンズシートの作用を説明
するためのレンチキュラレンズシート断面図

【符号の説明】

１１，２１ 光透過部材 １２，２２ 透明粘着剤 １３，２３，３３ 光吸収層 １４，２４，３４ 光拡散層 １５，２５，３５ レンチキュラレンズシート １６，２６ レンチキュラレンズアレイ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面にレンチキュラレンズアレイを
   有し、他方の面に平坦な面を有するレンチキュラレンズ
   シートと、両面が平坦な光透過部材と、前記レンチキュ
   ラレンズシートの平坦な面と前記光透過部材の一方の面
   との間に存在する光吸収層と、 光拡散層と、 光学的結合層とから構成される背面投射スクリーン。
2. 【請求項２】 一方の面にレンチキュラレンズアレイを
   有し他方の面に平坦な面を有するレンチキュラレンズシ
   ートと、 前記レンチキュラレンズシートの平坦な面に隣接する光
   吸収層と、 前記光吸収層に隣接する光学的結合層と、 前記光学的結合層に隣接する光拡散層と、 前記光拡散層に隣接する両面が平坦な光透過部材とから
   構成され、前記光吸収層を有する面と前記光拡散層を有
   する面が光学的に結合された背面投射型スクリーン。
3. 【請求項３】 投射側から画面を観る側に向かって順
   に、 投射側にレンチキュラレンズアレイを有し他方の面に平
   坦な面を有するレンチキュラレンズシートと、 光拡散層と、 光吸収層と、 光学的結合層と両面が平坦な光透過部材とから構成さ
   れ、前記光吸収層を形成した面と前記光透過部材が光学
   的に結合された背面投射型スクリーン。
4. 【請求項４】 前記レンチキュラレンズシートの厚さが
   前記レンチキュラレンズアレイのレンズの焦点距離とほ
   ぼ等しく、前記レンチキュラレンズシートの平坦な面の
   光不透過領域に前記光吸収層を形成した面と前記光透過
   部材の投射側の面に形成した光拡散層の面とを、透明接
   着材で光学的に結合した請求項２記載の背面投射スクリ
   ーン。
5. 【請求項５】 前記レンチキュラレンズアレイのレンズ
   の配列ピッチは０．２ｍｍ以下である請求項４記載の背
   面投射スクリーン。
6. 【請求項６】 前記光透過部材の厚さは１ｍｍ以上５ｍ
   ｍ以下である請求項４記載の背面投射スクリーン。
7. 【請求項７】 前記光拡散層には、等方に光を拡散する
   拡散材が分散された請求項４記載の背面投射スクリー
   ン。
8. 【請求項８】 前記レンチキュラレンズアレイのレンズ
   の配列ピッチは０．２ｍｍ以下であり、 前記光透過部材の厚さは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、 前記光拡散層には、等方に光を拡散する拡散材が分散さ
   れた請求項４記載の背面投射スクリーン。
9. 【請求項９】 前記レンチキュラレンズシートの厚さが
   前記レンチキュラレンズアレイのレンズの焦点距離とほ
   ぼ等しく、前記レンチキュラレンズシートの平坦な面の
   光不透過領域に前記光吸収層を形成した面と前記光透過
   部材の投射側の面に形成した光拡散層の面とを、透明接
   着材で光学的に結合した請求項３記載の背面投射スクリ
   ーン。
10. 【請求項１０】 前記レンチキュラレンズアレイのレン
    ズの配列ピッチは０．２ｍｍ以下である請求項９記載の
    背面投射スクリーン。
11. 【請求項１１】 前記光透過部材の厚さは１ｍｍ以上５
    ｍｍ以下である請求項９記載の背面投射スクリーン。
12. 【請求項１２】 前記光拡散層には、等方に光を拡散す
    る拡散材が分散された請求項９記載の背面投射スクリー
    ン。
13. 【請求項１３】 前記レンチキュラレンズアレイのレン
    ズの配列ピッチは０．２ｍｍ以下であり、 前記光透過部材の厚さは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、 前記光拡散層には、等方に光を拡散する拡散材が分散さ
    れた請求項９記載の背面投射スクリーン。
14. 【請求項１４】 一方の面にレンチキュラレンズを形成
    し、他方の面は平坦で厚みが前記レンチキュラレンズの
    焦点距離とほぼ等しいレンチキュラレンズシートを、紫
    外線硬化樹脂を硬化させることにより形成する工程と、 前記透明レンチキュラレンズシートの平坦面の光不透過
    領域に光吸収層を、紫外線硬化樹脂を用いたリフトオフ
    法により形成する工程と、 前記レンチキュラレンズシートの光吸収層を有する面と
    前記光透過部材の光拡散層を有する面とを透明接着剤で
    接合させる工程を有する請求項４記載の背面投射スクリ
    ーンの製造方法。
15. 【請求項１５】 透明接着剤がアクリル系透明粘着材で
    ある請求項４記載の背面投射スクリーンの製造方法。
16. 【請求項１６】 光拡散層を有する光透過部材を２層押
    し出し成型法によって形成する請求項４記載の背面投射
    スクリーンの製造方法。
17. 【請求項１７】 一方の面にレンチキュラレンズを形成
    し、他方の面は平坦で厚みが前記レンチキュラレンズの
    焦点距離とほぼ等しいレンチキュラレンズシートを、紫
    外線硬化樹脂を硬化させることにより形成する工程と、 前記透明レンチキュラレンズシートの平坦面上に等方に
    光を拡散する拡散材を分散した光拡散層を設ける工程
    と、 光拡散層の上の光不透過領域に光吸収層を、紫外線硬化
    樹脂を用いたリフトオフ法により形成する工程と、 前記レンチキュラレンズシートの光吸収層を有する面と
    前記光透過部材の光拡散層を有する面とを透明接着剤で
    接合させる工程を有する請求項９記載の背面投射スクリ
    ーンの製造方法。
18. 【請求項１８】 透明接着剤がアクリル系透明粘着材で
    ある請求項９記載の背面投射スクリーンの製造方法。
19. 【請求項１９】 光拡散層を有する光透過部材を２層押
    し出し成型法によって形成する請求項９記載の背面投射
    スクリーンの製造方法。
20. 【請求項２０】 レンチキュラレンズアレイと、光透過
    部材と、光吸収層と、光拡散層と、光学的結合層との屈
    折率がほぼ同一である材料から構成される請求項１、２
    または３記載の背面投射スクリーン。
21. 【請求項２１】 請求項１、２または３記載の背面投射
    スクリーンを用いた背面投射型画像表示装置。
22. 【請求項２２】 請求項１、２または３記載の背面投射
    スクリーンを用いた液晶パネルを画像源とする背面投射
    型画像表示装置。