JP2008039988A - Optical member for transmission type screen and display device equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透過型スクリーン用光学部材およびディスプレイ装置に関するものである。さらに詳細には、本発明は、プロジェクションTV(以下、「PTV」という)等の背面投射型プロジェクションシステムの構成部材として好適な透過型スクリーン用光学部材に関し、更に詳しくは、映像光の少なくとも一部を全反射するレンズ群と、映像光を屈折するプリズム群の双方を持つ光学部材であって、明るさむらが抑えられた透過型スクリーン用光学部材およびこの光学部材を具備するディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to an optical member for a transmissive screen and a display device. More specifically, the present invention relates to an optical member for a transmissive screen suitable as a component of a rear projection type projection system such as a projection TV (hereinafter referred to as “PTV”), and more specifically, at least a part of image light. An optical member having both a lens group that totally reflects light and a prism group that refracts image light, and relates to an optical member for a transmission type screen in which unevenness in brightness is suppressed, and a display device including the optical member. is there.
従来のCRTを3管使用したプロジェクションテレビに替わり、近年LCD(Liquid Crystal Display)やDMD(Digital Micro-mirror Device)を使用する単光源のPTVが市場に登場し始めている。単光源PTVは、3管式PTVに比べ、光源が小さく、セットサイズを小型化することが可能である。 In recent years, a single light source PTV using a liquid crystal display (LCD) or a digital micro-mirror device (DMD) has started to appear on the market in place of a projection TV using three tubes of a conventional CRT. The single light source PTV is smaller in light source than the three-tube PTV, and the set size can be reduced.
一般に、3管式PTVでは光源光のスクリーンへの入射角度が異なることによって発生する色むらのために投射距離の短縮が非常に難しかった。一方、単光源PTVではこの問題がなく、更なるセットサイズの小型化を追求するため、大幅な投射距離の短縮を行っている。 In general, in a three-tube type PTV, it is very difficult to shorten the projection distance due to color unevenness caused by different incident angles of light source light on the screen. On the other hand, the single light source PTV does not have this problem, and in order to further reduce the set size, the projection distance is greatly shortened.
この様な投射距離短縮に対応するためにはフレネルレンズの焦点距離の短縮が必要となるが、短焦点化に伴いスクリーン外周部でレンズ角度が大きくなるため反射損失が大きく、十分な周辺輝度が得られず、外周部が暗くなるという問題がある。 In order to cope with such shortening of the projection distance, it is necessary to shorten the focal length of the Fresnel lens. However, as the focal length is shortened, the lens angle increases at the outer periphery of the screen, resulting in large reflection loss and sufficient peripheral brightness. There is a problem that the outer peripheral portion becomes dark.
この問題に対する一つの解決方法として、全反射フレネルレンズの使用が考えられる。しかし、この方法はスクリーンへの入射光角度の大きな外周部での反射損失低減には非常に有効ではあるものの、入射光角度の小さな部分では全反射を生じさせることが出来ず、集光性を得ることが困難である。 One solution to this problem is to use a total reflection Fresnel lens. However, this method is very effective in reducing the reflection loss at the outer peripheral portion where the incident light angle to the screen is large, but total reflection cannot be caused in the portion where the incident light angle is small, and the light condensing performance is reduced. It is difficult to obtain.
このため、屈折フレネルレンズと全反射レンズの長所を活かしたものとして、入射光角度の小さな部分で屈折フレネルレンズを用い、そして入射光角度の大きな部分では全反射レンズを用いた複合型レンズが検討されてきた。しかし、このようなものは、屈折部分と全反射部分で迷光の発生状態および出射状態が異なるため、斜め方向等の映像光の主出射方向と異なる方向から観察した際、屈折部分と全反射部分で明らかな輝度差が生じ、明るさのむらとして確認されることが判明した。 For this reason, considering the advantages of the refractive Fresnel lens and the total reflection lens, a compound type lens using a refractive Fresnel lens at a small incident light angle and a total reflection lens at a large incident light angle is considered. It has been. However, in such a case, since the generation state and emission state of stray light are different between the refraction part and the total reflection part, the refraction part and the total reflection part are observed when observed from a direction different from the main emission direction of the image light such as an oblique direction. As a result, it was found that a clear luminance difference was generated, which was confirmed as uneven brightness.
本発明は、このような問題点を解消するためになされたものである。
その目的は、良好な輝度均一性が得られる屈折、全反射複合型レンズを使用しつつ、映像光の主出射方向と異なる方向から観察した際にも迷光による明るさのむらを感じさせない透過型スクリーン用光学部材を提供することにある。
上記の課題を解決するために、請求項1の発明に係わる透過型スクリーン用光学部材は、光源からの光の少なくとも一部を全反射させる光学要素〔A〕と、光源からの光を屈折透過させる光学要素〔B〕とを備え、前記光学要素〔A〕に入射した光が通過する領域と前記光学要素〔B〕に入射した光が通過する領域との双方に、透過光減衰領域を形成したものであること、を特徴とするものである。
The present invention has been made to solve such problems.
Its purpose is a transmissive screen that does not feel uneven brightness due to stray light even when viewed from a direction different from the main emission direction of image light, using a refraction and total reflection composite lens that provides good brightness uniformity It is to provide an optical member for use.
In order to solve the above-described problems, a transmissive screen optical member according to a first aspect of the present invention includes an optical element [A] that totally reflects at least part of light from a light source, and refracting and transmitting light from the light source. An optical element [B] to form a transmitted light attenuation region in both a region through which the light incident on the optical element [A] passes and a region through which the light incident on the optical element [B] passes. It is characterized by that.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記光学要素〔A〕を、光源からの光の少なくとも一部を全反射させるレンズ群および(または)プリズム群からなるもの、さらに好ましくは複数の単位プリズムが配列したプリズム群からなるもの、とすることができる。 Such an optical member for a transmissive screen according to the present invention preferably comprises the optical element [A] comprising a lens group and / or a prism group that totally reflects at least part of light from the light source, Preferably, it may be composed of a prism group in which a plurality of unit prisms are arranged.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記光学要素〔B〕を、光源からの光を屈折透過させるレンズ群および(または)プリズム群からなるもの、とすることができる。 In such a transmissive screen optical member according to the present invention, preferably, the optical element [B] can be composed of a lens group and / or a prism group that refracts and transmits light from a light source. .
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、同心円の中心を基準として、その中央部前記光学要素〔B〕が形成され、かつこの光学要素〔B〕の周縁部外側に、前記光学要素〔A〕が形成されたものとすることができる。 Such an optical member for a transmissive screen according to the present invention is preferably formed with the optical element [B] at the center thereof on the basis of the center of a concentric circle, and outside the peripheral edge of the optical element [B]. The optical element [A] may be formed.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記透過光制御領域を、着色されたものであり、可視光領域における光の透過率が、非着色のものの透過率の50〜98%のものとすることができる。 In such a transmissive screen optical member according to the present invention, preferably, the transmitted light control region is colored, and the light transmittance in the visible light region is 50 to 50 of the transmittance of the non-colored one. It can be 98%.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記光学要素〔A〕あるいは前記光学要素〔B〕のいずれか一方または両方を、基材上に電子線硬化型樹脂により賦型することができる。 In such an optical member for a transmission type screen according to the present invention, preferably, either one or both of the optical element [A] and the optical element [B] is molded on a substrate with an electron beam curable resin. can do.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記透過光減衰領域を、前記基材に形成されたものとすることができる。 In such a transmissive screen optical member according to the present invention, preferably, the transmitted light attenuation region may be formed on the substrate.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記基材を、アクリル樹脂よりも吸湿性が低い樹脂からなるものとすることができる。 In such an optical member for a transmission type screen according to the present invention, preferably, the base material is made of a resin having a hygroscopicity lower than that of an acrylic resin.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記透過光減衰領域を、前記前記光学要素〔A〕あるいは前記光学要素〔B〕のいずれか一方または両方の要素内部に形成されたものとすることができる。 In such a transmissive screen optical member according to the present invention, preferably, the transmitted light attenuation region is formed inside one or both of the optical element [A] and the optical element [B]. Can be.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記光学要素〔A〕と前記光学要素〔B〕とが同一基材上に賦形されたものとすることができる。 Such an optical member for a transmissive screen according to the present invention is preferably such that the optical element [A] and the optical element [B] are formed on the same substrate.
このような本発明による透過型スクリーンは、好ましくは、前記光学要素〔A〕と前記光学要素〔B〕とが異なる基材上に賦形されたものとすることができる。 In such a transmissive screen according to the present invention, preferably, the optical element [A] and the optical element [B] may be formed on different substrates.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、好ましくは、前記透過型スクリーンを、展張されつつ保持されてなるものとすることができる。 Such an optical member for a transmissive screen according to the present invention is preferably configured such that the transmissive screen is held while being stretched.
そして、本発明によるもう一つの透過型スクリーン用光学部材は、前記のいずれかの透過型スクリーン用光学部材からの出射光を拡散させる拡散シートが更に設けられたものであること、を特徴とするものである。 Another transmissive screen optical member according to the present invention is characterized in that a diffusion sheet for diffusing the light emitted from any one of the transmissive screen optical members is further provided. Is.
そして、本発明によるディスプレイ装置は、前記のいずれかの透過型スクリーン用光学部材を具備するものであること、を特徴とするものである。 A display device according to the present invention comprises any one of the above-described optical members for a transmissive screen.
本発明による透過型スクリーン用光学部材は、入射光角度の大きな部分には光源からの光の少なくとも一部を全反射させる光学要素〔A〕が配置され、入射光角度の小さな部分には光源からの光を屈折透過させる光学要素〔B〕が配置されたものであり、投射距離が短いものであるので、ディスプレイ装置を小型化できるものである。通常、迷光の発生状態および出射状態が異なる複数の光学要素を配置された透過型スクリーン用光学部材の場合、特に斜め方向等の映像光の主出射方向と異なる方向から観察した際に輝度差が生じるが、本発明による透過型スクリーン用光学部材では、透過光減衰領域によって迷光を減衰させていることから、前記の輝度差の発生が有効に防止されている。 In the transmissive screen optical member according to the present invention, the optical element [A] that totally reflects at least a part of the light from the light source is disposed in the portion having the large incident light angle, and the light source is disposed in the portion having the small incident light angle. Since the optical element [B] that refracts and transmits the light is disposed and the projection distance is short, the display device can be miniaturized. Usually, in the case of a transmissive screen optical member in which a plurality of optical elements having different stray light generation states and emission states are arranged, there is a difference in luminance particularly when observed from a direction different from the main emission direction of image light such as an oblique direction. However, in the transmissive screen optical member according to the present invention, the stray light is attenuated by the transmitted light attenuation region, so that the occurrence of the luminance difference is effectively prevented.
本発明による透過型スクリーン用光学部材は、光源からの光の少なくとも一部を全反射させる光学要素〔A〕と、光源からの光を屈折透過させる光学要素〔B〕とを備え、前記光学要素〔A〕に入射した光が通過する領域と前記光学要素〔B〕に入射した光が通過する領域との双方に、透過光減衰領域を形成したものであること、を特徴とするものである。 An optical member for a transmissive screen according to the present invention includes an optical element [A] that totally reflects at least a part of light from a light source, and an optical element [B] that refracts and transmits light from the light source. A transmitted light attenuation region is formed in both the region through which the light incident on [A] passes and the region through which the light incident on the optical element [B] passes. .
ここで、光学要素〔A〕、光学要素〔B〕としては、好ましくは、レンズ群および(または)プリズム群からなるもの、特に好ましくは複数の単位プリズムが配列したプリズム群からなるもの、とすることができる。 Here, the optical element [A] and the optical element [B] are preferably composed of a lens group and / or a prism group, and particularly preferably composed of a prism group in which a plurality of unit prisms are arranged. be able to.
図2(a)〜(c)に示される本発明による透過型スクリーン用光学部材1において、前記光学要素〔B〕3は中央部に配置され、一方前記光学要素〔A〕2は前記光学要素〔B〕3の周縁部外側に配置されている。すなわち、光源Lからの光の入射光角度が大きくなる部分には光源からの光を全反射させる光学要素〔A〕(例えば、好ましくは全反射プリズム群)が配置され、光源からの光の入射光角度が小さい部分には光源からの光を屈折透過させる光学要素〔B〕が配置されている。
In the transmission screen
光学要素〔A〕および光学要素〔B〕は、図2(a)に示されるように、別々のシートに形成することもきるし、図2(b)に示されるように、1枚のシートの両面に形成することもできるし、また、図2(c)に示されるように、1枚のシートの同一面内に形成することもできる。光学要素〔A〕は、通常、シートの光源側、即ちシートの入光側、に形成される。 The optical element [A] and the optical element [B] can be formed on separate sheets as shown in FIG. 2 (a), or one sheet as shown in FIG. 2 (b). It can also be formed on both sides of the sheet, or it can be formed on the same surface of one sheet as shown in FIG. The optical element [A] is usually formed on the light source side of the sheet, that is, on the light incident side of the sheet.
このような本発明による透過型スクリーン用光学部材では、図2(a)の透過型スクリーン光学部材1の斜視図である図3に示される様に、好ましくは光源Lからの距離が等しいスクリーン上の点(もしくは光源からの映像光の入射光角度が等しいスクリーン上の点)を結んで作られる同心円の中心Oを基準として、その中央部に前記光学要素〔B〕を形成し、かつこの光学要素〔B〕の周縁部外側に、単位プリズムが同心円状に配列したプリズム群を配置して光学要素〔A〕を形成することができる。なお、前記の同心円は、通常、真円であるが、場合により楕円であってもよい。
In such a transmission screen optical member according to the present invention, as shown in FIG. 3 which is a perspective view of the transmission screen
本発明による透過型スクリーン用光学部材では、この透過型スクリーンの、前記光学要素〔A〕に入射した光が通過する領域と前記光学要素〔B〕に入射した光が通過する領域との双方に、透過光減衰領域を形成し、この透過光減衰領域によって迷光を減衰させることにより、前記透過型スクリーンの出射光の明るさむらが低減される。 In the transmissive screen optical member according to the present invention, the transmissive screen has both a region through which the light incident on the optical element [A] passes and a region through which the light incident on the optical element [B] passes. By forming a transmitted light attenuation region and attenuating stray light by the transmitted light attenuation region, uneven brightness of the light emitted from the transmission type screen is reduced.
ここで、迷光とは、像を結ぶために必要な光以外の光であって像に悪影響を及ぼす光を意味する。このような迷光が出射光中に混在すると、二重像(ゴースト)や、コントラスト低下の原因となりえることから、できるだけ抑制する必要がある。 Here, the stray light means light other than light necessary for forming an image and adversely affecting the image. If such stray light is mixed in the outgoing light, it can cause double images (ghosts) and a decrease in contrast.
特に、本発明による透過型スクリーン用光学部材のように、表面形状が異なる複数種の光学要素が形成された透過型スクリーンの場合は、出射光に輝度むら、特に斜め方向から観察した際に、光学要素〔A〕部分と光学要素〔B〕部分とで明らかな輝度差が生じ、明るさむらとして確認される。 In particular, in the case of a transmission type screen in which a plurality of types of optical elements having different surface shapes are formed, such as an optical member for a transmission type screen according to the present invention, luminance unevenness in emitted light, particularly when observed from an oblique direction, A clear luminance difference occurs between the optical element [A] and the optical element [B], which is confirmed as uneven brightness.
この問題に対し検討を行ったところ、光学要素〔A〕部分と光学要素〔B〕部分とでは、各光学要素間で迷光の発生状態および光の出射状態が異なること、そして、この迷光の存在が輝度むらに大きな影響を与えていること、ならびにこれらの迷光は目的とする画像を結ぶ主出射光とは方向が異なって、斜め方向に透過型スクリーンを透過すること、が判明した。 When this problem was examined, the optical element [A] and the optical element [B] have different stray light generation states and light emission states between the optical elements, and the presence of the stray light. Has a great influence on the luminance unevenness, and that these stray lights are different in direction from the main emitted light connecting the target image and are transmitted through the transmission screen in an oblique direction.
本発明では、前記透過光制御領域によって主出射光も減衰するが、透過型スクリーン内においてより長い光路を通る迷光の減衰の方がより大きくなることから、その結果、主出射光に対する迷光の比率が小さくなって、前記の迷光に起因する各種の問題が低減される。 In the present invention, the main emitted light is also attenuated by the transmitted light control region, but the attenuation of the stray light passing through the longer optical path in the transmissive screen is larger, and as a result, the ratio of the stray light to the main emitted light is increased. And the various problems caused by the stray light are reduced.
この透過光制御領域は、好ましくは着色されたものであり、可視光領域における光の透過率が非着色のものの50〜98%、好ましくは、非着色のものの85〜95%、のものとすることができる。 This transmitted light control region is preferably colored, and has a light transmittance in the visible light region of 50 to 98% of the non-colored one, preferably 85 to 95% of the non-colored one. be able to.
光の透過率を前記範囲内のものとするための方法は任意である。例えば、本発明では、着色剤、顔料ないし染料を用いることができる。これらの2種以上を併用することができる。これらの配合量は、光の透過率を考慮して定めることができる。そして、透過光減衰領域の厚みも、迷光および主出射光の減衰状態、明るさむらの低減効果、スクリーンの大きさ、製造コスト等を考慮して、適当範囲内に定めることができる。 A method for setting the light transmittance within the above range is arbitrary. For example, in the present invention, a colorant, a pigment or a dye can be used. Two or more of these can be used in combination. These blending amounts can be determined in consideration of light transmittance. The thickness of the transmitted light attenuation region can be determined within an appropriate range in consideration of the attenuation state of stray light and main emitted light, the effect of reducing brightness unevenness, the size of the screen, the manufacturing cost, and the like.
なお、透過光減衰領域の光透過率は、その全ての領域において常に一定である必要はなく、部分的に異なっていてもよい。例えば、光学要素〔A〕に入射した光が通過する領域に形成する透過光制御領域の光透過率を、光学要素〔B〕に入射した光が通過する領域に形成する透過光制御領域の光透過率よりも、高くする(あるいは低くする)ことができる。 Note that the light transmittance of the transmitted light attenuation region does not always have to be constant in all the regions, and may be partially different. For example, the light transmittance of the transmitted light control region formed in the region through which the light incident on the optical element [A] passes is set to be the light of the transmitted light control region formed in the region through which the light incident on the optical element [B] passes. It can be made higher (or lower) than the transmittance.
また、光学要素〔A〕に入射した光が通過する領域に形成する透過光減衰領域内においても、その光透過率を部分的に変えることもできる。同様に、光学要素〔B〕に入射した光が通過する領域に形成する透過光制減衰域内において、その光透過率を部分的に変えることができる。 Also, the light transmittance can be partially changed in the transmitted light attenuation region formed in the region through which the light incident on the optical element [A] passes. Similarly, the light transmittance can be partially changed in the transmitted light damping region formed in the region through which the light incident on the optical element [B] passes.
そして、この透過光減衰領域は、本発明による光学要素〔A〕および光学要素〔B〕が形成された透過型スクリーンに光が入射してそれがスクリーンから出射されるまでに光が通過する領域の少なくとも一部分、即ち上記透過型スクリーンにおいて光路となる領域中の光路途中の少なくとも一部分、に形成することができる。したがって、透過光減衰領域は、例えば前記光学要素〔A〕および(または)光学要素〔B〕とは独立したものとして前記光学要素〔A〕および(または)光学要素〔B〕の外部に形成することもできるし、前記光学要素〔A〕および(または)光学要素〔B〕の内部に形成することもできる。 The transmitted light attenuation region is a region through which light passes until the light enters the transmissive screen on which the optical element [A] and the optical element [B] according to the present invention are formed and is emitted from the screen. At least part of the light path, that is, at least part of the light path in the region that becomes the light path in the transmission screen. Therefore, the transmitted light attenuation region is formed outside the optical element [A] and / or the optical element [B] as being independent of the optical element [A] and / or the optical element [B], for example. It can also be formed inside the optical element [A] and / or the optical element [B].
この透過光減衰領域を、前記光学要素の外部に形成したものの一具体例としては、前記光学要素〔A〕あるいは前記光学要素〔B〕のいずれか片方または両方が基材上に賦形されたものであり、透過光減衰領域がこの基材に形成されたもの、を例示することができる。 As one specific example of the transmitted light attenuation region formed outside the optical element, either one or both of the optical element [A] and the optical element [B] are shaped on a substrate. It can be illustrated that the transmitted light attenuation region is formed on this substrate.
図1(a)には、光学要素〔A〕2が基材5上に賦形され、透過光減衰領域4がこの基材5に形成された透過型スクリーンの断面が示されている。本図には、光源からの光L1は、本発明による透過型スクリーンの光学要素〔A〕2に入射し、全反射した後、出射される主出射光L2の光路と、光学要素〔A〕2に入射し、全反射されることなく出射される迷光L3の光路が示されている。ここで、迷光L3の方が主出射光L2に比べて透過光制御領域4中の光路が長いことから迷光L3の方がより減衰されることになる。
FIG. 1A shows a cross section of a transmissive screen in which the optical element [A] 2 is shaped on the
前記の基材としては、ガラスや樹脂など透過型スクリーン用光学部材として適当な各種の材料を用いることができる。一般的に透過型スクリーン用の樹脂材料としては、その透明性からアクリル樹脂が使用されてきたが、吸湿が大きく、吸湿によるスクリーン表裏の寸法差から反りが変化、設計角度でスクリーンに光が入射せず所望の光学特性が得られないことがある。この観点から、本発明では吸湿性が低い樹脂からなるものが好ましい。吸湿性を低減することで、スクリーンの反り状態が変化せず、設計通りの角度で光が入射し、所望の特性を得ることが出来る。アクリル樹脂よりも吸湿性の低い樹脂としては、アクリル−スチレン共重合樹脂(MS)、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリプロプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等を挙げることができる。また、樹脂基材は、光拡散性を有する微粒子を含有することもできる。そのような微粒子としては、アクリル樹脂、架橋アクリル−スチレン共重合体樹脂、架橋スチレン等からなる樹脂ビーズ、ガラス、シリカ、アルミナ等が挙げられる。樹脂基材の厚さは、通常、0.08〜5.0mm、好ましくは0.15〜2.0mmである。基材として必要な条件が満たされるならば、厚さが薄い方が製品コスト上有利である。 As said base material, various materials suitable as optical members for transmission screens, such as glass and resin, can be used. In general, acrylic resin has been used as a resin material for transmission screens due to its transparency. However, moisture absorption is large, and warpage changes due to the difference in dimensions between the front and back of the screen due to moisture absorption, so that light enters the screen at a design angle. In some cases, desired optical characteristics may not be obtained. From this viewpoint, in the present invention, those made of a resin having low hygroscopicity are preferable. By reducing the hygroscopicity, the warped state of the screen does not change, and light enters at an angle as designed, and desired characteristics can be obtained. Examples of the resin having lower hygroscopicity than the acrylic resin include acrylic-styrene copolymer resin (MS), polystyrene, polycarbonate, polypropylene (PP), and polyethylene terephthalate (PET). The resin base material can also contain fine particles having light diffusibility. Examples of such fine particles include resin beads made of acrylic resin, cross-linked acrylic-styrene copolymer resin, cross-linked styrene, glass, silica, alumina, and the like. The thickness of the resin substrate is usually 0.08 to 5.0 mm, preferably 0.15 to 2.0 mm. If the necessary conditions for the substrate are satisfied, a thinner thickness is advantageous in terms of product cost.
本発明による光学要素〔A〕あるいは前記光学要素〔B〕のいずれか片方または両方を電子線硬化型の樹脂から形成する場合の電子線硬化型の樹脂の好ましい具体例としては、例えばウレタン系樹脂や、エポキシ系樹脂等を例示することができる。 As a preferable specific example of the electron beam curable resin when one or both of the optical element [A] or the optical element [B] according to the present invention is formed from an electron beam curable resin, for example, urethane resin Or an epoxy-type resin etc. can be illustrated.
一方、透過光制御領域を、前記光学要素の内部に形成した場合の一具体例としては、前記光学要素〔A〕および(または)光学要素〔B〕それ自体を着色して、前記光学要素〔A〕および(または)光学要素〔B〕自体の全域を透過光減衰領域とするものを例示することができる。 On the other hand, as a specific example of the case where the transmitted light control region is formed inside the optical element, the optical element [A] and / or the optical element [B] itself is colored and the optical element [ A) and / or the entire optical element [B] itself may be a transmitted light attenuation region.
図1(b)には、光学要素〔A〕2が基材5上に賦形され、透過光制御領域4がこの光学要素〔A〕2に形成された透過型スクリーン用光学部材の断面が示されている。本図には、光源からの光L1は、本発明による透過型スクリーン用光学部材の光学要素〔A〕2に入射し、全反射した後、出射される主出射光L2の光路と、光学要素〔A〕2に入射せずに反射される迷光L4の光路が示されている。ここで、迷光L4の方が主出射光L2に比べて透過光減衰領域4中の光路が長いことから迷光L4の方がより減衰されることになる。
In FIG. 1 (b), the optical element [A] 2 is shaped on the
上記のような本発明による透過型スクリーン用光学部材は、展張されつつ保持されてなるものとすることができる。展張されつつ保持されてなる本発明による透過型スクリーン用光学部材は、特に基材厚みが薄い場合、熱や吸湿による伸縮や、皺などの影響が有効に防止されて、スクリーン面としては常に平面状態が保持され、皺による光学特性や外観の問題を防ぐことが出来るものである。 The optical member for a transmission screen according to the present invention as described above can be held while being stretched. The transmissive screen optical member according to the present invention, which is held while being stretched, can be effectively prevented from being affected by expansion and contraction due to heat and moisture absorption, wrinkles, etc., especially when the substrate thickness is thin. The state is maintained, and problems with optical characteristics and appearance due to wrinkles can be prevented.
なお、本発明による透過型スクリーン用光学部材は、上記の構成に加えて、必要に応じて他の光学要素ないし構成等を有していてもよい。例えば、上記の透過型スクリーン用光学部材からの出射光を拡散させるレンズシートまたは光拡散要素を更に設けられたものとすることができる。このレンズシートまたは光拡散要素とは、水平方向に光拡散させる物および垂直方向に光拡散させる物の両者を意味する。また、本発明による透過型スクリーンは、この種の透過型スクリーンにおいて適用可能な他の構成、例えばレンチキュラーレンズの他に、ハードコート層、帯電防止層、防湿層、支持基体等を必要に応じて備えることができる。 The transmission screen optical member according to the present invention may have other optical elements or configurations as needed in addition to the above-described configuration. For example, a lens sheet or a light diffusing element for diffusing light emitted from the optical member for a transmission type screen may be further provided. The lens sheet or the light diffusing element means both an object that diffuses light in the horizontal direction and an object that diffuses light in the vertical direction. Further, the transmission screen according to the present invention may have other configurations applicable to this type of transmission screen, for example, a hard coat layer, an antistatic layer, a moisture-proof layer, a supporting substrate, etc. in addition to a lenticular lens. Can be provided.
本発明による透過型スクリーン用光学部材の厚さは、好ましくは0.5〜5.0mm、特に好ましくは1.0〜2.0mm、である。 The thickness of the transmissive screen optical member according to the present invention is preferably 0.5 to 5.0 mm, particularly preferably 1.0 to 2.0 mm.
図4〜6および図8〜13は、本発明による透過型スクリーン用光学部材の好ましい具体例のいくつかを示すものである。 4 to 6 and FIGS. 8 to 13 show some preferred specific examples of the optical member for a transmissive screen according to the present invention.
このうち、図8は、光拡散要素としてレンチキュラーレンズ6aを光学要素〔A〕2が形成された基材に追加し、別の光拡散要素6として光拡散板を更に設けた例を示す。図9は、光拡散要素としてレンチキュラーレンズ6aを光学要素〔A〕2が形成された基材に追加し、別の光拡散要素6を光学要素〔B〕3側にも更に設けた例を示す。図10は、光拡散要素6としてレンチキュラーレンズを、光学要素〔A〕および〔B〕とは別のシートに設けた例を示す。図11は、光拡散要素6として全反射を利用した光学シートを、光学要素〔A〕および〔B〕とは別のシートに設けた例を示す。 図12および図13は、光拡散要素6として観察者側に光吸収部のあるレンチキュラーレンズを用いた例を示す。
Among these, FIG. 8 shows an example in which a
<実施例1>
PTV:サイズ:50インチW(スクリーン外形サイズ:約650mm×1130mm)、投射距離550mmのDLP(Digital Light Processing)プロジェクター光源を使用。
LL :入光面にレンズピッチ0.143mmのレンチキュラーレンズ群を有する片面レンチキュラーレンズシート。
FL(B−1):焦点距離550mm、レンズピッチ0.112mmの屈折フレネルレンズ群を出光面側のスクリーン中心から半径343.4mm以内に持ち、半径343.4mm以上の範囲にレンズを持たないフレネルレンズシート。このフレネルレンズシートの構造は、樹脂に染料を加え可視光領域の透過率を75%とした2.5mmの着色透明アクリル樹脂シートに熱プレス法によりレンズ形状を賦型。
FL(A−1):焦点距離550mm、レンズピッチ0.112mmの全反射フレネルレンズ群を入光面側のスクリーン中心から半径343.4mm以上の範囲に持ち、半径343.4mm以内にレンズを持たないフレネルレンズシート。このフレネルレンズシートの構造は、樹脂に染料を加え可視光領域の透過率を75%とした1.5mmの着色透明アクリル樹脂シートを基材とし、電子線硬化型樹脂によりレンズ形状を賦型。
<Example 1>
PTV: Size: 50 inches W (screen outer size: about 650 mm × 1130 mm), a DLP (Digital Light Processing) projector light source with a projection distance of 550 mm is used.
LL: A single-sided lenticular lens sheet having a lenticular lens group with a lens pitch of 0.143 mm on the light incident surface.
FL (B-1): A Fresnel lens group having a refractive Fresnel lens group with a focal length of 550 mm and a lens pitch of 0.112 mm within a radius of 343.4 mm from the center of the screen on the light exit surface side, and no lens within a radius of 343.4 mm or more. Lens sheet. The structure of this Fresnel lens sheet is a 2.5 mm colored transparent acrylic resin sheet with a dye added to the resin and 75% transmittance in the visible light region.
FL (A-1): A total reflection Fresnel lens group having a focal length of 550 mm and a lens pitch of 0.112 mm is within a radius of 343.4 mm from the screen center on the light incident surface side, and the lens is within a radius of 343.4 mm. No Fresnel lens sheet. The structure of this Fresnel lens sheet is based on a 1.5mm colored transparent acrylic resin sheet with a dye added to the resin and a visible light transmittance of 75%, and the lens shape is shaped by an electron beam curable resin.
図4に示されるように、光源側から、前記FL(A−1)、FL(B−1)、LLの順に重ね、透過型スクリーン用光学部材を作製した。この透過型スクリーン用光学部材を、PTVにセットしたところ、スクリーンに対して斜め方向から画面を観察しても半径343.4mmを境界とするような明るさのむらは生じず、均一な明るさを持つ画像が得られた。 As shown in FIG. 4, from the light source side, the FL (A-1), FL (B-1), and LL were stacked in this order to produce a transmissive screen optical member. When this optical member for a transmissive screen is set on a PTV, even if the screen is observed from an oblique direction with respect to the screen, brightness unevenness with a radius of 343.4 mm as a boundary does not occur, and uniform brightness is obtained. An image with was obtained.
<実施例2>
PTV:サイズ:50インチW(スクリーン外形サイズ:約650mm×1130mm)、投射距離550mmのLCD(Liquid Crystal Display)プロジェクター光源を使用。
LL :入光面にレンズピッチ0.143mmのレンチキュラーレンズ群を有する片面レンチキュラーレンズシート。
FL :焦点距離550mm、レンズピッチ0.112mmの屈折フレネルレンズ群Bを出光面側のスクリーン中心から半径343.4mm以内に持ち、出光面側半径343.4mm以上の範囲にレンズを持たず、焦点距離550mm、レンズピッチ0.112mmの全反射フレネルレンズ群Aを入光面側のスクリーン中心から半径343.4mm以上の範囲に持ち、入光面側半径343.4mm以内にレンズを持たないフレネルレンズシート。このフレネルレンズシートの構造は、樹脂に染料を加え可視光領域の透過率を70%とした1.0mmの着色透明ポリカーボネートシートの入光面側にレンズ群Aを、出光面側にレンズ群Bを電子線硬化型樹脂によりレンズ形状を賦型。
<Example 2>
PTV: Size: 50 inches W (screen external size: about 650 mm × 1130 mm), LCD (Liquid Crystal Display) projector light source with a projection distance of 550 mm is used.
LL: A single-sided lenticular lens sheet having a lenticular lens group with a lens pitch of 0.143 mm on the light incident surface.
FL: Refractive Fresnel lens group B with a focal length of 550 mm and a lens pitch of 0.112 mm is within a radius of 343.4 mm from the center of the screen on the light exit surface side, and there is no lens within the range of the light exit surface side radius of 343.4 mm or more. A Fresnel lens having a total reflection Fresnel lens group A having a distance of 550 mm and a lens pitch of 0.112 mm within a radius of 343.4 mm from the center of the screen on the light incident surface side and having no lens within a radius of 343.4 mm on the light incident surface side Sheet. The Fresnel lens sheet has a structure in which a lens group A is provided on the light incident surface side of a 1.0 mm colored transparent polycarbonate sheet in which a dye is added to the resin and the transmittance in the visible light region is 70%, and the lens group B is provided on the light exit surface side. The lens shape is shaped by electron beam curable resin.
図5に示されるように、光源側から、前記FL、LLの順に重ね、透過型スクリーン用光学部材を作製した。この透過型スクリーン用光学部材を、PTVにセットしたところ、スクリーンに対して斜め方向から画面を観察しても半径343.4mmを境界とするような明るさのむらは生じず、均一な明るさを持つ画像が得られた。また高温多湿環境下に放置してもフレネルレンズに動きが見れず、良好な画像が得られた。 As shown in FIG. 5, from the light source side, the FL and LL were stacked in this order to produce a transmissive screen optical member. When this optical member for a transmissive screen is set on a PTV, even if the screen is observed from an oblique direction with respect to the screen, brightness unevenness with a radius of 343.4 mm as a boundary does not occur, and uniform brightness is obtained. An image with was obtained. In addition, even when left in a hot and humid environment, the Fresnel lens did not move and a good image was obtained.
<実施例3>
PTV:サイズ:50インチW(スクリーン外形サイズ:約650mm×1130mm)、投射距離 550mmのLCD(Digital Light Processing)プロジェクター光源を使用。フィルム状のスクリーン4辺をそれぞれ独立に治具で挟み込み、フレームから治具をバネで展張する構造。
LL :入光面にレンズピッチ0.143mmのレンチキュラーレンズ群を有する片面レンチキュラーレンズシート。
FL(B−4):焦点距離550mm、レンズピッチ0.112mmの屈折フレネルレンズ群を出光面側のスクリーン中心から半径343.4mm以内に持ち、半径343.4mm以上の範囲にレンズを持たないフレネルレンズシート。このフレネルレンズシートの構造は可視光領域の透過率を65%とした0.188mmの着色透明PETフィルムに電子線硬化型樹脂によりレンズ形状を賦型。
FL(A−4):焦点距離550mm、レンズピッチ0.112mmの全反射フレネルレンズ群を入光面側のスクリーン中心から半径343.4mm以上の範囲に持ち、半径343.4mm以内にレンズを持たないフレネルレンズシート。このフレネルレンズシートの構造は0.188mmの透明PETに電子線硬化型樹脂によりレンズ形状を賦型。
<Example 3>
PTV: Size: 50 inches W (screen external size: about 650 mm × 1130 mm), using an LCD (Digital Light Processing) projector light source with a projection distance of 550 mm. A structure in which the four sides of the film-like screen are sandwiched independently by a jig, and the jig is stretched from the frame with a spring.
LL: A single-sided lenticular lens sheet having a lenticular lens group with a lens pitch of 0.143 mm on the light incident surface.
FL (B-4): A Fresnel lens group having a focal length of 550 mm and a lens pitch of 0.112 mm within a radius of 343.4 mm from the center of the screen on the light exit surface side, and having no lens within a radius of 343.4 mm or more. Lens sheet. The structure of this Fresnel lens sheet is that the lens shape is molded with an electron beam curable resin on a 0.188 mm colored transparent PET film with a visible light transmittance of 65%.
FL (A-4): Total reflection Fresnel lens group having a focal length of 550 mm and a lens pitch of 0.112 mm is within a radius of 343.4 mm from the center of the screen on the light incident surface side, and has a lens within a radius of 343.4 mm. No Fresnel lens sheet. The structure of this Fresnel lens sheet is made of 0.188 mm transparent PET with an electron beam curable resin.
図6に示されるように、光源側から、前記FL(A−4)、FL(B−4)、LLの順に重ね、透過型スクリーン用光学部材を作製した。この透過型スクリーン用光学部材を、PTVにセットしたところ、スクリーンに対して斜め方向から画面を観察しても半径343.4mmを境界とするような明るさのむらは生じず、均一な明るさを持つ画像が得られた。また製造コストが低減でき、更に高温多湿環境下に放置してもフレネルレンズに動きが見られず、良好な画像が得られた。 As shown in FIG. 6, from the light source side, the FL (A-4), FL (B-4), and LL were stacked in this order to produce a transmissive screen optical member. When this optical member for a transmissive screen is set on a PTV, even if the screen is observed from an oblique direction with respect to the screen, brightness unevenness with a radius of 343.4 mm as a boundary does not occur, and uniform brightness is obtained. An image with was obtained. In addition, the manufacturing cost could be reduced, and even when left in a hot and humid environment, the Fresnel lens did not move and a good image was obtained.
<比較例1>
PTV:サイズ50”W、投射距離550mmのLCDプロジェクター光源を使用。
LL :入光面にレンズピッチ0.143mmのレンチキュラーレンズ群を有する片面レンチキュラーレンズシート。
FL(B−5):焦点距離550mm、レンズピッチ0.112mmの屈折フレネルレンズ群を出光面側のスクリーン中心から半径343.4mm以内に持ち、半径343.4mm以上の範囲にレンズを持たないフレネルレンズシート。
フレネルレンズシートの構造は1.5mmの透明アクリル樹脂シートに電子線硬化型樹脂によりレンズ形状を賦型。
<Comparative Example 1>
PTV: An LCD projector light source with a size of 50 ″ W and a projection distance of 550 mm is used.
LL: A single-sided lenticular lens sheet having a lenticular lens group with a lens pitch of 0.143 mm on the light incident surface.
FL (B-5): a Fresnel lens group having a focal length of 550 mm and a lens pitch of 0.112 mm within a radius of 343.4 mm from the center of the screen on the light exit surface side, and no lens within a radius of 343.4 mm or more Lens sheet.
The structure of the Fresnel lens sheet is a 1.5 mm transparent acrylic resin sheet that is shaped by an electron beam curable resin.
FL(A−5):焦点距離550mm、レンズピッチ0.112mmの全反射フレネルレンズ群を入光面側のスクリーン中心から半径343.4mm以上の範囲に持ち、半径343.4mm以内にレンズを持たないフレネルレンズシート。このフレネルレンズシートの構造は1.5mmの透明アクリル樹脂シートに電子線硬化型樹脂によりレンズ形状を賦型。 FL (A-5): A total reflection Fresnel lens group having a focal length of 550 mm and a lens pitch of 0.112 mm is within a radius of 343.4 mm from the center of the screen on the light incident surface side, and the lens is within a radius of 343.4 mm. No Fresnel lens sheet. The structure of this Fresnel lens sheet is a lens with a 1.5 mm transparent acrylic resin sheet that is shaped by an electron beam curable resin.
図7に示されるように、光源側から、前記FL(A−5)、FL(B−5)、LLの順に重ね、透過型スクリーン用光学部材とし、PTVにセットしたところ、スクリーンに対して斜め方向からの観察で半径343.4mmを境界とするような明るさのむらが観察され、明るさのバランスの悪い画像が得られた。 As shown in FIG. 7, from the light source side, the FL (A-5), FL (B-5), and LL are stacked in this order to form an optical member for a transmissive screen and set on the PTV. Observation from an oblique direction revealed brightness unevenness with a radius of 343.4 mm as a boundary, and an image with a poor brightness balance was obtained.
1 透過型スクリーン用光学部材
2 光学要素〔A〕
3 光学要素〔B〕
4 透過光制御領域
5 樹脂基材
6 光拡散要素
L 光源
L1 光源からの光
L2 主出射光
L3 迷光
O 同心円の中心
1 Optical member for
3 Optical elements [B]
4 Transmitted
Claims (14)
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