JP3827747B2

JP3827747B2 - フィルム状レンズシート及びその製造方法

Info

Publication number: JP3827747B2
Application number: JP03022395A
Authority: JP
Inventors: 聡中前; 一十六渡辺; 弘小島
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JPH08201603A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、背面投射型プロジェクションテレビに用いるフィルム状レンズシート、特に、リニアフレネルレンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、背面投影型テレビに用いられるプロジェクションスクリーンとして、投影光を観察者側へ集光させるサーキュラーフレネルレンズと、投射光を散乱させ画像を形成するレンチキュラーレンズとを組み合わせたものが多く用いられている。
サーキュラーフレネルレンズは、加熱した金型に透明樹脂平板を押しつける「プレス法」、金型セル内で熱重合させる「キャスト法」、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂を金型の上から塗布し、その上から透明樹脂平板を被せ、紫外線を照射する「ＵＶ法」等の方法で製造されてきた。
しかし、いずれの製造方法を採用するとしても、フレネルレンズが同心円状に形成されているサーキュラーフレネルレンズであるため、１枚１枚個別に生産せざるを得ず、押し出し法による連続生産が可能なレンチキュラーレンズに比べて生産性が悪く、それ故に生産コストを下げるのが困難であった。
【０００３】
そのため、サーキュラーフレネルレンズの代わりに、多数にレンズ部（プリズム群）の稜線を一方向に平行に連ねた形状からなるリニアフレネルレンズを２枚用意し、そのリニアフレネルレンズを水平方向と垂直方向に直交させて用いることが提案されている。このリニアフレネルレンズは、「押し出し法」や、ＵＶ樹脂を回転するロ−ル成形型上に塗布し、樹脂フィルム上に転写、硬化させる方法等で製造できるため、連続生産が可能であり、しかも、薄いフィルム状に製造できるため、材料コスト面も低減することができる。また、成形後のレンズシートを巻き取り、保管することができるので、その後の搬送等を容易にすることができる。
【０００４】
一方、テレビセットの光学設計において、図４に示すように，投射光源をスクリーンの中心軸上からはずして配置することにより、テレビセットをコンパクト化することが知られている。図５は、このような斜め入射方式のテレビセット１００のスクリーン３として、上述したリニアフレネルレンズを用いた場合のスクリーン３の構成を示す図である。
図５において、プロジェクションスクリーン３は、光投射側から水平集光リニアフレネルレンズシート４、垂直集光リニアフレネルレンズシート５ａ及びレンチキュラーレンズシート６がこの順に配置され、且つ、垂直集光リニアフレネルレンズシート５ａの光学的中心が、スクリーンの寸法上の中心より上方になるように偏心して構成されており、これにより仮想光源２よりプロジェクションスクリーン３に対して斜めに入射する光線が、該プロジェクションスクリーン３の法線と略平行な方向に出光するので、入射光を観察位置に有効に出射することができる。
【０００５】
上述の垂直集光リニアフレネルレンズシート５ａは、リニアフレネルレンズのレンズ角度が、スクリーン上端部に比べ下端部の方が大きく、そのため、図６のその断面図が示すように、垂直集光リニアフレネルレンズシート５ａの機械的中心Ａ−Ａ’を軸として、レンズ有効部１０のレンズ高さが左右非対称であり、シート両端部の間で、レンズ高さにレンズ高差ｄなる差がある。なお、図６は、図５に示された垂直集光リニアフレネルレンズシート５ａの断面の様子を説明するもので、プロジェクションスクリーン３の中心Ａ−Ａ’を境にして、左方がプロジェクションスクリーン３の上方を、右方がプロジェクションスクリーン３の下方を示すものである。
【０００６】
レンズ有効部１０が形成されたリニアフレネルレンズシート５ａは、通常レンズの稜線方向と直交する方向を回転軸方向として巻き取られ保管されるため、上記のようにシート両端部のレンズ高さに差があると、連続成形されたリニアフレネルレンズシート５ａを巻き取る際に、シートの両端で厚みの偏りができ、巻きむらが発生して巻き取りが困難であった。
また、このレンズシートをテレビセットの枠に取り付ける際に、厚みの差による取扱いに難点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するために考案されたものであり、ロ−ル状の成形型を用いて、レンズ部を形成したフィルム状のレンズシート、特にレンズシートの両端部のレンズの高さに差を有するようなレンズシートを巻き取る際に発生する巻きむらの防止ができるとともに、フィルム状のレンズシートを、テレビセットに取り付ける際の取り付けを容易化することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の手段は、光透過性の基材からなり、該光透過性基材の少なくとも一方の面にフレネルレンズ部を有するフィルム状フレネルレンズシートであって、該レンズ部の外側の対向する２辺には非有効部が設けられており、該非有効部には、前記レンズ部を構成するレンズ単位のうち最もレンズ高さの大きいレンズ単位と同一高さの凸状部を複数有することを特徴とするフィルム状フレネルレンズシートである。
本発明の請求項２記載の手段は、前記レンズ部の両端部のレンズ高さに差があることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状フレネルレンズシートである。
本発明の請求項３記載の手段は、前記光透過性基材が、ベースフィルムと紫外線硬化性樹脂もしくは放射線硬化性樹脂の２層からなり、前記紫外線硬化性樹脂もしくは放射線硬化性樹脂により前記レンズ部および前記凸状部が形成されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のフィルム状フレネルレンズシートである。
本発明の請求項４記載の手段は、前記凸状部が前記レンズ単位と同一のパターン形状を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルム状フレネルレンズシートである。
本発明の請求項５記載の手段は、前記レンズ部が、前記レンズ単位をその稜線方向が互いに平行になるように多数平面内に配列してなるリニアフレネルレンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルム状フレネルレンズシートである。
本発明の請求項６記載の手段は、前記非有効部の前記凸状部と互いに嵌合する形状を有する保持部材により、前記非有効部においてキャビネットに保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルム状フレネルレンズシートである。
本発明の請求項７記載の手段は、ロ−ル状の成形型を用いて、押し出し成形法または紫外線もしくは放射線硬化法により、光透過性基材の少なくとも一方の面にフレネルレンズ部を有するフィルム状フレネルレンズシートを製造する方法において、前記レンズ部とは逆の形状を有する切削溝の外側両端に、該切削溝のうち最も深さの大きい切削溝と同一深さの切削溝が複数設けられたロ−ル状の成形型を用いてフィルム状フレネルレンズシートを製造することを特徴とするフィルム状フレネルレンズシートの製造方法である。
【０００９】
本発明のレンズシートの製造方法としては、溶融樹脂をロ−ル状金型に流し込む押し出し成形法、紫外線又は放射線硬化性樹脂を用いて透明樹脂フィルム上にレンズ部を形成するフォトポリマー法などが用いられるが、型の再現の優位性からみれば、紫外線又は放射線硬化法が好ましい。
【００１０】
【作用】
本発明は、フィルム状のレンズシート、特に、レンズ有効部のレンズ高さ（切削溝深さ）が左右非対称な成形型からレンズ部を成形したレンズシートであって、レンズ有効部の外側両端に、レンズ部を構成するレンズ単位のうち最もレンズ高さの大きいレンズ単位と同一高さの凸状部を複数有する非有効部を設けることにより、レンズ有効部の外側両端に、左右均等な厚みで強度を有する取扱い性のよい部分をもっているので、レンズ用樹脂を転写して巻きとる際、フィルム状レンズシートに発生する巻きむらの防止、フィルム状レンズシートをテレビセットの枠に取り付ける際の取り付けを容易にすることができる。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。図の符号は、特に断らない限り、従来技術と共通の符号を用いた。
図１は本発明の実施例による、レンズ有効部のレンズ高さが左右非対称なフィルム状レンズシートの成形型と、成形されたリニアフレネルレンズシートの概念を示す側面図である。
図１（ａ）は、成形型７の側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）を用いて形成された垂直集光リニアフレネルレンズシート５の側面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に相当するものをやや拡大して示したものである。
本実施例は、４０インチ型のテーブルトップ型テレビセット１００のプロジェクションスクリーン３に用いる垂直集光リニアフレネルレンズシート５に適用したものである。
【００１２】
図１に示す成形型７は、リニアフレネルレンズシート５のレンズ有効部１０（長さ６１０ｍｍ）の逆形状を有する切削溝と該切削溝の外側両端にそれぞれ前記切削溝のうちで最も深い溝のレンズ型と同一深さ１１２μｍで、且つ、２７ｍｍの幅に、最もレンズ高さの大きいレンズ単位と同一高さの凸状部を複数形成するための切削型部を有する。（以下、完成されたフィルム状レンズシートにおいては、最もレンズ高さの大きいレンズ単位と同一高さの凸状部を複数形成された部分を、非有効部１１という）。
本実施例において、凸状部はレンズ有効部１０に形成されるリニアフレネルレンズと同一の形状を有しており、レンズ部のピッチ１１２μｍと同一ピッチで形成されている。
【００１３】
図２に、本実施例の製造方法における、フィルム上にレンズを成形する成形機の概略の側面図を示す。フィルム原反１２から、厚み５０μｍのポリエステルからなるベースフィルム９をロ−ル１７を介して巻き戻し、ロ−ル状の成形型７へ送る。成形型７に対しては、紫外線硬化性樹脂８がファニッシャーロ−ル１６により供給され、ベースフィルム９と成形型７との間にはさまれた紫外線硬化性樹脂８は、遮光板１４を有するＵＶランプ１５により硬化され、次のロ−ル１７を介して巻き取りロ−ル１３として巻き取られる。
レンズ成形物のレンズ有効部の外側両端に左右の高さが揃い、均等な厚みで強度を有する取扱い性のよい部分をもっているので、成形後の巻き取り時に左右の巻き取り高さを揃えることができた。レンズ成形物の非有効部１１の更に外側は、テレビキャビネット取り付けの際に、必要でない部分は切り落とされる。
【００１４】
上記実施例により形成されたリニアフレネルレンズシート５を、垂直集光型として、非有効部１１を取り付け部として、図７に示すように，テーブルトップ型テレビセット１００のキャビネット２０に実装した。（図７では、定法により形成された水平集光リニアフレネルレンズシート４及びレンチキュラーレンズシート６は省略して要部のみを示す）
図７において、（一部切除して示される）垂直集光リニアフレネルレンズシート５はキャビネット２０の上下両端部で非有効部１１がキャビネット２０側に折り曲げられ、それぞれ非有効部１１に設けられた凸状部（リニアフレネルレンズ形状部）と互いに噛み合うような型を有する保持部材１８により挟持され、止め具１９により固定されている。
実装した結果、このフィルム状レンズシートは、取扱い性に優れて実装が容易であり、また、非有効部１１の凸状部と保持部材１８の型とが互いに嵌合して挟持されているので、垂直集光リニアフレネルレンズシート５がずれにくく、良好な実装状態となった。
また、非有効部１１の幅は、それぞれ保持方向でレンズ有効部１０の長さの３％以上が望ましかった。非有効部１１の幅が３％より小さいと保持部材１８の取り付けが困難になり、レンズシートの確実な保持ができなかった。また、この幅をあまり大きくとると無駄が多くなり、保持部材１８が必要以上に大きくなることから、実際の取り付けを考えるとレンズ有効部１０の３％以上７％以下が好ましかった。
また、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、それぞれ、実施例１をやや変形させた態様の垂直集光リニアフレネルレンズシート５の概念的な斜視図と側面図であり、図３（ｃ）は、非有効部１１凸状部の個々の形を断面矩形状と変化させた態様での側面図を示し、同様な結果を得たものである。
【００１５】
以上、本発明の実施例について、図面を参照して説明してきたが、本発明は、これら実施例の記載に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、本実施例では、レンズ部がリニアフレネルレンズであるシートについてのみ説明したが、その他、プリズムレンズシート、レンチキュラーレンズシート等について本発明を用いることができる。特に、レンズ部を構成するレンズ単位のレンズ高さが一定でないレンズシートを形成する際に有効である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、ロ−ル状の成形型、特にレンズ部の切削溝の深さが左右非対称な成形型からレンズ部を形成したフィルム状レンズシートにおいて、レンズ部外側の対向する２辺に、レンズ部を構成するレンズ単位のうち最もレンズ高さの高いレンズ単位と同一高さの凸状部を複数有する非有効部を設けたので、フィルム状レンズシートを成形後巻き取る際に発生する巻きむらの防止ができるとともに、フィルム状のレンズシートをテレビセットに取り付ける際の取り付けが容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるレンズ有効部が左右非対称なフィルム状レンズシートの成形型と成形されたリニアフレネルレンズの概念を示す側面図である。
【図２】本実施例の製造方法における、フィルム上にレンズを成形する成形機の概略の側面図を示す。
【図３】本発明の他の実施例によるリニアフレネルレンズの概念を示す斜視図及び側面図である。
【図４】本発明の適用されるテーブルトップ型テレビセットの側面図である。
【図５】図４のプロジェクションスクリーン３の構成を示す斜視図である。
【図６】図５における垂直集光リニアフレネルレンズシート５ａの断面を示す図である。
【図７】本発明のフィルム状レンズシートをテレビキャビネットに実装した要部を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１光源
２仮想光源
３プロジェクションスクリーン
４水平集光リニアフレネルレンズシート
５垂直集光リニアフレネルレンズシート
５ａ垂直集光リニアフレネルレンズシート
６レンチキュラーレンズシート
７成形型
８紫外線硬化性樹脂
９ベースフィルム
１０レンズ有効部
１１非有効部
１２フィルム原反
１３巻き取りロ−ル
１４遮光板
１５ＵＶランプ
１６ファニッシャーロ−ル
１７ロ−ル
１８保持部材
１９止め具
２０キャビネット
１００テーブルトップ型テレビセット
ｄレンズ高差

Claims

光透過性の基材からなり、該光透過性基材の少なくとも一方の面にフレネルレンズ部を有するフィルム状フレネルレンズシートであって、該レンズ部の外側の対向する２辺には非有効部が設けられており、該非有効部には、前記レンズ部を構成するレンズ単位のうち最もレンズ高さの大きいレンズ単位と同一高さの凸状部を複数有することを特徴とするフィルム状フレネルレンズシート。
前記レンズ部の両端部のレンズ高さに差があることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状フレネルレンズシート。
前記光透過性基材が、ベースフィルムと紫外線硬化性樹脂もしくは放射線硬化性樹脂の２層からなり、前記紫外線硬化性樹脂もしくは放射線硬化性樹脂により前記レンズ部および前記凸状部が形成されていることを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のフィルム状フレネルレンズシート。
前記凸状部が前記レンズ単位と同一のパターン形状を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルム状フレネルレンズシート。
前記レンズ部が、前記レンズ単位をその稜線方向が互いに平行になるように多数平面内に配列してなるリニアフレネルレンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルム状フレネルレンズシート。
前記非有効部の前記凸状部と互いに嵌合する形状を有する保持部材により、前記非有効部においてキャビネットに保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルム状フレネルレンズシート。
ロ−ル状の成形型を用いて、押し出し成形法または紫外線もしくは放射線硬化法により、光透過性基材の少なくとも一方の面にフレネルレンズ部を有するフィルム状フレネルレンズシートを製造する方法において、前記レンズ部とは逆の形状を有する切削溝の外側両端に、該切削溝のうち最も深さの大きい切削溝と同一深さの切削溝が複数設けられたロ−ル状の成形型を用いてフィルム状フレネルレンズシートを製造することを特徴とするフィルム状フレネルレンズシートの製造方法。