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JP2002221611A - Prism sheet for projection image display device, sheet type optical element, method for manufacturing sheet type optical element and projection image display device - Google Patents

Prism sheet for projection image display device, sheet type optical element, method for manufacturing sheet type optical element and projection image display device

Info

Publication number
JP2002221611A
JP2002221611A JP2001019305A JP2001019305A JP2002221611A JP 2002221611 A JP2002221611 A JP 2002221611A JP 2001019305 A JP2001019305 A JP 2001019305A JP 2001019305 A JP2001019305 A JP 2001019305A JP 2002221611 A JP2002221611 A JP 2002221611A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prism
angle
slope
sheet
optical axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001019305A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Sato
佐藤  修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON TOKUSHU KOGAKU JUSHI KK
Original Assignee
NIPPON TOKUSHU KOGAKU JUSHI KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON TOKUSHU KOGAKU JUSHI KK filed Critical NIPPON TOKUSHU KOGAKU JUSHI KK
Priority to JP2001019305A priority Critical patent/JP2002221611A/en
Publication of JP2002221611A publication Critical patent/JP2002221611A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the length from front to rear in a projection image display device and to increase the projection magnification while increasing uniformity of the luminance and sharpness of the screen. SOLUTION: The prism sheet is formed by densely arranging many thin prisms 3 each composed of a first inclined face 1 and a second inclined face 2. The angle 2 of the second inclined face is controlled to totally reflect the light transmitting through the first inclined face 1 and to allow the light to emit. The angle θ1 between the first inclined face 1 and the second inclined face 2 is <=45 deg.. A flat top face 5 is formed to connect the top edge of the first inclined face 1 and the top edge of the second inclined face 2. The angle of the top face 5 is controlled not to inhibit the light entering the first face 1 of the adjacent prism 3 and totally reflected by the second inclined face 2, and the angle is gradually varied over the prism parts 3 according to the incident angle of light. The prisms 3 have a function of a light diffusing layer or a tint layer, or a light diffusing layer or a tint layer is unitedly laminated in the exit side of the prisms 3. In the prisms 3 in the region near the optical axis A, the angles formed by the first and second inclined faces 1, 2 to the plane perpendicular to the optical axis A decrease to almost 0 in the prisms nearer to the optical axis A.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願の発明は、投影方式で映
像を表示するプロジェクション映像表示装置に関するも
のであり、特にそのような装置で画質の向上に使用され
るシート状の光学部材であるプリズムシートに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection image display apparatus for displaying an image by a projection system, and more particularly to a prism sheet which is a sheet-like optical member used for improving image quality in such an apparatus. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】投影方式の映像表示装置(以下、プロジ
ェクション映像表示装置と呼ぶ)は、大画面の映像を表
示するものとして従来から実用化されている。このよう
なプロジェクション映像表示装置は、以前は、RGBの
三つのブラウン管によって映像を投影するものであった
ため、映像が不鮮明であったり、くっきり投影されなか
ったりする問題があった。しかし、最近では、映像を作
る液晶パネルに光源で光を照射し、それを光学系で投影
する液晶プロジェクション方式のものが実用化され、大
画面にも拘わらず鮮明で高精細、高輝度の映像が得られ
るようになってきている。また、プラズマ状態のキセノ
ンが発する紫外線により蛍光体を発光させて映像を表示
するプラズマディスプレイも、壁掛けテレビ等の薄型で
大画面の映像表示装置として既に実用化されている。
2. Description of the Related Art A projection-type image display device (hereinafter, referred to as a projection image display device) has been put to practical use for displaying a large-screen image. Previously, such a projection image display device used to project an image by using three CRTs of RGB, and thus had a problem that the image was unclear or was not clearly projected. However, recently, a liquid crystal projection system, which irradiates light from a light source to a liquid crystal panel for creating an image and projects it with an optical system, has been put into practical use. Despite the large screen, a clear, high-definition, high-luminance image is Is becoming available. In addition, a plasma display, which displays an image by causing a phosphor to emit light by ultraviolet light emitted from xenon in a plasma state, has already been put to practical use as a thin, large-screen image display device such as a wall-mounted television.

【0003】このようなプロジェクション映像表示装置
においては、液晶パネルのような映像の元になるものを
作る部分では、エレクトロニクスや液晶制御の技術が基
本になっているが、映像を投影する部分では光学技術が
基本になっている。映像投影系に要求される点は、より
大きな画面になっても、鮮明で、明るく、高輝度のムラ
の無い映像が得られるようにすることである。
[0003] In such a projection image display device, electronics and liquid crystal control techniques are fundamental in a portion for producing an image source such as a liquid crystal panel. Technology is the basis. What is required of an image projection system is that a clear, bright, high-luminance image without unevenness can be obtained even on a larger screen.

【0004】また、薄型化すること即ち装置の奥行きを
小さくすることも、依然として要求されている。しかし
ながら、大画面化することと薄型化することは、光学技
術においてはある面で相反する要請である。即ち、大画
面化するには投影の倍率を大きくする必要がある。しか
し、画面の輝度の均一性や鮮明さを充分に高くしつつ投
影倍率を大きくするには、光路長が長くなり易い。光路
長が長くなると、装置の奥行きが大きくなってしまう。
反射ミラーで折り返す回数を多くして奥行きを小さくす
る方法もあるが、反射ミラーを多くすると、界面でのフ
レアの問題が大きくなるし、組立時の調整も面倒になり
易い。
[0004] Further, it is still required to make the device thinner, that is, to reduce the depth of the device. However, increasing the screen size and reducing the thickness are inconsistent demands in some aspects in optical technology. That is, to enlarge the screen, it is necessary to increase the magnification of projection. However, in order to increase the projection magnification while sufficiently increasing the brightness uniformity and sharpness of the screen, the optical path length tends to be long. As the optical path length increases, the depth of the device increases.
There is also a method of reducing the depth by increasing the number of times of folding with a reflecting mirror, but if the number of reflecting mirrors is increased, the problem of flare at the interface increases, and adjustment during assembly tends to be troublesome.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本願の発明は、かかる
課題を解決するためになされたものであり、プロジェク
ション映像表示装置の奥行きを小さくすることを可能に
しつつ、画面の輝度の均一性や鮮明さを充分に高くしな
がら且つ投影倍率を大きくすることができるプリズムシ
ートを提供する。また、本願発明は、そのようなプリズ
ムシートの製造方法及びそのようなプリズムシートを使
用したプロジェクション映像表示装置を提供するもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the depth of a projection image display device while maintaining the uniformity and brightness of the screen. Provided is a prism sheet that can increase the projection magnification while sufficiently increasing the height. Further, the present invention provides a method for manufacturing such a prism sheet and a projection image display device using such a prism sheet.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項1記載の発明は、第一の斜面と第二の
斜面とによって構成されているとともに特定の方向に延
びた細長いものであるプリズム部を多数詰めて配してシ
ート状としたプロジェクション映像表示装置用プリズム
シートであって、前記第二の斜面の角度は、前記第一の
斜面を透過して進入した光を全反射させて出射させる角
度となっており、さらに、前記第一の斜面と前記第二の
斜面との成す角は45度以下であるという構成を有す
る。また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発
明は、前記請求項1の構成において、前記第一の斜面の
先端縁と前記第二の斜面の先端縁とは接触しておらず、
両者をつなぐようにして先端面が形成されていて、三角
形の頂上部を切断したのに相当する形状となっていると
いう構成を有する。また、上記課題を解決するため、請
求項3記載の発明は、前記請求項2の構成において、前
記先端面の角度は、隣接する別のプリズム部の第一の斜
面に入射して第二の斜面に全反射する光を遮らない角度
に設定されているという構成を有する。また、上記課題
を解決するため、請求項4記載の発明は、前記請求項3
の構成において、前記先端面の角度は、光の入射角度に
従って各プリズム部で漸次変化しているという構成を有
する。また、上記課題を解決するため、請求項5記載の
発明は、前記請求項1乃至4いずれかに記載の構成にお
いて、前記プリズム部の各々が延びる特定の方向は、光
軸と同軸の同心円周上の方向又は光軸に対して垂直な面
内での互いに平行な方向であるという構成を有する。ま
た、上記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、
前記請求項1乃至5いずれかに記載の構成において、前
記多数のプリズム部が光拡散層及び又はテイント層とな
っているか、又は、前記多数のプリズム部の出射側に光
拡散層及び又はテイント層とが一体に積層されていると
いう構成を有する。また、上記課題を解決するため、請
求項7記載の発明は、前記請求項6の構成において、前
記プリズム部の出射側に積層された光拡散層及び又はテ
イント層は、レンチキュラーレンズを構成しているとい
う構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求
項8記載の発明は、第一の斜面と第二の斜面とによって
構成されているとともに光軸と同心の円周の方向に延び
た細長いものであるプリズム部を多数詰めて配してシー
ト状としたプロジェクション映像表示装置用プリズムシ
ートであって、前記第一の斜面は光軸に近い側に位置
し、前記第二の斜面は光軸から遠い側に位置しており、
光軸から離れた遠い周辺に位置するプリズム部である周
辺プリズム部は、その第二の斜面の角度が、その第一の
斜面を透過して進入した光を全反射させる角度となって
おり、さらに、周辺プリズム部は、その第一の斜面と第
二の斜面との成す角が45度以下となっており、光軸に
垂直な面に対して前記第一の斜面の成す角度を第一の角
度とし、光軸に垂直な面に対して成す角度を第二の角度
としたとき、前記周辺プリズムの内側に位置するプリズ
ム部である中央プリズム部では、第一第二の角度は光軸
に近づくに従って0に漸近しているという構成を有す
る。また、上記課題を解決するため、請求項9記載の発
明は、第一の斜面と第二の斜面とによって構成されてい
るとともに光軸と同心の円周の方向に延びた細長いもの
であるプリズム部を多数詰めて配してシート状としたシ
ート光学素子であって、光軸に垂直な面に対して前記第
一の斜面の成す角度を第一の角度とし、光軸に垂直な面
に対して成す角度を第二の角度としたとき、前記周辺プ
リズムの内側に位置する各プリズム部である中央プリズ
ム部では、第一第二の角度は光軸に近づくに従って0に
漸近しているという構成を有する。また、上記課題を解
決するため、請求項10記載の発明は、基になる板状の
所定の熱可塑性樹脂からなる部材である基材に所定の型
を押し付けるとともに加熱加圧して所定の表面形状のシ
ート状光学素子を製造するシート状光学素子の製造方法
であって、真空中で前記型を前記基材に押し付けながら
前記加熱加圧を行うという構成を有する。また、上記課
題を解決するため、請求項11記載の発明は、投影する
映像を作る投影源と、投影面に置かれたスクリーンと、
投影源で作られる映像をスクリーンに投影する光路上に
置かれた反射用光学素子とを備えたプロジェクション映
像表示装置であって、反射用光学素子は、光軸に対して
所定の角度を成す面上に多数のプリズム部を詰めて配し
たシート状の光学素子であり、各プリズム部の有する斜
面は、投影源からの光を反射してスクリーンに到達させ
るとともに、スクリーンを通して入射した外光がスクリ
ーンに戻らないようにするものとなっているという構成
を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the present application is an elongated object formed by a first slope and a second slope and extending in a specific direction. A prism sheet for a projection image display device, which is formed by arranging a large number of prism portions and arranging the sheets into a sheet shape, wherein the angle of the second slope is a total reflection of light transmitted through the first slope. And the light is emitted at an angle, and the angle formed by the first slope and the second slope is 45 degrees or less. Further, in order to solve the above problem, the invention according to claim 2 is configured such that, in the configuration of claim 1, the leading edge of the first slope and the leading edge of the second slope are not in contact with each other,
The distal end surface is formed so as to connect the two, and has a configuration equivalent to cutting the top of a triangle. In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 3, in the configuration according to claim 2, the angle of the front end surface is incident on the first inclined surface of another adjacent prism portion, and The angle is set so as not to block the light totally reflected on the slope. Further, in order to solve the above problem, the invention according to claim 4 is based on claim 3.
In the above configuration, the angle of the front end surface is gradually changed in each prism portion according to the incident angle of light. According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fourth aspects, a specific direction in which each of the prism portions extends is a concentric circumference coaxial with the optical axis. It has a configuration that the directions are parallel to each other in an upward direction or a plane perpendicular to the optical axis. In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 6 is
The configuration according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of prism portions are a light diffusion layer and / or a taint layer, or a light diffusion layer and / or a taint layer on an emission side of the plurality of prism portions. Are integrally laminated. According to a seventh aspect of the present invention, in order to solve the above problem, in the configuration of the sixth aspect, the light diffusion layer and / or the taint layer laminated on the emission side of the prism portion constitute a lenticular lens. There is a configuration that there is. In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 8 is an elongated prism formed by a first slope and a second slope and extending in a circumferential direction concentric with the optical axis. A projection sheet for a projection image display device in a sheet shape by arranging a large number of parts, wherein the first slope is located closer to the optical axis, and the second slope is located farther from the optical axis. Is located,
The peripheral prism portion, which is a prism portion located far away from the optical axis, has an angle of its second slope, which is an angle for totally reflecting light that has passed through the first slope and entered. Further, the peripheral prism portion has an angle formed by the first slope and the second slope of 45 degrees or less, and sets an angle formed by the first slope with respect to a plane perpendicular to the optical axis to the first angle. When the angle formed with respect to the plane perpendicular to the optical axis is the second angle, the first second angle is the optical axis in the central prism portion, which is the prism portion located inside the peripheral prism. Has a configuration in which it gradually approaches 0 as it approaches. According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a prism which is constituted by a first slope and a second slope, and which is elongated in a circumferential direction concentric with the optical axis. A sheet optical element in the form of a sheet by arranging a large number of parts, wherein the angle formed by the first slope with respect to a plane perpendicular to the optical axis is a first angle, and the surface is perpendicular to the optical axis. When the angle formed with respect to the second angle is defined as the second angle, the first and second angles are asymptotic to 0 as approaching the optical axis in the central prism portion, which is each prism portion located inside the peripheral prism. Having a configuration. Further, in order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 10 is to press a predetermined mold against a base material which is a base plate-shaped member made of a predetermined thermoplastic resin and to heat and press a predetermined surface shape. A method for manufacturing a sheet-shaped optical element, wherein the heating and pressing are performed while the mold is pressed against the substrate in a vacuum. Further, in order to solve the above problem, the invention according to claim 11 includes a projection source for producing an image to be projected, a screen placed on a projection surface,
A reflection optical element placed on an optical path for projecting an image formed by a projection source onto a screen, the reflection optical element having a predetermined angle with respect to the optical axis. It is a sheet-shaped optical element in which a number of prism parts are packed and arranged, and the inclined surface of each prism part reflects light from the projection source to reach the screen, and external light incident through the screen is It is configured to prevent returning to.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態(以
下、実施形態)について説明する。まず、プロジェクシ
ョン映像表示装置用プリズムシート(以下、単にプリズ
ムシート)の発明の実施形態について説明する。図1
は、第一の実施形態のプリズムシートの断面概略図であ
る。図1に示すよに、プリズムシートは、第一の斜面1
と第二の斜面2とによって構成されているとともに特定
の方向に延びた細長いものであるプリズム部3を多数詰
めて配してシート状としたものである。プリズムシート
は、全体が樹脂製であり、後述するように熱間プレス法
によって製造されるものである。プリズムシートは、図
1に示すように、一方の側が平坦で、他方の側が第一の
斜面1と第二の斜面2とから成る三角波状となった断面
形状となっている。この実施形態では、プリズムシート
が配置される光学系の光軸Aと、プリズムシートの中心
軸とは同軸になっている。そして、第一の斜面1は、光
軸Aに近い側に位置し、前記第二の斜面2は光軸Aから
遠い側に位置している。
Embodiments of the present invention (hereinafter, embodiments) will be described below. First, an embodiment of the invention of a prism sheet for a projection image display device (hereinafter simply referred to as a prism sheet) will be described. Figure 1
1 is a schematic cross-sectional view of a prism sheet according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the prism sheet has a first slope 1
And a plurality of elongated prism portions 3 each of which is constituted by the first and second inclined surfaces 2 and extends in a specific direction. The prism sheet is entirely made of resin, and is manufactured by a hot pressing method as described later. As shown in FIG. 1, the prism sheet has a cross-sectional shape in which one side is flat and the other side has a triangular wave shape including a first slope 1 and a second slope 2. In this embodiment, the optical axis A of the optical system on which the prism sheet is disposed is coaxial with the center axis of the prism sheet. The first slope 1 is located closer to the optical axis A, and the second slope 2 is located farther from the optical axis A.

【0008】図2は、図1に示すプリズムシートの各プ
リズム部3の延びる方向について説明する斜視概略図で
ある。プリズムシートの各プリズム部3の延びる方向に
ついては、二つのパターンがある。一つは、図2(1)
に示すように、光軸Aと同軸の同心円周上の方向に各プ
リズム部3が延びるパターンである。このパターンで
は、各プリズム部3は、所定の長さずつ径の異なる円周
状を成すことになる。この所定の距離は、各プリズム部
3のピッチになり、例えば図1に示す各頂点の距離に相
当する。二つめのパターンは、図2(2)に示すよう
に、光軸A,A’が延びる平面に対して垂直な面内での
互いに平行な方向に各プリズム部3が延びるパターンで
ある。従って、各プリズム部3は直線的に長い形状にな
る。この場合、プリズムシートに対して垂直に交わる光
軸Aの場合と、斜めに交わる光軸A’の場合とがある。
FIG. 2 is a schematic perspective view for explaining the extending direction of each prism portion 3 of the prism sheet shown in FIG. There are two patterns in the extending direction of each prism portion 3 of the prism sheet. One is Figure 2 (1)
As shown in FIG. 3, each prism portion 3 extends in a direction on a concentric circumference coaxial with the optical axis A. In this pattern, each prism section 3 has a circular shape having a different diameter by a predetermined length. This predetermined distance is the pitch of each prism section 3 and corresponds to, for example, the distance between the vertices shown in FIG. As shown in FIG. 2B, the second pattern is a pattern in which the prism portions 3 extend in directions parallel to each other in a plane perpendicular to the plane in which the optical axes A and A 'extend. Accordingly, each prism section 3 has a linearly long shape. In this case, there are a case where the optical axis A intersects the prism sheet perpendicularly and a case where the optical axis A ′ obliquely intersects the prism sheet.

【0009】図1及び図2に示すプリズムシートの大き
な特徴点は、第二の斜面2の角度が、第一の斜面1を透
過して進入した光を全反射させる角度となっているとと
もに、第一の斜面1と第二の斜面2との成す角(以下、
頂角と呼び、図1にθで示す)が45度以下となって
いる点である。以下、この点の技術的意義について、図
3及び図4を使用して説明する。図3及び図4は、図1
及び図2に示すプリズムシートの技術的意義について説
明する図である。このうち、図3は、従来のフレネルレ
ンズを使用して輝度補正をする場合について説明した
図、図4は、実施形態のプリズムシートを用いて輝度補
正をする場合について説明した図である。
A major feature of the prism sheet shown in FIGS. 1 and 2 is that the angle of the second slope 2 is an angle at which the light that has passed through the first slope 1 and entered has been totally reflected. The angle formed by the first slope 1 and the second slope 2 (hereinafter, referred to as an angle)
Referred to as a vertex angle, indicated by theta 1 in FIG. 1) is a point which is 45 degrees or less. Hereinafter, the technical significance of this point will be described with reference to FIGS. FIG. 3 and FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the technical significance of the prism sheet shown in FIG. 2 and FIG. 3 illustrates a case where luminance correction is performed using a conventional Fresnel lens, and FIG. 4 illustrates a case where luminance correction is performed using the prism sheet of the embodiment.

【0010】本実施形態のプリズムシートは、投影面上
の輝度を均一にする輝度補正のために主に使用されるも
のとなっている。投影方式によると、光軸Aに近い中央
部分では輝度が高くなるものの、光軸Aから遠い周辺部
分では、輝度が低くなり、暗い映像になってしまう。従
って、光軸Aから遠ざかるようにして拡がる周辺部の光
を光軸Aよりに曲げて集めて、周辺部の輝度を向上させ
る必要がある。
The prism sheet according to the present embodiment is mainly used for luminance correction for making the luminance on the projection surface uniform. According to the projection method, the brightness increases in the central portion near the optical axis A, but decreases in the peripheral portion far from the optical axis A, resulting in a dark image. Therefore, it is necessary to improve the brightness of the peripheral part by collecting the light of the peripheral part which spreads away from the optical axis A by bending it toward the optical axis A.

【0011】従来、このような輝度補正には、フレネル
レンズが多く使用されている。図3は、このようなフレ
ネルレンズを用いた輝度補正について模式的に示した図
であり、(1)はフレネル側から光を入射させる構成の
もの、(2)は平坦面側から光を入射させる構成のもの
である。尚、図3(1)(2)は、通常の凸レンズを使
用した例が示されている。図3(1)(2)に示すよう
に、輝度補正を行う場合、光軸Aから遠ざかるようにし
て外側に拡がる光をフレネルレンズによって光軸Aより
折り返し、投影面の周辺部における輝度低下を防止して
いる。
Conventionally, Fresnel lenses are often used for such luminance correction. FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically showing luminance correction using such a Fresnel lens. FIG. 3A shows a configuration in which light enters from the Fresnel side, and FIG. 3B shows a configuration in which light enters from the flat surface side. It is of a configuration that causes FIGS. 3A and 3B show an example in which a normal convex lens is used. As shown in FIGS. 3 (1) and 3 (2), when performing the brightness correction, the light that spreads outward away from the optical axis A is turned back from the optical axis A by the Fresnel lens, and the brightness decrease in the peripheral portion of the projection surface is reduced. Preventing.

【0012】ここで、光学エンジンのような投影源から
フレネルレンズやプリズムシートに入射する光の光軸A
に対する広がり角を、以下、画角と呼び、図中にθ
示すことにする。前述したように、装置の奥行きを小さ
くする要請から、光路長を短くする必要が生じている。
従って、画角θは大きくなる傾向にある。図3(1)
(2)に示すように画角の大きな光Lが入射すると、
正しく出射する光Lもあるが、フレネルフレネルレン
ズの表面で反射してしまう光Lの割合が多くなってし
まう。この結果、光の利用効率が減り、投影面周辺部で
の輝度向上という目的が充分に達成されなくなってしま
う。
Here, an optical axis A of light incident on a Fresnel lens or a prism sheet from a projection source such as an optical engine.
The spread angle for, hereinafter referred to as angle of view, will be indicated by the theta 2 in FIG. As described above, the need to reduce the depth of the device has made it necessary to shorten the optical path length.
Therefore, angle theta 2 tends to increase. Fig. 3 (1)
When large light L 1 of the field angle as shown in (2) is incident,
Although some light L 2 to correctly exit, the ratio of the light L 3, which would reflected by the surface of the Fresnel Fresnel lens becomes large. As a result, the light use efficiency is reduced, and the purpose of improving the brightness around the projection plane cannot be sufficiently achieved.

【0013】尚、光の利用効率の観点からは、図3
(2)に示すように平坦面から光を入射させる構成のも
のが効率が良い。但し、投影面周辺部での輝度を向上さ
せるためレンチキュラーレンズ等とともに配置する場
合、平坦面入射の場合には一体ものにできず、フレネル
レンズとレンチキュラーレンズ等の二枚の構成になり易
い。この場合、界面でのフレアの問題や取り扱いが面倒
等の問題を生じることがある。過去には、図3(1)に
示すようなフレネル側から光を入射させる一枚ものの構
成も検討されたが、上述した通り、光の利用効率が悪い
という欠点があった。
From the viewpoint of light use efficiency, FIG.
As shown in (2), a configuration in which light is incident from a flat surface is efficient. However, when it is arranged together with a lenticular lens or the like in order to improve the brightness at the periphery of the projection surface, it cannot be integrated in the case of flat surface incidence, and it is likely to be a two-piece configuration such as a Fresnel lens and a lenticular lens. In this case, problems such as flare at the interface and troublesome handling may occur. In the past, the configuration of a single sheet of light incident from the Fresnel side as shown in FIG. 3A was also studied, but as described above, there was a drawback that the light use efficiency was poor.

【0014】本実施形態の構成は、このような課題を解
決する技術的意義を有するものである。つまり、画角が
大きくなっても投影面周辺部での輝度向上を充分に達成
できる技術的意義を有するものである。より具体的に説
明すると、図4に示すように、本実施形態では、第一の
斜面1に入射する光は第一の斜面1を透過し、第二の斜
面2で全反射するようになっている。その後、この光は
平坦面(出射面)4を透過して投影面に達するようにな
っている。このため、画角が大きくなっても光の損失は
無く、投影面周辺部での輝度を充分に向上させることが
できる。
The configuration of the present embodiment has technical significance for solving such a problem. In other words, the present invention has a technical significance that the luminance at the periphery of the projection plane can be sufficiently improved even when the angle of view increases. More specifically, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, light incident on the first slope 1 is transmitted through the first slope 1 and totally reflected on the second slope 2. ing. Thereafter, the light passes through the flat surface (emission surface) 4 and reaches the projection surface. For this reason, even if the angle of view increases, there is no light loss, and the luminance at the periphery of the projection plane can be sufficiently improved.

【0015】尚、図3と図4とを比較すると解るよう
に、本実施形態のプリズムシートは、フレネルレンズの
非レンズ面を利用したものであり、且つ、その非レンズ
面で光を全反射させることで、画角の大きな光であって
も充分に投影面での輝度アップに充分に利用できるよう
にするものである。但し、後述するように、本願発明に
おけるプリズムシートは、必ずしも全体としてレンズ作
用を成すものには限定されないので、フレネルレンズと
は呼ばず、プリズムシートと呼んでいる。
As can be seen by comparing FIGS. 3 and 4, the prism sheet of this embodiment utilizes the non-lens surface of the Fresnel lens, and totally reflects light at the non-lens surface. By doing so, even light with a large angle of view can be used sufficiently to increase the brightness on the projection surface. However, as will be described later, the prism sheet in the present invention is not necessarily limited to a lens functioning as a whole, and is not called a Fresnel lens but a prism sheet.

【0016】次に、頂角θが45度以下となっている
点の技術的意義について説明する。図5は、頂角θ
45度以下となっている点の技術的意義について説明す
る図である。
Next, a description will be given technical significance of that apex angle theta 1 is turned 45 degrees or less. Figure 5 is a diagram illustrating the technical significance of the point where the apex angle theta 1 is turned 45 degrees or less.

【0017】図1に示すような断面形状が三角波状にな
るシート状の光学素子の代表的なものは、フレネルレン
ズである。フレネルレンズにおいては、図3に示す例な
どからも解るように、頂角の大きさは、60度や70度
のように大きなものとなっている。これは、レンズ作用
を成す曲面を分割してシート状にしたものであり、元々
の曲面の曲率がそれほど大きなものではないということ
が背景にある。また、フレネルレンズは、多くの場合、
型による成形で製造され、その型はバイトによる切削加
工により製造される。しかし、頂角の小さいフレネルレ
ンズの場合、バイトの刃先が鋭角になり、切削が困難に
なる。このように、頂角の小さいフレネルレンズという
のは、その必要性も無く、また、製造も難しいことか
ら、従来は存在しなかった。
A typical example of a sheet-like optical element having a triangular cross section as shown in FIG. 1 is a Fresnel lens. In the Fresnel lens, as can be seen from the example shown in FIG. 3 and the like, the magnitude of the apex angle is as large as 60 degrees or 70 degrees. This is obtained by dividing a curved surface forming a lens function into a sheet shape, and has a background that the curvature of the original curved surface is not so large. Fresnel lenses are often
It is manufactured by molding with a mold, and the mold is manufactured by cutting with a cutting tool. However, in the case of a Fresnel lens having a small apex angle, the cutting edge of the cutting tool becomes an acute angle, and cutting becomes difficult. As described above, a Fresnel lens having a small apex angle does not have to be used, and is difficult to manufacture.

【0018】しかしながら、本実施形態のように、非レ
ンズ面における全反射面を利用するという技術思想を採
用する場合、頂角が大きいとその性能を充分に発揮でき
ないことが発明者の検討により判った。即ち、図5
(1)に示すように、頂角θが大きいと、第一の斜面
1に入射した光が第二の斜面2に到達せず、そのまま平
坦面4から抜けてしまったり、平坦面4で内部反射して
外側に抜けていったりする光が多くなる。このような光
が多くなると、投影面周辺部での輝度向上が充分に達成
されなくなってしまう。
However, when the technical idea of utilizing the total reflection surface on the non-lens surface as in the present embodiment is adopted, it has been found by examination of the inventor that the performance cannot be sufficiently exhibited if the apex angle is large. Was. That is, FIG.
As shown in (1), the apex angle theta 1 is large, light incident on the first slope 1 does not reach the second inclined surface 2, or worse missing from it the flat surface 4, a flat surface 4 The amount of light that is reflected internally and passes through to the outside increases. When such light increases, it becomes difficult to sufficiently improve the brightness around the projection surface.

【0019】一方、図5(2)に示すように、頂角θ
が小さいと、第一の斜面1から入射した光の多くが第二
の斜面2で全反射し、平坦面4から出射していく。この
ため、投影面周辺部での輝度向上の効果が充分に得られ
る。どの程度まで頂角θが小さくなれば良いかは、画
角θにもよるが、一般的には頂角θを45度以下に
しておけばこのような効果が充分に得られる。尚、この
ように第一の斜面1から入射した光が第二の斜面2で全
反射する構成であって頂角θが45度以下となってい
る構成は、すべてのプリズム部3において該当している
必要はない。例えば、投影面周辺部に到達する光を多く
するため、周辺部に位置するプリズム部3群のみ該当し
ていても良い。
Meanwhile, as shown in FIG. 5 (2), the apex angle theta 1
Is small, much of the light incident from the first slope 1 is totally reflected by the second slope 2 and exits from the flat surface 4. For this reason, the effect of improving the brightness at the periphery of the projection plane can be sufficiently obtained. The extent to which the apex angle θ 1 should be reduced depends on the angle of view θ 2 , but in general, if the apex angle θ 1 is 45 degrees or less, such an effect can be sufficiently obtained. The configuration in which the light incident from the first slope 1 is totally reflected by the second slope 2 and the apex angle θ 1 is 45 degrees or less is applicable to all the prism units 3. You don't have to. For example, in order to increase the amount of light reaching the periphery of the projection surface, only the three prism units located in the periphery may correspond.

【0020】次に、本願発明の第二の実施形態のプリズ
ムシートについて説明する。図6は、第二の実施形態の
プリズムシートの断面概略図である。この第二の実施形
態のプリズムシートは、各プリズム部3の先端形状が第
一の実施形態と異なっている。即ち、図6に示すよう
に、第二の実施形態では、第一の斜面1の先端縁と第二
の斜面2の先端縁とは接触しておらず、両者をつなぐよ
うにして先端面が形成されている。つまり、各プリズム
部3は、三角形の頂上部を切断したのに相当する断面形
状となっている。
Next, a prism sheet according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic sectional view of a prism sheet according to the second embodiment. The prism sheet of the second embodiment differs from the first embodiment in the tip shape of each prism section 3. That is, as shown in FIG. 6, in the second embodiment, the leading edge of the first slope 1 and the leading edge of the second slope 2 are not in contact with each other, and the leading faces are connected so as to connect them. Is formed. That is, each prism portion 3 has a cross-sectional shape corresponding to cutting the top of the triangle.

【0021】このような第二の実施形態の構成は、以下
のような技術的意義を有する。図7は、図6に示す第二
の実施形態のプリズムシートの技術的意義について説明
する図である。図7(1)に示すものは、第一の実施形
態のプリズムシートに相当している。第一の実施形態の
構成の場合、あるプリズム部3に対して、そのプリズム
部3の内側(光軸Aに近い側)に隣接するプリズム部3
が光を遮蔽してしまう問題がある。図7(1)は、この
状況を示している。図7(1)に示すように、あるプリ
ズム部3(内側プリズム部3)の先端部は、その外側の
プリズム部3(外側プリズム部3)に入射すべく進行し
てきた光Lを遮蔽してしまう。この光Lは、内側プ
リズム部3の先端部に入射し、前述したように第二の斜
面2で全反射して平坦面4から出射するのであるが、外
側プリズム部3で全反射する場合に比べて投影面上の内
側の位置に達することになる。そして、外側プリズム部
3は、さらにその外側のプリズム部3に入射する光L
を遮光してしまい、さらにそのプリズム部3もさらに外
側のプリズム部(不図示)に入射する光を遮光してしま
う。従って、図7(1)に示す例では、光は比較的内側
に集まり易い。
The configuration of the second embodiment has the following technical significance. FIG. 7 is a diagram for explaining the technical significance of the prism sheet of the second embodiment shown in FIG. FIG. 7A corresponds to the prism sheet of the first embodiment. In the case of the configuration of the first embodiment, a prism unit 3 adjacent to a certain prism unit 3 inside (on the side closer to the optical axis A) the prism unit 3
However, there is a problem that light is blocked. FIG. 7A shows this situation. As shown in FIG. 7 (1), the distal end portion of a prism unit 3 (inner prism portion 3) shields the light L 4 that has traveled in order to enter the prism portion 3 of the outer (outer prism part 3) Would. This light L 4 is incident on the tip of the inner prism portion 3, is totally reflected by the second inclined surface 2 and emerges from the flat surface 4 as described above, but is totally reflected by the outer prism portion 3. , The inner position on the projection plane is reached. Then, the outer prism portion 3 further receives light L 5 incident on the outer prism portion 3.
, And the prism portion 3 also blocks light incident on a further outer prism portion (not shown). Therefore, in the example shown in FIG. 7A, light tends to be gathered relatively inward.

【0022】一方、第二の実施形態では、図7(2)に
示すように、各プリズム部3の先端がカットされた形状
であるので、外側に隣接するプリズム部3に入射する光
’,L’を遮蔽することが少なくなっている。こ
のため、図7(1)に示す構成に比べ、より外側で折り
返されて投影面に向かう光が多くなり、投影面周辺部で
の輝度向上の効果がさらに高く得られるようになってい
る。
On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 7 (2), because it is shaped tip of each prism portion 3 is cut, the light L 4 incident on the prism portion 3 adjacent to the outer ', L 5 ' is less likely to be shielded. For this reason, compared with the configuration shown in FIG. 7A, the amount of light that is turned outward and goes toward the projection surface increases, and the effect of improving the luminance at the periphery of the projection surface can be further enhanced.

【0023】また、第二の実施形態のように各プリズム
部3の先端をカットすると、プリズムシートの製造や取
り扱いが容易となり、耐久性も向上する。即ち、各プリ
ズム部3が図1に示すような単純な三角形の形状であ
り、さらにその頂角θが45度以下という鋭いもので
あると、プリズムシート製造用の型を作る際のバイトの
刃も、先端がとがったものになり、折れやすい易い等の
問題が生ずる。また、製造されたプリズムシートを持ち
運ぶ際にも、各プリズム部3の先端が欠けやすいため、
持ち運びや映像表示装置への取り付けの際などに特別の
配慮を要する等の煩雑さがある。また、プリズム部3の
先端が欠けてしまって交換が必要になったりする可能性
も高くなるので、耐久性の点でも問題が生じやすい。一
方、本実施形態の構成によれば、第一の斜面1と第二の
斜面2が成す頂角θは45度以下の小さいものにしつ
つ、プリズム部3の先端の角度(先端面5と各斜面1,
2の成す角度)を45度以上の広い角度にすることが可
能である。従って、上記のような問題はなく、製造や取
り扱いが容易で、耐久性の高いプリズムシートとなる。
When the end of each prism portion 3 is cut as in the second embodiment, the manufacture and handling of the prism sheet are facilitated, and the durability is improved. That is, each prism portion 3 is in the form of a simple triangular as shown in FIG. 1, further when the apex angle theta 1 is of sharp that 45 degrees or less, the bytes to make a mold for a prism sheet manufacturing The blade also has a pointed tip, which causes problems such as easy breakage. Also, when carrying the manufactured prism sheet, the tip of each prism section 3 is easily chipped,
There are complications, such as the need for special considerations when carrying or attaching to a video display device. In addition, since the possibility that the tip of the prism portion 3 is chipped and replacement is required increases, a problem easily occurs in terms of durability. On the other hand, according to the configuration of the present embodiment, the apex angle θ 1 formed by the first slope 1 and the second slope 2 is made as small as 45 degrees or less, and the angle of the tip of the prism portion 3 (with respect to the tip face 5). Each slope 1,
2) can be set to a wide angle of 45 degrees or more. Accordingly, there is no problem as described above, and the prism sheet is easy to manufacture and handle, and has high durability.

【0024】次に、第三の実施形態のプリズムシートに
ついて説明する。図8は、第三の実施形態のプリズムシ
ートの断面概略図である。この第三の実施形態は、基本
的に第二の実施形態と同様であるが、各プリズム部3の
先端面5の角度について特別の工夫を施してある。即
ち、第一の斜面1の先端と第二の斜面2との先端を結ん
だ先端面5の角度は、光軸Aからの距離に従って各プリ
ズム部3において漸次変化している。漸次変化のパター
ンは幾つか考えられるが、本実施形態では、先端面5と
光軸Aの成す角(以下、先端面角と呼び、図8中にθ
31,θ32,θ33で示す)が、光軸Aから遠ざかる
に従って大きくなるようにしている。
Next, the prism sheet of the third embodiment will be described.
explain about. FIG. 8 shows a prism system according to the third embodiment.
FIG. This third embodiment is based on the basic
Is the same as the second embodiment, except that
Special measures have been taken for the angle of the tip surface 5. Immediately
In addition, the tip of the first slope 1 and the tip of the second slope 2 are connected.
The angle of the distal end face 5 is determined according to the distance from the optical axis A.
In the rhythm part 3, it gradually changes. Gradual change putter
In this embodiment, the tip surface 5 and the
The angle formed by the optical axis A (hereinafter referred to as the tip surface angle, θ in FIG. 8)
31, Θ32, Θ33), But goes away from the optical axis A
So that it gets bigger.

【0025】図9は、図8に示す第三の実施形態のプリ
ズムシートの技術的意義について説明する図である。図
9では、説明を簡単にするため、映像を表示する光が点
光源からの光と同じであるとして説明している。実際に
はもう少し複雑であるが、本質的には同じである。図9
(1)に示すように、先端面角θが各プリズム部3で
同じ場合、光のロスが発生したり、投影面周辺部での輝
度向上の効果が低下したりする問題が生じ易い。即ち、
光軸Aに近いところに位置するプリズム部3では、先端
面5に達した光Lが反射して戻ってしまいロスになる
場合が生じてくる。また、光軸Aから遠いところに位置
するプリズム部3では、外側のプリズム部3に入射させ
るべき光Lが手前のプリズム部3で遮光されてしま
い、投影面周辺部の輝度向上の効果が低減してしまう。
一方、図9(2)に示すように、先端面角θが光軸A
から遠ざかるに従って大きくなるよう漸次変化させる
と、各プリズム部3において外側のプリズム部3への入
射光の遮光防止効果が最適化され、光のロスが発生した
り、投影面周辺部での輝度向上効果が低減したりするこ
とが無くなる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the technical significance of the prism sheet of the third embodiment shown in FIG. In FIG. 9, for the sake of simplicity, it is assumed that light for displaying an image is the same as light from a point light source. It's actually a bit more complicated, but it's essentially the same. FIG.
(1) As shown, when the same tip surface angle theta 3 at each prism portion 3, or loss of light occurs, the effect of luminance improvement in the projection plane peripheral portion tends to occur a problem that the lowered. That is,
The prism portion 3 is located close to the optical axis A, when the arises that light L 6 reaching the front end surface 5 is loss would be reflected back. Further, the prism unit 3 is located farther from the optical axis A, will light L 7 to be incident on the outside of the prism portion 3 is shielded by the front of the prism portion 3, the effect of luminance improvement in the projection plane peripheral portion Will be reduced.
On the other hand, as shown in FIG. 9 (2), the distal end surface angle theta 3 is the optical axis A
When the distance is gradually increased so that the distance from the projection unit increases, the effect of preventing the incident light from entering the outer prism unit 3 from being blocked in each prism unit 3 is optimized, so that light loss occurs and the brightness at the periphery of the projection surface is improved. The effect is not reduced.

【0026】次に、本願の第四の実施形態のプリズムシ
ートについて説明する。図10は、第四の実施形態のプ
リズムシートの断面概略図である。この第四の実施形態
のプリズムシートは、プリズムシート自体に光拡散の機
能を設けたり、色合い(コントラスト)を強調するテイ
ント層を設けたりしている。具体的に説明すると、図1
0(1)では、各プリズム部3が光拡散層とテイント層
に兼用されている。このようなプリズムシートは、拡散
材を均一に分散させた樹脂を成形することで製造するこ
とができる。例えば、メタクリル樹脂に屈折率の異なる
拡散材及びテイント材を分散させたものを使用すること
ができる。
Next, a prism sheet according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic sectional view of a prism sheet according to the fourth embodiment. In the prism sheet of the fourth embodiment, a light diffusion function is provided on the prism sheet itself, or a taint layer for enhancing color (contrast) is provided. Specifically, FIG.
In the case of 0 (1), each prism portion 3 is also used as a light diffusion layer and a taint layer. Such a prism sheet can be manufactured by molding a resin in which a diffusing material is uniformly dispersed. For example, a material obtained by dispersing a diffusing material and a tinting material having different refractive indexes in methacrylic resin can be used.

【0027】また、図10(2)に示す例では、多数の
プリズム部3の出射側に、光拡散層61とテイント層6
2とを一体に積層した構成となっている。このようなプ
リズムシートは、後述するように、各プリズム部3用の
板材と、拡散層61用の板材と、テイント層62用の板
材とを重ね合わせ、型を押し付けて熱間プレスすること
により製造できる。尚、拡散層61用の層とテイント層
62用の層とが予め積層されている一つの多層部材を用
いて熱間プレスを行うことにより、上記構成のプリズム
シートを製造する場合もある。
In the example shown in FIG. 10B, the light diffusing layer 61 and the taint layer 6
2 are integrally laminated. As described later, such a prism sheet is obtained by laminating a plate material for each prism portion 3, a plate material for the diffusion layer 61, and a plate material for the taint layer 62, pressing a mold, and hot pressing. Can be manufactured. The prism sheet having the above configuration may be manufactured by performing hot pressing using one multilayer member in which a layer for the diffusion layer 61 and a layer for the taint layer 62 are stacked in advance.

【0028】また、テイント層62が、レンチキュラー
レンズを構成するようにしてしても良い。例えば、テイ
ント層62の出射面がレンチキュラーレンズになるよう
に凹凸を与える。このような凹凸の形状も、後述する熱
間プレス法により同様に製造することができる。このよ
うにすると、垂直方向に広がろうとする光を集めて輝度
を向上させたり、水平方向に光を広げて視野特性を向上
させたりすることが可能になり、そのような構成を1枚
のシート状光学部材で達成することができる。
The taint layer 62 may form a lenticular lens. For example, irregularities are provided so that the exit surface of the taint layer 62 becomes a lenticular lens. Such irregularities can be similarly manufactured by a hot pressing method described later. By doing so, it is possible to improve the brightness by collecting light that is about to spread in the vertical direction, or to improve the viewing characteristics by expanding the light in the horizontal direction. This can be achieved by a sheet-shaped optical member.

【0029】プリズムシートや拡散板、テイント板等の
シート状光学部材を別途設けていくと、界面での影響か
ら二重像やフレアの問題が生ずることがある。しかしな
がら、この第四の実施形態のプリズムシートによれば、
拡散板やテイント板を別途設ける必要がないので、この
ような問題が抑制される。尚、本実施形態では、拡散層
61の厚さはある程度厚くなるので、200μm〜30
0μm程度の薄い拡散層が要求されている特殊な場合に
はあまり適していないが、そうではない汎用品的なもの
の場合、メリットが大きい。
If a sheet-like optical member such as a prism sheet, a diffusion plate, or a taint plate is separately provided, problems such as double images and flare may occur due to the influence at the interface. However, according to the prism sheet of the fourth embodiment,
Since there is no need to separately provide a diffusion plate or a taint plate, such a problem is suppressed. In the present embodiment, the thickness of the diffusion layer 61 is increased to some extent,
It is not very suitable for the special case where a thin diffusion layer of about 0 μm is required, but it is very advantageous in the case of a general-purpose product that is not so.

【0030】また、コントラストを強調する構成として
は、従来は、レンチキュラーレンズを使用したものが多
く採用されている。レンチキュラーレンズは、シリンド
リカルレンズを多数並べてシート状にしたレンズであ
り、上下方向に拡がる光を集めて効率を挙げたり、水平
方向に光を広げて視野角を広くしたりするのに使われて
いる。最近では、レンチキュラーレンズに部分的に光を
透過しない部分を設け、コントラストを強調することが
行われており、その目的の方が主になっている場合もあ
る。
As a configuration for enhancing the contrast, a configuration using a lenticular lens has conventionally been adopted in many cases. A lenticular lens is a lens made by arranging a large number of cylindrical lenses into a sheet, and is used to increase the efficiency by collecting light that spreads in the vertical direction and widen the viewing angle by spreading the light in the horizontal direction. . Recently, a part that does not transmit light is provided in the lenticular lens to enhance the contrast, and the purpose is mainly performed in some cases.

【0031】第一から第三の実施形態のプリズムシート
においても、レンチキュラーレンズと組み合わせること
によりコントラストを強調させることが可能である。し
かしながら、この場合も、二枚の光学素子の構成となる
ため、やはり界面でのフレアや二重像の問題が発生する
恐れがある。図10(2)に示すように、テイント層6
2を一体に積層しておけば、このような問題は無くな
る。この場合、光拡散層61とテイント層62とは逆で
も良い。また、各プリズム部3が、光拡散層のみに兼用
されたテイント層のみに兼用されたりしてもよく、各プ
リズム部3の出射側に光拡散層61のみを積層したり、
テイント層62のみを積層したりしても良い。
Also in the prism sheets of the first to third embodiments, it is possible to enhance the contrast by combining with the lenticular lens. However, also in this case, since the optical element has a configuration of two optical elements, the problem of flare or double image at the interface may occur. As shown in FIG. 10B, the taint layer 6
Such a problem can be eliminated by laminating 2 integrally. In this case, the light diffusion layer 61 and the taint layer 62 may be reversed. Further, each prism portion 3 may be used only for the taint layer which is also used only for the light diffusion layer, or only the light diffusion layer 61 may be laminated on the emission side of each prism portion 3,
Only the taint layer 62 may be laminated.

【0032】次に、本願発明の第五の実施形態について
説明する。図11は、第五の実施形態のプリズムシート
の構成について説明する図である。第五の実施形態は、
同心円の中心を含むプリズムシートの場合のいわゆる
「へそが見える」と呼ばれる現象を抑制した構成となっ
ている。「へそが見える」とは、フレネルレンズや、前
述した第一の実施形態のプリズムシートであって各プリ
ズム部3が同心円周上に延びているようなものを用いて
映像を投影した場合、中央だけが小さく丸いスポット状
や点状に光って見える異常な現象を意味している。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a prism sheet according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment,
In the case of a prism sheet including the center of a concentric circle, a so-called “navel is seen” phenomenon is suppressed. "The navel is visible" means that when an image is projected using a Fresnel lens or the prism sheet of the first embodiment described above, in which each prism portion 3 extends on a concentric circle, Only an abnormal phenomenon that appears to shine like a small round spot or dot.

【0033】「へそが見える」という現象(以下、へそ
見え現象)は、中央のプリズム部3の斜面の角度が原因
している。図11は、この点について説明した図であ
り、へそ見え現象の発生の原因について示した図であ
る。フレネルレンズや各実施形態のプリズムシートは、
光軸Aに対して斜めになっている小さな面(小斜面)を
セグメント状に詰めて設けたものである。そして、その
小斜面の角度を、光軸Aからの位置関係に従って最適化
することで、所望のレンズ作用等を得るようにしてい
る。
The phenomenon that “the navel is visible” (hereinafter, the navel-visible phenomenon) is caused by the angle of the slope of the central prism portion 3. FIG. 11 is a diagram illustrating this point, and is a diagram illustrating a cause of the occurrence of the navel appearance phenomenon. Fresnel lens and prism sheet of each embodiment
A small surface (small inclined surface) that is oblique to the optical axis A is provided in a segment shape. By optimizing the angle of the small slope in accordance with the positional relationship from the optical axis A, a desired lens function or the like is obtained.

【0034】ここで、同様に光軸Aに近い側の斜面を第
一の斜面1とし、遠い側の斜面を第二の斜面2とする。
そして、光軸Aな垂直な面に対して第一の斜面1の成す
角度を第一の角度θとし、光軸Aに垂直な面に対して
成す角度を第二の角度θとしたとする。凸レンズをシ
ート状に変換したフレネルレンズ等の場合、図11
(1)に示すように、第一第二の角度θ,θが光軸
A上で0に漸近していない場合が多い。図11(1)で
は第一の角度θのみの変化が示されているが、第二の
角度θ も同様に光軸A上では0に漸近していない。こ
のように、光軸A上で角度θ,θが0に漸近してい
ない場合、へそ見え現象が生じやすい。
Here, similarly, the slope near the optical axis A is referred to as the first slope.
One slope 1 and the far side slope are second slopes 2.
Then, the first slope 1 forms with respect to a plane perpendicular to the optical axis A.
Angle is the first angle θ4And the plane perpendicular to the optical axis A
Is the second angle θ5And Set the convex lens
In the case of a Fresnel lens or the like converted into a
As shown in (1), the first and second angles θ4, Θ5Is the optical axis
In many cases, it does not approach 0 on A. In FIG. 11 (1)
Is the first angle θ4Only changes are shown, but the second
Angle θ 5Is not asymptotically close to 0 on the optical axis A. This
, The angle θ on the optical axis A4, Θ5Is asymptotic to 0
Otherwise, the navel appears easily.

【0035】一方、本実施形態のプリズムシートは、へ
そ見え現象が防止できるよう、第一第二の角度θ,θ
を光軸A上で0に漸近させている。具体的に説明する
と、前述した「第二の斜面の角度は第一の斜面を透過し
て進入した光を全反射させて出射させる角度となってい
る」という構成は、プリズムシートの全面に亘っている
訳ではなく、周辺部のみとなっている。その周辺部の内
側(光軸A寄り)の部分は、凹レンズの構成となってい
る。つまり、光軸Aから一定距離の中央部分では、各プ
リズム部3は凹レンズをシート状に変換した構成となっ
ている。本実施形態は、このように光軸Aに近づくに従
って第一第二の角度θ,θが0に漸近している。従
って、中心点(即ち光軸A上の点)における不自然な光
の屈折は極めて少なく、へそ見え現象は無い。
On the other hand, the prism sheet of the present embodiment has the first and second angles θ 4 and θ 4 so that the navel appearance phenomenon can be prevented.
5 is gradually approached to 0 on the optical axis A. More specifically, the above-described configuration in which the angle of the second slope is an angle at which light that has passed through the first slope and entered and totally reflected and emitted is applied to the entire surface of the prism sheet. It does not mean that it is only the periphery. The inner portion (closer to the optical axis A) of the peripheral portion has a concave lens configuration. That is, in the central portion at a certain distance from the optical axis A, each prism portion 3 has a configuration in which the concave lens is converted into a sheet shape. In the present embodiment, the first and second angles θ 4 and θ 5 gradually approach 0 as approaching the optical axis A. Therefore, unnatural refraction of light at the center point (that is, a point on the optical axis A) is extremely small, and there is no navel appearance phenomenon.

【0036】このようなへそ見え現象を防止した構成
は、第一から第三の実施形態のような投影面周辺部の輝
度向上のための構成を採用した場合にも有効であるが、
多数のプリズム部3を詰めて配したシート状の光学素子
一般に有効である。従って、上記各実施形態のプリズム
シートに限らず、他の構成のプリズムシートやフレネル
レンズ一般について適用が可能である。
The configuration in which such a navel appearance phenomenon is prevented is also effective when employing a configuration for improving the brightness around the projection plane as in the first to third embodiments.
It is generally effective for a sheet-like optical element in which a large number of prism parts 3 are packed and arranged. Therefore, the present invention is not limited to the prism sheet of each of the above embodiments, and can be applied to prism sheets having other configurations and Fresnel lenses in general.

【0037】尚、「プリズムシート」という用語と、
「フレネルレンズ」という用語の使い分けについて若干
説明する。「プリズムシート」も「フレネルレンズ」
も、多数のプリズム部3を詰めて配したシート状の光学
素子という意味では同じである。しかし、「フレネルレ
ンズ」が、全体として一つのレンズ作用を持つものであ
るのに対し、「プリズムシート」はレンズ作用の有無を
問わない。レンズ作用があっても無くても良いし、レン
ズ作用が特定のプリズム部3や特定のグループのプリズ
ム部3にあっても良い。従って、「プリズムシート」
は、「フレネルレンズ」を含む概念である。
The term "prism sheet"
The usage of the term “Fresnel lens” will be described briefly. "Prism sheet" is also "Fresnel lens"
The same applies to a sheet-like optical element in which a large number of prism portions 3 are packed and arranged. However, while the “Fresnel lens” has one lens action as a whole, the “prism sheet” does not matter whether it has a lens action. A lens function may or may not be provided, or a lens function may be provided in a specific prism unit 3 or a specific group of prism units 3. Therefore, the "prism sheet"
Is a concept including “Fresnel lens”.

【0038】次に、本願発明の第六の実施形態のプリズ
ムシートについて説明する。図12は、第六の実施形態
のプリズムシートの構成について説明する図である。こ
の実施形態のプリズムシートの特徴点は、光軸Aとプリ
ズムシートの中心軸Cが一致していないものとなってい
る。即ち、図12に示すように、光軸Aは、プリズムシ
ートの中心においてプリズムシートに交差するものの、
光軸Aの方向とプリズムシートの中心軸Cの方向とは一
致していない。このような構成は、プロジェクション映
像表示装置を全体にコンパクトにしようとする場合に往
々にしてあり得る。例えば、プリズムシートをスクリー
ンの手前に重ねて配置するような場合である。
Next, a prism sheet according to a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a prism sheet according to the sixth embodiment. The feature of the prism sheet of this embodiment is that the optical axis A does not coincide with the center axis C of the prism sheet. That is, as shown in FIG. 12, although the optical axis A crosses the prism sheet at the center of the prism sheet,
The direction of the optical axis A does not match the direction of the central axis C of the prism sheet. Such a configuration is often possible when trying to make the entire projection video display device compact. For example, there is a case in which a prism sheet is arranged in front of a screen.

【0039】この図12に示すような実施形態の場合、
光が入射する斜面(第一の斜面1)と、入射させた光を
全反射させる斜面(第二の斜面2)とが、軸対称に成ら
ない場合もある。即ち、図12に示すように、各プリズ
ム部3が水平方向に長い直線状のものであり、下側の面
が常に第一の斜面1に相当し、上側の面が常に第二の斜
面2に相当している場合もある。尚、第一の斜面1もし
くは第二の斜面2(又はその双方)が断面で円弧状にな
る場合(即ち、球面又は円筒面になる場合)もある。さ
らに、非球面レンズのように、球面ではない曲面の場合
もある。このような構成によっても、投影面周辺部の輝
度向上の効果が得られる。例えば、投影面上で上側の部
分の輝度が低い場合、上側に位置するプリズム部3群に
おいて全反射の効果が多く得られるよう第二の斜面2の
角度等を適宜選択するようにする。
In the case of the embodiment shown in FIG.
The slope on which the light enters (first slope 1) and the slope on which the incident light is totally reflected (second slope 2) may not be axially symmetric. That is, as shown in FIG. 12, each prism portion 3 is a linear shape that is long in the horizontal direction, the lower surface always corresponds to the first inclined surface 1, and the upper surface is always the second inclined surface 2. In some cases. Note that the first slope 1 and / or the second slope 2 (or both) may be arc-shaped in cross section (that is, spherical or cylindrical). Further, there may be a curved surface that is not spherical, such as an aspheric lens. With such a configuration, the effect of improving the luminance at the periphery of the projection plane can be obtained. For example, when the brightness of the upper portion on the projection surface is low, the angle of the second slope 2 and the like are appropriately selected so that the effect of total reflection can be increased in the prism unit 3 located on the upper side.

【0040】次に、シート状光学素子の製造方法の発明
の実施形態について説明する。この説明は、上記各実施
形態のプリズムシートの製造方法の説明も兼ねている。
図13は、本実施形態のシート状光学素子の製造方法に
使用されるシート状光学素子製造装置の正面断面概略図
である。本実施形態の方法は、熱間プレスという方式を
採用している。熱間プレスは、熱可塑性樹脂を使用して
シート状光学素子を製造する方法であり、基になる板状
の所定の熱可塑性樹脂からなる部材(以下、基材)を加
熱加圧して所定の表面形状のシート状光学素子を製造す
る方法である。
Next, an embodiment of the invention of a method for manufacturing a sheet-like optical element will be described. This description also serves as a description of the method for manufacturing the prism sheet of each of the above embodiments.
FIG. 13 is a schematic front sectional view of a sheet-like optical element manufacturing apparatus used in the method for manufacturing a sheet-like optical element of the present embodiment. The method of this embodiment employs a method called hot pressing. Hot pressing is a method of manufacturing a sheet-shaped optical element using a thermoplastic resin, and heats and presses a base plate-shaped member (hereinafter, a base material) made of a predetermined thermoplastic resin to obtain a predetermined optical element. This is a method for producing a sheet-shaped optical element having a surface shape.

【0041】本実施形態の方法の大きな特徴点は、この
熱間プレスを真空中で行う点である。具体的に説明する
と、図13に示す装置は、真空ポンプ81を備えた真空
チャンバー82と、真空チャンバー82内に設けられた
一対の熱盤83,84と、基材87に転写するパターン
が表面に形成された一対の型85,86と、一方の熱盤
83を他方の熱盤84に向けて押圧して基材87を加圧
する不図示の加圧源等から構成されている。熱盤83,
84は、不図示のヒータによって所定の温度まで加熱さ
れるようになっている。ヒータは、蒸気を用いるものや
ジュール熱を用いるもの等が使用される。
A major feature of the method of this embodiment is that the hot pressing is performed in a vacuum. More specifically, the apparatus shown in FIG. 13 has a vacuum chamber 82 provided with a vacuum pump 81, a pair of hot plates 83 and 84 provided in the vacuum chamber 82, and a pattern to be transferred to the base material 87 having a surface. , And a pressing source (not shown) for pressing one of the hot plates 83 toward the other hot plate 84 to press the base 87. Hot platen 83,
Reference numeral 84 is heated to a predetermined temperature by a heater (not shown). As the heater, a heater using steam or a heater using Joule heat is used.

【0042】図13に示す装置を使用してシート状光学
素子を製造する場合について説明する。図13に示すよ
うに、基材87を一対の型85,86で挟み、これをク
ッション材88を介在させながら一対の熱盤83,84
の間に配置する。そして、ヒータを動作させて熱盤を所
定温度まで加熱し、この状態で不図示の加圧源を動作さ
せて一方の熱盤83を他方の熱盤84に向けて押圧し、
基材87を加圧する。この際、予め真空ポンプ81を動
作させておき、真空チャンバー82内を所定の真空圧力
とする。
A case where a sheet-like optical element is manufactured using the apparatus shown in FIG. 13 will be described. As shown in FIG. 13, a base material 87 is sandwiched between a pair of molds 85 and 86, and a pair of hot plates 83 and 84
Place between Then, the heater is operated to heat the hot platen to a predetermined temperature, and in this state, a pressing source (not shown) is operated to press one hot platen 83 toward the other hot platen 84,
The substrate 87 is pressed. At this time, the vacuum pump 81 is operated in advance, and the inside of the vacuum chamber 82 is set to a predetermined vacuum pressure.

【0043】加熱によって基材87は軟化し、加圧によ
って型85,86のパターンが基材87の表面に転写さ
れる。これによって製品が出来上がる。加熱及び加圧を
所定時間維持し、冷却後、一対の熱盤83,84を離間
させ、真空チャンバー82内を大気に戻して製品を取り
出す。尚、図1に示すようなプリズムシートの場合、平
坦面4は鏡面とされ、従って、これを転写する型86
は、鏡面を作るものとされる。但し、出射面が平坦面4
ではなくレンチキュラーレンズ面等とする場合もある。
この場合には、このような面が得られるよう型86の形
状は適宜選択される。
The substrate 87 is softened by heating, and the patterns of the molds 85 and 86 are transferred to the surface of the substrate 87 by pressing. This makes the product. The heating and pressurization are maintained for a predetermined time, and after cooling, the pair of hot plates 83 and 84 are separated from each other, and the inside of the vacuum chamber 82 is returned to the atmosphere to take out the product. In the case of a prism sheet as shown in FIG. 1, the flat surface 4 is a mirror surface, and therefore, a mold 86 for transferring the flat surface is used.
Is to make a mirror surface. However, the emission surface is a flat surface 4
Instead, a lenticular lens surface or the like may be used.
In this case, the shape of the mold 86 is appropriately selected so as to obtain such a surface.

【0044】上記製造方法において重要な点は、基材8
7の加熱加圧の際、真空雰囲気であるので、基材87中
のガスが効率良く抜ける点である。もし、真空雰囲気で
なく、大気圧下で加熱加圧を行うと、内部にガスが溜ま
り易く、気泡等が発生し易い。気泡等が残留した状態で
あると、型85,86のパターンが正しく基材87に転
写されず、欠陥品になる恐れが高い。ガスの抜けを良く
するには、型85,86にガス抜き孔を設けることも考
えられるが、ガス抜き孔のパターンが基材87に転写さ
れてしまう問題がある。また、基材87に凹凸を設けて
加熱時にエアが抜けやすくする手法が取られることもあ
るが、凹凸の形状が製品に残ってしまうことがある。一
方、本実施形態のように、真空中で加熱加圧を行うと、
気泡等の残留が無く、また型85,86にガス抜き孔を
設けたり基材87に凹凸を設けたりする必要が無いの
で、高品質のシート状光学素子を製造することが可能で
ある。
An important point in the above manufacturing method is that the base material 8
In the heating and pressurizing step 7, since the atmosphere is a vacuum atmosphere, the gas in the base material 87 can be efficiently removed. If the heating and pressurization is performed under the atmospheric pressure instead of the vacuum atmosphere, the gas easily accumulates inside, and bubbles and the like are easily generated. If the air bubbles and the like remain, the patterns of the molds 85 and 86 are not correctly transferred to the base material 87, and there is a high possibility that the pattern will be defective. It is conceivable to provide gas vent holes in the molds 85 and 86 in order to improve the gas escape. However, there is a problem that the pattern of the gas vent holes is transferred to the base material 87. Further, a method may be adopted in which irregularities are provided on the base material 87 so that air can easily escape during heating, but the irregularities may remain in the product. On the other hand, when heating and pressurizing in a vacuum as in the present embodiment,
Since there is no residual bubbles or the like, and since there is no need to provide vent holes in the molds 85 and 86 or to provide irregularities in the base material 87, it is possible to manufacture a high-quality sheet-shaped optical element.

【0045】上記製造方法について、より具体的な条件
を以下に説明する。基材87には、メタアクリル(MM
A)樹脂板やアクリル・スチレン共重合(MS)樹脂板
が使用できる。厚さは、1〜3mm程度である。MMA
樹脂板を使用する場合、加熱の温度は150℃〜190
℃、加圧は、40〜60Kgf/cm(392〜58
8N)程度で良い。MS樹脂板の場合、加熱の温度は1
20℃〜170℃、加圧は、35〜55Kgf/cm
(343〜539N)程度で良い。いずれの場合も、真
空圧力は、650mHg(8.67・10Pa)以下
とする。例えば、600mmHg(8・10Pa)や
500mmHg(667・10Pa)である。尚、ク
ッション材としては、市川毛織株式会社製の厚さ1mm
のAACPクッション紙、KG353ARクッション
紙、2〜3mm程度の厚さのMMA樹脂板やMS樹脂板
等が使用できる。尚、前述した各実施形態のプリズムシ
ートは、この実施形態の製造方法により製造されること
に限定される訳ではない。
More specific conditions for the above manufacturing method will be described below. The base material 87 is made of methacryl (MM
A) A resin plate or an acrylic / styrene copolymer (MS) resin plate can be used. The thickness is about 1 to 3 mm. MMA
When a resin plate is used, the heating temperature is 150 ° C. to 190 ° C.
° C, pressurization is 40-60 kgf / cm 2 (392-58
8N). In the case of MS resin plate, the heating temperature is 1
20 ° C to 170 ° C, pressurization is 35 to 55 Kgf / cm 2
(343-539N). In any case, the vacuum pressure is 650 mHg (8.67 · 10 4 Pa) or less. For example, it is 600 mmHg (8 · 10 4 Pa) or 500 mmHg (667 · 10 4 Pa). In addition, as a cushion material, Ichikawa Kaori Co., Ltd. thickness 1mm
AACP cushion paper, KG353AR cushion paper, MMA resin plate or MS resin plate having a thickness of about 2 to 3 mm can be used. It should be noted that the prism sheet of each embodiment described above is not limited to being manufactured by the manufacturing method of this embodiment.

【0046】次に、プロジェクション映像表示装置の発
明の実施形態について説明する。図14は、プロジェク
ション映像表示装置の発明の実施形態の側面断面概略図
である。図14に示す装置は、投影する映像を作る投影
源91と、投影面に置かれたスクリーン92と、投影源
91で作られる映像をスクリーン92に投影する光路上
に置かれた反射用光学素子93と、これらを収容した筐
体94等から成っている。
Next, an embodiment of the invention of a projection video display device will be described. FIG. 14 is a schematic side sectional view of an embodiment of the invention of the projection video display device. The apparatus shown in FIG. 14 includes a projection source 91 for producing an image to be projected, a screen 92 placed on a projection surface, and a reflecting optical element placed on an optical path for projecting an image produced by the projection source 91 onto the screen 92. And a housing 94 and the like accommodating them.

【0047】投影源91には、液晶パネルにより映像を
作り、それを光源で光照射する構成が採用される。液晶
パネルを透過した光又は液晶パネルに反射した光で、ス
クリーン92に映像が投影される。微小な金属ミラーを
電気的にコントロールして映像を作るDMD(Digital M
icromirror Device)を使用することも可能である。尚、
投影源91は、作られた映像をスクリーン92に投影す
るレンズ系を内部に収容している。このような投影源9
1は、光学エンジンと呼ばれることもある。
The projection source 91 employs a configuration in which an image is formed by a liquid crystal panel and the image is irradiated with light from a light source. An image is projected on the screen 92 by light transmitted through the liquid crystal panel or reflected by the liquid crystal panel. DMD (Digital M) that creates images by electrically controlling minute metal mirrors
icromirror Device) can also be used. still,
The projection source 91 contains therein a lens system that projects a created image on a screen 92. Such a projection source 9
1 is sometimes called an optical engine.

【0048】本実施形態の装置の大きな特徴点は、反射
用光学素子93として、プリズム部95を詰めて配して
シート状としたものを使用している点である。この反射
用光学素子93は、前述したプリズムシートの場合と同
様、熱間プレス法により製造することができる。本実施
形態の大きな特徴点は、反射用光学素子93の各プリズ
ム部95の有する斜面が、投影源91からの光を反射し
てスクリーン92に到達させるとともに、スクリーン9
2を通して入射した外光がスクリーン92に戻らないよ
うにするものとなっている点である。
A major feature of the apparatus according to the present embodiment is that, as the reflection optical element 93, a sheet-like one in which prism parts 95 are packed and arranged is used. The reflection optical element 93 can be manufactured by a hot pressing method as in the case of the prism sheet described above. A major feature of the present embodiment is that the inclined surface of each prism portion 95 of the reflecting optical element 93 reflects light from the projection source 91 to reach the screen 92 and the screen 9.
2 is to prevent external light incident through the screen 2 from returning to the screen 92.

【0049】図14を用いて具体的に説明すると、反射
用光学素子93は、光軸Aに対して所定の角度を成す平
坦面96と、平坦面96とは反対側のプリズム面97と
からなるシート状である。そして、プリズム面97は、
多数詰めて配されたプリズム部95の表面となってい
る。各プリズム部95の一方の斜面951は、投影源9
1からの光を反射させて均一にスクリーン92に到達す
る角度となっている。この角度は、各プリズム部95で
同じ場合もあるが、同じではない場合が多い。この一方
の斜面951は、投影源91からの光を全反射する角度
にすることが好ましい。
More specifically, referring to FIG. 14, the reflecting optical element 93 is composed of a flat surface 96 forming a predetermined angle with respect to the optical axis A, and a prism surface 97 opposite to the flat surface 96. Sheet. And the prism surface 97
It is the surface of the prism portion 95 that is arranged in a large number. One inclined surface 951 of each prism portion 95 is
The angle is such that the light from 1 is reflected and reaches the screen 92 uniformly. This angle may be the same for each prism part 95, but is often not the same. It is preferable that the one slope 951 has an angle at which the light from the projection source 91 is totally reflected.

【0050】各プリズム部95の他方の斜面952は、
スクリーン92を通して入射した外光がスクリーン92
に戻らないようにするものとなっている。この各プリズ
ム部95の他方の斜面の機能について、図15を使用し
て説明する。図15は、図14に示す各プリズム部95
の他方の斜面952の機能について説明した図である。
The other slope 952 of each prism part 95 is
External light incident through the screen 92 is
It is something that does not return to. The function of the other slope of each prism section 95 will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a sectional view of each prism portion 95 shown in FIG.
It is a figure explaining the function of the other slope 952 of.

【0051】図15(1)は、従来の単純な平面鏡を使
用した場合の状況について示している。単純な平面鏡の
場合、スクリーン92を通して入射した外光(図15中
にL で示す)が平面鏡に反射してスクリーン92に戻
ってしまうことがある。このため、映像が見えにくかっ
たり画質が悪くなってしまったりすることがある。一
方、本実施形態の構成では、図15(2)に示すよう
に、スクリーン92を通して入射した外光は、他方の斜
面952に反射し、隣接するプリズム部95の一方の斜
面951を透過して反射用光学素子93内に入射するな
どしながら、筐体94内で減衰していく。このため、外
光がスクリーン92に戻ることがない。このため、映像
が見えにくかったり画質が悪くなるすることが効果的に
防止されている。
FIG. 15A shows a conventional simple plane mirror.
It shows the situation when using. Simple plane mirror
In the case, external light incident through the screen 92 (in FIG.
To L 0Is reflected on the plane mirror and returns to the screen 92.
It may be. This makes it difficult to see the video
Or the image quality may be degraded. one
On the other hand, in the configuration of the present embodiment, as shown in FIG.
External light incident through the screen 92 is
Reflected on the surface 952, one of the slopes of the adjacent prism portion 95
Do not transmit through the surface 951 and enter the reflecting optical element 93.
While being attenuated in the housing 94. Because of this,
Light does not return to screen 92. Because of this,
Effectively makes the image difficult to see and the image quality deteriorates
Has been prevented.

【0052】各プリズム部95の一方の斜面951や他
方の斜面952の角度は、投影源91からの光をどのよ
うな角度で反射させてスクリーン92に到達させるかと
いった観点や、スクリーン92からの外光はどのような
角度で入射してくるものが多いかといった観点から最適
化される。尚、各プリズム部95は、前述した各実施形
態のように、同心円周上に延びるものであっても良い
し、互いに平行に直線状に延びるものであっても良い。
さらに、特許第2742780号公報に開示されている
ように、各プリズム部3が角錘状(三角錐状や四角錐状
等)を成すものであっても良い。
The angle of one inclined surface 951 and the other inclined surface 952 of each prism portion 95 is determined by the angle at which the light from the projection source 91 is reflected and reaches the screen 92, and the angle from the screen 92. External light is optimized from the viewpoint of what angle is most incident. Note that the prism portions 95 may extend on concentric circles as in the above-described embodiments, or may extend linearly in parallel with each other.
Further, as disclosed in Japanese Patent No. 2742780, each prism portion 3 may be formed in a pyramidal shape (a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, or the like).

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項1記載
の発明によれば、第二の斜面の角度が第一の斜面を透過
して進入した光を全反射させて出射させる角度となって
いるとともに、第一の斜面と第二の斜面との成す角が4
5度以下となっているので、画角が大きくなっても投影
面周辺部での輝度向上を充分に達成できる。このため、
大画面にも拘わらず奥行きの小さなものが要求されてい
るプロジェクション映像表示装置に極めて適したものと
なる。また、請求項2記載の発明によれば、上記効果に
加え、各プリズム部の先端がカットされた形状に相当し
ているので、製造や取り扱いが容易で耐久性の高いプリ
ズムシートが提供される。また、請求項3記載の発明に
よれば、上記効果に加え、各プリズム部の先端面の角度
が、隣接する別のプリズム部の第一の斜面に入射して第
二の斜面に全反射する光を遮らない角度に設定されてい
るので、投影面周辺部での輝度を向上させる効果がさら
に高く得られる。また、請求項4記載の発明によれば、
上記効果に加え、先端面の角度が、光の入射角度に従っ
て各プリズム部で漸次変化しているので、投影面周辺部
での輝度を向上させる効果がさらに高く得られるととも
に、光の利用効率も低下することがない。また、請求項
6記載の発明によれば、上記効果に加え、プリズムシー
トに光拡散機能や色合い強調機能を持たせることができ
る。また、請求項7記載の発明によれば、請求項1と同
一の効果に加え、「へそ見え現象」が防止できる。ま
た、請求項8記載の発明によれば、「へそ見え現象」が
防止されたシート状光学素子が提供される。また、請求
項9記載の発明によれば、真空中で加熱加圧が行われる
ので、気泡等の残留が無く、また型にガス抜き孔を設け
たり基材に凹凸を設けたりする必要が無いので、高品質
のシート状光学素子を製造することが可能となる。ま
た、請求項10記載の発明によれば、外光がスクリーン
に戻るのが防止されるので、映像が見えにくかったり、
画質が悪くなったりすることがない。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the angle of the second slope is the angle at which the light that has entered through the first slope is totally reflected and emitted. And the angle between the first slope and the second slope is 4
Since the angle is not more than 5 degrees, even when the angle of view becomes large, it is possible to sufficiently achieve an improvement in luminance around the projection plane. For this reason,
This is extremely suitable for a projection video display device that requires a small depth despite the large screen. According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, since the end of each prism portion corresponds to a cut shape, a highly durable prism sheet which is easy to manufacture and handle is provided. . According to the third aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, the angle of the tip surface of each prism portion is incident on the first slope of another adjacent prism portion and totally reflected on the second slope. Since the angle is set so as not to block light, the effect of improving the luminance at the periphery of the projection plane can be further enhanced. According to the fourth aspect of the present invention,
In addition to the above effects, the angle of the front end surface is gradually changed in each prism portion according to the incident angle of light, so that the effect of improving the luminance at the periphery of the projection surface can be further enhanced, and the light use efficiency is also improved. It does not drop. According to the invention of claim 6, in addition to the above effects, the prism sheet can have a light diffusion function and a color enhancement function. According to the seventh aspect of the invention, in addition to the same effects as those of the first aspect, the "navel appearance phenomenon" can be prevented. Further, according to the invention of claim 8, there is provided a sheet-like optical element in which the “navel appearance phenomenon” is prevented. According to the ninth aspect of the present invention, since heating and pressurization is performed in a vacuum, there is no residual bubbles or the like, and there is no need to provide a gas vent hole in the mold or provide irregularities in the substrate. Therefore, a high-quality sheet-shaped optical element can be manufactured. According to the tenth aspect of the present invention, since the outside light is prevented from returning to the screen, the image is difficult to see,
The image quality does not deteriorate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第一の実施形態のプリズムシートの断面概略図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a prism sheet according to a first embodiment.

【図2】図1に示すプリズムシートの各プリズム部3の
延びる方向について説明する斜視概略図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a direction in which each prism section 3 of the prism sheet shown in FIG. 1 extends.

【図3】図1及び図2に示すプリズムシートの技術的意
義について説明する図であり、従来のフレネルレンズを
使用して輝度補正をする場合について説明した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining the technical significance of the prism sheet shown in FIGS. 1 and 2, and is a diagram for explaining a case where luminance correction is performed using a conventional Fresnel lens.

【図4】図1及び図2に示すプリズムシートの技術的意
義について説明する図であり、実施形態のプリズムシー
トを用いて輝度補正をする場合について説明した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining the technical significance of the prism sheet shown in FIGS. 1 and 2, and is a diagram for explaining a case where luminance correction is performed using the prism sheet of the embodiment.

【図5】頂角θが45度以下となっている点の技術的
意義について説明する図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the technical significance of the fact that the apex angle θ 1 is 45 degrees or less.

【図6】第二の実施形態のプリズムシートの断面概略図
である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a prism sheet according to a second embodiment.

【図7】図6に示す第二の実施形態のプリズムシートの
技術的意義について説明する図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the technical significance of the prism sheet of the second embodiment shown in FIG.

【図8】第三の実施形態のプリズムシートの断面概略図
である。
FIG. 8 is a schematic sectional view of a prism sheet according to a third embodiment.

【図9】図8に示す第三の実施形態のプリズムシートの
技術的意義について説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the technical significance of the prism sheet of the third embodiment shown in FIG.

【図10】第四の実施形態のプリズムシートの断面概略
図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view of a prism sheet according to a fourth embodiment.

【図11】第五の実施形態のプリズムシートの構成につ
いて説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a prism sheet according to a fifth embodiment.

【図12】第六の実施形態のプリズムシートの構成につ
いて説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a prism sheet according to a sixth embodiment.

【図13】実施形態のシート状光学素子の製造方法に使
用されるシート状光学素子製造装置の正面断面概略図で
ある。
FIG. 13 is a schematic front sectional view of a sheet-shaped optical element manufacturing apparatus used in the sheet-shaped optical element manufacturing method of the embodiment.

【図14】プロジェクション映像表示装置の発明の実施
形態の側面断面概略図である。
FIG. 14 is a schematic side sectional view of an embodiment of the projection video display device according to the present invention.

【図15】図14に示す各プリズム部3の他方の斜面の
機能について説明した図である。
FIG. 15 is a view for explaining the function of the other slope of each prism section 3 shown in FIG. 14;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第一の斜面 2 第二の斜面 3 プリズム部 4 平坦面 5 先端面 61 光拡散層 62 テイント層 81 真空ポンプ 82 真空チャンバー 83 熱盤 84 熱盤 85 型 86 型 87 基材 91 投影源 92 スクリーン 93 反射用光学素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st inclined surface 2 2nd inclined surface 3 prism part 4 flat surface 5 front-end surface 61 light diffusion layer 62 taint layer 81 vacuum pump 82 vacuum chamber 83 heating plate 84 heating plate 85 type 86 type 87 base material 91 projection source 92 screen 93 Optical element for reflection

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 21/00 G03B 21/00 E H04N 5/74 H04N 5/74 A ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03B 21/00 G03B 21/00 E H04N 5/74 H04N 5/74 A

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一の斜面と第二の斜面とによって構成
されているとともに特定の方向に延びた細長いものであ
るプリズム部を多数詰めて配してシート状としたプロジ
ェクション映像表示装置用プリズムシートであって、 前記第二の斜面の角度は、前記第一の斜面を透過して進
入した光を全反射させて出射させる角度となっており、 さらに、前記第一の斜面と前記第二の斜面との成す角は
45度以下であることを特徴とするプロジェクション映
像表示装置用プリズムシート。
1. A prism for a projection image display device, comprising a plurality of elongated prism portions, each of which is constituted by a first slope and a second slope, and which extends in a specific direction, are packed and arranged. In the sheet, the angle of the second slope is an angle for totally reflecting and entering the light that has passed through the first slope and entered, and further, the first slope and the second slope. A prism sheet for a projection image display device, wherein the angle formed by the inclined surface is 45 degrees or less.
【請求項2】 前記第一の斜面の先端縁と前記第二の斜
面の先端縁とは接触しておらず、両者をつなぐようにし
て先端面が形成されていて、三角形の頂上部を切断した
のに相当する形状となっていることを特徴とする請求項
1記載のプロジェクション映像表示装置用プリズムシー
ト。
2. A front edge of the first slope and a front edge of the second slope are not in contact with each other, and a front face is formed so as to connect them, and a top of a triangle is cut. 2. The prism sheet for a projection image display device according to claim 1, wherein the prism sheet has a shape corresponding to the shape of the prism sheet.
【請求項3】 前記先端面の角度は、隣接する別のプリ
ズム部の第一の斜面に入射して第二の斜面に全反射する
光を遮らない角度に設定されていることを特徴とする請
求項2記載のプロジェクション映像表示装置用プリズム
シート。
3. An angle of the front end surface is set to an angle which does not block light which is incident on a first inclined surface of another adjacent prism portion and totally reflected on a second inclined surface. The prism sheet for a projection image display device according to claim 2.
【請求項4】 前記先端面の角度は、光の入射角度に従
って各プリズム部で漸次変化していることを特徴とする
請求項3記載のプロジェクション映像表示装置用プリズ
ムシート
4. The prism sheet for a projection image display device according to claim 3, wherein the angle of the front end surface is gradually changed in each prism portion according to the incident angle of light.
【請求項5】 前記プリズム部の各々が延びる特定の方
向は、光軸と同軸の同心円周上の方向又は光軸に対して
垂直な面内での互いに平行な方向であることを特徴とす
る請求項1乃至4いずれかに記載のプロジェクション映
像表示装置用プリズムシート。
5. A specific direction in which each of the prism portions extends is a direction on a concentric circumference coaxial with the optical axis or a direction parallel to each other in a plane perpendicular to the optical axis. The prism sheet for a projection image display device according to claim 1.
【請求項6】 前記多数のプリズム部が光拡散層及び又
はテイント層となっているか、又は、前記多数のプリズ
ム部の出射側に光拡散層及び又はテイント層とが一体に
積層されていることを特徴とする請求項1乃至5いずれ
かに記載のプロジェクション映像表示装置用プリズムシ
ート。
6. The multiplicity of prism portions are light diffusion layers and / or taint layers, or the light diffusion layers and / or taint layers are integrally laminated on the emission side of the multiplicity of prism portions. The prism sheet for a projection image display device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
【請求項7】 前記プリズム部の出射側に積層された光
拡散層及び又はテイント層は、レンチキュラーレンズを
構成していることを特徴とする請求項6記載のプロジェ
クション映像表示装置用プリズムシート。
7. The prism sheet for a projection image display device according to claim 6, wherein the light diffusion layer and / or the taint layer laminated on the emission side of the prism portion constitute a lenticular lens.
【請求項8】 第一の斜面と第二の斜面とによって構成
されているとともに光軸と同心の円周の方向に延びた細
長いものであるプリズム部を多数詰めて配してシート状
としたプロジェクション映像表示装置用プリズムシート
であって、 前記第一の斜面は光軸に近い側に位置し、前記第二の斜
面は光軸から遠い側に位置しており、 光軸から離れた遠い周辺に位置するプリズム部である周
辺プリズム部は、その第二の斜面の角度が、その第一の
斜面を透過して進入した光を全反射させる角度となって
おり、 さらに、周辺プリズム部は、その第一の斜面と第二の斜
面との成す角が45度以下となっており、 光軸に垂直な面に対して前記第一の斜面の成す角度を第
一の角度とし、光軸に垂直な面に対して成す角度を第二
の角度としたとき、前記周辺プリズムの内側に位置する
プリズム部である中央プリズム部では、第一第二の角度
は光軸に近づくに従って0に漸近していることを特徴と
するプロジェクション映像表示装置用プリズムシート。
8. A sheet-like shape formed by arranging a large number of elongated prism portions which are constituted by a first slope and a second slope and extend in a circumferential direction concentric with the optical axis. A prism sheet for a projection image display device, wherein the first slope is located on a side closer to an optical axis, the second slope is located on a side farther from the optical axis, and a periphery far from the optical axis. The peripheral prism portion, which is a prism portion located at the angle of the second slope, is an angle that totally reflects the light that has passed through the first slope and entered, and further, the peripheral prism portion, The angle formed by the first slope and the second slope is 45 degrees or less, and the angle formed by the first slope with respect to a plane perpendicular to the optical axis is a first angle, and the angle formed by the optical axis is When the angle formed with respect to the vertical plane is the second angle, the periphery A prism portion located inside the rhythm in the central prism portion, the first second angle projection image display device prism sheet characterized by being asymptotic to 0 toward the optical axis.
【請求項9】 第一の斜面と第二の斜面とによって構成
されているとともに光軸と同心の円周の方向に延びた細
長いものであるプリズム部を多数詰めて配してシート状
としたシート状光学素子であって、 光軸に垂直な面に対して前記第一の斜面の成す角度を第
一の角度とし、光軸に垂直な面に対して成す角度を第二
の角度としたとき、光軸から一定距離の中央部分のプリ
ズム部では、第一第二の角度は光軸に近づくに従って0
に漸近していることを特徴とするシート状光学素子。
9. A sheet shape formed by arranging a large number of elongated prism portions formed of a first slope and a second slope and extending in a circumferential direction concentric with the optical axis. A sheet-like optical element, wherein an angle formed by the first slope with respect to a plane perpendicular to the optical axis is a first angle, and an angle formed with respect to a plane perpendicular to the optical axis is a second angle. At this time, in the central portion of the prism portion at a certain distance from the optical axis, the first and second angles become 0 as approaching the optical axis.
A sheet-like optical element characterized by being asymptotic to:
【請求項10】 基になる板状の所定の熱可塑性樹脂か
らなる部材である基材に所定の型を押し付けるとともに
加熱加圧して所定の表面形状のシート状光学素子を製造
するシート状光学素子の製造方法であって、 真空中で前記型を前記基材に押し付けながら前記加熱加
圧を行うことを特徴とするシート状光学素子の製造方
法。
10. A sheet-shaped optical element for manufacturing a sheet-shaped optical element having a predetermined surface shape by pressing a predetermined mold onto a substrate, which is a base plate-like member made of a predetermined thermoplastic resin, and applying heat and pressure. The method for producing a sheet-shaped optical element, wherein the heating and pressing are performed while the mold is pressed against the substrate in a vacuum.
【請求項11】 投影する映像を作る投影源と、投影面
に置かれたスクリーンと、投影源で作られる映像をスク
リーンに投影する光路上に置かれた反射用光学素子とを
備えたプロジェクション映像表示装置であって、 反射用光学素子は、光軸に対して所定の角度を成す面上
に多数のプリズム部を詰めて配したシート状の光学素子
であり、各プリズム部の有する斜面は、投影源からの光
を反射してスクリーンに到達させるとともに、スクリー
ンを通して入射した外光がスクリーンに戻らないように
するものとなっていることを特徴とするプロジェクショ
ン映像表示装置。
11. A projection image comprising a projection source for producing an image to be projected, a screen placed on a projection surface, and a reflecting optical element placed on an optical path for projecting an image produced by the projection source onto the screen. In the display device, the reflecting optical element is a sheet-shaped optical element in which a number of prism parts are packed and arranged on a surface forming a predetermined angle with respect to the optical axis, and the slope of each prism part is: A projection image display device, which reflects light from a projection source to reach a screen and prevents external light incident through the screen from returning to the screen.
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