光学シート、透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置
【課題】ゲインの低下や解像度の低下を抑制しつつ映像光を効率的に拡散させ、これにより、効率的に映像のギラツキを防止し得る光学シートを提供する。
【解決手段】光学シート２９は、透過型スクリーン２０に用いられる。光学シートは、複数の単位レンズ形状部３３を配列されてなる凹凸面３２を出光側に含む第１基材３１を有する第１光拡散層３０と、第１光拡散層の入光側に配置され、第２基材３６と、第２基材内に混入された複数の光拡散剤３７と、を有する第２光拡散層３５と、を備える。光拡散剤の屈折率は第２基材の屈折率よりも大きい。
【解決手段】光学シート２９は、透過型スクリーン２０に用いられる。光学シートは、複数の単位レンズ形状部３３を配列されてなる凹凸面３２を出光側に含む第１基材３１を有する第１光拡散層３０と、第１光拡散層の入光側に配置され、第２基材３６と、第２基材内に混入された複数の光拡散剤３７と、を有する第２光拡散層３５と、を備える。光拡散剤の屈折率は第２基材の屈折率よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーンに用いられる光拡散機能を有した光学シートに係り、とりわけ、入射光を効率的に拡散させ、これにより、シンチレーションの発生等を効率的に抑制することができる光学シートに関する。
【０００２】
また、本発明は、このような光学シートを含んだ透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、レンチキュラーレンズシートやフレネルレンズシート等の光学シートを備えた透過型スクリーンが知られている。このような透過型スクリーンには、例えばＣＲＴ等の光源から映像光が投射されていた。
【０００４】
近年においては、光源として、ＣＲＴの代わりに液晶プロジェクタやライトバルブ等の投射瞳の小さい投影管が用いられるようになってきている。しかしながら、従来の光学シートを用いた透過型スクリーンを、このような投射瞳の小さい投影管と組み合わせた場合、シンチレーションまたはスペックルと呼ばれる映像のギラツキがスクリーン上に現れてしまうという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するためには、映像光を指向性なく拡散させることが有効であるとされている。このため、光学シートの表面に凹凸を形成したり、光学シート内に光拡散剤（拡散性粒子）を分散させたりして、効果的にこれらの不具合を解消することが研究されてきた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３６０６８６２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光学シートに無指向性の拡散機能を付与した場合、ゲインの低下や解像度の低下といった別の不具合を引き起こしてしまう。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ゲインの低下や解像度の低下を抑制しつつ映像光を効率的に拡散させ、これにより、効率的に映像のギラツキを防止し得る光学シート、透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
図１に示すように、単位拡散要素ａに入射する光束ＬＦは、当該単位拡散要素によって一旦集光させられてその後に拡散させられる場合がある。なお、ここで単位拡散要素ａとは、個々の光拡散剤（拡散性粒子）や、マット面を形成する個々の凹凸（単位レンズ形状部）等であり、図示する例では光拡散剤としている。このような場合において、集光点近傍（図１の位置Ｂ）に次の単位拡散要素（図示する例において光拡散剤）ｂが配置されているとすると、入光側の単位拡散要素ａを透過した光束ＬＦは、出光側の単位拡散要素ｂの表面の一部分のみに入射する。この場合、光束ＬＦは、出光側の単位拡散要素ｂによって広い範囲に拡散されることがないだけでなく、一旦集光することによってシンチレーションとして視認され得る。また、出光側の単位拡散要素ｂは、光束ＬＦを拡散させることに大きく寄与することができない一方で、ゲインの低下や解像度の低下を引き起こす原因となる。
【０００９】
すなわち、出光側の単位拡散要素ｂは、入光側の単位拡散要素ａへ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に入り込むように、例えば図１の位置Ｃや位置Ｄに配置されていることが好ましい。このような場合には、当該出光側の単位拡散要素ｂの全表面が透過光の拡散に寄与するようになる。すなわち、映像光を効率的に広い範囲に拡散させることができるため、不必要にゲインを低下させたり、不必要に解像度を低下させたりすることなく、映像のギラツキを効率的に防止することができる。そして、本件発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
本発明による第１の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、前記第１基材の入光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記第２基材中の最出光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（１）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（１）
【００１３】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（２）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋２P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（２）
【００１４】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（３）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋W）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３）
【００１５】
または、前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（４）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋P）×F／D）−D／２ ・・・式（４）
【００１６】
または、前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（５）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋２P）×F／D）−D／２ ・・・式（５）
【００１７】
または、前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（６）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋W）×F／D）−D／２ ・・・式（６）
【００１８】
あるいは、本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記第２基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射した後であって集光する前に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明による第１の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（７）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７）
【００２０】
または、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（８）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（８）
【００２１】
または、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（９）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（９）
【００２２】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１０）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１０）
【００２３】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１１）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１１）
【００２４】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１２）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（１２）
【００２５】
さらに、本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記第２基材の屈折率をnbとして、以下の式（１３）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とするようにしてもよい。
F＝D×tan（sin-1（nb／nc））／２ ・・・式（１３）
【００２６】
あるいは、本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記第２基材の屈折率をnbとし、前記第２基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をxb（=nc/nb）として、以下の式（１４）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とするようにしてもよい。
F＝D×
（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））／２
・・・式（１４）
【００２７】
本発明による第２の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、前記第１基材の入光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さいことを特徴とする。
【００２８】
本発明による第２の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きくなるようにしてもよい。
【００２９】
さらに、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むようにしてもよい。この場合、本発明による第１および第２の光学シートが、前記第１光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さくなるようにしてもよい。
【００３０】
あるいは、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むようにしてもよい。この場合、本発明による第１および第２の光学シートが、前記第１光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きくなるようにしてもよい。
【００３１】
さらに、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記第１光拡散層は最出光側に配置されるようにしてもよい。
【００３２】
さらに、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記第１基材と前記第２基材とは隣接して配置され、前記第１基材の屈折率と前記第２基材の屈折率とは異なるようにしてもよい。この場合、前記第１基材の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さくなるようにしてもよい。
【００３３】
あるいは、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記第１基材と前記第２基材とは同一材料により一体に形成されているようにしてもよい。
【００３４】
本発明による第３の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きいことを特徴とする。
【００３５】
本発明による第３の光学シートにおいて、前記光拡散剤の少なくとも一部は、前記基材の単位レンズ形状部内に少なくとも部分的に入り込んでいるようにしてもよい。
【００３６】
また、本発明による第３の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射した後であって集光する前に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようにしてもよい。
【００３７】
さらに、本発明による第３の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１５）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１５）
【００３８】
または、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１６）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１６）
【００３９】
または、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１７）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１７）
【００４０】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１８）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１８）
【００４１】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１９）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１９）
【００４２】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（２０）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（２０）
【００４３】
さらに、本発明による第３の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとして、以下の式（２１）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とするようにしてもよい。
F＝D×tan（sin-1（na／nc））／２ ・・・式（２１）
【００４４】
あるいは、本発明による第３の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとし、前記基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をxa（=nc/na）として、以下の式（２２）によって得られた値を、前記粒径がDである第１光拡散剤の焦点距離Fの値とするようにしてもよい。
F＝D×
（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））／２
・・・式（２２）
【００４５】
本発明による第４の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、前記光拡散剤の少なくとも一部は、前記基材の単位レンズ形状部内に少なくとも部分的に入り込んでいることを特徴とする。
【００４６】
本発明による第５の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも低いことを特徴とする。
【００４７】
本発明による第４および第５の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きくしてもよい。
【００４８】
または、本発明による第３乃至第５の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むようにしてもよい。この場合、本発明による第３乃至第５の光学シートが、前記光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００４９】
あるいは、本発明による第３乃至第５の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むようにしてもよい。この場合、本発明による第３乃至第５の光学シートが、前記光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項４３に記載の光学シート。
【００５０】
さらに、本発明による第３乃至第５の光学シートにおいて、前記光拡散層は最出光側に配置されていてもよい。
【００５１】
本発明による第６の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を入光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、前記第１基材の出光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むことを特徴とする。本発明による第６の光学シートが、前記第１光拡散層の入光側に接合層を介して配置された入光側層をさらに備え、前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きくなっているようにしてもよい。
【００５２】
本発明による第７の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を入光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、前記第１基材の出光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むことを特徴とする。本発明による第７の光学シートが、前記第１光拡散層の入光側に接合層を介して配置された入光側層をさらに備え、前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さくなっているようにしてもよい。
【００５３】
本発明による第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、光学シートのシート面に直交する方向から一つの単位レンズ形状部へ入射した光束が当該一つの単位レンズから出射して集光した後に通過する領域内に、粒径がDであり前記第２基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤が入り込み得るようにしてもよい。
【００５４】
また、本発明による第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の入光側面までの平均最大長さL3は、以下の式（２３）を満たすようにしてもよい。
L3≧（（P＋D）×F／P）＋Tl−D／２ ・・・式（２３）
【００５５】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の入光側面までの平均最大長さL3は、以下の式（２４）を満たすようにしてもよい。
L3≧（（W＋D）×F／W）＋Tl−D／２ ・・・式（２４）
【００５６】
あるいは、本発明による第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、光学シートのシート面に直交する方向から一つの単位レンズ形状部へ入射した光束が当該一つの単位レンズから出射した後であって集光する前に通過する領域内に、粒径がDであり前記第２基材中の最出光側に配置された一つの光拡散剤が入り込み得るようにしてもよい。
【００５７】
また、本発明による第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の入光側面までの平均最大長さL4は、以下の式（２５）を満たすようにしてもよい。
L4≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（２５）
【００５８】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の入光側面までの平均最大長さL4は、以下の式（２６）を満たすようにしてもよい。
L4≦（（W−D）×F／W）＋Tl＋D／２ ・・・式（２６）
【００５９】
さらに、本発明による第６および第７の光学シートにおいて、前記第１光拡散層は最入光側に配置されていてもよい。
【００６０】
さらに、本発明による第６および第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００６１】
さらに、本発明による第６および第７の光学シートにおいて、前記第１基材と前記第２基材とは隣接して配置され、前記第１基材の屈折率と前記第２基材の屈折率とは異なるようにしてもよい。この場合、前記第１基材の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも大きくなっていてもよい。
【００６２】
あるいは、本発明による第６および第７の光学シートにおいて、前記第１基材と前記第２基材とは同一材料により一体に形成されていてもよい。
【００６３】
本発明による第８の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を入光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むことを特徴とする。本発明による第８の光学シートが、前記光拡散層の入光側に接合層を介して配置された入光側層をさらに備え、前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きくなっていてもよい。
【００６４】
本発明による第８の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも小さくなっていてもよい。
【００６５】
本発明による第９の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を入光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記単位レンズ形状部は凸レンズを含み、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも小さいことを特徴とする。本発明による第９の光学シートが、前記光拡散層の入光側に接合層を介して配置された入光側層をさらに備え、前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００６６】
本発明による第９の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、光学シートのシート面に直交する方向から一つの単位レンズ形状部へ入射した光束が当該一つの単位レンズから出射した後であって集光する前に通過する領域内に、粒径がDであり前記基材中の最出光側に配置された一つの光拡散剤が入り込み得るようにしてもよい。
【００６７】
また、本発明による第９の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT2は、以下の式（２７）を満たすようにしてもよい。
T2≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（２７）
【００６８】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT2は、以下の式（２８）を満たすようにしてもよい。
T2≦（（W−D）×F／W）＋Tl＋D／２ ・・・式（２８）
【００６９】
本発明による第８および第９の光学シートにおいて、前記光拡散層は最入光側に配置されていてもよい。
【００７０】
または、本発明による第８および第９の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００７１】
本発明による第１の透過型スクリーンは、上述したいずれかの光学シートを備えたことを特徴とする
本発明による第２の透過型スクリーンは、前記第１光拡散層または前記光拡散層が最出光側に配置された光学シートを備え、前記光学シートが最出光側に配置されていることを特徴とする。
【００７２】
本発明による第３の透過型スクリーンは、前記第１光拡散層または前記光拡散層が最入光側に配置された光学シートを備え、前記光学シートが最入光側に配置されていることを特徴とする。
【００７３】
本発明による背面投射型表示装置は、上述したいずれかの透過型スクリーンを備えたことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７４】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００７５】
図２乃至図５２は本発明による光学シート、透過型スクリーン並びに背面投射型表示装置の実施の形態を説明するための図である。このうち、図２および図３には、本発明による光学シートおよび透過型スクリーンが適用され得る背面投射型表示装置が示されている。また、図４乃至図２３には、本発明による光学シートおよび透過型スクリーンの第１の実施の形態およびその変形例が示されている。
【００７６】
まず、図２乃至図２３を参照し、光学シートおよび透過型スクリーンの第１の実施の形態、並びに、当該光学シートおよび透過型スクリーンが適用され得る背面投射型表示装置について説明する。
【００７７】
図２および図３に示すように、背面投射型映像表示装置１０は、例えばＬＣＤやＤＭＤ等のマイクロデバイス（ＭＤ）からなる光源１２と、光源１２から投射された映像光を背面から透過させて映像を結像させる透過型スクリーン２０と、を備えている。本実施の形態において、図２に示すように、光源１２からの映像光は、いったんミラー１４により反射されて透過型スクリーン２０に投射され、透過型スクリーン２０を透過するようになっている。ただし、このような例に限定されず、ミラー１４を介さず、光源１２から透過型スクリーン２０に映像光が直接投射されるようにしてもよい。
【００７８】
図４および図５に示すように本実施の形態における透過型スクリーン２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，２９を備えている。最入光側（最光源側）に設けられた第１光学シート２１は、光源１２から拡大投射される映像光を透過型スクリーン２０（各光学シート２１，２５，２９）のシート面に直交する方向に偏向させるための光偏向層２２を有している。第１光学シート２１の出光側に配置される第２光学シート２５は、入射する映像光を一方向（例えば、使用される状態における水平方向）に拡散させて視野角を広げるための視野角拡大層（有指向性光拡散層）２６を有している。そして、第２光学シートの出光側に第３光学シート２９が設けられている。
【００７９】
なお、図示する例において、光偏向層２２は、入射光を屈折させて偏向させるフレネンルレンズ部として形成されているが、これに限られない。同様の機能を有する公知の光偏向層、例えば入射光を全反射させて偏向させる全反射型フレネルレンズ部として形成された光偏向層を用いることができる。また、図示する例において、視野角拡大層２６は、入射光を主に屈折させて拡散させるレンチキュラーレンズ部として形成されているが、これに限られない。同様の機能を有する公知の視野角拡大層、例えば入射光を主に全反射させて拡散させる全反射型レンチキュラーレンズ部として形成された視野角拡大層を用いることができる。また、光偏向層２２および視野角拡大層２６は必須ではなく、省くことも可能である。また、第１光学シート２１、第２光学シート２５および第３の光学シートの少なくとも二つが一体化されていても良い。
【００８０】
次に、第３光学シート２９について詳述する。
【００８１】
図５および図６に示すように、本実施の形態における第３光学シート２９は、最出光側に配置され、複数の単位レンズ形状部３３を配列されてなる凹凸面３２を出光側面に形成された第１基材３１を有する第１光拡散層３０と、第１基材３１の入光側に隣接して配置された第２基材３６と、第２基材３６内に分散された複数の光拡散剤（拡散性粒子）３７と、を有する第２光拡散層３５と、第２光拡散層３５の入光側に配置された支持層３９と、を備えている。ここで、光拡散剤（拡散性粒子）３７は略球形状を有している。
【００８２】
このうち、支持層３９は、透過型スクリーン２０全体の剛性を高めるための支持基板として機能する層である。一例として、支持層３９は、例えば厚みが２ｍｍのアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合の樹脂や硝子から構成することができる。ただし、支持層３９は、その目的に応じて省くことも可能である。
【００８３】
次に、第１光拡散層３０について説明する。本実施の形態において、第１光拡散層３０の凹凸面３２は、第３光学シート２９の出光側面をなすと同時に、透過型スクリーン２０の出光側面をなし、いわゆるマット面として機能する。単位レンズ形状部３３は、第３光学シート２９の出光側面における一方向（例えば、使用される状態における水平方向）および／または前記一方向に直交する他方向（例えば、使用される状態における垂直方向）に沿って、規則的または非規則的に配列され得る。
【００８４】
このような凹凸面３２は、種々の公知な方法により、例えば、金型を用いて基材上に凹凸を形成することにより、基材の表面にヘアーライン加工を施すことにより、基材にブラスト処理を行うことにより、基材にエンボス加工を施すことにより、微小粒子を含んだ樹脂を基材上にコーティングすることにより、微小三次元架橋粒子を含む透明樹脂を押出し、その後の透明樹脂の熱収縮にともなって微小三次元架橋粒子を樹脂の表面上に突出させることにより、製造することができる。これらの製造方法によれば、例えば、凸レンズとして形成された単位レンズ形状部、凹レンズとして形成された単位レンズ形状部、錐体形状を有する単位レンズ形状部、錐体状の溝を形成されてなる単位レンズ形状部等の種々の形状を有した単位レンズ形状部３３を形成することができる。なお、ここで言う、凸レンズとは、光束を実質的にほぼ一点に集光させる機能を有するレンズを意味し、凹レンズとは、一点から出射されて入射する光束を実質的にほぼ平行光として出射させる機能を有するレンズを意味する。さらに、これらの製造方法によれば、単位レンズ形状部３３を、例えば、ハニカム配列や正方配列等の種々の配列方法で配列することができる。
【００８５】
図６に示す例において、単位レンズ形状部３３は凸レンズ３３ａとして形成されている。この凸レンズ３３ａは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する形状を有している。単位レンズ形状部３３は、第３光学シート２９の出光側面における一方向および他方向の両方に沿って規則的に配列されている。すなわち、図６に示す例においては、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凸部が規則的に配列されることにより、第３光学シート２９の出光側面をなす凹凸面３２が形成されている。したがって、図６に示すように、透過型スクリーン２０から出射する光は、この第３光学シート２９の出光側面により二次元的に拡散させられるようになる。
【００８６】
ただし、このような第３光学シート２９の凹凸面の構成は一例に過ぎない。例えば、図７に示すように、単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂとして形成されてもよい。この凹レンズ３３ｂは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する凹部を設けられた形状を有している。すなわち、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凹部が規則的に配列されることにより、第３光学シート２９の出光側面をなす凹凸面３２が形成されるようにしてもよい。このような凹レンズ３３ｂによれば、図７に示すように、凹凸面３２を通過する光束ＬＦを一旦集光させることなく拡散させることができる。
【００８７】
図１を参照して説明したように、入光側の一つの単位拡散要素を通過した光束がその後に通過する領域内に、当該入光側の一つの単位拡散要素よりも出光側に配置された一つの単位拡散要素が入り込むようになっていることが好ましい。この場合、出光側に配置された一つの単位拡散要素の光拡散機能を効果的に発揮することができるからである。したがって、第１光拡散層３０の出光側に、複数の微小な単位拡散層要素を含むさらなる光拡散層が設けられるような場合には、当該さらなる光拡散層の光拡散機能を効果的に発揮させるため、単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂとして形成されることが好ましい。
【００８８】
なお、ここでいう「楕円」とは、「円」を含む概念である。
【００８９】
次に、第２光拡散層３５について説明する。第２光拡散層３５の光拡散剤３７としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。
【００９０】
ただし、光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbより大きい場合には、図８に示すように、光拡散剤３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられてその後に広い範囲に拡散させられるようになる。一方、光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbより小さい場合には、図９に示すように、光拡散剤３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、広い範囲拡散させられるようになる。第１光拡散層３０の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、上述したように、第２光拡散層３５の一つの光拡散剤３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に、第１光拡散層３０の少なくとも一つの単位レンズ形状部３３が入り込むように配置されていることが好ましい。つまり、第２光拡散層３５によって集光点を形成しないように透過光を拡散することができれば好ましい。したがって、光拡散剤３７に用いられる材料は、光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbより小さくなるよう、第２基材３６に用いられる材料を考慮した上で決定されるようにしてもよい。
【００９１】
なお、今日において、光拡散剤の屈折率の値を特定するための方法として、種々の公知な方法がある。精度良く光拡散剤の屈折率の値を特定する代表的な方法として、ベッケ線法が挙げられる。また、基材中に分散された光拡散剤については、基材中から光拡散剤を取り出し、当該取り出した光拡散剤に対してベッケ線法を適用し、屈折率の値を特定することができる。
【００９２】
さらに、第２光拡散層３５の個々の光拡散剤３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に第１光拡散層３０の個々の単位レンズ形状部３３が配置されるようにするためには、一般的に、第１光拡散層３０の単位レンズ形状部３３の配置ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部３３のレンズ面の幅は、小さいことが好ましい。単位レンズ形状部３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部３３のレンズ面の幅が、光拡散剤３７の平均粒径Ｄよりも小さくなっていることが、とりわけ光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbより小さい場合に、効果的である。さらに、とりわけ凹凸面３２が観察者に向けて露出した最出光側面をなす場合には、観察者が感じ取る凹凸面３２のざらつき感を緩和することからも、単位レンズ形状部３３の配置ピッチＰが小さくなっていることが好ましい。
【００９３】
なお、光拡散剤３７の平均粒径Ｄは、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっており、単位レンズ形状部３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部３３のレンズ面の幅は、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっている。
【００９４】
今日において、光拡散剤の粒径の平均値（平均粒径）を特定する方法として、種々の公知な方法がある。このうち、高性能かつ容易であることから、レーザ回折散乱法が、光拡散剤の平均粒径を特定する方法として主流となっている。また、三次元電子顕微鏡を用いた場合、基材中に分散された光拡散剤を基材中から取り出すことなく、基材中に含有された状態で光拡散剤の平均粒径を精度良く特定することもできる。
【００９５】
一方、第２基材３６に用いられる材料は、第１基材３１に用いられる材料とともに、公知の材料、例えばアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。
【００９６】
このような第１光拡散層３０とおよび第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９は、公知の製造方法、例えば押し出し成形法により製造され得る。そして、例えば押し出し成形された各層を積層することにより、第３光学シート２９を製造した場合、あるいは、互いに異なる材料を共押し出し成形することにより、第３光学シート２９を製造した場合、第１光拡散層３０の第１基材３１と第２光拡散層３５の第２基材３６との間に界面が形成され得る。このように、第１光拡散層３０と第２光拡散層３５との間に界面が形成される場合には、当該界面を通過する光は、当該界面において屈折する。
【００９７】
ここで、図８および図９に示すように、第１基材３１の屈折率naが第２基材３６の屈折率nbよりも小さい場合、第１基材３１と第２基材３６との界面を通過する光束ＬＦは、当該界面で屈折し、より広い範囲に拡散させられるようになる。したがって、一つの光拡散剤３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３を入り込ませやすくすることができ、第１光拡散層３０の光拡散機能を効果的に発揮させるという観点において都合がよい。
【００９８】
なお、基材の屈折率は、高性能かつ容易であることから、通常、アッベ屈折計によって特定される。アッベ屈折計としては、例えば、(株)アタゴのＤＲ−Ｍ２を用いることができる。
【００９９】
一方、互いに隣接する第１光拡散層３０の第１基材３１と第２光拡散層３５の第２基材３６とを同一材料から形成する等して、第１光拡散層３０の第１基材３１と第２光拡散層３５の第２基材３６との間に界面が形成されないようにしてもよい。そして、この場合、流動性を有する材料を所望の形状で硬化させることにより、第１光拡散層３０および第２光拡散層３５をそれぞれ形成するキャスト法を用いることができる。
【０１００】
キャスト法を用いる場合には、まず、流動性を有する材料中に、当該材料の比重とは異なる比重を有した光拡散剤３７を混入し、その後、流動性材料中において光拡散剤３７を沈降させる。これにより、流動性を有した材料中において光拡散剤３７が片寄って配置された状態となる。すなわち、ここで、「流動性を有する材料」とは、材料内に混入された光拡散剤３７の比重と材料の比重との相違に起因して、混入された光拡散剤３７が材料内で移動し得る程度の流動性を有した材料を、意味する。
【０１０１】
その後、この状態で、第１光拡散層３０の第１基材３１および第２光拡散層３５の第２基材３６をなすようになる材料を硬化させることにより、光拡散剤３７が片寄って配置されている部分から第２光拡散層３５が形成され、その他の部分から第１光拡散層３０が形成され得る。このような方法で得られた第１光拡散層３０と第２光拡散層３５においては、図１０に示すように、第１基材３１と第２基材３６とが同一材料から一体に形成され、第１基材３１と第２基材３６との間に界面（境界）が存在しない。
【０１０２】
また同様に、共押し出し成形により、第１基材３１と第２基材３６とが同一材料から一体に形成された第３光学シート２９を容易かつ安価に形成することができる。共押し出し成形法を用いた場合、三層以上の第３光学シート２９、例えば、第１光拡散層３０と、第２光拡散層３５と、第１光拡散層３０および第２光拡散層３５の間に配置された中間層と、を備え、各層の基材が同一材料から一体的に形成された第３光学シート２９をも、容易かつ安価に製造することができる。
【０１０３】
次に、第２光拡散層３５の光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbよりも大きい場合における、第１光拡散層３０および第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９の設計方法について詳述する。
【０１０４】
光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbよりも大きい場合、第２光拡散層３５の光拡散剤３７に入射した光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。上述したように、第１光拡散層３０の個々の単位レンズ形状部３３の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの光拡散剤３７へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つ分の単位レンズ形状部３３が、入り込むように配置されていることが好ましい。この場合、第１光拡散層３０の当該単位レンズ形状部３３の全表面が、第２光拡散層３５にて拡散させられる光をさらに拡散させることに寄与し得るようになるからである。このためには、光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、さらに厳密には、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３のレンズ面の最大幅以上を、占めるようになっていることが必要となる。またさらに、光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍の幅以上を占めるようになっていることがさらに好ましい。この場合、一つの光拡散剤３７への入射光束ＬＦは、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面を分割することなく含む範囲に拡散させられるようになる。
【０１０５】
このような第１光拡散層３０および第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９の設計方法について、図１１乃至図１３を用いてより具体的に説明する。
【０１０６】
一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るようにするには、第２基材３６中の最出光側に配置された光拡散剤３７を基準にして、第３光学シート２９を設計することが好ましい。光拡散剤３７に入射した光束ＬＦは、当該光拡散剤３７を出射して集光した後、次第に広い範囲に広がっていく。したがって、単位レンズ形状部３３に最も近接する第２基材３６中の最出光側に配置された光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込むようになっていることが好ましい。
【０１０７】
また、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るようにするには、第１光拡散層３０の出光側面ではなく、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さ分だけ入光側によった位置における、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓの幅を基準にして、第３光学シート２９を設計することが好ましい。図１１に示すように、単位レンズ形状部３３が、例えば凸レンズからなる場合や錐体形状を有した突起物等からなる場合のように、出光側に向けて先細りする形状を有するような場合、単位レンズ形状部３３のレンズ面は、第１光拡散層３０の出光側面ではなく、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さ分だけ入光側によった位置において、最大幅を有するようになるからである。このような場合には、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓは、第１光拡散層３０の出光側面ではなく、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、あるいは、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗ以上に広がっていることが要求される。
【０１０８】
以上のことから、図１１に示すように、第２基材３６中の最出光側に配置された一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが光拡散剤３７から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、シート面に直交する断面における最大幅Ｗを最入光側において有する一つの単位レンズ形状部３３が、入り込み得るようになっていることが好ましい。
【０１０９】
ここで、図１１は、単位レンズ形状部３３が凸レンズ３３ａである場合における第１光拡散層３０および第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９の設計方法を説明するための図である。図１１に示すように、光拡散剤３７の平均粒径をＤとし、粒径がＤの光拡散剤３７の焦点距離をＦとし、単位レンズ形状部３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部３３の平均厚みをＴｌとし、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均をＬ１とする。ここで、第２基材３６の出光側面から第１基材３１の出光側面までの最大長さとは、第２基材３６の出光側面から単位レンズ形状部３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０１１０】
光拡散剤３７への入射光束ＬＦが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで拡散させられるとすると、三角形の相似関係から以下の式（２９）が成り立つ。
D：F＝P：（L1＋D／２−F−Tl） ・・・式（２９）
【０１１１】
したがって、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上まで広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３０）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３０）
【０１１２】
また、光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上に広がっていることが好ましい。この場合、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の全面へ確実に入射するようになるからである。第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上に広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３１）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋２P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３１）
【０１１３】
ところで、図１２に示すように、例えば、凸レンズ３３ａからなる単位レンズ形状部３３が隙間を空けて形成されている場合、図１２に示すように、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部３３の幅Ｗに基づき、第３光学シート２９を設計することもできる。この場合、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上まで、広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３２）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋W）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３２）
【０１１４】
ここで、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅の平均値のことである。なお、単位レンズ形状部３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部３３の幅の平均値のことを指す。
【０１１５】
一方、単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂである場合には、図１３に示すように、当該単位レンズ形状部３３は、最出光側において、最大幅を有するようになる。このように、単位レンズ形状部３３のレンズ面が最出光側において最大幅を有するような場合には、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部３３の平均厚みＴｌを考慮する必要がなく、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで広がるように、第３光学シートを設計すればよい。
【０１１６】
そして、光拡散剤３７への入射光束ＬＦが、第１光拡散層３０の出光側面において、凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで拡散させられる場合、三角形の相似関係から以下の式（３３）が成り立つ。
D：F＝P：（L1＋D／２−F） ・・・式（３３）
【０１１７】
したがって、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦのその後の通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上まで広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３４）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋P）×F／D）−D／２ ・・・式（３４）
【０１１８】
同様に、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上まで広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３５）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋２P）×F／D）−D／２ ・・・式（３５）
【０１１９】
同様に、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上まで、広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３６）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋W）×F／D）−D／２ ・・・式（３６）
【０１２０】
ここで、光拡散剤３７の焦点距離（集光距離）Fについて検討する。
【０１２１】
図１４および図１５に示すように、略球形状を有する光拡散剤３７に入射した光は厳密には一点に集光させられるわけではない。このような現象は収差と呼ばれており、光拡散剤３７への入射位置が中心から表面側へずれるにしたがって、焦点距離Ｆはしだいに短くなっていく。このとき、光拡散剤３７の屈折率ncと光拡散剤３７を含有する基材の屈折率nとの比が異なれば、収差の程度も同様に異なる。本件発明者は、光拡散剤３７の屈折率ncと基材の屈折率nとの比を種々の値に変更し、各比における焦点距離の変化について調査した。
【０１２２】
図１４は、光拡散剤３７の屈折率ncと光拡散剤３７を含有する基材の屈折率nとの比がある値になっている場合における、光拡散剤３７の各位置に入射する光の光路を示す図である。また、図１５は、図１４に示す場合における、光拡散剤３７への入射位置と、各入射位置に入射した光の焦点距離との関係を示すグラフである。図１５における横軸は、光拡散剤３７の半径（Ｄ／２）に対する、入射方向に直交する方向に沿った入射位置のずれ量ｒ（図１４参照）の比である。すなわち、光拡散剤３７の中心に入射した光の入射位置比は０であり、光拡散剤３７に接するよう光拡散剤３７の表面に入射した光Ｌｓの入射位置比は１となる。また、図１５における縦軸は、光拡散剤３７の中心近傍に入射した光の焦点距離に対する、各入射位置に入射した光の焦点距離の比である。すなわち、光拡散剤３７の中心近傍に入射した光の焦点距離比は略１となる。
【０１２３】
図１５に示すように、入射位置比が０より大きく０．９以下である入射光については、焦点距離の変動はほとんどなく、焦点距離は略一定となっている。一方、入射位置比が０．９を超えると、焦点距離が大きく変動するようになる。そこで表１に、光拡散剤３７への入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓおよび入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを、それぞれ光拡散剤の粒径Ｄに対する比として示す。なお、表１には、光拡散剤３７の屈折率ncと光拡散剤３７を含有する基材の屈折率nとの比（屈折率比）を１０通りに変化させ、各屈折率比に対する結果を示している。
【表１】
【０１２４】
ところで、光拡散剤３７への入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓは、スネルの法則を用いて算出することができる。具体的には、各屈折率比の界面に入射角が９０°で入射する光として、図１４における角度θを以下の式（３７）により算出する。
θ＝sin-1（n／nc） ・・・式（３７）
【０１２５】
次に、式（３８）により、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓを算出することができる。
Ｆｓ＝（ｔａｎθ）×Ｄ／２＝（ｔａｎ（sin-1（n／nc）））×Ｄ／２
・・・式（３８）
【０１２６】
一方、光拡散剤３７への入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒは、当該入射光の光路をシミュレーションし、当該シミュレーションされた光路から焦点距離を実測することにより求めた。そして、基材の屈折率nに対する光拡散剤３７の屈折率ncの屈折率比（x=nc／n）を横軸にとり、焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比を縦軸にとったグラフ（図１６）上に、結果をプロットした。図１６に示されているように、屈折率比（x=nc／n）に対応した焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比の変動は、以下の式（３９）でよく近似される（相関係数０．９９８３）。
Ｆｒ／Ｄ＝
（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））／２
・・・式（３９）
【０１２７】
したがって、式（４０）により、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを算出することができる。
Ｆｒ＝Ｄ×
（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））／２
・・・式（４０）
【０１２８】
このようにして得られたＦｒ（式（４０））を、上述した式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）に適用することが好ましい。上述したように、光拡散剤３７に入射した光束ＬＦに含まれる略９０％の光束が、焦点距離Ｆｒにおいて、実質的に集光する。すなわち、光拡散剤３７に入射する光束ＬＦの輝度分布が均一であれば、この光束ＬＦ中に含まれる前記略９０％の光束も均一輝度を有するようになる。したがって、焦点距離Ｆｒが適用された式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）が満たされる場合には、一つの光拡散剤３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３の全レンズ面に均一に入射し得るようになり、当該単位レンズ形状部３３の光拡散機能を効果的に発揮させることができる。
【０１２９】
一方、焦点距離Ｆｓが適用された式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）が満たされる場合、光拡散剤３７の両端に接するように入射する光（入射位置比１の光）Ｌｓのその後の通過光路内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得る。しかしながら、図１４、図１５および表１から理解できるように、焦点距離Ｆｓは焦点距離Ｆｒよりも大幅に短くなる。したがって、焦点距離Ｆｓが適用された式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）が満たされ、一つの単位レンズ形状部３３が、光拡散剤３７の両端に接するように入射した光（入射位置比１の光）Ｌｓの光路間に入り込んだとしても、光拡散剤３７に入射した光束ＬＦの略９０％をなすとともに均一な輝度を有し得る前記略９０％の光束ＬＦの通過領域内に入り込まない可能性が十分にある。この場合、前記略９０％の光束ＬＦは、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の一部のみに片寄って入射し、この単位レンズ形状部３３の光拡散機能を効果的に発揮させることができないだけでなく、シンチレーションを引き起こし得る。したがって、上述した式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）に対し、Ｆｒ（式（４０））を適用することが好ましい。
【０１３０】
ここで、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、第２基材３６中に混入され粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（３０）乃至式（３２）を書き直すと、以下の式（４１）乃至式（４３）が得られる。なお、式中のxbは、屈折率比（この場合は、xb=nc／nb）である。
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋P）／２）＋Tl−D／２
・・・式（４１）
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋２P）／２）＋Tl−D／２
・・・式（４２）
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋W）／２）＋Tl−D／２
・・・式（４３）
【０１３１】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、第２基材３６中に混入され粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（３４）乃至式（３６）を書き直すと、以下の式（４４）乃至式（４６）が得られる。なお、式中のxbは、屈折率比（この場合は、xb=nc／nb）である。
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋P）／２）−D／２
・・・式（４４）
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋２P）／２）−D／２
・・・式（４５）
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋W）／２）−D／２
・・・式（４６）
【０１３２】
以上のようにして、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１の下限値を設定することができる。一方、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１は、長ければ長い程良いというものではない。例えば、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が長過ぎると、解像度が悪化してしまうという不具合が生じる。この観点から、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１は、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１ｍｍ以下であることがさらにより好ましい。
【０１３３】
ところで、以上の検討において、一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るよう、第３光学シート２９を設計した。その一方で、一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射した後であって集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るよう、第３光学シート２９を設計することができる。このような設計は、第１光拡散層３０の厚みが薄い第３光学シート２９に対して、非常に有効である。なお、第１光拡散層３０の厚みが薄い第３光学シート２９は、例えば、第２光拡散層３５上に、ビーズを含むとともに当該ビーズと同一材料からなる樹脂をコーティングすることにより、あるいは、第２光拡散層３５上に樹脂をコーティングするとともに、当該樹脂に対してエンボス加工を施すことにより、形成され得る。
【０１３４】
このような第１光拡散層３０および第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９の設計方法について、図１７乃至図１９を用いてより具体的に説明する。
【０１３５】
一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るようにするには、第２基材３６中の最入光側に配置された光拡散剤３７を基準にして、第３光学シート２９を設計することが好ましい。光拡散剤３７に入射した光束ＬＦは、当該光拡散剤３７を出射した後、集光点に向けて次第に集束していく。したがって、単位レンズ形状部３３から最も離間する第２基材３６中の最入光側に配置された光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込むようになっていることが好ましい。
【０１３６】
このため、図１７に示すように、第２基材３６中の最入光側に配置された一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが光拡散剤３７から出射して集光する前の通過領域Ｓ内に、レンズ面の最大幅を最出光側において有する一つの単位レンズ形状部３３が、入り込み得るようになっていることが好ましい。
【０１３７】
まず、図１７を参照し、単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂである場合における設計方法について検討する。図１７に示すように、単位レンズ形状部３３が、凹レンズ３３ｂとして形成されている場合や、錐体状の溝を形成されてなる場合、単位レンズ形状部３３のレンズ面は、最出光側において最大幅を有するようになる。したがって、第２基材３６中の最入光側に配置された一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが、光拡散剤３７から出射して集光する前に、第１基材３１の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、または、単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗを占めるようになっていることが要求される。
【０１３８】
図１７に示すように、光拡散剤３７の平均粒径をＤとし、粒径がＤの光拡散剤３７の焦点距離をＦとし、単位レンズ形状部３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６の入光側面から第１基材３１の出光側面までの最大長さの平均をＬ２とする。ここで、第２基材３６の入光側面から第１基材３１の出光側面までの最大長さとは、第２基材３６の入光側面から単位レンズ形状部３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０１３９】
光拡散剤３７への入射光束ＬＦが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで集光されるとすると、三角形の相似関係から以下の式（４７）が成り立つ。
D：F＝P：（F+D／２−L2） ・・・式（４７）
【０１４０】
したがって、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の第１基材３１の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（４８）を満たすようにすればよい。
L2≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（４８）
【０１４１】
また、光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上に広がっていることが好ましい。この場合、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の全面へ入射するようになるからである。第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（４９）を満たすようにすればよい。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（４９）
【０１４２】
ところで、図１８に示すように、凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３が隙間を空けて形成されている場合、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部３３の幅Ｗに基づき、第３光学シート２９を設計することができる。この場合、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（５０）を満たすようにすればよい。
L2≧（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（５０）
【０１４３】
ここで、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗの平均値のことである。なお、単位レンズ形状部３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部３３の幅の平均値のことを指す。
【０１４４】
次に、図１９を参照して、単位レンズ形状部３３が凸レンズ３３ａである場合について、検討する。単位レンズ形状部３３が、凸レンズ３３ａや、錐体形状を有した突起物等からなるような場合には、単位レンズ形状部３３のレンズ面は、最入光側において、最大幅を有するようになる。このように、単位レンズ形状部３３のレンズ面が最入光側において最大幅を有するような場合には、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓは、第１光拡散層３０の出光側面ではなく、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、あるいは、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗ以上を占めるように設計することも有効である。
【０１４５】
光拡散剤３７への入射光束ＬＦが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで集光させられる場合、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部３３の平均厚みＴｌを考慮して、三角形の相似関係から以下の式（５１）が成り立つ。
D：F＝P：（F+D／２−L2＋Tl） ・・・式（５１）
【０１４６】
したがって、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（５２）を満たすようにすればよい。
L2≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（５２）
【０１４７】
同様に、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（５３）を満たすようにすればよい。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（５３）
【０１４８】
同様に、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（５４）を満たすようにすればよい。ここで、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗの平均値のことである。なお、単位レンズ形状部３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部３３の幅の平均値のことを指す。
L2≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（５４）
【０１４９】
ここで、式（４８）乃至式（５０）、および、式（５２）乃至式（５４）中における、第２基材３６に混入された粒径がＤの光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓおよび入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを用いることができる。上述したように、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒが適用された各式が満たされる場合、一つの光拡散剤３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の全面に均一に入射し得るようになる。
【０１５０】
また、上述したように、入射位置比が１である入射光Ｌｓの焦点距離Ｆｓは、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒよりも短くなる。したがって、一つの光拡散剤３７への入射した入射位置比が０．９以下である光束は、当該光拡散剤３７から出射して集光する前に、入射位置比が１である入射光Ｌｓの光路が焦点距離Ｆｓまでに囲む領域内を、略均一な輝度分布で通過する。このため、図１４からも理解できるように、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓが適用された各式が満たされる場合、入射位置比が０．９以下である均一な光束の通過領域内にも一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得る。したがって、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓが適用された各式が満たされる場合、一つの光拡散剤３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の全面に均一に入射することが実質的に可能になる。
【０１５１】
ここで、式（３８）で表される焦点距離Ｆｓを、第２基材３６中に混入された粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（４８）乃至式（５０）を書き直すと、以下の式（５５）乃至（５７）が得られる。
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−P）／２）＋D／２ ・・・式（５５）
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−２P）／２）＋D／２ ・・・式（５６）
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−W）／２）＋D／２ ・・・式（５７）
【０１５２】
同様に、式（３８）で表される焦点距離Ｆｓを、第２基材３６中に混入された粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（５２）乃至式（５４）を書き直すと、以下の式（５８）乃至（６０）が得られる。
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−P）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（５８）
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−２P）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（５９）
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−W）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（６０）
【０１５３】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、第２基材３６中に混入された粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（４８）乃至式（５０）を書き直すと、以下の式（６１）乃至（６３）が得られる。なお、式中のxbは、屈折率比（この場合は、xb=nc／nb）である。
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−P）／２）＋D／２
・・・式（６１）
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−２P）／２）＋D／２
・・・式（６２）
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−W）／２）＋D／２
・・・式（６３）
【０１５４】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、第２基材３６中に混入された粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（５２）乃至式（５４）を書き直すと、以下の式（６４）乃至（６６）が得られる。
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−P）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（６４）
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−２P）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（６５）
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−W）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（６６）
【０１５５】
以上のようにして、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２の上限値を設定することができる。一方、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２は、当然に、第１基材３１（第１光拡散層３０）の最小厚みと第２基材３６（第２光拡散層３５）の最小厚みとの和以上、すなわち、単位レンズ形状３３の平均厚みＴｌと光拡散剤３７の平均粒径との和以上となっていなければならない。
【０１５６】
以上のような本実施の形態によれば、第２光拡散層３５で拡散される光を、第２光拡散層３５の出光側に配置された第１光拡散層３０により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば第２光拡散層３５に光拡散剤３７を大量に分散させる等して、第３光学シート２９に含まれる個々の光拡散層３０，３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第３光学シート２９全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０１５７】
なお、上述した第１の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０１５８】
例えば、上述した実施の形態において、第２基材３６中に、一種類の光拡散剤３７が分散されている例を示したが、これに限られない。第２基材３６中に、上述した光拡散剤３７とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤３７の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤３７の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。さらなる光拡散剤は、上述した光拡散剤と同様に構成されてもよいし、異なるように構成されてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、第２光拡散層３５のみが光拡散剤３７を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、第１光拡散層３０や支持層３９が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤３７が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０１５９】
また、上述した実施の形態において、第３光学シート２９の第１光拡散層３０が第２光拡散層３５に隣接して配置されている例を示したが、これに限られない。第１光拡散層３０と、第１光拡散層３０の入光側に配置された第２光拡散層３５との間に、別途の中間層が設けられていてもよい。
【０１６０】
さらに、上述した透過型スクリーン２０は第１乃至第３の光学シート２１，２５，２９を有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン２０は１以上の任意の数の光学シートを有することができる。また、第１光拡散層３０および第２光拡散層３５が最出光側の第３光学シート２９のみに含まれる例を示したが、これに限られない。第１光拡散層３０および第２光拡散層３５は最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよいし、また、複数の光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、第１光拡散層３０が光学シートの最出光側に配置されている例を示したが、これに限られず、第１光拡散層３０の出光側に別途の出光側層４３が設けられていてもよい。このような変形の一例を、図２０乃至図２３を用いて以下に説明する。なお、図２０乃至図２３において、上述した実施の形態と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０１６１】
図２０に示す例において、透過型スクリーン２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５ａ，２９を有している。このうち第１光学シート２１および第３光学シート２９は、上述した実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。一方、第２光学シート２５ａは、第３光学シート２９の支持層３９を視野角拡大層（有指向性光拡散層）２６に置き換えたものである。したがって、第２光学シート２５ａは、第１光拡散層３０と、第２光拡散層３５と、視野角拡大層２６と、を有している。
【０１６２】
このため、第３光学シート２９の第２光拡散層３５で拡散される光を、第３光学シート２９の第１光拡散層３０により、効率的に拡散させることができるだけでなく、第２光学シート２５ａの第２光拡散層３５で拡散される光を、第２光学シート２５ａの第１光拡散層３０により、効率的に拡散させることもできる。すなわち、例えば第２光学シート２５ａの第２光拡散層３５に光拡散剤３７を大量に分散させる等して、第２光学シート２５ａに含まれる個々の光拡散層３０，３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第２光学シート２５ａ全体としての光拡散機能を増強することもできる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０１６３】
加えて、支持層３９が適度な厚さを有するため、第２光学シート２５ａで拡散された光を、第２光学シート２５ａの出光側に配置された第３光学シート２９により、効率的に拡散させることもできる。すなわち、第２光学シート２５ａおよび第３光学シート２９の光拡散機能を過度に増強することなく、透過型スクリーン２０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、シンチレーション等の映像のギラツキをさらに抑制することができる。
【０１６４】
一方、図２１に示す例において、透過型スクリーン２０は、第１光学シート２１および第２光学シート２５ｂを有している。このうち第１光学シート２１は上述した実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。一方、本変形例による第２光学シート２５ｂは、最出光側に接合層４２を介して出光側層４３を設けた点において、図２０に示す変形例における第２光学シート２５ａと異なる。すなわち、本変形例において、第１光拡散層３０は、光学シートの最出光側に配置されていない。
【０１６５】
このような変形例においては、第２光拡散層３５で拡散される光を、第２光拡散層３５の出光側に配置された第１光拡散層３０により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば第２光拡散層３５に光拡散剤３７を大量に分散させる等して、第２光学シート２５ｂに含まれる各光拡散層３０，３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第２光学シート２５ｂ全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０１６６】
ところで、図２１に示す例において、出光側層４３は、例えば支持層３９と同様に構成され得る。ただし、これに限られず、出光側層４３として種々の光学的機能を有した層を用いることができる。
【０１６７】
なお、第１光拡散層３０の出光側に配置された接合層４２の材料として、アクリル系の接着剤等、公知の材料を用いることができる。そして、接合層４２の屈折率と第１光拡散層３０の第１基材３１の屈折率とが異なれば、接合層４２と第１光拡散層３０との界面において、透過光が屈折されることになる。このとき、第１光拡散層３０の凹凸面３２をなす単位レンズ形状部３３が凸レンズ３３ａである場合には、接合層４２の屈折率を第１基材３１の屈折率よりも大きくすることが好ましい。この場合、図２２に示すように、第１光拡散層３０と接合層４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０１６８】
一方、第１光拡散層３０の凹凸面３２をなす単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂである場合には、接合層４２の屈折率を第１基材３１の屈折率よりも小さくすることが好ましい。この場合、図２３に示すように、第１光拡散層３０と接合層４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０１６９】
＜第２の実施の形態＞
次に、主に図２４乃至図３２を参照し、光学シートおよび透過型スクリーンの第２の実施の形態について説明する。なお、図２乃至図２３を用いて説明した第１の実施の形態およびその変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０１７０】
図２４に示すように、本実施の形態における透過型スクリーン１２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，１２９を備えている。第１光学シート２１および第２光学シート２５は、上述した第１の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、このような透過型スクリーン１２０は、図２および図３に示す背面投射型表示装置１０の構成部材として用いられ得る。
【０１７１】
次に、第３光学シート１２９について詳述する。
【０１７２】
図２４および図２５に示すように、本実施の形態における第３光学シート１２９は、最出光側に配置され、複数の単位レンズ形状部１３３を配列されてなる凹凸面１３２を出光側面に形成された基材１３１を有する光拡散層１３０と、光拡散層１３０の入光側に配置された支持層３９と、を備えている。このうち、支持層３９は、上述した第１の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、光拡散層１３０の基材１３１中には、略球形状を有する光拡散剤１３３が分散されている。
【０１７３】
本実施の形態において、光拡散層１３０の凹凸面１３２は、第３光学シート１２９の出光側面をなすと同時に、透過型スクリーン１２０の出光側面をなし、いわゆるマット面として機能する。単位レンズ形状部１３３は、第３光学シート１２９の出光側面における一方向（例えば、使用される状態における水平方向）および／または前記一方向に直交する他方向（例えば、使用される状態における垂直方向）に沿って、規則的または非規則的に配列され得る。
【０１７４】
このような凹凸面１３２は、第１の実施の形態において説明したように、種々の公知な方法により、例えば、金型を用いて基材上に凹凸を形成することにより、基材の表面にヘアーライン加工を施すことにより、基材にブラスト処理を行うことにより、基材にエンボス加工を施すことにより、微小粒子を含んだ樹脂を基材上にコーティングすることにより、微小三次元架橋粒子を含む透明樹脂を押出し、その後の透明樹脂の熱収縮にともなって微小三次元架橋粒子を樹脂の表面上に突出させることにより、製造することができる。これらの製造方法によれば、例えば、凸レンズとして形成された単位レンズ形状部、凹レンズとして形成された単位レンズ形状部、錐体形状を有する単位レンズ形状部、錐体状の溝を形成されてなる単位レンズ形状部等の種々の形状を有した単位レンズ形状部１３３を形成することができる。なお、ここで言う、凸レンズとは、光束を実質的にほぼ一点に集光させる機能を有するレンズを意味し、凹レンズとは、一点から出射されて入射する光束を実質的にほぼ平行光として出射させる機能を有するレンズを意味する。さらに、これらの製造方法によれば、単位レンズ形状部１３３を、例えば、ハニカム配列や正方配列等の種々の配列方法で配列することができる。
【０１７５】
図２５に示す例において、単位レンズ形状部１３３は凸レンズ１３３ａとして形成されている。この凸レンズ１３３ａは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する形状を有している。単位レンズ形状部１３３は、第３光学シート１２９の出光側面における一方向および他方向の両方に沿って規則的に配列されている。すなわち、図２５に示す例においては、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凸部が規則的に配列されることにより、第３光学シート１２９の出光側面をなす凹凸面１３２が形成されている。したがって、図２５に示すように、透過型スクリーン１２０から出射する光は、この第３光学シート１２９の出光側面により二次元的に拡散させられるようになる。
【０１７６】
ただし、このような第３光学シート１２９の凹凸面１３２の構成は一例に過ぎない。例えば、第１の実施の形態において図７を用いて説明したように、単位レンズ形状部１３３が凹レンズ１３３ｂとして形成されてもよい（図２８参照）。この凹レンズ１３３ｂは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する凹部を設けられた形状を有している。すなわち、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凹部が規則的に配列されることにより、第３光学シート１２９の出光側面をなす凹凸面１３２が形成されるようにしてもよい。このような凹レンズ１３３ｂによれば、凹凸面１３２を通過する光束を一旦集光させることなく拡散させることができる（図７参照）。
【０１７７】
図１を参照して説明したように、入光側の一つの単位拡散要素を通過した光束がその後に通過する領域内に、当該入光側の一つの単位拡散要素よりも出光側に配置された一つの単位拡散要素が入り込むようになっていることが好ましい。この場合、出光側に配置された一つの単位拡散要素の光拡散機能を効果的に発揮することができるからである。したがって、光拡散層１３０の出光側に、複数の微小な単位拡散層要素を含むさらなる光拡散層が設けられるような場合には、当該さらなる光拡散層の光拡散機能を効果的に発揮させるため、単位レンズ形状部１３３が凹レンズ１３３ｂとして形成されることが好ましい。
【０１７８】
なお、ここでいう「楕円」とは、「円」を含む概念である。
【０１７９】
光拡散層１３０の基材１３１に用いられる材料は、公知の材料、例えば、アクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。一方、光拡散剤１３７としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。
【０１８０】
ただし、光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naより大きい場合には、図２６に示すように、光拡散剤１３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられて、その後、広い範囲に拡散させられるようになる。一方、光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naより小さい場合には、図２７に示すように、光拡散剤１３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、広い範囲に拡散させられるようになる。
【０１８１】
光拡散層１３０の凹凸面１３２の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの光拡散剤１３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に、少なくとも一つの単位レンズ形状部１３３が入り込んでいることが好ましい。このため、光拡散剤１３７によって集光点を形成しないように透過光を拡散することができれば好ましい。したがって、光拡散剤１３７に用いられる材料は、光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naより小さくなるよう、基材１３１に用いられる材料を考慮した上で決定されるようにしてもよい。
【０１８２】
また、光拡散層１３０の個々の光拡散剤１３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲内に個々の単位レンズ形状部１３３が配置されるようにするためには、一般的に、光拡散層１３０の単位レンズ形状部１３３の配置ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部１３３のレンズ面の幅は小さいことが好ましい。典型的には、単位レンズ形状部１３３の配置ピッチＰが、光拡散剤１３７の平均粒径Ｄよりも小さくなっていることが好ましい。
【０１８３】
なお、光拡散剤１３７の平均粒径Ｄは、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっており、単位レンズ形状部１３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部１３３のレンズ面の幅は、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっている。
【０１８４】
このような光拡散層１３０を含む第３光学シート１２９は、公知の製造方法、例えば押し出し成形法等により製造することができる。また、互いに隣接する光拡散層１３０の基材１３１と支持層３９の基材とを同一材料から形成するようにしてもよい。そしてこの場合、流動性を有する材料を所望の形状で硬化させることにより、光拡散層１３０および支持層３９をそれぞれ形成するキャスト法を用いることができる。
【０１８５】
キャスト法を用いる場合には、まず、流動性を有する材料中に、当該材料の比重とは異なる比重を有した光拡散剤１３７を混入し、その後、流動性材料中において光拡散剤１３７を沈降させる。これにより、流動性を有する材料中において光拡散剤１３７が片寄って配置された状態となる。すなわち、ここで、「流動性を有する材料」とは、材料内に混入された光拡散剤１３７の比重と材料の比重との相違に起因して、混入された光拡散剤１３７が材料内で移動し得る程度の流動性を有した材料、を意味する。
【０１８６】
その後、この状態で、基材１３１および支持層３９をなすようになる材料を硬化させることにより、光拡散剤１３７が片寄って配置されている部分から光拡散層１３０が形成され、その他の部分から支持層３９が形成され得る。このような方法で得られた光拡散層１３０と支持層３９においては、光拡散層１３０の基材１３１と支持層３９の基材とが同一材料から一体に形成され、光拡散層１３０（基材１３１）と支持層３９との間に界面（境界）が存在しない。
【０１８７】
また同様に、共押し出し成形により、光拡散層１３０の基材１３１と支持層３９の基材とが同一材料から一体に形成された第３光学シート１２９を容易かつ安価に形成することができる。
【０１８８】
次に、光拡散層１３０の光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naよりも大きい場合における、光拡散層１３０を含む第３光学シート１２９の設計方法について詳述する。
【０１８９】
光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naよりも大きい場合、基材１３１中の光拡散剤１３７に入射する光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。光拡散層１３０の個々の単位レンズ形状部１３３の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの光拡散剤１３７へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つ分の単位レンズ形状部１３３が、入り込むように配置されていることが好ましい。この場合、光拡散層１３０の当該単位レンズ形状部１３３の全表面が、光拡散剤１３７によって拡散される光をさらに拡散させることに寄与することができるようになるからである。このためには、光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、さらに厳密には、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３の最大幅以上を、占めるようになっていることが必要となる。またさらに、光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍の幅を占めるようになっていることがさらに好ましい。この場合、一つの光拡散剤１３７への入射光束ＬＦは、一つの単位レンズ形状部１３３のレンズ面を分割することなく含む範囲に拡散されるようになる。
【０１９０】
すなわち、本実施の形態においては、図２６に示すように、光拡散剤１３７が凹凸面１３２に近接して配置されていることが好ましい。また、図２７に示すように、光拡散剤１３７の少なくとも一部が、基材１３１の単位レンズ形状部１３３内に少なくとも部分的に入り込んでいることがさらに好ましい。具体的には、光拡散剤１３７の平均粒径Ｄを単位レンズ形状部の配列ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部１３３のレンズ面の幅よりも大きく設定するとともに、光拡散層１３０（基材１３１）の厚みを制限することにより、光拡散剤１３７が凹凸面１３２の近傍に配置されるようにすることができる。
【０１９１】
このような光拡散層１３０の設計方法について、図２８乃至図３０を用いてより具体的に説明する。
【０１９２】
一つの光拡散剤１３７へ、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤１３７から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部１３３が入り込み得るようにするには、基材１３１中の最入光側に配置された光拡散剤１３７を基準にして、第３光学シート１２９を設計することが好ましい。光拡散剤１３７に入射した光束ＬＦは、当該光拡散剤１３７を出射した後、集光点に向けて次第に集束していく。したがって、単位レンズ形状部１３３から最も離間する基材１３１中の最入光側に配置された光拡散剤１３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部１３３が入り込むようになっていることが好ましい。
【０１９３】
このためには、図２８に示すように、基材１３１中の最入光側に配置された一つの光拡散剤１３７へ、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤１３７から出射して集光する前の通過領域Ｓ内に、最出光側において最大レンズ幅を有する一つの単位レンズ形状部１３３が、入り込み得るようになっていることが好ましい。
【０１９４】
まず、図２８を参照し、単位レンズ形状部１３３が凹レンズ１３３ｂである場合における設計方法について検討する。図２８に示すように、単位レンズ形状部１３３が、凹レンズ１３３ｂとして形成されている場合や、錐体状の溝を形成されてなる場合、単位レンズ形状部１３３のレンズ面は、最出光側において最大幅を有するようになる。したがって、基材１３１中の最入光側に配置された一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが、光拡散剤１３７から出射して集光する前に、基材１３１の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、または、単位レンズ形状部１３３の最大幅Ｗを占めるようになっていることが要求される。
【０１９５】
図２８に示すように、光拡散剤１３７の平均粒径をＤとし、粒径がＤの光拡散剤１３７の焦点距離をＦとし、単位レンズ形状部１３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１（光拡散層１３０）の最大厚みの平均をＴ１とする。ここで、基材１３１（光拡散層１３０）の最大厚みとは、基材１３１の入光側面から単位レンズ形状部１３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０１９６】
光拡散剤１３７への入射光束ＬＦが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅まで集光されるとすると、三角形の相似関係から以下の式（６７）が成り立つ。
D：F＝P：（F+D／２−T1） ・・・式（６７）
【０１９７】
したがって、基材１３７中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅以上を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（６８）を満たすようにすればよい。
T1≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（６８）
【０１９８】
また、光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上に広がっていることが好ましい。この場合、光拡散剤１３７から出射した光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部１３３のレンズ面の全面へ確実に入射するようになるからである。基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（６９）を満たすようにすればよい。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（６９）
【０１９９】
ところで、図２９に示すように、例えば凹レンズ１３３ｂからなる単位レンズ形状部１３３が隙間を空けて形成されている場合、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部１３３の幅Ｗに基づき、第３光学シート２９を設計することができる。この場合、基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（７０）を満たすようにすればよい。ここで、単位レンズ形状部１３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３の最大幅Ｗの平均値のことである。なお、単位レンズ形状部１３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部１３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部１３３の幅の平均値のことを指す。
T1≧（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（７０）
【０２００】
ここで、単位レンズ形状部１３３が凸レンズ１３３ａである場合についても検討する。単位レンズ形状部１３３が、凸レンズ１３３ａや、錐体形状を有した突起物等からなるような場合には、単位レンズ形状部１３３のレンズ面は、最入光側において、最大幅を有するようになる。このように、単位レンズ形状部１３３が最入光側において最大幅を有するような場合には、光拡散剤１３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓは、光拡散層１３０の出光側面ではなく、光拡散層１３０の出光側面よりも単位レンズ形状部１３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、あるいは、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３の最大幅Ｗ以上を占めるように設計することも有効である。以下、単位レンズ形状部１３３が、出光側に向けて先細りする場合について、検討する。
【０２０１】
光拡散剤１３７への入射光束ＬＦが、光拡散層１３０の出光側面において、凹レンズ１３３ｂからなる単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅まで集光させられる場合、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部１３３の平均厚みＴｌを考慮して、三角形の相似関係から以下の式（７１）が成り立つ。
D：F＝P：（F+D／２−T1＋Tl） ・・・式（７１）
【０２０２】
したがって、基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面よりも単位レンズ形状部１３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（７２）を満たすようにすればよい。
T1≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７２）
【０２０３】
同様に、基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面よりも単位レンズ形状部１３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔが以下の式（７３）を満たすようにすればよい。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７３）
【０２０４】
同様に、基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面よりも単位レンズ形状部１３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（７４）を満たすようにすればよい。ここで、単位レンズ形状部１３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３の最大幅Ｗの平均値のことである。なお、単位レンズ形状部１３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部１３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部１３３の幅の平均値のことを指す。
T1≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７４）
【０２０５】
ここで、式（６８）乃至式（７０）、および、式（７２）乃至式（７４）中における、基材１３１に混入された粒径がＤの光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓおよび入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを用いることができる。上述したように、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒが適用された各式が満たされる場合、一つの光拡散剤１３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部１３３のレンズ面の全面に均一に入射し得るようになる。
【０２０６】
また、上述したように、入射位置比が１である入射光Ｌｓの焦点距離Ｆｓは、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒよりも短くなる。したがって、一つの光拡散剤１３７への入射した入射位置比が０．９以下である光束は、当該光拡散剤１３７から出射して集光する前に、入射位置比が１である入射光Ｌｓの光路が焦点距離Ｆｓまでに囲む領域内を、略均一な輝度分布で通過する。このため、図１４からも理解できるように、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓが適用された各式が満たされる場合、入射位置比が０．９以下である均一な光束の通過領域内にも一つの単位レンズ形状部１３３が入り込み得る。したがって、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓが適用された各式が満たされる場合、一つの光拡散剤３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部１３３のレンズ面の全面に均一に入射することが実質的に可能になる。
【０２０７】
ここで、式（３８）で表される焦点距離Ｆｓを、基材１３１中に混入された粒径がＤである光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、式（６８）乃至式（７０）を書き直すと、以下の式（７５）乃至（７７）が得られる。
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−P）／２）＋D／２ ・・・式（７５）
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−２P）／２）＋D／２ ・・・式（７６）
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−W）／２）＋D／２ ・・・式（７７）
【０２０８】
同様に、式（３８）で表される焦点距離Ｆｓを、基材１３１中に混入された粒径がＤである光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、式（７２）乃至式（７４）を書き直すと、以下の式（７８）乃至（８０）が得られる。
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−P）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（７８）
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−２P）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（７９）
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−W）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（８０）
【０２０９】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、基材１３１中に混入された粒径がＤである光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、式（６８）乃至式（７０）を書き直すと、以下の式（８１）乃至（８３）が得られる。なお、式中のxaは、屈折率比（この場合は、xa=nc／na）である。
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−P）／２）＋D／２
・・・式（８１）
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−２P）／２）＋D／２
・・・式（８２）
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−W）／２）＋D／２
・・・式（８３）
【０２１０】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、基材１３１中に混入された粒径がＤである光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、式（７２）乃至式（７４）を書き直すと、以下の式（８４）乃至（８６）が得られる。
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−P）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（８４）
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−２P）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（８５）
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−W）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（８６）
【０２１１】
以上のようにして、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１（光拡散層１３０）の平均厚みＴ１の上限値を設定することができる。一方、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１（光拡散層１３０）の厚みＴ１は、当然に、光拡散剤１３７の平均粒径Ｄと単位レンズ形状部１３３の厚みＴｌとの和以上となっていなければならない。
【０２１２】
以上のような本実施の形態によれば、基材１３１中の光拡散剤１３７で拡散される光を、基材１３１の凹凸面１３２により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば基材１３１に光拡散剤１３７を大量に分散させる等して光拡散剤１３７に基づく光拡散機能を過度に増強することなく、光拡散層１３０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０２１３】
なお、上述した第２の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０２１４】
例えば、上述した実施の形態において、基材１３１中に、一種類の光拡散剤１３７が分散されている例を示したが、これに限られない。基材１３１中に、上述した光拡散剤１３７とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤１３７の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤１３７の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。さらなる光拡散剤は、上述した光拡散剤と同様に構成されてもよいし、異なるように構成されてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、光拡散層１３０のみが光拡散剤１３７を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、支持層３９が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤１３７が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０２１５】
また、上述した透過型スクリーン１２０は第１乃至第３の光学シート２１，２５，１２９を有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン２０は１以上の任意の数の光学シートを有することができる。また、光拡散層１３０が最出光側の第３光学シート１２９のみに含まれる例を示したが、これに限られない。光拡散層１３０は最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよいし、また、複数の光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、光拡散層１３０が光学シートの最出光側に配置されている例を示したが、これに限られず、光拡散層１３０の出光側に別途の出光側層１４３が設けられていてもよい。
【０２１６】
なお、図３１および図３２には、第３光学シート１２９ａの光拡散層１３０の出光側に、接合層１４２を介して出光側層１４３を設けた変形例を示している。ここで、出光側層１４３は、例えば支持層３９と同様に構成され得る。ただし、これに限られず、出光側層４３として種々の光学的機能を有した層を用いることができる。また、光拡散層１３０の出光側に配置された接合層１４２の材料としては、アクリル系の接着剤等、公知の材料を用いることができる。そして、接合層１４２の屈折率と光拡散層１３０の基材１３１の屈折率とが異なれば、接合層１４２と光拡散層１３０との界面において、透過光が屈折されることになる。
【０２１７】
このとき、光拡散層１３０の凹凸面１３２をなす単位レンズ形状部１３３が凸レンズ１３３ａである場合には、接合層１４２の屈折率を基材１３１の屈折率よりも大きくすることが好ましい。この場合、図３１に示すように、光拡散層１３０と接合層１４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。一方、光拡散層１３０の凹凸面１３２をなす単位レンズ形状部１３３が凹レンズ１３３ｂである場合には、接合層１４２の屈折率を基材１３１の屈折率よりも小さくすることが好ましい。この場合、図３２に示すように、光拡散層１３０と接合層１４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０２１８】
なお、図３１および図３２において、上述した実施の形態、並びに、第１の実施の形態およびその変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０２１９】
＜第３の実施の形態＞
次に、主に図３３乃至図４３を参照し、光学シートおよび透過型スクリーンの第３の実施の形態について説明する。なお、図２乃至図３２を用いて説明した上述の第１および第２実施の形態並びにそれらの変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０２２０】
図３３に示すように、本実施の形態における透過型スクリーン２２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，２２９を備えている。第１光学シート２１および第２光学シート２５は、上述した第１および第２の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、このような透過型スクリーン２２０は、図２および図３に示す背面投射型表示装置１０の構成部材として用いられ得る。
【０２２１】
次に、第３光学シート２２９について詳述する。
【０２２２】
図３３および図３４に示すように、本実施の形態における第３光学シート２２９は、最入光側に配置され、複数の単位レンズ形状部２３３を配列されてなる凹凸面２３２を入光側面に形成された第１基材２３１を有する第１光拡散層２３０と、第１基材２３１の出光側に隣接して配置された第２基材２３６と、第２基材２３６内に分散された複数の光拡散剤（拡散性粒子）２３７と、を有する第２光拡散層２３５と、第２光拡散層２３５の出光側に配置された支持層３９と、を備えている。このうち支持層３９は、上述した第１および第２の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。
【０２２３】
次に、第１光拡散層２３０について説明する。本実施の形態において、第１光拡散層２３０の凹凸面２３２は、第３光学シート２２９の入光側面をなす。単位レンズ形状部２３３は、第３光学シート２２９の入光側面における一方向（例えば、使用される状態における水平方向）および／または前記一方向に直交する他方向（例えば、使用される状態における垂直方向）に沿って、規則的または非規則的に配列され得る。
【０２２４】
このような凹凸面２３２は、種々の公知な方法により、例えば、金型を用いて基材上に凹凸を形成することにより、基材の表面にヘアーライン加工を施すことにより、基材にブラスト処理を行うことにより、基材にエンボス加工を施すことにより、微小粒子を含んだ樹脂を基材上にコーティングすることにより、微小三次元架橋粒子を含む透明樹脂を押出し、その後の透明樹脂の熱収縮にともなって微小三次元架橋粒子を樹脂の表面上に突出させることにより、製造することができる。これらの製造方法によれば、例えば、凸レンズとして形成された単位レンズ形状部、凹レンズとして形成された単位レンズ形状部、錐体形状を有する単位レンズ形状部、錐体状の溝を形成されてなる単位レンズ形状部等の種々の形状を有した単位レンズ形状部２３３を形成することができる。なお、ここで言う、凸レンズとは、光束を実質的にほぼ一点に集光させる機能を有するレンズを意味し、凹レンズとは、一点から出射されて入射する光束を実質的にほぼ平行光として出射させる機能を有するレンズを意味する。さらに、これらの製造方法によれば、単位レンズ形状部２３３を、例えば、ハニカム配列や正方配列等の種々の配列方法で配列することができる。
【０２２５】
図３４に示す例において、単位レンズ形状部２３３は凹レンズ２３３ｂとして形成されている。この凹レンズ２３３ｂは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する凹部を設けられた形状を有している。単位レンズ形状部２３３は、第３光学シート２２９の入光側面における一方向および他方向の両方に沿って規則的に配列されている。すなわち、図３４に示す例においては、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凹部が規則的に配列されることにより、第３光学シート２２９の入光側面をなす凹凸面２３２が形成されている。図３４に示すように、第３光学シート２２９へ入射する光束ＬＦは、第１基材２３１の凹凸面２３２により二次元的に拡散させられるようになる。
【０２２６】
ただし、このような第３光学シート２２９の凹凸面２３２の構成は一例に過ぎない。例えば、図３５に示すように、単位レンズ形状部２３３が凸レンズ２３３ａとして形成されてもよい。この凸レンズ２３３ａは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する形状を有している。すなわち、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有する凸部が規則的に配列されることにより、第３光学シート２２９の入光側面をなす凹凸面２３２が形成されるようにしてもよい。このような凸レンズ２３３ａによれば、図３５に示すように、凹凸面２３２を通過する光束ＬＦは一旦集光し、その後、広い範囲に拡散されるようになる。
【０２２７】
なお、ここでいう「楕円」とは、「円」を含む概念である。
【０２２８】
次に、第２光拡散層２３５について説明する。第２光拡散層２３５の光拡散剤２３７は略球形状を有する。光拡散剤２３７としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。ただし、第１の実施の形態において既に説明したように、光拡散剤２３７の屈折率ncが第２基材２３６の屈折率nbより大きい場合には、光拡散剤２３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられてその後に拡散させられるようになる（図８参照）。
【０２２９】
一方、光拡散剤２３７の屈折率ncが第２基材２３６の屈折率nbより小さい場合には、光拡散剤２３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、拡散させられるようになる（図９参照）。図１を参照して説明したように、入光側の一つの単位拡散要素を通過した光束がその後に通過する領域内に、当該入光側の一つの単位拡散要素よりも出光側に配置された一つの単位拡散要素が入り込むようになっていることが好ましい。この場合、出光側に配置された一つの単位拡散要素の光拡散機能を効果的に発揮することができるからである。したがって、本実施の形態における第２光拡散層２３５の出光側に、複数の微小な単位拡散層要素を含むさらなる光拡散層が設けられるような場合には、当該さらなる光拡散層の光拡散機能を効果的に発揮させるため、光拡散剤２３７の屈折率ｎｃが、第２基材２３６の屈折率ｎｂよりも小さくなっていることが好ましい。
【０２３０】
また、第２光拡散層２３５の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、第１光拡散層２３０の一つの単位レンズ形状部２３３に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つの光拡散剤２３７が入り込んでいることが好ましい。このため、一般的に、第２光拡散層２３５中の光拡散剤２３７の粒径は小さいことが好ましい。また、光拡散剤２３７の平均粒径Ｄが、第１光拡散層２３０の単位レンズ形状部２３３の配置ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部２３３のレンズ面の幅よりも小さくなっていることが、とりわけ単位レンズ毛状部２３３が凹レンズ２３３ｂからなる場合に、好ましい。
【０２３１】
なお、光拡散剤２３７の平均粒径Ｄは、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっており、単位レンズ形状部２３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部２３３のレンズ面の幅は、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっている。
【０２３２】
一方、第２基材２３６に用いられる材料は、第１基材２３１に用いられる材料とともに、公知の材料、例えば例えばアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。
【０２３３】
このような第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５を含む第３光学シート２２９は、公知の製造方法、例えば押し出し成形法等により製造することができる。そして、例えば押し出し成形された各層を積層することにより、第３光学シート２２９を製造した場合、あるいは、互いに異なる材料を共押し出し成形することにより、第３光学シート２２９を製造した場合、第１光拡散層２３０の第１基材２３１と第２光拡散層２３５の第２基材２３６との間に界面が形成され得る。このように、第１光拡散層２３０と第２光拡散層２３５との間に界面が形成される場合には、当該界面を通過する光は、当該界面において屈折する。
【０２３４】
ここで、第１基材２３１の屈折率naが第２基材２３６の屈折率nbよりも大きい場合、図３４および図３５に示すように、第１基材２３１と第２基材２３６との界面を通過する光束ＬＦは、当該界面で屈折し、より広い範囲に拡散させられるようになる。したがって、一つの単位レンズ形状部２３３に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤２３３を入り込ませやすくすることができ、第２光拡散層２３５の光拡散機能を効果的に発揮させるという観点において都合がよい。
【０２３５】
一方、互いに隣接する第１光拡散層２３０の第１基材２３１と第２光拡散層２３５の第２基材２３６とを同一材料から形成する等して、第１光拡散層２３０の第１基材２３１と第２光拡散層２３５の第２基材２３６との間に界面が形成されないようにしてもよい。そして、この場合、流動性を有する材料を、所望の形状で硬化させることにより第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５をそれぞれ形成するキャスト法を用いることができる。
【０２３６】
キャスト法を用いる場合には、まず、流動性を有する材料中に、当該材料の比重とは異なる比重を有した光拡散剤２３７を混入し、その後、流動性材料中において光拡散剤２３７を沈降させる。これにより、流動性を有した材料中において光拡散剤２３７が片寄って配置された状態となる。すなわち、ここで、「流動性を有する材料」とは、材料内に混入された光拡散剤２３７の比重と材料の比重との相違に起因して、混入された光拡散剤２３７が材料内で移動し得る程度の流動性を有した材料を、意味する。
【０２３７】
その後、この状態で、第１光拡散層２３０の第１基材２３１および第２光拡散層２３５の第２基材２３６をなすようになる材料を硬化させることにより、光拡散剤２３７が片寄って配置されている部分から第２光拡散層２３５が形成され、その他の部分から第１光拡散層２３０が形成され得る。このような方法で得られた第１光拡散層２３０と第２光拡散層２３５においては、第１基材２３１と第２基材２３６とが同一材料から一体に形成され、第１基材２３１と第２基材２３６との間に界面（境界）が存在しない（図１０参照）。
【０２３８】
また同様に、共押し出し成形により、第１基材２３１と第２基材２３６とが同一材料から一体に形成された第３光学シート２２９を容易かつ安価に形成することもできる。共押し出し成形法を用いた場合、三層以上の第３光学シート２２９、例えば、第１光拡散層２３０と、第２光拡散層２３５と、第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５の間に配置された中間層と、を備え、各層の基材が同一材料から一体的に形成された第３光学シート２２９をも、容易かつ安価に製造することができる。
【０２３９】
次に、第１光拡散層２３０の凹凸面２３２が凸レンズ２３３ａから形成される場合における、第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５を含む第３光学シート２２９の設計方法について詳述する。
【０２４０】
第１光拡散層２３０の凹凸面２３２が凸レンズ２３３ａによって形成される場合、第１光拡散層２３０の入光側面（凹凸面２３２）に入射する光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。上述したように、第２光拡散層２３５中の個々の光拡散剤２３７の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの単位レンズ形状部２３３へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つ分の光拡散剤２３７が、入り込んでいることが好ましい。この場合、第２光拡散層２３０中の当該光拡散剤２３７の全表面が、第１光拡散層２３０にて拡散させられる光をさらに拡散させることに寄与し得るようになるからである。
【０２４１】
このためには、単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの集光後における通過領域Ｓが、第２光拡散層中の光拡散剤２３７を含み得るようにしてもよい。
【０２４２】
一つの単位レンズ形状部２３３へ、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部２３３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部２３３が入り込み得るようにするには、第２基材３６中の最入光側に配置された光拡散剤２３７を基準にして、第３光学シート２２９を設計することが好ましい。単位レンズ形状部２３３に入射した光束ＬＦは、当該単位レンズ形状部２３３を出射して集光した後、次第に広い範囲に広がっていく。したがって、単位レンズ形状部２３３に最も近接する第２基材２３６中の最入光側に配置された光拡散剤２３３が、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦのその後の通過領域Ｓ内に、入り込むようにすることが好ましい。この場合、光拡散剤２３７は、いずれかの単位レンズ形状部２３３を透過した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に入り込み得るようになる。
【０２４３】
このような第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５を含む第３光学シート２２９の設計方法について、図３６および図３７を用いてより具体的に説明する。
【０２４４】
図３６に示すように、単位レンズ形状部２３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部２３３の平均厚みをＴｌとし、この単位レンズ形状部２３３の焦点距離をＦとし、光拡散剤２３７の平均粒径をＤとし、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均をＬ３とする。ここで、第２基材２３６の入光側面から第１基材２３１の入光側面までの最大長さとは、第２基材２３６の入光側面から単位レンズ形状部２３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０２４５】
一つの単位レンズ形状部２３３へ入射した光束ＬＦが、集光し、その後に、第２光拡散層２３５中の最入光側に配置された光拡散剤２３７を含むように拡散されるとすると、三角形の相似関係から以下の式（８７）が成り立つ。
P：F＝D：（L3＋D／２−F−Tl） ・・・式（８７）
【０２４６】
したがって、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２光拡散層２３５中の最入光側に配置された光拡散剤２３７を含み得るようにするには、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３が以下の式（８８）を満たすようにすればよい。
L3≧（（D＋P）×F／P）＋Tl−D／２ ・・・式（８８）
【０２４７】
なお、単位レンズ形状部２３３の焦点距離Fは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部２３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０２４８】
ところで、単位レンズ形状部２３３が隙間を空けて形成されている場合、図３７に示すように、単位レンズ形状部２３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗに基づき、第３光学シート２２９を設計することができる。この場合、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２光拡散層２３５中の最入光側に配置された光拡散剤２３７を含み得るようにするには、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３が以下の式（８９）を満たすようにすればよい。
L3≧（（D＋W）×F／P）＋Tl−D／２ ・・・式（８９）
【０２４９】
ここで、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部２３３の最大幅の平均値のことである。なお、単位レンズ形状部２３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部２３３の幅の平均値のことを指す。
【０２５０】
また、式（８９）中のＦは、最大幅がＷである単位レンズ形状部２３３の焦点距離である。このような焦点距離Ｆは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部２３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０２５１】
以上のようにして、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３の下限値を設定することができる。一方、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３は、長ければ長い程良いというものではない。例えば、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３が長過ぎると、解像度が悪化してしまうという不具合が生じる。この観点から、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３は、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１ｍｍ以下であることがさらにより好ましい。
【０２５２】
ところで、以上の検討において、一つの単位レンズ形状部２３３へ、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部２３３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤２３３が入り込み得るよう、第３光学シート２２９を設計した。その一方で、一つの単位レンズ形状部２３３へ、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部２３３から出射した後であって集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤２３７が入り込み得るよう、第３光学シート２２９を設計することができる。このような設計は、第１光拡散層２３０の厚みが薄い第３光学シート２２９に対して、非常に有効である。なお、第１光拡散層２３０の厚みが薄い第３光学シート２２９は、例えば、第２光拡散層２３５上に、ビーズを含むとともに当該ビーズと同一材料からなる樹脂をコーティングすることにより、あるいは、第２光拡散層２３５上に樹脂をコーティングするとともに、当該樹脂に対してエンボス加工を施すことにより、形成され得る。
【０２５３】
このような第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５を含む第３光学シート２２９の設計方法について、図３８および図３９を用いてより具体的に説明する。
【０２５４】
一つの単位レンズ形状部２３３へ、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部２３３から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤２３３が入り込み得るようにするには、第２基材２３６中の最出光側に配置された光拡散剤２３７を基準にして、第３光学シート２２９を設計することが好ましい。単位レンズ形状部２３３に入射した光束ＬＦは、当該単位レンズ形状部２３３を出射した後、集光点に向けて次第に集束していく。したがって、単位レンズ形状部２３３から最も離間する第２基材３６中の最出光側に配置された光拡散剤２３７が、一つの単位レンズ形状部２３３から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、入り込むようにすればよい。
【０２５５】
図３８に示すように、単位レンズ形状部２３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部２３３の平均厚みをＴｌとし、この単位レンズ形状部２３３の焦点距離をＦとし、光拡散剤２３７の平均粒径をＤとし、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均をＬ４とする。ここで、第２基材２３６の出光側面から第１基材２３１の入光側面までの最大長さとは、第２基材２３６の出光側面から単位レンズ形状部２３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０２５６】
図３８に示すように、一つの単位レンズ形状部２３３へ入射した光束ＬＦが、その後に、第２光拡散層２３５中の最出光側に配置された光拡散剤２３７を含むように集光されるとすると、三角形の相似関係から以下の式（９０）が成り立つ。
P：F＝D：（F＋Tl−L4＋D／２） ・・・式（９０）
【０２５７】
したがって、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２光拡散層２３５中の最出光側に配置された光拡散剤２３７を含み得るようにするには、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ４が以下の式（９１）を満たすようにすればよい。
L4≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（９１）
【０２５８】
なお、単位レンズ形状部２３３の焦点距離Ｆは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部２３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０２５９】
ところで、単位レンズ形状部２３３が隙間を空けて形成されている場合、図３９に示すように、単位レンズ形状部２３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗに基づき、第３光学シート２２９を設計することができる。この場合、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２光拡散層２３５中の最出光側に配置された光拡散剤２３７を含み得るようにするには、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ４が以下の式（９２）を満たすようにすればよい。
L4≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（９２）
【０２６０】
ここで、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部２３３の最大幅の平均値のことである。なお、単位レンズ形状部２３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部２３３の幅の平均値のことを指す。
【０２６１】
また、式（９２）中のＦは、最大幅がＷである単位レンズ形状部２３３の焦点距離である。このような焦点距離Ｆは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部２３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０２６２】
以上のようにして、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ４の上限値を設定することができる。一方、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ４は、当然に、第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の最小厚みと第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の最小厚みとの和以上、すなわち、単位レンズ形状２３３の平均厚みＴｌと光拡散剤２３７の平均粒径との和以上となっていなければならない。
【０２６３】
以上のような本実施の形態によれば、第１光拡散層２３０で拡散される光を、第１光拡散層２３０の出光側に配置された第２光拡散層２３５により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば第２光拡散層２３５に光拡散剤２３７を大量に分散させる等して、第３光学シート２２９に含まれる個々の光拡散層２３０，２３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第３光学シート２２９全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０２６４】
なお、上述した第３の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０２６５】
例えば、上述した実施の形態において、第２基材２３６中に、一種類の光拡散剤２３７が分散されている例を示したが、これに限られない。第２基材２３６中に、上述した光拡散剤２３７とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤２３７の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤２３７の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。さらなる光拡散剤は、上述した光拡散剤と同様に構成されてもよいし、異なるように構成されてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、第２光拡散層２３５のみが光拡散剤２３７を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、第１光拡散層２３０や支持層３９が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤２３７が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０２６６】
また、上述した実施の形態において、第３光学シート２２９の第１光拡散層２３０が第２光拡散層２３５に隣接して配置されている例を示したが、これに限られない。第１光拡散層２３０と、第１光拡散層２３０の出光側に配置された第２光拡散層２３５との間に、別途の中間層が設けられていてもよい。
【０２６７】
さらに、上述した透過型スクリーン２２０は第１乃至第３の光学シート２１，２５，２２９を有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン２２０は１以上の任意の数の光学シートを有することができる。また、第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５が最出光側の第３光学シート２２９のみに含まれる例を示したが、これに限られない。第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５は最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよいし、また、複数の光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、第１光拡散層２３０が光学シートの最入光側に配置されている例を示したが、これに限られず、第１光拡散層２３０の入光側に別途の入光側層が設けられていてもよい。このような変形の一例を、図４０乃至図４３を用いて以下に説明する。なお、図４０乃至図４３において、上述した実施の形態、並びに、第１および第２の実施の形態およびそれらの変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０２６８】
図４０に示す例において、透過型スクリーン２２０は、第１乃至第３の光学シート２２１，２５，２２９を有している。このうち第２光学シート２５および第３光学シート２２９は、上述した実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。一方、第１光学シート２２１は、第３光学シート２２９の支持層３９を光偏向層２２に置き換えたものである。したがって、第１光学シート２２１は、第１光拡散層２３０と、第２光拡散層２３５と、光偏向層２２と、を有している。つまり、第１光学シート２２１の第１光拡散層２３０は透過型スクリーン２２０の最入光側に配置されており、この第１光拡散層２３０の凹凸面２３２は透過型スクリーン２２０の最入光側面をなす。
【０２６９】
このような透過型スクリーン２２０によれば、第３光学シート２２９の第１光拡散層２３０で拡散される光を、第３光学シート２９の第２光拡散層２３５により、効率的に拡散させることができるだけでなく、第１光学シート２２１の第１光拡散層２３０で拡散される光を、第１光学シート２２１の第２光拡散層２３５により、効率的に拡散させることもできる。すなわち、例えば第１光学シート２２１の第２光拡散層２３５に光拡散剤２３７を大量に分散させる等して、第１光学シート２２１に含まれる個々の光拡散層２３０，２３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第１光学シート２２１全体としての光拡散機能を増強することもできる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０２７０】
加えて、光偏向層２２および視野角拡大層２６（第２光学シート２５）が適度の厚さを有するため、第１光学シート２２１で拡散された光を、第１光学シート２２１の出光側に配置された第３光学シート２２９により、効率的に拡散させることもできる。すなわち、第１光学シート２２１および第３光学シート２２９の光拡散機能を過度に増強することなく、透過型スクリーン２２０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、シンチレーション等の映像のギラツキをさらに抑制することができる。
【０２７１】
一方、図４１に示す例において、透過型スクリーン２２０は、第１光学シート２１および第２光学シート２２５を有している。このうち第１光学シート２１は上述した実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。一方、本変形例による第２光学シート２２５は、上述した実施の形態における第３光学シート２２９（図３３参照）の入光側に、接合層２４２を介して入光側層２４３を設けることによって構成された光学シートである。すなわち、本変形例において、第１光拡散層２３０は、光学シートの最入光側に配置されていない。ここで、入光側層２４３は、例えば上述した視野角拡大層２６と同様に構成され得る。ただし、これに限られず、入光側層２４３として種々の光学的機能を有した層を用いることができる。
【０２７２】
このような変形例においては、第１光拡散層２３０で拡散される光を、第１光拡散層２３０の出光側に配置された第２光拡散層２３５により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば第２光拡散層２３５に光拡散剤２３７を大量に分散させる等して、第２光学シート２２５に含まれる個々の光拡散層２３０，２３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第２光学シート２２５全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０２７３】
なお、第１光拡散層２３０の入光側に配置された接合層２４２の材料として、アクリル系の接着剤等、公知の材料を用いることができる。そして、接合層２４２の屈折率と第１光拡散層２３０の第１基材２３１の屈折率とが異なれば、接合層２４２と第１光拡散層２３０との界面において、透過光が屈折されることになる。このとき、第１光拡散層２３０の凹凸面２３２をなす単位レンズ形状部２３３が凸レンズ２３３ａである場合には、接合層２４２の屈折率を第１基材２３１の屈折率よりも大きくすることが好ましい。この場合、図４２に示すように、第１光拡散層２３０と接合層２４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０２７４】
一方、第１光拡散層２３０の凹凸面２３２をなす単位レンズ形状部２３３が凹レンズ２３３ｂである場合には、接合層２４２の屈折率を第１基材２３１の屈折率よりも小さくすることが好ましい。この場合、図４３に示すように、第１光拡散層２３０と接合層２４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０２７５】
＜第４の実施の形態＞
次に、主に図４４乃至図５２を参照し、光学シートおよび透過型スクリーンの第４の実施の形態について説明する。なお、図２乃至図４３を用いて説明した上述の第１乃至第３実施の形態並びにそれらの変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０２７６】
図４４に示すように、本実施の形態における透過型スクリーン３２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，３２９を備えている。第１光学シート２１および第２光学シート２５は、上述した第１乃至第３の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、このような透過型スクリーン３２０は、図２および図３に示す背面投射型表示装置１０の構成部材として用いられ得る。
【０２７７】
次に、第３光学シート３２９について詳述する。
【０２７８】
図４４および図４５に示すように、本実施の形態における第３光学シート３２９は、最入光側に配置され、複数の単位レンズ形状部３３３を配列されてなる凹凸面３３２を入光側面に形成された基材３３１を有する光拡散層３３０と、光拡散層３３０の出光側に配置された支持層３９と、を備えている。このうち、支持層３９は、上述した第１乃至３の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、光拡散層３３０の基材３３１中には、略球形状を有する光拡散剤３３７が分散されている。
【０２７９】
本実施の形態において、光拡散層３３０の凹凸面３３２は、第３光学シート３２９の入光側面をなす。単位レンズ形状部３３３は、第３光学シート３２９の入光側面における一方向（例えば、使用される状態における水平方向）および／または前記一方向に直交する他方向（例えば、使用される状態における垂直方向）に沿って、規則的または非規則的に配列され得る。
【０２８０】
このような凹凸面３３２は、種々の公知な方法により、例えば、金型を用いて基材上に凹凸を形成することにより、基材の表面にヘアーライン加工を施すことにより、基材にブラスト処理を行うことにより、基材にエンボス加工を施すことにより、微小粒子を含んだ樹脂を基材上にコーティングすることにより、微小三次元架橋粒子を含む透明樹脂を押出し、その後の透明樹脂の熱収縮にともなって微小三次元架橋粒子を樹脂の表面上に突出させることにより、製造することができる。これらの製造方法によれば、例えば、凸レンズとして形成された単位レンズ形状部、凹レンズとして形成された単位レンズ形状部、錐体形状を有する単位レンズ形状部、錐体状の溝を形成されてなる単位レンズ形状部等の種々の形状を有した単位レンズ形状部３３３を形成することができる。なお、ここで言う、凸レンズとは、光束を実質的にほぼ一点に集光させる機能を有するレンズを意味し、凹レンズとは、一点から出射されて入射する光束を実質的にほぼ平行光として出射させる機能を有するレンズを意味する。さらに、これらの製造方法によれば、単位レンズ形状部３３３を、例えば、ハニカム配列や正方配列等の種々の配列方法で配列することができる。
【０２８１】
図４５に示す例において、単位レンズ形状部３３３は凹レンズ３３３ｂとして形成されている。この凹レンズ３３３ｂは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する凹部を設けられた形状を有している。単位レンズ形状部３３３は、第３光学シート３２９の入光側面における一方向および他方向の両方に沿って規則的に配列されている。すなわち、図４５に示す例においては、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凹部が規則的に配列されることにより、第３光学シート３２９の入光側面をなす凹凸面３３２が形成されている。図４５に示すように、第３光学シート３２９へ入射する光束ＬＦは、基材３３１の凹凸面３３２により二次元的に拡散させられるようになる。
【０２８２】
ただし、このような第３光学シート３２９の凹凸面３３２の構成は一例に過ぎない。例えば、図４６に示すように、単位レンズ形状部３３３が凸レンズ３３３ａとして形成されてもよい。この凸レンズ３３３ａは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する形状を有している。すなわち、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凸部が規則的に配列されることにより、第３光学シート３２９の入光側面をなす凹凸面３３２が形成されるようにしてもよい。このような凸レンズ３３３ａによれば、図４６に示すように、凹凸面３３２を通過する光束ＬＦは一旦集光し、その後、広い範囲に拡散されるようになる。
【０２８３】
なお、ここでいう「楕円」とは、「円」を含む概念である。
【０２８４】
光拡散層３３０の基材３３１に用いられる材料は、公知の材料、例えばアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。一方、光拡散剤３３７としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。ただし、光拡散剤３３７の屈折率ncが基材３３１の屈折率naより大きい場合には、図４７に示すように、光拡散剤３３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられてその後に拡散させられるようになる。一方、光拡散剤３３７の屈折率ncが基材３３１の屈折率naより小さい場合には、図４８に示すように、光拡散剤３３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、拡散させられるようになる。図１を参照して説明したように、入光側の一つの単位拡散要素を通過した光束がその後に通過する領域内に、当該入光側の一つの単位拡散要素よりも出光側に配置された一つの単位拡散要素が入り込むようになっていることが好ましい。この場合、出光側に配置された一つの単位拡散要素の光拡散機能を効果的に発揮することができるからである。したがって、本実施の形態における第２光拡散層３３５の出光側に、複数の微小な単位拡散層要素を含むさらなる光拡散層が設けられるような場合には、当該さらなる光拡散層の光拡散機能を効果的に発揮させるため、光拡散剤３３７の屈折率ｎｃが、基材３３６の屈折率ｎａよりも小さくなっていることが好ましい。
【０２８５】
また、光拡散層３３０中の個々の光拡散剤３３７の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの単位レンズ形状部３３３に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲内に、少なくとも一つの光拡散剤３３７が入り込んでいることが好ましい。このためには、一般的に、光拡散剤３３７の粒径Ｄは小さいことが好ましい。典型的には、光拡散剤３３７の平均粒径Ｄが、単位レンズ形状部３３３の配置ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部３３３のレンズ面の幅よりも小さくなっていることが好ましい。
【０２８６】
なお、光拡散剤３３７の平均粒径Ｄは、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっており、単位レンズ形状部３３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部３３３のレンズ面の幅は、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっている。
【０２８７】
このような光拡散層３３０を含む第３光学シート３２９は、公知の製造方法、例えば押し出し成形法等により製造することができる。また、互いに隣接する光拡散層３３０の基材３３１と支持層３９の基材とを同一材料から形成するようにしてもよい。そしてこの場合、流動性を有する材料を所望の形状で硬化させることにより、光拡散層３３０および支持層３９をそれぞれ形成するキャスト法を用いることができる。
【０２８８】
キャスト法を用いる場合には、まず、流動性を有する材料中に、当該材料の比重とは異なる比重を有した光拡散剤３３７を混入し、その後、流動性材料中において光拡散剤３３７を沈降させる。これにより、流動性を有する材料中において光拡散剤３３７が片寄って配置された状態となる。すなわち、ここで、「流動性を有する材料」とは、材料内に混入された光拡散剤３３７の比重と材料の比重との相違に起因して、混入された光拡散剤３３７が材料内で移動し得る程度の流動性を有した材料、を意味する。
【０２８９】
その後、この状態で、基材３３１および支持層３９をなすようになる材料を硬化させることにより、光拡散剤３３７が片寄って配置されている部分から光拡散層３３０が形成され、その他の部分から支持層３９が形成され得る。このような方法で得られた光拡散層３３０と支持層３９においては、光拡散層３３０の基材３３１と支持層３９の基材とが同一材料から一体に形成され、光拡散層３３０（基材３３１）と支持層３９との間に界面（境界）が存在しない。
【０２９０】
また同様に、共押し出し成形により、光拡散層３３０の基材３３１と支持層３９の基材とが同一材料から一体に形成された第３光学シート３２９を容易かつ安価に形成することができる。
【０２９１】
次に、光拡散層３３０の凹凸面３３２が凸レンズ３３３ａから形成される場合における、光拡散層３３０を含む第３光学シート３２９の設計方法について詳述する。
【０２９２】
光拡散層３３０の凹凸面３３２が凸レンズ３３３ａから形成される場合、光拡散層３３０の入光側面（凹凸面３３２）に入射する光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。上述したように、光拡散層３３０中の個々の光拡散剤３３７の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの単位レンズ形状部３３３へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つの光拡散剤３３７が入り込んでいることが好ましい。この場合、光拡散層３３０中の光拡散剤３３７の全表面が、凹凸面３３２にて拡散される光をさらに広い範囲に拡散させることに寄与することができるようになるからである。このためには、単位レンズ形状部３３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、集光する前に光拡散剤３３７を含むようにすればよい。
【０２９３】
したがって、本実施の形態においては、光拡散剤３３７の平均粒径Ｄが単位レンズ形状部の配列ピッチＰよりも大きくなっているとともに、光拡散剤３３７が凹凸面３３２に近接して配置されていることが好ましい。また、第２の実施の形態において図２７を参照して説明したように、光拡散剤３３７の少なくとも一部が、基材３３１の単位レンズ形状部３３３内に少なくとも部分的に入り込んでいることがさらに好ましい。具体的には、光拡散剤３３７の平均粒径Ｄを、単位レンズ形状部の配列ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部３３３のレンズ面の幅よりも大きく設定するとともに、光拡散層３３０（基材３３１）の厚みを制限することにより、光拡散剤３３７が凹凸面３３２の近傍に配置されるようにすることができる。
【０２９４】
このような光拡散層３３０を含む第３光学シート３２９の設計方法について、図４９および図５０を用いてより具体的に説明する。
【０２９５】
一つの単位レンズ形状部３３３へ、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部３３３から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤３３７が入り込み得るようにするには、基材３３１中の最出光側に配置された光拡散剤３３７を基準にして、第３光学シート３２９を設計することが好ましい。単位レンズ形状部３３３に入射した光束ＬＦは、当該単位レンズ形状部３３３を出射した後、集光点に向けて次第に集束していく。したがって、単位レンズ形状部３３３から最も離間する基材３３１中の最出光側に配置された光拡散剤３３７が、一つの単位レンズ形状部３３３から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、入り込むようになっていることが好ましい。
【０２９６】
このため、図４９に示すように、一つの単位レンズ形状部３３３へ、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部３３３から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、基材３３１中の最出光側に配置された一つの光拡散剤３３７が入り込み得るようになっていることが好ましい。
【０２９７】
図４９に示すように、単位レンズ形状部３３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部３３３の平均厚みをＴｌとし、この単位レンズ形状部３３３の焦点距離をＦとし、光拡散剤３３７の平均粒径をＤとし、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の最大厚みの平均をＴ２とする。ここで、基材３３１（光拡散層３３０）の最大厚みとは、基材３３１の出光側面から単位レンズ形状部３３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０２９８】
一つの単位レンズ形状部３３３への入射光の通過領域Ｓに、光拡散層３３０中の最出光側に配置された光拡散剤３３７が含まれるとすると、三角形の相似関係から以下の式（９３）が成り立つ。
P：F＝D：（F−T2＋D／２＋Tl） ・・・式（９３）
【０２９９】
したがって、光拡散剤３３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層３３０中の最出光側に配置された光拡散剤３３７を含み得るようにするには、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の最大厚みの平均Ｔ２が以下の式（９４）を満たすようにすればよい。
T2≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（９４）
【０３００】
なお、単位レンズ形状部３３３の焦点距離Ｆは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｓを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部３３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０３０１】
ところで、単位レンズ形状部３３３が隙間を空けて形成されている場合、図５０に示すように、単位レンズ形状部３３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部３３３の平均最大幅Ｗに基づき、第３光学シート３２９を設計することができる。この場合、一つの単位レンズ形状部３３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層３３０中の最出光側に配置された光拡散剤３３７を含み得るようにするには、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の最大厚みの平均Ｔ２が以下の式（９５）を満たすようにすればよい。
T2≦（（W−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（９５）
【０３０２】
ここで、単位レンズ形状部３３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３３の最大幅の平均値のことである。なお、単位レンズ形状部３３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部３３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部３３３の幅の平均値のことを指す。
【０３０３】
また、式（９５）中のＦは、最大幅がＷである単位レンズ形状部３３３の焦点距離である。このような焦点距離Fは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部３３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０３０４】
以上のようにして、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の平均厚みＴ２の上限値を設定することができる。一方、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の厚みＴ２は、当然に、光拡散剤３３０の平均粒径Ｄと単位レンズ形状部の厚さTｌとの和以上となっていなければならない。
【０３０５】
以上のような本実施の形態によれば、基材３３１の凹凸面３３２で拡散される光を、基材３３１中の光拡散剤３３７により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば基材３３１に光拡散剤３３７を大量に分散させる等して光拡散剤３３７に基づく光拡散機能を過度に増強することなく、光拡散層３３０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０３０６】
なお、上述した第４の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０３０７】
例えば、上述した実施の形態において、基材３３１中に、一種類の光拡散剤３３７が分散されている例を示したが、これに限られない。基材３３１中に、上述した光拡散剤３３７とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤３３７の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤３３７の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。さらなる光拡散剤は、上述した光拡散剤と同様に構成されてもよいし、異なるように構成されてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、光拡散層３３０のみが光拡散剤３３７を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、支持層３９が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤３３７が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０３０８】
また、上述した透過型スクリーン３２０は第１乃至第３の光学シート２１，２５，３２９を有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン３２０は１以上の任意の数の光学シートを有することができる。また、光拡散層３３０が最出光側の第３光学シート３２９のみに含まれる例を示したが、これに限られない。光拡散層３３０は最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよいし、また、複数の光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、光拡散層３３０が光学シートの最入光側に配置されている例を示したが、これに限られず、光拡散層３３０の入光側に別途の入光側層３４３が設けられていてもよい。
【０３０９】
一例として、図５１および図５２には、第３光学シート３２９ａの光拡散層３３０の入光側に、接合層３４２を介して入光側層３４３を設けた変形例を示している。ここで、入光側層３４３は、例えば上述した視野角拡大層２６と同様に構成され得る。ただし、これに限られず、入光側層３４３として種々の光学的機能を有した層を用いることができる。
【０３１０】
また、光拡散層３３０の入光側に配置された接合層３４２の材料としては、アクリル系の接着剤等、公知の材料を用いることができる。そして、接合層３４２の屈折率と光拡散層３３０の基材３３１の屈折率とが異なれば、接合層３４２と光拡散層３３０との界面において、透過光が屈折されることになる。
【０３１１】
このとき、光拡散層３３０の凹凸面３３２をなす単位レンズ形状部３３３が凸レンズ３３３ａである場合には、接合層３４２の屈折率を基材３３１の屈折率よりも大きくすることが好ましい。この場合、図５１に示すように、光拡散層３３０と接合層３４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０３１２】
一方、光拡散層３３０の凹凸面３３２をなす単位レンズ形状部３３３が凹レンズ３３３ｂである場合には、接合層３４２の屈折率を基材３３１の屈折率よりも小さくすることが好ましい。この場合、図５２に示すように、光拡散層３３０と接合層３４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。なお、図５１および図５２において、上述した実施の形態、並びに、第１乃至第３の実施の形態およびそれらの変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【０３１３】
【図１】図１は、入光側に配置された単位拡散要素と出光側に配置された単位拡散要素との関連について説明するための図である。
【図２】図２は、本発明による背面投射型映像表示装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図３】図３は、背面投射型表示装置における光学系の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明による透過型スクリーンの第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明による透過型スクリーンおよび光学シートの第１の実施の形態を示す図である。
【図６】図６は、図５に示された光学シートの一例を示す図である。
【図７】図７は、図５に示された光学シートの他の例を示す図である。
【図８】図８は、図６に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図９】図９は、図６に示された光学シートの他の作用を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図５に示された光学シートのさらに他の例を示す図である。
【図１１】図１１は、光学シートの設計方法を説明するための図である。
【図１２】図１２は、光学シートの他の設計方法を説明するための図である。
【図１３】図１３は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図１４】図１４は、光拡散剤の各位置に入射する光の光路を示す図である。
【図１５】図１５は、光拡散剤への入射位置と、各入射位置に入射した光の焦点距離との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、基材の屈折率に対する光拡散剤の屈折率の比と、焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比と、の関係を示す図である。
【図１７】図１７は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図１８】図１８は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図１９】図１９は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図２０】図２０は、図５に示された透過型スクリーンおよび光学シートの変形例を示す図である。
【図２１】図２１は、図５に示された透過型スクリーンおよび光学シートの他の変形例を示す図である。
【図２２】図２２は、図２１に示された光学シートの一例を示す図である。
【図２３】図２２は、図２１に示された光学シートの他の例を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明による透過型スクリーンおよび光学シートの第２の実施の形態を示す図である。
【図２５】図２５は、図２４に示された光学シートの一例を示す図である。
【図２６】図２６は、図２５に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図２７】図２７は、図２５に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図２８】図２８は、光学シートの設計方法を説明するための図である。
【図２９】図２９は、光学シートの他の設計方法を説明するための図である。
【図３０】図３０は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図３１】図３１は、図２４に示された光学シートの変形例を示す図である。
【図３２】図３２は、図２４に示された光学シートの変形例を示す図である。
【図３３】図３３は、本発明による透過型スクリーンおよび光学シートの第３の実施の形態を示す図である。
【図３４】図３４は、図３３に示された光学シートの一例を示す図である。
【図３５】図３５は、図３３に示された光学シートの他の例を示す図である。
【図３６】図３６は、光学シートの設計方法を説明するための図である。
【図３７】図３７は、光学シートの他の設計方法を説明するための図である。
【図３８】図３８は、光学シートのさらに他の例の設計方法を説明するための図である。
【図３９】図３９は、光学シートのさらに他の例の設計方法を説明するための図である。
【図４０】図４０は、図３３に示す透過型スクリーンおよび光学シートの変形例を示す図である。
【図４１】図４１は、図３３に示す透過型スクリーンおよび光学シートの他の変形例を示す図である。
【図４２】図４２は、図４１に示す光学シートの一例を示す図である。
【図４３】図４３は、図４１に示す光学シートの他の例を示す図である。
【図４４】図４４は、本発明による透過型スクリーンおよび光学シートの第４の実施の形態を示す図である。
【図４５】図４５は、図４４に示された光学シートの一例を示す図である。
【図４６】図４６は、図４４に示された光学シートの他の例を示す図である。
【図４７】図４７は、図４５に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図４８】図４８は、図４５に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図４９】図４９は、光学シートの設計方法を説明するための図である。
【図５０】図５０は、光学シートの他の設計方法を説明するための図である。
【図５１】図５１は、図４４に示された光学シートの変形例を示す図である。
【図５２】図５２は、図４４に示された光学シートの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【０３１４】
１０ 背面投射型表示装置
２０ 透過型スクリーン
２５ａ 光学シート
２５ｂ 光学シート
２９ 光学シート
３０ 第１光拡散層
３１ 第１基材
３２ 凹凸面
３３ 単位レンズ形状部
３３ａ 凸レンズ
３３ｂ 凹レンズ
３５ 第２光拡散層
３６ 第２基材
３７ 光拡散剤
４２ 接合層
４３ 出光側層
１２０ 透過型スクリーン
１２９ 光学シート
１２９ａ 光学シート
１２９ｂ 光学シート
１３０ 光拡散層
１３１ 基材
１３２ 凹凸面
１３３ 単位レンズ形状部
１３３ａ 凸レンズ
１３３ｂ 凹レンズ
１３７ 光拡散剤
１４２ 接合層
１４３ 出光側層
２２０ 透過型スクリーン
２２１ 光学シート
２２５ 光学シート
２２９ 光学シート
２３０ 第１光拡散層
２３１ 第１基材
２３２ 凹凸面
２３３ 単位レンズ形状部
２３３ａ 凸レンズ
２３３ｂ 凹レンズ
２３５ 第２光拡散層
２３６ 第２基材
２３７ 光拡散剤
２４２ 接合層
２４３ 入光側層
３２０ 透過型スクリーン
３２９ 光学シート
３２９ａ 光学シート
３３０ 光拡散層
３３１ 基材
３３２ 凹凸面
３３３ 単位レンズ形状部
３３３ａ 凸レンズ
３３３ｂ 凹レンズ
３３７ 光拡散剤
３４２ 接合層
３４３ 入光側層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーンに用いられる光拡散機能を有した光学シートに係り、とりわけ、入射光を効率的に拡散させ、これにより、シンチレーションの発生等を効率的に抑制することができる光学シートに関する。
【０００２】
また、本発明は、このような光学シートを含んだ透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、レンチキュラーレンズシートやフレネルレンズシート等の光学シートを備えた透過型スクリーンが知られている。このような透過型スクリーンには、例えばＣＲＴ等の光源から映像光が投射されていた。
【０００４】
近年においては、光源として、ＣＲＴの代わりに液晶プロジェクタやライトバルブ等の投射瞳の小さい投影管が用いられるようになってきている。しかしながら、従来の光学シートを用いた透過型スクリーンを、このような投射瞳の小さい投影管と組み合わせた場合、シンチレーションまたはスペックルと呼ばれる映像のギラツキがスクリーン上に現れてしまうという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するためには、映像光を指向性なく拡散させることが有効であるとされている。このため、光学シートの表面に凹凸を形成したり、光学シート内に光拡散剤（拡散性粒子）を分散させたりして、効果的にこれらの不具合を解消することが研究されてきた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３６０６８６２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光学シートに無指向性の拡散機能を付与した場合、ゲインの低下や解像度の低下といった別の不具合を引き起こしてしまう。
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ゲインの低下や解像度の低下を抑制しつつ映像光を効率的に拡散させ、これにより、効率的に映像のギラツキを防止し得る光学シート、透過型スクリーンおよび背面投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
図１に示すように、単位拡散要素ａに入射する光束ＬＦは、当該単位拡散要素によって一旦集光させられてその後に拡散させられる場合がある。なお、ここで単位拡散要素ａとは、個々の光拡散剤（拡散性粒子）や、マット面を形成する個々の凹凸（単位レンズ形状部）等であり、図示する例では光拡散剤としている。このような場合において、集光点近傍（図１の位置Ｂ）に次の単位拡散要素（図示する例において光拡散剤）ｂが配置されているとすると、入光側の単位拡散要素ａを透過した光束ＬＦは、出光側の単位拡散要素ｂの表面の一部分のみに入射する。この場合、光束ＬＦは、出光側の単位拡散要素ｂによって広い範囲に拡散されることがないだけでなく、一旦集光することによってシンチレーションとして視認され得る。また、出光側の単位拡散要素ｂは、光束ＬＦを拡散させることに大きく寄与することができない一方で、ゲインの低下や解像度の低下を引き起こす原因となる。
【０００９】
すなわち、出光側の単位拡散要素ｂは、入光側の単位拡散要素ａへ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に入り込むように、例えば図１の位置Ｃや位置Ｄに配置されていることが好ましい。このような場合には、当該出光側の単位拡散要素ｂの全表面が透過光の拡散に寄与するようになる。すなわち、映像光を効率的に広い範囲に拡散させることができるため、不必要にゲインを低下させたり、不必要に解像度を低下させたりすることなく、映像のギラツキを効率的に防止することができる。そして、本件発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
本発明による第１の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、前記第１基材の入光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記第２基材中の最出光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（１）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（１）
【００１３】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（２）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋２P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（２）
【００１４】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（３）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋W）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３）
【００１５】
または、前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（４）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋P）×F／D）−D／２ ・・・式（４）
【００１６】
または、前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（５）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋２P）×F／D）−D／２ ・・・式（５）
【００１７】
または、前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（６）を満たすようにしてもよい。
L1≧（（D＋W）×F／D）−D／２ ・・・式（６）
【００１８】
あるいは、本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記第２基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射した後であって集光する前に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明による第１の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（７）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７）
【００２０】
または、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（８）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（８）
【００２１】
または、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（９）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（９）
【００２２】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１０）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１０）
【００２３】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１１）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１１）
【００２４】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１２）を満たすようにしてもよい。
L2≦（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（１２）
【００２５】
さらに、本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記第２基材の屈折率をnbとして、以下の式（１３）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とするようにしてもよい。
F＝D×tan（sin-1（nb／nc））／２ ・・・式（１３）
【００２６】
あるいは、本発明による第１の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記第２基材の屈折率をnbとし、前記第２基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をxb（=nc/nb）として、以下の式（１４）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とするようにしてもよい。
F＝D×
（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））／２
・・・式（１４）
【００２７】
本発明による第２の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、前記第１基材の入光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さいことを特徴とする。
【００２８】
本発明による第２の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きくなるようにしてもよい。
【００２９】
さらに、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むようにしてもよい。この場合、本発明による第１および第２の光学シートが、前記第１光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さくなるようにしてもよい。
【００３０】
あるいは、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むようにしてもよい。この場合、本発明による第１および第２の光学シートが、前記第１光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きくなるようにしてもよい。
【００３１】
さらに、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記第１光拡散層は最出光側に配置されるようにしてもよい。
【００３２】
さらに、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記第１基材と前記第２基材とは隣接して配置され、前記第１基材の屈折率と前記第２基材の屈折率とは異なるようにしてもよい。この場合、前記第１基材の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さくなるようにしてもよい。
【００３３】
あるいは、本発明による第１および第２の光学シートにおいて、前記第１基材と前記第２基材とは同一材料により一体に形成されているようにしてもよい。
【００３４】
本発明による第３の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きいことを特徴とする。
【００３５】
本発明による第３の光学シートにおいて、前記光拡散剤の少なくとも一部は、前記基材の単位レンズ形状部内に少なくとも部分的に入り込んでいるようにしてもよい。
【００３６】
また、本発明による第３の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射した後であって集光する前に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようにしてもよい。
【００３７】
さらに、本発明による第３の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１５）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１５）
【００３８】
または、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１６）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１６）
【００３９】
または、前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１７）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１７）
【００４０】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１８）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１８）
【００４１】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１９）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１９）
【００４２】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（２０）を満たすようにしてもよい。
T1≦（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（２０）
【００４３】
さらに、本発明による第３の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとして、以下の式（２１）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とするようにしてもよい。
F＝D×tan（sin-1（na／nc））／２ ・・・式（２１）
【００４４】
あるいは、本発明による第３の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとし、前記基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をxa（=nc/na）として、以下の式（２２）によって得られた値を、前記粒径がDである第１光拡散剤の焦点距離Fの値とするようにしてもよい。
F＝D×
（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））／２
・・・式（２２）
【００４５】
本発明による第４の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、前記光拡散剤の少なくとも一部は、前記基材の単位レンズ形状部内に少なくとも部分的に入り込んでいることを特徴とする。
【００４６】
本発明による第５の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも低いことを特徴とする。
【００４７】
本発明による第４および第５の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きくしてもよい。
【００４８】
または、本発明による第３乃至第５の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むようにしてもよい。この場合、本発明による第３乃至第５の光学シートが、前記光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００４９】
あるいは、本発明による第３乃至第５の光学シートにおいて、前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むようにしてもよい。この場合、本発明による第３乃至第５の光学シートが、前記光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項４３に記載の光学シート。
【００５０】
さらに、本発明による第３乃至第５の光学シートにおいて、前記光拡散層は最出光側に配置されていてもよい。
【００５１】
本発明による第６の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を入光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、前記第１基材の出光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むことを特徴とする。本発明による第６の光学シートが、前記第１光拡散層の入光側に接合層を介して配置された入光側層をさらに備え、前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きくなっているようにしてもよい。
【００５２】
本発明による第７の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を入光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、前記第１基材の出光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むことを特徴とする。本発明による第７の光学シートが、前記第１光拡散層の入光側に接合層を介して配置された入光側層をさらに備え、前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さくなっているようにしてもよい。
【００５３】
本発明による第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、光学シートのシート面に直交する方向から一つの単位レンズ形状部へ入射した光束が当該一つの単位レンズから出射して集光した後に通過する領域内に、粒径がDであり前記第２基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤が入り込み得るようにしてもよい。
【００５４】
また、本発明による第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の入光側面までの平均最大長さL3は、以下の式（２３）を満たすようにしてもよい。
L3≧（（P＋D）×F／P）＋Tl−D／２ ・・・式（２３）
【００５５】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の入光側面までの平均最大長さL3は、以下の式（２４）を満たすようにしてもよい。
L3≧（（W＋D）×F／W）＋Tl−D／２ ・・・式（２４）
【００５６】
あるいは、本発明による第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、光学シートのシート面に直交する方向から一つの単位レンズ形状部へ入射した光束が当該一つの単位レンズから出射した後であって集光する前に通過する領域内に、粒径がDであり前記第２基材中の最出光側に配置された一つの光拡散剤が入り込み得るようにしてもよい。
【００５７】
また、本発明による第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の入光側面までの平均最大長さL4は、以下の式（２５）を満たすようにしてもよい。
L4≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（２５）
【００５８】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の入光側面までの平均最大長さL4は、以下の式（２６）を満たすようにしてもよい。
L4≦（（W−D）×F／W）＋Tl＋D／２ ・・・式（２６）
【００５９】
さらに、本発明による第６および第７の光学シートにおいて、前記第１光拡散層は最入光側に配置されていてもよい。
【００６０】
さらに、本発明による第６および第７の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００６１】
さらに、本発明による第６および第７の光学シートにおいて、前記第１基材と前記第２基材とは隣接して配置され、前記第１基材の屈折率と前記第２基材の屈折率とは異なるようにしてもよい。この場合、前記第１基材の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも大きくなっていてもよい。
【００６２】
あるいは、本発明による第６および第７の光学シートにおいて、前記第１基材と前記第２基材とは同一材料により一体に形成されていてもよい。
【００６３】
本発明による第８の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を入光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むことを特徴とする。本発明による第８の光学シートが、前記光拡散層の入光側に接合層を介して配置された入光側層をさらに備え、前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きくなっていてもよい。
【００６４】
本発明による第８の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも小さくなっていてもよい。
【００６５】
本発明による第９の光学シートは、透過型スクリーン用の光学シートであって、複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を入光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、前記単位レンズ形状部は凸レンズを含み、前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも小さいことを特徴とする。本発明による第９の光学シートが、前記光拡散層の入光側に接合層を介して配置された入光側層をさらに備え、前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００６６】
本発明による第９の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、光学シートのシート面に直交する方向から一つの単位レンズ形状部へ入射した光束が当該一つの単位レンズから出射した後であって集光する前に通過する領域内に、粒径がDであり前記基材中の最出光側に配置された一つの光拡散剤が入り込み得るようにしてもよい。
【００６７】
また、本発明による第９の光学シートにおいて、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT2は、以下の式（２７）を満たすようにしてもよい。
T2≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（２７）
【００６８】
または、前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、前記単位レンズ形状部の平均焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT2は、以下の式（２８）を満たすようにしてもよい。
T2≦（（W−D）×F／W）＋Tl＋D／２ ・・・式（２８）
【００６９】
本発明による第８および第９の光学シートにおいて、前記光拡散層は最入光側に配置されていてもよい。
【００７０】
または、本発明による第８および第９の光学シートにおいて、前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも小さくなっていてもよい。
【００７１】
本発明による第１の透過型スクリーンは、上述したいずれかの光学シートを備えたことを特徴とする
本発明による第２の透過型スクリーンは、前記第１光拡散層または前記光拡散層が最出光側に配置された光学シートを備え、前記光学シートが最出光側に配置されていることを特徴とする。
【００７２】
本発明による第３の透過型スクリーンは、前記第１光拡散層または前記光拡散層が最入光側に配置された光学シートを備え、前記光学シートが最入光側に配置されていることを特徴とする。
【００７３】
本発明による背面投射型表示装置は、上述したいずれかの透過型スクリーンを備えたことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７４】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００７５】
図２乃至図５２は本発明による光学シート、透過型スクリーン並びに背面投射型表示装置の実施の形態を説明するための図である。このうち、図２および図３には、本発明による光学シートおよび透過型スクリーンが適用され得る背面投射型表示装置が示されている。また、図４乃至図２３には、本発明による光学シートおよび透過型スクリーンの第１の実施の形態およびその変形例が示されている。
【００７６】
まず、図２乃至図２３を参照し、光学シートおよび透過型スクリーンの第１の実施の形態、並びに、当該光学シートおよび透過型スクリーンが適用され得る背面投射型表示装置について説明する。
【００７７】
図２および図３に示すように、背面投射型映像表示装置１０は、例えばＬＣＤやＤＭＤ等のマイクロデバイス（ＭＤ）からなる光源１２と、光源１２から投射された映像光を背面から透過させて映像を結像させる透過型スクリーン２０と、を備えている。本実施の形態において、図２に示すように、光源１２からの映像光は、いったんミラー１４により反射されて透過型スクリーン２０に投射され、透過型スクリーン２０を透過するようになっている。ただし、このような例に限定されず、ミラー１４を介さず、光源１２から透過型スクリーン２０に映像光が直接投射されるようにしてもよい。
【００７８】
図４および図５に示すように本実施の形態における透過型スクリーン２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，２９を備えている。最入光側（最光源側）に設けられた第１光学シート２１は、光源１２から拡大投射される映像光を透過型スクリーン２０（各光学シート２１，２５，２９）のシート面に直交する方向に偏向させるための光偏向層２２を有している。第１光学シート２１の出光側に配置される第２光学シート２５は、入射する映像光を一方向（例えば、使用される状態における水平方向）に拡散させて視野角を広げるための視野角拡大層（有指向性光拡散層）２６を有している。そして、第２光学シートの出光側に第３光学シート２９が設けられている。
【００７９】
なお、図示する例において、光偏向層２２は、入射光を屈折させて偏向させるフレネンルレンズ部として形成されているが、これに限られない。同様の機能を有する公知の光偏向層、例えば入射光を全反射させて偏向させる全反射型フレネルレンズ部として形成された光偏向層を用いることができる。また、図示する例において、視野角拡大層２６は、入射光を主に屈折させて拡散させるレンチキュラーレンズ部として形成されているが、これに限られない。同様の機能を有する公知の視野角拡大層、例えば入射光を主に全反射させて拡散させる全反射型レンチキュラーレンズ部として形成された視野角拡大層を用いることができる。また、光偏向層２２および視野角拡大層２６は必須ではなく、省くことも可能である。また、第１光学シート２１、第２光学シート２５および第３の光学シートの少なくとも二つが一体化されていても良い。
【００８０】
次に、第３光学シート２９について詳述する。
【００８１】
図５および図６に示すように、本実施の形態における第３光学シート２９は、最出光側に配置され、複数の単位レンズ形状部３３を配列されてなる凹凸面３２を出光側面に形成された第１基材３１を有する第１光拡散層３０と、第１基材３１の入光側に隣接して配置された第２基材３６と、第２基材３６内に分散された複数の光拡散剤（拡散性粒子）３７と、を有する第２光拡散層３５と、第２光拡散層３５の入光側に配置された支持層３９と、を備えている。ここで、光拡散剤（拡散性粒子）３７は略球形状を有している。
【００８２】
このうち、支持層３９は、透過型スクリーン２０全体の剛性を高めるための支持基板として機能する層である。一例として、支持層３９は、例えば厚みが２ｍｍのアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合の樹脂や硝子から構成することができる。ただし、支持層３９は、その目的に応じて省くことも可能である。
【００８３】
次に、第１光拡散層３０について説明する。本実施の形態において、第１光拡散層３０の凹凸面３２は、第３光学シート２９の出光側面をなすと同時に、透過型スクリーン２０の出光側面をなし、いわゆるマット面として機能する。単位レンズ形状部３３は、第３光学シート２９の出光側面における一方向（例えば、使用される状態における水平方向）および／または前記一方向に直交する他方向（例えば、使用される状態における垂直方向）に沿って、規則的または非規則的に配列され得る。
【００８４】
このような凹凸面３２は、種々の公知な方法により、例えば、金型を用いて基材上に凹凸を形成することにより、基材の表面にヘアーライン加工を施すことにより、基材にブラスト処理を行うことにより、基材にエンボス加工を施すことにより、微小粒子を含んだ樹脂を基材上にコーティングすることにより、微小三次元架橋粒子を含む透明樹脂を押出し、その後の透明樹脂の熱収縮にともなって微小三次元架橋粒子を樹脂の表面上に突出させることにより、製造することができる。これらの製造方法によれば、例えば、凸レンズとして形成された単位レンズ形状部、凹レンズとして形成された単位レンズ形状部、錐体形状を有する単位レンズ形状部、錐体状の溝を形成されてなる単位レンズ形状部等の種々の形状を有した単位レンズ形状部３３を形成することができる。なお、ここで言う、凸レンズとは、光束を実質的にほぼ一点に集光させる機能を有するレンズを意味し、凹レンズとは、一点から出射されて入射する光束を実質的にほぼ平行光として出射させる機能を有するレンズを意味する。さらに、これらの製造方法によれば、単位レンズ形状部３３を、例えば、ハニカム配列や正方配列等の種々の配列方法で配列することができる。
【００８５】
図６に示す例において、単位レンズ形状部３３は凸レンズ３３ａとして形成されている。この凸レンズ３３ａは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する形状を有している。単位レンズ形状部３３は、第３光学シート２９の出光側面における一方向および他方向の両方に沿って規則的に配列されている。すなわち、図６に示す例においては、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凸部が規則的に配列されることにより、第３光学シート２９の出光側面をなす凹凸面３２が形成されている。したがって、図６に示すように、透過型スクリーン２０から出射する光は、この第３光学シート２９の出光側面により二次元的に拡散させられるようになる。
【００８６】
ただし、このような第３光学シート２９の凹凸面の構成は一例に過ぎない。例えば、図７に示すように、単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂとして形成されてもよい。この凹レンズ３３ｂは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する凹部を設けられた形状を有している。すなわち、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凹部が規則的に配列されることにより、第３光学シート２９の出光側面をなす凹凸面３２が形成されるようにしてもよい。このような凹レンズ３３ｂによれば、図７に示すように、凹凸面３２を通過する光束ＬＦを一旦集光させることなく拡散させることができる。
【００８７】
図１を参照して説明したように、入光側の一つの単位拡散要素を通過した光束がその後に通過する領域内に、当該入光側の一つの単位拡散要素よりも出光側に配置された一つの単位拡散要素が入り込むようになっていることが好ましい。この場合、出光側に配置された一つの単位拡散要素の光拡散機能を効果的に発揮することができるからである。したがって、第１光拡散層３０の出光側に、複数の微小な単位拡散層要素を含むさらなる光拡散層が設けられるような場合には、当該さらなる光拡散層の光拡散機能を効果的に発揮させるため、単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂとして形成されることが好ましい。
【００８８】
なお、ここでいう「楕円」とは、「円」を含む概念である。
【００８９】
次に、第２光拡散層３５について説明する。第２光拡散層３５の光拡散剤３７としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。
【００９０】
ただし、光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbより大きい場合には、図８に示すように、光拡散剤３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられてその後に広い範囲に拡散させられるようになる。一方、光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbより小さい場合には、図９に示すように、光拡散剤３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、広い範囲拡散させられるようになる。第１光拡散層３０の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、上述したように、第２光拡散層３５の一つの光拡散剤３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に、第１光拡散層３０の少なくとも一つの単位レンズ形状部３３が入り込むように配置されていることが好ましい。つまり、第２光拡散層３５によって集光点を形成しないように透過光を拡散することができれば好ましい。したがって、光拡散剤３７に用いられる材料は、光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbより小さくなるよう、第２基材３６に用いられる材料を考慮した上で決定されるようにしてもよい。
【００９１】
なお、今日において、光拡散剤の屈折率の値を特定するための方法として、種々の公知な方法がある。精度良く光拡散剤の屈折率の値を特定する代表的な方法として、ベッケ線法が挙げられる。また、基材中に分散された光拡散剤については、基材中から光拡散剤を取り出し、当該取り出した光拡散剤に対してベッケ線法を適用し、屈折率の値を特定することができる。
【００９２】
さらに、第２光拡散層３５の個々の光拡散剤３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に第１光拡散層３０の個々の単位レンズ形状部３３が配置されるようにするためには、一般的に、第１光拡散層３０の単位レンズ形状部３３の配置ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部３３のレンズ面の幅は、小さいことが好ましい。単位レンズ形状部３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部３３のレンズ面の幅が、光拡散剤３７の平均粒径Ｄよりも小さくなっていることが、とりわけ光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbより小さい場合に、効果的である。さらに、とりわけ凹凸面３２が観察者に向けて露出した最出光側面をなす場合には、観察者が感じ取る凹凸面３２のざらつき感を緩和することからも、単位レンズ形状部３３の配置ピッチＰが小さくなっていることが好ましい。
【００９３】
なお、光拡散剤３７の平均粒径Ｄは、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっており、単位レンズ形状部３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部３３のレンズ面の幅は、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっている。
【００９４】
今日において、光拡散剤の粒径の平均値（平均粒径）を特定する方法として、種々の公知な方法がある。このうち、高性能かつ容易であることから、レーザ回折散乱法が、光拡散剤の平均粒径を特定する方法として主流となっている。また、三次元電子顕微鏡を用いた場合、基材中に分散された光拡散剤を基材中から取り出すことなく、基材中に含有された状態で光拡散剤の平均粒径を精度良く特定することもできる。
【００９５】
一方、第２基材３６に用いられる材料は、第１基材３１に用いられる材料とともに、公知の材料、例えばアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。
【００９６】
このような第１光拡散層３０とおよび第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９は、公知の製造方法、例えば押し出し成形法により製造され得る。そして、例えば押し出し成形された各層を積層することにより、第３光学シート２９を製造した場合、あるいは、互いに異なる材料を共押し出し成形することにより、第３光学シート２９を製造した場合、第１光拡散層３０の第１基材３１と第２光拡散層３５の第２基材３６との間に界面が形成され得る。このように、第１光拡散層３０と第２光拡散層３５との間に界面が形成される場合には、当該界面を通過する光は、当該界面において屈折する。
【００９７】
ここで、図８および図９に示すように、第１基材３１の屈折率naが第２基材３６の屈折率nbよりも小さい場合、第１基材３１と第２基材３６との界面を通過する光束ＬＦは、当該界面で屈折し、より広い範囲に拡散させられるようになる。したがって、一つの光拡散剤３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３を入り込ませやすくすることができ、第１光拡散層３０の光拡散機能を効果的に発揮させるという観点において都合がよい。
【００９８】
なお、基材の屈折率は、高性能かつ容易であることから、通常、アッベ屈折計によって特定される。アッベ屈折計としては、例えば、(株)アタゴのＤＲ−Ｍ２を用いることができる。
【００９９】
一方、互いに隣接する第１光拡散層３０の第１基材３１と第２光拡散層３５の第２基材３６とを同一材料から形成する等して、第１光拡散層３０の第１基材３１と第２光拡散層３５の第２基材３６との間に界面が形成されないようにしてもよい。そして、この場合、流動性を有する材料を所望の形状で硬化させることにより、第１光拡散層３０および第２光拡散層３５をそれぞれ形成するキャスト法を用いることができる。
【０１００】
キャスト法を用いる場合には、まず、流動性を有する材料中に、当該材料の比重とは異なる比重を有した光拡散剤３７を混入し、その後、流動性材料中において光拡散剤３７を沈降させる。これにより、流動性を有した材料中において光拡散剤３７が片寄って配置された状態となる。すなわち、ここで、「流動性を有する材料」とは、材料内に混入された光拡散剤３７の比重と材料の比重との相違に起因して、混入された光拡散剤３７が材料内で移動し得る程度の流動性を有した材料を、意味する。
【０１０１】
その後、この状態で、第１光拡散層３０の第１基材３１および第２光拡散層３５の第２基材３６をなすようになる材料を硬化させることにより、光拡散剤３７が片寄って配置されている部分から第２光拡散層３５が形成され、その他の部分から第１光拡散層３０が形成され得る。このような方法で得られた第１光拡散層３０と第２光拡散層３５においては、図１０に示すように、第１基材３１と第２基材３６とが同一材料から一体に形成され、第１基材３１と第２基材３６との間に界面（境界）が存在しない。
【０１０２】
また同様に、共押し出し成形により、第１基材３１と第２基材３６とが同一材料から一体に形成された第３光学シート２９を容易かつ安価に形成することができる。共押し出し成形法を用いた場合、三層以上の第３光学シート２９、例えば、第１光拡散層３０と、第２光拡散層３５と、第１光拡散層３０および第２光拡散層３５の間に配置された中間層と、を備え、各層の基材が同一材料から一体的に形成された第３光学シート２９をも、容易かつ安価に製造することができる。
【０１０３】
次に、第２光拡散層３５の光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbよりも大きい場合における、第１光拡散層３０および第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９の設計方法について詳述する。
【０１０４】
光拡散剤３７の屈折率ncが第２基材３６の屈折率nbよりも大きい場合、第２光拡散層３５の光拡散剤３７に入射した光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。上述したように、第１光拡散層３０の個々の単位レンズ形状部３３の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの光拡散剤３７へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つ分の単位レンズ形状部３３が、入り込むように配置されていることが好ましい。この場合、第１光拡散層３０の当該単位レンズ形状部３３の全表面が、第２光拡散層３５にて拡散させられる光をさらに拡散させることに寄与し得るようになるからである。このためには、光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、さらに厳密には、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３のレンズ面の最大幅以上を、占めるようになっていることが必要となる。またさらに、光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍の幅以上を占めるようになっていることがさらに好ましい。この場合、一つの光拡散剤３７への入射光束ＬＦは、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面を分割することなく含む範囲に拡散させられるようになる。
【０１０５】
このような第１光拡散層３０および第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９の設計方法について、図１１乃至図１３を用いてより具体的に説明する。
【０１０６】
一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るようにするには、第２基材３６中の最出光側に配置された光拡散剤３７を基準にして、第３光学シート２９を設計することが好ましい。光拡散剤３７に入射した光束ＬＦは、当該光拡散剤３７を出射して集光した後、次第に広い範囲に広がっていく。したがって、単位レンズ形状部３３に最も近接する第２基材３６中の最出光側に配置された光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込むようになっていることが好ましい。
【０１０７】
また、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るようにするには、第１光拡散層３０の出光側面ではなく、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さ分だけ入光側によった位置における、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓの幅を基準にして、第３光学シート２９を設計することが好ましい。図１１に示すように、単位レンズ形状部３３が、例えば凸レンズからなる場合や錐体形状を有した突起物等からなる場合のように、出光側に向けて先細りする形状を有するような場合、単位レンズ形状部３３のレンズ面は、第１光拡散層３０の出光側面ではなく、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さ分だけ入光側によった位置において、最大幅を有するようになるからである。このような場合には、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓは、第１光拡散層３０の出光側面ではなく、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、あるいは、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗ以上に広がっていることが要求される。
【０１０８】
以上のことから、図１１に示すように、第２基材３６中の最出光側に配置された一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが光拡散剤３７から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、シート面に直交する断面における最大幅Ｗを最入光側において有する一つの単位レンズ形状部３３が、入り込み得るようになっていることが好ましい。
【０１０９】
ここで、図１１は、単位レンズ形状部３３が凸レンズ３３ａである場合における第１光拡散層３０および第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９の設計方法を説明するための図である。図１１に示すように、光拡散剤３７の平均粒径をＤとし、粒径がＤの光拡散剤３７の焦点距離をＦとし、単位レンズ形状部３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部３３の平均厚みをＴｌとし、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均をＬ１とする。ここで、第２基材３６の出光側面から第１基材３１の出光側面までの最大長さとは、第２基材３６の出光側面から単位レンズ形状部３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０１１０】
光拡散剤３７への入射光束ＬＦが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで拡散させられるとすると、三角形の相似関係から以下の式（２９）が成り立つ。
D：F＝P：（L1＋D／２−F−Tl） ・・・式（２９）
【０１１１】
したがって、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上まで広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３０）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３０）
【０１１２】
また、光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上に広がっていることが好ましい。この場合、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の全面へ確実に入射するようになるからである。第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上に広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３１）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋２P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３１）
【０１１３】
ところで、図１２に示すように、例えば、凸レンズ３３ａからなる単位レンズ形状部３３が隙間を空けて形成されている場合、図１２に示すように、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部３３の幅Ｗに基づき、第３光学シート２９を設計することもできる。この場合、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上まで、広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３２）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋W）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３２）
【０１１４】
ここで、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅の平均値のことである。なお、単位レンズ形状部３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部３３の幅の平均値のことを指す。
【０１１５】
一方、単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂである場合には、図１３に示すように、当該単位レンズ形状部３３は、最出光側において、最大幅を有するようになる。このように、単位レンズ形状部３３のレンズ面が最出光側において最大幅を有するような場合には、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部３３の平均厚みＴｌを考慮する必要がなく、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで広がるように、第３光学シートを設計すればよい。
【０１１６】
そして、光拡散剤３７への入射光束ＬＦが、第１光拡散層３０の出光側面において、凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで拡散させられる場合、三角形の相似関係から以下の式（３３）が成り立つ。
D：F＝P：（L1＋D／２−F） ・・・式（３３）
【０１１７】
したがって、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦのその後の通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上まで広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３４）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋P）×F／D）−D／２ ・・・式（３４）
【０１１８】
同様に、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上まで広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３５）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋２P）×F／D）−D／２ ・・・式（３５）
【０１１９】
同様に、第２基材３６中の最出光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上まで、広がり得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が以下の式（３６）を満たすようにすればよい。
L1≧（（D＋W）×F／D）−D／２ ・・・式（３６）
【０１２０】
ここで、光拡散剤３７の焦点距離（集光距離）Fについて検討する。
【０１２１】
図１４および図１５に示すように、略球形状を有する光拡散剤３７に入射した光は厳密には一点に集光させられるわけではない。このような現象は収差と呼ばれており、光拡散剤３７への入射位置が中心から表面側へずれるにしたがって、焦点距離Ｆはしだいに短くなっていく。このとき、光拡散剤３７の屈折率ncと光拡散剤３７を含有する基材の屈折率nとの比が異なれば、収差の程度も同様に異なる。本件発明者は、光拡散剤３７の屈折率ncと基材の屈折率nとの比を種々の値に変更し、各比における焦点距離の変化について調査した。
【０１２２】
図１４は、光拡散剤３７の屈折率ncと光拡散剤３７を含有する基材の屈折率nとの比がある値になっている場合における、光拡散剤３７の各位置に入射する光の光路を示す図である。また、図１５は、図１４に示す場合における、光拡散剤３７への入射位置と、各入射位置に入射した光の焦点距離との関係を示すグラフである。図１５における横軸は、光拡散剤３７の半径（Ｄ／２）に対する、入射方向に直交する方向に沿った入射位置のずれ量ｒ（図１４参照）の比である。すなわち、光拡散剤３７の中心に入射した光の入射位置比は０であり、光拡散剤３７に接するよう光拡散剤３７の表面に入射した光Ｌｓの入射位置比は１となる。また、図１５における縦軸は、光拡散剤３７の中心近傍に入射した光の焦点距離に対する、各入射位置に入射した光の焦点距離の比である。すなわち、光拡散剤３７の中心近傍に入射した光の焦点距離比は略１となる。
【０１２３】
図１５に示すように、入射位置比が０より大きく０．９以下である入射光については、焦点距離の変動はほとんどなく、焦点距離は略一定となっている。一方、入射位置比が０．９を超えると、焦点距離が大きく変動するようになる。そこで表１に、光拡散剤３７への入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓおよび入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを、それぞれ光拡散剤の粒径Ｄに対する比として示す。なお、表１には、光拡散剤３７の屈折率ncと光拡散剤３７を含有する基材の屈折率nとの比（屈折率比）を１０通りに変化させ、各屈折率比に対する結果を示している。
【表１】
【０１２４】
ところで、光拡散剤３７への入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓは、スネルの法則を用いて算出することができる。具体的には、各屈折率比の界面に入射角が９０°で入射する光として、図１４における角度θを以下の式（３７）により算出する。
θ＝sin-1（n／nc） ・・・式（３７）
【０１２５】
次に、式（３８）により、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓを算出することができる。
Ｆｓ＝（ｔａｎθ）×Ｄ／２＝（ｔａｎ（sin-1（n／nc）））×Ｄ／２
・・・式（３８）
【０１２６】
一方、光拡散剤３７への入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒは、当該入射光の光路をシミュレーションし、当該シミュレーションされた光路から焦点距離を実測することにより求めた。そして、基材の屈折率nに対する光拡散剤３７の屈折率ncの屈折率比（x=nc／n）を横軸にとり、焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比を縦軸にとったグラフ（図１６）上に、結果をプロットした。図１６に示されているように、屈折率比（x=nc／n）に対応した焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比の変動は、以下の式（３９）でよく近似される（相関係数０．９９８３）。
Ｆｒ／Ｄ＝
（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））／２
・・・式（３９）
【０１２７】
したがって、式（４０）により、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを算出することができる。
Ｆｒ＝Ｄ×
（exp（７x4）−６exp（７x３）＋exp（８x２）−７exp（７x）＋２exp（７））／２
・・・式（４０）
【０１２８】
このようにして得られたＦｒ（式（４０））を、上述した式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）に適用することが好ましい。上述したように、光拡散剤３７に入射した光束ＬＦに含まれる略９０％の光束が、焦点距離Ｆｒにおいて、実質的に集光する。すなわち、光拡散剤３７に入射する光束ＬＦの輝度分布が均一であれば、この光束ＬＦ中に含まれる前記略９０％の光束も均一輝度を有するようになる。したがって、焦点距離Ｆｒが適用された式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）が満たされる場合には、一つの光拡散剤３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３の全レンズ面に均一に入射し得るようになり、当該単位レンズ形状部３３の光拡散機能を効果的に発揮させることができる。
【０１２９】
一方、焦点距離Ｆｓが適用された式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）が満たされる場合、光拡散剤３７の両端に接するように入射する光（入射位置比１の光）Ｌｓのその後の通過光路内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得る。しかしながら、図１４、図１５および表１から理解できるように、焦点距離Ｆｓは焦点距離Ｆｒよりも大幅に短くなる。したがって、焦点距離Ｆｓが適用された式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）が満たされ、一つの単位レンズ形状部３３が、光拡散剤３７の両端に接するように入射した光（入射位置比１の光）Ｌｓの光路間に入り込んだとしても、光拡散剤３７に入射した光束ＬＦの略９０％をなすとともに均一な輝度を有し得る前記略９０％の光束ＬＦの通過領域内に入り込まない可能性が十分にある。この場合、前記略９０％の光束ＬＦは、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の一部のみに片寄って入射し、この単位レンズ形状部３３の光拡散機能を効果的に発揮させることができないだけでなく、シンチレーションを引き起こし得る。したがって、上述した式（３０）乃至式（３２）、および、式（３４）乃至式（３６）に対し、Ｆｒ（式（４０））を適用することが好ましい。
【０１３０】
ここで、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、第２基材３６中に混入され粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（３０）乃至式（３２）を書き直すと、以下の式（４１）乃至式（４３）が得られる。なお、式中のxbは、屈折率比（この場合は、xb=nc／nb）である。
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋P）／２）＋Tl−D／２
・・・式（４１）
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋２P）／２）＋Tl−D／２
・・・式（４２）
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋W）／２）＋Tl−D／２
・・・式（４３）
【０１３１】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、第２基材３６中に混入され粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（３４）乃至式（３６）を書き直すと、以下の式（４４）乃至式（４６）が得られる。なお、式中のxbは、屈折率比（この場合は、xb=nc／nb）である。
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋P）／２）−D／２
・・・式（４４）
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋２P）／２）−D／２
・・・式（４５）
L≧（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D＋W）／２）−D／２
・・・式（４６）
【０１３２】
以上のようにして、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１の下限値を設定することができる。一方、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１は、長ければ長い程良いというものではない。例えば、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１が長過ぎると、解像度が悪化してしまうという不具合が生じる。この観点から、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の出光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ１は、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１ｍｍ以下であることがさらにより好ましい。
【０１３３】
ところで、以上の検討において、一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るよう、第３光学シート２９を設計した。その一方で、一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射した後であって集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るよう、第３光学シート２９を設計することができる。このような設計は、第１光拡散層３０の厚みが薄い第３光学シート２９に対して、非常に有効である。なお、第１光拡散層３０の厚みが薄い第３光学シート２９は、例えば、第２光拡散層３５上に、ビーズを含むとともに当該ビーズと同一材料からなる樹脂をコーティングすることにより、あるいは、第２光拡散層３５上に樹脂をコーティングするとともに、当該樹脂に対してエンボス加工を施すことにより、形成され得る。
【０１３４】
このような第１光拡散層３０および第２光拡散層３５を含む第３光学シート２９の設計方法について、図１７乃至図１９を用いてより具体的に説明する。
【０１３５】
一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤３７から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得るようにするには、第２基材３６中の最入光側に配置された光拡散剤３７を基準にして、第３光学シート２９を設計することが好ましい。光拡散剤３７に入射した光束ＬＦは、当該光拡散剤３７を出射した後、集光点に向けて次第に集束していく。したがって、単位レンズ形状部３３から最も離間する第２基材３６中の最入光側に配置された光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部３３が入り込むようになっていることが好ましい。
【０１３６】
このため、図１７に示すように、第２基材３６中の最入光側に配置された一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが光拡散剤３７から出射して集光する前の通過領域Ｓ内に、レンズ面の最大幅を最出光側において有する一つの単位レンズ形状部３３が、入り込み得るようになっていることが好ましい。
【０１３７】
まず、図１７を参照し、単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂである場合における設計方法について検討する。図１７に示すように、単位レンズ形状部３３が、凹レンズ３３ｂとして形成されている場合や、錐体状の溝を形成されてなる場合、単位レンズ形状部３３のレンズ面は、最出光側において最大幅を有するようになる。したがって、第２基材３６中の最入光側に配置された一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが、光拡散剤３７から出射して集光する前に、第１基材３１の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、または、単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗを占めるようになっていることが要求される。
【０１３８】
図１７に示すように、光拡散剤３７の平均粒径をＤとし、粒径がＤの光拡散剤３７の焦点距離をＦとし、単位レンズ形状部３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６の入光側面から第１基材３１の出光側面までの最大長さの平均をＬ２とする。ここで、第２基材３６の入光側面から第１基材３１の出光側面までの最大長さとは、第２基材３６の入光側面から単位レンズ形状部３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０１３９】
光拡散剤３７への入射光束ＬＦが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで集光されるとすると、三角形の相似関係から以下の式（４７）が成り立つ。
D：F＝P：（F+D／２−L2） ・・・式（４７）
【０１４０】
したがって、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の第１基材３１の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（４８）を満たすようにすればよい。
L2≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（４８）
【０１４１】
また、光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上に広がっていることが好ましい。この場合、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の全面へ入射するようになるからである。第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（４９）を満たすようにすればよい。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（４９）
【０１４２】
ところで、図１８に示すように、凹レンズ３３ｂからなる単位レンズ形状部３３が隙間を空けて形成されている場合、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部３３の幅Ｗに基づき、第３光学シート２９を設計することができる。この場合、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面において、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（５０）を満たすようにすればよい。
L2≧（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（５０）
【０１４３】
ここで、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗの平均値のことである。なお、単位レンズ形状部３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部３３の幅の平均値のことを指す。
【０１４４】
次に、図１９を参照して、単位レンズ形状部３３が凸レンズ３３ａである場合について、検討する。単位レンズ形状部３３が、凸レンズ３３ａや、錐体形状を有した突起物等からなるような場合には、単位レンズ形状部３３のレンズ面は、最入光側において、最大幅を有するようになる。このように、単位レンズ形状部３３のレンズ面が最入光側において最大幅を有するような場合には、光拡散剤３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓは、第１光拡散層３０の出光側面ではなく、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、あるいは、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗ以上を占めるように設計することも有効である。
【０１４５】
光拡散剤３７への入射光束ＬＦが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅まで集光させられる場合、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部３３の平均厚みＴｌを考慮して、三角形の相似関係から以下の式（５１）が成り立つ。
D：F＝P：（F+D／２−L2＋Tl） ・・・式（５１）
【０１４６】
したがって、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰと同じ幅を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（５２）を満たすようにすればよい。
L2≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（５２）
【０１４７】
同様に、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（５３）を満たすようにすればよい。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（５３）
【０１４８】
同様に、第２基材３６中の最入光側に位置する光拡散剤３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層３０の出光側面よりも単位レンズ形状部３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上を占め得るようにするには、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２が以下の式（５４）を満たすようにすればよい。ここで、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３の最大幅Ｗの平均値のことである。なお、単位レンズ形状部３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部３３の幅の平均値のことを指す。
L2≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（５４）
【０１４９】
ここで、式（４８）乃至式（５０）、および、式（５２）乃至式（５４）中における、第２基材３６に混入された粒径がＤの光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓおよび入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを用いることができる。上述したように、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒが適用された各式が満たされる場合、一つの光拡散剤３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の全面に均一に入射し得るようになる。
【０１５０】
また、上述したように、入射位置比が１である入射光Ｌｓの焦点距離Ｆｓは、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒよりも短くなる。したがって、一つの光拡散剤３７への入射した入射位置比が０．９以下である光束は、当該光拡散剤３７から出射して集光する前に、入射位置比が１である入射光Ｌｓの光路が焦点距離Ｆｓまでに囲む領域内を、略均一な輝度分布で通過する。このため、図１４からも理解できるように、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓが適用された各式が満たされる場合、入射位置比が０．９以下である均一な光束の通過領域内にも一つの単位レンズ形状部３３が入り込み得る。したがって、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓが適用された各式が満たされる場合、一つの光拡散剤３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部３３のレンズ面の全面に均一に入射することが実質的に可能になる。
【０１５１】
ここで、式（３８）で表される焦点距離Ｆｓを、第２基材３６中に混入された粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（４８）乃至式（５０）を書き直すと、以下の式（５５）乃至（５７）が得られる。
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−P）／２）＋D／２ ・・・式（５５）
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−２P）／２）＋D／２ ・・・式（５６）
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−W）／２）＋D／２ ・・・式（５７）
【０１５２】
同様に、式（３８）で表される焦点距離Ｆｓを、第２基材３６中に混入された粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（５２）乃至式（５４）を書き直すと、以下の式（５８）乃至（６０）が得られる。
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−P）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（５８）
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−２P）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（５９）
L2≦（tan（sin-1（nb／nc））×（D−W）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（６０）
【０１５３】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、第２基材３６中に混入された粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（４８）乃至式（５０）を書き直すと、以下の式（６１）乃至（６３）が得られる。なお、式中のxbは、屈折率比（この場合は、xb=nc／nb）である。
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−P）／２）＋D／２
・・・式（６１）
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−２P）／２）＋D／２
・・・式（６２）
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−W）／２）＋D／２
・・・式（６３）
【０１５４】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、第２基材３６中に混入された粒径がＤである光拡散剤３７の焦点距離Ｆとして、式（５２）乃至式（５４）を書き直すと、以下の式（６４）乃至（６６）が得られる。
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−P）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（６４）
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−２P）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（６５）
L2≦（（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））×（D−W）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（６６）
【０１５５】
以上のようにして、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２の上限値を設定することができる。一方、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材３６（第２光拡散層３５）の入光側面から第１基材３１（第１光拡散層３０）の出光側面までの最大長さの平均Ｌ２は、当然に、第１基材３１（第１光拡散層３０）の最小厚みと第２基材３６（第２光拡散層３５）の最小厚みとの和以上、すなわち、単位レンズ形状３３の平均厚みＴｌと光拡散剤３７の平均粒径との和以上となっていなければならない。
【０１５６】
以上のような本実施の形態によれば、第２光拡散層３５で拡散される光を、第２光拡散層３５の出光側に配置された第１光拡散層３０により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば第２光拡散層３５に光拡散剤３７を大量に分散させる等して、第３光学シート２９に含まれる個々の光拡散層３０，３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第３光学シート２９全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０１５７】
なお、上述した第１の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０１５８】
例えば、上述した実施の形態において、第２基材３６中に、一種類の光拡散剤３７が分散されている例を示したが、これに限られない。第２基材３６中に、上述した光拡散剤３７とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤３７の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤３７の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。さらなる光拡散剤は、上述した光拡散剤と同様に構成されてもよいし、異なるように構成されてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、第２光拡散層３５のみが光拡散剤３７を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、第１光拡散層３０や支持層３９が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤３７が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０１５９】
また、上述した実施の形態において、第３光学シート２９の第１光拡散層３０が第２光拡散層３５に隣接して配置されている例を示したが、これに限られない。第１光拡散層３０と、第１光拡散層３０の入光側に配置された第２光拡散層３５との間に、別途の中間層が設けられていてもよい。
【０１６０】
さらに、上述した透過型スクリーン２０は第１乃至第３の光学シート２１，２５，２９を有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン２０は１以上の任意の数の光学シートを有することができる。また、第１光拡散層３０および第２光拡散層３５が最出光側の第３光学シート２９のみに含まれる例を示したが、これに限られない。第１光拡散層３０および第２光拡散層３５は最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよいし、また、複数の光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、第１光拡散層３０が光学シートの最出光側に配置されている例を示したが、これに限られず、第１光拡散層３０の出光側に別途の出光側層４３が設けられていてもよい。このような変形の一例を、図２０乃至図２３を用いて以下に説明する。なお、図２０乃至図２３において、上述した実施の形態と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０１６１】
図２０に示す例において、透過型スクリーン２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５ａ，２９を有している。このうち第１光学シート２１および第３光学シート２９は、上述した実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。一方、第２光学シート２５ａは、第３光学シート２９の支持層３９を視野角拡大層（有指向性光拡散層）２６に置き換えたものである。したがって、第２光学シート２５ａは、第１光拡散層３０と、第２光拡散層３５と、視野角拡大層２６と、を有している。
【０１６２】
このため、第３光学シート２９の第２光拡散層３５で拡散される光を、第３光学シート２９の第１光拡散層３０により、効率的に拡散させることができるだけでなく、第２光学シート２５ａの第２光拡散層３５で拡散される光を、第２光学シート２５ａの第１光拡散層３０により、効率的に拡散させることもできる。すなわち、例えば第２光学シート２５ａの第２光拡散層３５に光拡散剤３７を大量に分散させる等して、第２光学シート２５ａに含まれる個々の光拡散層３０，３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第２光学シート２５ａ全体としての光拡散機能を増強することもできる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０１６３】
加えて、支持層３９が適度な厚さを有するため、第２光学シート２５ａで拡散された光を、第２光学シート２５ａの出光側に配置された第３光学シート２９により、効率的に拡散させることもできる。すなわち、第２光学シート２５ａおよび第３光学シート２９の光拡散機能を過度に増強することなく、透過型スクリーン２０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、シンチレーション等の映像のギラツキをさらに抑制することができる。
【０１６４】
一方、図２１に示す例において、透過型スクリーン２０は、第１光学シート２１および第２光学シート２５ｂを有している。このうち第１光学シート２１は上述した実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。一方、本変形例による第２光学シート２５ｂは、最出光側に接合層４２を介して出光側層４３を設けた点において、図２０に示す変形例における第２光学シート２５ａと異なる。すなわち、本変形例において、第１光拡散層３０は、光学シートの最出光側に配置されていない。
【０１６５】
このような変形例においては、第２光拡散層３５で拡散される光を、第２光拡散層３５の出光側に配置された第１光拡散層３０により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば第２光拡散層３５に光拡散剤３７を大量に分散させる等して、第２光学シート２５ｂに含まれる各光拡散層３０，３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第２光学シート２５ｂ全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０１６６】
ところで、図２１に示す例において、出光側層４３は、例えば支持層３９と同様に構成され得る。ただし、これに限られず、出光側層４３として種々の光学的機能を有した層を用いることができる。
【０１６７】
なお、第１光拡散層３０の出光側に配置された接合層４２の材料として、アクリル系の接着剤等、公知の材料を用いることができる。そして、接合層４２の屈折率と第１光拡散層３０の第１基材３１の屈折率とが異なれば、接合層４２と第１光拡散層３０との界面において、透過光が屈折されることになる。このとき、第１光拡散層３０の凹凸面３２をなす単位レンズ形状部３３が凸レンズ３３ａである場合には、接合層４２の屈折率を第１基材３１の屈折率よりも大きくすることが好ましい。この場合、図２２に示すように、第１光拡散層３０と接合層４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０１６８】
一方、第１光拡散層３０の凹凸面３２をなす単位レンズ形状部３３が凹レンズ３３ｂである場合には、接合層４２の屈折率を第１基材３１の屈折率よりも小さくすることが好ましい。この場合、図２３に示すように、第１光拡散層３０と接合層４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０１６９】
＜第２の実施の形態＞
次に、主に図２４乃至図３２を参照し、光学シートおよび透過型スクリーンの第２の実施の形態について説明する。なお、図２乃至図２３を用いて説明した第１の実施の形態およびその変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０１７０】
図２４に示すように、本実施の形態における透過型スクリーン１２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，１２９を備えている。第１光学シート２１および第２光学シート２５は、上述した第１の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、このような透過型スクリーン１２０は、図２および図３に示す背面投射型表示装置１０の構成部材として用いられ得る。
【０１７１】
次に、第３光学シート１２９について詳述する。
【０１７２】
図２４および図２５に示すように、本実施の形態における第３光学シート１２９は、最出光側に配置され、複数の単位レンズ形状部１３３を配列されてなる凹凸面１３２を出光側面に形成された基材１３１を有する光拡散層１３０と、光拡散層１３０の入光側に配置された支持層３９と、を備えている。このうち、支持層３９は、上述した第１の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、光拡散層１３０の基材１３１中には、略球形状を有する光拡散剤１３３が分散されている。
【０１７３】
本実施の形態において、光拡散層１３０の凹凸面１３２は、第３光学シート１２９の出光側面をなすと同時に、透過型スクリーン１２０の出光側面をなし、いわゆるマット面として機能する。単位レンズ形状部１３３は、第３光学シート１２９の出光側面における一方向（例えば、使用される状態における水平方向）および／または前記一方向に直交する他方向（例えば、使用される状態における垂直方向）に沿って、規則的または非規則的に配列され得る。
【０１７４】
このような凹凸面１３２は、第１の実施の形態において説明したように、種々の公知な方法により、例えば、金型を用いて基材上に凹凸を形成することにより、基材の表面にヘアーライン加工を施すことにより、基材にブラスト処理を行うことにより、基材にエンボス加工を施すことにより、微小粒子を含んだ樹脂を基材上にコーティングすることにより、微小三次元架橋粒子を含む透明樹脂を押出し、その後の透明樹脂の熱収縮にともなって微小三次元架橋粒子を樹脂の表面上に突出させることにより、製造することができる。これらの製造方法によれば、例えば、凸レンズとして形成された単位レンズ形状部、凹レンズとして形成された単位レンズ形状部、錐体形状を有する単位レンズ形状部、錐体状の溝を形成されてなる単位レンズ形状部等の種々の形状を有した単位レンズ形状部１３３を形成することができる。なお、ここで言う、凸レンズとは、光束を実質的にほぼ一点に集光させる機能を有するレンズを意味し、凹レンズとは、一点から出射されて入射する光束を実質的にほぼ平行光として出射させる機能を有するレンズを意味する。さらに、これらの製造方法によれば、単位レンズ形状部１３３を、例えば、ハニカム配列や正方配列等の種々の配列方法で配列することができる。
【０１７５】
図２５に示す例において、単位レンズ形状部１３３は凸レンズ１３３ａとして形成されている。この凸レンズ１３３ａは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する形状を有している。単位レンズ形状部１３３は、第３光学シート１２９の出光側面における一方向および他方向の両方に沿って規則的に配列されている。すなわち、図２５に示す例においては、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凸部が規則的に配列されることにより、第３光学シート１２９の出光側面をなす凹凸面１３２が形成されている。したがって、図２５に示すように、透過型スクリーン１２０から出射する光は、この第３光学シート１２９の出光側面により二次元的に拡散させられるようになる。
【０１７６】
ただし、このような第３光学シート１２９の凹凸面１３２の構成は一例に過ぎない。例えば、第１の実施の形態において図７を用いて説明したように、単位レンズ形状部１３３が凹レンズ１３３ｂとして形成されてもよい（図２８参照）。この凹レンズ１３３ｂは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する凹部を設けられた形状を有している。すなわち、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凹部が規則的に配列されることにより、第３光学シート１２９の出光側面をなす凹凸面１３２が形成されるようにしてもよい。このような凹レンズ１３３ｂによれば、凹凸面１３２を通過する光束を一旦集光させることなく拡散させることができる（図７参照）。
【０１７７】
図１を参照して説明したように、入光側の一つの単位拡散要素を通過した光束がその後に通過する領域内に、当該入光側の一つの単位拡散要素よりも出光側に配置された一つの単位拡散要素が入り込むようになっていることが好ましい。この場合、出光側に配置された一つの単位拡散要素の光拡散機能を効果的に発揮することができるからである。したがって、光拡散層１３０の出光側に、複数の微小な単位拡散層要素を含むさらなる光拡散層が設けられるような場合には、当該さらなる光拡散層の光拡散機能を効果的に発揮させるため、単位レンズ形状部１３３が凹レンズ１３３ｂとして形成されることが好ましい。
【０１７８】
なお、ここでいう「楕円」とは、「円」を含む概念である。
【０１７９】
光拡散層１３０の基材１３１に用いられる材料は、公知の材料、例えば、アクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。一方、光拡散剤１３７としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。
【０１８０】
ただし、光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naより大きい場合には、図２６に示すように、光拡散剤１３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられて、その後、広い範囲に拡散させられるようになる。一方、光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naより小さい場合には、図２７に示すように、光拡散剤１３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、広い範囲に拡散させられるようになる。
【０１８１】
光拡散層１３０の凹凸面１３２の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの光拡散剤１３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲Ｓ内に、少なくとも一つの単位レンズ形状部１３３が入り込んでいることが好ましい。このため、光拡散剤１３７によって集光点を形成しないように透過光を拡散することができれば好ましい。したがって、光拡散剤１３７に用いられる材料は、光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naより小さくなるよう、基材１３１に用いられる材料を考慮した上で決定されるようにしてもよい。
【０１８２】
また、光拡散層１３０の個々の光拡散剤１３７に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲内に個々の単位レンズ形状部１３３が配置されるようにするためには、一般的に、光拡散層１３０の単位レンズ形状部１３３の配置ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部１３３のレンズ面の幅は小さいことが好ましい。典型的には、単位レンズ形状部１３３の配置ピッチＰが、光拡散剤１３７の平均粒径Ｄよりも小さくなっていることが好ましい。
【０１８３】
なお、光拡散剤１３７の平均粒径Ｄは、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっており、単位レンズ形状部１３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部１３３のレンズ面の幅は、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっている。
【０１８４】
このような光拡散層１３０を含む第３光学シート１２９は、公知の製造方法、例えば押し出し成形法等により製造することができる。また、互いに隣接する光拡散層１３０の基材１３１と支持層３９の基材とを同一材料から形成するようにしてもよい。そしてこの場合、流動性を有する材料を所望の形状で硬化させることにより、光拡散層１３０および支持層３９をそれぞれ形成するキャスト法を用いることができる。
【０１８５】
キャスト法を用いる場合には、まず、流動性を有する材料中に、当該材料の比重とは異なる比重を有した光拡散剤１３７を混入し、その後、流動性材料中において光拡散剤１３７を沈降させる。これにより、流動性を有する材料中において光拡散剤１３７が片寄って配置された状態となる。すなわち、ここで、「流動性を有する材料」とは、材料内に混入された光拡散剤１３７の比重と材料の比重との相違に起因して、混入された光拡散剤１３７が材料内で移動し得る程度の流動性を有した材料、を意味する。
【０１８６】
その後、この状態で、基材１３１および支持層３９をなすようになる材料を硬化させることにより、光拡散剤１３７が片寄って配置されている部分から光拡散層１３０が形成され、その他の部分から支持層３９が形成され得る。このような方法で得られた光拡散層１３０と支持層３９においては、光拡散層１３０の基材１３１と支持層３９の基材とが同一材料から一体に形成され、光拡散層１３０（基材１３１）と支持層３９との間に界面（境界）が存在しない。
【０１８７】
また同様に、共押し出し成形により、光拡散層１３０の基材１３１と支持層３９の基材とが同一材料から一体に形成された第３光学シート１２９を容易かつ安価に形成することができる。
【０１８８】
次に、光拡散層１３０の光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naよりも大きい場合における、光拡散層１３０を含む第３光学シート１２９の設計方法について詳述する。
【０１８９】
光拡散剤１３７の屈折率ncが基材１３１の屈折率naよりも大きい場合、基材１３１中の光拡散剤１３７に入射する光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。光拡散層１３０の個々の単位レンズ形状部１３３の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの光拡散剤１３７へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つ分の単位レンズ形状部１３３が、入り込むように配置されていることが好ましい。この場合、光拡散層１３０の当該単位レンズ形状部１３３の全表面が、光拡散剤１３７によって拡散される光をさらに拡散させることに寄与することができるようになるからである。このためには、光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、さらに厳密には、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３の最大幅以上を、占めるようになっていることが必要となる。またさらに、光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍の幅を占めるようになっていることがさらに好ましい。この場合、一つの光拡散剤１３７への入射光束ＬＦは、一つの単位レンズ形状部１３３のレンズ面を分割することなく含む範囲に拡散されるようになる。
【０１９０】
すなわち、本実施の形態においては、図２６に示すように、光拡散剤１３７が凹凸面１３２に近接して配置されていることが好ましい。また、図２７に示すように、光拡散剤１３７の少なくとも一部が、基材１３１の単位レンズ形状部１３３内に少なくとも部分的に入り込んでいることがさらに好ましい。具体的には、光拡散剤１３７の平均粒径Ｄを単位レンズ形状部の配列ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部１３３のレンズ面の幅よりも大きく設定するとともに、光拡散層１３０（基材１３１）の厚みを制限することにより、光拡散剤１３７が凹凸面１３２の近傍に配置されるようにすることができる。
【０１９１】
このような光拡散層１３０の設計方法について、図２８乃至図３０を用いてより具体的に説明する。
【０１９２】
一つの光拡散剤１３７へ、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤１３７から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部１３３が入り込み得るようにするには、基材１３１中の最入光側に配置された光拡散剤１３７を基準にして、第３光学シート１２９を設計することが好ましい。光拡散剤１３７に入射した光束ＬＦは、当該光拡散剤１３７を出射した後、集光点に向けて次第に集束していく。したがって、単位レンズ形状部１３３から最も離間する基材１３１中の最入光側に配置された光拡散剤１３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部１３３が入り込むようになっていることが好ましい。
【０１９３】
このためには、図２８に示すように、基材１３１中の最入光側に配置された一つの光拡散剤１３７へ、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該光拡散剤１３７から出射して集光する前の通過領域Ｓ内に、最出光側において最大レンズ幅を有する一つの単位レンズ形状部１３３が、入り込み得るようになっていることが好ましい。
【０１９４】
まず、図２８を参照し、単位レンズ形状部１３３が凹レンズ１３３ｂである場合における設計方法について検討する。図２８に示すように、単位レンズ形状部１３３が、凹レンズ１３３ｂとして形成されている場合や、錐体状の溝を形成されてなる場合、単位レンズ形状部１３３のレンズ面は、最出光側において最大幅を有するようになる。したがって、基材１３１中の最入光側に配置された一つの光拡散剤３７へ、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが、光拡散剤１３７から出射して集光する前に、基材１３１の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、または、単位レンズ形状部１３３の最大幅Ｗを占めるようになっていることが要求される。
【０１９５】
図２８に示すように、光拡散剤１３７の平均粒径をＤとし、粒径がＤの光拡散剤１３７の焦点距離をＦとし、単位レンズ形状部１３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１（光拡散層１３０）の最大厚みの平均をＴ１とする。ここで、基材１３１（光拡散層１３０）の最大厚みとは、基材１３１の入光側面から単位レンズ形状部１３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０１９６】
光拡散剤１３７への入射光束ＬＦが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅まで集光されるとすると、三角形の相似関係から以下の式（６７）が成り立つ。
D：F＝P：（F+D／２−T1） ・・・式（６７）
【０１９７】
したがって、基材１３７中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅以上を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（６８）を満たすようにすればよい。
T1≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（６８）
【０１９８】
また、光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第１光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上に広がっていることが好ましい。この場合、光拡散剤１３７から出射した光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部１３３のレンズ面の全面へ確実に入射するようになるからである。基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅以上を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（６９）を満たすようにすればよい。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（６９）
【０１９９】
ところで、図２９に示すように、例えば凹レンズ１３３ｂからなる単位レンズ形状部１３３が隙間を空けて形成されている場合、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部１３３の幅Ｗに基づき、第３光学シート２９を設計することができる。この場合、基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面において、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（７０）を満たすようにすればよい。ここで、単位レンズ形状部１３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３の最大幅Ｗの平均値のことである。なお、単位レンズ形状部１３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部１３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部１３３の幅の平均値のことを指す。
T1≧（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（７０）
【０２００】
ここで、単位レンズ形状部１３３が凸レンズ１３３ａである場合についても検討する。単位レンズ形状部１３３が、凸レンズ１３３ａや、錐体形状を有した突起物等からなるような場合には、単位レンズ形状部１３３のレンズ面は、最入光側において、最大幅を有するようになる。このように、単位レンズ形状部１３３が最入光側において最大幅を有するような場合には、光拡散剤１３７から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓは、光拡散層１３０の出光側面ではなく、光拡散層１３０の出光側面よりも単位レンズ形状部１３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅以上、あるいは、シート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３の最大幅Ｗ以上を占めるように設計することも有効である。以下、単位レンズ形状部１３３が、出光側に向けて先細りする場合について、検討する。
【０２０１】
光拡散剤１３７への入射光束ＬＦが、光拡散層１３０の出光側面において、凹レンズ１３３ｂからなる単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅まで集光させられる場合、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部１３３の平均厚みＴｌを考慮して、三角形の相似関係から以下の式（７１）が成り立つ。
D：F＝P：（F+D／２−T1＋Tl） ・・・式（７１）
【０２０２】
したがって、基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面よりも単位レンズ形状部１３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰと同じ幅を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（７２）を満たすようにすればよい。
T1≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７２）
【０２０３】
同様に、基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面よりも単位レンズ形状部１３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、単位レンズ形状部１３３の配列ピッチＰの２倍と同じ幅を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔが以下の式（７３）を満たすようにすればよい。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７３）
【０２０４】
同様に、基材１３１中の最入光側に位置する光拡散剤１３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層１３０の出光側面よりも単位レンズ形状部１３３の厚さＴｌ分だけ入光側によった位置において、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３のレンズ面の平均最大幅Ｗ以上を占め得るようにするには、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１の最大厚みの平均Ｔ１が以下の式（７４）を満たすようにすればよい。ここで、単位レンズ形状部１３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部１３３の最大幅Ｗの平均値のことである。なお、単位レンズ形状部１３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部１３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部１３３の幅の平均値のことを指す。
T1≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７４）
【０２０５】
ここで、式（６８）乃至式（７０）、および、式（７２）乃至式（７４）中における、基材１３１に混入された粒径がＤの光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓおよび入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒを用いることができる。上述したように、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒが適用された各式が満たされる場合、一つの光拡散剤１３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部１３３のレンズ面の全面に均一に入射し得るようになる。
【０２０６】
また、上述したように、入射位置比が１である入射光Ｌｓの焦点距離Ｆｓは、入射位置比が０．９である入射光の焦点距離Ｆｒよりも短くなる。したがって、一つの光拡散剤１３７への入射した入射位置比が０．９以下である光束は、当該光拡散剤１３７から出射して集光する前に、入射位置比が１である入射光Ｌｓの光路が焦点距離Ｆｓまでに囲む領域内を、略均一な輝度分布で通過する。このため、図１４からも理解できるように、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓが適用された各式が満たされる場合、入射位置比が０．９以下である均一な光束の通過領域内にも一つの単位レンズ形状部１３３が入り込み得る。したがって、入射位置比が１である入射光の焦点距離Ｆｓが適用された各式が満たされる場合、一つの光拡散剤３７から出射される光束ＬＦが、一つの単位レンズ形状部１３３のレンズ面の全面に均一に入射することが実質的に可能になる。
【０２０７】
ここで、式（３８）で表される焦点距離Ｆｓを、基材１３１中に混入された粒径がＤである光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、式（６８）乃至式（７０）を書き直すと、以下の式（７５）乃至（７７）が得られる。
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−P）／２）＋D／２ ・・・式（７５）
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−２P）／２）＋D／２ ・・・式（７６）
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−W）／２）＋D／２ ・・・式（７７）
【０２０８】
同様に、式（３８）で表される焦点距離Ｆｓを、基材１３１中に混入された粒径がＤである光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、式（７２）乃至式（７４）を書き直すと、以下の式（７８）乃至（８０）が得られる。
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−P）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（７８）
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−２P）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（７９）
T1≦（tan（sin-1（na／nc））×（D−W）／２）＋Tl＋D／２ ・・・式（８０）
【０２０９】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、基材１３１中に混入された粒径がＤである光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、式（６８）乃至式（７０）を書き直すと、以下の式（８１）乃至（８３）が得られる。なお、式中のxaは、屈折率比（この場合は、xa=nc／na）である。
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−P）／２）＋D／２
・・・式（８１）
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−２P）／２）＋D／２
・・・式（８２）
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−W）／２）＋D／２
・・・式（８３）
【０２１０】
同様に、式（４０）で表される焦点距離Ｆｒを、基材１３１中に混入された粒径がＤである光拡散剤１３７の焦点距離Ｆとして、式（７２）乃至式（７４）を書き直すと、以下の式（８４）乃至（８６）が得られる。
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−P）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（８４）
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−２P）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（８５）
T≦（（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））×（D−W）／２）＋Tl＋D／２
・・・式（８６）
【０２１１】
以上のようにして、第３光学シート１２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１（光拡散層１３０）の平均厚みＴ１の上限値を設定することができる。一方、第３光学シート２９のシート面に直交する方向に沿った基材１３１（光拡散層１３０）の厚みＴ１は、当然に、光拡散剤１３７の平均粒径Ｄと単位レンズ形状部１３３の厚みＴｌとの和以上となっていなければならない。
【０２１２】
以上のような本実施の形態によれば、基材１３１中の光拡散剤１３７で拡散される光を、基材１３１の凹凸面１３２により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば基材１３１に光拡散剤１３７を大量に分散させる等して光拡散剤１３７に基づく光拡散機能を過度に増強することなく、光拡散層１３０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０２１３】
なお、上述した第２の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０２１４】
例えば、上述した実施の形態において、基材１３１中に、一種類の光拡散剤１３７が分散されている例を示したが、これに限られない。基材１３１中に、上述した光拡散剤１３７とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤１３７の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤１３７の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。さらなる光拡散剤は、上述した光拡散剤と同様に構成されてもよいし、異なるように構成されてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、光拡散層１３０のみが光拡散剤１３７を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、支持層３９が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤１３７が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０２１５】
また、上述した透過型スクリーン１２０は第１乃至第３の光学シート２１，２５，１２９を有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン２０は１以上の任意の数の光学シートを有することができる。また、光拡散層１３０が最出光側の第３光学シート１２９のみに含まれる例を示したが、これに限られない。光拡散層１３０は最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよいし、また、複数の光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、光拡散層１３０が光学シートの最出光側に配置されている例を示したが、これに限られず、光拡散層１３０の出光側に別途の出光側層１４３が設けられていてもよい。
【０２１６】
なお、図３１および図３２には、第３光学シート１２９ａの光拡散層１３０の出光側に、接合層１４２を介して出光側層１４３を設けた変形例を示している。ここで、出光側層１４３は、例えば支持層３９と同様に構成され得る。ただし、これに限られず、出光側層４３として種々の光学的機能を有した層を用いることができる。また、光拡散層１３０の出光側に配置された接合層１４２の材料としては、アクリル系の接着剤等、公知の材料を用いることができる。そして、接合層１４２の屈折率と光拡散層１３０の基材１３１の屈折率とが異なれば、接合層１４２と光拡散層１３０との界面において、透過光が屈折されることになる。
【０２１７】
このとき、光拡散層１３０の凹凸面１３２をなす単位レンズ形状部１３３が凸レンズ１３３ａである場合には、接合層１４２の屈折率を基材１３１の屈折率よりも大きくすることが好ましい。この場合、図３１に示すように、光拡散層１３０と接合層１４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。一方、光拡散層１３０の凹凸面１３２をなす単位レンズ形状部１３３が凹レンズ１３３ｂである場合には、接合層１４２の屈折率を基材１３１の屈折率よりも小さくすることが好ましい。この場合、図３２に示すように、光拡散層１３０と接合層１４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０２１８】
なお、図３１および図３２において、上述した実施の形態、並びに、第１の実施の形態およびその変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０２１９】
＜第３の実施の形態＞
次に、主に図３３乃至図４３を参照し、光学シートおよび透過型スクリーンの第３の実施の形態について説明する。なお、図２乃至図３２を用いて説明した上述の第１および第２実施の形態並びにそれらの変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０２２０】
図３３に示すように、本実施の形態における透過型スクリーン２２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，２２９を備えている。第１光学シート２１および第２光学シート２５は、上述した第１および第２の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、このような透過型スクリーン２２０は、図２および図３に示す背面投射型表示装置１０の構成部材として用いられ得る。
【０２２１】
次に、第３光学シート２２９について詳述する。
【０２２２】
図３３および図３４に示すように、本実施の形態における第３光学シート２２９は、最入光側に配置され、複数の単位レンズ形状部２３３を配列されてなる凹凸面２３２を入光側面に形成された第１基材２３１を有する第１光拡散層２３０と、第１基材２３１の出光側に隣接して配置された第２基材２３６と、第２基材２３６内に分散された複数の光拡散剤（拡散性粒子）２３７と、を有する第２光拡散層２３５と、第２光拡散層２３５の出光側に配置された支持層３９と、を備えている。このうち支持層３９は、上述した第１および第２の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。
【０２２３】
次に、第１光拡散層２３０について説明する。本実施の形態において、第１光拡散層２３０の凹凸面２３２は、第３光学シート２２９の入光側面をなす。単位レンズ形状部２３３は、第３光学シート２２９の入光側面における一方向（例えば、使用される状態における水平方向）および／または前記一方向に直交する他方向（例えば、使用される状態における垂直方向）に沿って、規則的または非規則的に配列され得る。
【０２２４】
このような凹凸面２３２は、種々の公知な方法により、例えば、金型を用いて基材上に凹凸を形成することにより、基材の表面にヘアーライン加工を施すことにより、基材にブラスト処理を行うことにより、基材にエンボス加工を施すことにより、微小粒子を含んだ樹脂を基材上にコーティングすることにより、微小三次元架橋粒子を含む透明樹脂を押出し、その後の透明樹脂の熱収縮にともなって微小三次元架橋粒子を樹脂の表面上に突出させることにより、製造することができる。これらの製造方法によれば、例えば、凸レンズとして形成された単位レンズ形状部、凹レンズとして形成された単位レンズ形状部、錐体形状を有する単位レンズ形状部、錐体状の溝を形成されてなる単位レンズ形状部等の種々の形状を有した単位レンズ形状部２３３を形成することができる。なお、ここで言う、凸レンズとは、光束を実質的にほぼ一点に集光させる機能を有するレンズを意味し、凹レンズとは、一点から出射されて入射する光束を実質的にほぼ平行光として出射させる機能を有するレンズを意味する。さらに、これらの製造方法によれば、単位レンズ形状部２３３を、例えば、ハニカム配列や正方配列等の種々の配列方法で配列することができる。
【０２２５】
図３４に示す例において、単位レンズ形状部２３３は凹レンズ２３３ｂとして形成されている。この凹レンズ２３３ｂは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する凹部を設けられた形状を有している。単位レンズ形状部２３３は、第３光学シート２２９の入光側面における一方向および他方向の両方に沿って規則的に配列されている。すなわち、図３４に示す例においては、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凹部が規則的に配列されることにより、第３光学シート２２９の入光側面をなす凹凸面２３２が形成されている。図３４に示すように、第３光学シート２２９へ入射する光束ＬＦは、第１基材２３１の凹凸面２３２により二次元的に拡散させられるようになる。
【０２２６】
ただし、このような第３光学シート２２９の凹凸面２３２の構成は一例に過ぎない。例えば、図３５に示すように、単位レンズ形状部２３３が凸レンズ２３３ａとして形成されてもよい。この凸レンズ２３３ａは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する形状を有している。すなわち、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有する凸部が規則的に配列されることにより、第３光学シート２２９の入光側面をなす凹凸面２３２が形成されるようにしてもよい。このような凸レンズ２３３ａによれば、図３５に示すように、凹凸面２３２を通過する光束ＬＦは一旦集光し、その後、広い範囲に拡散されるようになる。
【０２２７】
なお、ここでいう「楕円」とは、「円」を含む概念である。
【０２２８】
次に、第２光拡散層２３５について説明する。第２光拡散層２３５の光拡散剤２３７は略球形状を有する。光拡散剤２３７としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。ただし、第１の実施の形態において既に説明したように、光拡散剤２３７の屈折率ncが第２基材２３６の屈折率nbより大きい場合には、光拡散剤２３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられてその後に拡散させられるようになる（図８参照）。
【０２２９】
一方、光拡散剤２３７の屈折率ncが第２基材２３６の屈折率nbより小さい場合には、光拡散剤２３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、拡散させられるようになる（図９参照）。図１を参照して説明したように、入光側の一つの単位拡散要素を通過した光束がその後に通過する領域内に、当該入光側の一つの単位拡散要素よりも出光側に配置された一つの単位拡散要素が入り込むようになっていることが好ましい。この場合、出光側に配置された一つの単位拡散要素の光拡散機能を効果的に発揮することができるからである。したがって、本実施の形態における第２光拡散層２３５の出光側に、複数の微小な単位拡散層要素を含むさらなる光拡散層が設けられるような場合には、当該さらなる光拡散層の光拡散機能を効果的に発揮させるため、光拡散剤２３７の屈折率ｎｃが、第２基材２３６の屈折率ｎｂよりも小さくなっていることが好ましい。
【０２３０】
また、第２光拡散層２３５の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、第１光拡散層２３０の一つの単位レンズ形状部２３３に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つの光拡散剤２３７が入り込んでいることが好ましい。このため、一般的に、第２光拡散層２３５中の光拡散剤２３７の粒径は小さいことが好ましい。また、光拡散剤２３７の平均粒径Ｄが、第１光拡散層２３０の単位レンズ形状部２３３の配置ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部２３３のレンズ面の幅よりも小さくなっていることが、とりわけ単位レンズ毛状部２３３が凹レンズ２３３ｂからなる場合に、好ましい。
【０２３１】
なお、光拡散剤２３７の平均粒径Ｄは、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっており、単位レンズ形状部２３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部２３３のレンズ面の幅は、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっている。
【０２３２】
一方、第２基材２３６に用いられる材料は、第１基材２３１に用いられる材料とともに、公知の材料、例えば例えばアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。
【０２３３】
このような第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５を含む第３光学シート２２９は、公知の製造方法、例えば押し出し成形法等により製造することができる。そして、例えば押し出し成形された各層を積層することにより、第３光学シート２２９を製造した場合、あるいは、互いに異なる材料を共押し出し成形することにより、第３光学シート２２９を製造した場合、第１光拡散層２３０の第１基材２３１と第２光拡散層２３５の第２基材２３６との間に界面が形成され得る。このように、第１光拡散層２３０と第２光拡散層２３５との間に界面が形成される場合には、当該界面を通過する光は、当該界面において屈折する。
【０２３４】
ここで、第１基材２３１の屈折率naが第２基材２３６の屈折率nbよりも大きい場合、図３４および図３５に示すように、第１基材２３１と第２基材２３６との界面を通過する光束ＬＦは、当該界面で屈折し、より広い範囲に拡散させられるようになる。したがって、一つの単位レンズ形状部２３３に入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤２３３を入り込ませやすくすることができ、第２光拡散層２３５の光拡散機能を効果的に発揮させるという観点において都合がよい。
【０２３５】
一方、互いに隣接する第１光拡散層２３０の第１基材２３１と第２光拡散層２３５の第２基材２３６とを同一材料から形成する等して、第１光拡散層２３０の第１基材２３１と第２光拡散層２３５の第２基材２３６との間に界面が形成されないようにしてもよい。そして、この場合、流動性を有する材料を、所望の形状で硬化させることにより第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５をそれぞれ形成するキャスト法を用いることができる。
【０２３６】
キャスト法を用いる場合には、まず、流動性を有する材料中に、当該材料の比重とは異なる比重を有した光拡散剤２３７を混入し、その後、流動性材料中において光拡散剤２３７を沈降させる。これにより、流動性を有した材料中において光拡散剤２３７が片寄って配置された状態となる。すなわち、ここで、「流動性を有する材料」とは、材料内に混入された光拡散剤２３７の比重と材料の比重との相違に起因して、混入された光拡散剤２３７が材料内で移動し得る程度の流動性を有した材料を、意味する。
【０２３７】
その後、この状態で、第１光拡散層２３０の第１基材２３１および第２光拡散層２３５の第２基材２３６をなすようになる材料を硬化させることにより、光拡散剤２３７が片寄って配置されている部分から第２光拡散層２３５が形成され、その他の部分から第１光拡散層２３０が形成され得る。このような方法で得られた第１光拡散層２３０と第２光拡散層２３５においては、第１基材２３１と第２基材２３６とが同一材料から一体に形成され、第１基材２３１と第２基材２３６との間に界面（境界）が存在しない（図１０参照）。
【０２３８】
また同様に、共押し出し成形により、第１基材２３１と第２基材２３６とが同一材料から一体に形成された第３光学シート２２９を容易かつ安価に形成することもできる。共押し出し成形法を用いた場合、三層以上の第３光学シート２２９、例えば、第１光拡散層２３０と、第２光拡散層２３５と、第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５の間に配置された中間層と、を備え、各層の基材が同一材料から一体的に形成された第３光学シート２２９をも、容易かつ安価に製造することができる。
【０２３９】
次に、第１光拡散層２３０の凹凸面２３２が凸レンズ２３３ａから形成される場合における、第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５を含む第３光学シート２２９の設計方法について詳述する。
【０２４０】
第１光拡散層２３０の凹凸面２３２が凸レンズ２３３ａによって形成される場合、第１光拡散層２３０の入光側面（凹凸面２３２）に入射する光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。上述したように、第２光拡散層２３５中の個々の光拡散剤２３７の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの単位レンズ形状部２３３へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つ分の光拡散剤２３７が、入り込んでいることが好ましい。この場合、第２光拡散層２３０中の当該光拡散剤２３７の全表面が、第１光拡散層２３０にて拡散させられる光をさらに拡散させることに寄与し得るようになるからである。
【０２４１】
このためには、単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの集光後における通過領域Ｓが、第２光拡散層中の光拡散剤２３７を含み得るようにしてもよい。
【０２４２】
一つの単位レンズ形状部２３３へ、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部２３３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの単位レンズ形状部２３３が入り込み得るようにするには、第２基材３６中の最入光側に配置された光拡散剤２３７を基準にして、第３光学シート２２９を設計することが好ましい。単位レンズ形状部２３３に入射した光束ＬＦは、当該単位レンズ形状部２３３を出射して集光した後、次第に広い範囲に広がっていく。したがって、単位レンズ形状部２３３に最も近接する第２基材２３６中の最入光側に配置された光拡散剤２３３が、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦのその後の通過領域Ｓ内に、入り込むようにすることが好ましい。この場合、光拡散剤２３７は、いずれかの単位レンズ形状部２３３を透過した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に入り込み得るようになる。
【０２４３】
このような第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５を含む第３光学シート２２９の設計方法について、図３６および図３７を用いてより具体的に説明する。
【０２４４】
図３６に示すように、単位レンズ形状部２３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部２３３の平均厚みをＴｌとし、この単位レンズ形状部２３３の焦点距離をＦとし、光拡散剤２３７の平均粒径をＤとし、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均をＬ３とする。ここで、第２基材２３６の入光側面から第１基材２３１の入光側面までの最大長さとは、第２基材２３６の入光側面から単位レンズ形状部２３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０２４５】
一つの単位レンズ形状部２３３へ入射した光束ＬＦが、集光し、その後に、第２光拡散層２３５中の最入光側に配置された光拡散剤２３７を含むように拡散されるとすると、三角形の相似関係から以下の式（８７）が成り立つ。
P：F＝D：（L3＋D／２−F−Tl） ・・・式（８７）
【０２４６】
したがって、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２光拡散層２３５中の最入光側に配置された光拡散剤２３７を含み得るようにするには、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３が以下の式（８８）を満たすようにすればよい。
L3≧（（D＋P）×F／P）＋Tl−D／２ ・・・式（８８）
【０２４７】
なお、単位レンズ形状部２３３の焦点距離Fは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部２３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０２４８】
ところで、単位レンズ形状部２３３が隙間を空けて形成されている場合、図３７に示すように、単位レンズ形状部２３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗに基づき、第３光学シート２２９を設計することができる。この場合、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２光拡散層２３５中の最入光側に配置された光拡散剤２３７を含み得るようにするには、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３が以下の式（８９）を満たすようにすればよい。
L3≧（（D＋W）×F／P）＋Tl−D／２ ・・・式（８９）
【０２４９】
ここで、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部２３３の最大幅の平均値のことである。なお、単位レンズ形状部２３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部２３３の幅の平均値のことを指す。
【０２５０】
また、式（８９）中のＦは、最大幅がＷである単位レンズ形状部２３３の焦点距離である。このような焦点距離Ｆは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部２３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０２５１】
以上のようにして、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３の下限値を設定することができる。一方、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３は、長ければ長い程良いというものではない。例えば、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３が長過ぎると、解像度が悪化してしまうという不具合が生じる。この観点から、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の入光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ３は、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１ｍｍ以下であることがさらにより好ましい。
【０２５２】
ところで、以上の検討において、一つの単位レンズ形状部２３３へ、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部２３３から出射して集光した後に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤２３３が入り込み得るよう、第３光学シート２２９を設計した。その一方で、一つの単位レンズ形状部２３３へ、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部２３３から出射した後であって集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤２３７が入り込み得るよう、第３光学シート２２９を設計することができる。このような設計は、第１光拡散層２３０の厚みが薄い第３光学シート２２９に対して、非常に有効である。なお、第１光拡散層２３０の厚みが薄い第３光学シート２２９は、例えば、第２光拡散層２３５上に、ビーズを含むとともに当該ビーズと同一材料からなる樹脂をコーティングすることにより、あるいは、第２光拡散層２３５上に樹脂をコーティングするとともに、当該樹脂に対してエンボス加工を施すことにより、形成され得る。
【０２５３】
このような第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５を含む第３光学シート２２９の設計方法について、図３８および図３９を用いてより具体的に説明する。
【０２５４】
一つの単位レンズ形状部２３３へ、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部２３３から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤２３３が入り込み得るようにするには、第２基材２３６中の最出光側に配置された光拡散剤２３７を基準にして、第３光学シート２２９を設計することが好ましい。単位レンズ形状部２３３に入射した光束ＬＦは、当該単位レンズ形状部２３３を出射した後、集光点に向けて次第に集束していく。したがって、単位レンズ形状部２３３から最も離間する第２基材３６中の最出光側に配置された光拡散剤２３７が、一つの単位レンズ形状部２３３から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、入り込むようにすればよい。
【０２５５】
図３８に示すように、単位レンズ形状部２３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部２３３の平均厚みをＴｌとし、この単位レンズ形状部２３３の焦点距離をＦとし、光拡散剤２３７の平均粒径をＤとし、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均をＬ４とする。ここで、第２基材２３６の出光側面から第１基材２３１の入光側面までの最大長さとは、第２基材２３６の出光側面から単位レンズ形状部２３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０２５６】
図３８に示すように、一つの単位レンズ形状部２３３へ入射した光束ＬＦが、その後に、第２光拡散層２３５中の最出光側に配置された光拡散剤２３７を含むように集光されるとすると、三角形の相似関係から以下の式（９０）が成り立つ。
P：F＝D：（F＋Tl−L4＋D／２） ・・・式（９０）
【０２５７】
したがって、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２光拡散層２３５中の最出光側に配置された光拡散剤２３７を含み得るようにするには、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ４が以下の式（９１）を満たすようにすればよい。
L4≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（９１）
【０２５８】
なお、単位レンズ形状部２３３の焦点距離Ｆは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部２３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０２５９】
ところで、単位レンズ形状部２３３が隙間を空けて形成されている場合、図３９に示すように、単位レンズ形状部２３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗに基づき、第３光学シート２２９を設計することができる。この場合、一つの単位レンズ形状部２３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、第２光拡散層２３５中の最出光側に配置された光拡散剤２３７を含み得るようにするには、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ４が以下の式（９２）を満たすようにすればよい。
L4≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（９２）
【０２６０】
ここで、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部２３３の最大幅の平均値のことである。なお、単位レンズ形状部２３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部２３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部２３３の幅の平均値のことを指す。
【０２６１】
また、式（９２）中のＦは、最大幅がＷである単位レンズ形状部２３３の焦点距離である。このような焦点距離Ｆは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部２３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０２６２】
以上のようにして、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ４の上限値を設定することができる。一方、第３光学シート２２９のシート面に直交する方向に沿った第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の出光側面から第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の入光側面までの最大長さの平均Ｌ４は、当然に、第１基材２３１（第１光拡散層２３０）の最小厚みと第２基材２３６（第２光拡散層２３５）の最小厚みとの和以上、すなわち、単位レンズ形状２３３の平均厚みＴｌと光拡散剤２３７の平均粒径との和以上となっていなければならない。
【０２６３】
以上のような本実施の形態によれば、第１光拡散層２３０で拡散される光を、第１光拡散層２３０の出光側に配置された第２光拡散層２３５により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば第２光拡散層２３５に光拡散剤２３７を大量に分散させる等して、第３光学シート２２９に含まれる個々の光拡散層２３０，２３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第３光学シート２２９全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０２６４】
なお、上述した第３の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０２６５】
例えば、上述した実施の形態において、第２基材２３６中に、一種類の光拡散剤２３７が分散されている例を示したが、これに限られない。第２基材２３６中に、上述した光拡散剤２３７とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤２３７の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤２３７の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。さらなる光拡散剤は、上述した光拡散剤と同様に構成されてもよいし、異なるように構成されてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、第２光拡散層２３５のみが光拡散剤２３７を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、第１光拡散層２３０や支持層３９が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤２３７が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０２６６】
また、上述した実施の形態において、第３光学シート２２９の第１光拡散層２３０が第２光拡散層２３５に隣接して配置されている例を示したが、これに限られない。第１光拡散層２３０と、第１光拡散層２３０の出光側に配置された第２光拡散層２３５との間に、別途の中間層が設けられていてもよい。
【０２６７】
さらに、上述した透過型スクリーン２２０は第１乃至第３の光学シート２１，２５，２２９を有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン２２０は１以上の任意の数の光学シートを有することができる。また、第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５が最出光側の第３光学シート２２９のみに含まれる例を示したが、これに限られない。第１光拡散層２３０および第２光拡散層２３５は最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよいし、また、複数の光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、第１光拡散層２３０が光学シートの最入光側に配置されている例を示したが、これに限られず、第１光拡散層２３０の入光側に別途の入光側層が設けられていてもよい。このような変形の一例を、図４０乃至図４３を用いて以下に説明する。なお、図４０乃至図４３において、上述した実施の形態、並びに、第１および第２の実施の形態およびそれらの変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０２６８】
図４０に示す例において、透過型スクリーン２２０は、第１乃至第３の光学シート２２１，２５，２２９を有している。このうち第２光学シート２５および第３光学シート２２９は、上述した実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。一方、第１光学シート２２１は、第３光学シート２２９の支持層３９を光偏向層２２に置き換えたものである。したがって、第１光学シート２２１は、第１光拡散層２３０と、第２光拡散層２３５と、光偏向層２２と、を有している。つまり、第１光学シート２２１の第１光拡散層２３０は透過型スクリーン２２０の最入光側に配置されており、この第１光拡散層２３０の凹凸面２３２は透過型スクリーン２２０の最入光側面をなす。
【０２６９】
このような透過型スクリーン２２０によれば、第３光学シート２２９の第１光拡散層２３０で拡散される光を、第３光学シート２９の第２光拡散層２３５により、効率的に拡散させることができるだけでなく、第１光学シート２２１の第１光拡散層２３０で拡散される光を、第１光学シート２２１の第２光拡散層２３５により、効率的に拡散させることもできる。すなわち、例えば第１光学シート２２１の第２光拡散層２３５に光拡散剤２３７を大量に分散させる等して、第１光学シート２２１に含まれる個々の光拡散層２３０，２３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第１光学シート２２１全体としての光拡散機能を増強することもできる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０２７０】
加えて、光偏向層２２および視野角拡大層２６（第２光学シート２５）が適度の厚さを有するため、第１光学シート２２１で拡散された光を、第１光学シート２２１の出光側に配置された第３光学シート２２９により、効率的に拡散させることもできる。すなわち、第１光学シート２２１および第３光学シート２２９の光拡散機能を過度に増強することなく、透過型スクリーン２２０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、シンチレーション等の映像のギラツキをさらに抑制することができる。
【０２７１】
一方、図４１に示す例において、透過型スクリーン２２０は、第１光学シート２１および第２光学シート２２５を有している。このうち第１光学シート２１は上述した実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。一方、本変形例による第２光学シート２２５は、上述した実施の形態における第３光学シート２２９（図３３参照）の入光側に、接合層２４２を介して入光側層２４３を設けることによって構成された光学シートである。すなわち、本変形例において、第１光拡散層２３０は、光学シートの最入光側に配置されていない。ここで、入光側層２４３は、例えば上述した視野角拡大層２６と同様に構成され得る。ただし、これに限られず、入光側層２４３として種々の光学的機能を有した層を用いることができる。
【０２７２】
このような変形例においては、第１光拡散層２３０で拡散される光を、第１光拡散層２３０の出光側に配置された第２光拡散層２３５により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば第２光拡散層２３５に光拡散剤２３７を大量に分散させる等して、第２光学シート２２５に含まれる個々の光拡散層２３０，２３５の光拡散機能を過度に増強することなく、第２光学シート２２５全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０２７３】
なお、第１光拡散層２３０の入光側に配置された接合層２４２の材料として、アクリル系の接着剤等、公知の材料を用いることができる。そして、接合層２４２の屈折率と第１光拡散層２３０の第１基材２３１の屈折率とが異なれば、接合層２４２と第１光拡散層２３０との界面において、透過光が屈折されることになる。このとき、第１光拡散層２３０の凹凸面２３２をなす単位レンズ形状部２３３が凸レンズ２３３ａである場合には、接合層２４２の屈折率を第１基材２３１の屈折率よりも大きくすることが好ましい。この場合、図４２に示すように、第１光拡散層２３０と接合層２４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０２７４】
一方、第１光拡散層２３０の凹凸面２３２をなす単位レンズ形状部２３３が凹レンズ２３３ｂである場合には、接合層２４２の屈折率を第１基材２３１の屈折率よりも小さくすることが好ましい。この場合、図４３に示すように、第１光拡散層２３０と接合層２４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０２７５】
＜第４の実施の形態＞
次に、主に図４４乃至図５２を参照し、光学シートおよび透過型スクリーンの第４の実施の形態について説明する。なお、図２乃至図４３を用いて説明した上述の第１乃至第３実施の形態並びにそれらの変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【０２７６】
図４４に示すように、本実施の形態における透過型スクリーン３２０は、第１乃至第３の光学シート２１，２５，３２９を備えている。第１光学シート２１および第２光学シート２５は、上述した第１乃至第３の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、このような透過型スクリーン３２０は、図２および図３に示す背面投射型表示装置１０の構成部材として用いられ得る。
【０２７７】
次に、第３光学シート３２９について詳述する。
【０２７８】
図４４および図４５に示すように、本実施の形態における第３光学シート３２９は、最入光側に配置され、複数の単位レンズ形状部３３３を配列されてなる凹凸面３３２を入光側面に形成された基材３３１を有する光拡散層３３０と、光拡散層３３０の出光側に配置された支持層３９と、を備えている。このうち、支持層３９は、上述した第１乃至３の実施の形態の対応する構成要素と同一に構成することができる。また、光拡散層３３０の基材３３１中には、略球形状を有する光拡散剤３３７が分散されている。
【０２７９】
本実施の形態において、光拡散層３３０の凹凸面３３２は、第３光学シート３２９の入光側面をなす。単位レンズ形状部３３３は、第３光学シート３２９の入光側面における一方向（例えば、使用される状態における水平方向）および／または前記一方向に直交する他方向（例えば、使用される状態における垂直方向）に沿って、規則的または非規則的に配列され得る。
【０２８０】
このような凹凸面３３２は、種々の公知な方法により、例えば、金型を用いて基材上に凹凸を形成することにより、基材の表面にヘアーライン加工を施すことにより、基材にブラスト処理を行うことにより、基材にエンボス加工を施すことにより、微小粒子を含んだ樹脂を基材上にコーティングすることにより、微小三次元架橋粒子を含む透明樹脂を押出し、その後の透明樹脂の熱収縮にともなって微小三次元架橋粒子を樹脂の表面上に突出させることにより、製造することができる。これらの製造方法によれば、例えば、凸レンズとして形成された単位レンズ形状部、凹レンズとして形成された単位レンズ形状部、錐体形状を有する単位レンズ形状部、錐体状の溝を形成されてなる単位レンズ形状部等の種々の形状を有した単位レンズ形状部３３３を形成することができる。なお、ここで言う、凸レンズとは、光束を実質的にほぼ一点に集光させる機能を有するレンズを意味し、凹レンズとは、一点から出射されて入射する光束を実質的にほぼ平行光として出射させる機能を有するレンズを意味する。さらに、これらの製造方法によれば、単位レンズ形状部３３３を、例えば、ハニカム配列や正方配列等の種々の配列方法で配列することができる。
【０２８１】
図４５に示す例において、単位レンズ形状部３３３は凹レンズ３３３ｂとして形成されている。この凹レンズ３３３ｂは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する凹部を設けられた形状を有している。単位レンズ形状部３３３は、第３光学シート３２９の入光側面における一方向および他方向の両方に沿って規則的に配列されている。すなわち、図４５に示す例においては、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凹部が規則的に配列されることにより、第３光学シート３２９の入光側面をなす凹凸面３３２が形成されている。図４５に示すように、第３光学シート３２９へ入射する光束ＬＦは、基材３３１の凹凸面３３２により二次元的に拡散させられるようになる。
【０２８２】
ただし、このような第３光学シート３２９の凹凸面３３２の構成は一例に過ぎない。例えば、図４６に示すように、単位レンズ形状部３３３が凸レンズ３３３ａとして形成されてもよい。この凸レンズ３３３ａは、シート面に直交する断面において楕円の一部に相当する形状を有している。すなわち、回転楕円体の一部分に相当する輪郭を有した凸部が規則的に配列されることにより、第３光学シート３２９の入光側面をなす凹凸面３３２が形成されるようにしてもよい。このような凸レンズ３３３ａによれば、図４６に示すように、凹凸面３３２を通過する光束ＬＦは一旦集光し、その後、広い範囲に拡散されるようになる。
【０２８３】
なお、ここでいう「楕円」とは、「円」を含む概念である。
【０２８４】
光拡散層３３０の基材３３１に用いられる材料は、公知の材料、例えばアクリル、アクリル／スチレン共重合、スチレン、ポリカーボネイト、アクリロニトリル／スチレン共重合等の樹脂を用いることができる。一方、光拡散剤３３７としては、有機ビーズ、無機ビーズあるいは硝子ビーズ等の公知の光拡散剤を用いることができる。ただし、光拡散剤３３７の屈折率ncが基材３３１の屈折率naより大きい場合には、図４７に示すように、光拡散剤３３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられてその後に拡散させられるようになる。一方、光拡散剤３３７の屈折率ncが基材３３１の屈折率naより小さい場合には、図４８に示すように、光拡散剤３３７に入射する光束ＬＦは、一旦集光させられることなく、拡散させられるようになる。図１を参照して説明したように、入光側の一つの単位拡散要素を通過した光束がその後に通過する領域内に、当該入光側の一つの単位拡散要素よりも出光側に配置された一つの単位拡散要素が入り込むようになっていることが好ましい。この場合、出光側に配置された一つの単位拡散要素の光拡散機能を効果的に発揮することができるからである。したがって、本実施の形態における第２光拡散層３３５の出光側に、複数の微小な単位拡散層要素を含むさらなる光拡散層が設けられるような場合には、当該さらなる光拡散層の光拡散機能を効果的に発揮させるため、光拡散剤３３７の屈折率ｎｃが、基材３３６の屈折率ｎａよりも小さくなっていることが好ましい。
【０２８５】
また、光拡散層３３０中の個々の光拡散剤３３７の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの単位レンズ形状部３３３に入射した光束ＬＦがその後に通過する範囲内に、少なくとも一つの光拡散剤３３７が入り込んでいることが好ましい。このためには、一般的に、光拡散剤３３７の粒径Ｄは小さいことが好ましい。典型的には、光拡散剤３３７の平均粒径Ｄが、単位レンズ形状部３３３の配置ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部３３３のレンズ面の幅よりも小さくなっていることが好ましい。
【０２８６】
なお、光拡散剤３３７の平均粒径Ｄは、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっており、単位レンズ形状部３３３の配置ピッチＰおよび単位レンズ形状部３３３のレンズ面の幅は、通常、１μｍ以上５００μｍ以下の範囲内となっている。
【０２８７】
このような光拡散層３３０を含む第３光学シート３２９は、公知の製造方法、例えば押し出し成形法等により製造することができる。また、互いに隣接する光拡散層３３０の基材３３１と支持層３９の基材とを同一材料から形成するようにしてもよい。そしてこの場合、流動性を有する材料を所望の形状で硬化させることにより、光拡散層３３０および支持層３９をそれぞれ形成するキャスト法を用いることができる。
【０２８８】
キャスト法を用いる場合には、まず、流動性を有する材料中に、当該材料の比重とは異なる比重を有した光拡散剤３３７を混入し、その後、流動性材料中において光拡散剤３３７を沈降させる。これにより、流動性を有する材料中において光拡散剤３３７が片寄って配置された状態となる。すなわち、ここで、「流動性を有する材料」とは、材料内に混入された光拡散剤３３７の比重と材料の比重との相違に起因して、混入された光拡散剤３３７が材料内で移動し得る程度の流動性を有した材料、を意味する。
【０２８９】
その後、この状態で、基材３３１および支持層３９をなすようになる材料を硬化させることにより、光拡散剤３３７が片寄って配置されている部分から光拡散層３３０が形成され、その他の部分から支持層３９が形成され得る。このような方法で得られた光拡散層３３０と支持層３９においては、光拡散層３３０の基材３３１と支持層３９の基材とが同一材料から一体に形成され、光拡散層３３０（基材３３１）と支持層３９との間に界面（境界）が存在しない。
【０２９０】
また同様に、共押し出し成形により、光拡散層３３０の基材３３１と支持層３９の基材とが同一材料から一体に形成された第３光学シート３２９を容易かつ安価に形成することができる。
【０２９１】
次に、光拡散層３３０の凹凸面３３２が凸レンズ３３３ａから形成される場合における、光拡散層３３０を含む第３光学シート３２９の設計方法について詳述する。
【０２９２】
光拡散層３３０の凹凸面３３２が凸レンズ３３３ａから形成される場合、光拡散層３３０の入光側面（凹凸面３３２）に入射する光束ＬＦは一旦集光し、その後に拡散する。上述したように、光拡散層３３０中の個々の光拡散剤３３７の光拡散機能を効果的に発揮させるためには、一つの単位レンズ形状部３３３へ入射した光束ＬＦがその後に通過する領域Ｓ内に、少なくとも一つの光拡散剤３３７が入り込んでいることが好ましい。この場合、光拡散層３３０中の光拡散剤３３７の全表面が、凹凸面３３２にて拡散される光をさらに広い範囲に拡散させることに寄与することができるようになるからである。このためには、単位レンズ形状部３３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、集光する前に光拡散剤３３７を含むようにすればよい。
【０２９３】
したがって、本実施の形態においては、光拡散剤３３７の平均粒径Ｄが単位レンズ形状部の配列ピッチＰよりも大きくなっているとともに、光拡散剤３３７が凹凸面３３２に近接して配置されていることが好ましい。また、第２の実施の形態において図２７を参照して説明したように、光拡散剤３３７の少なくとも一部が、基材３３１の単位レンズ形状部３３３内に少なくとも部分的に入り込んでいることがさらに好ましい。具体的には、光拡散剤３３７の平均粒径Ｄを、単位レンズ形状部の配列ピッチＰ、より厳密には、単位レンズ形状部３３３のレンズ面の幅よりも大きく設定するとともに、光拡散層３３０（基材３３１）の厚みを制限することにより、光拡散剤３３７が凹凸面３３２の近傍に配置されるようにすることができる。
【０２９４】
このような光拡散層３３０を含む第３光学シート３２９の設計方法について、図４９および図５０を用いてより具体的に説明する。
【０２９５】
一つの単位レンズ形状部３３３へ、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部３３３から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、一つの光拡散剤３３７が入り込み得るようにするには、基材３３１中の最出光側に配置された光拡散剤３３７を基準にして、第３光学シート３２９を設計することが好ましい。単位レンズ形状部３３３に入射した光束ＬＦは、当該単位レンズ形状部３３３を出射した後、集光点に向けて次第に集束していく。したがって、単位レンズ形状部３３３から最も離間する基材３３１中の最出光側に配置された光拡散剤３３７が、一つの単位レンズ形状部３３３から出射した光束ＬＦの通過領域Ｓ内に、入り込むようになっていることが好ましい。
【０２９６】
このため、図４９に示すように、一つの単位レンズ形状部３３３へ、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向から、入射した光束ＬＦが当該単位レンズ形状部３３３から出射して集光する前に通過する領域Ｓ内に、基材３３１中の最出光側に配置された一つの光拡散剤３３７が入り込み得るようになっていることが好ましい。
【０２９７】
図４９に示すように、単位レンズ形状部３３３の平均配列ピッチをＰとし、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った単位レンズ形状部３３３の平均厚みをＴｌとし、この単位レンズ形状部３３３の焦点距離をＦとし、光拡散剤３３７の平均粒径をＤとし、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の最大厚みの平均をＴ２とする。ここで、基材３３１（光拡散層３３０）の最大厚みとは、基材３３１の出光側面から単位レンズ形状部３３３の最大突出部（頂部）までの長さのことである。
【０２９８】
一つの単位レンズ形状部３３３への入射光の通過領域Ｓに、光拡散層３３０中の最出光側に配置された光拡散剤３３７が含まれるとすると、三角形の相似関係から以下の式（９３）が成り立つ。
P：F＝D：（F−T2＋D／２＋Tl） ・・・式（９３）
【０２９９】
したがって、光拡散剤３３７への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層３３０中の最出光側に配置された光拡散剤３３７を含み得るようにするには、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の最大厚みの平均Ｔ２が以下の式（９４）を満たすようにすればよい。
T2≦（（P−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（９４）
【０３００】
なお、単位レンズ形状部３３３の焦点距離Ｆは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｓを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部３３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０３０１】
ところで、単位レンズ形状部３３３が隙間を空けて形成されている場合、図５０に示すように、単位レンズ形状部３３３の配列ピッチＰではなく、単位レンズ形状部３３３の平均最大幅Ｗに基づき、第３光学シート３２９を設計することができる。この場合、一つの単位レンズ形状部３３３への入射光束ＬＦの通過領域Ｓが、光拡散層３３０中の最出光側に配置された光拡散剤３３７を含み得るようにするには、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の最大厚みの平均Ｔ２が以下の式（９５）を満たすようにすればよい。
T2≦（（W−D）×F／P）＋Tl＋D／２ ・・・式（９５）
【０３０２】
ここで、単位レンズ形状部３３３の平均最大幅Ｗとは、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った断面における単位レンズ形状部３３３の最大幅の平均値のことである。なお、単位レンズ形状部３３３が、例えばレンチキュラーレンズのように、一方向に沿って延びる形状を有する場合には、単位レンズ形状部３３３の平均最大幅Ｗとは、当該一方向に直交するとともに、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った断面における、単位レンズ形状部３３３の幅の平均値のことを指す。
【０３０３】
また、式（９５）中のＦは、最大幅がＷである単位レンズ形状部３３３の焦点距離である。このような焦点距離Fは、例えば、第１の実施の形態において焦点距離Ｆｒを求めた方法と同様に、単位レンズ形状部３３３への入射光の光路をシミュレーションし、シミュレーション結果から焦点距離を実測することにより、求めることができる。
【０３０４】
以上のようにして、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の平均厚みＴ２の上限値を設定することができる。一方、第３光学シート３２９のシート面に直交する方向に沿った基材３３１（光拡散層３３０）の厚みＴ２は、当然に、光拡散剤３３０の平均粒径Ｄと単位レンズ形状部の厚さTｌとの和以上となっていなければならない。
【０３０５】
以上のような本実施の形態によれば、基材３３１の凹凸面３３２で拡散される光を、基材３３１中の光拡散剤３３７により、効率的に拡散させることができる。すなわち、例えば基材３３１に光拡散剤３３７を大量に分散させる等して光拡散剤３３７に基づく光拡散機能を過度に増強することなく、光拡散層３３０全体としての光拡散機能を増強することができる。これにより、過度のゲインの低下や過度のコントラストの低下等、不必要な映像の劣化を回避しながら、シンチレーション等の映像のギラツキを抑制することができる。
【０３０６】
なお、上述した第４の実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【０３０７】
例えば、上述した実施の形態において、基材３３１中に、一種類の光拡散剤３３７が分散されている例を示したが、これに限られない。基材３３１中に、上述した光拡散剤３３７とは異なる種類のさらなる光拡散剤、例えば、上述した光拡散剤３３７の平均粒径とは異なる平均粒径を有した光拡散剤や、上述した光拡散剤３３７の屈折率とは異なる屈折率を有した光拡散剤が、さらに分散されていてもよい。さらなる光拡散剤は、上述した光拡散剤と同様に構成されてもよいし、異なるように構成されてもよい。ただし、さらなる光拡散剤も、上述した構成、例えば上述した設計方法にしたがっていることが好ましい。また、上述した実施の形態においては、光拡散層３３０のみが光拡散剤３３７を含有している例を示したが、これに限られない。例えば、支持層３９が光拡散剤を含有するようにしてもよい。さらに、一つの光拡散剤３３７が一種類の材料からなっている必要はない。例えば、複数種類の材料から構成され、部分的に異なる屈折率を有する光拡散剤（例えば、特開平２−１２０７０２）を用いるようにしてもよい。
【０３０８】
また、上述した透過型スクリーン３２０は第１乃至第３の光学シート２１，２５，３２９を有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン３２０は１以上の任意の数の光学シートを有することができる。また、光拡散層３３０が最出光側の第３光学シート３２９のみに含まれる例を示したが、これに限られない。光拡散層３３０は最出光側に配置される光学シート以外の光学シートに含まれるようにしてもよいし、また、複数の光学シートに含まれるようにしてもよい。さらに、光拡散層３３０が光学シートの最入光側に配置されている例を示したが、これに限られず、光拡散層３３０の入光側に別途の入光側層３４３が設けられていてもよい。
【０３０９】
一例として、図５１および図５２には、第３光学シート３２９ａの光拡散層３３０の入光側に、接合層３４２を介して入光側層３４３を設けた変形例を示している。ここで、入光側層３４３は、例えば上述した視野角拡大層２６と同様に構成され得る。ただし、これに限られず、入光側層３４３として種々の光学的機能を有した層を用いることができる。
【０３１０】
また、光拡散層３３０の入光側に配置された接合層３４２の材料としては、アクリル系の接着剤等、公知の材料を用いることができる。そして、接合層３４２の屈折率と光拡散層３３０の基材３３１の屈折率とが異なれば、接合層３４２と光拡散層３３０との界面において、透過光が屈折されることになる。
【０３１１】
このとき、光拡散層３３０の凹凸面３３２をなす単位レンズ形状部３３３が凸レンズ３３３ａである場合には、接合層３４２の屈折率を基材３３１の屈折率よりも大きくすることが好ましい。この場合、図５１に示すように、光拡散層３３０と接合層３４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。
【０３１２】
一方、光拡散層３３０の凹凸面３３２をなす単位レンズ形状部３３３が凹レンズ３３３ｂである場合には、接合層３４２の屈折率を基材３３１の屈折率よりも小さくすることが好ましい。この場合、図５２に示すように、光拡散層３３０と接合層３４２との界面を通過する光は、集光することなく拡散させられる。なお、図５１および図５２において、上述した実施の形態、並びに、第１乃至第３の実施の形態およびそれらの変形例と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【０３１３】
【図１】図１は、入光側に配置された単位拡散要素と出光側に配置された単位拡散要素との関連について説明するための図である。
【図２】図２は、本発明による背面投射型映像表示装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図３】図３は、背面投射型表示装置における光学系の概略構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明による透過型スクリーンの第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明による透過型スクリーンおよび光学シートの第１の実施の形態を示す図である。
【図６】図６は、図５に示された光学シートの一例を示す図である。
【図７】図７は、図５に示された光学シートの他の例を示す図である。
【図８】図８は、図６に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図９】図９は、図６に示された光学シートの他の作用を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図５に示された光学シートのさらに他の例を示す図である。
【図１１】図１１は、光学シートの設計方法を説明するための図である。
【図１２】図１２は、光学シートの他の設計方法を説明するための図である。
【図１３】図１３は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図１４】図１４は、光拡散剤の各位置に入射する光の光路を示す図である。
【図１５】図１５は、光拡散剤への入射位置と、各入射位置に入射した光の焦点距離との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、基材の屈折率に対する光拡散剤の屈折率の比と、焦点距離Ｆｒの粒径Ｄに対する比と、の関係を示す図である。
【図１７】図１７は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図１８】図１８は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図１９】図１９は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図２０】図２０は、図５に示された透過型スクリーンおよび光学シートの変形例を示す図である。
【図２１】図２１は、図５に示された透過型スクリーンおよび光学シートの他の変形例を示す図である。
【図２２】図２２は、図２１に示された光学シートの一例を示す図である。
【図２３】図２２は、図２１に示された光学シートの他の例を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明による透過型スクリーンおよび光学シートの第２の実施の形態を示す図である。
【図２５】図２５は、図２４に示された光学シートの一例を示す図である。
【図２６】図２６は、図２５に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図２７】図２７は、図２５に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図２８】図２８は、光学シートの設計方法を説明するための図である。
【図２９】図２９は、光学シートの他の設計方法を説明するための図である。
【図３０】図３０は、光学シートのさらに他の設計方法を説明するための図である。
【図３１】図３１は、図２４に示された光学シートの変形例を示す図である。
【図３２】図３２は、図２４に示された光学シートの変形例を示す図である。
【図３３】図３３は、本発明による透過型スクリーンおよび光学シートの第３の実施の形態を示す図である。
【図３４】図３４は、図３３に示された光学シートの一例を示す図である。
【図３５】図３５は、図３３に示された光学シートの他の例を示す図である。
【図３６】図３６は、光学シートの設計方法を説明するための図である。
【図３７】図３７は、光学シートの他の設計方法を説明するための図である。
【図３８】図３８は、光学シートのさらに他の例の設計方法を説明するための図である。
【図３９】図３９は、光学シートのさらに他の例の設計方法を説明するための図である。
【図４０】図４０は、図３３に示す透過型スクリーンおよび光学シートの変形例を示す図である。
【図４１】図４１は、図３３に示す透過型スクリーンおよび光学シートの他の変形例を示す図である。
【図４２】図４２は、図４１に示す光学シートの一例を示す図である。
【図４３】図４３は、図４１に示す光学シートの他の例を示す図である。
【図４４】図４４は、本発明による透過型スクリーンおよび光学シートの第４の実施の形態を示す図である。
【図４５】図４５は、図４４に示された光学シートの一例を示す図である。
【図４６】図４６は、図４４に示された光学シートの他の例を示す図である。
【図４７】図４７は、図４５に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図４８】図４８は、図４５に示された光学シートの作用を説明するための図である。
【図４９】図４９は、光学シートの設計方法を説明するための図である。
【図５０】図５０は、光学シートの他の設計方法を説明するための図である。
【図５１】図５１は、図４４に示された光学シートの変形例を示す図である。
【図５２】図５２は、図４４に示された光学シートの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【０３１４】
１０ 背面投射型表示装置
２０ 透過型スクリーン
２５ａ 光学シート
２５ｂ 光学シート
２９ 光学シート
３０ 第１光拡散層
３１ 第１基材
３２ 凹凸面
３３ 単位レンズ形状部
３３ａ 凸レンズ
３３ｂ 凹レンズ
３５ 第２光拡散層
３６ 第２基材
３７ 光拡散剤
４２ 接合層
４３ 出光側層
１２０ 透過型スクリーン
１２９ 光学シート
１２９ａ 光学シート
１２９ｂ 光学シート
１３０ 光拡散層
１３１ 基材
１３２ 凹凸面
１３３ 単位レンズ形状部
１３３ａ 凸レンズ
１３３ｂ 凹レンズ
１３７ 光拡散剤
１４２ 接合層
１４３ 出光側層
２２０ 透過型スクリーン
２２１ 光学シート
２２５ 光学シート
２２９ 光学シート
２３０ 第１光拡散層
２３１ 第１基材
２３２ 凹凸面
２３３ 単位レンズ形状部
２３３ａ 凸レンズ
２３３ｂ 凹レンズ
２３５ 第２光拡散層
２３６ 第２基材
２３７ 光拡散剤
２４２ 接合層
２４３ 入光側層
３２０ 透過型スクリーン
３２９ 光学シート
３２９ａ 光学シート
３３０ 光拡散層
３３１ 基材
３３２ 凹凸面
３３３ 単位レンズ形状部
３３３ａ 凸レンズ
３３３ｂ 凹レンズ
３３７ 光拡散剤
３４２ 接合層
３４３ 入光側層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、
前記第１基材の入光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも大きいことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記第２基材中の最出光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（１）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（１）
【請求項４】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋２P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（２）
【請求項５】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（３）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋W）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３）
【請求項６】
前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（４）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋P）×F／D）−D／２ ・・・式（４）
【請求項７】
前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（５）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋２P）×F／D）−D／２ ・・・式（５）
【請求項８】
前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（６）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋W）×F／D）−D／２ ・・・式（６）
【請求項９】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記第２基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射した後であって集光する前に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項１０】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（７）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７）
【請求項１１】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（８）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（８）
【請求項１２】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（９）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（９）
【請求項１３】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１０）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１０）
【請求項１４】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１１）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１１）
【請求項１５】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１２）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（１２）
【請求項１６】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記第２基材の屈折率をnbとして、以下の式（１３）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の光学シート。
F＝D×tan（sin-1（nb／nc））／２ ・・・式（１３）
【請求項１７】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記第２基材の屈折率をnbとし、前記第２基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をxb（=nc/nb）として、以下の式（１４）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項３乃至８ならびに請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の光学シート。
F＝D×
（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））／２
・・・式（１４）
【請求項１８】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、
前記第１基材の入光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さいことを特徴とする光学シート。
【請求項１９】
前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１８に記載の光学シート。
【請求項２０】
前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１８または１９に記載の光学シート。
【請求項２１】
前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１３，１４，１５，１８または１９に記載の光学シート。
【請求項２２】
前記第１光拡散層は最出光側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれ一項に記載の光学シート。
【請求項２３】
前記第１光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、
前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項２０に記載の光学シート。
【請求項２４】
前記第１光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、
前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項２１に記載の光学シート。
【請求項２５】
前記第１基材と前記第２基材とは隣接して配置され、前記第１基材の屈折率と前記第２基材の屈折率とは異なることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項２６】
前記第１基材の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項２５に記載の光学シート。
【請求項２７】
前記第１基材と前記第２基材とは同一材料により一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項２８】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、
前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きいことを特徴とする光学シート。
【請求項２９】
前記光拡散剤の少なくとも一部は、前記基材の単位レンズ形状部内に少なくとも部分的に入り込んでいることを特徴とする請求項２８に記載の光学シート。
【請求項３０】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射した後であって集光する前に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようになっていることを特徴とする請求項２８または２９に記載の光学シート。
【請求項３１】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１５）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１５）
【請求項３２】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１６）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１６）
【請求項３３】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１７）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１７）
【請求項３４】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１８）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１８）
【請求項３５】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１９）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１９）
【請求項３６】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（２０）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（２０）
【請求項３７】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとして、以下の式（２１）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項３１乃至３６のいずれか一項に記載の光学シート。
F＝D×tan（sin-1（na／nc））／２ ・・・式（２１）
【請求項３８】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとし、前記基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をxa（=nc/na）として、以下の式（２２）によって得られた値を、前記粒径がDである第１光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項３１乃至３６のいずれか一項に記載の光学シート。
F＝D×
（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））／２
・・・式（２２）
【請求項３９】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、
前記光拡散剤の少なくとも一部は、前記基材の単位レンズ形状部内に少なくとも部分的に入り込んでいることを特徴とする光学シート。
【請求項４０】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも低いことを特徴とする光学シート。
【請求項４１】
前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項３９または４０に記載の光学シート。
【請求項４２】
前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むことを特徴とする請求項２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０または４１に記載の光学シート。
【請求項４３】
前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むことを特徴とする請求項２８，２９，３０，３４，３５，３６，３９，４０または４１に記載の光学シート。
【請求項４４】
前記光拡散層は最出光側に配置されていることを特徴とする請求項２８乃至４３のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項４５】
前記光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、
前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項４２に記載の光学シート。
【請求項４６】
前記光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、
前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項４３に記載の光学シート。
【請求項４７】
請求項１乃至４６のいずれか一項に記載の光学シートを備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項４８】
請求項２２または４４に記載の光学シートを備え、
前記光学シートは最出光側に配置されていることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項４９】
請求項４７または４８に記載の透過型スクリーンを備えたことを特徴とする背面投射型表示装置。
【請求項１】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、
前記第１基材の入光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも大きいことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記第２基材中の最出光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射して集光した後に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項３】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（１）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（１）
【請求項４】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋２P）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（２）
【請求項５】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（３）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋W）×F／D）＋Tl−D／２ ・・・式（３）
【請求項６】
前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（４）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋P）×F／D）−D／２ ・・・式（４）
【請求項７】
前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（５）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋２P）×F／D）−D／２ ・・・式（５）
【請求項８】
前記単位レンズ形状部は、出光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の出光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL1は、以下の式（６）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の光学シート。
L1≧（（D＋W）×F／D）−D／２ ・・・式（６）
【請求項９】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記第２基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射した後であって集光する前に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の光学シート。
【請求項１０】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（７）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（７）
【請求項１１】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（８）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（８）
【請求項１２】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（９）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（９）
【請求項１３】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１０）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１０）
【請求項１４】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１１）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１１）
【請求項１５】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、シート面に直交する方向に沿った前記第２基材の入光側面から前記第１基材の出光側面までの平均最大長さL2は、以下の式（１２）を満たすことを特徴とする請求項１または９に記載の光学シート。
L2≦（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（１２）
【請求項１６】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記第２基材の屈折率をnbとして、以下の式（１３）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の光学シート。
F＝D×tan（sin-1（nb／nc））／２ ・・・式（１３）
【請求項１７】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記第２基材の屈折率をnbとし、前記第２基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をxb（=nc/nb）として、以下の式（１４）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項３乃至８ならびに請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の光学シート。
F＝D×
（exp（７xb4）−６exp（７xb３）＋exp（８xb２）−７exp（７xb）＋２exp（７））／２
・・・式（１４）
【請求項１８】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む第１基材を有する第１光拡散層と、
前記第１基材の入光側に配置された第２基材と、前記第２基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する第２光拡散層と、を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さいことを特徴とする光学シート。
【請求項１９】
前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項１８に記載の光学シート。
【請求項２０】
前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１８または１９に記載の光学シート。
【請求項２１】
前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１３，１４，１５，１８または１９に記載の光学シート。
【請求項２２】
前記第１光拡散層は最出光側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれ一項に記載の光学シート。
【請求項２３】
前記第１光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、
前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項２０に記載の光学シート。
【請求項２４】
前記第１光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、
前記第１基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項２１に記載の光学シート。
【請求項２５】
前記第１基材と前記第２基材とは隣接して配置され、前記第１基材の屈折率と前記第２基材の屈折率とは異なることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項２６】
前記第１基材の屈折率は前記第２基材の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項２５に記載の光学シート。
【請求項２７】
前記第１基材と前記第２基材とは同一材料により一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項２８】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、
前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きいことを特徴とする光学シート。
【請求項２９】
前記光拡散剤の少なくとも一部は、前記基材の単位レンズ形状部内に少なくとも部分的に入り込んでいることを特徴とする請求項２８に記載の光学シート。
【請求項３０】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、粒径がDであり前記基材中の最入光側に配置された一つの光拡散剤へ、光学シートのシート面に直交する方向から、入射した光束が光拡散剤から出射した後であって集光する前に通過する領域内に、一つの単位レンズ形状部が入り込み得るようになっていることを特徴とする請求項２８または２９に記載の光学シート。
【請求項３１】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１５）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１５）
【請求項３２】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１６）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１６）
【請求項３３】
前記単位レンズ形状部は、入光側において最大幅を有するレンズ面を含み、
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、前記単位レンズ形状部の平均厚みをTlとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１７）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−W）×F／D）＋Tl＋D／２ ・・・式（１７）
【請求項３４】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１８）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１８）
【請求項３５】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチをPとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（１９）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−２P）×F／D）＋D／２ ・・・式（１９）
【請求項３６】
前記光拡散剤の平均粒径をDとし、シート面に直交する断面における単位レンズ形状部の平均最大幅をWとし、粒径がDである光拡散剤の焦点距離をFとすると、前記基材の平均最大厚みT1は、以下の式（２０）を満たすことを特徴とする請求項２８乃至３０のいずれか一項に記載の光学シート。
T1≦（（D−W）×F／D）＋D／２ ・・・式（２０）
【請求項３７】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとして、以下の式（２１）によって得られた値を、前記粒径がDである光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項３１乃至３６のいずれか一項に記載の光学シート。
F＝D×tan（sin-1（na／nc））／２ ・・・式（２１）
【請求項３８】
前記光拡散剤の屈折率をncとし、前記基材の屈折率をnaとし、前記基材の屈折率に対する前記光拡散剤の屈折率の比をxa（=nc/na）として、以下の式（２２）によって得られた値を、前記粒径がDである第１光拡散剤の焦点距離Fの値とすることを特徴とする請求項３１乃至３６のいずれか一項に記載の光学シート。
F＝D×
（exp（７xa4）−６exp（７xa３）＋exp（８xa２）−７exp（７xa）＋２exp（７））／２
・・・式（２２）
【請求項３９】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも大きく、
前記光拡散剤の少なくとも一部は、前記基材の単位レンズ形状部内に少なくとも部分的に入り込んでいることを特徴とする光学シート。
【請求項４０】
透過型スクリーン用の光学シートにおいて、
複数の単位レンズ形状部を配列されてなる凹凸面を出光側に含む基材と、前記基材内に分散された複数の光拡散剤と、を有する光拡散層を備え、
前記光拡散剤の屈折率は前記基材の屈折率よりも低いことを特徴とする光学シート。
【請求項４１】
前記光拡散剤の平均粒径は、前記単位レンズ形状部の平均配列ピッチよりも大きいことを特徴とする請求項３９または４０に記載の光学シート。
【請求項４２】
前記単位レンズ形状部は凸レンズを含むことを特徴とする請求項２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０または４１に記載の光学シート。
【請求項４３】
前記単位レンズ形状部は凹レンズを含むことを特徴とする請求項２８，２９，３０，３４，３５，３６，３９，４０または４１に記載の光学シート。
【請求項４４】
前記光拡散層は最出光側に配置されていることを特徴とする請求項２８乃至４３のいずれか一項に記載の光学シート。
【請求項４５】
前記光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、
前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項４２に記載の光学シート。
【請求項４６】
前記光拡散層の出光側に接合層を介して配置された出光側層をさらに備え、
前記基材の屈折率は、前記接合層の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項４３に記載の光学シート。
【請求項４７】
請求項１乃至４６のいずれか一項に記載の光学シートを備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項４８】
請求項２２または４４に記載の光学シートを備え、
前記光学シートは最出光側に配置されていることを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項４９】
請求項４７または４８に記載の透過型スクリーンを備えたことを特徴とする背面投射型表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【公開番号】特開２００８−３２８３３（Ｐ２００８−３２８３３Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０３５５０（Ｐ２００６−２０３５５０）
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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