CN101809498A - 屏幕 - Google Patents
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Abstract
本发明提供屏幕。本发明的屏幕(100)包括:具有正面(112)和设置有立方角反射器阵列的背面(114)的回归反射层(110);由折射率比回归反射层(110)低的材料形成的低折射率层(120);和将从回归反射层(110)的正面(112)向回归反射层(110)入射并从背面(114)向低折射率层(120)出射的光的至少一部分吸收的光吸收层(130)。在某实施方式中,光吸收层(130)的至少一部分隔着低折射率层(120)与回归反射层(110)的立方角反射器阵列相对。
Description
技术领域
本发明涉及与投影仪同时使用的屏幕。
背景技术
投影系统使用尺寸较小的投影仪(放映机)在屏幕上显示大画面的图像。因此,投影系统被广泛应用于在电影院、家庭影院的电影视听、会议等的演示中。
投影仪在亮显示时射出高强度的投射光,在暗显示时射出低强度的投射光。在与背投型相比能够简便地使用于狭窄空间的正投型投影系统中,一般使用将入射光扩散反射的屏幕。由于屏幕将来自投影仪的投射光扩散反射,较多的观察者能够观察图像。不过,因为进行扩散反射的屏幕对投射光以外的周围光也扩散反射,所以当屏幕周围较明亮时,屏幕与投影仪的显示无关地显得明亮。像这样的屏幕只能够在暗环境下使用,在亮环境下不能够显示可视认的图像。
因此,研究和开发将入射光回归反射的屏幕。该屏幕将来自投影仪的投射光的大部分向投影仪的附近反射,并将周围光向其入射方向反射而不反射向观察者方向。因此,当将投影仪配置在观察者附近时,屏幕将来自投影仪的投射光高效地向观察者方向反射,在亮显示时明亮。另外,因为该屏幕将周围光向观察者以外的方向反射,所以与一般的扩散屏幕相比,在暗显示时较暗。像这样,利用将入射光回归反射的屏幕,能够实现对比度的提高。
图28表示在专利文献1中公开的屏幕600的示意性的截面图。屏幕600是圆珠型(beads type)的屏幕。
屏幕600具备基材602、由基材602支承的粘接层604、由粘接层604保持的圆珠610、和配置在比圆珠610更靠观察者侧的光吸收材料630。如图29所示,圆珠610的上半部分作为透镜发挥功能,在圆珠610的下半部分的面上会聚于焦点,圆珠610将入射光回归反射。另外,光吸收材料630在比圆珠610更靠观察者侧处吸收周围光,由此,抑制图像的不清楚和对比度的降低。
图30表示在专利文献2中公开的屏幕700的示意图。屏幕700也是圆珠型的屏幕。
屏幕700具备基板702、圆珠710、胆甾相液晶层715、第一遮光层730、和第二遮光层735。胆甾相液晶层715具有圆偏振光选择性,选择性地反射规定方向的圆偏振光。与该屏幕700同时使用的投影仪,将规定方向的圆偏振光作为投射光射出。因此,投射光在胆甾相液晶层715被反射,周围光的一部分通过胆甾相液晶层715。通过胆甾相液晶层715的周围光在第一遮光层730被吸收。另外,在屏幕700入射的极角较大的周围光,由于在其前进方向上的第二遮光层735的厚度,其在第二遮光层735被吸收。另外,在本说明书中,极角表示相对于与屏幕垂直的投影仪的光轴方向的角度。像这样,屏幕700吸收周围光而抑制其向观察者方向反射,并选择性地只使来自投影仪的投射光反射,使对比度提高。
另外,作为将入射光回归反射的屏幕,可知有与图28~图30所表示的圆珠型的屏幕不同的立方角反射器型的屏幕(例如,参照专利文献3)。
在专利文献3,公开有立方角反射器型的屏幕。在专利文献3中,立方角反射器由金属构成的相互正交的三个平面规定。
图31表示立方角反射器型的屏幕的示意图。立方体型立方角反射器,由沿着相互正交的三个平面(yz平面、xz平面和xy平面)的正方形状的面规定。此处,将沿着yz平面、xz平面和xy平面的立方角反射器的面分别称为第一面、第二面和第三面,令入射光的前进方向为矢量(a,b,c)。入射光在第一面被反射,其前进方向的矢量成为(-a,b,c),前往第二面。该光在第二面被反射,其前进方向的矢量成为(-a,-b,c),前往第三面。该光进一步在第三面被反射,其前进方向的矢量成为(-a,-b,-c)。像这样,入射光在立方角反射器的正交的三个面被反射,结果成为回归反射。另外,理想的形状的立方角反射器阵列,原理上能够将极角为0的入射光全部回归反射。不过,在实际上,将间距较小(例如100μm以下)的立方角反射器阵列制作为理想的形状较为困难。在以下的说明中,将进行回归反射的面称为回归反射面。
专利文献1:日本特开平8-152684号公报
专利文献2:日本特开2003-287818号公报
专利文献3:日本特开平5-150368号公报
发明内容
专利文献1的屏幕,因为具备设置得比回归反射面更靠观察者侧的光吸收材料,所以即使入射光的极角全部为0,开口率也会因光吸收材料而降低。另外,因为投射光包含极角不为0的成分,而光吸收材料将该成分的一部分吸收,所以屏幕的明亮度不够。
另外,专利文献1和专利文献2的屏幕,由于在进行回归反射的圆珠中的像差的产生,所以不能够使回归反射率足够高。另外,因为圆珠是球形的,所以不能够将面内完全由圆珠填满,不能够实现足够高的回归反射率。
另外,一般的立方角反射器型的屏幕虽然表示出比圆珠型的屏幕高的回归反射率,但即使使用这样的屏幕,若亮显示时投影仪的投射光的强度不强,则不能够得到足够高的对比度,用途受到限定。
本发明鉴于上述问题完成,其目的在于,提供适用于高对比度的显示的屏幕。
本发明的屏幕,包括:具有正面和背面,且上述背面设置有立方角反射器阵列的回归反射层;由折射率比上述回归反射层低的材料形成,且与上述回归反射层的立方角反射器阵列的至少一部分相接的低折射率层;和将从上述回归反射层的上述正面向上述回归反射层入射并从上述背面向上述低折射率层射出的光的至少一部分吸收的光吸收层。
在某实施方式中,上述光吸收层的至少一部分,隔着上述低折射率层与上述回归反射层的上述立方角反射器阵列相对。
在某实施方式中,上述低折射率层是空气层。
在某实施方式中,还具备光散射部件,其对从上述回归反射层的上述正面向上述回归反射层入射的光中,在上述回归反射层的上述背面与上述低折射率层的界面被回归反射的光进行散射。
在某实施方式中,上述光散射部件包含光散射层。
在某实施方式中,上述光散射层具有不足50%的雾度值。
在某实施方式中,上述光散射部件包含分散在上述回归反射层内的散射颗粒。
在某实施方式中,上述屏幕还具备固定部件,其将上述回归反射层和上述光吸收层按照隔着上述低折射率层相对的方式固定。
本发明的投影系统,具备上述屏幕和具有向上述屏幕射出光的出射孔的投影仪。
在某实施方式中,在使用时,从上述屏幕的至少一部分区域来看,上述投影仪配置在与观察上述屏幕的观察者大致相同的方向。
在某实施方式中,将上述观察者的眼睛和上述投影仪连接的线段在上述屏幕上投影的长度不足12cm。
在某实施方式中,在使用时,上述投影仪的上述出射孔配置在观察者的眼睛附近。
在某实施方式中,在使用时,上述投影仪和上述屏幕的至少一方由上述观察者支承。
在某实施方式中,在使用时,上述屏幕由上述观察者的手支承。
在某实施方式中,在使用时,上述投影仪和上述屏幕的至少一方配置在上述观察者的周围。
根据本发明,能够提供适用于高对比度的显示的屏幕。
附图说明
图1是本发明的屏幕的实施方式的示意图。
图2是表示本实施方式的屏幕的示意图,(a)是立体图,(b)是平面图,(c)是沿着A-A′线的截面图,(d)是沿着B-B′的截面图。
图3是比较例2的屏幕的示意图。
图4是测定屏幕的光学特性的测定装置的示意图。
图5是表示比较例2的屏幕的光路的示意图。
图6是表示本实施方式的屏幕的光路的示意图。
图7是用于说明投射光和周围光的由屏幕引起的回归反射成分和非回归反射成分的示意图。
图8是比较例3的屏幕的示意图。
图9是测定屏幕的光学特性的测定装置的示意图。
图10是用于说明本实施方式的屏幕和比较例3的屏幕的光学特性的图表。
图11是用于说明本实施方式的屏幕和比较例3的屏幕的光学特性的图表。
图12是表示比较例3的屏幕的光路的示意图。
图13是表示本实施方式的屏幕的变形例的示意图,(a)是立体图,(b)是平面图。
图14是本发明的投影系统的实施方式的示意图。
图15是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图。
图16(a)和(b)是分别用于说明本实施方式的投影系统中的投影仪的配置的示意图。
图17(a)和(b)是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图。
图18是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图。
图19是表示图18所示的投影系统的使用状态的示意图。
图20(a)是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图,(b)是该投影系统中的屏幕的示意图。
图21是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图。
图22(a)是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图,(b)是表示该投影系统中的屏幕的画面的示意图。
图23(a)和(b)是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图。
图24是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图。
图25是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图。
图26是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意图。
图27(a)是表示本实施方式的投影系统的变形例的示意性的正面图,(b)是其示意性的侧面图。
图28是专利文献1所公开的屏幕的示意图。
图29是用于说明圆珠引起的光的回归反射的示意图。
图30是专利文献2所公开的屏幕的示意图。
图31是用于说明立方角反射器引起的光的回归反射的示意图。
符号说明
100 屏幕
102 基底基材
110 回归反射层
120 低折射率层
130 光吸收层
140 光散射层
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。另外,本发明并不限定于下述的实施方式。
(实施方式1)
首先,说明本发明的屏幕的实施方式。
图1表示本实施方式的屏幕100的示意图。屏幕100具备回归反射层110、低折射率层120和光吸收层130。屏幕100还具备支承回归反射层110的基底基材102、光散射部件140和固定部件145。屏幕100的尺寸,例如是A4尺寸。
另外,向屏幕100投影图像的投影仪(图1中未图示),是从屏幕100的正面(观察者侧)投射光的正面投射型的投影仪。从投影仪射出的光,在投影仪的光轴方向及其附近前进。从屏幕100看来,投影仪配置在与观察者大致相同的方向。例如,投影仪配置于观察者。
回归反射层110包括:平坦的正面112、和设置有具有多个立方角反射器的立方角反射器阵列的背面114。回归反射层110由透明的材料形成。回归反射层110例如由丙烯酸树脂形成,其折射率例如为约1.53。另外,回归反射层110的厚度为约30μm。
低折射率层120配置于回归反射层110和光吸收层130之间,低折射率层120由折射率比回归反射层110低的材料形成。低折射率层120例如是折射率1.0的空气层。
光吸收层130由反射率较低的材料形成,将从回归反射层110的正面112向回归反射层110入射并从背面114向低折射率层120射出的光的至少一部分吸收。光吸收层130例如是反射率2%的黑纸。
另外,回归反射层110的背面114与光吸收层130隔开规定的距离配置。例如,从光吸收层130的表面到回归反射层110的立方角反射器阵列的底部的距离为100μm以下。像这样,此处,回归反射层110的背面114的整体与低折射率层120相接,回归反射层110的整体与光吸收层130不相接,但回归反射层110的背面114的一部分,例如立方角反射器的顶点及其附近也可以与光吸收层130接触。
基底基材102由透明的材料形成。基底基材102例如由聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate:PET)素材形成。
此处,光散射部件140层状地设置。在以下的说明中,也将其称为光散射层140。光散射层140例如是雾度值为7%的日本油脂制的防眩光防反射(Anti-glare/Anti-reflection:AGAR)膜ReaLook5301-05。
固定部件145将光散射层140、基底基材102和光吸收层130一起固定。另外,固定部件145由遮光性的材料形成,抑制周围光通过固定部件145向回归反射层110的里面入射。固定部件145例如是胶带(tape)。另外,光散射层140、基底基材102和回归反射层110均为透明,在以下的说明中有将这些构成要素统称为透明部件160的情况。
如图1所示,在屏幕100,从观察者侧向着背面侧,依次配置有光散射层140、基底基材102、回归反射层110、低折射率层120、光吸收层130。从投影仪(图1中未图示)射出的光,透过光散射层140、基底基材102,从正面112向回归反射层110入射。入射进回归反射层110的光,从正面112向着背面114前进,碰上设置有立方角反射器阵列的背面114与低折射率层120的界面。该光的大部分在立方角反射器阵列被回归反射。此处,将进行回归反射的回归反射层110的背面114和低折射率层120的界面称为回归反射面。低折射率层120的折射率比回归反射层110低,特别是,相对回归反射面以比临界角更大的入射角度入射的光发生全反射。另外,回归反射层110与低折射率层120间的折射率差越大,临界角越大,向回归反射面入射的光中全反射的成分越增加。在这样的回归反射面上被回归反射的光,接着依次通过回归反射层110、基底基材102和光散射层140,从屏幕100射出。
此处,参照图2说明设置在回归反射层110的背面114的立方角反射器阵列。另外,此处,将回归反射层110的背面114向着纸面的上侧进行表示。
如图2(a)所示,各立方角反射器具有对应于立方体的一角的形状,具有相互正交的三个正方形的面。像这样的立方角反射器也称为立方体型立方角反射器。如图2(b)所示,立方角反射器阵列的平面图为正六边形形状。各正六边形中的中心部分为底点(凹部),各正六边形中的三个角为顶点(凸部)。
图2(c)表示连接立方角反射器阵列的相邻的两个顶点的截面图A-A′。相邻的两个顶点间的距离是24μm,将该相邻的两个顶点间的距离定义为立方角反射器的间距。另外,在该截面图中,相对于连接相邻的两个顶点的线段的深度(凹部相对于凸部平面的距离)为14.7μm。
图2(d)表示连接立方角反射器阵列的相邻的顶点和底点的截面图B-B′。该截面图中的相邻的两个顶点间的距离是41.6μm,底点相对于连接该两个顶点的线段的深度(凹部相对于凸部平面的距离)为19.6μm。另外,立方角反射器阵列按照原理上将极角为0的入射光全部回归反射的方式设置。
本实施方式的屏幕100,例如如以下所述地制作。
首先,准备具有立方角反射器阵列的形状的模具。该模具例如在日本特开2004-086164号公报中公开的那样,通过对GaAs基板进行蚀刻处理而制作。另外,在本说明书中,援引日本特开2004-086164号公报的公开内容以作参考。
准备基底基材102。基底基材102例如由PET素材形成,在基底基材102的一个主面,使用三菱丽阳公司制MCR-PL-5实施易粘接处理。接着,在基底基板102的已实施易粘接处理的主面上形成感光性材料。感光性材料例如是三菱丽阳公司制紫外线固化型丙烯酸材料MP107。然后,在将模具压在感光性材料上的状态下照射紫外线进行固化,从而形成丙烯酸树脂的回归反射层110。
接着,将与基底基板102一体形成的回归反射层110从模具抽出。另外,因为在基底基材102预先已进行易粘接处理,所以与基底基材102一体地设置的回归反射层110的抽出较为容易。像这样,模具的立方角反射器阵列的形状,被转印到与基底基材102一体地设置的回归反射层110。另外,此处以2P(PhotoPolymer:光敏聚合物)法形成回归反射层110,但并不限定于此。也可以通过铸型法、热压法、射出成型法形成回归反射层110。不过,2P法适用于较薄的基底基板102和回归反射层110的形成。
接着,在基底基材102的正面贴上光散射层140。光散射层140例如是日本油脂制防眩光防反射(Anti-glare/Anti-reflection:AGAR)膜ReaLook5301-05。
按照与设置在回归反射层110的背面114的立方角反射器阵列的至少一部分相对的方式,配置光吸收层130,以固定部件145固定光吸收层130。
以下,与比较例1和比较例2的屏幕进行比较,说明本实施方式的屏幕100的光学特性。首先,说明比较例1的屏幕和比较例2的屏幕。
比较例1的屏幕,是将入射光扩散反射的扩散屏幕,是市售的喷墨印刷用的纸。
图3表示比较例2的屏幕200的示意图。屏幕200包括:基底基材202、具有设置有立方角反射器阵列的正面212的回归反射层210、沿着回归反射层210的立方角反射器阵列设置的金属层215、具有平坦的正面236的平坦化层235、和设置在平坦化层235的正面236上的光散射层240。屏幕200在进行金属反射这一点与屏幕100不同。另外,光散射层240和平坦化层235均为透明,在以下的说明中有将这些构成要素统称为透明部件260的情况。
屏幕200如以下所述地制作。
首先,准备具有立方角反射器阵列的形状的模具。另外,该模具与在实施方式1的屏幕100的制作中使用的模具相同。
准备基底基材202。在基底基材202的一个主面,使用三菱丽阳公司制MCR-PL-5实施易粘接处理。接着,在基底基板202的已实施易粘接处理的主面上形成感光性材料。感光性材料例如是三菱丽阳公司制紫外线固化型丙烯酸材料MP107。然后,在将模具压在感光性材料上的状态下照射紫外线进行固化,从而形成丙烯酸树脂的回归反射层210。
接着,将与基底基板202一体形成的回归反射层210从模具抽出。另外,因为在基底基材202预先已进行易粘接处理,所以与基底基材202一体地设置的回归反射层210的抽出较为容易。在回归反射层210的正面212形成立方角反射器阵列。
然后,按照覆盖金属屋215的立方角反射器阵列的方式形成平坦化层235。平坦化层235具有平坦的正面236。
接着,在平坦化层235的正面236上形成光散射层240。光散射层240例如是日本油脂制防眩光防反射(Anti-glare/Anti-reflection:AGAR)膜ReaLook5301-05,AGAR膜贴在平坦化层235的正面236。
图4是测定本实施方式的屏幕和比较例1、2的屏幕的光学特性的测定装置400的示意图。测定装置400包括:室内灯410、小型台式荧光灯420和亮度计430。作为测定对象的本实施方式的屏幕和比较例1、2的屏幕,配置在明亮度能够调整的室内灯410之下。小型台式荧光灯420配置在从屏幕离开40cm的位置,亮度计430配置在小型台式荧光灯420附近。连接小型台式荧光灯420和屏幕的线段与连接亮度计430和屏幕的线段所成的角度为约10度。此处,小型台式荧光灯420作为投影仪的替代品使用,使用亮度计430测定屏幕的明亮度。
表1表示在周围照度不同的环境下进行亮显示的暗显示时的测定结果。另外,此处,通过调整室内灯410而变更亮环境(3360lx)和暗环境(88lx),另外,通过将小型台式荧光灯420点亮和熄灭,作为亮显示和暗显示。
[表1]
在表1中,CR表示亮显示时的亮度与暗显示时的亮度的比即对比度。另外,此处省略表示亮度的单位cd/m2。
本实施方式的屏幕100的对比度比比较例1的屏幕高。首先讨论其理由。另外,此处为方便起见,将来自代替投影仪使用的荧光灯420的光称为投射光,并将来自室内灯410的光称为周围光。
当在同一环境下切换亮显示和暗显示时,比较例1的屏幕的亮度的变化量为约200,而相对的,实施方式1的屏幕100的亮度的变化量为约2000。这是因为:比较例1的屏幕将来自荧光灯420的投射光扩散反射,所以投射光中向亮度计430的方向反射的成分较少,而相对的,本实施方式的屏幕100将投射光回归反射,所以投射光中向亮度计430的方向反射的成分较多。
另外,当在同一显示下切换亮环境和暗环境时,比较例1的屏幕的亮度的变化量为约400,而相对的,实施方式1的屏幕100的亮度的变化量为约60。这是因为:比较例1的屏幕将来自室内灯410的周围光也扩散反射,所以周围光中到达亮度计430的成分比较多,而相对的,本实施方式的屏幕100将周围光也回归反射,所以周围光中到达亮度计430的成分比较少。
像这样,通过使用屏幕100,投射光中到达观察者的成分变多,周围光中到达观察者的成分变少。因此,屏幕100的对比度比比较例1的屏幕高。
另外,本实施方式的屏幕100的对比度比比较例2的屏幕200高。以下讨论其理由。
当在同一环境下切换亮显示和暗显示时,比较例2的屏幕200的亮度的变化量为约1100,实施方式1的屏幕100的亮度的变化量为约2000。因为比较例2的屏幕200将投射光沿着立方角反射器阵列回归反射,所以比较例2的屏幕200的亮度的变化量与实施方式1的屏幕一样较大。
不过,若比较两者,则实施方式1的屏幕100的亮度的变化量比比较例2的屏幕200大。实施方式1的屏幕100,原理上将极角较小的光100%全反射,而相对的,比较例2的屏幕200将该光金属反射,金属的一次的反射率比100%稍小(例如为95%)。这样,虽然每一次的反射率的差较小,但因为在回归反射中进行三次反射,所以与实施方式1的屏幕100的回归反射率大致为100%相比,若金属的一次的反射率为例如95%,则屏幕200的回归反射率为约86%。于是,比较例2的屏幕200,在亮显示时不会像实施方式1的屏幕100那么明亮。
另外,当在同一显示下切换亮环境和暗环境时,比较例2的屏幕200的亮度的变化量为约180左右,而相对的,实施方式1的屏幕100的亮度的变化量为约60。比较例2的屏幕200,特别是在亮环境下的暗显示时较明亮,结果为在亮环境下的对比度较低。
以下,参照图5和图6,说明实施方式1的屏幕100和比较例2的屏幕200的不同。首先,说明立方角反射器的光学特性。如上参照图31所述,立方角反射器在原理上将极角为0的入射光100%回归反射,但当立方角反射器将极角不为0的入射光例如在立方角反射器的顶点附近反射时,反射光可能会朝向未设置有立方角反射器的面的方向。这时,入射进立方角反射器的光不在三面被反射,其结果为不进行回归反射。像这样,将即使向回归反射面入射也不回归反射的成分称为非回归反射成分。另外,实际上不能够制作理想的形状的立方角反射器阵列,实际的立方角反射器阵列的形状越偏离理想的形状,非回归反射成分越增加。非回归反射成分越多,屏幕在亮显示时看来越暗,而在暗显示时看来越亮。
此处,考虑向屏幕入射的入射光中对屏幕倾斜入射的成分。另外,周围光包含较多像这样的倾斜入射成分,投射光也包含倾斜入射成分。
如图5所示,倾斜入射成分,当向比较例2的屏幕200的透明部件260入射时发生折射而在透明部件260内前进。在图5中,光L2表示向透明部件260倾斜地入射的倾斜入射成分,光La表示光L2发生折射而在透明部件260内前进的光。因为透明部件260的折射率比空气大,所以折射角(光La的极角)比入射角(光L2的极角)小。当光La相对回归反射面以锐角入射时,若光La的极角较小,则光La向金属层215的回归反射面入射的入射角较大。光La向回归反射面入射的入射角越大,光La中在回归反射面回归反射的成分(以下也称“回归反射成分”)越多。而相反的,光La的极角越大,光La向回归反射面入射的入射角越小,非回归反射成分越多。在图5中,光Ln表示非回归反射成分。
光Ln以比在向回归反射面入射时更大的极角在透明部件260内前进。若光Ln的极角比透明部件260与空气的界面的临界角大,则光Ln在透明部件260与空气的界面处全反射。之后,光Ln在别的立方角反射器被反射,最终向观察者的方向射出。
如上所述,因为投射光和周围光均包含有成为非回归反射成分的倾斜入射成分,所以严格说来,由于该非回归反射成分,投射光中到达观察者的成分减少,并且周围光中到达观察者的成分增加。不过,实际上周围光包含倾斜入射成分的大部分,在比较例2的屏幕200,周围光的非回归反射成分到达观察者,屏幕200在暗显示时变得较亮。因此,在表1中,亮环境下的暗显示时的屏幕200的亮度比较高。
与其相对的,如图6所示,在本实施方式的屏幕100,倾斜入射成分在入射进透明部件160时发生折射而在透明部件160内前进。在图6中,光L1表示向透明部件160倾斜地入射的倾斜入射成分,光La表示光L1发生折射而在透明部件160内前进的光。如上参照图5所述,光La的极角比光L1小。光La在透明部件160内向着回归反射面前进。
另外,与参照图5所述相同地,当光La相对回归反射面以锐角入射时,若光La的极角较小,则光La向回归反射面入射的入射角较大。光La向回归反射面入射的入射角越大,回归反射成分越多。而相反的,光La的极角越大,光La向回归反射面入射的入射角越小,非回归反射成分越多。
另外,在屏幕100,如上参照图1所述,在回归反射层110与低折射率层120的界面,进行光的回归反射,因此,若图6所示的光La相对回归反射面以比临界角大的入射角入射,则被全反射。另外,若光La向回归反射面入射的入射角比临界角小,则光La的一部分被反射,光La的一部分通过回归反射面。因此,在屏幕200成为非回归反射成分的光La的大部分在屏幕100通过回归反射面。在图6中,光Lm表示通过回归反射面的光。在屏幕100,按照与回归反射层110的背面114相对的方式,设置有光吸收层130,因此,光Lm在光吸收层130被吸收。如上所述,在本实施方式的屏幕100,周围光的一部分的非回归反射成分不被反射地被吸收,因此,屏幕100在暗显示时变暗。因此,在表1中,亮环境下的暗显示时的屏幕100的亮度比较低。
如上所述,比较例2的屏幕200的金属层215,不仅将回归反射成分回归反射,还将非回归反射成分向正面侧反射。因此,周围光中到达观察者的成分增加,屏幕200在亮环境下的暗显示时变得较亮,不能够实现较高的对比度。而相对的,在本实施方式的屏幕100,折射率不同的回归反射层110与低折射率层120的界面,将回归反射成分回归反射,并使原本主要是周围光的非回归反射成分的至少一部分通过。之后,通过上述界面的光在光吸收层130被吸收。因此,能够抑制周围光中到达观察者的成分,屏幕100在亮环境下的暗显示时变得较暗,能够实现较高的对比度。
另外,上述现象虽然未说明屏幕100和屏幕200的光学特性的所有不同,但可认为是很大的主要原因之一。另外,金属层215的反射率根据下面的膜而有较大的不同。
此处,参照图7说明本实施方式、比较例1和比较例2的屏幕上投射光和周围光的回归反射成分和非回归反射成分。在图7中,PI表示从投影仪朝向屏幕的投射光整体,PR表示PI中的回归反射成分,PN表示PI中的非回归反射成分。另外,AI表示朝向屏幕的周围光,AR表示AI中的回归反射成分,AN表示AI中的非回归反射成分。
此处,为防止过度复杂,令周围光中的非回归反射成分AN,在暗显示时到达观察者。另外,令周围光中的非回归反射成分AN、投射光中的回归反射成分PR、以及如上参照图5所述的投射光的非回归反射成分PN的一部分,在亮显示时到达观察者。
这时,屏幕的对比度(CR)表示为:
CR=(PR+AN+P′N)/AN。
此处,P′N是投射光的非回归反射成分PN中到达观察者的成分。该成分在投射光越亮时越多,另外,与非回归反射成分AN相同地,成为图像的噪声。投射光的非回归反射成分PN越多,与周围光的非回归反射成分AN相同地到达观察者的非显示光成分越增加。
此处,若对比较例1的屏幕进行讨论,则因为比较例1的屏幕将入射光扩散反射,所以回归反射成分PR、AR比较少,非回归反射成分PN、AN比较多。因此,比较例1的屏幕的对比度较低。
另外,因为比较例2的屏幕200将入射光回归反射,所以回归反射成分PR、AR比较多,非回归反射成分PN、AN比较少。于是,比较例2的屏幕200表示出比比较例1的屏幕高的对比度。
与其相对的,本实施方式的屏幕100,由于具备光吸收层130,与比较例2的屏幕200相比,非回归反射成分PN和AN降低。因此,屏幕100表示出比比较例2的屏幕200高的对比度。
此处,与比较例3的屏幕相比较,说明本实施方式的屏幕100的光学特性。首先,说明比较例3的屏幕。
图8表示比较例3的屏幕300的示意性的截面图。比较例3的屏幕300,在代替光吸收层具备光扩散层330这一点上与本实施方式的屏幕不同。光扩散层330例如是白纸,其反射率与完全扩散板比约为80%。另外,此处,屏幕300与屏幕100相同地具备雾度值7%的AGAR膜作为光散射层340。另外,光散射层340、基底基材302和回归反射层310均为透明,在以下的说明中有将这些构成要素统称为透明部件360的情况。
以下,将本实施方式的屏幕100和比较例3的屏幕300的光学特性进行比较。
图9是测定屏幕100和屏幕300的光学特性的测定装置450的示意图。测定装置450具备环形荧光灯460和亮度计470,环形荧光灯460和亮度计470配置于在正面方向从屏幕离开39cm的位置。环形荧光灯460是外径8cm内径6.8cm的环状的荧光灯,代替投影仪使用。荧光灯460为环状,连接亮度计470和屏幕的线与连接环形荧光灯460和屏幕的线所成的角度大致为10度。另外,屏幕的周围比较明亮,周围照度为2000lx左右。
图10是表示本实施方式的屏幕100和比较例3的屏幕300的光学特性的图表。图10的图表的左轴,表示使屏幕的偏斜角度(あおり角度)变化为0度、10度、20度、40度,在环形荧光灯点亮时和非点亮时用亮度计测定的结果的对比度。此处所说的偏斜角度,是屏幕相对于与投影仪的光轴方向垂直的平面的角度,该投影仪的光轴方向与观察者的视线方向大致相同。偏斜角度越大,观察者的屏幕的观察角度越倾斜。另外,该对比度是用环形荧光灯非点亮时的亮度除环形荧光灯点亮时的亮度而得的。另外,图10的图表的右轴,表示屏幕100的对比度比屏幕300的对比度的值。该值意味着由使用光吸收层130而不使用光扩散层330引起的对比度的改善率。
从图10能够理解,在偏斜角度从0度到20度的范围内,屏幕100的对比度比屏幕300高。例如,当偏斜角度为20度时,能够得到2.5倍左右的改善率。像这样,由于屏幕100具备光吸收层130,能够实现较高的对比度。
此处,参照图6和图12,说明本实施方式的屏幕100和比较例3的屏幕300的不同。
如图12所示,在比较例3的屏幕300,与如上参照图6所述的屏幕100相同地,倾斜入射成分的一部分通过透明部件360。另外,在图12中,光L3表示倾斜入射成分,光La表示折射光,光Lo表示通过透明部件360的光。
光Lo在光扩散层330被扩散反射,再入射进透明部件360,从透明部件360向正面侧射出。因此,非回归反射成分到达观察者,屏幕300在暗显示时不会变暗。
另外,在比较例3的屏幕300,偏斜角度越大,投射光的回归反射成分相对于周围光的非回归反射成分的比例越减小,其结果为,对比度大为降低。
与其相对的,如上参照图6所述,在本实施方式的屏幕100,非回归反射成分的一部分如光Lm所示地通过回归反射面,但因为按照与回归反射层110的背面114相对的方式设置有光吸收层130,所以光Lm在光吸收层130被吸收。因此,抑制非回归反射成分到达观察者,屏幕100在暗显示时变暗。另外,即使偏斜角度变大,因为投射光的回归反射成分相对于周围光的非回归反射成分的比例的减小比较平缓,所以对比度的降低也比较小。
如上所述,在比较例3的屏幕300,当非回归反射成分通过透明部件360时,在光扩散层330被扩散反射,非回归反射成分最终返回正面侧,其一部分到达观察者。特别是,若在暗显示时周围光的非回归反射成分到达观察者,则屏幕300看来较明亮,结果不能实现足够高的对比度。与其相对的,在本实施方式的屏幕100,当非回归反射成分通过透明部件160时,在光吸收层130被吸收,抑制非回归反射成分到达观察者。特别是,能够抑制在暗显示时周围光的非回归反射成分到达观察者,能够实现较高的对比度。
此处,再次参照图7,说明本实施方式的屏幕100和比较例3的屏幕300的投射光和周围光的回归反射成分和非回归反射成分。
比较例3的屏幕300,将通过回归反射层310与空气层320的界面的光在光扩散层330扩散反射,因此,非回归反射成分PN和AN比较多。与其相对的,本实施方式的屏幕100,由于具备光吸收层130,非回归反射成分PN和AN相对比较例3的屏幕300降低。像这样,屏幕100由于非回归反射成分AN的降低,能够实现比比较例3的屏幕300高的对比度。
另外,偏斜角度越大,投射光PI越倾斜地向屏幕入射,因此,非回归反射成分PN增大,回归反射成分PR减少。因此,偏斜角度越大,屏幕100、300的对比度越降低,但在比较例3的屏幕300,投射光的回归反射成分相对于周围光的非回归反射成分的比例大大减小,其结果为,对比度大为降低。
此处,讨论改善率。改善率表示为:
改善率=((PRa+ANa+P′Na)/ANa)/((PRb+ANb+P′Nb)/ANb)。
此处,PRa表示本实施方式的屏幕100的投射光的回归反射成分,ANa表示屏幕100的周围光的非回归反射成分,P′Na表示屏幕100的投射光的非回归反射成分中到达观察者的成分。相同地,PRb表示比较例3的屏幕300的投射光的回归反射成分,ANb表示屏幕300的周围光的非回归反射成分,P′Nb表示屏幕300的投射光的非回归反射成分中到达观察者的成分。
在偏斜角度为0度时,因为投影仪的光轴方向与屏幕垂直,所以投射光的回归反射成分PRa、PRb较多,投射光的非回归反射成分P′Na、P′Nb较少。另外,周围光的非回归反射成分ANa、ANb不会太多,理论上投射光的回归反射PRa和PRb相同。于是改善率比较接近1。
若偏斜角度为从10度到20度左右,则投射光向屏幕倾斜地入射,因此与投射光垂直于屏幕入射时相比,投射光的回归反射成分PRa和PRb减少,投射光的非回归反射成分P′Na和P′Nb增大。因此,非回归反射成分ANa、P′Na与ANb、P′Nb的差的影响变大,偏斜角度越大改善率越提高。
另外,当偏斜角度超过20度时,光相对回归反射面以小于临界角的角度入射,因此,不发生全反射地通过回归反射面而向背面前进的光的量急剧增加。因此,回归反射成分PRa、PRb减少,非回归反射成分ANa、ANb的影响变大。于是,当偏斜角度过大时改善率降低至大约为1。
另外,图10的图表表示使用雾度值为7%的AGAR膜作为光散射层的结果,但本发明并不限定于此。光散射层的散射的程度也可以更大。
图11的图表表示使用雾度值为42%的光散射层作为光散射层140、340的结果。另外,在图11的图表中,为参考而结合图10所示的结果一起表示。
由于光散射层140、340的雾度值增加,对比度降低,但屏幕100的对比度在偏斜角度为从0度到20度的范围内比屏幕300高。另外,尽管使用不同的雾度值的光散射层,但对比度的改善率与偏斜角度的关系仍表示出大致相同的倾向,当偏斜角度为20度时,能够得到2.5倍左右的改善率。
另外,如图10和图11所示,若使用图9所示的测定装置450,屏幕100和300的屏幕正面方向的对比度的改善率为1.3左右,非常足够。不过,在目测的主观评价中,若对比度的绝对值较大(例如对比度为200以上),则观察者的感觉饱和,观察者可能感觉不到改善率的提高。
另外,在目测的主观评价中,若观察者在相当于偏斜角度10度到20度左右倾斜的方位观察屏幕,则能够确认显著的对比度的差异。另外,当观察者在倾斜至相当于偏斜角度40度左右的方位观察时,屏幕100和屏幕300的对比度均变低,观察者不能够观察到良好的图像。
如上所述,当观察者从相对屏幕正面的极角为0度到20度附近的屏幕正面附近观察屏幕100时,由于具备光吸收层130,能够使暗显示时的亮度减小,其结果为,即使在亮环境下也能够进行对比度较高的显示。
另外,当屏幕100显示包含字的图像时,若立方角反射器的间距相对字的尺寸过大,则字可能看起来不够清晰。为显示清晰的字,优选立方角反射器的间距为40μm以下。例如,当向A4尺寸的屏幕投射分辨率SVGA(800×600)的图像时,像素的尺寸为约125μm×375μm。立方角反射器的间距需要比此更小。当立方角反射器的间距是像素尺寸的1/3左右时,立方角反射器的间距为40μm。
另外,光吸收层130优选反射率为20%以下,更优选反射率为10%以下。光吸收层130例如也可以是用市售的喷墨印刷用纸将一面印刷为黑色的纸。
另外,在上述说明中,低折射率层120是空气层,但本发明并不限定于此。
另外,在上述说明中,回归反射层110的背面114的立方角反射器,从上看时具有正六边形形状,但本发明并不限定于此。各立方角反射器也可以具有正三角形形状。图13(a)是表示具有正三角形状的立方角反射器的立方角反射器阵列的形状的立体图,图13(b)表示其平面图。
另外,如上所述,当使用2P法形成回归反射层110时,优选基底基材102比回归反射层110厚。在使丙烯酸材料固化时虽然可能会收缩,但由于基底基材102较厚,能够抑制丙烯酸材料的收缩。
另外,设置在回归反射层110的背面114的立方角反射器阵列,也不必一定要是理想的形状,可以是从理想的形状偏离一部分的形状。或者,例如在日本特开平5-150368号公报和日本特开2002-250896号公报所述,立方角反射器阵列也可以有意图地偏离理想的形状。另外,在本说明书中,援引日本特开平5-150368号公报和日本特开2002-250896号公报的公开内容以作参考。
另外,若使用雾度值为50%的散射膜作为光散射层140,则对比度大为降低。这是因为,即使在回归反射面进行回归反射,若光散射层140的散射过强,则屏幕100的回归反射性降低。像这样,优选光散射层140的雾度值不过大,例如优选不足50%。
另外,也可以使用高分子分散型液晶层(Polymer Dispersed LiquidCrystal:PDLC)作为光散射层140。
另外,在上述说明中,对将层状的光散射层作为光散射部件140的例示进行了说明,但本发明并不限定于此。光散射部件140也可以是颗粒形状,分散在回归反射层110内。
另外,在上述说明中,屏幕100具备光散射部件140,但本发明并不限定于此。屏幕100也可以不具备光散射部件140。不过,若不具备光散射部件140,并且立方角反射器以一定的间距形成,则可能会看到由干涉引起的彩虹模样。因此,优选具备光散射层140。
(实施方式2)
以下,说明本发明的投影系统的实施方式。
图14表示本实施方式的投影系统500的示意图。投影系统500具备上述屏幕100和向屏幕100投影图像的投影仪550。投影仪550是从屏幕100的正面(观察者侧)投射光的正面投射型的投影仪。
另外,此处假定投影系统500是人数较少时(例如一人)用的系统。投影仪550是可移动的投影仪,投影仪550的输出设定的较低,使得即使来自投影仪550的光误入射进观察者及其周围的人的眼睛中也不会产生问题。投影仪550的输出为例如10lm左右。当前,10lm左右的低输出的小型投影仪,已小型化至除去电池后为长度5cm、宽度3cm、厚度1cm的程度。像这样小的投影仪的配置的自由度比较大。
在投影仪的输出较低时,若屏幕100的尺寸过大,则不能够实现足够的明亮度。另外,当周围较明亮时,若屏幕100的尺寸较大,则屏幕会因周围光而较明亮,因此不能够显示对比度较高的图像。于是,例如在亮环境下使用低输出的投影仪时,为实现某种程度的明亮度,优选屏幕100的大小为A4尺寸(电视机的14英寸左右)以下。另外,若屏幕100的尺寸为这种程度,则屏幕100不只作为固定式,也可作为手持式使用。像这样,屏幕100也可以由观察者把持。
另外,在图14中,投影仪550内置于头戴式耳机(headon)的耳垫。头戴式耳机构成为:当观察者佩戴头戴式耳机时,投影仪550的出射孔位于观察者的头(或眼睛)的旁侧。如上所述,因为屏幕100将光回归反射,所以投影仪550的出射孔离观察者的眼睛的位置越近越优选。
另外,本实施方式的投影系统500并不限定于上述方式。也可以如图15所示,投影仪550搭载在附有麦克风的头戴式耳机(头戴送受话器(head set))结构的麦克风部分,经由光纤与头戴式耳机的耳垫连接。光源安装在耳垫中,从光源射出的光经由光纤到达投影仪550,向屏幕100射出。此处,考虑对观察者的头部的负荷,将电池等较有重量感的部件与头戴式耳机分别包装。该电池例如可以是颈带型,也可以使用长电线装入包等中。另外,投影仪550按照从投影仪550的出射孔到观察者的左右眼的距离大致相同的方式配置。
另外,如图14所示,当从投影仪550到观察者的右眼和左眼的距离不同时,观察者以各眼睛观察到明亮度不同的图像,因此若长时间观察,观察者会感觉到不谐调感,可能会容易积累疲劳。因此,如图15所示,当投影仪550配置在观察者的面孔前(例如嘴巴之前)时,从投影仪550到观察者的两眼的距离大致相等,所以观察者的不谐调感较小。
此处,参照图16(a)和图16(b)讨论投影仪的配置。如图16(a)所示,当将投影仪550配置在观察者的头的右侧时,对于一般的成人,从投影仪550的出射孔到观察者的右眼的距离为约6cm,而相对的,到观察者的左眼的距离为约12cm。若从投影仪550到眼睛的距离比12cm大,则在该眼睛处识别的图像较暗,因此在图14所示的结构中,优选上述距离为12cm以下。
另外,对于一般的成人,从眼睛到下巴附近的距离为约12cm,所以在如图16(b)所示地将投影仪的出射孔配置在观察者的嘴巴之前时,从观察者的眼睛到投影仪的出射孔的距离为12cm以下。因此,在图15所示的结构中,能够观察明亮的图像。
此处,说明在不同的地点和周围照度下由投影系统500显示的图像的主观评价的结果。在该投影系统500,使用上述屏幕100,并使用三菱电机制投影仪LVP-PK20作为投影仪550,该投影仪假定移动使用而按照投影仪的射出光束为10lm的方式粘贴有滤光片。投影仪LVP-PK20的尺寸是宽度12cm,深度10cm,厚度5cm。
另外,在5月的晴朗的日子的14时,在日本国内(奈良县天理市:北纬34度东经135度)的屋内窗边,将如图16所示在观察者的眼睛的附近配置投影仪LVP-PK20而进行的主观评价的结果表示在表2。
[表2]
屋内窗边(晴朗)
周围照度 | 图像的视认状况 |
~5000lx | 能够视认漂亮的图像 |
周围照度 | 图像的视认状况 |
5000~10000lx | 能够视认图像 |
10000~25000lx | 勉强能够视认图像 |
25000~40000lx | 不能视认 |
35000lx(太阳在头顶的配置) | 不能视认 |
另外,表3表示屋外的主观评价的结果。
[表3]
屋外
周围照度 | 图像的视认状况 |
12000lx | 勉强能够视认图像 |
80000lx | 不能视认 |
另外,表4表示汽车内的主观评价的结果。此处,汽车向着东面,直射的阳光从驾驶席的侧窗入射。
[表4]
周围照度 | 位置 | 图像的视认状况 |
22000lx | 汽车导航仪之前 | 勉强能够视认图像 |
2200lx | 遮阳板的背面 | 能够视认漂亮的图像 |
根据表2~表4可理解,若周围照度为5000lx以下,能够视认漂亮的图像。于是,在周围照度小于5000lx的一般的室内能够视认到漂亮的图像。另外,即使在室外,只要不在直射的阳光下,也至少能够视认到图像。
另外,现有的投影仪,一般认为只能在暗环境下使用,但通过使用本实施方式的屏幕并将投影仪配置在离观察者的眼睛较近的地方,也能够在亮环境下使用,能够扩大投影仪的可使用范围。
如上所述,通过使用屏幕100,即使投影仪550为10lm左右的低输出,即使在亮环境下,也能够观察明亮的、对比度高的、漂亮的图像。
另外,在上述说明中,投影仪是搭载在观察者佩戴的头戴式耳机中还是由观察者的手直接把持,本发明对此不限定。投影仪也可以通过其它的状态由观察者支承。
例如,如图17(a)所示,投影仪550也可以安装在绳上,而观察者在使用时将绳挂在脖子上。由于观察者将绳挂在脖子上,投影仪550位于观察者的颈部。投影仪550的出射孔向着下方向,投射光在观察者向下垂下视线的方向射出。由于观察者将屏幕100配置在腰前,来自投影仪550的光向屏幕100射出。若例如观察者与屏幕100的距离是20cm,投影仪550与屏幕100的距离为12cm,则连接观察者和屏幕100的线与连接投影仪550和屏幕100的线所成的角度的最合适范围为30度以内。
另外,这种情况下,观察者的眼睛与投影仪间的直接的距离为12cm以上,但如图17(b)所示,连接观察者的眼睛和投影仪550的线段在屏幕100上投影的长度(即连接观察者的眼睛和屏幕100的线段与投影仪550的距离)比12cm短,例如上述距离是7~8cm。于是,连接观察者的眼睛和投影仪550的线段在屏幕100上投影的长度变短,图像的明亮度的降低得到抑制。另外,这种情况下,因为来自投影仪550的光基本向下射出,所以能够抑制光误进入他人的眼睛。
另外,投影仪550也可以装在蛤壳型(折叠型)的便携式电话的内部。或者,投影仪550自身也可以具有与蛤壳型(折叠型)的便携式电话相同的结构。
图18表示内置投影仪550的折叠型的便携式电话的示意图。当将投影仪550内置在折叠型的便携式电话时,通过将投影仪550的出射孔设置在便携式电话的打开的部分的前端,则连接观察者的眼睛和投影仪550的线段在屏幕100上投影的长度为4~5cm左右。另外,这种情况下,如图19所示,即使使屏幕相对水平面的角度变大,上述长度也只是7~8cm左右。于是,观察者向下的角度可以较小,由此能够抑制观察者的疲劳。
另外,当投影仪内置在折叠型的便携式电话,以如图18所示地打开的状态射出光时,连接观察者的眼睛和投影仪550的线段在屏幕100上投影的长度变得更短。由于上述长度变短,如图19所示,即使使屏幕稍微立起也能够维持明亮的显示,能够提高屏幕的配置的自由度。
另外,如图20(a)所示,也可以将屏幕100与筒一体地设置。另外,在该筒内,内置有驱动便携式电话的电池,电力通过与筒连接的电源供给电线而向便携式电话传递。另外,在该筒的表面,设置有操作投影仪550的显示画面的遥控按钮,观察者的操作内容经由上述电线与投影仪550通信。另外,用于投影仪550的显示数据保存在便携式电话中。另外,如图20(b)所示,在非使用时,屏幕100可以收纳为卷轴状,这时屏幕100的携带变得容易。
或者,如图21所示,投影仪550也可以安装在与所谓的口琴支架(harmonica holder)相同形状的支架上。观察者通过将该支架挂在脖子上,投影仪550位于观察者的嘴巴之前。投影仪550是长度∶宽度∶高度的比为3∶1∶1的长方体形状。另外,在卷绕屏幕100的筒上设置有便携式电话固定部。该便携式电话具有控制功能、文字输入功能、和存储功能。此处,筒经由电线与投影仪通信,电力和投影仪的操作经由电线进行。
另外,在上述说明中,在卷绕屏幕的筒上设置有操作部,但本发明并不限定于此。
如图22(a)所示,内置有投影仪550的便携式电话也可以具有受光器560。投影仪550按照除了通常的图像之外还显示操作按钮的方式向屏幕100投影。如图22(b)所示,该操作按钮是显示在屏幕100上的假想的按钮,通过观察者按住该按钮,从屏幕100回归反射而到达受光器560的光被遮住。受光器560将其检测出,从而投影仪550进行与操作按钮对应的操作。像这样,可以与假想的按钮相应地进行操作。
另外,如图23所示,投影仪550可以与加速度传感器一体地制作。投影仪550安装在绳上,观察者将绳佩戴在头上,从而投影仪550位于观察者的额头之前。这种情况下,如图23(a)所示,随着观察者的头向前方摆动,显示画面向上方滚动,相反的,如图23(b)所示,随着观察者的头向后方摆动,显示画面向下方滚动。由此,观察者能够不用手操作地变更投影系统500的显示画面。
另外,在上述说明中,观察者支承投影仪550,但本发明并不限定于此。另外,在上述说明中,观察者把持屏幕100,但本发明并不限定于此。另外,在上述说明中,观察者支承屏幕100和投影仪550两者,但本发明并不限定于此。屏幕100和投影仪550的至少一方也可以固定在观察者的周围。
例如,如图24所示,投影系统500也可以搭载在乘用车中。在图24中,投影仪550按照乘用车的驾驶者能够观察的方式安装在驾驶者或助手席的头靠(头枕(headrest))上,屏幕100粘贴在安装于乘车空间的顶部的遮阳板的背面。这种情况下,投影系统500可以显示所谓的汽车导航信息。像这样,投影系统500能够在汽车内使用。另外,投影仪550也可以配置在顶部。另外,如上参照表4所述,屏幕100在车内也能够视认。
或者,如图25所示,按照乘坐在驾驶席、助手席之外的乘用车的后部座席或飞机、新干线等的座席上的观察者能够观察的方式,投影仪550设置在观察者的头靠上,并且屏幕100配置在前一座席的背面侧。另外,因为屏幕100将从投影仪550射出的光回归反射,所以,例如在周围环境较暗的飞机内观看电影时,能够抑制光漏向邻人。
或者也可以,如图26所示,与笔记本型个人计算机(所谓笔记本式个人电脑)的显示画面相同地观察屏幕100,并且,投影仪550配置在平面(例如桌子的主面)上,按照其出射孔位于观察者的旁边的方式配置。像这样,通过将屏幕100配置在前一座席的背面或桌台的背面,观察者能够不把持屏幕100地观看图像。
或者,如图27所示,投影系统500也可以搭载于复印机或复合机。在图27中,屏幕100配置在复印机的排纸托盘的上表面,投影仪550按照与屏幕100相对的方式设置。一般地,复印机能够制作将原物放大或缩小的复印物,但若不实际上将复印物印刷,则不能够得到复印画像。不过,投影仪550根据数据将把原物放大或缩小的画像向屏幕100投影,能够不实际上印刷地得到复印画像。
另外,在上述说明中,投影系统是人数较少时使用的系统,屏幕的尺寸较小,投影仪的输出较低,但本发明并不限定于此。投影系统也可以是多人用的系统,屏幕的尺寸也可以较大,投影仪的输出也可以较高。
另外,本说明书援引作为本申请的基础申请的专利申请2007-247948号的公开内容以作参考。
产业上的可利用性
通过使用本发明的屏幕,能够实现对比度高的显示。另外,在亮环境下即使使用低输出的投影仪也能够进行容易视认的显示。
Claims (15)
1.一种屏幕,其特征在于,包括:
具有正面和背面,且所述背面设置有立方角反射器阵列的回归反射层;
由折射率比所述回归反射层的折射率低的材料形成,且与所述回归反射层的立方角反射器阵列的至少一部分相接的低折射率层;和
将从所述回归反射层的所述正面向所述回归反射层入射并从所述背面向所述低折射率层射出的光的至少一部分吸收的光吸收层。
2.如权利要求1所述的屏幕,其特征在于:
所述光吸收层的至少一部分,隔着所述低折射率层与所述回归反射层的所述立方角反射器阵列相对。
3.如权利要求1或2所述的屏幕,其特征在于:
所述低折射率层是空气层。
4.如权利要求1至3中任一项所述的屏幕,其特征在于:
还具备光散射部件,其对从所述回归反射层的所述正面向所述回归反射层入射的光中,在所述回归反射层的所述背面与所述低折射率层的界面被回归反射的光进行散射。
5.如权利要求4所述的屏幕,其特征在于:
所述光散射部件包含光散射层。
6.如权利要求5所述的屏幕,其特征在于:
所述光散射层具有不足50%的雾度值。
7.如权利要求4所述的屏幕,其特征在于:
所述光散射部件包含分散在所述回归反射层内的散射颗粒。
8.如权利要求1至7中任一项所述的屏幕,其特征在于:
还具备固定部件,其将所述回归反射层和所述光吸收层按照隔着所述低折射率层相对的方式固定。
9.一种投影系统,其特征在于,包括:
如权利要求1至8中任一项所述的屏幕;和
具有向所述屏幕射出光的出射孔的投影仪。
10.如权利要求9所述的投影系统,其特征在于:
在使用时,从所述屏幕的至少一部分区域来看,所述投影仪配置在与观察所述屏幕的观察者大致相同的方向。
11.如权利要求10所述的投影系统,其特征在于:
将所述观察者的眼睛和所述投影仪连接的线段在所述屏幕上投影的长度不足12cm。
12.如权利要求11所述的投影系统,其特征在于:
在使用时,所述投影仪的所述出射孔配置在观察者的眼睛附近。
13.如权利要求10至12中任一项所述的投影系统,其特征在于:
在使用时,所述投影仪和所述屏幕的至少一方由所述观察者支承。
14.如权利要求13所述的投影系统,其特征在于:
在使用时,所述屏幕由所述观察者的手支承。
15.如权利要求10至12中任一项所述的投影系统,其特征在于:
在使用时,所述投影仪和所述屏幕的至少一方配置在所述观察者的周围。
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---|---|---|---|
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103927950A (zh) * | 2013-01-11 | 2014-07-16 | 群创光电股份有限公司 | 具有雾度元件的显示装置 |
CN104737038A (zh) * | 2012-08-27 | 2015-06-24 | 艾利丹尼森公司 | 具有低折射率背衬的后向反射器 |
CN107710052A (zh) * | 2015-06-12 | 2018-02-16 | 日本电石工业株式会社 | 图像显示装置 |
CN108181781A (zh) * | 2013-09-18 | 2018-06-19 | 泉州市泉港凯威信息技术咨询有限公司 | 一种透射式的投影显示方法 |
CN108822325A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-16 | 张家港宝视特影视器材有限公司 | 一种投影幕布及其制备方法 |
CN108845478A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-20 | 张家港宝视特影视器材有限公司 | 投影幕布及其制备方法 |
WO2019024368A1 (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | 全反射屏幕和投影系统 |
CN109388013A (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 投影屏幕和投影系统 |
CN110412667A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-11-05 | 深圳市隆利科技股份有限公司 | 多层结构光学薄膜 |
CN110727144A (zh) * | 2019-07-17 | 2020-01-24 | 深圳市隆利科技股份有限公司 | 指纹识别模组及电子设备 |
CN111290128A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光学系统及显示装置、智能眼镜 |
WO2021022566A1 (zh) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 安全芯片、安全芯片的制备方法和电子设备 |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8682030B2 (en) | 2010-09-24 | 2014-03-25 | Microsoft Corporation | Interactive display |
JP5679803B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2015-03-04 | 京セラ株式会社 | 携帯電子機器 |
JP2015028502A (ja) * | 2011-11-25 | 2015-02-12 | シャープ株式会社 | スクリーンおよびプロジェクションシステム |
US8964292B1 (en) | 2012-06-25 | 2015-02-24 | Rawles Llc | Passive anisotropic projection screen |
US9726967B1 (en) * | 2012-08-31 | 2017-08-08 | Amazon Technologies, Inc. | Display media and extensions to display media |
TW201423527A (zh) * | 2012-12-13 | 2014-06-16 | Subtron Technology Co Ltd | 光學觸控結構 |
TWI499836B (zh) * | 2013-01-11 | 2015-09-11 | Innolux Corp | 具有霧度元件的顯示裝置 |
EP2887123A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-24 | Thomson Licensing | Optical see-through glass type display device and corresponding optical element |
US9320201B2 (en) * | 2013-12-20 | 2016-04-26 | Elwha Llc | Reflective articles and methods for increasing photosynthesis |
JP2015152718A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | 矢崎総業株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
FR3020149B1 (fr) * | 2014-04-16 | 2017-09-15 | Commissariat Energie Atomique | Systeme d'affichage d'une image sur un pare-brise |
JP2016025368A (ja) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | シャープ株式会社 | ヘッドホンユニット及びヘッドホン装置 |
KR102251840B1 (ko) * | 2014-08-14 | 2021-05-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | 저반사 패널을 포함하는 유기발광 표시장치 |
CN104991413A (zh) * | 2015-07-22 | 2015-10-21 | 明基材料有限公司 | 投影系统 |
FR3040502B1 (fr) | 2015-08-28 | 2018-02-16 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Ecran muni de microstructures retroreflechissantes |
JP6341163B2 (ja) * | 2015-08-31 | 2018-06-13 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
JP6578908B2 (ja) * | 2015-11-27 | 2019-09-25 | Agc株式会社 | 透明スクリーン |
WO2017156448A1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | Mirraviz, Inc. | Customized reflection profiles for retro-reflective display system optimization |
JP2017181588A (ja) * | 2016-03-28 | 2017-10-05 | 大日本印刷株式会社 | 投影装置、遮蔽物、投影方法及び投影用プログラム |
JP6949135B6 (ja) * | 2017-03-24 | 2021-11-24 | サフラン パッセンジャー イノベーションズ, エルエルシー | 固定された画面を備える旋回内部表示ユニット |
CN111133754B (zh) * | 2017-04-23 | 2023-01-20 | 深圳光子晶体科技有限公司 | 具有相位调制层和相位补偿层的光学器件 |
JP6780751B2 (ja) * | 2019-08-23 | 2020-11-04 | Agc株式会社 | 透明スクリーン |
DE102020107859B3 (de) | 2020-03-23 | 2021-07-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Anzeigesystem eines fahrzeugs zur anzeige eines virtuellen bildes und verfahren zur anzeige des virtuellen bildes für das fahrzeug |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1147742C (zh) * | 1995-11-02 | 2004-04-28 | 美国3M公司 | 具有背衬的立方角逆向反射片及其制造方法 |
US5903392A (en) * | 1997-05-19 | 1999-05-11 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Reflecting screen |
JPH1138509A (ja) * | 1997-05-19 | 1999-02-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 反射型スクリーン |
US6543899B2 (en) * | 2000-12-05 | 2003-04-08 | Eastman Kodak Company | Auto-stereoscopic viewing system using mounted projection |
US6806850B2 (en) * | 2001-02-23 | 2004-10-19 | Shane Chen | Portable electronic device having projection screen |
KR100421002B1 (ko) * | 2001-03-07 | 2004-03-03 | 삼성전자주식회사 | 전면 투사형 스크린 |
US6861134B1 (en) * | 2001-04-02 | 2005-03-01 | Omnova Solutions Inc. | Retroreflective articles of nanoporous construction and method for the manufacture thereof |
JP2003029343A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-29 | Olympus Optical Co Ltd | 秘匿性画像表示装置 |
US6623130B2 (en) * | 2001-12-17 | 2003-09-23 | Thomas W. Bramhill | Optical, image producing device |
JP2004086164A (ja) * | 2002-06-27 | 2004-03-18 | Sharp Corp | コーナーキューブアレイおよびその作製方法 |
JP2005055822A (ja) * | 2003-08-07 | 2005-03-03 | Seiko Epson Corp | 投影表示システム |
US7561330B2 (en) * | 2004-11-19 | 2009-07-14 | Olympus Imaging Corp. | Reflection type projecting screen, front projector system, and multi-vision projector system |
JP2006145881A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Olympus Corp | 反射型投影スクリーン |
US7506987B2 (en) * | 2007-03-02 | 2009-03-24 | Technology Solutions & Invention Llc | Two-sided corner-cube retroreflectors and methods of manufacturing the same |
-
2008
- 2008-07-29 CN CN200880108636A patent/CN101809498A/zh active Pending
- 2008-07-29 WO PCT/JP2008/002016 patent/WO2009040975A1/ja active Application Filing
- 2008-07-29 US US12/678,824 patent/US20100195201A1/en not_active Abandoned
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104737038B (zh) * | 2012-08-27 | 2018-04-03 | 艾利丹尼森公司 | 具有低折射率背衬的后向反射器 |
CN104737038A (zh) * | 2012-08-27 | 2015-06-24 | 艾利丹尼森公司 | 具有低折射率背衬的后向反射器 |
CN103927950A (zh) * | 2013-01-11 | 2014-07-16 | 群创光电股份有限公司 | 具有雾度元件的显示装置 |
CN108181781B (zh) * | 2013-09-18 | 2020-12-22 | 深圳市白雪投影显示技术有限公司 | 一种透射式的投影显示方法 |
CN108181781A (zh) * | 2013-09-18 | 2018-06-19 | 泉州市泉港凯威信息技术咨询有限公司 | 一种透射式的投影显示方法 |
CN107710052A (zh) * | 2015-06-12 | 2018-02-16 | 日本电石工业株式会社 | 图像显示装置 |
US11221553B2 (en) * | 2017-08-04 | 2022-01-11 | Appotronics Corporation Limited | Total internal reflection screen and projection system |
WO2019024368A1 (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-07 | 深圳市光峰光电技术有限公司 | 全反射屏幕和投影系统 |
CN109388013A (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-26 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 投影屏幕和投影系统 |
US11906892B2 (en) * | 2017-08-04 | 2024-02-20 | Appotronics Corporation Limited | Total internal reflection screen and projection system |
US20220075250A1 (en) * | 2017-08-04 | 2022-03-10 | Appotronics Corporation Limited | Total internal reflection screen and projection system |
CN109388013B (zh) * | 2017-08-04 | 2022-02-11 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 投影屏幕和投影系统 |
CN108822325A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-16 | 张家港宝视特影视器材有限公司 | 一种投影幕布及其制备方法 |
CN108845478A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-20 | 张家港宝视特影视器材有限公司 | 投影幕布及其制备方法 |
CN110727144A (zh) * | 2019-07-17 | 2020-01-24 | 深圳市隆利科技股份有限公司 | 指纹识别模组及电子设备 |
CN110412667A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-11-05 | 深圳市隆利科技股份有限公司 | 多层结构光学薄膜 |
WO2021022566A1 (zh) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 安全芯片、安全芯片的制备方法和电子设备 |
US11462490B2 (en) | 2019-08-08 | 2022-10-04 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Security chip, security chip production method and electronic device |
CN111290128A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-16 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光学系统及显示装置、智能眼镜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009040975A1 (ja) | 2009-04-02 |
US20100195201A1 (en) | 2010-08-05 |
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