JP2002372752A - 安全装置付き透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は,スクリーンの破損を検出する為のセ
ンサーを画質の劣化を伴わずに配置し、同時にスクリー
ンの強度を向上させた、これまで以上に安全性の高い透
過型スクリーンを提供することを目的とする。 【解決手段】自身の破損を検知する手段を有する破壊検
出透明板を備えたことを特徴とする安全装置付き透過型
スクリーンであって、その破壊検出透明板が、センサー
として導電性パターンが設けられた破壊検出透明板ない
し光源より投射された光線を導波させる透明板と、その
透明板を導波した光線を検知する光センサーとから構成
される破壊検出透明板である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクシ
ョンテレビ・ディスプレイ等の背面投射型ディスプレイ
に用いるレンズアレイシート及びこれを用いた透過型ス
クリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の透過型スクリーンは、片面に同心
円上の凸凹が形成されたフレネルレンズ、円筒状のシリ
ンドリカルレンズを一方向に揃えて配設したレンチキュ
ラーレンズと、そのどちらか、あるいは片方、もしくは
別体の基材に拡散層を設ける構成が一般的である。

【０００３】これらの透過スクリーンを構成する部品は
プロジェクターから照射された光線をまずフレネルレン
ズでほぼ並行光が射出する光学配置とし、その射出光を
レンチキュラーレンズで画面の水平方向に適度に広げる
ことで水平視野角を、拡散材で画面の垂直方向へ光線を
広げることで垂直視野角を得ている。

【０００４】また、この透過型スクリーンを構成するレ
ンズの材料としては光学プラスチックが用いられ、それ
らの機械強度により内部の機器を保護する役割も負って
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】昨今のプロジェクター
の高輝度化に伴い、明るく観察域の広い背面投写型テレ
ビが実現されてきているが、それに伴いスクリーンが破
損した時に、高輝度のプロジェクターからの表示光が直
接観察者に視覚されまぶしく感ぜられる。特に、高輝度
プロジェクターを実現するために、高圧水銀灯などの高
輝度光源の採用や、さらに高輝度のレーザー光を光源と
したプロジェクターも登場する等、そのまぶしさの傾向
が増加の一途をたどっており、何らかの対応策が必要で
ある。

【０００６】従来の透過型スクリーンでは、レンチキュ
ラーシートやフレネルレンズを含む多層の透明プラスチ
ック板として供給され、このことにより機器を破損から
保護しているが、その安全率を考慮した場合、この機械
的強度で保護する方式では充分ではない場合も想定され
る。

【０００７】本発明は,上記課題に鑑みてなされたもの
で、スクリーンの破損を検出する為のセンサーを画質の
劣化を伴わずに配置し、同時にスクリーンの強度を向上
させた、これまで以上に安全性の高い透過型スクリーン
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、請求項１に係る発明は、自身の破損を検知する手段
を有する破壊検出透明板を備えたことを特徴とする安全
装置付き透過型スクリーンである。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載の安
全装置付き透過型スクリーンにおいて、前記破壊検出透
明板が、スクリーン端部の任意の一カ所から発し、前記
端部とは異なる別の端部の一カ所へ戻る導電性パターン
が設けられており、そのパターン自身センサーとして、
電気的な閉回路を構成し、なおかつ光透過性を有する破
壊検出透明板であることを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１記載の安
全装置付き透過型スクリーンにおいて、前記破壊検出透
明板が、単数、あるいは複数の投射光源と、その光源よ
り投射された光線を導波させる透明板と、その透明板を
導波した光線を検知する光センサーとから構成される破
壊検出透明板であることを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る発明は、請求項２記載の導
電性パターンが、スクリーン全体において２端子となる
ようなパターンで構成されること特徴とする安全装置付
き透過型スクリーンである。

【００１２】請求項５に係る発明は、請求項２記載の導
電性パターンが、４級アンモニウム塩、ポリエーテル、
リン酸エステル等から選ばれるいずれかの材料からなる
帯電防止膜で形成されていることを特徴とする安全装置
付き透過型スクリーンである。

【００１３】請求項６に係る発明は、請求項２記載の導
電性パターンが、金、銀、銅、白金、ロジウム等の金属
類、あるいは、酸化錫、酸化タリウム、酸化カドミウ
ム、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化イリジウムと酸化
錫の複合酸化物、酸化イリジウムと酸化亜鉛の複合酸化
物等から選ばれるいずれかの酸化物半導体薄膜からなる
透明電極で形成されていることを特徴とする安全装置付
き透過型スクリーンである。

【００１４】請求項７に係る発明は、請求項３記載の破
壊検出透明板の端面にプリズムを配置し、投射光源から
の光線を複数に分割、複数の光センサーに対する光源と
したことを特徴とする安全装置付き透過型スクリーンで
ある。

【００１５】請求項８に係る発明は、請求項３記載の破
壊検出透明板の端面に回折格子を配置し、投射光源から
の光線を複数に分割、複数の光センサーに対する光源と
したことを特徴とする安全装置付き透過型スクリーンで
ある。

【００１６】請求項８に係る発明は、請求項３記載の破
壊検出透明板の端面にレンズを配置し、投射光源からの
光線を複数に分割、複数の光センサーに対する光源とし
たことを特徴とする安全装置付き透過型スクリーンであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の
安全装置付き透過型スクリーンの構成の一例を示す模式
斜視図である。（ａ）は、本発明の安全装置付き透過型
スクリーンの破壊検出透明板が、透明板端部の任意の一
カ所から発し、前記端部とは異なる別の端部の一カ所へ
戻る導電性パターンが設けられている構成の例を示した
ものである。また、（ｂ）は、 本発明の安全装置付き
透過型スクリーンの破壊検出透明板が、複数の投射光源
と、その光源より投射された光線を導波させる透明板
と、その透明板を導波した光線を検知する光センサーと
から構成される例を示したものである。

【００１８】図１（ａ）に示したように、２枚構成の透
過型スクリーン（１）の内面側の一面に、ストライプ状
に導電性パターン（２）を設けた場合である。この導電
性パターン（２）は光透過性を有するため、投影する画
像の画質に影響を及ぼすことなく、通電を確保すること
が出来る。この導電性パターン（２）で構成された閉回
路の両端に、スクリーンを保持する筐体側に設けた電極
とを接触させることで通電が可能となり、通電の状態の
監視を行う。

【００１９】図１（ａ）に示すように、５個の閉回路を
構成することで画面全体の検出を行うことが可能となる
が、図２（ｃ）に示すように、スクリーン全体で１回路
を構成することも可能であり、この場合は検出用の電気
回路が１回路なので、コスト面での利点が大きい。

【００２０】スクリーンに破損が生じ、この導電性パタ
ーン（２）が損傷を受けると、スクリーン板に一体化さ
れて形成されている導電性パターン（２）も同時に損傷
を受けるため、この端子間の電気抵抗値が変化、破損が
大きい場合には導通そのものが遮断される。

【００２１】これを電気的に検出し、異常時には光源側
からの画像投影を停止させることにより安全性を確保で
きる。

【００２２】破損時の電気的な抵抗値の変化を検出する
方式としては、導電性パターン（２）に電流を流し、そ
の電流量（電位差）を監視する方式が一般的と考え、そ
の回路形式の一例としてはホイート・ストーン・ブリッ
ジ回路に代表されるブリッジ回路が、その検出精度など
から望ましい。（直流方式）

【００２３】また、導電性パターン（２）の端子部分に
インパルス電圧を印加して、その導電性パターン（２）
による反射電流を検出、そのインピーダンスを測定する
方式や、その他の世間に知られる回路常数の検出法を使
用することが出来るため、そのスクリーンのサイズ、導
電性パターン（２）の抵抗値（インピーダンス）等を考
慮して、検出に適した方式を選定するのが望ましい。
（交流方式、電波方式等）

【００２４】また、スクリーンを構成するレンズ板のう
ち、平面部分で有れば導電性パターン（２）を設けるこ
とが出来ることは言うまでもない。従来のスクリーンの
平面部に追加工を施すだけで良いので、その光学構成を
変える必要もなく、また、スクリーン板の追加も不要な
ため、安価に実現可能である。

【００２５】スクリーン中に成形される導電性パターン
（２）は最小の欠陥検出サイズに応じて決めればよく、
プロジェクターの輝度とも対比をとり決定するのが望ま
しいが、概ね５ｃｍ程度の欠陥を検出できるよう、設定
することが望ましい。

【００２６】また、図１（ｂ）に、観察者側最前面に破
壊検出板（層）（４）を設置した場合の本発明の安全装
置付き透過型スクリーンの構成の一例を示した。この例
では、従来のスクリーン（１）に付加する形で設置して
おり、可能で有れば特に破損時に被害が大きくなること
が想定される板（この場合はレンチキュラー板）と貼合
し、機械的に一体化した配置とすることが望ましい。こ
の例では、破壊検出板（層）（４）の上端部に光源
（５）を複数配列し、その対面側にそれぞれの光センサ
ー（６）を配置しており、光源（５）から発した光線は
破壊検出板（層）（４）を導波し、それと相対した光セ
ンサー（６）で光線の監視を行う。

【００２７】スクリーンに破損が生じ、破壊検出板
（層）（４）を導波している光線の光路が遮断される
と、光センサー（６）に達する光線が途絶えることとな
る。これを電気的に検出し、異常時には光源側からの画
像投影を停止させることにより安全性を確保できる。

【００２８】加えて、破壊検出板（層）（４）を導波す
る際には全反射を発生する光学条件での光線入射角度を
選択して導波させることが、その光利用効率からして望
ましいが、光センサー（６）の受光感度に問題が生じな
ければ、特に全反射せずとも良い。

【００２９】また、破壊検出板（層）（４）を導波する
際には通常の反射で導波する際には屈折による漏れ光に
よる画像の劣化防止の観点から、この光線の波長は可視
域外とすることが望ましい。

【００３０】図３（ｅ）〜（ｆ）に、本発明の安全装置
付き透過型スクリーンのセンサー配置の例を示す。図３
に示するように、光源とセンサーを１対１で配置させた
場合はもちろん、１対ｎとして光源数を減らし、もしく
はｎ体１としてセンサーの数を減らしたりすることで、
コストダウンを容易に実現することが可能である。

【００３１】また、１対ｎ、ｎ対１のセンサーセットを
複数組み合わせて使用することも可能であり、投射から
受光に至る空間的な方向を横向きとすることも可能であ
る。

【００３２】さらに、図３（ｇ）に示すように、周囲部
分を鏡面、もしくは反射用プリズム（７）とすること
で、導波している光線に反射を生起させ、光源あるいは
センサーの数を減ずることも可能である。

【００３３】光源側の個数を減ずる場合には、複数の光
束に分派する必要があるが、それにはプリズムやレン
ズ、回折格子などを用いることができる。

【００３４】図４に本発明の安全装置付き透過型スクリ
ーンの光源部分にそれぞれ、プリズム（８）、回折格子
（９）、レンズ（１０）を用いた例を示す。図４（ｉ）
では破壊検出板（層）（４）の端面と光源（５）の間に
プリズム（８）を設け、光源からの光線を分岐させる方
式を示している。

【００３５】プリズムを設置する場合には屈折を利用す
ることから、白色光から赤外光、紫外光など多様な光源
を使うことが可能で、その波長域の広さから、低感度な
センサー、あるいは低出力光源を使用することができ
る。また、破壊検出板（層）（４）中での光の減衰にも
強いので、大型のディスプレイに向いている。

【００３６】一方、図４（ｊ）示すように、レンズを設
置する場合には、光束を広くとることが可能で有り、光
源の位置合わせが必要であるものの、導波距離をさらに
伸ばすことが可能である。また、そのレンズと光源の配
置を適切に調整することで、破壊検出板（層）（４）内
全域に光線を満遍なく行き渡らせることも可能なため、
光センサーの配置精度を緩和したり、また、小さな欠陥
も検出が容易となる。

【００３７】回折格子を用いる場合には、回折現象を利
用するため、高次回折光や多重化した回折格子を用いる
ことで、複数の光線を発生させることが可能で、その特
性を生かすためにレーザー光源（１１）を用いることが
望ましい。この場合破壊検出板（４）にレンズやプリズ
ムを取り付ける場合と比して、低価格かつ調整不要な分
岐器を容易に得ることができるため、スクリーンの加工
コストで有利である。

【００３８】破壊検出板（層）（４）中での光線の分岐
角度は最小の欠陥検出サイズに応じて決めればよく、プ
ロジェクターの輝度とも対比をとり決定するのが望まし
いが、概ね５ｃｍ程度の欠陥を検出できるよう、設定す
ることが望ましい。

【００３９】また、安全装置付きレンズシートの材料
は、導電性パターン（３）が形成できれば従来用いられ
ている材質を使用することが可能で、ガラス、プラスチ
ックなどの透明な材料であって、光学用部材に使用する
ものを特に制限無く用いることが出来、生産効率などを
考慮するとプラスチックを用いることが望ましい。

【００４０】プラスチックとしては、例えば、ポリメタ
クリル酸メチルなどのアクリル系樹脂、ポリカーボネイ
ト、アクリルースチレン共重合体、スチレン系樹脂、ポ
リ塩化ビニルなどを例示することが出来る。

【００４１】また、ファインピッチな微細な加工を行う
ことが出来るため、レンズ層の材料としては紫外線硬化
型樹脂や電子線硬化型樹脂などの放射線硬化型樹脂を用
いると好ましい。

【００４２】放射線硬化型樹脂としては、例えばウレタ
ン（メタ）アクリレートおよび／またはエポキシ（メ
タ）アクリレートオリゴマーに反応希釈剤、光重合開始
剤、光増感剤などが添加された組成物などを用いること
ができる。ウレタン（メタ）オリゴマーとしては、特に
限定する物ではないが、例えばエチレングリコール、
１，４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリ
カプロラクトンポリオール、ポリエステルポリオール、
ポリカーボネートジオール、ポリテトラメチレングリコ
ールなどのポリオール類と、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソ
シアネート、キシレンイソシアネートなどのポリイソシ
アネート類とを反応させて得ることが出来る。

【００４３】エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー
としては、特に限定する物ではないが、例えばビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂、フェノールノボラジック型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールＡ型プロビレンオキサイド付加物の末端グリシ
ジルエーテル、フルオレンエポキシ樹脂などのエポキシ
樹脂類と、（メタ）アクリル酸とを反応させて得ること
ができる。

【００４４】この導電性パターン（３）自体は、帯電防
止用のコーティング剤や、ＬＣＤパネルなどで広く用い
られている透明電極（ＩＴＯ）などを用いることが出来
る。

【００４５】帯電防止剤としては、４級アンモニウム
塩、ポリエーテル、リン酸エステル等が例示でき、塗布
法、印刷法等あげられる。導電性パターンの為に、塗布
法では反パターンの保護フィルムをラミネートして成膜
後剥離したり、印刷法ではシリンダー製版時にパターン
製版を行う必要がある。

【００４６】さらに、電気伝導性を満足させる為の導電
性パターンとしては、一般的に知られている「透明導電
膜」が使用できる。物質で大別すると、金属薄膜では
金、銀、銅、白金、ロジウムがある。酸化物半導体薄膜
では、酸化錫、酸化タリウム、酸化カドミウム、酸化イ
ンジウム、酸化亜鉛がある。実際に最近使用されている
のは、酸化物半導体薄膜である酸化イリジウムと酸化錫
の複合酸化物（通称：ＩＴＯ）があげられる。また、酸
化イリジウムと酸化亜鉛の複合酸化物（通称：ＩＸＯ）
も使用されてきている。

【００４７】透明導電膜の成膜は、真空蒸着法、イオン
プレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布
法、印刷法等がある。実際に最近使用されているのは、
ＩＴＯやＩＸＯのターゲットプレートを使用したスパッ
タリング法があげられる。スパッタリング法は透明導電
膜のパターンを成膜する為に、成膜前にパターンを決め
た保護フィルム等の作成等が必要と思われる。さらに、
最近、ＩＴＯ等の微粒子を使用した塗布法、印刷法も開
発されていて、この手法で導電性パターンを得ることも
できる。

【００４８】帯電防止剤を印刷法でパターンニングした
場合、その導電率は、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準ずる測定
では、概ね５×１０¹²[Ω□]を得ることが出来ることが
実験で確かめられている。仮に、５０インチ１６：９の
スクリーンにこの導電膜を図１（ａ）に示すような縦ス
トライプを１ｃｍ幅でパターンニングした場合、その導
電率から、１パターンの端子間の抵抗値は３１１[ＴΩ]
を得ることが出来る。同様に、印刷法によるＩＴＯをパ
ターンニングした場合、その導電率は概ね５×１０⁹[Ω
□]であるので、３１１[ＧΩ]を得ることが出来、さら
にはスパッタ法によるＩＴＯでは、その導電率は概ね５
０[Ω□]を得られることから、３．１１[ＫΩ]を得るこ
とが出来る。これら導電膜の種類は検出用の電気回路や
そのコストに応じて適宜選択すればよい。ここで挙げた
例はあくまで一例であり、これらの形状を限定する物で
はない。

【００４９】

【発明の効果】本発明により、透過型スクリーンに、ス
クリーンの破損を検知するセンサーを配設した破壊検出
透明板を備えることにより、センサーとプロジェクター
と連動させて、スクリーンの破損に応じて光線の投射を
停止させることが可能となり、高輝度なプロジェクター
を用いた場合でも、観察者の安全を確保することができ
る安全装置付き透過型スクリーンを提供できる。

【００５０】また、上記破壊検出透明板によって、スク
リーンの機械的な強度も向上させることができ、破損の
防止にも効果が期待できる。

【００５１】スクリーンの破損を検出するための導電性
パターンが設けられた破壊検出透明板の導電性パターン
は透明であり、また光線を導波させる透明板と、その透
明板を導波した光線を検知する光センサーとから構成さ
れる破壊検出透明板におけるスクリーンの破損を検出す
るための光線も、その波長を非可視域とすることで、観
察画像の劣化が生じることがない。

【００５２】さらに、導電性パターンが設けられた破壊
検出透明板の導電性パターンからなる電気回路は、汎用
のセンサーを用いることが可能なため、追加部品による
コストの増加も最低限に抑えることができ、スクリーン
全面で一回路の構成とすることで、追加する電気回路の
数を減らすことも可能となる。また、光線を導波させる
透明板と、その透明板を導波した光線を検知する光セン
サーとから構成される破壊検出透明板においては、光源
や光センサーの数を減らすことも可能なので、コストの
増大を抑えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の安全装置付き透過型スクリーンの構成
の一例を示した模式斜視図である。（ａ）は、本発明の
安全装置付き透過型スクリーンの破壊検出透明板が、透
明板端部の任意の一カ所から発し、前記端部とは異なる
別の端部の一カ所へ戻る導電性パターンが設けられてい
る構成の例を示したものである。（ｂ）は、本発明の安
全装置付き透過型スクリーンの破壊検出透明板が、複数
の投射光源と、その光源より投射された光線を導波させ
る透明板と、その透明板を導波した光線を検知する光セ
ンサーとから構成される例を示したものである。

【図２】本発明の安全装置付き透過型スクリーンの破壊
検出透明板の導電性パターンのパターンの例を示した模
式斜視図である。

【図３】本発明の安全装置付き透過型スクリーンのセン
サー配置の例を示した模式斜視図である。

【図４】本発明の安全装置付き透過型スクリーンの光源
部分の構成例を示した模式断面図である。

【符号の説明】

（１）透過型スクリーン （２）、（４）破壊検出透明板 （３）導電性パターン （５）光源 （６）光センサー （７）反射用プリズム （８）プリズム （９）レンズ （１０）回折格子 （１１）レーザー光源

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H021 BA28 2H088 EA12 EA18 HA10 HA23 HA24 MA20 5C058 BA29 BA35 DA04 DA10 EA01 EA31

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自身の破損を検知する手段を有する破壊検
   出透明板を備えたことを特徴とする安全装置付き透過型
   スクリーン。
2. 【請求項２】前記破壊検出透明板が、透明板端部の任意
   の一カ所から発し、前記端部とは異なる別の端部の一カ
   所へ戻る導電性パターンが設けられており、そのパター
   ン自身センサーとして、電気的な閉回路を構成し、なお
   かつ光透過性を有する破壊検出透明板であることを特徴
   とする請求項１記載の安全装置付き透過型スクリーン。
3. 【請求項３】前記破壊検出透明板が、少なくとも一つの
   投射光源と、その光源より投射された光線を導波させる
   透明板と、その透明板を導波した光線を検知する光セン
   サーとから構成される破壊検出透明板であることを特徴
   とする請求項１記載の安全装置付き透過型スクリーン。
4. 【請求項４】請求項２記載の導電性パターンが、スクリ
   ーン全体において２端子となるようななパターンで構成
   されること特徴とする安全装置付き透過型スクリーン
5. 【請求項５】請求項２記載の導電性パターンが、４級ア
   ンモニウム塩、ポリエーテル、リン酸エステル等から選
   ばれるいずれかの材料からなる帯電防止膜で形成されて
   いることを特徴とする安全装置付き透過型スクリーン。
6. 【請求項６】請求項２記載の導電性パターンが、金、
   銀、銅、白金、ロジウム等の金属類、あるいは、酸化
   錫、酸化タリウム、酸化カドミウム、酸化インジウム、
   酸化亜鉛、酸化イリジウムと酸化錫の複合酸化物、酸化
   イリジウムと酸化亜鉛の複合酸化物等から選ばれるいず
   れかの酸化物半導体薄膜からなる透明電極で形成されて
   いることを特徴とする安全装置付き透過型スクリーン。
7. 【請求項７】請求項３記載の破壊検出透明板の端面にプ
   リズムを配置し、投射光源からの光線を複数に分割、複
   数の光センサーに対する光源としたことを特徴とする安
   全装置付き透過型スクリーン
8. 【請求項８】請求項３記載の破壊検出透明板の端面に回
   折格子を配置し、投射光源からの光線を複数に分割、複
   数の光センサーに対する光源としたことを特徴とする安
   全装置付き透過型スクリーン
9. 【請求項９】請求項３記載の破壊検出透明板の端面にレ
   ンズを配置し、投射光源からの光線を複数に分割、複数
   の光センサーに対する光源としたことを特徴とする安全
   装置付き透過型スクリーン