JP2004053732A - 投影用スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】映像のコントラストを確保し、明所においても鮮明な映像を鑑賞することが可能な投影用スクリーンを提供する。
【解決手段】吸収層３において、投影光Ｌ１に含まれる３色の光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ（光の３原色）以外の余分な光（光の３原色以外の光）を選択的に吸収する。映像の投影時に外光Ｌ２（例えば太陽光）が入射されたとしても、その外光Ｌ２に含まれている余分な光が吸収層３において吸収されるため、鑑賞者に映像として視認されることとなる投影光Ｌ１の光量に対して、コントラストの低下を誘発する余分な光の光量が減少する。吸収層３の選択吸収機構を利用して映像のコントラストが確保されるため、プロジェクタの使用時ごとに室内を暗くしなくても鮮明な映像を鑑賞することが可能となる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプロジェクタなどの投影機から入射される３原色の光を含む投影光を利用して映像が投影される投影用スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映画や会議用資料などを大型サイズで表示するための表示装置として、プロジェクタが広く普及している。このプロジェクタを使用すれば、光源から生じた光が例えば液晶パネル製のシャッターを通過することにより所定の映像パターンに対応した投影光とされ、その投影光が、プロジェクタに正対配置された投影用スクリーンに投影されることにより映像が表示される。このプロジェクタの投影機構は一般に「反射型」と呼ばれており、この他にも「透過型」と呼ばれる投影機構が知られている。透過型のプロジェクタでは、投影用スクリーンを含んで構成された筐体の内部に光源が内蔵されており、この内蔵型の光源を使用して発生させた投影光を利用して投影用スクリーンに映像が表示される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プロジェクタを使用して映像を鑑賞する場合には、例えば、映像のコントラストが問題となる。すなわち、投影用スクリーンに映像を投影する際、投影光だけでなく、この投影光以外の余分な光、例えば照明器具の光や室外の光（外光）なども投影用スクリーンに投影されるため、映像の明暗が曖昧となり、鮮明な映像を鑑賞することが困難になるのである。この点を考慮し、プロジェクタを使用する際には、コントラストの低下を誘発する余分な光の影響を抑制すべく、例えば、照明器具を消したり、カーテン（例えば遮光カーテン）を閉めたりして室内を暗くしている。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、映像のコントラストを確保し、明所においても鮮明な映像を鑑賞することが可能な投影用スクリーンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の投影用スクリーンは、３原色の光を含む投影光を利用して映像が投影されるものであり、３原色の光以外の光を選択的に吸収する吸収層を備えるようにしたものである。
【０００６】
本発明の投影用スクリーンでは、吸収層において、３原色の光以外の光が選択的に吸収される。これにより、鑑賞者に映像として視認されることとなる投影光（３原色の光）の光量に対して、コントラストの低下を誘発する余分な光（３原色の光以外の光）の光量が減少する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る投影用スクリーンの構成について説明する。図１は投影用スクリーンの断面構成を表している。
【０００９】
この投影用スクリーンは、プロジェクタから入射される投影光を利用して映像が投影されるものであり、例えば、反射型の投影機構に対応したものである。この投影用スクリーンは、図１に示したように、基材１上に、拡散層２と、吸収層３とがこの順に積層された構成をなしている。
【００１０】
基材１は、拡散層２や吸収層３を１枚のスクリーン状に支持するものであり、例えば、ガラス繊維で補強されたプラスチックや合成繊維などにより構成されている。
【００１１】
拡散層２は、投影光を反射して拡散させるものであり、例えば、主にガラスやプラスチック製の微小粒（ビーズ）により構成されている。この拡散層２は、例えば、図示しない接着層を介して基材１に接着されている。
【００１２】
吸収層３は、投影用スクリーンに入射される光を選択的に吸収するものであり、例えば、後述する所定の吸収特性を有する色素（図２参照）により構成されている。この吸収層３は、例えば、印刷法やスプレー法等を使用して、拡散層２の表面に上記色素が塗布されたものである。
【００１３】
次に、図２を参照して、吸収層３の吸収特性について説明する。図２は、吸収層３の反射スペクトルの一例を表すものであり、「横軸」は波長（ｎｍ），「縦軸」は反射率をそれぞれ示している。
【００１４】
吸収層３は、例えば光の３原色に対応する３色の光（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）以外の光を選択的に吸収する色素により構成されている。すなわち、吸収層３を構成する色素は、例えば、図２に示したように、（１）約４５０ｎｍ以下の波長域でブロードな第１の吸収Ｐ１を示し、（２）約４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの波長域で急峻な第２の吸収Ｐ２を示し、（３）約５５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域で急峻な第２の吸収Ｐ３を示し、（４）約６５０ｎｍ以上の波長域でブロードな第４の吸収Ｐ４を示すものである。既知のように、ある色素が特定の色（例えば赤色）に視認されるのは、その色素が特定の色の光のみを反射し、特定の色以外の色（例えば青と緑）の光を吸収する結果であることから、この吸収層３は、例えば、第１〜第４の全ての吸収Ｐ１〜Ｐ４を単独で示す１種の色素により構成される場合もあるし、第１〜第４の吸収Ｐ１〜Ｐ４のうちのいずれかを示す２種以上の色素の混合体により構成される場合もある。吸収層３を構成する色素の具体例としては、例えば、アゾ構造、フタロシアニン構造、キナクリドン構造、アントラキノン構造、インダンスロン構造、ペリレン構造などを含む色素が挙げられる。
【００１５】
次に、図１〜図４を参照して、投影用スクリーンの選択吸収機構について説明する。図３は投影光の発光スペクトルを表し、図４は外光（例えば太陽光）の発光スペクトルを表している。図３および図４中の「横軸」は波長（ｎｍ）を示し、「縦軸」はスペクトルの強度（ａ．ｕ．）をそれぞれ示している。
【００１６】
プロジェクタから投影用スクリーンに入射される投影光は、図３に示したように、光の３原色に対応する３色の光、すなわち約６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長域にピークを示すＲｅｄ　光（以下「Ｒ光」）ＬＲと、約５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長域にピークを示すＧｒｅｅｎ　光（以下「Ｇ光」）ＬＧと、約４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長域にピークを示すＢｌｕｅ光（以下「Ｂ光」）ＬＢとを含んでいる。もちろん、投影用スクリーンに白色を表示するときの投影光は、Ｒ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢを合成したものである。一方、外光などの白色光は、図４に示したように、光の３原色に対応する３色の光を含んで広範囲に渡る多様な波長の光を含んでいる。
【００１７】
この投影用スクリーンでは、光の３原色に対応する３色の光（Ｒ光ＬＲ，Ｇ光ＬＧ，Ｂ光ＬＢ）を含む投影光Ｌ１が入射されると、これらの３色の光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの波長域が吸収層３の吸収域（図２参照）に対応していないため、図１に示したように、その投影光Ｌ１は、吸収層３において吸収されずに拡散される。この投影光Ｌ１の拡散成分が、投影用スクリーンに投影された映像として鑑賞者に視認される。
【００１８】
一方、投影光Ｌ１以外の余分な光として、例えば外光Ｌ２（太陽光）が投影用スクリーンに入射されると、外光Ｌ２に含まれている多様な光のうち、吸収層３の吸収域に対応した波長域の大部分の光がその吸収層３において選択的に吸収されるため、図１に示したように、外光Ｌ２については、吸収層３において吸収されなかった僅かな残分のみが拡散される。この外光Ｌ２の拡散成分は、主に、投影光Ｌ１に含まれている３色の光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢとほぼ同波長域の光を含んでいる。この外光Ｌ２に関する吸収機構は、太陽光に限らず、照明器具（例えば蛍光灯）の光についても同様である。
【００１９】
なお、上記したように、投影光Ｌ１の拡散機構ならびに外光Ｌ２の選択吸収機構は吸収層３の吸収域に基づいて決定されることから、外光Ｌ２の選択吸収精度を高めるためには、吸収層３の反射スペクトルと投影光Ｌ１の発光スペクトルとに関して、スペクトル条件の一致性が高いのが好ましい。このスペクトル条件としては、例えば、ピーク波長や半値幅などが挙げられる。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態に係る投影用スクリーンでは、投影光Ｌ１に含まれる３色の光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ以外の余分な光を選択的に吸収する吸収層３を備えるようにしたので、映像の投影時に外光Ｌ２が入射されたとしても、その外光Ｌ２に含まれている余分な光（３色の光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ以外の光）が吸収層３において吸収され、拡散されなくなる。これにより、鑑賞者に映像として視認されることとなる投影光Ｌ１の光量に対して、コントラストの低下を誘発する余分な光の光量が減少する。したがって、本実施の形態では、吸収層３の選択吸収機構を利用して映像のコントラストが確保されるため、プロジェクタの使用時ごとに室内を暗くしなくても、明所において鮮明な映像を鑑賞することができる。
【００２１】
さらに、本実施の形態では、基材１上に拡散層２が積層された積層構造をなす従来の投影用スクリーンに吸収層３を設けることのみにより、外光Ｌ２の選択吸収機構を投影用スクリーンに導入することが可能なため、本発明の目的である映像のコントラストの確保を容易に実現することができる。
【００２２】
特に、本実施の形態では、吸収層３の反射スペクトルが投影光Ｌ１の発光スペクトルに含まれるようにし、かつその反射ピークをより鋭くすれば、色純度を向上させることもできる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、図１に示したように、拡散層２上に吸収層３を積層させるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図５に示したように、吸収層３上に拡散層２を積層させるようにしてもよい。この場合においても、上記実施の形態において説明した場合と同様に投影光Ｌ１の拡散機構ならびに外光Ｌ２の選択吸収機構が得られるため、同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、本実施の形態では、吸収層３が印刷法やスプレー法などの塗布処理を利用して形成されるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、蒸着法やインクジェットプリンティング法などの成膜処理を利用して形成されるようにしてもよい。
【００２５】
また、例えば、図６に示したように、光の３原色に対応する３色の色素（Ｒ（Ｒｅｄ　），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ　），Ｂ（Ｂｌｕｅ））により各色素ごとに複数の集合体（ドット）Ｄを形成し、これらの複数のドットＤを拡散層２上にランダムに分散配列させることにより吸収層３を構成してもよい。この場合には、映像の色再現性を確保するために、ドットＤの配列ピッチＰを映像の分解能以下とするのが好ましい。なお、図６では、例えば、ドットＤが円形状をなす場合について示したが、他の形状をなすようにしてもよい。
【００２６】
さらに、図６に示した吸収層３では、例えば、図７に示したように、各ドットＤ間に黒色の光吸収色素Ｔを埋設させてもよい。この場合には、投影用スクリーンに入射された光が光吸収色素Ｔにおいて吸収されるため、映像の輝度が若干低下するものの、光吸収色素Ｔを境にして映像の投影領域が区切られることに基づいて映像の輪郭が際立つため、映像のコントラストをより向上させることができる。
【００２７】
なお、図６に示した吸収層３では、例えば、図８に示したように、複数のドットＤを拡散層２上に規則的に配列させることにより吸収層３を構成してもよい。この場合においても、映像の色再現性を確保するために、ドットＤの配列ピッチＰを映像の分解能以下とするのが好ましい。図８では、各ドットＤ間に光吸収色素Ｔを埋設した場合を示しているが、必ずしも光吸収色素Ｔを埋設する必要はない。
【００２８】
また、３色の色素をドットＤとして分散させる代わりに、例えば、図９に示したように、３色の色素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）により各色素ごとに複数のストライプＳを形成し、これらの複数のストライプＳを所定の配列ピッチＰで規則的に配列させることにより吸収層３を構成してもよい。この場合、ストライプＳの配列ピッチＰは映像の分解能以下であることが好ましく、具体的には、５０インチのハイビジョンテレビ（ＨＤＴＶ：画素数＝１９２０×１０８０）において配列ピッチＰ＝約５７６μｍ、１００インチのハイビジョンテレビにおいて配列ピッチＰ＝約１１５２μｍである。
【００２９】
さらに、図９に示した吸収層３では、例えば、図１０に示したように、各ストライプＳ間に黒色の光吸収色素Ｔを埋設させてもよい。この場合においても、図７に示した場合と同様に、光吸収色素Ｔによる光の吸収を利用して映像の輪郭を際立たせることができる。
【００３０】
また、例えば、図１０に示したストライプＳに代えて、図１１に示したように、３色の色素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）により各色素ごとに複数のパネルＮを形成し、これらの複数のパネルＮを所定の配列ピッチＰで規則的に配列させることにより吸収層３を構成してもよい。この場合においても、図１０に示したストライプＳと同様に、パネルＮの配列ピッチＰが映像の分解能以下であることが好ましい。図１１では、各パネルＮ間に光吸収色素Ｔを埋設した場合を示しているが、必ずしも光吸収色素Ｔを埋設する必要はない。
【００３１】
また、例えば、図１２に示したように、３色の色素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が互いに隣接された複数のサークルＣを形成し、これらの複数のサークルＣを規則的に配列させることにより吸収層３を構成してもよい。
【００３２】
なお、吸収層３が図６〜図１２に示したいずれの態様をなす場合においても、上記実施の形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３３】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。具体的には、投影用スクリーンの構成や機能に関する詳細は、必ずしも上記実施の形態において説明したものに限られるものではなく、吸収層３において３原色の光以外の光を選択的に吸収することにより、鑑賞者に映像として視認されることとなる投影光Ｌ１の光量に対してコントラストの低下を誘発する余分な光の光量を減少させ、これによりコントラストの確保を通じて明所においても鮮明な映像を鑑賞することが可能な限り、自由に変更可能である。
【００３４】
また、例えば、上記実施の形態では、本発明を反射型の投影用スクリーンに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、透過型の投影用スクリーンにも適用可能である。
【００３５】
また、例えば、上記実施の形態では、投影光Ｌ１が光の３原色の光を含み、その光の３原色に対応する３色の光（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）以外の光を吸収層３において選択的に吸収する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、投影光Ｌ１が色の３原色の光を含むようにし、その色の３原色に対応する３色の光（Ｙｅｌｌｏｗ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｃｙａｎ　）以外の光を吸収層３において選択的に吸収するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の投影用スクリーンによれば、３原色の光以外の光を選択的に吸収する吸収層を備えるようにしたので、この吸収層において、３原色の光以外の光が選択的に吸収される。これにより、映像の投影時に外光などの余分な光が入射されたとしても、鑑賞者に映像として視認されることとなる投影光の光量に対して、コントラストの低下を誘発する余分な光の光量が減少する。したがって、映像のコントラストが確保されるため、プロジェクタの使用時ごとに室内を暗くしなくても、明所において鮮明な映像を鑑賞することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る投影用スクリーンの断面構成を表す断面図である。
【図２】吸収層の反射スペクトルの一例を表すスペクトル図である。
【図３】投影光の発光スペクトルを表すスペクトル図である。
【図４】外光（太陽光）の発光スペクトルを表すスペクトル図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る投影用スクリーンの構成に関する変形例を表す断面図である。
【図６】吸収層の構成に関する変形例（ドット）を表す平面図である。
【図７】図６に示した吸収層（ドット）の構成に関する変形例を表す平面図である。
【図８】図６に示した吸収層（ドット）の構成に関する他の変形例を表す平面図である。
【図９】吸収層の構成に関する他の変形例（ストライプ）を表す平面図である。
【図１０】図９に示した吸収層（ストライプ）の構成に関する他の変形例を表す平面図である。
【図１１】吸収層の構成に関するさらに他の変形例（パネル）を表す平面図である。
【図１２】吸収層の構成に関するさらに他の変形例（サークル）を表す平面図である。
【符号の説明】
１…基材、２…拡散層、３…吸収層、Ｃ…サークル、Ｄ…ドット、Ｎ…パネル、Ｐ…配列ピッチ、Ｓ…ストライプ、Ｔ…光吸収色素、Ｌ１…投影光、Ｌ２…外光。

Claims (11)

1. ３原色の光を含む投影光を利用して映像が投影される投影用スクリーンであって、
   前記３原色の光以外の光を選択的に吸収する吸収層を備えた
   ことを特徴とする投影用スクリーン。
2. 前記吸収層は、前記３原色の光以外の光を選択的に吸収する色素を含んで構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の投影用スクリーン。
3. 前記色素は、
   ４５０ｎｍ以下の波長域でブロードな第１の吸収を示し、
   ４５０ｎｍから５５０ｎｍまでの波長域で急峻な第２の吸収を示し、
   ５５０ｎｍから６５０ｎｍまでの波長域で急峻な第３の吸収を示し、
   ６５０ｎｍ以上の波長域でブロードな第４の吸収を示す
   ものであることを特徴とする請求項２記載の投影用スクリーン。
4. 前記色素は、前記第１ないし第４の吸収のうちのいずれかを示す２種以上の色素が混合されたものである
   ことを特徴とする請求項３記載の投影用スクリーン。
5. 前記吸収層は、前記３原色に対応する３色の色素を含んで構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の投影用スクリーン。
6. 前記３色の色素は、各色素ごとに複数のドットを構成して規則的またはランダムに配列されている
   ことを特徴とする請求項５記載の投影用スクリーン。
7. 前記ドットの配列ピッチは、投影光を利用して投影される映像の分解能以下である
   ことを特徴とする請求項６記載の投影用スクリーン。
8. 前記ドット間には、黒色の光吸収色素が埋設されている
   ことを特徴とする請求項６記載の投影用スクリーン。
9. 前記３色の色素は、各色素ごとに複数のストライプを構成して規則的に配列されている
   ことを特徴とする請求項５記載の投影用スクリーン。
10. 前記ストライプの配列ピッチは、投影光を利用して投影される映像の分解能以下である
    ことを特徴とする請求項９記載の投影用スクリーン。
11. 前記ストライプ間には、黒色の光吸収色素が埋設されている
    ことを特徴とする請求項９記載の投影用スクリーン。

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