JP2004184483A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外光の当たるウインドウの室内面に装着されたスクリーンに、コントラストの優れた映像を投影することができるディスプレイ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
店舗やショールーム(以下、店舗等と略すことがある。)における一般的なウインドウは、透明ガラスや透明プラスチック板等で構成されており、店舗内の様子や商品等が店舗外の歩行者等から見えるようになっている例が多い。こうした店舗等においては、より宣伝効果等を向上させるために、ウインドウの室内面に透明なスクリーンを貼着し、そのスクリーンに映像を投射するウインドウディスプレイシステムが検討されている(例えば、特許文献1を参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−162686号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したウインドウディスプレイシステムは、外光の明るさによっては画像のコントラストが低下し、投射画像が著しく見難くなるという問題がある。
【0005】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、太陽光等の外光が当たる環境においても、コントラストに優れ視認性の良い画像を観察者に見せることができるディスプレイ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項1の発明は、外光の当たるウインドウに装着されたスクリーンと、当該スクリーンに向けて斜めから映像光を投射するプロジェクターとを有するディスプレイ装置であって、前記スクリーンは、プロジェクターから投射された映像光を観察者側に偏向させるフレネルレンズ要素と、当該映像光を水平方向に拡散させるレンチキュラーレンズ要素と、外光の反射を抑制する光吸収部とを有することに特徴を有する。
【0007】
この発明によれば、スクリーンの一部に外光の反射を抑制する光吸収部を有するので、外光の反射を抑制することでき、画像のコントラストを向上させることができる。その結果、太陽光等の外光が当たる環境でも視認性の良い画像を提供することができる。さらに、スクリーンは、観察者方向に映像光を偏向させるフレネルレンズ要素と水平方向に映像光を拡散させるレンチキュラーレンズ要素とを有するので、店舗やショールームの外にいる観察者は、スクリーンに投影されたコントラストのよい画像を容易に観察することができる。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1に記載のディスプレイ装置において、前記スクリーンが、フレネルレンズ要素を備えたフレネルレンズシートと、レンチキュラーレンズ要素を備えたレンチキュラーレンズシートとを有し、前記光吸収部が、当該レンチキュラーレンズ要素のレンズ形状に沿うように形成された着色層であることに特徴を有する。
【0009】
この発明によれば、観察者側からスクリーンに入射した外光は、着色層の中を全反射を繰り返しながら進む途中で減衰する。その結果、外光のほとんどが反射せずに吸収されるので、コントラストが向上し、スクリーン上に映し出された画像の視認性が向上する。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のディスプレイ装置において、前記スクリーンは、観察者側からの反射率が2〜10%であり、ピークゲインが2〜6であることに特徴を有する。
【0011】
この発明によれば、反射率とピークゲインを上記範囲内にしたので、反射光の影響が少なく、スクリーン上に映し出された画像の視認性が向上する。
【0012】
請求項4の発明は、請求項1または請求項2に記載のディスプレイ装置において、100〜1000ルクスの外光が当たる環境下において、前記スクリーンは、観察者側からの反射率が7〜10%であり、ピークゲインが2〜6であることに特徴を有する。請求項5の発明は、請求項1または請求項2に記載のディスプレイ装置において、1000〜3000ルクスの外光が当たる環境下において、前記スクリーンは、観察者側からの反射率が2〜7%であり、ピークゲインが2〜6であることに特徴を有する。
【0013】
これらの発明によれば、スクリーンの反射率とピークゲインを、それぞれの外光環境に応じて規定したので、その外光環境下において、コントラストに優れ視認性に優れた画像を投影することができる。
【0014】
請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載のディスプレイ装置において、前記スクリーンは、厚さが0.5〜3mmであることに特徴を有する。
【0015】
この発明によれば、スクリーンが薄く、ウインドウの室内面への貼着等が容易となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明のディスプレイ装置について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明のディスプレイ装置の一例を示す概略構成図である。図2と図3は、本発明のディスプレイ装置を構成するスクリーンの一例を示す構成図である。図4は、図3のスクリーンにおける光吸収メカニズムの原理図である。
【0017】
本発明のディスプレイ装置は、図1に示すように、店舗やショールームに装着されるディスプレイ装置であって、外光11の当たるウインドウ12の室内面13または室外面に装着されるスクリーン1と、そのスクリーン1に向けて斜めから映像光3を投射するプロジェクター2とを有するものである。このディスプレイ装置において、スクリーンは、図2および図3に示すように、プロジェクター2から投射された映像光3を観察者14の側に偏向させるフレネルレンズ要素4と、その映像光3を水平方向に拡散させるレンチキュラーレンズ要素6と、外光の反射を抑制する光吸収部8とを有している。
【0018】
(スクリーン)
スクリーンは、フレネルレンズ要素4とレンチキュラーレンズ要素6とを有するものであれば、フレネルレンズ要素4とレンチキュラーレンズ要素6との一体型のスクリーンでも、それらが別々に形成されたシートを重ね合わせた複合型のスクリーンでもよく、特に限定されない。
【0019】
図2は、フレネルレンズ要素4とレンチキュラーレンズ要素6との一体型のスクリーンの一例を示す概略図である。この一体型スクリーン21においては、フレネルレンズ要素4がプロジェクター側に形成され、レンチキュラーレンズ要素6がウインドウ側に形成されている。
【0020】
図3は、フレネルレンズ要素4とレンチキュラーレンズ要素6とが、フレネルレンズシート5とレンチキュラーレンズシート7にそれぞれ設けられ、それらのシートが重ね合わされた複合型のスクリーンの一例を示す概略図である。この複合型スクリーン31においては、フレネルレンズ要素4がフレネルレンズシート5のプロジェクター側に形成され、レンチキュラーレンズ要素6がレンチキュラーレンズシート7のプロジェクター側に形成されているが、各レンズ要素が形成される側は特に限定されない。例えば、図3において、フレネルレンズ要素4がフレネルレンズシート5の観察者側(すなわちレンチキュラーレンズシート7の側)に形成されていてもよい。また、レンチキュラーレンズ要素6が観察者側に形成されていてもよい。このように、フレネルレンズ要素4とレンチキュラーレンズ要素6を何れの表面に形成するかは、任意に選択される。
【0021】
次に、フレネルレンズ要素4とレンチキュラーレンズ要素6の各機能について図3を参照しつつ説明する。
【0022】
フレネルレンズ要素4は、例えば室内の斜め上方に設置されたプロジェクター2から拡大投影された映像光3を観察者の方向に向けるためのレンズ要素であり、一般には画面に対して垂直となるように曲げる凸レンズの働きをする。フレネルレンズ要素4が設けられたスクリーン21またはフレネルレンズシート5は、通常、観察者側に同心円状のプリズム形状が設けられているが、本発明のディスプレイ装置においては、プロジェクター2がスクリーン1に対して斜めの方向(図1においては上方)に設置されるので、スクリーン21またはフレネルレンズシート5のプリズム群のフレネル中心(同心円の中心)は、スクリーンまたはシート内には存在せず、スクリーンまたはシート外の上方にフレネル中心が存在している。このフレネル中心は、プロジェクターの位置との関係で決定され、プロジェクターの位置が上方の場合は上方に、下方の場合は下方に、両サイドの場合はそれぞれのサイドに存在する。
【0023】
このとき、フレネルレンズ要素4の偏向角度を、スクリーンが装着されている高さと観察者の視線の高さとを考慮して設計することが好ましい。例えば、図1に示すように、プロジェクター2が天井に設置され、スクリーン1と観察者14の視線の高さがほぼ同じ場合には、プロジェクター2から投影される映像光3を、スクリーン1の法線と平行になるように偏向させるようにフレネルレンズ要素4を設計することが好ましく、プロジェクター2が天井に設置され、スクリーン1が観察者14の見上げる位置に装着されている場合には、プロジェクター2から投影される映像光3を、スクリーン1の法線よりもやや下方に偏向させるようにフレネルレンズ要素4を設計することが好ましい。
【0024】
偏向角度とその角度を実現するフレネルレンズ要素4の設計手法については、フレネル中心の位置を設定することにより行われる。例えば、観察者14の目線がスクリーン1の正面にある場合には、フレネル中心を、ウインドウ12の延長面上で且つプロジェクター2の位置と同じ位置にすることが好ましい。一方、観察者14がスクリーン1をやや見上げるような場合には、フレネル中心を、ウインドウ12の延長面上で且つプロジェクター2の位置より下がった位置にすることが好ましい。なお、スクリーン21またはフレネルレンズシート5のプリズム形状は、フレネル中心に近づくほど高さが低く、投射された映像光3をより小さく屈折させることができ、フレネル中心から離れるにしたがって高く急角度になり、投射された映像光3をより大きく屈折させることができる。
【0025】
レンチキュラーレンズ要素6は、フレネルレンズ要素4よりも観察者側に設けられ、フレネルレンズ要素4によって観察者側に偏向された映像光3の視野角を拡大させる働きをする。レンチキュラーレンズ要素6が設けられたスクリーン21またはレンチキュラーレンズシート7は、通常、台形状またはかまぼこ型のレンチキュラーレンズ要素6が縦縞状に並べられている。
【0026】
例えば、図3において、レンチキュラーレンズシート7の内部に、垂直方向に光を広げる拡散剤が含有されていることが好ましい。こうしたレンチキュラーレンズシートは、映像光3を垂直方向にも若干拡大することができる。
【0027】
本発明においては、スクリーンに光吸収部8が形成されていることが好ましい。光吸収部8としては、図2においては、隣接するレンチキュラーレンズ要素6の谷間にストライプ状に形成された着色層や、図3においては、レンチキュラーレンズ要素6のレンズ形状表面に沿って形成された着色層を例示することができる。こうした光吸収部8は、図2に示す場合においては、光を吸収するような染料や顔料を含むインクまたはUV硬化樹脂などをワイピング法などによりレンチキュラーレンズ要素6の谷部に充填し、加熱乾燥やUV照射により硬化させることにより形成できる。また、図3に示す場合においては、光を吸収するような染料や顔料を含む樹脂と含まない樹脂を共押し出しすることなどにより形成することができる。
【0028】
なお、図2に示す光吸収部8においては、レンチキュラーレンズ要素6のピッチの40〜70%の幅であることが好ましく、その厚さは0.05〜0.2mmであることが好ましい。一方、図3に示す光吸収部8においては、レンチキュラーレンズ要素上に厚さ0.01〜0.04mmで形成されていることが好ましい。
【0029】
図4は、図3のスクリーンにおける光吸収メカニズムの原理図である。スクリーンに入射した外光11は、レンチキュラーレンズシート7のプロジェクター側の表面に形成された光吸収部内を全反射しながら進むため、そのほとんどが吸収される。一方、映像光3は、フレネルレンズ要素で偏向されてレンチキュラーレンズ要素6に垂直に入射するので、光吸収部8を通過する長さが短く、吸収が最小限に抑えられる。そのため、観察者側に透過する映像光3の方が、観察者側に反射する外光11よりも顕著となるので、コントラストが向上する。
【0030】
スクリーンのコントラストは、透過する映像光3と反射する外光11との比率により大きく影響される。そして、それらは、スクリーンのピークゲインと反射率で評価することができる。なお、ゲインとは、スクリーンの後方(プロジェクター側)から光線を入射し、前方に出てくる光の輝度の角度分布を測定し、スクリーンにおける照度と各々の輝度とから、ゲインG=π×輝度(cd/m2)/照度(ルクス)の関係式により求めたものである。なお、ピークゲインとは、スクリーンの中で最大のゲイン値のことであり、本願においては、スクリーンの中心をスクリーンの正面から観察したときのゲインの最大値を示す。また、反射率とは、入射角45度で光を照射し場合において、反射光(全方向にわたっての)の入射光に対する割合、すなわち、「反射光の光量/入射光の光量」から求めたものである。
【0031】
100〜3000ルクスの外光下において、優れたコントラスト性能を示すスクリーンのピークゲインは、2〜6の範囲内であり、反射率は2〜10%の範囲内である。ピークゲインが2未満の場合には、画面が暗くなりすぎて実用に適さないことがあり、ピークゲインが6を超えると、視野角が狭くなりすぎて実用に適さないことがある。また、反射率を2%未満とするのは、実現することがかなり困難であり、反射率が10%を超えると、画像のコントラストが低下して画像を視認することが不可能になることがある。
【0032】
こうしたコントラスト性能を有するスクリーンとしては、水平半値角が25〜30度程度になるようなレンチキュラーレンズ要素6を入光面に有し、レンチキュラーレンズ要素6に沿った部分に光吸収部8である着色層が形成され、その着色層の厚みがレンチキュラーレンズ要素6のピッチの4分の1程度で、その着色層の吸収率が30%程度となる構成のものを挙げることができる(例えば、図3を参照)。なお、水平半値角とは、水平方向のピークゲインの半値角のことであり、αHで表される。
【0033】
上記において外光を100〜3000ルクスの範囲内としたが、この範囲内の外光環境下において本発明のディスプレイ装置は好ましいコントラスト性能を示すことができる。
【0034】
本発明においては、1000〜3000ルクスの外光が当たる環境下、例えば、日光が直接当たったり日陰になることもある歩道沿いのウインドウの環境下においては、スクリーンの反射率が2〜7%であり、ピークゲインが2〜6であることが好ましい。こうしたコントラスト性能を有するスクリーンとしては、水平半値角が25度〜30度程度になるようなレンチキュラーレンズ要素6を入光面に有し、レンチキュラーレンズ要素に沿った部分に光吸収部8である着色層が形成され、その着色層の厚みがレンチキュラーレンズ要素のピッチの4分の1程度であり、光吸収層の吸収率が45%程度となる構成のものを挙げることができる(例えば、図3を参照)。なお、請求項5に対応するこの説明において、1000〜3000ルクスにおける1000ルクスとは、「1000ルクスを超え」の意味であり、反射率が2〜7%における7%とは、「7%未満」の意味である。
【0035】
また、100〜1000ルクスの外光が当たる環境下、例えば、地下街やデパート内の店舗等のウインドウ12に当たる概ね一定の明るさの照明光が存在する環境下において、スクリーンの反射率が7〜10%であり、ピークゲインが2〜6であることが好ましい。こうしたコントラスト性能を有するスクリーンとしては、水平半値角が25度〜30度程度になるレンチキュラーレンズ要素6を出光面に有し、レンチキュラーレンズ要素6の谷部に対応する位置に光吸収部8を有し、その幅がレンチキュラーレンズ要素ピッチの40〜70%となる構成のものを挙げることができる(例えば、図2を参照)。
【0036】
本発明のディスプレイ装置においては、スクリーンの反射率とピークゲインをそれぞれの外光環境に応じて規定することにより、その外光環境下において、コントラストに優れ視認性に優れた画像を投影することができる。
【0037】
スクリーンは、両面テープ等の透明または半透明の貼着材でウインドウ12の室内面13に貼着されたり、透明樹脂等で形成された枠または桟に装着され、その枠または桟が両面テープ等の透明または半透明な貼着材でウインドウ12の室内面13または室外面、好ましくは室内面3に貼着されることが好ましい。このように装着されたスクリーン1は、スクリーンの外周部に画像の表示できない部分がないので、視認性を向上させることができる。スクリーンの厚さは3mm以下であることが好ましい。3mm以下が好ましいのは、スクリーンを軽量にすることができ、固定せずにウインドウ12に貼着または吊り下げるのに便利だからである。特に40インチ以上のスクリーンにおいて好ましい。なお、スクリーンの厚さの下限値は、約0.5mm程度である。
【0038】
本発明の特徴を満たし、本発明の所期の目的を達成することができる限りにおいて、本発明のスクリーンには、従来公知の他の構成を付加してもよい。
【0039】
(プロジェクター)
プロジェクターとしては、光出力が1000〜3000ANSIルーメンのものが好ましく用いられる。本発明において、プロジェクターは外光の当たるウインドウに装着されたスクリーンに映像光を投射するものなので、視認性の高い映像を表示するためには、上記範囲の光出力のプロジェクター、特にライトバルブ方式のプロジェクターが好ましく用いられる。光出力が1000ANSIルーメン未満では、映像光が投射されたスクリーン画面が暗すぎて実用的でなく、また、光出力が3000ANSIルーメンを超えると、プロジェクターが大きくなりすぎたり、200ボルトの電源が必要になったりするので、実用性の点でやや劣ることになる。また、当然のことながら、光出力が大きいものは電力の消費も多いので、ランニングコスト・省エネルギーの観点からも、上記範囲の光出力のプロジェクターが好ましくい。
【0040】
【実施例】
以下、本発明のディスプレイ装置について具体的な実施例に基づき説明する。
【0041】
(実施例1)
プロジェクターとして、光出力が2000ANSIルーメンのものを用い、室内の上方に装着した。
【0042】
スクリーン1は、画面サイズ50インチ(アスペクト比4:3、縦762mm×横1062mm)のものであり、スクリーン1の中央部からプロジェクター2(光源)までの距離が2000mm、スクリーン1の中央部の法線に対する映像光3の入射角14°となるように、スクリーン1をウインドウ12の室内面13に装着した。このスクリーン1(31)は、フレネルレンズシート5とレンチキュラーレンズシート7で構成され、フレネルレンズシート5は、焦点距離が2000mm、フレネル中心がフレネルレンズシート5の上側長編端部より119mm上になるようにフレネルレンズ要素4が形成されたものであり、厚さが1.5mm、フレネルレンズ要素4のピッチが0.11mmとなっている。レンチキュラーレンズシート7は、レンチキュラーレンズ要素6のピッチが0.14mm、水平半値幅25°、垂直半値幅9°、ピークゲインが4、光吸収部8である着色層の厚み30μm、光吸収部の吸収率30%、厚さ1mmとした。このときの反射率は6.8%であった。
【0043】
フレネルレンズシート5とレンチキュラーレンズシート7は、両面テープで外周部が貼り合わされ、ウインドウ12の室内面13に装着された。
【0044】
こうして構成された実施例1のディスプレイ装置に画像が投影され、その画像のコントラストを室外から観察した。スクリーン1に対して水平な位置から観察した結果、1500ルクスの明るさの太陽光の下でもはっきりと画像を見ることができた。
【0045】
(実施例2)
プロジェクターとして、光出力が3000ANSIルーメンのものを用い、室内の上方に装着した。
【0046】
スクリーン1は、画面サイズ40インチ(アスペクト比4:3、縦610mm×横813mm)のものであり、スクリーン1の中央部からプロジェクター2(光源)までの距離が1500mm、スクリーン1の中央部の法線に対する映像光3の入射角20°となるようにスクリーン1をウインドウ12の室内面13に装着した。このスクリーン1(31)は、フレネルレンズシート5とレンチキュラーレンズシート7で構成され、フレネルレンズシート5は、焦点距離が1500mm、フレネル中心がフレネルレンズシート5の上側長辺端部位置になるようにフレネルレンズ要素4が形成されたものであり、厚さが1mm、フレネルレンズ要素4のピッチが0.068mmとなっている。レンチキュラーレンズシート7は、レンチキュラーレンズ要素6のピッチが0.087mm、水平半値幅30°、垂直半値幅12°、ピークゲインが2.5、光吸収部8である着色層の厚み20μm、光吸収部8の吸収率45%、厚さ1mmとした。このときの反射率5.5%であった。
【0047】
フレネルレンズシート5とレンチキュラーレンズシート7は、幅5mmの透明な桟に装着され、両面テープでウインドウ12の室内面13に装着した。
【0048】
こうして構成された実施例2のディスプレイ装置に画像が投影され、その画像のコントラストを室外から観察した。スクリーン1に対して5°上向きに見上げるように観察した結果、3000ルクスの明るさの太陽光の下でもはっきりと画像を見ることができた。
【0049】
(実施例3)
プロジェクターとして、光出力が1000ANSIルーメンのものを用い、室内の上方に装着した。
【0050】
スクリーン1は、画面サイズ50インチ(アスペクト比4:3、縦762mm×横1062mm)のものであり、スクリーン1の中央部からプロジェクター2(光源)までの距離が2000mm、スクリーン1の中央部の法線に対する映像光3の入射角14°となるように、スクリーン1を室内に設置したガラス面に装着した。このスクリーン1(21)は、フレネルレンズ要素4とレンチキュラーレンズ要素6で構成された一体型のスクリーンであり、フレネルレンズ要素4は、焦点距離が200mm、フレネル中心がスクリーン21の上側長辺端部より119mm上になるようにフレネルレンズ要素4が形成されたものであり、フレネルレンズ要素4のピッチが0.11mmとなっている。このスクリーンは、レンチキュラーレンズ要素6のピッチが0.14mm、水平半値角25°、垂直半値角9°、ピークゲイン5、光吸収部の幅はピッチの60%で0.084mmであり、スクリーン21の厚みは1mmである。このときの反射率は9%であった。
【0051】
このスクリーン21を室内に設置したガラス面に周辺部を両面テープで貼り合わせ装着した。
【0052】
こうして構成された実施例3のディスプレイ装置に画像が投影され、その画像を室内で観察した。スクリーン1に対し水平な位置から観察した結果、1000ルクスの室内ではっきりと画像を見ることができた。
【0053】
(比較例1)
スクリーン1を厚み5mmの拡散シートにした以外は、実施例1と同じにして、比較例1のディスプレイ装置を構成した。この拡散シートは、透明なアクリル板の中に屈折率の異なる微小(平均粒径12ミクロン)なビーズを分散させたものである。このスクリーンは、ピークゲインが1、反射率が20%、水平半値角が25度、垂直半値角が25度である。
【0054】
こうして構成された比較例1のディスプレイ装置に画像が投影され、その画像のコントラストを室外から観察した。スクリーン1に対して水平な位置から観察した結果、1500ルクスの明るさの太陽光の下で、画面のコントラストがなく、ほとんど画像を視認することができなかった。
【0055】
(比較例2)
スクリーン1を厚み3mmの拡散シートにした以外は、実施例2と同じにして、比較例2のディスプレイ装置を構成した。拡散シートは、厚さ以外は比較例1のものと同じである。このスクリーンは、ピークゲインが1.5、反射率が18%、水平半値角が20度、垂直半値角が20度である。
【0056】
こうして構成された比較例2のディスプレイ装置に画像が投影され、その画像のコントラストを室外から観察した。スクリーン1に対して5°上向きに見上げるように観察した結果、3000ルクスの明るさの太陽光の下で、画像のコントラストがなく、ほとんど画像を視認することができなかった。
【0057】
(比較例3)
スクリーン1を厚み3mmの拡散シートにした以外は、実施例3と同じにして、比較例3のディスプレイ装置を構成した。拡散シートは、厚さ以外は比較例1のものと同じである。このスクリーンは、ピークゲインが1.5、反射率が18%、水平半値角が20度、垂直半値角が20度である。
【0058】
こうして構成された比較例3のディスプレイ装置に画像が投影され、その画像のコントラストを室外から観察した。スクリーン1に対して水平な位置から観察した結果、1000ルクスの明るさの室内で、画像のコントラストが悪いため、白茶けた映像がわずかに視認できる程度の状態であった。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のディスプレイ装置によれば、スクリーンの一部に外光の反射を抑制する光吸収部を有するので、外光の反射を抑制することでき、画像のコントラストを向上させることができる。その結果、太陽光等の外光が当たる環境でも視認性の良い画像を提供することができる。さらに、スクリーンは、観察者方向に映像光を偏向させるフレネルレンズ要素と水平方向に映像光を拡散させるレンチキュラーレンズ要素とを有するので、店舗やショールームの外にいる観察者は、スクリーンに投影されたコントラストのよい画像を容易に観察することができる。
【0060】
また、本発明のディスプレイ装置によれば、観察者側からスクリーンに入射した外光は、着色層の中を全反射を繰り返しながら進む途中で減衰するので、外光のほとんどが反射せずに吸収される。その結果、コントラストがより向上し、スクリーン上に映し出された画像の視認性を向上させることができる。
【0061】
また、本発明のディスプレイ装置によれば、反射率とピークゲインを特定の範囲内に規定したので、反射光の影響を少なくでき、スクリーン上に映し出された画像の視認性を向上させることができる。
【0062】
また、本発明のディスプレイ装置によれば、スクリーンの反射率とピークゲインをそれぞれの外光環境に応じて規定したので、その外光環境下において、コントラストに優れ視認性に優れた画像を投影することができる。
【0063】
また、本発明のディスプレイ装置によれば、スクリーンが薄いので、ウインドウの室内面への貼着等が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディスプレイ装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】本発明のディスプレイ装置を構成するスクリーンの一例を示す構成図である。
【図3】本発明のディスプレイ装置を構成するスクリーンの他の一例を示す構成図である。
【図4】図3のスクリーンにおける光吸収メカニズムの原理図である。
【符号の説明】
1、21、31 スクリーン
2 プロジェクター
3 映像光
4 フレネルレンズ要素
5 フレネルレンズシート
6 レンチキュラーレンズ要素
7 レンチキュラーレンズシート
8 光吸収部
11 外光
12 ウインドウ
13 室内面
14 観察者[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device capable of projecting an image with excellent contrast onto a screen mounted on the indoor surface of a window exposed to external light.
[0002]
[Prior art]
A typical window in a store or a showroom (hereinafter, may be abbreviated as a store, etc.) is made of a transparent glass, a transparent plastic plate, or the like. Many cases are visible. In such stores and the like, in order to further improve the advertising effect and the like, a window display system in which a transparent screen is attached to the interior surface of a window and an image is projected on the screen has been studied (for example, Patent Document 1). See.).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-162686 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described window display system has a problem that the contrast of an image is reduced depending on the brightness of external light, and a projected image is extremely difficult to see.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an observer with an image with excellent contrast and good visibility even in an environment where external light such as sunlight shines. It is to provide a display device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is a display device comprising: a screen mounted on a window to which external light is applied; and a projector for projecting image light obliquely toward the screen. Has a Fresnel lens element that deflects the image light projected from the projector to the observer side, a lenticular lens element that diffuses the image light in the horizontal direction, and a light absorbing unit that suppresses reflection of external light. Has features.
[0007]
According to the present invention, since the screen has a light absorbing portion that suppresses reflection of external light, the reflection of external light can be suppressed, and the contrast of an image can be improved. As a result, an image with good visibility can be provided even in an environment where external light such as sunlight shines. Further, since the screen has a Fresnel lens element that deflects the image light in the direction of the observer and a lenticular lens element that diffuses the image light in the horizontal direction, an observer outside the store or showroom is projected on the screen. An image with good contrast can be easily observed.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the display device according to the first aspect, the screen has a Fresnel lens sheet provided with a Fresnel lens element, and a lenticular lens sheet provided with a lenticular lens element, and the light absorbing portion is provided. Is a colored layer formed along the lens shape of the lenticular lens element.
[0009]
According to the present invention, the external light incident on the screen from the observer is attenuated while traveling while repeating total reflection in the colored layer. As a result, most of the external light is absorbed without being reflected, so that the contrast is improved and the visibility of the image projected on the screen is improved.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the display device according to the first or second aspect, the screen has a reflectance from an observer side of 2 to 10% and a peak gain of 2 to 6. Has features.
[0011]
According to the present invention, since the reflectance and the peak gain are within the above ranges, the influence of the reflected light is small, and the visibility of the image projected on the screen is improved.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the display device according to the first or second aspect, in an environment where external light of 100 to 1000 lux is applied, the reflectance of the screen from the observer side is 7 to 10%. Which is characterized in that the peak gain is 2 to 6. According to a fifth aspect of the present invention, in the display device according to the first or second aspect, in an environment where external light of 1000 to 3000 lux is applied, the reflectance of the screen from the observer side is 2 to 7%. Which is characterized in that the peak gain is 2 to 6.
[0013]
According to these inventions, since the reflectance and the peak gain of the screen are defined according to the respective external light environments, an image with excellent contrast and excellent visibility can be projected in the external light environment. .
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to fifth aspects, the screen has a thickness of 0.5 to 3 mm.
[0015]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a screen is thin and it becomes easy to stick a window to the indoor surface.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the display device of the present invention. FIG. 2 and FIG. 3 are configuration diagrams showing an example of a screen constituting the display device of the present invention. FIG. 4 is a principle diagram of a light absorption mechanism in the screen of FIG.
[0017]
As shown in FIG. 1, the display device of the present invention is a display device mounted on a store or a showroom, and a screen 1 mounted on an
[0018]
(screen)
As long as the screen has the Fresnel
[0019]
FIG. 2 is a schematic view showing an example of an integrated screen including the
[0020]
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a composite screen in which a
[0021]
Next, each function of the
[0022]
The
[0023]
At this time, it is preferable to design the deflection angle of the
[0024]
The deflection angle and the method of designing the
[0025]
The
[0026]
For example, in FIG. 3, it is preferable that the
[0027]
In the present invention, it is preferable that the
[0028]
In the
[0029]
FIG. 4 is a principle diagram of a light absorption mechanism in the screen of FIG. The
[0030]
The contrast of the screen is greatly affected by the ratio between the transmitted
[0031]
Under an external light of 100 to 3000 lux, the peak gain of a screen exhibiting excellent contrast performance is in the range of 2 to 6, and the reflectance is in the range of 2 to 10%. If the peak gain is less than 2, the screen may be too dark and unsuitable for practical use. If the peak gain exceeds 6, the viewing angle may be too narrow and unsuitable for practical use. Further, it is quite difficult to realize the reflectance of less than 2%, and if the reflectance exceeds 10%, the contrast of the image is reduced and it becomes impossible to visually recognize the image. is there.
[0032]
The screen having such a contrast performance has a
[0033]
In the above description, the external light is set in the range of 100 to 3000 lux, but the display device of the present invention can exhibit preferable contrast performance under an external light environment within this range.
[0034]
In the present invention, the reflectivity of the screen is 2 to 7% in an environment where external light of 1000 to 3000 lux shines, for example, in an environment of a window along a sidewalk where sunlight may directly hit or shade. Yes, the peak gain is preferably 2 to 6. The screen having such a contrast performance has a
[0035]
Further, in an environment where external light of 100 to 1000 lux is applied, for example, in an environment where illumination light of approximately constant brightness is applied to a
[0036]
In the display device of the present invention, by defining the reflectance and peak gain of the screen in accordance with the respective external light environments, it is possible to project an image having excellent contrast and excellent visibility in the external light environment. it can.
[0037]
The screen is adhered to the
[0038]
Other conventionally known configurations may be added to the screen of the present invention as long as the features of the present invention are satisfied and the intended object of the present invention can be achieved.
[0039]
(projector)
A projector having a light output of 1000 to 3000 ANSI lumens is preferably used as the projector. In the present invention, since the projector projects image light onto a screen attached to a window exposed to external light, in order to display an image with high visibility, a projector having a light output in the above range, particularly a light valve type. A projector is preferably used. If the light output is less than 1000 ANSI lumens, the screen screen on which the image light is projected is too dark to be practical, and if the light output exceeds 3000 ANSI lumens, the projector becomes too large or a 200 volt power supply is required. , It is slightly inferior in practicality. Naturally, a projector having a high light output consumes a large amount of electric power. Therefore, from the viewpoint of running cost and energy saving, a projector having a light output in the above range is preferable.
[0040]
【Example】
Hereinafter, the display device of the present invention will be described based on specific examples.
[0041]
(Example 1)
The projector used had a light output of 2000 ANSI lumens and was mounted above the room.
[0042]
The screen 1 has a screen size of 50 inches (aspect ratio 4: 3, height 762 mm × width 1062 mm). The distance from the center of the screen 1 to the projector 2 (light source) is 2000 mm. The screen 1 was mounted on the
[0043]
The outer periphery of the
[0044]
An image was projected on the display device of Example 1 thus configured, and the contrast of the image was observed from outside the room. As a result of observation from a position horizontal to the screen 1, an image could be clearly seen even under sunlight having a brightness of 1500 lux.
[0045]
(Example 2)
The projector used had a light output of 3000 ANSI lumens and was mounted above the room.
[0046]
The screen 1 has a screen size of 40 inches (aspect ratio 4: 3, 610 mm long × 813 mm wide), the distance from the center of the screen 1 to the projector 2 (light source) is 1500 mm, The screen 1 was mounted on the
[0047]
The
[0048]
An image was projected on the display device of Example 2 configured in this manner, and the contrast of the image was observed from outside the room. As a result of observing the screen 1 upward at 5 °, the image could be clearly seen even under sunlight having a brightness of 3000 lux.
[0049]
(Example 3)
The projector used had a light output of 1000 ANSI lumens and was mounted above the room.
[0050]
The screen 1 has a screen size of 50 inches (aspect ratio 4: 3, height 762 mm × width 1062 mm). The distance from the center of the screen 1 to the projector 2 (light source) is 2000 mm. The screen 1 was mounted on a glass surface provided indoors so that the incident angle of the
[0051]
The peripheral portion of the
[0052]
An image was projected on the display device of Example 3 thus configured, and the image was observed indoors. As a result of observation from a position horizontal to the screen 1, an image could be clearly seen in a room of 1000 lux.
[0053]
(Comparative Example 1)
A display device of Comparative Example 1 was constructed in the same manner as in Example 1 except that the screen 1 was a diffusion sheet having a thickness of 5 mm. This diffusion sheet is obtained by dispersing minute beads (average particle diameter: 12 microns) having different refractive indexes in a transparent acrylic plate. This screen has a peak gain of 1, a reflectance of 20%, a horizontal half-value angle of 25 degrees, and a vertical half-value angle of 25 degrees.
[0054]
An image was projected on the display device of Comparative Example 1 thus configured, and the contrast of the image was observed from outside the room. As a result of observation from a position horizontal to the screen 1, there was no contrast of the screen under sunlight of a brightness of 1500 lux, and almost no image could be visually recognized.
[0055]
(Comparative Example 2)
A display device of Comparative Example 2 was configured in the same manner as in Example 2 except that the screen 1 was a diffusion sheet having a thickness of 3 mm. The diffusion sheet is the same as that of Comparative Example 1 except for the thickness. This screen has a peak gain of 1.5, a reflectance of 18%, a horizontal half-value angle of 20 degrees, and a vertical half-value angle of 20 degrees.
[0056]
An image was projected on the display device of Comparative Example 2 thus configured, and the contrast of the image was observed from outside the room. As a result of observing the screen 1 upward at 5 °, there was no image contrast and almost no image could be visually recognized under sunlight having a brightness of 3000 lux.
[0057]
(Comparative Example 3)
A display device of Comparative Example 3 was configured in the same manner as in Example 3 except that the screen 1 was a diffusion sheet having a thickness of 3 mm. The diffusion sheet is the same as that of Comparative Example 1 except for the thickness. This screen has a peak gain of 1.5, a reflectance of 18%, a horizontal half-value angle of 20 degrees, and a vertical half-value angle of 20 degrees.
[0058]
An image was projected on the display device of Comparative Example 3 configured as described above, and the contrast of the image was observed from outside the room. As a result of observation from a position horizontal to the screen 1, in a room having a brightness of 1000 lux, the contrast of the image was poor, so that a slightly whitish image could be visually recognized.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the display device of the present invention, since the screen has the light absorbing portion that suppresses reflection of external light, the reflection of external light can be suppressed, and the contrast of an image can be improved. be able to. As a result, an image with good visibility can be provided even in an environment where external light such as sunlight shines. Further, since the screen has a Fresnel lens element that deflects the image light in the direction of the observer and a lenticular lens element that diffuses the image light in the horizontal direction, an observer outside the store or showroom is projected on the screen. An image with good contrast can be easily observed.
[0060]
Further, according to the display device of the present invention, since external light incident on the screen from the viewer side attenuates while traveling while repeating total reflection in the colored layer, most of the external light is absorbed without being reflected. Is done. As a result, the contrast is further improved, and the visibility of the image projected on the screen can be improved.
[0061]
Further, according to the display device of the present invention, since the reflectance and the peak gain are defined within the specific ranges, the influence of the reflected light can be reduced, and the visibility of the image projected on the screen can be improved. .
[0062]
Further, according to the display device of the present invention, since the reflectance and the peak gain of the screen are defined according to the respective external light environments, an image with excellent contrast and excellent visibility is projected in the external light environment. be able to.
[0063]
Further, according to the display device of the present invention, since the screen is thin, it is easy to attach the window to the indoor surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a display device of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a screen constituting the display device of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing another example of a screen constituting the display device of the present invention.
FIG. 4 is a principle view of a light absorption mechanism in the screen of FIG.
[Explanation of symbols]
1, 21, 31 screen
2 Projector
3 Video light
4 Fresnel lens elements
5 Fresnel lens sheet
6 Lenticular lens elements
7 Lenticular lens sheet
8 Light absorbing part
11 Outside light
12 windows
13 Indoors
14 Observer
Claims (6)
前記スクリーンは、プロジェクターから投射された映像光を観察者側に偏向させるフレネルレンズ要素と、当該映像光を水平方向に拡散させるレンチキュラーレンズ要素と、外光の反射を抑制する光吸収部とを有することを特徴とするディスプレイ装置。A display device having a screen mounted on a window exposed to external light and a projector that projects video light obliquely toward the screen,
The screen has a Fresnel lens element that deflects the image light projected from the projector toward the observer, a lenticular lens element that diffuses the image light in the horizontal direction, and a light absorbing unit that suppresses reflection of external light. A display device characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002347963A JP2004184483A (en) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Display device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002347963A JP2004184483A (en) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | Display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004184483A true JP2004184483A (en) | 2004-07-02 |
Family
ID=32751008
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006154719A (en) * | 2004-11-01 | 2006-06-15 | Hitachi Ltd | Image display apparatus, and, fresnel lens sheet and screen to be used therein |
CN100583968C (en) * | 2004-09-22 | 2010-01-20 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | Rear projection screen based electronic window |
JP2014199316A (en) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 大日本印刷株式会社 | Transmission type screen, rear projection display unit and automobile |
-
2002
- 2002-11-29 JP JP2002347963A patent/JP2004184483A/en active Pending
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JP2006154719A (en) * | 2004-11-01 | 2006-06-15 | Hitachi Ltd | Image display apparatus, and, fresnel lens sheet and screen to be used therein |
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