【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、明るい環境下でもプロジェクタの投影画像を高コントラストで見ることができる画像表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、会議等において発言者が資料を提示する方法としてオーバーヘッドプロジェクタやフロントプロジェクタが広く用いられている。また、一般家庭においても液晶を用いたビデオプロジェクタや動画フィルムプロジェクタが普及しつつある。
【０００３】
この種のプロジェクタとしては、例えば、光源から出射された光線を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光線に分離して所定の光路に収束させる照明光学系と、ＲＧＢ各色の光束をそれぞれ光変調する液晶パネル（ライトバルブ）と、光変調されたＲＧＢ各色の光束を合成する光合成部とを備え、光合成部により合成されたカラー画像を投射レンズによりスクリーンに拡大投影するものがある。
【０００４】
一方、プロジェクタからの投影画像を表示するスクリーンには、前方から投射される画像光を反射して反射光により投影画像を見ることができるようにした反射型スクリーンがある。このようなスクリーンとして、例えばビーズスクリーンや白スクリーン等が用いられているが、これらは、画像光以外の周辺光も反射し、周辺光のレベルとともに黒レベル（黒色映像輝度）も上昇するため、周辺光レベルの高い明るい環境下ではコントラスト（＝白レベル／黒レベル）の低い映像しか表示することができず、部屋を暗くする必要があった。
【０００５】
これに対して、スクリーンに入射し反射する光を低減する光吸収層を設けて黒レベルの低下を図ることによって、周辺光の存在下でのコントラスト性能を向上させるスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、このようなスクリーンでは、周辺光のみならず画像光も光吸収層によって低減されてしまうため、スクリーンゲインが低下するとともに、明光下のコントラストの向上にも限界があった。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３１０３８０２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の問題点に対し、ブラッグ反射の原理を応用することによって波長選択反射特性を持たせ、反射波長をプロジェクタ光に合わせたスクリーンが、本出願人と同一の出願人より提案されている（例えば、特願２００２−２０３１７９号等。）。このような波長選択反射特性を有するスクリーンは、プロジェクタ、周辺照明と適切に組み合わせることにより、明るい環境下でも高コントラストの画像を表示可能で、色再現域を広げられるといった特徴があり、プロジェクタの新しい用途開拓として期待が大きい。
【０００８】
原理的には、図１２におけるスクリーン１０１、プロジェクタ１０２、周辺照明１０３が、それぞれ図１３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、スクリーン１０１の反射波長領域とプロジェクタ１０２の波長領域がほぼ一致し、周辺照明１０３の波長領域とプロジェクタ１０２の波長領域がほとんど被らない波長特性を有するとき、理想的な波長関係にあり、明るい環境下（周辺光下）で高コントラストの画像表示が可能となる。なお、図１３において（ａ）は人間の視認波長特性、（ｂ）はスクリーン１０１の反射波長特性、（ｃ）はプロジェクタ１０２の波長特性、（ｄ）は周辺照明１０３の波長特性である。
【０００９】
ただし、実用上は三つの要素（スクリーン、プロジェクタ、周辺照明）の位置関係が重要であり、設計通りの特性を出すには設置上の制限が大きい。例えば、スクリーンの反射波長をプロジェクタ光の波長に合わせても、プロジェクタの投影角度が設計値より変わった場合、効果は激減する。同様の問題が、プロジェクタと周辺照明、スクリーンと周辺照明との組み合わせにおいても生じる。
【００１０】
本発明は、かかる点に対処してなされたもので、スクリーン、プロジェクタ、周辺照明を設計通りの位置関係に容易に配置でき、明るい環境下でコントラストが高く鮮明な投影画像を表示することができる画像表示システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、画像光を投射するプロジェクタと、画像光に対応する波長領域の光を他の波長領域の光より高い反射率で反射する波長選択反射特性を有し、画像光により画像を表示するスクリーンとを備えた画像表示システムであって、プロジェクタとスクリーンが相互に最適化された位置関係に配置可能に１体に組み込まれていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明においては、プロジェクタとスクリーンの位置関係の変動による、プロジェクタの波長特性とスクリーンの反射波長特性のずれを防ぐことができ、設計通りの明光下の高コントラストの画像表示が容易となる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の画像表示システムにおいて、スクリーンの周囲を照らす周辺照明部がプロジェクタ及びスクリーンと１体に組み込まれていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明においては、既存の周辺光を利用することなく、したがって周辺光の影響を考慮することなく、常に設計通りの明光下の高コントラストの画像表示が可能となる。
【００１５】
請求項３の発明は、画像光を投射するプロジェクタと、画像光に対応する波長領域の光を他の波長領域の光より高率で反射する波長選択反射特性を有し、画像光により画像を表示するスクリーンと、このスクリーンの周囲を照らす周辺照明部とを備えた画像表示システムであって、周辺照明部がプロジェクタ又はスクリーンと１体に組み込まれていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明においては、既存の周辺光を利用することなく、したがって周辺光の影響を考慮することなく、スクリーンとプロジェクタの位置関係のみ配慮すればよく、容易に設計通りの明光下の高コントラストの画像表示が可能となる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１又は３の画像表示システムにおいて、スクリーンが、波長選択反射特性を有する多層薄膜を具備することを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１又は３の画像表示システムにおいて、スクリーンが、波長選択反射特性を有するホログラム反射膜を具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項４、５の発明においては、ブラッグ反射を応用した多層薄膜やホログラム反射膜を用いることにより、容易にスクリーンの反射特性をプロジェクタの波長特性に合わせて設計することが可能となる。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項１又は３の画像表示システムにおいて、プロジェクタが、光源として高圧水銀ランプを具備することを特徴とする。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項２又は３の画像表示システムにおいて、周辺照明部が蛍光灯又は白熱灯であることを特徴とする。
【００２２】
請求項６、７の発明においては、プロジェクタの光源と周辺照明は、プロジェクタの波長特性と周辺照明の波長特性があまり被らないものであれば任意のものが使用可能であるが、プロジェクタの光源としては、寿命、消費電力、プロジェクタとの相性（光利用効率）の点で優れ、広範に使用されている高圧水銀ランプが、周辺照明としては、一般的な蛍光灯や白熱灯が挙げられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の画像表示システムを示すもので、スクリーン１とプロジェクタ２と周辺照明３の三要素が一体化されている。ここでは、プロジェクタ２はアーム部４を有し、スクリーン１を支持する構造材５の上部にアーム部４の末端が回動可能に接続され、使用時に構造材５上部に設けられた収納部から引き出される構造となっている。そして、引き出された状態でスクリーン１との位置関係が設計値となるように設計されている。また、周辺照明３は構造材５の最上部に取り付けてあり、スクリーン１を直接照らさない設計となっている。
【００２４】
スクリーン１は、外光低減、光拡散（結像）、波長選択反射、ゲインコントロール、光吸収の各機能を有する層（１つの層が複数の機能を併せ持ってもよい）が積層されたフィルム状あるいは板状の積層体である。この中で波長選択反射機能は、ブラッグ反射の原理を応用して、多層膜構造のバンドパスフィルタ、ホログラム等の幾つかの方法で達成される。
【００２５】
図２は、スクリーン１の積層構成例を示すもので、ベース層１０の両面に高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌを交互に積層することによって、波長選択反射特性を有する選択反射層１１が形成され、これに選択反射層１１で反射した光を拡散する光拡散層１２と、選択反射層１１を透過した光を吸収する黒色層１３がそれぞれ形成されている。選択反射層１１における高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌは、プロジェクタ２の波長に合わせて、例えば図３に示すような反射特性を持つように膜厚設計される。この構成において、ベース層１０としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明基材が用いられる。高屈折率層Ｈ及び低屈折率層Ｌは、例えばディップコーティング法によりベース層１０の両面に形成することができる。この場合、高屈折率層には例えばＴｉＯ２微粒子を、低屈折率層Ｌには例えばフッ素系樹脂を用いることができる。光拡散層１２及び黒色層１３は、例えばシート状に形成されたものを貼り合せて形成される。
【００２６】
プロジェクタ２は、光源からの光を光学フィルタでＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色に分解し、液晶パネルやＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）等のスイッチング素子で光変調後、再合成して投影するものである。
【００２７】
この中で使われる光源は、寿命、消費電力、プロジェクタとの相性（光利用効率）の点で、高圧水銀ランプが優れており、ほぼ市場を独占するに到っているが、これに限定されない。図４は、プロジェクタ２の波長特性の一例であり、高圧水銀ランプからの光を光学フィルタで色分解した後のＲ、Ｇ、Ｂの波長特性を示す。
【００２８】
また、プロジェクタ２としては、光源に狭帯域三原色光源、例えばＲ、Ｇ、Ｂ各色の狭帯域光を発するレーザー発振器を使用し、ＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）によりＲ、Ｇ、Ｂ各色の光束を空間的に変調するプロジェクタを用いることもできる。この場合、プロジェクタの波長特性は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各スペクトルがよりシャープなものとなる。
【００２９】
周辺照明３としては、蛍光灯／白熱灯等が考えられるが、直接スクリーン１を照らさないように設計するか、極力プロジェクタ２の波長と被らないように設計することが好ましい。なお、太陽光が差し込む環境ではカーテン等で防ぐことが望ましい。一般に使われている蛍光灯の波長特性を図５に示す。
【００３０】
スクリーン１、プロジェクタ２、周辺照明３の三要素が適切に組み合わさった場合の波長特性の一例を図６に示す。図６において、実線はＲ、Ｇ、Ｂの各色の光線からなるプロジェクタ光の波長特性、破線はスクリーン１の反射波長特性、一点鎖線は周辺照明３（蛍光灯）の波長特性である。
【００３１】
図６の例では、一般に使われているホワイトマット（白色スクリーン）と比較すると、スクリーン１の反射波長特性により、周辺照明３の影響がおよそ１／３以下に低減でき、コントラストはホワイトマットの３倍以上が実現できる。また、スクリーン１の反射波長特性により、Ｒ、Ｇ、Ｂ以外の余分な色の影響が少なくなり、結果的に色純度が上がり、広い色再現域が達成できる。色再現域の広がりを模式的に図７に示す。図７において、高圧水銀ランプに代表される放電ランプを光源に用いたプロジェクタで投影した場合、波長選択反射特性を持たないスクリーンでの色再現域は領域Ａとなるが、波長選択反射特性を有するスクリーンに変えると、斜線で示すように色再現域が広がる。
【００３２】
ただし、以上のように最適設計をしていても、プロジェクタの投影角度が設計値より大きくなると、スクリーン上では設計されたブラッグ条件から外れ、画像光の反射光量が減少しコントラストが低下する。この場合の波長特性例を図８に示す。周辺照明についても同様に、周辺照明の設置条件により、スクリーンにブラッグ反射条件を満たす強い周辺光が入ると、コントラストは低下する。スクリーンに関しても、設置角度が設計値と異なると、十分な反射が得られない、あるいは周辺照明の影響が大きくなるなど、画像表示の設計値から外れてしまう。
【００３３】
本実施の形態は、スクリーン、プロジェクタ、周辺照明をセットにして１体に組み込んでいるため、予め三要素の位置関係と各波長特性の組合せをトータルで設計することができ、上記の三要素の位置関係の変動による設計値からのずれの問題を解消することができる。すなわち、本実施の形態によれば、スクリーン、プロジェクタ及び周辺照明を、設計条件を満たす位置に容易に設置することができ、本体のみで常に設計値通りの特性が得られる。もし、太陽光あるいは既存の照明の影響がある場合には、カーテン等でカット、既存の照明のスイッチをオフすることによって、設計値どおりの効果が得られる。
【００３４】
また、必ずしもスクリーン、プロジェクタ、周辺照明の三要素を一体化しなくても、その内の二要素を一体化することにより、残りの一要素との位置的制限は小さくなり、容易にこのシステムの特性を出すことが可能となる。二要素を一体化した例を、本発明の第２〜４の実施の形態として図９〜図１１に示す。
【００３５】
図９は、本発明の第２の実施の形態の画像表示システムを示すもので、スクリーン１とプロジェクタ２の二つの要素が一体化され、周辺照明３は既存の照明がそのまま用いられる。この実施の形態は、周辺照明３の影響のみに考慮すればよく、最適な画像表示のためのセッティングが容易である。すなわち、周辺照明３の影響ができるだけ最小となる位置にスクリーン１を設置することで、設計値からのずれの少ない高コントラストの画像表示が可能となる。
【００３６】
図１０は、本発明の第３の実施の形態の画像表示システムを示すもので、スクリーン１と周辺照明３が一体化されている。この実施の形態は、プロジェクタ２の設置位置だけを考慮すればいいシステムとなっている。
【００３７】
図１１は、本発明の第４の実施の形態の画像表示システムを示すもので、プロジェクタ２と周辺照明３の二つの要素が一体化されている。この実施の形態は、スクリーン１に対する周辺照明３の影響を極力抑えることができるシステムで、第３の実施の形態と同様にプロジェクタ２の設置位置だけを考慮すればよく、容易に設計値からのずれの少ない高コントラストの画像を表示することができる。
【００３８】
上記第２〜４の実施の形態においては、一体化されない残りの一要素に対して設置自由度が限られるので、映写環境に応じた最適設置を容易に行うことができる。また、二要素一体品では、スクリーンとプロジェクタ、スクリーンと周辺照明、プロジェクタと周辺照明といった三つの組み合わせ商品が考えられ、ユーザーの事情により選択が可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
上述したように、請求項１の発明によれば、スクリーンとプロジェクタを一体化することにより、プロジェクタとスクリーンの位置関係の変動による、プロジェクタの波長特性とスクリーンの反射波長特性のずれを防ぐことができ、容易に設計通りの明光下の高コントラストの画像表示を実現することができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、スクリーンとプロジェクタと周辺照明の三要素を一体化することにより、三要素の位置関係の変動による波長特性の設計値からのずれを防ぐことができ、常に設計通りの明光下の高コントラストの画像表示を実現することができる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、周辺照明をスクリーン又はプロジェクタと一体化することにより、周辺照明の影響を設計通りとすることができ、スクリーンとプロジェクタの位置関係を調整するだけで明光下の高コントラストの画像表示を実現することができる。
【００４２】
請求項４、５の発明によれば、波長選択反射特性を有する多層薄膜やホログラム反射膜をスクリーンの反射層として用いることにより、容易にスクリーンの反射特性をプロジェクタの波長特性に合わせて設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像表示システムの第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】波長選択反射機能を持つスクリーンの積層構成例を示す断面図である。
【図３】本発明にかかるスクリーンの反射波長特性の一例を示す図である。
【図４】プロジェクタの波長特性の一例を示す図である。
【図５】一般的な蛍光灯の波長特性を示す図である。
【図６】スクリーン、プロジェクタ、周辺照明の三要素が適切に組み合わさった場合の波長特性の一例を示す図である。
【図７】波長選択反射機能を持つスクリーンの色再現域の広がりを模式的に示す図である。
【図８】図６におけるプロジェクタの投影角度が設計値より大きくなった場合の波長特性例を示す図である。
【図９】本発明の画像表示システムの第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の画像表示システムの第３の実施の形態を示す斜視図である。
【図１１】本発明の画像表示システムの第４の実施の形態を示す斜視図である。
【図１２】画像表示システムを概略的に示す図である。
【図１３】本発明にかかる画像表示システムの原理を示す波長特性図である。
【符号の説明】
１，１０１……スクリーン、２，１０２……プロジェクタ、３，１０３……周辺照明、４……アーム部、５……構造材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display system that allows a projected image of a projector to be viewed with high contrast even in a bright environment.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, overhead projectors and front projectors have been widely used as a method by which speakers present materials at meetings and the like. In addition, video projectors and moving image film projectors using liquid crystal are becoming popular in ordinary households.
[0003]
As this type of projector, for example, an illumination optical system that separates a light beam emitted from a light source into light beams of each color of red (R), green (G), and blue (B) and converges the light beam on a predetermined optical path; A liquid crystal panel (light valve) that modulates each color light beam and a light combining unit that combines light modulated RGB light beams, and a color image combined by the light combination unit is enlarged and projected on a screen by a projection lens. There is something.
[0004]
On the other hand, as a screen for displaying an image projected from a projector, there is a reflection type screen which reflects image light projected from the front so that the projected image can be viewed by reflected light. As such a screen, for example, a bead screen, a white screen, or the like is used. However, these screens reflect ambient light other than image light, and the black level (black image luminance) increases with the level of the ambient light. In a bright environment with a high ambient light level, only an image with low contrast (= white level / black level) can be displayed, and the room needs to be darkened.
[0005]
On the other hand, there has been proposed a screen in which a light absorbing layer for reducing light incident on and reflected from the screen is provided to reduce the black level, thereby improving the contrast performance in the presence of ambient light (for example, a screen has been proposed). And Patent Document 1.). However, in such a screen, not only the ambient light but also the image light is reduced by the light absorbing layer, so that the screen gain is reduced and the improvement of the contrast under bright light is limited.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3103802
[Problems to be solved by the invention]
With respect to the above-mentioned problems of the prior art, a screen having a wavelength selective reflection characteristic by applying the principle of Bragg reflection and adjusting the reflection wavelength to the projector light has been proposed by the same applicant as the present applicant. (For example, Japanese Patent Application No. 2002-203179). Screens with such wavelength-selective reflection characteristics are capable of displaying high-contrast images even in bright environments and expanding the color reproduction range when appropriately combined with a projector and ambient lighting. There is great hope for cultivating applications.
[0008]
In principle, as shown in FIGS. 13B to 13D, the screen 101, the projector 102, and the peripheral illumination 103 in FIG. 12 substantially match the reflection wavelength region of the screen 101 and the wavelength region of the projector 102. When the wavelength region of the peripheral illumination 103 and the wavelength region of the projector 102 have wavelength characteristics that are hardly covered, the wavelength relationship has an ideal wavelength relationship, and a high-contrast image can be displayed in a bright environment (under ambient light). . In FIG. 13, (a) shows the wavelength characteristic of human visual recognition, (b) shows the reflection wavelength characteristic of the screen 101, (c) shows the wavelength characteristic of the projector 102, and (d) shows the wavelength characteristic of the peripheral illumination 103.
[0009]
However, in practical use, the positional relationship between the three elements (screen, projector, and peripheral illumination) is important, and installation restrictions are large in order to achieve the designed characteristics. For example, even if the reflection wavelength of the screen is adjusted to the wavelength of the projector light, if the projection angle of the projector changes from a design value, the effect is greatly reduced. A similar problem occurs with a combination of projector and ambient lighting and screen and ambient lighting.
[0010]
The present invention has been made in view of such a point, and it is possible to easily arrange a screen, a projector, and peripheral lighting in a positional relationship as designed, and to display a clear and high-contrast projected image in a bright environment. It is an object to provide an image display system.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
That is, the invention according to claim 1 has a projector that projects image light, and a wavelength selective reflection characteristic that reflects light in a wavelength region corresponding to the image light with a higher reflectance than light in other wavelength regions. And a screen for displaying an image according to (1), wherein the projector and the screen are incorporated into one body so as to be arranged in a mutually optimized positional relationship.
[0012]
According to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent a difference between the wavelength characteristic of the projector and the reflection wavelength characteristic of the screen due to a change in the positional relationship between the projector and the screen, and it is easy to display a high-contrast image under bright light as designed. Become.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the image display system according to the first aspect, a peripheral illuminating unit that illuminates the periphery of the screen is incorporated in the projector and the screen and one body.
[0014]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to always display a high-contrast image under bright light as designed without using existing ambient light, and without considering the influence of ambient light.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a projector for projecting image light, and a wavelength selective reflection characteristic for reflecting light in a wavelength region corresponding to the image light at a higher rate than light in other wavelength regions. An image display system including a screen to be displayed and a peripheral illumination unit illuminating the periphery of the screen, wherein the peripheral illumination unit is integrated with the projector or the screen.
[0016]
According to the third aspect of the present invention, only the positional relationship between the screen and the projector needs to be considered without using the existing ambient light and without considering the influence of the ambient light. Image display with contrast becomes possible.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image display system of the first or third aspect, the screen includes a multilayer thin film having a wavelength selective reflection characteristic.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image display system according to the first or third aspect, the screen includes a hologram reflection film having a wavelength selective reflection characteristic.
[0019]
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, it is possible to easily design the reflection characteristics of the screen in accordance with the wavelength characteristics of the projector by using a multilayer thin film or a hologram reflection film to which Bragg reflection is applied.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the image display system of the first or third aspect, the projector includes a high-pressure mercury lamp as a light source.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in the image display system of the second or third aspect, the peripheral illumination unit is a fluorescent lamp or an incandescent lamp.
[0022]
In the inventions according to claims 6 and 7, any light source and peripheral illumination of the projector can be used as long as the wavelength characteristic of the projector and the wavelength characteristic of the peripheral illumination are not so affected. For example, a high-pressure mercury lamp which is excellent in terms of life, power consumption, and compatibility with a projector (light use efficiency) and is widely used, and general fluorescent lamps and incandescent lamps are used as peripheral lighting.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an image display system according to a first embodiment of the present invention, in which three elements of a screen 1, a projector 2, and a peripheral illumination 3 are integrated. Here, the projector 2 has an arm portion 4, and the end of the arm portion 4 is rotatably connected to an upper portion of a structural material 5 that supports the screen 1. It has a structure to be drawn out. Then, it is designed such that the positional relationship with the screen 1 in the pulled-out state becomes a design value. Further, the peripheral illumination 3 is attached to the top of the structural material 5 and is designed not to directly illuminate the screen 1.
[0024]
The screen 1 is in the form of a film in which layers having the functions of reducing external light, diffusing light (imaging), wavelength selective reflection, gain control, and light absorption (one layer may have a plurality of functions) are laminated. Alternatively, it is a plate-shaped laminate. Among them, the wavelength selective reflection function is achieved by several methods such as a band-pass filter having a multilayer structure, a hologram, and the like by applying the principle of Bragg reflection.
[0025]
FIG. 2 shows an example of a laminated configuration of the screen 1. The selective reflection layer 11 having the wavelength selective reflection characteristic is obtained by alternately laminating the high refractive index layers H and the low refractive index layers L on both sides of the base layer 10. Are formed thereon, and a light diffusion layer 12 that diffuses light reflected by the selective reflection layer 11 and a black layer 13 that absorbs light transmitted through the selective reflection layer 11 are formed thereon. The high-refractive-index layer H and the low-refractive-index layer L in the selective reflection layer 11 are designed to have a reflection characteristic as shown in FIG. In this configuration, as the base layer 10, a transparent base material such as polyethylene terephthalate (PET) is used. The high refractive index layer H and the low refractive index layer L can be formed on both surfaces of the base layer 10 by, for example, a dip coating method. In this case, for example, TiO 2 fine particles can be used for the high refractive index layer, and a fluorine resin can be used for the low refractive index layer L, for example. The light diffusion layer 12 and the black layer 13 are formed by bonding, for example, those formed in a sheet shape.
[0026]
The projector 2 separates the light from the light source into three colors of R (red), G (green), and B (blue) with an optical filter, and modulates the light with a switching element such as a liquid crystal panel or a DLP (Digital Light Processing). Are recombined and projected.
[0027]
Among these, the high-pressure mercury lamp is superior in terms of life, power consumption, and compatibility with the projector (light use efficiency), and has almost monopolized the market, but is not limited to this. . FIG. 4 shows an example of the wavelength characteristics of the projector 2, and shows the R, G, and B wavelength characteristics after light from a high-pressure mercury lamp is color-separated by an optical filter.
[0028]
Further, as the projector 2, a narrow band three primary color light source, for example, a laser oscillator that emits narrow band light of each color of R, G, B is used as a light source. It is also possible to use a projector that performs dynamic modulation. In this case, the wavelength characteristics of the projector have sharper R, G, and B spectra.
[0029]
As the peripheral illumination 3, a fluorescent lamp / incandescent lamp or the like can be considered. However, it is preferable that the peripheral illumination 3 be designed so as not to directly illuminate the screen 1 or designed so as not to cover the wavelength of the projector 2 as much as possible. In an environment where sunlight enters, it is desirable to use a curtain or the like to prevent this. FIG. 5 shows the wavelength characteristics of a commonly used fluorescent lamp.
[0030]
FIG. 6 shows an example of the wavelength characteristic when the three elements of the screen 1, the projector 2, and the peripheral illumination 3 are appropriately combined. In FIG. 6, the solid line represents the wavelength characteristic of the projector light composed of the light beams of R, G, and B, the broken line represents the reflection wavelength characteristic of the screen 1, and the dashed line represents the wavelength characteristic of the peripheral illumination 3 (fluorescent lamp).
[0031]
In the example of FIG. 6, compared with a generally used white mat (white screen), the influence of the peripheral illumination 3 can be reduced to about 1/3 or less due to the reflection wavelength characteristic of the screen 1, and the contrast is 3% of the white mat. More than double can be realized. Further, due to the reflection wavelength characteristic of the screen 1, the influence of extra colors other than R, G, and B is reduced, and as a result, the color purity is increased, and a wide color reproduction range can be achieved. FIG. 7 schematically shows the spread of the color reproduction range. In FIG. 7, when a discharge lamp typified by a high-pressure mercury lamp is projected by a projector using a light source, the color gamut on a screen having no wavelength selective reflection characteristic is region A, but has a wavelength selective reflection characteristic. Switching to a screen expands the color gamut as shown by the diagonal lines.
[0032]
However, even if the optimal design is performed as described above, if the projection angle of the projector becomes larger than the design value, the designed Bragg condition is deviated on the screen, the amount of reflected image light decreases, and the contrast decreases. FIG. 8 shows an example of the wavelength characteristic in this case. Similarly, in the case of the peripheral illumination, when strong ambient light that satisfies the Bragg reflection condition enters the screen due to the installation conditions of the ambient illumination, the contrast is reduced. Regarding the screen, if the installation angle is different from the design value, sufficient reflection cannot be obtained, or the influence of peripheral illumination increases, and the screen deviates from the design value of image display.
[0033]
In this embodiment, since the screen, the projector, and the peripheral illumination are set and incorporated into one body, the positional relationship of the three elements and the combination of the respective wavelength characteristics can be designed in advance in total, and the above three elements can be designed. The problem of deviation from the design value due to a change in the positional relationship can be solved. That is, according to the present embodiment, the screen, the projector, and the peripheral illumination can be easily installed at a position that satisfies the design conditions, and the characteristics according to the design values can always be obtained using only the main body. If there is the influence of sunlight or existing lighting, cut off with a curtain or the like and switch off the existing lighting to obtain the effect as designed.
[0034]
Also, even if the three elements of the screen, projector, and ambient lighting are not necessarily integrated, by integrating the two elements, the positional restriction with the remaining element is reduced, and the characteristics of this system can be easily determined. Can be issued. Examples in which two elements are integrated are shown in FIGS. 9 to 11 as second to fourth embodiments of the present invention.
[0035]
FIG. 9 shows an image display system according to a second embodiment of the present invention, in which two elements of a screen 1 and a projector 2 are integrated, and an existing illumination is used as the peripheral illumination 3 as it is. In this embodiment, it is sufficient to consider only the influence of the peripheral illumination 3, and setting for optimum image display is easy. That is, by installing the screen 1 at a position where the influence of the peripheral illumination 3 is minimized as much as possible, it is possible to display a high-contrast image with little deviation from the design value.
[0036]
FIG. 10 shows an image display system according to a third embodiment of the present invention, in which a screen 1 and a peripheral illumination 3 are integrated. This embodiment is a system in which only the installation position of the projector 2 needs to be considered.
[0037]
FIG. 11 shows an image display system according to a fourth embodiment of the present invention, in which two elements, a projector 2 and an ambient light 3, are integrated. This embodiment is a system capable of minimizing the influence of the peripheral illumination 3 on the screen 1, and only needs to consider the installation position of the projector 2 similarly to the third embodiment, and can easily reduce the design value. A high-contrast image with little displacement can be displayed.
[0038]
In the second to fourth embodiments, the degree of freedom of installation is limited for the remaining one element that is not integrated, so that optimum installation according to the projection environment can be easily performed. Further, in the case of a two-element integrated product, three combined products such as a screen and a projector, a screen and a peripheral light, and a projector and a peripheral light are conceivable, and can be selected according to the circumstances of the user.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, by integrating the screen and the projector, it is possible to prevent a deviation between the wavelength characteristic of the projector and the reflection wavelength characteristic of the screen due to a change in the positional relationship between the projector and the screen. It is possible to easily realize a high-contrast image display under bright light as designed.
[0040]
According to the second aspect of the present invention, by integrating the three elements of the screen, the projector, and the peripheral illumination, it is possible to prevent the wavelength characteristic from deviating from the design value due to a change in the positional relationship between the three elements, and to always follow the design. And a high-contrast image display under bright light can be realized.
[0041]
According to the third aspect of the invention, by integrating the peripheral illumination with the screen or the projector, the influence of the peripheral illumination can be made as designed, and the height under bright light can be adjusted only by adjusting the positional relationship between the screen and the projector. A contrast image display can be realized.
[0042]
According to the fourth and fifth aspects of the invention, by using a multilayer thin film or a hologram reflection film having a wavelength selective reflection characteristic as the reflection layer of the screen, the reflection characteristic of the screen can be easily designed in accordance with the wavelength characteristic of the projector. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an image display system according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a laminated configuration of a screen having a wavelength selective reflection function.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a reflection wavelength characteristic of a screen according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a wavelength characteristic of the projector.
FIG. 5 is a diagram showing wavelength characteristics of a general fluorescent lamp.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a wavelength characteristic in a case where three elements of a screen, a projector, and peripheral illumination are appropriately combined.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a spread of a color reproduction range of a screen having a wavelength selective reflection function.
8 is a diagram illustrating an example of wavelength characteristics when the projection angle of the projector in FIG. 6 is larger than a design value.
FIG. 9 is a perspective view showing a second embodiment of the image display system of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a third embodiment of the image display system of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing a fourth embodiment of the image display system of the present invention.
FIG. 12 is a diagram schematically showing an image display system.
FIG. 13 is a wavelength characteristic diagram showing the principle of the image display system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 101: screen, 2, 102: projector, 3, 103: peripheral illumination, 4: arm, 5: structural material
