JP2005121741A - スクリーン及びプロジェクタシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 スクリーンとプロジェクタとの煩雑な位置合わせを行うことなく表示画像のコントラストを向上させるスクリーン及びプロジェクタシステムを提供する。
【解決手段】 投射光を受けることによって画像を表示する反射型のスクリーン５０であって、上方を向いて配置される第１反射面５１と、下方を向いて配置されかつ上記第１反射面より高い拡散性を有する第２反射面５２とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スクリーン及びプロジェクタシステムに関するものである。

従来からプロジェクタ及びスクリーンを備えるプロジェクタシステムにおいて表示画像のコントラスト向上を図るべく様々な研究が行われている。このような研究の中には、光源から鑑賞者の眼球までをプロジェクタシステムの光学系と捕らえ、スクリーンを改良することによって、プロジェクタシステムにおける表示画像のコントラストを向上させようとするものがある。

ところで、スクリーンを高効率化するためには、単に、スクリーンの反射率を高めるだけでは効果がない。これは、視感上の明るさは、あくまで外光との対比によるためである。逆に、外光を除去し、プロジェクタからの投射光のみを選択的に鑑賞者に反射させるスクリーンを用いることによって、表示画像のコントラストを向上させることができる。

具体的には、特開平５−１１３４６号公報（特許文献１）には、フレネル面を有するスクリーンに透明樹脂層を介してフィルムを付設し、この透明フィルムの表面に水平方向の拡散性を付与することによって、スクリーンの水平方向及び垂直方向にほぼ等しい拡散性を付与し、コントラストを向上させる技術が開示されている。
特開平５−１１３４６号公報

ところで、特開平５−１１３４６号公報に示されたようなフレネル面を有するスクリーンでは、傾斜面がプロジェクタからの投射光を鑑賞者の視野内に反射する機能を有し、棚面が外光を吸光または鑑賞者の視野外に反射する機能を有することによって、スクリーン上における表示画像のコントラストを向上させている。

しかしながら、このようなフレネル面は、棚面が上述のように吸光機能を有しているため、プロジェクタとスクリーンとの相対位置を誤ると、プロジェクタからの投射光が吸収されてしまい、スクリーン上における表示画像が暗くなる恐れがある。このため、特に、持ち運び可能な小型・軽量型のプロジェクタシステムにおいては、プロジェクタ及びスクリーンの位置合せが、操作者の負担となる恐れがある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、スクリーンとプロジェクタとの煩雑な位置合わせを行うことなく表示画像のコントラストを向上させるスクリーン及びプロジェクタシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るスクリーンは、投射光を受けることによって画像を表示する反射型のスクリーンであって、斜め上方を向いて配置される第１反射面と、斜め下方を向いて配置されかつ上記第１反射面より高い拡散性を有する第２反射面とを備えることを特徴とする。

一般的に、スクリーン及びプロジェクタを備えるプロジェクタシステムは、天井に蛍光灯等の室内照明が設置された室内において使用される。そして、スクリーンに対して投射光を出射するプロジェクタは、このような室内において、室内照明より低い位置からスクリーンに向かって投射光を出射する。また、このスクリーンに表示される画像を鑑賞する鑑賞者も、室内照明より低い位置において画像を鑑賞する。
したがって、上述するような特徴を有する本発明に係るスクリーンによれば、上方からスクリーンに入射する外光（蛍光灯光等）が第１反射面によって、鑑賞者の視野外に反射され、室内照明より低い位置から入射する投影光が第２反射面によって、鑑賞者の視野内に反射されるため、スクリーンとプロジェクタとの煩雑な位置合わせを行うことなく表示画像のコントラストを向上させることが可能となる。

このような、第１及び第２反射面は、上記投射光の投射方向に対して垂直方向にかつ水平方向に延在して配することができる。
また、本発明に係るスクリーンにおいては、上記第１反射面と上記第２反射面とを複数有し、上記第１反射面の端部と上記第２反射面の端部とが接触されることが好ましい。
これによって、スクリーンの反射面全体を第１及び第２反射面として形成することができるため、効率的に表示画像のコントラストを向上させることが可能となる。

また、第２反射面は、散乱面であることが好ましい。このように、第２反射面を散乱面とすることによって、投射光を広範囲に亘って反射させることができるため、より視野角の広い表示画像とすることが可能となる。

また、第１反射面は、平坦な鏡面であることが好ましい。このように、第１反射面を平坦な鏡面とすることによって、外光（蛍光灯光等）が散乱されずに鑑賞者の視野外に反射されるため、より表示画像のコントラストを向上させることが可能となる。

次に、本発明に係るプロジェクタシステムは、光源装置からの光を変調して投射するプロジェクタと、該プロジェクタからの投射光を受けることによって画像を表示するスクリーンとを備えるプロジェクタシステムにおいて、上記スクリーンとして、本発明に係るスクリーンを用いることを特徴とする。

本発明に係るスクリーンによれば、スクリーンとプロジェクタとの煩雑な位置合わせを行うことなく表示画像のコントラストを向上させることが可能となる。したがって。このような特徴を有する本発明に係るプロジェクタシステムによれば、場所を選ばず高いコントラストの画像を表示することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係るスクリーン及びプロジェクタシステムの一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、スクリーン５０及びプロジェクタ１を備える本実施形態に係るプロジェクタシステムの概略構成図である。なお、本実施形態に係るプロジェクタシステムは、室内照明が天井に備えられた室内に配置されているものとする。この図に示すように、プロジェクタ１は、３板式の液晶プロジェクタであり、色合成手段としてのクロスダイクロイックプリズム３０の３つの光入射面３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂには、それぞれ光変調装置としての透過型液晶装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが対向して配置され、各液晶装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの背面側（クロスダイクロイックプリズム３０と反対側）にはそれぞれＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色光を出射可能な光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが配置されている。

光源装置１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）は、同じ色光を発光する複数の発光素子１１と、この発光素子１１が一方の側に配置される基板１２とを備えている。各発光素子１１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、点灯制御回路（不図示）によって点灯されるようになっている。

光源装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとこれに対応する液晶装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとの間には照明光の照度分布を液晶装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにおいて均一化させるための照度均一化手段１９として、照明装置側から第１のフライアイレンズ１９１、第２のフライアイレンズ１９２が順次設置されている。第１のフライアイレンズ１９１は複数の２次光源像を形成し、第２のフライアイレンズ１９２は被照明領域である液晶装置の設置位置においてそれらを重畳する重畳レンズとしての機能を有する。これにより、発光素子１から出射された光は、その光の密度分布に関係なく液晶装置全面に均一な密度で照射される。

クロスダイクロイックプリズム３０は、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その貼り合わせ面３０ａ，３０ｂには誘電体多層膜からなる光反射膜（図示略）が十字状に形成されている。具体的には、貼り合わせ面３０ａには、液晶装置２０Ｒで形成された赤色の画像光を反射し、それぞれ液晶装置２０Ｇ，２０Ｂで形成された緑色及び青色の画像光を透過する光反射膜が設けられ、貼り合わせ面３０ｂには、液晶装置２０Ｂで形成された青色の画像光を反射し、それぞれ液晶装置２０Ｒ，２０Ｇで形成された赤色及び緑色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。そして、クロスダイクロイックプリズム３０の光出射面に導光された各色の画像光は投射レンズ（投射手段）４０によってスクリーン５０に投射光として出射されるようになっている。そして、スクリーン５０がこのように構成されたプロジェクタ１から出射された投射光を受けて鑑賞者に向けて投射光を反射することによって画像が表示される。

図２は、本実施形態に係るスクリーン５０の斜視断面図である。この図に示すように、スクリーン５０は、当該スクリーン５０の斜め上方を向いて配置される第１反射面５１と、スクリーン５０の斜め下方を向いて配置されかつ第１反射面５１よりも高い拡散性を有する第２反射面５２と、これら第１及び第２反射面５１，５２とが設置されるスクリーン基材５３とによって構成されている。

第１反射面及び第２反射面５１，５２は、スクリーン基材５３上に複数配置されており、投射光の投射方向に対して垂直方向にかつ水平方向に延在して配置されている。そして、これら第１反射面５１の幅方向の端部と第２反射面の幅方向の端部とが接触されている。したがって、スクリーン基材５３の一方側（投射面側）の面は、第１及び第２反射面５１，５２によって覆われている。
そして、第１反射面５１は平坦な鏡面として構成されており、第２反射面５２は散乱面として構成されている。

このように構成されたスクリーン５０に投射光が投射されると、図３に示すように、第１反射面５１に反射された投影光は、その後第２反射面５２によって散乱される。また、先に第２反射面５２に反射された投射光は、第２反射面５２によって散乱された後に、第２反射面５１によって反射される。したがって、投射光は、スクリーン５０に投射され反射されることによって、散乱光となって鑑賞者に届く。
また、外光（蛍光灯光）は、プロジェクタ１より上方の位置から出射されるため、図３に示すように、斜め上方を向いて配置される第１反射面５１によって、第２反射面５２に反射されることなく、再び上方に反射される。したがって、外光は、鑑賞者の視野外に反射される。

このような、本実施形態に係るスクリーン５０によれば、プロジェクタ１が外光の出射元よりも下方に設置されていれば、外光を鑑賞者の視野外に反射することができるため、スクリーン５０とプロジェクタ１との煩雑な位置合わせを行うことなく表示画像のコントラストを向上させることが可能となる。

また、プロジェクタ１からの投射光は、第２反射面５２によって、図３における紙面垂直方向にも散乱する。このため、スクリーンの視野角を広げることが可能となる。

次に、図４を参照して、本実施形態に係るスクリーン５０の製造方法について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、スクリーン基材５３上に紫外線硬化樹脂Ａを所定の厚みで配置する。この際、例えば、スピンコート法によって、スクリーン基材５３上に紫外線硬化樹脂Ａを配置することができる。この紫外線硬化樹脂Ａに対して、図示するような型５４を押し付ける。この型５４は、石英ガラスによって形成されており、第１反射面５１に対応した傾斜５４ａと第２反射面５２に対応した傾斜５４ｂとを有している。また、第２反射面５２に対応した傾斜５４ｂには、第２反射面５２を散乱面とするための複数の溝が形成されている。

そして、図４（ｂ）に示すように、この型５４を紫外線硬化樹脂Ａに対して押し付けた状態で、型５４を介して紫外線硬化樹脂Ａに紫外線を照射することによって、紫外線硬化樹脂Ａを硬化させる。その後、この紫外線硬化樹脂Ａ上に、例えば、アルミニウム等の反射材料を５００ｎｍ程度蒸着させることによって、第１反射面５１及び第２反射面５２を有するスクリーン５０が製造される。

なお、紫外線硬化樹脂Ａの代わりに、熱硬化樹脂をスクリーン基材５３上に配置し、この熱硬化樹脂を型５４で押し付けながら焼成し、その後、反射材量を蒸着することによって、第１反射面５１及び第２反射面５２を有するスクリーン５０を製造しても良い。この場合には、型５４を石英ガラスで形成する必要はない。

（第２実施形態）
次に、図５及び図６を参照して本発明に係るスクリーンの第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態においては、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図５は、本第２実施形態に係るスクリーン６０の斜視断面図である。この図に示すように、本第２実施形態に係るスクリーン６０は、第２反射面５２が複数の球面５２ａとして形成されている。このように構成されたスクリーン６０に投射光が入射すると、図６に示すように、球面５２ａによって投射光が散乱される。したがって、本第２実施形態に係るスクリーン６０によっても、上記第１実施形態において示したスクリーン６０と同様の効果を奏することができる。

なお、このような構成のスクリーン６０を製造する場合には、型５４の傾斜５４ｂを球面５２ａに対応した形状とすることによって、容易に製造することが可能である。

（第３実施形態）
次に、図７を参照して本発明に係るスクリーンの第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態においても、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図７は、本第３実施形態に係るスクリーン７０の断面を模式的に示した図である。この図に示すように、本第３実施形態に係るスクリーン７０は、スクリーン７０の上部、中部、下部において、第１反射面５１とスクリーン基材５３との角度θが異なっている。
具体的には、スクリーン７０上部における第１反射面５１とスクリーン基材５３との角度をθ１、スクリーン７０中部における第１反射面５１とスクリーン基材５３との角度をθ２、スクリーン７０下部における第１反射面５１とスクリーン基材５３との角度をθ３とした場合に、θ３＞θ２＞θ１となるように、第１反射面５１を配置する。

スクリーン７０は、高さ方向によって、外光の入射角度が異なる。このため、θ３＞θ２＞θ１となるようにスクリーン７０の各位置における第１反射面５１とスクリーン基材５３との角度θを変化させることによって、スクリーン７０の各位置における第１反射面５１が外光の入射方向に対して略直交するように配置される。したがって、外光を散乱させることなく、確実に鑑賞者の視野外に反射することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係るスクリーン及びプロジェクタシステムの好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、スクリーン７０の高さ方向の位置によって、第２反射面５２とスクリーン基材５３との角度を変化させても良い。これによって、さらに確実に投射光を鑑賞者の視野外に届かせることが可能となる。

本発明の実施形態に係るプロジェクタの概略構成図。 本発明の第１実施形態に係るスクリーンの斜視断面図。 同、スクリーンにおける投射光及び外光の反射を説明するための図。 同、スクリーンの製造方法を説明するための図。 本発明の第２実施形態に係るスクリーンの斜視断面図。 同、スクリーンにおける投射光及び外光の反射を説明するための図。 本発明の第３実施形態に係るスクリーンの断面を模式的に示した図。

符号の説明

１……プロジェクタ、５０，６０，７０……スクリーン、５１……第１反射面、５２……第２反射面、５３……スクリーン基材

Claims (6)

1. 投射光を受けることによって画像を表示する反射型のスクリーンであって、
   斜め上方を向いて配置される第１反射面と、
   斜め下方を向いて配置されかつ前記第１反射面より高い拡散性を有する第２反射面と
   を備えることを特徴とするスクリーン。
2. 前記第１及び第２反射面は、前記投射光の投射方向に対して垂直方向にかつ水平方向に延在して配されることを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
3. 前記第１反射面と前記第２反射面とを複数有し、
   前記第１反射面の端部と前記第２反射面の端部とが接触されることを特徴とする請求項１または２記載のスクリーン。
4. 前記第２反射面は、散乱面であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のスクリーン。
5. 前記第１反射面は、平坦な鏡面であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のスクリーン。
6. 光源装置からの光を変調して投射するプロジェクタと、該プロジェクタからの投射光を受けることによって画像を表示するスクリーンとを備えるプロジェクタシステムにおいて、
   前記スクリーンとして、請求項１〜５いずれかに記載のスクリーンを用いることを特徴とするプロジェクタシステム。
   
   
   

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