JP2007241263A - 反射スクリーン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単位プリズム形状12の裏面と、反射層15との間に間隔をあける間隔設定層14を設けた。間隔設定層14は、透明又は半透明の樹脂であり、光の透過率は40%以上のものとした。このような形態の反射スクリーン10とすることにより、単位プリズム形状12と光吸収部13との境界面で全反射する等して反射層15に到達した外光は、反射層15で反射され、光吸収部13に吸収される。従って、コントラストを向上させ、高輝度であり、映り込みのない映像を得ることができる。
【選択図】図3
Description
また、よりコントラストの高い画像を得たいという要求、及び、投影側光源の光量が少ない場合であっても、できる限り高輝度な画像を得たいという要求があった。さらに、高輝度な画像を得られた場合であっても、不要な映り込みを排除することは、常に要求されることである。
さらに、上述した従来の反射スクリーンでは、その製造工程が複雑になり、結果として製造コストが高くなるという問題があった。
しかし、特許文献4に記載の反射スクリーンでは、断面が鋸歯状のスクリーン面に反射面と光吸収面とを明確に分けて製造する必要があるが、鋸歯状の山の一方を反射面とし、他方を光吸収面として作り分けることは、困難であって、製造単価が高くなってしまうという問題があった。
請求項1の発明は、映像源(L)から投影された映像光を反射させて観察可能にする反射スクリーンであって、スクリーン面に対して直交する断面において、裏面側における幅よりも観察面側における幅の方が広い略台形形状であり、スクリーン面に沿って多数並べて形成され、光を透過可能な単位プリズム形状(12)と、前記断面において、スクリー
ン面に沿って前記単位プリズム形状と交互に形成され、光を吸収する光吸収部(13)と、前記単位プリズム形状よりも裏面側に、前記単位プリズム形状の裏面とは間隔をあけて設けられ、前記単位プリズム形状を透過した映像光を反射する反射層(15,25)と、を備えた反射スクリーン(10,20)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射層(15,25)と前記単位プリズム形状(12)の裏面との間に、光を透過可能であり、前記反射層と前記単位プリズム形状の裏面とを所定の間隔をあける間隔設定層(14,24)を有すること、を備えた反射スクリーン(10,20)である。
請求項3の発明は、請求項2に記載の反射スクリーンにおいて、前記間隔設定層(14,24)は、光の透過率が40%以上であること、を特徴とする反射スクリーン(10,20)である。
請求項4の発明は、請求項2又は請求項3に記載の反射スクリーンにおいて、前記間隔設定層(14)は、透明又は半透明の樹脂を用いて形成されること、を特徴とする反射スクリーン(10)である。
請求項5の発明は、請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記間隔設定層(14)の屈折率は、前記単位プリズム形状(12)の屈折率よりも小さいこと、を特徴とする反射スクリーン(10)である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記光吸収部(13)は、前記単位プリズム形状(12)よりも屈折率が小さいこと、を特徴とする反射スクリーン(10,20)である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記光吸収部は(13)、光を吸収する微小ビーズを含むこと、を特徴とする反射スクリーン(10,20)である。
請求項8の発明は、請求項7に記載の反射スクリーンにおいて、前記光吸収部は(13)、前記単位プリズム形状(12)を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に前記微小ビーズを混練することにより形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(10,20)である。
請求項9の発明は、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射層(15)は、反射性塗料を用いて形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(10)である。
請求項10の発明は、請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射層(25)は、シート状の部材を用いて形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(20)である。
請求項11の発明は、請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記観察面側の表面(16)には、アンチグレア処理、反射防止処理、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも1つの処理が施されていること、を特徴とする反射スクリーン(10,20)である。
(1)反射スクリーンは、スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な単位プリズム形状と光を吸収する光吸収部とが、スクリーン面に沿って交互に形成され、単位プリズム形状よりも裏面側に、単位プリズム形状を透過した映像光を反射する反射層が、単位プリズム形状の裏面とは間隔をあけて設けられている。よって、吸収可能となる外光の反射スクリーンに対する入射角度域が広くなり、不要な外光をより吸収することができる。また、映像光を効率よく反射することができる。従って、コントラストが高く、高輝度であり、映り込みのない鮮明な画像を提供できる。
の裏面との間に積層するだけで、反射層と単位プリズム形状の裏面との間に確実に所定の間隔を設けることができ、また、形成が容易である。
なお、図1は、説明のため、各部の寸法、形状等を適宜誇張して示している。また、図1は、室内照明G、映像源L、反射スクリーン10等をまとめて模式的に示しているので、実際とは配置関係が異なり、各光線の入射角度等が後述の説明における大小関係と異なる部分が含まれている。
実施例1の反射スクリーン10は、映像光を投影するプロジェクター光学エンジン(映
像源)Lを、スクリーンの使用状態におけるスクリーンの中央よりも下方に設置し、映像光を上方斜めに投射させる配置とし、環境光の殆どが、スクリーンの上方からスクリーンに入射することを考慮して開発されたスクリーンである。そして、下方からの映像光L1,L2は、効率よく観察者O側へ反射し、上方からの不要光G1,G2は、選択的に後述の光吸収部13に吸収させることで、非常にコントラストの高いフロントプロジェクタ用反射スクリーンとしたものである。
図1では、スクリーンの使用状態における垂直方向の断面を示している。図1中の反射スクリーン10において、右側が観察面側であり、左側が裏面側である。
反射スクリーン10は、基材部11、単位プリズム形状12、光吸収部13、間隔設定層14、反射層15等を有している。
図2は、実施例1の反射スクリーン10の単位プリズム形状12の具体的な形状を説明する図である。なお、図2では、スクリーンの使用状態での単位プリズム形状12の垂直方向の断面を拡大して示してあり、説明を簡潔にするために、単位プリズム形状12と光吸収部13のみを示し、他の部分は省略してある。
単位プリズム形状12は、図2に示すように、垂直方向の断面は台形形状であり、スクリーンの使用状態で上下対称な形状をしている。単位プリズム形状12は、単位プリズム形状12の間に形成される光吸収部13との境界面となる斜面12a、単位プリズム形状12の裏面を形成し、台形の頂部となる上底面12b等の平面によって形成されている。
本実施例では、単位プリズム形状12の斜面12aがスクリーン面の法線H1となす角度αは、9°であり、頂部の幅(上底面12bの幅)W1は、26μm、隣接する単位プリズム形状12間に形成される溝部の底から頂部(面12b)までの高さD2は、120μm、観察面側の幅W2は、65μm、単位プリズム形状12の厚みD1は、150μmである。
本実施例では、屈折率1.56である紫外線硬化型樹脂を基材部11に滴下して金型を当て、紫外線を照射して硬化させることにより形成されている。
なお、単位プリズム形状12は、紫外線硬化による形成ではなく、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等を用いた熱溶融押し出し成型により行ってもよい。
化型樹脂(屈折率1.49)をワイピング(スキージング)することにより、単位プリズム形状12の間に形成されている。
なお、本実施例では、黒色顔料の平均粒径を6μmとしたが、平均粒径は、1〜10μm程度とすることが好ましい。それよりも小さいとワイピングによるかきとりが難しくなり、10μmを超えると単位プリズム形状12の間の隙間への充填が困難になるからである。
間隔設定層14は、単位プリズム形状12と光吸収部13が形成された面全体を覆うように、速乾性の透明樹脂をグラビアコーティングすることによって形成されている。本実施例では、間隔設定層14は、屈折率1.42のウレタン樹脂を用いて形成され、その厚さは20μmである。
なお、本実施例では、間隔設定層14を形成する材料として、光の透過率が95%であるウレタン樹脂を用いたが、これに限らず、光の透過率が40%以上であるならば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等を用いてもよい。
本実施例では、反射層15は、反射スクリーン10の裏面(間隔設定層14の裏面)全体を覆うように、高反射性を有する白色塗料をグラビアコーティングすることにより形成され、その膜厚は20μmである。また、使用した白色塗料の反射率は、全光線の反射率がRt=83%、拡散反射率がRd=72%である。
また、反射層15の形成に使用する塗料としては、例えば、塗装後の表面がマットとなるつや消しの白色塗料、塗装後の表面の映り込みの大きい(テカリの強い)グロス白系の塗料、銀色系(メタリック)の塗料、マイカ(雲母)やビーズを適宜混入させた塗料等を使用してもよい。これらを適宜使い分けることにより、観察領域や輝度、光源の映り込み防止効果等を制御できる。
実施例1の反射スクリーン10では、図3に示すように映像源Lから投影される映像光L3は、単位プリズム形状12内に入射し、光吸収部13との境界面で全反射する。光吸収部13は、単位プリズム形状12を形成する材料よりも屈折率が小さく、光を吸収する微小ビーズとして黒色顔料を含有している樹脂によって形成されている。従って、この境界面において臨界角よりも大きな角度で入射する光は、全反射する。
そして、単位プリズム形状12と光吸収部13との境界面で全反射した映像光L3は、間隔設定層14を透過して反射層15に到達して反射され、その後さらに境界面で全反射
する等して観察可能な光線として観察者O側方向へ戻される。
ここで、間隔設定層14を設けないとき、全反射した外光は、反射層15で反射し、観察者O側へ戻される(光線G31)。このような光により、コントラストの低下や外光の映り込み等が生じ、画質の鮮明さが失われる。
しかし、間隔設定層14を設けた本実施例の場合、単位プリズム形状12と光吸収部13との境界面で全反射した外光は、間隔設定層14を透過して反射層15に到達して反射され、光吸収部13に入射して、黒色顔料により吸収される(光線G32)。従って、反射スクリーン10に入射した外光が観察者Oの観察位置に戻る割合を、非常に小さくすることができる。
図8は、間隔設定層14付近での外光の様子を模式的に示す図である。図8では、前述の図3と同様に、基材部11と前面処理層16とは、省略して示してある。
ここで仮に、間隔設定層14を単位プリズム形状12と同様の屈折率で形成した場合、図8に示すように、反射スクリーン10に入射し、間隔設定層14に到達した不要な外光G4は、外光G4の入射角度によっては、間隔設定層14と単位プリズム形状12の界面では屈折せず、反射層15で反射し、光吸収部13の裏面側へ入射して吸収されることなく、光吸収部13と単位プリズム形状12との界面で全反射する等して、再び観察者側へ出射して(光線G41)、コントラストの低下を招く場合があった。
従って、間隔設定層の屈折率が単位プリズム形状12の屈折率と略同様の値であった場合にも、不要な外光を吸収してコントラストを向上させる効果が期待できるが、本実施例のように、間隔設定層14の屈折率を単位プリズム形状12の屈折率より小さいものとすれば、単位プリズム形状12の屈折率と略同じ屈折率の間隔設定層を設けた場合に比べ、不要な外光をより吸収し、非常にコントラストの高い鮮明な映像を表示できる反射スクリーン10とすることができる。
ここで、本実施例の反射スクリーン10と不図示の2つの比較例の反射スクリーンとを用いて、それぞれの反射スクリーンのコントラストを評価した。
比較例1の反射スクリーンは、本実施例の反射スクリーン10と略同様であるが、間隔設定層14が形成されておらず、単位プリズム形状と光吸収部とで形成される面の全面に反射層が形成されている反射スクリーンである。
比較例2の反射スクリーンは、軟質塩化ビニルによって形成された白色のシート状の部材の観察面側表面にマット加工が施された形態の反射スクリーンである。
図7は、コントラストを評価する輝度測定の様子を示す上面図である。
本実施例の反射スクリーン10、比較例1,比較例2の反射スクリーンのコントラスト
を評価するため、各反射スクリーンに映像源Lから光を投射し、輝度計Rを用いて、スクリーン面に対して垂直でありスクリーン面の水平方向に平行な面内で、数箇所測定位置を変え、各反射スクリーンの輝度を測定し、コントラスト比を求めた。
ここで、コントラスト比とは、映像源Lが白を再現する光を投射したときの反射スクリーンの輝度(W)と、映像源Lが黒を再現する光を投射したときの反射スクリーンの輝度(B)との比(W/B)である。このコントラスト比が大きいほど、コントラストが高く、鮮明な画像となり、この比が低いほど、コントラストが低く、白っぽい不鮮明な画像となる。
映像源Lは、本実施例の反射スクリーン10、比較例1,比較例2の反射スクリーンのスクリーン面から、水平方向に230cm離れた位置に固定され、光は各反射スクリーンの中央より15cm下方となる位置Pに対して垂直に(映像源Lから水平方向に)投射される。なお、本測定に使用した映像源Lは、EMPTW200H(セイコーエプソン株式会社製)であり、投射する光束は1500lmである。
測定は、床面からの高さが100cmでの照明(外光源)Gによる明るさ(照度)が1000lxである室内で行われ、床面から天井までの距離は300cmである。
図4に示すように、比較例2の反射スクリーンは、各観察角度において、そのコントラストは低く、不鮮明な画質であった。
比較例1の反射スクリーンは、観察角度5°では、比較例2の反射スクリーンに比べて約2.8倍の高いコントラストであるが、観察角度15°以上では、比較例2の反射スクリーンの約2倍程度のコントラストであった。
実施例1の反射スクリーン10は、観察角度5°では、比較例2の反射スクリーンに比べて約4.6倍、比較例1の反射スクリーンに比べて約1.6倍となる高いコントラストであり、観察角度が大きくなるにつれてコントラストは下がるが、観察角度60°までは、比較例1の反射スクリーンと比べても高いコントラストを維持している。
このことから、実施例1の反射スクリーンでは、より広い視野角方向で、高いコントラストを実現できると言える。
また、実施例1の反射スクリーン10は、容易に製造することができ、生産コストを低く抑えることができる。
実施例2の反射スクリーン20は、実施例1に示した反射スクリーン10と略同様の形状であるが、反射層25はシート状の部材であり、間隔設定層24は粘着材によって形成されている点が実施例1に示した反射スクリーン10とは異なる。よって、前述した実施例1と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
間隔設定層24は、単位プリズム形状12の裏面と反射層25との間に所定の間隔をあける層である。本実施例では、間隔設定層24は、光の透過率が40%以上であるアクリル樹脂系の粘着材によって形成され、その厚さは10μmであり、その屈折率は1.55である。
なお、本実施例では、間隔設定層24及び反射層25は、予め、間隔設定層24が反射層25の反射性塗膜25b上に形成された反射層付き粘着シートとして提供されているものを用いている。
また、本実施例によれば、反射層25及び間隔設定層24は、反射層付き粘着シートを反射スクリーン20の裏面に貼付するだけで、高い反射率を有する反射層を容易に形成することができる。
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)各実施例において、単位プリズム形状12の裏面と反射層15,25との間に間隔設定層14,24を設ける例を示したが、これに限らず、例えば、単位プリズム形状12の裏面と反射層との間に空間を設けた形態としてもよい。この場合、この空間を保つために、単位プリズム形状の裏面と反射層との間に、部分的にスペーサを挟み込んで設けてもよい。
により拡散反射した場合と同様の効果である。
11 基材部
12 単位プリズム形状
13 光吸収部
14,24 間隔設定層
15,25 反射層
16 前面処理層
L 映像源
Claims (11)
- 映像源から投影された映像光を反射させて観察可能にする反射スクリーンであって、
スクリーン面に対して直交する断面において、裏面側における幅よりも観察面側における幅の方が広い略台形形状であり、スクリーン面に沿って多数並べて形成され、光を透過可能な単位プリズム形状と、
前記断面において、スクリーン面に沿って前記単位プリズム形状と交互に形成され、光を吸収する光吸収部と、
前記単位プリズム形状よりも裏面側に、前記単位プリズム形状の裏面とは間隔をあけて設けられ、前記単位プリズム形状を透過した映像光を反射する反射層と、
を備えた反射スクリーン。 - 請求項1に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層と前記単位プリズム形状の裏面との間に、光を透過可能であり、前記反射層と前記単位プリズム形状の裏面とを所定の間隔をあける間隔設定層を有すること、
を備えた反射スクリーン。 - 請求項2に記載の反射スクリーンにおいて、
前記間隔設定層は、光の透過率が40%以上であること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項2又は請求項3に記載の反射スクリーンにおいて、
前記間隔設定層は、透明又は半透明の樹脂を用いて形成されること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項2から請求項4までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記間隔設定層の屈折率は、前記単位プリズム形状の屈折率よりも小さいこと、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、前記単位プリズム形状よりも屈折率が小さいこと、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、光を吸収する微小ビーズを含むこと、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項7に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、前記単位プリズム形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に前記微小ビーズを混練することにより形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層は、反射性塗料を用いて形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層は、シート状の部材を用いて形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記観察面側の表面には、アンチグレア処理、反射防止処理、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも1つの処理が施されていること、
を特徴とする反射スクリーン。
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