JP2007256307A - 反射型映写スクリーンおよびこれを用いた反射型映写デイスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 近年、投影システムが一般家庭等で多く用いらているが、この場合、明るい環境光の下でも良好な映像表示が求められる。従来、フレネルレンズ面を反射面とするタイプの反射型スクリーンが知られているが、量産性に問題があった。
【解決手段】 光拡散機能を有する透光性基材１０２の観察者側にアンチグレア層１０１を設け、裏面側に光学的な中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも上側または下側にずれているオフセット構造のサーキュラー・フレネルレンズ１０３面を設け、さらにその上に、鱗片形状の金属もしくは鉱物を少なくとも１種類含有する塗料を塗布し、光反射層１０４を設け、反射型映写スクリーンとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、各種の投影機器に対して、被投影側に配置され、反射（結像）される映像光を観察する反射型映写スクリーン（反射型スクリーン）およびこれを用いた反射型映写デイスプレイに関する。

会議や映写会などにおいて、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクター）や、１６ｍｍや８ｍｍフィルムを用いる映写機などの機器が用いられていると共に、近年では、投影機本体の小型化や価格の低下などに伴って、ホームシアターなどの家庭用途の需要が増加してきており、投影システムが一般家庭で用いられることが多くなってきている。

この場合、投影システムは家庭のリビングスペースなどに設置されることが多いが、このような場所は通常、外光や照明光などの環境光が入りやすい設計となっている。
このため、家庭用途の投影システムで用いられる投影スクリーンとしては、明るい環境光の下でも良好な映像表示を実現することが可能なものが望まれている。

これらの機器に対して被投影側に配置されるスクリーンとしては、各種タイプのものがあり、用途に応じて選択されて使用されている。
このうち、スクリーンを放物面状に湾曲させない平板状であっても、周辺輝度の低下の小さい、かつ投影装置からの投射光の方向が限定されても、スクリーンを傾けるなどの必要のない反射型スクリーンとして、反射して視覚される映像光の指向性を制御するため、フレネルレンズ面を反射面とするタイプの反射型スクリーンに係る提案が公知である（特許文献1参照）。

特許文献１は、投影装置から投射された映像を映し出す反射型スクリーンであつて、前記投影装置からの投射光を反射する反射面を有し、前記反射面は、前記投影装置からの投射光を互いに平行させて一定の方向に反射させるように形成されている反射型スクリーンを開示している。しかし、反射層は反射率の高い金属を蒸着などで形成するので量産には対応し難い。

特開平０５−２９７４６５号公報

本発明は、明るい環境光の下でコントラスト低下を招かない良好な映像表示を実現できるような反射型映写スクリーンおよびこれを用いた反射型映写デイスプレイ（表示装置）を高い量産性で提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、光拡散機能を有する透光性基材の観察者側にアンチグレア層を有し、裏面側に光反射用のサーキュラー・フレネルレンズ面が設けられ、前記サーキュラー・フレネルレンズ形状は、その光学的な中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも上側または下側にずれているオフセット構造であり、更に前記サーキュラー・フレネルレンズ上には光反射層が設けられ、プロジェクターから斜め方向に投射される映像光を、スクリーンに対し垂直もしくは略垂直方向に観察者側へ反射させる反射型映写スクリーンであって、
前記サーキュラー・フレネルレンズ上に設けられた光反射層が、鱗片形状の金属もしくは鉱物を少なくとも１種類含有していることを特徴とする反射型映写スクリーンである。

請求項２に係る発明は、前記反射型映写スクリーンは紫外線吸収剤を含有していないことを特徴とする請求項１記載の反射型映写スクリーンである。

請求項３に係る発明は、前記反射型映写スクリーンは帯電防止剤を含有していることを特徴とする請求項１または２記載の反射型映写スクリーンである。

請求項４に係る発明は、光拡散機能を有する透光性基材の観察者側にアンチグレア層を設け、裏面側に光反射用のサーキュラー・フレネルレンズ面を設け、前記サーキュラー・フレネルレンズ形状は、その光学的な中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも上側または下側にずれているオフセット構造であり、更に前記サーキュラー・フレネルレンズ上に光反射層を設けてなる、プロジェクターから斜め方向に投射される映像光を、スクリーンに対し垂直もしくは略垂直方向に観察者側へ反射させる反射型映写スクリーンの製造方法であって、
前記光反射層を設けてなる工程が、鱗片形状の金属もしくは鉱物を少なくとも１種類含有する塗料を、前記サーキュラー・フレネルレンズ上に塗布する工程であることを特徴とする反射型映写スクリーンの製造方法である。

請求項５に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の反射型映写スクリーンと映像光を投影するプロジェクターとからなる反射型映写デイスプレイである。

本発明の反射型映写スクリーンは、表面側（観察者側）にアンチグレア層を有する構成であるため、周辺光（照明光などの迷光）によるスクリーン表面でのギラツキが解消されるだけでなく、スクリーンからの反射光（映像表示光）の出射範囲（上下／左右）の制御が、フレネルレンズ形状と光透過拡散層の相互によって可能である。
また、反射型映写スクリーンに紫外線吸収剤を含有させないことで、紫外線硬化型樹脂でサーキュラー・フレネルレンズを透光性拡散基材に直接成形することが可能となり製造コストを削減することが可能となる。
また、光反射層形成を塗布することで量産性を飛躍的に向上させることが可能であるが、帯電防止剤を含有させることで光反射層成形時に帯電ムラ軽減効果があり収率低減を抑制できる。塗布液に少なくとも鱗片形状の金属もしくは鉱物を含有させることで高い反射率を維持することができ、明室環境下でもコントラストの低下しない投射映像が視覚される。そして、金属もしくは鉱物が鱗片形状なのでほぼ同じ方向に面を向けながらもある程度のバラツキを持った形で分散させることが可能となり、反射する映像光はある程度のバラツキを持つ為視野角の拡大やシンチレーションの低減も可能となる。
さらに本発明の反射型映写デイスプレイは、前記反射型映写スクリーンと映像光を投影するプロジェクターとからなるので、量産性が高く、良好な映像表示が実現される。

以下、本発明の実施形態に関して、図面を参照しながらさらに説明する。
図１は本発明の反射型映写スクリーンの断面模式図である。
反射映像スクリーンは観察者側より、例えば微細な凹凸面を有するアンチグレア層１０１、光拡散機能を有する透光性基材１０２、光学的な中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも下側にずれているサーキュラー・フレネルレンズ１０３、そして前記レンズ上に設けられた光反射層１０４から構成されている。
プロジェクターからの映像光１０５をアンチグレア層１０１から入射した後、光反射層１０４で反射された映像光は、観察者側にスクリーンに対し垂直もしくは略垂直方向に折り返すことで観察者に届けられる。観察者側表面をアンチグレア層１０１にすることでプロジェクターからの映り込みを低減しホットスポットを抑制することが出来る。また透光性基材１０２、アンチグレア層１０１での光拡散効果で拡散光１０６が生じ、視野角の広いスクリーンとなる。
なお本発明の反射型映写スクリーンにおいて、上記に示した構成に限定されるものではなく、例えばサーキュラー・フレネルレンズの光学的な中心は、スクリーンの幾何学的な中心よりも上側にずれていてもよい。

図２は本発明の反射型映写スクリーンの光反射層の断面拡大模式図である。光反射層１０４は例えば塗料などをベース２０２とし、それに鱗片形状の金属もしくは鉱物２０１を分散させた形態で用いられる。図２の上方向がサーキュラー・フレネルレンズ１０３に相当する。金属もしくは鉱物が鱗片形状なので、塗布によってほぼ同じ方向にその面を向けながらも、ある程度のバラツキを持った形で分散させることが出来る。したがって、投影される映像光１０５はある程度不規則な形で映像光を反射させることが出来る。その為、金属などを蒸着させる形態に比べ光のバラツキが視野角の拡大やシンチレーションの低減の効果を発揮する。

サーキュラー・フレネルレンズを設けた透光性基材に、アルミ鱗片を含有した液を単層で塗布することで光反射層を形成することは可能であるが、光反射層の特性として高反射率であり且つ、高コントラストを実現するようなものが好ましく、例えば灰色などの中間色では光を遮へいする効果が薄く反射層を厚塗りする必要があり、コスト的にもタクト的にも好ましくない。中間色の塗液を用いる場合更にオーバーコートすることで薄塗りを実現できる。例えば灰色の層に乳白色の塗液をオーバーコートすることで、灰色の塗装部分にコントラスト効果を持たせ、反射率の高い乳白色の層を設ける事で素抜けの光を無くす事が出来、塗液に含有している鱗片形状の金属もしくは鉱物で反射特性を持たせることが可能である。
また、乳白色の塗液を黒色の塗液にすることでも遮へい効果を持たせる事ができる。この場合、黒色層で光が吸収されてしまうので、輝度は下がってしまうがその分黒味を増したスクリーンを得ることが出来る。

本発明で使用される鱗片形状の金属もしくは鉱物としては、光反射効果を有するものであればとくに制限されないが、鱗片形状の真珠粉砕物、マイカ、鱗片形状に加工した金属粉などが挙げられる。
鱗片形状の金属もしくは鉱物を少なくとも１種類含有する塗料における透明樹脂（バインダー）としては、例えばアクリル樹脂、ポリエステル、ポリカーボネートなどが挙げられる。
鱗片形状の金属もしくは鉱物の塗料中の割合はとくに制限されないが、５〜３０質量％程度である。塗料の塗工は通常のロールコート法、グラビアコート法、コンマコート法、バーコート法等、公知の方法を利用することができる。
なお、本発明の反射型映写スクリーンが帯電防止剤を含むことで光反射層成形時に帯電ムラ軽減効果があり収率低減を抑制できることは前述のとおりであるが、本発明で用いる帯電防止剤としては、公知の帯電防止剤の中から適宜選択して使用することができる。例えば粒度が０．５ミクロン以下の酸化錫（ＳｎＯ₂）が挙げられる。
本発明の反射型映写デイスプレイは、前記反射型映写スクリーンと、公知の映像光を投影するプロジェクターとから構成できる。

本発明の反射型映写スクリーンは、明るい環境光の下でコントラスト低下を招かない良好な映像表示を実現できる。また量産性も高い。本発明の反射型映写デイスプレイは、前記反射型映写スクリーンと映像光を投影するプロジェクターとからなるので、量産性が高く、良好な映像表示が実現される。

本発明の反射型映写スクリーンの断面模式図である。 本発明の反射型映写スクリーンの光反射層の断面拡大模式図である。

符号の説明

１０１……アンチグレア層、１０２……透光性基材、１０３……サーキュラー・フレネルレンズ、１０４……光反射層、１０５……映像光、１０６……拡散光、２０１……ベース層中に分散した鱗片形状の金属もしくは鉱物、２０２……ベース層。

Claims (5)

1. 光拡散機能を有する透光性基材の観察者側にアンチグレア層を有し、裏面側に光反射用のサーキュラー・フレネルレンズ面が設けられ、前記サーキュラー・フレネルレンズ形状は、その光学的な中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも上側または下側にずれているオフセット構造であり、更に前記サーキュラー・フレネルレンズ上には光反射層が設けられ、プロジェクターから斜め方向に投射される映像光を、スクリーンに対し垂直もしくは略垂直方向に観察者側へ反射させる反射型映写スクリーンであって、
   前記サーキュラー・フレネルレンズ上に設けられた光反射層が、鱗片形状の金属もしくは鉱物を少なくとも１種類含有していることを特徴とする反射型映写スクリーン。
2. 前記反射型映写スクリーンは紫外線吸収剤を含有していないことを特徴とする請求項１記載の反射型映写スクリーン。
3. 前記反射型映写スクリーンは帯電防止剤を含有していることを特徴とする請求項１または２記載の反射型映写スクリーン。
4. 光拡散機能を有する透光性基材の観察者側にアンチグレア層を設け、裏面側に光反射用のサーキュラー・フレネルレンズ面を設け、前記サーキュラー・フレネルレンズ形状は、その光学的な中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも上側または下側にずれているオフセット構造であり、更に前記サーキュラー・フレネルレンズ上に光反射層を設けてなる、プロジェクターから斜め方向に投射される映像光を、スクリーンに対し垂直もしくは略垂直方向に観察者側へ反射させる反射型映写スクリーンの製造方法であって、
   前記光反射層を設けてなる工程が、鱗片形状の金属もしくは鉱物を少なくとも１種類含有する塗料を、前記サーキュラー・フレネルレンズ上に塗布する工程であることを特徴とする反射型映写スクリーンの製造方法。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の反射型映写スクリーンと映像光を投影するプロジェクターとからなる反射型映写デイスプレイ。