JP2008003172A - 反射型立体表示スクリーン、反射型立体表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】大きな画面に立体視可能な表示を行える反射型立体表示スクリーン、反射型立体表示システムを提供する。
【解決手段】２つのプロジェクタＰ１，Ｐ２により異なる方向から視差を含む映像をスクリーン１０に投影する。スクリーン１０の反射面は、スクリーン１０の使用状態における横方向の断面において、互いに直交して向き合う２つの反射面１２ａ，１２ｂを横方向に多数並べて形成されており、反射面は、スクリーンの使用状態における縦方向に同一形状で延在している。
【選択図】図３

Description

本発明は、前方からの映像光を反射面により反射させて立体視可能に表示する反射型立体表示スクリーン、反射型立体表示システムに関するものである。

立体動画表示の方法としては、複数の視差映像を右目左目にそれぞれ入射するように液晶ディスプレイなどの表面にレンチキュラーレンズや、微細な衝立構造であるパララックスバリアを配置して、観察させるものがある。
しかし、この方法では、立体視は可能であるが、レンチキュラーレンズ等の位置及び形状の調整が難しいという問題があった。また、この方法では、大画面化が困難であるという問題があった。

一方、特許文献１及び特許文献２には、大画面の立体動画を観察可能な方法として、スクリーンへ映像を投影して表示する方法が開示されている。
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の手法では、高い反射特性を得ることが困難であった。
特表２００５−５１５４８７号公報 特開平５−２７３６５６号公報

本発明の課題は、大きな画面に立体視可能な表示を行える反射型立体表示スクリーン、反射型立体表示システムを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、複数の映像投影源（Ｐ１，Ｐ２）により異なる方向から投影される視差を含む映像を反射することにより立体視可能な映像を表示する反射型立体表示スクリーンであって、映像を反射する反射面は、スクリーンの使用状態における横方向の断面において、互いに直交して向き合う２つの反射面（１２ａ，１２ｂ）を前記横方向に多数並べて形成されており、前記反射面は、スクリーンの使用状態における縦方向に同一形状で延在していること、を特徴とする反射型立体表示スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、前記反射面（１２ａ，１２ｂ）は、光を透過可能な素材により形成されたプリズム面であること、を特徴とする反射型立体表示スクリーンである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、前記反射面には、反射率を高める反射層（２３，３３，４３）が形成されていること、を特徴とする反射型立体表示スクリーン（２０，３０，４０）である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、前記反射層（２３，３３，４３）は、金属の真空成膜法により形成されていること、を特徴とする反射型立体表示スクリーン（２０，３０，４０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、光を拡散する光拡散要素（２４，４４）を含むこと、を特徴とする反射型立体表示スクリーン（２０，４０）である。
請求項６の発明は、請求項５に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、前記光拡散要素として、観察側の表面に凹凸形状を有すること、を特徴とする反射型立体表示スクリーンである。
請求項７の発明は、請求項５に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、前記光拡散要素として、微小光拡散粒子を分散して含む層（２４，４４）を少なくとも一層有すること、を特徴とする反射型立体表示スクリーン（２０，４０）である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の反射型立体表示スクリーン（１０，２０，３０，４０）と、前記反射型立体表示スクリーンに対して視差を含む映像を異なる方向から投影する複数の映像投影源（Ｐ１，Ｐ２）と、を備え、前記映像投影源は、前記反射型立体表示スクリーンのスクリーン面に対する法線方向よりも上方向から映像を投影するか、又は、前記反射型立体表示スクリーンのスクリーン面に対する法線方向よりも下方向から映像を投影する反射型立体表示システムである。
請求項９の発明は、請求項８に記載の反射型立体表示システムにおいて、前記映像投影源（Ｐ１，Ｐ２）は、使用状態における横方向において、スクリーン面に対する法線方向を中心として±４５度以内の方向に配置されること、を特徴とする反射型立体表示システムである。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）映像を反射する反射面は、スクリーンの使用状態における横方向の断面において、互いに直交して向き合う２つの反射面を横方向に多数並べて形成されており、反射面は、スクリーンの使用状態における縦方向に同一形状で延在しているので、光を再帰反射させることができ、立体視可能な映像を表示できる。また、大画面化することが容易である。

（２）反射面は、光を透過可能な素材により形成されたプリズム面であるので、反射層を設けることなく、全反射を利用して効率よく映像光を反射できる。

（３）反射面には、反射率を高める反射層が形成されているので、より多くの映像光を反射できる。

（４）反射層は、金属の真空成膜法により形成されているので、反射率の高い反射層を簡単に形成できる。

（５）光を拡散する光拡散要素を含むので、視野角を自由に調整できる。

（６）光拡散要素として、観察側の表面に凹凸形状を有するので、視野角を自由に調整できる。

（７）光拡散要素として、微小光拡散粒子を分散して含む層を少なくとも一層有するので、視野角を自由に調整できる。

（８）映像投影源は、反射型立体表示スクリーンのスクリーン面に対する法線方向よりも上方向から映像を投影するか、又は、反射型立体表示スクリーンのスクリーン面に対する法線方向よりも下方向から映像を投影するので、観察者自身が陰になり、視認を妨げてしまうことを防止できる。

（９）映像投影源は、使用状態における横方向において、スクリーン面に対する法線方向を中心として±４５度以内の方向に配置されるので、観察者自身が陰になり、視認を妨げてしまうことを防止できる。

大きな画面に立体視可能な表示を行うという目的を、直交する２つの反射面を横方向に並べ、これを縦方向に延在させることにより実現した。

図１は、実施例１の反射型立体表示システムの概要を示す斜視図である。
実施例１の反射型立体表示システムは、スクリーン１０に対して２つのプロジェクタＰ１，Ｐ２から映像光を投影し、スクリーン１０によりこの映像光を立体視可能なように反射表示する。
なお、以下の説明において、特に言及しない限り、上下左右、縦横等と記載した場合、スクリーンの使用状態における方向を上下左右、及び、縦横を示すものとする。また、スクリーン１０のプロジェクタＰ１，Ｐ２側を観察側、その反対側を裏面側と呼ぶものとする。

プロジェクタＰ１，Ｐ２は、両者の間で視差を有した映像光を、スクリーン１０に投影する映像投影源である。プロジェクタＰ１，Ｐ２は、スクリーン１０のスクリーン面に対する法線方向よりも上方向から映像を投影するか、又は、スクリーン１０のスクリーン面に対する法線方向よりも下方向から映像を投影することが望ましい。このようにオフセットして投影するのは、観察者の視点と、プロジェクタの投影方向が一致すると、観察者自身が陰になり、視認を妨げてしまうからである。
実施例１では、プロジェクタＰ１，Ｐ２は、スクリーン１０の法線方向よりも下方から映像光を投影するようになっている。

また、プロジェクタＰ１，Ｐ２は、使用状態における横方向において、スクリーン面に対する法線方向を中心として±４５度以内の方向に配置されることが望ましい。この理由も、上述したように観察者自身が陰になり、視認を妨げてしまうことを防止するためである。
実施例１では、プロジェクタＰ１，Ｐ２は、上記範囲内に配置されて使用される。なお、スクリーン面とは、スクリーン全体として見たときにおけるスクリーンの平面方向となる面を示すものであり、以下の説明中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。

図２は、スクリーン１０を使用状態における裏面側から見た斜視図である。
図３は、スクリーン１０を使用状態における横方向で切断した断面図である。
スクリーン１０は、基材層１１とプリズム層１２とを有し、縦横比１６：９、対角１２０インチの反射型立体表示スクリーンである。
基材層１１は、スクリーン１０のベースとなる層であり、この基材層１１の片面にプリズム層１２が形成されている。
プリズム層１２は、基材層１１の裏面側に形成され、図３に示す断面において直角の頂点が裏面側になるように配置された略直角二等辺三角形の断面形状をしている層である。そして、このプリズム層１２は、図３に示す断面形状を保つように、縦方向に延在して形成されている。従って、スクリーン１０の裏面側には、プリズム層１２として、頂点が直角な三角柱が横方向に多数並べて配置されている。
本実施例のプリズム層１２では、上記三角柱が横方向にピッチ０．０８５ｍｍで並べて配置されている。

プリズム層１２の裏面側の面は、反射面１２ａ，１２ｂとなっている。この反射面１２ａ，１２ｂは、スクリーン１０へプロジェクタＰ１，Ｐ２から投影された映像光を全反射して効率よく反射する。ここで、反射面１２ａ，１２ｂは、互いに直交して向き合っているので、例えば、反射面１２ａで反射されたプロジェクタＰ１からの映像光は、向き合う反射面１２ｂに向かい、反射面１２ｂにより再度全反射して反射面１２ａに到達した映像光と同じ方向へ反射する。同様に、プロジェクタＰ１とは異なる方向から映像光を投影するプロジェクタＰ２からの映像光についても、プロジェクタＰ２の方向へ反射する。このように、反射面１２ａ，１２ｂにより構成された反射面は、入射光を入射光と同じ方向へ反射して戻す再帰反射を行う。従って、左右の目で独立して視差を有する映像を観察可能であって、立体視が可能である。
このように、実施例１によれば、非常に簡単な構成で、大きな画面の全ての領域において再帰反射を行うことができる。従って、大きな画面に立体視可能な表示を行える。

図４は、実施例２のスクリーン２０を使用状態における横方向で切断した断面図である。
なお、以下に示す各実施例の説明では、前述した実施例１と同様の機能を果たす部分には、末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
実施例２のスクリーン２０は、実施例１のスクリーン１０に反射層２３と拡散層２４を追加した例である。
反射層２３は、反射率を高めるために、スクリーン２０の裏面側、すなわち、プリズム層２２の表面に形成された層である。本実施例の反射層２３は、アルミニウムを真空成膜法により厚さ８００Åの膜として成膜して形成されている。

拡散層２４は、微小光拡散粒子を分散して含む光拡散要素となる層である。本実施例の拡散層２４は、透明樹脂基材中に、無機ビーズを分散混入して形成した。なお、拡散層２４は、有機又は無機ビーズを拡散材として含有するインキをコーティングして形成してもよい。
実施例２のスクリーン２０では、反射層２３を設けたことにより、実施例１において全反射せずにスクリーン１０を透過するような光についても確実に観察側へ反射することができ、より明るい映像を表示できる。
また、拡散層２４を設けたので、プロジェクタＰ１，Ｐ２からの視差を含む映像光の視野角（観察可能な出射角度範囲）を任意に調整できる。

図５は、実施例３のスクリーン３０を使用状態における横方向で切断した断面図である。
実施例３のスクリーン３０では、実施例１のスクリーン１０と異なり、プリズム層３２が基材層３１より観察側に形成されている。そして、スクリーン３０の最観察側（プリズム層３２の表面）には、反射層３３が形成されている。この反射層３３は、実施例２の反射層２３と同様な層である。
本実施例によれば、映像光が基材層３１及びプリズム層３２を通過する必要がないので、これらの層の透過率の影響を受けることがない。従って、映像光の利用効率をより高めることができ、明るい映像を表示できる。また、プリズム層３２は、光を通過させる必要がないので、透明な素材を使用する必要が無く、プリズム層３２を形成する素材として、より多くの素材を使用できる。

図６は、実施例４のスクリーン４０を使用状態における横方向で切断した断面図である。
実施例４のスクリーン４０は、実施例３のスクリーン３０の観察側に、拡散層４４を追加した例である。
拡散層４４は、透明樹脂基材中に、無機ビーズを分散混入して形成された層であり、反射層４３とは一定の間隔を開けて配置されている。
実施例４のスクリーン４０では、拡散層４４を追加したことにより、実施例３のスクリーン３０の作用及び効果に加えて、プロジェクタＰ１，Ｐ２からの視差を含む映像光の視野角（観察可能な出射角度範囲）を任意に調整できるという作用及び効果を有している。

（変形例）
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、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）実施例２から実施例４において、反射層は、アルミニウムを真空成膜法により形成した例を示したが、これに限らず、他の金属を用いてもよいし、ＣＶＤ（化学気相成長法）や塗装など、他の方法により反射層を形成してもよい。

（２）実施例４において、反射層４３と拡散層４４との間には、空間が設けられている例を示したが、これに限らず、例えば、反射層４３と拡散層４４との間に、接着層を設けてもよい。

（３）実施例２及び実施例４において、拡散層は、微小光拡散粒子を分散して含むことにより光を拡散する例を示したが、これに限らず、例えば、観察側の表面に凹凸形状を形成して光を拡散させてもよい。

（４）実施例２及び実施例４において、基材層及びプリズム層とは別に拡散層を設ける例を示したが、これに限らず、例えば、基材層やプリズム層中に拡散材を含めてもよいし、基材層やプリズム層の表面に微細な凹凸形状を形成してもよい。

実施例１の反射型立体表示システムの概要を示す斜視図である。 スクリーン１０を使用状態における裏面側から見た斜視図である。 スクリーン１０を使用状態における横方向で切断した断面図である。 実施例２のスクリーン２０を使用状態における横方向で切断した断面図である。 実施例３のスクリーン３０を使用状態における横方向で切断した断面図である。 実施例４のスクリーン４０を使用状態における横方向で切断した断面図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０ スクリーン
１１，２１，３１，４１ 基材層
１２，２２，３２，４２ プリズム層
１２ａ，１２ｂ 反射面
２３，３３，４３ 反射層
２４，４４ 拡散層
Ｐ１，Ｐ２ プロジェクタ

Claims (9)

1. 複数の映像投影源により異なる方向から投影される視差を含む映像を反射することにより立体視可能な映像を表示する反射型立体表示スクリーンであって、
   映像を反射する反射面は、スクリーンの使用状態における横方向の断面において、互いに直交して向き合う２つの反射面を前記横方向に多数並べて形成されており、
   前記反射面は、スクリーンの使用状態における縦方向に同一形状で延在していること、
   を特徴とする反射型立体表示スクリーン。
2. 請求項１に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、
   前記反射面は、光を透過可能な素材により形成されたプリズム面であること、
   を特徴とする反射型立体表示スクリーン。
3. 請求項１又は請求項２に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、
   前記反射面には、反射率を高める反射層が形成されていること、
   を特徴とする反射型立体表示スクリーン。
4. 請求項３に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、
   前記反射層は、金属の真空成膜法により形成されていること、
   を特徴とする反射型立体表示スクリーン。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、
   光を拡散する光拡散要素を含むこと、
   を特徴とする反射型立体表示スクリーン。
6. 請求項５に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、
   前記光拡散要素として、観察側の表面に凹凸形状を有すること、
   を特徴とする反射型立体表示スクリーン。
7. 請求項５に記載の反射型立体表示スクリーンにおいて、
   前記光拡散要素として、微小光拡散粒子を分散して含む層を少なくとも一層有すること、
   を特徴とする反射型立体表示スクリーン。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の反射型立体表示スクリーンと、
   前記反射型立体表示スクリーンに対して視差を含む映像を異なる方向から投影する複数の映像投影源と、
   を備え、
   前記映像投影源は、前記反射型立体表示スクリーンのスクリーン面に対する法線方向よりも上方向から映像を投影するか、又は、前記反射型立体表示スクリーンのスクリーン面に対する法線方向よりも下方向から映像を投影する反射型立体表示システム。
9. 請求項８に記載の反射型立体表示システムにおいて、
   前記映像投影源は、使用状態における横方向において、スクリーン面に対する法線方向を中心として±４５度以内の方向に配置されること、
   を特徴とする反射型立体表示システム。
   

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