JP2009192874A - Screen and projection system - Google Patents
Screen and projection system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009192874A JP2009192874A JP2008034114A JP2008034114A JP2009192874A JP 2009192874 A JP2009192874 A JP 2009192874A JP 2008034114 A JP2008034114 A JP 2008034114A JP 2008034114 A JP2008034114 A JP 2008034114A JP 2009192874 A JP2009192874 A JP 2009192874A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screen
- region
- lens
- light
- projection light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、前方のプロジェクタ等の投影装置からの投射光を反射して投影画像を映し出すスクリーン及び当該スクリーンを用いた投射システムに関する。 The present invention relates to a screen that reflects projection light from a projection device such as a front projector and displays a projected image, and a projection system using the screen.
マイクロレンズと反射面とを集積したものを用いるスクリーンであって、マイクロレンズの背後に配置される反射面の向きをスクリーンの中心法線方向に傾斜させるものが知られており、特にスクリーンの中心部から周辺部に向かって傾斜角を徐々に変化させるものが知られている(特許文献1参照)。また、スクリーン表面にレンチキュラーレンズを用い、当該レンチキュラーレンズの断面形状を非円弧型としたものも知られている(特許文献2参照)。
しかしながら、前方のプロジェクタ等の投影装置からの投射光を反射して投影画像を映し出す反射型のスクリーンの使用において、例えば、非常に近接した位置から投射を行うときのように、スクリーン上での投射光の入射角度が入射位置によって著しく異なるものとなる場合がある。このように、入射位置による投射光の入射角度の差が大きくなると、スクリーン表面を形成するレンズアレイ上に入射した投射光に対応するレンズやこのレンズの背後に配置される反射面の形状や配置等を漸次変化させて調整するだけでは、投射光を適切に反射させることができない状態が生じ得る。 However, in the use of a reflective screen that reflects the projection light from a projection device such as a front projector and displays a projected image, the projection on the screen is performed, for example, when projecting from a very close position. The incident angle of light may be significantly different depending on the incident position. As described above, when the difference in incident angle of the projection light depending on the incident position becomes large, the shape and arrangement of the lens corresponding to the projection light incident on the lens array forming the screen surface and the reflecting surface arranged behind this lens. Only by gradually changing the adjustment, etc., a state in which the projection light cannot be reflected appropriately may occur.
また、別の問題として、反射型のスクリーンの使用において、不要光である外光の一部がスクリーンの観察者のいる方向へ反射されてしまう可能性があり、反射された外光が投影画像のコントラスト低下を生じさせる原因となる可能性がある。 As another problem, in the use of a reflective screen, a part of the external light that is unnecessary light may be reflected in the direction of the observer of the screen, and the reflected external light is projected image. This may cause a decrease in contrast.
そこで、本発明は、外光による影響を低減し、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できるとともに、入射角度の大きく異なる投射光を正面方向へ適切に反射・拡散させることができるスクリーン及び投射システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention reduces the influence of external light, can improve the contrast of a projected image in a bright room, etc., and can appropriately reflect and diffuse projection light having a significantly different incident angle in the front direction. An object is to provide a projection system.
上記課題を解決するために、本発明に係るスクリーンは、(a1)スクリーン前面側の2次元平面上に配列される複数の要素レンズを有するレンズアレイと、(a2)レンズアレイの裏側に2次元平面に対して傾斜して配置される複数の反射面と、(a3)複数の反射面からスクリーン前面側に射出される光を散乱させる複数の散乱部とを有する(a)スクリーンシートを備え、(b)スクリーンシートは、投射光を入射させる要素レンズと対応する反射面を介して当該投射光を射出させる要素レンズとの相対的な位置関係が投射光の入射角度範囲に関連して互いに異なっている第1領域と第2領域とを有する。 In order to solve the above problems, a screen according to the present invention includes (a1) a lens array having a plurality of element lenses arranged on a two-dimensional plane on the front side of the screen, and (a2) two-dimensionally on the back side of the lens array. (A) a screen sheet having a plurality of reflecting surfaces arranged to be inclined with respect to a plane; and (a3) a plurality of scattering portions that scatter light emitted from the plurality of reflecting surfaces to the screen front side. (B) In the screen sheet, the relative positional relationship between the element lens for entering the projection light and the element lens for emitting the projection light through the corresponding reflecting surface is different from each other in relation to the incident angle range of the projection light. A first region and a second region.
まず、上記スクリーンでは、レンズアレイの裏側にレンズアレイの配列された平面に対して傾斜した反射面を設け、さらに、当該反射面から射出される光を散乱させる散乱部を設けることで、スクリーンに入射する投射光を適切に散乱した状態で反射することができる。この際、特に、スクリーンに入射する投射光の入射角度範囲に関連して、スクリーンシートの第1領域と第2領域において、投射光を入射させる要素レンズと当該投射光を射出させる要素レンズとの相対的な位置関係が互いに異なるものとすることで、投射光の入射角度の非常に大きなところと比較的小さなところとで反射のタイプを変えている。これにより、投射光の散乱・反射を適切な方向とし、かつ、適度な視野角を持たせた状態で表示を高効率に行うことができる。また、併せて、外光による影響を低減することも可能であり、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できる。なお、第1領域と第2領域とのそれぞれで適切な投射光の散乱・反射を行うために、反射面も、投射光を入射させる要素レンズと当該投射光を射出させる要素レンズとの相対的な位置関係に対応して、第1領域と第2領域とで異なる形状を有している。 First, in the screen described above, a reflective surface inclined with respect to the plane on which the lens array is arranged is provided on the back side of the lens array, and further, a scattering portion that scatters light emitted from the reflective surface is provided, thereby providing the screen with Incident projection light can be reflected in a properly scattered state. At this time, in particular, in relation to the incident angle range of the projection light incident on the screen, in the first region and the second region of the screen sheet, the element lens for entering the projection light and the element lens for emitting the projection light By making the relative positional relationships different from each other, the type of reflection is changed between a place where the incident angle of the projection light is very large and a place where the incident angle is relatively small. Thus, display can be performed with high efficiency in a state where the scattering and reflection of the projection light are in an appropriate direction and have an appropriate viewing angle. In addition, the influence of external light can be reduced, and the contrast of the projected image in a bright room can be improved. In addition, in order to appropriately scatter and reflect the projection light in each of the first region and the second region, the reflection surface also has a relative relationship between the element lens that enters the projection light and the element lens that emits the projection light. Corresponding to various positional relationships, the first region and the second region have different shapes.
また、本発明の具体的な態様として、レンズアレイが、複数の要素レンズとして複数のシリンドリカルレンズを含み、当該複数のシリンドリカルレンズを各シリンドリカルレンズの長手方向に対して垂直方向に配列するレンチキュラーレンズにより構成される。この場合、レンズアレイとしてレンチキュラーレンズを用いることで、簡易にスクリーンを作製できる。 Further, as a specific aspect of the present invention, a lens array includes a plurality of cylindrical lenses as a plurality of element lenses, and the plurality of cylindrical lenses are arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction of each cylindrical lens. Composed. In this case, a screen can be easily produced by using a lenticular lens as the lens array.
また、本発明の具体的な態様として、スクリーンシートが、第1領域のレンズアレイにおいて、投射光を入射させた要素レンズに隣接する要素レンズから当該投射光を射出させ、第2領域のレンズアレイにおいて、投射光を入射させた要素レンズと同一の要素レンズから当該投射光を射出させる。この場合、第1領域と第2領域とで異なるタイプの反射態様を有することにより、それぞれの領域に入射する投射光の入射角度に応じて効果的に無駄なく散乱・反射を行うことができる。 As a specific aspect of the present invention, the screen sheet emits the projection light from the element lens adjacent to the element lens on which the projection light is incident in the lens array of the first region, and the lens array of the second region. The projection light is emitted from the same element lens as the element lens on which the projection light is incident. In this case, by having different types of reflection modes in the first region and the second region, it is possible to effectively scatter / reflect without waste according to the incident angle of the projection light incident on each region.
また、本発明の具体的な態様として、スクリーンシートが、2次元平面に対する投射光の入射角が大きい側に第1領域を有し、2次元平面に対する投射光の入射角が小さい側に第2領域を有する。この場合、第1領域に入射する投射光の入射角度は、第2領域に入射する投射光の入射角度よりも大きなものとなっており、これに対応したスクリーンの構成となる。 Further, as a specific aspect of the present invention, the screen sheet has a first region on the side where the incident angle of the projection light with respect to the two-dimensional plane is large, and the second is on the side where the incident angle of the projection light with respect to the two-dimensional plane is small. Has a region. In this case, the incident angle of the projection light incident on the first region is larger than the incident angle of the projection light incident on the second region, and the screen has a configuration corresponding to this.
また、本発明の具体的な態様として、スクリーンシートにおいて、スクリーン中心軸に入射する投射光の入射角度が60度以上である領域が第1領域である。この場合、スクリーン中心軸に入射する投射光の入射角度について、60度を基準とすることで、第1領域及び第2領域のそれぞれにおいて、投射光の入射角度に適した散乱・反射を行うことができる。 As a specific aspect of the present invention, in the screen sheet, a region where the incident angle of the incident light incident on the screen center axis is 60 degrees or more is the first region. In this case, with respect to the incident angle of the projection light incident on the screen center axis, scattering and reflection suitable for the incident angle of the projection light are performed in each of the first region and the second region by using 60 degrees as a reference. Can do.
また、本発明の具体的な態様として、レンズアレイを構成する各要素レンズの側断面形状が、隣接する要素レンズに近づくほど曲率の小さくなる非円弧状である。この場合、反射面からレンズアレイの表面までの部分を厚くして、スクリーンをより丈夫なものにすることができる。 Further, as a specific aspect of the present invention, the side cross-sectional shape of each element lens constituting the lens array is a non-arc shape with a curvature that decreases as it approaches an adjacent element lens. In this case, the portion from the reflective surface to the surface of the lens array can be thickened to make the screen more durable.
また、本発明の具体的な態様として、第1領域及び第2領域の少なくともいずれか一方に設けたレンズアレイが、要素レンズとして互いに偏心した2つのレンズ部分を一組として有する合併レンズを含む。この場合、合併レンズにより、レンズ面への入射位置に応じて入射光の光路を調整することができ、スクリーン全体の厚さを薄く保たせる、あるいは反射面からレンズアレイの表面までの厚さを保ってスクリーンの強度を十分なものとすることができる。 Further, as a specific aspect of the present invention, the lens array provided in at least one of the first region and the second region includes a combined lens having a pair of two lens portions that are decentered from each other as an element lens. In this case, the combined lens can adjust the optical path of the incident light according to the incident position on the lens surface, and the thickness of the entire screen can be kept thin, or the thickness from the reflecting surface to the surface of the lens array can be reduced. It is possible to maintain the strength of the screen.
また、本発明の具体的な態様として、第1領域及び第2領域の少なくともいずれか一方に設けたレンズアレイのうち少なくとも一群の要素レンズが、投射光の入射角度範囲に関連してティルトしている。この場合、第1領域及び/又は第2領域に入射した光を適切な散乱・反射させるために光路を変化させることができる。 As a specific aspect of the present invention, at least one group of element lenses in the lens array provided in at least one of the first region and the second region is tilted in relation to the incident angle range of the projection light. Yes. In this case, the optical path can be changed in order to appropriately scatter and reflect the light incident on the first region and / or the second region.
また、本発明の具体的な態様として、レンズアレイの裏側のうち、少なくとも反射面の周囲に、光吸収性素材により形成される光吸収面をさらに有する。この場合、光吸収面により、外光等の不要光を吸収させて高コントラストな画像を形成することができる。 Moreover, as a specific aspect of the present invention, a light absorbing surface formed of a light absorbing material is further provided at least around the reflecting surface on the back side of the lens array. In this case, the light absorbing surface can absorb unnecessary light such as outside light and form a high-contrast image.
また、本発明の具体的な態様として、第1領域において、反射面が光吸収面より小さく、第2領域において、反射面が光吸収面より大きい。この場合、第1領域と第2領域とでの光の集光等の違いに応じてそれぞれにおいて適切な散乱・反射を行うことが可能となる。 As a specific aspect of the present invention, in the first region, the reflection surface is smaller than the light absorption surface, and in the second region, the reflection surface is larger than the light absorption surface. In this case, it is possible to perform appropriate scattering and reflection in each of the first region and the second region according to the difference in light collection and the like.
また、本発明の具体的な態様として、スクリーンシートは、第1領域と第2領域の間に遷移領域を有し、遷移領域において、反射面及び光吸収面の形状が徐々に変化する。この場合、第1領域での散乱・反射の態様から第2領域での散乱・反射の態様への移行を徐々に行うことができる。 As a specific aspect of the present invention, the screen sheet has a transition region between the first region and the second region, and the shapes of the reflection surface and the light absorption surface gradually change in the transition region. In this case, the transition from the scattering / reflection mode in the first region to the scattering / reflection mode in the second region can be performed gradually.
また、本発明の具体的な態様として、レンズアレイが、表面に反射防止コートを有する。これにより、スクリーン表面での反射を防止することができる。 As a specific aspect of the present invention, the lens array has an antireflection coating on the surface. Thereby, reflection on the screen surface can be prevented.
また、本発明の具体的な態様として、レンチキュラーレンズが、ロール巻き取り可能となっており、ロールする軸の方向に沿って複数のシリンドリカルレンズの長手方向を配置した構造を有する。これにより、スクリーンをロールして収納した際に、複数のシリンドリカルレンズ間の境界部分が主に曲がるため、シリンドリカルレンズの本体部分の変形量を少なくすることができる。 Further, as a specific aspect of the present invention, the lenticular lens can be rolled up and has a structure in which the longitudinal directions of a plurality of cylindrical lenses are arranged along the direction of the axis of rolling. Thereby, when the screen is rolled and stored, the boundary portion between the plurality of cylindrical lenses is mainly bent, so that the deformation amount of the main body portion of the cylindrical lens can be reduced.
また、本発明の具体的な態様として、本発明に係る投射システムは、(a)上記いずれかに記載のスクリーンと、(b)スクリーンに投影画像を投射する画像投射装置とを備える。この場合、上記スクリーンを用いることにより、投射システムは、投射光を適切に散乱・反射し、かつ、有効に利用でき、また、外光による影響を低減し、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できる。 As a specific aspect of the present invention, a projection system according to the present invention includes (a) any of the screens described above, and (b) an image projection device that projects a projected image on the screen. In this case, by using the screen, the projection system can scatter and reflect the projection light appropriately and can be used effectively, and the influence of external light is reduced, and the contrast of the projection image in a bright room or the like is reduced. Can be improved.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係るスクリーンについて図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係るスクリーンを模式的に示す側面図である。本実施形態のスクリーン10は、反射型のスクリーンであり、レンズアレイを設けた光透過性のスクリーンシート2と、スクリーンシート2の裏面全体に貼りつけられる光吸収シート3とを備える。
[First Embodiment]
Hereinafter, a screen according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing a screen according to the present embodiment. The
図示のように、投影装置等の有する投射レンズPOの投射光源点Sから投射光PLがスクリーン10上に投射されることにより、画像投影がなされる。投射光源点Sは、スクリーン10に近接した下方位置に設置されている。また、ここでは、スクリーン10の左右中央を通るスクリーン中心軸LXの中央に位置する中心位置Oに、投射光PLの光束軸AXが、入射角度αとなっている状態で、下方から上方に向けて入射している。図示の例では、特に光束軸AXは入射角度α=60°に設定されている。スクリーン10は、入射角度α=60°を基準として、上側の第1領域10aと、下側の第2領域10bとに分けられている。言い換えると、スクリーンシート2において、投射光PLの入射角の大きい側が第1領域10aとなっており、投射光PLの入射角の小さい側が第2領域10bとなっている。第1領域10aと第2領域10bとは、互いに異なる形状を有している。つまり、この例では、スクリーン10の上半分は、第1領域10aに対応し、スクリーン10の下半分は、第2領域10bに対応している。
As shown in the figure, the projection light PL is projected onto the
図2(a)は、第1領域10aにおけるスクリーン10の構造を模式的に示す側断面図であり、図2(b)は、第2領域10bにおけるスクリーン10の構造を模式的に示す側断面図である。ここで、スクリーンシート2は、表側にシリンドリカルレンズCLを2次元的に配列したレンズアレイであるレンチキュラーレンズ1と、レンチキュラーレンズ1の裏面側に各シリンドリカルレンズCLに対応して周期的に設けられた溝GTとを有する。なお、スクリーンシート2には、溝GTに散乱材を塗布することで散乱部4が形成されており、光吸収シート3は、スクリーンシート2に散乱部4が形成された後に貼りつけられる。
2A is a side sectional view schematically showing the structure of the
スクリーンシート2の表側に形成されたレンチキュラーレンズ1は、略半円柱状の外形を有しx方向に延びるシリンドリカルレンズCLを要素レンズとして長手方向(x方向)に対して垂直なy方向に多数配列して連ねることにより、全体としてxy面に平行に広がる表面を構成している。つまり、これらのシリンドリカルレンズCLは、スクリーン10全体の表面を構成すべく2次元平面上に配置されている(図1参照)。各シリンドリカルレンズCLは、投射光PLを入射させて集光させるとともに、スクリーン10の内部で散乱・反射された投射光PLを所定の発散角で射出させる。
A large number of
一方、スクリーンシート2の裏側には、各シリンドリカルレンズCLに対応してシリンドリカルレンズCLの長手方向即ちx方向に沿って溝GTが形成されている。各溝GTのyz断面の形状は、第1領域10aと第2領域10bとで大きく異なっている。まず、上側の第1領域10aの場合、図2(a)に示すように、溝GTは、各シリンドリカルレンズCLの配列されたy方向に対して略垂直な側面SSと、傾斜した反射面RSとによって画定され、yz断面が三角形状となっている。一方、下側の第2領域10bの場合、図2(b)に示すように、各シリンドリカルレンズCLの配列されたy方向に対して略垂直な側面SSが上面側及び下面側の双方に形成されており、溝GTは、これらの側面SSと、傾斜した反射面RSとによって画定され、yz断面が台形状となっている。図示のように、両領域10a、10bの溝GTの形状は、反射面RSの深さが異なる点で相違している。また、反射面RSは、各シリンドリカルレンズCLで集光されて斜め上方向に傾いて入射する投射光PLを正面方向即ち+z方向に反射する傾向を高めるべく、投射光PLの入射角度の違いに応じて、第1領域10aと第2領域10bとで互いに異なる所定の傾斜角度α1、α2で傾いている。各散乱部4は、上記のような形状の各溝GTを充填するものであり溝GTの形状を反転した形状を有している。散乱部4は、散乱成分を主成分として含む材料からなるインクを各シリンドリカルレンズCLの背後に位置する溝GTに沿ってスプレーすることで充填し、反射面RSをくまなく覆うようにして形成されている。散乱部4は、反射面RSから入射する光を+z方向に反射する際、適当な分散特性で散乱させた状態とする。これにより、近接した下方からスクリーン10に入射した投射光PLを正面に導く効果を生じさせることができる。散乱成分としては、例えば、硫酸バリウムまたは硫酸バリウムに白色の反射性インク(例えば白色のパール系インク)を混ぜたもの等を用いる。
On the other hand, on the back side of the
スクリーンシート2の裏面に設けた光吸収シート3は、溝GTに散乱部4を充填した後、スクリーンシート2の裏面側全体を光吸収性素材で覆うことで形成されている。光吸収シート3は、散乱部4の周辺に外光等の不要光を吸収させる光吸収面ASを形成する。なお、スクリーン10全体の厚みは、好ましくは0.3mm〜0.5mm程度である。
The
以下、図2(a)及び2(b)を用いて投射光PLの光路を説明することにより、スクリーン10の第1領域10aと第2領域10bとにおける動作について説明する。
Hereinafter, the operations in the
まず、図2(a)により、スクリーン10の上部側に位置する第1領域10aでの動作について説明する。図2(a)に示すように、各シリンドリカルレンズCLのうち、図中y方向について最下に位置するシリンドリカルレンズCL1を投射光PL1の入射用の要素レンズとして見る場合、シリンドリカルレンズCL1の一つ上側に位置するシリンドリカルレンズCL2が射出用の要素レンズとして対応する。また、この場合、上側のシリンドリカルレンズCL2の背後に位置する反射面RS2が散乱・反射を行うものとして対応する。つまり、まず、下側のシリンドリカルレンズCL1に入射した投射光PL1は、集光されて反射面RS2で散乱・反射される。次に、反射面RS2で散乱・反射された投射光PL1は、上側のシリンドリカルレンズCL2から適度に発散された状態で射出される。また、シリンドリカルレンズCL2が投射光PL2の入射用の要素レンズとして機能する場合も同様であり、シリンドリカルレンズCL2に入射した投射光PL2は、シリンドリカルレンズCL2の一つ上側に位置する反射面RS3で散乱・反射され、さらに上側のシリンドリカルレンズCL3から射出される。以下同様にして、シリンドリカルレンズCL3に入射した投射光PL3は、シリンドリカルレンズCL4から射出され、シリンドリカルレンズCL4に入射した投射光PL4は、シリンドリカルレンズCL5から射出される。つまり、第1領域10aでは、投射光PLを入射させたシリンドリカルレンズCLに隣接するシリンドリカルレンズCLから当該投射光PLを射出させる態様となっている。
First, the operation in the
次に、図2(b)により、スクリーン10の下部側に位置する第2領域10bでの動作について説明する。図2(b)に示すように、各シリンドリカルレンズのうち、図中y方向について最下に位置するシリンドリカルレンズCL1に入射した投射光PL1は、集光されてシリンドリカルレンズCL1の背後に位置する反射面RS1で散乱・反射される。反射面RS1で反射された投射光PLは、シリンドリカルレンズCL1から適度に発散された状態で射出される。つまり、シリンドリカルレンズCL1に入射した投射光PL1は、入射した要素レンズと同一の要素レンズであるシリンドリカルレンズCL1から射出させる態様となっている。以下同様に、シリンドリカルレンズCL2〜CL5にそれぞれ入射した投射光PL2〜PL5は、シリンドリカルレンズCL2〜CL5からそれぞれ射出される。
Next, the operation in the
以上図2(a)を用いて説明したように、スクリーン10のうち、投射光PLの入射角度が非常に大きい第1領域10aでは、入射した投射光PLを適切な方向かつ視野角で散乱・反射させるために、隣接する2つのシリンドリカルレンズCLのうち、y方向について下方側のシリンドリカルレンズCLから入射させた投射光PLを上方側の反射面RS及びシリンドリカルレンズCLを用いて射出させることで投射光PLの散乱・反射を行っている。これに対して、図2(b)を用いて説明したように、スクリーン10のうち、投射光PLの入射角度が比較的小さな第2領域10bでは、1つのシリンドリカルレンズCLと反射面RSとで入射した投射光PLの射出を行うことが可能であり、同一シリンドリカルレンズCLで投射光PLの散乱・反射を行っている。このように、第1領域10aと第2領域10bとでは、異なるタイプの反射態様であるため、投射光PLの入射後の光路や集光の度合い等が異なっている。従って、第1領域10aと第2領域10bとのそれぞれにおいて、投射光PLを適切な方向や視野角となるように散乱・反射させるためには、反射面RSの形状やシリンドリカルレンズCLの表面形状、あるいは散乱部4の状態等のうち少なくともいずれかを変える必要がある。特に、図2(a)及び2(b)に示す具体例では、反射面RSの断面形状即ち溝GTの深さや幅等に関する形状が第1領域10aと第2領域10bとでは大きく異なっている。
As described above with reference to FIG. 2 (a), in the
図2(a)及び2(b)において、第1領域10aと第2領域10bとのそれぞれにおいて投射光PLの適切な散乱・反射を行うために、既述のように、まず、第1領域10aと第2領域10bとで入射する投射光PLの入射角度に応じて、反射面RSを互いに異なる傾斜角度α1、α2にそれぞれ傾けている。なお、各領域10a、10bにおいて、傾斜角度α1、α2を一定にする必要はなく、y方向の位置に応じて微調整することができる。また、図2(a)及び2(b)では、スクリーンシート2全体の厚さTa、Tbを、0.3mm乃至0.35mmとし、1つのシリンドリカルレンズCLの縦幅即ち1ピッチの長さPTを約0.3mmとしている。これに対して、各反射面RSを構成する溝GTの縦幅については、第1領域10aにおける溝GTの縦幅Daを、約0.1mm、第2領域10bにおける溝GTの縦幅Dbを約0.16mmとしている。つまり、第2領域10bにおける反射面RSのほうが、第1領域10aにおける反射面RSよりも大きなものなっている。なお、この場合、第1領域10aの反射面RSは、光吸収シート3による光吸収面ASより小さいのに対し、第2領域10bの反射面RSは、光吸収面ASより大きくなっている。また、第2領域10bの反射面RSは、光のロスを抑えるために、第1領域10aの反射面RSに比べて、シリンドリカルレンズCLの1ユニット即ち1ピッチ内においてより上部側に位置し、反射面RSの上端が、シリンドリカルレンズCLのレンズ面により近づく傾向となっている。この場合、反射面RSの上端がシリンドリカルレンズCLに近づきすぎると、視野角は広がるが必要な反射面が大きくなることや、当該箇所が薄くなりスクリーンシート2が破れやすくなる傾向が生じる。しかしながら、図2(b)に示す具体例の場合、光のロスを抑え、適切な方向かつ視野角を持たせた散乱・反射を行い、また、反射面RSの上端がシリンドリカルレンズCLの表面に近づきすぎて当該箇所が薄くなり破れやすくならない程度の設計となっている。一方、図2(a)の第1領域10aにおける反射面RSは、シリンドリカルレンズCLからの距離が大きくなる傾向にあり、スクリーンシート2全体が厚くなりやすい、即ちスクリーンシート2の厚さTaの値が大きくなりやすい。従って、厚さTaの値と厚さTbの値とが一致しない場合には、第2領域10bにおけるスクリーンシート2の裏側を底上げすることによって厚さTbを調整して第1領域10aの厚さTaに合うようにしてもよい。
2A and 2B, in order to appropriately scatter and reflect the projection light PL in each of the
なお、画像投影には不要である外光OLを発生する照明光等は、例えば室内の天井側に設置されて室内を照明する場合が多い。このように、上方から投射される外光OLは、そのほとんどが、スクリーン10のうち、溝GTの側面SS(図2(b)では上下の側面SSのうちの上方側の面)或いは光吸収シート3の光吸収面ASに入射する。溝GTの側面SSに入射する外光OLは、側面SSの角度から観察者のいるスクリーン10の前方に向かうことなく反射等され、また、光吸収シート3に入射する外光OLも、スクリーン10の前方に向かうことなく吸収される。
Note that illumination light or the like that generates external light OL that is not necessary for image projection is often installed, for example, on the ceiling side of a room to illuminate the room. As described above, most of the external light OL projected from the upper side of the
また、レンチキュラーレンズ1の表面を構成する複数のシリンドリカルレンズCLの表面には反射防止コートであるARコートCTが施されている。これにより、光の反射を防止している。
Further, an AR coating CT which is an antireflection coating is applied to the surfaces of the plurality of cylindrical lenses CL constituting the surface of the
また、スクリーン10は、図1に示す矢印AWの方向にロール巻き取り可能となっている。この場合、レンチキュラーレンズ1の各シリンドリカルレンズCL間を繋ぐ境界部分BPが主に曲がることでシリンドリカルレンズCLそのものはあまり変形することなくスクリーン10をロールして収納することができる。
Further, the
以上のように、本実施形態に係るスクリーン10では、投射光PLの入射角度に応じて、スクリーン10を異なる形状又は構造を有する第1領域10aと第2領域10bとに分け、それぞれに入射する投射光PLに適した散乱・反射を行うことにより、下方からの投射光PLを観察者側へ適切な視野角で散乱・反射させることができる。また、側面SSや光吸収シート3により上方からの外光OLは観察者側へは反射させず、明るい部屋等での使用においても、コントラストの高い画像を形成することも可能である。
As described above, in the
図3(a)、3(b)及び3(c)は、本実施形態の製造方法についての変形例を説明するための図であり、それぞれシリンドリカルレンズCL1つ分即ち第1領域10aの1ピッチ分を模式的に示す側断面図である。このうち、まず、図3(a)に示す例では、図2(a)等の光吸収シート3に代えて、光吸収膜103が形成されている。つまり、散乱部4を形成した後、例えばスクリーンシート2の裏面側全体を覆うように光吸収性のインクを塗布することで光吸収膜103が形成される。図3(b)及び3(c)は、さらに他の製造方法の例を段階的に示すものである。本変形例では、図3(b)に示すように、まず、散乱部4が塗布されるよりも先にスクリーンシート2の裏面側に光吸収性のインクを塗り、光吸収膜103を形成する。その後、図3(c)に示すように、溝GTを充填するようにスクリーンシート2の裏面側全体に散乱材を塗布して、散乱部4を形成している。この場合、光吸収性のインクを塗布して光吸収膜103を形成した後に溝GTを形成してもよい。なお、上記はいずれも製造方法の変形例の例示であり、同様の構造を有するものであればこれら以外の製造方法であっても構わない。
3 (a), 3 (b) and 3 (c) are diagrams for explaining a modified example of the manufacturing method of the present embodiment, each for one cylindrical lens CL, that is, one pitch of the
また、散乱部4については、反射面RSにおいて散乱効果をもたせるものであればよく、溝GT全てを散乱材によって充填しなくてもよい。従って、例えば、溝GTのうち反射面RSのみに散乱材を塗布することで散乱部4を形成してもよい。また、散乱材以外にも例えば反射面RSに凹凸面を形成させることで散乱効果をもたせてもよい。
In addition, the scattering
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態のスクリーンについて説明する。なお、本実施形態のスクリーン110は、第1実施形態のスクリーン10を変形したものであり、シリンドリカルレンズCLの表面の形状を除いて図1等のスクリーン10と同様であるから、他の構成については図示及び詳しい説明を省略する。図4(a)は、本実施形態に係るスクリーン110の構造のうち下側即ち図1の第2領域10aに相当する領域の構造を説明するものである。より詳しくは、図4(a)は、スクリーン110のレンチキュラーレンズ101を構成するために複数配列されるシリンドリカルレンズCL1つ分即ちスクリーン110の第2領域10aに相当する領域での1ピッチ分を模式的に示す側断面図である。図4(b)は、比較例の図である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the screen of the second embodiment will be described. The
図4(a)に示すように、本実施形態のスクリーン110において、シリンドリカルレンズCLの側断面の輪郭CNは、非円弧形状になっている。より具体的には、比較例である図4(b)のような半円による側断面の輪郭CNに比べて、図4(a)に示すシリンドリカルレンズCLの表面の形状は、周辺側に行くほど、即ち不図示の隣接するシリンドリカルレンズCLに近づくほど円弧よりも緩やかな曲率のものとなっている。具体的な輪郭CNの曲線としては、例えば双曲線形状等を用いる。これにより、図中往復矢印で示した最も薄くなりやすい部分である反射面RSの上端UEからシリンドリカルレンズCLの表面部FPまでの距離d1を図4(b)の比較例のような円弧形状のものに比べ大きく取ることができる。つまり、スクリーン110のうち下側、即ち第2領域側において、薄くなりがちな反射面RSからシリンドリカルレンズCLの表面までの部分を厚くすることでスクリーンシート102がより破れにくくなり、スクリーン110をより丈夫なものにすることができる。
As shown in FIG. 4A, in the
なお、本実施形態に係るスクリーン110において、図1の第2領域10aに相当する領域全体に図4(a)により説明したシリンドリカルレンズCLを用いてもよく、また、当該シリンドリカルレンズCLを第2領域10aに相当する領域のうち一部の領域にのみ用いるといった部分的に用いる態様であってもよい。
In the
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態のスクリーンについて説明する。なお、本実施形態のスクリーン210は、第1実施形態のスクリーン10を変形したものであり、シリンドリカルレンズCLの表面の形状を除いて図1等のスクリーン10と同様であるから、他の構成については図示及び詳しい説明を省略する。図5(a)及び6(a)は、本実施形態に係るスクリーン210の構造を説明するための側断面図であり、図5(a)は、スクリーン210のうち、上方側即ち第1領域210a、図6(a)は、スクリーン210のうち、下方側即ち第2領域210bについての図である。また、図5(b)及び6(b)はそれぞれの比較例の図である。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the screen of the third embodiment will be described. The
まず、図5(a)から分かるように、本実施形態のスクリーン210のうち、上方側即ち第1領域210aの場合、図5(b)に示す標準的に配置された比較例に比べ、レンチキュラーレンズ201の各シリンドリカルレンズCLは、光軸がレンズ内で上方向即ち+y方向にティルトした状態となっている。これにより、投射光PLの集光方向を変化させ、スクリーンシート202全体をより薄くすることができる。
First, as can be seen from FIG. 5A, the upper side of the
次に、図6(a)に示すように、スクリーン210のうち、下方側即ち第2領域210bの場合、レンチキュラーレンズ201の各シリンドリカルレンズCLは、光軸がレンズ内で下方即ち−y方向にティルトした状態となっている。これにより、図6(b)に示すようにティルトしていない場合に比べ、反射面RSで散乱・反射された投射光PLの上方向即ち+y方向に対する視野角を広くすることができる。また、反射面RSは、依然として1つのシリンドリカルレンズCL内で上部側に位置しているので、投射光PLの光線ロスを抑制できる。また、図6(a)のさらなる変形例として、図6(c)に示すように、シリンドリカルレンズCLの表面の輪郭CNが非円弧であるものをさらにティルトさせた状態として用いることも可能である。この場合、スクリーン210全体の厚さを薄く保ちながらも、反射面RSの上端からシリンドリカルレンズCLの表面部までの距離を十分な大きさに保ってスクリーン210の強度をより高めることができる。
Next, as shown in FIG. 6A, in the case of the lower side of the
なお、本実施形態に係るスクリーン210において、図5(a)及び図6(a)或いは図6(c)により説明したシリンドリカルレンズCLを、各領域210a、210bの全てにおいて用いてもよく、また、各領域210a、210bのどちらか一方において一部の領域にのみ用いるといった部分的に用いる態様であってもよい。
In the
〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態のスクリーンについて説明する。なお、本実施形態のスクリーン310は、第1実施形態のスクリーン10を変形したものであり、シリンドリカルレンズCLの表面の形状を除いて図1等のスクリーン10と同様であるから、他の構成については図示及び詳しい説明を省略する。図7(a)は、本実施形態に係るスクリーン310の構造を示すためにレンチキュラーレンズ301のシリンドリカルレンズCL1つ分即ちスクリーン310の1ピッチ分を示す側断面図であり、図7(b)は、スクリーン310のシリンドリカルレンズCLの表面形状を説明するための図である。
[Fourth Embodiment]
The screen according to the fourth embodiment will be described below. The
本実施形態のスクリーン310において、シリンドリカルレンズCLの側断面の輪郭CNは、2つの円弧が組み合わされた1つの曲線により形成されている。つまり、シリンドリカルレンズCLは、シリンドリカルレンズCLの1ピッチにおける上下の中央位置CPから上側を占めるレンズ部分UPと下側を占めるレンズ部分DPとを一組とする1つの合併レンズによって構成されている。以下、図7(b)により、シリンドリカルレンズCLの形状についてより具体的に説明する。まず、2つのレンズ部分UP、DPを形成するための基準として図中一点鎖線で示す半円状の仮想レンズVLを定める。仮想レンズVLは、中央位置CPを中心即ち光軸として対称の半円形状の断面を有している。レンズ部分UPは、仮想レンズVLを上方即ち+y方向にシフトした形状に対応している。より具体的には、仮想レンズVLを上方にシフトさせ中央位置CPよりも上方に光軸UXを有する仮想レンズUL(図中点線及び実線)のうち、実線で示す中央位置CPから上側を占める部分がレンズ部分UPである。同様に、レンズ部分DPは、仮想レンズVLを下方即ち−y方向にシフトした形状に対応している。より具体的には、仮想レンズVLを下方にシフトさせ中央位置CPよりも下方に光軸DXを有する仮想レンズDL(図中点線及び実線)のうち、実線で示す中央位置CPから下側を占める部分がレンズ部分DPである。以上のようにy方向について上下にシフトすることにより偏心した2つのレンズ部分UP、DPを一組とした合併レンズの形状を得ることができ、このような合併レンズによりシリンドリカルレンズCLが構成されている。この場合、偏心量即ちシフト量を適宜調整することで、スクリーン210全体の厚さを薄く保たせる、あるいは反射面RSの上端部分からシリンドリカルレンズCLの表面までの厚さを保ってスクリーンシート302を破れにくくし、スクリーン310の強度を十分なものとすることができる。なお、特に図7(a)では、中央位置CPから光軸UXまでの距離と中央位置CPから光軸DXまでの距離とが等しくなっている。つまり、レンズ部分UPとレンズ部分DPの中央位置CPからのシフト量が等しくなっている。この場合、中央位置CPを基準とする対称性を有することでシリンドリカルレンズCLのレンズ面が比較的作製し易くなる。
In the
〔第5実施形態〕
第5実施形態では、本願発明のスクリーンを用いた投射システムについて説明する。図8は、本実施形態に係る投射システムの一例を示す図であり、第1乃至第4実施形態のスクリーン10、110、210、310に画像投射装置としてプロジェクタを用いた場合の投射システムを示している。図8において、プロジェクタ100は、プロジェクタ本体50と、投射レンズ20と、反射ミラーRMとを備える。なお、プロジェクタ100の各機構は、筐体SC内に収容されている。なお、ここでは、スクリーン10〜310及びプロジェクタ100の設置環境として、室内に天吊りされた照明装置200により、上方からの外光OLによる照明がなされており、プロジェクタ100は、スクリーン10〜310の下方から投射を行うものとする。
[Fifth Embodiment]
In the fifth embodiment, a projection system using the screen of the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the projection system according to the present embodiment, and illustrates a projection system when a projector is used as the image projection apparatus for the
プロジェクタ50での制御により形成された画像光は、投射レンズ20から射出され、さらに、反射ミラーRMでの反射により、所望の角度が付けられた状態でプロジェクタ100からの投射光PLとして射出される。従って、この場合、プロジェクタ100は、スクリーン10〜310の法線に対して投射光PLの光束軸が傾いた斜め投射が行われる。スクリーン10〜310に投射された投射光PLは、上述したようにスクリーン10〜310上で反射される。この際、上述したように、投射光PLの投射角度に対応してスクリーン10〜310が構成されているため、投影される画像は、外光OLによる影響を低減し、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できるだけでなく、投射光PLを適切に正面方向へ射出させることができる。
The image light formed by the control of the
なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 In addition, this invention is not restricted to said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement in a various aspect, For example, the following deformation | transformation is also possible.
まず、上記の実施形態では、入射角度α=60°を基準としてスクリーン10〜310を上下2つに分けて2パターンの異なる態様で投射光PLを反射・散乱させているが、スクリーン10〜310の分け方は上下2つに分ける方法に限られず、入射角度α=60°を基準として種々の分け方を用いることが可能である。例えば、入射角度α=60°の付近において、第1領域10aと第2領域10bとの間に遷移領域を設け、当該遷移領域においては、図2(a)及び2(b)に示した第1領域10aと第2領域10bとでの異なる2パターンの動作が混在した状態とし、一方のパターンから他方のパターンへ徐々に変化させていくものであってもよい。また、例えば、スクリーンのパターン数についても2パターンに限らず、3つ以上のパターンであってもよい。
First, in the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、中心位置Oにおいて入射角度α=60°となっているが、投射光PLの入射角度α=60°となるのがスクリーン中心軸LX上の中心位置O以外の場所であってもよい。この場合、中心位置O以外の入射角度α=60°となる場所が第1領域10aと第2領域10bとを分けるための基準となる。また、スクリーンの態様等に応じて、領域を分けるための基準とする入射角度を60°以外の角度としてもよい。
In the above embodiment, the incident angle α = 60 ° at the center position O, but the incident angle α = 60 ° of the projection light PL is a place other than the center position O on the screen center axis LX. It may be. In this case, the place where the incident angle α = 60 ° other than the center position O is a reference for separating the
また、上記の実施形態では、いずれも第1領域10aにおいては、投射光PLを入射させるシリンドリカルレンズCLに隣接するシリンドリカルレンズCLから射出させ、第2領域10bにおいては、同一のシリンドリカルレンズCLから投射光PLを射出させることにより、第1領域10aと第2領域10bとで異なるタイプの反射態様としている。しかしながら、これに限らず、例えば、下方側に位置する第2領域10bにおいて投射光PLを入射させるシリンドリカルレンズCLに隣接するシリンドリカルレンズCLから射出させ、上方側に位置する第1領域10aでは、入射させるシリンドリカルレンズCLに隣接するシリンドリカルレンズCLのさらに上方にあるシリンドリカルレンズCLから射出させるものであってもよい。つまり、第1領域10aでは、例えば図2(a)において、シリンドリカルレンズCL1から入射した投射光PL1を反射面RS2のさらに上方に位置する反射面RS3により散乱・反射させ、シリンドリカルレンズCL3から射出させてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、上記の実施形態では、レンチキュラーレンズ1によりレンズアレイを構成しているが、各スクリーン10〜310のレンズアレイは、これ以外にも例えばマイクロレンズを2次元平面上に配置させるものであってもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、散乱成分を含むインクを塗布することにより散乱部4を形成しているが、散乱部4は、インク以外にも、例えば散乱シートを反射面RSに貼り付けることにより形成してもよい。
Moreover, in said embodiment, although the
また、光吸収膜103は、レンチキュラーレンズ1の裏面側全体を覆うものとしているが、例えばコントラストをあげるために、散乱部4の塗布された反射面RSの周囲等部分的に施すといった必要に応じて設けるものとしてもよい。
The
また、上記実施形態において、溝GTのピッチについては特に規定していないが、スクリーン10〜310の垂直方向についての溝GTのピッチを投射光PLの入射角度等に応じて徐々に変化させてもよい。
In the above embodiment, the pitch of the grooves GT is not particularly defined, but the pitch of the grooves GT in the vertical direction of the
上記実施形態では、一般的な投影装置等の使用環境を考慮して、投射光PLについての光束軸AXの方向が下方からであり、これに対応してレンチキュラーレンズ1の反射面RSの形状等を構成しているが、投射光PLが下方以外から入射する場合には、これに応じて、レンチキュラーレンズ1の構成を異なるものとしてもよい。つまり、例えば、プロジェクタからの投射がスクリーンの側方からなされる場合には、レンチキュラーレンズ1の構成や反射面RSの傾きを投射光PLの入射方向に対応させて変更してもよい。
In the embodiment described above, the direction of the light beam axis AX with respect to the projection light PL is from below in consideration of the use environment of a general projection apparatus or the like, and the shape of the reflection surface RS of the
10、110、210、310…スクリーン、 10a…第1領域、 10b…第2領域、 1、101、201、301…レンチキュラーレンズ、 2、102、202、302…スクリーンシート、 3…光吸収シート、 4…散乱部、 CL…シリンドリカルレンズ、 GT…溝、 RS…反射面、 100…プロジェクタ、 200…照明装置 10, 110, 210, 310 ... screen, 10a ... first region, 10b ... second region, 1, 101, 201, 301 ... lenticular lens, 2, 102, 202, 302 ... screen sheet, 3 ... light absorbing sheet, 4 ... Scattering part, CL ... Cylindrical lens, GT ... Groove, RS ... Reflecting surface, 100 ... Projector, 200 ... Illumination device
Claims (14)
前記スクリーンシートは、投射光を入射させる要素レンズと対応する前記反射面を介して当該投射光を射出させる要素レンズとの相対的な位置関係が投射光の入射角度範囲に関連して互いに異なっている第1領域と第2領域とを有する、スクリーン。 A lens array having a plurality of element lenses arranged on a two-dimensional plane on the front surface side of the screen; a plurality of reflecting surfaces arranged on the back side of the lens array with an inclination with respect to the two-dimensional plane; A screen sheet having a plurality of scattering portions that scatter light emitted from the reflecting surface to the front side of the screen;
In the screen sheet, the relative positional relationship between the element lens that makes the projection light incident and the element lens that emits the projection light through the corresponding reflecting surface are different from each other in relation to the incident angle range of the projection light. A screen having a first region and a second region.
前記スクリーンに投影画像を投射する画像投射装置と
を備える投射システム。 A screen according to any one of claims 1 to 13,
A projection system comprising: an image projection device that projects a projection image on the screen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008034114A JP2009192874A (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Screen and projection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008034114A JP2009192874A (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Screen and projection system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009192874A true JP2009192874A (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41074921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008034114A Withdrawn JP2009192874A (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Screen and projection system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009192874A (en) |
-
2008
- 2008-02-15 JP JP2008034114A patent/JP2009192874A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4525769B2 (en) | Screen & projection system | |
JP4539738B2 (en) | SCREEN, PROJECTION SYSTEM, AND SCREEN MANUFACTURING METHOD | |
JPWO2007049584A1 (en) | Reflective screen and front projection system | |
US7253954B2 (en) | Flat valley fresnel lens | |
JP2009210854A (en) | Screen and projection system | |
KR20040079423A (en) | Transparent screen and projection display apparatus | |
JP4386249B2 (en) | Diffusion structure plate for rear projection screen and rear projection screen | |
KR100660786B1 (en) | Transparent screen | |
US20100290114A1 (en) | Transmission-type screen, projection-type display device, and image displaying method | |
JP2009198941A (en) | Screen and projection system | |
JP4978436B2 (en) | Screen & projection system | |
JP2009192874A (en) | Screen and projection system | |
KR100538419B1 (en) | Rear pojection screen and rear projection display apparatus | |
JP2006235036A (en) | Transmission type screen and rear projection type display | |
US8654442B2 (en) | Refelctive front screen | |
JP2009223104A (en) | Screen and projection system | |
JP2009139612A (en) | Screen and projection system | |
JP2011145382A (en) | Reflective screen | |
JP2009047883A (en) | Screen | |
JP2009169037A (en) | Reflection type screen and method for manufacturing the same | |
JP2009047882A (en) | Screen | |
JP2006215165A (en) | Transmission type screen and projection type display | |
JP4954296B2 (en) | TRANSMISSION SCREEN, PROJECTION DISPLAY DEVICE, AND IMAGE DISPLAY METHOD | |
JP2007298835A (en) | Rear projection type display device | |
JP2006011117A (en) | Fresnel lens, transmission-type screen and rear projection type display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110510 |