JP2011007995A - スクリーンおよびプロジェクションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクターから投射される投射光を、より高コントラストな画像として表示することができるスクリーンを提供することを目的とする。
【解決手段】外光ＯＬの光源スペクトルにおける複数のピーク波長とは異なる波長に発光ピークを有する光源を用いたプロジェクターＰＪの投射画像を表示するスクリーン１Ａであって、投射画像を投射する投射面に、複数のピーク波長の少なくとも１つと重なる波長を含む吸収帯を有する色材５ｘを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクリーンおよびプロジェクションシステムに関するものである。

従来、プロジェクター（投射型表示装置）を用いた展示会や学会、会議等のプレゼンテーションや、あるいはホームシアター等の映像視聴のための拡大画像の投射面として、各種のスクリーンが用いられている。

従来のスクリーンは、例えば反射型スクリーンの場合、プロジェクターからの投射光を反射して投射画像を表示すると同時に、照明の光や窓から入る太陽光など使用環境に由来する外光をも反射してしまうため、明るい場所では「白（最大輝度）」と「黒（最小輝度）」の輝度比であるコントラストが低く、鮮明な画像表示が難しいという問題があった。そこで、太陽光、照明光等、コントラスト低下の原因となる外光の影響を抑制して最小輝度を下げることにより、明室での高コントラスト化を実現することを目的としたスクリーンの開発が進められている。

このようなスクリーンとして、光を吸収する染料や顔料を含む光吸収層を設け、不要な外光を吸収する構成が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、通常のスクリーンでは、視野角を広げる目的で光を拡散させる光散乱層を有するが、特許文献２において、光散乱層における反射光が投射画像の画質に与える影響が指摘されている。すなわち、光散乱層において反射する光の強度が、光の波長に依存することにより、光散乱層で反射する光のホワイトバランスがずれ、結果として投射画像のホワイトバランスがずれるという課題が指摘されている。

そこで特許文献２では、視認側に配置された光散乱層の裏側（視認側とは反対側）に光吸収層を設け、当該光吸収層の光吸収率を、長波長側（赤側）で大きく短波長側（青側）で小さくすることにより、光散乱層において反射される光の強度分布を打ち消し、ホワイトバランスを改善する構成が提案されている。

特開２００２−１０７８２８号公報 特開２００６−３１７８３２号公報

しかしながら、上記特許文献に記載された構成は、プロジェクターの光源の波長と、外光の光源の波長と、の関係について詳細に検討されたものではない。

すなわち、上述の特許文献では、使用環境として、飛行機の機内（特許文献１）や、照明が付いた明るい室内（特許文献２）が想定されており、これらの環境下で問題となる外光の光源は、通常は蛍光灯である。一方、通常のプロジェクターでは光源としてＵＨＰランプが採用されている。これらはいずれも、水銀原子の励起による発光光を取り出していることから、発光スペクトルが類似している。

そのため、プロジェクターからの投射光と外光とのスペクトルを比較した場合、多くの発光ピークが重なっており、上記特許文献に記載のスクリーンの光吸収層で外光のみを吸収し除去することは困難である。また、両スペクトルが重なっていない波長領域において、外光のみを光吸収層で吸収することにより除去したとしても、小さな効果しか得られない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、より高コントラストな画像を得るためのスクリーンを提供することを目的とする。また本発明は、このようなスクリーンを有するプロジェクションシステムを提供することをあわせて目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のスクリーンは、外光の光源スペクトルにおける複数のピーク波長とは異なる波長に発光ピークを有する光源を用いたプロジェクターの投射画像を表示するスクリーンであって、前記投射画像を投射する投射面に、前記複数のピーク波長の少なくとも１つと重なる波長を含む吸収帯を有する色材を備えることを特徴とする。
この構成によれば、色材によってプロジェクターの投射光とは異なる発光ピークを有する外光を効率的に吸収することができ、外光の光量を選択的に低減させることができる。したがって、良好に投射画像のコントラストが向上したスクリーンを提供することができる。

本発明においては、前記プロジェクターは、水銀灯以外の光源を有し、前記吸収ピークが、少なくとも５４６ｎｍ、５７７ｎｍ、６１０ｎｍのいずれかの波長と重なることが望ましい。
通常、プロジェクターを用いる使用環境としては室内が想定され、室内における外光の光源として最も影響が大きいのは、照明光である蛍光灯である。この構成によれば、蛍光灯由来の外光に含まれる光のうち、最大視感度を示す５５５ｎｍ波長の光の近傍の光、すなわち、蛍光灯に含まれる水銀の輝線である５４６ｎｍ、５７７ｎｍ、および通常の蛍光灯が有する蛍光体の輝線である６１０ｎｍの光を吸収することができ、効果的にコントラストを向上させることができる。

本発明においては、前記色材は、５４６ｎｍ、５７７ｎｍ、６１０ｎｍの波長の光に対する吸光係数のうち少なくとも１つが、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる緑色の光に対する吸光係数よりも大きいことが望ましい。
この構成によれば、色材が、投射光に含まれる視感度が高い緑色の光よりも、外光に含まれる視感度が高い波長の光をより多く吸収するため、投射光の光量と外光の光量との差を広げ、効果的にコントラストを向上させることができる。

または、前記色材は、６１０ｎｍの波長の光に対する吸光係数のうち少なくとも１つが、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる赤色の光に対する吸光係数よりも大きいことが望ましい。
この構成によれば、色材が、投射光に含まれる赤色の光よりも、外光に含まれる赤色の光をより多く吸収するため、投射光に由来する赤色の光をより多く表示させ、効果的にコントラストを向上させることができる。

または、前記色材は、４０５ｎｍ、４３６ｎｍの波長の光に対する吸光係数のうち少なくとも１つが、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる青色の光に対する吸光係数よりも大きいことが望ましい。
この構成によれば、色材が、投射光に含まれる青色の光よりも、外光に含まれる青色の光をより多く吸収するため、投射光に由来する青色の光をより多く表示させ、効果的にコントラストを向上させることができる。

本発明においては、前記色材は、４８８ｎｍの波長と重なる吸収帯を有し、４８８ｎｍの波長の光に対する吸光係数が、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる青色の光に対する吸光係数よりも大きいことが望ましい。

または、前記色材は、４８８ｎｍの波長と重なる吸収帯を有し、４８８ｎｍの波長の光に対する吸光係数が、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる緑色の光に対する吸光係数よりも大きいことが望ましい。

これらの構成によれば、通常の蛍光灯が有する蛍光体の輝線である４８８ｎｍの光を吸収することで、投射光の光量と外光の光量との差を広げ、効果的にコントラストを向上させることができる。

本発明においては、前記色材は、４３６ｎｍ、５４６ｎｍ、６１０ｎｍの波長の光に対する吸収帯域を有し、該３つの波長での吸収率を略同等にすることが望ましい。
この構成によれば、外光における３原色の波長の光が同等に減少するため、色材によって一部が吸収された後の外光が色付くことがない。したがって、コントラストを高め、且つ良好なホワイトバランスの画像表示が可能なスクリーンとすることができる。

本発明においては、前記プロジェクターは、水銀灯を光源とし、前記色材は、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下、または５９０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の波長帯域の光に対する吸光係数の少なくとも一方が、水銀の輝線である５４６ｎｍの波長の光、または当該光を利用して得られる波長の光、に対する吸光係数よりも大きいことが望ましい。
「当該光を利用して得られる波長の光」とは、水銀の輝線である５４６ｎｍの光が、水銀灯の構成により波長シフトした光を指す。この構成によれば、例えば、室内の照明光の光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）を採用した場合、視感度が高い５００ｎｍから６２０ｎｍの波長領域において、プロジェクターの光源由来の光を除き、選択的に外光の光量を低減させることができる。したがって、効果的にコントラストを向上させることができる。

本発明においては、前記色材を含む色材層と、前記色材層を挟んで視認側とは反対側に設けられた、入射光を散乱させる散乱層と、を有することが望ましい。
この構成によれば、入射光に散乱性を付与することができる。そのため、投射光の強度分布をスクリーン表面で平均化することができ、投射画像の一部が明るく光ったように見える現象（ホットスポット）を防止することができる。また、そのような散乱層が視認側から見て色材層の裏側に配置されているため、例えば、視認側から入射した外光が散乱層表面で後方散乱を起こした場合であっても、外光は必ず色材層の中を透過する構成となるため、色材層に含まれる色材による外光の吸収を効果的に行うことができる。したがって、画像品位の高いスクリーンとすることができる。

また、本発明のプロジェクションシステムは、上記本発明のスクリーンと、外光の光源スペクトルにおける複数のピーク波長とは異なる波長に発光ピークを有する光源を用いて前記スクリーンに画像を投射するプロジェクターと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、低出力のプロジェクターを用いても均一で明るい投射画像が得られるため、画像品位を保ちつつ低消費電力のプロジェクションシステムを実現できる。

本発明のスクリーンおよびプロジェクションシステムを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るスクリーンの説明図である。 スクリーンに入射する光のスペクトルを示す説明図である。 明所視の比視感度曲線である。 ホワイトバランスを調整するための考え方を示す説明図である。 スクリーンに入射する外光のスペクトルを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係るスクリーンの説明図である。

［第１実施形態］
以下、図１〜図６を参照しながら、本発明の第１実施形態に係るスクリーンについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法の比率などは適宜異ならせてある。

図１は、本実施形態のスクリーン１Ａの概略構成、および本実施形態のプロジェクションシステムＰＳを示す斜視図である。

図に示すように、本実施形態のスクリーン１Ａは、反射型のスクリーンであり、被投射面１ａに、外光ＯＬを選択的に吸収する色材を含む光吸収層（色材層）５と、光吸収層５の裏側（視認側とは反対側）に設けられた反射層３と、を有している。

また、スクリーン１Ａは、正面側前方の斜め下に配置された近接投射型のプロジェクター（投射型表示装置）ＰＪから投射される投射光Ｌを正面に反射するため、横長矩形状の平面視形状を呈している。プロジェクターＰＪは、ＬＥＤやＬＤのような固体光源を光源として採用しており、プロジェクションシステムＰＳは、このような光源を採用するプロジェクターＰＪと、スクリーン１Ａと、を含む構成となっている。

本発明のスクリーン１Ａは、被投射面１ａに投射される投射光Ｌを良好にスクリーン１Ａの前面に反射すると共に、外光光源ＬＳである蛍光灯からの外光ＯＬを光吸収層５で吸収することで、高コントラストな画像表示が可能なスクリーンとなっている。以下、詳細に説明する。

図２は、スクリーン１Ａの説明図であり、図１の線分Ａ−Ａ’における矢視断面図である。

図に示すように、スクリーン１Ａは、基材２上に設けられた反射層３と、反射層３上に設けられた光散乱層（散乱層）４と、光散乱層４を覆って視認側に設けられた光吸収層５と、光吸収層５を覆って前面に設けられた反射防止層６と、を有している。

基材２は、光を吸収するフィラーとバインダー樹脂とからなる黒色の光吸収材を用いて形成されたものである。フィラーは、自然光または白色光を吸収するものであって、カーボンブラック等の顔料や黒色色素粒子等からなっている。バインダー樹脂としては、熱可塑性樹脂が用いられ、好ましくは弾性のある熱可塑性エラストマーが用いられている。具体的には、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂などが好適に用いられる。また、基材２には、フィラーやバインダー樹脂以外の添加剤として、硬化剤や帯電防止剤、防汚処理剤、バインダー樹脂の劣化を防ぐ紫外線吸収剤などが添加されていてもよい。

なお、この基材２は、図示しない支持材上に設けてもよい。この支持材としては、フィルムなどの柔軟性を有するもので、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などによって形成されている。また、支持材の裏面側（基材２と反対の側）に、例えばアルミ複合板などを貼設することにより、スクリーン１Ａの強度を高めるようにしてもよい。

反射層３は、一般的なスクリーンで用いられている光反射性の材料を用いて形成することができる。このような材料としては、例えば、アルミニウムや銀などの金属材料が挙げられ、蒸着法等の気相法や、金属微粒子を分散させたバインダー樹脂からなるインクを用いた吹付法等の液相法により形成することができる。また、これらの方法を用いた反射層３の形成の際、形成材料としてガラスビーズを併用することで、反射層３に光拡散機能を持たせることとしても構わない。

光散乱層４は、投射光Ｌを拡散させて水平視野角を広げる偏向機能を有する。光散乱層４の形成材料は、無色で透光性のバインダー樹脂中にフィラー（拡散剤）が分散させられたものを用いることができる。フィラーとしては、ビーズ状や鱗片状の形状のものを用いることができ、材質としては、シリカ、酸化チタン、雲母、硫酸バリウム、塩化バリウム、アルミニウムなどを用いることができる。

このような光散乱層４としては、プロジェクターＰＪからの投射光Ｌを一旦透過し、反射層３で反射させて再度透過させるべく、バインダー樹脂はもちろん、フィラーについても透光性を有したものであるのが好ましい。したがって、フィラーとしては、シリカなどの透光性のものが好適に用いられる。ただし、フィラーの含有量が比較的少ない場合には、非透光性または半透光性のフィラーを用いることもできる。

光散乱層４のバインダー樹脂としては、透光性を有するウレタン系樹脂やアクリル系樹脂が好適に用いられる。

光吸収層５は、後述する色材５ｘをバインダー樹脂に溶解または分散させた樹脂材料を用いて形成されている。光吸収層５が有する色材５ｘは、プロジェクターＰＪの光源の輝線スペクトルと重ならない位置に吸収ピークを示す吸収帯を有している。図では、色材５ｘを見やすくするために、ある程度の大きさを占める小円で表しているが、分子レベルでバインダー樹脂に溶解していることとしても良い。

用いる色材５ｘは、１種類であってもよく、また２種以上の色材５ｘを混合して用いることとしても構わない。２種以上の色材５ｘを混合して用いることで、複数の波長の光を良好に吸収することが可能となる。また、光吸収層５のバインダー樹脂としては、光散乱層４と同様に、透光性を有するウレタン系樹脂やアクリル系樹脂が好適に用いられる。

反射防止層６は、例えば、樹脂等の可撓性を有し屈折率が異なる２種類の透明な材料が、交互に複数層積層して形成されている。反射防止層６としては通常知られた構成のものを用いることができ、反射防止層６を構成する複数の層はそれぞれ、光吸収層５の表面における投射光Ｌや外光ＯＬの反射を防止するように屈折率が調整されている。この反射防止層６の表面が反射スクリーン１Ａの被投射面１ａとなっている。

次に、光吸収層５の色材５ｘが備えるべき性質について、図３から５を参照しながら順に説明する。以下の説明では、まず、外光ＯＬおよび投射光Ｌの波長の特徴を示し、その後、外光を除去してコントラスト向上を実現するために、色材５ｘが備えるべき性質について説明する。また、説明においては、適宜図２で記した符号を用いる。

図３は、代表的なＵＨＰ（Ultra High Pressure）ランプ（超高圧水銀灯）、蛍光灯、蛍光体を用いない直接発光型のＬＥＤの発光スペクトルを示す図である。

これらのうち、ＵＨＰランプと蛍光灯とは、発光管内に封入した水銀を励起させた際の発光を利用している点で発光原理が共通している。したがって、これらの発光ピークは、水銀の輝線スペクトルに対応している。

具体的には、水銀は、可視域で４０４．７ｎｍ，４３５．８ｎｍ，５４６．１ｎｍ，５７７．０ｎｍ，５７９．１ｎｍの輝線スペクトルを持つ。このうち、ＵＨＰランプでは４３５．８ｎｍ，５４６．１ｎｍ，５７７．０ｎｍ，５７９．１ｎｍのピーク波長を利用している。

また、図に示す蛍光灯では、用いる蛍光体に応じて多少の波長シフトをしているが、概ね水銀の輝線スペクトルと重なる位置に発光ピークを有している。また、４８８ｎｍにも発光ピークを有しており、６１０ｎｍにおいても蛍光体に由来する鋭い発光ピークを有している。

すなわち、ＵＨＰランプと蛍光灯との発光ピークは、いずれも水銀の輝線に対応した発光ピークを有しているため、多くのピーク波長が互いに重なっている。

したがって、蛍光灯を照明光として用いている室内において、ＵＨＰランプのような水銀由来の光源をプロジェクターＰＪの光源として採用すると、外光を除くことによるコントラスト向上の効果が限定的となってしまうことが分かる。ＵＨＰランプと蛍光灯との発光ピークが重なる波長領域では、互いに重なるピーク波長の光を分離することができず、蛍光灯由来の光を除去すると同時にＵＨＰランプ由来の光をも除去してしまうためである。

対して、ＬＥＤやＬＤのような固体光源では、発光材料の組成比を変えることにより発光波長すなわち発光光の色を制御することができる。ＬＥＤの代表的な発光材料および発光可能な色を例示すると、ＡｌＧａＡｓ（赤外線〜赤）、ＧａＡｓＰ（赤〜黄）、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ（緑〜紫）、ＧａＰ（赤〜緑）、ＺｎＳｅ（緑〜青）などを挙げることができる。

したがって、蛍光灯を照明光として用いている室内においては、水銀由来の光を発しないＬＥＤやＬＤのような固体光源を用いることで、外光の発光ピークとプロジェクターＰＪの投射光の発光ピークとを峻別可能となる。本実施形態のスクリーン１Ａに画像を投射するプロジェクターＰＪには、４６０ｎｍ（青色）、５２０ｎｍ（緑色）、６３０ｎｍ（赤色）の光を射出するＬＥＤを光源として用いる。

ここで、人間の目は、図４に示す明所視の比視感度曲線で示すように、５５５ｎｍの波長の光を最も強く感じる。したがって、外光によるコントラスト低下は、５５５ｎｍ付近の波長の外光成分が強く影響していることとなる。コントラストを向上させるためには、５５５ｎｍ付近、更には最大視感度の４割程度以上の視感度を示す５００ｎｍから６２０ｎｍの波長の外光成分を除くことが重要となる。

そこで、本実施形態のスクリーン１Ａでは、５００ｎｍから６２０ｎｍの波長帯域に含まれる外光由来の成分を色材５ｘにより吸収している。例えば、プロジェクターＰＪの緑色光の光源として５２０ｎｍに発光ピークを有するＬＥＤを用いる場合、スクリーン１Ａが有する色材５ｘとしては、５４６ｎｍ、５７７ｎｍ、６１０ｎｍの波長の光に対する吸光係数が、５２０ｎｍの波長の光に対する吸光係数よりも大きいものを用いると良い。

このような色材５ｘを用いることにより、視感度の高い波長領域において、プロジェクターＰＪの投射光Ｌの光量に対する外光由来の光の光量の比率を低減させ、コントラスト向上を実現することができる。また、蛍光灯は４８８ｎｍにも発光ピークを有するため、色材５ｘは、４８８ｎｍの波長の光に対する吸光係数が、５２０ｎｍの波長の光に対する吸光係数よりも大きいものを用いるとより良い。

また、光吸収層５によって外光成分のうち特定波長の光を吸収させると、コントラスト向上が実現できる一方で、外光によるスクリーンの色付きが生じるという新たな課題が生じることが懸念される。これは、特定の波長の光が減少する結果、外光が当該特定の波長の光の補色に当たる色に色付いてしまうことによって起こる。例えば、外光由来の光のうち、緑から黄色、赤色の領域の光（５００ｎｍから６２０ｎｍの光）を除去するとスクリーンは青味がかって見えてしまう。

したがって、灰色や白といった違和感の無い色にするには、外光由来の光のうち、青色の光をも光吸収層５にて吸収させることにより、ホワイトバランスを調整する必要がある。

例えば、蛍光灯を照明光として用いている室内においては、プロジェクターＰＪの青色光の光源として４６０ｎｍに発光ピークを有するＬＥＤを用いる場合、スクリーン１Ａが有する色材５ｘとしては、４０５ｎｍ、４３５ｎｍ、４８８ｎｍの波長の光に対する吸光係数が、４６０ｎｍの波長の光に対する吸光係数よりも大きいものを用いると良い。

また、プロジェクターＰＪの赤色光の光源として６３０ｎｍに発光ピークを有するＬＥＤを用いる場合、スクリーン１Ａが有する色材５ｘとしては、６１０ｎｍの波長の光に対する吸光係数が、６３０ｎｍの波長の光に対する吸光係数よりも大きいものを用いると良い。

加えて、光吸収層５により複数の波長の光を吸収する場合には、それぞれの波長における吸光係数が略等しく、いずれの波長の光も同程度の割合で減少するように色材５ｘの種類や配合量を調節することが好ましい。例えば、蛍光灯由来の外光ＯＬに含まれる４３６ｎｍ、５４６ｎｍ、６１０ｎｍの波長の光、すなわち３原色の波長の光が同程度の割合で減少するように、それぞれの波長における吸光係数を制御することが好ましい。このようにすることで、外光に起因する色付きを良好に防ぐことが可能となる。

または、ホワイトバランスを調整するための別の考え方として、青色と混色して白色となるように長波長領域の光を補う方法がある。例えば、図３に示す蛍光灯のスペクトルにおいて、５４６ｎｍ、５７７ｎｍ、６１０ｎｍの波長の光を除去すると、高コントラスト化は実現できるが、青味がかった色に色付きが生じる。

このような場合、図５に示すように、色材５ｘによる吸収後の外光の反射率を（条件１）５７７ｎｍ，６１０ｎｍの間に反射率の谷を持つ、（条件２）反射率の極小値が５７７ｎｍから６１０ｎｍの間にあり、５７７ｎｍの反射率よりも６１０ｎｍの反射率の方が大きい、（条件３）前述の条件１および条件２の関係の両方を満たす、のいずれかの条件を満たすものとする。このようにすると、色材５ｘによる吸収後の外光において、吸収が少ない赤色あるいはオレンジ色が相対的に強調される。

すると、５００ｎｍから６２０ｎｍの波長領域の光が吸収されることによって、青色の光と赤色あるいはオレンジ色とが強調されることとなり、結果、これらの光が混色することによって、外光のホワイトバランスが改良されることとなる。

色材５ｘとしては、通常知られた市販の色材を用いることができる。例えば、アデカアークルズ（株式会社ＡＤＥＫＡ製）を組み合わせて用いることができる。

このような色材５ｘを含む光吸収層５を有するスクリーン１Ａの機能について、図２を用いて説明する。

スクリーン１Ａに、上述のプロジェクターＰＪを用いて画像を投射すると、プロジェクターＰＪの投射光Ｌは、反射防止層６、光吸収層５を介して光散乱層４に達し、拡散して水平視野角を広げながら反射層３に達する。反射層３で反射した投射光Ｌは、光散乱層４、光吸収層５、反射防止層６を順に透過して、観察者Ｖに達する。投射光Ｌの発光ピークは、光吸収層５に含まれる色材５ｘの吸収ピークに対して、ずれた波長となっているため、投射光Ｌは色材５ｘにほぼ吸収されること無く光吸収層５を透過する。

対して、外光ＯＬについては、反射防止層６を介して光吸収層５に達した際に、光吸収層５に含まれる色材５ｘにより一部が吸収される。更に、投射光Ｌと同様に反射層３に達した後には、再び光吸収層５を透過する際に色材５ｘにより更に一部が吸収される。

ここで、本実施形態のスクリーン１Ａでは、光散乱層４が観察者Ｖから見て光吸収層５の裏面側に配置されている。仮に、光散乱層４が光吸収層５の表面側（視認側）に配置されている場合には、外光ＯＬが光散乱層４の表面で生じる後方散乱光は、光吸収層５による吸収の影響を受けないため、観察者Ｖに達しコントラスト低下を引き起こす。しかし、本実施形態のスクリーン１Ａのような構成の場合には、外光ＯＬは光散乱層４に達する前に光吸収層５によって一部吸収されており、また、後方散乱を生じても光吸収層５で更に吸収されるという作用には変わりがないため、良好に外光ＯＬの影響を減らすことができる。

したがって、以上のような構成のスクリーン１Ａによれば、良好に投射画像のコントラストを向上させ、高品位な画像表示を実現することができる。

また、このスクリーン１Ａを用いたプロジェクションシステムＰＳでは、低出力のプロジェクターＰＪを明室にて使用したとしても均一で明るい投射画像が得られるため、画像品位を保ちつつ低消費電力のプロジェクションシステムＰＳを実現できる。

なお、本実施形態においては、外光の光源が蛍光灯であることとして説明としたが、これに限らない。

図６に、代表的な他の外光光源から射出される光のスペクトルを示す。図には、白熱電球、ＣＩＥ（国際照明委員会）が定める標準の光Ｄ６５、蛍光体を用いた白色ＬＥＤのそれぞれのスペクトルを示している。これらの光が外光の光源であった場合でも、色材５ｘが、プロジェクターＰＪの投射光Ｌの発光ピーク波長とは異なる波長に吸収ピークを有しているため、良好に外光の総量を低減することができ、コントラストを向上させることが可能となる。

また、本実施形態においては、光散乱層４が光吸収層５の裏面側に配置されていることとしたが、これに限らず、光散乱層４が光吸収層５に対して視認側に配置されている構成とすることもできる。

また、本実施形態においては、外光に含まれる５４６ｎｍ、５７７ｎｍ、６１０ｎｍの波長の光を全て吸収することとしたが、コントラスト向上の目的においては、色材５ｘがいずれかの光を吸収することとすればよい。さらには、外光に含まれるピーク波長の光のいずれかを色材５ｘが吸収することとすれば、コントラスト向上を図ることが可能となる。

［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係るスクリーンの説明図である。本実施形態のスクリーン１Ｂは、第１実施形態のスクリーン１Ａと一部共通している。異なるのは、視認側に対して裏側（視認側とは反対側）から投射画像を映し出す透過型であることである。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

図に示すように、本実施形態のスクリーン１Ｂは、裏側（プロジェクターＰＪ側）に配置され、光透過性を有する樹脂材料を用いて形成された基材２と、基材２上に順に設けられた光吸収層５Ａ、光散乱層４、光吸収層５Ｂと、を有しており、表面および裏面に反射防止層６Ａ，６Ｂが設けられている。

光吸収層５Ａ，５Ｂは、例えば同じ色材５ｘを含む樹脂材料を用いて、同じ層厚に形成することができる。

このようなスクリーン１Ｂに画像を投射すると、プロジェクターＰＪの投射光Ｌは、反射防止層６Ａ、基材２、光吸収層５Ａを介して光散乱層４に達する。光散乱層４に達した投射光Ｌは、拡散して水平視野角を広げながら光吸収層５Ｂ、反射防止層６Ｂを順に透過して、観察者Ｖに達する。

対して、視認側からの外光ＯＬ１については、反射防止層６Ｂを介して光吸収層５Ｂに達した際に、光吸収層５Ｂに含まれる色材５ｘにより一部が吸収される。更に、光散乱層４の表面において後方散乱を生じたとしても、再び光吸収層５Ｂを透過する際に再び色材５ｘにより一部が吸収される。

また、投射側（裏側）からの外光ＯＬ２については、反射防止層６Ａ、基材２を介して光吸収層５Ａに達した際に、光吸収層５Ａに含まれる色材５ｘにより一部が吸収される。更に、光散乱層４において散乱しつつ視認側に透過するが、光吸収層５Ｂを透過する際に再び色材５ｘにより一部が吸収される。

このように、本実施形態のスクリーン１Ｂにおいては、外光ＯＬ１は光吸収層５Ｂを往復する間、すなわち光吸収層の２層分の光路において吸収が行われ、外光ＯＬ２については光吸収層が２層構造となっているため、やはり光吸収層の２層分の光路において吸収が行われる。従って、外光ＯＬ１，ＯＬ２のいずれも良好に吸収することができ、コントラスト向上を図ることが可能となる。

なお、本実施形態においては、光吸収層５Ａ，５Ｂを同じ形成材料を用いて形成することとしたが、異なる形成材料を用いることとしても良い。その場合、光吸収層５Ａ，５Ｂが有する色材が、それぞれ異なる波長の光を吸収するとしても、光吸収層５Ａ，５Ｂが協働して目的とする外光吸収を実現できるように、光吸収層５Ａ，５Ｂが有する色材の種類や配合を調整することが望ましい。

また、本実施形態においては、光吸収層として光吸収層５Ａ，５Ｂの２層を設けることとしたが、いずれか１層のみ用いることとしても良い。その場合には、視認側の光吸収層５Ｂのみ形成する構成とすると、光散乱層４の表面における外光ＯＬ１の後方散乱の影響を少なくすることができ好適である。また、光吸収層を１層のみ有する構成とする場合には、外光ＯＬ２の光吸収層内の光路長を確保するために、２層構造の場合よりも光吸収層の層厚を厚くすることとしても良い。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例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、上述の実施形態では、スクリーン１Ａ，１Ｂの使用環境として、照明光の光源が蛍光灯である室内を想定しており、スクリーン１Ａ，１Ｂと同時に用いるプロジェクターＰＪの光源としてＬＥＤやＬＤなどの固体光源を用いることとした。しかし、本発明はこれに限らず適用することができ、例えば、照明光の光源としてＬＥＤやＬＤが採用されている使用環境で用いるスクリーンにも適用することができる。この場合には、プロジェクターＰＪの光源として例えばＵＨＰランプを採用し、ＵＨＰランプの発光ピークと重ならず、外光を吸収する波長帯域に吸収ピークを有する色材を用いたスクリーンとすることができる。

すなわち、ＵＨＰランプを採用する場合には、視感度が高い５００ｎｍから６２０ｎｍの波長領域において、ＵＨＰランプから射出される水銀の輝線である５４６ｎｍの波長の光や、ＵＨＰランプの構成によって５４６ｎｍの波長の光が多少波長シフトした光（５４６ｎｍの波長の光を利用して得られる波長の光）に対する吸光係数よりも、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下、または５９０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の波長帯域の光に対する吸光係数の少なくとも一方が大きい色材を用いたスクリーンとする。このようにすることで、プロジェクターの光源由来の光を除き、選択的に外光の光量を低減させることができ、効果的にコントラストを向上させることができる。

１Ａ，１Ｂ…スクリーン、１ａ…被投射面、４…光散乱層（散乱層）、５，５Ａ，５Ｂ…光吸収層（色材層）、５ｘ…色材、ＯＬ，ＯＬ１，ＯＬ２…外光、ＰＪ…プロジェクター、ＰＳ…プロジェクションシステム

Claims (11)

1. 外光の光源スペクトルにおける複数のピーク波長とは異なる波長に発光ピークを有する光源を用いたプロジェクターの投射画像を表示するスクリーンであって、
   前記投射画像を投射する投射面に、前記複数のピーク波長の少なくとも１つと重なる波長を含む吸収帯を有する色材を備えることを特徴とするスクリーン。
2. 前記外光の光源スペクトルには、水銀の輝線が含まれ、
   前記プロジェクターは、水銀灯以外の光源を有し、
   前記色材は、少なくとも５４６ｎｍ、５７７ｎｍ、６１０ｎｍのいずれかの波長と重なる吸収帯を有することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
3. 前記色材は、５４６ｎｍ、５７７ｎｍ、６１０ｎｍの波長の光に対する吸光係数のうち少なくとも１つが、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる緑色の光に対する吸光係数よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のスクリーン。
4. 前記色材は、６１０ｎｍの波長の光に対する吸光係数のうち少なくとも１つが、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる赤色の光に対する吸光係数よりも大きいことを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載のスクリーン。
5. 前記色材は、４０５ｎｍ、４３６ｎｍの波長の光に対する吸光係数のうち少なくとも１つが、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる青色の光に対する吸光係数よりも大きいことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のスクリーン。
6. 前記色材は、４８８ｎｍの波長と重なる吸収帯を有し、
   ４８８ｎｍの波長の光に対する吸光係数が、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる青色の光に対する吸光係数よりも大きいことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のスクリーン。
7. 前記色材は、４８８ｎｍの波長と重なる吸収帯を有し、
   ４８８ｎｍの波長の光に対する吸光係数が、前記プロジェクターの光源が射出する光に含まれる緑色の光に対する吸光係数よりも大きいことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のスクリーン。
8. 前記色材は、４３６ｎｍ、５４６ｎｍ、６１０ｎｍの波長と重なる吸収帯域を有し、該３つの波長における吸光係数が略同等であることを特徴とする請求項２に記載のスクリーン。
9. 前記プロジェクターは、水銀灯を光源とし、
   前記色材は、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下、または５９０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の波長帯域の光に対する吸光係数の少なくとも一方が、水銀の輝線である５４６ｎｍの波長の光、または当該光を利用して得られる波長の光、に対する吸光係数よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のスクリーン。
10. 前記色材を含む色材層と、
    前記色材層を挟んで視認側とは反対側に設けられた、入射光を散乱させる散乱層と、を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のスクリーン。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のスクリーンと、外光の光源スペクトルにおける複数のピーク波長とは異なる波長に発光ピークを有する光源を用いて前記スクリーンに画像を投射するプロジェクターと、を備えることを特徴とするプロジェクションシステム。

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