JP2012042518A - Reflection type front screen and stereoscopic display system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フロントプロジェクション型表示装置に用いる反射型フロントスクリーンとそれを用いた立体表示システムに関する。 The present invention relates to a reflective front screen used for a front projection type display device and a stereoscopic display system using the same.
プロジェクション型表示装置には、リアプロジェクション型とフロントプロジェクション型とがあり、リアプロジェクション型はスクリーンの後側にプロジェクタを配置する必要があることから、例えば壁際や窓際にスクリーンを置いて画像を視認するようにすることができず、会議室等の限られた空間を有効に利用できないという欠点がある。
それに対して、フロントプロジェクション型表示装置は、壁際や窓際にスクリーンを置いて画像を視認することができ、会議室等の限られた空間を有効に利用できるものが多く、利用数や用途が急激に増えつつある。
There are two types of projection-type display devices: rear-projection type and front-projection type. The rear-projection type requires a projector to be placed on the rear side of the screen. In other words, the limited space such as a conference room cannot be used effectively.
On the other hand, front projection type display devices can display images by placing a screen near a wall or window, and can effectively use a limited space such as a conference room. It is increasing.
そして、フロントプロジェクション型のプロジェクション型表示装置は、スクリーン、即ち、反射型フロントスクリーンを略垂直に配置し、その表面側に画像光を投射するフロントプロジェクタを配置した構成を有しており、フロントプロジェクタは、反射型フロントスクリーンの真正面に比較的近い位置に配置しそこから反射型フロントスクリーンに画像光を照射するタイプのものがあるが、正面の斜め前方下側に配置しそこから斜め上向きに反射型フロントスクリーンに画像光を照射するようにしたものが増えつつある。 The front projection type projection display device has a configuration in which a screen, that is, a reflection type front screen is arranged substantially vertically, and a front projector that projects image light is arranged on the surface side thereof. There is a type that radiates image light to the reflective front screen from a position relatively close to the front of the reflective front screen, but it is placed diagonally forward and downward from the front and reflects diagonally upward from there. Increasing numbers of mold front screens are irradiated with image light.
プロジェクタを正面の斜め前方下側に配置しそこから斜め上向きに反射型フロントスクリーンに画像光を照射するようにしたものが増えつつあるのは、外光は照明灯による光が多いので、反射型フロントスクリーンに対して上から斜め下向きに入射する場合が多く、プロジェクタから反射型フロントスクリーンに対する画像光の向きを斜め上向きにすることにより、反射型フロントスクリーンが外光は透過し、画像光は反射するようにでき易く、室内の照明が明るくても画像も良好なコントラストを以て表示されるようにし易いからである。そして、そのことの重要性が高まりつつある。 Projectors are placed diagonally forward and downward from the front, and image light is projected obliquely upward from there on the reflective front screen. Increasingly, external light is mostly reflected by illuminating lights. In many cases, the light is incident obliquely downward from above on the front screen. By setting the image light direction from the projector to the reflective front screen obliquely upward, the reflective front screen transmits external light and reflects the image light. This is because it is easy to do so, and even if the indoor lighting is bright, it is easy to make the image displayed with good contrast. And that is becoming increasingly important.
というのは、プロジェクション型表示装置を用いて映画や動画等を鑑賞する場合には、照明を落とし部屋を暗くしても良いが、スクリーンに映った画像を視つつも手元に用意した資料を参照し、更には、メモを取ったり、集まった人どうしで互いに相手の顔を見ながらディスカッションしたりして会議を進める場合、或いは、学校(小学校、中学校、高校、大学、各種学校)、各種研修、各種セミナー等において教育等に用いる場合、資料、教科書その他テキスト、プリント類等を視たり読んだり、メモやノートを取ることができなければならない。
それには、室内照明を点けて充分に部屋を明るくしなければならない。そして、部屋を明るくしてもスクリーンに表示される画像は部屋の明るさによる外光に対して充分なコントラストを有するものでなければならない。
This is because when watching movies and movies using a projection display device, you may turn off the lights and darken the room, but refer to the materials prepared at hand while viewing the image on the screen. In addition, when taking a meeting by taking notes or having a discussion while looking at each other's faces among people gathered, or at a school (elementary school, junior high school, high school, university, various schools), various training When used for education at various seminars, etc., students must be able to view and read materials, textbooks and other texts, prints, etc., and take notes and notes.
To do this, the room lighting must be turned on and the room must be bright enough. Even if the room is brightened, the image displayed on the screen must have a sufficient contrast with the outside light due to the brightness of the room.
そして、その要望に応える技術が開発され、その成果が特開2009−271263号公報(:特許文献1)等により公開された。図25(A)〜(C)はそのような特開2009−271263号公報(:特許文献1)により紹介された反射型フロントスクリーンの各々別の例を示す垂直切断断面図である。
図25(A)に示すもの2aは、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる性質を有する拡散板4を前側に配置し、この拡散板4の裏側に、裏面が鋸歯状に折れ曲がった面を有する光透過層6を配置したものである。
And the technique which responds to the request was developed, and the result was disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-271263 (: patent document 1) etc. FIGS. 25A to 25C are vertical sectional views showing different examples of the reflection type front screen introduced by Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-271263 (Patent Document 1).
The
その光透過層6の裏面の鋸歯状に折れ曲がった面は、具体的には、或る傾きを持った鏡形成エリア8とそれとは異なる傾きを持った鏡非形成領域10とを垂直方向に沿って交互に配置した形状を有しており、各鏡形成エリア8、8、・・・には鏡面反射性を有する鏡面反射膜14、14、・・・を形成したものである。
上記拡散板4は、例えば拡散シートからなり、フロントプロジェクタからの画像光の入射角度範囲の入射光を拡散透過させ、その角度範囲外からの入射光は直進透過させる性質を有する。
Specifically, the surface bent in a sawtooth shape on the back surface of the
The diffusing plate 4 is made of, for example, a diffusing sheet, and has a property of diffusing and transmitting incident light in an incident angle range of image light from a front projector, and transmitting incident light from outside the angular range in a straight line.
上記光透過層6は例えば樹脂からなり、各鏡非形成領域10、10、・・・の面は粗面化処理により光拡散性を帯びるようにされている。
鏡面反射膜は、金属、例えばアルミニウムAl、銀Agを用い、例えば異方性スパッタリングにより形成される。
The
The specular reflection film is formed by using, for example, anisotropic sputtering using a metal such as aluminum Al or silver Ag.
図25(B)に示す反射型フロントスクリーン2bは、反射型フロントスクリーン2aと共通するが、二つの点でのみ相違する。第1の相違点は、鏡非形成エリア10、10、・・・の粗面化をしないことにあり、第2の相違点は、光透過層6の裏面にその光透過層6と同程度の屈折率の透明性の樹脂層である屈折率調整膜16を設け、更にその屈折率調整膜16の裏面に光吸収膜18を設けたことにある。鏡非形成エリア10、10、・・・に入射した光はそこで反射されることなく屈折率調整膜16内に進入し、光吸収膜18に吸収されるので反射されることはない。
尚、鏡非形成エリア10、10、・・・は粗面化処理をしなくても何らかの原因で粗面になっている場合があったとしても特に問題はない。
The reflective
The
図25(C)に示す反射型フロントスクリーン2cは、反射型フロントスクリーン2aとは、鏡非形成エリア10、10、・・・の粗面化をせず、その各エリア10、10、・・・上に光吸収膜20、20、・・・を設けた点で相違しているが、それ以外の点では共通している。
図25(A)〜(C)に示す反射型フロントスクリーン2(2a〜2c)によれば、斜め下側に配置されたプロジェクタから投射された画像光は、各鏡形成用エリア8、8、・・・に入射し、そこに形成された鏡面反射膜14、14、・・・により正面側に反射され、反射型フロントスクリーン2をその正面側にて視る人々により視認される。
The reflective
According to the reflection type front screens 2 (2a to 2c) shown in FIGS. 25A to 25C, the image light projected from the projector disposed obliquely below the
また、室内照明光或いは太陽光の如き外光は、反射型フロントスクリーン2に対して斜め下向きに入射するので、主として各鏡非形成エリア10、10、・・・に入射する。その入射した光はそこで拡散され、或いはそのエリア10、10、・・・から屈折率調整膜16内に進入し光吸収膜18により吸収され、もしくは、エリア10、10、・・・上に位置する光吸収膜20に吸収され、反射型フロントスクリーン2の正面側に拡散されたり、反射されたりはしない。
従って、画像光は反射型フロントスクリーン2正面に有効に反射され、外光は反射型フロントスクリーン2によって吸収されることになる。
Moreover, since external light, such as room illumination light or sunlight, is incident obliquely downward with respect to the reflective front screen 2, it is mainly incident on each non-mirror-forming
Accordingly, the image light is effectively reflected on the front surface of the reflective front screen 2, and the external light is absorbed by the reflective front screen 2.
しかし、この反射型スクリーンには、問題点が存在すした。この反射型スクリーンで重要な働きをしているフィルムが、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる性質を有する拡散板4である。この拡散板4の光を拡散させる角度範囲を、拡散角度領域、光を直進透過させる角度領域を、透明角度領域と呼ぶことにする。この反射型フロントスクリーンの基本原理は、プロジェクタ光を、透明角度領域である下方から投射し、鋸歯状反射板にて、反射方向を正反射方向からずらし、スクリーン法線方向近傍へ向けて、拡散板4の拡散角度領域へ入射することにより、拡散させ画像表示を行うものである。 However, there were problems with this reflective screen. The film that plays an important role in this reflective screen is a diffuser plate 4 that has the property of diffusing and transmitting only light incident from a specific angle region and transmitting light incident from other angle regions. . The angle range for diffusing the light on the diffusion plate 4 is referred to as a diffusion angle region, and the angle region for allowing light to travel straight through is referred to as a transparent angle region. The basic principle of this reflective front screen is that projector light is projected from below, which is the transparent angle region, and the reflection direction is shifted from the regular reflection direction by the sawtooth reflector, and diffused toward the screen normal direction. By entering the diffusion angle region of the plate 4, the image is diffused and displayed.
従って、入射角度領域である透明角度領域から進入してくる外光に対して、全く抑制機能が働かない。この透明角度領域は、広い床面積から拡散してくる外光を拾うため、明るい色の床の場合、天井の照明光や、窓から侵入してくる太陽光、特に西日等が存在すると、著しくコントラストが低下する問題がある。 この問題を図26に示す。床のかなり広い面積からの外光が、観察角度領域へ拡散し、コントラストの悪化を引き起こすことがわかる。尚、図26において、140はプロジェクタ、142、142、・・・は天井に配置された照明である。 Therefore, the suppression function does not work at all with respect to the external light entering from the transparent angle region that is the incident angle region. This transparent angle area picks up the outside light that diffuses from a large floor area, so in the case of a bright floor, if there is illumination light on the ceiling, sunlight entering from the window, especially the western sun, There is a problem that the contrast is remarkably lowered. This problem is shown in FIG. It can be seen that external light from a considerably large area of the floor diffuses into the observation angle region and causes deterioration in contrast. In FIG. 26, 140 is a projector, and 142, 142,... Are lights arranged on the ceiling.
更に、プロジェクタを天井設置型として使用する場合、一般に普及しているプロジェクタでは、スクリーンと天井設置型プロジェクタとの間に、天井の照明142、142、・・・が存在するため、この光がコントラストを大幅に悪化させることとなる。
特に大画面のスクリーンとなると、スクリーンは、机より高い位置から上側に設置するため、スクリーン上端は、天井近傍となる。
Further, when the projector is used as a ceiling-mounted projector, since the projectors that are widely used have ceiling lights 142, 142,... Between the screen and the ceiling-mounted projector, this light is contrasted. Will be greatly deteriorated.
In particular, when the screen is a large screen, the screen is installed on the upper side from a position higher than the desk, so the upper end of the screen is near the ceiling.
依って、スクリーン上端では、天井設置型プロジェクタからの光線は、低角度の垂直入射近傍となるため、投射距離分スクリーンから天井設置プロジェクタを離さなければならない。それ故、大画面スクリーンの場合、天井設置プロジェクタと、スクリーンの間には、かなりの数の天井照明が存在することとなる。この状態は図21に示す通りである。天井設置プロジェクタが部屋の奥に設置してある場合、部屋の天井照明全てがコントラスト低下の原因となる。
この反射型フロントスクリーンには、さらなる短所が存在する。基本原理として、透明角度領域と拡散角度領域を、鋸歯状ミラーで折り返しているため、それぞれの角度領域の大きさを独立に制御できない。
Therefore, at the upper end of the screen, the light beam from the ceiling-mounted projector is in the vicinity of low-angle vertical incidence, and therefore the ceiling-mounted projector must be separated from the screen by the projection distance. Therefore, in the case of a large screen, there will be a significant number of ceiling lights between the ceiling installed projector and the screen. This state is as shown in FIG. When the ceiling-mounted projector is installed in the back of the room, all the ceiling lights in the room cause a decrease in contrast.
This reflective front screen has further disadvantages. As a basic principle, since the transparent angle region and the diffusion angle region are folded back by a sawtooth mirror, the size of each angle region cannot be controlled independently.
従って、スクリーンの上下方向の視野角を大きくしてゆくと、入射角度領域である透明角度領域と、観察角度領域である拡散角度領域がオーバーラップしてしまう。この状態では、観察角度領域である拡散角度領域から進入してくる外光が、オーバーラップによって再度観察角度領域へ戻ってしまうため、著しくコントラストの低下を伴うこととなる。
依って、この反射型スクリーンの基本設計原理として、透明角度領域と拡散角度領域のオーバーラップは許されないこととなる。
Therefore, when the viewing angle in the vertical direction of the screen is increased, the transparent angle region that is the incident angle region and the diffusion angle region that is the observation angle region overlap. In this state, the external light entering from the diffusion angle region, which is the observation angle region, returns to the observation angle region again due to the overlap, and thus the contrast is remarkably reduced.
Therefore, as a basic design principle of the reflection type screen, the overlap between the transparent angle region and the diffusion angle region is not allowed.
従って、上下視野角の狭いスクリーンしか実現できない。これは、フロントスクリーンとしては大問題である。なぜならば、スクリーン全体を見ることができる範囲が、スクリーン近傍では得られず、特に大画面スクリーンの場合、スクリーンからかなり離れなければならない。
依って、一般の会議室や、ゼミ室および教室において、部屋の前部の広い空間が使用不能となってしまう。図26に示すように、観察者が部屋の前に座れないことがわかる。リアプロジェクションに対してフロントプロジェクションは、場所をとらない長所を有するはずであったのに、この反射型スクリーンでは、この長所が半減してしまうこととなる。
Therefore, only a screen with a narrow vertical viewing angle can be realized. This is a big problem for the front screen. This is because a range where the entire screen can be seen is not obtained in the vicinity of the screen, and particularly in the case of a large screen, it must be far away from the screen.
Therefore, in a general meeting room, a seminar room, and a classroom, a wide space at the front of the room becomes unusable. As shown in FIG. 26, it can be seen that the observer cannot sit in front of the room. In contrast to the rear projection, the front projection should have an advantage that does not take up much space, but with this reflective screen, this advantage is halved.
以上の問題点をまとめると、下記の2点となる。
(1)入射角度領域である、透明角度領域から進入してくる外光に対して、全く外光抑制機能が存在しない。従って、プロジェクタ近傍からの外光によってコントラストが著しく悪化する。
(2)透明角度領域と拡散角度領域のオーバーラップが、基本原理として許されないため、上下視野角を大きくとれず、スクリーンに近い位置からスクリーン全体をみることができない。従って、部屋の空間を有効に利用できないという問題があった。
The above problems are summarized as follows.
(1) There is no external light suppression function for external light entering from the transparent angle region, which is the incident angle region. Therefore, the contrast is remarkably deteriorated by the external light from the vicinity of the projector.
(2) Since the overlap between the transparent angle region and the diffusion angle region is not permitted as a basic principle, the vertical viewing angle cannot be increased and the entire screen cannot be viewed from a position close to the screen. Therefore, there is a problem that the room space cannot be used effectively.
また、図25に示すような従来の反射型フロントスクリーン2a〜2cには、上述した問題がある上に価格が高くなるという問題もあった。
というのは、図25(A)に示す反射型フロントスクリーン2aを例にすると、その構造は、例えば拡散シートからなる拡散層4と、その裏面に形成した透明樹脂からなる、裏面を鋸歯状に形成した光透過層6と、鋸歯状に形成した裏面の各鏡形成エリア8、8、・・・のみに形成した例えば金属(アルミニウムAl或いは銀Ag等)からなる鏡面反射膜14からなり、層数が多く複雑である。特に、拡散層4は、単一のDLCフィルムで実現することはできておらず、縦方向拡散用に最低1枚、横方向拡散用に、最低でも3枚必要である。これは、DLCフィルム単体の拡散角度領域の広さには、限界があり、必要な拡散角度を得るために、複数の異なる拡散角度領域を有するDLCフィルムを積層する必要があるためである。現状では、最低でも、DLCフィルム4枚を積層しなければならず、この拡散層4はかなり高価となる。
In addition, the conventional reflective
For example, when the
また、光透過層6の鋸歯状の裏面の鏡非形成エリア10、10、・・・は、粗面化処理を施す必要があり、また、各鏡形成エリア8、8、・・・上のみに鏡面反射膜14を形成するには、金属の異方性スパッタリングというような高度でコストのかかる処理を施す必要がある。
図25(B)、(C)に示す反射型フロントスクリーン2b、2cにおいては、鏡非形成エリア10、10、・・・の粗面化処理こそ必要としないが、屈折率調整膜16及び光吸収膜18を形成する必要がある、或いは、各鏡非形成エリア10、10、・・・上のみに鏡面反射膜14を形成するという面倒でコストのかかる作業が不可欠である。
In addition, the non-mirror-formed
In the
要するに、従来の技術によれば、上述した(1)、(2)の欠点を有するにも拘わらず、価格が高いという問題があったのである。具体的には、反射型フロントスクリーンは1インチあたり1万円というような高価な価格になってしまうのである。従って、例えば40インチの場合、40万円、100インチの場合、100万円ぐらいになるのが実情である。
それに対して、薄型テレビジョン受像機、例えば液晶テレビジョンは40インチで20万円をきり、10数万円で購入できる。画面だけではなく、受像回路を備えた価格がそんなに安いのに対して、プロジェクタの場合、上述したような(1)、(2)の欠点を有するにも拘わらず、スクリーンだけで1インチあたり1万円になってしまう。
このことがプロジェクション型表示装置の普及を妨げる要因になっていた。
In short, according to the conventional technology, despite the above-mentioned drawbacks (1) and (2), there is a problem that the price is high. Specifically, the reflective front screen is expensive, such as 10,000 yen per inch. Therefore, for example, in the case of 40 inches, the actual situation is about 400,000 yen and in the case of 100 inches, it is about 1 million yen.
On the other hand, a flat-screen television receiver, such as a liquid crystal television, can be purchased for 40,000 yen and can be purchased for 100,000 yen. The price of not only the screen but also the image receiving circuit is so low, whereas the projector has the disadvantages (1) and (2) as described above, but the screen alone is 1 per inch. It will be 10,000 yen.
This has been a factor that hinders the spread of projection display devices.
本発明は、先ず、上記2点(1)、(2)の問題点、即ち、(1)入射角度領域である、透明角度領域から進入してくる外光に対して、全く外光抑制機能が存在せず、従って、プロジェクタ近傍からの外光によってコントラストが著しく悪化するという問題点及び(2)透明角度領域と拡散角度領域のオーバーラップが、基本原理として許されないため、上下視野角を大きくとれず、スクリーンに近い位置からスクリーン全体をみることができず、従って、部屋の空間を有効に利用できないという問題点を、根本的に解決するため、従来型のDLCフロントスクリーンの外光抑制原理が、角度情報に対して直接行われるのに対し、フロントスクリーンでは、他に類のない、角度情報を位置情報に変換して、外光抑制するリアプロジェクションを、透明角度領域に導入するという新概念を案出することを契機として為されたものである。 In the present invention, first, the problem of the above two points (1) and (2), that is, (1) an external light suppression function for external light entering from a transparent angle region which is an incident angle region. Therefore, there is a problem that the contrast is remarkably deteriorated by external light from the vicinity of the projector, and (2) the overlap between the transparent angle region and the diffusion angle region is not allowed as a basic principle, so the vertical viewing angle is increased. In order to fundamentally solve the problem that the entire screen cannot be viewed from a position close to the screen and therefore the space of the room cannot be used effectively, the external light suppression principle of the conventional DLC front screen is fundamentally solved. However, on the front screen, the angle projection is converted to position information and the rear projection that suppresses external light is performed on the front screen. , It was conceived in response to devise a new concept is introduced to the transparent angular region.
即ち、本発明は、このような問題を解決すべく為されたものであり、フロントプロジェクタからの画像光を正面側に有効に拡散反射し、室内の照明光、屋外の太陽光等の外光を有効に吸収して室内照明を充分に明るくしても充分に高いコントラストの画像を表示でできる反射型フロントスクリーンを極めて低価格で提供できるようにし、以てフロントプロジェクション型表示装置の普及を図り、更に、従来型フロントスクリーンで問題となる、プロジェクタ近傍からの外光抑制や、上下視野角拡大による、スクリーン近傍からの観察をも可能にする、高品位反射型フロントスクリーンの提供も目的とする。 That is, the present invention has been made to solve such a problem, and effectively diffuses and reflects image light from the front projector to the front side, and external light such as indoor illumination light and outdoor sunlight. It is possible to provide a reflection-type front screen that can absorb a large amount of light and display a sufficiently high-contrast image even if the room lighting is sufficiently bright, and thereby promote the spread of front-projection display devices. Furthermore, it is also an object to provide a high-quality reflective front screen that enables observation from the vicinity of the screen by suppressing external light from the vicinity of the projector and expanding the vertical viewing angle, which are problems with the conventional front screen. .
請求項1の反射型フロントスクリーンは、入射側に入射面と全反射面からなり頂角がθのプリズム素子を垂直方向に沿って複数配設し、出射側が表面形状のない出射面とされた屈折率nの透明材料からなり、各プリズム素子の頂角θが全反射臨界角θc[=sin−1(1/n)]以上に設定された全反射プリズムシートと、この全反射プリズムシートの上記出射面に各プリズム素子の上記入射面に入射し上記全反射面にて内面全反射された光を遮光しない位置を除いて配置されたブラックマスクと、上記全反射プリズムシートの出射面に配置された散乱反射手段を有することを特徴とする。
In the reflection type front screen according to
ちなみに、透明材料として比較的加工性に優れ安価なものは透明合成樹脂、例えばアクリル樹脂であり、それらは、概ね屈折率nが1.5程度であり、空気の屈折率が1なので、その場合、各プリズム素子の頂角θは、全反射臨界角θc[=sin−1(1/n)]=41.8°以上となる。尚、透明材料の屈折率nが異なれば、頂角θの最適値は当然のことながら異なる。
尚、散乱反射手段は、紙、特に白紙が好適である。極めて安価でありながら、ほぼ理想的な散乱反射特性を有するからである。白色の塗料を用いるようにしても良い。極めて安価でありながら、ほぼ理想的な散乱反射特性を有し、単に塗布するだけで簡単に形成することができるからである。
尚、本願明細書及び特許請求の範囲においては、ブラックマスクには、例えば水平方向に延びるブラックストライプタイプのものと、非マスク部分がピンホール状に縦横に配置されその非マスク部分以外の部分が黒い光吸収部分となったピンホールタイプのものが含まれ得る。
Incidentally, as a transparent material, those that are relatively excellent in processability and inexpensive are transparent synthetic resins, for example, acrylic resins, which have a refractive index n of about 1.5 and a refractive index of air of 1, in that case. The apex angle θ of each prism element is the total reflection critical angle θc [= sin−1 (1 / n)] = 41.8 ° or more. If the refractive index n of the transparent material is different, the optimum value of the apex angle θ is naturally different.
The scattering reflection means is preferably paper, particularly white paper. This is because it has almost ideal scattering reflection characteristics while being extremely inexpensive. A white paint may be used. This is because it is extremely inexpensive but has almost ideal scattering reflection characteristics and can be formed simply by coating.
In the specification and claims of the present application, the black mask includes, for example, a black stripe type extending in the horizontal direction, and a non-mask portion arranged vertically and horizontally in a pinhole shape and a portion other than the non-mask portion. A pinhole type that becomes a black light absorbing portion may be included.
請求項2の反射型フロントスクリーンは、請求項1の反射型フロントスクリーンにおいて、入射光の入射角の変化に応じて入射光線がプリズム素子入射面に略垂直になるようプリズム素子の頂角を略一定に保ちながらプリズム素子入射角と全反射面を回転させたことを特徴とする。
請求項3の反射型フロントスクリーンは、請求項1又は2の反射型フロントスクリーンにおいて、各プリズム素子頂角部に線状のホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜を付けたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a reflective front screen according to the first aspect, wherein the apex angle of the prism element is substantially equal so that incident light is substantially perpendicular to the incident surface of the prism element in accordance with a change in incident angle of incident light. The prism element incident angle and the total reflection surface are rotated while being kept constant.
A reflection type front screen according to a third aspect is characterized in that, in the reflection type front screen according to the first or second aspect, a linear hot spot / hot line prevention light absorbing film is attached to each prism element apex portion. .
請求項4の反射型フロントスクリーンは、請求項1、2又は3の反射型フロントスクリーンにおいて、各プリズム素子頂角部の入射面に凹凸を形成したことを特徴とする。
請求項5の反射型フロントスクリーンは、請求項1、2、3又は4の反射型フロントスクリーンにおいて、各プリズム素子の入射面と全反射面のいずれか一方又は両方の面が一次元的集光機能を有することを特徴とする。
尚、入射面に一次元的集光機能を備えさせることは、その入射面を円筒型屈折レンズにすることにより実現できる。また、全反射面に一次元的集光機能を備えさせることは、その全反射面を全反射型円筒凹面鏡にすることにより実現できる。
A reflection type front screen according to a fourth aspect is characterized in that, in the reflection type front screen according to the first, second, or third aspect, irregularities are formed on an incident surface of each prism element apex angle portion.
The reflection type front screen according to claim 5 is the reflection type front screen according to
Note that providing a one-dimensional condensing function on the incident surface can be realized by making the incident surface a cylindrical refractive lens. Also, providing the total reflection surface with a one-dimensional light collecting function can be realized by making the total reflection surface into a total reflection cylindrical concave mirror.
請求項6の反射型フロントスクリーンは、請求項1、2、3又は4の反射型フロントスクリーンにおいて、各プリズム素子の入射面が一次元的集光機能を有する円筒型屈折レンズであり、各プリズム素子の全反射面が一次元的集光機能を有する全反射型円筒凹面鏡であり、上記入射面の一次元的集光機能の集光方向と上記全反射面の一次元的集光機能の集光方向とが互いに略直交し、表面形状のない出射面に設けたブラックマスクが各プリズム素子の全反射面にて反射されたところの光の集光位置がピンホールとなるピンホール型のブラックマスクであることを特徴とする。 A reflective front screen according to a sixth aspect is the reflective front screen according to the first, second, third, or fourth aspect, wherein the incident surface of each prism element is a cylindrical refractive lens having a one-dimensional condensing function. The total reflection surface of the element is a total reflection type cylindrical concave mirror having a one-dimensional condensing function, and the collection direction of the one-dimensional condensing function of the incident surface and the collection of the one-dimensional condensing function of the total reflection surface. Pinhole type black where the light condensing position is a pinhole when the black mask provided on the exit surface with no surface shape is reflected by the total reflection surface of each prism element. It is a mask.
請求項7の反射型フロントスクリーンは、請求項1、2、3又は4の反射型フロントスクリーンにおいて、各プリズム素子の入射面と全反射面のいずれか一方又は両方の面が二次元的集光機能を有し、表面形状のない出射面に設けたブラックマスクが各プリズム素子の全反射面にて反射された光の集光位置がピンホールとなるピンホール型のブラックマスクであることを特徴とする。
請求項8の反射型フロントスクリーンは、一次元的集光機能又は二次元的集光機能を有する金属反射又は全反射の傾いた凹面鏡のミラー面を複数有するミラー集合体と、拡散主光線方向が略反射スクリーン法線方向となる傾いた面には、各焦点位置に拡散機能を有する散乱反射手段を有し、焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが設けられていることを特徴とする。
A reflection type front screen according to a seventh aspect is the reflection type front screen according to the first, second, third or fourth aspect, wherein either one or both of the incident surface and the total reflection surface of each prism element are two-dimensionally condensed. The black mask provided on the exit surface that has a function and has no surface shape is a pinhole type black mask in which the condensing position of the light reflected by the total reflection surface of each prism element is a pinhole. And
The reflective front screen according to
請求項9の反射型フロントスクリーンは、一次元的集光機能を有するレンティキュラーレンズシート若しくは二次元的集光機能を有するフライアイレンズの大角度入射光の略集光位置に散乱反射機能を有する散乱反射手段を有し、上記散乱反射手段の出射側の焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが設けられていることを特徴とする。 The reflective front screen according to claim 9 has a scattering reflection function at a substantially condensing position of large-angle incident light of a lenticular lens sheet having a one-dimensional condensing function or a fly-eye lens having a two-dimensional condensing function. It has a scattering reflection means, and a black mask having a light absorption function is provided in a portion other than the focal position on the emission side of the scattering reflection means.
請求項10の反射型フロントスクリーンは、請求項8又は請求項9に記載の反射型フロントスクリーンにおいて、散乱反射手段として、反射する面を表面形状金属反射がされるようにすることにより偏光保持拡散されるようにしたものを用いたことを特徴とする。
請求項11の反射型フロントスクリーンは、一次元的集光機能を有するレンティキュラーレンズシート若しくは二次元的集光機能を有するフライアイレンズの低角度入射から大角度入射光の略集光位置に散乱反射機能を有する散乱反射手段を有するか、又は、更に、この拡散手段に加え拡散主光線方向をスクリーン法線方向に向ける鋸歯状反射面構造を付加した散乱反射手段を有し、この散乱反射手段の出射側の焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが設けられ、かつレンティキュラーレンズ、若しくはフライアイレンズの主平面近傍である、表面か、すぐ内側に、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムを有していることを特徴とする。この透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムとしては、具体的にDLCフィルムを用いるが、縦拡散1枚のみで良いため、従来型の図25に示したスクリーンよりはるかに安価となる。
The reflection type front screen according to claim 10 is the reflection type front screen according to
The reflection type front screen according to claim 11 scatters from a low-angle incident to a substantially condensed position of large-angle incident light of a lenticular lens sheet having a one-dimensional condensing function or a fly-eye lens having a two-dimensional condensing function. It has a scattering reflection means having a reflection function, or further has a scattering reflection means to which a sawtooth reflecting surface structure for directing the diffusion principal ray direction to the screen normal direction is added in addition to this diffusion means, and this scattering reflection means A black mask having a light absorption function is provided at a portion other than the focal position on the exit side of the light source, and the transparent angle region and the diffusion are diffused on the surface or just inside the main plane of the lenticular lens or fly-eye lens. It has the diffusion film which has an angle area | region, It is characterized by the above-mentioned. As the diffusion film having the transparent angle region and the diffusion angle region, a DLC film is specifically used. However, since only one longitudinal diffusion is required, it is much cheaper than the conventional screen shown in FIG.
請求項12に記載の反射型スクリーンは、請求項11に記載の反射型スクリーンにおいて、焦点位置における散乱反射手段が、ほぼ一方向の異方性散乱反射特性を有し、かつレンティキュラーレンズ、若しくはフライアイレンズの主平面近傍である、表面か、すぐ内側に、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムの拡散特性が、ほぼ一方向の異方性拡散特性であることを特徴とする。
請求項13に記載の立体表示システムは、請求項9、請求項11又は請求項12に記載の反射型フロントスクリーンを用い、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムの偏光保持特性と反射面に表面形状金属反射による偏光保持拡散を組み合わせることより、偏光保持拡散機能を実現し、右目用画像と左目用画像に互いに直交する2つの直線偏光を割り当てるか、右円偏光と左円偏光を割り当て、(円)偏光メガネを用いることにより、立体表示を行うようにしたことを特徴とする。
The reflective screen according to claim 12 is the reflective screen according to claim 11, wherein the scattering reflection means at the focal position has anisotropic scattering reflection characteristics in almost one direction, and a lenticular lens, or The diffusion characteristic of the diffusion film having the transparent angle region and the diffusion angle region on the surface or just inside the fly-eye lens is characterized by being substantially unidirectional anisotropic diffusion property.
The stereoscopic display system according to claim 13 uses the reflective front screen according to claim 9, claim 11, or claim 12, and maintains a polarization maintaining property and a reflecting surface of a diffusion film having a transparent angle region and a diffusion angle region. Realizes polarization maintaining and diffusing function by combining surface-shaped metal reflection with polarization maintaining diffusion, and assigning two linearly polarized light orthogonal to right eye image and left eye image, or assigning right circular polarization and left circular polarization , (Circle) 3D display is performed by using polarized glasses.
請求項14に記載の立体表示システムは、請求項1〜12のいずれかに記載の反射型フロントスクリーンを用い、高速に右目用画像と左目用画像を時分割表示し、これと同期するシャッターメガネを用いて、明所でも高コントラストの立体表示を行うことを特徴とする。
A stereoscopic display system according to
請求項1の反射型フロントスクリーンによれば、各プリズム素子の入射面にプロジェクタからの画像光が入射面の略法線方向に入射するようにするようにすれば、各プリズム素子の入射面に入射した光は略全てがその入射面を通過して全反射面にて出射側へ反射させることができる。
なぜならば、各プリズム素子の頂角θが全反射臨界角θc[=sin−1(1/n)、プリズムシート材料の屈折率nが1.5の場合、41.8°)以上であるので、その全反射面に入射する画像光の入射角(法線方向に対する入射光の角度)は全反射臨界角以上になり、出射側へ全反射されるからである。
According to the reflection type front screen of the first aspect, if the image light from the projector is incident on the incident surface of each prism element in the substantially normal direction of the incident surface, the incident surface of each prism element. Nearly all of the incident light passes through the incident surface and can be reflected to the exit side by the total reflection surface.
This is because the vertex angle θ of each prism element is not less than 41.8 ° when the total reflection critical angle θc [= sin−1 (1 / n) and the refractive index n of the prism sheet material is 1.5]. This is because the incident angle of the image light incident on the total reflection surface (the angle of the incident light with respect to the normal direction) is equal to or greater than the total reflection critical angle and is totally reflected to the emission side.
そして、出射側に、各プリズム素子の全反射面にて反射された画像光の達する位置に散乱反射手段が存在し、それ以外の位置はブラックマスク(ブラックストライプもブラックマスクの一例である。)で覆われているので、画像光を有効に反射型フロントスクリーン正面側に拡散反射させ、外光はブラックマスクにより有効に吸収されるようにできる。
従って、フロントプロジェクタからの画像光を正面側に有効に散乱反射し、室内の照明光、屋外の太陽光等の外光を有効に吸収して室内照明を資料やテキストを読みながら、或いはメモ、ノートをとるのに充分な明るさにしても充分に高いコントラストの画像を表示できる反射型フロントスクリーンを提供できる。
On the exit side, there is a scattering reflection means at a position where the image light reflected by the total reflection surface of each prism element reaches, and the other positions are a black mask (a black stripe is an example of a black mask). Therefore, the image light can be diffused and reflected effectively to the front side of the reflective front screen, and the external light can be effectively absorbed by the black mask.
Therefore, it effectively scatters and reflects the image light from the front projector to the front side, effectively absorbs outside light such as indoor illumination light, outdoor sunlight, etc. It is possible to provide a reflective front screen that can display a sufficiently high-contrast image even if the brightness is sufficient for taking notes.
そして、請求項1の反射型フロントスクリーンは、全反射プリズムシートの材料として要求される条件が基本的に屈折率が1より適宜大きな透明材料であることのみであり、その条件は通常の透明樹脂が満たし、極めて安価である。プリズム素子形成も型成形により低コストで行うことができる。
ちなみに、アクリルその他の合成樹脂類及びガラス類等は屈折率が1.5程度である。
また、ブラックマスクは、遮光性を有するもの(黒色のもの)を全反射プリズムシートの出射面に塗布し、それをパターニングすることにより形成することができる。具体的には、例えば遮光性を有する黒色材料にUV光(紫外光)に対する感光性材料を付加した液状マスク膜を全反射プリズムシートの裏面にコーティングし、その液状マスク膜にUV光(紫外光)を選択的に照射(露光)し、現像するという従前から確立されているフォトリソグラフィ技術により容易に安価に形成することができ、その形成に要するコストは極めて低くて済む。
In the reflection type front screen according to the first aspect of the present invention, the only requirement for the material of the total reflection prism sheet is basically a transparent material having a refractive index appropriately larger than 1, and the condition is a normal transparent resin. Is very inexpensive. Prism element formation can also be performed at low cost by molding.
By the way, acrylic and other synthetic resins and glasses have a refractive index of about 1.5.
The black mask can be formed by applying a light-shielding material (black one) to the exit surface of the total reflection prism sheet and patterning it. Specifically, for example, a liquid mask film in which a photosensitive material for UV light (ultraviolet light) is added to a black material having light shielding properties is coated on the back surface of the total reflection prism sheet, and UV light (ultraviolet light) is applied to the liquid mask film. ) Is selectively irradiated (exposure) and developed, and can be easily formed at a low cost by the established photolithography technique, and the cost required for the formation can be extremely low.
更に、散乱反射手段は紙、特に白紙か白色塗料により形成でき、これらも極めて材料費が安価であり、形成に要するコストも極めて低くて済む。
即ち、散乱反射手段として白紙や白色塗料は極めて優れた散乱反射特性を有する。なぜならば、白紙や白色塗料はどの方向から見ても、即ち、法線に対しての視る角度が小さくても大きくても同じように白く見え、反射角度範囲が極めて広い。これは、画面に対して画像を良好に視認できる角度範囲が広いことが要求される反射型フロントスクリーンにとってはベストな特性であり、白紙、白色塗料は、その特性に関して非常に優等生なのである。
Further, the scattering reflection means can be formed of paper, in particular, white paper or white paint, and these are also extremely low in material cost, and the cost required for formation can be extremely low.
That is, white paper or white paint as the scattering reflection means has extremely excellent scattering reflection characteristics. This is because white paper and white paint look white even when viewed from any direction, that is, whether the viewing angle relative to the normal is small or large, and the reflection angle range is extremely wide. This is the best characteristic for a reflective front screen that requires a wide angle range in which an image can be viewed well with respect to the screen, and white paper and white paint are very prestigious with respect to the characteristic.
つまり、請求項1の反射型フロントスクリーンは、白紙や白色塗料のように散乱反射特性が優れ広い角度範囲から良好に画像が視認できるが、それでいて基本的に安価な材料を有効に活かそうとするものである。しかも、これらは単に材料価格が安価であるに止まらず、形成や組み付けにも特殊な技術を要せず、形成コストを極めて低くすることができるのである。
そして、請求項1の反射型フロントスクリーンは、少なくとも基本的な原理上は、材料費及び形成コストが低い全反射プリズムシートと、同じく材料費及び形成コストが低いブラックマスクと、同じく材料費及び形成コストが低い白紙或いは白色塗料等からなる散乱反射手段で構成することができ、形成すべき層数が少なく、しかも、各層の形成に要するコストも低いので、図25に示した従来の反射型フロントスクリーンと比較して極めて安価に反射型フロントスクリーンの提供ができる。
That is, the reflective front screen of
The reflective front screen according to
尤も、原理的には全反射プリズムシートと、ブラックマスクと、散乱反射手段により反射型フロントスクリーンを構成することができるとは言っても、実際上は機械的な強度を保つための補強的効果と散乱反射手段[例えば白紙を通過する(透ける)画像光を前側に反射して画像表示に寄与させる手段]の裏面に、ベースを形成することが必要であるとは言える。
しかし、そのベースは、補強的役割及び光反射的役割さえ果たせば良いので、例えばアルミニウム等の金属薄板により形成することができる。そして、アルミニウム等は極めて安価な材料である。
従って、実際上においても、図25に示したものと比較して極めて安価に反射型フロントスクリーンの提供ができる。
However, in principle, a reflective front screen can be constructed with a total reflection prism sheet, a black mask, and scattering reflection means, but in practice a reinforcing effect to maintain mechanical strength. It can be said that it is necessary to form a base on the back surface of the scattering reflection means [for example, means for reflecting image light passing through (transparent) white paper to the front side and contributing to image display].
However, since the base only needs to play a reinforcing role and a light reflecting role, it can be formed of a thin metal plate such as aluminum. Aluminum and the like are extremely inexpensive materials.
Therefore, in practice, a reflective front screen can be provided at a very low cost as compared with that shown in FIG.
具体的には、試作段階で反射型フロントスクリーンを画面1インチ当たり1000円以下の価格で提供できることが確認されている。従って、100インチの大画面でも反射型フロントスクリーンの価格は10万円或いはそれ以下に安くすることができる。しかし、量産体制に入れば、1インチ当たり500円以下にすることも充分に可能である。従って、100インチの反射型フロントスクリーンの価格が5万円以下にすることも可能になる。 Specifically, it has been confirmed that a reflective front screen can be provided at a price of 1000 yen or less per inch of screen at the prototype stage. Therefore, the price of the reflective front screen can be reduced to 100,000 yen or less even with a large screen of 100 inches. However, if it goes into mass production system, it is possible to make it less than 500 yen per inch. Therefore, the price of a 100-inch reflective front screen can be reduced to 50,000 yen or less.
請求項2の反射型フロントスクリーンによれば、入射光の入射角の変化に応じて入射光線がプリズム素子入射面に略垂直になるようプリズム素子の頂角を略一定に保ちながらプリズム素子入射角と全反射面をプリズム素子位置に応じて異ならせたので、反射型フロントスクリーンに極めて近い位置に例えばプロジェクタを斜め上向きに配置しても、反射型フロントスクリーンの上端から下端に至るまで画像光を有効且つ確実に正面側に反射させることのできる特性を得ることができ、反射型フロントスクリーンの上端から下端に渡って均一なコントラストを得ることができる。 According to the reflection type front screen of the second aspect, the prism element incident angle is maintained while keeping the apex angle of the prism element substantially constant so that the incident light beam is substantially perpendicular to the prism element incident surface according to the change in the incident angle of the incident light. Since the total reflection surface is made different depending on the prism element position, even if the projector is placed obliquely upward at a position very close to the reflection type front screen, image light is transmitted from the upper end to the lower end of the reflection type front screen. It is possible to obtain a characteristic that can be reflected effectively and reliably on the front side, and to obtain a uniform contrast from the upper end to the lower end of the reflective front screen.
請求項3の反射型フロントスクリーンによれば、各プリズム素子頂角部に線状のホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜を形成したので、各プリズム素子の頂部表面で反射が起きるおそれがない。
この点について詳細に説明すると次の通りである。
請求項1、2の反射型フロントスクリーンにおいては各プリズム素子の入射面と全反射面との角度θが所定角度、例えば41.8°以上と比較的急峻の角度でなければ、プロジェクタからの画像光を有効に全反射面にて散乱反射手段側へ全反射させることができず、一部が正面側に反射し、比較的強い光の点状のホットスポット或いは比較的強い光が縦方向に延びるホットラインなるものが生じてしまう。これは画像の品位を著しく低下させる。
According to the reflection type front screen of the third aspect, since the linear hot spot / hot line preventing light absorption film is formed at the apex corner of each prism element, there is no possibility of reflection on the top surface of each prism element. .
This point will be described in detail as follows.
In the reflection type front screen according to
しかし、型成形技術の限界性から各プリズム素子の頂部は丸みを持った形になってしまい勝ちである。そして、頂部が丸みを持つ形状になった場合、その丸みを持った頂部に光が入射すると、各プリズム素子の入射面に入射した画像光がそこを透過し全反射面にて全反射するという期待される現象が起きず、その頂部に入射した画像光の少なくとも一部がそこで正面側へ反射され画像を乱す要因となる。その結果、上述したホットスポット、ホットラインが発生するのである。 However, the top of each prism element tends to be rounded due to the limitations of the molding technology. And when the top has a rounded shape, when light enters the rounded top, the image light incident on the incident surface of each prism element is transmitted there and totally reflected by the total reflection surface. The expected phenomenon does not occur, and at least a part of the image light incident on the top of the image is reflected to the front side, thereby disturbing the image. As a result, the hot spots and hot lines described above are generated.
そこで、請求項3の反射型フロントスクリーンにおいては、各プリズム素子の頂部にホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜(黒いもの、例えばブラックマスクと同様のもの)を形成している。そうすることにより頂部近傍に入射する画像光をそのホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜により吸収することができ、ホットスポット及びホットラインの発生を防止することができる。
ちなみに、各プリズム素子の頂部にホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜を形成することは、例えば、プリズムシートのプリズム形成側の面を下向きにし、ブラックの容器に溜めた黒色インクの液面に各プリズム素子の頂部を浸漬するというような簡単な方法で容易になし得る。
Therefore, in the reflection type front screen of claim 3, a light absorption film for preventing hot spots / hot lines (black, for example, similar to a black mask) is formed on the top of each prism element. By doing so, the image light incident in the vicinity of the top can be absorbed by the light absorption film for preventing hot spots / hot lines, and the generation of hot spots and hot lines can be prevented.
By the way, forming a light absorbing film for preventing hot spots / hot lines on the top of each prism element is possible, for example, with the prism sheet side of the prism sheet facing downward and the liquid surface of black ink stored in a black container. This can be done easily by a simple method such as immersing the top of each prism element.
請求項4の反射型フロントスクリーンによれば、各プリズム素子頂角部に凹凸を形成(粗面化)したので、各プリズム素子の頂部に入射した画像光はその凹凸部分により散乱反射される。従って、プリズム素子の頂部に丸みがあったとしてもその頂部に入った画像光が凹凸形成面にて散乱反射され、ホットスポット、ホットラインをもたらす光成分が減衰し、ホットスポット、ホットラインの発生を抑制することができる。 According to the reflection type front screen of the fourth aspect, since the irregularities are formed (roughened) at the apex corners of the prism elements, the image light incident on the apexes of the prism elements is scattered and reflected by the irregularities. Therefore, even if the top of the prism element is rounded, the image light that enters the top of the prism is scattered and reflected by the uneven surface, the light components that cause hot spots and hot lines are attenuated, and hot spots and hot lines are generated. Can be suppressed.
請求項5の反射型フロントスクリーンによれば、請求項1、2、3又は4の反射型フロントスクリーンにおいて、各プリズム素子の入射面と全反射面のいずれか一方又は両方の面が一次元的集光機能を有するようにしたので、集光方向におけるブラックマスクのマスク部分の非マスク部分(スリット部分)に対する幅の比(或いは面積比)を大きくし、以て、外光抑制比を大きくし、延いては、外光に対する画像のコントラスト比を高めることができる。 According to the reflection type front screen of the fifth aspect, in the reflection type front screen of the first, second, third or fourth aspect, one or both of the incident surface and the total reflection surface of each prism element are one-dimensional. Since it has a condensing function, the ratio of the width (or area ratio) of the mask part of the black mask to the non-mask part (slit part) in the condensing direction is increased, thereby increasing the external light suppression ratio. As a result, the contrast ratio of the image with respect to external light can be increased.
請求項6の反射型フロントスクリーンによれば、請求項1、2、3又は4の反射型フロントスクリーンにおいて、各プリズム素子の入射面を一次元的集光機能を有する円筒型屈折レンズにより構成し、各プリズム素子の全反射面を一次元的集光機能を有する全反射型円筒凹面鏡により構成し、上記入射面の一次元的集光機能の集光方向と上記全反射面の一次元的集光機能の集光方向とを互いに略直交させ、出射面に設けたブラックマスクの各プリズム素子のピンホール(非マスク部分)を各プリズム素子の全反射面にて反射されたところの光の集光位置に位置させたので、互いに直交する方向(例えば垂直方向及び水平方向の双方向)における、ブラックマスクのマスク部分の非マスク部分(スリット部分)に対する幅さの比或いは面積比を大きくし、二次元相乗的に外光抑制比を大きくし、延いては、外光に対する画像のコントラスト比を二次元相乗的に高めることができる。 According to the reflection type front screen of the sixth aspect, in the reflection type front screen of the first, second, third or fourth aspect, the incident surface of each prism element is constituted by a cylindrical refractive lens having a one-dimensional condensing function. The total reflection surface of each prism element is constituted by a total reflection type cylindrical concave mirror having a one-dimensional condensing function, and the condensing direction of the one-dimensional condensing function of the incident surface and the one-dimensional collection of the total reflection surface. The light collection direction of the light function reflected by the total reflection surface of each prism element is made by making the light collection direction of the optical function substantially orthogonal to each other and the pinhole (non-mask portion) of each prism element of the black mask provided on the exit surface. Since it is positioned at the light position, the ratio of the width or area of the mask part of the black mask to the non-mask part (slit part) in the directions orthogonal to each other (for example, both in the vertical direction and the horizontal direction) Kikushi, increased dimensional synergistically external light suppression ratio, by extension, it is possible to increase the contrast ratio of an image for the external light two-dimensionally synergistically.
請求項7の反射型フロントスクリーンによれば、請求項1、2、3又は4の反射型フロントスクリーンにおいて、各プリズム素子の入射面と全反射面のいずれか一方又は両方の面に、二次元的集光機能を備えさせ、出射面に設けたブラックマスクの各プリズム素子の各プリズム素子のピンホール(非マスク部分)を各プリズム素子の全反射面にて反射されたところの光の集光位置に位置させたので、ブラックマスクのマスク部分の非マスク部分(スリット部分)に対する長さ(或いは幅)の比を二次元的に大きくすることができ、二次元的に外光抑制比を大きくし、延いては、外光に対する画像のコントラスト比を二次元的に高めることができる。
According to the reflection type front screen of claim 7, in the reflection type front screen of
請求項8の反射型フロントスクリーンによれば、一次元的集光機能又は二次元的集光機能を有する金属反射又は全反射の傾いた凹面鏡の複数のミラー素子からなるミラーシートと、この焦点位置を拡散主光線方向が略反射スクリーン法線方向となる傾いた面上の各焦点位置に、拡散機能を有する散乱反射手段を有し焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが設けられているので、上記複数のミラー素子により一次元的又は二次元的に集光して焦点位置にある拡散反射へ反射することができる。
従って、ブラックマスクのマスク部分の非マスク部分(スリット部分)に対する長さ(或いは幅)の比を一次元的又は二次元的に大きくすることができ、延いては一次元的又は二次元的に外光抑制比を大きくし、延いては、外光に対する画像のコントラスト比を一次元的又は二次元的に高めることができる。
According to the reflection type front screen of
Accordingly, the ratio of the length (or width) of the mask portion of the black mask to the non-mask portion (slit portion) can be increased one-dimensionally or two-dimensionally, and then one-dimensionally or two-dimensionally. The external light suppression ratio can be increased, and thus the contrast ratio of the image to the external light can be increased one-dimensionally or two-dimensionally.
請求項9の反射型フロントスクリーンによれば、一次元的集光機能を有するレンティキュラーレンズシート若しくは二次元的集光機能を有するフライアイレンズの大角度入射光の略集光位置に拡散機能を有する散乱反射手段を有し焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが、出射側に設けられているので、画像光をレンティキュラーレンズシートにより一次元的に或いはフライアイレンズにより二次元的により集光位置にある散乱反射手段に集光できる。従って、ブラックマスクのマスク部分の非マスク部分(スリット部分)に対する幅或いは面積の比を一次元的又は二次元的に大きくすることができ、延いては一次元的又は二次元的に外光抑制比を大きくし、延いては、外光に対する画像のコントラスト比を一次元的又は二次元的に高めることができる。 According to the reflection type front screen of claim 9, a diffusion function is provided at a substantially condensing position of large-angle incident light of a lenticular lens sheet having a one-dimensional condensing function or a fly-eye lens having a two-dimensional condensing function. Since the black mask having the light reflecting function is provided on the exit side in the portion other than the focal position having the scattering reflection means, the image light is two-dimensionally or lentically by the lenticular lens sheet or by the fly-eye lens. The light can be condensed on the scattering reflection means located in the light condensing position. Accordingly, the ratio of the width or area of the mask portion of the black mask to the non-mask portion (slit portion) can be increased one-dimensionally or two-dimensionally, and the external light can be suppressed one-dimensionally or two-dimensionally. By increasing the ratio, the contrast ratio of the image with respect to outside light can be increased one-dimensionally or two-dimensionally.
請求項10の反射型フロントスクリーンによれば、請求項8又は請求項9に記載の反射型フロントスクリーンにおいて、散乱反射手段として、反射する面を表面形状金属反射がされるようにすることにより偏光保持拡散されるようにしたものを用いるので、反射しても偏光が保持できる。
従って、右目用画像と左目用画像に互いに直交する2つの直線偏光を割り当てるか、右円偏光と左円偏光を割り当て、(円)偏光メガネを用いることにより、立体表示を行うようにした立体表示システムにそれを構成するスクリーンとして用いることが可能である。
According to the reflection type front screen of
Therefore, three-dimensional display is performed by assigning two linearly polarized light orthogonal to the right-eye image and left-eye image, or assigning right-circular polarized light and left-circular polarized light, and using (circle) polarized glasses. It can be used as a screen that constitutes it in the system.
請求項11の反射型フロントスクリーンによれば、一次元的集光機能を有するレンティキュラーレンズシート若しくは二次元的集光機能を有するフライアイレンズの低角度入射から大角度入射光の略集光位置に散乱反射機能を有する散乱反射手段を有するか、又は、更に、この拡散手段に加え拡散主光線方向をスクリーン法線方向に向ける鋸歯状反射面構造を付加した散乱反射手段を有し、上記散乱反射手段の出射側の焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが設けられ、かつレンティキュラーレンズ、若しくはフライアイレンズの主平面近傍である、表面か、すぐ内側に、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムを有しているので、プロジェクタからの画像投射光は、まずこの透明角度領域を有する拡散フィルムの透明角度領域から、拡散せずにレンティキュラーレンズもしくは、フライアイレンズに入射し、レンズの集光機能により、レンズの焦点に集光する。この焦点位置にはブラックマスクはなく、散乱反射手段が存在するため、画像光は拡散反射する。拡散反射主光線方向がスクリーン法線方向となるように、散乱反射面が傾き、表面の荒れた鋸歯状形状がある場合は、スクリーン法線方向が拡散主光線となるように拡散してくる。 According to the reflective front screen of claim 11, the substantially condensing position of the incident light from the low angle incidence to the large angle incidence light of the lenticular lens sheet having a one-dimensional condensing function or the fly-eye lens having a two-dimensional condensing function. A scattering reflection means having a scattering reflection function, or in addition to the diffusion means, a scattering reflection means having a sawtooth reflection surface structure in which the principal ray direction of diffusion is directed to the normal direction of the screen. A portion of the reflecting means other than the focal position on the exit side is provided with a black mask having a light absorption function, and a transparent angle region on the surface or immediately inside the main plane of the lenticular lens or fly-eye lens. And a diffusion film having a diffusion angle region, the image projection light from the projector first has a diffusion film having this transparent angle region. A transparent angle region of the beam, lenticular lens without diffusion or enters the fly-eye lens, the condensing function of the lens, is focused on the focal point of the lens. Since there is no black mask at this focal position and there is a scattering reflection means, the image light is diffusely reflected. When the scattering reflection surface is inclined and the surface has a rough serrated shape so that the diffuse reflection principal ray direction is the screen normal direction, the screen normal direction is diffused so as to be the diffusion principal ray.
この場合、拡散する位置が、レンティキュラーレンズ若しくはフライアイレンズの焦点位置であるため、レンティキュラーレンズもしくはフライアイレンズを再度通過すると、低角度入射の場合、球面収差の影響による焦点距離の変化はほとんど無いため、ほぼ平行光となり、拡散しなくなる筈である。
ところが、請求項11の反射型スクリーンは、レンティキュラーレンズ若しくはフライアイレンズの主平面近傍に、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムを有しているため、入射の時には、透明角度領域から入射したが、反射し、角度が反射面で変えられて拡散してくる。そして、出る時は、拡散フィルムの拡散角度領域へ入射することとなる。従って、ここで画像光は拡散し、スクリーンとしての機能が実現する。
In this case, since the diffusing position is the focal position of the lenticular lens or fly-eye lens, when passing through the lenticular lens or fly-eye lens again, the change in focal length due to the influence of spherical aberration will be Since there is almost no light, it should be almost parallel and not diffuse.
However, the reflective screen according to claim 11 has a diffusion film having a transparent angle region and a diffusion angle region in the vicinity of the main plane of the lenticular lens or fly-eye lens. The incident light is reflected, and the angle is changed by the reflecting surface and diffused. And when it comes out, it will inject into the diffusion angle area | region of a diffusion film. Accordingly, the image light is diffused here, and a function as a screen is realized.
それに対して外光は、プロジェクタ光以外の方向から入射してくるため、透明角度領域から入射した場合も、拡散角度領域から入射した場合も、ブラックマスクで吸収されるため、従来の反射型スクリーンのような問題は発生せず、非常に高いコントラストを、実現できる。
この透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムとしては、具体的にDLCフィルムを用いるが、縦拡散1枚のみで良いため、従来型の図25に示したスクリーンよりはるかに安価となる。
On the other hand, since external light is incident from a direction other than the projector light, it is absorbed by the black mask regardless of whether it is incident from the transparent angle region or the diffuse angle region. Such a problem does not occur, and a very high contrast can be realized.
As the diffusion film having the transparent angle region and the diffusion angle region, a DLC film is specifically used. However, since only one longitudinal diffusion is required, it is much cheaper than the conventional screen shown in FIG.
請求項12に記載の反射型スクリーンによれば、請求項11に記載の反射型スクリーンの焦点位置における散乱反射手段が、ほぼ一方向の異方性散乱反射特性を有し、かつレンティキュラーレンズ、若しくはフライアイレンズの主平面近傍である、表面か、すぐ内側に、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムの拡散特性が、ほぼ一方向の異方性拡散特性であるので、焦点位置における散乱反射手段によって、横方向のみの、拡散特性制御を行い、レンティキュラーレンズ、若しくはフライアイレンズの主平面近傍である、表面か、すぐ内側に、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムの拡散特性によって、上下方向の拡散特性の制御を行うことができる。
従って、拡散特性の制御を左右横方向と上下縦方向を独立に実現することが可能である。
According to the reflection type screen of
Therefore, it is possible to realize the control of the diffusion characteristics independently in the horizontal direction and the vertical direction.
尚、請求項11と請求項12の反射型フロントスクリーンにおける透明角度領域と拡散角度領域は、互いにオーバーラップする設計を行っても、従来の透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムを用いた反射型フロントスクリーンのような、コントエラスト低下問題は発生しないため、上下視野角を大きくとることができ、大画面スクリーンでも、スクリーン近傍からスクリーン全体の画像をみることができるため、部屋の空間を有効に利用可能である。
In addition, even if the transparent angle region and the diffusion angle region in the reflection type front screen of claim 11 and
請求項13に記載の立体表示システムによれば、請求項9、請求項11又は請求項12に記載の反射型フロントスクリーンを用い、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムの偏光保持特性と反射面に表面形状金属反射による偏光保持拡散を組み合わせることにより、偏光保持拡散機能を実現したので、右目用画像と左目用画像に互いに直交する2つの直線偏光を割り当てるか、右円偏光と左円偏光を割り当て、(円)偏光メガネを用いることにより、立体表示を可能にする。
According to the three-dimensional display system according to claim 13, using the reflective front screen according to
請求項14に記載の立体表示システムによれば、請求項1〜12のいずれかに記載のスクリーンを用い、高速に右目用画像と左目用画像を時分割表示し、これと同期するシャッターメガネを用いるようにしたので、明所でも高コントラストの立体表示を行うことが可能になる。
According to the three-dimensional display system of
本発明における、全反射プリズムシート、ミラー素子、レンティキュラーレンズシート或いはフライアイレンズ等は、透明な合成樹脂で形成するのが非常に好ましい。というのは、合成樹脂は材料費が安価で、且つ、型成形技術という安価で精巧な加工技術で加工ができ、加工コストも極めて低くできるからである。
また、本発明における散乱反射手段は、紙、特に白紙が最適である。というのは、紙、特に白紙の表面はどの角度から視ても略均一に明るく、白紙の場合均一に白い。これは、視野角を広くすることが求められる反射型フロントスクリーンにおいて略理想に近い散乱反射特性を持つ。それでいて、紙、白紙は非常に安価な部材である。故に、反射型フロントスクリーンの画像光を正面側に拡散反射する散乱反射手段としては理想的素材である。
しかし、白い塗膜も散乱反射手段として用いるようにしても良い。紙同様に、優れた散乱反射特性を有するからである。
In the present invention, the total reflection prism sheet, mirror element, lenticular lens sheet, fly-eye lens or the like is very preferably formed of a transparent synthetic resin. This is because the synthetic resin has a low material cost, can be processed by an inexpensive and sophisticated processing technique such as a molding technique, and the processing cost can be extremely low.
The scattering reflection means in the present invention is optimally paper, particularly white paper. This is because the surface of paper, especially white paper, is bright evenly when viewed from any angle, and white on white paper. This has a scattering reflection characteristic that is almost ideal in a reflective front screen that requires a wide viewing angle. Nevertheless, paper and white paper are very inexpensive members. Therefore, it is an ideal material as a scattering reflection means for diffusely reflecting the image light of the reflective front screen to the front side.
However, a white coating film may be used as the scattering reflection means. This is because it has excellent scattering and reflection characteristics like paper.
更に、本発明においては、全反射プリズムシート等の部材の出射側にブラックマスク(本明細書等本願の出願書類においてブラックマスクにはストライプ状のマスクであるブラックストライプも含まれるものとする)を形成することが必要であるが、それは光吸収性を有する材料であれば何でも良いといえる。
具体的には、UV感光性材料に黒色の染料、顔料等を含有させた液状の膜を全反射プリズムシート等の部材の出射側に塗布し、その膜にUV光を選択的に照射する(例えば所定のパターンのマスク越しに照射する)ことにより露光処理を施し、その後、現像処理をすることにより容易に形成することができる。
Furthermore, in the present invention, a black mask (in the application documents of this application such as this specification, the black mask includes a black stripe which is a stripe-shaped mask) on the exit side of a member such as a total reflection prism sheet. Although it is necessary to form it, it can be said that any material having a light absorption property may be used.
Specifically, a liquid film in which a black dye, a pigment or the like is contained in a UV photosensitive material is applied to the exit side of a member such as a total reflection prism sheet, and the film is selectively irradiated with UV light ( For example, the film can be easily formed by performing an exposure process by irradiating through a mask having a predetermined pattern) and then performing a development process.
尚、全反射プリズムシート等のブラックマスクを形成した出射側に紙等の散乱反射手段を設けるだけで本発明の反射型フロントスクリーンを構成することができるが、実際上はその散乱反射手段の裏側にベースを設けることが好ましいといえる。理由は、反射型フロントスクリーンの強度を必要な強さにすることができることと、散乱反射手段、例えば紙を透けた画像光を正面側に反射して画像光をより強くすることができることにある。
そのベースとしては、金属板、例えばアルミニウムAlによる薄い板が好適である。というのは、反射性を有し、薄くても必要な機械的強度が得られ、且つ加工が用意で材料費も非常に安価だからである。
Incidentally, the reflection type front screen of the present invention can be constituted only by providing the scattering reflection means such as paper on the emission side on which the black mask such as the total reflection prism sheet is formed, but in practice, the back side of the scattering reflection means. It can be said that it is preferable to provide a base. The reason is that the intensity of the reflection type front screen can be increased to a necessary level, and the image light that has passed through the scattering reflection means, for example, paper, can be reflected to the front side to make the image light stronger. .
As the base, a metal plate, for example, a thin plate made of aluminum Al is suitable. This is because it has reflectivity, can obtain the required mechanical strength even if it is thin, is ready for processing and has a very low material cost.
本発明の反射型フロントスクリーンは、立体表示システムに用いることができる。反射型フロントスクリーンが偏光特性を保持する場合は、右目用画像と左目用画像を縦直線偏光、横直線偏光もしくは右円偏光、左円偏光に割り当て、偏光メガネを用いて視認するようにすると良い。
全反射と白色塗料、紙に拡散の場合は、偏光を保持できない。しかし、金属による鏡面形状散乱は、光の偏光を保持する特性を有しており、従って、金属反射のみで設計されている場合は、偏光を利用した立体表示が可能なのである。
The reflective front screen of the present invention can be used in a stereoscopic display system. If the reflective front screen retains polarization characteristics, the right-eye image and left-eye image may be assigned to vertical linearly polarized light, horizontal linearly polarized light, right circularly polarized light, or left circularly polarized light and viewed with polarized glasses. .
In the case of total reflection, white paint, and diffusion on paper, polarization cannot be maintained. However, specular scattering by metal has a characteristic of maintaining the polarization of light. Therefore, when it is designed only by metal reflection, stereoscopic display using polarized light is possible.
以下、本発明の詳細を図示実施例に基いて説明する。
図1は本発明反射型フロントスクリーンの第1の実施例(:実施例1)を示す断面図、図2(A)〜(C)はそれぞれその実施例の一部を変形させた各別の変形例を示す断面図である。
先ず、図1を参照して第1の実施例を説明する。
21aは第1の実施例の反射型フロントスクリーンであり、22は全反射プリズムシートであり、横方向(水平方向)に延びる多数のプリズム素子24、24、・・・を縦方向(垂直方向)沿って多数配設してなる。この全反射プリズムシート22は、材料が、例えばアクリル系の透明樹脂であり、型成形により形成されている。
Hereinafter, the details of the present invention will be described based on illustrated embodiments.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment (Example 1) of a reflective front screen of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are respectively different views in which a part of the embodiment is modified. It is sectional drawing which shows a modification.
First, a first embodiment will be described with reference to FIG.
21a is a reflection type front screen of the first embodiment, 22 is a total reflection prism sheet, and a large number of
26、26、・・・は各プリズム素子24、24、・・・・の頂部に塗布されたホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜で、頂部に入射した画像光を吸収することにより、頂部へ入射した光が正面側へ反射されホットスポット、ホットライン(縦方向に延びるライン)が生じるのを防止する役割を果たす。 このホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜26、26、・・・は、全反射プリズムシート22を、プリズム素子形成面が下を向く向きにして、容器等に入れた黒色インクその他塗料の液面に各プリズム素子24、24、・・・先端を浸漬させることにより形成することができる。
.. Are light absorbing films for preventing hot spots and hot lines applied to the tops of the
28、28、・・・・は横方向に延びるストライプ状のブラックマスクで、例えばUV光に対して感光性を有した黒色の樹脂からなる。30、30、・・・は各隣接ストライプ状マスク28・28、28・28、・・・ 間の間隙部(非マスク部分)であり、各プリズム素子24、24、・・・の全反射面で反射された画像光が到達する場所に位置するように位置設定が為されている。
32は全反射プリズムシート22のブラックマスク28、28、・・・を含む出射面に積層された散乱反射手段である白紙である。この白紙32は表面が広い角度範囲に渡って均等且つ効果的に入射光の散乱(拡散)反射をする特性を有し、上記各非マスク部分30、30、・・・に露出する。
28, 28,... Are striped black masks extending in the horizontal direction, and are made of, for example, a black resin having photosensitivity to UV light. , 30,... Are gap portions (non-mask portions) between adjacent stripe-shaped
32 is a white paper which is a scattering reflection means laminated on the exit surface including the
36は上記白紙32の裏側に積層されたベースで、反射型フロントスクリーン2aの機械的強度を確保するとともに、白紙32の表面に入射したが拡散反射されることなく白紙32を透過する一部の光を反射して画像光の減衰を少なくする役割を果たす。
このベース36は薄い金属箔、例えばアルミニウム箔等により形成するとよい。
The base 36 may be formed of a thin metal foil, such as an aluminum foil.
全反射プリズムシート22は例えばアクリル系の透明樹脂からなるので、屈折率nは約1.5である。そして、全反射プリズムシート22を構成する各プリズム素子24、24、・・・は、それぞれ、斜め下向きの入射面tとそれに対して頂角θを成す全反射面uからなり、その入射面tはプロジェクタ(図示しない)からの画像光Rに対して垂直になるように向きが設定されている。
そして、上記頂角θは、全反射プリズムシート22の空気(屈折率は1.00)に対する全反射臨界角θc=sin−1(1/n)或いはそれ以上に設定されている。この場合、アクリル系等の樹脂の屈折率は1.5なので、全反射臨界角θcは41.8°となり、頂角θはそのθcかそれより大きい。本実施例では、その頂角θをそのθc=41.8°に設定した。
Since the total
The apex angle θ is set to a total reflection critical angle θc = sin−1 (1 / n) or more with respect to the air (refractive index is 1.00) of the total
従って、全反射面uは、入射面tに対して法線方向に入射したプロジェクタからの画像光Rを内面にて全反射プリズムシート22の出射面側へ全反射する。そして、その画像光Rが全反射されて入射する位置が非マスク部分30、30、・・・となっており、それ以外の部分がストライプ状のブラックマスク28、28、・・・となっている。
ここで、図1の一つのプリズム素子24aの入射面tに入射する画像光Rについて着目し、非マスク部分30とブラックマスク28との幅の比を考察すると、次のようになる。
Therefore, the total reflection surface u totally reflects the image light R from the projector incident in the normal direction with respect to the incident surface t on the inner surface toward the exit surface side of the total
Here, paying attention to the image light R incident on the incident surface t of one
先ず、入射面tの先端、即ちプリズム素子24aの頂点と、一つ下のプリズム24bの頂点をよぎる光線が入射する点との距離をbとし、プリズム素子24bの頂点をよぎる光線が入射する点と入射面tの最下端との距離をaとする。
そして、プリズム24bの頂点をよぎる法線の頂点と、その法線が入射面tに達した点との距離をLとする。
First, the distance between the tip of the incident surface t, that is, the apex of the
The distance between the vertex of the normal that crosses the vertex of the
すると、非マスク部分30とブラックマスク28との幅の比a:bは次式で表される。
a:b=Ltan48.2°:Ltan20.9°
=1.1184:0.3818
=2.9281:1
以上のことから、a:bは、だいたい、3:1であるといえ、外光抑制比として充分な値であり、外光に対する画像のコントラスト比を充分に高めることができる。
Then, the width ratio a: b between the
a: b = Ltan 48.2 °: Ltan 20.9 °
= 1.1184: 0.3818
= 2.9281: 1
From the above, it can be said that a: b is approximately 3: 1, which is a sufficient value as the external light suppression ratio, and the contrast ratio of the image to the external light can be sufficiently increased.
次に、図2を参照して図1に示した実施例の一部を変形した各変形例について説明する。
本変形例は、図2(A)、(B)に示すように、各プリズム素子24、24・・・の入射面tの頂部近傍を粗面化するか、図2(C)に示すように、モスアイ構造化した[図2(C)のvの部分がそれにあたる]ものである。粗面化又はモスアイ構造化によりプリズム素子24、24、・・・の頂部近傍に入射して表面反射する画像光を散乱させるか、又は全く反射させないため、ホットライン、ホットスポットを軽減するか、全く発生させないようにしたものである。vはその粗面化又はモスアイ構造化した部分である。
Next, each modified example in which a part of the embodiment shown in FIG. 1 is modified will be described with reference to FIG.
In this modification, as shown in FIGS. 2A and 2B, the vicinity of the top of the incident surface t of each
図3(A)、(B)は本発明反射型フロントスクリーンの第2の実施例(:実施例2)を示すもので、(A)は一部を切断した斜視図、(B)は正面図である。
21bは本実施例の反射型フロントスクリーンであり、図1に示した実施例(:実施例1)21aとは、各プリズム素子24、24、・・・の頂部を縦方向ホットライン防止用の横方向反射素子40、40、・・・形状にした点では異なるが、それ以外の点では共通する。そして、共通する点については既に説明済みなので、説明を省略する。
FIGS. 3A and 3B show a second embodiment (Example 2) of the reflective front screen of the present invention. FIG. 3A is a perspective view with a part cut away, and FIG. FIG.
21b is a reflection type front screen of the present embodiment. The embodiment (Example 1) 21a shown in FIG. 1 is different from the
上記各プリズム素子24、24、・・・の頂部(先端)に形成されたホットライン防止用の横方向反射素子40、40、・・・は、上から見て凸曲状であり、入射した光を横方向に拡散反射するので、縦方向に反射されてホットラインをつくる光の成分を顕著に減衰し、以て、ホットラインを防止することができる。
尚、横方向反射素子40、40、・・・の配置ピッチは一定ではなく、ばらつきを持たせた方が良い。なぜならば、配置ピッチが一定だと干渉が生じ、画像に干渉縞が生じるおそれがあるからである。横方向反射素子40、40、・・・の表面は、アクリル表面等の透明媒体表面である。
The hot-line preventing
It should be noted that the arrangement pitch of the
図4は本発明反射型フロントスクリーンの第3の実施例(:実施例3)の一部を切断した斜視図である。
21cは本実施例の反射型フロントスクリーンであり、本反射型フロントスクリーン21cは第2の実施例21bとは、各プリズム素子24、24、・・・の全反射面uの少なくとも画像光が入射する領域を、シリンドリカル凹曲面42、42、・・・とすることにより入射した画像光を一次元的集光をするようにした点で相違する。しかし、それ以外の点では異なるところがない。
FIG. 4 is a perspective view of a third embodiment (Example 3) of the reflective front screen according to the present invention, partly cut away.
21c is a reflection type front screen of the present embodiment, and this reflection type
図4を参照して本実施例21cについて具体的に説明すると、上記凹曲面の延長線上の1点をoとし、その凹曲面の焦点と上記点oの距離をfとし、その点oを起点としその焦点の方向をy座標とし、その点oを起点としそのy座標と直角の方向をx座標としたとき下記の式が成立するようなシリンドリカル凹曲面42を有している。
y=x2/4f
そして、各プリズム素子24、24、・・・の凹曲面42、42、・・・に入射した画像光の集光位置のみが非マスク部分30、30、・・・となるようにストライプ状のブラックマスク28、28、・・・が形成されている。
The
y = x2 / 4f
Are formed in stripes so that only the condensing positions of the image light incident on the concave
このような反射型フロントスクリーン21cによれば、凹曲面42、42、・・・による集光機能により、非マスク部分に対するマスク部分の幅の比をより大きくすることができ、画像の背景に対するコントラストをより強くすることができる。
尚、第2の実施例(:実施例2)21bと同様に、横方向反射素子40、40、・・・によるホットライン防止効果が得られる。
According to such a
In addition, the hot line prevention effect by the horizontal
図5(A)、(B)は本発明反射型フロントスクリーンの第4の実施例(:実施例4)21dを示すもので、(A)は断面図、(B)は要部を示す斜視図である。
本実施例21dは、第3の実施例21cとは、基本的には、各反射面が一次元(垂直方向:縦方向)の集光機能を有するのみならず、その集光方向と直角の方向(水平方向:横方向)の集光機能を有する形状を有している点で、異なる。
即ち、第3の実施例21cにおいて、横方向に延びる各プリズム素子の全反射面の凹曲面部42は横方向に延びる中心を回転中心とするところの縦方向に集光するような円筒状であった。
FIGS. 5A and 5B show a fourth embodiment (Example 4) 21d of the reflection type front screen of the present invention. FIG. 5A is a sectional view, and FIG. 5B is a perspective view showing the main part. FIG.
This example 21d is basically different from the third example 21c in that each reflecting surface not only has a one-dimensional (vertical direction: longitudinal) condensing function, but is perpendicular to the condensing direction. It is different in that it has a shape having a light collecting function in a direction (horizontal direction: lateral direction).
That is, in the
しかし、第4の実施例21dは、図5(B)に示すように、縦方向に延びる中心を回転中心とするところの横方向に集光する円筒状をも有しており、互いに直交する二方向に集光するようになっている。
従って、ブラックマスク44は、第1〜第3の実施例の場合とは異なり、ストライプタイプではなく、非マスク部分を成すピンホール46、46、・・・が縦横に点在するピンホールタイプである。
However, as shown in FIG. 5B, the
Therefore, unlike the first to third embodiments, the
このような第4の実施例21dによれば、各全反射面42、42、・・・における全反射光を二次元的に集光するので、ブラックマスク44のマスク部分の非マスク部分に対する面積比をより大きくすることができる。
従って、画像の背景に対するコントラストを第3の実施例21cの場合よりも更に強くすることができる。
尚、図5の符号48、48、・・・に示した部分が横方向拡散反射をするので、ホットラインを防止することもできる。
According to the
Therefore, the contrast with respect to the background of the image can be made stronger than in the case of the
In addition, since the part shown with the code |
図6は本発明反射型フロントスクリーンの第5の実施例(:実施例5)を示す断面図であり、図7(A)〜(C)及び図8(E)、(F)は反射型フロントスクリーンによるプロジェクタからの画像光と外光に対する作用の概略を示す作用説明図である。
21eは本実施例の反射型フロントスクリーンを示し、本反射型フロントスクリーン21eは、金属(例えばアルミニウム)或いは樹脂フィルム等からなる基板62に、正面斜め下側に配置されたプロジェクタからの画像光を受けて一次元的に集光して反射する集光ミラー面64と、その集光ミラー面64からの光を受ける拡散反射面66とを縦方向に沿って交互に配置したものであり、第1〜第4の実施例21a〜21dとは全反射プリズムシート22を用いない点で異なる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment (Example 5) of the reflective front screen according to the present invention, and FIGS. 7A to 7C and FIGS. 8E and 8F are reflective types. It is an effect explanatory view showing an outline of an effect on image light and external light from a projector by a front screen.
基板62は裏側が平坦で、表側が横方向(水平方向)に延びる集光ミラー面64と同じく横方向(水平方向)に延びる拡散反射面66とを縦方向(垂直方向)に沿って交互に配置した形状を有している。
各集光ミラー面64、64・・・は凹曲面形状を有し、一次元的集光機能を持つ。各拡散反射面66、66、・・・は各集光ミラー面64、64・・・にて反射された光を受ける面であり、その表面には白色塗料からなる散乱反射膜68が形成されている。尚、各拡散反射面66は、表面形状により光を反射拡散する、表面形状拡散反射面であっても良い。この場合、散乱反射膜68は不要である。金属による鏡面形状散乱は、光の偏光を保持する特性を有しており、立体表示を、右目用画像と左目用画像を縦直線偏光、横直線偏光もしくは右円偏光、左円偏光に割り当て、偏光メガネを用いて行う場合には、有効な手段となる。
The
Each condensing
70、70、・・・はストライプ状のブラックマスク、72、72、・・・は非マスク部分で、一次元的集光機能を有する各集光ミラー面64、64・・・により反射された光の集光される部分に位置せしめられている。そして、その非マスク部分72、72、・・・に白色塗料からなる散乱反射膜68の表面が露出する。
従って、プロジェクタからの画像光Rは各集光ミラー面64、64、・・・に入射して一次元的に集光して反射され、上記非マスク部分72、72、・・・にて反射型フロントスクリーン21eの正面側へ拡散反射され、画像の表示に寄与する。
70, 70,... Are striped black masks, 72, 72,... Are non-mask portions and are reflected by the respective collecting mirror surfaces 64, 64. It is positioned in the part where the light is collected. Then, the surface of the
Therefore, the image light R from the projector is incident on each of the condensing mirror surfaces 64, 64,..., Is condensed and reflected one-dimensionally, and is reflected by the
次に、図7(A)〜(C)及び図8(D)、(E)を参照して反射型フロントスクリーン21eの光に対する作用を説明する。尚、図7及び図8においては白色塗料からなる散乱反射膜68は捨象した。
図7(A)は反射型フロントスクリーン21eの正面の斜め下側に配置された図示しないプロジェクタからの画像光(プロジェクタ光)について示すものである。
画像光は斜め上向きに各集光ミラー面64、64、・・・に入射し、そこで集光して反射され、焦点(上に位置する非マスク部分66)に入射し、その表面に露出する散乱反射膜[図7においてはこの散乱反射膜68では捨象されている。]表面にて正面側へかなり広い角度範囲で散乱反射される。従って、スクリーン21eの正面側にて広い角度範囲で画像を視認できる。
Next, the action of the
FIG. 7A shows image light (projector light) from a projector (not shown) disposed obliquely below the front surface of the
The image light is incident obliquely upward on each of the collecting mirror surfaces 64, 64,..., Where it is collected and reflected, incident on the focal point (the
図7(B)は上方からの外光について示すものである。各散乱反射膜に形成されたストライプ状のブラックマスク70、70、・・・は上方からの外光に対してルーバー機能を発揮し、角度分離により外光を抑制する。
図7(C)は正面方向からの外光について示すものである。図中のA、A、・・を通った正面方向の光は集光ミラー面64に入射した光で、この光は集光ミラー面64にて反射されて角度情報が位置情報に変換され、ブラックマスク70により吸収される。
FIG. 7B shows external light from above. The striped
FIG. 7C shows external light from the front direction. The light in the front direction passing through A, A,... In the figure is the light incident on the
図中のB、B、・・・を通った正面方向の光は集光ミラー面64に散乱反射面66に入射するが、その光に対してはストライプ状のブラックマスク70、70、・・・がルーバー機能を発揮し、外光を吸収することにより抑制する。
図8(D)は下方からだが画像光(プロジェクタ光)よりは上方の向きの外光について示し、図8(E)は画像光よりも下方からの光について示す。
図8(D)、(E)において、図中のA、A、・・を通った下方からの光は集光ミラー面64にて反射されて角度情報が位置情報に変換され、ブラックマスク70により吸収される。
Light in the front direction passing through B, B,... In the figure is incident on the
FIG. 8D shows external light from the bottom but above the image light (projector light), and FIG. 8E shows light from below the image light.
8D and 8E, the light from below passing through A, A,... In the figure is reflected by the condensing
また、図中のB、B、・・・を通った下方からの光は、散乱反射面66に入射するが、その光に対してはストライプ状のブラックマスク70、70、・・・がルーバー機能を発揮し、外光を吸収することにより抑制する。
図7(A)〜(C)及び図8(D)、(E)に示すように、画像光を有効に正面方向に散乱反射することができ、且つ、どの方向の外光に対しても有効にブラックマスク70により吸収することができ、延いては、画像の背景に対するコントラストを良くすることができる。
In addition, the light from below passing through B, B,... In the figure is incident on the scattering
As shown in FIGS. 7A to 7C and FIGS. 8D and 8E, image light can be effectively scattered and reflected in the front direction, and external light in any direction can be obtained. It can be effectively absorbed by the
このような反射型フロントスクリーン21eによれば、アルミニウム等からなり所定形状に成形した基板(金属箔)62の各拡散反射面66に白色塗料を塗布することにより拡散反射膜68を形成し、更に、その拡散反射膜68上にストライプ状ブラックマスク70を選択的に形成するとことにより安い材料で極めて低コストで形成することができる。
そして、本実施例21eによれば、各集光ミラー面64、64、・・・の一次元的集光機能により、図1、図2に示す実施例21a、21bよりもストライプ状ブラックマスク70の幅に対する非マスク部分72の幅の比を小さくし、非マスク部の幅を小さく細くし、画像の背景に対するコントラストをより強くすることができる。
According to such a reflection
And according to the present Example 21e, by the one-dimensional condensing function of each condensing
尚、アルミニウムからなる基板(金属箔)62の各拡散反射面66、66、・・・は、適宜粗面化している場合には散乱反射性を有する。従って、拡散反射膜68、68、・・・を形成することなく、各拡散反射面66、66、・・・を非マスク部分72、72、・・・に直接露出させ、各集光ミラー面64、64、・・・で集光された画像光を各拡散反射面66、66、・・・上にて直接散乱反射させるようにしても良い。
但し、散乱反射された光は、金属光沢を有し、画像の品位を低下させる可能性があり、図6に示す実施例21eの場合より若干画質が劣る可能性がある。
Each of the diffuse reflection surfaces 66, 66,... Of the substrate (metal foil) 62 made of aluminum has scattering reflectivity when appropriately roughened. Therefore, the diffuse reflection surfaces 66, 66,... Are directly exposed to the
However, the scattered and reflected light has a metallic luster and may deteriorate the quality of the image, and the image quality may be slightly inferior to the case of Example 21e shown in FIG.
図9は本発明反射型フロントスクリーンの第6の実施例(:実施例6)を示す一部を切断した斜視図である。
21fは本実施例の反射型フロントスクリーンであり、本実施例21fは、図6に示した反射型フロントスクリーン21eとは、集光ミラー面64、64、・・・が単に縦方向(垂直方向)の一次元的集光機能を有するのみならず、その方向と直角の横方向(水平方向)への集光機能を有するという点と、そのため、ブラックマスクとしてストライプ状ではなくピンホール状のもの74を形成するという点でのみ異なり、それ以外の点では同じである。76はそのピンホール状の非マスク部分である。
FIG. 9 is a perspective view showing a sixth embodiment (Example 6) of the reflective front screen according to the present invention, with a part cut away.
21f is a reflection type front screen of the present embodiment, and this
本実施例21fによれば、実施例21eと同程度の低価格で製造することができ、また、互いに直角の方向の二次元的集光機能を有する集光ミラー面64にて二次元的集光して反射するので、ブラックマスク74と非マスク部分72、72、・・・の面積比を実施例21eよりも大きくすることができ、従って、実施例21eよりも画像の背景に対するコントラストを強くできる。
According to the present Example 21f, it can be manufactured at a low price similar to that of the Example 21e, and the two-dimensional collection is performed by the condensing
図10は本発明反射型フロントスクリーンの第7の実施例(:実施例7)を示す一部を切断した斜視図である。
21gは本実施例を示し、本実施例21gは第1〜第6の実施例21a〜21fとは、レンチキュラーレンズシート102を主たる部材として利用する点で全く異なる。
FIG. 10 is a perspective view showing a seventh embodiment (Example 7) of the reflective front screen according to the present invention, with a part cut away.
21g shows a present Example and this Example 21g is completely different from the first to sixth Examples 21a to 21f in that the
レンチキュラーレンズ102は、透明な樹脂、例えばアクリル樹脂からなり、半径rの横方向(水平方向)に延びる円筒面状のレンズ素子104を多数個縦方向(垂直方向)に沿って配設したものであり、その厚さTは次式で表される。
T≒r+f(θ1)cosθ1
尚、θ1はスクリーンに対して水平に正面に延びる法線に対する、斜め下側に位置するプロジェクタからの画像光の角度である。
そして、その厚さTは3rより小さい。
つまり、T≒r+f(θ1)cosθ1<3rである。
The
T≈r + f (θ1) cos θ1
Note that θ1 is the angle of image light from the projector located obliquely below the normal line extending horizontally in front of the screen.
And the thickness T is smaller than 3r.
That is, T≈r + f (θ1) cos θ1 <3r.
106、106、・・・はレンチキュラーレンズ102の底面に形成されたストライプ状のブラックマスクであり、108、108、・・・は各ブラックマスク間106・106、106・106、・・・に存在するストライプ状の非マスク部分であり、プロジェクタからの画像光(角度θ1)の各レンズ素子104により集光されるところに位置されている。
110は光を散乱反射する散乱反射手段である白紙であり、ブラックマスク106、106、・・・が底面に形成されたレンチキュラーレンズ102のそのブラックマスク106、106、・・・を含む底面に形成されている。そして、この白紙110の表面は上記非マスク部分108、108、・・・に露出する。
106, 106,... Are stripe-shaped black masks formed on the bottom surface of the
110 is a white paper which is a scattering reflection means for scattering and reflecting light, and is formed on the bottom surface of the
112は例えばアルミニウムからなるベースで、白紙110の底面に固定されており、反射型フロントスクリーン21gの強度確保と白紙110を透過しようとする画像光を反射して画像光の利用効率を高める役割を果たす。
以下に、レンチキュラーレンズ(或いはフライアイレンズ)を主体として反射型フロントスクリーンをつくる発想を得た経過について説明すると共に本実施例の原理を説明する。
図11は一般的なレンチキュラーレンズ(或いはフライアイレンズでも良い。しかし、以後はフライアイレンズでも良いと言うことは繰り返さない。)101をフロントスクリーンとして用いた場合を示している。一般的なレンチキュラーレンズ101は厚みがそのレンズ素子103、103、・・・の焦点距離fに設定されている。
In the following, the process of obtaining the idea of creating a reflective front screen mainly using a lenticular lens (or fly-eye lens) will be described, and the principle of this embodiment will be described.
FIG. 11 shows a case where a general lenticular lens (or a fly-eye lens may be used. However, it is not repeated hereinafter that a fly-eye lens may be used) 101 is used as a front screen. The thickness of the general
このようなレンチキュラーレンズ101を用いると、プロジェクタ120からの画像光が各レンズ素子103、103、・・・に入射して非マスク部分108、108、・・・に集光しても反射された光はレンズ素子103、103、・・・を再度通るので、そこで平行光になってプロジェクタ120側へ戻る。即ち、拡散しないのである。隣のレンズ素子103へ入った光も平行光になり、拡散しない。
従って、拡散角が広がらず、スクリーンとして機能しないのである。
依って、レンチキュラーレンズ101は反射型フロントスクリーンには利用できないと考えられてきた。
When such a
Therefore, the diffusion angle does not widen and does not function as a screen.
Therefore, it has been considered that the
しかし、本願発明者は、レンズの厚さを球面レンズ焦点距離3rよりも顕著に短くすれば、大角度入射光(放線に対する角度の大きい入射光)については強い球面収差が生じ、散乱反射されても通ってきたレンズ素子を通らず、それとは別のレンズ素子を通るので、平行光になり得ず、拡散し、反射型フロントスクリーンとして機能し得るという着想を得て、本実施例を案出した。 However, if the thickness of the lens is significantly shorter than the spherical lens focal length 3r, the inventor of the present application generates strong spherical aberration for large-angle incident light (incident light having a large angle with respect to the ray) and is scattered and reflected. This example was devised with the idea that it could not be parallel light, diffused, and could function as a reflective front screen because it would not pass through the lens element that passed through and another lens element. did.
図12は斯かる本実施例21gの原理説明図である。
122は半径rの凸曲面(フライアイレンズの場合には凸球面)のレンズ素子であり、例えばアクリル樹脂からなり、その屈折率nrは1.5である。ちなみに、空気の屈折率naは1.0である。
fはその凸曲面状の各レンズ素子122の焦点距離であり、レンズ素子122の表面上の或る点pにその光軸と平行に入射した光線Rに着目することとする。
FIG. 12 is a diagram for explaining the principle of this
f is a focal length of each
上記点pの接線と垂直なラインの法線に対するその入射した光線Rの角度をθ1とすると下記の式1が成立する。
nasinθ1=nrsinθ2 ・・・式1
尚、θ2は上記点pと上記レンズ素子122の中心oを結ぶ線に対する上記光線Rのレンズ素子122を通る部分の角度である。
上記式の空気の屈折率naに1.0を代入し、アクリル樹脂の屈折率nrに1.5を代入すると、下記の式2が成立する。
1.0sinθ1=1.5sinθ2 ・・・式2
If the angle of the incident light ray R with respect to the normal of the line perpendicular to the tangent to the point p is θ1, the following
nasin θ1 = nrsin θ2
Θ2 is an angle of a portion of the light ray R passing through the
When 1.0 is substituted for the refractive index na of air in the above formula and 1.5 is substituted for the refractive index nr of the acrylic resin, the following formula 2 is established.
1.0 sin θ1 = 1.5 sin θ2 Equation 2
次に、上記光線Rの上記レンズ素子122の光軸に対する角度をθ3とすると、下記の式3が成立する。
r/sinθ3=f/sinθ2 ・・・式3
尚、球の中心oと、点pと、光軸と平行にレンズ素子122に入射した光線Rが光軸をよぎる点(中心oから焦点距離fだけ離れた点:焦点)qを結ぶ三角形の図から明らかなように、θ1=θ2+θ3が成立する。
Next, when the angle of the light ray R with respect to the optical axis of the
r / sin θ3 = f / sin θ2 Equation 3
It should be noted that a triangular shape connecting the center o of the sphere, the point p, and a point q (a point away from the center o by a focal length f: focal point) q where the light ray R incident on the
そして、上記式2からsinθ2=1.0sinθ1/1.5が成立する。
また、上記式3及びθ1=θ2+θ3から下記の式4が成立する。
f(θ1)=sinθ2・r/sinθ3=1.0・sinθ1・r/1.5・sinθ3
=r・sinθ1/1.5・sin(θ1−θ2)・・・式4
上記式からθ1を10°から90°まで10°毎に変化させた場合(但し、θ1=45°の場合も含む)のθ2、1/sin(θ1−θ2)及び焦点距離f(θ1)を示すのが下記の表1である。
From the above equation 2, sin θ2 = 1.0 sin θ1 / 1.5 is established.
Further, the following expression 4 is established from the above expression 3 and θ1 = θ2 + θ3.
f (θ1) = sin θ2 · r / sin θ3 = 1.0 · sin θ1 · r / 1.5 · sin θ3
= R · sin θ1 / 1.5 · sin (θ1-θ2) Equation 4
From the above equation, θ2, 1 / sin (θ1−θ2), and focal length f (θ1) when θ1 is changed every 10 ° from 10 ° to 90 ° (including the case where θ1 = 45 °) are obtained. Shown in Table 1 below.
上記表1から明らかなように、焦点距離f(θ1)はθ1が10°の場合、1.9799r、約2rになり、80°の場合、1.044r、約1rになる。
つまり、球面収差により焦点距離f(θ1)が1rから2rの範囲で変化する。
従って、θ1が例えば80°というように大角度である場合、或るレンズ素子122aを通った光線は、図13に示すように、焦点位置に入射してもそこで散乱反射されると別のレンズ素子122cを通り、平行光にはならず、±θ5の角度内で拡散する。
As is apparent from Table 1 above, the focal length f (θ1) is 1.9799r and about 2r when θ1 is 10 °, and 1.044r and about 1r when 80 °.
That is, the focal length f (θ1) changes in the range of 1r to 2r due to spherical aberration.
Accordingly, when θ1 is a large angle such as 80 °, for example, a light beam that has passed through a
そこで、図14に示すように、レンチキュラーレンズの厚さTをr+f(θ1)cosθ1と3rよりも顕著に小さくすると、大角度で入射し焦点位置で散乱反射した光は正面方向へは平行光になることなく散乱反射するので、フロントスクリーンとして機能し得るのである。
更に、大角度で入射した光は、球面収差により完全に一点の焦点位置に集まらず、集光位置は広がり、大きさを持つので、各レンズ素子104・104間の角度的拡散が生じる。
従って、図11に示すようなレンチキュラーレンズを用いた場合におけるような、レンズに入射した光が散乱反射されても入射したレンズ素子103を通って集光され平行光になるという問題を、回避することができ、反射型フロントスクリーンとして充分に使用が可能であり、そのようにしたのが図10に示す実施例21gなのである。
Therefore, as shown in FIG. 14, when the thickness T of the lenticular lens is significantly smaller than r + f (θ1) cos θ1 and 3r, the light incident at a large angle and scattered and reflected at the focal position becomes parallel light in the front direction. Since it does not scatter, it can function as a front screen.
Furthermore, light incident at a large angle is not completely collected at a single focal position due to spherical aberration, and the condensing position is widened and has a size, so that angular diffusion between the
Therefore, the problem that light incident on the lens is condensed through the
図15は本発明反射型フロントスクリーンの第8の実施例(:実施例8)21hを示す一部を切断した斜視図である。
本実施例(:実施例8)21hは、図10に示す実施例21gとは、基本的にレンチュキュラーレンズ(102)に代えてフライアイレンズ103を用いることにより、縦方向(垂直方向)における集光のみならず横方向(水平方向)における集光をも為すようにしたというという点で異なる。
105、105、・・・はフライアイレンズ103を構成するフライアイレンズ素子である。
FIG. 15 is a perspective view of a reflective front screen according to the eighth embodiment (Embodiment 8) 21h of the present invention, with a part cut away.
This Example (Example 8) 21h differs from the Example 21g shown in FIG. 10 in that the fly-
そのようにフライアイレンズ103を用いるようにしたのは、ブラックマスクと非マスク部分の面積比を実施例21gよりも大きくし、画像の背景に対するコントラストを強くできるようにするためである。勿論、そのことから派生して、ブラックマスクとしてストライプタイプではなくピンホールタイプのものを用いるという相違点をも有する。しかし、それ等以外の点では相違がない。
107はブラックマスク、109、109、・・・はピンホールタイプの非マスク部分であり、散乱反射手段である例えば白紙110の表面がその非マスク部分109、109、・・・に露出し、そこに入射した光を散乱反射する。112は例えばアルミニウム等からなるベースである。
The reason why the fly-
107 is a black mask, 109, 109,... Is a pinhole type non-mask part, and the surface of the
図16は本発明反射型フロントスクリーンの第9の実施例(:実施例9)21iを示す断面図である。
先ず、本実施例(:実施例9)の意義について説明する。上述の実施例7、8は、大角度入射の場合には有効に機能しうるが、低角度入射から大角度入射の範囲を、投射角度とするプロジェクタの場合には、低角度側で、拡散光がやはり、平行光に近くなってしまい、低角度側で視野角が非常に狭くなってしまうおそれがなくはない。
FIG. 16 is a sectional view showing a ninth embodiment (Example 9) 21i of the reflective front screen of the present invention.
First, the significance of this example (Example 9) will be described. The
というのは、近年開発されている広角の短焦点プロジェクタの場合でも、投射角は、20°〜60°程度であり、大角度入射だけを使うプロジェクタは、限定されてしまう。そのため、現在既に普及しているプロジェクタに対応するためには、低角度から大角度までの投射に対しても、外光対策できるフロントスクリーンが望ましい。
そこで、第7、第8の実施例21g、21hをさらに進化させた形態が、この第9の実施例21iなのである。尚、後述する第10の実施例21j、第11の実施例21kも第9の実施例21iのように第7、第8の実施例21g,21hをさらに進化させた形態である。
This is because even in the case of a wide-angle short-focus projector that has been developed in recent years, the projection angle is about 20 ° to 60 °, and projectors that use only large-angle incidence are limited. For this reason, in order to cope with projectors that are already in widespread use, a front screen that can take measures against external light is desirable even for projections from low angles to large angles.
Therefore, the
本実施例21iは、レンテキュラーレンズまたはフライアイレンズによって、角度情報を位置情報に変換し、外光対策を行う考えを有する点では、実施例7.8と同じであるが、低角度入射の反射型フロントスクリーンでも使えるように、透明角度領域と拡散角度領域の拡散フィルムを、レンテキュラーレンズ又はフライアイレンズのレンズ主平面近傍に設置していることが、根本的に異なっているのである。
本実施例21iの構成を図16を参照して説明する。同図において、130は例えばアルミニウムからなるベース、132はそのベース130の表面で、鋸歯状反射板形状、反射型フレネルレンズ形状又は反射型シリンドリカルフレネルレンズ形状を有している。
This Example 21i is the same as Example 7.8 in that it has the idea of converting angle information into position information by using a lenticular lens or a fly-eye lens, and taking measures against external light. It is fundamentally different that a diffusing film of a transparent angle region and a diffusing angle region is installed in the vicinity of the lens principal plane of a lenticular lens or fly-eye lens so that it can be used in a reflective front screen.
The configuration of the present Example 21i will be described with reference to FIG. In the figure,
134、134、・・・は、ストライプタイプのブラックマスクであり、次に述べるレンチキュラーレンズシート(136)の各レンズ素子の焦点にあたる部分を除きマスクするように形成されている。即ち、その各レンズ素子の焦点にあたる部分において上記ベース130の表面132が露出している。
136は、上記ベース130の表面(ブラックマスク134、134、・・・が形成された部分を含む)に裏面を接着されたレンチキュラーレンズシートであり、その焦点距離はfである。レンズ素子形成面が表面であり、各レンズ素子にその光軸と平行に入射した光は上記ベース130の露出した表面132に集光される。
134, 134,... Are stripe-type black masks that are formed so as to mask except for a portion corresponding to the focal point of each lens element of a lenticular lens sheet (136) described below. That is, the
138は透明光学接着剤(屈折率が1.4)で、この接着剤138を介して上記レンチキュラーレンズシート136のレンズ素子形成面に、拡散(DLC)フィルム140が接着されている。なおレンチキュラーレンズシート136の焦点距離fは、136の屈折率1.5のアクリルと屈折率1.4の透明光学接着剤の2つの屈折率差とレンズ形状で決まる焦点距離である。この拡散フィルム140は、透明角度領域と拡散角度領域を有する。具体例を挙げると、入射角+15°〜−15°の範囲の入射光に対して入射角無依存の拡散特性を有し、その範囲外の入射光に対しては透明となる特性を有する。
次に、本実施例21iの原理を述べる。床置き型又は机上置き型のプロジェクタ(図示を省略した)からのプロジェクタ光Rがスクリーン21iに対して正面の斜め下側から入射する。このプロジェクタ光の入射角度がレンズ主平面近傍に設置した拡散フィルム140の透明角度領域内にあり、プロジェクタ光Rは拡散フィルム140内を全く拡散せず、恰もガラス板を通り抜けると同じように直進する。
138 is a transparent optical adhesive (refractive index is 1.4), and a diffusion (DLC)
Next, the principle of Example 21i will be described. Projector light R from a floor-mounted or desk-mounted projector (not shown) enters the
この状態で、レンテキュラーレンズ136(フライアイレンズを用いる実施例もあり得る。以後、このことは繰り返し述べない)の表面に達したプロジェクタ光Rは、レンテキュラーレンズ136の各レンズ素子によって各焦点位置に集光される。この各焦点位置にはブラックマスクは存在しないため、焦点位置の各反射面132、132、・・・によって、方向を変えられ、かつ散乱反射する。
この反射面132、132、・・・は、上述したように、散乱反射性を有する鋸歯状反射板、または散乱反射性を有する反射型フレネルレンズ、または散乱反射性を有する反射型シルンドリカルフレネルレンズ形状である。従って、拡散主光線方向はスクリーン法線方向を向くことになる。
In this state, the projector light R that has reached the surface of the lenticular lens 136 (a fly-eye lens may be used. Hereinafter, this will not be repeatedly described) is focused on each lens element of the
As described above, the reflecting
さて、各焦点位置にある反射面132、132、・・・で拡散した光は、再度レンテキュラーレンズ136(或いはフライアイレンズ)に入射すると、低角度入射の場合には、あまり反射方向が変化していないため、ほぼ平行光に戻ってしまう筈である。
しかし、この第9の実施例21iの場合、(後述する第10の実施例21j、第11の実施例21kの場合も同様)、図16に示すように、出射する時は、レンテキュラーレンズ136(或いはフライアイレンズ)のレンズ主平面近傍に設置している拡散フィルム140の拡散角度領域を通過するため、しっかり拡散されることとなり、問題なく画像表示を行うことができる。
When the light diffused by the reflecting
However, in the case of the
図16に示す本実施例(:第9の実施例)21iでは、この透明領域と拡散角度領域を有する拡散フィルム140としてDiffused Light Control film(DLC-film) (特開2006−84563号公報又はKG170001-USに記載のフィルム)を用いている。類似した特性を持つフィルムとして、住友化学の『ルミスティ』があげられる。
上述した拡散フィルムの拡散角度範囲は、上下±15°のものや±25°のものが典型例である。この拡散角度以外ではガラスのように透明となる。このフィルムを変形したものに、+5°〜―45°の範囲で拡散角度領域となるフィルムもあり、積層することで、±45°の拡散角度領域の実現も可能にしている。また、これ以外の変形例も使用可能である。さて、外光であるが、反射面にしっかりブラックマスクが設置されているため、透明角度領域から進入してきた外光も、拡散角度から進入してきた外光も、ブラックマスクがしっかり吸収してくれるので、非常にすぐれたコントラストを明所で実現できる。
この透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムとしては、具体的にDLCフィルムを用いるが、縦拡散1枚のみで良いため、従来型の図25に示したスクリーンよりはるかに安価となる。
In this embodiment (i.e., ninth embodiment) 21i shown in FIG. 16, a diffused light control film (DLC-film) (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-84563 or KG170001) is used as the
Typical examples of the diffusion angle range of the diffusion film described above are those of ± 15 ° up and down and ± 25 °. Except this diffusion angle, it becomes transparent like glass. As a modified version of this film, there is a film that has a diffusion angle region in the range of + 5 ° to −45 °. By laminating, a diffusion angle region of ± 45 ° can be realized. Also, other variations can be used. Now, although it is external light, the black mask is firmly installed on the reflective surface, so the black mask absorbs both external light entering from the transparent angle region and external light entering from the diffusion angle. So you can achieve very good contrast in the light.
As the diffusion film having the transparent angle region and the diffusion angle region, a DLC film is specifically used. However, since only one longitudinal diffusion is required, it is much cheaper than the conventional screen shown in FIG.
図16に示す第9の実施例21iの構成によれば、フレネルレンズ+レンティキュラーレンズ+ブラックマスク+拡散フィルムの構成で知られるリアプロジェクションTVの機能を全て実現できることがわかる。
リアプロジェクションシステムの機能を全て実現できる反射型フロントスクリーンは、これ以外に例がなく、非常にすぐれた特性が期待できる。
According to the configuration of the ninth example 21i shown in FIG. 16, it can be seen that all the functions of the rear projection TV known as the configuration of Fresnel lens + lenticular lens + black mask + diffusion film can be realized.
There is no other example of a reflective front screen that can realize all the functions of the rear projection system, and very excellent characteristics can be expected.
図17は、本発明反射型フロントスクリーンの第10の実施例(:実施例10)21jを示す断面図である。
本実施例21jは、レンテキュラーレンズシート136(或いはフライアイレンズ)内部における主平面(レンズ素子形成面)近傍に、透明領域と拡散角度領域を有する拡散フィルム140を設置したものである。尚、このスクリーンをBM付きレンチ・DLCフロントスクリーンと名付けると良い。ちなみにBMはブラックマスクのことを指す。
FIG. 17 is a sectional view showing a tenth embodiment (Example 10) 21j of the reflective front screen of the present invention.
In Example 21j, a
ここで、第9(及び第10)の実施例21i(21j)の外光抑制機能に関して説明をする。
図18は、図16に示すスクリーン(第9の実施例)21iの外光抑制機能の例を示す断面図である。この外光抑制機能は、従来の図25に示す反射型フロントスクリーンでは外光抑制不能である、プロッジェクター光より下方からの外光に対して抑制機能を発揮する。
Here, the external light suppression function of the ninth (and tenth)
FIG. 18 is a cross-sectional view showing an example of the external light suppression function of the screen (9th embodiment) 21i shown in FIG. This outside light suppressing function exhibits a suppressing function against outside light from below the projector light, which is impossible to suppress outside light on the conventional reflective front screen shown in FIG.
この外光は、プロジェクタ近傍の床からの拡散光として生じ、例としては、天井照明光、窓からの太陽光(西日)等による拡散光が床で反射されてスクリーンに入射角度領域である、透明角度領域から侵入してくるものでる。
図18に示すように、反射面のブラックマスク134、134、・・・がしっかり吸収してくれることがわかる。
図19は、図25に示す従来型の場合における外光抑制機能を示すものであり、図18に示した上記実施例21iの外光抑制機能と比較するためのものである。
This outside light is generated as diffused light from the floor in the vicinity of the projector. For example, diffused light from ceiling illumination light, sunlight from a window (western sun), etc. is reflected by the floor and is incident on the screen. Intrusions from the transparent angle region.
As shown in FIG. 18, it can be seen that the
FIG. 19 shows the external light suppression function in the case of the conventional type shown in FIG. 25, and is for comparison with the external light suppression function of Example 21i shown in FIG.
図19に示す外光抑制機能においては、入射角度領域である、透明角度領域から侵入してくる外光に対して、全く抑制機能を有していないため、鋸歯状反射面で方向を変えた外光は、拡散角度領域に侵入し、観察角度領域に拡散するため、コントラストを著しく低下させることがわかる。
それに対して、本発明の第9、第10の実施例のBM付きレンチ・DLCフロントスクリーン21i(21j)は、透明角度領域からの外光抑制機能だけでなく、拡散角度領域からの外光に対しても、反射面のブラックマスクが、外光を吸収するため、拡散角度領域がどんなに広くても問題なく外光抑制可能である。
In the external light suppression function shown in FIG. 19, since the external light entering from the transparent angle region, which is the incident angle region, has no suppression function at all, the direction is changed by the sawtooth reflecting surface. It can be seen that external light penetrates into the diffusion angle region and diffuses into the observation angle region, so that the contrast is significantly reduced.
On the other hand, the BM-equipped wrench /
図20はその拡散角度領域からの外光に対しても抑制機能を有することを示す図である。即ち、図20に示すように、拡散角度領域からの外光は、画面に対する占有面積比の大きなブラックマスク134、134、・・・により吸収することができ、有効に外光抑制ができるのである。従って、拡散角度領域と透明角度領域とがオーバーラップしても良く、それ故、上下視野角を広くすることができるのである。
この外光抑制特性は、拡散角度領域の広さが、視野角の広さを決めるため、スクリーン近傍から、スクリーン全体を見ることができるエリアを実現できるため、会議室やゼミ室、教室等の空間の有効利用に重要な特性となる。
それに対して、従来の反射型フロントスクリーンでは、鋸歯状反射板で透明角度領域と拡散角度領域を折り返しているだけなので、拡散角度領域を大きくしてゆくと、ミラー対称性から必ずオーバーラップが生じ、拡散角度領域からの外光の一部が、再度拡散角度領域に侵入するため、原理的に、上下視野角を広くとることができない。従って、本発明の第9、第10の実施例21i、21jのスクリーン特性の実現は不可能である。このことからも、図16、17に示す第9の実施例21iや第10の実施例21jの方が特性が優れていることが分かる。
FIG. 20 is a diagram showing that a function of suppressing external light from the diffusion angle region is also provided. That is, as shown in FIG. 20, the outside light from the diffusion angle region can be absorbed by the
This extraneous light suppression characteristic is that the area of the diffusion angle determines the width of the viewing angle, so that an area where the entire screen can be seen from the vicinity of the screen can be realized, so a conference room, seminar room, classroom, etc. This is an important characteristic for effective use of space.
On the other hand, in the conventional reflection type front screen, since the transparent angle region and the diffusion angle region are merely folded back by the sawtooth reflector, if the diffusion angle region is increased, an overlap always occurs due to mirror symmetry. Since a part of the external light from the diffusion angle region enters the diffusion angle region again, in principle, a wide vertical viewing angle cannot be taken. Therefore, it is impossible to realize the screen characteristics of the ninth and
図21は、第9の実施例21iや第10の実施例21jのBM付きレンチ・DLCフロントスクリーンが適用される天井設置型プロジェクタの使用環境例を示す。
プロジェクタ150として天井設置型のものを使用する場合、一般に普及しているプロジェクタでは、スクリーンと天井設置型プロジェクタとの間に、天井の照明152、152、・・・が存在するため、この光がコントラストを大幅に悪化させることとなる。天井設置型プロジェクタ光より上方からの外光(床置き形プロジェクタの場合のプロジェクタ光より下方からの外光に対応)抑制が必要不可欠となる。特に大画面のスクリーンとなると、スクリーンは、机より高い位置から上側に設置するため、スクリーン上端は、天井近傍となる。
FIG. 21 shows an example of the usage environment of a ceiling-mounted projector to which the BM-equipped wrench / DLC front screen of the
When a ceiling-mounted projector is used as the
従って、スクリーン21i上端では、天井設置型プロジェクタからの光線は、低角度の垂直入射近傍となるため、投射距離分スクリーンから天井設置プロジェクタを離さなければならない。依って、大画面スクリーンの場合、天井設置プロジェクタ150とスクリーン21i(或いは21j)との間には、かなりの数の天井照明152、152、・・・が存在することとなる。天井設置プロジェクタ150が部屋の奥に設置してある場合、部屋の天井照明の全て152、152、・・・がコントラスト低下の原因となる。
Therefore, at the upper end of the
更に、スクリーン上端部では天井設置型プロジェクタからの光が、スクリーン法線方向近傍から入射してくるため、低角度でも外光抑制機能を発現できることが必要不可欠となる。これが可能なのは、本発明のBM付きレンチ・DLCフロントスクリーン21i、21jのみである。
図22は、第9の実施例21iにおける、プロジェクタ光より上方からの外光抑制例を示す断面図である。この図から明らかなように、プロジェクタ光よりも上方からの外光は反射面132のブラックマスク134、134、・・・が、外光を吸収するため、拡散角度領域がどんなに広くても問題なく外光抑制可能である。
Furthermore, since the light from the ceiling-mounted projector enters from the vicinity of the screen normal direction at the upper end portion of the screen, it is indispensable that the function of suppressing external light can be exhibited even at a low angle. This is possible only with the wrench and
FIG. 22 is a cross-sectional view showing an example of suppressing external light from above the projector light in the ninth example 21i. As is clear from this figure, since the external light from above the projector light is absorbed by the
図23は、従来型の反射型フロントスクリーンを天井設置型のプロジェクタを用いる使用環境下で使用した場合のプロジェクタ光上方からの外光抑制が不能である例を示す。この場合は、図23から明らかなように、プロジェクタ光よりも上方からの外光が、各鏡形成領域にて表面側に反射されて視る者に視認されてしまう。図22に示す本発明の第9の実施例21i(及び第10の実施例21j)の外光抑制例の場合と比較すると、外光抑制効果が従来型の場合には顕著に劣ることが明らかである。
FIG. 23 shows an example in which it is impossible to suppress external light from above the projector light when the conventional reflective front screen is used in an environment where a ceiling-mounted projector is used. In this case, as is apparent from FIG. 23, external light from above the projector light is reflected on the surface side in each mirror forming region and viewed by the viewer. Compared with the case of the external light suppression example of the
図24は、本発明反射型フロントスクリーンの第11の実施例(:実施例11)21kを示す断面図である。
本実施例21kは、ベース130の表面を平坦な面132pにする、即ち、反射板形状の鋸歯状形状を不要にし、以てベース130の製造を容易にしたものである。
本実施例21kは、図16に示した第9の実施例21iとは、第1に、ベース130として、表面132pは左右方向拡散用の表面形状を有し、垂直方向における鋸歯状の表面形状を有しない点で異なっている。従って、第9の実施例21iの場合と比較すると、ベース130の製造は容易である。
FIG. 24 is a sectional view showing an eleventh embodiment (embodiment 11) 21k of the reflective front screen of the present invention.
The present Example 21k makes the surface of the base 130 a
This
第2に、拡散フィルム140aとして、拡散角度領域を、スクリーン法線方向から下方にずらしたものを用いる点で、本実施例21kは、図16に示した第9の実施例21iとは異なっている。具体的には、例えば+5°〜−45°の範囲で入射角に依存しない拡散特性を有するものを用いる。勿論、その角度以外の光に対しては透明となる特性を有する。
この第11の実施例21kの存在意義について述べると、次の通りである。
天井設置プロジェクタ対応のBM付きレンチ・DLCフロントスクリーンの使用環境は図21に示すようになるが、このような環境下では、スクリーンより高い位置から観察する人は存在できない。
従って、スクリーン上方へ拡散するのは、無駄になる。そこで、拡散主光線方向をスクリーン法線方向より少し下方へ設定することにより、反射面132pの形状から鋸歯状の形状を取り除いたスクリーン構成にするのである。
Secondly, the present Example 21k is different from the ninth Example 21i shown in FIG. 16 in that the diffusion angle area is shifted downward from the screen normal direction as the
The significance of existence of the
FIG. 21 shows the usage environment of the BM-equipped wrench and DLC front screen for ceiling-mounted projectors. Under such an environment, no one can observe from a position higher than the screen.
Therefore, it is useless to diffuse upward on the screen. Therefore, by setting the diffusion principal ray direction slightly below the screen normal direction, the screen configuration is obtained by removing the sawtooth shape from the shape of the reflecting
つまり、天井設置プロジェクタ150は、天井からプロジェクタ光(画像光)を投射するため、スクリーン21j上方から画像光が入射してくる。従って、正反射方向のスクリーン下方に観察者がいるので、わざわざ反射方向を変える必要がなく、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムの拡散角度領域を、スクリーン法線方向から下方にずらした、拡散フィルム140aを用いて、観察者に画像を表示するのである。
用いるフィルムは、拡散角度領域が、+5°〜−45°のフィルムである。この角度以外ではガラスのように透明となる。プロジェクタ光は、スクリーン法線方向からわずか5°上方の低角度入射から入射可能であり、天井近傍までスクリーンの上端の位置の設定が可能である。従って、大画面表示を高いコントラストで、照明をつけた状態でも見ることができる。しかも、上下視野角は、50°もとれるため、部屋の前部からスクリーン全体を見ることができ、部屋の空間の有効利用が可能である。
That is, since the ceiling-mounted
The film to be used is a film having a diffusion angle region of + 5 ° to −45 °. Except this angle, it is transparent like glass. The projector light can be incident from a low angle incident just 5 ° above the normal direction of the screen, and the position of the upper end of the screen can be set up to the vicinity of the ceiling. Therefore, it is possible to view a large screen display with high contrast even in a lighted state. In addition, since the vertical viewing angle is 50 °, the entire screen can be seen from the front of the room, and the room space can be used effectively.
第9の実施例21i、第10の実施例21j,第11の実施例21kの拡散フィルム140、140a及び反射面132における拡散特性の一方向性は、異方性のあるものを用いており、透明角度領域と拡散角度領域をもつ拡散フィルムの拡散方向は、ほぼ上下方向のみの拡散を、反射面での拡散は、ほぼ横方向のみの拡散を実現するものである。これは請求項11に記載の実施例でもある。
The unidirectionality of the diffusion characteristics in the
図示はしないが、本発明の反射型フロントスクリーンは立体表示にも用いることができる。そのように立体表示に用いる一つの実施例を本発明の第12の実施例(:実施例12)とし、以下その実施例を説明する。
反射型フロントスクリーンが偏光特性を保持する場合は、右目用画像と左目用画像を縦直線偏光、横直線偏光もしくは右円偏光、左円偏光に割り当て、偏光メガネを用いて視認するようにする。
Although not shown, the reflective front screen of the present invention can also be used for stereoscopic display. One embodiment used for stereoscopic display as such is the twelfth embodiment (Example 12) of the present invention, and the embodiment will be described below.
When the reflective front screen retains polarization characteristics, the right-eye image and the left-eye image are assigned to vertical linearly polarized light, horizontal linearly polarized light, right circularly polarized light, and left circularly polarized light, and are visually recognized using polarized glasses.
金属による鏡面形状散乱は、光の偏光を保持する特性を有しており、全反射と、白色塗料、紙に拡散の場合は、偏光を保持できない。従って、金属反射のみで設計されている場合は、偏光を利用した立体表示が可能である。請求項8、9に記載のスクリーンにおける反射面に、表面形状金属反射を用いる場合は、偏光保持が可能である。
また、第9〜第11の実施例21i、21j、21kに使用する、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルム140、140 aは、透過型拡散フィルムであるにもかかわらず、偏光を保持する特性を有しており、請求項10、11に記載の、本発明BM付きレンチ・DLCフロントスクリーンは、偏光保持型の反射型フロントスクリーンであるので、偏光を利用した立体表示が可能である。
Specular shape scattering by metal has the property of maintaining the polarization of light, and polarization cannot be maintained in the case of total reflection, diffusion in white paint, and paper. Therefore, when it is designed only by metal reflection, stereoscopic display using polarized light is possible. When surface-shaped metal reflection is used for the reflecting surface of the screen according to
In addition, the
尚、請求項1〜11に記載のスクリーンを用い、高速に右目用画像と左目用画像を時分割表示し、これと同期するシャッターメガネを用いて、明所でも高コントラストの立体表示を行うことは可能である。
It is to be noted that the right-eye image and the left-eye image are displayed in a time-sharing manner at high speed using the screen according to
本発明は、フロントプロジェクション型表示装置に用いる反射型フロントスクリーンに広く産業上の利用可能性があり、更に、反射型フロントスクリーンを用いて明所で高いコントラストの画像表示での立体表示画像(三次元画像)を視認できる立体表示システムにも産業上の利用可能性がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has wide industrial applicability to a reflective front screen used in a front projection type display device, and further uses a reflective front screen to display a stereoscopic display image (third order) in a high contrast image display in a bright place. A stereoscopic display system that can visually recognize an original image has industrial applicability.
21a〜21k・・・各実施例の反射型フロントスクリーン、
22・・・全反射プリズムシート、
24・・・全反射プリズムシートのプリズム素子、t・・・入射面
u・・・全反射面、v・・・全反射面の粗面化した部分、
26・・・ホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜、
28・・・ブラックマスク(ブラックストライプタイプ)、
30・・・非マスク部分、
32・・・散乱反射手段(白紙又は白色塗料等)、
34・・・散乱反射手段の表面(散乱反射面)、
40・・・ホットライン防止用の横方向反射素子、
42・・・画像光を反射する凹曲面、
44・・・ブラックマスク(ピンホールタイプ)、46・・・非マスク部分、
62・・・基板(アルミニウム等の金属又は樹脂フィルム)
66・・・基板の散乱反射面、
68・・・散乱乱反射手段(例えば白色塗料)、
70・・・ブラックマスク(ストライプタイプ)、72・・・非マスク部分、
74・・・ブラックマスク(ピンホールタイプ)、
102・・・レンチキュラーレンズ、103・・・フライアイレンズ、
104・・・レンチキュラーレンズ素子、105・・・フライアイレンズ素子、
106・・・ブラックマスク(ストライプタイプ)、
107・・・ブラックマスク(ピンホールタイプ)、
108、109・・・非マスク部分、
110・・・散乱反射手段(例えば白紙)、
120・・・プロジェクタ
122・・・球面(円筒面)レンズ素子
122a、122c・・・レンチキュラーレンズ素子
130・・・ベース(例えばアルミニウムからなる)、
132、132p・・・ベースの表面(反射面)
134・・・ブラックストライプまたはピンホール型ブラックマスク
136・・・レンチキュラーレンズシート、
138・・・屈折率1.4の透明光学接着剤
140、140a・・・透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルム、
150・・・プロジェクタ、152・・・天井の照明。
21a to 21k ... reflective type front screen of each embodiment,
22 ... Total reflection prism sheet,
24 ... Prism element of total reflection prism sheet, t ... Incident surface u ... Total reflection surface, v ... Roughened portion of total reflection surface,
26. Light absorbing film for preventing hot spots and hot lines,
28 ... Black mask (black stripe type),
30 ... non-mask part,
32 ... scattering reflection means (white paper or white paint, etc.),
34 ... surface of the scattering reflection means (scattering reflection surface),
40: Transverse reflection element for hot line prevention,
42 ... concave surface reflecting image light,
44 ... Black mask (pinhole type), 46 ... Non-mask part,
62 ... Substrate (metal such as aluminum or resin film)
66... Scattering reflection surface of substrate,
68: Scattering diffuse reflection means (for example, white paint),
70 ... Black mask (stripe type), 72 ... Non-mask part,
74 ... Black mask (pinhole type),
102 ... Lenticular lens, 103 ... Fly eye lens,
104 ... Lenticular lens element, 105 ... Fly eye lens element,
106 ... Black mask (stripe type),
107 ... Black mask (pinhole type),
108, 109 ... non-mask part,
110 ... scattering reflection means (for example, white paper),
120 ...
132, 132p ... Surface of base (reflection surface)
134 ... Black stripe or pinhole type
138 ... Transparent
150... Projector, 152.
Claims (14)
上記全反射プリズムシートの上記出射面に各プリズム素子の上記入射面に入射し上記全反射面にて内面全反射された光を遮光しない位置を除いて配置されたブラックマスクと、
上記全反射プリズムシートの出射面に配置された散乱反射手段を、
有することを特徴とする反射型フロントスクリーン。 Each prism element is made of a transparent material having a refractive index n, in which a plurality of prism elements each having an incident surface and a total reflection surface on the incident side and having an apex angle θ are arranged in the vertical direction, and the exit side is an exit surface having no surface shape. A total reflection prism sheet whose apex angle θ is set to sin-1 (1 / n) or more;
A black mask disposed on the exit surface of the total reflection prism sheet except for a position where the light incident on the incident surface of each prism element and totally reflected by the total reflection surface is not blocked;
The scattering reflection means disposed on the exit surface of the total reflection prism sheet,
A reflective front screen characterized by comprising:
入射光の入射角の変化に応じて入射光線がプリズム素子入射面に略垂直になるようプリズム素子の頂角を略一定に保ちながらプリズム素子入射角と全反射面を回転させた
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 The reflective front screen of claim 1,
The prism element incident angle and total reflection surface are rotated while keeping the apex angle of the prism element substantially constant so that the incident light beam is substantially perpendicular to the incident surface of the prism element according to the change in the incident angle of the incident light. Reflective front screen.
各プリズム素子頂角部に線状のホットスポット・ホットライン防止用光吸収膜を形成した
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 The reflective front screen according to claim 1 or 2,
A reflection type front screen characterized in that a linear hot spot / hot line preventing light absorbing film is formed at the apex corner of each prism element.
各プリズム素子頂角部の入射面に凹凸またはモスアイ構造を形成した
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 The reflective front screen according to claim 1 or 2,
A reflection-type front screen, wherein an uneven surface or a moth-eye structure is formed on the incident surface of each prism element apex portion.
各プリズム素子の入射面と全反射面のいずれか一方又は両方の面が一次元的集光機能を有する
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 The reflective front screen according to claim 1, 2, 3, or 4,
One of the incident surface and total reflection surface of each prism element, or both surfaces have a one-dimensional condensing function. The reflection type front screen characterized by the above-mentioned.
各プリズム素子の入射面が一次元的集光機能を有する円筒型屈折レンズであり、
各プリズム素子の全反射面が一次元的集光機能を有する全反射型円筒凹面鏡であり、
上記入射面の一次元的集光機能の集光方向と上記全反射面の一次元的集光機能の集光方向とが互いに略直交し、
表面形状のない出射面に設けたブラックマスクが各プリズム素子の全反射面にて反射されたところの光の集光位置がピンホールとなるピンホール型のブラックマスクである
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 The reflective front screen according to claim 1, 2, 3, or 4,
A cylindrical refractive lens in which the incident surface of each prism element has a one-dimensional condensing function,
The total reflection surface of each prism element is a total reflection type cylindrical concave mirror having a one-dimensional condensing function,
The condensing direction of the one-dimensional condensing function of the incident surface and the condensing direction of the one-dimensional condensing function of the total reflection surface are substantially orthogonal to each other,
Reflection characterized in that it is a pinhole type black mask in which the light condensing position of the black mask provided on the exit surface having no surface shape reflected by the total reflection surface of each prism element becomes a pinhole Type front screen.
各プリズム素子の入射面と全反射面のいずれか一方又は両方の面が二次元的集光機能を有し、
表面形状のない出射面に設けたブラックマスクが各プリズム素子の全反射面にて反射された光の集光位置がピンホールとなるピンホール型のブラックマスクである
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 The reflective front screen according to claim 1, 2, 3, or 4,
Either one or both of the incident surface and the total reflection surface of each prism element have a two-dimensional condensing function,
Reflective front characterized in that the black mask provided on the exit surface with no surface shape is a pinhole type black mask where the condensing position of the light reflected by the total reflection surface of each prism element becomes a pinhole screen.
拡散主光線方向が略反射スクリーン法線方向となる傾いた面には、各焦点位置に拡散機能を有する散乱反射手段を有し、
焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが設けられている
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 A mirror assembly having a plurality of mirror surfaces of a concave mirror with a metal reflection or total reflection tilt having a one-dimensional light collecting function or a two-dimensional light collecting function;
On the inclined surface where the diffuse principal ray direction is substantially the normal direction of the reflective screen, it has scattering reflection means having a diffusion function at each focal position,
A reflective front screen characterized in that a black mask having a light absorption function is provided in a portion other than the focal position.
上記散乱反射手段の出射側の焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが設けられている
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 It has a scattering reflection means having a scattering reflection function at a substantially condensing position of large-angle incident light of a lenticular lens sheet having a one-dimensional condensing function or a fly-eye lens having a two-dimensional condensing function,
A reflection type front screen, wherein a black mask having a light absorption function is provided in a portion other than the focal position on the emission side of the scattering reflection means.
散乱反射手段として、反射する面を表面形状金属反射がされるようにすることにより偏光保持拡散されるようにしたものを用いた
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 The reflective front screen according to claim 8 or 9,
A reflection-type front screen characterized in that as a scattering reflection means, a surface to be reflected is subjected to surface-shaped metal reflection so as to be polarized and diffused.
上記散乱反射手段の出射側の焦点位置以外の部分には光吸収機能を有するブラックマスクが設けられ、かつレンティキュラーレンズ、若しくはフライアイレンズの主平面近傍である、スクリーン表面か、すぐ内側に、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムを有している
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 Whether a lenticular lens sheet having a one-dimensional condensing function or a fly-eye lens having a two-dimensional condensing function has a scattering / reflecting means having a scattering / reflecting function at a substantially condensing position of low-angle incident light to large-angle incident light. Alternatively, in addition to this diffusing means, it has a scattering reflecting means to which a sawtooth reflecting surface structure for directing the diffusion principal ray direction to the screen normal direction is added,
A portion other than the focal position on the exit side of the scattering reflection means is provided with a black mask having a light absorption function, and in the vicinity of the main plane of the lenticular lens or fly-eye lens, on the screen surface, just inside, A reflection type front screen comprising a diffusion film having a transparent angle region and a diffusion angle region.
焦点位置における散乱反射手段が、ほぼ一方向の異方性散乱反射特性を有し、且つレンティキュラーレンズ、若しくはフライアイレンズの主平面近傍である、表面か、すぐ内側に、透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムの拡散特性が、ほぼ一方向の異方性拡散特性である
ことを特徴とする反射型フロントスクリーン。 The reflective front screen according to claim 11,
The scattering reflection means at the focal position has an anisotropic scattering reflection characteristic in almost one direction and diffuses with a transparent angle region on the surface or just inside the main plane of the lenticular lens or fly-eye lens. A reflection type front screen characterized in that the diffusion characteristic of a diffusion film having an angular region is an anisotropic diffusion characteristic in almost one direction.
透明角度領域と拡散角度領域を有する拡散フィルムの偏光保持特性と反射面に表面形状金属反射による偏光保持拡散を組み合わせることより、偏光保持拡散機能を実現し、右目用画像と左目用画像に互いに直交する2つの直線偏光を割り当てるか、右円偏光と左円偏光を割り当て、(円)偏光メガネを用いることにより、立体表示を行うようにした
ことを特徴とする立体表示システム。 Using the reflective front screen according to claim 9, claim 11 or claim 12,
A polarization maintaining diffusion function is realized by combining polarization maintaining characteristics of a diffusion film having a transparent angle region and a diffusion angle region and polarization maintaining diffusion by surface shape metal reflection on the reflecting surface, and the right eye image and the left eye image are orthogonal to each other. A three-dimensional display system characterized by assigning two linearly polarized lights, or assigning right circularly polarized light and left circularly polarized light, and using (circle) polarized glasses.
高速に右目用画像と左目用画像を時分割表示し、これと同期するシャッターメガネを用いて、明所でも高コントラストの立体表示を行う
ことを特徴とする立体表示システム。 Using the reflective front screen according to any one of claims 1 to 12,
A three-dimensional display system characterized in that a right-eye image and a left-eye image are displayed in a time-sharing manner at high speed, and high-contrast stereoscopic display is performed even in a bright place by using shutter glasses that synchronize with this.
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