JP2012226103A - Reflection screen and image display system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射スクリーン、反射スクリーンを備える映像表示システムに関するものである。 The present invention relates to a reflection screen and a video display system including the reflection screen.
近年、反射スクリーンに映像を投射する映像源として、至近距離からの投写で大画面表示を実現する短焦点型の映像投射装置(プロジェクタ)等が広く利用されている。このような短焦点型の映像投射装置は、反射スクリーンに対して、上方又は下方から従来の映像源よりも大きな入射角度で投射することができ、反射スクリーンを用いた映像表示システムの省スペース化等に寄与している。
そして、このような短焦点型の映像投射装置によって投射された映像光を良好に表示するために、単位レンズが複数配列されて形成されたリニアフレネルレンズ形状やサーキュラーフレネルレンズ形状を有するレンズ層の表面に反射層を形成した反射スクリーン等が様々に開発されている(例えば、特許文献1,2)。
また、反射スクリーンを用いた映像表示システムとして、明室環境下でもコントラスト等が良好な映像を表示可能である映像表示システムへの需要が高まっている。
In recent years, as a video source for projecting an image on a reflective screen, a short focus type image projection device (projector) that realizes a large screen display by projection from a close range has been widely used. Such a short focal point type image projection apparatus can project on the reflection screen from above or below at a larger incident angle than a conventional image source, and saves space in an image display system using the reflection screen. Etc.
In order to satisfactorily display the image light projected by such a short focus type image projection device, a lens layer having a linear Fresnel lens shape or a circular Fresnel lens shape formed by arranging a plurality of unit lenses. Various reflective screens having a reflective layer formed on the surface have been developed (for example, Patent Documents 1 and 2).
Further, as a video display system using a reflective screen, there is an increasing demand for a video display system capable of displaying a video with good contrast and the like even in a bright room environment.
前述のようなレンズ層を用いた反射スクリーン等では、好適な視野角を得る目的で、レンズ層よりも映像源側に光を拡散させる光拡散層等を備えるものがある。
しかし、反射スクリーンに入射した映像光の一部は、この光拡散層によって拡散され、適切な角度で反射層へ到達することができない。そのため、反射スクリーンの略正面方向となる観察者側に届く映像光の光量が低減し、映像光の利用効率が大幅に低下し、映像の輝度が低下したりぼやけたりするという問題が生じる場合がある。
また、反射スクリーンに入射する照明光等の不要な外光も、光拡散層によって拡散されるために、観察者に届き、映像のコントラストの低下を招くという問題がある。
前述の特許文献1,2には、そのような映像光の利用効率の低下を防止する対策に関しては、一切開示されていない。
Some reflective screens using the lens layer as described above include a light diffusion layer that diffuses light closer to the image source than the lens layer for the purpose of obtaining a suitable viewing angle.
However, part of the image light incident on the reflection screen is diffused by the light diffusion layer and cannot reach the reflection layer at an appropriate angle. As a result, the amount of image light reaching the observer side, which is substantially in the front direction of the reflective screen, is reduced, the use efficiency of the image light is greatly reduced, and there is a problem that the brightness of the image is lowered or blurred. is there.
In addition, unnecessary external light such as illumination light incident on the reflection screen is also diffused by the light diffusion layer, so that it reaches the observer and causes a reduction in the contrast of the image.
The above-mentioned Patent Documents 1 and 2 do not disclose any measures for preventing such a decrease in the use efficiency of image light.
本発明の課題は、明室環境下であっても明るくコントラストが高い良好な映像を表示できる反射スクリーン及びそのような高品位の反射スクリーン及びこの反射スクリーンを備える映像表示システムを提供する事である。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reflective screen capable of displaying a bright and high-contrast good image even in a bright room environment, such a high-quality reflective screen, and an image display system including the reflective screen. .
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、映像源から投射された映像光を反射して観察可能に表示する反射スクリーンであって、レンズ面(111a)と非レンズ面(111b)とを有する単位レンズ(111)が該反射スクリーンのスクリーン面に沿って複数配列されたフレネルレンズ形状を背面側に有するレンズ層(11)と、少なくとも前記単位レンズのレンズ面上に形成され、光を反射する反射層(12,32)と、前記レンズ層よりも映像源側に配置され、前記単位レンズの配列方向に平行な方向において、該反射スクリーンのスクリーン面に直交する方向を含む特定の角度範囲の入射角度で入射する光に対する拡散作用の大きさが、それ以外の角度から入射する光に対する拡散作用に比べて大きい光制御層(14)と、を備え、前記光制御層は、その映像源側に、映像源側に凸となる凸部(141)と、前記凸部よりもレンズ層側に位置する凹部(142)とがスクリーン面に沿って前記単位レンズの配列方向に平行な方向に交互に配列されており、前記凸部は、その配列方向に平行であってスクリーン面に直交する断面における断面形状が略四角形形状であり、前記凸部の映像源側の頂面(141a)及び前記凹部の表面(142a)には、光を拡散させる微細凹凸形状が形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(10,20,30)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の反射スクリーンにおいて、前記凸部(141)の配列ピッチをP、前記凹部(142)の表面(142a)から前記凸部の頂面(141a)までの寸法をHとするとき、0.12≦H/P≦0.2という関係を満たすこと、を特徴とする反射スクリーン(10,20,30)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の反射スクリーンにおいて、前記凸部(141)の頂面(141a)及び前記凹部(142)の表面(142a)の微細凹凸形状の表面粗さである算術平均粗さRa(JIS B0601−2001)は、好ましくは0.3μm以上であり、さらに好ましくは0.5μm以上であること、を特徴とする反射スクリーン(10,20,30)である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記凸部(141)は、その配列方向に平行であってスクリーン面に直交する断面における断面形状が、略矩形形状であること、を特徴とする反射スクリーン(10,20,30)である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention of claim 1 is a reflection screen that reflects image light projected from an image source and displays the image light so as to be observable, and a unit lens (111) having a lens surface (111a) and a non-lens surface (111b). A lens layer (11) having a Fresnel lens shape arranged on the back side along the screen surface of the reflection screen, and a reflection layer (12, 12) formed on at least the lens surface of the unit lens and reflecting light. 32), and is incident on an image source side with respect to the lens layer and is incident at an incident angle in a specific angle range including a direction perpendicular to the screen surface of the reflecting screen in a direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses. A light control layer (14) having a large diffusion effect on light compared to the diffusion effect on light incident from other angles, the light control layer comprising: On the image source side, a convex portion (141) convex toward the image source side and a concave portion (142) located closer to the lens layer than the convex portion are parallel to the arrangement direction of the unit lenses along the screen surface. The projections are arranged alternately in the direction, and the projections have a substantially quadrangular cross-section in a cross section that is parallel to the arrangement direction and orthogonal to the screen surface, and the top surface (141a on the image source side of the projections). ) And the surface of the concave portion (142a) is formed with a fine uneven shape for diffusing light, which is a reflective screen (10, 20, 30).
According to a second aspect of the present invention, in the reflective screen according to the first aspect, the arrangement pitch of the convex portions (141) is P, and from the surface (142a) of the concave portion (142) to the top surface (141a) of the convex portion. The reflective screen (10, 20, 30) is characterized by satisfying a relationship of 0.12 ≦ H / P ≦ 0.2, where H is the dimension of.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the reflective screen according to the first or second aspect, wherein the top surface (141a) of the convex portion (141) and the surface of the concave portion (142) have a fine concavo-convex shape. Reflective screen (10, 20, 30) characterized in that arithmetic average roughness Ra (JIS B0601-2001) as roughness is preferably 0.3 μm or more, and more preferably 0.5 μm or more. It is.
According to a fourth aspect of the present invention, in the reflective screen according to any one of the first to third aspects, the convex portions (141) are in a cross section that is parallel to the arrangement direction and orthogonal to the screen surface. The reflecting screen (10, 20, 30) is characterized in that the cross-sectional shape is a substantially rectangular shape.
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記レンズ層(11)よりも映像源(LS)側に、スクリーン面内において、前記単位レンズ(111)の配列方向に平行な方向における拡散作用に比べて前記単位レンズの配列方向に直交する方向における拡散作用の方が大きい異方性光拡散層(25)を備えること、を特徴とする反射スクリーン(20)である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記単位レンズ(111)及び前記凸部(141)の配列方向は、該反射スクリーンの画面上下方向であること、を特徴とする反射スクリーン(10,20,30)である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記単位レンズ(111)は、前記非レンズ面(111b)上に光を吸収する光吸収層(36)が形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(30)である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the reflective screen according to any one of the first to fourth aspects, the unit is disposed on the image source (LS) side of the lens layer (11) and within the screen surface. Reflection characterized by comprising an anisotropic light diffusion layer (25) that has a larger diffusion effect in a direction perpendicular to the arrangement direction of the unit lenses than a diffusion action in a direction parallel to the arrangement direction of the lenses (111). Screen (20).
A sixth aspect of the present invention is the reflective screen according to any one of the first to fifth aspects, wherein the arrangement direction of the unit lenses (111) and the convex portions (141) is the screen of the reflective screen. It is a reflective screen (10, 20, 30) characterized by being in the vertical direction.
The invention according to
請求項8の発明は、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の反射スクリーン(10,20,30)と、前記反射スクリーンに対して映像光を投射する映像源(LS)と、を備える映像表示システム(1)である。
請求項9の発明は、請求項8に記載の映像表示システムにおいて、前記映像源(LS)は、短焦点プロジェクタであること、を特徴とする映像表示システム(1)である。
The invention of claim 8 is the reflection screen (10, 20, 30) according to any one of claims 1 to 7, and an image source (LS) for projecting image light to the reflection screen. And a video display system (1).
The invention of claim 9 is the video display system according to claim 8, wherein the video source (LS) is a short focus projector.
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本発明による反射スクリーンは、単位レンズの配列方向に平行な方向において、反射スクリーンのスクリーン面に直交する方向を含む特定の角度範囲の入射角度で入射する光に対する拡散作用の大きさが、それ以外の角度から入射する光に対する拡散作用に比べて大きい光制御層を備え、光制御層は、その映像源側に、映像源側に凸となる凸部と、凸部よりもレンズ層側に位置する凹部とがスクリーン面に沿って単位レンズの配列方向に平行な方向に交互に配列されており、凸部は、その配列方向に平行であってスクリーン面に直交する断面における断面形状が略四角形形状であり、凸部の映像源側の頂面及び凹部の表面には、光を拡散させる微細凹凸形状が形成されているものとした。
従って、反射スクリーンに対して下方等から斜めに投射する映像光は、殆ど拡散させることなく反射層へ到達させて反射し、略正面方向へ光制御層から出射する際に確実に拡散させることができる。よって、映像光を効率よく反射させることができ、明るく明瞭であって、視野角が広い映像を表示できる。
また、反射スクリーンに対して上方から斜めに入射する外光は、殆ど拡散させることなく反射層へ到達させて反射し、反射スクリーンの下方側へ光制御層から出射する際にも殆ど拡散作用を受けない。よって、観察者側のいる反射スクリーンの正面方向へ届く外光を大幅に低減でき、外光によるコントラストの低減を改善し、コントラストの高い映像を表示できる。
このような効果は、特に、映像光を画面上下方向において下方側や上方側から一般の投射系に比べて大きな入射角度で投射する短焦点型の映像源を用いる場合には、高く発揮される。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The reflection screen according to the present invention has a large diffusion effect on light incident at an incident angle in a specific angle range including a direction orthogonal to the screen surface of the reflection screen in a direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses. The light control layer includes a light control layer that is larger than the diffusion action for light incident from other angles, and the light control layer includes a convex portion that is convex on the image source side and a lens layer that is more convex than the convex portion. The concave portions located on the side are alternately arranged in a direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses along the screen surface, and the convex portions are cross-sectional shapes in a cross section that is parallel to the arrangement direction and orthogonal to the screen surface. Is a substantially quadrangular shape, and a fine concavo-convex shape for diffusing light is formed on the top surface of the convex portion on the image source side and the surface of the concave portion.
Therefore, image light projected obliquely from below or the like to the reflection screen can reach the reflection layer without being diffused and be reflected, and can be reliably diffused when emitted from the light control layer in a substantially front direction. it can. Therefore, the image light can be reflected efficiently, and a bright and clear image with a wide viewing angle can be displayed.
In addition, external light incident on the reflection screen obliquely from above reaches the reflection layer without being diffused and is reflected and hardly diffuses when it is emitted from the light control layer to the lower side of the reflection screen. I do not receive it. Therefore, the external light reaching the front direction of the reflection screen on the viewer side can be greatly reduced, the reduction of contrast due to the external light can be improved, and an image with high contrast can be displayed.
Such an effect is particularly high when using a short-focus image source that projects image light from the lower side or the upper side in the vertical direction of the screen at a larger incident angle than a general projection system. .
(2)凸部の配列ピッチをP、凹部の表面から凸部の頂面までの寸法をHとするとき、0.12≦H/P≦0.2という関係を満たすので、明るく、輝度ムラ等がなく、明瞭であってコントラストの高い映像を表示できる。 (2) When the arrangement pitch of the convex portions is P and the dimension from the surface of the concave portion to the top surface of the convex portion is H, the relationship 0.12 ≦ H / P ≦ 0.2 is satisfied, so that bright and uneven brightness is obtained. It is possible to display a clear and high contrast image.
(3)凸部の頂面及び凹部の表面の微細凹凸形状の表面粗さである算術平均粗さRa(JIS B0601−2001)は、好ましくは0.3μm以上であり、さらに好ましくは0.5μm以上であるので、映像光を拡散して広げることができ、良好な視野角を得ることができる。 (3) The arithmetic average roughness Ra (JIS B0601-2001), which is the surface roughness of the fine irregularities on the top surface of the convex part and the surface of the concave part, is preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.5 μm. As described above, video light can be diffused and widened, and a good viewing angle can be obtained.
(4)凸部は、その配列方向に平行であってスクリーン面に直交する断面における断面形状が、略矩形形状であるので、光制御層に対してそのシート面(光制御層全体としてみた場合の平面方向となる面であり、反射スクリーンのスクリーン面に平行な面)に対して法線方向から入射する光を確実に、100%拡散させることができる。また、凸部の断面形状が略矩形形状であるので、成形時に成形型から光制御層(凸部)を離型しやすく、製造が容易に行える。 (4) Since the convex portion has a substantially rectangular cross section in a cross section that is parallel to the arrangement direction and orthogonal to the screen surface, the sheet surface (when viewed as the entire light control layer) with respect to the light control layer It is possible to reliably diffuse 100% of light incident from the normal direction with respect to the plane direction of the reflection screen and a plane parallel to the screen surface of the reflection screen. In addition, since the cross-sectional shape of the convex portion is a substantially rectangular shape, the light control layer (convex portion) can be easily released from the mold during molding, and manufacturing can be performed easily.
(5)反射スクリーンは、レンズ層よりも映像源側に、スクリーン面内において、単位レンズの配列方向に平行な方向における拡散作用に比べて単位レンズの配列方向に直交する方向における拡散作用の方が大きい異方性光拡散層を備える。従って、映像光に単位レンズの配列方向に直交する方向における拡散作用を付与することができ、良好な視野角を得ることができる。 (5) The reflecting screen has a diffusing action in a direction perpendicular to the arrangement direction of the unit lenses, compared to a diffusing action in the direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses in the screen surface on the image source side from the lens layer. Has a large anisotropic light diffusion layer. Therefore, it is possible to give the image light a diffusing action in a direction orthogonal to the arrangement direction of the unit lenses, and a good viewing angle can be obtained.
(6)単位レンズ及び凸部の配列方向は、反射スクリーンの画面上下方向であるので、画面上下方向において、映像光を反射スクリーンの下方や上方側から投射し、略正面方向へ反射させることができる。また、反射スクリーンの上方から主として入射する外光を効率よく下方側へ反射することできる。 (6) Since the arrangement direction of the unit lenses and the convex portions is the screen vertical direction of the reflection screen, the image light is projected from the lower side or the upper side of the reflection screen in the vertical direction of the screen and reflected substantially in the front direction. it can. In addition, it is possible to efficiently reflect outside light that is mainly incident from above the reflection screen to the lower side.
(7)単位レンズは、非レンズ面上に光を吸収する光吸収層が形成されているので、外光を吸収してコントラストを向上させることができる。 (7) Since the light absorption layer which absorbs light is formed on the non-lens surface, the unit lens can absorb external light and improve the contrast.
(8)本発明による反射スクリーンと、反射スクリーンに対して映像光を投射する映像源とを備える映像表示システムであるので、明るく、明瞭であり、コントラストの高い映像を表示することができる。 (8) Since the video display system includes the reflective screen according to the present invention and the video source that projects video light onto the reflective screen, a bright, clear and high-contrast video can be displayed.
(9)映像源は、短焦点プロジェクタであるので、映像表示システムの省スペース化を図ることができる。また、短い投射距離で大画面表示を実現できる。 (9) Since the video source is a short focus projector, the space of the video display system can be saved. Further, a large screen display can be realized with a short projection distance.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。従って、各光線の入射角度等に関して、実際の角度とは異なる場合がある。
また、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、シート、板、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、光学シートは、光学フィルムとしてもよいし、光学板としてもよい。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding. Therefore, the incident angle of each light beam may differ from the actual angle.
In addition, the terms “plate”, “sheet”, “film” and the like are used, but these are generally used in the order of thickness, “plate”, “sheet”, “film”. I am using it. However, there is no technical meaning for such proper use, so the terms of sheets, plates, and films can be replaced as appropriate. For example, the optical sheet may be an optical film or an optical plate.
Furthermore, numerical values such as dimensions and material names of each member described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の反射スクリーン10を用いた映像表示システム1を示す図である。
映像表示システム1は、反射スクリーン10、映像源LS等を有している。本実施形態では、反射スクリーン10が映像源LSから投影された映像光を反射して、その画面上に映像を表示する一般的な映像表示システムを説明するが、これに限らず、映像表示システム1は、例えば、映像光を映像源LSから投射するフロントプロジェクションテレビシステム等としてもよいし、反射スクリーン10と映像源LSと反射スクリーンの観察画面上の位置を検出する位置検出部やパーソナルコンピュータ等を備えたインタラクティブボードシステムとしてもよい。
映像源LSは、映像光Lを反射スクリーンへ投影する映像投射装置であり、汎用のプロジェクタ等を用いることができる。この映像源LSは、図1(b)に示すように、反射スクリーン10使用状態におけるスクリーンの画面中央よりも下方側から映像光Lを投影する短焦点型の汎用プロジェクタである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an image display system 1 using a
The video display system 1 includes a
The video source LS is a video projection device that projects the video light L onto a reflective screen, and a general-purpose projector or the like can be used. As shown in FIG. 1B, the video source LS is a short focus general-purpose projector that projects the video light L from the lower side of the screen center of the screen when the
反射スクリーン10は、映像源LSが投射した映像光Lを観察者O側へ向けて反射し、映像を表示する。使用状態において、この反射スクリーン10の観察画面は平面状であり、観察者O側から見て、その観察画面は、長辺方向が画面左右方向となる略矩形状である。なお、以下の説明中において、画面上下方向、画面左右方向とは、特に断りが無い場合、この反射スクリーン10の使用状態における画面上下方向(鉛直方向)、画面左右方向(水平方向)であるとする。
この反射スクリーン10は、反射層12よりも背面側に、平板状の支持板50が、粘着材等からなる不図示の接合層を介して設けられており、この支持板50により、その平面性を維持している。本実施形態の支持板50は、光透過性を有していない。
The
The
図2は、第1実施形態の反射スクリーン10の層構成を示す図である。
図2(a)では、反射スクリーン10のスクリーン面に直交し、使用状態における画面上下方向に平行な断面での断面の一部を拡大して示している。また、図2(b),(c)では、図2(a)における断面の単位レンズ121をさらに拡大して示しているが、図2では、理解を容易にするために、支持板50等は適宜省略して示してある。
反射スクリーン10は、その映像源LS側(観察面側)から順に、光制御層14、基材層13、レンズ層11、反射層12等を備えている。ここで、スクリーン面とは、この反射スクリーン10において、スクリーン全体として見たときにおける、反射スクリーン10の平面方向となる面を示すものであり、本明細書中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。この反射スクリーン10のスクリーン面は、反射スクリーン10の観察画面に平行である。
本実施形態の反射スクリーン10は、例えば、画面サイズが対角80インチサイズ(1220×1620mm)とすることができる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a layer configuration of the
In FIG. 2A, a part of a cross section in a cross section orthogonal to the screen surface of the
The
For example, the
基材層13は、この反射スクリーン10の基材となる透明又は半透明のシート状の部材である。基材層13の映像源側(観察面側)には、光制御層14が一体に形成され、背面側(裏面側)には、レンズ層11が一体に形成されている。
この基材層13としては、例えば、厚さが100〜200μmであるPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂や、PC(ポリカーボネート)樹脂、MS(メチルメタクリレート・スチレン)樹脂、MBS(メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン)樹脂、アクリル系樹脂、TAC(トリアセチルセルロース)樹脂等の樹脂製のシート状部材を用いることができる。本実施形態の基材層13は、厚さ100μmのPET樹脂製のシート状の部材を用いている。
なお、基材層13は、所定の透過率とするためのグレー等の染料や顔料等により着色が施されていてもよい。
The
Examples of the
The
レンズ層11は、基材層13の背面側に設けられた光透過性を有する層であり、その背面側(基材層13とは反対側)には、フレネルレンズ形状が形成されている。
レンズ層11に形成されるフレネルレンズ形状は、単位レンズが一方向に配列されたリニアフレネルレンズ形状としてもよいし、単位レンズが同心円状に配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状としてもよく、反射スクリーン10の使用環境や映像源LSの光学特性等に合わせて、適宜最適な方を選択して用いることができる。
本実施形態では、レンズ層11は、リニアフレネルレンズ形状が形成されている例を挙げて説明する。本実施形態のレンズ層11のリニアフレネルレンズ形状は、単位レンズ111がスクリーン面に沿って画面上下方向に複数配列されることにより形成されている。
The
The Fresnel lens shape formed on the
In the present embodiment, the
レンズ層11は、紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、レンズ層11は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
このレンズ層11は、例えば、光制御層14が一方の面に形成された基材層13の他方の面に、紫外線成形法等によりレンズ層11を形成することにより作成することができる。なお、レンズ層11の形成方法は、適宜自由に選択してよく、この限りではない。
レンズ層11(単位レンズ111)を紫外線成形法により形成することにより、よりピッチの細かく、かつ、形状精度の高い単位レンズ111を形成することができる。
The
The
By forming the lens layer 11 (unit lens 111) by an ultraviolet molding method, it is possible to form the
単位レンズ111は、スクリーン面に直交する方向(反射スクリーン10の厚み方向)に平行であって単位レンズ111の配列方向(反射スクリーン10の画面上下方向)に平行な断面における断面形状が、略三角形形状であり、頂点tと、フレネルレンズ形状のレンズ面であるレンズ面111aと、頂点tを挟んでレンズ面111aと対向する非レンズ面111bとを有している。本実施形態の単位レンズ111は、背面側に凸となる略三角柱形状であり、その長手方向は、画面左右方向に平行であり、画面上下方向に配列されている。
この単位レンズ111は、反射スクリーン10の使用状態において、レンズ面111aが頂点tを挟んで非レンズ面111bよりも鉛直方向上側に位置する。すなわち、鉛直方向において頂点tに対して非レンズ面111bが映像源LS側に位置し、レンズ面111aが映像源LSとは反対側に位置する。
The
In the usage state of the
単位レンズ111は、図2(b)に示すように、レンズ面111aがスクリーン面に平行な面となす角度がαであり、非レンズ面111bがスクリーン面に平行な面となす角度がβ(β>α)である。また、単位レンズ111の配列ピッチがP1である。
単位レンズ111の配列ピッチP1や角度α、角度βは、映像光を投影する映像源LS(プロジェクタ)の画素(ピクセル)の大きさや、映像源LSの映像光の投射角度(スクリーン面に対する映像光の入射角度)等に応じて、適宜変更可能である。
図2では、理解を容易にするために、単位レンズ111の配列ピッチP1、角度α及び角度βは、一定である例を示しているが、実際には、角度αは、単位レンズ111の配列方向に沿って所定の角度範囲内で変化している。
一例として、本実施形態の単位レンズ111は、配列ピッチP1が100μm、角度αが6〜20°の範囲内で配列方向に沿って可変であり、角度βが90°である。また、本実施形態の単位レンズ111(レンズ層11)の屈折率は、1.55である。
In the
The arrangement pitch P1, the angle α, and the angle β of the
FIG. 2 shows an example in which the arrangement pitch P1, the angle α, and the angle β of the
As an example, the
なお、角度α,β及び配列ピッチP1は、例えば、単位レンズ111の配列ピッチP1が略一定であり、画面上下方向(単位レンズ121の配列方向)において下側となるにしたがって、角度αが小さくなる形態としてもよい。また、例えば、配列ピッチP1が単位レンズ111の配列方向に沿ってしだいに変化してもよい。使用環境や所望する光学性能等に合わせて、単位レンズ111は、適宜その形状を選択してよい。
Note that the angles α and β and the arrangement pitch P1 are, for example, such that the arrangement pitch P1 of the
反射層12は、光を反射する作用を有し、少なくともレンズ面111a上に形成される層である。
この反射層12は、銀色系の塗料や、銀色系の顔料やビーズ等を含有する紫外線硬化型樹脂や、銀やアルミニウム等の金属蒸着膜、金属箔等により形成される。また、反射層12は、明るい映像を表示するために、その反射率が40%以上とすることが好ましく、70%以上とすることがさらに好ましい。
本実施形態の反射層12は、単位レンズ111間の谷部を充填し、レンズ面111a及び非レンズ面111bを被覆する形態となっており、銀色の顔料を含有する紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、これに限らず、レンズ面111a及び非レンズ面111bからなる凹凸形状に沿って所定の厚さで形成してもよい。
上述のように、単位レンズ111のレンズ面111a及び非レンズ面111bは反射層12が被覆しているので、レンズ面111a及び非レンズ面111bに入射する光は反射層12によって反射される。
The
The
The
As described above, since the
レンズ層11は、上述のようなフレネルレンズ形状を有しているので、図2(c)に示すように、映像源LSから投射され、画面上下方向において反射スクリーン10の下方から入射する映像光L1は、光制御層14及び基材層13を透過してレンズ層11の単位レンズ111へ入射し、レンズ面111aへ入射して反射層12によって反射され、観察可能な光線として反射スクリーン10の観察画面の略法線方向(略正面方向)へ向かう。
また、外光G1は、画面上下方向において、主として反射スクリーン10の上方から入射し、単位レンズ111のレンズ面111aへ入射して反射層12によって反射され、反射スクリーン10の下方へ向かうので、反射スクリーン10の観察画面の略法線方向(略正面方向)の観察者Oには殆ど届かない。
従って、反射スクリーン10によれば、映像光を効率よく観察者O側へ反射させ、外光を観察者Oが映像を視認しない方向へ向けることができる。
Since the
The external light G1 is incident mainly from above the
Therefore, according to the
光制御層14は、レンズ層11よりも映像源LS側に配置され、単位レンズ111の配列方向(反射スクリーン10の画面上下方向)に平行な方向において、反射スクリーン10のスクリーン面に直交する方向を含む特定の角度範囲の入射角度で入射する光に対する拡散作用の大きさが、それ以外の角度から入射する光に対する拡散作用に比べて大きいという機能を有する層である。
図3は、光制御層14を説明する図である。図3(a)〜(c)では、反射スクリーン10のスクリーン面に直交し、画面上下方向に平行な断面での光制御層14の映像源側表面の一部を拡大して示している。図3(d)では、光制御層14の拡散作用の大きさの異なる入射角度範囲及び出射角度範囲を模式的に示している。
光制御層14は、図3(a)に示すように、その映像源LS側に、スクリーン面に沿って単位レンズ111の配列方向(反射スクリーン10の画面上下方向)に平行な方向に交互に凸部141と凹部142とが配列された凹凸形状を有している。
光制御層14は、紫外線硬化型樹脂により形成されているが、これに限らず、電子線硬化型樹脂等、他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
The
FIG. 3 is a diagram illustrating the
As shown in FIG. 3A, the
The
凸部141は、映像源LS側に凸となる形状であり、その配列方向(画面上下方向)に平行であってスクリーン面に直交する断面における断面形状が略矩形形状である。この凸部141は、略矩形柱形状であり、その長手方向を画面左右方向とし、画面上下方向に所定の間隔で複数配列されている。
凸部141は、映像源LS側の面となる頂面141aと、この頂面141aを挟んで対向する側面141b,141cを備えている。本実施形態では、頂面141aは、スクリーン面に略平行であり、側面141b,141cは、スクリーン面に直交している。
凹部142は、スクリーン面に沿って画面上下方向に凸部141と交互に設けられており、その表面142aが凸部141よりもレンズ層11側(背面側)となる部分である。本実施形態の凹部142の表面142aは、スクリーン面に略平行である。
The
The
The
凸部141の頂面141a及び凹部142の表面142aは、その表面に微細な凹凸形状が形成されており、光を拡散する光拡散性を有している。この微細な凹凸形状は、光拡散性を発揮するという観点から、その表面粗さである算術平均粗さRa(JIS B0601−2001)が、0.3μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがさらに好ましい。
この微細な凹凸形状は、凸部141及び凹部142の形状を賦形する成形型の頂面141a及び表面142aに相当する部分に微細な凹凸形状を形成し、凸部141及び凹部142の形状の成形時に転写することにより形成してもよいし、平面状の凸部141及び凹部142の形状を形成後、拡散剤を含有するバインダを凸部141の頂面141aや凹部142の表面142aにコーティング等して形成してもよし、凹部142の表面142aには上述のような転写により微細凹凸形状を形成し、凸部141の頂面141aには上述のようなコーティング等で微細凹凸形状を形成してもよい。凸部141の頂面141aと凹部142の表面142aとで、表面粗さが異なっていてもよいし、形成方法が異なっていてもよい。
The
The fine concavo-convex shape forms a fine concavo-convex shape in a portion corresponding to the
なお、本実施形態では、凸部141の頂面141a及び凹部142の表面142aは、略同じ算術平均粗さRaを有しており、Ra=0.8μmである。また、本実施形態の凸部141の頂面141a及び凹部142の表面142aの微細凹凸形状は、凸部141及び凹部142を賦形する成形型の頂面141a及び表面142aに対応する部分に、この微細凹凸形状を賦形する微細な凹凸形状を形成し、凸部141及び凹部142の形状の成形時に微細な凹凸形状を転写することにより形成されている。
In the present embodiment, the
また、光制御層14の凸部141の画面上下方向における配列ピッチは、Pであり、反射スクリーン10の厚み方向(スクリーン面に直交する方向)における凸部141の頂面141aから凹部142の表面142aまでの寸法(凸部141の高さ)は、Hであり、画面上下方向における凸部141の幅がW1であり、凹部142の幅がW2である(P=W1+W2)。
本実施形態では、凸部141の配列ピッチP=100μmであり、凸部141の高さH=20μm、凸部141の幅W1及び凹部142の幅W2は等しく、W1=W2=50μmである。
また、本実施形態では、配列ピッチPと高さHの比H/P=0.2である。この比H/Pは、0.12≦H/P≦0.2とすることが、明るく明瞭でありコントラストの高い映像を表示する観点からこのましい。
The arrangement pitch of the
In the present embodiment, the arrangement pitch P of the
In this embodiment, the ratio of the arrangement pitch P to the height H is H / P = 0.2. The ratio H / P is preferably 0.12 ≦ H / P ≦ 0.2 from the viewpoint of displaying a bright and clear image with high contrast.
光制御層14は、このような凸部141及び凹部142を有することにより、反射スクリーン10のスクリーン面に直交する方向を含む特定の角度範囲の入射角度で入射する光に対する拡散作用の大きさが、それ以外の角度から入射する光に対する拡散作用に比べて大きいという機能を奏する。
図3(d)に示すように、画面上下方向(凸部141及び凹部142の配列方向)において、スクリーン面の法線方向を含む角度範囲R2,R4内の入射角度で光制御層14に入射する光に対しては、拡散作用を発揮する。しかし、上記の角度範囲以外の角度範囲R1,R3,R5,R6内の入射角度で入射する光に対しては、拡散作用を発揮せず直進透過させる、又は、拡散してもその拡散作用の大きさは小さい。なお、図3(d)中に示す直線Sは、スクリーン面に直交する直線である。
Since the
As shown in FIG. 3D, in the vertical direction of the screen (the arrangement direction of the
そのため、画面上下方向(凸部141の配列方向)において角度範囲R1,R3,R5,R6内の入射角度で入射する光は、一部が凸部141の頂面141aや凹部142の表面142aから入射して拡散されるが、それ以外の一部の光は、図3(b)の光A1〜A3に示すように、凸部141に対して側面141b,141cから入射又は出射する。この側面141b,141cは、微細な凹凸形状等を有していない平面であるので、光A1,A2,A3は、殆ど拡散されずに光制御層14を透過し、基材層13へ進んだり、反射スクリーン10から出射したりする。
一方、角度範囲R2,R4内の入射角度で入射する光A4,A5は、図3(c)に示すように、画面上下方向(凸部141の配列方向)において、凸部141の頂面141a又は凹部142の表面142aを透過するので、拡散される。
この角度範囲R1〜R6は、凸部141の配列ピッチPと高さHとの比H/Pによって定められる。なお、角度範囲R1は角度範囲R6と等しく、角度範囲R2は角度範囲R4と等しく、角度範囲R3は角度範囲R5と、その大きさが等しいものとする。
For this reason, light incident at an incident angle within the angle range R1, R3, R5, R6 in the vertical direction of the screen (arrangement direction of the convex portion 141) is partly from the
On the other hand, as shown in FIG. 3C, the light beams A4 and A5 incident at an incident angle within the angle ranges R2 and R4 are the
The angle ranges R1 to R6 are determined by the ratio H / P between the arrangement pitch P of the
図4は、反射スクリーン10に入射する光の画面上下方向における拡散や透過の角度範囲の様子を示す図である。
上述のように、本実施形態の反射スクリーン10は、光制御層14を備えている。映像源LSにより反射スクリーン10の下方から投射される映像光L2は、角度範囲R3の範囲内の入射角度で反射スクリーン10に入射し、反射層12で反射されて略正面方向である角度範囲R2範囲内に出射する。このとき、映像光L2は、反射スクリーン10への入射時には、光制御層14の拡散作用を受けない又は受けても僅かである。しかし、出射時には、映像光L2は、光制御層14の拡散作用を受け、その殆どが拡散される。
従って、映像光は、殆ど拡散されずに反射層12(レンズ面111a)に到達するので、映像光が効率よく観察者O側へ反射され、明るく明瞭な映像を表示できる。また、映像光は、反射層12で反射された後に拡散されるので、視野角を広げることができ、明るさの面均一性も向上できる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of an angle range of diffusion and transmission of light incident on the
As described above, the
Therefore, since the image light reaches the reflection layer 12 (
一方、照明光等の不要な外光G2は、主として反射スクリーン10の上方から、角度範囲R1の範囲内の入射角度で反射スクリーン10入射し、レンズ面111aの反射層12で反射されて、反射スクリーン10の下方側となる角度範囲R3の範囲内に出射する。このとき、外光G2は、反射スクリーン10への入射時には、光制御層14の拡散作用を受けない又は受けても僅かである。また、出射時においても、外光G2は、光制御層14の拡散作用を受けない又は受けても僅かである。
従って、外光は、殆ど拡散されずに反射層12(レンズ面111a)で反射して、殆ど拡散されずに反射スクリーン10の下方側へ出射するので、観察者O側に届くことがない、もしくは、観察者O側に届く外光を極力低減できる。従って、外光によるコントラスト低減を、より効果的に防止できる。
On the other hand, unnecessary external light G2 such as illumination light is incident on the
Accordingly, the external light is reflected by the reflection layer 12 (
ここで、凸部141の配列ピッチPと高さHとの関係に関して、0.12≦H/P≦0.2が好ましい理由を述べる。
図5は、比H/P別の入射角度と光制御層14に入射する或る光束のうち拡散されずに透過する光(非拡散透過光)の割合との関係を示すグラフである。
図5に示す縦軸は、光制御層14に入射する光束のうち、拡散されずに透過する光(非拡散透過光)の割合であり、横軸は、入射角度(スクリーン面に対する入射角度)である。
非拡散透過光の割合とは、ある入射角度(スクリーン面に対する入射角度)で光制御層14に入射する光束において、凸部141の頂面141aや凹部142の表面142aによる拡散作用を受けない光の割合を意味する。本実施形態のように映像源LSが反射スクリーン10の下方から映像を投射する場合には、非拡散透過光の割合とは、例えば、凸部141の側面141bから入射して光制御層14を透過し、凸部141の頂面141aや凹部142の表面142aに入射することなく基材層13へ入射する光の割合である。
この比H/Pと非拡散透過光の割合との関係を示すグラフは、計算により算出される。図5では、比H/P=0.1,比H/P=0.15,比H/P=0.2について、入射角度30〜80°の範囲内で2°毎に非拡散透過光の割合を算出した。なお、このとき、幅W1=W2であり、W1=W2=P/2であるとして算出している。
Here, the reason why 0.12 ≦ H / P ≦ 0.2 is preferable regarding the relationship between the arrangement pitch P and the height H of the
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the incident angle for each ratio H / P and the ratio of light (non-diffused transmitted light) that is transmitted without being diffused in a certain light flux incident on the
The vertical axis shown in FIG. 5 is the ratio of light that is transmitted without being diffused (non-diffused transmitted light) out of the light flux incident on the
The ratio of non-diffuse transmitted light is light that is not subjected to the diffusing action by the
A graph showing the relationship between this ratio H / P and the ratio of non-diffuse transmitted light is calculated. In FIG. 5, for the ratio H / P = 0.1, the ratio H / P = 0.15, and the ratio H / P = 0.2, the non-diffuse transmitted light every 2 ° within the range of the incident angle of 30-80 °. The percentage of was calculated. At this time, the calculation is performed assuming that the width W1 = W2 and W1 = W2 = P / 2.
図5に示すように、入射角度が小さいうちは、比H/Pが大きい方が、非拡散透過光の割合が大きい。そして、非拡散透過光の割合は、比H/Pに関わらず、スクリーン面に対する入射角度が大きくなるにつれて、大きくなり、比H/P毎に所定の入射角度をピークとし、それを超えると減少している。この非拡散透過光の割合がピークとなる入射角度は、比H/Pが大きいほど小さくなる傾向を有している。
ここで、比H/P=0.2では、非拡散透過光の割合が入射角度約68°をピークとして減少し始めた後、入射角度78°で再び増加に転じている。このような再び増加に転じる変曲点を有する場合、スクリーンの画面において、輝度のばらつきが生じ輝度ムラとなって観察され、明るさの面均一性が低下する。
従って、比H/Pは、H/P≦0.2とすることが、輝度ムラの低減等の観点から好ましい。なお、比H/P=0.2では、前述のように変曲点を有しているが、一般的に使用される短焦点型の映像源に対応する反射スクリーンでは、入射角度が最大で80°程度であり、78°付近に変曲点を有していても輝度ムラ等への影響は小さく、良好に使用できる。
As shown in FIG. 5, while the incident angle is small, the ratio of non-diffuse transmitted light is larger when the ratio H / P is larger. The ratio of the non-diffuse transmitted light increases as the incident angle with respect to the screen surface increases regardless of the ratio H / P, and peaks at a predetermined incident angle for each ratio H / P, and decreases beyond that. is doing. The incident angle at which the ratio of the non-diffuse transmitted light reaches a peak tends to decrease as the ratio H / P increases.
Here, at the ratio H / P = 0.2, the ratio of the non-diffuse transmitted light starts to decrease with an incident angle of about 68 ° as a peak, and then starts increasing again at an incident angle of 78 °. In the case of having such an inflection point that starts to increase again, a variation in luminance occurs on the screen screen, which is observed as luminance unevenness, and the surface uniformity of brightness decreases.
Therefore, the ratio H / P is preferably H / P ≦ 0.2 from the viewpoint of reducing luminance unevenness. Note that, at the ratio H / P = 0.2, the inflection point is present as described above. However, the reflection screen corresponding to the commonly used short focus type image source has the maximum incident angle. Even if it has an inflection point in the vicinity of 78 °, the influence on luminance unevenness is small and it can be used satisfactorily.
表1は、比H/P=0.2の場合に入射角度30〜80°で入射する光全体における非拡散透過光の光量を基準(100%)とした場合の、比H/P別の非拡散透過光の光量の割合を示す表である。
すなわち、図5に示す比H/P=2.0での非拡散透過光の割合の曲線を積分し、その積分値を基準(100%)とした場合の各H/P毎の非拡散透過光の割合の曲線の積分値の割合に相当する。
表1に示すように、比H/Pが大きくなると、入射角度30〜80°で入射する光全体における非拡散光の光量が大きくなる。
そして、比H/P=0.11では、77%であるが、比H/P=0.12では、82%となっている。入射角度30〜80°で入射する光全体における非拡散透過光の光量の割合は、比H/P=0.2を基準(100%)とした場合の80%以上であることが、明瞭な映像を表示し、外光によるコントラスト低下を防止する観点から好ましい。従って、比H/Pは、H/P≧0.12であることが好ましい。
以上の結果から、比H/Pは、0.12≦H/P≦0.2を満たすことが好ましい。
本実施形態の反射スクリーン10は、この比H/P=0.2であり、好ましい範囲を満たしている。
Table 1 shows the ratio H / P according to the ratio H / P when the light quantity of non-diffuse transmitted light in the whole light incident at an incident angle of 30 to 80 ° is set as a reference (100%) when the ratio H / P = 0.2. It is a table | surface which shows the ratio of the light quantity of non-diffusive transmitted light.
That is, the non-diffused transmission light curve for each H / P when the ratio curve of non-diffused transmitted light at the ratio H / P = 2.0 shown in FIG. 5 is integrated and the integrated value is used as a reference (100%). This corresponds to the ratio of the integral value of the light ratio curve.
As shown in Table 1, as the ratio H / P increases, the amount of non-diffused light in the entire light incident at an incident angle of 30 to 80 ° increases.
The ratio H / P = 0.11 is 77%, but the ratio H / P = 0.12 is 82%. It is clear that the ratio of the amount of non-diffuse transmitted light in the entire light incident at an incident angle of 30 to 80 ° is 80% or more when the ratio H / P = 0.2 is set as a reference (100%). This is preferable from the viewpoint of displaying an image and preventing contrast reduction due to external light. Therefore, the ratio H / P is preferably H / P ≧ 0.12.
From the above results, the ratio H / P preferably satisfies 0.12 ≦ H / P ≦ 0.2.
The
(第2及び第3実施形態)
図6は、第2及び第3実施形態の反射スクリーン20,30を説明する図である。
図6(a)には、第2実施形態の反射スクリーン20の層構成を示す図であり、反射スクリーン20の画面上下方向に平行であってスクリーン面に直交する方向における断面を模式的に示している。
第2実施形態の反射スクリーン20は、光拡散層25を備えている点が、第1実施形態の反射スクリーン10とは異なる以外は、前述の第1実施形態の反射スクリーン10と略同様の形態である。従って、前述の第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
第2実施形態の反射スクリーン20は、光拡散層25を基材層13と光制御層14との間に備えており、前述の第1実施形態の反射スクリーン10と同様に映像表示システム1に用いることができる。この光拡散層25は、光制御層14よりも映像源LS側に配置してもよい。
(Second and third embodiments)
FIG. 6 is a diagram illustrating the reflection screens 20 and 30 according to the second and third embodiments.
FIG. 6A is a diagram showing a layer configuration of the
The
The
光拡散層25は、画面上下方向における拡散特性に比べて、画面左右方向における拡散特性の方が大きい異方性拡散層である。この光拡散層25は、PET等の樹脂中に針状の拡散剤が添加されて形成されており、その拡散剤の配向方向が画面上下方向となっている。なお、これ以外の形態のものであっても、所望の光学特性を有するものであれば、適宜使用してよい。
The
本実施形態によれば、光拡散層25を備えるので、主として水平方向に光を拡散することができ、水平方向の視野角を広げることができ、視野角を向上させることができる。また、垂直方向においては光を拡散する作用が小さいので、等方性の拡散作用を有する拡散層に比べて、正面輝度を向上させることができる。よって、本実施形態によれば、正面輝度を高く維持しつつ、水平方向の視野角を広げることができる。
According to this embodiment, since the
図6(b)は、第3実施形態の反射スクリーン30のレンズ層11及び反射層32、光吸収層36を説明する図である。なお、図6(b)では、理解を容易にするために、レンズ層11及び反射層32、光吸収層36のみを示している。
第3実施形態の反射スクリーン30は、反射層32及び光吸収層36を備えている点が、第1実施形態の反射スクリーン10とは異なる以外は、前述の第1実施形態の反射スクリーン10と略同様の形態である。従って、前述の第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
反射スクリーン30は、光制御層14、基材層13、レンズ層11を備え、さらに、レンズ層11の背面側に反射層32及び光吸収層36を備えており、前述の第1実施形態の反射スクリーン10と同様に映像表示システム1に用いることができる。
FIG. 6B illustrates the
The
The
反射層32は、レンズ層11のレンズ面111a上に所定の厚さで形成されており、非レンズ面111b上には形成されていない。
光吸収層36は、光を吸収する作用を有する層であり、レンズ層11の非レンズ面111bを被覆するように形成されている。この光吸収層36は、黒色等の暗色系の塗料や、暗色系の顔料や染料等を含有する樹脂等により形成される。
この光吸収層36は、図6(b)に示すように、反射層32が形成されたレンズ層11の背面側に、単位レンズ111間の谷部を充填するように形成してもよいし、非レンズ面111b上にのみ所定の厚さで形成されている形態としてもよいし、製造方法や材料等に応じて適宜選択できる。
The
The
As shown in FIG. 6B, the
本実施形態によれば、光吸収層36を備えるので、反射スクリーン30の上方から入射する外光の一部(外光G3)が、非レンズ面111bに入射した場合に、光吸収層36により吸収される。これにより、外光によるコントラストの低下をさらに抑制することができ、コントラスト向上を図ることができる。
According to this embodiment, since the
(変形形態)
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)各実施形態において、反射スクリーン10,20,30のレンズ層11の背面側にはリニアフレネルレンズ形状が形成される例を示したが、これに限らず、例えば、単位レンズ111が同心円状に配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状が形成されたレンズ層としてもよい。
(Deformation)
Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In each embodiment, an example in which a linear Fresnel lens shape is formed on the back side of the
(2)各実施形態において、反射スクリーン10,20,30は、その背面側に設けられた支持板50に粘着材層等を介して接合され、略平板状である例を示したが、これに限らず、例えば、粘着材層等を介して壁面に接合される形態としてもよい。
また、各実施形態において、反射スクリーン10,20,30は、使用状態及び不使用状態において略平板状である例を示したが、これに限らず、不使用時には巻き取って保管できる巻き取り可能な形態としてもよい。このような形態の場合には、支持板50等を設けず、反射スクリーン10,20,30の背面側を、光を透過しにくい布製又は樹脂製の遮光幕や耐傷性を向上させる保護層で被覆する形態としてもよい。
(2) In each embodiment, although the
Moreover, in each embodiment, although the
(3)各実施形態において、反射スクリーン10,20,30は、例えば、反射スクリーンの剛性を高め、平面性を維持するためのガラス製や樹脂製の基板層や、コントラストを向上させる着色層、紫外線吸収作用を有する紫外線吸収層、タッチパネル層等をさらに備えた形態としてもよい。これらの層を設ける位置に関しては、適宜設定してよい。
(3) In each embodiment, the
(4)各実施形態において、光制御層14は、反射スクリーン10,20,30の最も映像源LS側(観察面側)に設けられる例を示したが、これに限らず、例えば、光制御層14の映像源LS側に、ハードコート機能や、紫外線吸収機能、防眩機能、帯電防止機能、防汚機能等を有する表面機能層を設けてもよい。このとき、光制御層14の凸部141及び凹部142からなる凹凸形状が粘着材等により充填される場合には、光制御層14と接合層等の間には屈折率差があることが好ましい。
(4) In each embodiment, the example in which the
(5)各実施形態において、凸部141は、その断面形状が略矩形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、映像源LS側の頂面の幅が、反射層側の幅よりも狭い略台形形状としてもよいし、一部が曲面等からなる形状としてもよい。さらに、凸部141の断面形状は、略五角形形状や略六角形形状等、多角形形状としてもよい。
また、各実施形態において、凸部141の配列ピッチや高さHは、一定である例を示したが、これに限らず、映像源からの距離や映像光の入射角度等に応じて、反射スクリーン10,20,30の画面上における位置に応じてその形状を適宜変更してもよい。
さらに、凸部141の頂面141aの幅W1と凹部142の表面142aの幅W2は、配列方向に沿って共に変化してもよいし、それぞれ異なる値としてもよい。
(5) In each embodiment, the
In each embodiment, the example in which the arrangement pitch and the height H of the
Furthermore, the width W1 of the
(6)各実施形態において、反射スクリーン10,20,30の使用状態において、映像光の主たる入射方向は、反射スクリーン10の下方からである例を示したが、これに限らず、例えば、映像光の主たる入射方向が画面上方である場合には、それに合わせて、実施形態の反射スクリーン10,20,30を上下反転させた形態とすればよい。
(6) In each embodiment, the example in which the main incident direction of the image light is from the lower side of the
(7)各実施形態において、レンズ層11が基材層13の片面に紫外線成形により一体に形成される例を示したが、これに限らず、例えば、押し出し成形によりレンズ層を形成してもよい。このとき、レンズ層11に十分な厚みがあれば、基材層13を備えない形態としてもよいし、レンズ層11と基材層13と一体に積層した状態で押し出し成形してもよい。このような形態とすることにより、大量生産がさらに容易になり、安価に提供できる。
(7) In each embodiment, the example in which the
(8)各実施形態において、光制御層14は、その映像源LS側に凸部141及び凹部142が交互に複数配列されている例を説明したが、これに限らず、光制御層14として、視界制御作用を有する光学フィルムである、住友化学工業株式会社製の「ルミスティー」(登録商標)等を用いてもよい。この視界制御作用を有する光学フィルムは、その表面に凸部や凹部のような凹凸形状を有していないので、この層に他の機能を有する層を積層しやすい。
(8) In each embodiment, although the
(9)各実施形態において、反射スクリーン10,20,30と映像源LSとを備える映像表示システム1を示したが、これに限らず、例えば、さらに、パーソナルコンピュータ等の制御部や、使用者が触れた反射スクリーン10の画面上の位置を検出する位置検出装置を備え、位置検出装置及び映像源をパーソナルコンピュータ等の制御部と通信可能としたインタラクティブボードシステムとしてもよい。このような形態とすれば、例えば、使用者が反射スクリーン10,20,30の観察画面上にタッチペンや指等により描画した文字や図形等の情報を、投影画像と組み合わせ、図形や文字等が投影画像上に描かれたように表示したり、それらの情報を含む投影画像等をデータ化して保存したりすることができる。
また、反射スクリーン10は、一般的なホワイトボード等のように、マーカー等の所定の筆記具を用いてその表面(観察画面)に手書きで文字や図形等の情報を描画したり、描画した文字等を消去したりすることができ形態としてもよい。なお、このような形態とする場合には、光制御層14よりも映像源側にハードコート機能や筆記性等を有する層を設けることが、凸部141の破損等を防止することや、インタラクティブボードシステムとしての品質向上等の観点から好ましい。
(9) In each embodiment, the video display system 1 including the reflection screens 10, 20, and 30 and the video source LS is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, a control unit such as a personal computer or a user It is also possible to provide an interactive board system that includes a position detection device that detects the position of the
Moreover, the
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited to the embodiment described above.
1 映像表示システム
10,20,30 反射スクリーン
11 レンズ層
111 単位レンズ
111a レンズ面
111b 非レンズ面
12,32 反射層
13 基材層
14 光制御層
141 凸部
141a 頂面
142 凹部
142a 凹部の表面
25 光拡散層
36 光吸収層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
レンズ面と非レンズ面とを有する単位レンズが該反射スクリーンのスクリーン面に沿って複数配列されたフレネルレンズ形状を背面側に有するレンズ層と、
少なくとも前記単位レンズの前記レンズ面上に形成され、光を反射する反射層と、
前記レンズ層よりも映像源側に配置され、前記単位レンズの配列方向に平行な方向において、該反射スクリーンのスクリーン面に直交する方向を含む特定の角度範囲の入射角度で入射する光に対する拡散作用の大きさが、それ以外の角度から入射する光に対する拡散作用に比べて大きい光制御層と、
を備え、
前記光制御層は、その映像源側に、映像源側に凸となる凸部と、前記凸部よりもレンズ層側に位置する凹部とがスクリーン面に沿って前記単位レンズの配列方向に平行な方向に交互に配列されており、
前記凸部は、その配列方向に平行であってスクリーン面に直交する断面における断面形状が略四角形形状であり、
前記凸部の映像源側の頂面及び前記凹部の表面には、光を拡散させる微細凹凸形状が形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 A reflection screen that reflects image light projected from an image source and displays the image light so as to be observable;
A lens layer having a Fresnel lens shape on the back side in which a plurality of unit lenses having a lens surface and a non-lens surface are arranged along the screen surface of the reflective screen;
A reflection layer that is formed on at least the lens surface of the unit lens and reflects light;
A diffusing action for light incident at an incident angle in a specific angle range including a direction orthogonal to the screen surface of the reflective screen in a direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses and arranged in the image source side of the lens layer A light control layer whose size is greater than the diffusion effect on light incident from other angles,
With
In the light control layer, a convex portion that is convex toward the image source side and a concave portion that is positioned closer to the lens layer than the convex portion are parallel to the arrangement direction of the unit lenses along the screen surface. Are arranged alternately in different directions,
The convex portion has a substantially quadrangular cross section in a cross section that is parallel to the arrangement direction and orthogonal to the screen surface,
The top surface on the image source side of the convex part and the surface of the concave part are formed with fine concave and convex shapes that diffuse light,
Reflective screen featuring.
前記凸部の配列ピッチをP、前記凹部の表面から前記凸部の頂面までの寸法をHとするとき、
0.12≦H/P≦0.2
という関係を満たすこと、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to claim 1.
When the arrangement pitch of the protrusions is P, and the dimension from the surface of the recesses to the top surface of the protrusions is H,
0.12 ≦ H / P ≦ 0.2
Satisfying the relationship
Reflective screen featuring.
前記凸部の頂面及び前記凹部の表面の微細凹凸形状の表面粗さである算術平均粗さRa(JIS B0601−2001)は、好ましくは0.3μm以上であり、さらに好ましくは0.5μm以上であること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to claim 1 or 2,
The arithmetic average roughness Ra (JIS B0601-2001), which is the surface roughness of the fine irregularities on the top surface of the convex part and the surface of the concave part, is preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.5 μm or more. Being
Reflective screen featuring.
前記凸部は、その配列方向に平行であってスクリーン面に直交する断面における断面形状が、略矩形形状であること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to any one of claims 1 to 3,
The convex portion has a substantially rectangular shape in cross section in a cross section that is parallel to the arrangement direction and orthogonal to the screen surface,
Reflective screen featuring.
前記レンズ層よりも映像源側に、スクリーン面内において、前記単位レンズの配列方向に平行な方向における拡散作用に比べて前記単位レンズの配列方向に直交する方向における拡散作用の方が大きい異方性光拡散層を備えること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to any one of claims 1 to 4, wherein:
Anisotropic light having a larger diffusing action in the direction perpendicular to the arrangement direction of the unit lenses than the diffusing action in the direction parallel to the arrangement direction of the unit lenses in the screen surface on the image source side than the lens layer Providing a diffusion layer;
Reflective screen featuring.
前記単位レンズ及び前記凸部の配列方向は、該反射スクリーンの画面上下方向であること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflection screen according to any one of claims 1 to 5,
The arrangement direction of the unit lenses and the convex portions is the screen vertical direction of the reflective screen,
Reflective screen featuring.
前記単位レンズは、前記非レンズ面上に光を吸収する光吸収層が形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to any one of claims 1 to 6,
The unit lens has a light absorption layer that absorbs light on the non-lens surface,
Reflective screen featuring.
前記反射スクリーンに対して映像光を投射する映像源と、
を備える映像表示システム。 A reflective screen according to any one of claims 1 to 7,
An image source for projecting image light to the reflective screen;
A video display system comprising:
前記映像源は、短焦点プロジェクタであること、
を特徴とする映像表示システム。 The video display system according to claim 8, wherein
The video source is a short focus projector;
A video display system characterized by
Priority Applications (1)
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JP2011093283A JP2012226103A (en) | 2011-04-19 | 2011-04-19 | Reflection screen and image display system |
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