JP2013045115A - プロジェクション用のスクリーン及びそれを含むプロジェクションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的とするところは、短焦点プロジェクタの使用による輝度のばらつきを解消し、外光によるコントラスト低下を改善できるプロジェクション用のスクリーン及びそれを含むプロジェクションシステムを提供することにある。
【解決手段】 本発明の一実施形態に係るプロジェクション用のスクリーンは、相互離隔した複数の反射パターンを有する反射層として、各々の反射パターンは映像光をスクリーンの前方に向かってガイドするように水平方向に対する傾斜角を有する映像反射面を含む反射層と、前記スクリーンに入射される外光を吸収するための複数の外光吸収層とを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プロジェクション用のスクリーン及びそれを含むプロジェクションシステムに関し、より詳細には、短焦点プロジェクタに適合性を有するスクリーン及びそれを含むプロジェクションシステムに関する。

プロジェクションシステムは、プロジェクタを使用してスクリーン上に映像を投射し、スクリーンを通じて映像をディスプレイする。

短焦点プロジェクタは、通常のプロジェクタと比較し、“投射距離／投射される映像の幅”で定義されるスローレシオ（ｔｈｒｏｗ ｒａｔｉｏ）が相対的に小さい。したがって、短焦点プロジェクタが使用時の投射距離（プロジェクタとスクリーンとの間の距離）が比較的に短いため、スクリーンに対する映像光の入射角は通常のプロジェクタに比べて大きくなる。このように、短焦点プロジェクタ使用時のスクリーンに対する映像光の入射角が大きいため、スクリーンの位置に応じて輝度のばらつきが生じるおそれがある。

一方、プロジェクションシステムが明室環境で使用される場合、天井照明のような室内照明器具からスクリーン上に照射された外光の一部は、視聴者側に反射するおそれがあり、その反射された外光によって映像のコントラストが低下するおそれがある。コントラストの低下は、画質低下の原因となる。

韓国登録特許第６０７、９８９号 韓国特開第２００６−００４５５５１号公報 日本特開第２００８−０２６５９２号公報 韓国登録特許第６９３、３３０号

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、短焦点プロジェクタの使用による輝度のばらつきを解消し、外光によるコントラスト低下を改善できるプロジェクション用のスクリーン及びそれを含むプロジェクションシステムを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の第１観点により、プロジェクタから投射された映像をディスプレイするためのプロジェクション用のスクリーンにおいて、相互離隔した複数の反射パターンを有する反射層として、各々の反射パターンは映像光をスクリーンの前方に向かってガイドするように水平方向に対する傾斜角を有する映像反射面を含む反射層と、前記スクリーンに入射される外光を吸収するための複数の外光吸収層とを含むプロジェクション用のスクリーンが提供される。

前記反射層は、前記外光吸収層が安着される複数の吸収層安着面を有し、各々の吸収層安着面は２つの隣接した反射パターンの間に配置されてよい。

前記吸収層安着面は、鉛直方向に沿って延長されてよい。前記吸収層安着面は、共通した一つの鉛直平面上に配置されてよい。

前記反射パターンの各々は、前記外光を前記吸収層安着面側にガイドするように前記反射パターンの上側に形成された第１外光反射面と、前記外光を前記吸収層安着面側にガイドするように前記反射パターンの下側に形成された第２外光反射面とを更に含んでよい。

或る反射パターンの第１外光反射面と前記反射パターンの上側に配置された他の反射パターンの第２外光反射面は、前記第１外光反射面に入射される外光を前記吸収層安着面側にガイドする外光ガイドチャネルを形成してよい。

前記第１外光反射面と前記第２外光反射面とは、水平方向に沿ってそれぞれ延長されてよい。前記第１外光反射面上には、外光吸収層が更に形成されてよい。前記第２外光反射面上には、外光吸収層が更に形成されてよい。

或る反射パターンの映像反射面は、上側に配置された他の反射パターンの映像反射面の傾斜角より更に大きい傾斜角を有してよい。前記映像反射面の傾斜角は、４５°ないし９０°の範囲内であってよい。

前記スクリーンの正面から映る際、前記複数の反射パターンは複数の同心円に沿って延長されてよい。前記スクリーンの正面から映る際、前記複数の反射パターンは水平の複数の直線に沿って延長されてよい。

前記外光吸収層は、黒であってよい。

前記スクリーンは、支持層と、前記支持層によって指示され、前記支持層と前記反射層との間を充填する透過層とを更に含んでよい。

前記支持層と前記透過層とは、それぞれ透明な材質であってよい。前記外光吸収層は、前記透過層の端部表面上に形成されてよい。前記支持層は、拡散物質を含んでよい。

前記目的を達成するために、本発明の第２観点により、前記第１観点に係るスクリーンと、前記スクリーン上に映像を投射するプロジェクタとを含むプロジェクションシステムが提供される。

前記プロジェクタは、前記スクリーンから０.２ｍないし０.５ｍ離隔した位置に配置されて使用される短焦点プロジェクタであってよい。

以上説明したように、本発明によれば、短焦点プロジェクタの使用による輝度のばらつきを解消し、外光によるコントラスト低下を改善できるプロジェクション用のスクリーン及びそれを含むプロジェクションシステムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクションシステムを概略的に示す側面図である。 図１のプロジェクションシステムに備えられたスクリーンの概略的な正面図である。 図２Ａのスクリーンの代案としての実施形態を示す正面図である。 図２ＡをIII−III線に沿って切断した部分の拡大断面図である。 図３に類似した図として、本発明の第２実施形態に係るスクリーンを示す部分拡大断面図である。 図４に示すスクリーンの製造工程を順次に示す概略的断面図である。 図４に示すスクリーンの製造工程を順次に示す概略的断面図である。 図４に示すスクリーンの製造工程を順次に示す概略的断面図である。 図３に示すスクリーンの製造方法の一実施形態に対するフローチャートを示す図である。 図４に示すスクリーンの製造方法の一実施形態に対するフローチャートを示す図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクションシステムを概略的に示す側面図であり、図２Ａは、図１のプロジェクションシステムに備えられたスクリーンの概略的な正面図であり、図２Ｂは、図２Ａのスクリーンの代案としての実施形態を示す正面図である。

図１及び図２Ａを参照すると、本発明の一実施形態に係るプロジェクションシステム１０は、プロジェクタ２０及びスクリーン１００を含む。

プロジェクタ２０は、動画又はスチール映像をスクリーン１００に向かって投射する。プロジェクタ２０のスローレシオは、“スクリーン２０の幅Ｗ”に対する“プロジェクタ２０とスクリーン１００との間の距離Ｄ”で定義されてよい。即ち、プロジェクタ２０のスローレシオはＤ／Ｗで定義される。図１のプロジェクタ２０は、通常のプロジェクタと比較して相対的に小さいスローレシオを有する。このように、図１のプロジェクタ２０は相対的に小さい値のスローレシオを有する、いわゆる、“短焦点プロジェクタ”である。例えば、スクリーン１００が１００インチの幅Ｗを有する際、プロジェクタ２０とスクリーン１００との間の距離Ｄは、０.２ｍないし０.５ｍであってよい。

プロジェクタ２０が、短焦点プロジェクタであるため、プロジェクタ２０からスクリーン１００に入射する映像光の入射角は一般的なプロジェクタに比べて大きい。映像光の入射角が大きいほど、スクリーン２０上にディスプレイされる映像の輝度のばらつきが深刻化するおそれがある。例えば、映像光の入射角はスクリーン２０の上側に進むほど大きくなるため、スクリーン２０の上側に進むほど映像が暗くなるという問題が生じるおそれがある。

一方、図１に示すように、プロジェクションシステム１０が使用される場所に天井照明Ｌのような照明器具が点いている場合、即ち、プロジェクションシステム１０が明室環境で使用される場合、スクリーン１００上には、映像光とともに外光（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｌｉｇｈｔ）が照射されてよい。スクリーン１００に照射される外光は、映像のコントラストを低下させるおそれがある。

スクリーン１００は、プロジェクタ２０によって投射された映像を視聴者に向かって（即ち、前方に向かって）ディスプレイする。図２Ａに示すように、スクリーン１００の前面には、短焦点プロジェクタの使用による輝度のばらつきを改善するための複数のパターン１２０が備えられている。このような複数のパターン１２０は、図２Ａに示すように、複数の同心円に沿って形成される。ちなみに、このような形状は、よく“プレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）”形状とも呼ばれる。代案として、図２Ｂに示すように、複数のパターン１２０は水平の複数の直線に沿って形成されてよい。

図３を参照し、上述のスクリーン１００についてより詳細に説明する。図３は、図２ＡをIII−III線に沿って切断した部分の拡大断面図である。

図３を参照すると、スクリーン１００は反射層１１０及び複数の外光吸収層１３１、１３２を含む。

反射層１１０は、例えば、アルミニウムで製造されてよい。そして、反射層１１０は上述の複数の反射パターン１２１〜１２３を有する。図３に示すように、反射パターン１２１〜１２３は相互等間隔で離隔配置される。

各々の反射パターンは、映像反射面、第１外光反射面及び第２外光反射面を含む。即ち、反射パターン１２１は、映像反射面１２１ａ、第１外光反射面１２１ｂ及び第２外光反射面１２２ｃを含み、反射パターン１２２は、映像反射面１２２ａ、第１外光反射面１２２ｂ及び第２外光反射面１２２ｃを含み、反射パターン１２３は、映像反射面１２３ａ、第１外光反射面１２３ｂ及び第２外光反射面１２３ｃを含む。

ここで、映像反射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａは、プロジェクタ２０から投射された映像光を反射及び拡散させることにより、その映像光をスクリーン１００の前方に（即ち、Ｘ方向に）ガイドする。そのため、映像反射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａは水平方向（Ｘ方向）に対して傾いた傾斜角（θ１、θ２、θ３）を有する。このような映像反射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａの傾斜角（θ１、θ２、θ３）は４５°ないし９０°の範囲内であることを望ましい。

なお、ある反射パターンの映像反射面が有する傾斜角は、上側に配置された他の反射パターンの映像反射面が有する傾斜角より大きいことが望ましい。例えば、映像反射面１２２ａの傾斜角θ２は上側に位置した他の映像反射面１２１ａの傾斜角θ１よりは大きい。同様に、映像反射面１２３ａの傾斜角θ３は、上側に位置した他の映像反射面１２２ａの傾斜角θ２よりは大きい。言い換えると、下側に進むほど、映像反射面の傾斜角は徐々に大きくなる（即ち、θ１<θ２<θ３）。このような傾斜角（θ１、θ２、θ３）の変化により、映像反射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａに入射される映像光は入射角の大きさによらず（即ち、入射されるスクリーンの大きさによらず）実質的に同じ方向性を有して前方にガイドされてよい。

このように、入射角の大きさによらず、映像光が同じ方向（Ｘ方向）にガイドされることにより、スクリーン１００の位置に応じて輝度のばらつきが改善できる。

第１外光反射面１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂは反射パターン１２１、１２２、１２３の上側に形成され、第２外光反射面１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃは反射パターン１２１、１２２、１２３の下側に形成される。そして、第１外光反射面１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂと第２外光反射面１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃとは、水平方向（Ｘ方向）に沿って延長する。

ある反射パターンの第１外光反射面とその反射パターンの上側に配置された他の反射パターンの第２外光反射面は、外光ガイドチャネルＴ１、Ｔ２を形成する。例えば、反射パターン１２２の第１外光反射面１２２ｂとその上側に配置された反射パターン１２１の第２外光反射面１２１ｃは外光ガイドチャネルＴ１を形成し、反射パターン１２３の第１外光反射面１２３ｂとその上側に配置された反射パターン１２２の第２外光反射面１２２ｃは外光ガイドチャネルＴ２を形成する。

したがって、天井照明Ｌのような室内照明器具としてスクリーン１００に向かって照射された外光は、外光ガイドチャネルＴ１、Ｔ２に沿って外光吸収層１３１、１３２側にガイドされてよい。例えば、天井照明Ｌから反射パターン１２２の第１外光反射面１２２ｂに外光が入射されると、その入射された外光は第１外光反射面１２２ｂ及び隣接反射パターン１２１の第２外光反射面１２１ｃから反射されることにより、外光ガイドチャネルＴ２に沿って外光吸収層１３１にガイドされてよい。

外光吸収層１３１、１３２は、上述の反射パターン１２１、１２２、１２３の間に配置される。例えば、外光吸収層１３１は隣接する二つの反射パターン１２１、１２２の間に配置され、外光吸収層１３２は隣接する二つの反射パターン１２２、１２３の間に配置される。

より詳細には、外光吸収層１３１、１３２は、反射層１１０に備えられた吸収層安着面１１１、１１２上に安着される。隣接する反射パターンの間に一つの吸収層安着面が形成される。例えば、両反射パターン１２１、１２２の間に吸収層安着面１１１が形成される。吸収層安着面１１１、１１２は、上述の外光ガイドチャネルＴ１、Ｔ２の一番深い位置に配置され、鉛直方向（即ち、Ｙ方向）に沿って延長される。なお、図３に示すように、複数の吸収層安着面１１１、１１２は同じ奥行きを有することにより、鉛直方向に沿う共通した一つの平面Ｐ上に配置される。したがって、吸収層安着面１１１、１１２上に配置される外光吸収層１３１、１３２も鉛直方向に沿う共通した一つの平面Ｐ上に配置される。

このような外光吸収層１３１、１３２は、光吸収が容易な黒であることが望ましい。例として、外光吸収層１３１、１３２はブラックインクで製造されてよい。したがって、上述の外光ガイドチャネルＴ１、Ｔ２に沿ってガイドされた外光は外光吸収層１３１、１３２に吸収されてよい。このように、スクリーン１００に向かって照射された外光の相当部分が外光吸収層１３１、１３２に吸収されることにより、スクリーン１００によって前方に反射（又は拡散）される外光によるコントラスト低下が改善できる。

一方、天井照明Ｌのような室内照明器具からスクリーン１００に向かって照射された光の一部は、反射パターンの映像反射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａでも、反射されてよい。しかし、映像反射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａは水平方向に対する傾斜角（θ１、θ２、θ３）を有するため、映像反射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａから反射された外光はＸ方向に沿って進むのではなく、実質的に室内の床に向かってガイドされるため、映像のコントラストにほとんど影響を及ぼさない。

図３に示すように、外光吸収層１３１、１３２はただ吸収層安着面１１１、１１２上にのみ配置されている。しかし、代案としての別の実施形態では、外光吸収層は第１外光反射面１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂ上にも更に備えられてよく、そして／又は、第２外光反射面１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃ上にも更に備えられてよい。このように、外光吸収層が第１外光反射面１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂ及び／又は第２外光反射面１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃ上にも更に備えられるため、スクリーン１００の外光吸収率がより増大してよく、したがって、コントラストの改善がより増大してよい。

図４は、図３に類似する図として、本発明の第２実施形態に係るスクリーンを示した部分拡大断面図である。図４を参照すると、本発明の第２実施形態に係るスクリーン２００は、反射層１１０と、外光吸収層１３１、１３２と、支持層１４０及び透過層１５０を含む。

反射層１１０及び外光吸収層１３１、１３２は、図３を参照して説明した上述の実施形態に係るスクリーン１００のものと同様である。したがって、反射層１１０及び外光吸収層１３１、１３２に対する繰り返し説明は省略する。

支持層１４０は、透過層１５０を支持し、映像光が反射層１１０に届くように透明な物質（例えば、透明な高分子樹脂）で製造される。支持層１４０は、反射層１１０から反射された映像光を支持層１４０を拡散させる役目を行うように拡散物質を含んでよい。支持層１４０の拡散機能によって、より大きい視聴覚が確保できる。

透過層１５０は、反射層１１０と支持層１４０との間に配置される。支持層１４０と同様に、映像光が反射層１１０に届くように透過層１５０も透明な物質（例えば、透明な高分子樹脂）で製造される。例えば、透過層１５０は透明なＵＶレジンで製造されてよい。

図３及び図６を参照して、図３のスクリーン１００の製造方法を説明する。ここで、図６は、図３に示されたスクリーン１００の製造方法の一実施形態に対するフローチャートを示す。

まず、図３に示された反射層１１０を形成する（Ｓ１１０）。上述のように、反射層１１０は映像光をスクリーンの前方に向かってガイドするための映像反射面１２１ａ、１２２ａ、１２３ａを有する。

次いで、反射層１１０の安着面１１１、１１２上に外光吸収層１３１、１３２を塗布することにより（Ｓ１２０）、図３に示されたスクリーン１００が完成する。

図５Ａないし図５Ｃ及び図７を参照して、図４のスクリーン２００の製造方法を説明する。図５Ａないし図５Ｃは、図４に示されたスクリーンの製造工程を順次に示された概略図であり、図７は、図４に示されたスクリーン２００の製造方法の一実施形態に対するフローチャートを示す。

図５Ａを参照すると、支持層１４０と型枠Ｍとの間に透明なＵＶレジンを充填した後、ＵＶレジンにＵＶ（紫外線）を照射してＵＶレジンを硬化させることにより、透過層１５０を形成する（Ｓ２１０）。代案として、透過層１５０は型枠Ｍを使用して熱転写方式で成型されてよい。

図５Ｂを参照すると、型枠Ｍを取り除いた後（Ｓ２２０）、透過層１５０の露出した端部表面１５１、１５２上にブラックインクを塗布することにより、外光吸収層１３１、１３２を形成する（Ｓ２３０）。図５Ｂに示すように、透過層１５０の端部表面１５１、１５２は共通した一つの鉛直平面Ｐ上に配置されることにより、外光吸収層１３１、１３２の塗布工程を容易に行うことができる。

例えば、外光吸収層１３１、１３２がロールプリンティング（ｒｏｌｌ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法により塗布される場合、透過層１５０の端部表面１５１、１５２は共通した一つの鉛直平面Ｐ上に配置されているため、単一のプリンティング工程によって外光吸収層１３１、１３２がプリンティングされてよい。言い換えると、透過層１５０の端部表面１５１、１５２が一つの表面上に配置されていなければ、外光吸収層１３１、１３２の塗布工程が一回的に行われるのは困難である。

図５Ｃを参照すると、外光吸収層１３１、１３２を形成した後、透過層１５０上に反射層１１０をコーティングすることにより（Ｓ２４０）、スクリーン２００の製造が仕上げられる。反射層１１０物質としては、例えばアルミニウムが使われてよい。透過層１５０が反射層１１０に対応する形状を有する型枠Ｍを使って成型されているため、反射層１１０は型枠Ｍの形状に対応する形状を有してよい。

図５Ｂに示すように、外光吸収層１３１、１３２は透過層１５０の端部表面１３１、１３２上に塗布される。それと違って、代案としての別の実施形態で、反射層１１０の吸収層安着面１１１、１１２上に外光吸収層１３１、１３２が塗布される場合、透過層１５０は省略されてよい。このとき、透過層１５０を支持する支持層１４０も省略されてよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的趣旨の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

Claims (15)

1. プロジェクタから投射された映像をディスプレイするためのプロジェクション用のスクリーンにおいて、
   相互離隔した複数の反射パターンを有する反射層として、各々の反射パターンは映像光をスクリーンの前方に向かってガイドするように水平方向に対する傾斜角を有する映像反射面を含む反射層と、
   前記スクリーンに入射される外光を吸収するための複数の外光吸収層と
   を含むプロジェクション用のスクリーン。
2. 前記反射層は、前記外光吸収層が安着される複数の吸収層安着面を有し、各々の吸収層安着面は２つの隣接した反射パターンの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクション用のスクリーン。
3. 前記吸収層安着面は、鉛直方向に沿って延長されることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクション用のスクリーン。
4. 前記吸収層安着面は、共通した一つの鉛直平面上に配置されることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクション用のスクリーン。
5. 各々の反射パターンは、
   前記外光を前記吸収層安着面側にガイドするように前記反射パターンの上側に形成された第１外光反射面と、
   前記外光を前記吸収層安着面側にガイドするように前記反射パターンの下側に形成された第２外光反射面と
   を更に含むことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクション用のスクリーン。
6. 或る反射パターンの第１外光反射面と前記反射パターンの上側に配置された他の反射パターンの第２外光反射面は、前記第１外光反射面に入射される外光を前記吸収層安着面側にガイドする外光ガイドチャネルを形成することを特徴とする請求項５に記載のプロジェクション用のスクリーン。
7. 前記第１外光反射面と前記第２外光反射面とは、水平方向に沿ってそれぞれ延長されることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクション用のスクリーン。
8. 前記第１外光反射面上には、外光吸収層が更に形成されることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクション用のスクリーン。
9. 前記第２外光反射面上には、外光吸収層が更に形成されることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクション用のスクリーン。
10. 或る反射パターンの映像反射面は、上側に配置された他の反射パターンの映像反射面の傾斜角より更に大きい傾斜角を有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクション用のスクリーン。
11. 前記映像反射面の傾斜角は、４５°ないし９０°の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクション用のスクリーン。
12. 前記スクリーンの正面から映る際、前記複数の反射パターンは複数の同心円に沿って延長されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクション用のスクリーン。
13. 前記スクリーンの正面から映る際、前記複数の反射パターンは水平の複数の直線に沿って延長されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクション用のスクリーン。
14. 請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に係るスクリーンと、
    前記スクリーン上に映像を投射するプロジェクタと
    を含むプロジェクションシステム。
15. 前記プロジェクタは、前記スクリーンから０.２ｍないし０.５ｍ離隔した位置に配置されて使用される短焦点プロジェクタであることを特徴とする請求項１４に記載のプロジェクションシステム。

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