JP2014010404A - Reflection screen, and video display system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投射された映像光を反射して表示する反射スクリーン、及び、これ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 that reflects and displays projected image light, and an image display system including the same.
従来、様々な構成を有する反射スクリーンが開発され、映像表示システムに用いられている。
また、近年では、反射スクリーンに対して至近距離から比較的大きな入射角度で映像光を投写して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)等とが広く利用されており、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の反射スクリーン等も開発されている(例えば、特許文献1,2)。
Conventionally, reflective screens having various configurations have been developed and used in video display systems.
In recent years, short focus type video projection devices (projectors) that project a video light at a relatively large incident angle from a short distance to a reflective screen to realize a large screen display have been widely used. Reflective screens and the like for displaying the image light projected by such a short focus type image projection apparatus have been developed (for example,
反射スクリーンでは、視野角を広くしたり、画面内の明るさの均一性を向上させるために、光を拡散する拡散材を含有する樹脂等からなる光拡散層を備えているものがある。
しかし、このような拡散層を備えている場合には、反射スクリーンに入射した光が拡散材と光拡散層の母材となる樹脂等との界面で反射又は屈折等する際に、光の波長分散によって、反射スクリーンの正面方向において映像が黄色味を帯びて観察され、観察角度を変えると(例えば、画面左右方向端部側から斜めに観察すると)映像が青味を帯びて観察されるというカラーシフトが生じるという問題がある。このような現象は、映像の品位を低下させ、また、明瞭な映像の観察を妨げるという問題がある。
上述の特許文献1,2には、このようなカラーシフトに対する対策は、一切開示されていない。
Some reflective screens include a light diffusing layer made of a resin or the like containing a diffusing material that diffuses light in order to widen the viewing angle and improve the uniformity of brightness within the screen.
However, in the case where such a diffusion layer is provided, when the light incident on the reflection screen is reflected or refracted at the interface between the diffusion material and the resin serving as the base material of the light diffusion layer, the wavelength of the light Due to the dispersion, the image is observed yellowish in the front direction of the reflective screen, and the image is observed bluish when the observation angle is changed (for example, when observed obliquely from the left and right end of the screen). There is a problem that color shift occurs. Such a phenomenon has a problem of degrading the quality of an image and obstructing clear image observation.
The above-mentioned
本発明の課題は、カラーシフトを低減し、良好な映像を表示する反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a reflective screen that reduces color shift and displays a good image, and an image display system including the same.
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、映像源から投影された映像光を反射させて観察可能に表示する反射スクリーンであって、光を拡散させる拡散材を含有する光拡散層(141)と、前記光拡散層よりも背面側に設けられる反射層(12)と、を備え、前記拡散材は、無機系拡散材及び有機系拡散材であり、前記光拡散層に含有される前記無機系拡散材の表面積の総和Miと前記有機系拡散材の表面積の総和Moとの比Mo/Miが、1≦Mo/Mi≦10を満たすこと、を特徴とする反射スクリーン(10)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、前記比Mo/Miが、2≦Mo/Mi≦5を満たすこと、を特徴とする反射スクリーン(10)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、前記光拡散層(141)よりも背面側に、レンズ面(132)と非レンズ面(133)とを有し背面側に凸となる単位レンズ(131)が複数配列されたレンズ層(13)を備え、前記反射層(12)は、少なくとも前記レンズ面上に形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(10)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(10)と、前記反射スクリーンに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。
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
A second aspect of the present invention is the reflective screen according to the first aspect, wherein the ratio Mo / Mi satisfies 2 ≦ Mo / Mi ≦ 5.
According to a third aspect of the present invention, in the reflective screen according to the first or second aspect, a lens surface (132) and a non-lens surface (133) are provided on the back side of the light diffusion layer (141). A reflective screen comprising a lens layer (13) in which a plurality of unit lenses (131) convex on the back side are arranged, and the reflective layer (12) is formed on at least the lens surface. (10).
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a video display comprising: the reflective screen according to any one of the first to third aspects; and a video source (LS) that projects video light onto the reflective screen. System (1).
本発明によれば、カラーシフトを低減し、良好な映像を表示する反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a color screen can be reduced and a reflective screen which displays a favorable image | video, and an image display system provided with the same can be provided.
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。
また、本明細書中において、板、シート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、適宜置き換えることができるものとする。
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.
In addition, in this specification, terms such as plate and sheet are used, but these are generally used in the order of thickness, plate, sheet, and film in order of increasing thickness. This is also used in the specification. However, such proper use has no technical meaning and can be replaced as appropriate.
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.
(実施形態)
図1は、本実施形態の映像表示システム1を示す図である。図1(a)は、映像表示システム1の斜視図であり、図1(b)は、映像表示システム1の側面図である。
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。本実施形態の映像表示システム1は、映像源LSから投影された映像光Lを反射スクリーン10が反射して、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である。
なお、映像表示システム1は、これに限らず、例えば、映像光L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用いてもよいし、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入力部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。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a
The
The
映像源LSは、映像光Lを反射スクリーン10へ投射する映像光投射装置である。本実施形態の映像源LSは、汎用の短焦点型プロジェクタである。この映像源LSは、使用状態において、反射スクリーン10の画面を法線方向(スクリーン面の法線方向)から見た場合に、反射スクリーン10の画面左右方向において中央であって、反射スクリーン10の画面(表示領域)よりも下方側となる位置に配置されている。
なお、スクリーン面とは、この反射スクリーン10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る。
映像源LSは、反射スクリーン10の画面に直交する方向(反射スクリーン10の厚み方向)における反射スクリーン10との距離が、従来の汎用プロジェクタに比べて大幅に近い位置から映像光Lを投射できる。即ち、この映像源LSは、従来の汎用プロジェクタに比べて、反射スクリーン10までの投射距離が短く、その映像光Lの反射スクリーン10に対する入射角度も大きい。
The video source LS is a video light projection device that projects the video light L onto the
The screen surface refers to a surface in the planar direction of the
The video source LS can project the video light L from a position where the distance from 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、映像を表示するスクリーンである。使用状態において、この反射スクリーン10の観察画面は、観察者O側から見て、長辺方向が画面左右方向となる略矩形状である。
以下の説明中において、画面上下方向、画面左右方向、厚み方向とは、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)、厚み方向(奥行き方向)であるとする。
なお、本実施形態の映像表示システム1は、短焦点型のプロジェクタである映像源LSと、この映像源LSから投射された映像光を反射して映像を表示する反射スクリーン10とを備えるものとしたが、これに限らず、映像源LSを、投射距離が長く、映像光の投射角度(即ち、スクリーンへの映像光の入射角度)の小さい従来の汎用プロジェクタとし、反射スクリーン10をその映像源LSに対応するものとしてもよい。
The
In the following description, the screen vertical direction, screen horizontal direction, and thickness direction are the screen vertical direction (vertical direction), screen horizontal direction (horizontal direction), and thickness in the usage state of the
The
反射スクリーン10は、その背面側に、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。なお、これに限らず、反射スクリーン10は、不図示の枠部材等によって支持され、その平面性を維持する形態としてもよい。本実施形態の支持板50は、光透過性を有しない平板状の部材である。
この反射スクリーン10は、対角80インチや100インチ等の大きな画面(表示領域)を有している。
The
The
図2は、本実施形態の反射スクリーン10の層構成を説明する図である。図2では、反射スクリーン10の観察画面(表示領域)の幾何学的中心(画面中央)となる点A(図1(a),(b)参照)を通り、画面上下方向に平行であって、スクリーン面に直交(厚み方向に平行)な断面の一部を拡大して示している。
反射スクリーン10は、その映像源側(観察者側)から順に、表面層15、基材層14、レンズ層13、反射層12、光吸収層11等を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the layer configuration of the
The
基材層14は、レンズ層13を形成する基材となるシート状の部材である。この基材層14の映像源側(観察者側)には、表面層15が一体に形成され、背面側(裏面側)には、レンズ層13が一体に形成されている。
基材層14は、拡散材を含有する光拡散層141と、顔料や染料等の着色材を含有する着色層142とを有している。本実施形態の基材層14は、光拡散層141と着色層142とが一体に積層されている。
本実施形態では、図2に示すように、基材層14において、光拡散層141が背面側であり、着色層142が映像源側に位置する例を示したが、これに限らず、光拡散層141が映像源側に位置し、着色層142が背面側に位置する形態としてもよい。また、基材層14は、光拡散層のみの単層としてもよいし、拡散材と着色材とを共に含有する形態としてもよい。
The
The
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the
光拡散層141は、光透過性を有する樹脂を母材とし、光を拡散する拡散材を含有する層である。この光拡散層141は、視野角を広げたり、明るさの面内均一性の向上させたりする機能を有する。
光拡散層141の母材となる樹脂は、例えば、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、PEN(ポリエチレンナフタレート)樹脂等を用いることができる。また、光拡散層141の厚さは、反射スクリーン10の画面サイズ等にも依るが、例えば、100〜200μmとすることが好ましい。
The
Examples of the resin used as the base material of the
光拡散層141に含有される拡散材は、無機系拡散材と有機系拡散材とを組み合わせて用いることが好ましい。
無機系拡散材としては、シリコン系ビーズや、マイカやタルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化マグネシウム等の粒子等を用いることができる。
有機系粒子としては、アクリル系樹脂やPET樹脂、PC樹脂、スチレン系樹脂等の各種樹脂製の粒子等を用いることができる。
この光拡散層141に含まれる無機系粒子の表面積の総和Miと有機系粒子の表面積の総和Moとは、その比Mo/Miが、1≦Mo/Mi≦10を満たすことが、カラーシフト低減の観点から好ましく、1≦Mo/Mi≦5とすることがより好ましい。この比Mo/Miが、上述のような範囲を満たすことにより、光の波長分散によるカラーシフトが低減される。
The diffusing material contained in the
As the inorganic diffusing material, silicon-based beads, particles such as mica, talc, calcium carbonate, titanium oxide, and magnesium oxide can be used.
As the organic particles, particles made of various resins such as acrylic resin, PET resin, PC resin, and styrene resin can be used.
The total surface area Mi of the inorganic particles contained in the
着色層142は、灰色や黒色等の染料や顔料等により着色が施された層である。本実施形態では、着色層142は、光拡散層141の映像源側(観察者側)に位置している。この着色層142は、反射スクリーン10に入射する照明光等の不要な外光を吸収したり、表示される映像の黒輝度を低減させたりして、映像のコントラストを向上させる機能を有する。
着色層142は、材料や反射スクリーンの画面サイズにも依るが、例えば、厚さが30〜3000μmであり、染料や顔料を含有するPET樹脂や、PC樹脂、MS樹脂、MBS樹脂、アクリル系樹脂、TAC樹脂、PEN樹脂等により形成することができる。
また、本実施形態の基材層14は、光拡散層141と着色層142とを共押し出しすることにより一体に積層されて形成されている。
The
Depending on the material and the screen size of the reflective screen, the
Further, the
図3は、本実施形態のレンズ層13を説明する図である。図3(a)は、レンズ層13を背面側正面方向から観察した様子を示しており、理解を容易にするために、反射層12や光吸収層11は省略して示している。図3(b)は、図2に示す断面の一部をさらに拡大して示し、理解を容易にするために、映像源側に位置する基材層14や表面層15は省略して示している。
レンズ層13は、基材層14の背面側に設けられた光透過性を有する層であり、図3(a)に示すように、点Cを中心として単位レンズ131が同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状をその背面側に有している。このサーキュラーフレネルレンズ形状は、その光学的中心(フレネルセンター)である点Cが、反射スクリーン10の画面(表示領域)の領域外であって、反射スクリーン10の下方に位置している。
なお、本実施形態では、レンズ層13がサーキュラーフレネルレンズ形状を有する例を上げて説明するが、リニアフレネルレンズ形状を有する形態としてもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
The
In the present embodiment, an example in which the
単位レンズ131は、図2や図3(b)に示すように、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131の配列方向に平行な断面における断面形状が、略三角形形状(略楔形形状)である。
単位レンズ131は、背面側に凸であり、レンズ面132と、このレンズ面132と対向する非レンズ面133とを備えている。
本実施形態では、反射スクリーン10の使用状態において、単位レンズ131は、レンズ面132が頂点tを挟んで非レンズ面133よりも鉛直方向上側に位置している。
2 and 3B, the
The
In the present embodiment, in the usage state of the
図3(b)に示すように、単位レンズ131のレンズ面132が、スクリーン面に平行な面となす角度は、αである。また、非レンズ面133がスクリーン面に平行な面となす角度は、β(β>α)である。
また、単位レンズ131の配列ピッチは、Pであり、単位レンズ131のレンズ高さ(スクリーンの厚み方向における頂点tから単位レンズ131間の谷底となる点vまでの寸法)は、hである。
理解を容易にするために、図2等では、単位レンズ131の配列ピッチP、角度α,βは、単位レンズ131の配列方向において一定であるように示している。しかし、本実施形態の単位レンズ131は、実際には、配列ピッチP等が一定であるが、角度αが単位レンズ131の配列方向においてフレネルセンターとなる点Cから離れるにつれて次第に大きくなっている。
なお、これに限らず、配列ピッチPは、単位レンズ131の配列方向に沿って次第に変化する形態としてもよく、映像光を投影する映像源LSの画素(ピクセル)の大きさや、映像源LSの投射角度(反射スクリーン10のスクリーン面への映像光の入射角度)、反射スクリーン10の画面サイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜変更可能である。
As shown in FIG. 3B, the angle formed by the
The arrangement pitch of the
In order to facilitate understanding, in FIG. 2 and the like, the arrangement pitch P and the angles α and β of the
However, the arrangement pitch P is not limited to this, and the arrangement pitch P may be gradually changed along the arrangement direction of the
レンズ層13は、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂により、基材層14の背面側の面(光拡散層141側の面)に一体に形成されている。なお、レンズ層13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。
また、レンズ層13は、熱可塑性樹脂により、プレス成形法や、押し出し成形法や射出成形法等により形成してもよい。このようなレンズ層13の場合には、不図示の接合層等を介して、その映像源側に基材層14(光拡散層141)等を積層する形態としてもよい。また、押し出し成形法を用いる場合には、レンズ層13と基材層14とを一体に積層した状態で押し出し成形してもよい。
The
The
反射層12は、光を反射する作用を有する層である。この反射層12は、単位レンズ131の少なくともレンズ面132に形成される。この反射層12は、光を反射するために十分な厚さを有している。
本実施形態の反射層12は、図2や図3(b)に示すように、レンズ面132に形成されているが、非レンズ面133には形成されていない。なお、反射層12は、光を反射しない程度の薄さで非レンズ面133の少なくとも一部に形成された形態としてもよい。
反射層12は、レンズ面132上に、アルミニウムや銀、ニッケル等の光反射性の高い金属を蒸着することにより形成することができる。また、反射層12は、これに限らず、例えば、白色又は銀色系の塗料や、白色又は銀色系の顔料やビーズ等を含有する紫外線硬化型樹脂又は熱硬化性樹脂、銀やアルミニウム等の金属蒸着膜や金属箔等を粉砕した粒子や微小なフレークを含む塗料等を、レンズ面132側から塗布又は印刷して硬化させることにより形成してもよい。
The
As shown in FIGS. 2 and 3B, the
The
光吸収層11は、レンズ層13及び反射層12の背面側に設けられ、光を吸収する作用を有している。本実施形態の光吸収層11は、反射層12及び非レンズ面133を被覆しており、非レンズ面133には、光吸収層11が形成された形態となっている。
光吸収層11は、黒色等の暗色系の塗料等や、黒色等の暗色系の顔料や染料及び光吸収作用を有するビーズ等を含有する熱硬化型樹脂もしくは紫外線硬化型樹脂を、反射層12をレンズ面132に形成したレンズ層13の背面側(フレネルレンズ形状側)に塗布して硬化させることにより、形成される。この光吸収層11の厚さは、例えば、約30〜200μmとすることができる。
The
The light-absorbing
表面層15は、基材層14の映像源側(観察者側)に設けられる層である。本実施形態では、表面層15は、この反射スクリーン10の映像源側の最表面に形成されている。
この表面層15は、反射防止機能や防眩機能、ハードコート機能、紫外線吸収機能、防汚機能や帯電防止機能等、適宜必要な機能を1つ又は複数選択して設けることができる。また、表面層15としてタッチパネル層等を設けてもよい。
表面層15は、基材層14とは別層であって不図示の粘着材等により基材層14に接合される形態としてもよいし、基材層14のレンズ層13とは反対側(映像源側)の面に直接形成してもよい。
The
The
The
本実施形態の表面層15は、ハードコート機能及び防眩機能を有しており、基材層14の映像源側の表面に、ハードコート機能を有する電離放射線硬化型樹脂(例えば、ウレタンアクリレート等)を膜厚10〜100μm程度で塗布し、微細な凹凸形状(マット形状)をその樹脂膜表面に転写する等して硬化させ、表面に微細凹凸形状が賦形されて形成されている。
なお、表面層15は、上述の例に限らず、反射防止機能や紫外線吸収機能、防汚機能や帯電防止機能等を有する層を、さらに、表面層15と基材層14との間に別層として設けてもよい。
The
The
図2に戻り、本実施形態の反射スクリーン10へ入射する映像光及び外光の様子を説明する。理解を容易にするために、表面層15、着色層142、光拡散層141、レンズ層13の屈折率は等しいものとし、映像光L1及び外光G1,G2に対する光拡散層141の光拡散作用等は省略して示している。
図2に示すように、映像源LSから投影された大部分の映像光L1は、反射スクリーン10の下方から入射し、表面層15及び基材層14を透過してレンズ層13の単位レンズ131へ入射する。
そして、映像光L1は、レンズ面132へ入射して反射層12によって反射され、観察者O側に向かい、略正面方向へ反射スクリーン10から出射する。従って、映像光L1は、効率よく反射され、観察者Oに届く。なお、映像光L1が反射スクリーン10の下方から投射され、かつ、角度β(図3(b)参照)が反射スクリーン10の画面上下方向の各点における映像光L1の入射角度よりも大きいので、映像光L1が非レンズ面133に直接入射することはなく、非レンズ面133は、映像光L1の反射には影響しない。
Returning to FIG. 2, the state of the image light and the external light incident on the
As shown in FIG. 2, most of the image light L <b> 1 projected from the image source LS enters from below the
Then, the image light L1 enters the
一方、照明光等の不要な外光G1,G2は、図2に示すように、主として反射スクリーン10の上方から入射し、表面層15及び基材層14を透過してレンズ層13の単位レンズ131へ入射する。
そして、一部の外光G1は、非レンズ面133へ入射して、光吸収層11によって吸収される。また、一部の外光G2は、レンズ面132で反射して、主として反射スクリーン10の下方側へ向かうので、観察者O側には直接届かず、また、届いた場合にもその光量は、映像光L1に比べて大幅に少ない。従って、反射スクリーン10では、外光G1,G2による映像のコントラスト低下を抑制できる。
以上のことから、本実施形態の反射スクリーン10によれば、明室環境下であっても、コントラストが高く明るく良好な映像を表示できる。
On the other hand, unnecessary external lights G1 and G2 such as illumination light are incident mainly from above the
A part of the external light G1 enters the
From the above, according to the
ここで、本実施形態の光拡散層141の効果について説明する。
一般的に、拡散材を含有する光拡散層を備える反射スクリーン等では、表示される映像や非映像表示時の反射スクリーンの表示面自体が、反射スクリーンの正面方向では黄味を帯びて見え、観察角度が大きくなると(例えば、画面左右方向端部から大きな角度で斜めに観察すると)青味を帯びて見えるカラーシフトと呼ばれる現象が観察される場合がある。これは、拡散材と光拡散層の母材との界面における光の波長分散性によるものと考えられ、映像の品位や反射スクリーンの品位を低下させる一因となる。
Here, the effect of the
In general, in a reflective screen or the like having a light diffusing layer containing a diffusing material, the display surface of the reflective screen at the time of image display or non-image display appears yellowish in the front direction of the reflective screen, When the observation angle increases (for example, when observed obliquely at a large angle from the left and right ends of the screen), a phenomenon called color shift that looks bluish may be observed. This is considered to be due to the wavelength dispersibility of light at the interface between the diffusing material and the base material of the light diffusing layer, which is a cause of lowering the image quality and the quality of the reflective screen.
本実施形態の反射スクリーン10は、光拡散層141に含有される拡散材として、無機系拡散材と有機系拡散材とを組み合わせて使用し、光拡散層141に含まれる無機系拡散材の表面積の総和Miと有機系拡散材の表面積の総和Moとの比Mo/Miが、1≦Mo/Mi≦10を満たすものとすることにより、このカラーシフトを大幅に低減している。
各拡散材の表面積の総和は、その拡散材の径の2乗や個数に比例し、また、その拡散材への光の当たりやすさを示す。また、無機系拡散材は、長波長の光を拡散しやすく、有機系粒子は短波長の光を拡散しやすい傾向を有する。
The
The total surface area of each diffusing material is proportional to the square of the diameter of the diffusing material or the number of the diffusing materials, and also indicates the ease of light hitting the diffusing material. In addition, inorganic diffusing materials tend to diffuse long wavelength light, and organic particles tend to diffuse short wavelength light.
光拡散層141は、その無機系粒子と有機系粒子の表面積の総和の比Mo/Miが、1≦Mo/Mi≦10を満たすもの、より好ましくは、2≦Mo/Mi≦5を満たすものとすることにより、拡散材によって大きく拡散される光の波長の偏りを低減し、カラーシフトを低減することができる。
仮に、比Mo/Miが、Mo/Mi<1、Mo/Mi>10となる場合には、カラーシフトが著しく生じ、良好な映像の視認に影響を与えたり、反射スクリーンの品位の低下が生じたりするため、好ましくない。
なお、比Mo/Miが、上記範囲を満たすものであれば、母材との屈折率差や、粒径、形状、個数、配合量等を適宜設定することができ、光拡散層141を自由に作製できる。
In the
If the ratio Mo / Mi is Mo / Mi <1, Mo / Mi> 10, the color shift will occur remarkably, which will affect the visibility of good images and the quality of the reflective screen will be degraded. This is not preferable.
If the ratio Mo / Mi satisfies the above range, the refractive index difference from the base material, particle size, shape, number, blending amount, etc. can be set as appropriate, and the
ここで、本実施形態の実施例に相当する反射スクリーンと、比較例の反射スクリーンとを用意し、カラーシフト低減効果に関して評価を行った。
実施例の反射スクリーンと比較例の反射スクリーンは、光拡散層141が含有する拡散材の材料や屈折率等が異なる以外は、同様の形態である。
実施例及び比較例の反射スクリーンにおいて共通する構成は、以下の通りである。
画面のサイズ:対角80インチサイズ(1771×996mm)。
表面層15:ウレタンアクリレート製。膜厚約20μm。
着色層142:黒色の顔料を含有するMBS樹脂により形成。厚さ70μmの黒色透明の層。
レンズ層13:紫外線硬化型樹脂製。
単位レンズ131:配列ピッチP=100μm、反射スクリーン10の画面左右方向の中央下端で角度α=約7°、画面左右方向の中央上端で角度α=約23°。
反射層12:アルミニウムの蒸着膜。
光吸収層11:厚さ約50〜60μm程度の黒色インキの層。
Here, a reflective screen corresponding to an example of the present embodiment and a reflective screen of a comparative example were prepared, and the color shift reduction effect was evaluated.
The reflective screen of the example and the reflective screen of the comparative example have the same form except that the material and refractive index of the diffusing material contained in the
Configurations common to the reflective screens of the example and the comparative example are as follows.
Screen size: Diagonal 80 inch size (1771 × 996 mm).
Surface layer 15: made of urethane acrylate. The film thickness is about 20 μm.
Colored layer 142: formed of MBS resin containing a black pigment. A black transparent layer having a thickness of 70 μm.
Lens layer 13: made of ultraviolet curable resin.
Unit lenses 131: arrangement pitch P = 100 μm, angle α = about 7 ° at the center lower end in the left-right direction of the
Reflective layer 12: an aluminum deposited film.
Light absorbing layer 11: a layer of black ink having a thickness of about 50 to 60 μm.
実施例の反射スクリーンの光拡散層141は、拡散材としてシリコン系ビーズ(平均粒径約2μm、屈折率1.41、比重2.33)とアクリル系ビーズ(平均粒径約10μm、屈折率1.53、比重1.2)を含有し、その母材がMBS樹脂(屈折率1.55)である。
この実施例の反射スクリーンの光拡散層141のアクリル系ビーズとシリコン系ビーズの配合量の重量比は、アクリル系ビーズ:シリコン系ビーズ=9.98:1であることから、各拡散材の個数等を算出し、各拡散材の表面積の総和を算出すると、実施例の反射スクリーンの光拡散層141における比Mo/Miは、比Mo/Mi≒3.88である。
The
Since the weight ratio of the acrylic beads and silicon beads in the
比較例の反射スクリーンの光拡散層141は、拡散材としてアクリル系ビーズ(平均粒径約10μm、屈折率1.53)を含有し、その母材がMBS樹脂(屈折率1.55)である。この比較例の反射スクリーンの光拡散層141は、Mi=0である。
また、実施例の反射スクリーン及び比較例の反射スクリーンは、ピークゲインやコントラスト比(白輝度W:黒輝度B)、画面左右方向における1/2角α、1/10角γが、略同様となるように、各光拡散層141が含有する各拡散材の配合量等が調整されて形成されている。実施例及び比較例の反射スクリーンのピークゲイン等の光学特性は、後述の表1に示す通りである。なお、表1では、1/2角α、1/10角γは、いずれも、画面左右方向において、輝度が最大値の1/2、1/10となる角度の絶対値の平均値である。
The
In addition, the reflective screen of the example and the reflective screen of the comparative example have substantially the same peak gain, contrast ratio (white luminance W: black luminance B), 1/2 angle α and 1/10 angle γ in the horizontal direction of the screen. Thus, the amount of each diffusion material contained in each
図4は、実施例及び比較例の反射スクリーンの輝度及び色度を測定する様子を説明する図である。図4(a)は、輝度及び色度の測定環境の側面図であり、図4(b)は、輝度及び色度の測定環境の平面図である。
まず、暗室環境下において、図4に示すように、映像源LSから白色光を照射し、点Aを通り画面左右方向に平行な面内において、点Aに対してd1=3m離れた位置であって、点Aを通るスクリーン面の法線方向(正面方向)となす角度θ=±80°、±60°、±45°、±30°、±25°、±20°、±15°、±10°、±5°、0°となる方向から、輝度計(コニカミノルタ社製 LS−110)によって点Aにおける輝度を測定した。そして、測定によって得られた画面左右方向の輝度分布から、画面左右方向におけるピークゲイン、1/2角α、1/10角γを算出した。
FIG. 4 is a diagram for explaining how the luminance and chromaticity of the reflective screens of the example and the comparative example are measured. FIG. 4A is a side view of the measurement environment for luminance and chromaticity, and FIG. 4B is a plan view of the measurement environment for luminance and chromaticity.
First, in a dark room environment, as shown in FIG. 4, white light is emitted from the image source LS, and in a plane passing through the point A and parallel to the horizontal direction of the screen, at a position away from the point A by d1 = 3 m. The angle θ = ± 80 °, ± 60 °, ± 45 °, ± 30 °, ± 25 °, ± 20 °, ± 15 °, and the normal direction (front direction) of the screen surface passing through the point A, The luminance at point A was measured with a luminance meter (LS-110 manufactured by Konica Minolta, Inc.) from the directions of ± 10 °, ± 5 °, and 0 °. Then, the peak gain, 1/2 angle α, and 1/10 angle γ in the horizontal direction of the screen were calculated from the luminance distribution in the horizontal direction of the screen obtained by the measurement.
ここで、ゲインとは、上述のように、実施例及び比較例の反射スクリーンに対して、光(白色光)を映像源LSから投射し、実施例及び比較例の反射スクリーンに光が入射する入射面での照度と、反射層12で反射されて実施例及び比較例の反射スクリーンから出射する光の輝度を、シート面(光拡散層全体としてみたときの平面方向)の法線方向となす角度毎に測定し、以下に示す(式1)より求められる値である。ここでは、照度は、点Aでの照度(不図示の照度計(コニカミノルタ社製 デジタル照度計 T−1)により測定)であり、輝度は、上述の測定で得られる輝度である。
G=π×K/I ・・・(式1)
この(式1)において、ゲインをG、円周率をπ、輝度をK(cd/m2)、照度をI(lx)で示している。そして、ピークゲインとは、得られたゲインの中でもっとも値が高いものを指す。
Here, as described above, the gain means that light (white light) is projected from the image source LS to the reflective screens of the example and the comparative example, and the light is incident on the reflective screens of the example and the comparative example. The illuminance at the incident surface and the luminance of the light reflected from the
G = π × K / I (Formula 1)
In (Equation 1), the gain is indicated by G, the circumference is π, the luminance is K (cd / m 2 ), and the illuminance is I (lx). The peak gain indicates the highest gain among the obtained gains.
また、コントラスト比は、明室環境下(点Aでの照度:100lx)における、実施例及び比較例の反射スクリーンの白色表示時の画面中央となる点Aでの輝度(白輝度:W)と、黒色表示時の点Aでの輝度(黒輝度:B)との比である。これらの輝度は、前述の1/2角α等の測定と同様に、点Aに対してd1=3m離れた位置であって、点Aを通るスクリーン面の法線方向(正面方向)となす角度θ=±80°、±60°、±45°、±30°、±25°、±20°、±15°、±10°、±5°、0°となる方向から前述の輝度計(コニカミノルタ社製 LS−110)により測定した。
これらの測定で得られた、ピークゲイン、コントラスト比等をまとめたものが、以下に示す表1である。
The contrast ratio is the brightness at the point A (white brightness: W) at the center of the screen when the reflective screen of Example and Comparative Example is displayed in white under a bright room environment (illuminance at the point A: 100 lx). The ratio to the luminance at point A during black display (black luminance: B). Similar to the measurement of the half angle α and the like described above, these luminances are located at a distance of d1 = 3 m from the point A and are in the normal direction (front direction) of the screen surface passing through the point A. The aforementioned luminance meter (from the direction of the angle θ = ± 80 °, ± 60 °, ± 45 °, ± 30 °, ± 25 °, ± 20 °, ± 15 °, ± 10 °, ± 5 °, 0 °) It was measured by Konica Minolta LS-110).
Table 1 below summarizes the peak gain, contrast ratio, and the like obtained by these measurements.
次に、色度を測定した。図4に示すように、暗室環境下において、実施例及び比較例の反射スクリーンを白色表示し、その画面中央となる点Aを通り、画面左右方向に平行な平面内において、点Aからd1=3mの位置で、点Aを通るスクリーン面の法線方向(正面方向)となす角度(観察角度)θ=±80°、±60°、±45°、±30°、±25°、±20°、±15°、±10°、±5°、0°となる方向から、点Aの色度を、色彩輝度計(コニカミノルタ社製 CS−2000A)を用いて測定した。 Next, chromaticity was measured. As shown in FIG. 4, in a dark room environment, the reflective screens of the example and the comparative example are displayed in white, pass through a point A that is the center of the screen, and in a plane parallel to the horizontal direction of the screen, the points A to d1 = Angle (observation angle) between the normal direction (frontal direction) of the screen surface passing through point A at a position of 3 m θ = ± 80 °, ± 60 °, ± 45 °, ± 30 °, ± 25 °, ± 20 The chromaticity at point A was measured using a color luminance meter (CS-2000A manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) from the directions of °, ± 15 °, ± 10 °, ± 5 °, and 0 °.
図5は、実施例及び比較例の反射スクリーンの画面中央となる点Aでの色度の測定結果を示す図である。
図5(a)は、CIE表色系の基礎であるXYZ表色系の色度(x,y)におけるx座標値を縦軸とし、横軸を観察角度θ(°)としている。図5(b)は、XYZ表色系の色度(x,y)におけるy座標値を縦軸とし、横軸を観察角度θ(°)としている。図5において、画面左右方向の観察角度θの範囲内(+80°〜−80°)における色度(x,y)の変化量xr,yrが大きいほど、反射スクリーン10が観察角度θによって色味が変化していることを意味する。従って、色度(x、y)の変化量xr,yrが大きいほど、正面方向から見て黄色味が強く観察され、斜め方向から観察するにつれて青味が強く観察されるカラーシフトが大きく生じている。
上記の図5の結果から得られるx、yそれぞれの座標値の変化の幅、即ち、色味の変化量(レンジ)xr,yrを算出した結果が、表2である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement result of chromaticity at a point A that is the screen center of the reflective screens of the example and the comparative example.
In FIG. 5A, the x-coordinate value in the chromaticity (x, y) of the XYZ color system that is the basis of the CIE color system is the vertical axis, and the horizontal axis is the observation angle θ (°). In FIG. 5B, the y coordinate value in the chromaticity (x, y) of the XYZ color system is the vertical axis, and the horizontal axis is the observation angle θ (°). In FIG. 5, as the amount of change xr, yr of chromaticity (x, y) within the range of the observation angle θ in the horizontal direction of the screen (+ 80 ° to −80 °) is larger, the
Table 2 shows the results of calculating the widths of changes in the coordinate values of x and y obtained from the results of FIG. 5, that is, the color change amounts (ranges) xr and yr.
図5及び表2に示すように、比較例及び実施例の反射スクリーンは、いずれも画面正面方向(θ=0°方向)において色度の値はピークを有している。しかし、広角側(観察角度θが大きい側)と画面正面方向との各色度の変化量xr,yr、即ち、観察角度θが、+80°〜−80°の範囲内における色度の変化量xr,yrは、実施例の反射スクリーンの方が小さい。
従って、実施例の反射スクリーンの方が、スクリーンの正面方向から見た場合と、大きな観察角度θをなす方向から観察した場合とで、反射スクリーンの表示面や表示される映像の見えの色味の変化が小さい。即ち、実施例の反射スクリーンでは、カラーシフトが低減されている。
As shown in FIG. 5 and Table 2, the reflective screens of the comparative example and the example both have a peak chromaticity value in the screen front direction (θ = 0 ° direction). However, the amount of chromaticity change xr, yr between the wide-angle side (the side with the larger observation angle θ) and the screen front direction, that is, the amount of chromaticity change xr when the observation angle θ is in the range of + 80 ° to −80 °. , Yr is smaller in the reflective screen of the embodiment.
Therefore, the reflective screen of the embodiment is the color of the display surface of the reflective screen and the appearance of the displayed image when viewed from the front direction of the screen and when viewed from the direction forming a large observation angle θ. The change is small. That is, in the reflective screen of the embodiment, the color shift is reduced.
以上のことから、本実施形態によれば、カラーシフトが低減され、良好な映像を表示できる反射スクリーン10及び映像表示システム1を提供することができる。
また、本実施形態によれば、レンズ層13や光吸収層11を有しているので、明室環境下においても、明るくコントラストの高い映像を表示できる。
From the above, according to the present embodiment, it is possible to provide the
Further, according to the present embodiment, since the
(変形形態)
以上説明した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)本実施形態において、拡散材は、1種類の無機系拡散材と、1種類の有機系拡散材とを用いる例を示したが、これに限らず、前述の比Mo/Miが好ましい範囲を満たしているならば、例えば、2種類の無機系拡散材と、3種類の有機系拡散材とを用いるといったように、複数種類の拡散材を用いてもよい。
(2)本実施形態において、反射スクリーン10がレンズ層13を備え、映像源LSとして短焦点型のプロジェクタを用いる例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ層13を備えず、光拡散層よりも裏面側に反射層を塗布する等して形成された形態としてもよいし、レンズ層13を備えているが光学中心が反射スクリーン10の表示領域上に位置する形態としてもよい。このとき、映像源LSは、短焦点型ではない従来のプロジェクタとしてもよい。
即ち、反射スクリーン10が上述のような光拡散層141を有する形態であれば、短焦点型のプロジェクタに対応したものではなく、焦点距離が長い従来型のプロジェクタに対応したものであっても、本発明を適用できる。
(Deformation)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the present embodiment, an example in which one kind of inorganic diffusing material and one kind of organic diffusing material is used as the diffusing material is shown, but the present invention is not limited to this, and the ratio Mo / Mi described above is preferable. If the range is satisfied, a plurality of types of diffusion materials may be used, for example, two types of inorganic diffusion materials and three types of organic diffusion materials.
(2) In the present embodiment, the example in which the
That is, as long as the
(3)本実施形態において、反射スクリーン10の最背面側は光吸収層である例を示したが、これに限らず、光吸収層11の背面側に、反射スクリーン10を破損等から保護するための樹脂製のシート状の保護層等を設けてもよい。このとき、保護層を遮光層としたり、保護層に遮光層を積層したりしてもよい。
(3) In the present embodiment, an example in which the rearmost side of the
(4)本実施形態において、単位レンズ131は、図2等に示す断面形状が略三角形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、スクリーン面に平行又は略平行な頂面を有する略台形形状であり、レンズ面と非レンズ面とが、頂面を挟んで対向する形態としてもよい。このとき、頂面は、映像光の反射に寄与しない領域に形成されることが好ましい。頂面上には、光吸収層を形成してもよいし、反射層を形成してもよい。
(4) In the present embodiment, the
(5)本実施形態において、反射スクリーン10は、その背面側に設けられた支持板50に不図示の粘着材層等を介して接合されており、略平板状である例を示したが、これに限らず、例えば、支持板50を備えず、反射スクリーン10が粘着材層等を介して壁面等に接合される形態としてもよいし、支持板50を裏面に接合した状態で壁面に固定されたり、フック等の支持部材で壁面に吊り下げされる形態等としてもよい。また、本実施形態において、反射スクリーン10は、さらに、反射スクリーン10の画面の平面性を維持するために、ガラス製や樹脂製である剛性の高い基板層を備えてもよい。
さらに、本実施形態において、反射スクリーン10は、使用時及び不使用時には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等で被覆する形態としてもよい。
(5) In the present embodiment, the
Furthermore, in the present embodiment, the
(6)本実施形態において、映像源LSは、鉛直方向において反射スクリーン10より下方に位置し、映像光Lが反射スクリーン10の下方から斜めに投射される例を示したが、これに限らず、例えば、映像源LSが、鉛直方向において反射スクリーン10より上方に位置し、映像光Lが反射スクリーン10の上方から斜めに投射される形態としてもよい。
このとき、反射スクリーン10は、図2等に示すレンズ層13の上下方向を反転させた形態とすればよい。
(6) In the present embodiment, the video source LS is positioned below the
At this time, 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 反射スクリーン
11 光吸収層
12 反射層
13 レンズ層
131 単位レンズ
132 レンズ面
133 非レンズ面
14 基材層
141 光拡散層
142 着色層
15 表面層
50 支持板
LS 映像源
DESCRIPTION OF
Claims (4)
光を拡散させる拡散材を含有する光拡散層と、
前記光拡散層よりも背面側に設けられる反射層と、
を備え、
前記拡散材は、無機系拡散材及び有機系拡散材であり、
前記光拡散層に含有される前記無機系拡散材の表面積の総和Miと前記有機系拡散材の表面積の総和Moとの比Mo/Miが、
1≦Mo/Mi≦10
を満たすこと、
を特徴とする反射スクリーン。 A reflection screen that reflects the image light projected from the image source and displays the image light so as to be observable;
A light diffusing layer containing a diffusing material that diffuses light; and
A reflective layer provided on the back side of the light diffusion layer;
With
The diffusion material is an inorganic diffusion material and an organic diffusion material,
The ratio Mo / Mi between the total surface area Mi of the inorganic diffusion material contained in the light diffusion layer and the total surface area Mo of the organic diffusion material is:
1 ≦ Mo / Mi ≦ 10
Meeting,
Reflective screen featuring.
前記比Mo/Miが、
2≦Mo/Mi≦5
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.
The ratio Mo / Mi is
2 ≦ Mo / Mi ≦ 5
Meeting,
Reflective screen featuring.
前記光拡散層よりも背面側に、レンズ面と非レンズ面とを有し背面側に凸となる単位レンズが複数配列されたレンズ層を備え、
前記反射層は、少なくとも前記レンズ面上に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 claim 1 or 2,
A lens layer having a lens surface and a non-lens surface on the back side of the light diffusion layer and a plurality of unit lenses that are convex on the back side,
The reflective layer is formed on at least the lens surface;
Reflective screen featuring.
前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源と、
を備える映像表示システム。 The reflective screen according to any one of claims 1 to 3,
An image source for projecting image light onto the reflective screen;
A video display system comprising:
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