JP2014062980A - Transmission type screen and rear projection display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、背面側から投射された映像光を観察者側に透過して提供するための曲面を有する透過型スクリーン、及び該透過型スクリーンを備えるリアプロジェクション表示装置に関する。 The present invention relates to a transmissive screen having a curved surface for transmitting image light projected from the back side to an observer side, and a rear projection display device including the transmissive screen.
映像や画像を表示する表示装置の1つとして、リアプロジェクション表示装置がある。このリアプロジェクション表示装置は、背面投射型表示装置とも呼ばれ、透過型スクリーンの背面側の映像光源から映像光を投射し、スクリーンの前面側(観察者側)に映像を出射する表示装置である。リアプロジェクション表示装置に具備される透過型スクリーンには映像光源からの映像光を前面側に出射するに際して観察者が適切で良質な映像として観察できるように、フレネルレンズシートや光拡散シート等が備えられている。 As one of display devices that display video and images, there is a rear projection display device. This rear projection display device is also referred to as a rear projection display device, and is a display device that projects image light from an image light source on the back side of a transmissive screen and emits an image on the front side (observer side) of the screen. . The transmissive screen provided in the rear projection display device is equipped with a Fresnel lens sheet, a light diffusion sheet, etc. so that an observer can observe the image light from the image light source as an appropriate and high-quality image when emitted to the front side. It has been.
特許文献1にはさらにスクリーンが3次元曲面を有することにより優れた外観となる技術が開示されている。ここにも、光拡散粒子を混入した透明板をフレネルレンズの出光側に配置することが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867 further discloses a technique that provides an excellent appearance by having a three-dimensional curved surface. This also describes that a transparent plate mixed with light diffusing particles is disposed on the light output side of the Fresnel lens.
しかしながら、このような透過型スクリーンでは視野角を広げることは可能となるが、映像光を提供した場合には映像がぼやけてしまい、鮮明性が低下する問題があった。さらに出光面が曲面であることから場合によってはこの問題が助長されることがあった。 However, with such a transmission screen, it is possible to widen the viewing angle, but when image light is provided, there is a problem that the image is blurred and the sharpness is lowered. Furthermore, since the light-emitting surface is a curved surface, this problem is sometimes promoted.
そこで本発明は上記問題点に鑑み、曲面を有していても鮮明な映像を出射することができる透過型スクリーンを提供することを課題とする。また当該透過型スクリーンを備えるリアプロジェクション表示装置を提供する。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a transmission screen that can emit a clear image even if it has a curved surface. A rear projection display device including the transmission screen is also provided.
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。 The present invention will be described below. In order to facilitate understanding of the present invention, reference numerals in the accompanying drawings are appended in parentheses, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
請求項1に記載の発明は、入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させる複数の層が積層されている透過型スクリーン(10)であって、フレネルレンズ部(23)を有するフレネルレンズシート(21)と、フレネルレンズシートの出光側に配置される積層体(11)と、を備え、フレネルレンズシート及び積層体は曲面を有するように湾曲しており、積層体は、透光性を有するシート状の基材層(12)と、基材層の面に沿って所定の間隔を有して複数配列される光を透過する材料により形成された光透過部(14)と、隣り合う光透過部間に配置され光を吸収する材料を含有することにより光を吸収可能に形成される光吸収部(15)と、を備える光学機能層(13)を含み、光透過部には光拡散粒子(14b)が分散されている、透過型スクリーンである。 The invention according to claim 1 is a transmission type screen (10) in which a plurality of layers for transmitting image light incident from the light incident surface side to the light output surface side are laminated, and the Fresnel lens portion (23) is provided. A Fresnel lens sheet (21) having a laminate (11) disposed on the light output side of the Fresnel lens sheet, the Fresnel lens sheet and the laminate are curved so as to have a curved surface, A light-transmitting portion (14) formed of a light-transmitting sheet-like base material layer (12) and a material that transmits a plurality of light arranged at predetermined intervals along the surface of the base material layer And an optical function layer (13) that is disposed between adjacent light transmission portions and that is formed so as to be capable of absorbing light by containing a material that absorbs light. The light diffusing particles (14b) are dispersed in the part , A transmission type screen.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の透過型スクリーン(10)において、光吸収部(15)の基材層側端部と基材層(12)との間にも光散乱粒子(14b)が分散された部位が具備される。 According to a second aspect of the present invention, in the transmissive screen (10) according to the first aspect, light scattering is also performed between the base layer side end of the light absorbing portion (15) and the base layer (12). Sites in which the particles (14b) are dispersed are provided.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の透過型スクリーン(10)において光透過部(14)には入射した光の強さを減じて出射する減光機能が備えられている。 According to a third aspect of the present invention, in the transmissive screen (10) according to the first or second aspect, the light transmissive portion (14) is provided with a dimming function for reducing the intensity of incident light and emitting the light. Yes.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の透過型スクリーン(10)において、光拡散粒子(14b)は光透過部に内包され、光透過部の表面から突出していない。 According to a fourth aspect of the present invention, in the transmissive screen (10) according to any one of the first to third aspects, the light diffusing particles (14b) are included in the light transmissive portion and protrude from the surface of the light transmissive portion. Absent.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の透過型スクリーン(10)と、透過型スクリーンの背面側に配置される映像光源(3)と、を備えるリアプロジェクション表示装置(1)である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rear projection display comprising: the transmissive screen according to any one of the first to fourth aspects; and an image light source (3) disposed on the back side of the transmissive screen. Device (1).
本発明によれば、曲面を有することにより外観に優れるとともに、曲面を有していても提供する映像光の鮮明性を向上させることが可能となる。 According to the present invention, the appearance is excellent by having a curved surface, and the sharpness of the provided image light can be improved even if the curved surface is provided.
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。なお、以下に示す図面では分かりやすさのため部材の大きさや比率を誇張して記載することがある。また、見やすさのため繰り返しとなる符号は省略することがある。 The above-described operation and gain of the present invention will be clarified from embodiments for carrying out the invention described below. Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the drawings shown below, the size and ratio of members may be exaggerated for easy understanding. Moreover, the code | symbol which becomes repeated may be abbreviate | omitted for legibility.
図1は、1つの実施形態を説明する図であり、リアプロジェクション表示装置1(以下、「表示装置1」と記載することがある。)の内部構造の一部を概念的に表した図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment, and is a diagram conceptually showing a part of the internal structure of a rear projection display device 1 (hereinafter sometimes referred to as “display device 1”). is there.
表示装置1は、透過型スクリーン10を有しており、映像光源3から出射された映像光Iが透過型スクリーン10を通じて観察者側に提供される。例えば表示装置1は、自動車のダッシュボード部に内蔵され、透過型スクリーン10の観察者側面が車内に露出して配置され、観察者に映像を提供する。
図1からわかるように、表示装置1は、筐体2、映像光源3、及び透過型スクリーン10を備えている。その他、図示は省略するが、表示装置1には表示装置として機能するための各種構成部材が備えられている。
The display device 1 includes a
As can be seen from FIG. 1, the display device 1 includes a housing 2, an
筐体2は表示装置1の外殻を形成し、表示装置1を構成する部材の大部分をその内側に収める部材である。また筐体2は透過型スクリーン10を支持可能に開口を有しており、該開口に透過型スクリーン10が嵌め込まれて取り付けられている。
The housing 2 is a member that forms an outer shell of the display device 1 and that accommodates most of the members constituting the display device 1 therein. Moreover, the housing | casing 2 has an opening so that the
映像光源3は、筐体2内に配置されており、照射領域がしだいに広がっていく発散光として透過型スクリーン10の入光面のほぼ全域に映像光を照射する。このような映像光源3としては従来公知な光源、例えばDMDを用いた単管方式の光源を用いることができる。なお、本実施形態において、映像光源3は、透過型スクリーン10の背面側(観察者側とは反対側)で、該透過型スクリーン10の中央より下方に配置されている。
ここで、透過型スクリーン10の入光面とは、透過型スクリーン10の面のうち、映像光源3が配置された側の面を意味する。一方、透過型スクリーン10の出光面とは、観察者側に向けられた面を意味する。
The
Here, the light incident surface of the
次に透過型スクリーン10について説明する。図2は透過型スクリーン10の斜視図、図3は図2にIII−IIIで示した線に沿った鉛直方向における透過型スクリーン10の厚さ方向断面で、層構成を模式的に表した図である。図1、図2からわかるように、透過型スクリーン10は全体として板状であるが、その中央が観察者側に突出するような凸状の曲面に形成されている。これにより外観に優れたスクリーン、及びこれを備える表示装置を提供することができる。なお、図3は本来湾曲して表されるべきであるが、見易さのため湾曲を省略して平坦に表した。
本実施形態では観察者側に凸となる曲面を有する透過型スクリーン10により説明するが、凸となる向きはこれに限定されることなく背面側に凸(すなわち観察者側からみると凹)であってもよい。また、1つの透過型スクリーンで部位により凹凸の向きが変わるように構成されていてもよい。
図2、図3からわかるように、透過型スクリーン10は、複数の層が積層されており、積層体11及びフレネルレンズシート21が厚さ方向に配列されている。以下詳しく説明する。
Next, the
In the present embodiment, the
As can be seen from FIGS. 2 and 3, the
積層体11は、基材層12、光学機能層13、及びハードコート層16を備えており、これらが積層されている。
The laminate 11 includes a
基材層12は、光学機能層13を形成するための基材となる層である。従って、基材層12は透光性を有し、光学機能層13を形成及び保持することができる程度に強度を有していればよい。これには例えば、ポリカーボネートやシクロオレフィン、TAC(トリアセチルセルロース(Triacetylcellulose))などのフィルムを挙げることができる。これらの中で、入手の容易性、コスト等の観点から、ポリカーボネートが好ましい。ここでいうポリカーボネートは、ポリカーボネートを主ポリマーとするもので、たとえば劣化防止剤、可塑剤、軟化剤等の充填剤を含む、あるいはメタアクリル樹脂等との複合体であっても良い。
The
光学機能層13は、映像光源側から入射した映像光の光路を制御するとともに、迷光や外光を適切に吸収して提供する映像光の質を高める機能を有する層である。光学機能層13は、図3に示した断面を有して紙面奥/手前側に延在する形状を備える。図4には、図3に示した光学機能層13の一部を拡大して表した。
The optical
光学機能層13は、基材層12の一方の面に沿って、光を透過可能に並列された複数の光透過部14と、隣接する2つの光透過部14間に光を吸収可能に並列された複数の光吸収部15とを備えており、光透過部14及び光吸収部15は、図3、図4に示した断面を有して紙面奥/手前側に延在する形状を備えている。すなわち、本実施形態では光透過部14及び光吸収部15は水平方向に延び、複数の光透過部14及び光吸収部15が鉛直方向に並列されている。
The optical
光透過部14は、映像光を透過する機能を有する部位で、図3、図4に表れる断面において、略台形の断面を有する要素である。当該略台形断面における上底及び該上底より長い下底が光学機能層13の層面に沿う方向に配置されている。本実施形態では観察者側に上底、映像光源側に下底が配置されている。
The
光透過部14は、バインダー14a中に光拡散粒子14bが分散されている。
バインダー14aは、光拡散粒子14bを分散させた状態で保持するとともに、屈折率がNpである透光性を有する材料により形成されている。かかる材料であれば特に限定されることはない。なお、屈折率Npの値は特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点等から1.49〜1.56であることが好ましい。バインダー14aを構成する材料としては、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の1つ以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を挙げることができる。
In the
The
光拡散粒子14bは、バインダー14a内に分散される粒子状の部材である。光拡散粒子14bは、バインダー14aとの屈折率差に起因して、又は、光拡散粒子自体が有する反射性に起因して、光を拡散する。光拡散粒子としては、プラスチックビーズ等の有機フィラーを好ましく適用することができ、特に透明度が高いものが好ましい。当該プラスチックビーズをとしては、例えば、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩ビビーズ等が挙げられる。これらの中でもアクリルビーズが好ましい。樹脂を用いない場合にはガラスビーズや気泡等を用いることも可能である。
ここで光拡散粒子14bはバインダー14aに内包され、表面から突出していないことが好ましい。これはいわゆる内部拡散による光の拡散形態であり、内部拡散は、表面の凹凸を利用した外部拡散よりも光の制御が容易である。また、後で光路例とともに説明するように、内部拡散によれば映像光が進む過程で都度必要な光を選択的に進ませることができ、効率よく鮮明な映像光を提供することができる。さらに製造の観点からも、表面に凹凸がないことにより他の層への積層が容易になる。
The
Here, it is preferable that the
光吸収部15は、隣り合う光透過部14間に配置され、図3、図4に表れる断面において略台形を有する要素である。当該略台形断面における上底及び該上底より長い下底が光学機能層13の層面に沿う方向に配置されている。本実施形態では観察者側に下底、映像光源側に上底が配置されている。
ここで、光吸収部15の略台形断面における斜辺(脚部)は、光学機能層13の層面の法線方向に対して0度以上10度以下の角度をなしていることが好ましい。なお、斜辺の角度が0度に近い場合、光吸収部15の断面は略矩形となる。また、光吸収部15の上記斜辺の傾きは必ずしも一定である必要はなく、光学機能層13の厚さ方向位置によって変化した折れ線状であってもよいし、曲線状であってもよい。さらに、光吸収部15の上底の長さを小さくして断面を略三角形とすることもできる。
The
Here, it is preferable that the hypotenuse (leg part) in the substantially trapezoidal cross section of the
光吸収部15には、バインダー15a中に光吸収粒子15bが分散されている。
バインダー15aは、光拡散粒子15bを分散させた状態で保持するとともに、屈折率がNbである透光性を有する材料により形成されている。かかる材料であれば特に限定されることはない。バインダー15aを構成する材料としては、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の1つ以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を挙げることができる。
屈折率Nbの大きさはNp以下であることが好ましい。NbがNpよりも小さいときには、光透過部14と光吸収部15との界面において屈折率差と入射角に基づく全反射をさせることができ、観察者側へ映像光を偏向させ、明るい映像光を提供することが可能となる。NpとNbとの屈折率の差は特に限定されるものではないが、0以上0.06以下であることが好ましい。また、屈折率Nbの値は特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点等から1.49〜1.56であることが好ましい。
In the
The binder 15a is formed of a light-transmitting material that holds the
The size of the refractive index Nb is preferably Np or less. When Nb is smaller than Np, it is possible to cause total reflection based on the refractive index difference and the incident angle at the interface between the light transmitting
光吸収粒子15bは、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子を好ましく用いることができる。ただしこれに限定されるものではなく、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収する着色粒子を使用してもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。より具体的には、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子や、カーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等が好ましく用いられる。
光吸収粒子の平均粒子径は1.0μm以上20μm以下であることが好ましい。
As the
The average particle diameter of the light absorbing particles is preferably 1.0 μm or more and 20 μm or less.
以上のような光学機能層13の構成により、提供される映像光の鮮明性を向上させることができる。詳しくは後で説明する。
With the configuration of the optical
上記した光学機能層13において、光透過部14にさらに減光機能を追加してもよい。いわゆるTint層としての機能である。このような減光機能は、バインダー14aに調色色素を混濁させることにより発揮させることができる。
In the
調色色素としては、可視領域である380nm〜780nmに最大吸収波長を有する公知の色素から、目的に応じて任意に色素を組み合わせて使用することができる。調色色素として用いることのできる公知の色素としては、特開2000−275432号公報、特開2001−188121号公報、特開2001−350013号公報、特開2002−131530号公報等に記載の色素が好適に使用できる。更にこのほかにも、黄色光、赤色光、青色光等の可視光を吸収するアントラキノン系、ナフタレン系、アゾ系、フタロシアニン系、ピロメテン系、テトラアザポルフィリン系、スクアリリウム系、シアニン系等の色素を使用することができる。 As the toning dye, a known dye having a maximum absorption wavelength in the visible region of 380 nm to 780 nm can be used in combination with any dye according to the purpose. Known dyes that can be used as toning dyes include the dyes described in JP 2000-275432 A, JP 2001-188121 A, JP 2001-350013 A, JP 2002-131530 A, and the like. Can be suitably used. In addition, other dyes such as anthraquinone, naphthalene, azo, phthalocyanine, pyromethene, tetraazaporphyrin, squarylium, and cyanine that absorb visible light such as yellow light, red light, and blue light. Can be used.
このように光透過部14に減光機能を備えれば、そのための新たな層を要しないので層の数を減らすことができより薄い透過型スクリーン10を提供することができる。
Thus, if the
さらに光学機能層13では、図4に部位14cで表したように、光吸収部15の基材層12側端部よりも映像光源3(基材層12)となる側に光透過部14と同じ構成を有する部位が設けられることが好ましい。すなわち、光吸収部15の基材層12側端部よりも映像光源3(基材層12)側に光拡散粒子14bが分散されたバインダー14aが配置される。これにより後述するように従来は光吸収部15で吸収されていたような映像光を観察者に出射することができる。
Furthermore, in the optical
図3に戻って、ハードコート層16について説明する。ハードコート層16は、表面保護を目的として、透過型スクリーン10のうち観察者側の最表面に設けられる層である。ハードコート層16は透明な樹脂層として形成することができ、擦り傷、表面汚染に対する耐性の観点から、硬化性樹脂が硬化してなる樹脂硬化層として形成することが好ましい。
具体的には電離放射線硬化性樹脂、その他公知の硬化性樹脂等を要求性能に応じて適宜採用すればよい。電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、オキセタン系、シリコーン系等が挙げられる。例えば、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂は、単官能(メタ)アクリレートモノマー、2官能(メタ)アクリレートモノマー、3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーなどの(メタ)アクリル酸エステルモノマー、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステルオリゴマー乃至は(メタ)アクリル酸エステルプレポリマーなどからなる。さらに3官能以上の(メタ)アクリレートモノマーを例示すれば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等がある。
Returning to FIG. 3, the
Specifically, an ionizing radiation curable resin, other known curable resins, or the like may be appropriately employed according to the required performance. Examples of the ionizing radiation curable resin include acrylate-based, oxetane-based, and silicone-based resins. For example, acrylate-based ionizing radiation curable resins include monofunctional (meth) acrylate monomers, bifunctional (meth) acrylate monomers, (meth) acrylate monomers such as trifunctional or higher (meth) acrylate monomers, urethane (meta ) Acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate and other (meth) acrylate ester oligomers or (meth) acrylate ester prepolymers. Examples of tri- or higher functional (meth) acrylate monomers include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and the like.
また、ハードコート層16には、耐汚染性向上の機能を追加してもよい。これは例えばシリコーン系化合物、フッ素系化合物などを添加することにより可能となる。さらにその他の機能として帯電防止性向上、撥水性向上の機能を有するものとしてもよい。
帯電防止性向上のために用いることができる材料としては、電子伝導タイプではPEDOT−PSS(PEDOT(Poly(3,4−ethylenedioxythiophene);3,4−エチレンジオキシチオフェンポリマー)とPSS(poly(styrenesulfonate);スチレンスルホン酸ポリマー)とを共存)などが挙げられ、イオン導電タイプではリチウム塩系材料等が挙げられる。
また、撥水性向上のために用いることができる材料としては、フッ素系化合物等が挙げられる。
Further, the
As materials that can be used for improving the antistatic property, PEDOT-PSS (PEDOT (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene); 3,4-ethylenedioxythiophene polymer) and PSS (polynesulfonate) are used for the electron conduction type. ); A styrene sulfonic acid polymer)), and the ionic conductive type includes lithium salt materials.
Examples of materials that can be used to improve water repellency include fluorine compounds.
次にフレネルレンズシート21について説明する。フレネルレンズシート21は基部22と、基部22の表面に形成されたフレネルレンズ部23と、入射側透明基材層24と、を備えている。図5にはフレネルレンズ部23を説明するために透過型スクリーン10を正面視したときの形態を模式的に示した。
Next, the
基部22はフレネルレンズ部23を形成するためのベースとなる層である。従って、基部22は透光性を有し、フレネルレンズ部23を形成及び保持することができる程度に強度を有していればよい。これには例えば上記した基材層12と同様の材料を用いることができる。
The
フレネルレンズ部23は、映像光源3から発散光束として透過型スクリーン10に投射される映像光の進行方向を偏向させる機能を有している。具体的には、フレネルレンズ部23は、発散光束として入射した映像光を、映像光入射側から映像光出射側へ向けて進む平行光束、例えば正面方向へ進む平行光束に変換する。このようにフレネルレンズ部23を用いて映像光をいったん平行光化させておくことにより、観察者に観察される映像、とりわけ、観察者によって斜め方向から観察される映像の明るさの内面ばらつきを効果的に緩和させることができる。
The
図5からわかるように、本実施形態のフレネルレンズ部23はいわゆるサーキュラーフレネルレンズである。従って、複数の単位レンズ23aのそれぞれの長手方向は、所定の半径を有した円弧状に延びており、隣接する単位レンズ23aとは同心円をなすように配列されている。各単位レンズ23aの断面形状はその目的に応じて適宜公知のものを用いることができる。
本実施形態では、単位レンズ23aは水平方向に関しては該水平方向における中心位置を通る鉛直方向線Aに対して線対称となっている。一方鉛直方向に関しては単位レンズ23aが配列される同心円の中心Oが、鉛直方向線A上で透過型スクリーン10より下方となるような形態である。このように中心Oをフレネルレンズ部23の中心から鉛直方向下方に偏心させることにより、透過型スクリーン10の下方から映像光を投射したとしても、映像光源3からの発散光束を効率よく平行光束にすることができる。また、このように透過型スクリーンの下方から映像光を照射する構成によって、映像光源3を観察者側に近付けることができ、表示装置1を薄くすることができる。
As can be seen from FIG. 5, the
In the present embodiment, the
ただし、これに限定されることはなく、同心円の中心がフレネルレンズ部内に存在するサーキュラーフレネルレンズや、単位レンズが水平又は鉛直に直線状に延び、当該延びる方向とは異なる方向に複数の単位レンズが配列されるリニアフレネルレンズを適用することを妨げるものではない。 However, the present invention is not limited to this, and a circular Fresnel lens in which the center of the concentric circle exists in the Fresnel lens portion or a plurality of unit lenses in a direction different from the direction in which the unit lens extends horizontally or vertically linearly. It does not preclude the application of a linear Fresnel lens in which is arranged.
フレネルレンズ部23を構成する樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂を挙げることができる。
また、透過型スクリーン10のサイズが大きい場合には成形性の観点からエポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂(電離放射線硬化型樹脂等)を用いることができる。
As resin which comprises the
When the size of the
入射側透明基材層24は、フレネルレンズシート21の変形を防止し、フレネルレンズシート21を支持できるように構成されている。かかる観点から、入射側透明基材層24を形成する材料の具体例として、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等を挙げることができる。また、入射側透明基材層24の厚さは1mm〜3mmであることが好ましい。入射側透明基材層24が1mm未満であると剛性が不十分となる虞がある。一方、入射側透明基材層24が3mmより厚くなると映像に不具合が生じる可能性が高くなる。
The incident side transparent
以上説明した透過型スクリーン10は例えば次のように作製することができる。
フレネルレンズシート21は、公知の方法により作製することができ、例えば基部22上にフレネルレンズ部23を賦型することを挙げることができる。また、基材層12、ハードコート層16、入射側透明基材層24はそれぞれ平滑なシート状であり、公知の方法により得ることが可能である。
The
The
光学機能層13も特にその作製方法は限定されることはないが、例えば次のように得ることができる。図6、図7に説明のための図を示した。
図6に示すように、はじめに基材層12となる、又は基材層12となる層を含む基材12’の上に、光透過部14を形成する。光透過部14を形成するには、光透過部14の形に対応した形の溝を所定のピッチで有する金型ロール42を準備する。次に、当該金型ロール42とニップロール41との間に基材12’を送り込む。図6に示した矢印VIは、基材12’を送り込む方向である。基材12’の送り込みに合わせて、金型ロール42と基材12’との間に供給装置45から光透過部を構成する組成物40の液滴を供給し続ける。供給装置45から基材12’上に組成物40を供給するとき、金型ロール42と基材12’との間に、組成物40が溜まったバンクが形成されるようにする。このバンクにおいて、組成物40が基材12’の幅方向に広がる。
The method for producing the optical
As shown in FIG. 6, the
上記のようにして金型ロール42と基材12’との間に供給された組成物40は、金型ロール42およびニップロール41間の押圧力により、基材12’と金型ロール42との間に充填される。その後、光照射装置44によって組成物40に紫外線等を照射し、組成物40を硬化させることによって光透過部14を形成することができる。光透過部14が形成された後、基材12’上に光透過部14が形成されたシートは、剥離ロール43を介して引かれることによって、金型ロール42から引き剥がされる。
The
次に、図6に示した工程を経て得られたシートの光透過部14間に、光吸収部15を形成する。具体的には、図7に示すように、光透過部14上に光吸収部を構成する組成物46を供給し、ドクターブレード47によって該組成物46を光透過部14間の溝14’に充填しつつ、余剰分の組成物46を掻き落とす。光透過部14間の溝14’に残った組成物46に紫外線等を照射して硬化させることにより、光吸収部15を形成することができる。このようにして、基材層12上に光学機能層13を形成する。なお、図7に示した矢印VIIは、シートの送り方向である。
Next, the
上記のようにして得られた各層の積層は、融着、又は粘着剤層を介することによって互いに固定できる。透過型スクリーン10では、光学機能層13とハードコート層16、基部22と入射側透明基材層24、がそれぞれ粘着剤等により固定されている。
粘着剤は、光を透過させるとともに、適切な粘着性を有すればその材質は特に限定されるものではない。これには、例えばアクリル系粘着剤を挙げることができる。
また、紫外線硬化樹脂により接着がおこなわれてもよい。
The lamination of the layers obtained as described above can be fixed to each other by fusion or via an adhesive layer. In the
The material of the adhesive is not particularly limited as long as it transmits light and has appropriate adhesiveness. Examples thereof include an acrylic pressure-sensitive adhesive.
Further, the adhesion may be performed by an ultraviolet curable resin.
ここで、各層を接着等する際には予め各シートを湾曲させておく。各層を湾曲させるための方法は特に限定されることはないが、例えば各シートをガラス転移点以上に加熱して軟化し、これを湾曲させるための型に沿わせてから冷却すること等を挙げることができる。 Here, when bonding each layer, each sheet is curved in advance. The method for bending each layer is not particularly limited. For example, each sheet is heated and softened to a temperature higher than the glass transition point, and cooled after being placed along a mold for bending the sheet. be able to.
以上説明した透過型スクリーン10を備える表示装置1によれば、例えば次のように観察者に映像光を提供することができる。光路例を示しつつ説明する。ただし、ここで示す光路例は概念的なものであり、反射角や屈折角等を厳密に表したものではない。
According to the display device 1 including the
図1に示したように、映像光源3から出射した映像光L1は、透過型スクリーン10の入光面側に達する。
このようにして透過型スクリーン10の入光面側に達した映像光は、図3に映像光L31で示したように、フレネルレンズシート21のフレネルレンズ部23の作用により観察者側(正面方向)に平行となるように偏向される。
As shown in FIG. 1, the image light L <b> 1 emitted from the image
The image light that has reached the light incident surface side of the
フレネルレンズシート21内で偏向された映像光は各層を透過し、光学機能層13に達する。光学機能層13では、図4に映像光L41、L42で示したように光拡散粒子14bにより偏向されながら観察者側に映像光を出射する。
映像光L41では光拡散粒子14bによりその向きが変えられて正面に対して若干視野角を広げる向きで映像光が出射される。
映像光L42では光拡散粒子14bにより向きを変えられた映像光が光透過部14と光吸収部15との界面に達する。本例では光透過部14と光吸収部15との間に屈折率差があるため、全反射条件を満たして界面に入射すればここで全反射をして観察者側に出射される。このとき当該界面が上記したように所定の角度で傾いていればさらに視野角を広げる方向に全反射が行われる。
また、図4に映像光L43で示した映像光は、光吸収部15の基材層12側端部よりも映像光源3側(基材層12側、すなわち部位14c)に入射した映像光であり、従来の例によればこのまま光吸収部15により吸収される。しかしながら本実施形態ではここに光拡散粒子14bが分散されているので、偏向されてこのような映像光L43も観察者に出射される。従って観察者に対してより明るい映像を提供することができる。
The image light deflected in the
The direction of the image light L41 is changed by the
In the image light L42, the image light whose direction is changed by the
Further, the image light indicated by the image light L43 in FIG. 4 is image light that is incident on the image
また、図4に映像光L44で示した映像光は光拡散粒子14bで反射して最終的に光吸収部15内に入射し、光吸収粒子15bにより吸収される。このような映像光は、仮に観察者側に出射されると必要以上に広い視野角で出射される角度を有していることから他の映像光に影響を及ぼし、映像光の不鮮明を招く虞がある。従って光学機能層13ではこれを適切に吸収することができる。
Further, the image light indicated by the image light L44 in FIG. 4 is reflected by the
一方、図3に光L32で示したように観察者側から透過型スクリーン10に入射した外光(太陽光や室内灯等による光)は、その一部が光吸収部15内に入射して光吸収粒子15bに吸収される。これにより外光が映像光に与える影響を減じることができ、コントラストを向上させることが可能となる。
On the other hand, as indicated by the light L32 in FIG. 3, a part of the external light (light from sunlight, room light, etc.) incident on the
以上のように、透過型スクリーン10のよれば光拡散粒子14bを光透過部14に分散させることで、光拡散粒子14bを光吸収部15の間に配置した。すなわち、光拡散機能を有する媒体である光拡散粒子が光透過部の厚さ方向及び面方向のいずれにも分散されるように配置される。
これにより、光拡散粒子14bが光を拡散させて視野角を広げつつも、光拡散粒子14bにより拡散した光が必要以上に拡散することを抑制することができる。当該必要以上に拡散した光は上記の映像光L44に示したように光吸収部15に吸収され観察者には提供されない。このような映像光は他の映像光に影響して映像光の鮮明さを低下させてしまうことから、これを吸収することにより鮮明な映像を提供することができる。
As described above, according to the
Thereby, it is possible to prevent the light diffused by the
例えば、図8に示した従来例のように、光拡散粒子を含有する層を別に設けてこれを観察者側に配置した場合、映像光L81のような必要以上に広い視野角方向に映像が出射してしまい、通常の映像光L82のような他の映像光に影響を与えることから映像光の鮮明さが低下してしまう。特に出光面が曲面の場合、その出射角がさらに外側に広がることがあり、鮮明さの低下を増してしまうこともあった。
本発明では、上記したようにこのような光は光吸収部15で適切に吸収することができるので鮮明な映像光を提供することが可能である。
For example, as in the conventional example shown in FIG. 8, when a layer containing light diffusing particles is separately provided and disposed on the viewer side, an image is displayed in a wider viewing angle direction than necessary, such as the image light L81. Since the light is emitted and affects other image light such as the normal image light L82, the sharpness of the image light is deteriorated. In particular, when the light exit surface is a curved surface, the exit angle may further spread outward, which may increase the reduction in sharpness.
In the present invention, as described above, such light can be appropriately absorbed by the
光拡散粒子14bをバインダー14aに内包して分散した内部拡散の態様にすれば、光の基本的な進行方向である光透過部の厚さ方向に沿って複数の光吸収粒子が分散されるので、光透過部を映像光が透過する過程で順次光の拡散が行われ、その都度出射させるべきでない光を吸収し、出射させるべき光を選択的に観察者側に進ませることができるので、効率よく質の良い映像光を出射することが可能である。
If the
1 リアプロジェクション表示装置(表示装置)
2 筐体
3 映像光源
10 透過型スクリーン
11 積層体
12 基材層
13 光学機能層
14 光透過部
14b 光拡散粒子
15 光吸収部
15b 光吸収粒子
16 ハードコート層
21 フレネルレンズシート
22 基部
23 フレネルレンズ部
24 入射側透明基材層
1 Rear projection display device (display device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2
Claims (5)
フレネルレンズ部を有するフレネルレンズシートと、
前記フレネルレンズシートの出光側に配置される積層体と、を備え、
前記フレネルレンズシート及び前記積層体は曲面を有するように湾曲しており、
前記積層体は、
透光性を有するシート状の基材層と、
前記基材層の面に沿って所定の間隔を有して複数配列される光を透過する材料により形成された光透過部と、
隣り合う前記光透過部間に配置され光を吸収する材料を含有することにより光を吸収可能に形成される光吸収部と、を備える光学機能層を含み、
前記光透過部には光拡散粒子が分散されている、透過型スクリーン。 A transmission type screen in which a plurality of layers that transmit image light incident from the light incident surface side to the light output surface side are laminated,
A Fresnel lens sheet having a Fresnel lens part;
A laminate disposed on the light output side of the Fresnel lens sheet,
The Fresnel lens sheet and the laminate are curved to have a curved surface,
The laminate is
A sheet-like base material layer having translucency;
A light transmission part formed of a material that transmits a plurality of light having a predetermined interval along the surface of the base material layer;
A light absorbing portion that is disposed between the adjacent light transmitting portions and that is formed so as to be able to absorb light by containing a material that absorbs light, and an optical functional layer comprising:
A transmissive screen in which light diffusing particles are dispersed in the light transmissive portion.
前記透過型スクリーンの背面側に配置される映像光源と、を備えるリアプロジェクション表示装置。 The transmissive screen according to any one of claims 1 to 4,
A rear projection display device comprising: an image light source disposed on a back side of the transmissive screen.
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