JP2014160198A - 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、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.
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。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。 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 close distance to a reflective screen to realize a large screen display have been widely used. Reflective screens and the like have also been developed for satisfactorily displaying video light projected by a short focus type video projector.
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となる映像光を投射することができ、映像投射装置と反射スクリーンとの奥行き方向の距離を短くすることができるので、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できる。
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や、表面に複数の半球状の凹部が形成され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)。
The short-focus type image projection device can project image light having a larger incident angle than the conventional image source from above or below on the reflection screen, and in the depth direction between the image projection device and the reflection screen. Since the distance can be shortened, it can contribute to the space saving of the image display system using the reflective screen.
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. A variety of reflective screens having a reflective layer on the surface and reflective screens having a plurality of hemispherical recesses on the surface have been developed (for example,
上述のような反射スクリーンでは、映像光を反射する反射層として、アルミニウムや銀等の反射性の高い金属を用いて蒸着法やスパッタ法等により形成される金属の薄膜による反射層を用いる場合がある。このような反射層は、傷つき易く、また、酸化しやすいために、この反射層を保護する保護層を設けた反射スクリーンも開発されている(例えば、特許文献2)。
また、一般的に、反射スクリーンは、それ自体で平面性を維持できるほど剛性を有していない場合が多い。そのため、反射スクリーンの最も背面側に設けられた接着剤層や粘着剤層により、十分な剛性を有する支持板等に貼合する等して、その平面性を維持しているものが多い。
In the reflective screen as described above, a reflective layer made of a metal thin film formed by vapor deposition or sputtering using a highly reflective metal such as aluminum or silver may be used as a reflective layer for reflecting video light. is there. Since such a reflective layer is easily damaged and easily oxidized, a reflective screen provided with a protective layer for protecting the reflective layer has also been developed (for example, Patent Document 2).
In general, the reflective screen is often not rigid enough to maintain flatness by itself. Therefore, in many cases, the flatness is maintained, for example, by bonding to a support plate having sufficient rigidity with an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer provided on the most back side of the reflective screen.
しかし、各種効果を期待して、保護層や粘着剤層等を設けることにより、反射スクリーン自体の層構成が複雑となり、また、生産コストの増大を招くという問題がある。安価でかつ良好な映像を表示できる反射スクリーンとすること、さらには、反射スクリーン等の軽量化・薄型化は、常に求められることである。
上述の特許文献1,2には、上述のような課題への対策は開示されていない。
However, by providing a protective layer, a pressure-sensitive adhesive layer, etc. in anticipation of various effects, there is a problem that the layer configuration of the reflective screen itself becomes complicated and the production cost increases. It is always required to make a reflective screen that is inexpensive and capable of displaying good images, and to further reduce the weight and thickness of the reflective screen and the like.
The above-mentioned
本発明の課題は、軽量化、薄型化でき、製造も容易であり、安価に提供でき、かつ、良好な映像を表示できる反射スクリーン、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 and an image display system that can be reduced in weight and thickness, can be easily manufactured, can be provided at low cost, and can display a good image.
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る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において、背面側の面に、単位光学要素(131)が複数配列された光学形状層(13)と、前記単位光学要素の背面側の面の少なくとも一部に形成され、光を反射する反射層(12)と、前記光学形状層及び前記反射層よりも背面側に形成され、前記反射層が形成された前記光学形状層の背面側の面を被覆する保護層(11)と、を備え、前記保護層は、粘着性を有し、該反射スクリーンの背面側に位置する部材に対して貼合可能であること、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、前記保護層(11)は、少なくとも、酸化防止機能、防湿機能、紫外線吸収機能、光吸収機能のいずれか1つを有すること、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、前記単位光学要素は、レンズ面(132)と非レンズ面(133)とを備え、背面側に凸となる単位レンズ(131)であること、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と(10)、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
The invention according to claim 2 is the reflective screen according to
According to a third aspect of the present invention, in the reflective screen according to the first or second aspect, the unit optical element includes a lens surface (132) and a non-lens surface (133), and is a unit that is convex on the back side. A reflection screen (10) characterized by being a lens (131).
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、軽量化、薄型化でき、製造も容易であり、安価に提供でき、かつ、良好な映像を表示できる反射スクリーン、映像表示システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a reflective screen and an image display system that can be reduced in weight and thickness, can be easily manufactured, can be provided at low cost, and can display a good image.
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。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
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, the numerical values such as the dimensions of the respective members and the material names described in the present specification are examples of the embodiment, and are not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
In this specification, terms that specify shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, are strictly meanings, have similar optical functions, and can be regarded as parallel and orthogonal It also includes a state having an error of.
(実施形態)
図1は、本実施形態の映像表示システム1を説明する図である。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。こ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。本実施形態の映像表示システム1は、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ることができる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
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の画面を正面方向(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)よりも下方側であって観察者側となる位置に配置されている。
映像源LSは、反射スクリーン10のスクリーン面の法線方向(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に対する入射角度が従来のものに比べて大きい。
The video source LS is a video light projection device that projects the video light L onto the
The video source LS of this embodiment is a general-purpose short focus projector. When the screen of the
The video source LS can project the video light L from a position where the distance from the
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とする。本実施形態において、反射スクリーン10のスクリーン面は、反射スクリーン10の画面に平行である。
Note that the screen surface refers to a surface in the planar direction of 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、本実施形態の反射スクリーン10の画面は、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とする。
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。
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
反射スクリーン10は、その背面側に、平板状の支持板50が設けられており、この支持板50に貼合されることにより、その平面性を維持している。本実施形態の支持板50は、剛性が高い平板状の部材であり、例えば、アクリル樹脂やPC樹脂等の樹脂製、アルミニウム等の金属性、木製等の板状の部材を用いることができる。
この支持板50は、光透過性を有していてもよい。しかし、反射スクリーン10の背面側から入射する外光等による映像のコントラストの低下を抑制する観点から、支持板50は、光透過性を有しないことが好ましい。また、支持板50は、平板状に限らず、例えば、表裏面をアルミニウム等の金属製の薄板とし、内部の芯材としてアルミニウム等の金属製の薄板により形成されたハニカム構造を備えることにより、板材全体としての軽量化を図った金属製の板材(所謂、ハニカムパネル)等を用いてもよい。このような部材を用いることにより、十分な剛性を確保しながら、支持板50の軽量化、及び、支持板50を備えた反射スクリーン10の軽量化を図ることができる。
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の画面(表示領域)の幾何学的中心となる点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おり、前述の支持板50も示している。
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、保護層11等を備えている。この反射スクリーン10は、例えば、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。
以下に、反射スクリーン10の各層について説明する。
FIG. 2 is a diagram illustrating the layer configuration of the
The
Below, each layer of the
基材層14は、観察者側に、表面層15が一体に形成され、背面側(裏面側)に、レンズ層13が一体に形成されている。この基材層14は、レンズ層13を形成する基材(ベース)となる層である。
基材層14は、光拡散層141と、着色層142とを有し、これらが一体に積層されている。本実施形態では、図2(a)に示すように、光拡散層141が背面側であり、着色層142が観察者側(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が観察者側に位置し、着色層142が背面側に位置する形態としてもよい。
In the
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し、光を拡散する作用を有する層である。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を図ったりする機能を有する。
光拡散層141の母材となる樹脂としては、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。
The
Examples of the resin used as the base material of the
この光拡散層141の厚さは、反射スクリーン10の画面サイズにもよるが、約150〜3000μm(約0.15〜3mm)とすることが好ましい。
また、拡散材としては、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン系等の樹脂製の粒子や無機粒子等を用いることができ、その平均粒径が約1〜50μmであるものを使用することが好ましい。
The thickness of the
Moreover, as a diffusing material, it is possible to use resin particles such as acrylic resin, epoxy resin, and silicon, inorganic particles, and the like, and those having an average particle diameter of about 1 to 50 μm are preferably used. .
着色層142は、所定の透過率とするための灰色や黒色等の染料や顔料等の着色材により着色が施された層である。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や迷光を吸収し、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、染料や顔料等の着色材を含有する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好ましい。また、着色材としては、グレー系や黒色系等の暗色系の染料や顔料等や、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等を用いることができる。
着色層142の厚さは、反射スクリーン10の画面サイズにもよるが、約30〜3000μmとすることが好ましい。
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これらの層が一体に積層されて形成されている。
The
The
The thickness of the
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や保護層11、支持板50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ている。
レンズ層13は、基材層14の背面側に設けられ、光透過性を有する樹脂製であり、その背面側の面に光学形状を有する光学形状層である。このレンズ層13は、背面側の面に、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有している。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
The
本実施形態では、単位レンズ131が配列されて形成されるサーキュラーフレネルレンズ形状は、反射スクリーン10の画面を正面方向(スクリーン面の法線方向)から見た場合に、その光学的中心であるフレネルセンターである点Cが、反射スクリーン10の画面左右方向の中央であって、反射スクリーン10の画面(表示領域)の領域外の下方に位置している。
なお、本実施形態のレンズ層13は、上述のように、背面側の面にサーキュラーフレネルレンズ形状を有する例を挙げて説明するが、背面側の面にリニアフレネルレンズ形状を有する形態としてもよい。
In this embodiment, the circular Fresnel lens shape formed by arranging the
In addition, although the
単位レンズ131は、図2、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、略三角形形状である。
この単位レンズ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。反射スクリーン10の使用状態において、図2及び図3(b)に示す断面において、レンズ面132は、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
単位レンズ131において、図3(b)に示すように、レンズ面132がスクリーン面に平行な面となす角度は、αであり、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る形態となっている。
In 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
なお、これに限らず、角度α等は、一定としてもよいし、配列ピッチPが、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。
However, the present invention is not limited to this, and the angle α or the like may be constant, or the arrangement pitch P may gradually change 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。
本実施形態のレンズ層13は、例えば、基材層14の一方の面(本実施形態では、光拡散層141側の面)を、紫外線硬化型樹脂が充填されたサーキュラーフレネルレンズ形状を賦形する成形型に押圧し、紫外線を照射して硬化させた後に成形型から離型するといった紫外線成形法等により形成している。
そのため、このレンズ層13を形成する紫外線硬化型樹脂等には、金型からの離型性を向上させるための離型剤となるリン酸エステル等の各種添加剤が配合されている。
The
The
For this reason, the ultraviolet curable resin or the like that forms 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、少なくともレンズ面132に形成される。
本実施形態では、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形態となっている。
反射層12は、レンズ面132上に、アルミニウムや銀、ニッケル等の金属を蒸着する、スパッタリングする、又は、金属箔を転写する等により形成することが好ましい。
本実施形態の反射層12は、アルミニウム等をレンズ面132に蒸着することにより形成されている。
The
In the present embodiment, the
The
The
保護層11は、反射層12及びレンズ層13の背面側に、これらを被覆するように設けられている。また、この保護層11は、図2等に示すように、その映像源側(観察者側)の面は、反射層12が形成された単位レンズ131の凹凸形状に追従しており、単位レンズ131間の谷部等を十分に充填する形態となっている。また、保護層11の背面側の面は、スクリーン面に平行な面状となっており、この面が支持板50の映像源側の面に接している。
この保護層11は、粘着性を有しており、反射スクリーン10を支持板50に貼合する機能を有している。
The
This
また、保護層11は、図2等に示すように、反射層12及び非レンズ面133の背面側の面を被覆しており、非レンズ面133上に保護層11が形成された形態となっている。
従って、保護層11は、光を吸収する作用を有することが、観察者側から入射した外光等を吸収し、コントラストを向上させる観点等から好ましい。特に、支持板50が光透過性を有する場合等は、背面側から入射した外光によるコントラストの低下を抑制する観点からも、光吸収作用を有することが好ましい。
Further, as shown in FIG. 2 and the like, the
Therefore, it is preferable that the
さらに、保護層11は、反射層12の酸化等の劣化やこれによる剥離、反射層12及びレンズ層13の破損等を抑制し、反射層12及びレンズ層13を保護する機能を有することが好ましい。
加えて、保護層11は、紫外線吸収作用を有することが、反射スクリーン10の観察者側表面等から入射した紫外線によるレンズ層13の劣化等を抑制する観点から好ましい。
本実施形態の保護層11は、粘着性を有し、光吸収機能、及び、反射層12等を保護するための酸化防止機能や防湿機能、紫外線吸収機能等を有している。
Furthermore, it is preferable that the
In addition, it is preferable that the
The
このような保護層11は、例えば、光吸収材、酸化防止剤や防湿剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤が添加された感圧粘着性を有する樹脂により形成されている。
保護層11の母材となる感圧粘着性を有する樹脂としては、例えば、アクリル系やエポキシ系の重合体等を用いることができる。
光吸収材としては、例えば、黒色等の暗色系の塗料や、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用いることができる。
Such a
As the pressure-sensitive adhesive resin used as the base material of the
As the light absorbing material, for example, a dark paint such as black, a dark pigment such as black, a dye, a bead having a light absorbing action, or the like can be used.
酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチルパラクレゾール、4,4´メチレンビス(2,6−ジ−ブチルフェノール)、4,4´メチレンビス(6−t−ブチル−o−クレゾール)、フェニル−α−ナフチルアミン、フェノチアジン、P,P´−ジオクチルジフェニルアミン、N,N´ジサリチリデン−1,2−ジアミノプロパン、ベンゾトリアゾール、2(n−ドデシルジチオ)ベンズイミダゾール等の一般的な酸化防止剤を用いることができる。これらの酸化防止剤は、1種類のみを用いてもよいし、複数種類を組み合わせて用いてもよい。
なお、酸化防止剤に関しては、保護層11を形成する母材となる樹脂に対する質量比が1%以上、3%以下とすることが好ましい。1%未満となると、保護層11による酸化防止機能が低下し、不十分となるという問題がある。また、3%を超えると、保護層11とレンズ層13及び反射層12の密着性が低下するという問題がある。従って、上述の範囲内とすることが好ましい。
Examples of the antioxidant include 2,6-di-t-butylparacresol, 4,4′methylenebis (2,6-di-butylphenol), and 4,4′methylenebis (6-t-butyl-o-cresol). ), Phenyl-α-naphthylamine, phenothiazine, P, P′-dioctyldiphenylamine, N, N′disalicylidene-1,2-diaminopropane, benzotriazole, 2 (n-dodecyldithio) benzimidazole, etc. An agent can be used. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more.
In addition, regarding antioxidant, it is preferable that mass ratio with respect to resin used as the base material which forms the
防湿剤としては、シリカゲルや、炭酸カルシウム等を用いることができる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリルレート系、ニッケル系、トリアジン系等を用いることができる。
これらの各種添加剤が加えられた感圧粘着性を有する樹脂を、所定の粘度に調整し、反射層12がレンズ面132に形成されたレンズ層13の背面側(フレネルレンズ形状側)に塗布することにより、保護層11は形成される。
As the moisture-proofing agent, silica gel, calcium carbonate, or the like can be used.
As the ultraviolet absorber, benzotriazole, benzophenone, salicylate, cyanoacrylate, nickel, triazine, or the like can be used.
The pressure-sensitive adhesive resin to which these various additives are added is adjusted to a predetermined viscosity and applied to the back side (Fresnel lens shape side) of the
ここで、上述の保護層11を形成する樹脂は、レンズ層13の背面側への塗布時の粘度(20℃)が、2000〜10000cpであることが好ましい。
樹脂の粘度が2000cp未満であると、流動性が大きすぎ、十分な厚さに形成できないという問題がある。また、樹脂の粘度が10000cpよりも大きいと、単位レンズ131による凹凸形状に追従できず、単位レンズ131間の谷部に気泡が生じ、光吸収性が低下したり、レンズ層13及び反射層12と保護層11との密着性が低下する可能性がある。従って、上記範囲内とすることが好ましい。
本実施形態のレンズ層13の単位レンズ131は、レンズ高さhが15〜35μm程度であり、上述のような範囲の粘度であれば、十分に保護層11を形成する樹脂を、単位レンズ131間の谷部に充填することができる。
さらに、保護層11は、反射スクリーン10の厚み方向において、単位レンズ131間の頂点となる点tからその背面側表面までの寸法が、約10〜30μmとすることが、支持板50との密着性や、光吸収性等を十分発揮する観点から好ましい。
Here, the resin forming the
When the viscosity of the resin is less than 2000 cp, there is a problem that the fluidity is too large to form a sufficient thickness. On the other hand, if the viscosity of the resin is greater than 10,000 cp, the uneven shape of the
The
Further, in the thickness direction of the
本実施形態の保護層11は、粘着性を有し、この保護層11により反射スクリーン10は、支持板50と貼合可能であるので、新たに、保護層11の背面側に別層の粘着剤層等を形成する必要がなく、反射スクリーン10の薄型化・軽量化が容易に行える。また、新たに、粘着剤層を形成する必要がないので、反射スクリーン10の製造にかかる工数を低減でき、生産コストを低減できる。
また、保護層11は、光吸収性を有しているので、外光を吸収して映像のコントラストを向上させることができる。
Since the
Moreover, since the
さらに、反射スクリーン10は、一般的な使用環境において、空気中の湿度を吸収する場合がある。本実施形態のように、背面側に支持板を備え、これと貼合されている場合であっても、例えば、反射スクリーン10の外周端面等から空気中の水分を吸収する場合がある。
このような水分が、レンズ層13に到達すると、レンズ層13を形成する樹脂に一般的に離型剤として含まれるリン酸エステル等が加水分解され、強酸であるリン酸とアルコールに分解される。このリン酸や水分等によって、金属製の反射層12が酸化されるという問題がある。特に、反射層12が金属の蒸着膜により形成されている場合には、酸化により蒸着膜が劣化して脆くなり、レンズ面等から剥離してしまうという問題がある。
しかし、保護層11は、上述のように酸化防止剤や防湿剤を含有するので、このような反射層12の酸化やこれに起因する剥離等を大幅に抑制できる。
Furthermore, the
When such moisture reaches the
However, since the
加えて、保護層11は、上述のように十分な厚みを有し、反射層12が形成されたレンズ層13の背面側の面を被覆しているので、レンズ層13の単位レンズ131や反射層12の外部からの衝撃等に起因する破損等を抑制することができ、かつ、支持板50との密着性を向上させることができる。
さらにまた、保護層11は、塗付形成時に上述のような粘度を有しているので、気泡等を生じさせることなく、単位レンズ131による凹凸形状に十分追従することができる。従って、レンズ層13及び反射層12と保護層11との密着性を十分維持できる。
In addition, the
Furthermore, since the
図2に戻って、表面層15は、反射スクリーン10において観察者側(映像源側)に設けられる層である。本実施形態では、表面層15は、基材層14の観察者側であり、反射スクリーン10において最も観察者側となる位置に設けられている。
表面層15には、反射防止機能や防眩機能、紫外線吸収機能、防汚機能や帯電防止機能、ハードコート機能、タッチパネル機能等、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。
Returning to FIG. 2, the
The
本実施形態の表面層15は、防眩機能とハードコート機能を有している。この表面層15は、観察者側の表面に微細な凹凸形状(マット形状)を有しており、ハードコート機能を有する電離放射線硬化型樹脂等により形成されている。この表面層15の厚さは、約10〜100μm程度とすることができる。
この表面層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の観察者側の面に、各種機能を有する樹脂等を塗布する等により直接形成される形態としてもよい。
The
This
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、基材層14(着色層142及び光拡散層141の母材)、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、図2に示している。
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側へ向かって反射スクリーン10から出射する。なお、映像光L1が反射スクリーン10の下方から投射されており、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。
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、保護層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。
従って、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
Therefore, according to the
以上のことから、本実施形態によれば、軽量化、薄型化でき、製造も容易であり、安価に提供でき、かつ、良好な映像を表示できる反射スクリーン10、映像表示システム1とすることができる。
From the above, according to the present embodiment, 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、光学形状層として、その背面側の面に単位レンズ131が複数配列されたフレネルレンズ形状を備えるレンズ層13を示したが、これに限らず、所望する光学性能等に応じて、形成される単位光学要素等を変更してもよい。
例えば、光学形状層は、その背面側に、単位プリズムが複数配列されたプリズム層とし、単位プリズムの斜面に反射層が形成される形態としてもよい。
また、光学形状層は、断面形状が矩形状の光透過部と断面形状が矩形状又は楔形状の光吸収部とがスクリーン面に沿って交互に配列された形態であり、反射層が、光透過部の背面側の面に形成される形態としてもよい。
(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, the
For example, the optical shape layer may be a prism layer in which a plurality of unit prisms are arranged on the back side, and a reflection layer may be formed on the slope of the unit prism.
The optical shape layer is a form in which a light transmitting portion having a rectangular cross-sectional shape and a light absorbing portion having a rectangular or wedge-shaped cross-sectional shape are alternately arranged along the screen surface. It is good also as a form formed in the surface at the back side of a permeation | transmission part.
(2)本実施形態において、光学形状層であるレンズ層13が、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を用いる例を挙げたが、これに限らず、光学形状層は、その単位光学要素の形状等に応じて、例えば、熱可塑樹脂製とし、押出成形法や射出成形法により形成してもよい。
(2) In the present embodiment, the
(3)本実施形態において、反射層12は、蒸着法やスパッタ法等による金属の薄膜により、形成される例を示したが、これに限らず、例えば、反射層12は、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、スプレーコートや、ダイコート、スクリーン印刷、ワイピングによる溝充填等の各種塗布方法により塗布して硬化させることにより形成してもよい。
(3) In the present embodiment, the example in which the
(4)本実施形態において、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L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。しかし、これに限らず、例えば、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)が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に対応する形態としてもよい。
(4) In this embodiment, the
(5)本実施形態において、基材層14は、光拡散層141と着色層142とを共押出成形することにより、これらの層が一体に積層されて形成されている例を示した。しかし、これに限らず、例えば、光拡散層141と着色層142とをそれぞれ別々に押出成形し、粘着剤層等により一体に接合して基材層14としてもよい。
また、基材層14を単層とし、拡散材と顔料や染料等の着色材とを共に含有する形態としてもよい。さらに、基材層14は、光拡散層141と着色層142とを備え、着色層142が着色材に加えて拡散材を含有する形態としたり、光拡散層141が拡散材に加えて着色材を含有する形態としたりしてもよい。
(5) In this embodiment, the
Alternatively, the
(6)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、略台形形状であり、レンズ面と非レンズ面とが、スクリーン面に平行な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、保護層11を形成してもよいし、反射層12を形成してもよい。
また、本実施形態において、単位レンズ131は、図2等に示す断面において、レンズ面132及び非レンズ面133が直線状となる例を示したが、これに限らず、この断面において、例えば、レンズ面132や非レンズ面133の一部が曲線状となっていてもよい。
さらに、単位レンズ131のレンズ面132及び非レンズ面133は、少なくとも一方の面が、複数の面から構成される形態としてもよい。
(6) In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
Furthermore, at least one of the
(7)本実施形態において、反射スクリーン10は、非レンズ面133には反射層12が形成されず、保護層11で被覆される例を示したが、これに限らず、非レンズ面133上にも反射層12が形成される形態としてもよい。この場合、反射層12は、単位レンズ131間の谷部を充填しその背面側の面が略平面状となるように形成してもよいし、単位レンズ131の凹凸形状に沿って所定の厚さで形成される形態としてもよいし、十分な反射特性を有しているならば、その厚さが均一でなくともよい。
(7) In the present embodiment, the
(8)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に保護層11により貼合されている例を示したが、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が保護層11により壁面等に貼合される形態としてもよいし、支持板50に貼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られたりする形態等としてもよい。
また、反射スクリーン10は、保護層11の背面側の面に、剥離可能な不図示の剥離紙等を積層した状態で製品として提供される形態としてもよい。この場合、使用者が、適宜支持板を選択して、反射スクリーン10を貼合することができる。
(8) In this embodiment, the
Moreover, the
(9)本実施形態において、反射スクリーン10は、背面側から保護層11、反射層12、レンズ層13、基材層14(光拡散層141、着色層142)、表面層15の順で構成される例を説明したが、これに限定されない。例えば、反射スクリーン10は、基材層14とレンズ層13との間に、レンズ層13の基材となる透明基材層を設けてもよいし、画面上下方向及び画面左右方向で拡散特性の異なる異方性拡散層等を備えてもよく、所望する光学特性等に合わせて、反射スクリーン10の層構成は適宜変更することができる。
(9) In the present embodiment, the
(10)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の下方から斜め上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の上方から斜め下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や図3等に示すレンズ層13の上下方向を反転させ、サーキュラーフレネルレンズの光学的中心(フレネルセンター)である点Cが反射スクリーン10の上方に位置する形態とすればよい。
(10) In the present embodiment, the video source LS is positioned below 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等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 by the above-described embodiments and the like.
1 映像表示システム
10 反射スクリーン
11 保護層
12 反射層
13 レンズ層
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)
背面側の面に、単位光学要素が複数配列された光学形状層と、
前記単位光学要素の背面側の面の少なくとも一部に形成され、光を反射する反射層と、
前記光学形状層及び前記反射層よりも背面側に形成され、前記反射層が形成された前記光学形状層の背面側の面を被覆する保護層と、
を備え、
前記保護層は、粘着性を有し、該反射スクリーンの背面側に位置する部材に対して貼合可能であること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen that reflects the image light projected from the image source and displays it for observation,
An optical shape layer in which a plurality of unit optical elements are arranged on the back side surface,
A reflective layer that is formed on at least a portion of the back surface of the unit optical element and reflects light;
A protective layer that is formed on the back side of the optical shape layer and the reflective layer, and covers a surface on the back side of the optical shape layer on which the reflective layer is formed;
With
The protective layer has adhesiveness and can be bonded to a member located on the back side of the reflective screen;
Reflective screen featuring.
前記保護層は、少なくとも、酸化防止機能、防湿機能、紫外線吸収機能、光吸収機能のいずれか1つを有すること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to claim 1.
The protective layer has at least one of an antioxidant function, a moisture-proof function, an ultraviolet absorption function, and a light absorption function;
Reflective screen featuring.
前記単位光学要素は、レンズ面と非レンズ面とを備え、背面側に凸となる単位レンズであること、
を特徴とする反射スクリーン。 The reflective screen according to claim 1 or 2,
The unit optical element is a unit lens that includes a lens surface and a non-lens surface and is convex on the back side;
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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