JP2014199381A - 反射スクリーン、映像表示システム - Google Patents

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Abstract

【課題】耐熱性が高く、ハンドリング性のよい反射スクリーン、映像表示システムを提供する。
【解決手段】反射スクリーン10は、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有するレンズ層13と、少なくともレンズ面132上に形成され、光を反射する反射層12と、反射層12及びレンズ層13を保護する保護層11とを備え、保護層11は、平均粒径が0.1〜2μmである固形の微粒子を含有するものとした。
【選択図】図2

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。
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。
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1〜3参照)。
特開平5−11348号公報 特開2008−76523号公報 特開2011−133608号公報
上述のような反射スクリーンにおいて、反射層や光学形状層を破損や劣化等から保護する目的で、保護層を設けたものがある。このような保護層は、一般に、酸化防止剤や防湿剤、紫外線吸収剤等の各種機能を有する添加剤等を含有しているものが多い。
この保護層は、製造工程等において、高温環境下でたわみや変形等が生じる場合がある。特に、光吸収性を向上させるために、黒色等の暗色系のインキや塗料等を用いて保護層を形成した場合には、そのような変形が大きい傾向がある。
このような保護層の変形は、主に樹脂の多層構造として形成される反射スクリーンに影響を与え、反射スクリーンのハンドリング性等が低下するという問題がある。
特許文献1〜3には、このような反射スクリーンや保護層の耐熱性向上に対する対策はなんら開示されていない。
本発明の課題は、耐熱性が高く、ハンドリング性のよい反射スクリーン、映像表示システムを提供することである。
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であって、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を有する光学形状層(13)と、少なくとも前記光学形状上の一部に形成され、光を反射する反射層(12)と、前記反射層及び前記光学形状層を保護する保護層(11)と、を備え、前記保護層は、平均粒径が0.1〜2μmである固形の微粒子を含有すること、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、前記微粒子は、シリコーン、又は、シリカの微粒子であること、を特徴とする反射スクリーン(10)である。
請求項3の発明は、請求項1に記載の反射スクリーンにおいて、前記微粒子は、前記保護層(11)を形成する材料中に、0.1〜10wt%含有されること、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において、前記微粒子は、球形又は略球形であること、を特徴とする反射スクリーン(10)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、前記保護層(11)は、酸化防止剤、防湿剤、紫外線吸収剤の少なくとも1つを含有すること、を特徴とする反射スクリーン(10)である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の反射スクリーン(10)と、前記反射スクリーンに映像光(L)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。
本発明によれば、耐熱性が高く、ハンドリング性のよい反射スクリーン、映像表示システムを提供できる。
実施形態の映像表示システム1を説明する図である。 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。 実施形態のレンズ層13を説明する図である。
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。
さらに、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、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。
(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。こ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も用いることができる。
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。
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。
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。
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、粘着剤等からなる接合層40を介してこの支持板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。
また、支持板50は、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。
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。
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いる。また、図2では、反射スクリーン10の背面側に配置される接合層40及び支持板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。
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。
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、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)樹脂等が挙げられる。
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、シリコーン系等の樹脂製の粒子や無機粒子等であって、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。
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が挙げられる。
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。
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、接合層40及び支持板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。
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、レンズ層13は、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。
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。
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。
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。
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、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等が配合されていてもよい。
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、フレネルレンズ形状上の少なくとも一部に形成される。
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。
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おり、反射層12やレンズ層13の単位レンズ131等を劣化や破損等から保護する機能を有している。
この保護層11は、単位レンズ131間の谷部等を十分に充填しており、また、その背面側の面は、スクリーン面に平行な面状であり、接合層40を介して支持板50の映像源側の面と接合されている。
この保護層11は、図2等に示すように、非レンズ面133上に形成された形態となっているので、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。
また、保護層11は、反射スクリーン10の背面側表面に位置しており、耐熱性が高いことが好ましい。保護層11の耐熱性が低いと、高温環境下で保護層11がたわみや変形等を生じやすくなり、反射スクリーン10全体としての剛性の低下によるハンドリング性の低下を招く。
さらに、反射層12の酸化等の劣化やこれによる剥離等を抑制する機能を有することが好ましく、例えば、酸化防止機能や防湿機能、紫外線吸収機能等を適宜有することが好ましい。
保護層11は、黒色等の暗色系の顔料や染料、光吸収作用を有するビーズ、カーボンブラック等を含有する熱硬化型樹脂もしくは紫外線硬化型樹脂や、黒色等の暗色系の水系塗料や有機系塗料等を、母材としている。そして、これらの母材に、前述の各種機能を奏する微粒子や添加剤等を添加し、反射層12を形成したレンズ層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、保護層11が形成される。
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を、約10〜50μmとすることが、光吸収作用や反射層12の保護作用等を十分発揮する観点から好ましい。
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。
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。
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。
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。
ここで、保護層11を形成する材料に添加される微粒子や添加剤等に関して説明する。
本実施形態の保護層11は、酸化防止剤及び防湿剤を含有している。
一般的な使用環境下において、反射スクリーン10は、反射スクリーン10の外周側面等から空気中の水分を吸収している。
そのため、仮に、レンズ層13を形成する樹脂組成物が離型剤としてリン酸エステル等のリン酸系化合物を含有する場合には、レンズ層13に到達した水分により、リン酸系化合物が加水分解され、リン酸とアルコール等に分解される。そして、強酸であるリン酸や、水分に含まれる酸素によって、反射層12に含まれる金属が酸化してしまう。特に、反射層12が金属の蒸着膜等である場合には、蒸着膜が薄く脆いため、酸化によってレンズ面から剥離したり、十分な反射性能が得られなくなったりしてしまう。
そのため、反射スクリーン10の背面側表面に位置する保護層11には、保護層11を形成する母材となる材料に対して酸化防止剤及び防湿剤を含有させている。これにより、保護層11は、反射層12の酸化を防止するとともに、反射スクリーン10の背面側から浸入した水分が反射層12に到達するのを抑制することができ、反射層12を保護することができる。なお、保護層11には、酸化防止剤のみを含有させてもよい。
さらに、前述のように、保護層11の耐熱性を向上させる観点から、保護層11は、固形である微粒子を含有している。この微粒子は、特に、シリコーンの微粒子(シリコーンパウダー)、又は、シリカの微粒子であることが好ましい。
この微粒子は、平均粒径が0.1〜2μmであることが好ましい。
微粒子の平均粒径が2μmよりも大きいと、微粒子が凝集しやすく、保護層11の表面に凝集した粒子による凹凸形状が生じるという問題がある。このような凹凸形状は、接合層を介して支持板50に接合する場合に、接合層の粘着剤が十分入り込まず、接合層と反射スクリーンの密着性の低下を招き、好ましくない。また、保護層11の表面の外観の低下等も招く。
また、微粒子の平均粒径が0.1μmよりも小さいものは、その製造が困難であり、材料コストの増大を招くので好ましくない。
また、微粒子は、球状又は略球状の粒子であることが、レンズ層13を形成する樹脂組成物への分散性を高める観点から好ましい。
微粒子を球形又は略球形とした場合には、不定形な微粒子に比べて、分散性が良好である。従って、保護層11を形成する樹脂の母材が粘度の高いものであっても、十分な分散性を有する。そのため、例えば、保護層11を黒色等の水性インキで形成する場合、塗布ムラを防止するために粘度を高める必要があるが、そのような場合にも、十分な分散性を発揮でき、保護層11の耐熱性等の所望する効果にムラが生じることを大幅に抑制できる。
このような微粒子として用いられるシリコーン微粒子(シリコーンパウダー)としては、以下のような形態のものが好適に用いられる。
(a)シリコーンゴムの球形又は略球形の微粒子の表面を、シリコーンレジンで被覆した微粒子(さらに細かなシリコーンレジンの微粒子がリコーンゴムの粒子の表面に略均等に付着する形態としてもよいし、シリコーンレジンがシリコーンゴムの粒子をコーティングする形態としてもよい)。
(b)シリコーンゴムの球形又は略球形の微粒子。
(c)シリコーンレジンの球形又は略球形の微粒子。
なお、上記の形態以外にも、表面がシリコーンレジンにより被覆されているものであれば、その芯材となる球形又は略球形の粒子は、シリコーン系化合物以外のものであってもよい。
このようなシリコーンパウダーとしては、具体的には、例えば、信越シリコーン製のシリコーン複合パウダー、シリコーンゴムパウダー、シリコーンレジンパウダー(KMPシリーズ、X−52シリーズ、X−24シリーズ等)から適宜選択して使用することができる。
保護層11を形成する材料中における微粒子の含有量は、0.1〜10wt%であることが好ましく、1〜5wt%とすることがより好ましい。
含有量が0.1wt%よりも添加量が少ない場合には、十分な耐熱性向上効果が得られない。また、含有量が10wt%よりも添加量が多い場合には、塗工後の外観の平滑性が悪くなる。従って、粒子の含有量は、上記範囲とすることが好ましい。
さらに、微粒子として、前述の(a)シリコーンゴムの球形又は略球形の微粒子の表面をシリコーンレジンで被覆した微粒子、又は、(b)シリコーンゴムの球形又は略球形の微粒子を用いた場合には、シリコーンゴムの有する弾性により、保護層11の衝撃吸収性を向上させることができる。従って、反射層12や単位レンズ131を衝撃等から保護する作用を向上させることができる。
また、保護層11は、反射スクリーン10の背面側表面となることから、滑剤が添加される場合がある。従来、この滑剤としては、液状のシリコーン系添加剤(シリコーンオイル等)が広く使用されていた。しかし、このような液状のシリコーンでは、時間が経つにつれ、また、高温高湿の環境下に配置された場合に特に、保護層11の表面にその成分がブリードアウトしやすく、このブリードアウトにより、接合層40と保護層11との密着性が低下し、支持板50からの反射スクリーン10の剥離等を生じさせるという問題があった。
しかし、本実施形態の保護層11は、微粒子(特に、シリコーン又はシリカの微粒子)を含有しているので、シリコーンオイル等の液状のシリコーンを含有する場合に比べて、保護層11表面に生じるブリードアウト等を大幅に抑制することができる。従って、本実施形態によれば、保護層11と接合層40や反射層12との密着性の向上を図ることができ、反射スクリーン10の支持板50からの剥離等を大幅に抑制できる。
以上のことから、本実施形態によれば、保護層11は、微粒子(特に、シリコーン又はシリカの微粒子)を含有するので、高温環境下での保護層11の剛性が増し、たわみ等が大幅に抑制され、保護層11の耐熱性を向上させることができる。これにより、反射スクリーン10のハンドリング性を向上させることができる。
また、保護層11は、微粒子(特に、シリコーン又はシリカの微粒子)を含有するので、保護層11の表面に生じるブリードアウトを低減できる。従って、反射層12の劣化や剥離を大幅に抑制でき、良好な映像を表示でき、反射スクリーン10と接合層との密着性も向上できる。
(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)保護層11の背面側の面は、十分にレンズ層13及び反射層12を保護できるならば、所定の厚さで単位レンズ131の凹凸形状に沿って形成され、背面側の面に単位レンズ131に起因する凹凸形状を有する形態としてもよい。
(2)反射スクリーン10は、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と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られる形態等としてもよい。
また、反射スクリーン10は、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フィルム等でさらに被覆する形態とし、さらなるコントラスト向上や、レンズ層13や反射層12の破損の防止を図ってもよい。
(3)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。
(4)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。
また、反射層12は、非レンズ面133上にも形成される形態としてもよい。
(5)レンズ層13は、熱可塑樹脂製としてもよい。また、レンズ層13に本実施形態に記載のシリコーンパウダーを含有させ、耐熱性の向上等を図ってもよい。
(6)光学形状層は、所望する光学性能等に応じて、形成される光学形状を変更してもよい。
例えば、光学形状層は、単位プリズムが複数配列されたプリズム形状等を、その背面側に備えるプリズム層とし、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、観察者側の面に複数の凹部が形成され、凹部に反射層が形成された形態としてもよく、この場合、光学形状層の観察者側に、反射層を保護し、光透過性を有する保護層等を設けてもよい。
さらに、光学形状層は、略平板状であり、背面側に微細凹凸形状を有する形態とし、その背面側に反射層が形成される形態としてもよいし、光拡散材を含有する略平板状の部材とし、その背面側の面に反射層が形成される形態としてもよい。
(7)単位レンズ131の形状は、所望する光学性能等に合わせて、適宜変更してもよい。
例えば、単位レンズ131は、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、保護層を形成してもよいし、反射層を形成してもよい。
また、単位レンズ131は、図2等に示す断面において、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し、単位レンズ131のレンズ面132及び非レンズ面133の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。
(8)映像表示システム1は、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。
(9)基材層14は、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。
(10)映像源LSは、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。
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。
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
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
LS 映像源

Claims (6)

  1. 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であって、
    背面側の面に単位光学要素が複数配列された光学形状を有する光学形状層と、
    少なくとも前記光学形状上の一部に形成され、光を反射する反射層と、
    前記反射層及び前記光学形状層を保護する保護層と、
    を備え、
    前記保護層は、平均粒径が0.1〜2μmである固形の微粒子を含有すること、
    を特徴とする反射スクリーン。
  2. 請求項1に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記微粒子は、シリコーン、又は、シリカの微粒子であること、
    を特徴とする反射スクリーン。
  3. 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、
    前記微粒子は、前記保護層を形成する材料中に、0.1〜10wt%含有されること、
    を特徴とする反射スクリーン。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記微粒子は、球形又は略球形であること、
    を特徴とする反射スクリーン。
  5. 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記保護層は、酸化防止剤、防湿剤、紫外線吸収剤の少なくとも1つを含有すること、
    を特徴とする反射スクリーン。
  6. 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の反射スクリーンと、
    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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108345165A (zh) * 2017-01-21 2018-07-31 深圳市三铭科技有限公司 无边框超短焦光学硬屏幕
CN110908235A (zh) * 2019-12-21 2020-03-24 成都菲斯特科技有限公司 投影屏幕及投影系统

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