JP2015143872A - 湾曲型後面投射スクリーン - Google Patents
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Abstract
Description
A.拡散粒子
粒子のサイズ<d>=2.0〜40.0[um]
粒子の濃度c=1〜25%(重量)
B.粒子を含有する溶剤、組成
層の厚さ<t>=200〜2000[um]
溶剤と粒子との間のRI差Δn=0.01〜0.15
C.吸収染料または顔料
吸収係数α=200〜6000[1/m]
光の前方散乱(図3を参照)は、表面拡散、ホログラフィック拡散またはバルク拡散によって引き起こされる。バルク拡散は、内層のバルク内の(光拡散粒子とも呼ばれる)散乱粒子によって引き起こすことが出来る。この場合、屈折率n1をもつ散乱粒子は、屈折率n2をもつ樹脂またはガラスなどの材料内に分布されている。粒子は好ましくは球状であるが、回転楕円形、ポテト型の形状、円筒形、楕円形、卵形など他の形状であってもよい。バルク散乱の場合、散乱の円錐角θsは、Δn=n1−n2、球状の散乱粒子の平均直径d、散乱粒子の重量濃度c、および内層の厚さtに依存する。
球の内部の画像の他の部分から入射する光によって(図5)、コントラスト比が低下する。このコントラスト比の低下を最小限にするべく、反射および後方散乱は、可能な限り最小限とするべきである。このことは、任意の内層に対する重量濃度Cdyeで、染料、顔料および着色料などが例として挙げられる、暗いまたは黒色の材料などの光吸収材料を内層に加えることによって達成することが出来る。内層は、屈折率n1をもつ光散乱粒子も含有する。光散乱粒子の屈折率n1は、樹脂の屈折率n2よりも小さい(n1<n2)。黒色の染料は、1未満の反射係数ρおよび光吸収係数α(単位m−1)をもつ。
本願発明の実施形態によると、光吸収材料は例えばスクリーンの内層に添加されるなどして、スクリーンの内層に存在する。例えば、黒色の染料または顔料などの暗い色を有する物質を内層に添加し、拡散体のぼかし効果を軽減し、高いMTF−値をもつ画像を形成する。このことは、本願発明によれば、顔料、着色料または材料の光吸収特性を利用して達成することが出来る。光吸収特性を有する材料の一例は、カーボン粒子である。
(説明を簡潔にするべく1次元の場合を考慮する。)
投射システム内の光は単色ではなく、広がりを有する光源によって生成されるが、スクリーン上に形成される画像は、スペックル雑音を示し得る。ファンシッター・ゼルニケの定理によってコヒーレンス幅を計算することが出来る(M.BornおよびE.Wolf,Principles of Optics)。2θ'の開口を有する投射レンズを用いた場合、コヒーレンス領域の直径は、
λ=550nm、m=80およびF/2.5の場合、コヒーレンス幅は220μmとなる(θ'≒2.5・10−3rad)。
10deg<φ<40degおよびΔφ=30degに対し
任意の空間波長に対し、SQRIは、変調度の平方根を閾値変調で除算した値に比例する。人間の目のコントラスト感度およびその画質に対する影響は、P.G.J.Barten,p157に説明されている。一定の輝度レベルを想定した場合、閾値変調も一定であるので、周辺光の変調度に対する影響のみ考慮すればよくなる。変調度またはコントラスト変調Mは、輝度の平均値に対する、輝度変化の振幅の比として定義される。
スクリーンコーティングは少なくとも1層からなり、コーティングの吸収は、吸収係数αおよび厚さdによってその特徴が表される。光が層を一度通過すると、exp(−αd)だけ減衰する。
少なくとも1つの層に吸収材料を添加することにより、得られる結果には大きな差が表れる。輝度に関する数式の指数因子からも明らかであるように(数式4)、コーティングは、厚さのばらつきから影響を極度に受けやすい。許容できる範囲の輝度の均一性を得るべく、厚みのばらつきは細心の注意を払って制御されなければならない。そのようなコーティングを塗布する1つのアプローチが噴霧塗布である。局所的な輝度のばらつきを3%に留めるには、局所的な厚さのばらつきは特定のコーティング構成によっては、2.7%未満にする必要がある。局所的な輝度のばらつきを5%に留めるには、局所的な厚さのばらつきは特定のコーティング構成によっては、4.5%未満にする必要がある。
なお、本願明細書に記載の実施形態によれば、以下の構成もまた開示される。
[項目1]
巻き付く形の円筒型またはドーム型スクリーンを含む、180°より大きい中心角をもつ湾曲型後面投射スクリーンであり、
第1層と、
前記第1層上に設けられる第2拡散層と
を備え、
前記第2拡散層は、光吸収材料および光拡散粒子を含有し、
前記第2拡散層は、吸収係数と厚さとの積が、0.1から5の間となるよう適合されている、湾曲型後面投射スクリーン。
[項目2]
前記第2拡散層は合成樹脂層であり、前記光拡散粒子は樹脂材料に埋め込まれている、項目1に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目3]
前記第2拡散層は前記第1層の内面に設けられる、項目1または2に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目4]
前記第2拡散層は複数の層からなる、項目1から3のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目5]
前記第2拡散層は拡散層および光吸収層が組み合わせられた層である、項目1から4のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目6]
前記第2拡散層は拡散層および光吸収層が交互に設けられた層である、項目5に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目7]
前記第1層は合成樹脂層またはガラスからなる層である、項目1から6のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目8]
後方散乱のゲイン値が、40°より大きな角度に対して、0.1より小さい、項目1から7のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目9]
前記後方散乱のゲイン値が0.07より小さい、項目8に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目10]
γ>7である、項目1から9のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目11]
180°より大きい中心角をもつ湾曲型後面投射スクリーンであり、
第1層と、
前記第1層上に設けられる第2拡散層と
を備え、
前記第2拡散層は、光吸収材料および光拡散粒子を含有し、
前記第2拡散層は合成樹脂層であり、前記第1層の内部へ噴霧することにより塗布される、湾曲型後面投射スクリーン。
[項目12]
前記第2拡散層は前記第1層の内面に設けられる、項目11に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目13]
前記第2拡散層は複数の層からなる、項目11または12に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目14]
前記第2拡散層は拡散層および光吸収層が組み合わせられた層である、項目11から13のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目15]
前記第2拡散層は拡散層および光吸収層が交互に設けられた層である、項目14に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目16]
前記第1層は合成樹脂層またはガラスからなる層である、項目11から15のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
[項目17]
ドーム型後面投射スクリーンであり、
第1層と、
前記第1層の内面に設けられる第2拡散層と
を備え、
前記第2拡散層は、樹脂材料に埋め込まれた光拡散粒子および光吸収材料を含有する、ドーム型後面投射スクリーン。
[項目18]
項目1から17のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーンと、
少なくとも1台のプロジェクタと
を備える、没入型ディスプレイまたはシミュレータ。
Claims (17)
- 巻き付く形の円筒型またはドーム型スクリーンを含む、180°より大きい中心角をもつ湾曲型後面投射スクリーンであり、
第1層と、
前記第1層上に設けられる第2拡散層と
を備え、
前記第2拡散層は、光吸収材料および光拡散粒子を含有し、
前記第2拡散層は、吸収係数と厚さとの積が、0.1から5の間となるよう適合されている、湾曲型後面投射スクリーン。 - 前記第2拡散層は合成樹脂層であり、前記光拡散粒子は樹脂材料に埋め込まれている、請求項1に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第2拡散層は前記第1層の内面に設けられる、請求項1または2に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第2拡散層は複数の層からなる、請求項1から3のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第2拡散層は拡散層および光吸収層が組み合わせられた層である、請求項1から4のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第2拡散層は拡散層および光吸収層が交互に設けられた層である、請求項5に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第1層は合成樹脂層またはガラスからなる層である、請求項1から6のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 後方散乱のゲイン値が、40°より大きな角度に対して、0.1より小さい、請求項1から7のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記後方散乱のゲイン値が0.07より小さい、請求項8に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- γ>7である、請求項1から9のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 180°より大きい中心角をもつ湾曲型後面投射スクリーンであり、
第1層と、
前記第1層上に設けられる第2拡散層と
を備え、
前記第2拡散層は、光吸収材料および光拡散粒子を含有し、
前記第2拡散層は合成樹脂層であり、前記第1層の内部へ噴霧することにより塗布される、湾曲型後面投射スクリーン。 - 前記第2拡散層は前記第1層の内面に設けられる、請求項11に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第2拡散層は複数の層からなる、請求項11または12に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第2拡散層は拡散層および光吸収層が組み合わせられた層である、請求項11から13のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第2拡散層は拡散層および光吸収層が交互に設けられた層である、請求項14に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 前記第1層は合成樹脂層またはガラスからなる層である、請求項11から15のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーン。
- 請求項1から16のいずれか1項に記載の湾曲型後面投射スクリーンと、
少なくとも1台のプロジェクタと
を備える、没入型ディスプレイまたはシミュレータ。
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