JP2023006602A - Screen and picture display device - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、スクリーン、映像表示装置に関するものである。 The present invention relates to screens and image display devices.
従来、映像源から投射された映像光により映像を表示する透過型や反射型のスクリーンや、このようなスクリーンを用いた映像表示装置が知られている。また、近年では、店舗のショーウィンドウ等に設置して映像を表示し、かつ、映像光を投射していない場合にはスクリーンの向こう側の景色が良好に視認される透明性の高いスクリーンへの要求が高まっている。 2. Description of the Related Art Transmissive or reflective screens that display images by image light projected from an image source, and image display devices using such screens have been known. Also, in recent years, there has been a shift to highly transparent screens that are installed in shop windows, etc., to display images, and that allow the scenery on the other side of the screen to be clearly visible when image light is not projected. Demand is growing.
透明性を有するスクリーンとして、光を拡散する拡散材を含有する拡散層を備える透過型のスクリーン等も様々に開発されている(例えば、特許文献1,2参照)。
As a screen having transparency, various transmissive screens including a diffusion layer containing a diffusion material for diffusing light have been developed (see, for example,
このような光拡散層を備える透過型のスクリーンでは、光拡散層による拡散強度を高めるとスクリーンに表示される映像を明るくできる一方で、映像のコントラストが低下したり、透明性が低下してスクリーンを通して観察される背景映像が白く曇ったりするという問題がある。
また、このようなスクリーンにおいて、高い透明性を維持しようと拡散強度を低下させると、スクリーンの正面方向から映像を投射した場合に映像光が拡散することなく観察者に到達してしまう。これを避けるために、スクリーンの下方等から映像光を斜めに投射すると、映像光の多くがスクリーンの斜め上方に向かうため、観察者に届く映像光の光量が減って映像が暗くなり、映像光の利用効率が著しく低下してしまう。このようなスクリーンにおいて、映像のコントラストと明るさの両立や、透明性の維持は、困難であるという問題があった。
In a transmissive screen provided with such a light diffusion layer, although the image displayed on the screen can be brightened by increasing the diffusion strength of the light diffusion layer, the contrast of the image is lowered and the transparency is lowered, resulting in the screen being distorted. There is a problem that the background image observed through the lens becomes white and cloudy.
Further, in such a screen, if the diffusion intensity is reduced in order to maintain high transparency, the image light reaches the viewer without being diffused when the image is projected from the front direction of the screen. To avoid this, if the image light is projected obliquely from the bottom of the screen, etc., most of the image light will be directed diagonally upward of the screen. The utilization efficiency of is significantly reduced. In such a screen, there is a problem that it is difficult to achieve both contrast and brightness of an image and to maintain transparency.
本発明の課題は、十分な透明性を有し、かつ、明るく良好な映像を表示する透過型スクリーン、映像表示装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transmissive screen and an image display device that have sufficient transparency and display bright and favorable images.
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。
第1の発明は、少なくとも入射する映像光の一部の向きを変える映像光偏向部(10A,20A)と、少なくとも入射する映像光の一部を拡散する映像光拡散部(10B,30B)と、を備えるスクリーンであって、前記映像光偏向部と前記映像光拡散部とは、該スクリーンの厚み方向において異なる位置に設けられていること、を特徴とするスクリーン(10,30)である。
第2の発明は、第1の発明のスクリーンにおいて、前記映像光拡散部(10B)は、該スクリーンの厚み方向において、前記映像光偏向部(10A,20A)よりも入光側に配置され、斜め方向から入射する光を、入射角度0°で入射する光よりも大きく拡散すること、を特徴とするスクリーン(10)である。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明のスクリーンにおいて、前記映像光拡散部(10B)は、該スクリーンの厚み方向において、前記映像光偏向部(10A,20A)よりも入光側に配置され、特定の角度範囲内の入射角度で入射した光を、前記特定の角度範囲の範囲外の入射角度で入射した光よりも大きく拡散して透過する光制御層(16)であること、を特徴とするスクリーン(10)である。
第4の発明は、第3の発明のスクリーンにおいて、前記特定の角度範囲の範囲外の入射角度で入射した光は、拡散されずに又は略拡散されていないと見なせるほど小さく拡散されて透過すること、を特徴とするスクリーン(10)である。
第5の発明は、第1の発明から第4の発明までのいずれかのスクリーンにおいて、映像光が入光する入光面(M1)と、前記入光面に対向し、映像光が出光する出光面(M2)と、を有し、前記映像光偏向部(10A,20A)は、光透過性を有する樹脂層(12,22)と、前記樹脂層の内部に複数配列され、入射する光の少なくとも一部を反射する反射面(13)と、を備え、映像光の少なくとも一部が、前記反射面で反射することにより、前記出光面へ向かう向きを変えること、を特徴とするスクリーン(10,30)である。
第6の発明は、第5の発明のスクリーンにおいて、前記反射面(13)は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、スクリーン面に平行な面に対して角度θ1をなし、前記角度θ1は、70°以上であること、を特徴とするスクリーン(10,30)である。
第7の発明は、第6の発明のスクリーンにおいて、前記角度θ1は、前記反射面(13)の配列方向に沿って一方側に向かうにつれて小さくなること、を特徴とするスクリーン(10,30)である。
第8の発明は、第5の発明から第7の発明までのいずれかのスクリーンにおいて、該スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、前記反射面(13)は、その配列方向において隣り合う前記反射面との間に間隙を有していること、を特徴とするスクリーン(10,30)である。
第9の発明は、第5の発明から第8の発明までのいずれかのスクリーンにおいて、前記反射面(13)は、該スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、該スクリーンの表示領域外に位置する点(C)を中心として同心円状に配列されていること、を特徴とするスクリーン(10,30)である。
第10の発明は、第5の発明から第9の発明までのいずれかのスクリーンにおいて、前記樹脂層(12,22)は、入光側に位置する第1樹脂層(121,221)と、前記第1樹脂層の出光側に隣接して配置される第2樹脂層(122,222)とを有し、前記第1樹脂層は、前記第2樹脂層との境界面に単位光学形状(121a,221a)が複数配列され、前記単位光学形状は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、多角形形状であり、前記反射面(13)は、少なくとも前記単位光学形状においてスクリーン面に平行な面に対して角度をなす面の一部に形成されること、を特徴とするスクリーン(10,30)である。
第11の発明は、第10の発明のスクリーンにおいて、前記単位光学形状(121a)は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、三角形形状であり、第1の面(121b)とこれに交差する第2の面(121c)とを有し、前記第1の面がスクリーン面に平行な面となす角度(θ1)は、前記第2の面がスクリーン面に平行な面となす角度(θ2)よりも大きく、前記反射面は、少なくとも前記第1の面の一部に形成されること、を特徴とするスクリーン(10)である。
第12の発明は、第10の発明のスクリーンにおいて、前記単位光学形状(221a)は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、台形形状であり、第1の面(221b)と、前記単位光学形状の配列方向において前記第1の面に対向する第2の面(221c)と、前記第1の面及び前記第2の面との間に位置し最も出光側となる頂面(221d)と、を有し、前記第1の面は、スクリーン面に平行な面に対して角度をなし、前記反射面は、少なくとも前記第1の面の一部に形成されること、を特徴とするスクリーン(10)である。
第13の発明は、第5の発明から第12の発明までのいずれかのスクリーンにおいて、該スクリーンは、透明性を有し、前記反射面(13)は、光透過性を有し、前記樹脂層(12)よりも屈折率が低い低屈折率層により設けられること、を特徴とするスクリーン(10)である。
第14の発明は、第5の発明から第12の発明までのいずれかのスクリーンにおいて、該スクリーンは、透明性を有し、前記反射面(13)は、入射する光の一部を反射し、入射する光の一部を透過する半透過型の反射層により設けられること、を特徴とするスクリーン(10)である。
第15の発明は、第1の発明又は第2の発明のスクリーンにおいて、前記映像光拡散部(30B)は、該スクリーンの厚み方向において、前記映像光偏向部(10A,20A)よりも出光側又は入光側に配置され、光を拡散する拡散材を含有する光拡散層(38)であること、を特徴とするスクリーン(30)である。
第16の発明は、第1の発明から第15の発明までのいずれかのスクリーンであって、映像光が入光する入光面(M1)と、前記入光面に対向し、映像光が出光する出光面(M2)と、を有し、前記入光面に投射された映像光を、前記出光面から出射して映像を表示する透過型スクリーンであること、を特徴とするスクリーン(10,30)である。
第17の発明は、第1の発明から第16の発明までのいずれかのスクリーン(10,30)と、前記スクリーンに映像光を投射する映像源(LS)と、を備える映像表示装置(1)である。
The present invention solves the above problems by means of the following solutions. In order to facilitate understanding, reference numerals corresponding to the embodiments of the present invention are used for explanation, but the present invention is not limited to these.
A first invention comprises an image light deflector (10A, 20A) that changes the direction of at least part of the incident image light, and an image light diffuser (10B, 30B) that diffuses at least part of the incident image light. wherein the image light deflection section and the image light diffusion section are provided at different positions in the thickness direction of the screen (10, 30).
In a second aspect of the invention, in the screen of the first aspect, the image light diffusion section (10B) is arranged on the light entrance side of the image light deflection section (10A, 20A) in the thickness direction of the screen, The screen (10) is characterized by diffusing light incident obliquely more than light incident at an incident angle of 0°.
A third invention is the screen according to the first invention or the second invention, wherein the image light diffusion section (10B) receives more light than the image light deflection sections (10A, 20A) in the thickness direction of the screen. A light control layer (16) arranged on the side of the light control layer (16) that diffuses and transmits light incident at an incident angle within a specific angular range to a greater extent than light incident at an incident angle outside the specific angular range. A screen (10) characterized by:
A fourth invention is the screen according to the third invention, in which light incident at an incident angle outside the specific angle range is transmitted without being diffused or diffused so small that it can be regarded as substantially not diffused. A screen (10) characterized by:
A fifth aspect of the present invention is a screen according to any one of the first to fourth aspects, wherein a light incident surface (M1) on which image light is incident, and a light incident surface (M1) facing the light incident surface, from which the image light is emitted. and a light exit surface (M2), wherein the image light deflector (10A, 20A) includes a resin layer (12, 22) having light transmittance, and a plurality of resin layers (12, 22) arranged inside the resin layer to deflect incident light. and a reflecting surface (13) that reflects at least part of the screen ( 10, 30).
In a sixth invention based on the screen of the fifth invention, the reflecting surface (13) forms an angle θ1 with respect to a plane parallel to the screen surface in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen. , the angle θ1 is 70° or more.
A seventh invention is the screen according to the sixth invention, characterized in that the angle θ1 becomes smaller toward one side along the arrangement direction of the reflecting surfaces (13) (10, 30). is.
An eighth invention is the screen according to any one of the fifth invention to the seventh invention, wherein the reflecting surfaces (13) are adjacent to each other in the arrangement direction when viewed from the normal direction of the screen surface of the screen. A screen (10, 30) characterized in that it has a gap with said reflective surface.
A ninth invention is the screen according to any one of the fifth invention to the eighth invention, wherein the reflecting surface (13) is outside the display area of the screen when viewed from the normal direction of the screen surface of the screen. A screen (10, 30) characterized in that it is arranged concentrically around a point (C) located at .
A tenth invention is the screen according to any one of the fifth invention to the ninth invention, wherein the resin layer (12, 22) comprises a first resin layer (121, 221) positioned on the light incident side; and a second resin layer (122, 222) disposed adjacent to the light output side of the first resin layer, wherein the first resin layer has a unit optical shape (122, 222) on the interface with the
In an eleventh aspect of the invention, in the screen of the tenth aspect, the unit optical shape (121a) has a triangular shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen, and the first surface (121b) and a second surface (121c) that intersects with the screen surface, and the angle (θ1) formed between the first surface and a surface parallel to the screen surface is The screen (10) is characterized in that the reflecting surface is formed on at least a part of the first surface and is larger than the angle (θ2) formed.
In a twelfth aspect of the invention, in the screen of the tenth aspect, the unit optical shape (221a) has a trapezoidal shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen, and the first surface (221b) and a second surface (221c) facing the first surface in the arrangement direction of the unit optical shapes, and a vertex located between the first surface and the second surface and closest to the light output side. a surface (221d), said first surface being angled with respect to a plane parallel to the screen surface, said reflecting surface being formed on at least a portion of said first surface; A screen (10) characterized by
A thirteenth invention is the screen according to any one of the fifth invention to the twelfth invention, wherein the screen has transparency, the reflective surface (13) has light transparency, and the resin A screen (10) characterized by being provided by a low refractive index layer having a lower refractive index than a layer (12).
A fourteenth invention is the screen according to any one of the fifth invention to the twelfth invention, wherein the screen has transparency, and the reflecting surface (13) reflects part of the incident light. A screen (10) characterized in that it is provided by a semi-transmissive reflective layer that transmits part of the incident light.
In a fifteenth aspect of the invention, in the screen according to the first aspect or the second aspect, the image light diffusion section (30B) is located on the light exit side of the image light deflection section (10A, 20A) in the thickness direction of the screen. Alternatively, the screen (30) is characterized by being a light diffusion layer (38) that is arranged on the light incident side and contains a diffusion material that diffuses light.
A sixteenth invention is the screen according to any one of the first invention to the fifteenth invention, comprising: a light incident surface (M1) for receiving image light; and a light exit surface (M2) for emitting light, the screen (10 , 30).
A seventeenth invention is an image display device (1 ).
本発明によれば、十分な透明性を有し、かつ、明るく良好な映像を表示する透過型スクリーン、映像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a transmissive screen and an image display device that have sufficient transparency and display bright and favorable images.
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。
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(略等しい状態)も含むものとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, each figure shown below including FIG. 1 is a schematic diagram, and the size and shape of each part are appropriately exaggerated for easy understanding.
In this specification, terms that specify shapes and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, have the same optical function and can be regarded as parallel or orthogonal in addition to the strict meaning. It also includes a state with an error of (substantially equal state).
本明細書中において、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、板、シート、フィルム等の言葉を使用している。一般的に、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、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中において、スクリーン面とは、スクリーン全体として見たときにおける、スクリーンの平面方向となる面を示すものであり、スクリーンの画面(表示面)に平行であるとする。
In this specification, numerical values such as dimensions and material names of each member described are examples as an embodiment, and are not limited to these, and may be appropriately selected and used.
In this specification, terms such as plate, sheet and film are used. In general, the order of thickness is plate, sheet, and film, and this is also used in this specification. However, since there is no technical meaning in such proper use, these words can be replaced as appropriate.
In this specification, the screen surface refers to a surface in the plane direction of the screen when the screen is viewed as a whole, and is parallel to the screen (display surface) of the screen.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の映像表示装置1を示す図である。図1では、映像表示装置1を側面(後述する+X側)から見た様子を示している。
映像表示装置1は、スクリーン10、映像源LS等を有しており、スクリーン10の一方の面側から映像源LSから映像光をスクリーン10に投射して透過させ、他方の面側に位置する観察者O1が視認可能なように映像を表示する、所謂、背面投射型の映像表示装置である。
本実施形態では、一例として、映像表示装置1は、店舗のショーウィンドウに適用され、スクリーン10がショーウィンドウのガラスに貼り付けられる等して固定される例を挙げて説明する。なお、これに限らず、映像表示装置1は、例えば、室内用のパーテーションや、展示会等における映像表示等にも適用できる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an
The
In this embodiment, as an example, the
ここで、理解を容易にするために、図1を含め以下に示す各図において、適宜、XYZ直交座標系を設けて示している。この座標系では、スクリーン10の画面の左右方向をX方向、上下方向をY方向とし、スクリーン10の厚み方向をZ方向とする。スクリーン10の画面は、XY面に平行であり、スクリーン10の厚み方向(Z方向)は、スクリーン10の画面に直交する。
また、スクリーン10の出光側(観察者側)の正面方向に位置する観察者O1から見て画面左右方向の右側に向かう方向を+X方向、画面上下方向の上側に向かう方向を+Y方向、厚み方向において入光側(映像源側)から出光側(観察者側)に向かう方向を+Z方向とする。
さらに、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、この映像表示装置1及びスクリーン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)であり、それぞれ、Y方向、X方向、Z方向に平行であるとする。
Here, in order to facilitate understanding, an XYZ orthogonal coordinate system is appropriately provided and shown in each figure shown below including FIG. In this coordinate system, the horizontal direction of the
In addition, the +X direction is the direction toward the right side in the horizontal direction of the screen as viewed from the observer O1 positioned in the front direction on the light exit side (observer side) of the
Furthermore, in the following description, unless otherwise specified, the vertical direction of the screen, the horizontal direction of the screen, and the thickness direction refer to the vertical direction of the screen (vertical direction) and the horizontal direction of the screen when the
映像源LSは、映像光Lをスクリーン10へ投影する映像投射装置であり、例えば、短焦点型のプロジェクタである。
この映像源LSは、映像表示装置1の使用状態において、スクリーン10の画面(表示領域)を出光側(+Z側)の正面方向(スクリーン面の法線方向)から見た場合に、スクリーン10の画面左右方向の中央であって、スクリーン10の画面よりも鉛直方向下方側(-Y側)に位置している。
映像源LSは、奥行き方向(Z方向)において、スクリーン10の表面からの距離が、従来の汎用プロジェクタに比べて大幅に近い位置から斜めに映像光Lを投影できる。したがって、従来の汎用プロジェクタに比べて、映像源LSは、スクリーン10までの映像光Lの投射距離が短く、投射された映像光Lがスクリーン10に入射する入射角度が大きく、その変化量(最小値から最大値までの変化量)も大きい。
The image source LS is an image projection device that projects the image light L onto the
When the screen (display area) of the
The image source LS can obliquely project the image light L from a position that is significantly closer to the surface of the
スクリーン10は、映像源LSが投射した映像光Lを透過させて表示する透過型のスクリーンであり、映像光Lが入光する入光面M1と、これに対向し、映像光Lが出光する出光面M2とを有する。このスクリーン10は、映像光を投射しない不使用時等において、スクリーン10の向こう側の景色を出光側からも入光側からも観察できる透明性を有している。
本実施形態では、スクリーン10の画面(表示領域)は、使用状態において、出光側(+Z側)の観察者O1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例を挙げて説明する。
スクリーン10は、その画面サイズが対角40~100インチ程度であり、画面の横縦比が16:9である。なお、これに限らず、スクリーン10の画面サイズは、例えば、40インチよりも小さいものとしてもよく、使用目的や使用環境等に応じて、その大きさや形状を適宜選択できるものとする。
The
In the present embodiment, the screen (display area) of the
The
本実施形態のスクリーン10は、例えば、出光側(+Z側)の面に光透過性を有する不図示の接合層を介して光透過性を有する不図示の支持板が一体に接合(あるいは部分固定)され、画面の平面性を維持している。なお、これに限らず、スクリーン10の入光側(-Z側)の面に不図示の支持板が配置される形態としてもよい。
支持板は、光透過性を有し、剛性が高い平板状の部材であり、アクリル樹脂やPC樹脂等の樹脂製、ガラス製等の板状の部材を用いることができる。本実施形態では、支持板は、店舗等のショーウィンドウのガラス板である。
なお、これに限らず、スクリーン10は、不図示の枠部材等によってその四辺等が支持され、その平面性を維持する形態としてもよい。
In the
The support plate is a plate-shaped member having light transmission properties and high rigidity, and a plate-shaped member made of resin such as acrylic resin or PC resin, glass, or the like can be used. In this embodiment, the support plate is a glass plate of a show window of a store or the like.
The
図2は、第1実施形態のスクリーン10の層構成を示す図である。図2では、スクリーン10の出光側(観察者側、+Z側)の画面中央(画面の幾何学的中心)となる点A(図1参照)を通り、画面上下方向(Y方向)に平行であって、スクリーン面に垂直(厚み方向であるZ方向に平行)な断面の一部を拡大して示している。
スクリーン10は、映像光の進む向きを変える(偏向する)映像光偏向部10Aと、少なくとも映像光を拡散する映像光拡散部10Bとを備え、これらは、スクリーン10の厚み方向(Z方向)において異なる位置に設けられている。本実施形態では、映像光偏向部10Aは、映像光拡散部10Bの出光側に設けられている。
本実施形態のスクリーン10は、図2に示すように、その入光側(-Z側)から順に、光制御層16、接合層17、第1基材層11、樹脂層12、反射面13、第2基材層15を備えている。映像光偏向部10Aは、樹脂層12、反射面13であり、映像光拡散部10Bは、光制御層16である。
FIG. 2 is a diagram showing the layer structure of the
The
As shown in FIG. 2, the
第1基材層11は、光透過性を有するシート状の部材である。第1基材層11は、その出光側(観察者側,+Z側)に、樹脂層12が一体に形成されている。
第1基材層11は、例えば、高い光透過性を有するPET(ポリエチレンテレフタレート)等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル・スチレン樹脂、PC(ポリカーボネート)樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、TAC(トリアセチルセルロース)樹脂等により形成される。
The first
The first
樹脂層12は、第1基材層11の出光側(+Z側)に形成された光透過性を有する層である。樹脂層12は、その内部に反射面13が複数配列されている。
本実施形態の樹脂層12は、光透過性が高い紫外線硬化型樹脂により形成されている。また、これに限らず、例えば、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。
反射面13は、入射する光の少なくとも一部を反射する反射面である。本実施形態の反射面13は、樹脂層12の内部に所定の間隔で配列されて設けられている。
The
The
The
図3は、第1実施形態の映像光偏向部10Aを説明する図である。図3では、図2に示すスクリーン10の断面における映像光偏向部10Aを、さらに拡大して示している。
図4は、第1実施形態の反射面13について説明する図である。図4では、映像光偏向部10Aを出光側(+Z側)から見た様子を示しており、理解を容易にするために、映像光偏向部10Aのみを示している。
本実施形態の反射面13は、図4に示すように、真円の一部形状(円弧状)であり、スクリーン10の画面(表示領域)外に位置する点Cを中心として、同心円状に複数配列されている。この点Cは、スクリーン10の表示領域外に位置している。反射面13の配列ピッチは、Pである。
FIG. 3 is a diagram for explaining the image
FIG. 4 is a diagram illustrating the reflecting
As shown in FIG. 4, the reflecting
本実施形態では、点Cは、図4に示すように、画面左右方向(X方向)の中央であって画面外下方(-Y側)に位置している。また、点Cと点Aとは、スクリーン10を正面方向から見た場合、図4に示すように、画面上下方向(Y方向)に平行な同一直線上に位置している。
なお、これに限らず、スクリーン10に対する映像源LSと観察者との位置関係は、映像表示装置1の使用環境等に応じて適宜設定でき、これに合わせて、点Cのスクリーン10に対する位置についても適宜設定できる。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the point C is located at the center of the screen in the horizontal direction (X direction) and outside the screen (-Y side). When the
Note that the positional relationship between the image source LS and the observer with respect to the
図3に示す断面において、本実施形態の反射面13は、その入光側(-Z側)の端部が出光側(+Z側)の端部よりも、反射面13の配列方向において映像源LS側(画面上下方向下側)に位置するように傾斜している。この反射面13がスクリーン面に平行な面となす角度は、θ1である。
図3に示す断面において、反射面13の入光側の端部と、反射面13の配列方向において、その反射面13の下方側(映像源側)に隣接する反射面13の出光側の端部(点t1)とを結ぶ面(図3において破線で示す面であり、以下、接続面という)がスクリーン面に平行な面となす角度は、θ2である。この接続面は、破線で示しているが、実際には、目視による視認は困難である。
角度θ1は、70°以上であることが、映像光を出光側(+Z側)の正面方向に位置する観察者O1側へ効率よく向ける観点から好ましい。
また、本実施形態では、角度θ1は、角度θ2よりも大きく、θ1>θ2である。
In the cross section shown in FIG. 3, the reflecting
In the cross section shown in FIG. 3, the end of the reflecting
The angle θ1 is preferably 70° or more from the viewpoint of efficiently directing the image light toward the observer O1 positioned in the front direction on the light exit side (+Z side).
Further, in the present embodiment, the angle θ1 is larger than the angle θ2, and θ1>θ2.
図3に示すように、反射面13の配列方向及びスクリーン10の厚み方向に平行な断面において、反射面13と接続面とは、点t1で交差しており、これにより、点t1を頂点として出光側に凸となる単位光学形状を形成している。
すなわち、本実施形態の樹脂層12は、第1基材層側(-Z側)に位置する第1樹脂層121と、第1樹脂層121に隣接して第2基材層側(+Z側)に位置する第2樹脂層122とを有し、第1樹脂層121と第2樹脂層122との境界面に単位光学形状121aが複数配列されて形成されている形態となっている。
第1樹脂層121と第2樹脂層122とは、同一材料であり、その屈折率も等しく、接続面において接続されている。
As shown in FIG. 3, in a cross section parallel to the arrangement direction of the
That is, the
The
本実施形態のような樹脂層12の内部に反射面13が複数配列された映像光偏向部10Aは、例えば、上述のような単位光学形状が片面に複数配列された第1樹脂層を成形し、その単位光学形状の所定の面に反射面13を形成するための層等を形成し、その上から単位光学形状による凹凸を埋めるように第2樹脂層を形成する等により作製できる。
本実施形態では、この単位光学形状の配列方向及び映像光偏向部の厚み方向に平行な断面において、単位光学形状の断面形状が三角形形状である例を挙げて説明する。なお、このような単位光学形状については、断面形状を台形形状や他の多角形形状としてもよい。
The image
In this embodiment, an example will be described in which the cross-sectional shape of the unit optical shape is triangular in the cross section parallel to the arrangement direction of the unit optical shapes and the thickness direction of the image light deflection section. Note that the cross-sectional shape of such a unit optical shape may be a trapezoidal shape or other polygonal shape.
単位光学形状121aは、図4に示す反射面13のように、真円の一部形状(円弧状)であり、スクリーン10の画面(表示領域)外に位置する点Cを中心として、同心円状に複数配列されている。
単位光学形状121aは、図3に示す断面における断面形状が、出光側に凸となる略三角形形状であり、頂点となる点t1に対して下側(-Y側)に位置する第1の面121bと、点t1において第1の面121bに交差し、点t1に対して上側(+Y側)に位置する第2の面121cとを有する。反射面13は、第1の面121bに設けられ、第2の面121cは、接続面に相当する。
単位光学形状121aの配列ピッチは、反射面13の配列ピッチPに等しく、第1の面121bがスクリーン面(XY面)に平行な面となす角度は、θ1である。また、第2の面121cがスクリーン面(XY面)に平行な面となす角度は、θ2である。
The unit
The unit
The arrangement pitch of the unit
また、図3に示すように、反射面13の配列方向において、反射面13の占める幅をW1、接続面の幅をW2とすると、P=W1+W2であり、本実施形態では、W2≧0となっている。すなわち、スクリーンの正面方向から見て、反射面13は、その配列方向において、間隙を有して配列されている。
Further, as shown in FIG. 3, in the arrangement direction of the reflecting
理解を容易にするために、図2,図3等では、反射面13の配列ピッチP、角度θ1等は、反射面13(単位光学形状121a)の配列方向において一定である例を示している。しかし、本実施形態では、実際には、反射面13の配列ピッチPは一定であるが、その配列方向において点Cから離れるにつれて、角度θ2が次第に大きくなり、角度θ1が次第に小さくなっている。
角度θ1、配列ピッチP等は、映像源LSからの映像光の投射角度(スクリーン10への映像光の入射角度)や、映像源LSの画素(ピクセル)の大きさ、スクリーン10の画面サイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜設定してよい。例えば、反射面13の配列方向に沿って、配列ピッチPが変化する形態等としてもよい。
For ease of understanding, FIGS. 2 and 3 show an example in which the arrangement pitch P, the angle θ1, etc. of the reflecting
The angle θ1, the array pitch P, etc. are the projection angle of the image light from the image source LS (the incident angle of the image light to the screen 10), the size of the pixels of the image source LS, the screen size of the
反射面13は、所望するスクリーン10の使用環境や、所望される光学性能等に応じて、その反射性能や、反射面13で映像光を反射させる手段(すなわち、反射面13を設ける手段)を選択できる。
例えば、反射面13は、光透過性が高く、樹脂層12(第1樹脂層121,第2樹脂層122)よりも屈折率の低い材料により形成された低屈折率層を第1の面121bに形成することにより、樹脂層12と低屈折率層との屈折率差により設けられてもよい。このような低屈折率層は、例えば、フッ化マグネシウム(MgF2)やフッ化アルミニウム(AlF3)等の金属フッ化物、酸化ケイ素(SiO2)、シリコン系樹脂等を、蒸着したり、スパッタリングしたりすることにより、形成される。この場合、低屈折率層の屈折率は、約1.35~1.45であることが好ましい。
The
For example, the
低屈折率層と樹脂層12との屈折率差により反射面13を設ける場合、反射面13に対して臨界角以上の入射角で入射する光は、全反射し、臨界角未満の入射角で入射する光は、そのほとんどが反射面13を透過する。
このような低屈折率層は、映像光を界面K1で十分全反射できる程度の厚みを有することが好ましい。
When the
Such a low-refractive-index layer preferably has a thickness sufficient to fully reflect the image light at the interface K1.
また、低屈折率層と樹脂層12との屈折率差により反射面13を設ける場合、樹脂層12は、光透過性が高く、一般的な紫外線硬化型樹脂よりも屈折率の高い紫外線硬化型樹脂、例えば、エポキシアクリレート系の紫外線硬化型樹脂、金属酸化物が添加されて高屈折率化されたウレタン系等の紫外線硬化型樹脂、酸化チタン(TiO2)が添加されて高屈折率化された紫外線硬化型樹脂等を用いて形成されることが好ましい。また、この場合、樹脂層12の屈折率は、約1.56~1.7程度であることが好ましい。
In addition, when the reflecting
反射面13は、入射した光の一部を反射し、一部を透過する半透過型の反射層(所謂、ハーフミラー)を第1の面121bに形成することにより、設けられてもよい。このような半透過型の反射層は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル、クロム等を蒸着することにより形成してもよいし、上述のような光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成してもよい。さらに、このような半透過型の反射層は、高い透明性を有し、光の吸収損失が小さく、高い反射率を実現できる誘電体多層膜や誘電体単層膜を蒸着する等により形成されてもよい。
The
上述のような半透過型の反射層を第1の面121bに形成することにより反射面13を設ける場合、反射面13に入射する映像光は、少なくとも一部が反射され、少なくとも一部が反射面13を透過する。
このような半透過型の反射層の反射率及び透過率は、所望する光学性能に合わせて適宜に設定できる。映像光を良好に反射させるとともに、映像光以外の光(例えば、太陽光等の外界からの光)を良好に透過させる観点から、透過率が30~80%程度、反射率が5~60%程度であることが望ましい。
When the
The reflectance and transmittance of such a semi-transmissive reflective layer can be appropriately set according to the desired optical performance. From the viewpoint of good reflection of image light and good transmission of light other than image light (for example, light from the outside world such as sunlight), the transmittance is about 30 to 80% and the reflectance is 5 to 60%. It is desirable to have a degree.
また、半透過型の反射層により反射面13を設ける場合、樹脂層12は、光透過性の高いウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリチオール系、ブタジエンアクリレート系等の紫外線硬化型樹脂により形成されることが好ましい。
なお、半透過型の反射層は、スクリーン10の使用環境等に応じて、その透過率を極めて低いものとしてもよい。このような透過率の低い反射層は、上述の半透過型の反射層と同様の材料を用い、その厚みを大きくする等により、透過率を低く調整して形成することができる。
When the
The semi-transmissive reflective layer may have a very low transmittance depending on the environment in which the
本実施形態の映像光偏向部10Aは、例えば、以下のような方法により、形成される。
まず、第1基材層11の出光側の面に単位光学形状121aが配列された第1樹脂層121を、UV成型法等により形成する。そして、単位光学形状121aの第1の面121bに、上述のような低屈折率層や半透過型の反射層を蒸着等により形成し、第1の面121bに反射機能を付与して反射面13を設ける。反射面13形成後、単位光学形状121aの凹凸を埋めて平坦化するように、第2樹脂層122を形成する材料を積層し、硬化させる等して第2樹脂層122を形成する。これにより、反射面13は、樹脂層12内部に形成された形態となる。
The image
First, the
このように、樹脂層12内部に反射面13が位置する形態とすることにより、スクリーン10の透明性が向上する。本実施形態では、第2樹脂層122の屈折率は、第1樹脂層121の屈折率と等しい、又は、略等しい(等しいとみなせる程度に屈折率差が小さい)ことが、スクリーン10の透明性を向上させる観点から望ましい。なお、第2樹脂層122は、第1樹脂層121と屈折率が等しいが、異なる樹脂により形成されていてもよい。
また、樹脂層12内部に反射面13を設けることにより、反射面13を保護することができる。
また、第1樹脂層121と第2樹脂層122とは、接続面(第2の面121c)において接続されているので、第2樹脂層122の剥離等が生じにくい。
In this manner, the transparency of the
Further, by providing the reflecting
In addition, since the
ここで、本実施形態の映像光偏向部10Aに入射した映像光の様子について説明する。
図5は、第1実施形態の映像光偏向部10Aに入射した映像光について説明する図である。図5では、前述の図3と同様の断面を示している。また、図5及びこれに関する説明において、理解を容易にするために、映像光La,Ldは、映像光偏向部10Aよりも入光側に位置する映像光拡散部10B(光制御層16)の作用は受けていない場合を例に挙げて説明する。
図5に示すように、映像源LSから投射されて入光側(-Z側)から映像光偏向部10Aに入射した映像光Laは、反射面13に入射する。
Here, the state of the image light incident on the image
FIG. 5 is a diagram for explaining the image light incident on the image
As shown in FIG. 5, the image light La projected from the image source LS and incident on the image
低屈折率層と樹脂層12との屈折率差により反射面13が設けられる場合、映像光Laは、反射面13に臨界角以上の入射角で入射して全反射し、スクリーン10の出光側(+Z側)の正面方向に位置する観察者O1(図1参照)が映像を視認可能な方向に出射する(映像光Lb)。
また、半透過型の反射層を形成することにより反射面13が設けられる場合には、映像光Laの一部が反射面13で反射してスクリーン10の出光側(+Z側)の正面方向に位置する観察者O1(図1参照)が映像を視認可能な方向に出射し(映像光Lb)、映像光Laの一部が反射面13を透過してスクリーン10の出光側上方へ向かう(図5において破線で示す映像光Lc)。このような映像光Lcの多くは、観察者O1が視認可能な範囲外へ出射する。なお、半透過型の反射層の透過率が極めて低い場合には、映像光Lcの光量は、極めて小さいものとなる。
また、一部の映像光Ldは、反射面13に入射することなく、スクリーン10の出光側上方へ向かう。
When the
Further, when the reflecting
Also, part of the image light Ld does not enter the reflecting
図2に戻り、第2基材層15は、樹脂層12の出光側(+Z側)に形成された光透過性を有する層である。この第2基材層15は、スクリーン10の出光側を保護する機能を有している。
第2基材層15は、光透過性の高い樹脂製のシート状の部材が用いられる。第2基材層15は、例えば、前述の第1基材層11と同様の材料を用いて形成されたシート状の部材を用いてもよい。
本実施形態のように第2基材層15がスクリーン10において最も出光側(+Z側)となる場合には、第2基材層15は、ハードコート機能や防汚機能、帯電防止機能等を有していてもよい。
Returning to FIG. 2, the second
A sheet-like member made of resin having high light transmittance is used for the second
When the second
接合層17は、光制御層16と第1基材層11とを一体に接合する機能を有する層である。接合層17は、光透過性の高い接着材や粘着材等を用いることができる。
光制御層16は、厚み方向(Z方向)において第1基材層11よりも入光側(映像源側、-Z側)に位置する層である。本実施形態では、光制御層16は、第1基材層11の入光側(映像源側)に、接合層17を介して一体に設けられている。
The
The
光制御層16は、映像光拡散部10Bに相当し、映像光を選択的に拡散させる部分である。この光制御層16は、特定の角度範囲から入射する光に対する拡散作用が、それ以外の角度範囲から入射する光に対する拡散作用よりも大きい。この特定の角度範囲は、光制御層16の入光面(スクリーン面に平行な面)の法線方向に対して、0°や0°近傍よりも大きく、光制御層16に対して斜めに入射する角度範囲である。すなわち、光制御層16は、斜めに入射する光を、入射角度0°で入射する光に比べて、大きく拡散して透過する機能を有する。なお、光制御層16が拡散作用を発揮する特定の角度範囲は、スクリーン10に対する映像源LSの位置、すなわち、主たる映像光の入射角度等に応じて、適宜設定することができる。
The
図6は、光制御層16の光制御作用を説明する図である。図6では、光制御層16の画面上下方向(Y方向)及び厚み方向(Z方向)に平行な断面を示している。また、図6において、光制御層16の入光側(映像源側、-Z側)の面及び出光側(観察者側、+Z側)の面は、スクリーン面(XY面)に平行であり、破線で示す直線Hは、光制御層16の入光側の面及び出光側の面に直交する直線である。
6A and 6B are diagrams for explaining the light control action of the
光制御層16は、図6に示す断面において、入光側(-Z側)の空気中から、第1入射角度範囲R1内の入射角度で入射した光を拡散して出光側(+Z側)へ出射し、第1入射角度範囲R1以外の入射角度となる第2入射角度範囲R2内の入射角度で入射した光を拡散せずに又はわずかに拡散して、出光側へ透過するという機能を有している。光制御層16において、第2入射角度範囲R2内の入射角度で入射した光に対する拡散度合は、第1入射角度範囲R1の角度範囲内の入射角度で入射した光に対する拡散度合に比べて大幅に小さい。
また、光制御層16は、図5に示す断面において、出光側(+Z側)の空気中から、第3入射角度範囲R3内の入射角度で入射した光を拡散して入光側(-Z側)へ出射し、第3入射角度範囲R3以外の入射角度となる第4入射角度範囲R4内の入射角度で入射した光を拡散せずに又はわずかに拡散して、入光面側へ透過するという機能を有している。光制御層16において、第4入射角度範囲R4の範囲内の入射角度で入射した光に対する拡散度合は、第3入射角度範囲R3の範囲内の入射角度で入射した光に対する拡散度合に比べて大幅に小さい。
In the cross section shown in FIG. 6, the
In the cross section shown in FIG. 5, the
第1入射角度範囲R1は、映像源LSから投射され、スクリーン10(光制御層16)に入射する映像光Lの主たる入射角度範囲を含んでいる。
本実施形態において、第1入射角度範囲R1は、入光側(映像源側、-Z側)において、直線Hに対して下側(-Y側)に25°以上55°以下となる範囲である。また、第2入射角度範囲R2は、光制御層16の入光側において、第1入射角度範囲R1以外の角度である。
本実施形態において、第3入射角度範囲R3は、出光側(+Z側)において、直線Hに対して上側(+Y側)に25°以上55°以下となる範囲である。また、第4入射角度範囲R4は、光制御層16の出光側において、第3入射角度範囲R3以外の角度である。
The first incident angle range R1 includes the main incident angle range of the image light L projected from the image source LS and incident on the screen 10 (light control layer 16).
In the present embodiment, the first incident angle range R1 is a range of 25° or more and 55° or less downward (−Y side) with respect to the straight line H on the incident side (image source side, −Z side). be. Also, the second incident angle range R2 is an angle other than the first incident angle range R1 on the light incident side of the
In the present embodiment, the third incident angle range R3 is a range of 25° or more and 55° or less upward (+Y side) with respect to the straight line H on the light output side (+Z side). Further, the fourth incident angle range R4 is an angle other than the third incident angle range R3 on the light exit side of the
したがって、光制御層16は、入光側(-Z側)の面の任意の点において、画面上下方向下側(-Y側)から入射角度25°以上55°以下で入射する光を選択的に拡散して透過し、これ以外の角度範囲から入射する光を拡散せずに又は上記角度範囲に比べて大幅に弱く拡散して出光側(+Z側)へ透過する。また、光制御層16は、出光側の面の任意の点において、画面上下方向上側(+Y側)から入射角度25°以上55°以下で入射する光を選択的に拡散して透過し、これ以外の角度範囲から入射する光を拡散せずに又は上記角度範囲に比べて大幅に弱く拡散して入光側へ透過する。
Therefore, the
光制御層16に入光側から第1入射角度範囲R1内の入射角度で入射し、出光側へ出射した光のヘイズ値(拡散透過率)は、光制御層16に入光側(-Z側)から第2入射角度範囲R2内の入射角度(特に、入射角度0°)で入射し、出光側へ出射した光のヘイズ値(拡散透過率)よりも大きい。
同様に、光制御層16に出光側から第3入射角度範囲R3内の入射角度で入射し、入光側へ出射した光のヘイズ値は、光制御層16に第4入射角度範囲R4内の入射角度(特に、入射角度0°)で入射し、出光側へ出射した光のヘイズ値よりも大きい。
ヘイズ値は、全光線透過率に対する拡散透過率の比で表され、透過光における光の拡散率を意味する。光制御層16のヘイズ値は、ヘイズメーター(例えば、村上色彩技術研究所製 HM-150)によって測定することができる。
The haze value (diffuse transmittance) of the light that is incident on the
Similarly, the haze value of light incident on the
The haze value is expressed as a ratio of diffuse transmittance to total light transmittance, and means the diffusion rate of light in transmitted light. The haze value of the
なお、第1入射角度範囲R1及び第3入射角度範囲R3の範囲内の入射光については、本実施形態の第1入射角度範囲R1及び第3入射角度範囲R3が25°以上55°以下であるので、想定入射角度を40°とし、この角度で光が入射した場合の透過率を全光線透過率とし、この想定入射角度で入射して光制御層16内を直進して透過して出射した光に対して、2.5°以上広がって出射してきた光の割合を拡散透過率とする。
光制御層16に入光側(-Z側)から第2入射角度範囲R2内である入射角度0°で入射して出光側(+Z側)へ出射した光のヘイズ値(拡散透過率)は、低いことが好ましく、0%となることが理想的である。同様に、光制御層16に第4入射角度範囲R4内の入射角度である入射角度0°で入射した光のヘイズ値も、低いことが好ましく、0%となることが理想的である。
For incident light within the ranges of the first incident angle range R1 and the third incident angle range R3, the first incident angle range R1 and the third incident angle range R3 of the present embodiment are 25° or more and 55° or less. Therefore, the assumed incident angle is 40°, and the transmittance when the light is incident at this angle is the total light transmittance. The diffuse transmittance is defined as the ratio of the light emitted with a spread of 2.5° or more with respect to the light.
The haze value (diffuse transmittance) of the light incident from the light incident side (−Z side) of the
このような光制御層16としては、屈折率が異なる透明樹脂の層が、所定の厚さで所定の方向に複数積層され、かつ、各層の硬化時の紫外線の照射方向を変えて形成された視界制御フィルム(例えば、リンテック株式会社製の視界制御フィルム Y-2555)が好適である。
As such a
図7は、第1実施形態のスクリーン10に入射する映像光及び外光の一例を示す図である。図7では、図2に示すスクリーン10の断面と同様の断面の一部を拡大して示している。また、図7及びこれに関する説明において、理解を容易にするために、光制御層16と接合層17との界面、接合層17と第1基材層11との界面、第1基材層11と樹脂層12との界面、樹脂層12と第2基材層15との界面での屈折率差はないものとして説明する。
スクリーン10の下方に位置する映像源LSから投射された映像光L11は、第1入射角度範囲R1内の入射角度で光制御層16に入射して拡散され、接合層17及び第1基材層11を透過して樹脂層12へ入射する。
FIG. 7 is a diagram showing an example of image light and external light incident on the
The image light L11 projected from the image source LS positioned below the
そして、映像光L11は、反射面13で反射(全反射含む)してスクリーン10の出光側(+Z側)の正面方向に位置する観察者O1側へ向けて出射する。これにより、スクリーン10は、出光側の正面方向に位置する観察者O1に、十分な視野角を有し、明るく良好な映像を表示できる。なお、図示しないが、映像光L11の一部は、半透過型の反射層を形成することにより反射面13が設けられる場合には、反射面13を透過してスクリーン10の出光側上方へ向かう(図4の映像光Lc参照)。
また、スクリーン10に入光側から入射する際に、映像光L11の一部(不図示)が、スクリーン10の入光側の面で反射して上方へ向かうが、このような光は、スクリーン10の入光側の正面方向に位置する観察者O2にはほとんど届かない。
Then, the image light L11 is reflected (including total reflection) by the reflecting
Further, when entering from the light incident side of the
また、スクリーン10に入射する映像光のうち、一部の映像光L12は、反射面13へ入射することなく樹脂層12及び第2基材層15を透過してスクリーン10の出光側上方へ出射する。この映像光L12は、スクリーン10の出光側の正面方向に位置する観察者O1にはほとんど届かない。
なお、本実施形態では、映像光がスクリーン10の下方から投射され、かつ、反射面13がスクリーン面に平行な面となす角度θ1(図3,図5等参照)がスクリーン10の画面上下方向の各点における映像光の入射角度よりも大きいので、反射面13に対して、反射面13の配列方向に沿って映像源LS側とは反対側(画面上下方向上側)からに直接入射する映像光は非常に少なく、その方向から入射して反射面13で反射する映像光が入光側の観察者O2に視認されることがほとんどない。
Further, part of the image light L12 of the image light incident on the
In the present embodiment, the image light is projected from below the
次に、入光側(-Z側)又は出光側(+Z側)の上方からスクリーン10に入射する映像光以外の太陽光や照明光等の外界からの光(以下、外光という)について説明する。
スクリーン10に入射する外光G11,G12,G13のうち、一部の不図示の外光は、スクリーン10の入光側の表面、出光側の表面で反射して、それぞれスクリーン10の下方へ向かう。
Next, external light (hereinafter referred to as external light) such as sunlight and illumination light other than image light entering the
Of the external light G11, G12, and G13 incident on the
スクリーン10に対して入光側(-Z側)の上方から入射する外光G11は、入光側から光制御層16に対して第2入射角度範囲R2内の入射角度で入射するので、拡散されることなく光制御層16を透過し、スクリーン10内を出光側(+Z側)へ向かう。
そして、外光G11は、樹脂層12内において反射面13に入射する。
The external light G11 incident on the
Then, the external light G11 enters the reflecting
低屈折率層と樹脂層12との屈折率差により反射面13が設けられる場合、外光G11は、反射面13に臨界角未満の入射角度で入射し、そのほとんどが反射面13を透過してスクリーン10内を出光側下方へ向かう(外光G11a)。外光G11aは、スクリーン10の出光側下方へ出射したり、スクリーン10の出光側の表面で全反射してスクリーン10内部をさらに下方へ進み、次第に減衰したりする。
また、半透過型の反射層により反射面13が設けられる場合、反射面13に入射した外光G11の一部は、反射面13を透過してスクリーン10の出光側下方へ向かい(外光G11a)、外光G11の一部は、反射面13で反射して、スクリーン10の入光側上方へ向かう(外光G11b)。
When the
Further, when the reflecting
また、スクリーン10に対して入光側(-Z側)の上方から入射した外光G12は、入光側から光制御層16に対して第2入射角度範囲R2内の入射角度で入射するので、拡散されることなく光制御層16を透過してスクリーン10内を出光側へ進み、反射面13に入射することなく樹脂層12を透過して、スクリーン10内を出光側下方へ向かう。この外光G12は、スクリーン10の出光側下方へ出射したり、スクリーン10の出光側の表面で全反射してスクリーン10内部をさらに下方へ進み、次第に減衰したりする。
In addition, the external light G12 incident on the
スクリーン10に出光側(+Z側)の上方から入射する外光G13は、第2基材層15を透過し、反射面13に入射することなく樹脂層12を透過して、スクリーン10内を入光側下方へ向かう。外光G13は、スクリーン10の入光側下方へ出射したり、スクリーン10の入光側の表面で全反射してスクリーン10内部をさらに下方へ進み、次第に減衰したりする。
上述のように、スクリーン10に入光側、出光側の上方から入射する外光は、その多くがスクリーン10の出光側や入光側の下方へ向かい、観察者O1,O2には到達する光量が大幅に小さい。したがって、スクリーン10は、外光による映像のコントラスト低下を抑制できる。
External light G13 incident on the
As described above, most of the external light that enters from above the light incident side and the light exit side of the
また、スクリーン10へ入射角度0°等の小さい入射角度で入射する外光G14,G15は、スクリーン10へ入射して反射面13に入射することなく、それぞれ入光側、出光側へ出射する。本実施形態では、外光G15は、光制御層16に対して、入光側から第2入射角度範囲R2内の入射角度で入射し、外光G14は、光制御層16に対して出光側から第4入射角度範囲R4内の角度に相当する入射角度で入射する。したがって、外光G14,G15は、光制御層16によって拡散されることなく、スクリーン10を透過する。
また、スクリーン10へ入射角度0°等の小さい入射角度で入射する外光の一部(不図示)は、反射面13に入射して反射するが、その光量は外光G14、G15に比べて大幅に小さいので、映像のコントラストや、スクリーン10の透明性に与える影響は小さい。
In addition, external light G14 and G15 that enter the
Part of the external light (not shown) that enters the
以上のことから、入光側(-Z側)及び出光側(+Z側)から、観察者O2,O1が、スクリーン10を通してスクリーン10の向こう側の景色を観察した場合に、スクリーン10の向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりすることなく、高い透明性を有して観察することができ、スクリーン10は、高い透明性を発揮できる。
From the above, when the observers O2 and O1 observe the scenery on the other side of the
光を拡散する粒子等の拡散材を含有する光拡散層を備えているが、映像光偏向部10Aを備えていない透過型のスクリーンでは、光拡散層による拡散強度を高めるとスクリーンに表示される映像を明るくできる一方で、映像のコントラストが低下したり、不要な外光が拡散されて透明性が低下してスクリーンを通して観察される背景映像が白く曇ったりする。
また、このような透過型のスクリーンにおいて、正面方向から映像を投影する場合、拡散強度を低下させて高い透明性を維持しようとすると、映像光が拡散することなく観察者に到達してしまう。そのため、スクリーンの下方等から映像光を斜めに投射する方法がとられるが、この場合、映像光の多くがスクリーンの斜め上方に拡散されるので、映像が暗く、観察者に観察されにくいものとなる。
In a transmissive screen that has a light diffusion layer containing a diffusion material such as particles that diffuse light, but does not have the image
Further, in such a transmissive screen, when an image is projected from the front direction, if an attempt is made to maintain high transparency by reducing the diffusion intensity, the image light reaches the viewer without diffusing. Therefore, a method of obliquely projecting the image light from the bottom of the screen or the like is adopted, but in this case, most of the image light is diffused obliquely upward of the screen, so that the image is dark and difficult for the observer to observe. Become.
これに対して、本実施形態のスクリーン10によれば、映像光は、光制御層16(映像光拡散部10B)で拡散されたのち、映像光偏向部10Aで観察者O1の方向へ偏向されるので、観察者O1には、十分な視野角を有し、明るい映像が表示できる。
また、スクリーン10は、光制御層16(映像光拡散部10B)により、斜め方向から入射する多くの映像光が選択的に拡散され、外光は、その多くが拡散されることなくスクリーン10を透過したり、観察者O1,O2の視認可能な範囲外へ出射したりする。したがって、本実施形態によれば、スクリーン10の透明性を維持でき、かつ、外光が拡散されることによる映像のコントラスト低下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、スクリーン10の透明性を維持しつつ、明るく明瞭な映像を表示できる。
On the other hand, according to the
In addition, the
As described above, according to the present embodiment, it is possible to display a bright and clear image while maintaining the transparency of the
また、本実施形態によれば、反射面13は、スクリーン10の表示領域(画面)外であって画面上下方向の下側(映像源側)に位置する点Cを中心として同心円状に配列されている。したがって、スクリーン10の表示領域外であって画面上下方向の下側に位置する短焦点型の映像源LSから投射された入射角度の大きい映像光であっても、画面左右方向の映像が暗くなることがなく、明るさの面均一性の高い良好な映像を表示することができる。
Further, according to the present embodiment, the reflecting
(第2実施形態)
図8は、第2実施形態の映像光偏向部20Aを説明する図である。
図8では、前述の第1実施形態の図2と同様に、スクリーン10の画面中央(画面の幾何学的中心)となる点(図1に示す点Aに相当する点)を通り、画面上下方向(Y方向)に平行であって、スクリーン面に直交(Z方向に平行)する断面の一部を拡大して示している。
第2実施形態の映像光偏向部20Aは、反射面13を設ける手段、及び、単位光学形状221aの形状が異なる点以外は、第1実施形態に示した映像光偏向部10Aと同様である。したがって、以下の説明において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
この第2実施形態の映像光偏向部20Aは、第1実施形態の映像光偏向部10Aに代えて、スクリーン10及び映像表示装置1に適用可能である。
(Second embodiment)
FIG. 8 is a diagram for explaining the image
In FIG. 8, as in FIG. 2 of the first embodiment described above, a point (corresponding to point A shown in FIG. 1) that is the center of the screen (the geometric center of the screen) of the
The image
The image
本実施形態の映像光偏向部20Aは、樹脂層22の内部に複数配列された反射面13を備える。樹脂層22の第1樹脂層221の屈折率は、第2樹脂層222の屈折率よりも小さく、第1樹脂層221と第2樹脂層222との界面の一部が、映像光を反射してその向きを変える反射面13となっている。
また、図8に示すように、第1樹脂層221は、出光側に単位光学形状221aが複数配列されている。単位光学形状221aは、その断面形状が出光側に凸となる台形形状であり、出光側に位置する頂面221dと、頂面221dに対して下側に位置する第1の面221bと、頂面221dに対して上側に位置する第2の面221cとを有している。図8では、理解を容易にするために、第1の面221b、頂面221d、第2の面221cは、破線で示しているが、実際には、目視による各面の視認は困難である。
The image
Further, as shown in FIG. 8, the
本実施形態の単位光学形状221aは、画面左右方向(X方向)を長手方向とし、スクリーン面に平行な面に沿って画面上下方向(Y方向)に配列されており、その配列ピッチがPである。
第1の面221bは、その入光側(-Z側)の端部が出光側(+Z側)の端部よりも、単位光学形状221a(反射面13)の配列方向において映像源LS側(画面上下方向下側)に位置するように傾斜している。第1の面221bは、スクリーン面に平行な面に対して角度θ1をなしている。この角度θ1は、第1実施形態と同様に、70°以上であることが好ましい。
本実施形態では、単位光学形状221a(反射面13)の配列方向において角度θ1が一定である例を挙げて説明する。なお、角度θ1は、単位光学形状221aの配列方向に沿って映像源LSから離れるにつれて(画面上下方向上側へ向かうにつれて)次第に小さくなる形態としてもよい。
The unit
The
In this embodiment, an example in which the angle θ1 is constant in the arrangement direction of the unit
第2の面221cは、単位光学形状221aの配列方向において第1の面221bに対向する面であり、スクリーン面に平行な面に対して角度θ2をなす。この第2の面221cは、第1の面221bとは傾斜方向が反対になっている、すなわち、単位光学形状221aにおいて、その出光側(+Z側)の端部が入光側(-Z側)の端部よりも映像源LS側(画面上下方向下側)に位置している。
また、頂面221dは、単位光学形状221aの配列方向において第1の面221bと第2の面221cとの間であって単位光学形状221aにおいて最も出光面側に位置する面である。
The
In addition, the
本実施形態の第2の面221cは、スクリーン面に平行な面に対して直交し(θ2=90°)、頂面221dは、スクリーン面(XY面)に平行な面である。第2の面221c及び頂面221dをこのような形態とすることにより、スクリーン10の透明性を高く維持できる。なお、角度θ2は、90°又は90°に近しい角度であることが、透明性を維持し、迷光を抑制する観点から好ましい。
The
単位光学形状221aは、前述の第1実施形態の単位光学形状121aと同様に、スクリーン10の表示領域外に位置する点C(図4参照)を中心として同心円状に配列されていてもよい。また、このとき、角度θ1は、単位光学形状221aの配列方向において点Cから離れるにつれて、次第に小さくなる形態としてもよい。
The unit
本実施形態では、第1樹脂層221と第2樹脂層222とは、その屈折率が異なり、第1樹脂層221は、第2樹脂層222よりも屈折率が小さい。そして、第1樹脂層221と第2樹脂層222との屈折率差により、第1の面221bが、映像光の少なくとも一部を反射する反射面13となっている。
このような映像光偏向部20Aでは、映像光の一部(映像光Lg)は、図8に示すように、第2の面221cを通り第2樹脂層222へ入射し、反射面13(第1の面221b)に臨界角以上の角度で入射して全反射し、出光側の観察者O1側へ向かう。
本実施形態のような映像光偏向部20Aとした場合にも、十分に映像光を観察者O1側へ向けることができ、十分な透明性を有し、明るく良好な映像を表示できるスクリーン10、映像表示装置1とすることができる。
In this embodiment, the
In such an image
Even when the image
(第3実施形態)
図9は、第3実施形態のスクリーン30の層構成を示す図である。
図9では、前述の第1実施形態の図2と同様に、スクリーン10の画面中央(画面の幾何学的中心)となる点(図1に示す点Aに相当する点)を通り、画面上下方向(Y方向)に平行であって、スクリーン面に直交(Z方向に平行)する断面の一部を拡大して示している。
第3実施形態のスクリーン30は、映像光拡散部30Bとして、拡散材を含有する光拡散層38を、映像光偏向部10Aの出光側(+Z側)に配置している点が、前述の第1実施形態に示したスクリーン10とは異なる他は、前述の第1実施形態のスクリーン10と同様の形態である。したがって、以下の説明において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing the layer structure of the
In FIG. 9, as in FIG. 2 of the first embodiment described above, a point (a point corresponding to point A shown in FIG. 1) that is the screen center (the geometric center of the screen) of the
In the
図9に示すように、第3実施形態のスクリーン30は、スクリーン30の厚み方向(Z方向)において、その入光側(映像源側、-Z側)から順に、第1基材層11、樹脂層12、反射面13、第2基材層15、接合層37、光拡散層38を備えている。
スクリーン30において、映像光拡散部30Bは、光拡散層38であり、映像光偏向部10Aは、樹脂層12、反射面13である。
このスクリーン30は、第1実施形態のスクリーン10に代えて、映像表示装置1に適用可能である。
As shown in FIG. 9, the
In the
This
接合層37は、第2基材層15と光拡散層38とを一体に接合する機能を有する層である。接合層37は、前述の第1実施形態の接合層17と同様に、光透過性の高い接着材や粘着材等を用いることができる。
光拡散層38は、光透過性の高い樹脂を母材とし、粒子状の拡散材が混錬された層である。このような光拡散層38としては、公知の拡散層や拡散シート等を用いることができる。この光拡散層38は、そのヘイズ値等を適宜設定でき、また、拡散特性に関しても、無指向性としてもよいし、異方性を有していてもよい。
また、本実施形態では、光拡散層38からなる映像光拡散部30Bは、映像光偏向部10Aよりも出光側(+Z側)に配置される例を示したが、これに限らず、映像光偏向部10Aよりも入光側(-Z側)に配置される形態としてもよい。
The
The
In the present embodiment, the image
本実施形態のような映像光拡散部30Bを備えるスクリーン30においても、明るく明瞭な映像を表示できる。また、本実施形態のような映像光拡散部30Bを備えるスクリーン30においても、使用可能な程度の透明性を実現できる。
A bright and clear image can be displayed even on the
(変形形態)
以上説明した各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。
(deformed form)
Various modifications and changes are possible without being limited to the embodiments described above, and they are also within the scope of the present invention.
(1)第1実施形態において、映像光偏向部10Aは、反射面13を形成する層が接続面(第2の面121c)にも形成される形態としてもよい。
図10は、変形形態の映像光偏向部60Aを説明する図である。図10では、図3に示した映像光偏向部10Aの断面に相当する映像光偏向部60Aの断面を示している。この映像光偏向部60Aは、第1樹脂層121、反射面形成層130、第2樹脂層122が厚み方向に積層された形態となっている。
反射面形成層130が低屈折率層である場合、このような形態としても、映像光は、第2の面121c上の反射面形成層130(図10に示す層132)に臨界角未満の角度で入射して透過し、第1の面121b上の反射面形成層130(図10に示す層131であり、この形態において反射面13を形成する部分)で全反射して観察者側へ向かう(映像光Le)。したがって、このような映像光偏向部60Aとしても、上述の第1実施形態のスクリーン10と同様の透過型スクリーンとして用いることができる。
(1) In the first embodiment, the image
FIG. 10 is a diagram for explaining the image
When the reflective
また、反射面13が半透過型の反射層により形成され、その透過率が小さい場合には、第2の面121cがスクリーン面に平行な面となす角度θ2を映像源LSの位置等に合わせて適宜設定することにより、映像光の一部を第2の面121c上の反射面形成層130(層132、この形態において反射面13を形成する部分)で反射させて入光側の正面方向へ向け(図10中に破線で示す映像光Lf)、透明性を有する反射型のスクリーンとすることができる。
When the reflecting
また、反射面13が半透過型の反射層により形成される場合には、第1の面121b上の反射面形成層130(層131)及び第2の面121c上の反射面形成層130(層132)の反射率や透過率を調整することにより、映像光の一部を第2の面121c上の反射面形成層130(層132)で反射させて入光側の正面方向へ向け(図10中に破線で示す映像光Lf)、映像光の一部を第1の面121b上の反射面形成層130(層131)で反射して出光側の観察者へ向ける(映像光Le)ことができる。
これにより、透明性を有し、両面表示可能なスクリーンとすることができる。この場合、映像光偏向部10Aの入光側に設けられた映像光拡散部10Bに加え、出光側に第3実施形態で示したような映像光拡散部30Bを設けることが好ましい。
Further, when the
As a result, a screen having transparency and capable of displaying on both sides can be obtained. In this case, in addition to the image
両面表示可能なスクリーンとするとき、角度θ1は、第1の面121b上の反射面形成層130(層131)で反射した映像光Leが、出光側の正面方向へ向かうように設定され、角度θ2は、第2の面121c上の反射面形成層130(層132)で反射した映像光(映像光Lf)が入光側の正面方向へ向かうように設定されている。出光側及び入光側の正面方向に位置する観察者に良好な映像を表示する観点から、単位光学形状121aの頂角θ3は、90°に近いことが好ましく、90°とすることがより好ましい。
When a double-sided display is possible, the angle θ1 is set so that the image light Le reflected by the reflective surface forming layer 130 (layer 131) on the
(2)第1,第3実施形態において、単位光学形状121aの配列方向及びスクリーン10,30の厚み方向に平行な断面における反射面13は、曲面状である形態としてもよい。
図11は、変形形態の映像光偏向部70Aを説明する図である。図11では、図3に示した映像光偏向部10Aの断面に相当する映像光偏向部70Aの断面を示している。反射面13が、図11に示す断面において、緩やかな曲面状である場合、反射面13がスクリーン面(XY面)に平行な方向となす角度θ1は、反射面13の出光側端部となる点t1と、反射面13の入光側端部となる点t2とを通る直線が、スクリーン面に平行な面となす角度に相当する。
(2) In the first and third embodiments, the
FIG. 11 is a diagram for explaining the image
(3)第1実施位形態において、単位光学形状121aの形状は適宜変更してもよい。
図12は、変形形態の映像光偏向部80Aを説明する図である。図12(a)~(c)では、図3に示した映像光偏向部10Aの断面に相当する映像光偏向部80Aの断面を示している。。
変形形態の映像光偏向部80Aは、樹脂層82内に反射面13が複数配列されている。また、樹脂層82は、第1樹脂層821と第2樹脂層822とを備える。
図12(a)に示すように、単位光学形状821aは、その配列方向及びスクリーンの厚み方向における断面形状が、出光側に凸となる三角形形状であり、隣り合う単位光学形状821aの間には、所定の寸法の間隙821eが設けられている位置している形態としてもよい。このとき、単位光学形状821aは、第1の面821b、第2の面821cを有し、反射面13は、第1の面821bに設けられている。
間隙821eは、スクリーン面に平行であり、第2の面821cは、スクリーン面に平行な面に対して直交又は直交に近い角度をなす形態とすることが、スクリーンの透明性を維持し、かつ、反射面13を形成する層を第1の面821bに蒸着等する際に、マスキング等を施さなくとも第2の面821c等の意図しない箇所にまで形成されることを抑制できる点から好ましい。
(3) In the first embodiment, the shape of the unit
FIG. 12 is a diagram for explaining the image
In the modified image
As shown in FIG. 12A, the unit
The
また、図12(b)に示すように、単位光学形状821aは、図12(a)に示す形状と同様な三角形形状であり、第1の面821bに反射面13が設けられ、間隙821eを有しておらず、隣り合う単位光学形状821aが隣接している形態としてもよい。
このとき、第2の面821cは、スクリーン面に平行な面に対して直交する形態(角度θ2=90°)又は直交に近い角度をなす形態とすることが、反射面13を形成する層を第1の面821bに蒸着等する際に、マスキング等を施さなくとも第2の面821c等の意図しない箇所にまで形成されることを抑制できる点から好ましい。
図12(b)に示すこの形態では、スクリーン面の法線方向から見ると、反射面13の配列方向において間隙が存在していないが、反射面13を形成する層の透過率等を調整することにより、使用可能な程度のスクリーンの透明性を維持できる。また、これに限らず、角度θ2を調整して、スクリーン面の法線方向から見て、反射面13の間に間隙が存在している形態としてもよい。
Also, as shown in FIG. 12(b), the unit
At this time, the
In this form shown in FIG. 12(b), when viewed from the normal direction of the screen surface, there is no gap in the arrangement direction of the
また、図12(c)に示すように、単位光学形状821aは、その配列方向及びスクリーンの厚み方向における断面形状が、第2実施形態に示したような出光側に凸となる台形形状であり、頂面821d、第1の面821b、第2の面821cを有する形態としてもよい。頂面821dは、スクリーン面に平行であり、第2の面821cは、スクリーン面に平行な面に対して直交(θ2=90°)又は直交に近い角度をなす形態とすることが、スクリーンの透明性を維持し、かつ、反射面13を形成する層を第1の面821bに蒸着等する際に、マスキング等を施さなくとも第2の面821c等の意図しない箇所にまで形成されることを抑制できる点から好ましい。
なお、図12(c)に示す形態において、反射面13を形成する層が、第1の面821bに加え、頂面821dの少なくとも一部に形成されていてもよい。特に、反射面13が低屈折率層と樹脂層82との屈折率差により設けられる場合には、第1の面821bに加えて、頂面821dや第2の面821cの少なくとも一部にも低屈折率層が形成される形態としてもよい。これらのような形態とした場合にも、スクリーンとしての透過率を維持できる。
Further, as shown in FIG. 12(c), the unit
In addition, in the form shown in FIG. 12C, the layer forming the reflecting
また、図12(c)に示す断面において、第2の面821c及び頂面821dはL字形状であり、反射面13を形成する層が形成されていない部分において、第1樹脂層821と第2樹脂層822とが接続される形態となるので、第2樹脂層822の剥離等が生じにくい。なお、前述の図12(a)に示す形態においても、第2の面821cと間隙821eがL字形状となり、同様に、第2樹脂層822の剥離等を抑制する効果が得られる。
In the cross section shown in FIG. 12(c), the
また、図12(c)では、第2の面821cは、スクリーン面に平行な面に対して直交又は直交に近い角度をなす形態を示しているが、これに限らず、第2の面821cは、図12(c)に示す断面において、スクリーン面に直交する方向に対して角度をなし、第1の面821bの傾斜方向とは逆方向に傾斜する形態としてもよい。
また、図12(a)~(c)に示す映像光偏向部80Aとした場合、映像光拡散部として、第3実施形態に示した映像光拡散部30Bを、この映像光偏向部80Aの出光側に配置しても良好な映像を視認できる。
In addition, although FIG. 12(c) shows that the
12(a) to 12(c), the image
(4)各実施形態において、反射面13は、微細かつ不規則が凹凸形状を有する粗面状としてもよい。このような形状とすることにより、反射面13に入射する光は、拡散反射される。これにより、映像の視野角を広げることができる。
また、このとき、反射面13が半透過型の反射層により形成される場合には、反射面13に入射する光の一部は、拡散しないで透過されるので、透明性を維持できる。また、反射面13が低屈折率層により設けられる場合、臨界角未満で入射する光を拡散しないで透過するので、透明性を維持できる。
(4) In each embodiment, the reflecting
Further, at this time, when the reflecting
また、このような形状とすることにより、不快な映像のぎらつき(所謂、スペックル。シンチレーション等ともいう)や色むらを低減することができる。
なお、前述の変形形態(1)に示したように、接続面(第2の面121c)にも反射面形成層130を設ける場合には、所望するスクリーンの性能に応じて、接続面上の反射面形成層130もその表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有している形態としてもよい。
In addition, by adopting such a shape, it is possible to reduce unpleasant glare (so-called speckle, scintillation, etc.) and color unevenness in an image.
In addition, as shown in the above-described modification (1), when the reflective
(5)第1実施形態において、光制御層16は、出光側(+Z側)から入射する光については、入射角度に関係なく、拡散せずに透過する形態としてもよい。すなわち、光制御層16は、第3入射角度範囲R3を有しない形態としてもよい。
(5) In the first embodiment, the
(6)第1実施形態において、光制御層16は、画面上下方向及び厚み方向に平行な断面において、画面上下方向における入射角度によって、選択的に入射光を拡散する例を挙げて説明したが、これに限らず、光制御層16は、反射面13の配列方向及び厚み方向に平行な断面において、反射面13の配列方向における入射角度によって、選択的に入射光を拡散する形態としてもよい。第1実施形態のように反射面13が点Cを中心として同心円状に配列される場合、光制御層16の光学性能も、点Cを中心として同心円状に分布する特性とすることにより、さらに効果的に光を拡散することができ、スクリーンの画面上側の左右両端等、視野角が低下しやすい箇所について、十分な視野角を確保できる。
(6) In the first embodiment, the
また、第1実施形態において、光制御層16は、画面上下方向及び厚み方向に平行な断面において、入射光を拡散して透過する特定の角度範囲が一定である例を示したが、これに限らず、画面上下方向に沿って特定角度範囲が、連続的に又は段階的に変化する形態としてもよい。このような形態とすることにより、スクリーンの画面上下方向において変化する映像光の入射角度に対応して、より効果的に光を拡散することができ、良好な映像を表示できる。
In the first embodiment, the
(7)第1,第3実施形態において、映像光偏向部10Aは、反射面13が画面左右方向(X方向)を長手方向とし、画面上下方向に配列された形態としてもよい。
このような形態とする場合、反射面13がスクリーン面に平行な面となす角度θ1は、反射面13の配列方向において、一定としてもよいし、変化させてもよい。
(7) In the first and third embodiments, the image
In such a configuration, the angle θ1 formed between the reflecting
(8)各実施形態において、スクリーン10,30は、入射した光の一部を透過し、一部を吸収して所定の透過率とする光吸収層を備える形態としてもよい。このような光吸収層を備えることにより、映像の黒輝度の低減や外光の吸収を図り、映像のコントラスト向上を図ることができる。
このような光吸収層は、例えば、スクリーン10,30に新たに積層してもよいし、例えば、接合層17,37や第1基材層11、第2基材層15等に光吸収層としての機能を付与してよい。また、反射面13を形成する層が、入射する光の一部を吸収する機能を有する形態としてもよい。このとき、例えば、反射面13を形成する層の厚み方向において映像光を反射する反射面側は、反射率が高い層により形成され、厚み方向において他方の面は、光吸収性が高い層により形成される積層構造としてもよい。
また、光吸収層は、例えば、黒や灰色等の暗色系の着色材等で着色された層としてもよい。
(8) In each of the embodiments, the
For example, such a light absorbing layer may be newly laminated on the
Also, the light absorbing layer may be a layer colored with a dark coloring material such as black or gray.
(9)各実施形態において、反射面13は、曲面と平面とが組み合わされた形態としてもよいし、折れ面状としてもよい。
(9) In each embodiment, the
(10)第1,第3実施形態において、映像源LSは、スクリーン10,30の画面左右方向の中央であって画面外の下方に位置する例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、スクリーン10,30の上方に位置してもよい。この場合、スクリーン10,30は、その上下方向(Y方向)を反転させた形態となる。
また、映像源LSが、スクリーン10,30に対して斜め方向光から映像光を投射する形態としてもよい。この場合、上述の点Cは、映像源LSの位置に合わせて配置する。このような形態とすることにより、映像源LSの位置等を自由に設定することができる。
(10) In the first and third embodiments, the image source LS is located at the center of the
In addition, the image source LS may project image light onto the
(11)各実施形態において、スクリーン10,30は、樹脂層12が十分な厚みや剛性等を有している場合等には、第1基材層11及び第2基材層15の少なくとも一方を備えない形態としてもよい。また、例えば、第1実施形態において、スクリーン10の出光側(+Z側)の面が不図示の支持板に接合される場合には、スクリーン10は、第2基材層15を備えず、樹脂層12と支持板との間に接合層が設けられる形態としてもよい。
また、第1,第2実施形態において、スクリーン10は、光制御層16を樹脂層12に隣接して一体に設け、第1基材層11等を備えない形態としてもよい。
さらに、第1基材層11,第2基材層15の少なくとも一方が、光を拡散する拡散材を含有する形態としてもよい。
(11) In each embodiment, when the
In addition, in the first and second embodiments, the
Furthermore, at least one of the first
(12)各実施形態において、スクリーン10,30の入光側(+Z側)及び出光側(-Z側)の表面に、傷つき防止を目的としたハードコート層を設けてもよい。ハードコート層は、例えば、スクリーン10,30の入光側及び出光側の面に、ハードコート機能を有する紫外線硬化型樹脂(例えば、ウレタンアクリレート等)を塗布する等により、形成される。
また、ハードコート層に限らず、スクリーン10,30の使用環境や使用目的等に応じて、スクリーン10,30の入光側及び出光側の表面に、例えば、反射防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能、帯電防止機能等、適宜必要な機能を有する層を1つ又は複数選択して設けてもよい。さらに、スクリーン10,30の最も出光側(観察者側)となる位置にタッチパネル層等を設けてもよい。
(12) In each embodiment, the surfaces of the
In addition to the hard coat layer, depending on the usage environment and the purpose of use of the
特に、スクリーン10,30の最も入光側となる位置に反射防止層を設けた場合には、スクリーン10,30の入光側表面での映像光の反射を低減してスクリーン10,30への入射光量を増大させ、映像の明るさを向上させることができる。
なお、ハードコート層等の各種機能を有する層は、スクリーン10,30の入光側又は出光側の表面のどちらか一方に設けられる形態としてもよい。
In particular, when the antireflection layer is provided at the position closest to the light incident side of the
The layers having various functions such as the hard coat layer may be provided on either the light incident side or the light exiting side of 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各実施形態によって限定されることはない。 Although the present embodiment and modifications can be used in combination as appropriate, detailed description thereof will be omitted. Moreover, the present invention is not limited to each embodiment described above.
1 映像表示装置
10,30 スクリーン
11 第1基材層
12 樹脂層
13 反射面
15 第2基材層
16 光制御層
17,37 接合層
38 光拡散層
10A 映像光偏向部
10B,30B 映像光拡散部
Claims (17)
少なくとも入射する映像光の一部を拡散する映像光拡散部と、
を備えるスクリーンであって、
前記映像光偏向部と前記映像光拡散部とは、該スクリーンの厚み方向において異なる位置に設けられていること、
を特徴とするスクリーン。 an image light deflector that changes the direction of at least part of incident image light;
an image light diffusing section that diffuses at least part of incident image light;
A screen comprising
the image light deflector and the image light diffuser are provided at different positions in the thickness direction of the screen;
A screen characterized by
前記映像光拡散部は、該スクリーンの厚み方向において、前記映像光偏向部よりも入光側に配置され、斜め方向から入射する光を、入射角度0°で入射する光よりも大きく拡散すること、
を特徴とするスクリーン。 The screen of claim 1, wherein
The image light diffusing unit is arranged closer to the light incident side than the image light deflecting unit in the thickness direction of the screen, and diffuses light incident from an oblique direction more than light incident at an incident angle of 0°. ,
A screen characterized by
前記映像光拡散部は、該スクリーンの厚み方向において、前記映像光偏向部よりも入光側に配置され、特定の角度範囲内の入射角度で入射した光を、前記特定の角度範囲の範囲外の入射角度で入射した光よりも大きく拡散して透過する光制御層であること、
を特徴とするスクリーン。 In the screen according to claim 1 or claim 2,
The image light diffusing unit is arranged on the light incident side of the image light deflecting unit in the thickness direction of the screen, and diffuses light incident at an incident angle within a specific angle range to outside the specific angle range. A light control layer that diffuses and transmits light incident at an incident angle of
A screen characterized by
前記特定の角度範囲の範囲外の入射角度で入射した光は、拡散されずに又は略拡散されていないと見なせるほど小さく拡散されて透過すること、
を特徴とするスクリーン。 4. The screen of claim 3, wherein
Light incident at angles of incidence outside the specified angular range is transmitted without being diffused or diffused so small that it can be regarded as substantially undiffused;
A screen characterized by
映像光が入光する入光面と、前記入光面に対向し、映像光が出光する出光面と、を有し、
前記映像光偏向部は、
光透過性を有する樹脂層と、
前記樹脂層の内部に複数配列され、入射する光の少なくとも一部を反射する反射面と、
を備え、
映像光の少なくとも一部が、前記反射面で反射することにより、前記出光面へ向かう向きを変えること、
を特徴とするスクリーン。 In the screen according to any one of claims 1 to 4,
a light entrance surface into which image light enters, and a light exit surface facing the light entrance surface and from which image light exits,
The image light deflector is
a resin layer having optical transparency;
a plurality of reflecting surfaces arranged inside the resin layer for reflecting at least part of incident light;
with
At least part of the image light is reflected by the reflective surface to change the direction toward the light exit surface;
A screen characterized by
前記反射面は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、スクリーン面に平行な面に対して角度θ1をなし、
前記角度θ1は、70°以上であること、
を特徴とするスクリーン。 6. The screen of claim 5, wherein
The reflective surface forms an angle θ1 with respect to a plane parallel to the screen surface in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen,
The angle θ1 is 70° or more,
A screen characterized by
前記角度θ1は、前記反射面の配列方向に沿って一方側に向かうにつれて小さくなること、
を特徴とするスクリーン。 7. The screen of claim 6, wherein
the angle θ1 becomes smaller toward one side along the direction in which the reflecting surfaces are arranged;
A screen characterized by
該スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、前記反射面は、その配列方向において隣り合う前記反射面との間に間隙を有していること、
を特徴とするスクリーン。 A screen according to any one of claims 5 to 7,
When viewed from the normal direction of the screen surface of the screen, the reflective surface has a gap between the reflective surfaces adjacent to each other in the arrangement direction;
A screen characterized by
前記反射面は、該スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、該スクリーンの表示領域外に位置する点を中心として同心円状に配列されていること、
を特徴とするスクリーン。 A screen according to any one of claims 5 to 8,
The reflecting surfaces are arranged concentrically around a point located outside the display area of the screen when viewed from the normal direction of the screen surface of the screen;
A screen characterized by
前記樹脂層は、入光側に位置する第1樹脂層と、前記第1樹脂層の出光側に隣接して配置される第2樹脂層とを有し、
前記第1樹脂層は、前記第2樹脂層との境界面に単位光学形状が複数配列され、
前記単位光学形状は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、多角形形状であり、
前記反射面は、少なくとも前記単位光学形状においてスクリーン面に平行な面に対して角度をなす面の一部に形成されること、
を特徴とするスクリーン。 A screen according to any one of claims 5 to 9,
The resin layer has a first resin layer positioned on the light input side and a second resin layer positioned adjacent to the light output side of the first resin layer,
The first resin layer has a plurality of unit optical shapes arranged on a boundary surface with the second resin layer,
The unit optical shape has a polygonal shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen,
the reflective surface is formed on at least a portion of a surface forming an angle with respect to a surface parallel to the screen surface in the unit optical shape;
A screen characterized by
前記単位光学形状は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、三角形形状であり、第1の面とこれに交差する第2の面とを有し、
前記第1の面がスクリーン面に平行な面となす角度は、前記第2の面がスクリーン面に平行な面となす角度よりも大きく、
前記反射面は、少なくとも前記第1の面の一部に形成されること、
を特徴とするスクリーン。 11. The screen of claim 10, wherein
The unit optical shape has a triangular shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen, and has a first surface and a second surface intersecting the first surface,
an angle formed by the first surface with a surface parallel to the screen surface is larger than an angle formed by the second surface with a surface parallel to the screen surface;
The reflective surface is formed on at least a portion of the first surface;
A screen characterized by
前記単位光学形状は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、台形形状であり、第1の面と、前記単位光学形状の配列方向において前記第1の面に対向する第2の面と、前記第1の面及び前記第2の面との間に位置し最も出光側となる頂面と、を有し、
前記第1の面は、スクリーン面に平行な面に対して角度をなし、
前記反射面は、少なくとも前記第1の面の一部に形成されること、
を特徴とするスクリーン。 11. The screen of claim 10, wherein
The unit optical shape has a trapezoidal shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen, and has a first surface and a second surface facing the first surface in the arrangement direction of the unit optical shape. and a top surface located between the first surface and the second surface and closest to the light output side,
said first surface being angled with respect to a plane parallel to the plane of the screen;
The reflective surface is formed on at least a portion of the first surface;
A screen characterized by
該スクリーンは、透明性を有し、
前記反射面は、光透過性を有し、前記樹脂層よりも屈折率が低い低屈折率層により設けられること、
を特徴とするスクリーン。 A screen according to any one of claims 5 to 12,
The screen has transparency,
The reflective surface is provided with a low refractive index layer having optical transparency and a refractive index lower than that of the resin layer;
A screen characterized by
該スクリーンは、透明性を有し、
前記反射面は、入射する光の一部を反射し、入射する光の一部を透過する半透過型の反射層により設けられること、
を特徴とするスクリーン。 A screen according to any one of claims 5 to 12,
The screen has transparency,
The reflective surface is provided by a semi-transmissive reflective layer that reflects part of the incident light and transmits part of the incident light;
A screen characterized by
前記映像光拡散部は、該スクリーンの厚み方向において、前記映像光偏向部よりも出光側又は入光側に配置され、光を拡散する拡散材を含有する光拡散層であること、
を特徴とするスクリーン。 In the screen according to claim 1 or claim 2,
wherein the image light diffusing portion is a light diffusing layer that is disposed on the light exit side or the light entrance side of the image light deflecting portion in the thickness direction of the screen and contains a diffusion material that diffuses light;
A screen characterized by
映像光が入光する入光面と、前記入光面に対向し、映像光が出光する出光面と、を有し、
前記入光面に投射された映像光を、前記出光面から出射して映像を表示する透過型スクリーンであること、
を特徴とするスクリーン。 A screen according to any one of claims 1 to 15,
a light entrance surface into which image light enters, and a light exit surface facing the light entrance surface and from which image light exits,
A transmissive screen that displays an image by emitting image light projected onto the light incident surface from the light exit surface;
A screen characterized by
前記スクリーンに映像光を投射する映像源と、
を備える映像表示装置。 a screen according to any one of claims 1 to 16;
an image source that projects image light onto the screen;
A video display device.
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