JP3062407B2 - ハイコントラスト反射スクリーン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイコントラスト反射
スクリーンに関し、より詳細には、投射型プロジェクタ
ー用のビーズスクリーンに関する。例えば、ビデオプロ
ジェクター、フィルムプロジェクター、オーバーヘッド
プロジェクター等の投射画像を写すスクリーンに適用さ
れるものである。

【０００２】

【従来の技術】投射型プロジェクター用のビーズスクリ
ーンは、スクリーンにビーズを張り付け、そのビーズの
回帰性を利用し、高輝度な画像を得ようとするものであ
る。投射型プロジェクターは、大画面による迫力ある画
像が売り物であるが、画面サイズが大きくなれば投射光
束が一定のため、サイズの２乗に比例して画像の輝度は
低下する。このため、投射型プロジェクター用のスクリ
ーンに要求される性能としては、いかに高輝度化を図る
（すなわち、スクリーンゲインを大きくする）かが要求
される。他方、投射型プロジェクター用のスクリーンに
要求される性能として、更にハイコントラスト化があ
る。すなわち、その表面ボディーカラーを低くする（黒
っぽくする）ことにより、外光の反射をいかに少なくす
るかがある。

【０００３】従来のビーズスクリーンについて記載した
公知文献としては、例えば、特開平５−２７３６５５号
公報がある。この公報のものは、外来光の波長スペクト
ルのうち、比視感度の高い波長を吸収することにより、
外来光の反射を大幅に低減し、比較的明るい場所におい
てもコントラストのある鮮明な投射画像が得られるよう
にするために、ビーズ、基材、接着剤、または必要に応
じてビーズの表面に設けられた保護膜のいずれかに、略
５３０ｎｍ〜略６４０ｎｍの間の光の波長を吸収する着
色を施こすものである。

【０００４】また、特開平４−２９９３２４号公報のも
のは、透過型スクリーンを側方から見た場合の黒色遮光
部の面積の低下を無くすとともに、突条部の側面での光
の反射を無くし、コントラストのよい画面を得るため
に、出射側のレンズの間の突条部の先端部と側面とに黒
色遮光部を備えたものである。さらに、特開昭５９−１
５５８３５号公報のものは、白昼又は室内光の存在のも
とでも、スクリーン表面での外光の反射を防止し、高コ
ントラストの画像を得るために、スクリーン全面にわた
って光の射出する部分以外に一様な外光吸収性能を有す
る光吸収マスクを形成したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】プロジェクター用スク
リーンに要求される基本性能としては、次の〜のよ
うなものがある。 高輝度（ハイスクリーンゲイン） 広視野角 ハイコントラスト（低ボディカラー） 前述のように、の高輝度化のため、ビーズの回帰性を
利用したビーズスクリーンは、広く知られており、ま
た、製品化されている。本発明では、のスクリーンゲ
インを全く落さず、かつ、ボディーカラーを低下させた
ことを特徴とするものである。又、のハイコントラス
ト化のため、感光性樹脂による波長コントロールにより
ある程度、輝度を落さずハイコントラスト化を図る試み
に関しての技術が知られている。本発明は、ビーズの回
帰性を全く損なわず、ハイコントラスト化を図ろうとす
るものである。

【０００６】従来のビーズスクリーンにおいては、ビー
ズの回帰性により、プロジェクターの投射光を高効率で
反射するものである。しかし一方、外来光も同様に反射
してしまうので、暗い部屋で使用する場合は問題ない
が、部屋を少し明るくすると、この外来光によりスクリ
ーン面が白っぽく浮き上がり、投射画面のコントラスト
がとれなくなり、ぼやけた画像となる欠点がある。これ
を解決するために、波長特性を持った感光性樹脂を用い
ることが提案されている。しかし、この方法では、確か
にスクリーン全体を着色してボディカラーを落したもの
より、ある程度、スクリーンゲイン（輝度）を下げずに
ハイコントラストな画像が得られるが、やはり何がしか
の輝度低下は避けられなかった。

【０００７】また、前述したような高輝度化とハイコン
トラスト化の２つの要求される性能は相反するものであ
り、高輝度化を図ればコントラストの低下を招いてしま
い、又、ハイコントラスト化のため、反射面に着色すれ
ば反射輝度が低下するというバータな関係にある。透過
型スクリーンにおいては、この問題の解決法としてブラ
ックストライプ付きレンチキラーがあるが、反射型スク
リーンにおいては、このようなものは存在しなかった。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、反射輝度を落とさず、ハイコントラスト化を
図るようにしたハイコントラスト反射スクリーンを提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）光を拡散反射するスクリーン基材
と、該スクリーン基材の表面に一様に固着され、着色部
分と非着色部分を有する複数の着色ビーズとを具備する
ハイコントラスト反射スクリーンであって、前記着色ビ
ーズは、着色された感光性ガラス又は感光性樹脂から成
り、反射投影に必要な部分のみを非可視光線により透明
の非着色部分とすることを特徴とすること、更には、
（２）前記着色ビーズは、異なる屈折率の着色ビーズが
混在することを特徴としたものである。

【００１０】

【作用】前記構成を有する本発明のハイコントラスト反
射スクリーンは、投射型プロジェクター用のビーズスク
リーンにおいて、そのビーズに、黒又はナチュラルグレ
イ等のボディカラーの低い色に着色された感光性ガラ
ス、又は感光性樹脂等を用いる。このビーズは感光性で
あり、非可視光（紫外線又は赤外線）に照射されると透
明になる性質のものを用いる。そのビーズは屈折率＝
１.５〜１.７程度のものを混在させる。そして、そのス
クリーンに、投影されることが想定される投射型プロジ
ェクターからの光線の最低入射角度から最大入射角度ま
で非可視光（紫外線又は赤外線）を照射し、反射画像を
得るために必要な部分のみを透明にする。その後、表面
に非可視光（紫外線又は赤外線）をカットするコーティ
ングを施すことにより、それ以上に透明な部分が広がる
ことを抑える。これにより、反射輝度を落とさずボディ
カラーを、低く抑えることができ、ハイコントラストな
画像を得ることができる。

【００１１】

【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明によるハイコントラスト反射スク
リーンの一実施例を説明するための構成図で、図中、１
ａは投射型プロジェクター（最短投射時）、１ｂは投射
型プロジェクター（最長投射時）、２はスクリーン（１
００インチを想定）、２ａは着色ビーズ、２ｂは接着
剤、２ｃはスクリーン基材、２ｄはガラス繊維、２ｅは
バックコーティング、３はスクリーンコーナー部であ
る。

【００１２】投射型プロジェクター１ａ，１ｂから投射
された光線は、スクリーン２で反射されて画像が得られ
る。この際、該スクリーン２を着色ビーズ２ａつきのも
のにすることにより、該着色ビーズ２ａの回帰性により
高輝度な画像が得られる。スクリーン２は、ガラスもし
くは樹脂でできた着色ビーズ（球体レンズ）２ａと、該
着色ビーズ２ａを接着剤２ｂで表面に一様に固着された
スクリーン基材２ｃとを有している。前記着色ビーズ２
ａは直径が０.２ｍｍ以下のものを使用し、スクリーン
基材２ｃは、光を拡散反射する不透明な白色のポリ塩化
ビニル樹脂（ＰＶＣ）からできている。該スクリーン基
材２ｃを補強するためにガラス繊維２ｄを設け、黒色の
バックコーティング２ｅをスクリーン基材２ｃの背面に
設け、外来光が前面に透けるのを防止する。

【００１３】図２は、ビーズスクリーンの投射光の拡散
反射について説明するための図で、図１におけるＡ部拡
大図の断面図である。光線Ｌが着色ビーズ２ａに入射通
過し、接着剤２ｂを通過し、スクリーン基材２ｃの表面
に達する。一般に、スクリーン基材２ｃは白色材料や固
形微粉末等を混入した白色塩化ビニル樹脂シートで作ら
れている。この表面には微細な凹凸が形成され、入射光
Ｌは拡散反射されてＬ１〜Ｌ５で示すように広い角度範
囲に広がり、着色ビーズ２ａを２回通過することにな
る。ビーズスクリーンの反射指向特性は、反射型スクリ
ーンとして好適であることは良く知られており、左右上
下のどこから見ても画像の明るさがほぼ一定に見える。

【００１４】３管式プロジェクターの画像を着色ビーズ
２ａに投射すると、青、緑、赤色の発光量を減ずること
なく透過反射する。この時、外来光の波長スペクトルの
うち比視感度の高い５５０ｎｍ付近の波長や、４３０ｎ
ｍ以下の可視光の波長が吸収されるので、外来光の反射
が大幅に減じられる。従って、投射画像が外来光で白浮
きしてコントラストのない、ぼけた画像となることを防
止できる。

【００１５】図３及び図４（ａ）,（ｂ）は、着色ビー
ズの回帰性を説明するための図で、図３は全体図で、図
４（ａ）,（ｂ）はＢ部拡大図である。図４（ａ）はプ
ロジェクターの光（スクリーンに垂直に入る光）、図４
（ｂ）は外来光（スクリーンに斜めに入る光）の場合を
各々示している。図中、４は天井、５は蛍光灯、１１ａ
は着色部分、１１ｂは非着色部分、Ｍは外来光（例え
ば、蛍光灯の光）、Ｎはプロジェクターの光で、その
他、図１と同じ作用をする部分は同一の符号を付してあ
る。

【００１６】着色ビーズ２ａは、着色部分１１ａと非着
色部分１１ｂとを有している。着色ビーズ２ａのスクリ
ーン基材２ｃに固着している部分周辺は、透明の非着色
部分１１ｂであり、該非着色部分１１ｂの周辺が着色部
分１１ａとなっている。図４（ａ）に示すように、プロ
ジェクターの投射方向からの光Ｎは、全て着色ビーズ２
ａの回帰性により反射し、高輝度な画像が得られる。す
なわち、プロジェクター１ａ，１ｂからの光は着色ビー
ス２ａ（スクリーン）に対して垂直に入射する。該着色
ビーズ２ａに入射された入射光（実線）は、着色ビーズ
２ａの非着色部分１１ｂを通って、スクリーン基材２ｃ
に達する。該スクリーン基材２ｃで反射された反射光
（一点鎖線）は、着色部分１１ａでは反射されることな
く（吸収される）所定の角度範囲に広がる。また、図４
（ｂ）に示すように、スクリーンに斜めに入射する外来
光Ｍの場合は、着色ビーズ２ａの着色部分１１ａにより
吸収されて反射しない。このように、そのビースに着色
された感光性ガラス又は感光性樹脂等を用い、反射投影
に必要な部分のみを非可視光線により透明することによ
り、反射輝度を落さずにハイコントラスト化を図ること
ができる。

【００１７】図５（ａ）,（ｂ）は、着色ビーズの回帰
性についてより詳細に説明するための図で、図５（ａ）
は屈折率１.７の場合、図５（ｂ）は屈折率１.５の場合
を各々示している。図中の参照番号は図４（ａ）,
（ｂ）と同じである。実線が入射光で、一点鎖線が反射
光である。スクリーン２の中央部においては、プロジェ
クター１の光はほぼ垂直に入射される。したがって、前
述した図４（ａ）の場合と同様に、着色ビーズ２ａに入
射された入射光（実線）は、非着色部分１１ｂを透過し
てスクリーン基材２ｃで反射して拡散される。しかし、
着色ビーズ２ａには着色部分１１ａが設けられているた
め、該着色部分１１ａで光は反射されない。そのため、
高輝度な画像が得られない。また、図５（ｂ）に示すよ
うに、屈折率１.５の場合は、入射光に対して反射角が
拡がっており、広い視野角が得られる。

【００１８】図５（ａ）は、着色ビーズ２ａに屈折率
１.７を用いた時であり、ほぼ入射方向のみに全てに反
射されることにより、高輝度な画像が得られる。しか
し、これのみでは、入射方向のみに輝度が得られ、それ
以外の方向では、極端に暗い画像になってしまう（視野
角が狭くなる）。そこで、図５（ｂ）に示す屈折率１.
５程度の着色ビーズ２ａを混在させることにより視野角
を確保する。図５（ａ）,（ｂ）より着色ビーズ２ａの
入射側と反射のスクリーンに張り付けられるサイドの殆
どのエリアは反射には不必要であることがわかる。この
部分を着色すれば、ボディーカラーを低く抑えられる。
そこでこの着色ビーズ２ａに、黒又はナチュラルグレイ
等ボディカラーの低い色に着色された感光性ガラス、又
は感光性樹脂等、非可視光（紫外線又は赤外線）に照射
されると透明になる性質のものを用いる。

【００１９】感光性ガラスは、ガラスの結晶性を利用し
たもの等が考えられ、また、感光性樹脂は、ＵＶ硬化タ
イプのレジスト材等に使用されているもの等が考えられ
る。これに反射画像を得るために必要な範囲、すなわち
投射型プロジェクター１を使用することが想定される状
態で、光源より非可視光を照射することにより透明す
る。例えば、図１に示す通り、１００インチのスクリー
ンを想定した場合、現在の投射型プロジェクター１の投
射距離は、最低３ｍ程度必要であり、最高１０ｍ程度以
下で投影されることが想定される。この距離の間を非可
視光（紫外線又は赤外線）で照射し、着色ビーズ２ａの
反射に必要な部分のみを透明にする。こうすることによ
り、投射型プロジェクター１から投射された光線は、ス
クリーン２で反射の際の輝度を損なうことなくボディカ
ラーを低く抑えたハイコントラストな画像が得られる。

【００２０】図６（ａ）,（ｂ）は、図１におけるスク
リーンコーナー部におけるビーズの回帰性を説明するた
めの図で、図６（ａ）は屈折率１.７の場合、図６
（ｂ）は屈折率１.５の場合を各々示している。スクリ
ーンコーナー部３に入射されるプロジェクターからの光
は、図５（ａ）,（ｂ）の場合のように、スクリーン中
央部における入射光とは異なり、ある角度を有して入射
される。この場合は、前述した図４（ｂ）の場合に相当
する。図中、実線はプロジェクターからの投射距離を３
ｍとした場合で、一点鎖線は投射距離を１０ｍとした場
合である。したがって、投射距離１０ｍの場合の方が投
射距離３ｍの場合よりもスクリーンへの入射角は狭くな
っている。スクリーンコーナー部分３に設けられる着色
ビーズ２ａの光軸は、入射光が角度を有することから、
その傾きの角度に合わせるように、スクリーン中央部に
設けられた着色ビーズ２ａの光軸より傾けることが必要
である。

【００２１】図７は、透過型スクリーンにおけるブラッ
クストライプ付きレンチキラーの例を示す図で、図中、
２１は入射側レンズ、２２は出射側レンズ、２３はブラ
ックストライプである。入射側の光線はレンチキラーの
入射側に設けられたレンズ２１により一旦集光されたの
ち、出射側に設けられたレンズ２２により拡散され、視
野角の広い高輝度な画像が得られる。又、一旦集光され
るため、出射側には一部不必要なエリアが生じる。この
部分を黒く着色（ブラックストライプ２３）することに
より、視野側でのボディカラーを低く抑えることがで
き、ハイコントラストな画像が得られる。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、ビーズに着色された感光性ガラス又は感光性
樹脂を用い、反射投影に必要な部分のみを非可視光線に
より透明の非着色部分とすることにより、反射輝度を落
とさずにハイコントラスト化を図ることができる。ま
た、着色ビーズには異なる屈折率の着色ビーズを混在さ
せることにより、高輝度かつ高視野角のスクリーンを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるハイコントラスト反射スクリーン
の一実施例を説明するための構成図である。

【図２】図１におけるＡ部拡大図の断面図である。

【図３】本発明におけるビーズの回帰性を説明するため
の図である。

【図４】図３におけるＢ部拡大図である。

【図５】本発明におけるビーズの回帰性のより詳細な説
明図（その１）である。

【図６】本発明におけるビーズの回帰性のより詳細な説
明図（その２）である。

【図７】本発明における透明性スクリーンのレンチキラ
ーの例を示す図である。

【符号の説明】

１ａ…投射型プロジェクター（最短投影時）、１ｂ…投
射型プロジェクター（最長投影時）、２…スクリーン
（１００インチを想定）、２ａ…着色ビーズ、２ｂ…接
着剤、２ｃ…スクリーン基材、２ｄ…ガラス繊維、２ｅ
…バックコーティング、３…スクリーンコーナー部、４
…天井、５…蛍光灯、１１ａ…着色部分、１１ｂ…非着
色部分、Ｍ…外来光（例えば、蛍光灯の光）、Ｎ…プロ
ジェクターの光。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を拡散反射するスクリーン基材と、該
   スクリーン基材の表面に一様に固着され、着色部分と非
   着色部分を有する複数の着色ビーズとを具備するハイコ
   ントラスト反射スクリーンであって、 前記着色ビーズは、着色された感光性ガラス又は感光性
   樹脂から成り、反射投影に必要な部分のみを非可視光線
   により透明の非着色部分とする ことを特徴とするハイコ
   ントラスト反射スクリーン。
2. 【請求項２】 前記着色ビーズは、異なる屈折率の着色
   ビーズが混在することを特徴とする請求項１記載のハイ
   コントラスト反射スクリーン。