JP6398450B2 - 反射スクリーン、映像表示システム - Google Patents
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Description
このような映像投射装置に用いられる反射スクリーンは、映像光を観察者側により多く反射させるために反射層が設けられているものがある(例えば、特許文献1)。
この特許文献1の反射スクリーンは、アルミニウムを蒸着することによって反射層が形成されており、入射した映像光を効率よく反射させている。しかし、このような反射スクリーンは、真空蒸着装置等を使用して反射層を形成するため、工程が複雑になり製造効率が低下してしまう場合があった。また、このような反射スクリーンは、蒸着によって形成された反射層が酸化して変色してしまうのを避けるために保護層を設ける必要があり、反射スクリーンの製造時における工程が増えてしまい、これによっても製造効率が低下してしまう場合があった。
第1の発明は、少なくとも基材層(24)及びレンズ層(23)を積層し、映像源(LS)から投射された映像光(L)を反射して画面に表示する反射スクリーン(20)であって、前記レンズ層には、レンズ面(232)及び非レンズ面(233)を備え、前記基材層側から背面側に凸となる単位レンズ(231)が複数配列され、前記レンズ面の少なくとも一部に、複数の鱗片状の金属薄膜(22a)が含有された樹脂により形成され、光を反射する反射層(22)を備え、前記金属薄膜は、その厚み方向に垂直な面が前記レンズ面に対して略平行に配置されており、前記反射層(22)は、複数ある前記各単位レンズの前記レンズ面において前記金属薄膜が平均で8層以上積層されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第2の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、前記反射層は、前記単位レンズの配列方向における前記レンズ面の中央部(Q)において前記レンズ面に垂直な方向の厚みTが、8μm≦T≦15μmの範囲で形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明の反射スクリーン(20)において、前記反射層(22)の前記金属薄膜(22a)は、その厚み方向に直交する縦方向及び横方向における寸法の平均値が、前記単位レンズ(231)のレンズ高さ寸法(h)と同等の寸法で形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第4の発明は、第1の発明から第3の発明までのいずれかの反射スクリーン(20)において、前記反射層(22)は、前記レンズ面(232)及び非レンズ面(233)の境界(v)を埋めるようにして形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第5の発明は、第4の発明の反射スクリーン(20)において、前記反射層(22)は、前記各単位レンズ(231)間の谷底となる位置(v)における前記レンズ層(23)の厚み方向の厚みが、前記各単位レンズ(231)のレンズ高さ(h)の10〜120%の範囲の寸法で形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第6の発明は、第1の発明から第5の発明までのいずれかの反射スクリーン(20)において、前記反射層(22)を形成する前記樹脂には、暗色系材料が含有されており、前記反射層は、前記金属薄膜(22a)間の少なくとも一部に前記暗色系材料が配置されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第7の発明は、第6の発明の反射スクリーン(20)において、前記反射層(22)の前記暗色系材料は、鱗片状の顔料、繊維状の顔料、粒状の顔料のうち少なくとも一つから構成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
第8の発明は、第6の発明又は第7の発明に記載の反射スクリーン(20)において、前記反射層(22)の暗色系材料は、樹脂全体の重量に対して重量比で1〜30%の範囲で含有されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
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、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、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。
さらに、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、シート面(板面,フィルム面)とは、各シート(板,フィルム)において、そのシート(板,フィルム)全体として見たときにおける、シート(板,フィルム)の平面方向となる面を示すものであるとする。
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20を備える反射スクリーンユニット10と、映像源LS等とを有している。本実施形態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20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、例えば、映像光Lを映像源LSから投射する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可能である。
なお、スクリーン面とは、この反射スクリーン20全体として見たときにおける、反射スクリーン20の平面方向となる面を示すものである。
この映像源LSは、反射スクリーン20の画面に直交する方向(反射スクリーン20の厚み方向)における反射スクリーン20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、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20までの投射距離が短く、映像光Lの反射スクリーン20のスクリーン面に対する入射角度も大きい。
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20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。
この反射スクリーン20は、例えば、対角100インチや、120インチ等の大きな画面(表示領域)を有している。
図2では、反射スクリーン20の観察画面(表示領域)の幾何学的中心(画面中央)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、スクリーン面に垂直(厚み方向に平行)な断面の一部を拡大して示している。
反射スクリーンユニット10は、図1に示すように、反射スクリーン20と、その背面側に配置される平板状の支持板30と、接合層40とを有している。反射スクリーン20と支持板30とは、接合層40を介して一体に接合されている。
支持板30の厚みは0.2〜5.0mmが好適であり、より好ましくは1.0〜3.0mmである。厚みが0.2mmよりも薄いと、平面性を支持できるだけの剛性の付与が不十分であり、5.0mmよりも厚くなると、支持板30の重量が重くなるという問題がある。
反射スクリーン20は、薄く、それ単独では平面性を維持するだけの十分な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20は、支持板30に一体に接合される形態とすることにより、その画面の平面性を維持している。
基材層24は、レンズ層23を形成する基材となるシート状の部材である。この基材層24の映像源側には、表面層25が一体に形成され、背面側(裏面側)には、レンズ層23が一体に形成されている。
基材層24は、拡散材を含有する光拡散層241と、顔料や染料等の着色材を含有する着色層242とを有している。本実施形態の基材層24は、光拡散層241と着色層242とが共押出成形されることにより、一体に積層されて形成されている。
本実施形態では、図2に示すように、基材層24において、光拡散層241が背面側であり、着色層242が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241が映像源側に位置し、着色層242が背面側に位置する形態としてもよい。
光拡散層241の母材となる樹脂は、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、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、アクリル系樹脂等が好適に用いられる。
光拡散層241の厚さは、反射スクリーン20の画面サイズ等にも依るが、約100〜2000μmとすることが好ましい。光拡散層241は、そのヘイズ値が、85〜99%の範囲であることが望ましい。
着色層242の着色剤としては、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好適に用いられる。
着色層242の母材となる樹脂は、PET樹脂や、PC樹脂、MS樹脂、MBS樹脂、TAC樹脂、PEN樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。
着色層242は、反射スクリーン20の画面サイズ等にも依るが、その厚さを約30〜1000μmとすることが好ましい。
図3(a)は、レンズ層23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22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。図3(c)は、反射層が形成されたレンズ層の拡大斜視図を示している。なお、図3(b)及び図3(c)は、理解を容易にするために、レンズ層23の映像源側に位置する基材層24や表面層25は省略して示している。
本実施形態では、レンズ層23は、その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上げて説明するが、これに限らず、単位レンズ231がスクリーン面に沿って画面上下方向等に配列された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231は、背面側に凸であり、レンズ面232と、このレンズ面232と対向する非レンズ面233とを備えている。
本実施形態では、反射スクリーン20の使用状態において、単位レンズ231は、レンズ面232が頂点tを挟んで非レンズ面233よりも鉛直方向上側に位置している。
理解を容易にするために、図2等では、単位レンズ231の配列ピッチP、角度α,βは、単位レンズ231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231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231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っている。また、それに伴いレンズ高さhも変動している。本実施形態の単位レンズ231は、その配列ピッチPが50〜200μmの範囲で形成され、レンズ高さhが0.5〜60μmの範囲で形成され、レンズ面232の角度αが0.5〜35°の範囲で形成され、非レンズ面233の角度βが45〜90°の範囲で形成されている。
なお、これに限らず、配列ピッチPは、単位レンズ231の配列方向に沿って次第に変化する形態等としてもよく、映像光L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20のスクリーン面への映像光の入射角度)、反射スクリーン20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。
また、レンズ層23は、熱可塑性樹脂を用いてもよく、レンズ層23のフレネルレンズ形状に応じて、プレス成形法等により形成してもよい。このようなレンズ層23の場合には、不図示の接合層等を介して、その映像源側に基材層24(光拡散層241)等を積層する形態としてもよい。また、押出成形法が可能な場合には、レンズ層23と基材層24とを一体に積層した状態で成形してもよい。
図5は、本実施形態のレンズ層に形成された反射層の断面を示す写真である。
反射層22は、光を反射する作用を有する層である。この反射層22は、光を反射するために十分な厚さを有し、単位レンズ231のレンズ面232の少なくとも一部に形成されている。
本実施形態の反射層22は、図2や図3(b)に示すように、レンズ面232及び非レンズ面233に形成されている。具体的には、反射層22は、レンズ層23の背面側を覆い、背面側に凸となる単位レンズ231間の境界、すなわち、谷底となる点vを埋めるようにして形成されている。これにより、反射層22は、レンズ層の背面側の凹凸を略平坦にすることができ、接合層40を介して支持板30をより安定して貼付することができる。
図4は、フレネルセンターとなる点Cから1100mmの位置における断面図であり、この図に示す反射層22は、単位レンズ231のレンズ高さh=20μmに対して、単位レンズ231間の谷底となる点vにおけるレンズ層23の厚み方向の厚みが、24μmで形成されており、反射層22の背面側に安定して支持板30を貼付することができる。
ここで、単位レンズ231のレンズ高さhは、上述したように、単位レンズ231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変動するが、各単位レンズ231間の谷底となる点vにおけるレンズ層23の厚み方向の反射層22の厚みは、上述の効果をより効果的に奏するために、各単位レンズ231のレンズ高さhに対して10〜120%の範囲内の寸法で形成されていることが好ましい。
ここで、鱗片状の金属薄膜の性質区分としては、リーフィングタイプ、ノンリーフィングタイプ、樹脂コーティングタイプ等があり、金属光沢、隠蔽性、密着性、配向性等にそれぞれ特徴があるが、本実施形態としては、金属光沢も重要であるが、密着性、配向性等考慮し樹脂コーティングタイプが好適である。
ここで、図4及び図5に示す反射層22は、正反射率Rtが57.8%であり、拡散反射率Rdが43.9%であるので、入射した映像光を効率よく観察者側に反射させることができる。なお、反射層22は、入射した映像光を効率よく反射させるために、正反射率Rtが50%<Rt<70%であり、拡散反射率Rdが10%<Rd<50%であることが望ましい。
この金属薄膜22aは、鱗片状に形成されたアルミニウムであり、その厚み寸法は、15〜150nmの範囲に、より好ましくは20〜80nmの範囲に形成されている。また、金属薄膜22aは、厚み方向に直交する縦方向及び横方向における寸法(以下、縦寸法、横寸法という)の平均値が、単位レンズ231のレンズ高さhと同等の寸法、すなわち、0.35〜78μmに形成されているのが好ましい。ここで、レンズ高さhと同等とは、金属薄膜の縦寸法及び横寸法がレンズ高さhに等しい場合だけでなく、レンズ高さhに近似する場合(例えば、レンズ高さhに対して−30%〜+30%の寸法範囲)も含むものをいう。
金属薄膜22aは、反射層としての光反射機能の確保の観点から、塗料全体の重量に対して重量比で3〜15%の範囲内で含有されるのが望ましい。
乾燥補助剤は、レンズ層に塗布された塗料の乾燥時間を所定の時間に調整する溶剤であり、いわゆる遅乾溶剤である。本実施形態では、乾燥補助剤は、レンズ層23の背面側に塗布された塗料の乾燥までの時間をおよそ1時間となるように、所定の量が塗料に含まれている。乾燥補助剤は、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジイソブチルケトン、3−メトキシ−1−ブチルアセテートの混合溶剤を使用することができる。
制御剤は、塗料に含有される金属薄膜22aの配向を制御する溶剤である。制御剤は、塗料に含まれることによって、金属薄膜22aをレンズ面232に対して略平行に配置させることができる。制御剤は、例えば、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、アクリルオリゴマー、シリコーン等を使用することができる。
仮に、反射層22の上記厚みTが8μm未満である場合、反射層22の反射率が低下してしまい、十分に映像光を反射することができなくなるおそれがあり、また、反射スクリーン20の背面側に表出する反射層22において、塗膜のある部分と無い部分とが生じてしまい、外観にムラや掠れなどが生じ、反射スクリーン20の背面側の外観を損なうおそれがあるため、好ましくない。
また、反射層22の上記厚みTが15μmよりも大きい場合、反射層22に含まれる金属薄膜22aの一部が、レンズ面に略平行に配列されず、部分的にレンズ面に対して略垂直に配列され、反射層22の背面側の外観にムラが生じてしまい、反射スクリーン20の背面側の外観を損なう恐れがあるため好ましくない。
本実施形態の表面層25は、ハードコート機能及び防眩機能を有しており、基材層24の映像源側の表面に、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)等の電離放射線硬化型樹脂を塗膜の膜厚約10〜100μmとなるように塗布し、微細な凹凸形状(マット形状)をその樹脂膜表面に転写する等して硬化させ、表面に微細凹凸形状が賦形されて形成されている。
また、表面層25は、反射防止機能や紫外線吸収機能、防汚機能や帯電防止機能等を有する層を、表面層25と基材層24との間に、さらに別層として設けてもよい。
さらに、表面層25は、基材層24とは別層であって不図示の粘着材等により基材層24に接合される形態としてもよいし、基材層24のレンズ層23とは反対側(映像源側)の面に直接形成してもよい。
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20の下方から入射し、表面層25及び基材層24を透過してレンズ層23の単位レンズ231へ入射する。
なお、映像光L1が反射スクリーン20の下方から投射され、かつ、角度β(図3(b)参照)が反射スクリーン20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233に直接入射することはなく、非レンズ面233は、映像光L1の反射には影響しない。
そして、一部の外光G1は、非レンズ面233へ入射するが、非レンズ面233の背面側に形成された反射層22の金属薄膜22aの端部で拡散され、観察者O側に届いたとしてもその光量は、映像光L1に比べて大幅に少ない。また、一部の外光G2は、レンズ面232で反射して、主として反射スクリーン20の下方側へ向かうので、観察者O側には直接届かず、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。さらに、一部の外光は、反射スクリーン20に入射して、着色層242に吸収される。従って、反射スクリーン20では、外光G1,G2等による映像のコントラスト低下を抑制することができる。
以上のことから、本実施形態の反射スクリーン20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。
図6は、本実施形態の反射スクリーン20の製造方法の一例を説明する図である。
図6(a)に示すように、拡散材を含有する樹脂と着色材を含有する樹脂とを、それぞれ所定の厚さで共押出成形することにより、光拡散層241及び着色層242を一体に成形し、基材層24を形成する。ここでは、基材層24は、ウェブ状であるとする。
なお、表面層25上に不図示のマスキング材を剥離可能に貼合して、次工程に流してもよい。このマスキング材としては、例えば、透明又は略透明なシート状の部材を用いることができ、以降の製造過程における表面層25の表面の汚れや傷つきを防止する機能を有している。
そして、図6(c)に示すように、基材層24の背面側となる面(本実施形態では、光拡散層241側の面)に、紫外線成形法等により、レンズ層23を形成する(レンズ層形成工程)。
レンズ層23は、基材層24の表面層25が積層された面とは反対側の面(本実施形態では、光拡散層241側の面)を、アクリル系の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等により、形成される。なお、レンズ層23の形成方法は、適宜選択してよく、この限りではない。
次に、表面層25からマスキング材等を剥離したり、更なる裁断工程等の後工程を行ったりする等して、反射スクリーン20が完成する。
なお、上述の説明では、反射層形成工程は、鱗片状の金属薄膜22aが含有された塗料をスプレーガンで塗布することによって反射層22を形成する例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、反射層22は、塗料を塗りつけた回転ロールを被塗装体(レンズ層)に押し付けて塗布する、いわゆるロールコータ方式によって形成されるようにしてもよい。
そのため、比較例の反射スクリーンは、反射層の形成に、蒸着の処理工程や、保護層の形成工程を設ける必要があった。
また、本実施形態の反射スクリーン20は、反射層22が、単位レンズ231の背面側を覆うようにして形成されているので、比較例の反射スクリーンのように保護層を設ける必要がなく、その点においても比較例の反射スクリーンに比して簡易に製造することができる。また、反射スクリーン20の製造コストを低減することもできる。
図7は、厚みの異なる反射層を有する試験体の光の反射特性の評価方法を説明する図である。
反射層の反射特性の評価は、厚みTの相違する反射層を備えた試験体100を複数用意して、各試験体の絶対反射率を測定することによって行った。
試験体100は、図7に示すように、基材101上に反射層102がスプレー塗布によって形成されている。
基材101は、外形が50mm×50mm、厚さ1mmのポリカーボネート製の透明な樹脂板であり、反射スクリーンのレンズ層23を模擬した部材である。
なお、試験体100の反射層102の厚みTは、基材101の表面に垂直な方向における反射層102の厚みの最大値及び最小値の平均値を示すものとする。
本評価試験では、各試験体100の反射層102の厚みTは、それぞれ、T=8.0μm、T=8.7μm、T=9.0μm、T=9.8μm、T=10.2μmである。
反射率の測定には、反射率測定器(株式会社村上色彩技術研究所製、HR−100)を使用し、全反射率を測定した。
図8の縦軸は、反射層102の反射率[%]を示し、横軸は、反射層102の厚みTを示す。ここで、測定した反射率は、全光線反射率(Rt)であり、試験片の平行入射光束に対する全反射光束の割合を示すものである。
図8に示すように、反射層102の厚みTが、8μm以上であると、反射層102の反射率が54%以上となり、良好な光の反射特性を有することが確認された。
(1)反射スクリーン20は、反射層22を形成する樹脂に含有される複数の鱗片状の金属薄膜22aの厚み方向に垂直な面をレンズ面232に対して略平行に配置させているので、映像光を観察者側に適正に反射させることができる。また、反射層22が非レンズ面233に形成されたとしても、非レンズ面233に入射する外光Gを金属薄膜22aの膜厚の端部で拡散させることができ、外光Gが観察者側に反射してしまうのを抑制することができる。
更に、反射層22が金属薄膜22aを含有した樹脂(塗料)を塗布することによって形成されているので、真空蒸着装置等を使用して製造される上述の比較例の反射スクリーンに比して、反射スクリーン20を効率よく簡易に製造することができる。
(2)反射スクリーン20は、反射層22が、複数の鱗片状の金属薄膜が含有された塗料によって形成され、単位レンズ231の配列方向におけるレンズ面232の中央部Qにおいてレンズ面232に垂直な方向の厚みTが、8μm≦T≦15μmの範囲で形成されている。これにより、反射スクリーン20は、反射層22を簡易に製造することができるとともに、反射層22の光の反射特性を良好に確保することができる。また、反射層22の背面側にムラや掠れが形成されてしまうのを抑制し、反射スクリーン20の背面側の外観を良好にすることができる。
(3)反射スクリーン20は、反射層22の金属薄膜22aの縦寸法及び横寸法が、単位レンズ231のレンズ高さ寸法hと同等の寸法で形成されているので、レンズ面232に入射した映像光Lを観察者側へと適正に反射させることができるとともに、塗料がレンズ層23の背面側に塗布された場合に、金属薄膜22aが、非レンズ面233に対して略平行に配置されてしまうのを抑制することができる。
(4)反射スクリーン20は、反射層22が、単位レンズ231の背面側を覆うようにして形成されているので、比較例の反射スクリーンのように保護層を設ける必要がなく、上述の保護層が必要となる比較例の反射スクリーンに比して簡易に製造することができる。また、反射スクリーン20の製造コストを低減することもできる。
(5)反射スクリーン20は、反射層22の金属薄膜22aが、レンズ面232に対して8層以上積層されているので、映像光の反射効率の維持、向上させることができるとともに、反射層22の背面側が透けてしまうのを防ぐことができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、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。
第2実施形態の反射スクリーンは、上述の第1実施形態の反射スクリーンと層構成が同等であるが、反射層を形成する塗料に暗色系顔料が更に含まれている点で、上述の第1実施形態と相違する。
反射層22を形成する塗料に含まれる暗色系材料は、反射層22を形成する母材(バインダー)を暗色(グレーや黒色等)に着色する顔料であり、例えば、カーボンブラック(カーボン粒子)や、繊維状のカーボン、鱗片状のカーボン等を使用することができる。暗色系材料は、反射層22の母材を暗色に着色することによって、反射層22に入射した光のうち、金属薄膜22a間に入射した光を吸収することができる。
また、暗色系材料は、光吸収効果を十分に引き出すとともに、光反射機能も十分に得る観点から、塗料全体の重量に対して重量比で10〜30%の範囲内で含有されるのが更に望ましい。
暗色系材料が上記寸法以上の形状である場合、暗色系材料が金属薄膜22aによる光の反射を遮ってしまい、反射層22の反射効率を低減させてしまったり、暗色系材料をバインダー中に十分に混ぜ合わせることができなくなったりするおそれがある。
照明光等の不要な外光G(G1、G2)は、図2に示すように、主として反射スクリーン20の上方から入射し、表面層25及び基材層24を透過してレンズ層23の単位レンズ231へ入射する。
そして、一部の外光G1は、非レンズ面233へ入射し、その一部が、非レンズ面233の背面側に形成された反射層22の金属薄膜22aの端部で拡散され、観察者O側に届いたとしてもその光量は、映像光L1に比べて大幅に少ない。また、非レンズ面233に入射する一部の外光は、金属薄膜22a間の反射層22を形成する母材(バインダー)に入射するが、上述したように、母材には暗色系材料が含有されているので、その光は反射することなく吸収される。
また、上述の比較例の反射スクリーンは、非レンズ面に対しても反射層が形成されてしまう場合があり、その場合、照明光等の不要な外光が非レンズ面に入射してレンズ面へと反射し、観察者側に届いてしまい、良好な映像の表示の妨げとなる場合がある。これに対して第2実施形態の反射スクリーン20は、非レンズ面233にも反射層22が形成されているが、反射層22を形成する母材(バインダー)に暗色系材料が含有されているので、非レンズ面233に入射した外光の反射を大幅に低減させることができる。
図9は、変形形態の反射スクリーンのレンズ層及び反射層の詳細を示す図であり、図3(b)に対応する図である。
(2)上述の実施形態の反射層22の金属薄膜22aは、鱗片状のアルミニウムを使用する例を説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、銀や、ニッケル等の金属を使用することも可能である。
(3)上述の実施形態の反射スクリーン20は、画面の平面性を維持するために、ガラス製や樹脂製であり、剛性の高い透明基板層を備える形態としてもよい。
また、本実施形態では、単位レンズ231のレンズ面232及び非レンズ面233は、いずれも1つの面からなる例を示したが、これに限らず、例えば、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。
さらに、本実施形態では、単位レンズ231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、断面形状が略台形形状であり、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。頂面には、反射層を形成してもよいし、保護層で頂面が被覆される形態としてもよい。
また、基材層24は、着色層242と光拡散層241とを備え、着色層242が着色剤に加えてさらに光拡散材を含有する形態としてもよい。
さらに、光拡散層241と着色層242とは、別々に成形された光拡散層241と着色層242とを粘着剤等で接合して基材層24としてもよい。
(8)第2実施形態において、暗色系材料は、暗色系の顔料を使用する例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、暗色系の染料を使用してもよい。例えば、ニグロシン系黒色染料(アジン系染料)やアニリン系の黒色染料を使用することができる。
10 反射スクリーンユニット
20 反射スクリーン
22 反射層
22a 金属薄膜
23 レンズ層
231 単位レンズ
232 レンズ面
233 非レンズ面
24 基材層
25 表面層
30 支持板
40 接合層
LS 映像源
Claims (9)
- 少なくとも基材層及びレンズ層を積層し、映像源から投射された映像光を反射して画面に表示する反射スクリーンであって、
前記レンズ層には、レンズ面及び非レンズ面を備え、前記基材層側から背面側に凸となる単位レンズが複数配列され、
前記レンズ面の少なくとも一部に、複数の鱗片状の金属薄膜が含有された樹脂により形成され、光を反射する反射層を備え、
前記金属薄膜は、その厚み方向に垂直な面が前記レンズ面に対して略平行に配置されており、
前記反射層は、複数ある前記各単位レンズの前記レンズ面において前記金属薄膜が平均で8層以上積層されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項1に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層は、前記単位レンズの配列方向における前記レンズ面の中央部において前記レンズ面に垂直な方向の厚みTが、8μm≦T≦15μmの範囲で形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 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、
前記反射層の前記金属薄膜は、その厚み方向に直交する縦方向及び横方向における寸法の平均値が、前記単位レンズのレンズ高さ寸法と同等の寸法で形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 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、
前記反射層は、前記レンズ面及び非レンズ面の境界を埋めるようにして形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項4に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層は、前記各単位レンズ間の谷底となる位置における前記レンズ層の厚み方向の厚みが、前記各単位レンズのレンズ高さの10〜120%の範囲の寸法で形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 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において、
前記反射層を形成する前記樹脂には、暗色系材料が含有されており、
前記反射層は、前記金属薄膜間の少なくとも一部に前記暗色系材料が配置されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項6に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層の前記暗色系材料は、鱗片状の顔料、繊維状の顔料、粒状の顔料のうち少なくとも一つから構成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項6又は請求項7に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層の暗色系材料は、樹脂全体の重量に対して重量比で1〜30%の範囲で含有されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 - 請求項1から請求項8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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