JP6593201B2 - Screen, video display device - Google Patents
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Description
本発明は、映像光を反射して表示する反射型のスクリーンと、これを備える映像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a reflective screen that reflects and displays video light, and a video display device including the same.
従来、映像源から投射された映像光を反射して表示する反射スクリーンとして、様々なものが開発されている(例えば、特許文献1参照)。なかでも、半透過型の反射スクリーンは、ガラス板等のように透光性の高い部材に貼り付けて使用する場合等において、映像が良好に視認できる反射スクリーンとして使用でき、かつ、映像光を投射しない不使用時等にはスクリーンの向こう側の景色が透けて見えるという利点を有し、意匠性の高さ等から需要が高まっている。 Conventionally, various reflection screens that reflect and display image light projected from an image source have been developed (see, for example, Patent Document 1). In particular, the transflective reflective screen can be used as a reflective screen that allows a good image to be visually observed when used by being attached to a highly translucent member such as a glass plate, etc. There is an advantage that the scenery on the other side of the screen can be seen through when not in use, etc. when not projecting, and the demand is increasing due to the high design.
しかし、このような半透過型の反射スクリーンは、拡散粒子等を含有する拡散層を備えていると、スクリーンの向こう側の景色が白っぽくぼやけて観察される場合があり、意匠性の低下を招くため、透明性の向上が課題となっていた。
また、半透過型スクリーンにおいて、透明性を有しながら、映像源側、背面側の両面で映像を表示したいという要求もあった。
さらに、各種スクリーンにおいて、薄型化や、コントラストの高い良好な映像を表示することは、常々求められることである。
However, when such a transflective reflective screen is provided with a diffusion layer containing diffusing particles or the like, the scenery on the other side of the screen may be observed as whitish and blurred, resulting in deterioration in design. Therefore, improvement of transparency has been an issue.
There is also a demand for displaying images on both the image source side and the back side of the transflective screen while having transparency.
Furthermore, it is always required to reduce the thickness of various screens and display good images with high contrast.
上述の特許文献1には、透過型、反射型の両方に使用することができるスクリーンが提案されており、背面側からの光を透過することが可能である。しかし、この特許文献1には、透明性の向上に関する対策に関してはなんら開示されていない。また、特許文献1では、一方向から投射された映像光によって、スクリーンの両面で映像を表示することに関しても開示されていない。 Patent Document 1 described above proposes a screen that can be used for both a transmissive type and a reflective type, and can transmit light from the back side. However, this Patent Document 1 does not disclose any measures for improving the transparency. Further, Patent Document 1 does not disclose that video is displayed on both sides of the screen by video light projected from one direction.
本発明の課題は、透明性が高く、両面で映像を表示可能なスクリーン、及び、これを備える映像表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a screen that is highly transparent and capable of displaying images on both sides, and an image display device including the screen.
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た映像光を反射して映像を両面に表示する反射型のスクリーンであって、映像光が直接入射する第1の面(121a,221a)と、これに対向する第2の面(121b,221b)とを有し、前記第1の面及び前記第2の面が微細な凹凸形状を有する単位光学形状が、背面側の面に複数配列された第1光学形状層(12,22)と、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層であり、前記第1の面に形成された第1反射層部と、前記第2の面に形成された第2反射層部とを備える反射層(13)と、光透過性を有し、前記反射層の前記第1光学形状層とは反対側に前記単位光学形状の間の谷部を充填するように積層された第2光学形状層(14)と、を備え、前記反射層の前記単位光学形状との界面となる反射面は、前記凹凸形状に対応した凹凸形状を有し、前記第1の面は、スクリーン面に平行な面に対して角度θ1をなし、前記第2の面は、スクリーン面に平行な面に対して角度θ1よりも大きい角度θ2をなし、前記第2の面が、スクリーン面に直交する方向となす角度φは、0<φ<2×(θ1)を満たすこと、を特徴とするスクリーン(10,20)である。
請求項2の発明は、請求項1に記載のスクリーンにおいて、前記第2反射層部(132)は、前記第1反射層部(131)よりも反射率が高いこと、を特徴とするスクリーン(10,20)である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のスクリーンにおいて、前記角度φは、角度θ1に等しい、もしくは、略等しいこと、を特徴とするスクリーン(10,20)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項に記載のスクリーンにおいて、前記第1反射層部(131)を透過して前記第2反射層部(132)に入射する光が前記第1反射層部を透過する領域(B)は、前記第1反射層部の他の領域よりも透過率が高いこと、を特徴とするスクリーン(10,20)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項に記載のスクリーンにおいて、前記第2光学形状層(14)の屈折率は、前記第1光学形状層(12)の屈折率に等しい、もしくは、略等しいこと、を特徴とするスクリーン(10,20)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項に記載のスクリーンにおいて、前記第1反射層部(131)の単位面積当たりに前記凹凸形状が形成されていない鏡面領域が占める割合が5%以下であること、を特徴とするスクリーン(10,20)である。
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のスクリーンにおいて、拡散粒子を含有する拡散層を備えていないこと、を特徴とするスクリーン(10,20)である。
請求項8の発明は、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載のスクリーンにおいて、前記第1光学形状層(12,22)の前記単位光学形状(121,221)が形成された面とは反対側の面に、該第1光学形状層を形成する基材となる基材層(11)を備えること、を特徴とするスクリーン(10,20)である。
請求項9の発明は、請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載のスクリーン(10,20)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 the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
The invention of claim 1 is a reflective screen that reflects the image light projected from the image source and displays the image on both sides, the first surface (121a, 221a) on which the image light is directly incident, A plurality of unit optical shapes each having a second surface (121b, 221b) opposite to the first surface and a fine uneven shape on the first surface and the second surface are arranged on the rear surface. A first optical shape layer (12, 22), a semi-transmissive reflective layer that reflects part of incident light and transmits others; a first reflective layer portion formed on the first surface; A reflection layer (13) provided with a second reflection layer portion formed on the second surface, and having light transmission properties, the unit optics on the opposite side of the reflection layer from the first optical shape layer. A second optical shape layer (14) laminated to fill valleys between shapes, and the reflective layer The reflective surface serving as the interface with the coordinate optical shape has a concavo-convex shape corresponding to the concavo-convex shape, and the first surface forms an angle θ1 with respect to a plane parallel to the screen surface, and the second surface Forms an angle θ2 larger than an angle θ1 with respect to a plane parallel to the screen surface, and an angle φ between the second surface and a direction orthogonal to the screen surface satisfies 0 <φ <2 × (θ1). A screen (10, 20) characterized by filling.
According to a second aspect of the present invention, in the screen according to the first aspect, the second reflective layer portion (132) has a higher reflectance than the first reflective layer portion (131). 10, 20).
The invention according to claim 3 is the screen according to claim 1 or 2, wherein the angle φ is equal to or substantially equal to the angle θ1.
According to a fourth aspect of the present invention, in the screen according to any one of the first to third aspects, the light passes through the first reflective layer portion (131) and enters the second reflective layer portion (132). The screen (10, 20) is characterized in that the region (B) through which the transmitted light passes through the first reflective layer portion has a higher transmittance than the other regions of the first reflective layer portion.
According to a fifth aspect of the present invention, in the screen according to any one of the first to fourth aspects, the refractive index of the second optical shape layer (14) is that of the first optical shape layer (12). A screen (10, 20) characterized by being equal to or substantially equal to the refractive index.
According to a sixth aspect of the present invention, in the screen according to any one of the first to fifth aspects, a specular region in which the uneven shape is not formed per unit area of the first reflective layer portion (131). The screen (10, 20) is characterized in that the percentage occupied by is 5% or less.
The invention according to claim 7 is the screen according to any one of claims 1 to 6, wherein the screen (10, 20) is characterized by not comprising a diffusion layer containing diffusion particles. is there.
According to an eighth aspect of the present invention, in the screen according to any one of the first to seventh aspects, the unit optical shape (121, 221) of the first optical shape layer (12, 22) is formed. The screen (10, 20) is characterized in that a substrate layer (11) serving as a substrate for forming the first optical shape layer is provided on the surface opposite to the surface.
The invention of claim 9 is an image display comprising the screen (10, 20) according to any one of claims 1 to 8 and an image source (LS) for projecting image light onto the screen. Device (1).
本発明によれば、透明性が高く、両面で映像を表示可能なスクリーン、及び、これを備える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 screen having high transparency and capable of displaying an image on both sides, and an image display device including the screen.
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。
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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
In this specification, terms that specify shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, are strictly meanings, have similar optical functions, and can be regarded as parallel and orthogonal It also includes a state having an error (substantially equal state).
In the present specification, numerical values such as dimensions and material names of each member to be described are examples of the embodiment, and are not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
In this specification, words such as a plate and a sheet are used. In general, the plates are used in the order of thickness, in the order of plate, sheet, and film, and are used in this specification as well. However, there is no technical meaning in such proper use, so these terms can be replaced as appropriate.
In the present specification, the screen surface indicates a surface in the plane direction of the screen when viewed as the entire screen, and is assumed to be 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(a)では、映像表示装置1の斜視図であり、図1(b)は、映像表示装置1を側面から見た図である。
映像表示装置1は、スクリーン10、映像源LS等を有している。本実施形態のスクリーン10は、映像源LSから投影された映像光Lを反射して、その映像源側の画面及び背面側の画面に映像を表示可能である。このスクリーン10の詳細に関しては、後述する。
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固定される例を挙げて説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a video display device 1 according to the first embodiment. 1A is a perspective view of the video display device 1, and FIG. 1B is a view of the video display device 1 as viewed from the side.
The video display device 1 includes a
In the present embodiment, as an example, the video display device 1 is applied to a shop show window, and 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の画面の水平方向(左右方向)をX方向、鉛直方向(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の映像源側の正面方向に位置する観察者O1から見て水平方向の右側に向かう方向を+X方向、鉛直方向の上側に向かう方向を+Y方向、厚み方向において背面側(裏面側)から映像源側に向かう方向を+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, for easy understanding, an XYZ orthogonal coordinate system is provided as appropriate in each of the following drawings including FIG. In this coordinate system, the horizontal direction (left-right direction) of the
Further, the direction toward the right side in the horizontal direction when viewed from the observer O1 positioned in the front direction on the image source side of the
Further, in the following description, the screen vertical direction, the screen horizontal direction, and the thickness direction are the screen vertical direction (vertical direction), the screen horizontal direction (horizontal direction) in the usage state of 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)を映像源側(+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までの投射距離が短く、投射された映像光がスクリーン10に入射する入射角度が大きい。
The video source LS is a video projection device that projects the video light L onto the
The video source LS is displayed when the screen (display area) of the
The image source LS can project the image light L obliquely in a depth direction (Z direction) from a position where the distance from the surface of the
スクリーン10は、映像源LSが投射した映像光Lの一部を映像源側(+Z側)に位置する観察者O1側へ向けて反射して映像を表示し、かつ、他の映像光の一部を背面側(裏面側)に位置する観察者O2(図5参照)へ向けて出射して映像を表示するスクリーンであり、かつ、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観察できる半透過型の反射スクリーンである。
スクリーン10の画面(表示領域)は、使用状態において、映像源側(+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。
スクリーン10は、その画面サイズが対角80〜100インチ程度の大きな画面を有しており、画面の横縦比が16:9である。なお、これに限らず、例えば、40インチ程度やそれ以下の大きさとしてもよく、使用目的や使用環境等に応じて、その大きさや形状は適宜選択できるものとする。
The
The screen (display area) of the
The
一般的に、スクリーン10は、樹脂製の薄い層の積層体等であり、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、本実施形態のスクリーン10は、図1に示すように、その背面側に光透過性を有する接合層51を介して支持板50一体に接合(あるいは部分固定)され、画面の平面性を維持している。
支持板50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。
本実施形態の支持板50は、店舗等のショーウィンドウの窓ガラスである。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 general, the
The
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の映像源側(+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。なお、図2では、理解を容易にするために、支持板50等は省略して示している。
図3は、第1実施形態の第1光学形状層12を背面側(−Z側)から見た図である。理解を容易にするために、反射層13や第2光学形状層14、保護層15等を省略して示している。
図4は、第1実施形態の単位光学形状121を説明する図である。図4は、図2に示したスクリーン10の断面をさらに拡大して示し、理解を容易にするために、第1光学形状層12と反射層13と第2光学形状層14のみを示している。
スクリーン10は、図2に示すように、その映像源側(+Z側)から順に、基材層11、第1光学形状層12、反射層13、第2光学形状層14、保護層15を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a layer configuration of the
FIG. 3 is a view of the first
FIG. 4 is a diagram illustrating the unit
As shown in FIG. 2, the
基材層11は、光透過性を有するシート状の部材である。基材層11は、その裏面側(背面側,−Z側)に、第1光学形状層12が一体に形成されている。この基材層11は、第1光学形状層12を形成する基材(ベース)となる層である。
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。
また、基材層11は、画面サイズ等に応じてその厚さを変更可能であり、本実施形態での厚さが約100μmである。
The
The
Moreover, the
第1光学形状層12は、基材層11の背面側(−Z側)に形成された光透過性を有する層である。第1光学形状層12の背面側(−Z側)の面には、単位光学形状(単位レンズ)121が複数配列されて設けられている。単位光学形状121は、図3に示すように、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。即ち、第1光学形状層12は、背面側にサーキュラーフレネルレンズ形状を有している。
第1光学形状層12のサーキュラーフレネルレンズ形状は、その点Cを中心(フレネルセンター)とする、いわゆるオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状である。そのため、図3に示すように、第1光学形状層12をスクリーン面の法線方向背面側から見たときに、真円の一部形状(円弧状)の単位光学形状(単位レンズ)121が複数配列されているように観察される。
The first
The circular Fresnel lens shape of the first
単位光学形状121は、図2及び図4に示すように、スクリーン面に直交する方向(Z方向)に平行であって、単位光学形状121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。
この単位光学形状121は、背面側に凸であり、映像光が入射する第1斜面(レンズ面)121aと、これに対向する第2斜面(非レンズ面)121bとを有している。
1つの単位光学形状121において、第2斜面121bは、頂点tを挟んで第1斜面121aの下側に位置している。
第1斜面121aがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ1である。第2斜面121bがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ2である。単位光学形状121の頂角はθ3である。角度θ1,θ2は、θ2>θ1という関係を満たしている。
この単位光学形状121の第1斜面121a及び第2斜面121bは、微細な凹凸形状を有している。
2 and 4, the unit
The unit
In one unit
The angle formed by the
The first
単位光学形状121の配列ピッチは、Pであり、単位光学形状121の高さ(厚み方向における頂点tから単位光学形状121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,図4では、単位光学形状121の配列ピッチP、角度θ1,θ2は、単位光学形状121の配列方向において一定である例を示している。しかし、本実施形態の単位光学形状121は、実際には、配列ピッチPは一定であるが、角度θ1が単位光学形状221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。
角度θ1,θ2、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、単位光学形状121の配列方向に沿って、配列ピッチPが変化し、角度θ1,θ2が変化する形態としてもよい。
The arrangement pitch of the unit
In order to facilitate understanding, FIGS. 2 and 4 show examples in which the arrangement pitch P and the angles θ 1 and θ 2 of the unit
The angles θ1, θ2, the array pitch P, and the like 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 (pixels) of the image source LS, the screen of the
第1光学形状層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ている。
なお、本実施形態では、第1光学形状層12を構成する樹脂として、紫外線硬化型樹脂を例に挙げて説明するが、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。
The first
In the present embodiment, the resin constituting the first
図8は、1/2角αと映像光の入射角θa及び第1斜面121aの角度θ1の関係について説明する図である。図8は、図2に示したスクリーン10の断面をさらに拡大して示し、理解を容易にするために、スクリーン10内の構成は簡略化し、基材層11及び保護層15は省略して示している。また、角度α、θaに関して、スクリーン面に直交する方向に対して画面上下方向の上側をプラス、下側をマイナスとして示している。
ここで、第1斜面121aの第1反射層部131に入射して拡散反射し、スクリーン10から出射した光(反射光)のピーク輝度の角度Kに対して、画面上下方向(図8における単位光学形状121の配列方向)において、輝度が1/2となる角度をK1,K2とし、ピーク輝度の角度Kから輝度が1/2となる角度K1,K2までの角度変化量を+α1(ただし、K+α1=K1),−α2(K−α2=K2)とするとき、ピーク輝度から輝度が1/2になるまでの角度変化量の絶対値の平均値をα(以下、これを1/2角αという)とする。
FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the ½ angle α, the incident angle θa of the image light, and the angle θ1 of the first
Here, with respect to the angle K of the peak luminance of light (reflected light) incident on the first reflecting
第1斜面121aの角度θ1は、映像光Lをスクリーン10の映像源側の正面方向に位置する観察者O1に最も効率よく映像を反射するように、即ち、反射光のピーク輝度となる角度Kが0°となるように、各層の屈折率等に基づいて設計されている。また、−αから+αまでの範囲は、スクリーン正面に位置する観察者が映像を良好に観察することを想定している範囲である。
ここで、画面上下方向(図8において単位光学形状121の配列方向)におけるある点において、映像光Lがスクリーン10の下方から入射角θaで入射し、屈折率nの第1光学形状層12を進み、スクリーン面に対して角度θ1をなす第1斜面121aに入射して反射層13で反射し、スクリーン10からスクリーン面に直交する方向(出射角度0°)へ出射するとき、角度θ1は、以下の式で表される。
θ1=1/2×arcsin((sin(θa))/n) ・・・(式1)
The angle θ1 of the
Here, at a certain point in the vertical direction of the screen (the arrangement direction of the unit
θ1 = 1/2 × arcsin ((sin (θa)) / n) (Formula 1)
スクリーン10に映像源LSから映像光Lを投射してスクリーン10で反射させ、反射型スクリーンとして映像を表示する際に、映像光Lを投射する映像源LSの光源が映り込み、映像のコントラストが低下するという問題が生じる場合がある。この映像源の映り込みは、スクリーンの表面で反射した映像光が観察者O1に届くことが主な原因である。
このような映像源の映り込みを防止するためには、スクリーン10の表面で観察者O1が主に映像を良好に観察する範囲となる角度範囲(−α〜+α)よりも外側に、スクリーン10の表面で反射した映像光が進むことが好ましい。入射角θaで入射した映像光Lの一部Lrがスクリーン10の表面で反射する場合、その反射角はθaである。したがって、映像源の映り込みを防止するために、α<θaであることが好ましい。
When the image light L is projected from the image source LS onto the
In order to prevent such reflection of the image source, the
よって、前述の(式1)から、画面上下方向(単位光学形状121の配列方向)において、1/2角αは、第1斜面121aの角度θ1に対して、少なくともスクリーン10の一部の領域(例えば、スクリーン中央)において、以下の式2を満たすことが好ましい。
α<arcsin(n×sin(2×(θ1))) ・・・(式2)
また、映像源の映り込みを防止するために、1/2角αは、第1斜面121aの角度θ1に対して、スクリーン10の全域において、上記式2を満たすことがさらに好ましい。
角度θ1が1/2角αに対して、上記式2を満たす形態とすることにより、スクリーン10への入射時にスクリーン10の表面で反射する光が主に向かう方向(+θaの方向)が、反射層13(第1反射層部131)で反射した映像光がスクリーン10から出射して主に進む角度範囲(−α〜+α)よりも外側となる。これにより、映像源側(+Z側)において、観察者O1が映像を視認する範囲(角度−α〜+α)における映像源LSの映り込みを低減し、コントラストの高い良好な映像を表示することができる。
Therefore, from the above (Formula 1), in the vertical direction of the screen (the arrangement direction of the unit optical shapes 121), the ½ angle α is at least a partial region of the
α <arcsin (n × sin (2 × (θ1))) (Expression 2)
In order to prevent the reflection of the image source, it is more preferable that the half angle α satisfies the above formula 2 over the entire area of the
When the angle θ1 is a form satisfying the above formula 2 with respect to the half angle α, the direction in which the light reflected by the surface of the
また、この1/2角αは、5°≦α≦45°を満たすことが好ましい。
α<5°である場合、観察者O1に対して良好な映像を表示する視野角が狭くなり過ぎ、映像が見えにくくなるので好ましくない。また、α<5°である場合、反射光において鏡面反射成分が増え、映像源の映り込み等が生じてしまい、好ましくない。
α>45°である場合、観察者O1に対して良好な映像を表示する視野角は広くなるが映像の明るさが低下したり、映像のぼけが強くなったり、外光のスクリーン表面での反射によって映像のコントラストが低下したりするので好ましくない。
したがって、1/2角αは、上記範囲が好ましい。
The half angle α preferably satisfies 5 ° ≦ α ≦ 45 °.
If α <5 °, the viewing angle for displaying a good image for the observer O1 becomes too narrow and the image becomes difficult to see, which is not preferable. Further, when α <5 °, the specular reflection component in the reflected light increases, and the reflection of the image source occurs, which is not preferable.
When α> 45 °, the viewing angle for displaying a good image for the observer O1 is widened, but the brightness of the image is reduced, the blur of the image is strong, or the screen surface of external light is The contrast of the image is lowered by reflection, which is not preferable.
Accordingly, the ½ angle α is preferably in the above range.
反射層13は、光を反射する機能を有する層であり、単位光学形状121上(第1斜面121a及び第2斜面121b上)に形成されている。
反射層13は、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層、いわゆるハーフミラーである。したがって、反射層13は、入射した光の一部を反射面の微細凹凸形状により拡散して反射し、反射しない他の光を拡散しないで透過するという機能を有する。
The
The
前述のように、第1斜面121a及び第2斜面121bは、微細な凹凸形状が形成されており、反射層13は、この微細な凹凸形状に追従して形成されている。また、この反射層13の厚みは、この微細な凹凸形状の凹凸よりも十分に薄い。したがって、反射層13の反射面(反射層13の第1光学形状層12側の面)及び第2光学形状層14側の面は、微細な凹凸形状を有するマット面となっている。
この反射層13の反射面の表面粗さ(即ち、第1斜面121aの表面粗さ)は、算術平均粗さRaが約0.15〜0.3μmであることが、反射光により映像を良好に表示する観点から好ましい。なお、反射層13の反射面の表面粗さ(即ち、第1斜面121aの表面粗さ)である算術平均粗さRaは、所望する光学性能等に応じて適宜選択してよい。
As described above, the first
The surface roughness of the reflecting surface of the reflecting layer 13 (that is, the surface roughness of the first
反射層13の反射率と透過率の割合は、所望する光学性能に合わせて適宜に設定できるが、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%、反射率が5〜60%の範囲であることが望ましい。
ここで、反射層13は、第1斜面121a上に形成された第1反射層部131と、第2斜面121b上に形成された第2反射層部132とを有している。第1反射層部131と第2反射層部132とは、その反射率が異なり、第2反射層部132の反射率は、第1反射層部131の反射率よりも大きい。
本実施形態では、第1反射層部131は、透過率が約60%、反射率が約30%であり、第2反射層部132は、透過率が約30%、反射率が約60%である。
The ratio of the reflectance and transmittance of the
Here, the
In the present embodiment, the first
また、第1斜面121aのうち、粗面ではない領域、即ち、微細な凹凸形状が形成されていない領域であって第1反射層部131の反射面が鏡面状あり、入射した映像光が鏡面反射する鏡面領域は、第1反射層部131の単位面積当たり5%以下であることが、映像光を十分に拡散し、良好な視野角を得るために必要であり、0%であることが理想的である。
第1反射層部131の単位面積当たりにおいて、粗面ではない鏡面領域が5%を超えると、拡散されず反射して映像源側に到達する映像光の成分により輝線が生じたり、視野角が低下したりするため、好ましくない。
Further, in the first
If the mirror surface area that is not a rough surface exceeds 5% per unit area of the first
反射層13は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル等により形成され、その厚さは、数10Å程度である。第1反射層部131と第2反射層部132とでは、その厚さが異なり、第2反射層部132の方が、第1反射層部131よりも厚く形成されている。本実施形態の反射層13は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。
反射層13は、これに限らず、例えば、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されてもよいし、例えば、誘電体多層膜を蒸着することにより形成されてもよい。このとき、第2反射層部132の方が、第1反射層部131よりも反射率が高くなるように形成される。
The
The
図4に示すように、単位光学形状121の第1斜面121aに入射した映像光Laのうち、一部の映像光Lbは、第1反射層部131で反射して、映像源側(+Z側)に位置する観察者O1側に出射する。このとき、第1反射層部131で反射した映像光Lbは、反射面の微細な凹凸形状によって拡散される。
また、第1斜面121aに入射した映像光Laの一部Lcは、反射層13を透過して、背面側(−Z側)のスクリーン上方へ出射する。
As shown in FIG. 4, among the image light La incident on the first
Further, a part Lc of the video light La incident on the first
さらに、第1斜面121aのうち、谷底となる点vに近い領域Bに入射し、第1反射層部131を透過した映像光Ldの少なくとも一部は、隣接する単位光学形状121の第2斜面121bに入射し、第2反射層部132で反射し、スクリーン10の背面側(−Z側)の正面方向に位置する観察者O2(後述の図5参照)が映像を視認可能な方向に出射する。このとき、第2反射層部132で反射した映像光Ldは、その反射面の微細な凹凸形状によって拡散される。
Furthermore, at least a part of the image light Ld incident on the region B near the point v serving as the valley bottom in the first
領域Bに入射して第1反射層部131を透過した映像光Ldが、第2斜面121bに入射して第2反射層部132で反射し、背面側に位置する観察者O2側へ出射するためには、第2斜面121bは、スクリーン面に直交する方向に対しなす角度φが、0<φ<2×(θ1)であることが好ましく、φがθ1に略等しい(等しいとみなせる程度の誤差を有する状態)ことがより好ましく、φがθ1に等しいことがさらに好ましい。
この角度φが0°である場合、第2反射層部132で反射した映像光は、裏面下方側へ出射するため、観察者O2に届かない。また、角度φが2×(θ1)以上である場合、第2反射層部132で反射した映像光は、第2斜面121bに入射せず、裏面上方側へ向かい、観察者O2に届かない。したがって、角度φは、上記範囲であることが好ましい。
また、角度φが角度θ1に近くなるにつれ、頂角θ3は90°に近くなり、角度φが角度θ1に等しいとき、頂角θ3は90°に等しい。この頂角θ3=90°のとき、領域Bは、点vから第1斜面121aに沿って頂点t側へ寸法S1=Psin(θ1)tan(θ1)の領域となる。
The video light Ld that has entered the region B and has passed through the first
When this angle φ is 0 °, the image light reflected by the second
Also, as the angle φ approaches the angle θ1, the apex angle θ3 approaches 90 °, and when the angle φ is equal to the angle θ1, the apex angle θ3 is equal to 90 °. When the apex angle θ3 = 90 °, the region B is a region having a dimension S1 = Psin (θ1) tan (θ1) from the point v along the
第2光学形状層14は、第1光学形状層12の背面側(−Z側)に設けられた光透過性を有する層である。第2光学形状層14は、第1光学形状層12の背面側(−Z側)の面を平坦にするために設けられており、単位光学形状121間の谷部を埋めるように形成されている。したがって、第2光学形状層14の映像源側(+Z側)の面は、第1光学形状層12の単位光学形状121の略逆型の形状が複数配列されて形成されている。
このような第2光学形状層14を設けることにより、反射層13を保護することができ、スクリーン10の第1光学形状層12の背面側の面に保護層15等を積層しやすくなり、また、支持板50等への接合も容易となる。
第2光学形状層14の屈折率は、第1光学形状層22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)ことが望ましく、第2光学形状層14は、前述の第1光学形状層12と同じ紫外線硬化型樹脂を用いて形成することが好ましい。本実施形態の第2光学形状層14は、その屈折率が第1光学形状層12の屈折率に等しい。
The second
By providing the second
The refractive index of the second
保護層15は、第2光学形状層14の背面側(−Z側)に形成された光透過性を有する層であり、このスクリーン10の背面側(−Z側)を保護する機能を有している。
保護層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。保護層15は、例えば、前述の基材層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。
上述のように、本実施形態のスクリーン10は、拡散作用を有する粒子等の拡散材を含有した光拡散層を備えておらず、拡散作用を有するのは、反射層13の反射面の微細凹凸形状のみである。
The
The
As described above, the
スクリーン10は、例えば、以下のような製造法により形成される。
基材層11を用意し、その一方の面に、単位光学形状121を賦形する成形型に紫外線硬化型樹脂を充填した状態で積層し、紫外線を照射して樹脂を硬化させるUV成形法により第1光学形状層12を形成する。このとき、単位光学形状121を賦形する成形型の第1斜面121a及び第2斜面121bを賦形する面には、微細な凹凸形状が形成されている。この微細な凹凸形状は、成形型の第1斜面121a及び第2斜面121bを賦形する面に、条件の異なるめっきを2回以上繰り返したり、エッチング処理を行ったりすること等によって形成できる。
第1光学形状層12を、基材層11の一方の面に形成した後、第1斜面121a及び第2斜面121bに、反射層13を蒸着等により形成する。このとき、第2斜面121bに形成される第2反射層部132の反射率が、第1斜面121aに形成される第1反射層部131の反射率よりも大きくなるように、蒸着の方向を変える等して、第1反射層部131と第2反射層部132との厚さを調整しながら反射層13を形成する。
The
A
After the first
その後、反射層13の上から、単位光学形状121間の谷部を充填して平面状となるように、紫外線硬化型樹脂を塗布し、保護層15を積層して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、第2光学形状層14及び保護層15を一体に形成する。その後、所定の大きさに裁断する等により、スクリーン10が完成する。
基材層11及び保護層15は、枚葉状としてもよいし、ウェブ状としてもよい。基材層11及び保護層15をウェブ状とした場合には、裁断前の状態のスクリーン10を連続して製造することができ、スクリーン10の生産効率を向上させ、生産コストを低減することができる。
After that, an ultraviolet curable resin is applied from above the
The
また、例えば、第1斜面121a及び第2斜面121bに粗面を形成する方法として、第1斜面121a,第2斜面121b上に拡散粒子等を塗布してその上から反射層13を形成したり、第1光学形状層12を形成後に第1斜面121a,第2斜面121bにブラスト加工を行ったりする方法等が知られている。しかし、このような製法で反射層13の反射面を粗面とした場合には、個々のスクリーン10での拡散特性や品質等のばらつきが大きく、安定した製造が行えない。これに対して、上述のように、単位光学形状121の第1斜面121a,第2斜面121bの微細凹凸形状を成形型によって賦形することにより、多数の第1光学形状層12及びスクリーン10を製造する場合にも、品質のばらつきが少なく、安定して製造できるという利点がある。
Further, for example, as a method of forming rough surfaces on the first
図5は、第1実施形態のスクリーン10での映像光及び外光の様子を示す図である。図5では、単位光学形状121の配列方向(Y方向)及びスクリーンの厚み方向(Z方向)に平行な断面での断面の一部を拡大して示している。また、図5では、理解を容易にするために、スクリーン10内の各層の界面における屈折率差はないものとして示している。
スクリーン10の下方に位置する映像源LSから投射され、スクリーン10に入射した映像光L1のうち、一部の映像光L2は、スクリーン10の表面で反射して上方へ向かう。したがって、スクリーン10の映像源側の正面方向に位置する観察者O1には到達しない。また、一部の映像光L3は、単位光学形状121の第1斜面121aに入射し、反射層13(第1反射層部131)によって拡散反射され、観察者O1側へ出射する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state of image light and external light on the
Part of the image light L2 projected from the image source LS located below the
第1斜面121aに入射した映像光のうち反射しなかった他の映像光L4は、反射層13(第1反射層部131)を透過し、スクリーン10の背面側(−Z側)からスクリーン上方へ出射する。そのため、この映像光L4は、背面側のスクリーン10の正面方向に位置する観察者O2には到達しない。
また、第1斜面121aの谷底となる点v近傍の領域Bに入射した映像光L5は、一部の映像光L6が第1反射層部131で反射して観察者O1側へ出射する。また、映像光L5のうち、一部の映像光L7は、反射層13(第1反射層部131)を透過して隣接する第2斜面121bの第2反射層部132で拡散反射して、背面側のスクリーン正面方向に位置する観察者O2側へ出射する。この映像光L7により、背面側の観察者O2も映像が視認可能となる。
なお、本実施形態では、映像光L1,L5がスクリーン10の下方から投射され、かつ、角度θ2(図2,図4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、映像光が第2斜面121bに直接入射することはない。
The other image light L4 that has not been reflected among the image light incident on the first
In addition, the image light L5 incident on the region B near the point v serving as the valley bottom of the
In the present embodiment, the image lights L1 and L5 are projected from below the
次に、背面側(−Z側)又は映像源側(+Z側)からスクリーン10に入射する映像光以外の太陽光等の外界からの光(以下、外光という)について説明する。
図5に示すように、スクリーン10に入射する外光G1,G5のうち、一部の外光G2,G6は、スクリーン10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。また、一部の外光G3,G7は、反射層13で反射して、それぞれ映像源側のスクリーン上方、背面側のスクリーン10の下方へ出射する。また、一部の外光G4,G8は、反射層13を透過して、それぞれ背面側(−Z側)、映像源側(+Z側)のスクリーン10の下方側へ出射する。そのため、外光G3,G4,G7,G8は、観察者O1,O2には到達しないので、外光による映像のコントラスト低下を抑制できる。
Next, light from the outside such as sunlight other than the image light incident on the
As shown in FIG. 5, a part of the external light G <b> 2 and G <b> 6 out of the external light G <b> 1 and G <b> 5 incident on the
また、スクリーン10は、拡散粒子を含有する拡散材等を含有していないので、このスクリーン10を透過する外光G9,G10は、拡散されない。したがって、映像源側及び背面側から、観察者O1,O2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る。
Further, since the
ここで、従来の拡散粒子を含有する拡散層を備えた半透過型の反射スクリーンでは、拡散粒子によって外光も拡散されるため、スクリーンの向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりして観察されたり、映像のコントラストが低下したりするという問題がある。また、映像光は、反射層での反射前後の2回拡散されるので、良好な視野角が得られる一方で明るさが低下したり、映像の解像度が低下したりするという問題がある。
しかし、本実施形態のスクリーン10は、反射層13の反射面が粗面になっている以外は拡散作用を有しないので、映像光は、反射層13で反射した場合のみ拡散される。また、本実施形態のスクリーン10では、反射層13で反射する光のみが拡散され、透過光は拡散されない。
Here, in a conventional transflective reflective screen with a diffusing layer containing diffusing particles, external light is also diffused by the diffusing particles, so the scenery on the other side of the screen is blurred or whitened. Or the contrast of the image is lowered. In addition, since the image light is diffused twice before and after reflection by the reflection layer, there is a problem that a good viewing angle can be obtained while the brightness is lowered and the resolution of the image is lowered.
However, since the
したがって、本実施形態によれば、スクリーン10は、良好な視野角及び明るさや解像度を有する映像を映像源側(+Z側)の観察者O1に表示でき、かつ、映像光を投射しない状態等において、スクリーン10の向こう側(−Z側)の景色が白くにじんだり、ぼけたりすることがなく観察者O1に良好に視認され、高い透明性を実現できる。
また、本実施形態によれば、スクリーン10は、映像源LSから映像光を投射することにより、背面側(−Z側)に位置する観察者O2に対しても、左右反転した映像ではあるが良好な映像を表示することができる。これにより、スクリーン10の背面側にいる観察者O2に映像の存在を知らせ、映像をより良好に視認できる映像源側へ観察者O2を誘導することが可能である。また、スクリーン10は、高い透明性を有しているので、映像光を投射しない状態等において、スクリーン10の向こう側(+Z側)の景色が観察者O2に良好に視認される。
また、本実施形態によれば、スクリーン10は、透過光を拡散せず、高い透明性を有しているので、スクリーン10に映像光が投射された状態においても、観察者O1,O2が、スクリーン10の向こう側(背面側、映像源側)の景色を一部視認することが可能である。
また、本実施形態によれば、第1光学形状層12は、フレネルセンターとなる点Cが、表示領域外であって映像源LS側に位置しており、いわゆるオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を有しているので、短焦点の映像源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。
Therefore, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the first
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態のスクリーン20を説明する図である。図6(a)は、スクリーン20の第1光学形状層22を背面側(−Z側)から見た図であり、理解を容易にするために、反射層13や第2光学形状層14、保護層15等を省略して示している。図6(b)は、前述の図2に示す第1実施形態のスクリーン10の断面に相当する第2実施形態のスクリーン20の断面の一部を拡大して示している。
第2実施形態に示すスクリーン20は、第1光学形状層22の単位光学形状221の形状が異なる点以外は、前述の第1実施形態と同様の形態である。したがって、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実施形態のスクリーン20は、前述の第1実施形態の映像表示装置1において、スクリーン10に換えて用いることが可能である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating the
The
The
このスクリーン20は、基材層11、第1光学形状層22、反射層13、第2光学形状層14、保護層15を備えている。
第1光学形状層22は、その背面側(−Z側)の面に単位光学形状221が複数配列されて設けられている。
単位光学形状221は、スクリーン10の画面左右方向(X方向)に延在し、画面上下方向(Y方向)に沿って複数配列されている。単位光学形状221は、スクリーン10の厚み方向(Z方向)に平行であって単位光学形状121の配列方向(Y方向)に平行な断面での断面形状が三角形状であり、いわゆるプリズム形状である。
The
The first
The unit
単位光学形状221は、映像光が直接入射する第1斜面221aと、この第1斜面221aに対向する第2斜面221bとを有している。1つの単位光学形状221において、第2斜面221bは、頂点tを挟んで第1斜面221aよりも下側(−Y側)に位置している。
本実施形態では、図6に示すように、角度θ1,θ2、配列ピッチP等が一定である例を示している。しかし、これに限らず、これらの角度や寸法は、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、単位光学形状121の配列方向に沿って、これらの角度や寸法が、次第に又は段階的に変化する形態としてもよい。
The unit
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, an example in which the angles θ <b> 1 and θ <b> 2, the arrangement pitch P, and the like are constant is shown. However, the present invention is not limited thereto, and these angles and dimensions may include 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 pixel (pixel) of the image source LS, the screen It may be set as appropriate according to the screen size of 10, the refractive index of each layer, and the like. For example, these angles and dimensions may change gradually or stepwise along the arrangement direction of the unit optical shapes 121.
単位光学形状221において、図6(b)に示すように、第1斜面221aがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ1であり、第2斜面221bがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ2である。また、単位光学形状121の頂角はθ3である。このとき、角度θ1,θ2は、θ2>θ1という関係を満たす。
また、第2斜面121bは、スクリーン面に直交する方向に対して角度φをなしている。この角度φは、0<φ<2×(θ1)であることが好ましく、φがθ1に略等しい(等しいとみなせる程度の誤差を有する状態)ことがより好ましく、φがθ1に等しいことがさらに好ましい。また、角度φが角度θ1に等しいとき、頂角θ3は90°に等しい。
さらに、この角度θ1は、1/2角αに対して、前述の式2を満たす。
In the unit
In addition, the second
Further, the angle θ1 satisfies the above-described expression 2 with respect to the half angle α.
本実施形態においても、反射層13のうち、第2斜面221b上に形成された第2反射層部132の反射率は、第1斜面221a上に形成された第1反射層部131の反射率よりも大きい。
したがって、第1斜面221aの領域Bに入射した映像光の一部は、第1反射層部131を透過して、第2斜面221bの第2反射層部132で反射し、背面側(−Z側)の観察者O2側に向かって出射する。これにより、背面側にいる観察者O2が映像を視認できる。
Also in the present embodiment, the reflectance of the second
Therefore, a part of the image light incident on the region B of the
よって、本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様に、透明性が高く、かつ、良好な映像を両面に表示できる半透過型のスクリーン及び表示装置を提供することができる。
また、本実施形態において、単位光学形状221は、画面左右方向を長手方向とし、画面上下方向に配列されており、第1光学形状層22及びスクリーン20の製造が容易であり、大画面のスクリーン20の製造も容易に行える。
Therefore, according to the present embodiment, as in the first embodiment described above, it is possible to provide a transflective screen and display device that are highly transparent and capable of displaying good images on both sides.
Further, in this embodiment, the unit
(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)各実施形態において、第1反射層部131の透過率を、第2反射層部132よりも大きくしてもよい。
また、各実施形態において、第1反射層部131の領域Bは、第1斜面121a,221aの他の領域よりも、反射率が小さくてもよいし、透過率が高くてもよい。
このような形態とすることにより、背面側へ進み映像を表示する光量を増やすことができ、反射型のスクリーンとして映像源側に良好な映像を表示しつつ、背面側にもより明るく良好な映像を表示できる。
(Deformation)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In each embodiment, the transmittance of the first
Moreover, in each embodiment, the area | region B of the 1st
By adopting such a configuration, the amount of light that is displayed on the back side can be increased, and a good image can be displayed on the back side while displaying a good image on the image source side as a reflective screen. Can be displayed.
(2)各実施形態において、スクリーン10,20は、反射層13を設けない形態とすることもできる。この場合、映像光を観察者O1側及び観察者O2側へ効率よく反射させる観点から、第1光学形状層12の第1斜面121aと第2光学形状層14との間、第2斜面121bと第2光学形状層14との間に、第1光学形状層12の屈折率とは相違する屈折率の層(例えば、空気層や有機多層膜による層)を一層又は複数層設ける必要がある。
(2) In each embodiment, the
(3)各実施形態において、スクリーン10,20の映像源側(+Z側)の面に、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10,20の映像源側の表面(基材層11の映像源側の面)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)を塗布して形成する等により、形成される。
また、ハードコート層に限らず、スクリーン10,20の使用環境や使用目的等に応じて、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、基材層11の映像源側等にタッチパネル層等を設けてもよい。
なお、このようなハードコート層等は、スクリーン10,20を使用する環境等に応じて、スクリーン10,20の背面側(−Z側)に設けてもよい。
(3) In each embodiment, a hard coat layer for the purpose of preventing scratches may be provided on the image source side (+ Z side) surfaces of the
Further, not only the hard coat layer but also a layer having necessary functions as appropriate, such as an antireflection function, an ultraviolet absorption function, an antifouling function, an antistatic function, etc., depending on the use environment or purpose of use of the
Such a hard coat layer and the like may be provided on the back side (−Z side) of the
(4)各実施形態において、映像源LSは、スクリーン10,20の画面左右方向の中央であって鉛直方向下側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10,20の斜め下側等に配置され、スクリーン10,20に対して画面左右方向において斜め方向光から映像光を投射する形態としてもよい。
図7は、変形形態の映像表示装置1Aを示す図である。図7では、第2実施形態に示したスクリーン20を用いた例を示してる。
図7に示すように、例えば、映像源LSをスクリーン10の画面左右方向左側(−X側)の下方に配置する場合、単位光学形状221は、その配列方向及び長手方向が、映像源LSの位置に合わせてそれぞれ画面上下方向(Y方向)及び画面左右方向(X方向)に対して傾斜した形態となっている。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。
なお、第1実施形態に示すスクリーン10のように第1光学形状層12がサーキュラーフレネルレンズ形状を有する場合にも、映像源LSの位置に合わせて単位光学形状221の配列方向を傾けた形態とすることにより、このような変形形態は適用可能である。
(4) In each embodiment, the video source LS has been described by taking an example in which the video source LS is located at the center in the left-right direction of the
FIG. 7 is a diagram showing a modified
As shown in FIG. 7, for example, when the video source LS is arranged below the left side of the
Even when the first
(5)各実施形態において、単位光学形状121,221は、第1斜面121a,221a及び第2斜面121b,221bが平面により形成される例を示したが、これに限らず、例えば、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。
また、各実施形態において、単位光学形状121,221は、3つ以上の複数の面によって形成される多角柱形状としてもよい。
(5) In each embodiment, the unit
In each embodiment, unit
(6)各実施形態において、スクリーン10,20は、第1光学形状層12,22及び第2光学形状層14が十分な厚みや剛性等を有している場合には、基材層11及び保護層15を備えない形態としてもよいし、どちらか一方を備えない形態としてもよい。
また、各実施形態において、スクリーン10,20は、基材層11及び保護層15の少なくとも一方を、ガラス板等の光透過性を有する板状の部材としてもよい。このとき、粘着剤層等を介して第1光学形状層12等がガラス板等に接合される形態としてもよい。
(6) In each embodiment, when the first optical shape layers 12 and 22 and the second
Moreover, in each embodiment, the
(7)各実施形態において、映像源LSは、例えば、P波の偏光成分を有する映像光を投射する映像源としてもよい。
映像源LSは、映像光が入射角θaでスクリーン10,20へ投射されるように位置及び角度が設定されている。このとき、入射角θaは、スクリーン10,20へ投射された映像光(P波)の反射率がゼロとなる入射角(ブリュースター角)をθb(°)とした場合、(θb−10)°以上85°以下の範囲に設定される。例えば、スクリーン10,20へ投射された映像光の反射率がゼロとなる入射角θbが60°である場合、映像光の入射角θaは、50〜85°の範囲に設定される。
このように、P波の偏光成分を有する映像光を投射する映像源LSを用いることにより、スクリーン10,20への入射角θaが大きい場合にも、スクリーン10,20の表面における鏡面反射を抑制することができ、映像源LSの設置位置等、投射系の設計の自由度を上げることができる。また、このような映像源LSを用いることにより、スクリーン10,20に入射する際にスクリーン表面での映像光の反射を低減でき、映像の明るさ、鮮明さの向上を図ることができる。
なお、角度θb(ブリュースター角)は、映像光が投射されるスクリーン10,20表面の材質により異なる。
また、このような形態の場合、基材層11及び保護層15としては、TAC製のシート状の部材が好適である。
(7) In each embodiment, the video source LS may be a video source that projects video light having a P-wave polarization component, for example.
The position and angle of the image source LS are set so that the image light is projected onto the
Thus, by using the image source LS that projects image light having a P-wave polarization component, even when the incident angle θa to the
The angle θb (Brewster angle) varies depending on the material of the surfaces of the
Moreover, in the case of such a form, as the
(8)各実施形態において、映像表示装置1は、店舗等のショーウィンドウに配置される例を示したが、これに限らず、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。 (8) In each embodiment, the example in which the video display device 1 is arranged in a show window of a store or the like has been shown. However, the present invention is not limited to this. For example, for video display in a room partition or an exhibition, etc. Is also applicable.
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。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the embodiments described above.
1 映像表示装置
10,20 スクリーン
11 基材層
12,22 第1光学形状層
121,221 単位光学形状
121a,221a 第1斜面
121b,221b 第2斜面
13 反射層
131 第1反射層部
132 第2反射層部
14 第2光学形状層
15 保護層
LS 映像源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
映像光が直接入射する第1の面と、これに対向する第2の面とを有し、前記第1の面及び前記第2の面が微細な凹凸形状を有する単位光学形状が、背面側の面に複数配列された第1光学形状層と、
入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層であり、前記第1の面に形成された第1反射層部と、前記第2の面に形成された第2反射層部とを備える反射層と、
光透過性を有し、前記反射層の前記第1光学形状層とは反対側に前記単位光学形状の間の谷部を充填するように積層された第2光学形状層と、
を備え、
前記反射層の前記単位光学形状との界面となる反射面は、前記凹凸形状に対応した凹凸形状を有し、
前記第1の面は、スクリーン面に平行な面に対して角度θ1をなし、
前記第2の面は、スクリーン面に平行な面に対して角度θ1よりも大きい角度θ2をなし、
前記第2の面が、スクリーン面に直交する方向となす角度φは、0<φ<2×(θ1)を満たすこと、
を特徴とするスクリーン。 A reflective screen that reflects image light projected from an image source and displays images on both sides,
A unit optical shape having a first surface on which image light is directly incident and a second surface opposite to the first surface, and the first surface and the second surface have fine irregular shapes, A plurality of first optical shape layers arranged on the surface of
A semi-transmissive reflective layer that reflects part of incident light and transmits others; a first reflective layer formed on the first surface; and a second reflective layer formed on the second surface A reflective layer comprising a reflective layer portion;
A second optical shape layer that has optical transparency and is laminated so as to fill valleys between the unit optical shapes on the opposite side of the reflective layer from the first optical shape layer;
With
The reflective surface serving as an interface with the unit optical shape of the reflective layer has a concavo-convex shape corresponding to the concavo-convex shape,
The first surface forms an angle θ1 with respect to a surface parallel to the screen surface;
The second surface forms an angle θ2 larger than the angle θ1 with respect to a surface parallel to the screen surface,
An angle φ formed by the second surface and a direction orthogonal to the screen surface satisfies 0 <φ <2 × (θ1).
A screen characterized by.
前記第2反射層部は、前記第1反射層部よりも反射率が高いこと、
を特徴とするスクリーン。 The screen of claim 1,
The second reflective layer portion has a higher reflectance than the first reflective layer portion;
A screen characterized by.
前記角度φは、角度θ1に等しい、もしくは、略等しいこと、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 1 or 2,
The angle φ is equal to or substantially equal to the angle θ1;
A screen characterized by.
前記第1反射層部を透過して前記第2反射層部に入射する光が前記第1反射層部を透過する領域は、前記第1反射層部の他の領域よりも透過率が高いこと、
を特徴とするスクリーン。 In the screen according to any one of claims 1 to 3,
A region where light that is transmitted through the first reflective layer and incident on the second reflective layer is transmitted through the first reflective layer has higher transmittance than other regions of the first reflective layer. ,
A screen characterized by.
前記第2光学形状層の屈折率は、前記第1光学形状層の屈折率に等しい、もしくは、略等しいこと、
を特徴とするスクリーン。 In the screen according to any one of claims 1 to 4,
The refractive index of the second optical shape layer is equal to or substantially equal to the refractive index of the first optical shape layer;
A screen characterized by.
前記第1反射層部の単位面積当たりに前記凹凸形状が形成されていない鏡面領域が占める割合が5%以下であること、
を特徴とするスクリーン。 In the screen according to any one of claims 1 to 5,
The proportion of the mirror region in which the uneven shape is not formed per unit area of the first reflective layer portion is 5% or less,
A screen characterized by.
拡散粒子を含有する拡散層を備えていないこと、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to any one of claims 1 to 6,
Not having a diffusion layer containing diffusing particles,
A screen characterized by.
前記第1光学形状層の前記単位光学形状が形成された面とは反対側の面に、該第1光学形状層を形成する基材となる基材層を備えること、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to any one of claims 1 to 7,
A substrate layer serving as a substrate for forming the first optical shape layer is provided on the surface of the first optical shape layer opposite to the surface on which the unit optical shape is formed;
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 8,
An image source for projecting image light onto the screen;
A video display device comprising:
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