JPH02262134A - 反射形スクリーンおよび前方投射システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、斜め前方から投射した光を反射させて観察す
る反射形スクリーンおよびそれを用いた前方投射システ
ムに関し、特に、断面が鋸歯状のスクリーン面に、反射
面と光吸収面とを形成した反射形スクリーンおよび前方
投射システムに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の映像投射システムには、大きく分けて、光源をス
クリーンの後方に配置してスクリーンを透過した光を観
察する透過形の背面投射システムと、スクリーンの前方
（観察者側）に配置して光源からの光をスクリーンで反
射させて観察する反射形の前方投射システムとが知られ
ている。

背面投射システムは、投射系のスペースをスクリーンの
後方に確保しなければならないので、前方投射システム
と比較した場合に、スクリーンから観察者までの距離が
等しければ、投射系のスペース分だけシステム全体が大
きくなるという問題がある。

また、背面投射システムは、光源からの光がスクリーン
を透過してくるので、光量の損失が多くなり、観察する
映像が暗くなるという問題もあった。

このため、反射形スクリーンを用いた前方投射システム
が見直されはじめている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の反射形スクリーンは、前方から投射した
光をスクリーン面で反射させるので、スクリーンの前方
からの外光の反射により、コントラストが低下して映像
が観察しづらいという問題があった。外光反射を改善し
た反射形スクリーンとしては、特開昭６３−３０８３４
号に、反射面と光吸収部をストライプ状に交互に配置し
た反射形スクリーンの前面に、光透過窓と凸状のシリン
ドリカルレンズをストライプ状に交互に配置したフロン
トシートを、ストライプが前記反射面および光吸収部と
平行になるように組みあわせ、外光を選択的にシリンド
リカルレンズによって光吸収部に集光させて吸収するも
のが提案されているが、スクリーンの構成が２枚構成と
なるため、複雑で製造コストも割高になる他、両シート
の見当合わせが極めて困難であるという問題があった。

また、従来の前方投射システムは、スクリーンの前方か
ら光を投射しているので、光源とスクリーンとの間に障
害物がある場合、例えば、観察者がスクリーンに近づい
た場合には、観察者自身が投射した光を遮ってしまい、
スクリーン面の映像を観察できないという問題があった
。

本発明の目的は、コントラストを向上させて映像を観察
しやすい反射形スクリーンを提供することである。

本発明の他の目的は、そのような反射形スクリーンを用
いて、光源からの光を観察者等が遮断することのない前
方投射システムを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明による反射形スクリーンの要旨を説明
するための図である。

すなわち、本発明による反射形スクリーン１は前方から
投射した光をスクリーン面で反射して観察する反射形ス
クリーンにおいて、前記スクリーン面には帯状であって
断面が鋸歯状の複数本の山部が形成されており、前記山
部の一方の斜面は前記スクリーン面の前方からの光をそ
のスクリーン面の正面が散乱光分布の中心になるように
反射する反射面１１とし、前記山部の他方の斜面は外光
反射を防ぐための光吸収面１２とした構成としである。

反射面１１は、光源から投射された光を観察者側に反射
させる部分であり、反射光分布の中心が反射形スクリー
ン１の略正面になるように基準面１０に対して角度αだ
け傾斜させである。

反射面１１の角度αは、鏡面反射の場合には、光源から
の光の入射角度をθとすると、２α−θの関係にすれば
、反射光がスクリーンの正面を向くようになる。この角
度αは、各反射面１１で任意に設定できるが、１つのス
クリーンでは全反射面１１の傾斜角αを一定にしたほう
が、光軸の制御が容易で光学系が簡単である。

なお、反射面１１の角度αをスクリーン１の一方側（上
方）では大きくし、他方側（下方）では小さくするよう
に設定して、反射光の光軸が観察者側に向くようにする
こともできる。

反射面１１をスクリーン１に形成する数は、特に限定さ
れないが、多くしたときには鮮明な画像を得ることがで
きる。

反射面１１は、反射率の高いアルミニウム等の金属を用
いて形成することが望ましく、例えば、金属箔をプラス
チックと同時に成形して積層する方法や、金属を蒸着す
る方法、金属粉を含む塗料を塗布する方法等が挙げられ
る。

光吸収面１２は、外光の反射を抑えるために形成されて
おり、スクリーン１の基準面１０に対して角度βだけ傾
斜させである。

光吸収面１２の角度βは、入射光が光吸収面１２に入射
しなければ特に限定されないが、この角度βを適宜選択
することにより、ブラック率を大きくして、外光反射を
有効に防止することができる。ここで、ブラック率とは
、スクリーン面の全面積に対する光吸収面１２の面積の
比率をいうものとする。光吸収面１２の角度βを、光源
からの光と略平行になるように設定すれば、ブラック率
を最大にすることができる。

一般的には、外光は斜め上方から入射しやすいので、光
吸収面１２を斜め上方に形成することにより、外光の反
射を抑えることができる。また、この光吸収面１２で接
着を行えば、反射形スクリーン１の大形化も容易になる
。また、光吸収面１２に、通気孔を設けることにより光
の損失なしに、裏面から音声が透過できるようにするこ
とが可能となる。

光吸収面１２は、黒色インキなどを用いてスクリーン印
刷法、グラビア印刷法等で印刷することにより形成する
ことができる。特に、ポリウレタン等の硬化形の樹脂を
含むインキを用いれば、光吸収面１２の耐久性を向上さ
せることができる。

また、スクリーン１の基材として、黒色のプラスチック
を用いれば、スクリーン１の成形と同時に光吸収面１２
を形成することができる。

反射形スクリーン１の基材は、各種のプラスチックを用
いることができ、透明性があるものに限らない。成形す
る方法としては、インジェクト法。

プレス法、ホトポリマ法等が挙げられる。

第２図は、本発明による反射形スクリーンの他の構成を
示した図である。

第１図の反射形スクリーンは、反射面１１が平面である
場合を説明したが、反射面１１には、光散乱用の微小な
凹凸を形成することができる。

反射面１１に形成した微小な凹凸は、光源からの光が反
射面１１で反射する際に、反射光を散乱させることがで
きる。この散乱により、反射光の拡散角を大きくして、
広い視野角を得ることができる。

反射面１１に形成する凹凸１１ａの形状は、ランダムな
マット状の凹凸でもよいが、レンチキュラーレンズのよ
うな凸面鏡（第２Ａ図）や凹面鏡（第２Ｂ図）もしくは
それらを組み合わせた凹凸面鏡（第２Ｃ図）のようにし
てもよい。また、レンチキュラーレンズのような凹凸と
ランダムな凹凸を組み合わせることにより、水平方向と
垂直方向との拡散角を異なるようにすることもできる。

拡散角を大きくするためには、凸面鏡よりも、凹面鏡や
凹凸面鏡のほうが好ましい。なお、反射面１１の凹凸１
１ａの形状は、球面状のものに限らず、ヘアーラインの
ような線状のものであってもよい。

反射面１１を凹凸形状に形成するには、スクリーン成形
用の金型をブラスト加工する等の機械的方法やエツチン
グ等の化学的方法を用いて表面を粗面化すればよい。そ
の他の方法としては、反射面１１を成形した後に、拡散
剤を含む反射性の物質を吹きつける方法等が挙げられる
。

第３図は、本発明による前方投射システムの要旨を説明
するための図である。

すなわち、本発明による前方投射システムは前述したよ
うな反射形スクリーンを用いた前方投射システムにおい
て、前記反射形スクリーン１のいずれかの辺の斜め前方
に配置された光源２と、前記光源２からの光を前記反射
形スクリーンの反射面に導（光学系３とから構成しであ
る。

反射形スクリーン１は、前述した反射面１１および光吸
収面１２が形成してあり、反射面１１の表面を凹凸形状
にしたものを用いてもよい。

この反射形スクリーン１は、反射面１１および光吸収面
１２の長手方向が水平または垂直になるように配置する
ことができる。これにより、光源２をスクリーン１の上
下の辺または左右の辺の前方に配置できるので、前方投
射システムの形態を自由に選択できる。

光源２は、反射形スクリーン１のいずれかの辺の斜め前
方に配置されている。光源２は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色
）、Ｂ（青色）の各色の光源であり、投射された光は、
光学系３を介してスクリーン１に斜めに入光する。

光学系３は、光源２からの光を水平方向または垂直方向
に拡大させて、反射形スクリーン１に入射させるために
設けられている。

〔実施例〕

以下、図面等を参照して、実施例につき本発明の詳細な
説明する。

第４図は、本発明による反射形スクリーンの第１の実施
例を示した図、第５図は、前記実施例スクリーンの反射
面を拡大して示した図、第６図は、本発明による前方投
射システムの第１の実施例を示した図である。

第１の実施例の反射形スクリーンｌは、反射面１１およ
び光吸収面１２の長手方向が水平になるように配置しで
ある。

反射形スクリーン１は、サイズが１００インチ程度のも
のを用いており、縦が約１５５０ｎｕｎ、横が約２０５
０ＩＩＩＩｌである。

鋸歯のピッチは、ｐ　＝　１．０　ｔａｒであり、反射
面１１の角度α＝５０°で、その幅は０．３１６ｍであ
る。また、光吸収面１２の角度β＝１５°で、その幅は
０．７８５ｍｍである。この結果、ブラック率は約７０
％となっている。

反射面１１への入射角度θは、基準面の法線Ｎに対して
８０°になるように設定する。

また、反射面１１は、第５図に示すように、プラスト加
工により微小な凹凸１１ａが形成してあり、表面にはア
ルミニウムを蒸着させである。

光吸収面１２は、黒色のインキをグラビアオフセット印
刷法で塗布して形成しである。

このように構成した第１の実施例では、光源からの光は
、反射面１１により散乱しながら反射するために、垂直
方向に広い視野角を得ることができた。また、光吸収面
１２を大きく形成しであるので、スクリーンの斜め上側
から入射しやすい外光の反射を大幅に抑えることができ
、コントラストの高い反射形スクリーンを得ることがで
きた。

つぎに、本発明による前方投射システムの第１の実施例
について説明する。

反射形スクリーン１は、前述した反射形スクリーンの第
１の実施例と同様なものを配置しである。

光源２は、第６図に示すように、反射形スクリーン１の
上辺の前方に配置されている。

反射鏡３１は、反射形スクリーン１の上辺の斜め前方に
設けてあり、傾斜角度Ｔ＝４５°となるようにしである
。この反射鏡３１は、光源２からの光を水平方向に拡大
するものである。反射鏡３２は、スクリーン１の下辺の
斜め前方に設けてあり、傾斜角度δ＝５°となるように
した円筒形状の凹面鏡である。この反射鏡３２は、反射
鏡３１からの光を略平行にして、反射形スクリーン１に
斜めに入射させるためのものである。

カバー４１．４２は、スクリーン１に不必要な外光が入
射するのを防ぐ覆いである。

前方投射システムの第１の実施例では、まず、光源２か
らの光は、反射鏡３１により水平方向に拡大されてから
反射鏡３２に到達する。この後、光は凹面の反射鏡３２
により略平行になり、反射形スクリーン１の下辺の前方
から斜めに入射する。

入射した光は、反射面１１で観察者５側に反射し、映像
として観察される。

このように構成した本発明による前方投射システムの第
１の実施例では、スクリーンの上辺の前方に配置した光
源からの光を、反射鏡によりスクリーンの斜め下方から
入射させているので、光源からの光が観察者等により遮
断されることがない。

したがって、観察者は、スクリーンに近づいたときでも
映像を観察することができる。また、光源をスクリーン
の後方に配置する必要がないので、投射システム全体を
小形化することもできる。

第７図は、本発明による反射形スクリーンの第２の実施
例を示した図、第８図は、同実施例スクリーンの反射面
を拡大して示した図、第９図は、本発明による前方投射
システムの第２の実施例を示した図である。

この例では、第１の実施例と同様なサイズの反射形スク
リーン１を用いており、反射面１１および光吸収面１２
の長手方向が鉛直に平行になるように配置しである。

反射面１１の表面には、エツチング法により、第８図に
示すような波形状の凹凸１１ａを形成してあり、アルミ
ニうム粉を含む塗料をスプレーで塗布しである。

光吸収面１２は、第１の実施例と同様に形成しである。

本発明による反射形スクリーンの第２の実施例では、反
射面１１の長手方向が鉛直になるようにし、凹凸１１ａ
を滑らかな曲線にしたので、光源からの光が水平方向に
大きく拡散して、水平方向に広い視野角を得ることがで
きた。

つぎに、本発明による前方投射システムの第２の実施例
を説明する。

反射形スクリーンｌは、反射形スクリーンの第２の実施
例と同様なものを配置した。

光源２は、第９図に示すように、スクリーン１の左辺の
前方に配置しである。

反射鏡３１は、反射形スクリーン１の左辺の斜め前方に
設けてあり、反射鏡３２は、右辺の斜め前方に設けであ
る。反射鏡３１．３２のそれぞれの傾斜角度Ｔ、δは、
前述した第１の実施例と同じにしである。

前方投射システムの第２の実施例では、光源２からの光
を反射鏡３１で垂直方向に拡大し、反射鏡３２で略平行
にしてスクリーンの右辺から斜めに入射させている。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明による反射形スクリ
ーンによれば、反射面および光吸収面を形成したので、
外光反射を大幅に抑えたコントラストの高い映像を観察
することができる。

また、反射面には、光拡散用の凹凸部を形成することに
より、光の拡散角を大きくして、広い視野角を得ること
ができる。

一方、本発明による前方投射システムによれば、光源か
らの光を光学系を用いて、スクリーンに斜めから入射さ
せることができるので、光源とスクリーン間に障害物が
入り、光を遮断するようなことはなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による反射形スクリーンの要旨を説明
するための図である。 第２図は、本発明による反射形スクリーンの他の構成を
示した図である。 第３図は、本発明による前方投射システムの要旨を説明
するための図である。 第４図は、本発明による反射形スクリーンの第１の実施
例を示した図、第５図は、前記実施例スクリーンの反射
面を拡大して示した図、第６図は、本発明による前方投
射システムの第１の実施例を示した図である。 第７図は、本発明による反射形スクリーンの第２の実施
例を示した図、第８図は、同実施例スクリーンの反射面
を拡大して示した図、第９図は、本発明による前方投射
システムの第２の実施例を示した図である。 １・・・反射形スクリーン １１・・・反射面　　　　　１２・・・光吸収面２・・
・光源 ３・・・光学系 ３１．３２・・・反射鏡 ４・・・カバー ５・・・観察者 代理人　弁理士　鎌　１）久　男 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）前方から投射した光をスクリーン面で反射して観
   察する反射形スクリーンにおいて、前記スクリーン面に
   は帯状であって断面が鋸歯状の複数本の山部が形成され
   ており、前記山部の一方の斜面は前記スクリーン面の前
   方からの光をそのスクリーン面の正面が散乱光分布の中
   心になるように反射する反射面とし、前記山部の他方の
   斜面は外光反射を防ぐための光吸収面としたことを特徴
   とする反射形スクリーン。
2. （２）前記反射面には、光散乱用の微小な凹凸が形成さ
   れていることを特徴とする請求項（１）記載の反射形ス
   クリーン。
3. （３）請求項（１）または（２）記載の反射形スクリー
   ンを用いた前方投射システムにおいて、前記反射形スク
   リーンのいずれかの辺の斜め前方に配置された光源と、
   前記光源からの光を前記反射形スクリーンの反射面に導
   く光学系とから構成したことを特徴とする前方投射シス
   テム。