JPH087376B2 - 投映用スクリーン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は投映用スクリーン、特に明るい環境でも鮮明
な映像を得ることができる投映用スクリーンに関する。

〔従来の技術〕

スライドプロジェクタ、ビデオプロジェクタ、動画フ
ィルムプロジェクタ等による投映像を得るために、投映
用スクリーンは広く用いられている。この投映用スクリ
ーンには大別して、裏側から投映光を照射しこれを表側
から見る透過型のものと、表側から投映光を照射しこの
反射光を見る反射型のものとがある。いずれの型にせ
よ、見やすいスクリーンを実現するためには、次の３つ
の要件を満足する画像が得られるような工夫をすること
が必要である。

（１）明るい画像。

（２）コントラストの高い画像。

（３）視野角の広い画像。

従来の投映用スクリーンに関する改良技術は、これら
３要件のうち主として「（１）明るい画像」を得るため
になされている。特にビデオプロジェクタに用いるスク
リーンでは、ブラウン管を投映装置として用いるため、
絶対光量が不足するという問題があり、明るい画像を得
るための様々な工夫がなされている。ただ、ブラウン管
の蛍光面は、電子ビームをいくら強くしても一定以上は
明るくならないという飽和特性を有するため、限られた
光束を用いて明るく見せる工夫を行わざるを得ない。結
局視野角を狭くし、スクリーンに対して所定の角度範囲
内から見た場合にのみ明るい画像が得られるような手段
を講じているのが現状である。別言すれば、前述の３要
件のうち「（１）明るい画像」を得るという要件を満足
するためには、「（３）視野角の広い画像」を得るとい
う要件を犠牲にしなければならないことになる。

一方、「（２）コントラストの高い画像」を得るとい
う要件に関しても、従来いくつかの試みがなされてい
る。ここでコントラストとは画像の白レベルと黒レベル
との比に他ならない。この比が大きければ大きいほど、
鮮明で見やすい画像となる。ここでまず白レベルを決定
する要因は何かを考えると、この白レベルはプロジェク
タの投映光で決定されることになる。即ちスクリーンの
単位面積に入射する光の最高照度が白レベルに対応する
ことになる。これに対し黒レベルはプロジェクタの投映
光とは無関係に、スクリーンの置かれた部屋の明るさで
決定されるのである。例えばスライドプロジェクタで
は、黒レベルの部分とはスライドフィルムの原画中の光
を通さない部分であり、スクリーンのこれに対応する部
分にはプロジェクタからの光は照射されない。しかしな
がら周囲にいわゆる部屋の明かりが存在していれば、こ
の明かりによる照明を受け所定の照度をもつことになる
のである。従って第８図に示すように、白レベルはプロ
ジェクタの性能によってほぼ決定されるが、黒レベルは
部屋の明るさによって変動することになる。コントラス
トの高い画像を得るためには、この白レベルと黒レベル
との差を大きくとる、即ち部屋を暗くする必要がある。
ここが従来のスクリーンの大きな欠点の１つであり、明
るい部屋では画像が全体的に白っぽく不鮮明となる原因
である。

太刀魚のうろこから成る平行層をスクリーン表面に設
けた「ブラックスクリーン」なるスクリーンも従来開発
されているが、このスクリーンでは黒レベルを下げるの
と同時に白レベルをも下げてしまうため、結局コントラ
ストを高めることはできない。しかも画像を明るくする
ために視野角を狭くしているという欠点もある。な
お、、明るい部屋でもある程度の画像が得られるが、色
再現性は悪く、黒ずんだ不鮮明な色あいとなる。したが
って、このブラックスクリーンの採用は根本的な解決策
とはなっていない。

明るい部屋でも鮮明な画像を得ることができるように
するためには、明るい部屋でも黒レベルを低く保つよう
にすることが唯一の根本的解決策となる。この黒レベル
を低く保つ方法の１つとして、特定の方向からの光に対
してのみ白化する物質でスクリーンを形成する方法があ
る。即ち、通常は黒い物質であるが、プロジェクタの方
向から光が照射されたときにのみ白く変化するような物
質をスクリーン上に塗布するのである。しかしながら、
白化の度合がプロジェクタからの光の強度に対して線形
性を有し、また良好な色再現性を有し、かつ、配光特性
を自由に設定できるような物質を開発するのは非常に困
難であり、実現する可能性は非常に小さい。黒レベルを
低く保つ別な方法として、部屋の明かりをスクリーン面
から遮断する方法がある。例えば米国スリーエム社が開
発したライトコントロールフィルムは、部屋の明かりを
スクリーン面から遮断する性質を有する。しかしなが
ら、このライトコントロールフィルムはもともとLED、C
RTディスプレイ等の画面上に付してコントラストの向上
を図るために設計されたものであり、スクリーンへの適
用はきわめて不適当である。即ち、このライトコントロ
ールフィルムは透明体の板と黒色フィルムを交互に重ね
て接着して多層体を作り、この多層体を切断研磨すると
いう製造過程が必要になるため、コストが非常に高くつ
くのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、投映用スクリーンはLEDディスプレイ、CRTデ
ィスプレイ等に比べ、はるかに面積が大きいため、この
面積の大きなスクリーンの全面にライトコントロールフ
ィルムを貼付した場合、非常にコストの高いスクリーン
となってしまうのである。また、このライトコントロー
ルフィルムは表面反射が生じるため、スクリーンに適用
した場合、非常に見にくくなり、実用化は極めて困難で
ある。

以上のとおり従来の投映用スクリーンには、画像のコ
ントラストを高めるための根本的な対応策がなされてい
ないため、明るい環境では鮮明な映像を得ることができ
ないという問題点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、投映
光以外の外光を有効に遮断することにより黒レベルを増
加することができ、明るい場所においても高いコントラ
ストを得ることができる投映用スクリーンを提供するこ
とを目的としている。

〔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の手段として、投映
装置からの投映光を受けて、これを少なくとも投映像観
測側へ拡散させる拡散面と、前記拡散面に平行をなして
拡散面の投映像観測側に配設され、且つ、前記拡散面か
らの拡散光を投映像観測側へ向けて通過させる透明板
と、を備えており、この透明板には、その投映像観測側
に、前記拡散面に対して傾斜した一つの透明微小面を有
する並列状の多数の微小突条が一体的に且つ投映像観測
側に露出して形成され、しかも、前記微小突条の各々に
は、前記拡散面に対してほぼ垂直をなし且つ前記透明微
小面と稜を介して接するように一つの側面部が形成され
ており、さらに、この側面部に無反射表面を有する遮光
性の不透明層が施されており、各不透明層は、それを施
した微小突条により支持されていることを特徴とするも
のである。

〔作用〕

上記構成において、投影装置から発せられた投映光は
拡散面で拡散されて拡散光となり、この拡散光が透明板
の透明微小面を通過して投影像観測位置へ向かうことに
なる。このとき、不透明層は微小突条の側面部に形成さ
れているものであって光路方向の幅は微小なものであ
り、さらに拡散面に対してほぼ垂直をなすように設けら
れているので、投影像観測位置へ向かう拡散光がこの不
透明層により防げられることは殆どない。一方、外部か
らの光の多くは、この遮光性を有する不透明層によって
遮断され、拡散面まで到達することはない。また、外部
からの光の一部は透明微小面に当たって表面反射する
が、この透明微小面は拡散面に対して傾斜しているの
で、表面反射した光が観測者にまで到達することはな
い。

このような機能を有する透明板は、拡散面を覆うよう
に投映像観測側に配設されているので、この透明板は恰
もルーバのような働きをする。すなわち、不透明層が形
成された透明板は、投映装置からの投映光と、この投映
光に基く拡散面からの拡散光のみを透過させる働きをす
る。

このように外部からの光を遮断することにより、明る
い環境であっても黒レベルを低く保つ効果を生じ、明る
い部屋でもコントラストの高い鮮明な画像を得ることが
できるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳述する。
第１図（ａ）は本発明に係る投映用スクリーンに用いる
透明板の実施例を示す斜視図である。なお、この図では
透明板の一部分だけが示されている。

透明板１は例えばアクリル樹脂等で立体成形し、表面
に複数の並列状微小突条（以下、単に微小突条とす
る。）を形成するようにする。この複数の微小突条の一
部には、無反射表面を有する不透明層２が形成されてい
る。この不透明層２を形成するには、例えば形成すべき
微小面を化学処理、あるいは砂の吹きつけ等の方法でい
わゆる梨地状に荒らし、この上からつや消しの黒色塗料
を塗布するような方法で容易に実施できる。粗面処理で
透明板１側も表面が荒らされているため、形成された不
透明層２は、両面ともに無反射面となり、遮光性を有す
ることとなる。

透明板１は投映装置からの投映光を拡散する拡散面を
覆うように配設され、不透明層２は、この拡散面から投
影像観測位置へ向かう拡散光の光路と交差しないように
拡散面に対してほぼ垂直に形成された側面部に形成され
ている。そして、不透明層２が形成されていない面すな
わち透明微小面（以下、単に微小面とする。）３が、拡
散面に対して傾斜角をなすように且つ上記側面部と稜を
介して接するように形成されている。第１図（ａ）は透
明板１の一方の側にのみ微小突条を形成した例である
が、第１図（ｂ）のように両方の側に微小突条を形成す
るようにしてもよい。

第２図（ａ）〜（ｆ）は第１図に示した透明板を用い
て実際にスクリーンを形成した実施例の側面図である。
第２図（ａ）に示す実施例は、第１図（ａ）に示す透明
板１を用い、この透明板１の一方の側に拡散面４を形成
した例である。図の一点鎖線で示すように、投映装置か
らの投映光は微小面３を通過して拡散面４で拡散し、こ
の拡散光は再び微小面３を通過してスクリーンから出射
し、投映像を観測する位置へ向かう。一方、周囲の環境
からの外光のほとんどは不透明層２によって遮蔽されて
しまい、拡散面４まで到達しない。即ち、透明板１を通
過する光は、ほとんどが投映装置からの投映光およびそ
の拡散光で占められることになる。従って拡散面４上に
形成される投映像の黒レベルは、明るい環境で使用した
場合であっても低く保たれ、コントラストの高い鮮明な
画像が得られることになる。

また、このスクリーンのもう１つの特徴は、微小面３
が拡散面４に対して所定の傾斜角をなしている点であ
る。前述のように透明板１はアクリル樹脂等を立体成形
して形成されるため、表面ではかなり光の反射が生じ
る。この反射光が観測位置へ進むと、投映像が非常に見
にくくなる。ところが微小面３を傾斜させておくことに
より、この反射光を観測位置以外の方向に導くことがで
き、反射光の影響を避けることができる。なお、不透明
層２は、例えば0.2mm間隔程度の微小ピッチで設けられ
ており、肉眼でこのスクリーンを観察した場合は、この
不透明層２による縞が投映像に悪影響を与えることはな
い。

第２図（ｂ）に示す実施例は、第１図（ａ）に示す透
明板１と別の透明板１′とを二層に配した例である。拡
散面４は透明板１′の背面に形成されている。透明板
１′は第３図に示すような形状のものであり、その微小
面３′は拡散面４に対して平行になっている。第２図
（ｂ）における透明板１の微小面３は拡散面４に対して
傾斜しているため、前述のように表面反射の影響を防ぐ
ことができる。このように透明板を二層に配することに
より、外部の光の遮蔽特性をより向上させることができ
る。投映装置からの投映光は一点鎖線に示すように不透
明板２によって妨げられることはない。

第２図（ｃ）に示す実施例は両側に微小突条が形成さ
れた透明板１と表面に拡散面４が形成されている拡散板
５とを設けた例、同図（ｄ）に示す実施例は、拡散板５
自身に凹凸を設けた例、同図（ｅ），（ｆ）は、透明板
１の両側に設けられた微小面３がともに傾斜角を有する
例である。

以上いくつかの例は、本発明のほんの一例にすぎず、
この他種々の組合せが可能である。また、透明板を二層
以上設ける場合、微小突条の形成ピッチをそれぞれ変え
てもかまわないし、対向する微小面３を互いに平行にす
る必要もない。

第２図に示した種々の実施例は反射型のスクリーン、
即ち、拡散面の前方に投映装置を置き、拡散面からの反
射拡散光を前方から観測する型のスクリーンであるが、
第４図に示すような透過型のスクリーン、即ち、拡散面
４の後方に投映装置６を置き、拡散面４からの透過拡散
光を前方の観測点７から観測する型のスクリーンにも同
様に本発明を適用できる。このような透過型のスクリー
ンは、通常は後方に外光を遮光するための箱を設け、こ
の箱内に投映装置を収納して用いることが多いが、第４
図に示すようないわゆるオープンタイプの透過型スクリ
ーンでは、外光が後方から拡散面に入るのを防ぐ必要が
ある。第５図は拡散面４の後方（図の右方）に透明板１
を置いて後方からの外光を遮蔽した例を示す。なお拡散
面４の前方（図の左方）に設けるべき透明板は、図では
省略してある。

ところで、投映用スクリーン特有の問題として、拡散
面４上の投映像が部分的に欠けるいわゆる「ケラレ」が
あるが、透明板１に隣接する位置に光学系を配すること
によって、この「ケラレ」の発生を防ぐことができる。

第６図（ａ）はこのいわゆる「ケラレ」の現象を示す
説明図であり、例えば第２図（ａ）の透過型スクリーン
の右方に投映装置６を配置した場合を示したものであ
る。なお、第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）はあくまで
「ケラレ」現象を説明するための原理図である。したが
って、不透明層２を拡散面４から極端に突出させて図示
すると共に、拡散面４に対して傾斜した微小面３の図
示、及び透明板の厚さの図示を省略してある。

投映装置６からの投映光は拡散面４上に照射され、こ
こからの透過拡散光が観測点７で観測される。ところが
拡散面４の前方には不透明層２が形成されているため、
実際に観測点７で観測される光束は、不透明層２で遮光
されない図のハッチングを施した部分だけとなる。別言
すれば拡散面４上の太線で示した部分の投映像だけしか
観測できないことになる。即ち、スクリーンの上下側で
は像が暗く黒ずんで見えることになり、いわゆる像の
「ケラレ」が生じることになる。第６図（ｂ）に示すよ
うに不透明層２をあらかじめ所定の角度で形成するよう
にすれば、観測点７については像の「ケラレ」を防ぐこ
とができるが、観測点はただ１点だけに絞られてしまい
実用的ではない。

そこで第６図（ｃ）に示すように、拡散面４の後方に
光学系８を設け、拡散面４上の太線で示した部分だけに
投映光を集束させるようにする。透過拡散光の拡散特性
が例えば図のように角度αをもって広がるような特性と
なるように拡散面４を形成しておけば、図のハッチング
を施した領域は拡散光の光路とならないから、この領域
内に不透明層２を設けても像の「ケラレ」は生じない。
このような光学系８としては例えばレンティキュラ−レ
ンズ、マイクロレンズ等を用いればよい。

第７図は反射型スクリーンについて光学系８を組合せ
た例であり、２枚の透明板1,1′の間に光学系８を置い
ている。投映装置からの投映光およびその拡散光は図の
一点鎖線に示すような光路をたどり、像の「ケラレ」を
防ぐことができる。なお、不透明層および拡散面の配置
方向は種々考えられるが、一般に、上部からの外光がス
クリーンに対して最も大きな影響を与えるため、できる
だけ上部からの外光を効果的に遮蔽できるような配置を
採るのが望ましい。

以上種々の実施例を掲げたが、これらの特有な効果を
最後に列挙すると次のようになる。

（１）拡散面に対して外光を遮蔽できるため、投映像の
黒レベルを周囲の環境の明るさにかかわらず低く保つこ
とができ、コントラストの高い鮮明な画像を得ることが
できる。

（２）透明板はアクリル樹脂等の立体成形によって製造
できるため、非常に低コストで実現できる。

（３）透明板の前面の微小面を拡散面に対して傾斜させ
ることにより、表面反射の影響を除くことができる。

（４）光学系と組合せることにより、いわゆる像の「ケ
ラレ」を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、投映光以外の外光を
有効に遮断することにより黒レベルを増加することかで
き、明かるい場所においても高いコントラストを得るこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスクリーンに用いる透明板の一例
を示す部分斜視図、第２図は本発明に係る反射型スクリ
ーンの一実施例の部分側面図、第３図は第２図（ｂ）に
おける透明板１′の形状を示す部分斜視図、第４図は一
般的な透過型スクリーンの説明図、第５図は本発明に係
る透過型スクリーンの一実施例の部分側面図、第６図は
いわゆる像の「ケラレ」現象の説明図、第７図は本発明
に係る反射型スクリーンのまた別な一実施例の部分側面
図、第８図はコントラストと周囲の明るさとの関係を示
す説明図である。 １……透明板、２……不透明層、３……透明微小面、４
……拡散面、５……拡散板、６……投映装置、７……観
測点、８……光学系。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投映装置からの投映光を受けて、これを少
   なくとも投映像観測側へ拡散させる拡散面と、 前記拡散面に平行をなして拡散面の投映像観測側に配設
   され、且つ、前記拡散面からの拡散光を投映像観測側へ
   向けて通過させる透明板と、 を備えており、 この透明板には、その投映像観測側に、前記拡散面に対
   して傾斜した一つの透明微小面を有する並列状の多数の
   微小突条が一体的に且つ投映像観測側に露出して形成さ
   れ、 しかも、前記微小突条の各々には、前記拡散面に対して
   ほぼ垂直をなし且つ前記透明微小面と稜を介して接する
   ように一つの側面部が形成されており、さらに、この側
   面部に無反射表面を有する遮光性の不透明層が施されて
   おり、各不透明層は、それを施した微小突条により支持
   されていることを特徴とする投映用スクリーン。
2. 【請求項２】前記透明板の一方の側にのみ前記並列状の
   多数の微小突条が形成され、他方の側には前記拡散面が
   形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の投映用スクリーン。
3. 【請求項３】前記透明板の両側に前記並列状の多数の微
   小突条が形成され、その両側の前記透明微小面が互いに
   平行であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の投映用スクリーン。
4. 【請求項４】前記拡散面と前記並列状の多数の微小突条
   とがそれぞれ別個の透明板に形成されており、これら複
   数の透明板が互に層状に配されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の投
   映用スクリーン。
5. 【請求項５】前記拡散面に入射する投映光および／また
   は前記拡散面から出射する拡散光の光路上であってケラ
   レの発生を防止できる位置に光学系を配したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
   載の投映用スクリーン。
6. 【請求項６】前記拡散面が投映光を反射拡散する拡散面
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５
   項のいずれかに記載の投映用スクリーン。
7. 【請求項７】前記拡散面が投映光を透過拡散する拡散面
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５
   項のいずれかに記載の投映用スクリーン。
8. 【請求項８】前記透明板がアクリル樹脂から成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか
   に記載の投映用スクリーン。
9. 【請求項９】前記不透明層がつや消しの黒色塗料から成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項の
   いずれかに記載の投映用スクリーン。
10. 【請求項１０】前記不透明層の表面が梨地状の粗面から
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第９項
    のいずれかに記載の投映用スクリーン。