JPH09160132A - 透過型スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中央部および周辺部の光量差が少なく、明室
においても鮮明な画像が得られる透過型スクリーンを提
供する。 【解決手段】 グレー着色層３を形成した光透過性の基
材１の一方の面に、透明なバインダー樹脂とこれに分散
された光拡散剤とを含む光拡散層２が形成される。この
光拡散層２は、スクリーンの中央部から周辺部に向って
光拡散性が漸増するように、その厚さが周辺部に向って
厚くなるように形成されている。周辺部に向けて光拡散
性が増大することにより、スクリーン背面からスクリー
ン周辺部へ投射される光量が中央部に比べ少なくなるに
も拘らず、周辺部から観賞者に到達光量が相対的に増大
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクタ用透
過型スクリーンに係り、特に明室において鮮明な画像が
得られ、スクリーン中央部と周辺部での光量差の少ない
透過型スクリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、背面投射型プロジェクタ等の
スクリーンとして、プロジェクタからの画像を結像さ
せ、プロジェクタと反対側から映像を見るための光拡散
層を備えた透過型スクリーンが用いられている。一般に
プロジェクタから投射される光は、中央部の光量が多
く、周辺部は少なくなっている。観賞者から見てスクリ
ーンの中央部の画面を明るくするためには、光拡散性を
高くすることはできない。このため光拡散性の低いスク
リーンを使用すると中央部の画面は明るくなるが、周辺
部はプロジェクタからの光量が少ないことに加え、スク
リーンの光拡散性が低いこととの相乗効果で更に暗くな
ってしまう。また極端に光拡散性の低いスクリーンを使
用するとプロジェクタの光源、所謂ホットスポットが生
じ非常に見にくい映像となる。一方、光拡散性の高いス
クリーンを使用すると、周辺部においてスクリーンを通
過する光の拡散光線透過率が高くなるため、観賞者から
見た周辺部と中央部の明るさの差は少なくなる。しかし
このような高い光拡散性をもつスクリーンを使用する
と、透過する光量の絶対値が小さくなるため、全体的に
暗い画面となってしまう。

【０００３】このような中央部と周辺部との光量差を解
消するために、透過型スクリーンとしてスクリーンの入
光面にフレネルレンズを張合わせたものや、フレネルレ
ンズとレンチキュラレンズを組合せたものが一般的に使
用されている（特開平６−１０２５８３号、特開平７−
６４１８９号）。フレネルレンズは同心円状に配列した
プリズム群からなるレンズ部を備え、プロジェクタから
投射された拡散光を光軸に対して平行又は収束する光線
として入射させることにより、スクリーンを透過する光
の視野角を決定する。このフレネルレンズで設定される
視野は水平方向及び垂直方向共に同じ角度であるが、一
般的に水平視野角は垂直視野角よりも広くする必要があ
る。このためレンチキュラーレンズを用いて、光を再度
水平方向に拡散する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たフレネルレンズやレンチキュラーレンズは一般にレン
ズであるため傷つきやすく、高価である。またプロジェ
クタの機種毎に精密な設計が必要となる。

【０００５】従って本発明は、高価なフレネルレンズ等
を用いることなく、中央部及び周辺部の光量差が少な
く、明室においても鮮明な画像が得られる透過型スクリ
ーンを提供することを目的とする。また観賞者の位置に
拘らず鮮明な画像が得られる透過型スクリーンを提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために透過型スクリーンの光拡散層の光拡散
性と光量との関係について鋭意研究した結果、均一な光
拡散性をもつスクリーンでは、プロジェクタからスクリ
ーンの背面に到達する光量の周辺部と中央部との差が、
均一な光拡散層を透過することにより更に助長され、周
辺部において暗くなるが、光拡散性に分布を設けること
により、周辺、水平光量比を高くすることが可能である
ことを見出し、本発明に至った。

【０００７】即ち、本発明の透過型スクリーンは、光を
透過する基材と、基材上に形成された光拡散層とを備え
た透過型スクリーンにおいて、光拡散層はスクリーンの
中央部から周辺部に向って光拡散性が漸増しているもの
である。また本発明の透過型スクリーンは、光拡散層が
樹脂と樹脂内に分散された光拡散剤とを含み、その厚さ
がスクリーンの中央部から周辺部に向って漸増している
ものである。

【０００８】このように構成される透過型スクリーンで
は、スクリーン周辺部においては光拡散性が高く、図２
に示すようにほぼ円拡散となる。これによりスクリーン
背面からスクリーン周辺部へ投射される光量が減少する
にも拘らず周辺部からの光がより多く観賞者に到達す
る。一方、中央部にいくにつれスクリーンへ投射される
光量は増加するが光拡散性が低いので、光軸に沿った光
を相対的に多く透過することになり、観賞者に到達する
光量は減少する。これによりスクリーン中央部と周辺部
との投射光量の差が緩和され、全体として均一な光量に
近づく。

【０００９】尚、中央部では光拡散性が低い場合には、
透過して正面に出る光量が増大し、ホットスポットが目
立つ可能性があるため、中央部の光拡散性はホットスポ
ットが生じない最低限に光拡散性をもたせるように設定
する。

【００１０】光拡散層の厚さをスクリーン周辺部に向っ
て厚くすることにより、周辺部にいくにつれ光拡散性が
高いスクリーンとなり、このスクリーンを透過する光は
上述したように全体として均一な光量に近づく。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の透過型スクリーン
の詳細を説明する。

【００１２】図１は本発明の透過型スクリーンの１実施
例を示す図で、透明な基材１と、基材１の一方の面上に
形成された光拡散層２と、基材１の他方の面に形成され
た着色層３とからなる。

【００１３】基材１は、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステルの単
独若しくは共重合体、ポリエチレンテレフタレート等の
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン等の熱可塑性樹脂、或いは放射線硬化性樹脂
等の光透過性の良好な樹脂シートを使用することができ
る。耐候性、加工性の点からは特にポリエステルが好適
である。また基材１は後述する着色層が設けられない場
合には、薄い灰色等に着色されていてもよい。

【００１４】光拡散層２は、バインダー樹脂中に光拡散
剤が均一に分散された層からなる。バインダーとしては
上述した基材１となるプラスチックフィルムと接着性の
よい樹脂が好適に用いられ、このような樹脂として（メ
タ）アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネー
ト、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン等の
耐光性がよく、光透過性のよい樹脂が挙げられる。

【００１５】光拡散剤としては、炭酸カルシウム、硫酸
バリウム、酸化チタン、タルク、シリカ等の無機材料か
らなる粒子およびシリコーン樹脂、アクリル樹脂、ナイ
ロン樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ベンゾグ
アナミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂粒子を用いること
ができるが、透明度、屈折率からスチレン樹脂粒子が好
適に用いられる。バインダーの屈折率は１．４０前後で
あるため、拡散剤としては透明度の高い樹脂粒子が好適
であり、なかでもスチレン樹脂粒子の屈折率は１．５９
と高く、バインダーとの屈折率の差が大きいため拡散剤
の添加量が少なく、また塗膜厚みが薄くても適度な光拡
散性をもたせることができる。

【００１６】光拡散剤の粒子径としては、平均粒子径と
して１〜３０μｍのものが好適に用いられる。

【００１７】バインダー中に分散される粒子の量は、バ
インダー１００重量部に対して、光拡散剤粒子５０〜２
５０重量部が好ましい。５０重量部より少ないと、充分
な光拡散性を得ることができず、２５０重量部より多い
場合には光透過性が阻害され、透過型スクリーンを透過
する光量が全体として低下し、とくに明室での観視が困
難となる。

【００１８】光拡散層２は、更に光拡散性を阻害しない
範囲で紫外線吸収剤、帯電防止剤等公知の添加剤を含有
せしめることができる。

【００１９】光拡散層２は、このようなバインダー樹脂
を光拡散剤とともに溶剤に溶解・分散させたものを基材
１の表面に塗布・乾燥することにより形成する。このた
めの溶剤としては、メチルエチルケトン、トルエン、酢
酸ブチル、キシレン、シクロヘキサノン等の汎用溶剤を
用いることができる。また塗布方法としては、印刷法、
スプレー法、ロールコーター法、グラビアコーター法、
バーコーター法などを採用できる。

【００２０】このように光拡散層２を塗工により形成す
る際、光拡散性が、得られるスクリーンの中央部から周
辺部に向って増大するようにする。このため、１）バイ
ンダーに分散される光拡散剤の含有量を中央部から周辺
部に向けて傾斜をつける、２）光分散剤がバインダー中
に均一に分散された層の厚さを中央部から周辺部に向け
て増大させることが考えられるが、製造の容易さの観点
から２）が好ましい。

【００２１】光拡散層２の層の厚さを任意に変えるため
には、上述した塗布方法のうち、特にグラビアコーター
法が好適である。また他の塗布方法の場合でも、図３に
示すように段階的に光拡散層２を積層していくことによ
り、中央部が薄く周辺部にいくにつれ厚い塗膜を形成す
ることが可能である。光拡散層２の厚さは含有される光
拡散剤の種類、量等により異なり、特に限定されない
が、典型的には周辺部（最も厚い部分）で１０〜５０μ
ｍ、好ましくは２０〜３０μｍ、中央部（最も薄い部
分）で３〜１５μｍ、好ましくは５〜１５μｍである。

【００２２】着色層３は、本発明の透過型スクリーンに
おいて必須の層ではないが、プロジェクタからの光の照
射されない部分、即ち本来黒色の部分の濃度を高めるた
めの層で、この層を設けることにより特に明室において
高コントラストの映像を得ることができる。図示する実
施例では基材１の光拡散層２と反対側の面、即ち観賞者
側の面に形成されているが、基材１と光拡散層２との間
に設けてもよい。

【００２３】着色層３は、バインダー樹脂にカーボンブ
ラック等の黒色顔料や染料を含有せしめたもので、薄い
灰色に着色されていることが好ましい。バインダー樹脂
としては前述の光拡散層２に用いた樹脂を用いることが
できる。

【００２４】更に着色層３は、その表面（観賞者側の表
面）がマット化されていることが望ましい。マット化す
ることによりホットスポットを抑制するとともに表面反
射のギラツキを防止することができる。マット化はケミ
カルマット、サンドブラスト等公知のマット化法を適用
することができる。尚、着色層３を設けずに基材１或い
は着色された基材１が直接スクリーン面となる場合に
は、同様の理由でスクリーン面をマット化しておくこと
が好ましい。

【００２５】また着色層３に代えて偏光フィルムを用い
ることも可能である。偏光フィルムは、プロジェクタと
して偏光プロジェクタを用いた場合に、プロジェクタか
ら照射される光の偏光方向と同一の透過軸を有するフィ
ルムで、これを用いることにより、外光のスクリーン面
における反射層を抑制するとともに、有色（一般に濃灰
色）であることから着色層と同様本来黒色の部分の濃度
を高めることができ、明室においても高コントラストの
映像を得ることができる。

【００２６】偏光フィルムは、ゴム系接着剤、アクリル
系接着剤等公知の透明粘着剤から成る粘着層を介して基
材１に積層することができる。

【００２７】以上のように構成される透過型スクリーン
では、光拡散層２が光照射面となり、着色層３が観賞者
側の面となり、プロジェクタから投射された光は光拡散
層２、基材１、着色層３を透過し、この透過光によって
スクリーン上に形成された映像を観賞者は見ることがで
きる。この場合、光拡散層２はそれ自体凹レンズのよう
な形状を有し、しかも光拡散性が周辺部に向うにつれ増
大するように構成されているので、プロジェクタから周
辺部に投射された光を効率よく観賞者側に向けることが
でき、しかも周辺部の透過光と中央部の透過光との光量
差を極力少なくすることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例 厚さ１００μｍのポリエステルフィルム（ルミラー Ｔ
６０：東レ社）の一方の面に、下記処方の光拡散層用塗
布液をグラビアコーター法（マイクログラビア）により
塗布乾燥して光拡散層を形成した。なお使用したグラビ
アロールは中央部で９０線、周辺部で３０線となるよう
に中央部から周辺部にいくにつれ深くなるようにグラビ
アメッシュが彫刻されたものを用いた。光拡散層は中央
部で８μｍ、周辺部で２５μｍであった。 アクリルポリオール ２０重量部 （アクリディックA-807：大日本インキ化学工業社） スチレン樹脂粒子 ２０重量部 （テクポリマーSBX-6：積水化成品工業社） 酢酸エチル ３０重量部 酢酸ブチル ２５重量部 イソシアネート ５重量部 （タケネートD110N：武田薬品工業社） 上記の光拡散層を設けた裏面に下記処方のグレー着色層
液を乾燥厚さ３μｍとなるようにバーコーターにより塗
布、乾燥して着色層を形成した。 ポリエステル樹脂 ２０重量部 （バイロン200：東洋紡績社） カーボンブラック １重量部 （MA-600：三菱化成工業社） メチルエチルケトン ２９重量部 トルエン ２５重量部 シクロヘキサノン ２５重量部 このように一方の面に光拡散層を設け、裏面にグレー着
色層を設けた透過型スクリーンについて、液晶プロジェ
クタ（XV-P3：シャープ社）を用いて投射を行い、ＳＧ
値、周辺光量比および水平光量比を測定した。ＳＧ値は
式ＳＧ＝（Ｂ／Ｅ）×π（式中、Ｂはスクリーン面の輝
度（cd/m²=nit）、Ｅは照度（lm/m²=lux）を表す）によ
り求めた。周辺光量比および水平光量比については、図
４に示すように６０インチのスクリーンの縁部から１０
％内側の６点およびスクリーン中央部の１点について輝
度を測定し、下式 水平光量比＝［｛（Ｂ2＋Ｂ6）／２｝／Ｂ4］×１００ 周辺光量比＝［｛（Ｂ1＋Ｂ3＋Ｂ5＋Ｂ7）／４｝／Ｂ4］×１００ により求めた。なお式中Ｂ1〜Ｂ7は、それぞれ点〜
における各輝度を表す。結果を表１に示した。

【００２９】

【表１】 比較例 実施例と同じポリエステルフィルムに、実施例と同様の
光拡散層用塗布液を乾燥厚さ８μｍとなるようにバーコ
ーターにより塗布・乾燥して光拡散層を形成した。この
ように光拡散層を形成したポリエステルフィルムの裏面
に実施例と同様にグレー着色層を形成し、得られた透過
型スクリーンについて実施例と同様にＳＧ値、周辺光量
比、水平光量比を測定した。結果を表１に示した。

【００３０】表１に示す結果からも明らかなように、ス
クリーンの明るさを示す尺度であるＳＧ値については、
実施例、比較例ともに同様の結果であったが、周辺光量
比および水平光量比については、スクリーン面の光拡散
性が一様である比較例では低い値を示したのに対し、実
施例では大幅に向上したことが認められた。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の透過型スクリーンによれば光拡散層の光拡散性をス
クリーン中央部から周辺部に向って傾斜を有するものと
することにより、スクリーン全体の光量の差が少なく鮮
明な映像を映し出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による透過型スクリーンの１実施例を示
す断面図。

【図２】本発明による光拡散層の作用を説明する図。

【図３】本発明による光拡散層の形成方法を説明する
図。

【図４】透過型スクリーンにおける周辺および水平光量
比の測定方法を説明する図。

【符号の説明】

１・・・・・・基材 ２・・・・・・光拡散層 ３・・・・・・着色層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を透過する基材と、前記基材上に形成
   された光拡散層とを備えた透過型スクリーンにおいて、
   前記光拡散層は前記スクリーンの中央部から周辺部に向
   って光拡散性が漸増していることを特徴とする透過型ス
   クリーン。
2. 【請求項２】 光を透過する基材と、前記基材上に形成
   された光拡散層とを備えた透過型スクリーンにおいて、
   前記光拡散層は樹脂と前記樹脂内に分散された光拡散剤
   とを含み、その厚さが前記スクリーンの中央部から周辺
   部に向って漸増していることを特徴とする透過型スクリ
   ーン。