JP2010102308A - 投影スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】反射型正面投影スクリーンを改良することにより画面のコントラストを増加させると共に利得値も増加させる投影スクリーンを提供する。
【解決手段】本発明の投影スクリーンは、反射層、吸光構造、複数の拡散層及びレンズ構造層を含む。吸光構造は、反射層の上方に設置され、また、複数の貫通穴を有し、反射層の一部は、複数の貫通穴から露出する。第一屈折率を有する複数の拡散層は、それぞれ、吸光構造の複数の貫通穴内に設置され、また、複数の貫通穴から露出する反射層の一部と接触する。レンズ構造層は、複数の拡散層及び吸光構造の上方に設置され、レンズ構造層の入光側は、複数の凸レンズを含む。複数の凸レンズは、複数の拡散層とそれぞれ対応する。レンズ構造層は、第二屈折率を有し、第二屈折率は、第一屈折率より小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は、投影スクリーンに関し、特に、反射型正面投影スクリーンに関する。

投影スクリーンは、投影機からの投射光を分散させるために用いられる光学スクリーンである。投射光の方向が固定され、光束量が変わらない場合、投影スクリーンにより反射された光束の輝度と、人の目が受けることができる理想輝度との比が、投影スクリーンにより反射された光束方向における輝度係数と定義される。輝度係数の最大値は、投影スクリーンの利得値（Ｇａｉｎ）として定義され、投影スクリーンが投射光を反射する能力を表すために用いられる。一般的に言えば、画面の視角、コントラスト及び投影スクリーンの利得値を増加するために、投影スクリーンは、投影機の投射光を拡散させる他に、外部の環境光による妨害を排除でき、これにより、画面のコントラストに影響を与えることを避けるとのことも要求される。

図１は、従来の反射型正面投影スクリーン構造１００を示す図である。図１を参照する。不透光基板１１０が反射型正面投影スクリーン構造１００の底層に位置し、この不透光基板１１０の上方は、順に、光透過性のあるガラス玉状構造１２０、及び、両屈折率が異なるがそう違わない光透過性材料層１３０と１４０が設置される。ここで、光透過性材料層１４０の表面は、プリズム構造１５０が設けられ、このプリズム構造１５０は、連続的に配列される複数のプリズムからなる。また、プリズム構造１５０の一表面は、黒色遮蔽層１６０により覆われる。

投射光Ｒは、プリズム構造１５０の他の表面から投影スクリーン構造１００に進入した後に、まず、屈折率の異なる光透過性材料層１４０と１３０を透過し、それから、ガラス玉状構造１２０に進入する。投影スクリーン構造１００の底層は、不透光基板１１０であるので、投射光Ｒは、反射又は吸収されることが可能であり、反射された光束は、ガラス玉状構造１２０を経過し、射出光の径路Ｒ２又はＲ３に沿って投影スクリーン構造１００から射出し、これにより、射出光を拡散させ、画面の視角を増加させる効果を達成することができる。それ以外に、プリズム構造１５０の黒色遮蔽層１６０は、外部の雑光Ｏを吸収することができ、これにより、雑光Ｏの影響を受けることによって画面のコントラストが下がることが避けられる。

図２は、従来の他の反射型正面投影スクリーン構造２００を示す図である。図２を参照する。不透光基板２１０が反射型正面投影スクリーン構造２００の底層に置かれ、この不透光基板２１０の上方は、順に、光透過性のあるガラス玉状構造２２０、及び、両屈折率が異なるがそう違わない光透過性材料層２３０と２４０が設置される。ここで、光透過性材料層２４０の表面２５０は、平面構造が設けられる。

投射光Ｌは、光透過性材料層２４０の表面２５０から投影スクリーン構造２００に進入した後に、まず、屈折率の異なる光透過性材料層２４０と２３０を透過し、それから、ガラス玉状構造２２０に進入する。投影スクリーン構造２００の底層は不透光基板２１０であるので、投射光Ｌは反射又は吸収されることが可能であり、反射された光束は、ガラス玉状構造２２０を経過し、射出光の径路Ｌ２又はＬ３に沿って投影スクリーン構造２００から射出し、これにより、射出光を拡散させ、画面の視角を増加させる効果を達成することができる。

しかし、反射型正面投影スクリーン構造１００と２００は、それぞれ、次のような問題を有する。

１、図１の中の反射型正面投影スクリーン構造１００のプリズム構造１５０は、外部の雑光Ｏを吸収する目的を達成するために、黒色遮蔽層１６０を要するが、一部の射出光、例えば、射出光の径路Ｒ２に沿った射出光は、黒色遮蔽層１６０に入射して吸収されることがあるので、光射出の効率が低下し、投影スクリーンの利得値が下がってしまう。

２、図２の中の反射型正面投影スクリーン構造２００は、製作が比較的簡単であるが、雑光Ｏをブロックする効果を具備せず、例えば、外部の雑光Ｏは、光の射出径路Ｌ２又はＬ３に沿って投影スクリーン構造３００に入射する可能性があるので、画面のコントラストが下がってしまう。

よって、如何に画面のコントラストを増加させると共に投影スクリーンの利得値も増加させるかは、この技術分野の解決すべき問題である。

本発明の目的は、投影スクリーンを提供することにあり、これにより、投影機の投射光の反射効果を向上し、利得値を増加し、また、鑑賞者へ反射される雑光を減少し、投影画面に良好なコントラストを待たせることができる。

本発明の他の目的及び利点が、本発明に開示される技術的特徴からより一層理解されることができる。

前述した一又は部分又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例による投影スクリーンは、反射層、吸光構造、複数の拡散層及びレンズ構造層を含む。吸光構造は、反射層の上方に設置され、また、複数の貫通穴を有し、一部の反射層は、これらの貫通穴から露出する。ここで、反射層は、光束を反射するために用いられ、且つ、光束を拡散させない。

それらの拡散層は、それぞれ、吸光構造のそれらの貫通穴内に設置され、また、それらの貫通穴から露出する一部の反射層と接触する。拡散層は、第一屈折率を有する。各々の拡散層の表面は、拡散作用を達成するように砂粒を吹きつける処理が行われ、或いは、各々の拡散層に複数の光拡散粒子を含ませることにより同様な効果を達成する。吸光構造は、それらの拡散層の表面の上方に位置する複数の突起構造を有する。

レンズ構造層は、拡散層及び吸光構造の上方に設置され、レンズ構造層の入光側は、複数の凸レンズを含み、これらの凸レンズは、それらの拡散層とそれぞれ対応し、且つ、レンズ構造層は、第二屈折率を有し、この第二屈折率は、第一屈折率より小さい。それ以外に、各々の凸レンズの焦点は、反射層の下方に位置する。また、それらの凸レンズは、球面レンズ、放物面レンズ、多面体レンズ及び柱状レンズからなるグループより選択されるものを含む。

前述した一又は部分又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の他の実施例による投影スクリーンは、反射層、吸光構造、複数の拡散層及びレンズ構造層を含む。吸光構造は、複数の吸光層を含み、吸光層は、反射層の上方に設置され、且つ、任意の対向する二つの吸光層の間は、間隔領域を有し、一部の反射層は、これらの間隔領域から露出する。各々の吸光層は、断面が方形又は錐形の柱体であってもよく、また、それらの拡散層の表面から突出する。

複数の拡散層は反射層の上方に設置され、これらの拡散層は、それらの間隔領域内に設けられ、吸光構造と隣接する。

レンズ構造層は、拡散層及びそれらの吸光層の上方に設置され、レンズ構造層の入光側は、複数の凸レンズを含み、これらの凸レンズは、それらの拡散層とそれぞれ対応し、且つ、レンズ構造層は、第二屈折率を有し、この第二屈折率は、拡散層の前記第一屈折率より小さい。ここで、各々の凸レンズは、対応する拡散層の真上に位置する。

従来の反射型正面投影スクリーン構造に比べ、本発明の実施例の吸光構造は、雑光をより有効に吸収することができ、これにより、画面のコントラストを増加することができる。また、プリズム構造は、投影機の投射光を集光させることができ、これにより、輝度を増加させることができる。さらに、輝度が増加された投影光は、拡散層により拡散され、或いは、反射層に入射して反射されるので、投影スクリーンの射出光の輝度及び視角を増加することができる。

以上述べたところを総合すれば、本発明の実施例による反射型正面投影スクリーンは、画面のコントラストを増加することができるのみならず、画面の視角を同時に増加することもできるので、鑑賞者が楽しめる視覚効果をより一層向上することができる。

従来の反射型正面投影スクリーン構造を示す図である。 従来の他の反射型正面投影スクリーン構造を示す図である。 本発明の投影スクリーンの第一実施例における構造を示す図である。 本発明の投影スクリーンの第二実施例における構造を示すである。 本発明の投影スクリーンの第三実施例における構造を示す図である。 図３における投影スクリーンのｃ−ｃ′に沿った断面構造の実施例を示す図である。 図３における投影スクリーンのｃ−ｃ′に沿った断面構造の他の実施例を示す図である。 本発明の投影スクリーンの第四実施例における構造を示す図である。 本発明の投影づくリーンに第五実施例における構造を示す図である。 凸レンズの立体図である。 他の凸レンズの立体図である。 他の凸レンズの立体図である。 他の凸レンズの立体図である

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

なお、次の各実施例の説明は、添付した図面を参照して行われたものであり、本発明の実施可能な特定の実施例を例示するために用いられる。また、本発明に言及した方向の用語、例えば、上、下、前、後、左、右などは、添付した図面の方向を参考するためのもののみである。よって、以下に使用された方向の用語は、説明のために用いられ、本発明を限定するためのものでない。

図３を参照する。図３は、本発明の第一実施例における投影スクリーン３００の断面構造を示す図である。図３に示すように、投影スクリーン３００は、反射層３１０、吸光構造３２０、複数の拡散層３３０及びレンズ構造層３４０を含む。吸光構造３２０及び拡散層３３０は、反射層３１０の上方に配列され、レンズ構造層３４０は吸光構造３２０及び拡散層３３０の上方に設けられる。拡散層３３０及びレンズ構造層３４０は共に光透過性を有し、レンズ透過構造層３４０の屈折率は、拡散層３３０の屈折率より小さい。

それ以外に、投影スクリーン３００の吸光構造３２０は、複数の突起構造を有しても良く、且つ、これらの突起構造は、それらの拡散層３３０の表面の上方に位置する。図３Ａと図３Ｂを参照する。図３Ａは、本発明の第二実施例における投影スクリーン３０１の断面構造を示す図であり、図３Ｂは、本発明の第三実施例おける投影スクリーン３０２の断面構造を示す図である。投影スクリーン３０１及び３０２の吸光構造３２０の突起構造３２１及び３２２は、それぞれ、断面が方形の柱体又は断面が錐形の柱体であり、柱体と柱体との間には貫通穴（符号なし）が形成される。

図４Ａを共に参照する。図４Ａは、図３、３Ａ、３Ｂの投影スクリーン３００、３０１、３０２の一実施例のｃ−ｃ′断面を示す図である。吸光構造３２０は、反射層３１０の上方に設置され、且つ、複数の貫通穴３８０を有する。吸光構造３２０は、外部の雑光Ｏを吸収するために用いられ、これにより、画面の対比効果を向上させ、また、一部の反射層３１０は、それらの貫通穴３８０から露出する。なお、反射層３１０は、光束を反射するために用いられ、且つ、光束を拡散させない。つまり、反射層３１０は、光拡散用材料を含まず、且つ、光拡散用構造も有しない。これにより、投影機の投射光Ｒを投影スクリーンから外へ確実に反射させることができ、例えば、光経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が示すようである。それらの拡散層３３０は、充填技術により、それぞれ、吸光構造３２０のそれらの貫通穴３８０内に充填され、また、露出した一部の反射層３１０と接触する。

図４Ｂを共に参照する。図４Ｂは、図３、３Ａ、３Ｂの投影スクリーン３００、３０１、３０２の他の実施例のｃ−ｃ′断面を示す図である。吸光構造３２０は、複数の吸光層３２３からなり、反射層３１０の上方に設置され、且つ、任意の対向する二つの吸光層３２３の間は、間隔領域Ｓを有し、一部の反射層３１０は、間隔領域Ｓから露出する。複数の拡散層３３０は、反射層３１０の上方に設けられ、且つ、これらの拡散層３３０は、それぞれ、これらの間隔領域Ｓ内に充填されて吸光構造３２０と隣接し、また、露出した一部の反射層３１０と接触する。

これ以外に、吸光層３２３の構造は、それらの拡散層３３０の表面から突出する柱体であっても良く、且つ、前記柱体の断面は、方形又は錐形であっても良い。

図３に示すように、拡散層３３０は、ポリエステル（POLYESTER）、ポリ（POLY）類物質、光拡散粒子又はそれらの混合物であり、且つ、第一屈折率を有する。一実施例においては、複数の光拡散粒子３３１と、ポリエステル又はポリ類物質とを混合して拡散層３３０を形成する。投射光Ｒが反射層３１０により反射されて拡散層３３０に入射するときに、反射光は、光拡散粒子３３１を通過し、その射出角度及び径路が変更され、光拡散の効果を達成し、例えば、光経路Ｒ１、Ｒ３及びＲ３に沿って射出し、反射光の分布面積を増大させ、画面の視角を増加する効果を達成する。

それ以外に、図５を参照する。図５は、本発明の第四実施例の投影スクリーン５００の断面構造を示す図である。拡散層３３０の表面に対して砂粒を吹きつける処理を行うことにより粗面３３２を形成し、投射光Ｒは、反射されて粗面３３２を通過するときに、粗面３３２は、射出光を拡散し、例えば、射出光を光経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３に沿って射出させることにより、画面の視角を増加することもできる。

再び図３を参照する。レンズ構造層３４０は、吸光構造３２０及び拡散層３３０の上方に設置され、レンズ構造層３４０の入光側は、投影機（図示せず）に面し、複数の凸レンズ３５０を含み、これらの凸レンズ３５０は、それぞれ、それらの拡散層３３０に対応し、即ち、各々の凸レンズ３５０は、対応する拡散層３３０の真上に位置し、且つ、レンズ構造層３４０は、第二屈折率を有し、この第二屈折率は、それらの拡散層３３０の第一屈折率より小さく、これにより、光束は、レンズ構造層３４０から拡散層３３０に進入したときに、屈折されて拡散層３３０の中央へ集光し、つまり、拡散層３３０に進入した光束が両側の吸光構造３２０に入射し、吸光構造３２０により吸収されることにより、投影スクリーン３００の利得値が低下することが避けられる。

本実施例において、各々の凸レンズ３５０の焦点は、反射層３１０の下方に位置し、これにより、投射光Ｒは、焦点に集まる前に、拡散層３３０に入射し、そして、拡散されて投影スクリーン３００から射出する。また、投射光Ｒは、拡散層３３０により拡散された後に、射出光の経路Ｒ１、Ｒ２及びＲ３において相殺干渉を生成することが避けられ、これにより、投影スクリーンに比較的良好な利得値を持たせることができる。

図６を参照する。図６は、図３の中の投影スクリーン３００の凸レンズ３５０を、弧面レンズから多面体レンズ３５１に変更した後の様子を示す図である。図７Ａ乃至図７Ｄは、各種の凸レンズ３５２、３５３、３５４、３５５の立体図である。一実施例において、上述した複数の凸レンズ３５０は、球面レンズ３５２、放物面レンズ３５３、弧面柱状レンズ３５４、多面体柱状レンズ３５５又はこれらのレンズの組合せであっても良い。

また、本発明の技術的思想に基づいて、前述した実施例の中の投影スクリーン３００、３０１、３０２又は５００の一部の構造の特徴を新たに組み合わせることにより、他の実施例を得ることもできる。例えば、図３Ａの中の投影スクリーン３０１の凸レンズ３５０を、弧面レンズから図７に示すような弧面柱状レンズ３５４に変更しても良く、図３Ｂの中の投影スクリーン３０２の、光拡散粒子３３１を含む拡散層３３０を、図５に示すような、砂粒を吹きつける処理による粗面３３１に変更しても良く、或いは、図５の中の投影スクリーン５００の吸光構造３２０を、図３Ｂに示すような、突起構造３２２を有する態様に変更しても良い。

以上述べたところを総合すれば、前述した実施例における反射型正面投影スクリーンは、少なくとも以下の利点を有する。

１、吸光構造が拡散層の表面から突出することができるので、外部の雑光を吸収する効果を向上し、画面のコントラストを増加することができる。

２、レンズ構造を変更することにより、各々の凸レンズの焦点を反射層の下方に位置させ、且つ、凸レンズが拡散層と対応し、これにより、投射光が射出する過程に相殺干渉を生成することが避けられ、投影スクリーンに比較的良好な利得値を持たせることができる。

３、拡散層を反射層の上方に設置させることにより、反射光を、拡散層を通過させることができ、これにより、反射光の射出角度及び径路を変更し、光拡散の効果を達成し、及び、画面の視角を増加する効果を達成することができる。

本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の精神と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の部分と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。

１００、２００、３００、３０１、３０２、５００ 投影スクリーン
１１０、２１０ 不透光基板
１２０、２２０ ガラス玉状構造
１３０、１４０、２３０、２４０ 光透過性材料層（屈折率が異なる）
１５０ プリズム構造
１６０ 黒色遮蔽層
２５０ 光透過性材料層の表面
３１０ 反射層
３２０ 吸光構造
３２１、３２２ 突起構造
３２３ 吸光層
３３０ 拡散層
３３１ 光拡散粒子
３３２ 粗面
３４０ レンズ構造層
３５０ 凸レンズ
３５１ 多面体レンズ
３５２ 球面レンズ
３５３ 放物面レンズ
３５４ 弧面柱状レンズ
３８０ 複数の貫通穴
Ｏ 雑光
Ｒ、Ｌ 投射光
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｌ１、Ｌ２ 射出光の径路

Claims (18)

1. 投影スクリーンであって、
   反射層と、
   吸光構造と、
   複数の拡散層と、
   レンズ構造層と、を含み、
   前記吸光構造は、前記反射層の上方に設けられ、且つ、複数の貫通穴を有する前記吸光構造を有し、前記反射層の一部は前記複数の貫通穴から露出し、
   前記複数の拡散層は、前記吸光構造の前記複数の貫通穴にそれぞれ設けられ、前記複数の貫通穴から露出する前記反射層の前記一部と接触する前記複数の拡散層を有し、前記複数の拡散層は第一屈折率を有し、
   前記レンズ構造層は、前記複数の拡散層及び前記吸光構造の上方に設けられる前記レンズ構造層を有し、前記レンズ構造層の入光側は複数の凸レンズを含み、前記複数の凸レンズは前記複数の拡散層とそれぞれ対応し、且つ、前記レンズ構造層は第二屈折率を有し、前記第二屈折率は前記第一屈折率より小さい、
   ことを特徴とする投影スクリーン。
2. 前記反射層は、光束を反射し、且つ、前記光束を拡散させない、
   請求項１に記載の投影スクリーン。
3. 前記複数の拡散層の各々は、砂粒を吹きつける処理による表面を有する、
   請求項１に記載の投影スクリーン。
4. 前記複数の拡散層の各々は、複数の光拡散粒子を含む、
   請求項１に記載の投影スクリーン。
5. 前記吸光構造は、前記複数の拡散層の表面の上方に位置する複数の突起構造を有する、
   請求項１に記載の投影スクリーン。
6. 前記複数の突起構造の各々は、断面が方形又は錐形の柱体であり、且つ、前記複数の突起構造の各々は、前記複数の貫通穴のうち一つと隣接する、
   請求項５に記載の投影スクリーン。
7. 前記複数の凸レンズの各々の焦点は、前記反射層の下方に位置する、
   請求項１に記載の投影スクリーン。
8. 前記複数の凸レンズは、球面レンズ、放物面レンズ、多面体レンズ及び柱状レンズからなるグループより選択されたものを含む、
   請求項１に記載の投影スクリーン。
9. 前記複数の凸レンズの各々は、対応する前記拡散層の真上に位置する、
   請求項１に記載の投影スクリーン。
10. 投影スクリーンであって、
    反射層と、
    吸光構造と、
    複数の拡散層と、
    レンズ構造層と、を含み、
    前記吸光構造は、複数の吸光層を有し、前記複数の吸光層は前記反射層の上方に設けられ、且つ、任意の対向する二つの前記吸光層の間は間隔を有する前記吸光構造を有し、前記反射層の一部は前記複数の間隔から露出し、
    前記複数の拡散層は、前記反射層の上方に設けられ、且つ、前記複数の間隔内にそれぞれ設けられて前記吸光構造と隣接する前記複数の拡散層を有し、前記複数の拡散層は第一屈折率を有し、
    前記レンズ構造層は、前記複数の拡散層及び前記吸光構造の上方に設けられる前記レンズ構造層を有し、前記レンズ構造層の入光側は複数の凸レンズを含み、前記複数の凸レンズは前記複数の拡散層とそれぞれ対応し、且つ、前記レンズ構造層は第二屈折率を有し、前記第二屈折率は前記第一屈折率より小さい、
    ことを特徴とする投影スクリーン。
11. 前記反射層は、光束を反射し、且つ、前記光束を拡散させない、
    請求項１０に記載の投影スクリーン。
12. 前記複数の吸光層の各々は、前記複数の拡散層の表面から突起する、
    請求項１０に記載の投影スクリーン。
13. 前記複数の吸光層の各々は、断面が方形又は錐形の柱体である、
    請求項１２に記載の投影スクリーン。
14. 前記複数の拡散層の各々は、砂粒を吹きつける処理による表面を有する、
    請求項１０に記載の投影スクリーン。
15. 前記複数の拡散層の各々は、複数の光拡散粒子を含む、
    請求項１０に記載の投影スクリーン。
16. 前記複数の凸レンズの各々の焦点は、前記反射層の下方に位置する、
    請求項１０に記載の投影スクリーン。
17. 前記複数の凸レンズは、球面レンズ、放物面レンズ、多面体レンズ及び柱状レンズからなるグループより選択されたものを含む、
    請求項１０に記載の投影スクリーン。
18. 前記複数の凸レンズの各々は、対応する前記拡散層の真上に位置する、
    請求項１０に記載の投影スクリーン。

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