JP2010152226A - 映写スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】映像のコントラスト低下の要因となる迷光をエネルギーとして有効利用でき、映像のコントラストを高くすることができる映写スクリーンを提供すること。
【解決手段】複数のレンズ１ａを有するレンズアレイシート１と、レンズアレイシート１のレンズ１ａを通して映写光Ｌ１が入射される位置に設けられる光入射部３と、映写光Ｌ１以外の光Ｌ２を吸収し、光電変換素子で構成される光吸収部２とを備える映写スクリーン１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、映写スクリーンに関する。

映写スクリーンとして、プロジェクタ等の映写光源から入射される映写光を反射することによって映像を映し出す反射型の映写スクリーンが知られている。例えば下記特許文献１には、光反射性の基材シートの表面にプラスチックのレンチキュラーレンズシートを積層してなり、レンズシート下面の映写光が到達しない部分に吸光パターンを設けた反射型の映写スクリーンが開示されている。この映写スクリーンでは、レンズシートを通って入射される迷光が吸光パターンで吸収されるため、コントラストの高い映像を映し出すことが可能とされている。
特開平６−５９３４１号公報

しかし、上記特許文献１に記載の映写スクリーンでは、迷光は吸光パターンで熱というエネルギーに変換されているものの、この熱は単に放出されているにすぎず、エネルギーの有効利用という観点からは好ましくない。一方、吸光パターンで発生した熱をエネルギーとして取り出すことは困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、映像のコントラスト低下の要因となる迷光をエネルギーとして有効利用でき、映像のコントラストを高くすることができる映写スクリーンを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、以下の発明により上記課題を解決し得ることを見出した。

即ち本発明は、映写光が入射されることにより映像を映し出す映写スクリーンにおいて、複数のレンズを有するレンズアレイシートと、前記レンズアレイシートの前記レンズを通して前記映写光が入射される位置に設けられる光入射部と、前記映写光以外の光を吸収し、光電変換素子で構成される光吸収部と、を備えることを特徴とする。

この映写スクリーンによれば、映写光はレンズアレイシートの各レンズを通して光入射部に入射される。一方、映写光以外の光（以下、「迷光」と呼ぶ）は、光吸収部で吸収されて光電変換素子で電気に変換される。このため、映像のコントラストを高くすることができることはもちろん、光吸収部で吸収される迷光を容易に取り出すことが可能となり、エネルギーとして有効利用することができる。

上記映写スクリーンでは、前記光電変換素子が、前記レンズアレイシート上に設けられる第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置される第２の電極とを有する色素増感型太陽電池で構成され、前記レンズアレイシート、前記第１の電極及び前記第２の電極が可とう性を有することが好ましい。

この場合、レンズアレイシート、第１の電極及び第２の電極が可とう性を有している。このため映写スクリーンが大型であっても、映写スクリーンを巻くことが可能であり、それによって映写スクリーンをコンパクトにすることができ、映写スクリーンの持運びが容易となる。

上記映写スクリーンでは、前記光入射部が前記レンズアレイシート上に設けられ、前記光吸収部が前記レンズアレイシート上で前記光入射部に隣接配置されていてもよい。

本発明によれば、映像のコントラスト低下の要因となる迷光をエネルギーとして有効利用でき、映像のコントラストを高くすることができる映写スクリーンが提供される。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る映写スクリーンの好適な実施形態を示す断面図である。図１に示すように本実施形態の映写スクリーン１００は、いわゆる反射型の映写スクリーンを示しており、入射される映写光Ｌ１を反射することによって映像を映し出すものである。図１に示すように、映写スクリーン１００は、一面１ｂ側に複数のレンズ１ａが形成されたレンズアレイシート１と、レンズアレイシート１に対して一面１ｂ（以下、「レンズ形成面１ｂ」）と反対の面１ｃ（以下、「レンズ非形成面１ｃ」）側で且つレンズ１ａを通して映写光Ｌ１が入射される位置に設けられ、映写光Ｌ１を反射拡散する光反射拡散部（光入射部）３と、迷光Ｌ２を吸収する光吸収部２とを備えている。

光吸収部２は、入射した迷光Ｌ２を電気に変換する光電変換素子で構成されている。ここで、光吸収部２は、具体的には、レンズアレイシート１のレンズ非形成面１ｃ上に設けられる作用極（第１の電極）４と、作用極４上に電解液５を介して配置される対極（第２の電極）６とを有する色素増感型太陽電池で構成されている。

詳しく述べると、作用極４は、レンズアレイシート１のレンズ非形成面１ｃ上に形成される透明導電膜４ａと、透明導電膜４ａに対しレンズアレイシート１と反対側に設けられる半導体電極部４ｂと、半導体電極部４ｂに担持される光増感色素とを有している。

光反射拡散部３は、透明導電層４ａに接触して設けられている。詳細には、光反射拡散部３は、レンズ１ａの焦点位置に配置されている。そして、半導体電極部４ｂは、透明導電層４ａ上に光反射拡散部３を覆うように設けられている。

また対極６は、対極基板６ａ上に導電層６ｂ及び触媒層６ｃを順次設けてなり、触媒層６ｃが電解液５に接触している。

そして、レンズアレイシート１及び対極基板６ａを構成する材料は樹脂を含有している。このため、レンズアレイシート１及び対極６は可とう性を有している。

従って、映写スクリーン１００によれば、映写光Ｌ１はレンズアレイシート１の各レンズ１ａおよび透明導電膜４ａを通って光反射拡散部３に入射され、反射または拡散されてこの反射光または拡散光が映像として映し出される。

一方、迷光Ｌ２は、光吸収部２を構成する色素増感型太陽電池で吸収されて発電が行われ、電気に変換される。

このため、映写スクリーン１００によれば、映像のコントラストを高くすることができることはもちろん、光吸収部２で吸収される迷光Ｌ２をエネルギーとして容易に取り出すことが可能となり、エネルギーの有効利用が可能となる。

また映写スクリーン１００では、レンズアレイシート１および対極基板６ａを構成する材料が樹脂を含有しているため、レンズアレイシート１及び対極６は可とう性を有している。このため、映写スクリーン１００が大型であっても、映写スクリーン１００を巻くことが可能となり、映写スクリーン１００のコンパクト化が可能となる。このため、映写スクリーン１００の持運びが容易となる。加えて、半導体電極部４ｂが透明導電膜４ａ上に光反射拡散部３を覆うように設けられているため、レンズアレイシート１を通って半導体電極部４ｂに入射される迷光Ｌ２を余すところなく捕捉して電気に変換することができ、迷光Ｌ２をエネルギーとして極めて有効に利用することができる。

次に、映写スクリーン１００の各構成について詳細に説明する。

レンズアレイシート１のレンズ１ａとしては例えば半円柱形状又は半球状のものを用いることができる。レンズ１ａとして、半円柱形状のものを用いる場合、複数のレンズ１ａは互いに並設され、光反射拡散部３はレンズ１ａの配置に合せてストライプ状に配列される。

透明導電膜４ａを構成する材料としては、例えばスズ添加酸化インジウム（Indium−Tin−Oxide：ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、フッ素添加酸化スズ（Fluorine−doped−Tin−Oxide：ＦＴＯ）などの導電性金属酸化物が挙げられる。透明導電膜４ａは、単層でも、異なる導電性金属酸化物で構成される複数の層の積層体で構成されてもよい。透明導電膜４ａが単層で構成される場合、透明導電膜４ａは、高い耐熱性及び耐薬品性を有することから、ＦＴＯで構成されることが好ましい。また透明導電膜４ａとして、複数の層で構成される積層体を用いると、各層の特性を反映させることが可能となることから好ましい。中でも、ＩＴＯで構成される層と、ＦＴＯで構成される層との積層体を用いることが好ましい。この場合、高い導電性、耐熱性及び耐薬品性を持つ透明導電膜４ａが実現できる。透明導電膜４ａの厚さは例えば０．０１μｍ〜２μｍの範囲にすればよい。

半導体電極部４ｂは通常、酸化物半導体多孔膜で構成される１つの半導体層を有する。半導体層を構成する酸化物半導体多孔膜は、例えば酸化チタン（ＴiＯ₂）、酸化亜鉛（ＺnＯ）、酸化タングステン（ＷＯ₃）、酸化ニオブ（Ｎb₂Ｏ₅）、チタン酸ストロンチウム（ＳrＴiＯ₃）、酸化スズ（ＳnＯ₂）、酸化インジウム（Ｉｎ_３Ｏ_３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化タリウム（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化ホルミウム（Ｈｏ_２Ｏ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）又はこれらの２種以上で構成される酸化物半導体粒子で構成される。これら酸化物半導体粒子の平均粒径は１〜１０００ｎｍであることが、色素で覆われた酸化物半導体の表面積が大きくなり、即ち光電変換を行う場が広くなり、より多くの電子を生成することができることから好ましい。ここで、半導体層が、粒度分布の異なる酸化物半導体粒子を積層させて構成されることが好ましい。この場合、半導体層内で繰り返し光の反射を起こさせることが可能となり、入射光を半導体層の外部へ逃がすことなく効率よく光を電子に変換することができる。半導体電極部４ｂの厚さは、例えば０．５〜５０μｍとすればよい。なお、半導体電極部４ｂは、異なる材料からなる複数の半導体層の積層体で構成することもできる。

光増感色素としては、例えばビピリジン構造、ターピリジン構造などを含む配位子を有するルテニウム錯体や、ポルフィリン、エオシン、ローダミン、メロシアニンなどの有機色素が挙げられる。

光反射拡散部３としては、チタニア粒子の焼結体を用いることができる。但し、映像のコントラストを向上させるために、他の高屈折粒子（例えばチタン酸バリウム、ジルコニア）や、表面コートしたチタニア粒子の焼結体を用いてもよい。

電解液５としては、例えば１−エチル−３−メチルイミダゾリウム ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドに、１−メチル−３−メチルイミダゾリウムヨーダイド、ＬｉＩ、Ｉ_２、４−ｔ−ブチルピリジンを所定量溶解したものなどのイオン液体電解質が挙げられる。また、このイオン液体電解質にＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、カーボンナノチューブなどのナノ粒子を混練してゲル様となった擬固体電解質であるナノコンポジットイオンゲル電解質を用いてもよい。また、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド誘導体、アミノ酸誘導体などの有機系ゲル化剤を用いてイオン液体電解質をゲル化することもできる。

対極基板６ａは、樹脂を含有するものであれば特に制限されず、このような樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などを用いることができる。

導電層６ｂは導電性材料で構成される層であり、このような導電性材料としては、例えばチタン、ニッケル、白金、モリブデン、タングステン等の耐食性の金属材料や、ＩＴＯ、ＦＴＯ等の導電性酸化物や、炭素、導電性高分子で構成される。

触媒層６ｃは、対極６の表面における還元反応を促進するものであり、例えば白金、炭素系材料又は導電性高分子などから構成される。

次に、映写スクリーン１００の製造方法について図２を参照して説明する。

まず図２の（ａ）に示すように、レンズシート１を準備する。

そして、レンズシート１のレンズ非形成面１ｃ上に透明導電膜４ａを形成する（図２の（ｂ））。

次に、透明導電膜４ａ上に、各レンズ１ａに対向する位置に光反射拡散部３を形成する（図２の（ｃ））。このためには例えばチタニア粒子を含むペースト（例えば日揮触媒化成社製PST-400C）を準備し、透明導電膜４ａ上にそのペーストを塗布し乾燥させる。このとき、ペーストの印刷方法は、特に制限されるものではないが、例えば自動ディスペンサを用いてペーストの塗布位置をカメラ整合しながら行うことが好ましい。自動ディスペンサを用いることで１０〜１００μｍの精度でペーストの塗布を行うことができる。こうして印刷されるペーストを焼結させることによって光反射拡散部３を得る。

続いて、光反射拡散部３を覆うように半導体電極部４ｂを形成する（図２の（ｄ））。このためにはまず酸化物半導体を含む半導体電極形成用ペースト（例えば日揮触媒化成社製PST-18NR）を準備し、透明導電膜４ａの全面にそのペーストを塗布し乾燥させる。塗布方法としては、スクリーン印刷法、各種コータやディスペンサを用いた方法などが用いられる。その後、上記半導体電極形成用ペーストを焼結させることによって多孔質の半導体電極部４ｂを得る。半導体電極部４ｂの厚さは例えば３〜３５μｍの範囲とすればよい。このとき、均一に成膜できれば厚い方が好ましい。

この後、上記のようにして得られた構造体を、光増感色素を含有する色素含有液中に浸漬塗布する。これにより半導体電極部４ｂに光増感色素が選択的に担持される。

一方、対極６を準備する。対極６は、対極基板６ａ上に導電層６ｂを形成し、続いて導電層６ｂの上に触媒層６ｃを形成することによって得ることができる。

そして、作用極４の半導体電極部４ｂ上に、ナノコンポジットイオンゲル電解質を含むペーストを、例えばスクリーン印刷法等によって、色素を担持した作用極１上に塗布する。そして、色素を担持した作用極１と対極６とを電解液５を介して貼り合わせる（図１）。

最後に、作用極１と対極６との隙間を封止剤で封止する。こうして、映写スクリーン１００の製造が完了する。

次に、本発明の映写スクリーンの第２実施形態について図３を参照して説明する。なお、図３中、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図３は、本発明に係る映写スクリーンの第２実施形態を示す部分断面図である。図３に示すように、本実施形態の映写スクリーン２００は、レンズシート１上であって映写光が入射されない位置に光吸収部２０２が形成され、レンズシート１の表面上に光吸収部２０２を覆うように透明部材（光入射部）２０３が設けられている点で第１実施形態と相違する。即ち、本実施形態の映写スクリーン２００は、いわゆる透過型の映写スクリーンである。

光吸収部２０２は例えば色素増感型太陽電池で構成されている。この色素増感型太陽電池としては、第１実施形態の光吸収部２を構成する色素増感型太陽電池から光反射拡散部３を除外したものを用いることができる。透明部材２０３は透明な材料で構成されていれば特に制限されるものではなく、透明部材２０３としては、ガラスや、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート等の透明樹脂などで構成される。

本実施形態の映写スクリーン２００によれば、映写光Ｌ１はレンズアレイシート１の各レンズ１ａおよび透明導電膜４ａを通って透過部材２０３を透過する。この透過光によって映像が映し出される。一方、迷光Ｌ２は、光吸収部２を構成する色素増感型太陽電池で吸収されて発電が行われる。

このため、映写スクリーン２００によれば、映像のコントラストを高くすることができ、光吸収部２０２で吸収される迷光Ｌ２を容易にエネルギーとして取り出すことが可能となり、エネルギーの有効利用が可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、レンズシート１及び対極基板６ａを構成する材料は樹脂を含有しているが、レンズシート１及び対極基板６ａはガラスで構成されてもよい。

また上記第１実施形態では、光反射散乱部３は光吸収部２の内部に設けられているが、光反射散乱部３は、光吸収部２の外部であって、レンズシート１上に設けられてもよい。この場合、光吸収部２は、光反射散乱部３に隣接配置されればよい。

また上記第１及び第２実施形態では光電変換素子として色素増感型太陽電池が用いられているが、光電変換素子は色素増感型太陽電池に限らず、例えばシリコン型太陽電池などの光電変換素子であってもよい。

さらに上記第１及び第２実施形態では、対極６が対極基板６ａの上に導電層６ｂ及び触媒層６ａを順次設けてなるもので構成されているが、対極は、金属箔の上に触媒層を形成したものであってもよい。

さらにまた上記第１実施形態では、作用極４が第１の電極を構成し、対極６が第２の電極を構成しているが、対極６が第１の電極を構成し、作用極４が第２の電極を構成してもよい。但し、この場合、対極６を、入射光に対して透明とする必要がある。

本発明に係る映写スクリーンの一実施形態を示す部分断面図である。 図１の映写スクリーンを製造する一連の工程を示す断面図である。 本発明に係る映写スクリーンの他の実施形態を示す部分断面図である。

符号の説明

１…レンズシート、１ａ…レンズ、２，２０２…光吸収部、３…光反射拡散部（光入射部）、４…作用極、６…対極（電極）、１００，２００…映写スクリーン、２０３…透明部材（光入射部）。

Claims (3)

1. 映写光が入射されることにより映像を映し出す映写スクリーンにおいて、
   複数のレンズを有するレンズアレイシートと、
   前記レンズアレイシートの前記レンズを通して前記映写光が入射される位置に設けられる光入射部と、
   前記映写光以外の光を吸収し、光電変換素子で構成される光吸収部と、
   を備えることを特徴とする映写スクリーン。
2. 前記光電変換素子が、
   前記レンズアレイシート上に設けられる第１の電極と、前記第１の電極に対向して配置される第２の電極とを有する色素増感型太陽電池で構成され、
   前記レンズアレイシート、前記第１の電極及び前記第２の電極が可とう性を有することを特徴とする請求項１に記載の映写スクリーン。
3. 前記光入射部が前記レンズアレイシート上に設けられ、前記光吸収部が前記レンズアレイシート上で前記光入射部に隣接配置されていることを特徴とする請求項１に記載の映写スクリーン。

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