JP4442143B2 - 投射型画像表示システム - Google Patents
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スクリーンと、スクリーンに画像を投射する投射型画像表示装置とを備える投射型画像表示システムにおいて、
スクリーンが、
少なくとも可視光域の光を吸収する光吸収層と、
光吸収層上に設けられ、青色、緑色および赤色の光を選択的に反射する光学多層膜と
を備え、
投射型画像表示装置が、
三原色のうち、青および緑の色成分を有する光を出射する第1の光源と、
赤色光を出射する第2の光源と、
第1の光源から出射された光と、第2の光源から出射された光とを合成する合成手段と
を備え、
第1の光源が、水銀蒸気圧100気圧以下の水銀ランプであり、
第2の光源が、狭い波長帯域を有する赤色光を出射する光源であり、
第1の光源から出射される青および緑の色成分に対応する波長帯域と、第2の光源から出射される赤色光の波長帯域とが、スクリーンの反射波長特性に応じて選択されていることを特徴とする投射型画像表示システムである。
スクリーンと、スクリーンに画像を投射する投射型画像表示装置とを備える投射型画像表示システムにおいて、
スクリーンが、
少なくとも可視光域の光を吸収する光吸収層と、
光吸収層上に設けられ、青色、緑色および赤色の光を選択的に反射する光学多層膜と
を備え、
投射型画像表示装置が、
三原色のうち、青および緑の色成分を有する光を出射する第1の光源と、
赤色光を出射する第2の光源と、
第1の光源から出射された光を青色光および緑色光に分離する分離手段と、
分離手段により分離された青色光および緑色光と、第2の光源から出射された赤色光とを変調する変調手段と、
変調手段により変調された青色光、緑色光および赤色光を合成する合成手段と
を備え、
第1の光源が、水銀蒸気圧100気圧以下の水銀ランプであり、
第2の光源が、狭い波長帯域を有する赤色光を出射する光源であり、
第1の光源から出射される青および緑の色成分に対応する波長帯域と、第2の光源から出射される赤色光の波長帯域とが、スクリーンの反射波長特性に応じて選択されていることを特徴とする投射型画像表示システムである。
(基板)
基板11は、透明フィルム、ガラス板、アクリル板、メタクリルスチレン板、ポリカーボネート板、レンズ等の所望の光学特性を満足するものであればよい。光学特性として、上記基板11を構成する材料の屈折率は1.3〜1.7、ヘイズは8%以下、透過率は80%以上が好ましい。また、基板11にアンチグレア機能をもたせてもよい。
光学多層膜12a,12bは、高屈折率の光学膜12Hと、フッ素含有膜である低屈折率の光学膜12Lとが交互に積層された構成を有する。詳しくは、基板11の両主面上に、まず光学膜12Hが設けられ、ついで光学膜12Lが設けられ、以降光学膜12Hと光学膜12Lとが交互に設けられ、最後に光学膜12Hが設けられた構成であり、2n+1層(nは1以上の整数である。)からなる積層膜となっている。
光吸収層13は、光学多層膜12a,12bを透過した光を吸収するためのもので、光学多層膜12b上に設けられている。光吸収層13は、例えば、光学多層膜12b上に黒色の樹脂フィルムを貼り付けて形成される。あるいは、光学多層膜12b上に黒色塗料を塗布して形成されるようにしてもよい。
光拡散層14は、片面の表面が凹凸形状となっており、その構成材料は投射型画像表示装置2で使用する波長域の光を透過する性質のものであれば特に制約はなく、光拡散層14として通常使用されるガラスやプラスチックなどでよい。例えば、光学多層膜12a上に透明エポキシ樹脂を塗布し、エンボス加工などにより表面に凹凸を設けてもよいし、すでにそのような形状となった拡散フィルムを光学多層膜12a上に貼り合わせてもよい。光学多層膜12aで選択的に反射された光は光拡散層14を透過して射出される際に拡散し、視聴者はこの拡散した反射光を観察することで自然な画像を視認することができるようになる。光拡散層14における拡散角はその視認性を決める重要な要因であり、拡散板を構成する材料の屈折率や表面の凹凸形状などを調整することによってその拡散角を増大させる。
(ステップS1)
まず、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムなどからなる基板11を洗浄する。
次に、例えばディッピング法により、上述の塗布型光学膜用材料を基板11の両主面に所定量塗布する。そして、塗布型光学膜用材料の塗膜を乾燥後、例えば紫外線を照射して硬化させて、所定膜厚の光学膜12Hを形成する。
次に、例えばディッピング法により、フッ素を含有した下地層用塗料を光学膜12H上に所定量塗布する。そして、その塗膜を乾燥後、例えば熱硬化させ、所定膜厚の光学膜12Lを形成する。これにより、光学膜12Hと光学膜12Lとの積層構成となる。
次に、例えばディッピング法により、上述した塗布型光学膜用材料を基板11の最外層にある光学膜12L上に塗布する。そして、塗布型光学膜用材料の塗膜を乾燥後、例えば紫外線を照射して硬化させ、所定膜厚の光学膜12Hを形成する。以降、光学多層膜12a,12bの構成に応じて、ステップS2,S3の工程を所定回数行い、基板11上に光学多層膜12a,12bを形成する。
次に、黒色の樹脂フィルムを光学多層膜12b上に貼り合わせて、光吸収層13を形成する。なお、黒色の光吸収剤を含有した樹脂を光学多層膜12b上に塗布し、塗布された樹脂を硬化して、光吸収層13を形成するようにしてもよい。
次に、光学多層膜12aの最外層表面に低屈折率の透明接着剤(EPOXY TECHNOLOGY社製EPOTEK396)を塗布し、その上に板形状の光拡散層14の凹凸の有る面とは反対面を接触面として搭載した後に当該接着剤を硬化させて光学多層膜12aと光拡散層14とを貼り合わせる接着層とする。これにより、目的とするスクリーン1が製造される。
第1の光源21から出射された光は、マイクロレンズアレイ22を透過し、ダイクロイックミラー23において反射され、マイクロレンズアレイ24に入射する。一方、第2の光源41から出射された光は、マイクロレンズアレイ42を透過し、ダイクロイックミラー23を透過し、マイクロレンズアレイ24に入射する。
第1の光源21が三原色のうち青および緑の色成分を有する光を出射し、第2の光源41が赤色光を出射し、ダイクロイックミラー23が第1の光源21から出射された光と、第2の光源41から出射された光とを合成するため、第1の光源21から出射される光に欠けている赤の色成分を、第2の光源41から出射される赤色光により補うことができ、これにより、スクリーン1の波長選択性の効果を向上させることができる、という利点を得ることができる。すなわち、表示画像のコントラストを高くすることができる、また、赤色の色再現域を拡げることができる、という利点を得ることができる。
実施例
9個の半導体レーザ(波長670nm、出力500mW)を3×3のマトリックス状に配置して、第2の光源41を構成した。また、ダイクロイックミラー23,27,34として、それぞれ、図11A、図11B、図11Cに示す分光特性を有するダイクロイックミラーを用いた。なお、図11A、図11B、図11Cにおいて、ダイクロイックミラー23,27,34の一主面に対して直角に入射する光の透過率を実線により示し、ダイクロイックミラー23,27,34の一主面に対して45度の角度を成して入射する光の透過率を破線により示す。
また、実施例と比較するために、従来例を作成した。この従来例は、上述の実施例において、第2の光源41を省略し、第1の光源21として120Wの出力を有する超高圧水銀ランプ(Philips社製)を備えた以外のこのとは、上述の実施例と同様である。
第2の光源41から出射された赤色光をクロスビームコンバイナープリズム39に直接入射するため、ダイクロイックミラーなどにより赤色光を分離する処理を省略することができ、これにより、投射型画像表示装置2の構成をより簡素化することができる、という利点を得ることができる。
Claims (8)
- スクリーンと、上記スクリーンに画像を投射する投射型画像表示装置とを備える投射型画像表示システムにおいて、
スクリーンが、
少なくとも可視光域の光を吸収する光吸収層と、
上記光吸収層上に設けられ、青色、緑色および赤色の光を選択的に反射する光学多層膜と
を備え、
投射型画像表示装置が、
三原色のうち、青および緑の色成分を有する光を出射する第1の光源と、
赤色光を出射する第2の光源と、
上記第1の光源から出射された光と、上記第2の光源から出射された光とを合成する合成手段と
を備え、
上記第1の光源が、水銀蒸気圧100気圧以下の水銀ランプであり、
上記第2の光源が、狭い波長帯域を有する赤色光を出射する光源であり、
上記第1の光源から出射される青および緑の色成分に対応する波長帯域と、上記第2の光源から出射される赤色光の波長帯域とが、上記スクリーンの反射波長特性に応じて選択されていることを特徴とする投射型画像表示システム。 - 上記第2の光源が、1または2以上の赤色半導体レーザまたは赤色発光ダイオードからなることを特徴とする請求項1記載の投射型画像表示システム。
- 上記水銀ランプは、赤色成分を有していない水銀ランプであることを特徴とする請求項1記載の投射型画像表示システム。
- 上記スクリーンは、ブラッグ反射による波長選択性を有するスクリーンであることを特徴とする請求項1記載の投射型画像表示システム。
- スクリーンと、上記スクリーンに画像を投射する投射型画像表示装置とを備える投射型画像表示システムにおいて、
スクリーンが、
少なくとも可視光域の光を吸収する光吸収層と、
上記光吸収層上に設けられ、青色、緑色および赤色の光を選択的に反射する光学多層膜と
を備え、
投射型画像表示装置が、
三原色のうち、青および緑の色成分を有する光を出射する第1の光源と、
赤色光を出射する第2の光源と、
上記第1の光源から出射された光を青色光および緑色光に分離する分離手段と、
上記分離手段により分離された青色光および緑色光と、上記第2の光源から出射された赤色光とを変調する変調手段と、
上記変調手段により変調された青色光、緑色光および赤色光を合成する合成手段と
を備え、
上記第1の光源が、水銀蒸気圧100気圧以下の水銀ランプであり、
上記第2の光源が、狭い波長帯域を有する赤色光を出射する光源であり、
上記第1の光源から出射される青および緑の色成分に対応する波長帯域と、上記第2の光源から出射される赤色光の波長帯域とが、上記スクリーンの反射波長特性に応じて選択されていることを特徴とする投射型画像表示システム。 - 上記第2の光源が、1または2以上の赤色半導体レーザまたは赤色発光ダイオードからなることを特徴とする請求項5記載の投射型画像表示システム。
- 上記水銀ランプは、赤色成分を有していない水銀ランプであることを特徴とする請求項5記載の投射型画像表示システム。
- 上記スクリーンは、ブラッグ反射による波長選択性を有するスクリーンであることを特徴とする請求項5記載の投射型画像表示システム。
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