JP6888331B2 - Reflective screen, video display device - Google Patents
Reflective screen, video display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6888331B2 JP6888331B2 JP2017039299A JP2017039299A JP6888331B2 JP 6888331 B2 JP6888331 B2 JP 6888331B2 JP 2017039299 A JP2017039299 A JP 2017039299A JP 2017039299 A JP2017039299 A JP 2017039299A JP 6888331 B2 JP6888331 B2 JP 6888331B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screen
- light
- layer
- image
- reflective
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Description
本発明は、反射スクリーンと、これを備える映像表示装置とに関するものである。 The present invention relates to a reflective screen and an image display device including the reflective screen.
従来、映像源から投射された映像光を反射して表示する反射スクリーンとして、様々なものが開発されている(例えば、特許文献1参照)。なかでも、透明性を有する反射スクリーンは、窓ガラス等のように透光性の高い部材に貼り付ける等し、投射された映像光を反射して良好に映像が視認でき、かつ、映像光を投射しない不使用時等にはスクリーンの向こう側の景色が透けて見えるため、意匠性の高さ等から需要が高まっている。 Conventionally, various reflective screens have been developed that reflect and display the image light projected from the image source (see, for example, Patent Document 1). Among them, the transparent reflective screen is attached to a highly translucent member such as a window glass to reflect the projected image light so that the image can be visually recognized well and the image light can be seen. Since the scenery on the other side of the screen can be seen through when not in use without projection, demand is increasing due to its high design.
しかし、このような透明性を有する半透過型の反射スクリーンは、光を拡散する拡散粒子等を含有する光拡散層を備えていると、スクリーンの向こう側の景色が白っぽくぼやけて観察され、意匠性の低下を招くため、透明性の向上が課題となっていた。また、各種スクリーンにおいて、薄型化や、コントラストの高い良好な映像を表示することは、常々求められることである。 However, if the translucent reflective screen having such transparency is provided with a light diffusing layer containing diffused particles that diffuse light, the scenery on the other side of the screen is observed whitish and blurred, and the design Improving transparency has been an issue because it causes a decrease in sex. In addition, it is always required to reduce the thickness of various screens and display good images with high contrast.
また、透明性を有する反射スクリーンでは、一部の映像光が反射型スクリーンの背面側から出射する場合がある。このような抜け光が、特に反射スクリーンの画面上部等で生じると、背面側の天井等に映像が映り込み、意匠性の低下を招くという問題があった。
また、上述のような透明性を有する反射スクリーンにおいて、一部の映像光が迷光となって所定の方向へ画像がにじむ像ぼけ等が生じる場合があった。
また、上述のような透明性を有する反射スクリーンに対して、外光による映像のコントラスト低下を抑制し、明るく明瞭な映像を表示することも求められている。
Further, in a transparent reflective screen, some image light may be emitted from the back side of the reflective screen. When such light escape occurs especially in the upper part of the screen of the reflective screen, there is a problem that the image is reflected on the ceiling on the back side and the design is deteriorated.
Further, in the reflective screen having the above-mentioned transparency, a part of the image light may become stray light and the image may be blurred in a predetermined direction.
Further, it is also required to suppress a decrease in contrast of an image due to external light and display a bright and clear image on a reflective screen having the above-mentioned transparency.
上述の特許文献1には、透過型、反射型の両方に使用することができるスクリーンが提案されており、背面側からの光を透過することが可能である。
しかし、この特許文献1には、スクリーンの透明性の向上や、抜け光による天井への映像の映り込みに対する対策、像ぼけを抑制する対策等に関しては、なんら開示されていない。
The above-mentioned
However,
本発明の課題は、透明性が高く、良好な映像を表示できる反射スクリーン、及び、これを備える映像表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a reflective screen having high transparency and capable of displaying a good image, and an image display device including the reflective screen.
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第1の発明は、映像源から投射された映像光(L)を反射して映像を表示する反射スクリーンであって、光透過性を有し、映像光が入射する第1の面(121a,221a,521a,621a)と、これに対向する第2の面(121b,221b,521b,621b)とを有する背面側に凸となる単位光学形状(121,221,521,621)が、背面側の面に複数配列された第1光学形状層(12,22,52,62)と、前記単位光学形状の少なくとも前記第1の面に形成され、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層(13,33)と、光透過性を有し、前記第1光学形状層及び前記反射層の背面側に、前記単位光学形状による凹凸の谷部を充填するように設けられた第2光学形状層(14,24,54,64)と、を備え、前記単位光学形状は、その表面に凹凸形状を有し、少なくとも前記反射層の前記単位光学形状側の面は、前記凹凸形状に対応した凹凸形状を有すること、を特徴とする反射スクリーン(10,20,30,40,50,60)である。
第2の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、前記単位光学形状の頂部(622)は、背面側に凸となる曲面状であり、隣り合う前記単位光学形状の間の谷部(623)は、映像源側に凸となる曲面状であり、前記頂部の曲率半径は、前記谷部の曲率半径よりも大きく、前記反射層(13)は、少なくとも、前記第1の面及び前記頂部に形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(60)である。
第3の発明は、第1の発明又は第2の発明の反射スクリーンにおいて、前記反射層(13)は、前記単位光学形状(621)に沿ってその全面に形成されていること、を特徴とする反射スクリーン(60)である。
第4の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、光を拡散する拡散粒子を含有する光拡散層を備えていないこと、を特徴とする反射スクリーン(10,20,30,40,50,60)である。
第5の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、前記単位光学形状(12,22)の配列方向において、該反射スクリーンの反射光のピーク輝度となる出射角度から輝度が1/2となる出射角度までの角度変化量を+α1,−α2とし、その絶対値の平均値をαとし、前記第1の面がスクリーン面に平行な面となす角度をθ1とするとき、該反射スクリーンの少なくとも一部の領域において、α<arcsin(n×sin(2×(θ1)))という関係を満たすこと、を特徴とする反射スクリーン(10,20)である。
第6の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、前記第1の面(121a,221a)上の前記反射層(13)の単位面積当たりに前記凹凸形状が形成されていない鏡面領域が占める割合が5%以下であること、を特徴とする反射スクリーン(10,20)である。
第7の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、該反射スクリーンの厚み方向において、映像源側表面から前記反射層の背面側の面までの映像源側領域(Sa)、又は、該反射スクリーンの厚み方向において、背面側表面から前記反射層の映像源側の面までの背面側領域(Sb)に、光を吸収して該反射スクリーンの光の透過率を所定の値とする光吸収層(33)を少なくとも1つ備えること、を特徴とする反射スクリーン(30)である。
第8の発明は、第7の発明の反射スクリーンにおいて、前記反射層(33)が、前記光吸収層(33)としての機能を有すること、を特徴とする反射スクリーン(30)である。
第9の発明は、第7の発明の反射スクリーンにおいて、前記光吸収層(33)は、その透過光に対する吸収率が5%以上であること、を特徴とする反射スクリーン(30)である。
第10の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、該反射スクリーンの厚み方向において前記反射層(13)を含めた該反射スクリーンの背面側の領域に、映像光に含まれる所定の偏光を吸収又は反射し、映像光の少なくとも一部が該反射スクリーンの背面側へ出射することを抑制する抜け光抑制層(45)を備えること、を特徴とする反射スクリーン(40)である。
第11の発明は、第10の発明の反射スクリーンにおいて、前記抜け光抑制層(45)は、前記反射層を透過した前記所定の偏光を吸収し、それ以外の光を透過する機能を有する層であり、該反射スクリーンの厚み方向において前記反射層よりも背面側に設けられること、を特徴とする反射スクリーン(40)である。
第12の発明は、第10の発明の反射スクリーンにおいて、前記反射層は、前記所定の偏光を反射し、それ以外の光を透過する前記抜け光抑制層としての機能を有すること、を特徴とする反射スクリーン(40)である。
第13の発明は、第10の発明の反射スクリーン(40)と、前記反射スクリーンに対して、映像光として、前記所定の偏光を多く含む光、又は、前記所定の偏光を投射する映像源と、を備える映像表示装置である。
第14の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、前記第2の面(521b)において最も背面側に位置する点(t)と前記第2の面において最も映像源側に位置する点(v)とを通る平面が、該反射スクリーンのスクリーン面に平行な方向となす角度をθ2とするとき、前記角度θ2は、25°≦θ2≦65°を満たすこと、を特徴とする反射スクリーン(50)である。
第15の発明は、第1の発明の反射スクリーンにおいて、前記第2の面(521b)は、少なくとも一部が曲面であり、前記第2の面の接線(S)又は前記第2の面が該反射スクリーンのスクリーン面に平行な方向となす角度を角度θ3とすると、前記第2の面において、25°≦θ3≦65°を満たす領域は、前記角度θ3が0°≦θ3<25°を満たす領域の面積と前記角度θ3が65°<θ3≦90°を満たす領域の面積との和よりも大きいこと、を特徴とする反射スクリーン(50)である。
第16の発明は、第1の発明から第12の発明、第14の発明、第15の発明のいずれかの反射スクリーン(10,20,30,40,50,60)と、前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源(LS)と、を備える映像表示装置(1)である。
The present invention solves the above problems by the following solutions. In addition, in order to facilitate understanding, the description will be given with reference numerals corresponding to the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
The first invention is a reflective screen that reflects an image light (L) projected from an image source and displays an image, has light transmission, and has a first surface (121a,) on which the image light is incident. The unit optical shape (121,221,521,621) that has a second surface (121b, 221b, 521b, 621b) facing the 221a, 521a, 621a) and is convex to the back side is the back side. A plurality of first optical shape layers (12, 22, 52, 62) arranged on the surface of the unit, and at least the first surface of the unit optical shape, which reflects a part of the incident light and the others. The transmissive semi-transmissive reflective layers (13, 33), which have light transmittance, and the first optical shape layer and the back surface side of the reflective layer are filled with uneven valleys due to the unit optical shape. The unit optical shape includes a second optical shape layer (14, 24, 54, 64) provided in the above, and the unit optical shape has a concavo-convex shape on its surface, and at least a surface of the reflection layer on the unit optical shape side. Is a reflective screen (10, 20, 30, 40, 50, 60) characterized by having an uneven shape corresponding to the uneven shape.
According to the second invention, in the reflective screen of the first invention, the top portion (622) of the unit optical shape has a curved surface shape that is convex toward the back surface, and a valley portion (623) between adjacent unit optical shapes. ) Is a curved surface that is convex toward the image source, the radius of curvature of the top is larger than the radius of curvature of the valley, and the reflection layer (13) is at least the first surface and the top. It is a reflective screen (60) characterized by being formed in.
The third invention is characterized in that, in the reflective screen of the first invention or the second invention, the reflective layer (13) is formed on the entire surface along the unit optical shape (621). Reflective screen (60).
A fourth aspect of the present invention is a reflective screen (10, 20, 30, 40, 50,) characterized in that the reflective screen of the first invention does not include a light diffusing layer containing diffusing particles that diffuse light. 60).
In the fifth invention, in the reflection screen of the first invention, the brightness is halved from the emission angle which is the peak brightness of the reflected light of the reflection screen in the arrangement direction of the unit optical shape (12, 22). When the amount of change in angle to the emission angle is + α1 and −α2, the average value of the absolute values is α, and the angle at which the first surface is parallel to the screen surface is θ1, at least the reflective screen is used. The reflective screen (10, 20) is characterized in that the relationship of α <arcsin (n × sin (2 × (θ1))) is satisfied in a part of the region.
In the sixth aspect of the invention, in the reflective screen of the first invention, the mirror surface region in which the uneven shape is not formed occupies the unit area of the reflective layer (13) on the first surface (121a, 221a). The reflective screen (10, 20) is characterized in that the ratio is 5% or less.
According to a seventh aspect of the present invention, in the reflection screen of the first invention, the image source side region (Sa) from the image source side surface to the back surface side of the reflection layer in the thickness direction of the reflection screen, or the reflection. Light absorption that absorbs light in the back side region (Sb) from the back side surface to the image source side surface of the reflection layer in the thickness direction of the screen and sets the light transmittance of the reflection screen to a predetermined value. A reflective screen (30) comprising at least one layer (33).
An eighth invention is the reflective screen (30) of the seventh invention, wherein the reflective layer (33) has a function as the light absorbing layer (33).
A ninth aspect of the present invention is the reflective screen (30) of the seventh aspect of the present invention, wherein the light absorbing layer (33) has an absorption rate of 5% or more with respect to the transmitted light.
According to the tenth invention, in the reflective screen of the first invention, a predetermined polarization contained in the image light is applied to a region on the back surface side of the reflective screen including the reflective layer (13) in the thickness direction of the reflective screen. The reflection screen (40) is characterized by including a light-missing suppression layer (45) that absorbs or reflects and suppresses that at least a part of the image light is emitted to the back surface side of the reflection screen.
The eleventh invention is a layer having a function of absorbing the predetermined polarized light transmitted through the reflective layer and transmitting other light in the reflective screen of the tenth invention. The reflective screen (40) is provided on the back side of the reflective layer in the thickness direction of the reflective screen.
A twelfth invention is characterized in that, in the reflection screen of the tenth invention, the reflection layer has a function as the light-missing suppression layer that reflects the predetermined polarized light and transmits other light. Reflective screen (40).
A thirteenth invention comprises a reflective screen (40) of the tenth invention, a light containing a large amount of the predetermined polarized light as image light, or an image source for projecting the predetermined polarized light onto the reflective screen. It is a video display device including.
According to the fourteenth aspect of the present invention, in the reflective screen of the first invention, a point (t) located on the backmost side of the second surface (521b) and a point (t) located closest to the image source side on the second surface (the second surface). When the angle formed by the plane passing through v) with the direction parallel to the screen surface of the reflective screen is θ2, the angle θ2 satisfies 25 ° ≤ θ2 ≤ 65 °. 50).
According to a fifteenth invention, in the reflective screen of the first invention, at least a part of the second surface (521b) is a curved surface, and the tangent line (S) of the second surface or the second surface is Assuming that the angle formed by the direction parallel to the screen surface of the reflective screen is the angle θ3, in the region where 25 ° ≤ θ3 ≤ 65 ° is satisfied in the second surface, the angle θ3 is 0 ° ≤ θ3 <25 °. The reflection screen (50) is characterized in that the area of the region to be satisfied and the angle θ3 are larger than the sum of the area of the region satisfying 65 ° <θ3 ≦ 90 °.
The sixteenth invention includes a reflective screen (10, 20, 30, 40, 50, 60) according to any one of the first to twelfth inventions, the fourteenth invention, and the fifteenth invention, and the reflective screen. An image display device (1) including an image source (LS) for projecting image light.
本発明によれば、透明性が高く、良好な映像を表示できる反射スクリーンと、これを備える映像表示装置とを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a reflective screen having high transparency and capable of displaying a good image, and an image display device including the reflective screen.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
なお、図1を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、板、シート等の言葉を使用している。一般的に、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中において、スクリーン面とは、スクリーン全体として見たときにおける、スクリーンの平面方向となる面を示すものであり、スクリーンの画面(表示面)に平行であるとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings and the like.
It should be noted that each of the figures shown below, including FIG. 1, is a diagram schematically shown, and the size and shape of each part are exaggerated as appropriate for easy understanding.
In the present specification, terms that specify a shape or a geometric condition, for example, terms such as parallel and orthogonal, have the same optical function in addition to their strict meanings, and can be regarded as parallel or orthogonal. It shall also include the state having the error of.
In the present specification, numerical values such as dimensions of each member and material names described are examples of embodiments, and the present invention is not limited to these, and may be appropriately selected and used.
In this specification, terms such as board and sheet are used. Generally, the plates, sheets, and films are used in the order of thickness, and are used in the same manner in the present specification. However, since there is no technical meaning in such proper use, these words can be replaced as appropriate.
In the present specification, the screen surface indicates a surface in the plane direction of the screen when viewed as the entire screen, and is assumed to be parallel to the screen (display surface) of the screen.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の映像表示装置1を示す図である。図1(a)では、映像表示装置1の斜視図であり、図1(b)は、映像表示装置1を側面から見た図である。
映像表示装置1は、スクリーン10、映像源LS等を有している。本実施形態のスクリーン10は、映像源LSから投影された映像光Lを反射して、その画面上に映像を表示する反射スクリーンである。このスクリーン10の詳細に関しては、後述する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a
The
ここで、理解を容易にするために、図1を含め以下に示す各図において、適宜、XYZ直交座標系を設けて示している。この座標系では、スクリーン10の画面の水平方向(左右方向)をX方向、鉛直方向(上下方向)をY方向とし、スクリーン10の厚み方向をZ方向とする。スクリーン10の画面は、XY面に平行であり、スクリーン10の厚み方向(Z方向)は、スクリーン10の画面に直交する。
また、スクリーン10の正面方向に位置する観察者O1から見て水平方向の右側に向かう方向を+X方向、鉛直方向の上側に向かう方向を+Y方向、厚み方向において背面側(裏面側)から映像源側(観察者側)に向かう方向を+Z方向とする。
さらに、以下の説明中において、画面上下方向、画面左右方向、厚み方向とは、特に断りが無い場合、このスクリーン10の使用状態における画面上下方向(鉛直方向)、画面左右方向(水平方向)、厚み方向(奥行き方向)であり、それぞれ、Y方向、X方向、Z方向に平行であるとする。
Here, in order to facilitate understanding, in each of the following figures including FIG. 1, an XYZ Cartesian coordinate system is appropriately provided and shown. In this coordinate system, the horizontal direction (horizontal direction) of the screen of the
Further, when viewed from the observer O1 located in the front direction of the
Further, in the following description, the screen vertical direction, the screen horizontal direction, and the thickness direction are the screen vertical direction (vertical direction), the screen horizontal direction (horizontal direction), and the screen vertical direction (vertical direction) in the usage state of the
映像源LSは、映像光Lをスクリーン10へ投影する映像投射装置であり、例えば、短焦点型のプロジェクタである。
この映像源LSは、映像表示装置1の使用状態において、スクリーン10の画面(表示領域)を正面方向(スクリーン面の法線方向)から見た場合に、スクリーン10の画面左右方向の中央であって、スクリーン10の画面よりも鉛直方向下方側に位置している。
映像源LSは、奥行き方向(Z方向)において、スクリーン10の表面からの距離が、従来の汎用プロジェクタに比べて大幅に近い位置から斜めに映像光Lを投影できる。したがって、従来の汎用プロジェクタに比べて、映像源LSは、スクリーン10までの投射距離が短く、投射された映像光がスクリーン10に入射する入射角度が大きく、入射角度の変化量(入射角度の最小値から最大値までの変化量)も大きい。
The image source LS is an image projection device that projects the image light L onto the
This image source LS is the center of the
The image source LS can project the image light L diagonally from a position where the distance from the surface of the
スクリーン10は、映像源LSが投射した映像光Lを観察者O1側へ向けて反射し、映像を表示するスクリーンであり、かつ、スクリーン10の向こう側(背面側,−Z側)の景色を観察できる半透過型の反射スクリーンである。
スクリーン10の画面(表示領域)は、使用状態において、観察者O1側から見て長辺方向が画面左右方向となる略矩形状である。
スクリーン10は、その画面サイズが対角40〜100インチ程度であり、画面の横縦比が16:9である。なお、これに限らず、スクリーン10は、例えば、画面サイズを40インチ以下の大きさとしてもよく、使用目的や使用環境等に応じて、その大きさや形状は適宜選択できるものとする。
The
The screen (display area) of the
The screen size of the
一般的に、スクリーン10は、樹脂製の薄い層の積層体等であり、それ単独では平面性を維持するだけの十分な剛性を有していない場合が多い。そのため、本実施形態のスクリーン10は、その背面側に光透過性を有する不図示の接合層を介して不図示の支持板一体に接合(あるいは部分固定)され、画面の平面性を維持する形態としてもよい。
この支持板は、光透過性を有し、剛性が高い平板状の部材であり、アクリル樹脂やPC樹脂等の樹脂製、ガラス製等の板状の部材を用いることができる。
本実施形態の映像表示装置1は、例えば、店舗のショーウィンドウに適用される。このとき、例えば、スクリーン10は、ショーウィンドウのガラスを上述の支持板として固定される形態とすることが好適である。
In general, the
This support plate is a flat plate-shaped member having light transmittance and high rigidity, and a plate-shaped member made of a resin such as an acrylic resin or a PC resin or made of glass can be used.
The
図2は、第1実施形態のスクリーン10の層構成を示す図である。図2では、スクリーン10の画面中央(画面の幾何学的中心)となる点A(図1(a),(b)参照)を通り、画面上下方向(Y方向)に平行であって、スクリーン面に直交(Z方向に平行)する断面の一部を拡大して示している。
スクリーン10は、図2に示すように、その映像源側(+Z側)から順に、基材層11、第1光学形状層12、反射層13、第2光学形状層14、保護層15を備えている。
FIG. 2 is a diagram showing a layer structure of the
As shown in FIG. 2, the
基材層11は、光透過性を有するシート状の部材である。基材層11は、その背面側(−Z側)に、第1光学形状層12が一体に形成されている。この基材層11は、第1光学形状層12を形成する基材(ベース)となる層である。
基材層11は、例えば、高い光透過性を有するPET(ポリエチレンテレフタレート)等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、PC(ポリカーボネート)樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、TAC(トリアセチルセルロース)樹脂等により形成される。
この基材層11は、画面サイズ等に応じてその厚さを選択可能である。
The
The
The thickness of the
第1光学形状層12は、基材層11の背面側(−Z側)に形成された光透過性を有する層である。第1光学形状層12の背面側(−Z側)の面には、単位光学形状121が複数設けられている。
単位光学形状121は、スクリーン10の画面左右方向(X方向)に延在し、画面上下方向(Y方向)に沿って複数配列され、第1光学形状層12の背面側にはリニアフレネルレンズ形状が形成されている。
単位光学形状121は、スクリーン10の厚み方向(Z方向)に平行であって単位光学形状121の配列方向(Y方向)に平行な断面での断面形状が、背面側に凸となるプリズム形状である。
The first
A plurality of unit
The unit
単位光学形状121は、映像光が直接入射する第1の面121aと、この第1の面121aに対向する第2の面121bとを有している。1つの単位光学形状121において、第1の面121aは、頂点tを挟んで第2の面121bよりも上側(+Y側)に位置している。
第1の面121aがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ1である。また、第2の面121bがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ2である。この角度θ1,θ2は、θ2>θ1という関係を満たしている。
この単位光学形状121の第1の面121a及び第2の面121bは、微細かつ不規則な凹凸形状を有している。
The unit
The angle formed by the
The
図2では、第1の面121a及び第2の面121bが平面状であり、単位光学形状121の頂部や隣り合う単位光学形状121の間の谷部が角を有する例を挙げて説明したが、第1の面121a及び第2の面121bの少なくとも一部が曲面状であったり、単位光学形状121の頂部や隣り合う単位光学形状121間の谷部が曲面状である場合も想定される。
この場合、第1の面121aがスクリーン面に平行な方向となす角度θ1は、単位光学形状121の配列方向及びスクリーン10の厚み方向に平行な方向におけるスクリーン10の断面において、第1の面121aとなる領域の中点での接線がスクリーン面に平行な方向となす角度とする。
また、この場合、第2の面121bがスクリーン面に平行な方向となす角度θ2は、単位光学形状121の配列方向及びスクリーン10の厚み方向に平行な方向におけるスクリーン10の断面において、第2の面521bとなる領域の最も背面側となる点(即ち、頂点t)と最も映像源側となる点(即ち、谷底となる点v)とを通る平面が、スクリーン面に平行な方向となす角度とする。
In FIG. 2, the
In this case, the angle θ1 formed by the
Further, in this case, the angle θ2 formed by the
単位光学形状121の配列ピッチは、Pであり、単位光学形状121の高さ(厚み方向における頂点tから単位光学形状121間の谷底となる点vまでの寸法)は、hである。
本実施形態では、図2に示すように、角度θ1,θ2、配列ピッチP等が一定である例を示している。しかし、これに限らず、これらの角度や寸法は、映像源LSからの映像光の投射角度(スクリーン10への映像光の入射角度)や、映像源LSの画素(ピクセル)の大きさ、スクリーン10の画面サイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜設定してよい。例えば、単位光学形状121の配列方向に沿って、これらの角度や寸法が、次第に又は段階的に変化する形態としてもよい。
The arrangement pitch of the unit
In this embodiment, as shown in FIG. 2, an example is shown in which the angles θ1, θ2, the arrangement pitch P, and the like are constant. However, not limited to this, these angles and dimensions include the projection angle of the image light from the image source LS (angle of the image light incident on the screen 10), the size of the pixels of the image source LS, and the screen. It may be appropriately set according to the screen size of 10 and the refractive index of each layer. For example, these angles and dimensions may change gradually or stepwise along the arrangement direction of the unit
第1光学形状層12は、光透過性の高いウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリチオール系、ブタジエンアクリレート系等の紫外線硬化型樹脂により形成されている。
なお、本実施形態では、第1光学形状層12を形成する樹脂として、紫外線硬化型樹脂を例に挙げて説明するが、これに限らず、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
The first
In the present embodiment, as the resin forming the first
反射層13は、単位光学形状121の少なくとも第1の面121aに形成された層である。本実施形態では、反射層13は、単位光学形状121の第1の面121a及び第2の面121bに形成されている。
前述のように、第1の面121a及び第2の面121bは、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されており、反射層13は、この微細かつ不規則な凹凸形状に追従して形成されている。また、この反射層13の厚みは、凹凸形状よりも十分に薄い。したがって、反射層13の反射面(第1光学形状層12側の面)と、背面側の面(第2光学形状層14側の面)は、微細かつ不規則な凹凸形状を有するマット面となっている。
The
As described above, the
この反射層13の反射面(映像源側の面)の表面粗さ(即ち、第1の面121aの表面粗さ)は、算術平均粗さRa(JIS B0601−2001)が約0.15〜0.3μmであることが、反射光により映像を良好に表示する観点から好ましい。なお、反射層13の反射面(映像源側の面)の表面粗さ(即ち、第1の面121aの表面粗さ)である算術平均粗さRaは、所望する光学性能等に応じて適宜選択してよい。
The surface roughness of the reflective surface (the surface on the image source side) of the reflective layer 13 (that is, the surface roughness of the
反射層13は、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層、所謂、ハーフミラーである。
反射層13の反射率と透過率の割合は、適宜に設定できるが、映像光を良好に反射させるとともに、映像光以外の光(例えば、太陽光等の外界からの光)を良好に透過させる観点から、透過率が30〜80%、反射率が5〜60%の範囲であることが望ましい。
本実施形態の反射層13は、反射率が約40%、透過率が約50%のハーフミラー状に形成されている。
したがって、本実施形態の反射層13は、入射した光の一部を反射面の微細かつ不規則な凹凸形状により拡散して反射し、反射しない他の光を拡散しないで透過するという機能を有する。
The
The ratio of the reflectance and the transmittance of the
The
Therefore, the
反射層13は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル等により形成される。本実施形態の反射層13は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。
反射層13は、これに限らず、例えば、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよいし、例えば、誘電体多層膜を蒸着する等により形成されてもよい。
The
The
誘電体多層膜は、屈折率の高い誘電体膜(以下、高屈折率誘電体膜という)と屈折率が低い誘電体膜(以下、低屈折率誘電体膜という)とが交互に複数積層されて形成されている。
高屈折率誘電体膜は、例えば、TiO2(二酸化チタン)、Nb2O5(五酸化ニオブ)、Ta2O5(五酸化タンタル)等により形成される。高屈折率誘電体膜の屈折率は、2.0〜2.6程度である。
低屈折率誘電体膜は、例えば、SiO2(二酸化ケイ素)、MgF2(フッ化マグネシウム)等により形成される。低屈折率誘電体膜の屈折率は、1.3〜1.5程度である。
高屈折率誘電体膜及び低屈折率誘電体膜の膜厚は、約5〜100nmであり、これらが交互に2〜10層程積層されて誘電体多層膜が形成されており、反射層として形成される誘電体多層膜の総厚は、10〜1000nm程度である。
In the dielectric multilayer film, a plurality of dielectric films having a high refractive index (hereinafter referred to as a high refractive index dielectric film) and a plurality of dielectric films having a low refractive index (hereinafter referred to as a low refractive index dielectric film) are alternately laminated. Is formed.
The high refractive index dielectric film is formed of, for example, TiO 2 (titanium dioxide), Nb 2 O 5 (niobium pentoxide), Ta 2 O 5 (tantalum pentoxide), or the like. The refractive index of the high refractive index dielectric film is about 2.0 to 2.6.
The low refractive index dielectric film is formed of, for example, SiO 2 (silicon dioxide), MgF 2 (magnesium fluoride), or the like. The refractive index of the low refractive index dielectric film is about 1.3 to 1.5.
The film thickness of the high-refractive index dielectric film and the low-refractive index dielectric film is about 5 to 100 nm, and these are alternately laminated by about 2 to 10 layers to form a dielectric multilayer film, which is used as a reflective layer. The total thickness of the formed dielectric multilayer film is about 10 to 1000 nm.
このような誘電体多層膜により形成された反射層は、例えば、波長域400〜800nmの光に対して、その反射率が5〜45%、透過率が55〜85%となる。
誘電体多層膜により形成された反射層は、アルミニウム等の金属蒸着膜等により形成された反射層に比べて、高い透明性を有し、光の吸収損失が小さいという利点を有する。
The reflective layer formed of such a dielectric multilayer film has, for example, a reflectance of 5 to 45% and a transmittance of 55 to 85% with respect to light having a wavelength range of 400 to 800 nm.
The reflective layer formed of the dielectric multilayer film has the advantages of having high transparency and small light absorption loss as compared with the reflective layer formed of a metal vapor deposition film such as aluminum.
第2光学形状層14は、第1光学形状層12の背面側(−Z側)に設けられた光透過性を有する層である。第2光学形状層14は、第1光学形状層12の背面側(−Z側)の面を平坦にするために設けられており、単位光学形状121による凹凸の谷部を埋めるように形成されている。したがって、第2光学形状層14の映像源側(+Z側)の面は、第1光学形状層12の単位光学形状121の略逆型の形状が複数配列されて形成されている。
このような第2光学形状層14を設けることにより、反射層13を保護することができ、スクリーン10の第1光学形状層12の背面側の面に保護層15等を積層しやすくなり、また、スクリーン10の背面側への支持板等の接合も容易となる。
第2光学形状層14の屈折率は、第1光学形状層22と同等であることが望ましく、第2光学形状層14は、前述の第1光学形状層12と同じ紫外線硬化型樹脂を用いて形成することが好ましい。
本実施形態の第2光学形状層14は、第1光学形状層12と同じ紫外線硬化型樹脂によって形成されており、その屈折率が第1光学形状層12に等しい。
The second
By providing such a second
It is desirable that the refractive index of the second
The second
保護層15は、第2光学形状層14の背面側(−Z側)に形成される層であり、このスクリーン10の背面側を保護する機能を有している。
保護層15は、光透過性の高い樹脂製のシート状の部材が用いられる。保護層15は、例えば、前述の基材層11と同様の材料を用いて形成されたシート状の部材を用いてもよい。
上述のように、本実施形態のスクリーン10は、拡散作用を有する粒子等の拡散材を含有した光拡散層を備えておらず、拡散作用を有するのは、反射層13の反射面の微細かつ不規則な凹凸形状のみである。
The
As the
As described above, the
本実施形態のスクリーン10では、反射層13は、微細かつ不規則な凹凸形状を有する第1の面121a及び第2の面121bに形成され、反射面となる第1光学形状層12側の面がマット面(粗面)となっている。したがって、第1の面121aに入射した光の一部は、拡散反射される。
ここで、第1の面121aから反射層13に入射して拡散反射し、スクリーン10から出射した光(反射光)のピーク輝度の角度Kに対して、単位光学形状121の配列方向(本実施形態では、画面上下方向)において、輝度が1/2となる角度をK1,K2とし、ピーク輝度の角度Kから輝度が1/2となる角度K1,K2までの角度変化量を+α1(ただし、K+α1=K1),−α2(ただし、K−α2=K2)とするとき、ピーク輝度から輝度が1/2になるまでの角度変化量の絶対値の平均値をα(これを以下、1/2角αという)とするとき、この1/2角αは、5°以上45°以下(5°≦α≦45°)とすることが好ましい。
In the
Here, the unit
α<5°である場合、視野角が狭くなり過ぎ、映像が見えにくくなるので好ましくない。また、α<5°である場合、反射光において鏡面反射成分が増え、光源の映り込み等が生じるため、好ましくない。
α>45°である場合、視野角は広くなるが映像の明るさが低下したり、映像のぼけが強くなったり、外光のスクリーン10の表面での反射によって映像のコントラストが低下したりするので好ましくない。したがって、1/2角αは、上記範囲が好ましい。
When α <5 °, the viewing angle becomes too narrow and it becomes difficult to see the image, which is not preferable. Further, when α <5 °, the specular reflection component increases in the reflected light, and the reflection of the light source occurs, which is not preferable.
When α> 45 °, the viewing angle becomes wider, but the brightness of the image decreases, the image becomes more blurred, and the contrast of the image decreases due to the reflection of external light on the surface of the
また、反射層13のうち、粗面ではない領域、即ち、微細かつ不規則な凹凸形状を有しておらず、映像源側の面(第1光学形状層12側の面)が鏡面状であり、入射した映像光が鏡面反射する鏡面領域は、第1の面121a上に形成された反射層13の単位面積当たり5%以下であることが、映像光を十分に拡散し、良好な視野角を得るために必要であり、0%であることが理想的である。
粗面ではない鏡面領域が5%を超えると、拡散されず反射して観察者O1側に到達する映像光の成分により輝線が生じたり、視野角が低下したりするため、好ましくない。
Further, the
If the non-rough mirror surface region exceeds 5%, bright lines are generated or the viewing angle is lowered due to the components of the image light that is reflected and reaches the observer O1 side without being diffused, which is not preferable.
図3は、1/2角αと映像光の入射角φ及び第1の面121aの角度θ1の関係について説明する図である。図3では、理解を容易にするために、スクリーン10内の構成は簡略化し、基材層11及び保護層15は省略して示している。図3では角度α,φに関して、スクリーン面の法線に対して画面上側を+、画面下側を−として示している。
第1の面121aの角度θ1は、映像光をスクリーン10の正面方向に位置する観察者に最も効率よく映像を反射するように、即ち、反射光のピーク輝度となる角度Kが0°となるように、各層の屈折率等に基づいて設計されている。また、−αから+αまでの範囲は、スクリーン正面に位置する観察者が映像を良好に観察することを想定している範囲である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the 1/2 angle α, the incident angle φ of the image light, and the angle θ1 of the
The angle θ1 of the
ここで、画面上下方向(点Aを通り単位光学形状121の配列方向に平行な方向)におけるある点において、映像光Lがスクリーン10の下方から入射角φで入射し、屈折率nの第1光学形状層12を進み、スクリーン面に対して角度θ1をなす第1の面121aに入射して反射層13で反射し、スクリーン10からスクリーン面に直交する方向(出射角度0°)へ出射するとき、角度θ1は、以下の(式1)で表される。
θ1=1/2×arcsin((sinφ)/n) ・・・(式1)
Here, at a certain point in the vertical direction of the screen (the direction passing through the point A and parallel to the arrangement direction of the unit optical shape 121), the image light L is incident from below the
θ1 = 1/2 × arcsin ((sinφ) / n) ・ ・ ・ (Equation 1)
本実施形態のように、映像源LSから映像光を投射してスクリーン10で反射させ、映像を表示する際に、映像光を投射する映像源LSの光源が映り込み、映像のコントラストが低下するという問題が生じる場合がある。この映像源の映り込みは、スクリーンの表面で反射した映像光が観察者に届くことが主な原因である。
このような映像源の映り込みを防止するためには、スクリーン10の表面で観察者が主に映像を良好に観察する範囲となる角度範囲(−α〜+α)よりも外側に、スクリーンの表面で反射した映像光が進むことが好ましい。入射角−φで入射した映像光Lの一部Lrがスクリーン表面で反射する場合、その反射角は+φである。したがって、映像源の映り込みを防止するために、α<φであることが好ましい。
As in the present embodiment, when the image light is projected from the image source LS and reflected by the
In order to prevent such reflection of the image source, the surface of the screen is outside the angle range (−α to + α) on the surface of the
よって、前述の(式1)及び上記α<φから、画面上下方向(単位光学形状121の配列方向)において、1/2角αと第1の面121aの角度θ1とは、映像源の映り込みを防止するために、少なくともスクリーン10の一部の領域(例えば、スクリーン中央)において、以下の(式2)を満たすことが好ましい。
α<arcsin(n×sin(2×(θ1))) ・・・(式2)
また、映像源の映り込み防止のためには、1/2角αは、第1の面121aの角度θ1に対して、スクリーン10の全域において、上記(式2)を満たすことがさらに好ましい。
角度θ1が1/2角αに対して、上記(式2)を満たす形態とすることにより、スクリーン10への入射時にスクリーン10の表面で反射する光が主に向かう方向(+φの方向)が、反射層13で反射した映像光がスクリーン10から出射して進む範囲(−α〜+α)よりも外側となる。これにより、−αから+αまでの範囲において、映像源LSの映り込みを低減し、コントラストの高い良好な映像を表示することができる。
Therefore, from the above (Equation 1) and the above α <φ, in the vertical direction of the screen (arrangement direction of the unit optical shape 121), the 1/2 angle α and the angle θ1 of the
α <arcsin (n × sin (2 × (θ1))) ・ ・ ・ (Equation 2)
Further, in order to prevent reflection of the image source, it is more preferable that the 1/2 angle α satisfies the above (Equation 2) in the entire area of the
By adopting a form in which the angle θ1 satisfies the above (Equation 2) with respect to the 1/2 angle α, the direction (direction of + φ) in which the light reflected on the surface of the
スクリーン10は、例えば、以下のような製造方法により製造される。
基材層11を用意し、その一方の面に、単位光学形状121を賦形する成形型に紫外線硬化型樹脂を充填した状態で積層し、紫外線を照射して樹脂を硬化させるUV成形法により第1光学形状層12を形成する。このとき、単位光学形状121を賦形する成形型の第1の面121a及び第2の面121bを賦形する面には、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている。この凹凸形状は、成形型の第1の面121a及び第2の面121bを賦形する面に、表面加工を複数回行うことにより形成できる。この表面加工は、例えば、めっき加工や、エッチング加工、ブラスト加工等である。また、この表面加工は、各種条件等を変更して複数回行ってもよい。
第1光学形状層12を、基材層11の一方の面に形成した後、第1の面121a及び第2の面121bに、反射層13を蒸着等により形成する。
The
By a UV molding method, a
After the first
その後、反射層13の上から、単位光学形状121間の谷部を充填して平面状となるように、紫外線硬化型樹脂を塗布し、保護層15を積層して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、第2光学形状層14及び保護層15を一体に形成する。その後、所定の大きさに裁断する等により、スクリーン10が完成する。
基材層11及び保護層15は、枚葉状としてもよいし、ウェブ状としてもよい。基材層11及び保護層15をウェブ状とした場合には、裁断前の状態のスクリーン10を連続して製造することができ、スクリーン10の生産効率を向上させ、生産コストを低減することができる。
After that, the ultraviolet curable resin is applied from above the
The
また、例えば、反射層13の表面に微細かつ不規則な凹凸形状を形成する方法として、第1の面121a,第2の面121b上に拡散粒子等を塗布してその上から反射層13を形成したり、第1光学形状層12を形成後に第1の面121a,第2の面121bにブラスト加工を行った後、反射層13を形成したりする方法等が知られている。しかし、このような製法では、個々のスクリーン10での拡散特性や品質等のばらつきが大きく、安定した製造が行えない。これに対して、上述のように、単位光学形状121の第1の面121a,第2の面121bの微細かつ不規則な凹凸形状を成形型によって賦形した後、反射層13を形成することにより、多数の第1光学形状層12及びスクリーン10を製造する場合にも、品質のばらつきが少なく、安定して製造できるという利点がある。
Further, for example, as a method of forming a fine and irregular uneven shape on the surface of the
図4は、第1実施形態のスクリーン10での映像光及び外光の様子を示す図である。図4では、点Aを通り、単位光学形状121の配列方向(Y方向)及びスクリーンの厚み方向(Z方向)に平行な断面での断面の一部を拡大して示している。また、図4では、理解を容易にするために、スクリーン10内の各層の界面における屈折率差はないものとして示している。
スクリーン10の下方に位置する映像源LSから投射され、スクリーン10に入射した映像光L1のうち、一部の映像光L2は、その単位光学形状121の第1の面121aに入射し、反射層13によって拡散反射され、観察者O1側へ出射する。
FIG. 4 is a diagram showing the state of image light and external light on the
Of the image light L1 projected from the image source LS located below the
第1の面121aに入射した映像光のうち反射しなかった他の映像光L3は、反射層13を透過し、スクリーン10の背面側(−Z側)から出射する。このとき、映像光L3は、スクリーン10の上方へと出射し、背面側のスクリーン10の正面方向に位置する観察者O2には到達しない。
また、映像源LSから投射された映像光L1うち、一部の映像光L4は、スクリーン10の表面で反射し、スクリーン10上方へ向かう。このとき、映像光L4の反射角は、前述のように、1/2角α以上よりも大きい角度となるので、観察者O1の映像の視認の妨げにはならない。
なお、本実施形態では、映像光L1がスクリーン10の下方から投射され、かつ、角度θ2(図2参照)がスクリーン10の画面上下方向の各点における映像光の入射角度よりも大きいので、映像光が第2の面121bに直接入射することはなく、第2の面121bは、映像光の反射にはほとんど影響しない。
Of the video light incident on the
Further, of the image light L1 projected from the image source LS, a part of the image light L4 is reflected on the surface of the
In the present embodiment, the image light L1 is projected from below the
次に、背面側(−Z側)又は映像源側(+Z側)からスクリーン10に入射する映像光以外の太陽光や照明光等の外界からの光(以下、外光という)について説明する。
図4に示すように、スクリーン10に上方から入射する外光G1,G5のうち、一部の外光G2,G6は、スクリーン10の表面で反射し、スクリーン下方側へ向かう。また、一部の外光G3,G7は、反射層13で反射し、例えば、外光G3は、スクリーン10の映像源側(+Z側)の表面で全反射してスクリーン10内下方へ向かい、外光G7は、背面側(−Z側)のスクリーン外上方側へ出射する。また、反射層13で反射しなかった他の外光G4,G8は、反射層13を透過して、それぞれ背面側、映像源側へ出射する。このとき、映像源側へ出射する外光G2,G3,G8は、観察者O1には到達しないので、映像のコントラスト低下を抑制できる。
Next, light from the outside world (hereinafter referred to as external light) such as sunlight or illumination light other than the image light incident on the
As shown in FIG. 4, of the external light G1 and G5 incident on the
また、図示しないが、スクリーン10に上方から入射した外光の一部は、スクリーン10の表面で全反射して、スクリーン内部下方側へ向かい、減衰する。
また、スクリーン10に小さな入射角度で入射する他の外光G9,G10は、反射層13を透過して、それぞれ背面側、映像源側へ出射する。スクリーン10は、光を拡散する拡散粒子を含有する光拡散層等を備えていないので、このスクリーン10を透過する外光G9,G10は、拡散されない。したがって、スクリーン10を通して、スクリーン10の向こう側の景色を観察した場合に、スクリーン10の向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりすることなく、高い透明性を有して観察することができる。
Further, although not shown, a part of the external light incident on the
Further, the other external lights G9 and G10 that are incident on the
従来の拡散粒子を含有する光拡散層を備えた半透過型の反射スクリーンでは、映像光は、反射層での反射前後の2回拡散されるので、良好な視野角が得られる一方で映像の解像度が低下するという問題がある。また、拡散粒子によって外光も拡散されるため、スクリーンの向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりして観察される。
しかし、本実施形態のスクリーン10では、反射層13の反射面(映像源側の面)が粗面になっている以外は、拡散作用を有しないので、映像光は反射時のみ拡散される。また、本実施形態のスクリーン10では、反射層13で反射する光のみが拡散され、透過光は拡散されない。したがって、本実施形態のスクリーン10は、良好な視野角及び解像度を有する映像を表示でき、かつ、スクリーン10の向こう側の景色が白くにじんだり、ぼけたりすることがなく観察者O1に良好に視認され、高い透明性を実現できる。また、本実施形態のスクリーン10では、スクリーン10に映像光が投射された状態においても、観察者O1が、スクリーン10の向こう側(背面側)の景色を一部視認することが可能である。さらに、スクリーン10では、背面側に位置する観察者O2は、映像光の投射の有無に関わらず、スクリーン10越しに映像源側(+Z側)の景色を高い透明性を有して良好に視認することができる。
In the conventional semi-transmissive reflective screen provided with a light diffusing layer containing diffusing particles, the image light is diffused twice before and after the reflection by the reflective layer, so that a good viewing angle can be obtained while the image is displayed. There is a problem that the resolution is lowered. In addition, since the diffused particles also diffuse the outside light, the scenery on the other side of the screen is blurred or blurred into white.
However, the
また、本実施形態のスクリーン10では、反射層13で拡散反射された映像光(反射光)の1/2角αは、第1の面121aがスクリーン面に平行な面となす角度θ1に対して、前述の(式2)を満たすので、スクリーン10の映像源側表面で反射する映像光は、1/2角αよりも外側へ向かい、映像源LSの映り込みがなく、良好な映像を表示できる。
Further, in the
ここで、1/2角αの異なる第1光学形状層12を備える測定例1〜6のスクリーンを用意し、映像源LSから映像を投射して、表示される映像の見え方を評価した。この測定例1〜6のスクリーンは、それぞれ、1/2角α及び第1の面121aの微細かつ不規則な凹凸形状の表面粗さ(算術平均粗さRa)が異なる以外は、略同一の形状である。測定例1〜6のスクリーンの1/2角αや算術平均粗さRaについては、下記の表1に記載した通りである。
Here, the screens of Measurement Examples 1 to 6 provided with the first optical shape layers 12 having different 1/2 angles α were prepared, and the images were projected from the image source LS to evaluate the appearance of the displayed images. The screens of Measurement Examples 1 to 6 are substantially the same except that the surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) of the fine and irregular uneven shape of the 1/2 angle α and the
測定例1〜6のスクリーンにおいて、基材層11等の共通部分の寸法等は、以下の通りである。
基材層11は、PET樹脂製であり、厚さ約100μmである。
第1光学形状層12は、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂(屈折率1.52)である。
単位光学形状121は、配列ピッチPが100μmである。
反射層13は、アルミニウムの蒸着膜により形成され、厚さ約60Å、透過率50%、反射率40%である。
第2光学形状層14は、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂(屈折率1.52)である。
保護層15は、PET樹脂製であり、厚さ約100μmである。
映像源LSは、スクリーンの画面中央となる点Aにおいて、輝度が最大となるように設置した。
In the screens of Measurement Examples 1 to 6, the dimensions and the like of the common portion of the
The
The first
The unit
The
The second
The
The image source LS was installed so that the brightness was maximized at the point A at the center of the screen.
測定例1〜6のスクリーンを用意し、映像源LSから映像光を投射して、映像を表示し、その映像の見え方について、スクリーン10の映像源側(+Z側)から目視で観察して評価した。
表1は、測定例1〜6のスクリーンの評価結果をまとめたものである。
図5は、測定例1〜6のスクリーン10の反射光の輝度と拡散角を示すグラフを示す図である。図5に示すグラフにおいて、縦軸は、反射光の輝度(cd/m2)、横軸は、拡散角(°)である。
The screens of Measurement Examples 1 to 6 are prepared, the image light is projected from the image source LS, the image is displayed, and the appearance of the image is visually observed from the image source side (+ Z side) of the
Table 1 summarizes the evaluation results of the screens of Measurement Examples 1 to 6.
FIG. 5 is a diagram showing a graph showing the brightness and diffusion angle of the reflected light of the
1/2角αが、5°未満である測定例1のスクリーンでは、映像の明るさは良好であるが、視野角が狭すぎ、映像が視認し難くかった。また、反射層13で反射した映像光において、鏡面反射成分が増え、映像源LSの光源の映り込み等も観察された。
1/2角αが、45°より大きい測定例5,6のスクリーンでは、視野角は十分に広いが、光が拡散され過ぎ、映像の明るさや解像度が低下して、映像が視認し難かった。
これに対して、1/2角αが5°以上45°以下である測定例2,3,4のスクリーンでは、十分な視野角及び明るさを有する良好な映像が視認された。
On the screen of Measurement Example 1 in which the 1/2 angle α is less than 5 °, the brightness of the image is good, but the viewing angle is too narrow and the image is difficult to see. Further, in the image light reflected by the
On the screens of Measurement Examples 5 and 6 in which the 1/2 angle α is larger than 45 °, the viewing angle is sufficiently wide, but the light is diffused too much and the brightness and resolution of the image are lowered, so that the image is difficult to see. ..
On the other hand, on the screens of Measurement Examples 2, 3 and 4 in which the 1/2 angle α is 5 ° or more and 45 ° or less, a good image having a sufficient viewing angle and brightness was visually recognized.
以上のことから、本実施形態によれば、透明性が高く、かつ、十分な視野角及び明るさを有する良好な映像を表示できる半透過の反射型のスクリーン10及び映像表示装置1を提供することができる。
From the above, according to the present embodiment, there is provided a semitransparent
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態のスクリーン20を説明する図である。図6(a)では、スクリーン20の第1光学形状層22を背面側(−Z側)から見た図であり、理解を容易にするために、反射層13や第2光学形状層14、保護層15等は、省略して示している。図6(b)では、前述の図2に示す第1実施形態のスクリーン10の断面に相当する第2実施形態のスクリーン20の断面の一部を拡大して示している。
第2実施形態に示すスクリーン20は、前述の第1実施形態のスクリーン10と略同様の形態であるが、第1光学形状層22がサーキュラーフレネルレンズ形状を有し、第2光学形状層24がこの第1光学形状層22に対応してその映像源側の面にこのサーキュラーフレネルレンズ形状の逆型となる形状を有している点を特徴とする。したがって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。なお、第2実施形態及び後述する第3実施形態から第6実施形態についても同様に、第1実施形態との相違点を主に説明する。
第2実施形態のスクリーン20は、前述の第1実施形態の映像表示装置1において、スクリーン10に換えて用いることが可能である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating the
The
The
このスクリーン20は、基材層11、第1光学形状層22、反射層13、第2光学形状層24、保護層15を備えている。
第1光学形状層22の背面側には、単位光学形状(単位レンズ)221が複数配列されて形成されている。単位光学形状221は、真円の一部形状(円弧状)であり、図6に示すように、スクリーン20の画面(表示領域)外に位置する点Cを中心として、同心円状に複数配列されている。即ち、第1光学形状層22は、背面側に点Cを中心(フレネルセンター)とする所謂オフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を有している。
本実施形態では、この点Cは、図6に示すように、スクリーン20の画面(表示領域)の左右方向の中央であって画面下方に位置しており、スクリーン10を正面方向から見た場合、点Cと点Aとは、画面上下方向(Y方向)に平行な同一直線上に位置している。
第2光学形状層24は、第1実施形態の第2光学形状層14と略同様であるが、その映像源側の面に、第1光学形状層22のサーキュラーフレネルレンズ形状の逆型となる光学形状が形成されている。
The
A plurality of unit optical shapes (unit lenses) 221 are arranged and formed on the back surface side of the first
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, this point C is located at the center of the screen (display area) of the
The second
本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様に、透明性が高く、かつ、良好な映像を表示できる。
また、本実施形態によれば、第1光学形状層22は、フレネルセンターとなる点Cが、スクリーン20の表示領域外下方に位置しており、所謂、オフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を有しているので、スクリーン20の下方に位置する短焦点型の映像源LSから投射された入射角度の大きい映像光であっても、画面左右方向の映像が暗くなることがなく、明るさの面均一性の高い良好な映像を表示することができる。
According to the present embodiment, similarly to the first embodiment described above, it is possible to display a highly transparent and good image.
Further, according to the present embodiment, the first
(第3実施形態)
第3実施形態のスクリーン30は、第1実施形態に示すスクリーン10と同様の形態であるが、第1光学形状層及び第2光学形状層として、第2実施形態と同様のオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を有する第1光学形状層22及びこれに対応する第2光学形状層24を備える点と、スクリーン30内に、光を吸収してスクリーン30の光の透過率を所定の値とする光吸収層を少なくとも1つ備える点を特徴とする。
(Third Embodiment)
The
図7は、第3実施形態のスクリーン30の層構成を説明する図である。図7に示すスクリーン30の断面は、第1実施形態の図2に示すスクリーン10の断面に相当する。
本実施形態のスクリーン30は、図7に示すように、厚み方向(Z方向)において、その映像源側(+Z側)から順に、基材層11、第1光学形状層22、反射層33、第2光学形状層24、保護層15等を備えている。このスクリーン30は、前述の第1実施形態に示す映像表示装置1に適用可能である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a layer structure of the
As shown in FIG. 7, the
本実施形態の反射層33は、前述の第1実施形態の反射層13と略同様の形態であるが、スクリーン30の光の透過率を所定の値とする光吸収層としての機能を有する。この反射層33については、後述する。
The
本実施形態のスクリーン30のスクリーン面に映像源側(+Z側)から入射角0°で入射した光について、その総量Spを100%としたとき、背面側へ透過した透過率(全光線透過率)をTp(%)とし、反射層13で反射して映像源側へ出射した反射率をRp(%)とし、スクリーン30内で吸収される吸収率(総量Spから、透過率Tpと反射率Rpとの和を引いた値)をAp(%)とするとき、透過率Tpと反射率Rpとの和は、95%以下であり、吸収率Apは、5%以上である。即ち、これらは、以下の式を満たしている。
Tp+Rp≦95 ・・・(式3)
Ap=Sp−(Tp+Rp)≧5 ・・・(式4)
With respect to the light incident on the screen surface of the
Tp + Rp ≦ 95 ・ ・ ・ (Equation 3)
Ap = Sp- (Tp + Rp) ≧ 5 ... (Equation 4)
また、本実施形態のスクリーン30は、スクリーン面に入射角0°で入射した光の吸収率(前述のApに相当)は、映像源側から入射する場合も背面側から入射する場合も、5〜50%であることが好ましく、より好ましくは10〜30%、さらに好ましくは10〜20%である。即ち、吸収率Ap(%)は、5≦Ap≦50を満たすことが好ましく、10≦Ap≦30を満たすことがより好ましく、10≦Ap≦20を満たすことがさらに好ましい。
この吸収率が5%未満となると、映像のコントラストが低下するため好ましくない。また、吸収率が50%よりも大きくなると、反射されて表示される映像の明るさが低下したり、スクリーンとしての透明性が低下したりするため、好ましくない。したがって、吸収率は、上記範囲を満たすことが好ましい。
Further, in the
If this absorption rate is less than 5%, the contrast of the image is lowered, which is not preferable. Further, if the absorption rate is larger than 50%, the brightness of the reflected and displayed image is lowered, and the transparency as a screen is lowered, which is not preferable. Therefore, the absorption rate preferably satisfies the above range.
本実施形態のスクリーン30の厚み方向において、スクリーン30の映像源側表面30aから反射層33の背面側(−Z側)の面33bまでの領域を映像源側領域Saとし、スクリーン30の背面側表面30bから反射層33の映像源側(+Z側)の面33aまでの領域を背面側領域Sbとする。スクリーン30において、保護層15及び第2光学形状層14の光の透過率及び吸収率と、基材層11及び第1光学形状層12の光の透過率及び吸収率とは、等しい。
本実施形態の反射層33は、前述のように光吸収層としての機能を有し、背面側(−Z側)から入射した光の反射時の吸収率が、映像源側(+Z側)から入射した光の反射時の吸収率よりも大きい。
したがって、本実施形態のスクリーン30は、背面側領域Sbの光の吸収率が、映像源側領域Saの光の吸収率よりも大きく、光学的には、スクリーン30が背面側領域Sbに光吸収作用を有する層を備えている形態に相当する。
In the thickness direction of the
The
Therefore, in the
このような形態とすることにより、背面側からスクリーン30の向こう側(映像源側)を見た場合、又は、映像源側からスクリーン30の向こう側(背面側)を見た場合のスクリーン30の透明性を高く維持しながら、背面側から入射する不要な照明光や太陽光等の外光を吸収し、映像のコントラストを向上することができる。また、反射層33は、観察者O1に映像を表示するための映像光を吸収しないので、映像の表示に必要な映像光の利用効率を高く維持し、明るく鮮明な映像を表示できる。
With such a configuration, the
よって、本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様に、透明性が高く、良好な映像を表示できる。
また、本実施形態では、スクリーン30の背面側領域Sbの光の吸収率が、映像源側領域Saの光の吸収率よりも大きいので、背面側(−Z側)から入射して映像源側(+Z側)へ抜け、観察者O1の映像の視認に悪影響を及ぼす外光等を吸収でき、スクリーンとして高い透過性を有しながらコントラストの高い映像を表示できる。
また、本実施形態によれば、反射層33よりも映像源側、背面側となる領域は、透明であり、その透過率等は同等であるので、スクリーンを映像源側、背面側どちらから見た場合にも高い透明性を実現できる。
Therefore, according to the present embodiment, as in the first embodiment described above, the transparency is high and a good image can be displayed.
Further, in the present embodiment, since the light absorption rate of the back side region Sb of the
Further, according to the present embodiment, the regions on the image source side and the back side of the
なお、上述の第3実施形態では、スクリーン30の背面側領域Sbの光の吸収率が、映像源側領域Saの光の吸収率よりも大きい例を示したが、映像源側領域Saの光の吸収率が、背面側領域Sbの光の吸収率よりも大きい形態としてもよい。また、スクリーン30は、スクリーン内に光を吸収して該反射スクリーンの光の透過率を所定の値とする光吸収層を少なくとも1つ備えるならば、その位置や層数等は特に限定しない。
例えば、保護層15、第2光学形状層24、基材層11、第1光学形状層22の少なくとも1つが光吸収層としての機能を有していてもよいし、各層の間に不図示の光吸収層が設けられる形態としてもよいし、反射層33の映像源側又は背面側に反射層33と一体に光吸収層が形成されている形態としてもよい。
また、光吸収層は、灰色や黒色等の染料や顔料等の着色材等により、着色が施されている形態としてもよいし、着色されておらず、透明な層であって光吸収作用を有する形態としてもよい。
In the third embodiment described above, the light absorption rate of the back side region Sb of the
For example, at least one of the
Further, the light absorption layer may be in a form of being colored with a dye such as gray or black or a coloring material such as a pigment, or is an uncolored and transparent layer having a light absorption effect. It may be in the form of having.
(第4実施形態)
第4実施形態の映像表示装置は、映像源と、スクリーン40とを備えている。
第4実施形態の映像表示装置は、第1実施形態の映像表示装置1と同様の形態であるが、映像源が所定の偏光を多く含む光を映像光としてスクリーン40へ投射する点を特徴とする。また、第4実施形態のスクリーン40は、第1実施形態のスクリーン10と略同様の形態であるが、第2実施形態と同様のオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を有する第1光学形状層22及びこれに対応する第2光学形状層24を備える点と、その厚み方向において、反射層13を含みスクリーン40の背面側表面までの背面側の領域に、映像光に含まれる所定の偏光を吸収又は反射し、映像光の少なくとも一部がスクリーン40の背面側へ出射することを抑制する抜け光抑制層を備える点とを特徴とする。
(Fourth Embodiment)
The video display device of the fourth embodiment includes a video source and a
The image display device of the fourth embodiment has the same embodiment as the
第4実施形態の映像源は、前述の第1実施形態の映像源LSと同様に、短焦点型のプロジェクタであるが、所定の偏光を多く含む光を映像光として投射する。このような映像源としては、映像光の投射口等に偏光フィルタ等を設けたプロジェクタや、液晶プロジェクタ等が好適である。また、映像光は、所定の偏光を多く含む光に限らず、所定の偏光としてもよい。
本実施形態の映像源は、映像光の投射口に偏光フィルタが配置されたプロジェクタであり、スクリーン40の映像源側表面40a(図8参照)に対して所定の直線偏光(以下、第1の偏光)を多く含む映像光を投射する。
The video source of the fourth embodiment is a short focus type projector like the video source LS of the first embodiment described above, but projects light containing a large amount of predetermined polarized light as video light. As such an image source, a projector provided with a polarizing filter or the like at a projection port of image light or the like, a liquid crystal projector or the like is suitable. Further, the image light is not limited to light containing a large amount of predetermined polarized light, and may be predetermined polarized light.
The image source of the present embodiment is a projector in which a polarizing filter is arranged at a projection port of image light, and is a predetermined linearly polarized light (hereinafter, first) with respect to the image
図8は、第4実施形態のスクリーン40の層構成を示す図である。図8に示すスクリーン40の断面は、前述の第1実施形態の図2に示すスクリーン10の断面に相当する。
スクリーン40は、厚み方向(Z方向)において映像源側(+Z側)から順に、基材層41、第1光学形状層22、反射層13、第2光学形状層24、抜け光抑制層45等を備えている。
基材層41は、前述の第1実施形態に示す基材層11と略同様であるが、そのリタデーションが約200nm以下とすることが好ましく、100nm以下とすることがより好ましい。
FIG. 8 is a diagram showing a layer structure of the
The
The
図9は、第4実施形態の抜け光抑制層45を説明する図である。図9では、図8に示すスクリーン40の断面における抜け光抑制層45のみを示している。
抜け光抑制層45は、第2光学形状層14よりも背面側(−Z側)に設けられた層であり、所定の偏光を透過し、それ以外の光を吸収する機能を有する。このような抜け光抑制層45としては、偏光板を用いることができる。
なお、本実施形態では、抜け光抑制層45がスクリーン40の最も背面側に位置する形態を示したが、これに限らず、抜け光抑制層45の背面側に、さらに、スクリーン40の背面側の表面を保護する不図示の保護層等を設けてもよい。
FIG. 9 is a diagram illustrating the light
The light
In the present embodiment, the light-blocking
本実施形態の映像源は、スクリーン40の映像源側表面40a(図8参照)に対して所定の直線偏光である第1の偏光を多く含む映像光を投射している。また、抜け光抑制層45は、図9に示すように、第1の偏光を吸収し、第1の偏光の偏光面と直交する偏光面を有する直線偏光(以下、第2の偏光)を透過する機能を有している。したがって、反射層13を透過した映像光に含まれる第1の偏光は、抜け光抑制層45で吸収され、反射層13を透過した映像光に含まれる第2の偏光は、抜け光抑制層45を透過するが、その光量は少ない。
The image source of the present embodiment projects image light containing a large amount of first polarized light, which is predetermined linearly polarized light, onto the image
また、スクリーン40に映像源側上方又は背面側上方から入射する外光に含まれる第1の偏光は、抜け光抑制層45で吸収され、この外光に含まれる第2の偏光は、抜け光抑制層45を透過するが、観察者O1,O2には届かない方向へ出射したり、スクリーン表面で全反射してスクリーン内下方等へ向かい減衰したりする。そのため、外光は、その光量の半分程度がこのスクリーン40を透過する。
また、スクリーン40へ小さな入射角度で入射する外光に含まれる第1の偏光は、抜け光抑制層45で吸収され、この外光に含まれる第2の偏光は、抜け光抑制層45を透過する。したがって、この外光の半分程度が拡散されることなくスクリーン40を透過する。
Further, the first polarized light contained in the external light incident on the
Further, the first polarized light contained in the external light incident on the
仮に、スクリーンが抜け光抑制層45を備えておらず、映像源が第1の偏光を映像光として照射しない場合、反射層13で反射せずに透過した映像光の一部は、スクリーンの背面側から上方へ出射し、天井に映像が映り込んで、意匠性の低下を招くという問題があった。このような天井への映像の映り込みは、スクリーンが大画面である場合には、特に生じやすい。
If the screen does not have an escape
これに対して、本実施形態によれば、映像源が投射する映像光は、第1の偏光を多く含み、抜け光抑制層45が第1の偏光を吸収し、第2の偏光を透過するので、反射層13を透過した映像光を効果的に吸収できる。よって、上述のような天井への映像の映り込みを大幅に改善できる。また、抜け光抑制層45は、第1の偏光を吸収するが、第2の偏光を透過するので、スクリーン40の透明性を維持できる。
また、本実施形態のスクリーン40では、スクリーン40の背面側上方から入射する外光に含まれる第1の偏光を吸収するので、映像のコントラストを向上させ、良好な映像を表示できる。
以上のことから、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、高い透明性を有し、良好な映像を表示でき、さらに、映像のコントラストを向上させ、天井等への映像の映り込みを抑制することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the image light projected by the image source contains a large amount of the first polarized light, and the light-missing
Further, since the
From the above, according to the present embodiment, as in the first embodiment, it has high transparency, a good image can be displayed, the contrast of the image is improved, and the image is projected on the ceiling or the like. It is possible to suppress crowding.
なお、上述の第4実施形態では、所定の偏光が直線偏光である例を示したが、これに限らず、映像源が右回り(又は左回り)の円偏光を投射する形態とする場合には、抜け光抑制層45がその円偏光を吸収し、左回り(又は右回り)の円偏光を吸収する形態としてもよい。このとき、抜け光抑制層45の映像源側に、1/4波長板を備える形態とすることが好ましい。
In the fourth embodiment described above, an example in which the predetermined polarized light is linearly polarized light is shown, but the present invention is not limited to this, and the case where the image source projects clockwise (or counterclockwise) circularly polarized light is used. May be a form in which the light-emitting
また、抜け光抑制層として、例えば、所定の偏光(直線偏光又は円偏光)を反射し、それ以外の光を透過する機能を有する層をスクリーン内に備える形態としてもよく、例えば、反射層が、このような機能を有する形態としてもよい。その場合、所定の偏光を反射し、それ以外を透過する作用を有する偏光選択反射性を有するシート状の部材を反射層として用いることができ、例えば、コレステリック液晶からなる少なくとも1層以上の液晶層と1/4波長板とを積層したシート状の部材等が好適に使用できる。
このような形態とした場合には、効率よく映像光を反射して明るい映像が表示でき、かつ、透明性を高く維持できる。さらに、反射層により、映像光に多く含まれる所定の偏光が反射されるので、反射層を透過する光量を大幅に低減でき、背面側の天井への映像の映り込みを大幅に改善できる。
Further, as the light emission suppression layer, for example, a layer having a function of reflecting predetermined polarized light (linearly polarized light or circularly polarized light) and transmitting other light may be provided in the screen. For example, the reflective layer may be provided. , It may be a form having such a function. In that case, a sheet-like member having polarization selective reflectivity having an action of reflecting a predetermined polarized light and transmitting the other polarized light can be used as a reflective layer. For example, at least one or more liquid crystal layers made of cholesteric liquid crystal. A sheet-shaped member or the like in which a 1/4 wavelength plate is laminated with the above can be preferably used.
In such a form, the image light can be efficiently reflected to display a bright image, and the transparency can be maintained high. Further, since the reflective layer reflects a predetermined polarized light contained in a large amount of the image light, the amount of light transmitted through the reflective layer can be significantly reduced, and the reflection of the image on the ceiling on the back side can be significantly improved.
(第5実施形態)
第5実施形態のスクリーン50は、第1実施形態のスクリーン10と略同様の形状であるが、第2実施形態の第1光学形状層22と同様のオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を背面側に有する第1光学形状層52及びこれに対応する第2光学形状層54を備える点と、単位光学形状521の第2の面521bがスクリーン面の法線方向に対して交差する点とを特徴とする。
図10は、第5実施形態のスクリーン50の層構成を説明する図である。図10に示すスクリーン50の断面は、前述の第1実施形態の図2に示すスクリーン10の断面に相当する。
図11は、第5実施形態の単位光学形状521を説明する図である。図11では、図10に示すスクリーン50の断面の一部をさらに拡大して示している。また、図11では、理解を容易にするために、第1光学形状層52、反射層13、第2光学形状層54のみを示している。
(Fifth Embodiment)
The
FIG. 10 is a diagram illustrating a layer structure of the
FIG. 11 is a diagram illustrating the unit
スクリーン50は、図10に示すように、その映像源側(+Z側)から順に、基材層11、第1光学形状層52、反射層13、第2光学形状層54、保護層15を備えている。このスクリーン50は、第1実施形態の映像表示装置1に適用可能である。
第1光学形状層52及び単位光学形状521は、前述の第2実施形態に示した第1光学形状層22及び単位光学形状221と略同様の形態であるが、角度θ2の好ましい範囲が設定されている点を特徴とする。
As shown in FIG. 10, the
The first
図10及び図11に示すように、本実施形態の第2の面521bは、平面状であり、第2の面521bにおいて最も背面側となる点(即ち、頂点t)と最も映像源側となる点(即ち、点v)とを通る平面がスクリーン面に平行な方向となす角度は、角度θ2である。また、第2の面521bに形成された反射層13の観察者側(+Z側)の面も、スクリーン面に平行な方向に対して角度θ2をなしている。
スクリーン50の透明性を向上させ、外光による映像のコントラスト低下を抑制し、コントラストの高い映像を表示する観点から、第2の面521bは、スクリーン面の法線方向に交差することが好ましく、この角度θ2は、25°≦θ2≦65°を満たすことがさらに好ましい。
本実施形態では、角度θ2は、25°≦θ2≦65°を満たしている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
From the viewpoint of improving the transparency of the
In the present embodiment, the angle θ2 satisfies 25 ° ≦ θ2 ≦ 65 °.
図12は、第5実施形態における角度θ2と外光との関係を説明する図である。図12(a)〜(c)では、図11に示すスクリーン50の断面を、反射層13をより簡略化して示している。
図12(a)に示すように、角度θ2がθ2=90°である場合(第2の面521bがスクリーン面に平行な方向に対して直交する場合)、映像源側(+Z側)上方や背面側(−Z側)上方から大きな入射角度でスクリーンに入射した一部の外光G517,G518は、第2の面521b上の反射層13で反射しても、映像源側上方へ出射する等し、映像源側の正面方向に位置する観察者O1には届かない。
FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the angle θ2 and the external light in the fifth embodiment. In FIGS. 12A to 12C, the cross section of the
As shown in FIG. 12A, when the angle θ2 is θ2 = 90 ° (when the
しかし、映像源側や背面側から小さい入射角度でスクリーンに入射した一部の外光G516,G515は、第2の面521b上の反射層13に入射すると拡散反射され、背面側の正面方向に位置する観察者O2や映像源側の正面方向に位置する観察者O1に届いてしまう場合がある。
これにより、映像光の非投射時等において、観察者O1,O2には、スクリーンの向こう側の景色がぼやけたり、白く滲んだりして観察され、スクリーンの透明性が低下する。また、映像光の投射時においては、映像源側へ出射する外光G515により、映像のコントラストの低下が生じてしまう。
したがって、スクリーンの透明性を向上させ、かつ、映像のコントラスト向上を図る観点から、第2の面521bがスクリーン面の法線方向に対して交差する(即ち、角度θ2が90°ではない)ことが好ましい。
However, a part of the external light G516, G515 that is incident on the screen from the image source side or the back surface side at a small incident angle is diffusely reflected when it is incident on the
As a result, when the image light is not projected or the like, the observers O1 and O2 observe the scenery on the other side of the screen as being blurred or blurred in white, and the transparency of the screen is lowered. Further, when the image light is projected, the external light G515 emitted to the image source side causes a decrease in the contrast of the image.
Therefore, from the viewpoint of improving the transparency of the screen and improving the contrast of the image, the
次に、図12(b)に示すように、角度θ2が、65°<θ2<90°である場合について説明する。この場合、スクリーンに映像源側上方から入射した一部の外光G519やスクリーンに映像源側から小さい入射角度で入射した一部の外光G520は、反射層13で反射する等して、スクリーンの映像源側上方や背面側上方へ出射したり、スクリーン内を上側へ進んだりするので、観察者O1等に届かない。また、図示しないが、背面側から小さい入射角度でスクリーンに入射した外光は、多くが反射層13を透過し、仮に第2の面521b上の反射層13で反射しても、スクリーンの背面側下方へ出射する等して、映像源側の観察者O1等には届かない。
Next, as shown in FIG. 12B, a case where the angle θ2 is 65 ° <θ2 <90 ° will be described. In this case, a part of the external light G519 incident on the screen from above the image source side and a part of the external light G520 incident on the screen from the image source side at a small incident angle are reflected by the
しかし、図12(b)に示すように、背面側上方から大きな入射角度でスクリーンに入射した一部の外光G521が、第1の面521a上の反射層13を透過し、第2の面521b上の反射層13に入射して拡散反射し、映像源側の観察者O1に届いてしまい、映像のコントラストの低下を招くことがある。
However, as shown in FIG. 12B, a part of the external light G521 incident on the screen from the upper side of the back surface at a large incident angle passes through the
次に、図12(c)に示すように、角度θ2が、0°<θ2<25°である場合について説明する。この場合、スクリーンに背面側上方から大きな入射角度で入射した一部の外光G522は、第1の面521a上の反射層13を透過してスクリーンの映像源側下方へ出射するので、映像源側の観察者O1に届かない。
また、映像源側から小さい入射角度でスクリーンに入射した一部の外光G523は、第2の面521b上の反射層13で反射する等し、スクリーンの映像源側上方へ出射したり、スクリーン内を上側へ進んだりするため、映像源側の観察者O1に届かない。また、図示しないが、背面側から小さい入射角度でスクリーンに入射した外光は、多くが反射層13を透過し、仮に、第2の面521b上の反射層13で反射しても、スクリーンの背面側下方や上方へ出射する等して、観察者O1等には届かない。
Next, as shown in FIG. 12C, a case where the angle θ2 is 0 ° <θ2 <25 ° will be described. In this case, a part of the external light G522 incident on the screen from the upper side of the back surface at a large incident angle passes through the
Further, a part of the external light G523 incident on the screen from the image source side at a small incident angle is reflected by the
しかし、この場合、映像源側上方から大きな入射角度でスクリーンに入射した一部の外光G524が、第2の面521b上の反射層13に入射して拡散反射し、映像源側の観察者O1に届いてしまい、映像のコントラストの低下を招くことがある。
また、この場合、単位光学形状521において、第2の面521bが占める面積が大きくなり過ぎ、映像光を観察者側へ反射する第1の面521aの面積が小さくなる。したがって、観察者O1に届く映像光の光量が減少し、映像が暗く不鮮明となるので好ましくない。
However, in this case, a part of the external light G524 incident on the screen from above the image source side at a large incident angle is incident on the
Further, in this case, in the unit
これに対して、図11に示すスクリーン50のように、角度θ2が、25°≦θ2≦65°である場合、小さな入射角度でスクリーン50に入射する外光G513,G514については、一部が第2の面521b上の反射層13で反射しても、スクリーン50の映像源側上方や下方へ出射する等して、映像源側の観察者O1や背面側の観察者O2に届くことはない。また、外光G513,G514の多くは、第2の面521b上の反射層13を透過する。したがって、映像光の非投射時等にスクリーン50越しの背景がぼやけたり、白く滲んだりして映像源側や背面側に位置する観察者に視認されることがなく、高い透明性を有し、映像のコントラストや明るさも高いスクリーン50とすることができる。
On the other hand, when the angle θ2 is 25 ° ≤ θ2 ≤ 65 ° as in the
また、スクリーン50の背面側上方や映像源側上方から大きな入射角度でスクリーン50に入射する外光G511,G512については、一部が第2の面521b上の反射層13で反射しても、映像源側上方や下方へ出射したり、スクリーン内を進んで減衰したりする等し、映像源側の正面方向に位置する観察者O1に届かない。したがって、外光による映像のコントラストの低下を抑制でき、コントラストの高い映像を表示できる。
また、単位光学形状521において、映像光を観察者側へ反射する第1の面521aの面積を十分確保でき、また、第2の面521bに入射する映像光を十分に低減できるので、明るく鮮明な画像を表示できる。
以上のことから、角度θ2は、25°≦θ2≦65°を満たすことがより好ましい。
Further, with respect to the external light G511 and G512 that are incident on the
Further, in the unit
From the above, it is more preferable that the angle θ2 satisfies 25 ° ≦ θ2 ≦ 65 °.
本実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様に、透明性が高く、良好な映像を表示できるスクリーン50及び映像表示装置1とすることができる。
また、本実施形態では、角度θ2が、25°≦θ2≦65°を満たしているので、映像源側上方及び背面側上方からスクリーンに大きな入射角度で入射する外光が、第2の面521b上の反射層13で拡散反射して、映像源側の正面方向に位置する観察者O1に届くことが少ない。また、小さな入射角度で入射する外光が、第2の面521b上の反射層13で拡散反射することによるスクリーン50の透明性の低下を抑制できる。したがって、本実施形態によれば、高い透明性を有し、コントラストが高く明るい映像を表示できる。
According to the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, since the angle θ2 satisfies 25 ° ≦ θ2 ≦ 65 °, the external light incident on the screen from the upper side of the image source side and the upper side of the back side at a large incident angle is the
(第5実施形態の他の形態)
図13は、第5実施形態のスクリーン50の他の形態を説明する図である。図13では、図12に示すスクリーン50の断面に相当するスクリーン50の他の形態の断面を示している。
図13に示すように、第5実施形態のスクリーン50の他の形態では、第1の面521a及び第2の面521bの少なくとも一部がなだらかな曲面状であり、隣り合う単位光学形状521間の谷部分(点vを含むその近傍)や単位光学形状521の頂部(頂点tを含むその近傍)も曲面状なっている。また、反射層13は、単位光学形状521の形状に沿って形成されている。
(Other forms of the fifth embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating another embodiment of the
As shown in FIG. 13, in another embodiment of the
このとき、単位光学形状521において第2の面521bとなる領域は、谷底となる点vから頂点tまでの領域である。また、第2の面521bがスクリーン面に平行な方向となす角度θ2は、最も背面側となる点(即ち、頂点t)と、最も映像源側となる点(即ち、谷底となる点v)とを通る平面Mがスクリーン面に平行な方向となす角度であり、この角度θ2が25°≦θ2≦65°を満たしている。
At this time, the region that becomes the
また、図13に示すように、第2の面521bの接線Sがスクリーン面に平行な方向となす角度θ3は、1つの第2の面521b内において、単位光学形状521の配列方向に沿って次第に変化している。
そして、1つの第2の面521bにおいて、角度θ3が、0°≦θ3<25°となる領域の面積と65°<θ3≦90°となる領域の面積との和が、25°≦θ3≦65°である領域の面積よりも小さい。このような形態とすることにより、スクリーン10の透明性を向上させ、映像のコントラストや明瞭さを向上させている。
このような形態とした場合にも、第5実施形態と同様に、透明性が高く、良好な映像を表示でき、さらに、映像のコントラストを高めることができる。
Further, as shown in FIG. 13, the angle θ3 formed by the tangent line S of the
Then, on one
Even in such a form, as in the fifth embodiment, the transparency is high, a good image can be displayed, and the contrast of the image can be enhanced.
(第6実施形態)
図14は、第6実施形態のスクリーン60の層構成を説明する図である。図14に示すスクリーン60の断面は、前述の図2に示す第1実施形態のスクリーン10の断面に相当する。図14では、理解を容易にするために、反射層13の形状は簡略化して示している。
第6実施形態のスクリーン60は、前述の第1実施形態のスクリーン10と略同様であるが、第2実施形態の第1光学形状層22と同様のオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を有する第1光学形状層62及びこれに対応する第2光学形状層64を備える点と、単位光学形状621の頂部及び隣り合う単位光学形状621の間の谷部623が曲面状である点とを特徴とする。
(Sixth Embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating a layer structure of the
The
本実施形態のスクリーン60は、その映像源側(+Z側)から順に、基材層11、第1光学形状層62、反射層13、第2光学形状層64、保護層15を備えており、第1実施形態に示した映像表示装置1に適用可能である。
第1光学形状層62は、前述の第2実施形態の第1光学形状層22と同様に、背面側の面に、真円の一部形状(円弧状)である単位光学形状621がスクリーン60の画面(表示領域)外下方に位置する点(図6(a)に示す点Cに相当する点)を中心として同心円状に配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状を有する。単位光学形状621は、背面側(−Z側)に凸であり、第1の面621aと、これに対向する第2の面621bとを有している。
The
Similar to the first
この単位光学形状621の頂部622は、背面側(−Z側)に凸となる曲面状であり、隣りあう単位光学形状621の間の谷部623は、映像源側(+Z側)に凸となる曲面状である。そして、頂部622の曲率半径は、谷部623の曲率半径よりも大きい。
一般的に、第1光学形状層62の単位光学形状621を賦形する成形型の第1の面621a及び第2の面621bを賦形する面に、前述の第1実施形態に示すように凹凸形状を賦形するためにめっきやブラスト、エッチング等の表面加工を行うと、頂部622や谷部623に相当する部分が曲面状となりやすい。
本実施形態では、上述の傾向を利用して、頂部622の曲率半径が、谷部623の曲率半径よりも大きくなるように成形型を作製し、第1光学形状層62を作製している。
The top 622 of the unit
Generally, as shown in the above-described first embodiment, the surfaces forming the
In the present embodiment, using the above-mentioned tendency, a molding die is produced so that the radius of curvature of the
反射層13は、単位光学形状621上(第1の面621a及び第2の面621b上)に形成されている。この反射層13は、本実施形態では、誘電体多層膜により形成されることが好ましいが、アルミニウム、銀、ニッケル等の光反射性の高い金属を蒸着したり、光反射性の高い金属をスパッタリングしたりして形成してもよい。
The
図15は、第6実施形態のスクリーン60と比較例のスクリーン60Bとを比較する図である。図15(a)では、本実施形態のスクリーン60の図14に相当する断面を示し、図15(b)では、比較例のスクリーン60Bの図14に相当する断面を示している。なお、図15では、理解を容易にするために、各スクリーンについては、基材層11及び保護層15を省略し、反射層13を簡略化して示している。
図15(b)に示す比較例のスクリーン60Bでは、隣り合う単位光学形状621Bの間の谷部623Bの曲率半径が、頂部622Bの曲率半径よりも大きい。
FIG. 15 is a diagram comparing the
In the
このような比較例の単位光学形状621Bに沿って反射層13が形成されている場合、一部の映像光Lgのように、谷部623Bの曲面に大きな入射角度で入射して反射層13の映像源側の面で反射し、スクリーン60の背面側の表面で全反射する等してスクリーン上方に向かい、映像源側の観察者O1に向かって出射する光が生じる。
この映像光Lgは、映像光の光軸方向(投射方向)に沿った方向に映像がにじむような像ぼけを生じさせるため、好ましくない。
When the
This image light Lg is not preferable because it causes image blurring in the direction along the optical axis direction (projection direction) of the image light.
これに対して、図15(a)に示す本実施形態のスクリーン60では、同様の入射角度で曲面状の頂部622に入射する映像光Lhは、その多くが反射層13の背面側の面で反射し、スクリーン10の背面側からスクリーン60の上方へ出射する。
また、本実施形態のスクリーン60では、頂部622は、背面側(−Z側)に凸であり、谷部623よりも背面側に位置している。したがって、比較例のスクリーン60Bにおいて谷部623Bに入射する光量に比べて、本実施形態のスクリーン60の頂部622に入射する光の光量の方が、大幅に小さく、頂部622の映像源側に入射して反射層13で反射し、スクリーン60の背面側の表面等で全反射する等して入光点よりもやや上方から映像源側へ出射して像ぼけを招く光は、その光量がわずかである。
On the other hand, in the
Further, in the
また、本実施形態のスクリーン60では、谷部623の曲率半径が頂部622の曲率半径よりも小さい。したがって、谷部623に入射して迷光となり像ぼけを招く映像光(比較例のスクリーン60Bの映像光Lgに相当する光)は、比較例のスクリーン60Bに比べてその光量が小さい。
以上のことから、本実施形態によれば、像ぼけを引き起こす迷光を大幅に低減できる。
Further, in the
From the above, according to the present embodiment, the stray light that causes image blurring can be significantly reduced.
図16は、第6実施形態のスクリーン60での映像光及び外光の様子を示す図である。図16では、図14に示すスクリーン60の断面に相当する断面を示している。また、図16では、理解を容易にするために、基材層11と第1光学形状層62との界面、第2光学形状層64と保護層15との界面における屈折率差はないものとして示している。
スクリーン60の下方に位置する映像源LSから投射され、スクリーン60に入射した映像光L61のうち、一部の映像光L62は、その単位光学形状621の第1の面621aに入射し、反射層13によって拡散反射され、観察者O1側へ出射する。
FIG. 16 is a diagram showing the state of image light and external light on the
Of the image light L61 projected from the image source LS located below the
第1の面621aに入射した映像光のうち反射しなかった他の映像光L63は、反射層13を透過し、スクリーン60の背面側から出射する。このとき、映像光L63は、スクリーン60の上方へと出射する等し、スクリーン60の背面側の観察者O2には到達しない。
また、映像源LSから投射された映像光L61うち、一部の映像光L64は、スクリーン60の表面で反射し、スクリーン60上方へ向かうので、映像源側の観察者O1の映像の視認の妨げにはならない。
Of the video light incident on the
Further, of the image light L61 projected from the image source LS, a part of the image light L64 is reflected on the surface of the
なお、本実施形態では、映像光L61がスクリーン60の下方から投射され、かつ、角度θ2がスクリーン60の画面上下方向の各点における映像光の入射角度よりも大きいので、映像光が第2の面621bに直接入射することはなく、第2の面621bは、映像光の反射にはほとんど影響しない。
また、前述のように、本実施形態では、頂部622に映像源側から入射して反射層13で反射し、スクリーン60表面で全反射する等した後、スクリーン上方から映像源側に出射する映像光は、光量がわずかであり、このような映像光によって生じる映像光の投射方向(光軸方向)に沿った像ぼけを低減でき、映像の鮮明性を向上させることができる。
In the present embodiment, the video light L61 is projected from below the
Further, as described above, in the present embodiment, the image is incident on the top 622 from the image source side, reflected by the
次に、背面側(−Z側)又は映像源側(+Z側)の上方からスクリーン60に入射する外光について説明する。
図16に示すように、スクリーン60に上方から入射する外光G61,G65のうち、一部の外光G62,G66は、スクリーン60の表面で反射し、スクリーン60の下方側へ向かう。
外光G61のうち、一部の外光G63は、反射層13で反射し、一部がスクリーン60の映像源側の表面で全反射してスクリーン60内下方へ向かい、減衰し、一部が図示しないが、スクリーン60下方へ出射する。また、外光G65のうち、一部の外光G67は、反射層13で反射し、背面側のスクリーン60上方側へ出射する。
また、反射層13で反射しなかった他の外光G64,G68は、反射層13を透過して、それぞれスクリーン60の背面側下方、映像源側下方へ出射する。このとき、映像源側へ出射する外光G62,G63,G68は、スクリーン60の下方側へ向かい、正面方向に位置する観察者O1には到達しないので、外光による映像のコントラスト低下を抑制できる。
Next, the external light incident on the
As shown in FIG. 16, of the external light G61 and G65 incident on the
Of the external light G61, a part of the external light G63 is reflected by the
Further, the other external light G64 and G68 that are not reflected by the
また、特に図示しないが、スクリーン60に映像源側、背面側から入射した外光の一部は、スクリーン60の背面側、映像源側の表面で全反射して、スクリーン内部下方側へ向かい、減衰する。
また、小さな入射角度でスクリーン60に入射する他の外光G69,G70は、反射層13を透過して、それぞれ背面側、映像源側へ出射する。スクリーン60は、光を拡散する拡散粒子等を含有する光拡散層等を備えておらず、反射層13は、透過する光を拡散しないので、このスクリーン60を透過する外光G69,G70は、拡散されない。したがって、スクリーン60を通してスクリーン60の向こう側の景色を観察した場合に、その景色がぼやけたり、白くにじんだりすることなく、高い透明性を有して観察することができる。
Further, although not particularly shown, a part of the external light incident on the
Further, the other external lights G69 and G70 incident on the
前述のように、従来の光を拡散する拡散粒子等を含有する光拡散層を備えた半透過型の反射スクリーンでは、映像光は、反射層での反射前後の2回拡散されるので、良好な視野角が得られる一方で映像の解像度が低下するという問題がある。また、拡散粒子によって外光も拡散されるため、スクリーンの向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりして観察される。 As described above, in the semi-transmissive reflective screen provided with a light diffusing layer containing a conventional light diffusing particle or the like, the image light is diffused twice before and after the reflection by the reflective layer, which is good. There is a problem that the resolution of the image is lowered while a good viewing angle can be obtained. In addition, since the diffused particles also diffuse the outside light, the scenery on the other side of the screen is blurred or blurred into white.
しかし、本実施形態のスクリーン60では、反射層13の表面の微細かつ不規則な凹凸形状により、映像光等は、反射層13で反射する場合に拡散される。また、本実施形態では、反射層13を透過する光は拡散されない。したがって、本実施形態のスクリーン60は、良好な視野角及び解像度を有する映像を表示でき、かつ、スクリーン60の向こう側の景色が白くにじんだり、ぼけたりすることがなく観察者O1に良好に視認され、高い透明性を実現できる。
However, in the
また、本実施形態のスクリーン60では、スクリーン60に映像光が投射された状態においても、観察者O1が、スクリーン60の向こう側(背面側)の景色を一部視認することが可能である。さらに、スクリーン60では、背面側に位置する観察者O2は、映像光の投射の有無に関わらず、スクリーン60越しに映像源側(+Z側)の景色を高い透明性を有して良好に視認することができる。
また、本実施形態のスクリーン60では、頂部622の曲率半径の方が、谷部623の曲率半径よりも大きいので、像ぼけを低減して映像の鮮明さを向上できる。
Further, in the
Further, in the
よって、本実施形態によれば、第1実施形態等と同様に、透明性が高く、明るく良好な映像を表示することができる。さらに、本実施形態によれば、映像光の投射方向(光軸方向)に沿って生じる映像がにじむような像ぼけを低減し、映像の鮮明性を向上させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to display a bright and good image with high transparency as in the first embodiment and the like. Further, according to the present embodiment, it is possible to reduce image blurring that occurs along the projection direction (optical axis direction) of the image light and to improve the sharpness of the image.
(変形形態)
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)各実施形態において、スクリーン10〜60の映像源側の面に、傷つき防止を目的としたハードコート層を設けてもよい。ハードコート層は、例えば、スクリーン10〜60の映像源側の面(基材層11の映像源側の面)に、ハードコート機能を有する紫外線硬化型樹脂(ウレタンアクリレート等)を塗布して形成する等により、形成される。
また、ハードコート層に限らず、スクリーン10〜60の使用環境や使用目的等に応じて、例えば、反射防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能、帯電防止機能等、適宜必要な機能を有する層を1つ又は複数選択して設けてもよい。さらに、基材層11の映像源側(観察者側)にタッチパネル層等を設けてもよい。
特に、反射防止層を映像源側の面に設けた場合には、スクリーン10〜60への入射光量の増加を図ることができ、さらに、例えば、反射層で反射した映像光が、映像源側の空気との界面で反射して、背面側から出射して背面側に映像が漏れたように表示されることを防止できる。
なお、スクリーン10〜60は、その映像源側(+Z側)の面に限らず、背面側の表面にハードコート機能や反射防止機能等を有する層を備えてもよい。
(Transformed form)
Not limited to each of the embodiments described above, various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In each embodiment, a hard coat layer may be provided on the surface of the
Further, not limited to the hard coat layer, a layer having appropriately necessary functions such as an antireflection function, an ultraviolet absorption function, an antifouling function, an antistatic function, etc., depending on the usage environment and purpose of use of the
In particular, when the antireflection layer is provided on the surface on the image source side, the amount of incident light on the
The
(2)各実施形態において、映像源LSは、例えば、スクリーン10〜60の斜め下側等に配置され、スクリーン10〜60に対して画面左右方向において斜め方向光から映像光を投射する形態としてもよい。
例えば、映像源LSをスクリーンの画面左右方向左側(−X側)の下方に配置する場合、単位光学形状121は、その配列方向及び長手方向が、映像源LSの位置に合わせてそれぞれ画面上下方向(Y方向)及び画面左右方向(X方向)に対して傾斜した形態とすればよい。
なお、第2実施形態から第6実施形態のように、第1光学形状層22がサーキュラーフレネルレンズ形状を有する場合には、フレネルセンターとなる点Cの位置をずらすことにより、このような変形形態は適用可能である。
これらのような形態とすることにより、映像源LSの位置等を自由に設定することができる。
(2) In each embodiment, the image source LS is arranged on the diagonally lower side of the
For example, when the image source LS is arranged below the left side (-X side) of the screen in the left-right direction of the screen, the arrangement direction and the longitudinal direction of the unit
When the first
By adopting such a form, the position of the image source LS and the like can be freely set.
(3)第3実施形態から第6実施形態において、第1光学形状層22,52,62は、前述の第1実施形態のように、画面左右方向(X方向)を長手方向とする単位光学形状121が画面上下方向(Y方向)に配列されたリニアフレネルレンズ形状を背面側の面に備える形態としてもよい。また、第1光学形状層22,52,62は、その背面側の面に、画面左右方向(X方向)を長手方向とする柱状の単位プリズムが、画面上下方向(Y方向)に複数された形態としてもよい。
(3) In the third to sixth embodiments, the first optical shape layers 22, 52, 62 are unit optics having the screen left-right direction (X direction) as the longitudinal direction as in the above-described first embodiment. A linear Fresnel lens shape in which the
(4)各実施形態において、単位光学形状121,221,521,621は、第1の面121a,221a,521a,621a及び第2の面121b,221b,521b,621bが平面により形成される例を示したが、これに限らず、例えば、曲面と平面とが組み合わされた形態としてもよいし、折れ面状としてもよい。
また、各実施形態において、単位光学形状121,221,521,621は、3つ以上の複数の面によって形成される多角形形状としてもよい。
また、各実施形態において、反射層13,33は、例えば、第1の面121a,221a,521a,621aの少なくとも一部に形成される形態としてもよい。
また、各実施形態において、例えば、第1の面121a,221a,521a,621aのみ粗面である形態としてもよい。
(4) In each embodiment, the unit optical shapes 121,221,521,621 are examples in which the
Further, in each embodiment, the unit optical shapes 121,221,521,621 may be polygonal shapes formed by a plurality of three or more surfaces.
Further, in each embodiment, the
Further, in each embodiment, for example, only the
(5)各実施形態において、反射層13,33の表面(単位光学形状121,221,521,621の表面)の微細かつ不規則な凹凸形状は、その大きさや形状、配列等が不規則である例を示したが、大きさや形状、配列のいずれかが規則性を有していてもよい。
(5) In each embodiment, the fine and irregular uneven shape of the surfaces of the
(6)各実施形態において、スクリーン10〜60は、第1光学形状層12,22,52,62及び第2光学形状層14,24,54,64が十分な厚みや剛性等を有している場合には、基材層11及び保護層15を備えない形態としてもよいし、どちらか一方を備えない形態としてもよい。
また、各実施形態において、スクリーン10〜60は、基材層11,41及び保護層15の少なくとも一方を、ガラス板等の光透過性を有する板状の部材としてもよい。このとき、粘着剤層等を介して第1光学形状層等がガラス板等に接合される形態としてもよい。
(6) In each embodiment, the
Further, in each embodiment, in the
(7)各実施形態において、映像源LSは、例えば、P波の偏光成分を有する映像光を投射するものとしてもよい。
このとき、映像源LSは、映像光が入射角φでスクリーン10〜60へ投射されるように位置及び角度が設定されている。この入射角φは、スクリーン10〜60へ投射された映像光(P波)の反射率がゼロとなる入射角(ブリュースター角)をθb(°)とした場合、(θb−10)°以上85°以下の範囲に設定される。例えば、スクリーン10〜60へ投射された映像光の反射率がゼロとなる入射角θbが60°である場合、映像光の入射角φは、50〜85°の範囲に設定される。
(7) In each embodiment, the image source LS may project, for example, image light having a polarization component of a P wave.
At this time, the position and angle of the image source LS are set so that the image light is projected onto the
このように、P波の偏光成分を有する映像光を投射する映像源LSを用いることにより、スクリーン10〜60への入射角φが大きい場合にも、スクリーン10〜60の表面における鏡面反射を抑制することができ、映像源LSの設置位置等、投射系の設計の自由度を上げることができる。また、このような映像源LSを用いることにより、スクリーン10〜60に入射する際のスクリーン表面での映像光の反射を低減でき、映像の明るさ、鮮明さの向上を図ることができる。
なお、角度θb(ブリュースター角)は、映像光が投射されるスクリーン10〜60表面の材質により異なる。
また、このような形態の場合、基材層11及び保護層15としては、TAC製のシート状の部材が好適である。
In this way, by using the image source LS that projects the image light having the polarization component of the P wave, the specular reflection on the surface of the
The angle θb (Brewster's angle) differs depending on the material of the surface of the
Further, in such a form, a TAC sheet-like member is suitable as the
(8)各実施形態において、1つのスクリーンに対して、2台以上の映像源から映像光が投射され、1つのスクリーンの画面上に1つの映像が表示される形態としてもよい。このとき、各映像源が投射した各映像光の投射領域は、少なくとも一部が重複している。
また、各実施形態において、スクリーンの厚み方向において、複数の反射層が存在する形態、即ち、透明性を有するスクリーンを厚み方向に複数枚積層した形態としてもよい。
これらのような形態とすることにより、スクリーンに表示される映像のシンチレーションを低減して画質を向上させたり、映像の視野角を一方向に広げたり、映像の明るさを向上させたりすることができる。
(8) In each embodiment, video light may be projected from two or more video sources onto one screen, and one video may be displayed on the screen of one screen. At this time, at least a part of the projection area of each image light projected by each image source overlaps.
Further, in each embodiment, a form in which a plurality of reflective layers are present in the thickness direction of the screen, that is, a form in which a plurality of transparent screens are laminated in the thickness direction may be used.
By adopting such a form, it is possible to reduce the scintillation of the image displayed on the screen to improve the image quality, widen the viewing angle of the image in one direction, and improve the brightness of the image. it can.
(9)各実施形態において、映像表示装置1は、店舗等のショーウィンドウに配置される例を示したが、これに限らず、例えば、室内用のパーテーションや、展示会等における映像表示等にも適用できる。また、スクリーン10〜60をフロントガラスに貼り合わせる等し、映像表示装置1を自動車のヘッドアップディスプレイ(HUD:HEAD−Up Display)に適用してもよいし、自動車以外の乗り物に適用してもよい。
(9) In each embodiment, the
なお、各実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は、上述の実施形態等によって限定されることはない。 Although each embodiment and modified form can be used in combination as appropriate, detailed description thereof will be omitted. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like.
1 映像表示装置
10,20,30,40,50,60 スクリーン
11,41 基材層
12,22,52,62 第1光学形状層
121,221,521,621 単位光学形状
121a,221a,521a,621a 第1の面
121b,221b,521b,621b 第2の面
13,33 反射層
14,24,54,64 第2光学形状層
15 保護層
45 抜け光抑制層
LS 映像源
1
Claims (15)
光透過性を有し、映像光が入射する第1の面と、これに対向する第2の面とを有する背面側に凸となる単位光学形状が、背面側の面に複数配列された第1光学形状層と、
前記単位光学形状の少なくとも第1の面に形成され、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層と、
光透過性を有し、前記第1光学形状層及び前記反射層の背面側に、前記単位光学形状による凹凸の谷部を充填するように設けられた第2光学形状層と、
を備え、
前記単位光学形状は、その表面に凹凸形状を有し、
少なくとも前記反射層の前記単位光学形状側の面は、前記凹凸形状に対応した凹凸形状を有し、
前記第2の面は、少なくとも一部が曲面であり、
前記第2の面の接線又は前記第2の面が該反射スクリーンのスクリーン面に平行な方向となす角度を角度θ3とするとき、前記第2の面において、25°≦θ3≦65°を満たす領域は、前記角度θ3が0°≦θ3<25°を満たす領域の面積と前記角度θ3が65°<θ3≦90°を満たす領域の面積との和よりも大きいこと、
を特徴とする反射スクリーン。 A reflective screen that reflects the image light projected from the image source and displays the image.
A plurality of unit optical shapes having light transmission and having a first surface on which image light is incident and a second surface facing the first surface and a second surface facing the first surface and having a convex shape on the back side are arranged on the back side surface. 1 Optical shape layer and
A semi-transmissive reflective layer formed on at least the first surface of the unit optical shape, which reflects a part of the incident light and transmits the other light.
A second optical shape layer having light transmission and provided on the back surface side of the first optical shape layer and the reflection layer so as to fill a valley portion of unevenness due to the unit optical shape.
With
The unit optical shape has an uneven shape on its surface and has an uneven shape.
At least the surface of the unit optical shape side of the reflective layer is to have a concavo-convex shape corresponding to the concavo-convex shape,
The second surface is at least partially curved and has a curved surface.
When the angle formed by the tangent line of the second surface or the angle formed by the second surface in the direction parallel to the screen surface of the reflection screen is an angle θ3, the second surface satisfies 25 ° ≤ θ3 ≤ 65 °. The region is larger than the sum of the area of the region where the angle θ3 satisfies 0 ° ≤ θ3 <25 ° and the area of the region where the angle θ3 satisfies 65 ° <θ3 ≦ 90 °.
A reflective screen featuring.
前記単位光学形状の頂部は、背面側に凸となる曲面状であり、隣り合う前記単位光学形状の間の谷部は、映像源側に凸となる曲面状であり、
前記頂部の曲率半径は、前記谷部の曲率半径よりも大きく、
前記反射層は、少なくとも、前記第1の面及び前記頂部に形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 1,
The top of the unit optical shape is a curved surface that is convex toward the back surface, and the valley between adjacent unit optical shapes is a curved surface that is convex toward the image source side.
The radius of curvature of the top is larger than the radius of curvature of the valley.
The reflective layer is formed on at least the first surface and the top.
A reflective screen featuring.
前記反射層は、前記単位光学形状に沿ってその全面に形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 2,
The reflective layer is formed on the entire surface along the unit optical shape.
A reflective screen featuring.
光透過性を有し、映像光が入射する第1の面と、これに対向する第2の面とを有する背面側に凸となる単位光学形状が、背面側の面に複数配列された第1光学形状層と、A plurality of unit optical shapes having light transmission and having a first surface on which image light is incident and a second surface facing the first surface and a second surface facing the first surface and having a convex shape on the back side are arranged on the back side surface. 1 Optical shape layer and
前記単位光学形状の前記第1の面及び前記第2の面に形成され、入射した光の一部を反射し、その他を透過する半透過型の反射層と、A semi-transmissive reflective layer formed on the first surface and the second surface of the unit optical shape, which reflects a part of the incident light and transmits the other.
光透過性を有し、前記第1光学形状層及び前記反射層の背面側に、前記単位光学形状による凹凸の谷部を充填するように設けられた第2光学形状層と、A second optical shape layer having light transmission and provided on the back surface side of the first optical shape layer and the reflection layer so as to fill a valley portion of unevenness due to the unit optical shape.
を備え、With
前記単位光学形状は、その表面に凹凸形状を有し、The unit optical shape has an uneven shape on its surface and has an uneven shape.
少なくとも前記反射層の前記単位光学形状側の面は、前記凹凸形状に対応した凹凸形状を有し、At least the surface of the reflective layer on the unit optical shape side has a concavo-convex shape corresponding to the concavo-convex shape.
前記第2の面は、少なくとも一部が曲面であり、The second surface is at least partially curved and has a curved surface.
前記第2の面において最も背面側に位置する点と前記第2の面において最も映像源側に位置する点とを通る平面が、該反射スクリーンのスクリーン面に平行な方向となす角度をθ2とするとき、前記角度θ2は、25°≦θ2≦65°を満たすこと、The angle formed by the plane passing through the point located on the backmost side of the second surface and the point located closest to the image source side on the second surface in a direction parallel to the screen surface of the reflective screen is defined as θ2. When the angle θ2 is satisfied, 25 ° ≦ θ2 ≦ 65 ° is satisfied.
を特徴とする反射スクリーン。A reflective screen featuring.
光を拡散する拡散粒子を含有する光拡散層を備えていないこと、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 1 or 4.
Not having a light diffusing layer containing diffuse particles that diffuse light,
A reflective screen featuring.
前記単位光学形状の配列方向において、該反射スクリーンの反射光のピーク輝度となる出射角度から輝度が1/2となる出射角度までの角度変化量を+α1,−α2とし、その絶対値の平均値をαとし、前記第1の面がスクリーン面に平行な面となす角度をθ1とするとき、該反射スクリーンの少なくとも一部の領域において、α<arcsin(n×sin(2×(θ1)))という関係を満たすこと、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 1 or 4.
In the arrangement direction of the unit optical shape, the amount of angle change from the emission angle which is the peak brightness of the reflected light of the reflection screen to the emission angle where the brightness is halved is set to + α1 and −α2, and the average value of the absolute values thereof. Is α, and when the angle formed by the first surface with the surface parallel to the screen surface is θ1, α <arcsin (n × sin (2 × (θ1))) in at least a part of the reflective screen. ) Satisfying the relationship,
A reflective screen featuring.
前記第1の面上の前記反射層の単位面積当たりに前記凹凸形状が形成されていない鏡面領域が占める割合が5%以下であること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 1 or 4.
The ratio of the mirror surface region in which the uneven shape is not formed to the unit area of the reflective layer on the first surface is 5% or less.
A reflective screen featuring.
該反射スクリーンの厚み方向において、映像源側表面から前記反射層の背面側の面までの映像源側領域、又は、該反射スクリーンの厚み方向において、背面側表面から前記反射層の映像源側の面までの背面側領域に、光を吸収して該反射スクリーンの光の透過率を所定の値とする光吸収層を少なくとも1つ備えること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 1 or 4.
In the thickness direction of the reflective screen, the image source side region from the surface on the image source side to the surface on the back side of the reflection layer, or in the thickness direction of the reflection screen, from the surface on the back side to the image source side of the reflection layer. At least one light absorbing layer that absorbs light and sets the light transmittance of the reflective screen to a predetermined value is provided in the back surface region up to the surface.
A reflective screen featuring.
前記反射層が、前記光吸収層としての機能を有すること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 8.
The reflective layer has a function as the light absorption layer.
A reflective screen featuring.
前記光吸収層は、その透過光に対する吸収率が5%以上であること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 8,
The light absorption layer has an absorption rate of 5% or more for the transmitted light.
A reflective screen featuring.
該反射スクリーンの厚み方向において前記反射層を含めた該反射スクリーンの背面側の領域に、映像光に含まれる所定の偏光を吸収又は反射し、映像光の少なくとも一部が該反射スクリーンの背面側へ出射することを抑制する抜け光抑制層を備えること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 1 or 4.
A predetermined polarized light contained in the image light is absorbed or reflected in a region on the back side of the reflection screen including the reflection layer in the thickness direction of the reflection screen, and at least a part of the image light is on the back side of the reflection screen. Provided with a light-emitting suppression layer that suppresses light emission to
A reflective screen featuring.
前記抜け光抑制層は、
前記反射層を透過した前記所定の偏光を吸収し、それ以外の光を透過する機能を有する層であり、
該反射スクリーンの厚み方向において前記反射層よりも背面側に設けられること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 11,
The light loss suppression layer is
A layer having a function of absorbing the predetermined polarized light transmitted through the reflective layer and transmitting other light.
Being provided on the back side of the reflective layer in the thickness direction of the reflective screen.
A reflective screen featuring.
前記反射層は、前記所定の偏光を反射し、それ以外の光を透過する前記抜け光抑制層としての機能を有すること、
を特徴とする反射スクリーン。 In the reflective screen according to claim 11,
The reflective layer has a function as the light-missing suppression layer that reflects the predetermined polarized light and transmits other light.
A reflective screen featuring.
前記反射スクリーンに対して、映像光として、前記所定の偏光を多く含む光、又は、前記所定の偏光を投射する映像源と、
を備える映像表示装置。 The reflective screen according to claim 11 and
As image light, light containing a large amount of the predetermined polarized light or an image source that projects the predetermined polarized light onto the reflective screen.
A video display device comprising.
前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源と、
を備える映像表示装置。 The reflective screen according to any one of claims 1 to 13.
An image source that projects image light onto the reflective screen,
A video display device comprising.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017039299A JP6888331B2 (en) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Reflective screen, video display device |
JP2021083891A JP7060137B2 (en) | 2017-03-02 | 2021-05-18 | Reflective screen, video display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017039299A JP6888331B2 (en) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Reflective screen, video display device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021083891A Division JP7060137B2 (en) | 2017-03-02 | 2021-05-18 | Reflective screen, video display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018146666A JP2018146666A (en) | 2018-09-20 |
JP6888331B2 true JP6888331B2 (en) | 2021-06-16 |
Family
ID=63588807
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017039299A Active JP6888331B2 (en) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Reflective screen, video display device |
JP2021083891A Active JP7060137B2 (en) | 2017-03-02 | 2021-05-18 | Reflective screen, video display device |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021083891A Active JP7060137B2 (en) | 2017-03-02 | 2021-05-18 | Reflective screen, video display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP6888331B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112334831B (en) | 2018-07-20 | 2023-01-31 | 大日本印刷株式会社 | Reflective screen and image display device |
JP7395862B2 (en) * | 2019-04-11 | 2023-12-12 | 大日本印刷株式会社 | Reflective screen, video display device |
JP7371639B2 (en) * | 2018-11-26 | 2023-10-31 | Agc株式会社 | Reflective transparent screen and video display system |
JP2020134677A (en) * | 2019-02-19 | 2020-08-31 | 大日本印刷株式会社 | Reflection screen, optical member and image display device |
JP7128448B2 (en) * | 2019-03-19 | 2022-08-31 | コニカミノルタ株式会社 | head-up display device |
JP7510605B2 (en) | 2020-07-03 | 2024-07-04 | 大日本印刷株式会社 | Screens and Projection Systems |
JPWO2022181166A1 (en) * | 2021-02-25 | 2022-09-01 | ||
WO2023112569A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 矢崎総業株式会社 | Reflection combiner for head-up display device and head-up display device |
JP7201115B1 (en) | 2022-03-25 | 2023-01-10 | 大日本印刷株式会社 | Reflective screen, image display device |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55133028A (en) * | 1979-04-03 | 1980-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | Reflection type screen |
JPH05297465A (en) * | 1992-04-21 | 1993-11-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Reflection type screen for diagonal projection and its production and projection television constituted by using this screen |
JPH09114003A (en) * | 1995-10-19 | 1997-05-02 | Toppan Printing Co Ltd | Projection screen |
US20030214632A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-20 | Jiaying Ma | Projection display system |
JP4843952B2 (en) * | 2004-02-04 | 2011-12-21 | ソニー株式会社 | Manufacturing method of light diffusing sheet replication mold, light diffusing sheet, manufacturing method thereof, and screen |
JP2007079452A (en) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Three M Innovative Properties Co | Light distribution control reflective sheet |
US7911693B2 (en) | 2006-03-20 | 2011-03-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ambient light absorbing screen |
US7499214B2 (en) | 2006-03-20 | 2009-03-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Ambient light absorbing screen |
US7715103B2 (en) | 2007-09-10 | 2010-05-11 | Microvision, Inc. | Buried numerical aperture expander having transparent properties |
US7777960B2 (en) | 2007-09-10 | 2010-08-17 | Microvision, Inc. | Wide field of view head-up display system |
KR20150114682A (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-13 | 엘지전자 주식회사 | Reflecting screen |
CN104076589A (en) * | 2014-07-21 | 2014-10-01 | 成都菲斯特科技有限公司 | Positive projection optical screen projection system short in projection distance |
CN104298063B (en) * | 2014-10-24 | 2017-03-29 | 苏州大学 | Transparent projection screens |
JP5983790B2 (en) * | 2015-01-30 | 2016-09-06 | 大日本印刷株式会社 | Transflective reflection sheet, light guide plate, display device |
CN104865786B (en) | 2015-06-03 | 2016-08-24 | 成都华腾视讯科技有限公司 | Just throwing screen for ultrashort out-of-focus projection and its preparation method and application |
-
2017
- 2017-03-02 JP JP2017039299A patent/JP6888331B2/en active Active
-
2021
- 2021-05-18 JP JP2021083891A patent/JP7060137B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018146666A (en) | 2018-09-20 |
JP7060137B2 (en) | 2022-04-26 |
JP2021144229A (en) | 2021-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7060137B2 (en) | Reflective screen, video display device | |
JP6717051B2 (en) | Screen, video display | |
JP2017156452A (en) | Reflective screen and image display device | |
JP7081705B2 (en) | Reflective screen, video display device | |
JP6812761B2 (en) | Reflective screen, video display device | |
JP6790616B2 (en) | Reflective screen, video display device | |
JP6642043B2 (en) | Reflective screen, video display | |
JP2018109687A (en) | Reflection screen and video display device | |
JP6953728B2 (en) | Screen, video display device | |
JP6988070B2 (en) | Video display device | |
JP6988069B2 (en) | Reflective screen, video display device | |
JP6593201B2 (en) | Screen, video display device | |
JP6724424B2 (en) | Reflective screen, video display | |
JP6717052B2 (en) | Reflective screen, video display | |
JP2017156696A (en) | Reflection screen and image display device | |
JP6957891B2 (en) | Reflective screen, video display device | |
JP2018040893A (en) | Image display device | |
JP7070613B2 (en) | Video display device | |
JP7231093B2 (en) | Video display device | |
JP7036247B2 (en) | Reflective screen, video display device | |
JP7001132B2 (en) | Transmissive screen, rear projection display device | |
JP7111128B2 (en) | Video display device | |
JP7238602B2 (en) | reflective screen, video display | |
JP2020134677A (en) | Reflection screen, optical member and image display device | |
JP2020064319A (en) | Reflective screen and image display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210305 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210420 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210503 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6888331 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |