申请/专利权人：大日本印刷株式会社

申请日：2016-04-08

公开（公告）日：2021-05-07

公开（公告）号：CN107430326B

主分类号：G03B21/60(20140101)

分类号：G03B21/60(20140101)

优先权：["20150409 JP 2015-079976"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.05.07#授权;2018.05.01#实质审查的生效;2017.12.01#公开

摘要：本申请公开了一种能够显示均匀性较高的影像的反射型屏幕以及具备该反射型屏幕的影像显示系统。反射型屏幕10在将距成为透镜面112的菲涅尔中心的点C的半径设为rmm时，环形菲涅尔透镜形状的单元透镜111的透镜面112和与屏幕面平行的面所成的角度α°设为‑3.20779089934252×10‑12×r4+1.70966116372389×10‑8×r3－3.57230633930145×10‑5×r2+0.0422019282210293×r－0.544381670028088±5°的范围内。

主权项：1.一种反射型屏幕，使从影像源投射的影像光反射并显示为能够观察，所述反射型屏幕的特征在于，具备：透镜层，其在背面侧具有把多个具有透镜面和非透镜面并且向背面侧凸的单元透镜排列为同心圆状而成的环形菲涅尔透镜形状；以及反射层，其至少形成于所述透镜面的一部分，所述反射层反射光，所述反射层将与鳞片状的金属薄膜的厚度方向垂直的面配置成相对于所述透镜面大致平行，从屏幕面的法线方向观察，所述同心圆的中心位于该反射型屏幕的显示区域的区域外，在将该透镜面的距所述同心圆的中心的半径设为r时，所述透镜面和与屏幕面平行的面所成的角度α在所述显示区域的整个区域满足下面的式子：-3.20779089934252×10-12×r4+1.70966116372389×10-8×r3－3.57230633930145×10-5×r2+0.0422019282210293×r－0.544381670028088－5＜α＜-3.20779089934252×10-12×r4+1.70966116372389×10-8×r3－3.57230633930145×10-5×r2+0.0422019282210293×r－0.544381670028088+5，所述r的单位是mm，所述α的单位是度，所述角度α随着半径r的增大而增大，这一变化近似为向上凸的曲线，所述角度α通过下面的式子来近似：α＝-3.20779089934252×10-12×r4+1.70966116372389×10-8×r3－3.57230633930145×10-5×r2+0.0422019282210293×r－0.544381670028088+d其中，－5＜d＜5。

全文数据：反射型屏幕、影像显示系统技术领域[0001]本发明涉及反射所投射的影像光而显示影像的反射型屏幕、影像显示系统。背景技术[0002]以往，开发出了具有各种构成的反射型屏幕，使用于影像显示系统。近年来，相对于反射型屏幕从特别近距离以比较大的投射角度投射影像光而实现大画面显示的短隹型的影像投射装置投影机等被广泛利用。…[0003]短焦型的影像投射装置相对于反射型屏幕，从上方或下方以比以往的影像源更大的入射角度投射影像光，能够缩短影像投射装置与反射型屏幕之间的纵深方向的距离，所以能够有助于使用了反射型屏幕的影像显示系统的省空间化等。[0004]为了良好地显示通过这样的短焦型的影像投射装置投射的影像光，开发出各种在具有将多个单元透镜排列而形成的线性菲涅尔透镜形状和或环形菲涅尔透镜形状的透镜层的表面上形成了反射层的反射型屏幕等例如，参照专利文献丨、^。[0005]现有技术文献[0006]专利文献[0007]专利文献1:日本专利申请公开第平8-29875号公报[0008]专利文献2:日本专利申请公开第2008-76522号公报。发明内容[0009]发明要解决的课题[0010]在上述那样的反射型屏幕中，通过形成于透镜层的表面的反射层处的反射，影像光向观察者侧反射。因此，透镜层的透镜面与屏幕面所成的角度透镜角）的设计对于为了显示良好的影像是重要的。该透镜角与影像投射装置和或观察者的位置、透镜层的折射率等相应而设计。[0011]影像投射装置根据种类等的不同，对反射型屏幕的最合适的位置和或投射距离等不同。特别，短焦型的影像投射装置的投射距离较短，所以即使是很小的差也在影像显示上产生较大的影响。因此，在上述那样的反射型屏幕中，透镜角以往需要与各影像投射装置相应而设计。假设，如果在影像显示系统中仅变更了影像投射装置，则具有下述问题:产生画面的周缘部分变暗等亮度不均而产生均匀性画面整体的亮度和或色彩再现的均匀性）的下降，有时画质下降。[0012]在上述的专利文献1、2中，关于像上述那样的不同的多个影像投射装置的对应性的高度和或均匀性的提高，根本没有公开。[0013]本发明的课题在于提供一种也能够对应不同的多个短焦型的影像投射装置、能够显示均匀性较高的良好的影像的反射型屏幕以及具备该反射型屏幕的影像显示系统。[0014]用于解决课题的手段[0015]本发明通过以下的解决手段解决所述课题。为了使理解容易，赋予与本发明的实施方式相对应的附图标记而进行说明，但并不限定于此。[0016]第一发明是一种反射型屏幕（10，其使从影像源投射的影像光反射并显示为能够观察，上述反射型屏幕的特征在于，具备:透镜层（11，其在背面侧具有把多个具有透镜面112和非透镜面113并向背面侧凸的单元透镜（111排列为同心圆状而成的环形菲涅尔透镜形状；以及反射层（12，其形成于至少上述透镜面的一部分并反射光，其中上述同心圆的中心⑹从屏幕面的法线方向观察，位于该反射型屏幕的显示区域的区域外，上述透镜面和与屏幕面平行的面所成的角度a°，在将该透镜面的距上述同心圆的中心的半径设为rmm时，在上述显示区域的整个区域，满足_3•20779089934252X10_12Xr4+1.70966116372389X10—8Xr3—3•57230633930145X1〇_5Xr2+0.0422019282210293Xr_0.544381670028088—5a的关系。[0065]此外，单元透镜111的排列节距为P，单元透镜111的透镜高度从屏幕的厚度方向上的顶点t到成为单元透镜111间的谷底的点v的尺寸为h。[0066]为了使理解容易，在图2等中，示出了单元透镜111的排列节距P、角度a、f3在单元透镜111的排列方向上为一定的例子。但是，本实施方式的单元透镜111实际上排列节距P为一定，但角度a在单元透镜111的排列方向上随着从成为菲涅尔中心的点C离开而逐渐增大。本实施方式的单元透镜111的排列节距P能够设定为50〜lOOOum的范围。[0067]单元透镜111角度a如上述那样变化，所以透镜高度h随着在单元透镜111的排列方向上从点C离开而变大。本实施方式的透镜高度h为4.4wnr=62.4mm:屏幕画面下端中央）〜48.3ymr=1713.1mm:屏幕画面上端的左右端的角部）。[0068]排列节距P也可以设为沿着单元透镜111的排列方向逐渐变化的形态，能够与投影影像光的影像源LS的像素pixel的大小和或影像源LS的投射角度影像光的向反射型屏幕10的屏幕面的入射角度）、反射型屏幕10的画面尺寸、各层的折射率等相应而适当变更。[0069]透镜层11通过聚氨酯丙烯酸酯和或环氧丙烯酸酯等紫外线固化型树脂形成。例如，透镜层11能够通过紫外线成形法等形成，将基材层13的一方的面在本实施方式中，光扩散层131侧的面按压到赋予了填充有紫外线固化型树脂的环形菲涅尔透镜形状的成型模具，照射紫外线而使其固化后从成型模具脱模。[0070]本实施方式的单元透镜111透镜层11其折射率为1.45〜1.65。[0071]透镜层11的形成方法可以适当选择，并不限定于此。此外，透镜层11也可以通过电子束固化型树脂等其他的电离辐射线固化型树脂形成。[0072]进而，透镜层11可以使用热塑性树脂，也可以与透镜层11的菲涅尔透镜形状相应而通过压制成形法等形成。在这样的透镜层11的情况下，也可以设为经由图中没有示出的接合层等在其影像源侧层叠基材层13光扩散层131等的形态。此外，在能够利用挤压成形法的情况下，也可以在将透镜层11与基材层13层叠为一体的状态下成形。[0073]反射层I2是具有反射光的作用的层。该反射层12具有用于反射光的充分的厚度，被形成于单元透镜111的至少透镜面112的一部分。[0074]本实施方式的反射层12，如图2和或图3b所示，被形成于透镜面112以及非透镜面113。具体地说，反射层12被形成为，覆盖透镜层11的背面侧，覆盖向背面侧凸的单元透镜111间的边界、即成为谷底的点v。由此，反射层12能够使透镜层11的背面侧的凹凸大致平坦，能够经由图中没有示出的接合层更稳定地粘贴支撑板50。[0075]反射层12通过相对于透镜面112喷涂含有光反射性较高的鳞片状的金属薄膜12a的涂料树脂而形成于透镜面112上。[0076]反射层I2将与鳞片状的金属薄膜12a的厚度方向垂直的面配置成相对于透镜面112大致平行，能够使入射到透镜面112的影像光L正确地向观察者侧反射。[0077]在这里，所谓大致平行，不仅包括与金属薄膜12a的厚度方向垂直的面相对于透镜面112完全平行的情况，也包括对透镜面112的倾斜为一10°〜+10°的范围的情况。此外，所谓鳞片状的金属薄膜12a，指的是从其厚度方向观察的形状外形形状为鳞片状，所谓该鳞片状，不仅包括鳞状的形状，也包括椭圆状和或圆状、多角形状、将薄膜粉碎而得到的不定形的形状等。[0078]鳞片状的金属薄膜12a从金属光泽、隐蔽性、密合性、取向性等观点，使用密合性、取向性特别良好的树脂涂覆类型的。[0079]反射层12为了更有效地使入射的影像光反射，优选正反射率Rt为50%的位置的透镜面112和与屏幕面平行的面所成的角度透镜角a°满足以下的式式D。[0110]-3.20779089934252X10—12Xr4+1.70966116372389X10—8Xr3—3.57230633930145X10—5Xr2+0.0422019282210293Xr—0•544381670028088—5a-3•20779089934252X10—12Xr4+l•70966116372389X10—8Xr3—3.57230633930145X10_5Xr2+0•0422019282210293Xr—0•544381670028088+5......式1[0111]通过设为满足该式1的反射型屏幕10,本实施方式的反射型屏幕l〇能够较宽地对应短焦型的影像源LS。因此，不需要每个影像源必须的透镜角a的设计，能够降低影像显示系统以及反射型屏幕的生产成本。[0112]此外，通过设为满足该式1的反射型屏幕10,能够显示均匀性较高、对比度较高的明亮的良好的影像，能够设为能够对应不同的多个短焦型的影像源的反射型屏幕10以及影像显示系统1。[0113]在这里，制作本实施方式的实施例的反射型屏幕1〇,从不同的多个影像源投影影像，评价亮度不均等的有无。[0114]图5是示出实施例的反射型屏幕10上的角度a的图表。在图5中，纵轴表示透镜角a°，横轴表示距离点C的半径rmm。[0115]在图5中，单点划线所示的曲线表示以下所示的式3,虚线表示以下所示的式4。式3表示前述的式1的上限，式4表示式1的下限。[0116]a=-3.20779089934252X1〇'12Xr4+l.70966116372389X108Xr3—3•57230633930145X1T5Xr2+0.0422019282210293Xr—0•544381670028088+5......式3[0117]a=-3.20779089934252X1〇'12Xr4+l.70966116372389X1O'8Xr3—3•57230633930145X1T5Xr2+0•0422019282210293Xr—0•544381670028088—5......式4[0118]实施例的反射型屏幕10,画面尺寸为对角100英寸2214X1245mm，画面的长宽比为16:9。作为该实施例的反射型屏幕10的画面上下方向上的点A与点C之间的距离的尺寸S1=685mm。此外，该实施例的反射型屏幕10的透镜角a°可通过以下的式2近似。[0119]a=-3.20779089934252X10'12Xr4+l.70966116372389X108Xr3—3.57230633930145X10—5Xr2+0_0422019282210293Xr—0•544381670028088......式2[0120]该式2在图5中通过实线表示。实施例的反射型屏幕10在其画面的整个区域满足前述的式1。[0121]此外，在该实施例的反射型屏幕10中，单元透镜111的折射率为1.55，单元透镜111的排列节距P=l〇〇wi。[0122]实施例的反射型屏幕的透镜层11以外的各层如下所述。[0123]表面层14为紫外线固化型树脂制，厚度为30ym，在其影像源侧表面上具有微小的凹凸形状。[0124]基材层I3的着色层132的厚度为1500M1，为含有黑色染料作为着色材的丙烯酸树脂制。该着色层132的透光率为59%。[0125]基材层I3的光扩散层131的厚度为15〇mi，为含有平均粒径约8wn的扩散材的丙烯酸树脂制。该光扩散层131的雾度值为85%。[0126]反射层I2为含有鳞片状的铝的聚氨酯系热固化树脂制，被形成于透镜面以及非透镜面。反射层12的膜厚约为10〜20mi。该反射层12的正反射率Rt=57%。[0127]图6是对实施例的反射型屏幕1〇的亮度不均的评价方法进行说明的图。在图6中，示出从反射型屏幕10的侧面侧观察评价时的实施例的反射型屏幕1〇以及观察者〇的样子。[0128]在暗室环境下分别从4种短焦型的影像源LS向实施例的反射型屏幕10投射影像光白色光）。[0129]观察者0从通过成为实施例的反射型屏幕10的画面的几何学的中心的点A并与屏幕面垂直的直线H上、并且从反射型屏幕1〇的表面向影像源侧观察者侧离开dl=3m的点集光点F，观察反射型屏幕10的画面，评价该影像。[0130]使用的5台影像源都是市售的短焦型的投影机，各影像源被记载于各自的目录等，被配置于用于相对于反射型屏幕投影对角约100英寸的影像的位置。与实施例的反射型屏幕10相对的各影像源的位置等如下所述。尺寸S3为从屏幕面的法线方向上的反射型屏幕1〇的表面到各影像源的外形的反射型屏幕侧端部的距离，尺寸S4为从画面上下方向上的各影像源的外形的下端到实施例的反射型屏幕10的画面的下端的距离。[0131]在评价例1的影像源中，尺寸S3=143mm、尺寸S4=370mm。[0132]在评价例2的影像源中，尺寸S3=11Omni、尺寸S4=370mm。[0133]在评价例3的影像源中，尺寸S3=314mm、尺寸S4=263mm。[0134]在评价例4的影像源中，尺寸S3=420mra、尺寸S4=386mm。[0135]在评价例5的影像源中，尺寸S3=126ram、尺寸S4=311mm。[0136]各影像源相对于反射型屏幕10被配置于上述那样的位置，相对于反射型屏幕10的画面显示区域），以显示于该画面的影像为对角97〜100英寸（长宽比16:9的方式投射影像光，评价其亮度不均。[0137]实施例的反射型屏幕10为哪一评价例的影像源，都不会观察到画面上端侧的周缘部变暗等亮度不均，亮度的面内均匀性充分，均匀性良好。并且，画面的亮度也充分。[0138]因此，根据本实施方式，能够设为能够对应不同的短焦型的影像源、均匀性良好的反射型屏幕1〇以及影像显示系统1。[0139]变形方式）[0M0]并不限定于以上说明的各实施方式，能够进行各种变形和或变更，这些变形和或变更也包括于本发明的范围内。[0141]1在实施方式中，示出了反射层12被形成为覆盖单元透镜111的透镜面112以及非透镜面113的例子，但并不限定于此。例如，反射层12也可以仅设置于有助于透镜面丨以的影像光的反射的部分。在该情况下，在透镜面112以及非透镜面113的一部分，没有形成反射层I2,所以需要设置将反射层22的背面侧隐蔽的隐蔽层保护层）。[0142]2反射层12的金属薄膜12a并不限定于铝，也可以使用鳞片状的银和或镍等其他的金属。[0143]3反射型屏幕1〇为了维持画面的平面性，为玻璃制和或树脂制，也可以设为具备刚性较高的透明基板层的形态。[0144]⑷在实施方式中，示出了透镜面112以及非透镜面113如在图2等中通过直线状示出那样为平面状的例子，但并不限定于此，透镜面112和或非透镜面113的一部分也可以形成为曲面状。[0145]此外，单元透镜111的透镜面112以及非透镜面113也可以设为例如至少一方的面由多个面构成的形态。[0146]进而，单元透镜111也可以设为例如截面形状大致为梯形形状、透镜面与非透镜面夹着与屏幕面平行的顶面而相对的形态。此时，顶面优选形成于无助于影像光的反射的区域。此时，也可以在顶面上形成反射层，也可以设为通过隐蔽层保护层覆盖顶面的形态。[0147]在实施方式中，示出了基材层13具备着色层132和光扩散层131的例子，但并不限定于此，例如，也可以设为不具备着色层132而仅具备光扩散层131的形态。在该情况下，也可以设为光扩散层131除了扩散材也进而含有着色材的形态，也可以设为透镜层含有着色材的形态。[0148]此外，也可以设为下述的形态：基材层13具备着色层132与光扩散层131，着色层132除了着色剂还含有光扩散材。[0149]进一步，也可以分别对光扩散层131与着色层132进行成形，通过粘合剂等接合而设为基材层13。[0150]⑹在实施方式中，示出了下述的例子:影像源LS在铅直方向上位于反射型屏幕10下方，从反射型屏幕10的下方斜斜地投射影像光L;但并不限定于此，例如，也可以设为下述的形态:影像源LS在铅直方向上位于反射型屏幕10上方，从反射型屏幕10的上方斜斜地投射影像光L。[0151]⑺反射型屏幕10也可以设为将壁面等设为支撑板50、通过接合层接合的形态。[0152]此外，反射型屏幕10也可以设为在不使用时能够卷绕而保管的能够卷绕的形态。在这样的形态的情况下，也可以设为不设置支撑板50等、通过光难以透过的布制或树脂制的遮光幕和或使抗刮伤性提高的层等覆盖反射型屏幕1〇的背面侧的形态。[0153]本实施方式以及变形形态也能够适当组合使用，详细的说明省略。此外，本发明并不限定于以上说明的实施方式等。[0154]符号说明[0155]1、影像显示系统10、反射型屏幕[0156]11、透镜层111、单元透镜[0157]112、透镜面II3、非透镜面[0158]12、反射层13、基材层[0159]14、表面层LS、影像源。

权利要求：1.一种反射型屏幕，使从影像源投射的影像光反射并显示为能够观察，所述反射型屏幕的特征在于，具备：透镜层，其在背面侧具有把多个具有透镜面和非透镜面并且向背面侧凸的单元透镜排列为同心圆状而成的环形菲涅尔透镜形状;以及反射层，其至少形成于所述透镜面的一部分，所述反射层反射光，从屏幕面的法线方向观察，所述同心圆的中心位于该反射型屏幕的显示区域的区域外，在将该透镜面的距所述同心圆的中心的半径设为rmm时，所述透镜面和与屏幕面平行的面所成的角度a°在所述显示区域的整个区域满足下面的式子：-3•20779089934252X1〇_12Xr4+l.70966116372389X10—8Xr3—3.57230633930145X10_5Xr2+0.0422019282210293Xr—0.544381670028088—5a-3.20779089934252X1012Xr4+l.70966116372389X10-8Xr3-3.57230633930145X1〇~5Xr2+0.0422019282210293Xr-〇.544381670028088+5〇2.根据权利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于，所述单元透镜的折射率是1.45以上1.65以下。3.根据权利要求1或2所述的反射型屏幕，其特征在于，所述反射型屏幕的画面大致为矩形状，对角是100英寸，长宽比是16:9。4.根据权利要求1至3中任一项所述的反射型屏幕，其特征在于，从屏幕面的法线方向观察时，所述同心圆的中心与所述显示区域的几何学的中心之间的距离是675mm以上695mm以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的反射型屏幕，其特征在于，所述单元透镜的排列节距是50m以上1000M1以下。6.—种影像显示系统，其特征在于，具备：根据权利要求1至5的任一项所述的反射型屏幕；以及向所述反射型屏幕投射影像光的影像源。7.根据权利要求6所述的影像显示系统，其特征在于，从所述反射型屏幕的屏幕面的法线方向观察，所述影像源位于所述反射型屏幕的显示区域的区域外，所述影像源位于通过所述同心圆的中心以及所述显示区域的几何学的中心并与所$单元透镜的排列方向平行的直线上，并且相对于所述显示区域位于与所述同心圆的中心相同的相同侧。

百度查询： 大日本印刷株式会社 反射型屏幕、影像显示系统

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