JP2009271263A - 片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンとそれを用いたフロントプロジェクション型表示装置と情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 フロントプロジェクタからの画像光がスクリーンにより表面側により有効に反射されてより明るい画像が視認され得るようにし、更には、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンによりその表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止する。
【解決手段】 片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーン２ａを、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる性質を有する光拡散層４と、裏側に或る傾きをもつ鏡形成用エリア８とそれとは異なる傾きを持つ鏡非形成用エリア１０とが垂直方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側に面にて光拡散層４の裏側に接合された光透過層６と、各鏡形成用エリア８、８、・・・毎に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜１０、１０、・・・により形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】 片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーン２ａを、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる性質を有する光拡散層４と、裏側に或る傾きをもつ鏡形成用エリア８とそれとは異なる傾きを持つ鏡非形成用エリア１０とが垂直方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側に面にて光拡散層４の裏側に接合された光透過層６と、各鏡形成用エリア８、８、・・・毎に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜１０、１０、・・・により形成する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンと、そのフロントプロジェクション用スクリーンに対して光軸が例えば斜め上方向に向くようにフロントプロジェクタを配置したフロントプロジェクション型表示装置と、上記スクリーン及びフロントプロジェクタを備えた情報処理装置に関する。
フロントプロジェクション型表示装置は、フロントプロジェクション用スクリーンを略垂直方向に配置し、そのスクリーンの表面側に、その表面に対して光軸を斜め上向きに画像光を照射するようにフロントプロジェクタを配置し、そのフロントプロジェクタからの画像光をそのスクリーンにて反射させてスクリーンの正面側から画像を視認するようにしたものである（特許文献１）。
そのようなフロントプロジェクション用スクリーンには種々のものがあるが、図７はその一例を示す断面図である。
そのようなフロントプロジェクション用スクリーンには種々のものがあるが、図７はその一例を示す断面図である。
図７において、ａは例えばホワイトマットと称される樹脂製のスクリーンで、同図における右側の面が後述するフロントプロジェクタ（ｄ）からの画像光を反射する表面（正面）であり、拡散反射性を有する微小拡散エリアｂと、微小不要エリアｃとが垂直方向に交互に配置されている。このエリアｂとｃとを交互に配置する方向をエリア交互配置方向ということとする。
そのエリア交互配置の配置ピッチは例えば１００μｍ程度である。各微小拡散エリアｂはスクリーンａの全体的な表面に対して斜め下向きに例えば１０°程度傾斜している。このように各微小拡散エリアｂを傾けるのは、斜め下側のフロントプロジェクタｄからの画像光を正面側に反射できるようにして観察者が画像を視認できるようにするためである。各微小不要エリアｃは略水平かそれより稍斜め上向きに形成されている。
そのエリア交互配置の配置ピッチは例えば１００μｍ程度である。各微小拡散エリアｂはスクリーンａの全体的な表面に対して斜め下向きに例えば１０°程度傾斜している。このように各微小拡散エリアｂを傾けるのは、斜め下側のフロントプロジェクタｄからの画像光を正面側に反射できるようにして観察者が画像を視認できるようにするためである。各微小不要エリアｃは略水平かそれより稍斜め上向きに形成されている。
ｄはフロントプロジェクタで、スクリーンａの表面側の斜め下側に配置されており、光軸が斜め上向きにされ、画像光をそのスクリーンａに斜め下側から照射する。
ｅはスクリーンａの表面側にて位置し、スクリーンａの表面に照射された画像光から画像をスクリーンａ正面にて視認する観察者の眼である。
各微小拡散エリアｂはフロントプロジェクタｄからの画像光を受けて表面側に拡散反射する。従って、スクリーンａの略正面の観察者はその拡散反射された光を視ることにより画像を認識できる。
ｅはスクリーンａの表面側にて位置し、スクリーンａの表面に照射された画像光から画像をスクリーンａ正面にて視認する観察者の眼である。
各微小拡散エリアｂはフロントプロジェクタｄからの画像光を受けて表面側に拡散反射する。従って、スクリーンａの略正面の観察者はその拡散反射された光を視ることにより画像を認識できる。
尚、図７において示すように、各微小不要エリアｃの表面に例えば黒色の樹脂からなる光吸収膜ｈを形成するようにする場合もある。そのようにするのは、例えば屋内の照明装置ｆ或いは太陽からの光が画像光と共にスクリーンａの表面側に反射されて画像とともに室内の照明或いは太陽が視認され、画像の視認性が悪くなるのを防止するためである。
特開２００８−０２０４８５号公報
ところで、上述した図７に示すような従来のフロントプロジェクション用スクリーンには、明るい環境下において明瞭な画像が表示されるようにすることが難しいという問題があった。
というのは、そのような従来の技術によれば、スクリーンａがホワイトマットと称される樹脂により構成されていたので、照明装置ｆからの光がスクリーンａにより拡散反射されるからである。
というのは、そのような従来の技術によれば、スクリーンａがホワイトマットと称される樹脂により構成されていたので、照明装置ｆからの光がスクリーンａにより拡散反射されるからである。
本発明は、このような課題を解決すべく為されたもので、第１の目的は、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンにより表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止できるようにすることにあり、第２の目的は、フロントプロジェクタからの画像光がスクリーンにより表面側により有効に反射されてより明るい画像が視認され得るようにすることにある。
請求項１の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンは、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層と、裏側に所定の傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる所定の傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側の面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、上記各鏡形成用エリア裏面に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜と、を有することを特徴とする。
請求項２の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンは、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層と、裏側に所定の傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる所定の傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側の面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、上記各鏡形成用エリア裏面に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜と、を有し、これ等各鏡非形成用エリアの裏面が光拡散性を有するように加工されてなることを特徴とする。
請求項３の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンは、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層と、裏側に所定の傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる所定の傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側の面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、上記各鏡形成用エリア裏面に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜と、上記光透過層の各鏡面反射膜及び各非鏡形成用エリア裏面を覆うように形成され、上記光透過膜と近似した屈折率を有する屈折率調整膜と、を有することを特徴とする。
請求項４の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンは、請求項３記載の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンにおいて、前記屈折率調整膜の裏面に光吸収膜を形成したことを特徴とする。
請求項４の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンは、請求項３記載の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンにおいて、前記屈折率調整膜の裏面に光吸収膜を形成したことを特徴とする。
請求項５の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンは、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層と、裏側に所定の傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる所定の傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側の面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、上記各鏡非形成用エリア裏面に形成された光吸収膜と、上記光透過層の各鏡面反射膜及び各光吸収膜を覆うように形成され、上記光透過膜と近似した屈折率を有する屈折率調整膜と、を有することを特徴とする。
請求項６の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション型表示装置は、請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンと、このフロントプロジェクション用スクリーンの正面斜め下側に配置され、このスクリーン正面へ画像光を投射するフロントプロジェクタと、を有し、
上記フロントプロジェクタの画像光の前記光拡散層表面に対する入射角度範囲（図４のθｐｂ〜θｐｔ参照）の上限をθｐｔ、下限をθｐｂ、上記光拡散層の表面から拡散された上記フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域（図４のθｄｂ〜θｄｔ参照）の上限をθｄｔ、下限をθｄｂとしたとき、
−９０°≦θｐｂ≦θｐｔ≦θｄｂ≦θｄｔ≦９０°
の条件を満たすようにされたことを特徴とする。
上記フロントプロジェクタの画像光の前記光拡散層表面に対する入射角度範囲（図４のθｐｂ〜θｐｔ参照）の上限をθｐｔ、下限をθｐｂ、上記光拡散層の表面から拡散された上記フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域（図４のθｄｂ〜θｄｔ参照）の上限をθｄｔ、下限をθｄｂとしたとき、
−９０°≦θｐｂ≦θｐｔ≦θｄｂ≦θｄｔ≦９０°
の条件を満たすようにされたことを特徴とする。
請求項７のフロントプロジェクション型表示装置は、請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンと、このフロントプロジェクション用スクリーンの正面斜め下側に配置され、このスクリーン正面へ画像光を投射するフロントプロジェクタと、を有し、
前記各鏡非形成用エリアの面の光拡散層の法線に対する角度をθ２、前記フロントプロジェクタから投射された画像光の入射角度範囲の上限を通る光の光透過層内における法線に対する角度をθｐｔ’としたとき、
θ２＞θｐｔ’−２０°
の条件を満たすようにされたことを特徴とする。
前記各鏡非形成用エリアの面の光拡散層の法線に対する角度をθ２、前記フロントプロジェクタから投射された画像光の入射角度範囲の上限を通る光の光透過層内における法線に対する角度をθｐｔ’としたとき、
θ２＞θｐｔ’−２０°
の条件を満たすようにされたことを特徴とする。
請求項８のフロントプロジェクション型表示装置は、請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンと、このフロントプロジェクション用スクリーンの正面斜め下側に配置され、このスクリーン正面へ画像光を投射するフロントプロジェクタと、を有し、
上記フロントプロジェクタの画像光の前記光拡散層表面に対する入射角度範囲（図４のθｐｂ〜θｐｔ参照）の上限をθｐｔ、下限をθｐｂ、上記光拡散層の表面から拡散された上記フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域（図４のθｄｂ〜θｄｔ参照）の上限をθｄｔ、下限をθｄｂとしたとき、
−９０°≦θｐｂ≦θｐｔ≦θｄｂ≦θｄｔ≦９０°
の条件を満たすと共に、
前記各鏡非形成用エリアの面の光拡散層の法線に対する角度をθ２、前記フロントプロジェクタから投射された画像光の入射角度範囲の上限を通る光の光透過層内における法線に対する角度をθｐｔ’としたとき、
θ２＞θｐｔ’−２０°
の条件をも満たすようにされたことを特徴とする。
上記フロントプロジェクタの画像光の前記光拡散層表面に対する入射角度範囲（図４のθｐｂ〜θｐｔ参照）の上限をθｐｔ、下限をθｐｂ、上記光拡散層の表面から拡散された上記フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域（図４のθｄｂ〜θｄｔ参照）の上限をθｄｔ、下限をθｄｂとしたとき、
−９０°≦θｐｂ≦θｐｔ≦θｄｂ≦θｄｔ≦９０°
の条件を満たすと共に、
前記各鏡非形成用エリアの面の光拡散層の法線に対する角度をθ２、前記フロントプロジェクタから投射された画像光の入射角度範囲の上限を通る光の光透過層内における法線に対する角度をθｐｔ’としたとき、
θ２＞θｐｔ’−２０°
の条件をも満たすようにされたことを特徴とする。
請求項９の情報処理装置は、請求項６、７又は８記載のフロントプロジェクション型表示装置において、前記フロントプロジェクタが複数異なる位置に設けられ、これ等複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにされたことを特徴とする。
請求項１０の情報処理装置は、情報処理を行う本体部と、この本体部によりつくられた画像信号に対応する画像を表示するディスプレイと、上記本体部から画像信号を受けて画像光を発生するフロントプロジェクタと、を備え、上記ディスプレイが、請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンからなり、上記フロントプロジェクタが上記画像光を上記フロントプロジェクション用スクリーンに向けて照射してこのフロントプロジェクション用スクリーンに画像を表示させるようにしたことを特徴とする。
請求項１１の情報処理装置は、請求項１０の情報処理装置において、前記フロントプロジェクタが複数異なる位置に設けられ、上記複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにされたことを特徴とする。
請求項１０の情報処理装置は、情報処理を行う本体部と、この本体部によりつくられた画像信号に対応する画像を表示するディスプレイと、上記本体部から画像信号を受けて画像光を発生するフロントプロジェクタと、を備え、上記ディスプレイが、請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンからなり、上記フロントプロジェクタが上記画像光を上記フロントプロジェクション用スクリーンに向けて照射してこのフロントプロジェクション用スクリーンに画像を表示させるようにしたことを特徴とする。
請求項１１の情報処理装置は、請求項１０の情報処理装置において、前記フロントプロジェクタが複数異なる位置に設けられ、上記複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにされたことを特徴とする。
請求項１の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンによれば、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層、および光拡散層の裏側に接合された光透過層の各鏡形成用エリア毎の鏡面反射膜により、プロジェクタ光のみを表面側に拡散反射させ、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンによりその表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止することができる。
請求項２の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンによれば、請求項１の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンによると同様に、プロジェクタ光のみを表面側に拡散反射させ、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンによりその表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止することができる。
さらに各鏡非形成用エリアの面が光拡散性を有するように加工されているので、各鏡非形成用エリアに入射した光が分散し、その光に占める観察者に入射する光の割合をより少なくすることができ、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンによりその表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止する効果をさらに高めることができる。
さらに各鏡非形成用エリアの面が光拡散性を有するように加工されているので、各鏡非形成用エリアに入射した光が分散し、その光に占める観察者に入射する光の割合をより少なくすることができ、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンによりその表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止する効果をさらに高めることができる。
請求項３の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンによれば、請求項１、２のフロントプロジェクション用スクリーンによると同様に、プロジェクタ光のみを表面側に拡散反射させ、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンによりその表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止することができる。
さらに光透過膜と近似した屈折率を有する屈折率調整膜を上記光透過層の各鏡面反射膜及び各鏡非形成用エリア裏面を覆うように形成したので、鏡非形成用エリアに入射した例えば室内の照明光或いは室外の太陽光が反射されることなく屈折率調整膜へ透過するようにできる。
従って、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンによりその表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止する効果をさらに高めることができる。
さらに光透過膜と近似した屈折率を有する屈折率調整膜を上記光透過層の各鏡面反射膜及び各鏡非形成用エリア裏面を覆うように形成したので、鏡非形成用エリアに入射した例えば室内の照明光或いは室外の太陽光が反射されることなく屈折率調整膜へ透過するようにできる。
従って、室内の照明光或いは室外の太陽光がスクリーンによりその表面側に反射されて画像の視認性が低下せしめられることをより有効に防止する効果をさらに高めることができる。
請求項４の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンによれば、請求項３のフロントプロジェクション用スクリーンにおいて、前記屈折率調整膜の裏面に光吸収膜を形成したので、鏡非形成用エリアに入射した例えば室内の照明光或いは室外の太陽光をその光吸収膜により吸収することができる。
従って、請求項３の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンにより奏する効果を享受することができるのみならず、前記屈折率調整膜を透過した光をその裏面に形成した光吸収膜により吸収することができ、鏡非形成用エリアに入射した例えば室内の照明光或いは室外の太陽光をその光吸収膜によりより完璧に吸収することができる。
従って、請求項３の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンにより奏する効果を享受することができるのみならず、前記屈折率調整膜を透過した光をその裏面に形成した光吸収膜により吸収することができ、鏡非形成用エリアに入射した例えば室内の照明光或いは室外の太陽光をその光吸収膜によりより完璧に吸収することができる。
請求項５の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンによれば、上記光透過膜と近似した屈折率を有する屈折率調整膜をその光透過層の各鏡面反射膜及び各光吸収膜を覆うように形成されているので、鏡非形成用エリアに入射した例えば室内の照明光或いは室外の太陽光をその光吸収膜によりより完璧に吸収することができる。
請求項６のフロントプロジェクション型表示装置によれば、片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンとして請求項１〜５のいずれかに記載されたフロントプロジェクション用スクリーンを用い、フロントプロジェクタの画像光の前記光拡散層表面に対する入射角度範囲の上限をθｐｔ、下限をθｐｂ、上記光拡散層の表面から拡散された上記フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域の上限をθｄｔ、下限をθｄｂとしたとき、−９０°≦θｐｂ≦θｐｔ≦θｄｂ≦θｄｔ≦９０°の条件を満たすようにされているので、フロントプロジェクタから斜め上側に向けた画像光の入射角度領域と、画像光の拡散角度領域とがオーバーラップすることなく、良好な表示ができ、延いては、請求項１〜５のいずれかのスクリーンが奏する効果を享受することができる。
請求項７のフロントプロジェクション型表示装置によれば、前記各鏡非形成用エリアの面の光拡散層の法線に対する前記エリア交互配置方向における角度を、前記フロントプロジェクタの光軸の上記エリア交互配置方向における上限の角度に対して−２０°以上としたので、フロントプロジェクタからの光のうち前記鏡非形成用エリアに入射してしまう光を完全又は略完全になくすることができ、延いては、請求項１〜５のいずれかのスクリーンが奏する効果を享受することができる。
請求項８のフロントプロジェクション型表示装置によれば、請求項７及び８のフロントプロジェクション型表示装置の条件を共に満たしているため、フロントプロジェクタから斜め上側に向けた画像光の入射角度領域と画像光の拡散角度領域とがオーバーラップすることなく、良好な表示ができ、かつフロントプロジェクタからの光のうち前記鏡非形成用エリアに入射してしまう光を完全又は略完全になくすることができる。さらに請求項１〜５のいずれかのスクリーンが奏する効果を享受することができる。
請求項９の情報処理装置によれば、請求項６〜８記載のフロントプロジェクション型表示装置において、前記フロントプロジェクタが複数異なる位置に設けられ、これ等複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにされているので、フロントプロジェクション用スクリーンに立体画像を表示させることができる。
請求項８のフロントプロジェクション型表示装置によれば、請求項７及び８のフロントプロジェクション型表示装置の条件を共に満たしているため、フロントプロジェクタから斜め上側に向けた画像光の入射角度領域と画像光の拡散角度領域とがオーバーラップすることなく、良好な表示ができ、かつフロントプロジェクタからの光のうち前記鏡非形成用エリアに入射してしまう光を完全又は略完全になくすることができる。さらに請求項１〜５のいずれかのスクリーンが奏する効果を享受することができる。
請求項９の情報処理装置によれば、請求項６〜８記載のフロントプロジェクション型表示装置において、前記フロントプロジェクタが複数異なる位置に設けられ、これ等複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにされているので、フロントプロジェクション用スクリーンに立体画像を表示させることができる。
請求項１０の情報処理装置によれば、ディスプレイを請求項１〜５のいずれかの片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンにより構成するので、請求項１〜５のいずれかのフロントプロジェクション用スクリーンが奏する効果を享受することができる。
請求項１１の情報処理装置によれば、請求項１０の情報処理装置において、前記フロントプロジェクタが複数異なる位置に設けられ、この複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにしたので、立体画像の再生が可能である。
請求項１１の情報処理装置によれば、請求項１０の情報処理装置において、前記フロントプロジェクタが複数異なる位置に設けられ、この複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにしたので、立体画像の再生が可能である。
本発明は、基本的に、フロントプロジェクション用スクリーンとして、光拡散層と、裏側に或る傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側に面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、上記各鏡形成用エリア毎に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜と、を有する片側鏡面鋸歯状反射板を用いたタイプのものを用いるものであり、上記光拡散層は、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる性質を有するが、樹脂からなる拡散シートが好適である。このような拡散フィルムとしては２種類の異なる屈折率を有する媒体の周期構造からなり、特定の角度領域内からの入射光を特定の角度領域内に拡散させる体積型ホログラム拡散フィルム（文献「沖田ら：住友化学１９９１−１、ｐ．３７−４８」参照）が存在する。
光透過層は、例えば透明性を有する樹脂を材料として用い、エッチング或いは型成形技術等により、裏側に或る傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成された上述の形状に形成することができる。
光透過層は、例えば透明性を有する樹脂を材料として用い、エッチング或いは型成形技術等により、裏側に或る傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成された上述の形状に形成することができる。
鏡面反射膜は、金属、例えばアルミニウムＡｌ或いは銀Ａｇを用い、エッチング或いは型成形により上記形状に形成された光透過層の裏面の上記各鏡形成用エリアのみに、特定の角度で蒸着、スパッタリングをすることにより形成することができる。
光透過層の裏面の鏡非形成エリアは、光拡散性を帯びるようにすると表側への光の反射を少なくできるが、それにはそのエリアの表面を粗面にすると良い。粗面化は、鏡面反射膜を形成した後、光透過層の裏面に例えば粒子をスパッタリングすることにより或いは裏面をエッチング液に浸漬すること等により為し得る。
光透過層の裏面の鏡非形成エリアは、光拡散性を帯びるようにすると表側への光の反射を少なくできるが、それにはそのエリアの表面を粗面にすると良い。粗面化は、鏡面反射膜を形成した後、光透過層の裏面に例えば粒子をスパッタリングすることにより或いは裏面をエッチング液に浸漬すること等により為し得る。
また、光透過層の裏面の光吸収膜を設けるようにすると、その鏡非形成エリアを通過する光を光吸収することができるので、この方法でも好ましいと言える。その場合、光吸収膜は例えば黒等の暗い色を有して光吸収性の強い樹脂を塗布することにより形成することができる。
そして、光透過層の裏面に屈折率調整膜を形成することによっても、光透過層裏面の鏡非形成エリアに入射した光を裏側に進ませることができるが、その場合、その屈折率調整膜は光透過層と同程度の屈折率を有する透明性の良い樹脂で形成すればよい。
そして、光透過層の裏面に屈折率調整膜を形成することによっても、光透過層裏面の鏡非形成エリアに入射した光を裏側に進ませることができるが、その場合、その屈折率調整膜は光透過層と同程度の屈折率を有する透明性の良い樹脂で形成すればよい。
更に、光透過層の裏面の鏡非形成エリアに光拡散性を与える或いは光吸収膜を設けることと、光透過層の裏面に屈折率調整膜を形成することとを併用することにより、鏡非形成エリアに入射した光を裏側により完璧に進ませ、前側への反射をより完璧に防止することができる。
尚、フロントプロジェクタの数を１個にした場合には、通常の平面画像（二次元画像）、即ち立体性のない画像が表示されるが、フロントプロジェクタの数を２個にし、その配置位置を適宜離間させ、その二つのフロントプロジェクタから一つのフロントプロジェクション用スクリーンへ立体表示用の画像光を照射するようにすると、立体画像（三次元画像）が表示されるようにすることができる。
また、本発明フロントプロジェクション型表示装置は、例えばラップトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ或いはその他の各種情報処理装置のディスプレイに適用することができる。
尚、フロントプロジェクタの数を１個にした場合には、通常の平面画像（二次元画像）、即ち立体性のない画像が表示されるが、フロントプロジェクタの数を２個にし、その配置位置を適宜離間させ、その二つのフロントプロジェクタから一つのフロントプロジェクション用スクリーンへ立体表示用の画像光を照射するようにすると、立体画像（三次元画像）が表示されるようにすることができる。
また、本発明フロントプロジェクション型表示装置は、例えばラップトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ或いはその他の各種情報処理装置のディスプレイに適用することができる。
以下、本発明の詳細を図示実施例に基づいて説明する。
図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明フロントプロジェクション用スクリーンの各々別の例２ａ〜２ｃを示す、垂直に切断した断面図である。
先ず、図１（Ａ）を参照してフロントプロジェクション用スクリーンの第１の例２ａを説明する。
このフロントプロジェクション用スクリーン２ａは、片側鏡面鋸歯状反射板を用いたスクリーンであり、拡散層４と、この拡散層４の裏面（後側の面）に接着された光透過層６と、この光透過層６の裏面の各鏡形成エリア８、８、・・・に形成された鏡面反射膜１４、１４、・・・とからなる。
図１（Ａ）〜（Ｃ）は本発明フロントプロジェクション用スクリーンの各々別の例２ａ〜２ｃを示す、垂直に切断した断面図である。
先ず、図１（Ａ）を参照してフロントプロジェクション用スクリーンの第１の例２ａを説明する。
このフロントプロジェクション用スクリーン２ａは、片側鏡面鋸歯状反射板を用いたスクリーンであり、拡散層４と、この拡散層４の裏面（後側の面）に接着された光透過層６と、この光透過層６の裏面の各鏡形成エリア８、８、・・・に形成された鏡面反射膜１４、１４、・・・とからなる。
上記拡散層４は、例えば拡散シートからなり、特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる性質を有する。ここで特定の角度領域とは、フロントプロジェクタの画像光の前記光拡散層表面に対する入射角度範囲、あるいは上記光拡散層の表面から拡散された上記フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域である。
フロントプロジェクタの入射角度範囲を拡散シートの拡散透過角度領域とした場合、プロジェクタ光はスクリーン入射時に拡散シートを拡散透過し、後述の鏡面反射膜により反射し、スクリーン出射時に拡散シートを直進透過する。フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域を拡散シートの拡散透過角度領域とした場合、プロジェクタ光はスクリーン入射時に拡散シートを拡散透過し、後述の鏡面反射膜により反射し、スクリーン出射時に拡散シートを拡散透過する。従って、スクリーン全体ではプロジェクタ光は、前述のどちらの場合であってもフロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域に拡散反射することとなる。
これに対してフロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域から入射した照明光は、前述のどちらの場合であってもフロントプロジェクタの入射角度範囲に拡散反射することとなる。 さらにフロントプロジェクタの入射角度範囲、およびフロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域以外から入射した照明光は、フロントプロジェクタの入射角度範囲、およびフロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域以外に直進反射することとなる。
光透過層６は、前側（表側）の面が平坦な面にされ、その平坦な面が拡散層４の後側（裏側）の面に接着されている。そして、後側（裏側）の面は、垂直の向きよりも下側に行く程後側（裏側）に寄るように稍傾斜する鏡形成用エリア８と、水平な向きよりも下側に行く程前（正面側）に寄るように稍傾斜する鏡非形成用エリア１０とが交互に配置されて鋸歯状な面を成すように形成されている。
フロントプロジェクタの入射角度範囲を拡散シートの拡散透過角度領域とした場合、プロジェクタ光はスクリーン入射時に拡散シートを拡散透過し、後述の鏡面反射膜により反射し、スクリーン出射時に拡散シートを直進透過する。フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域を拡散シートの拡散透過角度領域とした場合、プロジェクタ光はスクリーン入射時に拡散シートを拡散透過し、後述の鏡面反射膜により反射し、スクリーン出射時に拡散シートを拡散透過する。従って、スクリーン全体ではプロジェクタ光は、前述のどちらの場合であってもフロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域に拡散反射することとなる。
これに対してフロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域から入射した照明光は、前述のどちらの場合であってもフロントプロジェクタの入射角度範囲に拡散反射することとなる。 さらにフロントプロジェクタの入射角度範囲、およびフロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域以外から入射した照明光は、フロントプロジェクタの入射角度範囲、およびフロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域以外に直進反射することとなる。
光透過層６は、前側（表側）の面が平坦な面にされ、その平坦な面が拡散層４の後側（裏側）の面に接着されている。そして、後側（裏側）の面は、垂直の向きよりも下側に行く程後側（裏側）に寄るように稍傾斜する鏡形成用エリア８と、水平な向きよりも下側に行く程前（正面側）に寄るように稍傾斜する鏡非形成用エリア１０とが交互に配置されて鋸歯状な面を成すように形成されている。
そして、光透過層６の裏面のうち各鏡秘形成用エリア１０、１０、・・・は粗面１２にされて光拡散性を帯びるようにされている。ここに入射した光が特定方向に集光され前（正面）側に反射されるおそれを完全に無くして、拡散して後側に通過するようにするためである。
各鏡面反射膜１４、１４、・・・は各鏡形成用エリア８、８、・・・上に形成されており、そのエリア８、８、・・・に斜め上向きに入射するフロントプロジェクタ（図１では図示せず）からの画像光を前側（正面側）へ鏡面反射し、前側のユーザーによって視認される画像をつくる。ここで鏡面反射膜の反射率は高ければ高いほど好ましいが、一般的に８０〜９０％程度であり、最低でも全光量の半分が有効に用いられる５０％以上は必要である。
各鏡面反射膜１４、１４、・・・は各鏡形成用エリア８、８、・・・上に形成されており、そのエリア８、８、・・・に斜め上向きに入射するフロントプロジェクタ（図１では図示せず）からの画像光を前側（正面側）へ鏡面反射し、前側のユーザーによって視認される画像をつくる。ここで鏡面反射膜の反射率は高ければ高いほど好ましいが、一般的に８０〜９０％程度であり、最低でも全光量の半分が有効に用いられる５０％以上は必要である。
また、太陽光、照明光により斜め下向きにフロントプロジェクション用スクリーン２ａに入射する光は主として各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・に入射し、そこで拡散されて後側へ透過する。
従って、このようなフロントプロジェクション用スクリーン２ａによれば、斜め前下側に位置するフロントプロジェクタからの画像光を各鏡面反射膜１４、１４、・・・により前側に反射して画像を形成し、斜め前上側の太陽光や照明光を各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・を通じてスクリーン２ａ後側に拡散させることができ、良好に画像が視認することが妨げられないようにすることができる。
従って、このようなフロントプロジェクション用スクリーン２ａによれば、斜め前下側に位置するフロントプロジェクタからの画像光を各鏡面反射膜１４、１４、・・・により前側に反射して画像を形成し、斜め前上側の太陽光や照明光を各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・を通じてスクリーン２ａ後側に拡散させることができ、良好に画像が視認することが妨げられないようにすることができる。
図２（Ａ）〜（Ｃ）はフロントプロジェクション用スクリーン２ａの光透過層６及び鏡面反射膜１４、１４、・・・の形成方法を工程順に示す断面図である。
（Ａ）例えば型成形等により後側の面（裏面）に鏡形成用エリア８と、鏡非形成用エリア１０とを交互に配置して鋸歯状の面を有する形状にした光透過層６を用意し、その後側の面を上向きにし、その面に対してアルミニウムＡｌ或いは銀Ａｇを異方性スパッタリングをすることにより鏡面反射膜１４、１４、・・・を形成する。そのスパッタリングの方向は、その各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・の面方向に一致させる。
（Ａ）例えば型成形等により後側の面（裏面）に鏡形成用エリア８と、鏡非形成用エリア１０とを交互に配置して鋸歯状の面を有する形状にした光透過層６を用意し、その後側の面を上向きにし、その面に対してアルミニウムＡｌ或いは銀Ａｇを異方性スパッタリングをすることにより鏡面反射膜１４、１４、・・・を形成する。そのスパッタリングの方向は、その各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・の面方向に一致させる。
（Ｂ）すると、図２（Ｂ）に示すように、各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・には反射膜１４は形成されず、各鏡埋形成用エリア１０、１０、・・・上のみに反射膜１４、１４、・・・が形成されるようにできる。
（Ｃ）その後、樹脂からなる光透過層６の後側の面（裏面）を侵蝕する液にて処理して各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・を粗面化する。
（Ｃ）その後、樹脂からなる光透過層６の後側の面（裏面）を侵蝕する液にて処理して各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・を粗面化する。
これにより、各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・の裏面は粗面化され、各鏡形成用エリア８、８、・・・裏面には鏡面反射膜１４、１４、・・・が形成された光透過層６ができ上がる。
その後、この光透過層６の前側の面（表面）に例えば拡散シートからなる拡散層４を接着すると、図１（Ａ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ａができ上がる。
その後、この光透過層６の前側の面（表面）に例えば拡散シートからなる拡散層４を接着すると、図１（Ａ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ａができ上がる。
次に、図１（Ｂ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ｂについて説明する。
このスクリーン２ｂは、光透過層６の前側の面（表面）に拡散層４が接着され、各鏡形成用エリア８、８、・・・裏面には鏡面反射膜１４、１４、・・・が形成されている点で図１（Ａ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ａと共通するが、次の二つの点で異なる。
第１に、各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・は粗面化されていない。
第２に、光透過層６の裏面に屈折率調整膜１６が全面的に形成され、その屈折率調整膜１６の後側の面に光吸収膜１８が塗布されている。
ただし第１の相違点に関しては各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・が粗面化されていても本発明の効果に何ら悪い影響を与えない。
このスクリーン２ｂは、光透過層６の前側の面（表面）に拡散層４が接着され、各鏡形成用エリア８、８、・・・裏面には鏡面反射膜１４、１４、・・・が形成されている点で図１（Ａ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ａと共通するが、次の二つの点で異なる。
第１に、各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・は粗面化されていない。
第２に、光透過層６の裏面に屈折率調整膜１６が全面的に形成され、その屈折率調整膜１６の後側の面に光吸収膜１８が塗布されている。
ただし第１の相違点に関しては各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・が粗面化されていても本発明の効果に何ら悪い影響を与えない。
上記屈折率調整膜１６は光透過層６と同程度の屈折率を有する透明性の樹脂からなる。従って、各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・へ入射した前側からの光は該エリア１０、１０、・・・にて反射されることなく後側の光透過層６内を透過する。ここでマッチングの屈折率が低ければ低いほど好ましいが、一般的には垂直入射時に反射率数％程度の界面反射が存在する程度であり、最悪でも垂直入射時に全光量の半分が反射する反射率５０％以下は要求される。 光吸収膜１８は例えば黒色等光吸収性の強い樹脂からなり、上記光透過層６を透過した光を吸収する。ここで光吸収膜の吸収率は高ければ高いほど好ましいが、一般的に数％の反射は存在し、最低でも全光量の半分が吸収される吸収率５０％以上は必要である。
このようなフロントプロジェクション用スクリーン２ｂによっても、斜め前下側に位置するフロントプロジェクタ（図１では図示しない）からの画像光を各鏡面反射膜１４、１４、・・・により前側に反射して表示画像を形成し、斜め前上側からの太陽光や照明光を各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・を反射を生じさせることなく透過させ、光吸収膜１８にて吸収されるようにして、良好に画像の視認が妨げられないようにすることができる。
次に、図１（Ｃ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ｃについて説明する。
このスクリーン２ｃは、光透過層６の前側の面（表面）に拡散層４を接着し、各鏡形成用エリア８、８、・・・裏面には鏡面反射膜１４、１４、・・・が形成されている点で図１（Ａ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ａと共通するが、各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・は粗面化されず、それ等の裏面に光吸収膜１８、１８、・・・が形成されている点で相違する。ただしこの相違点に関しては各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・が粗面化されていても本発明の効果に何ら悪い影響を与えない。
このスクリーン２ｃは、光透過層６の前側の面（表面）に拡散層４を接着し、各鏡形成用エリア８、８、・・・裏面には鏡面反射膜１４、１４、・・・が形成されている点で図１（Ａ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ａと共通するが、各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・は粗面化されず、それ等の裏面に光吸収膜１８、１８、・・・が形成されている点で相違する。ただしこの相違点に関しては各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・が粗面化されていても本発明の効果に何ら悪い影響を与えない。
このようなフロントプロジェクション用スクリーン２ｃによれば、斜め前下側に位置するフロントプロジェクタからの画像光を各鏡面反射膜１４、１４、・・・により前側に反射して画像を形成し、斜め前上側からの太陽光や照明光を各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・に形成された光吸収膜２０、２０、・・・により吸収することができる。ただし光吸収膜に関しては各鏡非形成用エリア１０、１０、・・・だけでなく、鏡面反射膜の反プロジェクタ側の一部あるいは全体を覆っていても本発明の効果に何ら悪い影響を与えない。
従って、良好な画像の視認が妨げられないようにすることができる。
従って、良好な画像の視認が妨げられないようにすることができる。
図３は本発明フロントプロジェクション型表示装置の一つの実施例の概略構成をフロントプロジェクション用スクリーンについて垂直に切断して示す構成図である。
２はフロントプロジェクション用スクリーンで、例えば、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ａ〜２ｄの何れか一つである。
２２はフロントプロジェクタで、フロントプロジェクション用スクリーン２の前側の斜め下側に配置され、画像光をフロントプロジェクション用スクリーン２の前側の面に照射する。
Ｅはフロントプロジェクション用スクリーン２に表示された画像を視るユーザー（人）の眼、Ｓは太陽であり、画像表示にとっては雑音（雑光）となる光線の発生源である。尚、屋内で情報処理装置を使用する場合には、照明光源が太陽Ｓに代わる存在となる。
２はフロントプロジェクション用スクリーンで、例えば、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すフロントプロジェクション用スクリーン２ａ〜２ｄの何れか一つである。
２２はフロントプロジェクタで、フロントプロジェクション用スクリーン２の前側の斜め下側に配置され、画像光をフロントプロジェクション用スクリーン２の前側の面に照射する。
Ｅはフロントプロジェクション用スクリーン２に表示された画像を視るユーザー（人）の眼、Ｓは太陽であり、画像表示にとっては雑音（雑光）となる光線の発生源である。尚、屋内で情報処理装置を使用する場合には、照明光源が太陽Ｓに代わる存在となる。
図４はフロントプロジェクション型表示装置のプロジェクタ２２のフロントプロジェクション用スクリーン２に対する配置角度、画像光の光軸の向き、拡散角度領域等を詳細に説明するための、垂直に切断して示す縦断面図である。
尚、図４において、フロントプロジェクション用スクリーン２は、便宜上、拡散層４及び光透過層６のみを示し、他の部材の図示を省略する。
尚、図４において、フロントプロジェクション用スクリーン２は、便宜上、拡散層４及び光透過層６のみを示し、他の部材の図示を省略する。
図において、θ１は鏡形成エリア８の水平面（一点鎖線）に対する角度、θ２は鏡非形成用エリア１０の水平面（一点鎖線）に対する角度である。
θｐはフロントプロジェクタ２２から出射されフロントプロジェクション用スクリーン２に入射する画像光の入射角［水平面（一点鎖線）に対する角度］、θｐｂはフロントプロジェクタ２２からの画像光の入射角度領域の下側境界角度、θｐｔは入射角度領域の上側境界角度である。
θｐはフロントプロジェクタ２２から出射されフロントプロジェクション用スクリーン２に入射する画像光の入射角［水平面（一点鎖線）に対する角度］、θｐｂはフロントプロジェクタ２２からの画像光の入射角度領域の下側境界角度、θｐｔは入射角度領域の上側境界角度である。
θｐ’はフロントプロジェクション用スクリーン２に入射した画像光のその光透過層６内部における水平面に対する角度、θｄ’は各鏡形成用エリア８、８、・・・に入射し、図４では図示しない鏡面反射膜１４で反射された画像光の光透過層６内部における水平面に対する角度、θｄは光透過層６を透過し、拡散層４から出射される画像光の水平面に対する角度、θｄｂは画像光の拡散角度領域の下側境界角度、θｄｔは画像光の拡散角度領域の上側境界角度である。
θｏは観察者が存在する角度の水平面（一点鎖線に示す）に対する角度、θｏｂはその観察角度範囲の下側境界角度、θｏｔは観察角度範囲の上側限界角度である。
θｏは観察者が存在する角度の水平面（一点鎖線に示す）に対する角度、θｏｂはその観察角度範囲の下側境界角度、θｏｔは観察角度範囲の上側限界角度である。
ここで、拡散角度領域について考察する。
一般に、θｄｔ＞θｏｔで、θｄｂ＜θｏｂである。
そして、上記入射角度領域の下側境界（下限）角度θｐｂを通った画像光の光透過層６内における水平面に対する角度をθｐｂ’、上側境界（上限）角度θｐｔを通った画像光の光透過層６内における水平面に対する角度をθｐｔ’とし、鏡形成エリア８において反射された画像光の光透過層６内における水平面に対する角度θｐ’の下側境界（下限）角度をθｐｂ’、角度θｐ’の上側境界（上限）角度をθｐｔ’とする。
一般に、θｄｔ＞θｏｔで、θｄｂ＜θｏｂである。
そして、上記入射角度領域の下側境界（下限）角度θｐｂを通った画像光の光透過層６内における水平面に対する角度をθｐｂ’、上側境界（上限）角度θｐｔを通った画像光の光透過層６内における水平面に対する角度をθｐｔ’とし、鏡形成エリア８において反射された画像光の光透過層６内における水平面に対する角度θｐ’の下側境界（下限）角度をθｐｂ’、角度θｐ’の上側境界（上限）角度をθｐｔ’とする。
そして、上記θ１即ち、鏡形成エリア８の水平面（一点鎖線）に対する角度の上限、θ１ｍａｘ及び下限θ１ｍｉｎは下記の式で表される条件を満たすことが必要である。
θ１ｍａｘ＝（θｐｂ’＋θｄｂ’)／２−９０°
θ１ｍｉｎ＝（θｐｔ’＋θｄｔ’）／２−９０°
さもないと、フロントプロジェクタ２２からの入射角度範囲内の画像光が各鏡形成エリア８、８、・・・に有効に入射しないからである。ただし設計、あるいは制作の都合上、有効な反射でなく、一部のプロジェクタ光が無駄になってもやむを得ない場合がある。このような場合であっても最低でもフロントプロジェクタの入射角度範囲から入射した光の５０％が、フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域に拡散反射することが望まれる。
θ１ｍａｘ＝（θｐｂ’＋θｄｂ’)／２−９０°
θ１ｍｉｎ＝（θｐｔ’＋θｄｔ’）／２−９０°
さもないと、フロントプロジェクタ２２からの入射角度範囲内の画像光が各鏡形成エリア８、８、・・・に有効に入射しないからである。ただし設計、あるいは制作の都合上、有効な反射でなく、一部のプロジェクタ光が無駄になってもやむを得ない場合がある。このような場合であっても最低でもフロントプロジェクタの入射角度範囲から入射した光の５０％が、フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域に拡散反射することが望まれる。
また、θｐｔよりθｄｂが大きいこと、即ち、
θｐｔ＜θｄｂ
であることが好ましい。
さもないと、即ち、θｐｔ＞θｄｂであると、フロントプロジェクタ２２から斜め上側に向けた画像光の入射角度領域と、画像光の拡散角度領域とが一部オーバーラップし、良好な表示ができないからである。
θｐｔ＜θｄｂ
であることが好ましい。
さもないと、即ち、θｐｔ＞θｄｂであると、フロントプロジェクタ２２から斜め上側に向けた画像光の入射角度領域と、画像光の拡散角度領域とが一部オーバーラップし、良好な表示ができないからである。
また、上記θ２はθｐｔ’−２０°より大きいこと、即ち、
θ２＞θｐｔ’−２０°
であることが好ましい。
というのは、先ず、θ２をθｐｔ’以上にすると、フロントプロジェクタ２２からの画像光が鏡非形成用エりア１０、１０、・・・に入射するおそれを完全になくし、画像光の損失を完全になくすことができるからである。
次に、θｐｔ’より小さくても２０°程度であれば、画像光の損失を極めて小さくすることができるからである。
θ２＞θｐｔ’−２０°
であることが好ましい。
というのは、先ず、θ２をθｐｔ’以上にすると、フロントプロジェクタ２２からの画像光が鏡非形成用エりア１０、１０、・・・に入射するおそれを完全になくし、画像光の損失を完全になくすことができるからである。
次に、θｐｔ’より小さくても２０°程度であれば、画像光の損失を極めて小さくすることができるからである。
尚、上記条件は、水平方向における位置を異ならせても成立する。
また、これまでスクリーン下方からプロジェクタ光を入射させ正面から観察することを想定していたが、スクリーン上方からプロジェクタ光を入射させ正面から観察する場合であっても、座標を上下逆に取って同様の議論が成り立つ。さらに上下逆だけでなく、左右、あるいは斜めに対して座標をとっても同様の議論が成り立つ。
また、本実施例においては、フロントプロジェクタ２２の数が１個であったが、それを２個にし、その配置位置を適宜離間させ、その二つのフロントプロジェクタから一つのフロントプロジェクション用スクリーンへ立体表示用の画像光を照射するようにすることにより、立体画像（三次元画像）が表示されるようにしてもよい。
また、これまでスクリーン下方からプロジェクタ光を入射させ正面から観察することを想定していたが、スクリーン上方からプロジェクタ光を入射させ正面から観察する場合であっても、座標を上下逆に取って同様の議論が成り立つ。さらに上下逆だけでなく、左右、あるいは斜めに対して座標をとっても同様の議論が成り立つ。
また、本実施例においては、フロントプロジェクタ２２の数が１個であったが、それを２個にし、その配置位置を適宜離間させ、その二つのフロントプロジェクタから一つのフロントプロジェクション用スクリーンへ立体表示用の画像光を照射するようにすることにより、立体画像（三次元画像）が表示されるようにしてもよい。
図５（Ａ）、（Ｂ）は本発明を情報処理装置の一種であるラップトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータに適用したものの各々別の例４０ａ、４０ｂを示す斜視図である。
４２、４２はコンピュータ４０ａ、４０ｂの本体、４４、４４はコンピュータ４０ａ、４０ｂのデイスプレイで、本発明に係るフロントプロジェクション用スクリーン、例えばフロントプロジェクション用スクリーン２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの何れかからなる。
４２、４２はコンピュータ４０ａ、４０ｂの本体、４４、４４はコンピュータ４０ａ、４０ｂのデイスプレイで、本発明に係るフロントプロジェクション用スクリーン、例えばフロントプロジェクション用スクリーン２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの何れかからなる。
４６、４６、４６はコンピュータ４０ａ、４０ｂの本体４２、４２上に配置されたフロントプロジェクタで、ディスプレイを成すフロントプロジェクション用スクリーン４４、４４に対して画像光を照射して表示をさせる。
図５（Ａ）に示すパーソナルコンピュータ４０ａは、フロントプロジェクタ４６の数が１個であり、通常の２次元画像を表示するものである。
図５（Ａ）に示すパーソナルコンピュータ４０ａは、フロントプロジェクタ４６の数が１個であり、通常の２次元画像を表示するものである。
それに対して、図５（Ｂ）に示すパーソナルコンピュータ４０ｂは、フロントプロジェクタ４６、４６の数が２個であり、このフロントプロジェクタ４６、４６の配置位置は左右方向に適宜離間しており、三次元（立体）画像が表示されるようになっている。
このように、本発明はラップトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータに適用することができる。
このように、本発明はラップトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータに適用することができる。
図６は本発明を情報処理装置の別の一種である情報端末機器に適用した一つの例を示す斜視図である。
同図において、５０は撮影機能を持つ情報端末機器本体、５２はその本体５０と電気的に接続され、その本体５０から画像信号を受けて画像光を発生するフロントプロジェクタ、５４はそのフロントプロジェクタ５２からの画像光を受けるフロントプロジェクション用スクリーンで、情報端末機器５０のディスプレイを成す。
同図において、５０は撮影機能を持つ情報端末機器本体、５２はその本体５０と電気的に接続され、その本体５０から画像信号を受けて画像光を発生するフロントプロジェクタ、５４はそのフロントプロジェクタ５２からの画像光を受けるフロントプロジェクション用スクリーンで、情報端末機器５０のディスプレイを成す。
尚、Ｈ１は被写体、Ｈ２はフロントプロジェクション用スクリーン５４に表示された被写体の画像である。
このように、本発明は情報端末機器にも適用することができる。
また、フロントプロジェクタの数を複数にして、立体画像が表示し得るようにすることは、図１に示すような片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンを用いる図３に示すようなタイプのフロントプロジェクション型表示装置においても為し得る。
このように、本発明は情報端末機器にも適用することができる。
また、フロントプロジェクタの数を複数にして、立体画像が表示し得るようにすることは、図１に示すような片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンを用いる図３に示すようなタイプのフロントプロジェクション型表示装置においても為し得る。
本発明は、液晶表示素子等の表示素子を用い、片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンと、そのフロントプロジェクション用スクリーンに対して光軸が斜め方向、例えば斜め上方向に向くようにフロントプロジェクタを配置したフロントプロジェクション型表示装置と、上記スクリーン及びフロントプロジェクタを備えた情報処理装置に産業上の利用可能性がある。
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・フロントプロジェクション用スクリーン、
４・・・拡散層、６・・・光透過層、８・・・鏡形成エリア、
１０・・・鏡非形成エリア、１２・・・光拡散用粗面、１４・・・鏡面反射膜、
１６・・・屈折率調整膜、１８・・・光吸収膜、２０・・・光吸収膜、
２２・・・フロントプロジェクタ、
４０ａ、４０ｂ・・・ラップトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、
４２・・・パーソナルコンピュータ本体、
４４・・・フロントプロジェクション用スクリーン（ディスプレイ）、
４６・・・フロントプロジェクタ、５０・・・端末情報機器、５２・・・情報端末機器本体、
５４・・・フロントプロジェクション用スクリーン（ディスプレイ）。
４・・・拡散層、６・・・光透過層、８・・・鏡形成エリア、
１０・・・鏡非形成エリア、１２・・・光拡散用粗面、１４・・・鏡面反射膜、
１６・・・屈折率調整膜、１８・・・光吸収膜、２０・・・光吸収膜、
２２・・・フロントプロジェクタ、
４０ａ、４０ｂ・・・ラップトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、
４２・・・パーソナルコンピュータ本体、
４４・・・フロントプロジェクション用スクリーン（ディスプレイ）、
４６・・・フロントプロジェクタ、５０・・・端末情報機器、５２・・・情報端末機器本体、
５４・・・フロントプロジェクション用スクリーン（ディスプレイ）。
Claims (11)
- 特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層と、
裏側に所定の傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる所定の傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側の面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、
上記各鏡形成用エリア裏面に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜と、
を有することを特徴とする片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーン。 - 特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層と、
裏側に所定の傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる所定の傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側の面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、
上記各鏡形成用エリア裏面に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜と、
を有し、
上記各鏡非形成用エリアの裏面が光拡散性を有するように加工されてなる
ことを特徴とする片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーン。 - 特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層と、
裏側に所定の傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる所定の傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側の面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、
上記各鏡形成用エリア裏面に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜と、
上記光透過層の各鏡面反射膜及び各非鏡形成用エリアの裏面を覆うように形成され、上記光透過膜と近似した屈折率を有する屈折率調整膜と、
を有することを特徴とする片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーン。 - 前記屈折率調整膜の裏面に光吸収膜が形成された
ことを特徴とする請求項３記載の片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーン。 - 特定の角度領域から入射した光のみを拡散透過させ、それ以外の角度領域から入射した光を直進透過させる光拡散層と、
裏側に所定の傾きをもつ鏡形成用エリアとそれとは異なる所定の傾きを持つ鏡非形成用エリアとが所定方向に沿って交互に配置されて鋸歯状に折れ曲がった面が形成され、その面とは反対側の面にて上記光拡散層の裏側に接合された光透過層と、
上記光透過層の裏側の各鏡形成用エリア裏面毎に形成された反射性を有する材質からなる鏡面反射膜と、
上記各鏡非形成用エリア裏面に形成された光吸収膜と、
を有することを特徴とする片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーン。 - 請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンと、
上記フロントプロジェクション用スクリーンの正面斜め下側に配置され、このスクリーン正面へ画像光を投射するフロントプロジェクタと、
を有し、
上記フロントプロジェクタの画像光の前記光拡散層表面に対する入射角度範囲の上限をθｐｔ、下限をθｐｂ、上記光拡散層の表面から拡散された上記フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域の上限をθｄｔ、下限をθｄｂとしたとき、
−９０°≦θｐｂ≦θｐｔ≦θｄｂ≦θｄｔ≦９０°
の条件を満たすようにされた
ことを特徴とするフロントプロジェクション型表示装置。 - 請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンと、
上記フロントプロジェクション用スクリーンの正面斜め下側に配置され、このスクリーン正面へ画像光を投射するフロントプロジェクタと、
を有し、
前記各鏡非形成用エリアの面の光拡散層の法線に対する角度をθ２、前記フロントプロジェクタから投射された画像光の入射角度範囲の上限を通る光の光透過層内における法線に対する角度をθｐｔ’としたとき、
θ２＞θｐｔ’−２０°
の条件を満たすようにされた
ことを特徴とするフロントプロジェクション型表示装置。 - 請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンと、
上記フロントプロジェクション用スクリーンの正面斜め下側に配置され、このスクリーン正面へ画像光を投射するフロントプロジェクタと、
を有し、
上記フロントプロジェクタの画像光の前記光拡散層表面に対する入射角度範囲の上限をθｐｔ、下限をθｐｂ、上記光拡散層の表面から拡散された上記フロントプロジェクタからの画像光の拡散角度領域の上限をθｄｔ、下限をθｄｂとしたとき、
−９０°≦θｐｂ≦θｐｔ≦θｄｂ≦θｄｔ≦９０°
の条件を満たすと共に、
前記各鏡非形成用エリアの面の光拡散層の法線に対する角度をθ２、前記フロントプロジェクタから投射された画像光の入射角度範囲の上限を通る光の光透過層内における法線に対する角度をθｐｔ’としたとき、
θ２＞θｐｔ’−２０°
の条件をも満たすようにされた
ことを特徴とするフロントプロジェクション型表示装置。 - 前記フロントプロジェクタが複数個異なる位置に設けられ、
上記複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにされた
ことを特徴とする請求項６、７又は８記載のフロントプロジェクション型表示装置。 - 情報処理を行う本体部と、
上記本体部によりつくられた画像信号に対応する画像を表示するディスプレイと、
上記本体部から画像信号を受けて画像光を発生するフロントプロジェクタと、
を備え、
上記ディスプレイが、請求項１〜５のいずれかに記載された片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンからなり、
上記フロントプロジェクタが上記画像光を上記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに向けて照射してこのフロントプロジェクション用スクリーンに画像を表示させるようにされた
ことを特徴とする情報処理装置。 - 前記フロントプロジェクタが複数異なる位置に設けられ、
上記複数のフロントプロジェクタの画像光により前記片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンに立体画像が表示されるようにされた
ことを特徴とする請求項１０記載の情報処理装置。
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| JP2008120677A JP2009271263A (ja) | 2008-05-02 | 2008-05-02 | 片側鏡面鋸歯状反射板を用いたフロントプロジェクション用スクリーンとそれを用いたフロントプロジェクション型表示装置と情報処理装置 |
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