半透過型反射スクリーン、及び、半透過型反射スクリーンの製造方法
【課題】前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能としながらも、裏面側の背景を前方から観察可能な半透過型反射スクリーン、及び、半透過型反射スクリーンの製造方法を提供する。
【解決手段】光を透過可能な単位プリズム形状１２と、単位プリズム形状１２が並ぶ間に形成され、光を吸収する光吸収部１４と、単位プリズム形状１２の裏面側に設けられ、単位プリズム形状１２を通過した映像光を反射し、かつ、映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層１３を備える。
【解決手段】光を透過可能な単位プリズム形状１２と、単位プリズム形状１２が並ぶ間に形成され、光を吸収する光吸収部１４と、単位プリズム形状１２の裏面側に設けられ、単位プリズム形状１２を通過した映像光を反射し、かつ、映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層１３を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能な半透過型反射スクリーン、及び、半透過型反射スクリーンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射型のスクリーンとして、透明シートの前面側に光透過拡散層、裏面側に光反射用のリニアフレネルレンズ面が設けられたものが知られていた（例えば、特許文献１）。また、特許文献２には、外光によるコントラストの低下を抑え、好適な視野角を得ることを可能にする反射スクリーンの構成が開示されている。さらに、特許文献３には、レンチキュラーレンズと反射部を設けた裏面の直交方向に配列されたリニアフレネルレンズの組み合わせによるスクリーンについて記載されている。
【０００３】
しかし、これらの反射型のスクリーンは、投影される映像光を観察可能とすることを目的としており、スクリーンを透してその背面側の状態を観察することはできない。したがって、このようなスクリーンを設置可能な場所が限られてしまう。特に、大型のスクリーンとなると、大きな壁を設置したような状態となり、常設するには向かない場合が多かった。
【０００４】
特許文献４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、このスクリーンでは、背面側からの光を透過することが可能である。しかし、特許文献４に記載のスクリーンでは、表面に微細な凹凸が形成されていることから、透過して観察される裏面側の背景が滲んでしまい、背景を具体的に認識できるような状態で観察することが困難であり、単に光が透過するだけのものであった。なお、特許文献４に記載のスクリーンは、先にも述べたように、透過型と反射型の兼用である。したがって、透過型として使用したときに映像を観察可能とするために、拡散要素（表面の微細な凹凸）が必須であり、特許文献４に記載のスクリーンでは、背景を観察可能とすることは不可能であった。
【特許文献１】特開平８−２９８７５号公報
【特許文献２】特開平１０−６２８７０号公報
【特許文献３】特開２００２−３１１５０７号公報
【特許文献４】特開平９−１１４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能としながらも、裏面側の背景を前方から観察可能な半透過型反射スクリーン、及び、半透過型反射スクリーンの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、本発明の実施例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。
請求項１の発明は、映像源から投影された映像光を反射させて観察可能にするスクリーンであって、スクリーン面に沿って１次元又は２次元方向に多数並べて配列され、光を透過可能な単位形状（１２，２２，３２，４２）と、前記単位形状が並ぶ間に形成され、光を吸収する光吸収部（１４，２４，３４，４４）と、少なくとも前記単位形状の裏面側に設けられ、前記単位形状を通過した前記映像光を反射し、かつ、前記映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層（１３，２３，３３，４３）と、を備える半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）は、スクリーン面に対して直交する断面における裏面側の幅より前記映像源側の幅が広い略楔形状であってスクリーン面に沿って多数並べて形成された単位プリズム形状であること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）よりも前記映像源側に設けられた前面層（１１）のＨａｚｅ値は、２５％未満であること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）は、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低いこと、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）は、光を吸収する微小ビーズを含むこと、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項６の発明は、請求項５に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）は、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に前記微小ビーズを混練することにより形成されていること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記反射透過層（１３，２３，３３，４３）は、前記単位形状の裏面側に反射透過性を有したシート状の部材を貼り合わせることにより形成されていること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項８の発明は、請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記単位プリズム形状（１２，２２，３２，４２）は、その並ぶ方向において非対称な第１のプリズム面（４２ａ）及び第２のプリズム面（４２ｂ）を有していること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項９の発明は、請求項８に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記第１のプリズム面（４２ａ）は、１種類の面により形成されており、前記第２のプリズム面（４２ｂ）は、少なくとも２種類の面（４２ｂ−１，４２ｂ−２）により形成されていること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項１０の発明は、請求項８又は請求項９に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記第１のプリズム面（４２ａ）は、１つの平面により形成されており、前記第２のプリズム面（４２ｂ）は、裏面に近い位置に形成された第１の平面（４２ｂ−１）と、前記第１の平面よりも映像源側に形成された第２の平面（４２ｂ−２）との２種類の平面を有しており、前記第１の平面は、前記第１のプリズム面と対称な平面により形成されており、前記第２の平面がスクリーン面の法線と成す角度は、前記第１の平面がスクリーン面の法線と成す角度よりも大きいこと、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、不使用時には、巻き上げることが可能であること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）の製造方法であって、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）を樹脂により賦型する単位形状賦型工程と、形成された前記単位形状の間に前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）を形成する光吸収部形成工程と、前記光吸収部を形成した後に前記反射透過層（１３，２３，３３，４３）を形成する反射透過層形成工程と、を備える半透過型反射スクリーンの製造方法である。
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）の製造方法において、前記光吸収部形成工程は、ワイピングにより前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）を形成する材料を前記単位形状（１２，２２，３２，４２）の間に充填すること、を特徴とする半透過型反射スクリーンの製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）光を透過可能な単位形状と、光を吸収する光吸収部と、単位形状を通過した映像光を反射し、かつ、映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層とを備えるので、投影される映像光により映し出される映像を観察可能であって、さらに、裏面側の背景についても観察することができる。また、不要な外光の影響を抑えて、映像及び背景を見やすくできる。
【０００８】
（２）単位形状は、スクリーン面に対して直交する断面における裏面側の幅より映像源側の幅が広い略楔形状であってスクリーン面に沿って多数並べて形成された単位プリズム形状であるので、光吸収部に遮られる映像光を少なくし、映像光を効率よく反射することができる。また、型抜けがよく製造を容易にすることができる。
【０００９】
（３）単位形状よりも映像源側に設けられた前面層のＨａｚｅ値は、２５％未満であるので、背景を鮮明に観察できる。
【００１０】
（４）光吸収部は、単位形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低いので、単位形状と光吸収部との境界面において、映像光を全反射することができ、反射損失を最小限とし、明るい映像を表示することができる。
【００１１】
（５）光吸収部は、光を吸収する微小ビーズを含むので、簡単かつ確実に外光の吸収作用を得ることができる。
【００１２】
（６）光吸収部は、単位形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に微小ビーズを混練することにより形成されているので、微小ビーズを容易に固定することができ、製造を容易に行える。
【００１３】
（７）反射透過層は、単位形状の裏面側に反射透過性を有したシート状の部材を貼り合わせることにより形成されているので、製造を容易に行うことができる。
【００１４】
（８）単位プリズム形状は、その並ぶ方向において非対称な第１のプリズム面及び第２のプリズム面を有しているので、映像光又は外光の予定される方向に応じて、最適な形状とすることができる。したがって、映像光をより効率よく反射し、外光をより効率よく吸収させることができる。
【００１５】
（９）第１のプリズム面は、１種類の面により形成されており、第２のプリズム面は、少なくとも２種類の面により形成されているので、映像光をより効率よく反射し、外光をより効率よく吸収させるためにより都合のよい形状とすることができる。
【００１６】
（１０）第１のプリズム面は、１つの平面により形成されており、第２のプリズム面は、裏面に近い位置に形成された第１の平面と、第１の平面よりも映像源側に形成された第２の平面との２種類の平面を有しており、第１の平面は、第１のプリズム面と対称な平面により形成されており、第２の平面がスクリーン面の法線と成す角度は、第１の平面がスクリーン面の法線と成す角度よりも大きいので、第２の平面に対する外光の入射角度を小さくすることができ、より多くの外光を吸収することができる。また、下方に対する間口が広がることから、映像光をより確実に単位プリズム形状に取り入れることができる。
【００１７】
（１１）不使用時には、巻き上げることが可能であるので、背景を観察可能、かつ、外光の影響を受けにくいことと合わせて、より多くの場面で使用可能な反射スクリーンとすることができる。
【００１８】
（１２）単位形状を樹脂により賦型する単位形状賦型工程と、形成された単位形状の間に光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、光吸収部を形成した後に反射透過層を形成する反射透過層形成工程とを備えるので、反射透過層の形成は、裏面の全面に反射透過層を形成するだけでよく、反射スクリーンの製造を簡単に行うことができる。
【００１９】
（１３）光吸収部形成工程は、ワイピングにより光吸収部を形成する材料を単位形状の間に充填するので、確実に充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能としながらも、裏面側の背景を前方から観察可能にするという目的を、外光の影響を排除してコントラストの高い鮮明な映像を観察可能な形態で実現した。
【実施例１】
【００２１】
図１は、実施例１における半透過型反射スクリーン１０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。なお、図１を含め、以下に示す各図は、説明のため各部寸法、形状等を適宜誇張して示している。
本実施例における半透過型反射スクリーン１０は、映像光を投影するプロジェクター光学エンジン部（映像源）Ｌをスクリーン１０の中心に対して下方に設置し、映像光を上方斜めに投射させる配置として利用するスクリーンである。そして、映像光は、効率よく観察者側へ反射し、不要な外光は、選択的に後述の光吸収部により吸収させることで、非常にコントラストの高いフロントプロジェクタ用反射スクリーンとしたものである。
半透過型反射スクリーン１０は、ベース部１１，単位プリズム形状１２，反射層１３，光吸収部１４等を備えている。
【００２２】
図２は、実施例１における半透過型反射スクリーン１０の使用状態を示す垂直断面図である。
なお、図２では、室内照明Ｇ，映像源Ｌ，半透過型反射スクリーン１０をまとめて模式的に示しているので、実際とは配置関係が異なり、各光線の入射角度等が後述の説明における大小関係と異なる部分が含まれている。
ベース部１１は、単位プリズム形状１２を形成するときに必要な基材となる部分であり、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂製のシート又はフィルムから形成される光透過性のある前面層であり、本実施例では、ポリエチレンテレフタレートを使用しており、Ｈａｚｅ値は、２０％である。なお、本実施例では、ベース部１１が前面層である例を示したが、ベース部１１よりも観察側にさらに反射防止層、帯電防止層、防汚層、ハードコート層等の別層が積層されていてもよい。また、この前面層となるベース部１１のＨａｚｅ値は、２５％未満であることが、画像と同時に背景を鮮明に見せるために望ましい。また、このベース部１１には、必要に応じて所定の透過率に減じさせるようなグレー等の染料、顔料等で着色（ティント）が施されていてもよい。
【００２３】
単位プリズム形状１２は、図２の断面において、裏面側における幅より映像源側における幅が広い略楔形状となっている。単位プリズム形状１２は、スクリーン面に沿って（図２では上下方向に）多数並べて形成されている。また、単位プリズム形状１２は、上下方向において上下対称な形状となっており、上方、及び、下方の斜面がスクリーン面の法線となす角度は、５°であり、頂部の幅が４０μｍ、谷底から頂部までの高さが２００μｍとなっている。また、単位プリズム形状１２は、屈折率１．５６の紫外線硬化樹脂により形成されている。ここで、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、以下の説明中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。
【００２４】
反射層１３は、裏面側の全面に設けられ、映像光を反射して前面側（映像源側）へ戻すとともに、裏面側の背景を前面側から観察可能なように透過する反射透過層である。
本実施例における反射層１３は、光の一部を反射し、その他の光の一部を透過する反射透過性を有したシート状の部材であるアルミ蒸着ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムをラミネートして形成した。アルミ蒸着ＰＥＴフィルムとしては、アルミニウムの蒸着膜を薄めに付け、透過光と反射光とを略１：１になるようにした。蒸着後のアルミ蒸着ＰＥＴフィルムは、反射率約４０％、透過率約４０％になり、所望の比を得ることができた。
【００２５】
光吸収部１４は、単位プリズム形状１２が並ぶ間に形成され、光を吸収する作用を有した部分である。本実施例における光吸収部１４は、不図示の黒色ビーズを屈折率１．５０の紫外線硬化樹脂１００重量％に対して２５重量％混入させ、この紫外線硬化樹脂を単位プリズム形状１２が並ぶ間に満遍なく充填するようにワイピングして形成されている。この黒色ビーズは、光を吸収する作用を有した微小ビーズである。
【００２６】
次に、本実施例における半透過型反射スクリーン１０の製造方法について説明する。
（単位形状賦型工程）
まず、電離放射線硬化性樹脂をベース部１１上に塗布して、型を当てつけた状態において電離放射線を照射して硬化させることにより単位プリズム形状１２を賦型する。この単位プリズム形状賦型工程に使用する電離放射線硬化性樹脂は、紫外線、及び、電子線硬化性の樹脂、アクリレート、エポキシアクリレート、シリコンアクリレート、シロキサン等の多官能単量体を主成分とする光架橋型のものを用いるのがよい。ここで電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち分子を重合、架橋し得るエネルギ量子を有するものを意味し、通常、紫外線、電子線が用いられる。
なお、単位プリズム形状１２の形成は、電離放射線硬化による形成ではなく、アクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等を用いた熱溶融押出し成型により行ってもよい。
【００２７】
（光吸収部形成工程）
単位形状賦型工程に続いて、黒色ビーズを屈折率１．５０の紫外線硬化樹脂１００重量％に対して２５重量％混入させ、この紫外線硬化樹脂を単位プリズム形状１２が並ぶ間に満遍なく充填するようにワイピング（スキージング）したのち、これに紫外線を照射して硬化させることにより光吸収部１４を形成した。この光吸収部形成工程により外光を十分に遮断することができる光吸収部１４が得られた。
【００２８】
（反射透過層形成工程）
光吸収部１４を形成した後、単位プリズム形状１２の楔形状の頂部に先に説明したアルミ蒸着ＰＥＴフィルムをラミネートして形成した。
【００２９】
以上説明した半透過型反射スクリーン１０では、図２に示すように映像源Ｌから投影される映像光線Ｌ１，Ｌ２は、単位プリズム形状１２内を導波して光吸収部１４との境界面で全反射を行う。光吸収部１４の屈折率は、単位プリズム形状１２の屈折率よりも低いので、この境界面において臨界角よりも大きな角度で入射する光は、全反射する。
そして、単位プリズム形状１２と光吸収部１４との境界面で全反射した映像光は、反射層１３に到達して反射され、その後さらに全反射する等して観察可能な光線として観察者方向へ戻される。
ここで、反射層１３は、反射率が４０％であるから、投影された映像光の略４０％を観察者側へ反射する。
【００３０】
一方、半透過型反射スクリーン１０の上方に設けられた室内照明Ｇ等からの外光Ｇ１，Ｇ２は、半透過型反射スクリーン１０に対する入射角度が大きいことから、単位プリズム形状１２と光吸収部１４との境界面における入射角度が小さくなり、臨界角を超えない成分が多く、全反射をすることなく光吸収部１４に入射して、黒色ビーズにより吸収される。したがって、外光が観察位置に到達する割合を非常に少なくすることができる。
【００３１】
さらに、反射層１３は、約４０％の透過率があるので、裏面側の背景からの光の４０％が透過して観察位置に到達する。したがって、観察位置からは、投影された映像に加えて、裏面側の背景も観察できる。
半透過型反射スクリーン１０に実際に映像光を投影すると、投影画像については、上下方向からの外光の影響を受けることなく観察することができ、さらに、裏面側の背景についても、はっきりと背景の形状が認識できた。
このように、本実施例によれば、前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能としながらも、裏面側の背景を前方から同時に観察可能にできる。また、この半透過型反射スクリーン１０は、上述したように容易に製造することができる。
【実施例２】
【００３２】
図３は、実施例２における半透過型反射スクリーン２０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
実施例２は、単位形状をシート面に沿って２次元方向に配置した他は、実施例１と同様な形態をしている。したがって、前述した実施例１と同様の機能を果たす部分には、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。
半透過型反射スクリーン２０は、ベース部２１，単位プリズム形状２２，反射層２３，光吸収部２４等を備えている。
単位プリズム形状２２は、光を透過可能な樹脂によってベース部２１の裏面側に凸状に形成されており、裏面側の方がベース部２１側よりも尖っている四角錐台形状であり、スクリーン面に沿って２次元方向に多数並べて配列されている。
【００３３】
図４は、単位プリズム形状２２を裏面側からスクリーン面の法線方向に沿って見た図である。
単位プリズム形状２２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、半透過型反射スクリーン２０の使用状態における上下（垂直）方向寸法の方が左右（水平）方向寸法よりも大きくなっている。本実施例では、単位プリズム形状２２の上底部分の寸法ａ＝０．０４０ｍｍ，ｂ＝０．０８０ｍｍ，下底部分の寸法Ａ＝０．１００ｍｍ，Ｂ＝０．１４０ｍｍであり、その高さｈ（図３参照）＝０．２００ｍｍとなっている。
【００３４】
光吸収部２４は、単位プリズム形状２２が並ぶ間に形成された光を吸収する作用を有した部分である。単位プリズム形状２２がスクリーン面に沿って２次元方向に多数並べて配列されているので、光吸収部２４についても、同様に２次元方向に格子状に配列された形態となっている。
【００３５】
先に述べたように、単位プリズム形状２２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、半透過型反射スクリーンの使用状態における垂直方向寸法の方が水平方向寸法よりも大きくなっている。よって、単位プリズム形状２２と光吸収部２４との界面部分により形成される全反射面の存在する密度は、水平方向の方が垂直方向よりも多くなっている。従って、水平方向の方が垂直方向よりも映像光線が全反射面により全反射させられる確率が高くなり、大きな出射角度で半透過型反射スクリーン２０から出射する映像光が多くなる。投影される映像光を反射するスクリーンでは、水平方向の視野角度を広くする方が、一般的な用途では好ましいとされ、一方、垂直方向の視野角度は、水平方向ほど広くする必要はない。そこで、本実施例では、水平方向の視野角度をより大きくするために、単位プリズム形状２２のスクリーン面に対して平行な断面形状を、半透過型反射スクリーンの使用状態における垂直方向寸法の方が水平方向寸法よりも大きくなるようにしているのである。
【００３６】
半透過型反射スクリーン２０に実際に映像光を投影すると、投影画像については上下左右いずれの方向からの外光の影響を受けることなく観察することができ、さらに、裏面側の背景についても、はっきりと背景の形状が認識できた。
【実施例３】
【００３７】
図５は、実施例３における半透過型反射スクリーン３０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
実施例３の半透過型反射スクリーン３０は、実施例２における単位プリズム形状２２の形状を変更した単位プリズム形状３２とした他は、実施例２の半透過型反射スクリーン２０と同様な形態をしている。従って、前述した実施例２と同様の機能を果たす部分には、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。
半透過型反射スクリーン３０は、ベース部３１，単位プリズム形状３２，反射層３３，光吸収部３４等を備えている。
【００３８】
単位プリズム形状３２は、光を透過可能な樹脂によってベース部３１の裏面側に凸状に形成されており、裏面側の方がベース部３１側よりも尖っている錐台形状であり、スクリーン面に沿って２次元方向に多数並べて配列されている。
図６は、単位プリズム形状３２を裏面側からスクリーン面の法線方向に沿って見た図である。
単位プリズム形状３２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、ベース部３１に近い位置では長方形であって、裏面側に近くなるに従い略楕円形状となっており、半透過型反射スクリーンの使用状態における上下（垂直）方向寸法の方が左右（水平）方向寸法よりも大きくなっている。本実施例では、単位プリズム形状３２の上底部分では短半径ｃ＝０．０２０ｍｍ，長半径ｄ＝０．０４０ｍｍの楕円形状であり、下底部分では、寸法Ｃ＝０．１００ｍｍ，Ｄ＝０．１４０ｍｍの長方形であり、その高さｈ２（図５参照）＝０．２００ｍｍとなっている。また、単位プリズム形状３２は、屈折率１．５６の紫外線硬化樹脂により形成されている。
【００３９】
本実施例では、単位プリズム形状３２の形状に上述のような楕円錐台部分を含むようにしたので、垂直及び水平方向に加えて、これら以外の斜め方向に向いている全反射面を有することとなる。従って、この斜め方向に出射する映像光線についても制御することができる。また、裏面側の背景についても観察することができる。
【実施例４】
【００４０】
図７は、実施例４における反射スクリーン４０を示した断面図である。
実施例４は、実施例１における単位プリズム形状１２の形状を改良して単位プリズム形状４２とした例である。したがって、前述した実施例１と同様の機能を果たす部分には、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。
図８は、単位プリズム形状４２の具体的な形状を示す図である。
単位プリズム形状４２は、その並ぶ方向（使用状態における上下方向）において非対称な形状となっており、上方に位置する第１のプリズム面４２ａと、下方に位置する第２のプリズム面４２ｂを有している。
【００４１】
第１のプリズム面４２ａは、１つの平面により形成されており、スクリーン面に対する法線との成す角度が５°である。
第２のプリズム面４２ｂは、裏面に近い位置に形成された第１の平面４２ｂ−１と、第１の平面４２ｂ−１よりも映像源側に形成された第２の平面４２ｂ−２との２種類の平面を有している。
第１の平面４２ｂ−１は、第１のプリズム面４２ａと対称な平面の一部により形成されており、スクリーン面に対する法線との成す角度が５°である。
第２の平面４２ｂ−２がスクリーン面の法線と成す角度は、１５°であり、第１の平面４２ｂ−１がスクリーン面の法線と成す角度よりも大きくなっている。
また、単位プリズム形状４２は、頂部の幅が４０μｍであり、谷底から頂部までの高さが２００μｍ、前面側の幅が１００μｍとなっている。
【００４２】
本実施例では、第２の平面４２ｂ−２がスクリーン面の法線と成す角度をより大きくしたことにより、第２の平面４２ｂ−２に対する外光の入射角度が小さくなるようにして、外光がこの第２の平面４２ｂ−２で全反射することなく光吸収部４４に到達しやすくしている。また、下方への間口が広がることにより、下方からの映像光が単位プリズム形状４２に入射し易くなっている。
【００４３】
図９は、実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度３０度で下方から映像光が投影された場合を示す図である。
図１０は、実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度１０度で下方から映像光が投影された場合を示す図である。
図１１は、実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度３０度で上方から外光が到達した場合を示す図である。
なお、図９〜図１１では、簡単のためにベース部４１は別層として示していない。
下方からの映像光は、適度に拡散されながら観察方向へ反射されている（図９，１０）のに対して、上方からの外光については、その大部分が吸収されて出射しないことが分かる（図１１）。
【００４４】
本実施例によれば、第２の平面４２ｂ−２をさらに設けたことにより、上方からの外光の反射を防ぎながら、映像光を反射するという効果をより高めることができる。したがって、裏面側の背景を観察可能としながらも、よりコントラストが高く、高輝度であって映り込みのない画像を観察することが可能となる。
【００４５】
（変形例）
以上説明した実施例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、それらも本発明の均等の範囲内である。
各実施例において、光吸収部は、黒色ビーズを混練した樹脂により形成した例を示したが、これに限らず、例えば、黒色ビーズをそのまま充填することにより形成してもよい。
【００４６】
また、各実施例において、固定式の反射スクリーンの例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、不使用時に巻き上げて収納可能な巻き上げ式としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１における半透過型反射スクリーン１０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
【図２】実施例１における半透過型反射スクリーン１０の使用状態を示す垂直断面図である。
【図３】実施例２における半透過型反射スクリーン２０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
【図４】単位プリズム形状２２を裏面側からスクリーン面の法線方向に沿って見た図である。
【図５】実施例３における半透過型反射スクリーン３０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
【図６】単位プリズム形状３２を裏面側からスクリーン面の法線方向に沿って見た図である。
【図７】実施例４における反射スクリーン４０を示した断面図である。
【図８】単位プリズム形状４２の具体的な形状を示す図である。
【図９】実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度３０度で下方から映像光が投影された場合を示す図である。
【図１０】実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度１０度で下方から映像光が投影された場合を示す図である。
【図１１】実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度３０度で上方から外光が到達した場合を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０，２０，３０，４０ 半透過型反射スクリーン
１１，２１，３１，４１ ベース部
１２，２２，３２，４２ 単位プリズム形状
４２ａ 第１のプリズム面
４２ｂ 第２のプリズム面
４２ｂ−１ 第１の平面
４２ｂ−２ 第２の平面
１３，２３，３３，４３ 反射層
１４，２４，３４，４４ 光吸収部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能な半透過型反射スクリーン、及び、半透過型反射スクリーンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射型のスクリーンとして、透明シートの前面側に光透過拡散層、裏面側に光反射用のリニアフレネルレンズ面が設けられたものが知られていた（例えば、特許文献１）。また、特許文献２には、外光によるコントラストの低下を抑え、好適な視野角を得ることを可能にする反射スクリーンの構成が開示されている。さらに、特許文献３には、レンチキュラーレンズと反射部を設けた裏面の直交方向に配列されたリニアフレネルレンズの組み合わせによるスクリーンについて記載されている。
【０００３】
しかし、これらの反射型のスクリーンは、投影される映像光を観察可能とすることを目的としており、スクリーンを透してその背面側の状態を観察することはできない。したがって、このようなスクリーンを設置可能な場所が限られてしまう。特に、大型のスクリーンとなると、大きな壁を設置したような状態となり、常設するには向かない場合が多かった。
【０００４】
特許文献４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、このスクリーンでは、背面側からの光を透過することが可能である。しかし、特許文献４に記載のスクリーンでは、表面に微細な凹凸が形成されていることから、透過して観察される裏面側の背景が滲んでしまい、背景を具体的に認識できるような状態で観察することが困難であり、単に光が透過するだけのものであった。なお、特許文献４に記載のスクリーンは、先にも述べたように、透過型と反射型の兼用である。したがって、透過型として使用したときに映像を観察可能とするために、拡散要素（表面の微細な凹凸）が必須であり、特許文献４に記載のスクリーンでは、背景を観察可能とすることは不可能であった。
【特許文献１】特開平８−２９８７５号公報
【特許文献２】特開平１０−６２８７０号公報
【特許文献３】特開２００２−３１１５０７号公報
【特許文献４】特開平９−１１４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能としながらも、裏面側の背景を前方から観察可能な半透過型反射スクリーン、及び、半透過型反射スクリーンの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、本発明の実施例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。
請求項１の発明は、映像源から投影された映像光を反射させて観察可能にするスクリーンであって、スクリーン面に沿って１次元又は２次元方向に多数並べて配列され、光を透過可能な単位形状（１２，２２，３２，４２）と、前記単位形状が並ぶ間に形成され、光を吸収する光吸収部（１４，２４，３４，４４）と、少なくとも前記単位形状の裏面側に設けられ、前記単位形状を通過した前記映像光を反射し、かつ、前記映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層（１３，２３，３３，４３）と、を備える半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）は、スクリーン面に対して直交する断面における裏面側の幅より前記映像源側の幅が広い略楔形状であってスクリーン面に沿って多数並べて形成された単位プリズム形状であること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）よりも前記映像源側に設けられた前面層（１１）のＨａｚｅ値は、２５％未満であること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）は、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低いこと、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）は、光を吸収する微小ビーズを含むこと、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項６の発明は、請求項５に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）は、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に前記微小ビーズを混練することにより形成されていること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記反射透過層（１３，２３，３３，４３）は、前記単位形状の裏面側に反射透過性を有したシート状の部材を貼り合わせることにより形成されていること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項８の発明は、請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記単位プリズム形状（１２，２２，３２，４２）は、その並ぶ方向において非対称な第１のプリズム面（４２ａ）及び第２のプリズム面（４２ｂ）を有していること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項９の発明は、請求項８に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記第１のプリズム面（４２ａ）は、１種類の面により形成されており、前記第２のプリズム面（４２ｂ）は、少なくとも２種類の面（４２ｂ−１，４２ｂ−２）により形成されていること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項１０の発明は、請求項８又は請求項９に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、前記第１のプリズム面（４２ａ）は、１つの平面により形成されており、前記第２のプリズム面（４２ｂ）は、裏面に近い位置に形成された第１の平面（４２ｂ−１）と、前記第１の平面よりも映像源側に形成された第２の平面（４２ｂ−２）との２種類の平面を有しており、前記第１の平面は、前記第１のプリズム面と対称な平面により形成されており、前記第２の平面がスクリーン面の法線と成す角度は、前記第１の平面がスクリーン面の法線と成す角度よりも大きいこと、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、不使用時には、巻き上げることが可能であること、を特徴とする半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）である。
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）の製造方法であって、前記単位形状（１２，２２，３２，４２）を樹脂により賦型する単位形状賦型工程と、形成された前記単位形状の間に前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）を形成する光吸収部形成工程と、前記光吸収部を形成した後に前記反射透過層（１３，２３，３３，４３）を形成する反射透過層形成工程と、を備える半透過型反射スクリーンの製造方法である。
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の半透過型反射スクリーン（１０，２０，３０，４０）の製造方法において、前記光吸収部形成工程は、ワイピングにより前記光吸収部（１４，２４，３４，４４）を形成する材料を前記単位形状（１２，２２，３２，４２）の間に充填すること、を特徴とする半透過型反射スクリーンの製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）光を透過可能な単位形状と、光を吸収する光吸収部と、単位形状を通過した映像光を反射し、かつ、映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層とを備えるので、投影される映像光により映し出される映像を観察可能であって、さらに、裏面側の背景についても観察することができる。また、不要な外光の影響を抑えて、映像及び背景を見やすくできる。
【０００８】
（２）単位形状は、スクリーン面に対して直交する断面における裏面側の幅より映像源側の幅が広い略楔形状であってスクリーン面に沿って多数並べて形成された単位プリズム形状であるので、光吸収部に遮られる映像光を少なくし、映像光を効率よく反射することができる。また、型抜けがよく製造を容易にすることができる。
【０００９】
（３）単位形状よりも映像源側に設けられた前面層のＨａｚｅ値は、２５％未満であるので、背景を鮮明に観察できる。
【００１０】
（４）光吸収部は、単位形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低いので、単位形状と光吸収部との境界面において、映像光を全反射することができ、反射損失を最小限とし、明るい映像を表示することができる。
【００１１】
（５）光吸収部は、光を吸収する微小ビーズを含むので、簡単かつ確実に外光の吸収作用を得ることができる。
【００１２】
（６）光吸収部は、単位形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に微小ビーズを混練することにより形成されているので、微小ビーズを容易に固定することができ、製造を容易に行える。
【００１３】
（７）反射透過層は、単位形状の裏面側に反射透過性を有したシート状の部材を貼り合わせることにより形成されているので、製造を容易に行うことができる。
【００１４】
（８）単位プリズム形状は、その並ぶ方向において非対称な第１のプリズム面及び第２のプリズム面を有しているので、映像光又は外光の予定される方向に応じて、最適な形状とすることができる。したがって、映像光をより効率よく反射し、外光をより効率よく吸収させることができる。
【００１５】
（９）第１のプリズム面は、１種類の面により形成されており、第２のプリズム面は、少なくとも２種類の面により形成されているので、映像光をより効率よく反射し、外光をより効率よく吸収させるためにより都合のよい形状とすることができる。
【００１６】
（１０）第１のプリズム面は、１つの平面により形成されており、第２のプリズム面は、裏面に近い位置に形成された第１の平面と、第１の平面よりも映像源側に形成された第２の平面との２種類の平面を有しており、第１の平面は、第１のプリズム面と対称な平面により形成されており、第２の平面がスクリーン面の法線と成す角度は、第１の平面がスクリーン面の法線と成す角度よりも大きいので、第２の平面に対する外光の入射角度を小さくすることができ、より多くの外光を吸収することができる。また、下方に対する間口が広がることから、映像光をより確実に単位プリズム形状に取り入れることができる。
【００１７】
（１１）不使用時には、巻き上げることが可能であるので、背景を観察可能、かつ、外光の影響を受けにくいことと合わせて、より多くの場面で使用可能な反射スクリーンとすることができる。
【００１８】
（１２）単位形状を樹脂により賦型する単位形状賦型工程と、形成された単位形状の間に光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、光吸収部を形成した後に反射透過層を形成する反射透過層形成工程とを備えるので、反射透過層の形成は、裏面の全面に反射透過層を形成するだけでよく、反射スクリーンの製造を簡単に行うことができる。
【００１９】
（１３）光吸収部形成工程は、ワイピングにより光吸収部を形成する材料を単位形状の間に充填するので、確実に充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能としながらも、裏面側の背景を前方から観察可能にするという目的を、外光の影響を排除してコントラストの高い鮮明な映像を観察可能な形態で実現した。
【実施例１】
【００２１】
図１は、実施例１における半透過型反射スクリーン１０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。なお、図１を含め、以下に示す各図は、説明のため各部寸法、形状等を適宜誇張して示している。
本実施例における半透過型反射スクリーン１０は、映像光を投影するプロジェクター光学エンジン部（映像源）Ｌをスクリーン１０の中心に対して下方に設置し、映像光を上方斜めに投射させる配置として利用するスクリーンである。そして、映像光は、効率よく観察者側へ反射し、不要な外光は、選択的に後述の光吸収部により吸収させることで、非常にコントラストの高いフロントプロジェクタ用反射スクリーンとしたものである。
半透過型反射スクリーン１０は、ベース部１１，単位プリズム形状１２，反射層１３，光吸収部１４等を備えている。
【００２２】
図２は、実施例１における半透過型反射スクリーン１０の使用状態を示す垂直断面図である。
なお、図２では、室内照明Ｇ，映像源Ｌ，半透過型反射スクリーン１０をまとめて模式的に示しているので、実際とは配置関係が異なり、各光線の入射角度等が後述の説明における大小関係と異なる部分が含まれている。
ベース部１１は、単位プリズム形状１２を形成するときに必要な基材となる部分であり、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂製のシート又はフィルムから形成される光透過性のある前面層であり、本実施例では、ポリエチレンテレフタレートを使用しており、Ｈａｚｅ値は、２０％である。なお、本実施例では、ベース部１１が前面層である例を示したが、ベース部１１よりも観察側にさらに反射防止層、帯電防止層、防汚層、ハードコート層等の別層が積層されていてもよい。また、この前面層となるベース部１１のＨａｚｅ値は、２５％未満であることが、画像と同時に背景を鮮明に見せるために望ましい。また、このベース部１１には、必要に応じて所定の透過率に減じさせるようなグレー等の染料、顔料等で着色（ティント）が施されていてもよい。
【００２３】
単位プリズム形状１２は、図２の断面において、裏面側における幅より映像源側における幅が広い略楔形状となっている。単位プリズム形状１２は、スクリーン面に沿って（図２では上下方向に）多数並べて形成されている。また、単位プリズム形状１２は、上下方向において上下対称な形状となっており、上方、及び、下方の斜面がスクリーン面の法線となす角度は、５°であり、頂部の幅が４０μｍ、谷底から頂部までの高さが２００μｍとなっている。また、単位プリズム形状１２は、屈折率１．５６の紫外線硬化樹脂により形成されている。ここで、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、以下の説明中、及び、特許請求の範囲においても同一の定義として用いている。
【００２４】
反射層１３は、裏面側の全面に設けられ、映像光を反射して前面側（映像源側）へ戻すとともに、裏面側の背景を前面側から観察可能なように透過する反射透過層である。
本実施例における反射層１３は、光の一部を反射し、その他の光の一部を透過する反射透過性を有したシート状の部材であるアルミ蒸着ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムをラミネートして形成した。アルミ蒸着ＰＥＴフィルムとしては、アルミニウムの蒸着膜を薄めに付け、透過光と反射光とを略１：１になるようにした。蒸着後のアルミ蒸着ＰＥＴフィルムは、反射率約４０％、透過率約４０％になり、所望の比を得ることができた。
【００２５】
光吸収部１４は、単位プリズム形状１２が並ぶ間に形成され、光を吸収する作用を有した部分である。本実施例における光吸収部１４は、不図示の黒色ビーズを屈折率１．５０の紫外線硬化樹脂１００重量％に対して２５重量％混入させ、この紫外線硬化樹脂を単位プリズム形状１２が並ぶ間に満遍なく充填するようにワイピングして形成されている。この黒色ビーズは、光を吸収する作用を有した微小ビーズである。
【００２６】
次に、本実施例における半透過型反射スクリーン１０の製造方法について説明する。
（単位形状賦型工程）
まず、電離放射線硬化性樹脂をベース部１１上に塗布して、型を当てつけた状態において電離放射線を照射して硬化させることにより単位プリズム形状１２を賦型する。この単位プリズム形状賦型工程に使用する電離放射線硬化性樹脂は、紫外線、及び、電子線硬化性の樹脂、アクリレート、エポキシアクリレート、シリコンアクリレート、シロキサン等の多官能単量体を主成分とする光架橋型のものを用いるのがよい。ここで電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち分子を重合、架橋し得るエネルギ量子を有するものを意味し、通常、紫外線、電子線が用いられる。
なお、単位プリズム形状１２の形成は、電離放射線硬化による形成ではなく、アクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等を用いた熱溶融押出し成型により行ってもよい。
【００２７】
（光吸収部形成工程）
単位形状賦型工程に続いて、黒色ビーズを屈折率１．５０の紫外線硬化樹脂１００重量％に対して２５重量％混入させ、この紫外線硬化樹脂を単位プリズム形状１２が並ぶ間に満遍なく充填するようにワイピング（スキージング）したのち、これに紫外線を照射して硬化させることにより光吸収部１４を形成した。この光吸収部形成工程により外光を十分に遮断することができる光吸収部１４が得られた。
【００２８】
（反射透過層形成工程）
光吸収部１４を形成した後、単位プリズム形状１２の楔形状の頂部に先に説明したアルミ蒸着ＰＥＴフィルムをラミネートして形成した。
【００２９】
以上説明した半透過型反射スクリーン１０では、図２に示すように映像源Ｌから投影される映像光線Ｌ１，Ｌ２は、単位プリズム形状１２内を導波して光吸収部１４との境界面で全反射を行う。光吸収部１４の屈折率は、単位プリズム形状１２の屈折率よりも低いので、この境界面において臨界角よりも大きな角度で入射する光は、全反射する。
そして、単位プリズム形状１２と光吸収部１４との境界面で全反射した映像光は、反射層１３に到達して反射され、その後さらに全反射する等して観察可能な光線として観察者方向へ戻される。
ここで、反射層１３は、反射率が４０％であるから、投影された映像光の略４０％を観察者側へ反射する。
【００３０】
一方、半透過型反射スクリーン１０の上方に設けられた室内照明Ｇ等からの外光Ｇ１，Ｇ２は、半透過型反射スクリーン１０に対する入射角度が大きいことから、単位プリズム形状１２と光吸収部１４との境界面における入射角度が小さくなり、臨界角を超えない成分が多く、全反射をすることなく光吸収部１４に入射して、黒色ビーズにより吸収される。したがって、外光が観察位置に到達する割合を非常に少なくすることができる。
【００３１】
さらに、反射層１３は、約４０％の透過率があるので、裏面側の背景からの光の４０％が透過して観察位置に到達する。したがって、観察位置からは、投影された映像に加えて、裏面側の背景も観察できる。
半透過型反射スクリーン１０に実際に映像光を投影すると、投影画像については、上下方向からの外光の影響を受けることなく観察することができ、さらに、裏面側の背景についても、はっきりと背景の形状が認識できた。
このように、本実施例によれば、前方からの映像光を反射面により反射させて観察可能としながらも、裏面側の背景を前方から同時に観察可能にできる。また、この半透過型反射スクリーン１０は、上述したように容易に製造することができる。
【実施例２】
【００３２】
図３は、実施例２における半透過型反射スクリーン２０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
実施例２は、単位形状をシート面に沿って２次元方向に配置した他は、実施例１と同様な形態をしている。したがって、前述した実施例１と同様の機能を果たす部分には、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。
半透過型反射スクリーン２０は、ベース部２１，単位プリズム形状２２，反射層２３，光吸収部２４等を備えている。
単位プリズム形状２２は、光を透過可能な樹脂によってベース部２１の裏面側に凸状に形成されており、裏面側の方がベース部２１側よりも尖っている四角錐台形状であり、スクリーン面に沿って２次元方向に多数並べて配列されている。
【００３３】
図４は、単位プリズム形状２２を裏面側からスクリーン面の法線方向に沿って見た図である。
単位プリズム形状２２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、半透過型反射スクリーン２０の使用状態における上下（垂直）方向寸法の方が左右（水平）方向寸法よりも大きくなっている。本実施例では、単位プリズム形状２２の上底部分の寸法ａ＝０．０４０ｍｍ，ｂ＝０．０８０ｍｍ，下底部分の寸法Ａ＝０．１００ｍｍ，Ｂ＝０．１４０ｍｍであり、その高さｈ（図３参照）＝０．２００ｍｍとなっている。
【００３４】
光吸収部２４は、単位プリズム形状２２が並ぶ間に形成された光を吸収する作用を有した部分である。単位プリズム形状２２がスクリーン面に沿って２次元方向に多数並べて配列されているので、光吸収部２４についても、同様に２次元方向に格子状に配列された形態となっている。
【００３５】
先に述べたように、単位プリズム形状２２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、半透過型反射スクリーンの使用状態における垂直方向寸法の方が水平方向寸法よりも大きくなっている。よって、単位プリズム形状２２と光吸収部２４との界面部分により形成される全反射面の存在する密度は、水平方向の方が垂直方向よりも多くなっている。従って、水平方向の方が垂直方向よりも映像光線が全反射面により全反射させられる確率が高くなり、大きな出射角度で半透過型反射スクリーン２０から出射する映像光が多くなる。投影される映像光を反射するスクリーンでは、水平方向の視野角度を広くする方が、一般的な用途では好ましいとされ、一方、垂直方向の視野角度は、水平方向ほど広くする必要はない。そこで、本実施例では、水平方向の視野角度をより大きくするために、単位プリズム形状２２のスクリーン面に対して平行な断面形状を、半透過型反射スクリーンの使用状態における垂直方向寸法の方が水平方向寸法よりも大きくなるようにしているのである。
【００３６】
半透過型反射スクリーン２０に実際に映像光を投影すると、投影画像については上下左右いずれの方向からの外光の影響を受けることなく観察することができ、さらに、裏面側の背景についても、はっきりと背景の形状が認識できた。
【実施例３】
【００３７】
図５は、実施例３における半透過型反射スクリーン３０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
実施例３の半透過型反射スクリーン３０は、実施例２における単位プリズム形状２２の形状を変更した単位プリズム形状３２とした他は、実施例２の半透過型反射スクリーン２０と同様な形態をしている。従って、前述した実施例２と同様の機能を果たす部分には、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。
半透過型反射スクリーン３０は、ベース部３１，単位プリズム形状３２，反射層３３，光吸収部３４等を備えている。
【００３８】
単位プリズム形状３２は、光を透過可能な樹脂によってベース部３１の裏面側に凸状に形成されており、裏面側の方がベース部３１側よりも尖っている錐台形状であり、スクリーン面に沿って２次元方向に多数並べて配列されている。
図６は、単位プリズム形状３２を裏面側からスクリーン面の法線方向に沿って見た図である。
単位プリズム形状３２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、ベース部３１に近い位置では長方形であって、裏面側に近くなるに従い略楕円形状となっており、半透過型反射スクリーンの使用状態における上下（垂直）方向寸法の方が左右（水平）方向寸法よりも大きくなっている。本実施例では、単位プリズム形状３２の上底部分では短半径ｃ＝０．０２０ｍｍ，長半径ｄ＝０．０４０ｍｍの楕円形状であり、下底部分では、寸法Ｃ＝０．１００ｍｍ，Ｄ＝０．１４０ｍｍの長方形であり、その高さｈ２（図５参照）＝０．２００ｍｍとなっている。また、単位プリズム形状３２は、屈折率１．５６の紫外線硬化樹脂により形成されている。
【００３９】
本実施例では、単位プリズム形状３２の形状に上述のような楕円錐台部分を含むようにしたので、垂直及び水平方向に加えて、これら以外の斜め方向に向いている全反射面を有することとなる。従って、この斜め方向に出射する映像光線についても制御することができる。また、裏面側の背景についても観察することができる。
【実施例４】
【００４０】
図７は、実施例４における反射スクリーン４０を示した断面図である。
実施例４は、実施例１における単位プリズム形状１２の形状を改良して単位プリズム形状４２とした例である。したがって、前述した実施例１と同様の機能を果たす部分には、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。
図８は、単位プリズム形状４２の具体的な形状を示す図である。
単位プリズム形状４２は、その並ぶ方向（使用状態における上下方向）において非対称な形状となっており、上方に位置する第１のプリズム面４２ａと、下方に位置する第２のプリズム面４２ｂを有している。
【００４１】
第１のプリズム面４２ａは、１つの平面により形成されており、スクリーン面に対する法線との成す角度が５°である。
第２のプリズム面４２ｂは、裏面に近い位置に形成された第１の平面４２ｂ−１と、第１の平面４２ｂ−１よりも映像源側に形成された第２の平面４２ｂ−２との２種類の平面を有している。
第１の平面４２ｂ−１は、第１のプリズム面４２ａと対称な平面の一部により形成されており、スクリーン面に対する法線との成す角度が５°である。
第２の平面４２ｂ−２がスクリーン面の法線と成す角度は、１５°であり、第１の平面４２ｂ−１がスクリーン面の法線と成す角度よりも大きくなっている。
また、単位プリズム形状４２は、頂部の幅が４０μｍであり、谷底から頂部までの高さが２００μｍ、前面側の幅が１００μｍとなっている。
【００４２】
本実施例では、第２の平面４２ｂ−２がスクリーン面の法線と成す角度をより大きくしたことにより、第２の平面４２ｂ−２に対する外光の入射角度が小さくなるようにして、外光がこの第２の平面４２ｂ−２で全反射することなく光吸収部４４に到達しやすくしている。また、下方への間口が広がることにより、下方からの映像光が単位プリズム形状４２に入射し易くなっている。
【００４３】
図９は、実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度３０度で下方から映像光が投影された場合を示す図である。
図１０は、実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度１０度で下方から映像光が投影された場合を示す図である。
図１１は、実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度３０度で上方から外光が到達した場合を示す図である。
なお、図９〜図１１では、簡単のためにベース部４１は別層として示していない。
下方からの映像光は、適度に拡散されながら観察方向へ反射されている（図９，１０）のに対して、上方からの外光については、その大部分が吸収されて出射しないことが分かる（図１１）。
【００４４】
本実施例によれば、第２の平面４２ｂ−２をさらに設けたことにより、上方からの外光の反射を防ぎながら、映像光を反射するという効果をより高めることができる。したがって、裏面側の背景を観察可能としながらも、よりコントラストが高く、高輝度であって映り込みのない画像を観察することが可能となる。
【００４５】
（変形例）
以上説明した実施例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、それらも本発明の均等の範囲内である。
各実施例において、光吸収部は、黒色ビーズを混練した樹脂により形成した例を示したが、これに限らず、例えば、黒色ビーズをそのまま充填することにより形成してもよい。
【００４６】
また、各実施例において、固定式の反射スクリーンの例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、不使用時に巻き上げて収納可能な巻き上げ式としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１における半透過型反射スクリーン１０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
【図２】実施例１における半透過型反射スクリーン１０の使用状態を示す垂直断面図である。
【図３】実施例２における半透過型反射スクリーン２０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
【図４】単位プリズム形状２２を裏面側からスクリーン面の法線方向に沿って見た図である。
【図５】実施例３における半透過型反射スクリーン３０を有した投影システムを裏面上方から見た斜視図である。
【図６】単位プリズム形状３２を裏面側からスクリーン面の法線方向に沿って見た図である。
【図７】実施例４における反射スクリーン４０を示した断面図である。
【図８】単位プリズム形状４２の具体的な形状を示す図である。
【図９】実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度３０度で下方から映像光が投影された場合を示す図である。
【図１０】実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度１０度で下方から映像光が投影された場合を示す図である。
【図１１】実施例４における反射スクリーン４０に対して入射角度３０度で上方から外光が到達した場合を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０，２０，３０，４０ 半透過型反射スクリーン
１１，２１，３１，４１ ベース部
１２，２２，３２，４２ 単位プリズム形状
４２ａ 第１のプリズム面
４２ｂ 第２のプリズム面
４２ｂ−１ 第１の平面
４２ｂ−２ 第２の平面
１３，２３，３３，４３ 反射層
１４，２４，３４，４４ 光吸収部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像源から投影された映像光を反射させて観察可能にするスクリーンであって、
スクリーン面に沿って１次元又は２次元方向に多数並べて配列され、光を透過可能な単位形状と、
前記単位形状が並ぶ間に形成され、光を吸収する光吸収部と、
少なくとも前記単位形状の裏面側に設けられ、前記単位形状を通過した前記映像光を反射し、かつ、前記映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層と、
を備える半透過型反射スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記単位形状は、スクリーン面に対して直交する断面における裏面側の幅より前記映像源側の幅が広い略楔形状であってスクリーン面に沿って多数並べて形成された単位プリズム形状であること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記単位形状よりも前記映像源側に設けられた前面層のＨａｚｅ値は、２５％未満であること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、前記単位形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低いこと、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、光を吸収する微小ビーズを含むこと、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項６】
請求項５に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、前記単位形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に前記微小ビーズを混練することにより形成されていること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記反射透過層は、前記単位形状の裏面側に反射透過性を有したシート状の部材を貼り合わせることにより形成されていること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項８】
請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記単位プリズム形状は、その並ぶ方向において非対称な第１のプリズム面及び第２のプリズム面を有していること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項９】
請求項８に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記第１のプリズム面は、１種類の面により形成されており、
前記第２のプリズム面は、少なくとも２種類の面により形成されていること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記第１のプリズム面は、１つの平面により形成されており、
前記第２のプリズム面は、裏面に近い位置に形成された第１の平面と、前記第１の平面よりも映像源側に形成された第２の平面との２種類の平面を有しており、
前記第１の平面は、前記第１のプリズム面と対称な平面により形成されており、
前記第２の平面がスクリーン面の法線と成す角度は、前記第１の平面がスクリーン面の法線と成す角度よりも大きいこと、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
不使用時には、巻き上げることが可能であること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンの製造方法であって、
前記単位形状を樹脂により賦型する単位形状賦型工程と、
形成された前記単位形状の間に前記光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、
前記光吸収部を形成した後に前記反射透過層を形成する反射透過層形成工程と、
を備える半透過型反射スクリーンの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半透過型反射スクリーンの製造方法において、
前記光吸収部形成工程は、ワイピングにより前記光吸収部を形成する材料を前記単位形状の間に充填すること、
を特徴とする半透過型反射スクリーンの製造方法。
【請求項１】
映像源から投影された映像光を反射させて観察可能にするスクリーンであって、
スクリーン面に沿って１次元又は２次元方向に多数並べて配列され、光を透過可能な単位形状と、
前記単位形状が並ぶ間に形成され、光を吸収する光吸収部と、
少なくとも前記単位形状の裏面側に設けられ、前記単位形状を通過した前記映像光を反射し、かつ、前記映像光が投影される投影側とは反対側である裏面側からの光を透過可能な反射透過層と、
を備える半透過型反射スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記単位形状は、スクリーン面に対して直交する断面における裏面側の幅より前記映像源側の幅が広い略楔形状であってスクリーン面に沿って多数並べて形成された単位プリズム形状であること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記単位形状よりも前記映像源側に設けられた前面層のＨａｚｅ値は、２５％未満であること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、前記単位形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低いこと、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、光を吸収する微小ビーズを含むこと、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項６】
請求項５に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記光吸収部は、前記単位形状を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に前記微小ビーズを混練することにより形成されていること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記反射透過層は、前記単位形状の裏面側に反射透過性を有したシート状の部材を貼り合わせることにより形成されていること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項８】
請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記単位プリズム形状は、その並ぶ方向において非対称な第１のプリズム面及び第２のプリズム面を有していること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項９】
請求項８に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記第１のプリズム面は、１種類の面により形成されており、
前記第２のプリズム面は、少なくとも２種類の面により形成されていること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
前記第１のプリズム面は、１つの平面により形成されており、
前記第２のプリズム面は、裏面に近い位置に形成された第１の平面と、前記第１の平面よりも映像源側に形成された第２の平面との２種類の平面を有しており、
前記第１の平面は、前記第１のプリズム面と対称な平面により形成されており、
前記第２の平面がスクリーン面の法線と成す角度は、前記第１の平面がスクリーン面の法線と成す角度よりも大きいこと、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンにおいて、
不使用時には、巻き上げることが可能であること、
を特徴とする半透過型反射スクリーン。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の半透過型反射スクリーンの製造方法であって、
前記単位形状を樹脂により賦型する単位形状賦型工程と、
形成された前記単位形状の間に前記光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、
前記光吸収部を形成した後に前記反射透過層を形成する反射透過層形成工程と、
を備える半透過型反射スクリーンの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半透過型反射スクリーンの製造方法において、
前記光吸収部形成工程は、ワイピングにより前記光吸収部を形成する材料を前記単位形状の間に充填すること、
を特徴とする半透過型反射スクリーンの製造方法。
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１】
【図３】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２４３６９３（Ｐ２００６−２４３６９３Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６６００４（Ｐ２００５−１６６００４）
【出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月６日（２００５．６．６）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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