反射スクリーン、映像表示システム
【課題】明るい室内等であってもコントラストが高く、良好な画像を得ることができ、製造が容易であり安価で提供できる反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムを提供する。
【解決手段】スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な光透過部１２と、光透過部１２とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部１３とを備え、光透過部１２及び空洞部１３の裏面側には、光を反射する反射層１５が形成されている反射スクリーン１０とした。このとき、光透過部１２は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より映像源側における幅の方が広い略台形形状とした。
【解決手段】スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な光透過部１２と、光透過部１２とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部１３とを備え、光透過部１２及び空洞部１３の裏面側には、光を反射する反射層１５が形成されている反射スクリーン１０とした。このとき、光透過部１２は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より映像源側における幅の方が広い略台形形状とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方から投影された映像光を反射させて観察可能とする反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の反射スクリーンは、透明シートの前面側に光透過拡散層、背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反射スクリーンについて記載されている。
【０００３】
しかし、よりコントラストの高い画像を得たいという要求、及び、投影側光源の光量が少ない場合であって、できる限り高輝度な画像を得たいという要求があった。また、高輝度な画像を得られた場合であっても、不要な映り込みを排除することは、常に要求されることである。
さらに、上述した従来の反射スクリーンでは、その製造工程が複雑になり、結果として製造コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
特許文献４には、単位プリズム形状の間の谷部分に光吸収部が形成されており、コントラストが高く、高輝度な映像を表示でき、製造が容易な反射スクリーンが開示されている。しかしながら、より製造が容易であり、生産コストを抑え安価に提供できる反射スクリーンとしたいという要求があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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２００６−３０１５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、明るい室内等であってもコントラストが高く、良好な画像を得ることができ、製造が容易であり安価で提供できる反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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反射スクリーンであって、スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な光透過部（１２，２２）と、前記光透過部とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部（１３，２３）と、を備え、前記光透過部及び前記空洞部の裏面側には、光を反射する反射層（１５）が形成されていること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、前記光透過部（１２，２２）は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より前記映像源側における幅の方が広い略台形形状であること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、前記光透過部（１２，２２）は、その配列方向において、非対称な形状であること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）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項に記載の反射スクリーンにおいて、前記光透過部（２２）と前記空洞部（２３）との界面（２２ａ，２２ｂ）がスクリーン面の法線方向となす角度は、前記光透過部と前記空洞部との配列方向の位置に応じて異なること、を特徴とする反射スクリーン（２０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射層（１５）は、該反射スクリーンの使用状態における垂直方向よりも水平方向の拡散作用が強いこと、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
【０００８】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の反射スクリーン（１０，２０）と、前記反射スクリーンに映像光を投影する映像源（Ｌ）と、を備える映像表示システムである。
請求項７の発明は、請求項６に記載の映像表示システムにおいて、前記映像源（Ｌ）は、前記反射スクリーン（１０，２０）の使用状態において、前記反射スクリーンの中央を通る法線より下方となる位置に設置されること、を特徴とする映像表示システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明による反射スクリーンは、スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な光透過部と、光透過部とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部とを備え、光透過部及び空洞部の裏面側には、光を反射する反射層が形成されている。空洞部には、空気が存在するため、光透過部と空洞部との屈折率差が大きくなり、外光は、空洞部と光透過部との界面で全反射した後に反射層で反射され、再び空洞部と光透過部との界面で全反射する等して反射スクリーンの上方や下方等、映像光の観察に影響を与えない方向に向かい、スクリーン正面方向の観察者側へは映像光のみが反射される。従って、本発明によれば、コントラストが高く、照明等の付いた明るい室内等であっても良好な映像を表示できる。また、空洞部は、空気が存在するので、製造が容易であり、安価で提供できることに加え、反射スクリーンを軽量化できる。
【００１０】
（２）光透過部は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より映像源側における幅の方が広い略台形形状であるので、外光を反射スクリーンの上方や下方等、映像光の観察に影響を与えない方向へ効率よく反射させることができ、かつ、観察者側へは映像光のみを反射できる。よって、コントラストの高い映像を表示できる。
【００１１】
（３）光透過部は、その配列方向において、非対称な形状であることので、映像光を観察者側へ向けて反射することができ、かつ、不要な外光を効率よく反射スクリーンの上方や下方等、映像光の観察に影響を与えない方向へ向けて反射することができる。
【００１２】
（４）光透過部と空洞部との界面がスクリーン面の法線方向となす角度は、光透過部と空洞部との配列方向の位置に応じて異なるので、反射スクリーンに対する映像光や外光が入射すると想定される方向に応じて最適な形状とすることができ、映像光をより効率よく観察者側へ向けることができ、かつ、不要な外光を、映像光の観察に影響を与えない方向へ向けることができる。
また、光透過部と空洞部との界面がスクリーン面の法線方向となす角度が、その配列方向の位置に応じて異なるので、従来の映像源に比べ、より近い距離からより大きな入射角度で映像光を投射する短焦点系のプロジェクター等を映像源として使用する場合にも、良好な映像を表示できる。
【００１３】
（５）反射層は、反射スクリーンの使用状態における垂直方向よりも水平方向の拡散作用が強いので、垂直方向に比べてより広い視野角を確保する必要がある水平方向の視野角を広げることができる。
【００１４】
（６）本発明による反射スクリーンと、反射スクリーンに映像光を投影する映像源とを備える映像表示システムであるので、照明等の付いた明るい室内であっても、コントラストが高く、良好な映像を表示できる。
【００１５】
（７）映像源は、反射スクリーンの使用状態において、反射スクリーンの中央を通る法線より下方となる位置に設置されるので、例えば、机上に設置された映像源から映像光を斜め上方へ向けて投射して反射スクリーン上に表示する場合等においても、コントラストが高く、良好な映像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の映像表示システムを示す図である。
【図２】第１実施形態の反射スクリーン１０の光透過部１２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。
【図３】第２実施形態の映像表示システムを示す図である。
【図４】第２実施形態の反射スクリーン２０の光透過部２２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。
【図５】第２実施形態の反射スクリーン２０の光透過部２２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、明るい室内等であってもコントラストが高く、良好な画像を得ることができ、製造が容易であり安価で提供できる反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムを提供するという目的を、スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な光透過部と、光透過部とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部とを備え、光透過部及び空洞部の裏面側には、光を反射する反射層が形成されている反射スクリーンとすることにより実現した。このとき、光透過部は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より映像源側における幅の方が広い略台形形状とした。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の映像表示システムを示す図である。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。特に図１及び後述の図３では、室内照明Ｇ、映像源Ｌ，反射スクリーン１０，２０をまとめて模式的に示しているため、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は異なる部分が含まれている。
また、本明細書中に記載する材料名等は、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。
さらに、本明細書中において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、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。従って、板、シート、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、シート状の部材は、フィルム状の部材としてもよいし、板状の部材としてもよい。
【００１９】
本実施形態の映像表示システムは、反射スクリーン１０、映像源Ｌを備えており、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、反射スクリーン１０の中央を通る法線に対して下方に設置し、映像光Ｌ０を、主に略スクリーン面に対して垂直に方向、又は、斜め上方へ投射させる配置としている。
また、本実施形態の映像表示システムは、外光源である室内照明Ｇが天井等の上方に配置された室内に設置されている。従って、室内照明Ｇが発する照明光等の外光Ｇ０は、反射スクリーン１０に対して主に上方から入射する。
本実施形態の映像表示装置及びこれに用いられる反射スクリーン１０は、上述のような環境を考慮してなされたものである。
なお、本実施形態では、映像源Ｌを、反射スクリーン１０の中央を通る法線に対して下方に設置する例を挙げて説明するが、これに限らず、反射スクリーン１０の中央を通る法線上に設置してもよい。
【００２０】
図１では、第１実施形態の反射スクリーン１０は、スクリーン面に直交し、かつ、反射スクリーン１０の使用状態における垂直方向に平行な方向における断面図が示されている。
ここで、スクリーン面とは、反射スクリーン１０全体として見たときにおける、反射スクリーン１０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。
また、以下の説明中において、特に断りが有る場合を除いて、垂直方向，水平方向とは、反射スクリーン１０の使用状態における垂直方向，水平方向を示すものとする。
さらに、以下の説明中において、反射スクリーン１０の垂直方向での断面とは、図１に示すように、スクリーン面に直交し、かつ、反射スクリーン１０の使用状態における垂直方向（後述する光透過部１２の配列方向）に平行な方向における断面であるとする。
本実施形態の反射スクリーン１０は、基材部１１，光透過部１２，空洞部１３，接着層１４，反射層１５，裏面層１６，表面処理層１７等を備えている。
【００２１】
基材部１１は、光透過部１２を形成するときに必要な基材（ベース）となる部分であり、光透過性を有し、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の樹脂製のシート状の部分である。本実施形態では、基材部１１は、アクリル樹脂を用いて形成されている。なお、この基材部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や顔料等で着色（ティント）が施されていてもよい。
【００２２】
光透過部１２は、光透過性を有し、図１に示す垂直方向における断面において、裏面側における幅より映像源側（観察面側）における幅の方が広い略台形形状の部分である。この光透過部１２は、スクリーン面に沿って一方向に（図１では、垂直方向に）複数配列されている。
光透過部１２は、紫外線硬化型樹脂を基材部１１上に塗布し、型を当て付けた状態で紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させることにより、上述のような略台形形状が賦形される。なお、本実施形態では、光透過部１２は、紫外線硬化型樹脂を用いて形成される例を示したが、これに限らず、電離放射線硬化型樹脂等の他の光硬化型樹脂を用いてもよい。また、アクリル樹脂、ＰＥＴ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて、熱溶融押し出し成形によって形成してもよい。なお、光透過部１２を熱溶融押し出し成形で形成する場合には、基材部１１を設けない形態としてもよい。
空洞部１３は、隣り合う光透過部１２の間の谷部分に形成され、空気が存在する部分である。
【００２３】
本実施形態では、図１に示すように、光透過部１２と空洞部１３とは、スクリーン面に沿って垂直方向に交互に配列されている。
また、光透過部１２及び空洞部１３の垂直方向での断面形状は、垂直方向（光透過部１２及び空洞部１３の配列方向）において非対称な形状（上下方向において非対称な形状）である。ここで、光透過部１２と空洞部１３との界面となる２つの面のうち、光透過部１２の下側の面（空洞部１３の上側の面）を第１の面１２ａ、光透過部１２の上側の面（空洞部１３の下側の面）を第２の面１２ｂとし、第１の面１２ａ，第２の面１２ｂがスクリーン面の法線方向となす角度をそれぞれ、α１，β１とする。本実施形態では、反射スクリーン１０の垂直方向における位置に関わらず、α１及びβ１は一定の大きさであり、かつ、α１＜β１となっている。
【００２４】
反射層１５は、光透過部１２及び空洞部１３の裏面側に形成され、映像光及び外光を反射する機能を有する層である。本実施形態では、反射層１５の映像源側（光透過部１２側）の表面には、垂直方向に延在する微細な筋目（ヘアライン）が形成されている。
接着層１４は、光透過部１２及び空洞部１３と反射層１５との間に設けられ、略透明であり、粘着性又は接着性を有する部分である。接着層１４は、反射層１５を、光透過部１２等と接合する機能を有している。
【００２５】
本実施形態では、反射層１５及び接着層１４として、基材となるシート状の部材の片面に、予め微細な筋目を形成し、その表面にアルミニウムを蒸着し、さらにアルミニウムを蒸着した表面に、接着材又は粘着材が塗布されたシートを用いている。このようなシート状の部材を光透過部１２の裏面側に貼付することにより、空洞部１３を容易に形成できる。なお、ドライラミネート法と呼ばれる方法により、反射層１５と光透過部１２とを接合してもよい。
本実施形態では、上述のように、反射面（反射層１５の表面）に微細な筋目（ヘアライン）が形成されているので、反射層１５が反射する光は、垂直方向に比べて、水平方向へ拡散反射する成分が多くなる。従って、垂直方向に比べて、反射スクリーン１０の水平方向での視野角を広げることができる。
【００２６】
裏面層１６は、反射層１５の裏面側に設けられる層である。
本実施形態では、裏面層１６は、黒色の樹脂製のシート状の部材を用いており、光を吸収する作用を有している。
表面処理層１７は、基材部１１より映像源側（観察面側）に設けられる層であり、反射防止、防眩、帯電防止、紫外線吸収、ハードコート、防汚等の処理が施される層である。
本実施形態では、表面処理層１７は、反射防止処理が施されており、不要な外光の映り込みや映像源の映り込み等を低減する機能を有している。なお、この表面処理層に施す処理は、必要に応じて、適宜選択して自由に施すことができる。
【００２７】
図２は、第１実施形態の反射スクリーン１０の光透過部１２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。なお、図２では、反射スクリーン１０は、垂直方向での断面図が示されており、理解を容易にするため、基材部１１と表面処理層１７とは、省略して示してある。
室内照明Ｇは、反射スクリーン１０に対して上方に位置しているため（図１参照）、照明光等の不要な外光の多くは、反射スクリーン１０の上方から、反射スクリーン１０のスクリーン面に対して大きな入射角度で入射する。
光透過部１２に入射した外光Ｇ１は、例えば、図２に示すように、光透過部１２と空洞部１３との界面（第２の面１２ａ）に対して臨界角以上の角度で入射するので、全反射して反射層１５側へ向かい、反射層１５で反射した後に、光透過部１２と空洞部１３との界面（第１の面１２ｂ）で再び全反射する等して、反射スクリーン１０の上方へ向かう。
また、裏面側から反射スクリーン１０へ到達した外光Ｇ２は、反射スクリーン１０の裏面側に設けられた裏面層１６によって吸収される。
【００２８】
一方、映像源Ｌは、反射スクリーン１０の垂直方向の中央より下方に配置されるため、ほとんどの映像光は、反射スクリーン１０のスクリーン面に対して、略法線方向から入射（映像光Ｌ１，Ｌ２）、又は、外光Ｇ１に比べて小さな入射角度で入射する（映像光Ｌ３）。
光透過部１２に入射した映像光のうち、スクリーン面の略法線方向から入射した映像光の一部（映像光Ｌ１）は、反射層１５で反射して、観察者Ｏ側へ戻される。
また、それ以外の映像光Ｌ２，Ｌ３は、光透過部１２と空洞部１３との界面に対して臨界角を超えない角度で入射し、空洞部１３を透過して空洞部１３の裏面側に位置する反射層１５へ向かう。映像光Ｌ２，Ｌ３は、反射層１５で反射した後に、再び、光透過部１２と空洞部１３との界面に入射し、光透過部１２を透過して観察者Ｏ側へ向かう。
【００２９】
上述のように、本実施例によれば、映像のコントラスト低下の原因となる照明光等の外光を、映像光の観察に影響を与えない方向（スクリーンの上方）へ向けることができ、かつ、映像光を観察者Ｏ側へ向かわせることができる。従って、照明が点いている明るい室内であっても、コントラストが高く、良好な映像を表示することができる。
また、反射層１５の反射面は、垂直方向に比べて強い水平方向への拡散反射作用を有しているので、水平方向への視野角を広げることができ、反射スクリーンとして良好な視野角を得ることができる。
さらに、空洞部１３は、空気が満たされているので、製造が容易であり、また、生産コストを抑えることができる。従って、高画質の反射スクリーンを安価で提供できる。また、反射スクリーン１０を軽量化することができる。
さらにまた、反射スクリーン１０は、外光を、光透過部１２と空洞部１３との界面で全反射させる等により、観察者Ｏが反射スクリーンを観察する際に影響を与えない外光源Ｇ側へ出射しており、外光を吸収するための光吸収部材等を用いていない。従って、映像光が光吸収剤等によって吸収されることがなく、映像光の光量の低下を防止でき、輝度の高い映像を表示できる。
加えて、表面処理層１７は、反射防止処理を有しているので、不要な外光の映り込みや、映像源の映り込みを低減でき、画質をより向上させることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の映像表示システムを示す図である。図３では、第２実施形態の反射スクリーン２０は、スクリーン面の垂直方向での断面図が示されている。
第２実施形態の映像表示システムは、反射スクリーン２０を用いている点が異なる以外は、第１実施形態に示した映像表示システムと略同様の形態である。
第２実施形態の反射スクリーン２０は、基材部１１，光透過部２２，空洞部２３，接着層１４，反射層１５，裏面層１６，表面処理層１７等を備えている。
この第２実施形態の反射スクリーン２０は、垂直方向における断面での光透過部２２及び空洞部２３の形状が、第１実施形態に示した反射スクリーン１０の光透過部１２及び空洞部１３とは異なる点以外は、第１実施形態に示した反射スクリーン１０と略同様の形態である。従って、第２実施形態では、第１実施形態の反射スクリーン１０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、重複する説明を省略する。
【００３１】
光透過部２２及び空洞部２３は、光透過部２２及び空洞部２３の配列方向、すなわち、反射スクリーン２０の垂直方向における位置によって、すなわち、反射スクリーン２０の垂直方向に沿って映像源Ｌから離れるにしたがって、光透過部２２と空洞部２３との界面と反射スクリーン２０の法線方向とがなす角度が徐々に変化している。そのため、図３に示すように、映像源Ｌから遠い反射スクリーン２０の上方（領域Ａ）と、上方に比べて映像源Ｌに近い反射スクリーン２０の下方（領域Ｂ）とでは、光透過部２２及び空洞部２３の形状が異なっている。
図４及び図５は、第２実施形態の反射スクリーン２０の光透過部２２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。図４は、図３に示した領域Ａ（反射スクリーン２０の使用状態における上方）での断面図であり、図５は、図３に示した領域Ｂ（反射スクリーン２０の使用状態における下方）での断面図である。なお、図４及び図５では、理解を容易にするために、基材部１１及び表面処理層１７は、省略して示してある。
【００３２】
図４，図５に示すように、反射スクリーン２０の上方，下方において、空洞部２３と光透過部２２との界面のうち、光透過部２２において、垂直方向下側となる界面（第１の面２２ａ）と反射スクリーン２０の法線方向とがなす角度をそれぞれ角度α２，α３とし、垂直方向上側となる界面（第２の面２２ｂ）と反射スクリーンの法線方向とがなす角度をそれぞれ角度β２，β３とする。
図４，図５に示すように、角度α２，α３は、反射スクリーン２０の下方における角度α２がスクリーンの上方における角度α３よりも小さく（α２＜α３）、反射スクリーン２０の垂直方向において、上方から下方へ角度が徐々に大きくなっている。
また、角度β２，β３は、反射スクリーン２０の下方における角度β２がスクリーンの上方における角度β３よりも大きく（β２＞β３）、反射スクリーン２０の垂直方向において、上方から下方へ角度が徐々に小さくなっている。
そして、反射スクリーン２０の全面において、角度α（α２，α３）は、角度β（β２，β３）に比べて小さい（α＜β、すなわち、α２＜β２，α３＜β３）形態となっている。
【００３３】
次に、本実施形態の反射スクリーン２０に到達した外光及び映像光の様子について説明する。まず、外光の様子について説明する。
図４，５に示すように、反射スクリーン２０の上方に到達する外光Ｇ３は、外光源Ｇから遠い反射スクリーン２０の下方に到達する外光Ｇ４に比べて、小さな入射角度でスクリーンへ入射する。そして、外光Ｇ３は、図４に示すように、光透過部２２と空洞部２３との界面（第１の面２２ａ）に対して臨界角以上の角度で入射するので、その界面で全反射して反射層１５側へ向かい、反射層１５で反射した後に、光透過部２２と空洞部２３との界面（第２の面２２ｂ）で再び全反射する等して、反射スクリーン２０の上方へ戻される。
【００３４】
これに対して、図５に示すように、反射スクリーン２０の下方に到達する外光Ｇ４は、スクリーンの上方に到達する外光Ｇ３に比べて大きな入射角度で反射スクリーン２０へ入射する。そして、外光Ｇ４は、光透過部２２を透過して光透過部２２と空洞部２３との界面（第１の面２２ａ）へ到達するが、このとき、光透過部２２と空洞部２３との界面（第１の面２２ａ）とスクリーン面の法線方向がなす角度α３は、上方の角度α２よりも大きい。そのため、外光Ｇ４は、光透過部２２と空洞部２３との界面（第１の面２２ａ）に対して臨界角を超えない角度で入射してその界面で屈折し、空洞部２３を透過して反射層１５側へ向かう。そして、外光Ｇ４は、反射層１５で反射した後、再び光透過部２２と空洞部２３との界面（第２の面２２ｂ）に入射してその界面で屈折し、光透過部２２を透過し、反射スクリーン２０の下方側へ出射さされる。すなわち、反射スクリーン２０は、外光Ｇ４のように比較的大きな入射角度で、反射スクリーン２０の上方から反射スクリーン２０の下方部分に入射する外光を、観察者Ｏに影響を与えない方向へ出射することができる。
また、反射スクリーン２０の裏面側へ到達した外光Ｇ５は、反射スクリーン２０の上下方向における位置に依らず、第１実施形態に示した外光Ｇ２と同様に、反射スクリーン２０の裏面層１６によって吸収される。
【００３５】
次に、映像光について説明する。
映像源Ｌは、反射スクリーン２０の中央を通る法線上又は法線より下方に配置されるため（図３参照）、反射スクリーン２０の下方に入射する映像光は、大部分が、図５に示すように、反射スクリーン２０に対して略法線方向から入射（映像光Ｌ５）、又は、外光Ｇ４に比べて小さな入射角度で入射する（映像光Ｌ６）。
略法線方向から入射する映像光のうち、光透過部２２と空洞部２３との界面に入射しない映像光（映像光Ｌ５）は、光透過部２２を透過して反射層１５で反射し、光透過部２２を再び透過して反射スクリーン２０の略法線方向へ出射する。
また、映像光Ｌ５以外の略法線方向から入射する光や、外光Ｇ４に比べて小さな入射角度で反射スクリーン２０へ入射する映像光（映像光Ｌ６）は、光透過部２２と空洞部２３との界面（図５では、第２の面２２ｂ）に対して臨界角以上の角度で入射して、その界面で全反射して反射層１５側へ向かう。そして、映像光Ｌ６は、反射層１５で反射した後、再び光透過部２２と空洞部２３との界面（図５では、第１の面２２ａ）に対して臨界角を超える角度で入射して全反射し、再び反射スクリーン２０の略法線方向へ出射して観察者Ｏ側へ向かう。
【００３６】
一方、図４に示すように、反射スクリーン２０の上方へ入射する映像光Ｌ４は、下方に入射する映像光Ｌ５、Ｌ６に比べて、反射スクリーン２０に対して大きな角度で入射して、光透過部２２を透過して、光透過部２２と空洞部２３との界面である第２の面２２ｂに到達する。このとき、反射スクリーン２０の上方では、光透過部２２と空洞部２３との界面である第２の面２２ｂとスクリーン面の法線方向とがなす角度β２は、反射スクリーン２０下方における角度β３に比べて小さい。
そのため、映像光Ｌ４は、光透過部２２と空洞部２３との界面である第２の面２２ｂに対して臨界角を超えない角度で入射する。そして、映像光Ｌ４は、第２の面２２ｂで屈折し、空洞部２３を透過して空洞部２３の裏面側に位置する反射層１５へ向かい、反射層１５で反射した後に、光透過部２２と空洞部２３との界面である第２の面２２ｂに入射して第２の面２２ｂで屈折し、光透過部１２を透過して、観察者Ｏ側へ向かう。
【００３７】
本実施形態によれば、上述のように、映像光Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６を、反射スクリーン上の位置及び反射スクリーン２０への入射角度によらず、観察者Ｏ側へ戻すことができる。また、外光Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５を反射スクリーン上の位置及び反射スクリーン２０への入射角度によらず、観察者Ｏ側へ戻すことができる。従って、本実施形態によれば、コントラストが高い良好な映像を表示することができる。
また、本実施形態の反射スクリーン２０は、使用状態における垂直方向において、空洞部２３と光透過部２２との界面である第１の面２２ａ，第２の面２２ｂと反射スクリーン２０の法線方向とがなす角度α，βが、それぞれ、垂直方向において徐々に変化している。従って、外光を全反射等を利用して外光源側へ再帰反射する（外光Ｇ３）又は光透過部と空洞部との界面での屈折を利用して下方へ反射する（外光Ｇ４）作用、映像光を全反射等により再帰反射する（映像光Ｌ５，Ｌ６）又は光透過部と空洞部との界面での屈折を利用して観察者Ｏ側へ戻す（映像光Ｌ４）作用をより効率よく行うことができる。よって、コントラストの向上や映像の輝度向上効果をより高めることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態においては、観察面側へ入射する外光を光透過部２２と空洞部２３との界面で全反射する等によって再帰反射する（外光Ｇ３）又は光透過部２２と空洞部２３との界面で屈折させる等によって反射スクリーン２０下方へ反射（外光Ｇ４）しており、外光を吸収するための光吸収剤等を使用していない。従って、映像光が光吸収剤等によって吸収されることがなく、映像光の光量の低下を防止でき、輝度の高い映像を表示できる。
【００３９】
（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、空洞部１３，２３には空気が満たされている例を示したがこれに限らず、他の気体を用いて形成してもよい。
【００４０】
（２）各実施形態において、光透過部１２，２２は、平面を組み合わせた略台形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、その一部又は全てが曲面を組み合わせた形状や、平面又は平面と曲面とを組み合わせた五角形形状や六角形形状等の多角形形状としてもよい。また、光透過部１２，２２は、略台形形状に限らず、例えば、光透過部の空洞部との界面がスクリーンの法線方向に略平行である略矩形形状としてもよい。
【００４１】
（３）第１実施形態において、光透過部１２及び空洞部１３は、その配列方向において非対称な形状である例を示したが、これに限らず、例えば、配列方向において対称な形状としてもよい。このとき、第１の面１２ａ、第２の面１２ｂがスクリーン面の法線方向に対してなす角度が等しくなる。
【００４２】
（４）各実施形態において、反射層１５の映像源側表面には、垂直方向に延在する微細な筋目（ヘアライン）が形成されている例を示したが、これに限らず、例えば、反射層１５の映像源側表面に、反射層１５の水平方向での断面形状が略正弦波形状であり、この略正弦波形状が略同一形状を保ち垂直方向に延在するような表面形状を付して、水平方向への拡散作用を向上させてもよい。また、表面形状の一例として、曲面によって形成され、水平方向において対称な形状である略正弦波形状を挙げたが、これに限らず、水平方向において非対称な形状として指向性を強めてもよいし、平面と曲面を組み合わせた形状としてもよいし、不連続な曲面を組み合わせた形状としてもよい。
【００４３】
（５）各実施形態において、反射スクリーン１０，２０の反射層１５及び接着層１４は、基材となるシート状の部材の片面に、予め微細な筋目を形成し、その表面にアルミニウムを蒸着し、さらにアルミニウムを蒸着した表面に、接着材又は粘着材が塗布されたシートを用いている例を示したが、これに限らず、例えば、反射層１５は、クロムや銀等の他の金属の蒸着膜を用いてもよいし、金属箔や転写箔等を用いてもよいし、光反射性の高い塗料等を用いてもよい。また、接着層１４は、光透過部の反射層側端面（光透過部の台形形状の上底となる面）にのみに形成される形態としてもよい。
【００４４】
（６）各実施形態において、反射スクリーン１０，２０の観察面側（映像源側）の表面に、反射防止処理等が施された表面処理層１７が設けられる例を示したが、これに限らず、例えば、基材部１１とは別層の表面処理層１７を設けず、基材部１１の観察面側（映像源側）表面に微細な凹凸を設けて、反射防止機能を持たせてもよい。
【００４５】
（７）各実施形態において、反射スクリーン１０，２０は、固定式である例を示したが、これに限らず、例えば、不使用時には巻き取って収納可能な巻き取り式の反射スクリーンとしてもよい。
【００４６】
（８）各実施形態において、光透過部１２，２２及び空洞部１３，２３は、同一断面形状で水平方向に延在し、垂直方向に配列される例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部及び空洞部を水平方向に配列し、垂直方向に同一の断面形状が延在するように配置してもよく、反射スクリーンが使用される環境や、映像源及び外光源の位置等に合せて適宜自由に選択してよい。
【００４７】
（９）各実施形態において、反射スクリーン１０，２０は、黒色の裏面層１６を備える例を示したが、これに限らず、例えば、反射層が、裏面側にも反射作用を有していたり、裏面側からの外光を遮断できるような十分な厚みを有していたりする等して、裏面側からの外光を観察面側に透過させない機能を有するならば、裏面層１６を設けなくてもよい。
【００４８】
なお、各実施形態及び各変形形態は、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、以上説明した各実施形態及び各変形形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００４９】
１０，２０ 反射スクリーン
１１ 基材部
１２，２２ 光透過部
１３，２３ 空洞部
１４ 接着層
１５ 反射層
１６ 裏面層
１７ 表面処理層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方から投影された映像光を反射させて観察可能とする反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の反射スクリーンは、透明シートの前面側に光透過拡散層、背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反射スクリーンについて記載されている。
【０００３】
しかし、よりコントラストの高い画像を得たいという要求、及び、投影側光源の光量が少ない場合であって、できる限り高輝度な画像を得たいという要求があった。また、高輝度な画像を得られた場合であっても、不要な映り込みを排除することは、常に要求されることである。
さらに、上述した従来の反射スクリーンでは、その製造工程が複雑になり、結果として製造コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
特許文献４には、単位プリズム形状の間の谷部分に光吸収部が形成されており、コントラストが高く、高輝度な映像を表示でき、製造が容易な反射スクリーンが開示されている。しかしながら、より製造が容易であり、生産コストを抑え安価に提供できる反射スクリーンとしたいという要求があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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２００６−３０１５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、明るい室内等であってもコントラストが高く、良好な画像を得ることができ、製造が容易であり安価で提供できる反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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反射スクリーンであって、スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な光透過部（１２，２２）と、前記光透過部とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部（１３，２３）と、を備え、前記光透過部及び前記空洞部の裏面側には、光を反射する反射層（１５）が形成されていること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、前記光透過部（１２，２２）は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より前記映像源側における幅の方が広い略台形形状であること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、前記光透過部（１２，２２）は、その配列方向において、非対称な形状であること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）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項に記載の反射スクリーンにおいて、前記光透過部（２２）と前記空洞部（２３）との界面（２２ａ，２２ｂ）がスクリーン面の法線方向となす角度は、前記光透過部と前記空洞部との配列方向の位置に応じて異なること、を特徴とする反射スクリーン（２０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射層（１５）は、該反射スクリーンの使用状態における垂直方向よりも水平方向の拡散作用が強いこと、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
【０００８】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の反射スクリーン（１０，２０）と、前記反射スクリーンに映像光を投影する映像源（Ｌ）と、を備える映像表示システムである。
請求項７の発明は、請求項６に記載の映像表示システムにおいて、前記映像源（Ｌ）は、前記反射スクリーン（１０，２０）の使用状態において、前記反射スクリーンの中央を通る法線より下方となる位置に設置されること、を特徴とする映像表示システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明による反射スクリーンは、スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な光透過部と、光透過部とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部とを備え、光透過部及び空洞部の裏面側には、光を反射する反射層が形成されている。空洞部には、空気が存在するため、光透過部と空洞部との屈折率差が大きくなり、外光は、空洞部と光透過部との界面で全反射した後に反射層で反射され、再び空洞部と光透過部との界面で全反射する等して反射スクリーンの上方や下方等、映像光の観察に影響を与えない方向に向かい、スクリーン正面方向の観察者側へは映像光のみが反射される。従って、本発明によれば、コントラストが高く、照明等の付いた明るい室内等であっても良好な映像を表示できる。また、空洞部は、空気が存在するので、製造が容易であり、安価で提供できることに加え、反射スクリーンを軽量化できる。
【００１０】
（２）光透過部は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より映像源側における幅の方が広い略台形形状であるので、外光を反射スクリーンの上方や下方等、映像光の観察に影響を与えない方向へ効率よく反射させることができ、かつ、観察者側へは映像光のみを反射できる。よって、コントラストの高い映像を表示できる。
【００１１】
（３）光透過部は、その配列方向において、非対称な形状であることので、映像光を観察者側へ向けて反射することができ、かつ、不要な外光を効率よく反射スクリーンの上方や下方等、映像光の観察に影響を与えない方向へ向けて反射することができる。
【００１２】
（４）光透過部と空洞部との界面がスクリーン面の法線方向となす角度は、光透過部と空洞部との配列方向の位置に応じて異なるので、反射スクリーンに対する映像光や外光が入射すると想定される方向に応じて最適な形状とすることができ、映像光をより効率よく観察者側へ向けることができ、かつ、不要な外光を、映像光の観察に影響を与えない方向へ向けることができる。
また、光透過部と空洞部との界面がスクリーン面の法線方向となす角度が、その配列方向の位置に応じて異なるので、従来の映像源に比べ、より近い距離からより大きな入射角度で映像光を投射する短焦点系のプロジェクター等を映像源として使用する場合にも、良好な映像を表示できる。
【００１３】
（５）反射層は、反射スクリーンの使用状態における垂直方向よりも水平方向の拡散作用が強いので、垂直方向に比べてより広い視野角を確保する必要がある水平方向の視野角を広げることができる。
【００１４】
（６）本発明による反射スクリーンと、反射スクリーンに映像光を投影する映像源とを備える映像表示システムであるので、照明等の付いた明るい室内であっても、コントラストが高く、良好な映像を表示できる。
【００１５】
（７）映像源は、反射スクリーンの使用状態において、反射スクリーンの中央を通る法線より下方となる位置に設置されるので、例えば、机上に設置された映像源から映像光を斜め上方へ向けて投射して反射スクリーン上に表示する場合等においても、コントラストが高く、良好な映像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の映像表示システムを示す図である。
【図２】第１実施形態の反射スクリーン１０の光透過部１２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。
【図３】第２実施形態の映像表示システムを示す図である。
【図４】第２実施形態の反射スクリーン２０の光透過部２２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。
【図５】第２実施形態の反射スクリーン２０の光透過部２２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、明るい室内等であってもコントラストが高く、良好な画像を得ることができ、製造が容易であり安価で提供できる反射スクリーン、及び、これを備える映像表示システムを提供するという目的を、スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過可能な光透過部と、光透過部とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部とを備え、光透過部及び空洞部の裏面側には、光を反射する反射層が形成されている反射スクリーンとすることにより実現した。このとき、光透過部は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より映像源側における幅の方が広い略台形形状とした。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の映像表示システムを示す図である。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。特に図１及び後述の図３では、室内照明Ｇ、映像源Ｌ，反射スクリーン１０，２０をまとめて模式的に示しているため、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は異なる部分が含まれている。
また、本明細書中に記載する材料名等は、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。
さらに、本明細書中において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、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。従って、板、シート、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。例えば、シート状の部材は、フィルム状の部材としてもよいし、板状の部材としてもよい。
【００１９】
本実施形態の映像表示システムは、反射スクリーン１０、映像源Ｌを備えており、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、反射スクリーン１０の中央を通る法線に対して下方に設置し、映像光Ｌ０を、主に略スクリーン面に対して垂直に方向、又は、斜め上方へ投射させる配置としている。
また、本実施形態の映像表示システムは、外光源である室内照明Ｇが天井等の上方に配置された室内に設置されている。従って、室内照明Ｇが発する照明光等の外光Ｇ０は、反射スクリーン１０に対して主に上方から入射する。
本実施形態の映像表示装置及びこれに用いられる反射スクリーン１０は、上述のような環境を考慮してなされたものである。
なお、本実施形態では、映像源Ｌを、反射スクリーン１０の中央を通る法線に対して下方に設置する例を挙げて説明するが、これに限らず、反射スクリーン１０の中央を通る法線上に設置してもよい。
【００２０】
図１では、第１実施形態の反射スクリーン１０は、スクリーン面に直交し、かつ、反射スクリーン１０の使用状態における垂直方向に平行な方向における断面図が示されている。
ここで、スクリーン面とは、反射スクリーン１０全体として見たときにおける、反射スクリーン１０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。
また、以下の説明中において、特に断りが有る場合を除いて、垂直方向，水平方向とは、反射スクリーン１０の使用状態における垂直方向，水平方向を示すものとする。
さらに、以下の説明中において、反射スクリーン１０の垂直方向での断面とは、図１に示すように、スクリーン面に直交し、かつ、反射スクリーン１０の使用状態における垂直方向（後述する光透過部１２の配列方向）に平行な方向における断面であるとする。
本実施形態の反射スクリーン１０は、基材部１１，光透過部１２，空洞部１３，接着層１４，反射層１５，裏面層１６，表面処理層１７等を備えている。
【００２１】
基材部１１は、光透過部１２を形成するときに必要な基材（ベース）となる部分であり、光透過性を有し、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の樹脂製のシート状の部分である。本実施形態では、基材部１１は、アクリル樹脂を用いて形成されている。なお、この基材部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や顔料等で着色（ティント）が施されていてもよい。
【００２２】
光透過部１２は、光透過性を有し、図１に示す垂直方向における断面において、裏面側における幅より映像源側（観察面側）における幅の方が広い略台形形状の部分である。この光透過部１２は、スクリーン面に沿って一方向に（図１では、垂直方向に）複数配列されている。
光透過部１２は、紫外線硬化型樹脂を基材部１１上に塗布し、型を当て付けた状態で紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させることにより、上述のような略台形形状が賦形される。なお、本実施形態では、光透過部１２は、紫外線硬化型樹脂を用いて形成される例を示したが、これに限らず、電離放射線硬化型樹脂等の他の光硬化型樹脂を用いてもよい。また、アクリル樹脂、ＰＥＴ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて、熱溶融押し出し成形によって形成してもよい。なお、光透過部１２を熱溶融押し出し成形で形成する場合には、基材部１１を設けない形態としてもよい。
空洞部１３は、隣り合う光透過部１２の間の谷部分に形成され、空気が存在する部分である。
【００２３】
本実施形態では、図１に示すように、光透過部１２と空洞部１３とは、スクリーン面に沿って垂直方向に交互に配列されている。
また、光透過部１２及び空洞部１３の垂直方向での断面形状は、垂直方向（光透過部１２及び空洞部１３の配列方向）において非対称な形状（上下方向において非対称な形状）である。ここで、光透過部１２と空洞部１３との界面となる２つの面のうち、光透過部１２の下側の面（空洞部１３の上側の面）を第１の面１２ａ、光透過部１２の上側の面（空洞部１３の下側の面）を第２の面１２ｂとし、第１の面１２ａ，第２の面１２ｂがスクリーン面の法線方向となす角度をそれぞれ、α１，β１とする。本実施形態では、反射スクリーン１０の垂直方向における位置に関わらず、α１及びβ１は一定の大きさであり、かつ、α１＜β１となっている。
【００２４】
反射層１５は、光透過部１２及び空洞部１３の裏面側に形成され、映像光及び外光を反射する機能を有する層である。本実施形態では、反射層１５の映像源側（光透過部１２側）の表面には、垂直方向に延在する微細な筋目（ヘアライン）が形成されている。
接着層１４は、光透過部１２及び空洞部１３と反射層１５との間に設けられ、略透明であり、粘着性又は接着性を有する部分である。接着層１４は、反射層１５を、光透過部１２等と接合する機能を有している。
【００２５】
本実施形態では、反射層１５及び接着層１４として、基材となるシート状の部材の片面に、予め微細な筋目を形成し、その表面にアルミニウムを蒸着し、さらにアルミニウムを蒸着した表面に、接着材又は粘着材が塗布されたシートを用いている。このようなシート状の部材を光透過部１２の裏面側に貼付することにより、空洞部１３を容易に形成できる。なお、ドライラミネート法と呼ばれる方法により、反射層１５と光透過部１２とを接合してもよい。
本実施形態では、上述のように、反射面（反射層１５の表面）に微細な筋目（ヘアライン）が形成されているので、反射層１５が反射する光は、垂直方向に比べて、水平方向へ拡散反射する成分が多くなる。従って、垂直方向に比べて、反射スクリーン１０の水平方向での視野角を広げることができる。
【００２６】
裏面層１６は、反射層１５の裏面側に設けられる層である。
本実施形態では、裏面層１６は、黒色の樹脂製のシート状の部材を用いており、光を吸収する作用を有している。
表面処理層１７は、基材部１１より映像源側（観察面側）に設けられる層であり、反射防止、防眩、帯電防止、紫外線吸収、ハードコート、防汚等の処理が施される層である。
本実施形態では、表面処理層１７は、反射防止処理が施されており、不要な外光の映り込みや映像源の映り込み等を低減する機能を有している。なお、この表面処理層に施す処理は、必要に応じて、適宜選択して自由に施すことができる。
【００２７】
図２は、第１実施形態の反射スクリーン１０の光透過部１２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。なお、図２では、反射スクリーン１０は、垂直方向での断面図が示されており、理解を容易にするため、基材部１１と表面処理層１７とは、省略して示してある。
室内照明Ｇは、反射スクリーン１０に対して上方に位置しているため（図１参照）、照明光等の不要な外光の多くは、反射スクリーン１０の上方から、反射スクリーン１０のスクリーン面に対して大きな入射角度で入射する。
光透過部１２に入射した外光Ｇ１は、例えば、図２に示すように、光透過部１２と空洞部１３との界面（第２の面１２ａ）に対して臨界角以上の角度で入射するので、全反射して反射層１５側へ向かい、反射層１５で反射した後に、光透過部１２と空洞部１３との界面（第１の面１２ｂ）で再び全反射する等して、反射スクリーン１０の上方へ向かう。
また、裏面側から反射スクリーン１０へ到達した外光Ｇ２は、反射スクリーン１０の裏面側に設けられた裏面層１６によって吸収される。
【００２８】
一方、映像源Ｌは、反射スクリーン１０の垂直方向の中央より下方に配置されるため、ほとんどの映像光は、反射スクリーン１０のスクリーン面に対して、略法線方向から入射（映像光Ｌ１，Ｌ２）、又は、外光Ｇ１に比べて小さな入射角度で入射する（映像光Ｌ３）。
光透過部１２に入射した映像光のうち、スクリーン面の略法線方向から入射した映像光の一部（映像光Ｌ１）は、反射層１５で反射して、観察者Ｏ側へ戻される。
また、それ以外の映像光Ｌ２，Ｌ３は、光透過部１２と空洞部１３との界面に対して臨界角を超えない角度で入射し、空洞部１３を透過して空洞部１３の裏面側に位置する反射層１５へ向かう。映像光Ｌ２，Ｌ３は、反射層１５で反射した後に、再び、光透過部１２と空洞部１３との界面に入射し、光透過部１２を透過して観察者Ｏ側へ向かう。
【００２９】
上述のように、本実施例によれば、映像のコントラスト低下の原因となる照明光等の外光を、映像光の観察に影響を与えない方向（スクリーンの上方）へ向けることができ、かつ、映像光を観察者Ｏ側へ向かわせることができる。従って、照明が点いている明るい室内であっても、コントラストが高く、良好な映像を表示することができる。
また、反射層１５の反射面は、垂直方向に比べて強い水平方向への拡散反射作用を有しているので、水平方向への視野角を広げることができ、反射スクリーンとして良好な視野角を得ることができる。
さらに、空洞部１３は、空気が満たされているので、製造が容易であり、また、生産コストを抑えることができる。従って、高画質の反射スクリーンを安価で提供できる。また、反射スクリーン１０を軽量化することができる。
さらにまた、反射スクリーン１０は、外光を、光透過部１２と空洞部１３との界面で全反射させる等により、観察者Ｏが反射スクリーンを観察する際に影響を与えない外光源Ｇ側へ出射しており、外光を吸収するための光吸収部材等を用いていない。従って、映像光が光吸収剤等によって吸収されることがなく、映像光の光量の低下を防止でき、輝度の高い映像を表示できる。
加えて、表面処理層１７は、反射防止処理を有しているので、不要な外光の映り込みや、映像源の映り込みを低減でき、画質をより向上させることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の映像表示システムを示す図である。図３では、第２実施形態の反射スクリーン２０は、スクリーン面の垂直方向での断面図が示されている。
第２実施形態の映像表示システムは、反射スクリーン２０を用いている点が異なる以外は、第１実施形態に示した映像表示システムと略同様の形態である。
第２実施形態の反射スクリーン２０は、基材部１１，光透過部２２，空洞部２３，接着層１４，反射層１５，裏面層１６，表面処理層１７等を備えている。
この第２実施形態の反射スクリーン２０は、垂直方向における断面での光透過部２２及び空洞部２３の形状が、第１実施形態に示した反射スクリーン１０の光透過部１２及び空洞部１３とは異なる点以外は、第１実施形態に示した反射スクリーン１０と略同様の形態である。従って、第２実施形態では、第１実施形態の反射スクリーン１０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、重複する説明を省略する。
【００３１】
光透過部２２及び空洞部２３は、光透過部２２及び空洞部２３の配列方向、すなわち、反射スクリーン２０の垂直方向における位置によって、すなわち、反射スクリーン２０の垂直方向に沿って映像源Ｌから離れるにしたがって、光透過部２２と空洞部２３との界面と反射スクリーン２０の法線方向とがなす角度が徐々に変化している。そのため、図３に示すように、映像源Ｌから遠い反射スクリーン２０の上方（領域Ａ）と、上方に比べて映像源Ｌに近い反射スクリーン２０の下方（領域Ｂ）とでは、光透過部２２及び空洞部２３の形状が異なっている。
図４及び図５は、第２実施形態の反射スクリーン２０の光透過部２２に入射した映像光及び外光の様子を説明する図である。図４は、図３に示した領域Ａ（反射スクリーン２０の使用状態における上方）での断面図であり、図５は、図３に示した領域Ｂ（反射スクリーン２０の使用状態における下方）での断面図である。なお、図４及び図５では、理解を容易にするために、基材部１１及び表面処理層１７は、省略して示してある。
【００３２】
図４，図５に示すように、反射スクリーン２０の上方，下方において、空洞部２３と光透過部２２との界面のうち、光透過部２２において、垂直方向下側となる界面（第１の面２２ａ）と反射スクリーン２０の法線方向とがなす角度をそれぞれ角度α２，α３とし、垂直方向上側となる界面（第２の面２２ｂ）と反射スクリーンの法線方向とがなす角度をそれぞれ角度β２，β３とする。
図４，図５に示すように、角度α２，α３は、反射スクリーン２０の下方における角度α２がスクリーンの上方における角度α３よりも小さく（α２＜α３）、反射スクリーン２０の垂直方向において、上方から下方へ角度が徐々に大きくなっている。
また、角度β２，β３は、反射スクリーン２０の下方における角度β２がスクリーンの上方における角度β３よりも大きく（β２＞β３）、反射スクリーン２０の垂直方向において、上方から下方へ角度が徐々に小さくなっている。
そして、反射スクリーン２０の全面において、角度α（α２，α３）は、角度β（β２，β３）に比べて小さい（α＜β、すなわち、α２＜β２，α３＜β３）形態となっている。
【００３３】
次に、本実施形態の反射スクリーン２０に到達した外光及び映像光の様子について説明する。まず、外光の様子について説明する。
図４，５に示すように、反射スクリーン２０の上方に到達する外光Ｇ３は、外光源Ｇから遠い反射スクリーン２０の下方に到達する外光Ｇ４に比べて、小さな入射角度でスクリーンへ入射する。そして、外光Ｇ３は、図４に示すように、光透過部２２と空洞部２３との界面（第１の面２２ａ）に対して臨界角以上の角度で入射するので、その界面で全反射して反射層１５側へ向かい、反射層１５で反射した後に、光透過部２２と空洞部２３との界面（第２の面２２ｂ）で再び全反射する等して、反射スクリーン２０の上方へ戻される。
【００３４】
これに対して、図５に示すように、反射スクリーン２０の下方に到達する外光Ｇ４は、スクリーンの上方に到達する外光Ｇ３に比べて大きな入射角度で反射スクリーン２０へ入射する。そして、外光Ｇ４は、光透過部２２を透過して光透過部２２と空洞部２３との界面（第１の面２２ａ）へ到達するが、このとき、光透過部２２と空洞部２３との界面（第１の面２２ａ）とスクリーン面の法線方向がなす角度α３は、上方の角度α２よりも大きい。そのため、外光Ｇ４は、光透過部２２と空洞部２３との界面（第１の面２２ａ）に対して臨界角を超えない角度で入射してその界面で屈折し、空洞部２３を透過して反射層１５側へ向かう。そして、外光Ｇ４は、反射層１５で反射した後、再び光透過部２２と空洞部２３との界面（第２の面２２ｂ）に入射してその界面で屈折し、光透過部２２を透過し、反射スクリーン２０の下方側へ出射さされる。すなわち、反射スクリーン２０は、外光Ｇ４のように比較的大きな入射角度で、反射スクリーン２０の上方から反射スクリーン２０の下方部分に入射する外光を、観察者Ｏに影響を与えない方向へ出射することができる。
また、反射スクリーン２０の裏面側へ到達した外光Ｇ５は、反射スクリーン２０の上下方向における位置に依らず、第１実施形態に示した外光Ｇ２と同様に、反射スクリーン２０の裏面層１６によって吸収される。
【００３５】
次に、映像光について説明する。
映像源Ｌは、反射スクリーン２０の中央を通る法線上又は法線より下方に配置されるため（図３参照）、反射スクリーン２０の下方に入射する映像光は、大部分が、図５に示すように、反射スクリーン２０に対して略法線方向から入射（映像光Ｌ５）、又は、外光Ｇ４に比べて小さな入射角度で入射する（映像光Ｌ６）。
略法線方向から入射する映像光のうち、光透過部２２と空洞部２３との界面に入射しない映像光（映像光Ｌ５）は、光透過部２２を透過して反射層１５で反射し、光透過部２２を再び透過して反射スクリーン２０の略法線方向へ出射する。
また、映像光Ｌ５以外の略法線方向から入射する光や、外光Ｇ４に比べて小さな入射角度で反射スクリーン２０へ入射する映像光（映像光Ｌ６）は、光透過部２２と空洞部２３との界面（図５では、第２の面２２ｂ）に対して臨界角以上の角度で入射して、その界面で全反射して反射層１５側へ向かう。そして、映像光Ｌ６は、反射層１５で反射した後、再び光透過部２２と空洞部２３との界面（図５では、第１の面２２ａ）に対して臨界角を超える角度で入射して全反射し、再び反射スクリーン２０の略法線方向へ出射して観察者Ｏ側へ向かう。
【００３６】
一方、図４に示すように、反射スクリーン２０の上方へ入射する映像光Ｌ４は、下方に入射する映像光Ｌ５、Ｌ６に比べて、反射スクリーン２０に対して大きな角度で入射して、光透過部２２を透過して、光透過部２２と空洞部２３との界面である第２の面２２ｂに到達する。このとき、反射スクリーン２０の上方では、光透過部２２と空洞部２３との界面である第２の面２２ｂとスクリーン面の法線方向とがなす角度β２は、反射スクリーン２０下方における角度β３に比べて小さい。
そのため、映像光Ｌ４は、光透過部２２と空洞部２３との界面である第２の面２２ｂに対して臨界角を超えない角度で入射する。そして、映像光Ｌ４は、第２の面２２ｂで屈折し、空洞部２３を透過して空洞部２３の裏面側に位置する反射層１５へ向かい、反射層１５で反射した後に、光透過部２２と空洞部２３との界面である第２の面２２ｂに入射して第２の面２２ｂで屈折し、光透過部１２を透過して、観察者Ｏ側へ向かう。
【００３７】
本実施形態によれば、上述のように、映像光Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６を、反射スクリーン上の位置及び反射スクリーン２０への入射角度によらず、観察者Ｏ側へ戻すことができる。また、外光Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５を反射スクリーン上の位置及び反射スクリーン２０への入射角度によらず、観察者Ｏ側へ戻すことができる。従って、本実施形態によれば、コントラストが高い良好な映像を表示することができる。
また、本実施形態の反射スクリーン２０は、使用状態における垂直方向において、空洞部２３と光透過部２２との界面である第１の面２２ａ，第２の面２２ｂと反射スクリーン２０の法線方向とがなす角度α，βが、それぞれ、垂直方向において徐々に変化している。従って、外光を全反射等を利用して外光源側へ再帰反射する（外光Ｇ３）又は光透過部と空洞部との界面での屈折を利用して下方へ反射する（外光Ｇ４）作用、映像光を全反射等により再帰反射する（映像光Ｌ５，Ｌ６）又は光透過部と空洞部との界面での屈折を利用して観察者Ｏ側へ戻す（映像光Ｌ４）作用をより効率よく行うことができる。よって、コントラストの向上や映像の輝度向上効果をより高めることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態においては、観察面側へ入射する外光を光透過部２２と空洞部２３との界面で全反射する等によって再帰反射する（外光Ｇ３）又は光透過部２２と空洞部２３との界面で屈折させる等によって反射スクリーン２０下方へ反射（外光Ｇ４）しており、外光を吸収するための光吸収剤等を使用していない。従って、映像光が光吸収剤等によって吸収されることがなく、映像光の光量の低下を防止でき、輝度の高い映像を表示できる。
【００３９】
（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、空洞部１３，２３には空気が満たされている例を示したがこれに限らず、他の気体を用いて形成してもよい。
【００４０】
（２）各実施形態において、光透過部１２，２２は、平面を組み合わせた略台形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、その一部又は全てが曲面を組み合わせた形状や、平面又は平面と曲面とを組み合わせた五角形形状や六角形形状等の多角形形状としてもよい。また、光透過部１２，２２は、略台形形状に限らず、例えば、光透過部の空洞部との界面がスクリーンの法線方向に略平行である略矩形形状としてもよい。
【００４１】
（３）第１実施形態において、光透過部１２及び空洞部１３は、その配列方向において非対称な形状である例を示したが、これに限らず、例えば、配列方向において対称な形状としてもよい。このとき、第１の面１２ａ、第２の面１２ｂがスクリーン面の法線方向に対してなす角度が等しくなる。
【００４２】
（４）各実施形態において、反射層１５の映像源側表面には、垂直方向に延在する微細な筋目（ヘアライン）が形成されている例を示したが、これに限らず、例えば、反射層１５の映像源側表面に、反射層１５の水平方向での断面形状が略正弦波形状であり、この略正弦波形状が略同一形状を保ち垂直方向に延在するような表面形状を付して、水平方向への拡散作用を向上させてもよい。また、表面形状の一例として、曲面によって形成され、水平方向において対称な形状である略正弦波形状を挙げたが、これに限らず、水平方向において非対称な形状として指向性を強めてもよいし、平面と曲面を組み合わせた形状としてもよいし、不連続な曲面を組み合わせた形状としてもよい。
【００４３】
（５）各実施形態において、反射スクリーン１０，２０の反射層１５及び接着層１４は、基材となるシート状の部材の片面に、予め微細な筋目を形成し、その表面にアルミニウムを蒸着し、さらにアルミニウムを蒸着した表面に、接着材又は粘着材が塗布されたシートを用いている例を示したが、これに限らず、例えば、反射層１５は、クロムや銀等の他の金属の蒸着膜を用いてもよいし、金属箔や転写箔等を用いてもよいし、光反射性の高い塗料等を用いてもよい。また、接着層１４は、光透過部の反射層側端面（光透過部の台形形状の上底となる面）にのみに形成される形態としてもよい。
【００４４】
（６）各実施形態において、反射スクリーン１０，２０の観察面側（映像源側）の表面に、反射防止処理等が施された表面処理層１７が設けられる例を示したが、これに限らず、例えば、基材部１１とは別層の表面処理層１７を設けず、基材部１１の観察面側（映像源側）表面に微細な凹凸を設けて、反射防止機能を持たせてもよい。
【００４５】
（７）各実施形態において、反射スクリーン１０，２０は、固定式である例を示したが、これに限らず、例えば、不使用時には巻き取って収納可能な巻き取り式の反射スクリーンとしてもよい。
【００４６】
（８）各実施形態において、光透過部１２，２２及び空洞部１３，２３は、同一断面形状で水平方向に延在し、垂直方向に配列される例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部及び空洞部を水平方向に配列し、垂直方向に同一の断面形状が延在するように配置してもよく、反射スクリーンが使用される環境や、映像源及び外光源の位置等に合せて適宜自由に選択してよい。
【００４７】
（９）各実施形態において、反射スクリーン１０，２０は、黒色の裏面層１６を備える例を示したが、これに限らず、例えば、反射層が、裏面側にも反射作用を有していたり、裏面側からの外光を遮断できるような十分な厚みを有していたりする等して、裏面側からの外光を観察面側に透過させない機能を有するならば、裏面層１６を設けなくてもよい。
【００４８】
なお、各実施形態及び各変形形態は、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、以上説明した各実施形態及び各変形形態によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００４９】
１０，２０ 反射スクリーン
１１ 基材部
１２，２２ 光透過部
１３，２３ 空洞部
１４ 接着層
１５ 反射層
１６ 裏面層
１７ 表面処理層
【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反射スクリーンであって、
スクリーン面に対して直交する断面において、
光を透過可能な光透過部と、
前記光透過部とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部と、
を備え、
前記光透過部及び前記空洞部の裏面側には、光を反射する反射層が形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光透過部は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より前記映像源側における幅の方が広い略台形形状であること、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光透過部は、その配列方向において、非対称な形状であること、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光透過部と前記空洞部との界面がスクリーン面の法線方向となす角度は、前記光透過部と前記空洞部との配列方向の位置に応じて異なること、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層は、該反射スクリーンの使用状態における垂直方向よりも水平方向の拡散作用が強いこと、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の反射スクリーンと、
前記反射スクリーンに映像光を投影する映像源と、
を備える映像表示システム。
【請求項７】
請求項６に記載の映像表示システムにおいて、
前記映像源は、前記反射スクリーンの使用状態において、前記反射スクリーンの中央を通る法線より下方となる位置に設置されること、
を特徴とする映像表示システム。
【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反射スクリーンであって、
スクリーン面に対して直交する断面において、
光を透過可能な光透過部と、
前記光透過部とスクリーン面に沿って交互に複数配列され、空気が存在する空洞部と、
を備え、
前記光透過部及び前記空洞部の裏面側には、光を反射する反射層が形成されていること、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光透過部は、スクリーン面に対して直交し、かつ、その配列方向に平行である断面において、裏面側における幅より前記映像源側における幅の方が広い略台形形状であること、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光透過部は、その配列方向において、非対称な形状であること、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光透過部と前記空洞部との界面がスクリーン面の法線方向となす角度は、前記光透過部と前記空洞部との配列方向の位置に応じて異なること、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射層は、該反射スクリーンの使用状態における垂直方向よりも水平方向の拡散作用が強いこと、
を特徴とする反射スクリーン。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の反射スクリーンと、
前記反射スクリーンに映像光を投影する映像源と、
を備える映像表示システム。
【請求項７】
請求項６に記載の映像表示システムにおいて、
前記映像源は、前記反射スクリーンの使用状態において、前記反射スクリーンの中央を通る法線より下方となる位置に設置されること、
を特徴とする映像表示システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２０４５７３（Ｐ２０１０−２０４５７３Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２４７５（Ｐ２００９−５２４７５）
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【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２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]