CN109917613B - 反射型屏幕和影像显示系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种反射型屏幕和影像显示系统。反射型屏幕具备透镜层、反射层，在将透镜面的距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。

Description

反射型屏幕和影像显示系统

本申请是基于发明名称为“反射型屏幕、影像显示系统”，申请日为2016年4月8日，申请号为201680018959.5(国际申请号为PCT/JP2016/061572)的发明专利申请的分案申请。

技术领域

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

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焦型的影像投射装置(投影机)等被广泛利用。

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。

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1、2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开第平8-29875号公报

专利文献2：日本专利申请公开第2008-76522号公报。

发明内容

发明要解决的课题

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。

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。

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。

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。

用于解决课题的手段

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。

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)，其在背面侧具有环形菲涅尔透镜形状，该环形菲涅尔透镜形状是把多个具有透镜面(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；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(C)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α(°)，在将该透镜面的距上述同心圆的中心的半径设为r(mm)时，在上述显示区域的整个区域，满足-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的式子，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。

第二发明是根据第一发明所述的反射型屏幕(10)，其特征在于：上述单元透镜(111)的折射率是1.45以上且1.65以下。

第三发明是根据第一或第二发明所述的反射型屏幕(10)，其特征在于：上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。

第四发明是根据第一至第三发明中的任意一项所述的反射型屏幕(10)，其特征在于：从屏幕面的法线方向观察时，上述同心圆的中心(C)与上述显示区域的几何学的中心(A)的距离(S1)是675mm以上且695mm以下。

第五发明是根据第一至第四发明中的任意一项所述的反射型屏幕(10)，其特征在于：上述单元透镜(111)的排列节距是50μm以上且1000μm以下。

第六发明是一种影像显示系统(1)，包括：第一至第五发明中的任意一项的反射型屏幕(10)和向上述反射型屏幕投射影像光的影像源(LS)。

第七发明是根据第六发明所述的影像显示系统(1)，其特征在于：从上述反射型屏幕(10)的屏幕面的法线方向观察，上述影像源(LS)位于上述反射型屏幕的显示区域的区域外，位于通过上述同心圆的中心(C)以及上述显示区域的几何学的中心(A)并与上述单元透镜(111)的排列方向平行的直线上，并且相对于上述显示区域位于与上述同心圆的中心相同的一侧。

发明效果

根据本发明，起到能够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的效果。

附图说明

图1是示出实施方式的影像显示系统1的图。

图2是示出实施方式的反射型屏幕10的层构成的图。

图3是对实施方式的透镜层11进行说明的图。

图4是对实施方式的影像显示系统1中的反射型屏幕10、影像源LS等的位置进行说明的图。

图5是示出实施例的反射型屏幕10的角度α的图表。

图6是对实施例的反射型屏幕的亮度不均的评价方法进行说明的图。

符号说明

1、影像显示系统 10、反射型屏幕

11、透镜层 111、单元透镜

112、透镜面 113、非透镜面

12、反射层 13、基材层

14、表面层 LS、影像源。

具体实施方式

以下，参照附图等，对本发明的实施方式进行说明。包括图1，以下所示的各图是示意性示出的图，各部分的大小、形状为了使理解容易而适当进行夸张。

在本说明书中，使用板、片材等词，但这些作为一般的使用方法，按照厚度从厚到薄的顺序，以板、片材、膜的顺序使用，在本说明书中也按照该分类而使用。但是，这样的使用方法没有技术上的意义，所以这些词能够适当置换。

在本说明书中，记载的各部件的尺寸等数值以及材料名等是作为实施方式的一例，并不限定于此，适当选择而使用即可。

在本说明书中，对于对形状和/或几何学的条件进行指定的用语、例如平行和/或正交等用语，在没有特别否定的情况下，除了该严密的意义，也包括起到同样的光学的功能、具有可视为平行和/或正交的程度的误差的状态。

(实施方式)

图1是示出本实施方式的影像显示系统1的图。图1的(a)是影像显示系统1的立体图，图1的(b)示出从侧面观察影像显示系统1的样子。

影像显示系统1具有反射型屏幕10、影像源LS等。在本实施方式中，反射型屏幕10反射从影像源LS投影的影像光L，在其画面上显示影像。该影像显示系统1能够作为例如前投电视系统等而使用。

影像源LS为将影像光L向反射型屏幕投影的影像投射装置，是短焦型的通用的投影机等。

该影像源LS在使用状态下，在从正面方向(屏幕面的法线方向)观察反射型屏幕10的画面(显示区域)的情况下，在反射型屏幕10的画面左右方向上位于中央，且比反射型屏幕10的画面靠铅直方向下方侧。

影像源LS能够在与画面正交的方向上、从距反射型屏幕10的表面的距离比以往的通用投影机大幅近的位置投影影像光L。因此，影像源LS与以往的通用投影机相比，到反射型屏幕10的投射距离较短，影像光的与反射型屏幕10相对的入射角度较大。

所谓屏幕面，表示作为该反射型屏幕10整体观察时的、成为反射型屏幕10的平面方向的面，设为与反射型屏幕10的画面平行。

反射型屏幕10将影像源LS投射的影像光L向观察者O侧反射，显示影像。反射型屏幕10的画面(显示区域)在使用状态下，为从观察者O侧观察长边方向成为画面左右方向的大致矩形状。

反射型屏幕具有其画面尺寸为对角80～100英寸程度的较大的画面。本实施方式的反射型屏幕10的画面(显示区域)的尺寸为对角100英寸(2214×1245mm)，画面的长宽比为16：9。

在以下的说明中，所谓画面上下方向、画面左右方向、厚度方向，在没有特别否定的情况下，设为该反射型屏幕10的使用状态下的画面上下方向(铅直方向)、画面左右方向(水平方向)、厚度方向(纵深方向)。此外，所谓画面右侧、画面左侧，在没有特别否定的情况下，设为从位于该反射型屏幕10的正面方向的观察者O观察的画面左右方向上的右侧、左侧。

一般，反射型屏幕为树脂制较薄的层的层叠体等，其单独多不具有维持平面性的充分的刚性。因此，本实施方式的反射型屏幕10通过设为在其背面侧经由图中没有示出的接合层接合(或者部分固定)于支撑板50一体的形态，维持其画面的平面性。

支撑板50为刚性较高的平板状的部件，能够使用丙烯酸树脂和PC树脂等树脂制、铝等金属制、木制等板状的部件。支撑板50从外观性的提高等观点优选不具有透光性，但也可以具有透光性。在本实施方式的影像显示系统1中，支撑板50通过规定的固定部件安装于壁面。固定部件能够适当选择而使用。

并不限定于此，反射型屏幕10也可以通过图中没有示出的框部件等支撑其四边等，维持其平面性的形态。

图2是示出本实施方式的反射型屏幕10的层构成的图。在图2中，放大示出通过作为反射型屏幕10的画面中央(画面的几何学的中心)的点A(参照图1的(a)、(b))、与画面上下方向平行、且与屏幕面正交(与厚度方向平行)的截面的一部分。在图2中，为了使理解容易，支撑板50等有时适当省略而示出。

反射型屏幕10如图2所示，从该影像源LS侧(观察者侧)按顺序包括表面层14、基材层13、透镜层11、反射层12等。

基材层13为具有透光性的片状的部件。基材层13在其观察者侧一体形成有表面层14，在背面侧(里面侧)一体形成有透镜层11。该基材层13为成为形成透镜层11的基材(基础)的层。

基材层13具有光扩散层131和着色层132，将它们层叠为一体。在本实施方式中，基材层13如图2所示，示出了光扩散层131位于背面侧、着色层132位于观察者侧(影像源侧)的例子，但并不限定于此，也可以设为光扩散层131位于观察者侧、着色层132位于背面侧的方式。

光扩散层131是将具有透光性的树脂设为母材并含有使光扩散的扩散材的层，具有使光扩散的作用。该光扩散层131具有加宽视角或谋求亮度的面内均匀性的提高的功能。

作为成为光扩散层131的母材的树脂，可列举PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂和PC(聚碳酸酯)树脂、MS(甲基丙烯酸甲酯·苯乙烯)树脂、MBS(甲基丙烯酸甲酯·丁二烯·苯乙烯)树脂、丙烯酸系树脂、TAC(三醋酸纤维素)树脂、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)树脂等。

此外，作为包含于光扩散层131的扩散材，能够使用丙烯酸系树脂、环氧树脂、硅酮系等树脂制的粒子和/或无机粒子等，也可以组合使用无机系扩散材与有机系扩散材。扩散材大致为球形，优选使用其平均粒径为约1～50μm的扩散材，更适于使用的扩散材的平均粒径的范围为约5～30μm。

光扩散层131也与反射型屏幕10的画面尺寸和/或所希望的光学性能有关，从抑制图像模糊、且得到充分的亮度的面内均匀性的观点，优选设为其厚度为约100～2000μm，其雾度值为85～99％的范围。

着色层132是通过灰色和/或黑色等染料和/或颜料等着色材等实施着色以变为规定的透光率的层。该着色层132具有吸收入射到反射型屏幕10的照明光等不需要的外部光和/或散射光或使所显示的影像的黑亮度降低而使影像的对比度提高的功能。

作为成为着色层132的母材的树脂，可列举PET树脂和/或PC树脂、MS树脂、MBS树脂、丙烯酸系树脂、TAC树脂、PEN树脂等。此外，作为着色材，可列举灰色系和/或黑色系等暗色系的染料和/或颜料等和/或炭黑、石墨、黑色氧化铁等金属盐等。

着色层132也与反射型屏幕10的画面尺寸和/或所希望的光学性能有关，但从充分吸收外部光而降低影像的黑亮度、且显示明亮的影像的观点，优选将其厚度设为约30～3000μm，将其透光率设为约30～80％。

基材层13通过将光扩散层131与着色层132一起挤压，能够将这些层层叠而形成为一体。

图3是对本实施方式的透镜层11进行说明的图。图3的(a)示出从背面侧正面方向观察透镜层11的样子，为了使理解容易，反射层12等省略图示。图3的(b)进而放大示出前述的图2所示的截面的一部分。

透镜层11是被设置于基材层13的背面侧的具有透光性的树脂制的层。透镜层11在其背面侧(与基材层13相反侧)的面上，如图3的(a)所示，具有以位于反射型屏幕10的画面外的点C为中心而同心圆状排列有多个单元透镜111的环形菲涅尔透镜形状。即，透镜层11的环形菲涅尔透镜形状为将该点C设为中心(菲涅尔中心)的、所谓偏移构造的环形菲涅尔透镜形状。因此，如图3的(a)所示，在从屏幕面的法线方向背面侧观察透镜层11时，可观察到正圆的一部分形状(圆弧状)的单元透镜111排列了多个。

单元透镜111如图2和/或图3的(b)所示，和与屏幕面正交的方向(反射型屏幕10的厚度方向)平行且与单元透镜111的排列方向平行的截面上的截面形状大致为三角形形状。

该单元透镜111向背面侧凸，具备透镜面112和夹着顶点t与透镜面112相对的非透镜面113。在反射型屏幕10的使用状态下，在单元透镜111，透镜面112夹着顶点t而位于比非透镜面113靠铅直方向上侧的位置。

在单元透镜111，如图3的(b)所示，透镜面112和与屏幕面平行的面所成的角度(透镜角)为α，非透镜面113和与屏幕面平行的面所成的角度为β。此时，角度α、β满足β＞α的关系。

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。

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α、β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α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50～1000μm的范围。

单元透镜111角度α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4.4μm(r＝62.4mm：屏幕画面下端中央)～48.3μm(r＝1713.1mm：屏幕画面上端的左右端的角部)。

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。

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。

本实施方式的单元透镜111(透镜层11)其折射率为1.45～1.65。

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。

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。

反射层12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。

本实施方式的反射层12，如图2和/或图3的(b)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。

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。

反射层12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。

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－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。

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。

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％＜Rt＜70％，扩散反射率Rd为10％＜Rd＜50％。

本实施方式的金属薄膜12a为形成为鳞片状的铝。该金属薄膜12a的厚度尺寸形成为15～150nm的范围，更优选为20～80nm的范围。

此外，金属薄膜12a优选与厚度方向正交的纵向方向以及横向方向上的尺寸(以下，称为纵向尺寸、横向尺寸)的平均值形成为与单元透镜111的透镜高度h同等的尺寸、即4.4～48.3μm。在这里，所谓与透镜高度h同等，不仅包括金属薄膜12a的纵向尺寸以及横向尺寸与透镜高度h相等的情况，还包括与透镜高度h近似的情况(例如，相对于透镜高度h为－30％～+30％的尺寸范围)。

如果将金属薄膜12a配置成与非透镜面113大致平行，在外部光入射到非透镜面113的情况下，具有该外部光由非透镜面113反射而到达观察者侧的情况，成为影像的对比度下降的要因。因此，通过将金属薄膜12a的纵向尺寸以及横向尺寸如上述那样设为与透镜高度h同等，在将涂料涂布于透镜层11的背面侧的情况下，能够抑制金属薄膜12a被配置成相对于非透镜面113大致平行。由此，即使外部光入射到非透镜面113，反射层12也能够通过金属薄膜12a的端部使外部光扩散，能够尽力抑制使外部光反射到观察者侧。

反射层12，从良好地确保其光反射特性的观点与良好地保持反射型屏幕10的背面侧的外观的观点，在单元透镜111的排列方向上的透镜面112的中央部与透镜面112垂直的方向的厚度(膜厚)优选形成为8～15μm的范围。

假设，如果反射层12的上述厚度小于8μm，则具有反射层12的反射率下降、变得不能充分反射影像光的危险。此外，如果反射层12的上述厚度小于8μm，则具有下述的危险：在反射型屏幕10的背面侧露出的反射层12，产生有涂膜的部分与无涂膜的部分，在外观产生不均和/或擦伤等，有损反射型屏幕10的背面侧的外观。

此外，如果反射层12的上述厚度比15μm大，则反射层12所包括的金属薄膜12a的一部分不是被排列成与透镜面112大致平行，而是被排列成部分地相对于透镜面112大致垂直，具有在反射层12的背面侧的外观产生不均、有损反射型屏幕10的背面侧的外观的危险。因此，反射层12的厚度优选设为上述范围。

表面层14是被设置于基材层13的影像源侧(观察者侧)的层。本实施方式的表面层14形成反射型屏幕10的影像源侧的最外表面。

本实施方式的表面层14具有硬涂层功能以及防眩功能，在基材层13的影像源侧的表面，以变为涂膜的膜厚约10～100μm的方式涂布具有硬涂层功能的紫外线固化型树脂(例如，聚氨酯丙烯酸酯)等电离辐射线固化型树脂，将微小的凹凸形状(垫子形状)转印到该树脂膜表面等而使其固化，向表面赋予微小凹凸形状而形成。

表面层14并不限定于上述的例子，能够适当选择设置1个或多个反射防止功能和/或防眩功能、硬涂层功能、紫外线吸收功能、防污功能和/或带电防止功能等必要的功能。此外，也可以作为表面层14设置触摸屏层等。

此外，表面层14也可以在表面层14与基材层13之间进而作为另外的层而设有具有反射防止功能和/或紫外线吸收功能、防污功能和/或带电防止功能等的层。

进而，表面层14可以设为基材层13之外的层而通过图中没有示出的粘合材等而接合于基材层13的形态，也可以直接形成于基材层13的与透镜层11相反侧(影像源侧)的面。

返回到图2，对向本实施方式的反射型屏幕10入射的影像光L1以及外部光G1、G2的样子进行说明。在图2中，为了使理解容易，表面层14、基材层13(着色层132、光扩散层131)、透镜层11的折射率设为相等，光扩散层131的与影像光L1以及外部光G相对的光扩散作用等省略而示出。

如图2所示，从影像源LS投影的大部分的影像光L1从反射型屏幕10的下方入射，透过表面层14以及基材层13而向透镜层11的单元透镜111入射。

而且，影像光L1向透镜面112入射而通过反射层12反射，从反射型屏幕10向观察者O侧出射。因此，影像光L1被有效地反射而到达观察者O，所以能够显示明亮的影像。

影像光L1被从反射型屏幕10的下方投射，且角度β(参照图3的(b))比反射型屏幕10的画面上下方向的各点处的影像光L1的入射角度都大，所以影像光L1不会直接入射到非透镜面113，非透镜面113不影响影像光L1的反射。

另一方面，照明光等不需要的外部光G1、G2如图2所示，主要从反射型屏幕10的上方入射，透过表面层14以及基材层13而向透镜层11的单元透镜111入射。

而且，一部分的外部光G1向非透镜面113入射，但在被形成于非透镜面113的背面侧的反射层12的金属薄膜12a的端部被扩散，即使到达观察者O侧，其光量也比影像光L1大幅减少。此外，一部分的外部光G2在透镜面112反射，主要朝向反射型屏幕10的下方侧，所以不会直接到达观察者O侧，此外，即使在到达的情况下，其光量也比影像光L1大幅减少。进而，一部分的外部光入射到反射型屏幕10，被着色层132吸收。因此，在反射型屏幕10，能够抑制外部光G1、G2等引起的影像的对比度下降。

由于以上情况，根据本实施方式的反射型屏幕10，即使在明室环境下，也能够显示对比度较高的明亮的良好的影像。

图4是对本实施方式的影像显示系统1中的反射型屏幕10、影像源LS等的位置进行说明的图。图4的(a)示出从屏幕面的法线方向观察反射型屏幕10的样子，图4的(b)示出与反射型屏幕10的画面上下方向平行且与屏幕面正交的截面上的各部的位置。在图4中，为了使理解容易，反射型屏幕10以及影像显示系统1简化示出。

如图4的(a)所示，在从屏幕面的法线方向观察反射型屏幕10的情况下，影像源LS的影像光的投射口位于的点B、成为该反射型屏幕10的画面的几何学的中心的点A和成为透镜层11的环形菲涅尔透镜形状的菲涅尔中心的点C看起来位于在画面上下方向上延伸的直线T上。

在这里，假设该直线T位于与屏幕面平行的平面M上。而且，将从点A、点B、点C向平面M的直线T上下垂的垂线与平面M的交点分别设为点A1、点B1、点C1。

将画面上下方向上的点A与点C之间的距离(即，直线T上的点A1与点C1之间的距离)设为尺寸S1，将画面上下方向上的点A与点B的距离(即，直线T上的点A1与点B1之间的距离)设为尺寸S2。

此时，尺寸S1与尺寸S2满足S1＜S2的关系。

此外，反射型屏幕10如图4所示，以向集光点F集光的方式，反射影像光L，所述集光点F位于通过成为显示影像的画面的几何学的中心的点A且与反射型屏幕10的屏幕面正交的直线H的影像源侧(观察者侧)，且位于从反射型屏幕10的影像源侧的表面向正面方向离开规定的距离的位置。反射型屏幕10是假设观察者O位于集光点F以及其附近而制作的。

本实施方式的反射型屏幕10的集光点F位于图4所示的直线H的影像源侧(观察者侧)且距反射型屏幕10的影像源侧表面3m的位置。

单元透镜111通过反射型屏幕10的画面尺寸、相对于反射型屏幕10投射影像光的影像源LS的位置和/或影像光的投射角度、集光点F的位置(即，观察者O的位置)、单元透镜111(透镜层11)的折射率、从成为环形菲涅尔的菲涅尔中心的点C到该单元透镜111位于的点的距离(距离点C的半径r)等，设定其透镜角α。

在使用短焦型的影像源的情况下，影像光的投射角度(影像光的向反射型屏幕的入射角度)较大，此外，反射型屏幕上的各位置处的影像光的入射角度较大地变化。因此，通过反射型屏幕的各位置(与距离点C的距离相当的半径r)，其优选的透镜角α不同。

一般，反射型屏幕以相对于使用的影像源最合适的方式设计其透镜角等。因此，在同为短焦型但使用了不同的影像源的情况下，例如，会在影像源的影像的显示节距与单元透镜之间产生莫尔条纹，或不能充分向集光点F反射光、产生反射型屏幕的画面的周缘部(特别是画面上侧周缘部)变暗等亮度不均等，容易产生画质的下降。

此外，相对于各影像源分别设计最合适的反射型屏幕会使影像显示系统以及反射型屏幕的生产成本增加。

因此，本实施方式的反射型屏幕10，在将距离作为透镜层11的环形菲涅尔透镜形状的菲涅尔中心的点C的半径设为r(mm)时，位于距点C半径r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)α(°)满足以下的式(式1)。

-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……(式1)

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10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α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。

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。

在这里，制作本实施方式的实施例的反射型屏幕10，从不同的多个影像源投影影像，评价亮度不均等的有无。

图5是示出实施例的反射型屏幕10上的角度α的图表。在图5中，纵轴表示透镜角α(°)，横轴表示距离点C的半径r(mm)。

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。

α＝-3.20779089934252×10^-12×r⁴+1.70966116372389×10^-8×r³－3.57230633930145×10^-5×r²+0.0422019282210293×r－0.544381670028088+5……(式3)

α＝-3.20779089934252×10^-12×r⁴+1.70966116372389×10^-8×r³－3.57230633930145×10^-5×r²+0.0422019282210293×r－0.544381670028088－5……(式4)

实施例的反射型屏幕10，画面尺寸为对角100英寸(2214×1245mm)，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α(°)可通过以下的式2近似。

α＝-3.20779089934252×10^-12×r⁴+1.70966116372389×10^-8×r³－3.57230633930145×10^-5×r²+0.0422019282210293×r－0.544381670028088……(式2)

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。

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＝100μm。

实施例的反射型屏幕的透镜层11以外的各层如下所述。

表面层14为紫外线固化型树脂制，厚度为30μm，在其影像源侧表面上具有微小的凹凸形状。

基材层13的着色层132的厚度为1500μm，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％。

基材层13的光扩散层131的厚度为150μm，为含有平均粒径约8μm的扩散材的丙烯酸树脂制。该光扩散层131的雾度值为85％。

反射层12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10～20μm。该反射层12的正反射率Rt＝57％。

图6是对实施例的反射型屏幕10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10以及观察者O的样子。

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)。

观察者O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10的表面向影像源侧(观察者侧)离开d1＝3m的点(集光点F)，观察反射型屏幕10的画面，评价该影像。

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10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。

在评价例1的影像源中，尺寸S3＝143mm、尺寸S4＝370mm。

在评价例2的影像源中，尺寸S3＝110mm、尺寸S4＝370mm。

在评价例3的影像源中，尺寸S3＝314mm、尺寸S4＝263mm。

在评价例4的影像源中，尺寸S3＝420mm、尺寸S4＝386mm。

在评价例5的影像源中，尺寸S3＝126mm、尺寸S4＝311mm。

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。

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。

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10以及影像显示系统1。

(变形方式)

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。

(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112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12，所以需要设置将反射层22的背面侧隐蔽的隐蔽层(保护层)。

(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。

(3)反射型屏幕10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。

(4)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。

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。

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。

(5)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。

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。

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。

(6)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。

(7)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。

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10的背面侧的形态。

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。

Claims (7)

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，其在背面侧具有环形菲涅尔透镜形状，该环形菲涅尔透镜形状是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；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。

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以上且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或2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以上且695mm以下。

5.根据权利要求1或2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50μm以上且1000μm以下。

6.一种影像显示系统，其具备：

根据权利要求1至5中的任意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，并且

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述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一侧。

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