JP2006243691A - 反射スクリーン、反射スクリーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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得ることができ、必要な方向の視野角度を広くすることができ、かつ製造が容易な反射スクリーン、及び、反射スクリーンの製造方法を提供する。
【解決手段】ベース部１１の裏面側に四角錐台形状の単位形状１２を形成する。この単位形状は、水平方向よりも垂直方向が長くなっている。これにより水平方向の視野角を広くすることができる。また、単位形状１２の間には、光吸収部１４が形成されており、大きな入射角度で反射スクリーン１０に入射する外光を吸収し、コントラストの高い映像を表示することができる。
【選択図】図２

Description

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する反射スクリーン、反射スクリーンの製造方法に関するものである。

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。

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も、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。

また、特許文献４には、斜め前方から投射した光を反射させて観察する反射スクリーンに関し、断面が鋸歯状のスクリーン面に反射面と光吸収面とを形成し、映像光及び外光が到達する面を作り分けた反射スクリーンが開示されている。
しかし、特許文献４に記載の反射スクリーンでは、断面が鋸歯状のスクリーン面に反射面と光吸収面とを明確に分けて製造する必要があるが、鋸歯状の山の一方を反射面とし、他方を光吸収面として作り分けることは、困難であって、製造単価が高くなってしまうという問題があった。

さらに、反射スクリーンでは、観察者の位置として様々な位置が想定されることから、一方向のみならず様々な方向から観察しても明るく鮮明な画像を観察可能であることが望まれる。特許文献２及び特許文献３では、スクリーンの表面及び裏面にそれぞれ異なる光学的要素を形成することにより、反射光の上下方向及び左右方向への進み方を制御している。しかし、このような手法では、反射スクリーンの形状が複雑になり、製造が困難となったり、前面側の形状が限定されてしまい、例えば反射防止層や表面形状を保護する保護層などを形成することが困難となったりするという問題があった。
特開平８−２９８７５号公報 特開平１０−６２８７０号公報 特開２００２−３１１５０７号公報 特開平２−２６２１３４号公報

本発明の課題は、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得ることができ、必要な方向の視野角度を広くすることができ、かつ製造が容易な反射スクリーン、及び、反射スクリーンの製造方法を提供することである。

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、スクリーン面に沿って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）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）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する反射層（１３，２３）と、を備える反射スクリーン（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、前記単位形状（１２，２２）を形成する土台となる光透過性を有した基材層（１１，２１）を備え、前記単位形状は、前記基材層の裏面側に、凸状に形成されており、裏面側の方が前記基材側よりも尖っている錐台形状であること、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、前記単位形状（１２，２２）のスクリーン面に対して平行な断面形状は、反射スクリーンの使用状態における上下方向寸法の方が左右方向寸法よりも大きいこと、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２又は請求項３に記載の反射スクリーンにおいて、前記単位形状のスクリーン面に対して平行な断面形状は、前記基材層（１１，２１）に近い位置では略長方形であって、裏面側に近くなるに従い略楕円形状となること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）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、前記光吸収部（１４，２４）は、前記単位形状（１２，２２）を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低いこと、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
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において、前記光吸収部（１４，２４）は、光を吸収する微小ビーズを含むこと、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（３４）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、を特徴とする反射スクリーン（３０）である。
請求項８の発明は、請求項１から請求項７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、前記単位形状の裏面側頂部に対応する部分のみに形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
請求項９の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、映像源側の表面には、アンチグレア処理、反射防止処理、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも一つの処理が施されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、映像源側の表面には、正反射する成分を低減させる正反射防止層（１５，２５）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１１の発明は、請求項１０に記載の反射スクリーンにおいて、前記正反射防止層（１５，２５）によるヘイズ値は、２５％以上、かつ、９０％以下の範囲内にあること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項１２の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の反射スクリーンにおいて、前記正反射防止層（１５，２５）は、表面に微細凹凸形状が形成されており、前記微細凹凸形状により正反射する成分を低減させること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の反射スクリーンにおいて、前記正反射防止層は、多数の微小ビーズと、前記微小ビーズを固着するバインダと、を有しており、前記微小ビーズが固着されている部分は、前記微小ビーズが固着されずに前記バインダのみとなっている部分よりも映像源側へ突出して前記微細凹凸形状が形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
請求項１４の発明は、請求項１２又は請求項１３に記載の反射スクリーンにおいて、前記微細凹凸形状には、スクリーン面と平行となる平坦面が実質的に形成されていないこと、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項１５の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の反射スクリーンにおいて、前記正反射防止層は、微小な単位レンズ形状を一次元、又は、２次元方向に配列したレンズアレイが形成されており、前記レンズアレイにより正反射する成分を低減させること、を特徴とする反射スクリーンである。
請求項１６の発明は、請求項１０から請求項１５までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、前記正反射防止層のさらに映像源側には、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも一つの処理が前記正反射防止層の表面形状に沿って施されており、前記正反射防止層の正反射する成分を低減させる機能を保ったまま帯電防止、ハードコート、防汚の機能を有していること、を特徴とする反射スクリーンである。
請求項１７の発明は、請求項１から請求項１６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（１３，２３）は、反射率が４０％以上であること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項１８の発明は、請求項１から請求項１７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（１３，２３）は、拡散反射率Ｒｄが１０％以上、かつ、７０％以下の範囲内であること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項１９の発明は、請求項１８に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射層（１３，２３）は、その表面に表面拡散処理が施されていることにより前記拡散反射率Ｒｄを前記所定の範囲内としていること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項２０の発明は、請求項１から請求項１９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（３３）は、拡散反射率Ｒｄの異なる複数の領域（３３ａ，３３ｂ）を組み合わせて形成されていること、を特徴とする反射スクリーン（３０）である。
請求項２１の発明は、請求項１から請求項２０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（１３，２３）は、高反射率の反射フィルム、又は、反射板により形成されており、前記反射フィルム、又は、前記反射板は、前記単位形状（１２，２２）及び前記光吸収部（１４，２４）に対して接着層（１７，２７）、又は、粘着層を用いて積層されていること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項２２の発明は、請求項２１に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射フィルム又は前記反射板（１３，２３）と前記単位形状（１２，２２）及び前記光吸収部（１４，２４）との間隔は、前記単位形状の前記反射層側の幅の内で幅の狭い側の寸法の１／２以下であること、を特徴とする反射スクリーン（１０，２０）である。
請求項２３の発明は、請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の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、を特徴とする反射スクリーンである。

請求項２４の発明は、請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載の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裏面側頂部に対応する部分にのみ前記反射層を形成する反射層形成工程と、前記反射層を形成した後に、前記光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、を備える反射スクリーンの製造方法である。
請求項２５の発明は、請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載の反射スクリーンの製造方法であって、前記単位形状（１２，２２）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）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層（１３，２３）を形成する反射層形成工程と、を備える反射スクリーンの製造方法である。
請求項２６の発明は、請求項２４又は請求項２５に記載の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（１４，２４）を形成する材料を前記単位形状（１２，２２）の間に充填すること、を特徴とする反射スクリーンの製造方法である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）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、光を透過可能な単位形状と、光吸収部と、反射層とを備えるので、水平、垂直のいずれの方向からの不要な外光であっても、これを吸収し、コントラストの高い映像を表示することができる。また、水平、垂直の両方向について視野角度を制御することができる。

（２）単位形状は、基材層の裏面側に、凸状に形成されており、裏面側の方が基材側よりも尖っている錐台形状であるので、型抜けがよく製造が容易である簡単な形状とすることができる。

（３）単位形状のスクリーン面に対して平行な断面形状は、反射スクリーンの使用状態における上下方向寸法の方が左右方向寸法よりも大きいので、水平方向の視野角度を垂直方向の視野角度よりも広くすることができる。

（４）単位形状のスクリーン面に対して平行な断面形状は、基材層に近い位置では略長方形であって、裏面側に近くなるに従い略楕円形状となるので、水平及び垂直方向以外の斜め方向の視野角度についても積極的に制御することができる。

（５）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。

（６）光吸収部は、光を吸収する微小ビーズを含むので、簡単且つ確実に外光の吸収作用を得ることができる。

（７）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、裏面保護層を形成することなく、微小ビーズを固定することができる。

（８）反射層は、単位形状の裏面側頂部に対応する部分のみに形成されているので、容易に製造をすることができる。

（９）映像源側の表面には、アンチグレア処理、反射防止処理、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも一つの処理が施されているので、使用環境に応じて適切な処理を選択することにより、より高品質な反射スクリーンとすることができる。

（１０）映像源側の表面には、正反射する成分を低減させる正反射防止層が形成されているので、映像源や、照明光が反射スクリーン表面に移りこむことを防止し、より鮮明な画像を表示することができる。

（１１）正反射防止層によるヘイズ値は、２５％以上、かつ、９０％以下の範囲内にあるので、白みがかってしまうことなく映り込みを効果的に防止することができる。

（１２）正反射防止層は、表面に微細凹凸形状が形成されており、微細凹凸形状により正反射する成分を低減させるので、製造が容易であって、かつ、確実に移り込みを防止することができる。

（１３）正反射防止層は、多数の微小ビーズと、微小ビーズを固着するバインダと、を有しており、微小ビーズが固着されている部分は、微小ビーズが固着されずにバインダのみとなっている部分よりも映像源側へ突出して微細凹凸形状が形成されているので、微小ビーズを混合する割合を変更することにより、任意に正反射防止効果及び拡散効果を設定することができる。

（１４）微細凹凸形状には、スクリーン面と平行となる平坦面が実質的に形成されていないので、映像源の映り込みを確実に防止することができる。

（１５）正反射防止層は、微小な単位レンズ形状を一次元、又は、２次元方向に配列したレンズアレイが形成されており、レンズアレイにより正反射する成分を低減させるので、映像源の映り込みを防止しながら、視域を任意に設定することができる。

（１６）正反射防止層のさらに映像源側には、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも一つの処理が正反射防止層の表面形状に沿って施されており、正反射防止層の正反射する成分を低減させる機能を保ったまま帯電防止、ハードコート、防汚の機能を有しているので、使用環境に応じて適切な処理を選択することにより、映像源の映り込みを防止しながらより高品質な反射スクリーンとすることができる。

（１７）反射層は、反射率が４０％以上であるので、輝度の高い映像を表示することができる。

（１８）反射層は、拡散反射率Ｒｄが１０％以上、かつ、７０％以下の範囲内であるので、視域が極端に狭くなることなく、かつ、反射効率も高くバランスよい反射を行うことができる。

（１９）反射層は、その表面に表面拡散処理が施されていることにより拡散反射率Ｒｄを所定の範囲内としているので、反射光の拡散度合を任意に設定することができる。

（２０）反射層は、拡散反射率Ｒｄの異なる複数の領域を組み合わせて形成されているので、拡散反射率Ｒｄが小さいほど高くなる正面のピーク輝度と、拡散反射率Ｒｄが大きいほど高くなる大きな観察角度に分布する輝度分布との間で、輝度を任意に設定、制御することができる。

（２１）反射フィルム、又は、反射板は、単位形状及び光吸収部に対して接着層、又は、粘着層を用いて積層されているので、反射層の形成をより簡単に行うことができる。また、反射層の特性を自由に設定することができる。

（２２）反射フィルム又は反射板と単位形状及び光吸収部との間隔は、単位形状の反射層側の幅の内で幅の狭い側の寸法の１／２以下であるので、反射層により反射した後に光透過部へ再入射させるべき反射光が光吸収部へ入射してしまうことを防止でき、スクリーンとしての反射効率の低下を防止することができる。

（２３）不使用時には、巻き上げることが可能であるので、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。

（２４）単位形状賦型工程と、形成された単位形状の裏面側頂部に対応する部分にのみ反射層を形成する反射層形成工程と、反射層を形成した後に、光吸収部を形成する光吸収部形成工程とを備えるので、光吸収部の形成は、裏面の全面に光吸収部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。

（２５）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層を形成する反射層形成工程とを備えるので、反射層の形成は、裏面の全面に反射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。

（２６）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。

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得ることができ、必要な方向の視野角度を広くすることができるようにするという目的を、光を透過可能な単位形状をスクリーン面に沿って２次元方向に多数並べて配列し、その間に光吸収部を形成することにより製造が容易な形態で実現した。

図１は、実施例１における反射スクリーン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、形状などを適宜誇張して示している。
本実施例における反射スクリーン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、下方からの映像光は、効率よく観察者側へ反射し、不要光は、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。
反射スクリーン１０は、ベース部１１，単位形状１２，反射層１３，光吸収部１４，正反射防止層１５，接着層１７等を備えている。

ベース部１１は、単位形状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など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基材層であり、本実施例では、アクリルを使用している。なお、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。

図２は、反射スクリーン１０から反射層１３及び接着層１７を取り除いた状態を裏面上方から見た斜視図である。
単位形状１２は、光を透過可能な樹脂によってベース部１１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１１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。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。

図３は、単位形状１２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。
単位形状１２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、反射スクリーン１０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、単位形状１２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２参照）＝０．２００ｍｍとなっている。また、単位形状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。

反射層１３は、高反射率（Ｒｔ＝７０．６％，Ｒｄ＝６０．８％）のアルミニウム板であって、光透過性の高い紫外線硬化型の接着剤により形成された接着層１７により単位形状１２及び光吸収部１４の裏面側に接着固定されている。このような構成とするために、あらかじめ単位形状１２の間に光吸収部１４を形成しておき、その後に反射層１３を透過性の高い接着層１７により接着する。なお、接着層１７の代わりに粘着層を用いることもできる。

ここで、反射層１３は、反射率が４０％以上であることが望ましく、さらに、拡散反射率Ｒｄが１０％以上、かつ、７０％以下の範囲内であることが望ましい。拡散反射率Ｒｄが低すぎると、鏡面反射の状態なので、視域が非常に狭くなり実用に適さない。また、拡散反射率Ｒｄが高すぎると、視域は広がるが、拡散反射した光が光吸収部に吸収される割合が増え、反射効率が低下してしまう。検討の結果１０〜７０％であれば、このバランスがよいことが判った。従って、このような拡散反射率Ｒｄの条件を満足させるために、反射層の反射面に表面拡散処理を施すなどしてもよい。
なお、上記拡散反射率Ｒｄの測定には、ヘイズ・透過・反射率計ＨＲ−１００型（株式会社村上色彩技術研究所製）を使用した。
また、反射層１３となるアルミニウム板と単位形状１２及び光吸収部１４との間隔、すなわち、接着層１７の厚さｔは、単位形状１２の反射層１３側（裏面側）の幅の狭い側の寸法（図３中の幅ａ）の１／２以下であることが望ましい。間隔がこれ以上離れてしまうと、反射層１３により反射した後に再び単位形状１２へ入射させるべき反射光の多くが光吸収部１４へ入射してしまい、スクリーンとしての反射効率が著しく低下してしまうからである。

光吸収部１４は、単位形状１２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。単位形状１２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１４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。
本実施例における光吸収部１４は、不図示の黒色ビーズを満遍なく充填することにより形成されている。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って、光吸収部１４内でこのビーズが存在しない隙間は、空隙となっている。この構成により、光吸収部１４が容易に変形することが可能となり、反射スクリーン１０を巻き上げ式とするような場合には、必要な柔軟性を得るのに都合がよい構成である。

図４は、本実施例における反射スクリーン１０の使用状態を示す垂直断面図である。
図５は、本実施例における反射スクリーン１０の使用状態を示す水平断面図である。
なお、図４，５では、室内照明Ｇ，映像源Ｌ，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、各光線の入射角度など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。
反射スクリーン１０では、図４，５に示すように映像源Ｌから投影される映像光線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４は、単位形状１２内を導波して光吸収部１４との境界面（全反射面）で全反射を行う。光吸収部１４は、黒色ビーズを充填しているが、その隙間は、空隙であることから、光吸収部１４の屈折率は、単位形状１２の屈折率よりも屈折率が低く、したがって、この全反射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、単位形状１２と光吸収部１４との境界面で全反射した映像光線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４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などして観察可能な光線として観察者方向へ戻される。
また、映像源Ｌから投影される映像光線Ｌ２，Ｌ５のように、全反射面により全反射されること無く反射層１３により反射されるものも存在する。

これらの他にも、多数の映像光線の進み方が存在しているが、全反射面の間隔が近いと、映像光線Ｌ３，Ｌ４のように複数回全反射を繰返す確率が高くなり、反射スクリーンからの出射角度（スクリーン面に対する出射角度、すなわちスクリーン面の法線と出射光線との成す角度により定義される出射角度。以下同様とする）が大きくなる。

先に述べたように、単位形状１２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、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、単位形状１２と光吸収部１４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、大きな出射角度で反射スクリーン１０から出射する映像光が多くなる。反射スクリーンでは、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、単位形状１２のスクリーン面に対して平行な断面形状を、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。

一方、反射スクリーン１０の上方に設けられた室内照明Ｇなどからの外光Ｇ１，Ｇ２、及び、左右方向からの外光Ｇ３などは、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、外光が観察位置に戻る割合を非常に少なくすることができる。

正反射防止層1５は、表面に多数の微細凹凸形状が無作為に形成された層であり、本実施例では、全透過効率≒９０％、拡散透過率≒３７％、ヘイズ値≒４２％である市販の拡散フィルム（株式会社きもと製ＴＬ−４）を使用した。なお、上記ヘイズ値及び以下に示すヘイズ値の測定には、ヘイズ・透過・反射率計ＨＲ−１００型（株式会社村上色彩技術研究所製）を使用した。
正反射防止層1５は、以下の機能を有している。
（１）プロジェクター光源エンジン部が反射スクリーン最表面に映り込んで観察されてしまうことを防止する。
（２）反射スクリーンに投影された画像の観察可能な角度を広げる。

ここで、上記（１）の機能については、層内部に拡散材を混入させたタイプの拡散層（拡散フィルム）を用いたのでは、達成することができない。この機能を達成するためには、表面に微細な凹凸形状を有していることが必要である。そして、この微細凹凸形状による光の拡散度に応じて映像源の映り込み防止効果の程度を調節することができる。拡散の度合いが少なすぎると映り込みを抑えきれないが、かといって拡散度合いを強くしすぎるとスクリーンが白みがかって観察されてしまう。そこで、拡散度の異なる多数の拡散フィルムを評価したところ、正反射防止層1５のヘイズ値としては、ヘイズ値２５％以上、９０％以下の範囲とすると、白みがかってしまうことなく映り込みを効果的に防止することができることが判った。
ただし、ヘイズ値が上記範囲にあったとしても、表面の形状によっては、上記（１）の機能を達成できない場合があった。

図６は、正反射防止層の表面形状の違いによる映像源の映り込み防止効果の違いについて説明する図である。
図６（ａ）のようにスクリーン面と平行となる平坦面が多数存在していると、その平坦面において正反射する成分が多数存在することから、映像源の映り込みが発生してしまう。一方、仮に、図６（ａ）と図６（ｂ）とがヘイズ値としては同じ値を示すとしても、図６（ｂ）のように、スクリーン面と平行となる平坦面が実質的に形成されておらず、全面が凹凸形状に覆われていることが上記（１）の映像源の映り込みを防止するために望ましい。なお、スクリーン面と並行ではないとしても、同一の方向を向いた平坦面が多数存在していても、特定の方向から観察すると映像源の映り込みが生じる恐れがあるので、平坦面ができる限り少ないことがより望ましい。

次に、本実施例における反射スクリーン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形状１２を賦型する。この単位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、ペット（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などを用いた熱溶融押出し成型により行ってもよい。

（光吸収部形成工程）
単位形状１２を形成した後に、光吸収部１４を形成した。黒色ビーズを単位形状１２の間に満遍なく充填させるために、スキージング（ワイピング）を行った。なお、黒色ビーズの直径は、１〜１０μｍ程度が望ましい。それよりも小さいとスキージングによるかきとりが難しくなり、１０μｍを越えると単位形状１２の隙間への充填が困難となり、充填不足となるからである。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。

（反射層形成工程）
光吸収部１４を形成した後に、反射層１３を形成する。反射層１３に使用するアルミニウム板上に均一に紫外線硬化型の透明な接着剤を塗布し、単位形状１２及び光吸収部１４の裏面側に貼り合わせた。そして前面側から紫外線を照射して接着剤を硬化させて接着層１７として、反射層１３を単位形状１２に固定した。

（正反射防止層形成工程）
最後に、前面側の最表面に正反射防止層１５を形成した。本実施例では、先に示した市販の拡散フィルムをラミネート加工することにより、正反射防止層１５とした。
以上の各工程を行うことにより、反射スクリーン１０を得た。

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高い反射率を有し、また、水平方向の視野角度を特に広くすることができた。また、外光については、上下左右いずれの方向から到達するものであっても、十分に吸収することができた。
このように、本実施例によれば、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得ることができ、必要な方向の視野角度を広くすることができる。また、この反射スクリーン１０は、上述したように容易に製造することができる。

図７は、実施例２における反射スクリーン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８は、反射スクリーン２０から反射層２３及び接着層２７を取り除いた状態を裏面上方から見た斜視図である。
実施例２の反射スクリーン２０は、実施例１における単位形状１２の形状を変更した単位形状２２とした他は、実施例１の反射スクリーン１０と同様な形態をしている。従って、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。
反射スクリーン２０は、ベース部２１，単位形状２２，反射層２３，光吸収部２４，正反射防止層２５，接着層２７等を備えている。

単位形状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９は、単位形状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。
単位形状２２のスクリーン面に対して平行な断面形状は、ベース部２１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、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、単位形状２２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７参照）＝０．２００ｍｍとなっている。また、単位形状２２は、屈折率１．５６の紫外線硬化樹脂により形成されている。

本実施例では、単位形状２２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。

図１０は、実施例３における反射スクリーン３０を示す図である。図１０（ａ）は、裏面側から一部を透視して見た図であり、図１０（ｂ）は、断面図である。
実施例３における反射スクリーン３０は、実施例１における反射層１３を改良した反射層３３を用い、また、光吸収部３４を反射層３３の形成をしやすいように変更した他は、実施例１と同様な形態である。従って、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。
反射スクリーン３０は、ベース部３１，単位形状３２，反射層３３，光吸収部３４，正反射防止層３５等を備えている。

反射層３３は、正反射層３３ａと拡散反射層３３ｂとを組み合わせて形成されている。
正反射層３３ａは、拡散反射率Ｒｄ（３３ａ）が拡散反射層３３ｂの拡散反射率Ｒｄ（３３ｂ）よりも小さな反射層であり、反射層を形成する前に光吸収部３４を形成し、その後に、スクリーン印刷で、部分的に（例えば、図１０に示すようなドット状、又は、網目状）に印刷して形成された層である。ここで、光吸収部３４は、単位形状１２を形成する材料の屈折率よりも屈折率が低い樹脂に黒色ビーズを混練して形成した。これにより、正反射層３３ａを印刷により形成することが可能となった。

拡散反射層３３ｂは、上述のように、拡散反射率Ｒｄ（３３ｂ）が正反射層３３ａの拡散反射率Ｒｄ（３３ａ）よりも高い層であり、正反射層３３ａを形成した後に全面に印刷形成される層である。
このように拡散反射率Ｒｄの異なる複数の領域を組み合わせて反射層を形成したので、これら各領域の占める面積比率を変更することにより、正反射の強い反射光と拡散反射の強い反射光との割合を適宜設定することができる。よって、正面のピーク輝度と、観察角度分布の割合を任意に制御することができる。

（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。
（１）各実施例において、光吸収部形成工程の後に反射層形成工程を行う例を示したが、これに限らず、例えば、反射層形成工程の後に光吸収部形成工程を行ってもよい。この場合、例えば、単位形状の裏面側頂部に対応する部分にのみ反射層を形成するようにしてもよい。そのようにすることにより、光吸収部形成工程では、光吸収部を形成する材料が裏面全体に付着してもよく、光吸収部形成工程を簡単に行うことができる。

（２）実施例１及び実施例２において、光吸収部は、黒色ビーズを充填することにより形成した例を示したが、これに限らず、例えば、黒色ビーズを混練した樹脂により形成してもよい。その場合、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黒色ビーズを混練して光吸収部を形成するとよい。

（３）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。

（４）各実施例において、正反射防止層として市販の拡散フィルムを用いた例を示したが、これに限らず、例えば、正反射防止層として多数の微小ビーズとこれを固着するバインダとを混練して、微小ビーズが固着されずにバインダのみとなっている部分よりも微小ビーズが固着されている部分を映像源側へ突出させて微細凹凸形状を形成してもよい。

（５）各実施例において、正反射防止層として不規則なマット状の微細凹凸形状を用いた例を示したが、これに限らず、例えば、微小な単位レンズ形状を１次元、又は、２次元方向に配列したレンズアレイを形成して、このレンズアレイにより正反射する成分を低減させるようにしてもよい。

（６）各実施例において、正反射防止層のさらに映像源側に、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも一つの処理を正反射防止層の表面形状に沿って施してもよい。そうすることにより、正反射防止層の正反射する成分を低減させる機能を保ったまま帯電防止、ハードコート、防汚の機能を追加することができる。

実施例１における反射スクリーン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。 反射スクリーン１０から反射層１３及び接着層１７を取り除いた状態を裏面上方から見た斜視図である。 単位形状１２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。 本実施例における反射スクリーン１０の使用状態を示す垂直断面図である。 本実施例における反射スクリーン１０の使用状態を示す水平断面図である。 正反射防止層の表面形状の違いによる映像源の映り込み防止効果の違いについて説明する図である。 実施例２における反射スクリーン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。 反射スクリーン２０から反射層２３及び接着層２７を取り除いた状態を裏面上方から見た斜視図である。 単位形状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。 実施例３における反射スクリーン３０を示す図である。

符号の説明

１０，２０，３０ 反射スクリーン
１１，２１，３１ ベース部
１２，２２，３２ 単位形状
１３，２３，３３ 反射層
３３ａ 正反射層
３３ｂ 拡散反射層
１４，２４，３４ 光吸収部
１５，２５，３５ 正反射防止層
１７，２７ 接着層
Ｌ プロジェクター光学エンジン部（映像源）

Claims (26)

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、
   スクリーン面に沿って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する反射層と、
   を備える反射スクリーン。
2. 請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記単位形状を形成する土台となる光透過性を有した基材層を備え、
   前記単位形状は、前記基材層の裏面側に、凸状に形成されており、裏面側の方が前記基材側よりも尖っている錐台形状であること、
   を特徴とする反射スクリーン。
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、
   前記単位形状のスクリーン面に対して平行な断面形状は、反射スクリーンの使用状態における上下方向寸法の方が左右方向寸法よりも大きいこと、
   を特徴とする反射スクリーン。
4. 請求項２又は請求項３に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記単位形状のスクリーン面に対して平行な断面形状は、前記基材層に近い位置では略長方形であって、裏面側に近くなるに従い略楕円形状となること、
   を特徴とする反射スクリーン。
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、
   を特徴とする反射スクリーン。
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、
   を特徴とする反射スクリーン。
7. 請求項６に記載の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、
   を特徴とする反射スクリーン。
8. 請求項１から請求項７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、前記単位形状の裏面側頂部に対応する部分のみに形成されていること、
   を特徴とする反射スクリーン。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
   映像源側の表面には、アンチグレア処理、反射防止処理、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも一つの処理が施されていること、
   を特徴とする反射スクリーン。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
    映像源側の表面には、正反射する成分を低減させる正反射防止層が形成されていること、
    を特徴とする反射スクリーン。
11. 請求項１０に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記正反射防止層によるヘイズ値は、２５％以上、かつ、９０％以下の範囲内にあること、
    を特徴とする反射スクリーン。
12. 請求項１０又は請求項１１に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記正反射防止層は、表面に微細凹凸形状が形成されており、前記微細凹凸形状により正反射する成分を低減させること、
    を特徴とする反射スクリーン。
13. 請求項１２に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記正反射防止層は、多数の微小ビーズと、前記微小ビーズを固着するバインダと、を有しており、
    前記微小ビーズが固着されている部分は、前記微小ビーズが固着されずに前記バインダのみとなっている部分よりも映像源側へ突出して前記微細凹凸形状が形成されていること、
    を特徴とする反射スクリーン。
14. 請求項１２又は請求項１３に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記微細凹凸形状には、スクリーン面と平行となる平坦面が実質的に形成されていないこと、
    を特徴とする反射スクリーン。
15. 請求項１０又は請求項１１に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記正反射防止層は、微小な単位レンズ形状を一次元、又は、２次元方向に配列したレンズアレイが形成されており、前記レンズアレイにより正反射する成分を低減させること、
    を特徴とする反射スクリーン。
16. 請求項１０から請求項１５までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記正反射防止層のさらに映像源側には、帯電防止処理、ハードコート処理、防汚処理の少なくとも一つの処理が前記正反射防止層の表面形状に沿って施されており、
    前記正反射防止層の正反射する成分を低減させる機能を保ったまま帯電防止、ハードコート、防汚の機能を有していること、
    を特徴とする反射スクリーン。
17. 請求項１から請求項１６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、反射率が４０％以上であること、
    を特徴とする反射スクリーン。
18. 請求項１から請求項１７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、拡散反射率Ｒｄが１０％以上、かつ、７０％以下の範囲内であること、
    を特徴とする反射スクリーン。
19. 請求項１８に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記反射層は、その表面に表面拡散処理が施されていることにより前記拡散反射率Ｒｄを前記所定の範囲内としていること、
    を特徴とする反射スクリーン。
20. 請求項１から請求項１９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、拡散反射率Ｒｄの異なる複数の領域を組み合わせて形成されていること、
    を特徴とする反射スクリーン。
21. 請求項１から請求項２０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、高反射率の反射フィルム、又は、反射板により形成されており、
    前記反射フィルム、又は、前記反射板は、前記単位形状及び前記光吸収部に対して接着層、又は、粘着層を用いて積層されていること、
    を特徴とする反射スクリーン。
22. 請求項２１に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記反射フィルム又は前記反射板と前記単位形状及び前記光吸収部との間隔は、前記単位形状の前記反射層側の幅の内で幅の狭い側の寸法の１／２以下であること、
    を特徴とする反射スクリーン。
23. 請求項１から請求項２２までのいずれか１項に記載の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、
    を特徴とする反射スクリーン。
24. 請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載の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裏面側頂部に対応する部分にのみ前記反射層を形成する反射層形成工程と、
    前記反射層を形成した後に、前記光吸収部を形成する光吸収部形成工程と、
    を備える反射スクリーンの製造方法。
25. 請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載の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層を形成する反射層形成工程と、
    を備える反射スクリーンの製造方法。
26. 請求項２４又は請求項２５に記載の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、
    を特徴とする反射スクリーンの製造方法。
    

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