JP2008039901A - 反射スクリーン、映像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】明るさが均一で、コントラストが高く、ムラのない良好な映像を得ることができる反射スクリーン、映像表示システムを提供する。
【解決手段】スクリーン面に直交する断面において、単位プリズム形状に形成された光透過部１２と、光透過部１２と交互に並べて形成された光吸収部１３と、裏面側に形成された反射層１４とを備えた反射スクリーン１０とし、光透過部１２と光吸収部１３とが並ぶ方向に沿って、映像源Ｌから離れるにしたがって光透過部１２の形状を変化させた。光透過部１２の光吸収部１３との境界面となる２つの面のうち映像源Ｌに近い第１の面１２ａがスクリーン面の法線方向となす角度は、映像源Ｌから離れるにしたがって大きくなり、他方の面である第２の面１２ｂがスクリーン面の法線方向となす角度は、映像源Ｌから離れるにしたがって小さくなるものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像源から投射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、映像表示システム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（観察面側）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にレンチキュラーレンズの配列方向と直交する方向に配列されたリニアフレネルレンズと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、これまでの反射スクリーンは、照明が点いた部屋や日中の屋外等、映像光以外の照明光等の不要な光（以下、外光とする）が多い場所では、外光によって映像のコントラストが低下して鮮明な映像が表示できず、映像が見難くいという問題があった。
また、よりコントラストの高い画像を得たいという要求、及び、投射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。
さらに、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。

特許文献４には、斜め前方（観察者側）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。
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、明るさが均一で、ムラのない良好な映像を得ることができる反射スクリーン、映像表示システム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（Ｌ）から投射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、光を透過する光透過部と（１２，２２）、光を吸収する光吸収部（１３，２３）と、少なくとも前記光透過部の裏面側に設けられ、前記光透過部を通過した光を反射する反射層（１４，２４）と、を備え、前記光透過部と前記光吸収部とは、スクリーン面に沿って交互に多数並べられて形成されており、前記光透過部は、スクリーン面に直交する断面における形状がスクリーン面に沿った方向で位置によって変化していること、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、スクリーンの使用状態において、前記光透過部と前記光吸収部（１３，２３）とが並ぶ方向で、前記映像源（Ｌ）から離れるにしたがって形状が変化していること、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、スクリーン面に直交する断面において、裏面側における幅よりも観察面側における幅のほうが広い略台形形状である単位プリズム形状であること、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３に記載の反射スクリーンにおいて、前記光透過部（１２，２２）と前記光吸収部（１３，２３）との境界面となる２つの面（１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ）と、前記光透過部（１２，２２）と前記反射層（１４，２４）との境界面となる面（１２ｃ，２２ｃ）とのうちの少なくとも１つは、スクリーン面の法線方向となす角度が変化していること、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、前記光透過部（１２）は、前記光透過部と前記光吸収部（１３）との境界面となる２つの面（１２ａ，１２ｂ）のうち、少なくとも１つの面がスクリーン面の法線方向となす角度が変化していること、を特徴とする反射スクリーン（１０）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、前記光透過部（１２）と前記光吸収部（１３）との境界面となる２つの面（１２ａ，１２ｂ）のうち、スクリーンの使用状態において、前記映像源（Ｌ）に近い側の面を第１の面（１２ａ）とし、他方の面を第２の面（１２ｂ）とすると、前記第１の面がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って前記映像源から離れるにしたがって、大きくなっていること、を特徴とする反射スクリーン（１０）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項に記載の反射スクリーンにおいて、前記光透過部（１２）と前記光吸収部（１３）との境界面となる２つの面（１２ａ，１２ｂ）のうち、スクリーンの使用状態において、前記映像源（Ｌ）に近い側の面を第１の面（１２ａ）とし、他方の面を第２の面（１２ｂ）とすると、前記第２の面がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って前記映像源から離れるにしたがって、小さくなっていること、を特徴とする反射スクリーン（１０）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、前記光透過部（２２）の裏面側の面であり、前記反射層（２４）との境界面となる第３の面（２２ｃ）がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って前記映像源（Ｌ）から離れるにしたがって、小さくなっていること、を特徴とする反射スクリーン（２０）である。
請求項９の発明は、請求項８に記載の反射スクリーンにおいて、前記第３の面（２２ｃ）は、スクリーン面に沿って前記映像源（Ｌ）から離れるにしたがって、前記第３の面の端部のうち前記映像源から遠い方の端部が、映像源に近い方の端部よりも観察面側となるように、変化していること、を特徴とする反射スクリーン（２０）である。
請求項１０の発明は、請求項８又は請求項９に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射層（２４）は、光を鏡面反射すること、を特徴とする反射スクリーン（２０）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、スクリーンの使用状態における上下方向で、スクリーン面に直交する断面における形状が変化していること、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項に記載の反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（１３，２３）は、前記光透過部（１２，２２）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１３の発明は、請求項１から請求項１２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（１３，２３）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１４の発明は、請求項１３に記載の反射スクリーンにおいて、前記光吸収部（１３，２３）は、前記光透過部（１２，２２）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（１０，２０）である。
請求項１５の発明は、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、最も観察面側の表面（１５，２５）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、紫外線吸収処理の少なくとも１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（１０，２０）である。
請求項１６の発明は、請求項１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（１０，２０）と、前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源（Ｌ）と、を備える映像表示システムである。
請求項１７の発明は、請求項１６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の使用状態において、前記反射スクリーン（１０，２０）の中央よりも下方に設置されること、を特徴とする映像表示システムである。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）スクリーン面に対して直交する断面において、光を透過する光透過部と、光を吸収する光吸収部と、光透過部を通過した光を反射する反射層とを備え、光透過部と光吸収部とは、スクリーン面に沿って交互に多数並べられて形成されており、光透過部は、スクリーン面に直交する断面における形状がスクリーン面に沿った方向で位置によって変化しているので、スクリーン上の位置によって、映像光や不要な外光の入射角度等が異なる場合に、不要な外光を効率よく吸収し、コントラストが高く、明るさが均一で、ムラのない映像を表示できる。

（２）光透過部は、スクリーンの使用状態において、光透過部と光吸収部とが並ぶ方向で、映像光を投射する映像源から離れるにしたがって形状が変化しているので、スクリーン上の位置によって、映像光や不要な外光の入射角度等が異なる場合に、不要な外光を効率よく吸収し、コントラストが高く、明るさが均一で、ムラのない映像を表示できる。

（３）光透過部は、スクリーン面に直交する断面において、裏面側における幅よりも観察面側における幅のほうが広い略台形形状である単位プリズム形状であるので、映像光を必要な方向へ効率よく反射させることができる。

（４）光透過部と光吸収部との境界面となる２つの面と、光透過部と反射層との境界面となる面とのうちの少なくとも１つは、スクリーン面の法線方向となす角度が変化しているので、映像光を必要な方向へ効率よく反射させることができ、かつ、不要な外光を効率よく吸収できる。

（５）光透過部は、光透過部と光吸収部との境界面となる２つの面のうち、少なくとも１つの面がスクリーン面の法線方向となす角度が変化しているので、映像光を必要な方向へ効率よく反射させることができ、かつ、不要な外光を効率よく吸収できる。

（６）光透過部と光吸収部との境界面となる２つの面のうち、スクリーンの使用状態において、映像源に近い側の面を第１の面とし、他方の面を第２の面とすると、第１の面がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って映像源から離れるにしたがって、大きくなっているので、映像光を観察者の位置へ戻し、かつ、不要な外光を効率よく吸収できるので、コントラストが高く、ムラのない映像を表示できる。

（７）光透過部と光吸収部と境界面となる２つの面のうち、スクリーンの使用状態において、映像源に近い側の面を第１の面とし、他方の面を第２の面とすると、第２の面がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って映像源から離れるにしたがって、小さくなっているので、映像光を効率よく観察者の位置へ戻し、かつ、不要な外光を吸収できるので、コントラストが高く、ムラのない映像を表示できる。

（８）光透過部の裏面側の面であり、反射層との境界面となる第３の面がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って映像源から離れるにしたがって、小さくなっているので、映像光を効率よく観察者の位置へ戻すことができ、ムラのない明るい映像を表示できる。

（９）第３の面は、スクリーン面に沿って映像源から離れるにしたがって、第３の面の端部のうち映像源から遠い方の端部が、映像源に近い方の端部よりも観察面側となるように変化しているので、映像光を効率よく観察者の位置へ戻すことができ、ムラのない明るい映像を表示できる。

（１０）反射層は、光を鏡面反射するので、映像光を効率よく観察者の位置へ戻すことができる。

（１１）光透過部は、スクリーンの使用状態における上下方向で、スクリーン面に直交する断面における形状が変化しているので、スクリーンの使用状態における上下方向で明るさが均一であり、コントラストが高く、ムラのない良好な映像を表示できる。

（１２）光吸収部は、光透過部の屈折率よりも屈折率が低いので、光透過部と光吸収部との境界面で映像光を全反射面することができ、反射損失を最小限とし、明るい映像を表示できる。

（１３）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。

（１４）光吸収部は、光透過部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、裏面側に光吸収部を保護するための層等を形成することなく、微小ビーズを固定できる。

（１５）最も観察面側の表面には、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、紫外線吸収処理の少なくとも１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。

（１６）映像表示システムは、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射する映像源とを備えているので、照明等の点いた明るい室内であっても、コントラストが高く、明るさが均一で、ムラのない良好な映像を表示することができる。

（１７）映像表示システムは、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よりも下方に映像源を設置するので、机上等に設置された映像源から反射スクリーンに映像光を投射して使用することができ、簡単な装置で良好な映像を表示できる。

本発明は、コントラストが高く、明るさが均一で、ムラのない良好な映像を得ることができる反射スクリーン、及び、これを備えた映像表示システムを提供するという目的を、スクリーンに直交する断面において、単位プリズム形状に形成された光を透過する光透過部と、光を吸収する光吸収部とを、スクリーン面に沿って交互に並べて多数配列し、スクリーンに直交する断面での光透過部の形状を、光透過部と光吸収部とが並ぶ方向で、映像源から離れるにしたがって変化させることによって実現した。

図１は、実施例１における反射スクリーン１０を備えた映像表示システムを示した図である。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。特に図１と後述する図４とは、室内照明Ｇ，映像源Ｌ，反射スクリーン１０等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。
本実施例の映像表示システムは、反射スクリーン１０と、映像光を投射するプロジェクター光学エンジン部（映像源）Ｌとを備えている。本実施例の映像表示システムは、映像源Ｌが反射スクリーン１０の中央よりも下方に配置されており、反射スクリーン１０の下方では、映像光がスクリーン面の法線方向から入射し、反射スクリーン１０の上方では、映像光が反射スクリーンの下方から斜めに入射する。
なお、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。また、以下の明細書中において、特に断りのある場合を除いて、上下方向とは、図１に示すような反射スクリーン１０の使用状態における上下方向（垂直方向）のことである。

本実施例における反射スクリーン１０は、上述のように、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で用いられ、照明光等の不要な光（以下、外光とする）の殆どが反射スクリーン１０の上方から反射スクリーン１０に入射することを考慮して開発されたスクリーンである。そして、下方からの映像光は、効率よく観察者側へ反射し、上方からの外光は、選択的に後述の光吸収部１３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。
図１には、スクリーンの使用状態における垂直方向断面を示している。反射スクリーン１０は、ベース部１１，光透過部１２，光吸収部１３，反射層１４，表面処理層１５等を備えている。また、本実施例の反射スクリーン１０のスクリーンサイズは、１００インチ（縦約１．５ｍ×横約２．０ｍ）であり、映像源Ｌからの映像光の投射距離は、１６００ｍｍである。

ベース部１１は、光透過部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又はフィルムから形成される光透過性を有する部分であり、本実施例では、アクリル樹脂を使用している。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。

光透過部１２は、図１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台形形状である単位プリズム形状であり、スクリーン面に沿って（図１では上下方向に）多数並べられている。
光透過部１２は、屈折率１．５６の紫外線硬化型樹脂をベース部１１上に塗布し、型を当てつけた状態で紫外線を照射して硬化させることにより、単位プリズム形状が賦型され、形成されている。本実施例では、紫外線硬化型樹脂を用いて光透過部１２を形成したが、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樹脂等を用いた熱溶融押し出し成型によって形成してもよい。
光透過部１２は、スクリーン面に沿った方向、つまり、光透過部１２及び光吸収部１３が並ぶ方向で、スクリーン上の位置によって、その形状が変化している。光透過部１２の形状の詳細については、後述する。

光吸収部１３は、光透過部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。本実施例における光吸収部１３は、光を吸収する微小ビーズとして平均粒径が６μｍである黒色顔料を含有する紫外線硬化型樹脂（屈折率１．４９）をワイピング（スキージング）することにより、光透過部１２の間に充填し、紫外線を照射して形成されている。
本実施例では、黒色顔料の平均粒径を６μｍとしたが、微小ビーズの平均粒径は、１〜１０μｍ程度とすることが好ましい。これは、微小ビーズの平均粒径がこの範囲より小さいと、ワイピングによるかき取りが難しくなり、この範囲より大きいと、光透過部１２の間への充填が困難になるからである。

反射層１４は、反射スクリーン１０の裏面側に形成され、光透過部１２を通過した映像光を反射して観察者Ｏ側へ戻す層である。
本実施例では、反射層１４は、反射スクリーン１０の裏面（光透過部１２と光吸収部１３とが形成された面）全体を覆うように、高反射性を有する白色塗料をグラビアコーティングすることにより形成されている。この反射層１４に使用した白色塗料の反射率は、全光線の反射率としてＲｔ＝８３％、拡散反射率Ｒｄ＝７２％であり、光を拡散反射する。
なお、反射層１４は、グラビアリバースコート、スクリーン印刷、インクジェット方式による塗布、蒸着（アルミニウム、銀、クロム等の反射率の高い金属を用いることが望ましい）等の形成方法を用いることができる。
また、反射層１４の形成に使用する塗料としては、例えば、塗装後の表面がマットとなるつや消しの反射塗料、塗装後の表面の映り込みの大きい（テカリの強い）グロス白系の塗料、銀色系（メタリック）の塗料、マイカ（雲母）やビーズを適宜混入させた塗料等を使用してもよい。これらを適宜使い分けることにより、観察領域や輝度、光源の映り込み防止効果等を制御できる。

さらに、本実施例では、反射層１４は、高反射性を有する白色塗料をコーティングすることにより形成される例を示したが、これに限らず、その表面に反射性塗膜を形成したシート状又はフィルム状の部材を、反射スクリーンの裏面（光透過部１２及び光吸収部１３が形成された面）に粘着層等を介して貼り合せることにより形成してもよい。

表面処理層１５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、紫外線吸収等の各種表面処理が施される層であり、本実施例では、反射防止処理が施されている。なお、この表面処理層１５に施す処理は、必要に応じて適宜選択すればよい。

光透過部１２の形状について、詳細に説明する。
図２は、反射スクリーン１０のスクリーン面に直交する断面での拡大図である。なお、理解を容易にするために、ベース部１１及び表面処理層１５は省略してある。図２（ａ）は、図１に示す領域Ａ（スクリーンの使用状態において、映像源Ｌから遠い側であり、図１では反射スクリーン１０の上方）の断面であり、図２（ｂ）は、図１に示す領域Ｂ（スクリーンの使用状態において、映像源Ｌに近い側であり、図１では反射スクリーン１０の下方）の断面である。
上述のように、光透過部１２は、スクリーン面に直交する断面における形状は、光透過部１２及び光吸収部１３が並ぶ方向、つまり、反射スクリーン１０の上下方向において、映像源Ｌから離れるにしたがって形状が変化している。本実施例では、光吸収部１３との境界面となる２つの面がスクリーン面の法線方向となす角度（α１，β１，α２，β２等）が、変化している。

ここで、光透過部１２の光吸収部１３との境界面となる２つの面のうち、映像源に近い側の面（図２では、単位プリズム形状の下側の面）を第１の面１２ａとし、他方の面（図２では、単位プリズム形状の上側の面）を第２の面１２ｂとし、反射層１４との境界面となる面を第３の面１２ｃとする。なお、本実施例では、映像源Ｌは、スクリーン面の中央よりも下方に配置されており、映像源Ｌからの映像光は、反射スクリーン１０の下端付近では、スクリーン面の法線に略平行な方向から入射する。よって、単位プリズム形状の下側の面である第１の面１２ａを映像源に近い側とした。
図２（ｂ）に示すように、映像源Ｌに近い反射スクリーン１０の下方では、第１の面１２ａがスクリーン面の法線方向となす角度α１は、第２の面１２ｂがスクリーン面の法線方向となす角度β１と略等しく、光透過部１２は、上下方向で対称な形状であり、光吸収部１３は、略二等辺三角形形状である。なお、本実施例では、この位置における角度α１，角度β１は、α１＝β１＝１０°である。
しかし、映像源Ｌから離れるにしたがって、つまり、スクリーンの使用状態における上方となるにしたがって、徐々に、第１の面１２ａがスクリーン面の法線方向となす角度は大きくなり、かつ、第２の面１２ｂがスクリーン面の法線方向となす角度は小さくなっている。
そして、図２（ａ）に示すように、映像源Ｌから遠い反射スクリーン１０の上方では、第１の面１２ａがスクリーン面の法線方向となす角度α２は、第２の面１２ｂがスクリーン面の法線方向となす角度β２よりも大きくなり、光透過部１２は、上下方向で非対称な形状になっている。なお、本実施例では、この位置における角度α２，角度β２は、α２＝１０°、β２＝１５°である。

図３は、光透過部１２に入射した映像光及び外光の様子を示す図である。
図３（ａ）は、図２（ａ）と同様に、図１に示す領域Ａの断面であり、図３（ｂ）は、図２（ｂ）と同様に、図１に示す領域Ｂの断面である。
図３（ｂ）に示すように、反射スクリーン１０の映像源Ｌに近い側（本実施例では、反射スクリーン１０の下方）では、映像光Ｌ１は、光透過部１２に略水平方向（略スクリーン面の法線方向）から入射する。そのため、映像光Ｌ１は、光吸収部１３との境界面となる第１の面１２ａ，第２の面１２ｂとは臨界角を超える角度をなすため、第１の面１２ａ，第２の面１２ｂで全反射する。その後、反射層１４との境界面である第３の面１２ｃで反射して、再び第１の面１２ａ，第２の面１２ｂで全反射する等して、観察者Ｏ側へ戻される。
一方、外光Ｇ１は、反射スクリーン１０の上方から反射スクリーン１０に入射し、光透過部１２への入射角度は映像光Ｌ１に比べて大きく、第１の面１２ａに対して臨界角を超えない角度で入射し、光吸収部１３によって吸収される。

また、図３（ａ）に示すように、反射スクリーン１０の映像源Ｌから遠い側（本実施例では、反射スクリーン１０の上方）では、映像光Ｌ２は、斜め下方から反射スクリーン１０に入射し、光透過部１２への入射角度は、反射スクリーン１０の下方での入射角度よりも大きくなる。映像光Ｌ２は、主に、第２の面１２ｂで全反射して反射層１４側へ到達し、第３の面１２ｃで反射し、観察者Ｏ側へ戻される。
一方、外光Ｇ２は、反射スクリーン１０の下方での外光Ｇ１の入射角度に比べて、若干小さい入射角度で反射スクリーン１０に入射する。従って、光透過部１２への外光Ｇ２の入射角度は、反射スクリーン１０の下方での外光Ｇ１の光透過部１２への入射角度よりも小さい。ここで、第１の面１２ａがスクリーン面の法線方向となす角度α２は、反射スクリーン１０の下方で第１の面１２ａがスクリーン面の法線方向となす角度α１よりも大きくなっているので、外光Ｇ２は、多くの成分が第１の面１２ａに対して臨界角を超えない角度で入射し、光吸収部１３によって吸収される。

上述のように、本実施例によれば、スクリーン面に沿って、光透過部１２と光吸収部１３とが並ぶ方向、つまり、反射スクリーン１０の上下方向で、光透過部１２の形状が、映像源Ｌから離れるにしたがって変化しているので、スクリーン上の位置によって異なる映像光及び外光の入射角度に合わせて、効率的に映像光を反射し、かつ、外光を吸収することができる。
よって、照明の点いた明るい室内等であっても、映り込みがなく、コントラストが高く、明るさが均一であり、ムラのない良好な映像を表示することができる。

図４は、実施例２における反射スクリーン２０を備えた映像表示システムを示す図である。
本実施例の映像表示システム及び反射スクリーン２０は、光透過部２２と光吸収部２３との境界面（第１の面２２ａ，第２の面２２ｂ）ではなく、反射スクリーン２０の上下方向で、映像源Ｌから離れるにしたがって、光透過部２２の反射層２４との境界面（第３の面２２ｃ）がスクリーンの法線方向となす角度が変化する点等が、実施例１とは異なる。
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、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
本実施例の映像表示システムは、反射スクリーン２０，映像源Ｌを備えている。

本実施例の反射スクリーン２０は、ベース部２１，光透過部２２，光吸収部２３，反射層２４，表面処理層２５等を備えている。ベース部２１，光吸収部２３，表面処理層２５は、実施例１に示したベース部１１，光吸収部１３，表面処理層１５と同様の形態である。
光透過部２２は、光透過部２２及び光吸収部２３が並ぶ方向、つまり、反射スクリーン２０の上下方向で、映像源Ｌから離れるにしたがって、スクリーン面に直交する断面における形状が変化している。本実施例では、反射層２４との境界面となる面（後述する第３の面２２ｃ）が、スクリーン面の法線方向となす角度が変化している。
反射層２４は、光透過層２２を通過した光を、反射して観察面側へ戻す層である。反射層２４は、反射スクリーン２０の裏面（光透過部２２と光吸収部２３とが形成された面）全体に、高反射のシルバー色塗料を塗布して形成されており、この使用塗料の反射率は、全光線反射率Ｒｔ＝６２．７％、拡散反射率Ｒｄ＝３９．１％である。
本実施例では、反射層２４にシルバー色塗料を用いているので、光透過部２２を通過してきた光は、光透過部２２と反射層２４の境界面（第３の面２２ｃ）で、鏡面反射する。

本実施例の光透過部２２の形状の詳細について説明する。
図５は、反射スクリーン２０のスクリーン面に直交する断面での拡大図である。なお、図２同様、理解を容易にするために、ベース部２１及び表面処理層２５は省略してある。図５（ａ）は、図４に示す領域Ｃ（スクリーンの使用状態において、映像源Ｌから遠い側であり、図４では反射スクリーン２０の上方）の断面であり、図５（ｂ）は、図４に示す領域Ｄ（スクリーンの使用状態において、映像源Ｌに近い側であり、図４では反射スクリーン２０の下方）の断面である。
ここで、光透過部２２の光吸収部２３との境界面となる２つの面のうち、映像源Ｌに近い側の面（図５では、単位プリズム形状の下側の面）を第１の面２２ａとし、他方の面（図５では、単位プリズム形状の上側の面）を第２の面２２ｂとし、反射層２４との境界面となる面を第３の面２２ｃとする。
光透過部２２の第１の面２２ａ及び第２の面２２ｂは、スクリーン面の法線方向となす角度が等しく、ともに角度γである。また、この角度γは、反射スクリーン２０のいずれの位置においても一定である。なお、本実施例では、γ＝９°である。
図５（ｂ）に示すように、映像源Ｌに近い反射スクリーン２０の下方では、第３の面２２ｃがスクリーン面の法線方向となす角度は、９０°であり、第３の面２２ｃは、スクリーン面と平行である。
しかし、映像源Ｌから離れるにしたがって、つまり、反射スクリーン２０の上方となるにしたがって、徐々に、第３の面２２ｃの端部のうち、映像源Ｌから遠い方の端部２２ｃ−１（第３の面２２ｃの上方の端部）は、徐々に、映像源Ｌに近い側の端部２２ｃ−２（第３の面の下方の端部）よりも観察面側となるように傾斜していき、第３の面２２ｃがスクリーン面の法線方向となす角度は、小さくなっている。
そして、図５（ａ）に示すように、映像源Ｌから遠い反射スクリーン２０の上方では、第３の面２２ｃは、スクリーン面の法線方向と角度θ＝７０°をなし、第３の面２２ｃの上方の端部２２ｃ−１が、第３の面２２ｃの下方の端部２２ｃ−２よりも観察面側となるように傾いている。

図６は、光透過部２２に入射した映像光及び外光の様子を示す図である。
図６（ａ）は、図５（ａ）と同様に、図１に示す領域Ｃ（スクリーンの使用状態における上方）の断面であり、図６（ｂ）は、図５（ｂ）と同様に、図１に示す領域Ｄ（スクリーンの使用状態における下方）の断面である。
図６（ｂ）に示すように、反射スクリーン２０の映像源Ｌに近い側（本実施例では、反射スクリーン２０の下方）では、映像光Ｌ１は、光透過部２２に略水平方向（略スクリーン面の法線方向）から入射する。そのため、映像光Ｌ１は、光吸収部２３との境界面である第１の面２２ａ，第２の面２２ｂとは臨界角を超える角度をなすため全反射する。その後、映像光Ｌ１は、反射層２４側へ到達し、反射層２４との境界面である第３の面２２ｃで鏡面反射して、再び第１の面２２ａ，第２の面２２ｂで全反射する等して観察者Ｏ側へ戻される。
一方、外光Ｇ１は、反射スクリーン２０の上方から反射スクリーン２０に入射し、光透過部２２への入射角度は映像光Ｌ１に比べて大きく、外光Ｇ１の多くの成分が第１の面２２ａに対して臨界角を超えない角度で入射し、光吸収部２３によって吸収される。

また、図６（ａ）に示すように、反射スクリーン２０の映像源Ｌに遠い側（本実施例では、反射スクリーン２０の上方）では、映像光Ｌ２は、斜め下方から反射スクリーン２０に入射するため、光透過部２２への入射角度が反射スクリーン２０の下方での入射角度よりも大きくなる。映像光Ｌ２は、主に、第２の面２２ｂで全反射して反射層２４側へ到達し、反射層２４との境界面である第３の面２２ｃで鏡面反射する。このとき、図６（ａ）に示すように、第３の面２２ｃは、上方の端部が観察面側となるようにスクリーン面の法線方向と角度θをなしているので、映像光Ｌ２は、確実に観察者Ｏの位置へ戻される。
一方、外光Ｇ２は、反射スクリーン２０の下方での入射角度に比べて若干小さい入射角度で反射スクリーン２０に入射する。外光Ｇ２は、多くの成分が第１の面２２ａに対して臨界角を超えない角度で入射し、光吸収部２３に吸収される。

従って、本実施例によれば、スクリーン上の位置によって入射角度の異なる映像光を、観察者の位置へ確実に反射させ、かつ、外光を吸収するので、照明が点いた明るい室内でも、映り込みがなく、コントラストが高く、明るさが均一で、ムラのない良好な映像を表示できる。

（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）実施例１において、第１の面１２ａ及び第２の面１２ｂがスクリーンの法線方向となす角度を、ともに変化させる例を示したが、これに限らず、どちらか一方だけを変化させてもよい。
また、実施例１において、第１の面１２ａ及び第２の面１２ｂがスクリーンの法線方向となす角度を変化させる例を示し、実施例２において、第３の面が２２ｃスクリーンの法線方向となす角度を変化させる例を示したが、これに限らず、第１の面，第２の面とスクリーンの法線方向となす角度のいずれか一方と、第３の面がスクリーンの法線方向となす角度とを変化させてもよいし、第１の面及び第２の面がスクリーンの法線方向となす角度と、第３の面がスクリーンの法線方向となす角度との双方を変化させてもよい。

（２）各実施例において、光透過部１２，２２と光吸収部１３，２３とは、反射スクリーン１０，２０の上下方向に並べられ、光透過部１２，２２の形状は、上下方向で映像源Ｌから離れるにしたがって変化する例を示したが、これに限らず、光透過部と光吸収部とをスクリーンの使用状態において水平方向に並べ、光透過部の形状は、水平方向で映像源Ｌから離れるに従って変化させてもよく、反射スクリーンが使用される環境や、映像源及び観察者の位置等に合わせて適宜自由に選択してよい。

（３）各実施例において、光吸収部１３，２３は、光を吸収する微小ビーズとして黒色顔料を含み、光透過部１２，２２より屈折率が小さい樹脂を用いて形成される例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部の間に、光を吸収する作用を有した微小ビーズである黒色ビーズを満遍なく充填することにより形成してもよい。このとき、光吸収部よりも裏面側に黒色ビーズを固定するための保護層等を設けるとよい。このようにして光吸収部を形成すると、光吸収部内の黒色ビーズが存在しない隙間は、空隙となっており、光吸収部が容易に変形することが可能となり、反射スクリーン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

（４）各実施例において、光透過部１２，２２は、平面を組み合わせた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となっていてもよい。

（５）各実施例において、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等としてもよい。

（６）各実施例において、映像源Ｌは、反射スクリーン１０，２０の中央よりも下方に配置される例を示したが、これに限らず、例えば、映像源は、反射スクリーンの中央を通る法線付近に配置してもよい。この場合、光透過部の第１の面，第２の面，第３の面がスクリーンの法線方向となす角度の少なくとも１つは、反射スクリーンの中央から上方へは各実施例に示したように変化し、反射スクリーンの中央から下方へは、反射スクリーンの中央を通る法線に対して、反射スクリーンの中央から上方への変化と対称な形状に変化するように形成すればよい。

実施例１における反射スクリーン１０を備えた映像表示システムを示した図である。 反射スクリーン１０のスクリーン面に直交する断面での拡大図である。 光透過部１２に入射した映像光及び外光の様子を示す図である。 実施例２における反射スクリーン２０を備えた映像表示システムを示す図である。 反射スクリーン２０のスクリーン面に直交する断面での拡大図である。 光透過部２２に入射した映像光及び外光の様子を示す図である。

符号の説明

１０，２０ 反射スクリーン
１１，２１ ベース部
１２，２２ 光透過部
１２ａ，２２ａ 第１の面
１２ｂ，２２ｂ 第２の面
１２ｃ，２２ｃ 第３の面
１３，２３ 光吸収部
１４，２４ 反射層
１５，２５ 表面処理層

Claims (17)

1. 映像源から投射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、
   光を透過する光透過部と、
   光を吸収する光吸収部と、
   少なくとも前記光透過部の裏面側に設けられ、前記光透過部を通過した光を反射する反射層と、
   を備え、
   前記光透過部と前記光吸収部とは、スクリーン面に沿って交互に多数並べられて形成されており、
   前記光透過部は、スクリーン面に直交する断面における形状がスクリーン面に沿った方向で位置によって変化していること、
   を特徴とする反射スクリーン。
2. 請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記光透過部は、スクリーンの使用状態において、前記光透過部と前記光吸収部とが並ぶ方向で、前記映像源から離れるにしたがって形状が変化していること、
   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、
   前記光透過部は、スクリーン面に直交する断面において、裏面側における幅よりも観察面側における幅のほうが広い略台形形状である単位プリズム形状であること、
   を特徴とする反射スクリーン。
4. 請求項３に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記光透過部と前記光吸収部との境界面となる２つの面と、前記光透過部と前記反射層との境界面となる面とのうちの少なくとも１つは、スクリーン面の法線方向となす角度が変化していること、
   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、
   前記光透過部は、前記光透過部と前記光吸収部との境界面となる２つの面のうち、少なくとも１つの面がスクリーン面の法線方向となす角度が変化していること、
   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、
   前記光透過部と前記光吸収部との境界面となる２つの面のうち、スクリーンの使用状態において、前記映像源に近い側の面を第１の面とし、他方の面を第２の面とすると、
   前記第１の面がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って前記映像源から離れるにしたがって、大きくなっていること、
   を特徴とする反射スクリーン。
7. 請求項１から請求項６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光吸収部との境界面となる２つの面のうち、スクリーンの使用状態において、前記映像源に近い側の面を第１の面とし、他方の面を第２の面とすると、
   前記第２の面がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って前記映像源から離れるにしたがって、小さくなっていること、
   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、
   前記光透過部の裏面側の面であり、前記反射層との境界面となる第３の面がスクリーン面の法線方向となす角度は、スクリーン面に沿って前記映像源から離れるにしたがって、小さくなっていること、
   を特徴とする反射スクリーン。
9. 請求項８に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記第３の面は、スクリーン面に沿って前記映像源から離れるにしたがって、前記第３の面の端部のうち前記映像源から遠い方の端部が、映像源に近い方の端部よりも観察面側となるように、変化していること、
   を特徴とする反射スクリーン。
10. 請求項８又は請求項９に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記反射層は、光を鏡面反射すること、
    を特徴とする反射スクリーン。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記光透過部は、スクリーンの使用状態における上下方向で、スクリーン面に直交する断面における形状が変化していること、
    を特徴とする反射スクリーン。
12. 請求項１から請求項１１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、前記光透過部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。
13. 請求項１から請求項１２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。
14. 請求項１３に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記光吸収部は、前記光透過部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。
15. 請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
    最も観察面側の表面には、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、紫外線吸収処理の少なくとも１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。
16. 請求項１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と、
    前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源と、
    を備える映像表示システム。
17. 請求項１６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よりも下方に設置されること、
    を特徴とする映像表示システム。
    
    

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