JP2008225209A - 透過型スクリーン、背面投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易であり、コントラスト及び視野角を向上でき、やや上方から観察した場合にも画面の輝度が均一であり、良好な映像を表示できる透過型スクリーン、及び、これを備えた背面投射型表示装置を提供する。
【解決手段】断面形状が略台形形状である単位光学形状１２２ａと、光を吸収する光吸収部１２２ｂとがスクリーン面に沿って交互に形成され、透過型スクリーン１０の使用状態におけるスクリーン面の法線方向から見て、垂直方向に光を拡散する拡散光学シート１２０に、下向きに映像光Ｌを入射させることにより実現した。
【選択図】図２

Description

本発明は、投射された映像光を観察可能に表示する透過型スクリーン、及び、これを備えた背面投射型表示装置に関するものである。

映像光をスクリーンの背面側から投射して表示するリアプロジェクションテレビ等の背面投射型表示装置では、映像光を投影するスクリーンとして、透過型スクリーンが用いられている。このような透過型スクリーンでは、さらなるコントラストの向上、視野角の向上が、常に要求されている。

また、近年、リアプロジェクションテレビの薄型化が進み、光源部から投射された映像光が透過型スクリーンの中央を通る法線に対して角度を有する投射光学系（以下、偏心投射光学系と呼ぶ）が増えている。このような投射光学系では、光源部に近い透過型スクリーンの画面の下方が明るく、光源部から遠い透過型スクリーンの画面の上方が暗いといった画面内の明るさの不均一が生じるという問題があった。

さらに、従来の透過型スクリーン及びリアプロジェクションテレビでは、透過型スクリーンの正面方向で観察した場合は、十分な輝度の映像が得られるが、リアプロジェクションテレビの画面を立って見たとき等、透過型スクリーンの近くで、かつ、斜め上方から画面を観察した場合に、画面が暗くなって映像が観察できなくなったり、画面の明るさむらが生じたりするという問題があった。

特許文献１では、画面の輝度の均一性向上のために、単位レンズを複数並べて配置したレンズ層と、単位レンズ間に形成された外光吸収層とを有し、単位レンズと外光吸収層の境界面となる２つの全反射面（上側全反射面，下側全反射面）が、入射光の主光軸となす角度が異なり、かつ、スクリーンの上下方向において２つの全反射面が主光軸となす角度が徐々に変化するように形成されている前面板、及び、この前面板を備えた透過型スクリーンが開示されている。
しかし、上述のように、スクリーンの上下方向で単位レンズの形状を徐々に変化させて形成することは困難であり、生産コストかかるため、量産には向かないという問題があった。
特開２００５−３７５１４号公報

本発明の課題は、製造が容易であり、コントラスト及び視野角を向上でき、やや斜め上方から観察した場合にも画面の輝度が均一であり、良好な映像を表示できる透過型スクリーン、及び、これを備えた背面投射型表示装置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、本発明の実施形態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、光源部（２０）から投射された映像光（Ｌ）を観察面側へ出射させて表示する透過型スクリーンであって、所定の拡散方向において一次元に光を拡散する拡散光学シート（１２０）と、前記拡散光学シートよりも前記映像光の入射側に設けられ、前記拡散方向のうちの一方の向きである第１の向きに光を偏向して出射する偏向光学シー
ト（１１０）と、を備え、前記拡散光学シートは、前記拡散方向に平行であってスクリーン面に直交する断面での断面形状が略台形形状であり、入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面を有する単位光学形状（１２２ａ）と、光を吸収する光吸収部（１２２ｂ）とが、前記断面において、スクリーン面に沿って交互に多数配列され、前記単位光学形状の前記断面での断面形状は、前記単位光学形状の配列方向において対称であり、かつ、スクリーン面上の位置に依らず同一であること、を特徴とする透過型スクリーン（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の透過型スクリーンにおいて、前記拡散光学シート（１２０）の前記拡散方向は、スクリーン面の法線方向から見て、スクリーンの使用状態における垂直方向であり、前記偏向光学シート（１１０）の前記第１の向きは、スクリーン面の法線方向から見て下向きであること、を特徴とする透過型スクリーン（１０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の透過型スクリーンにおいて、前記偏向光学シート（１１０）よりも前記映像光（Ｌ）の出射側に設けられ、前記拡散光学シート（１２０）の前記拡散方向と直交する方向に光を拡散する第２の拡散光学シート（１３０）を備えること、を特徴とする透過型スクリーン（１０）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項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記偏向光学シート（１１０）は、光が入射する入射面（１１１ａ−１）と、前記入射面から入射した光の少なくとも一部を所定の方向に全反射する全反射面（１１１ａ−２）とを有する単位プリズム形状（１１１ａ）が、入射側に複数配列されていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０）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項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記偏向光学シートは、前記偏向光学シートの面の中心に対して、スクリーン面の法線方向から見た前記第１の向きと同じ方向に離れた点を同心円の中心とするフレネルレンズ形状を有すること、を特徴とする透過型スクリーンである。
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項に記載の透過型スクリーンにおいて、前記光吸収部（１２２ｂ）の屈折率は、前記単位光学形状（１２２ａ）の屈折率よりも低いこと、を特徴とする透過型スクリーン（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項に記載の透過型スクリーン（１０）と、前記透過型スクリーンに映像光（Ｌ）を投射する光源部（２０）と、を備える背面投射型表示装置（１）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）透過型スクリーンは、所定の拡散方向において一次元に光を拡散する拡散光学シートと、拡散光学シートよりも映像光の入射側に設けられ、拡散光学シートの拡散方向のうちの一方の向きである第１の向きに光を偏向して出射する偏向光学シートとを備え、拡散光学シートは、拡散方向に平行であり、かつ、スクリーン面に直交する断面での断面形状が略台形形状であり、入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面を有する単位光学形状と、光を吸収する光吸収部とが、その断面において、スクリーン面に沿って交互に多数配列され、単位光学形状のその断面での断面形状は、単位光学形状の配列方向において対称であり、かつ、スクリーン面上の位置に依らず同一であるので、コントラスト及び視野角を向上でき、第１の向きとは反対の向きからスクリーン面を観察した場合にも画面内の明るさが均一であり、良好な映像を表示できる。また、製造も容易である。

（２）拡散光学シートの拡散方向は、スクリーン面の法線方向から見て、スクリーンの使用状態における垂直方向であり、偏向光学シートの第１の向きは、スクリーン面の法線方向から見て下向きであるので、透過型スクリーンをやや斜め上方から観察した場合にも、画面内の明るさが均一であり、良好な映像を表示できる。

（３）偏向光学シートよりも映像光の出射側に設けられ、拡散光学シートの拡散方向と直交する方向に光を拡散する第２の拡散光学シートを備えるので、コントラスト及び視野角の向上の効果をさらに高めることができる。

（４）偏向光学シートは、光が入射する入射面と、入射面から入射した光の少なくとも一部を所定の方向に全反射する全反射面とを有する単位プリズム形状が、入射側に複数配列されているので、偏向光学シートに対する映像光の入射角度が大きい場合にも、出射側へ所定の角度で出射できる。従って、リアプロジェクションテレビ等の背面投射型表示装置に用いた場合には、スクリーン面の中心を通る法線に対して映像光が大きな入射角度を有して入射するような位置に光源部を配置することができ、背面投射型表示装置の大画面化、薄型化が可能である。また、偏向光学シートから出射する光の方向を、所定の方向に容易に調整できる。

（５）偏向光学シートは、偏向光学シートの面の中心に対して、スクリーン面の法線方向から見た第１の向きと同じ方向に離れた点を同心円の中心とするフレネルレンズ形状を有するので、映像光が透過型スクリーンに対して略スクリーン面の法線方向から入射する場合にも、出射側へ所定の角度（第１の向き）で出射することができる。従って、第１の向きとは反対の向きから透過型スクリーンを観察した場合にも画面内の明るさが均一であり、良好な映像を表示できる。また、製造も容易である。

（６）光吸収部の屈折率は、単位光学形状の屈折率よりも低いので、光吸収部と単位光学形状との境界面において、単位光学形状に入射した光を全反射させることができ、反射損失を最小限とし、明るい映像を表示できる。

（７）背面投射型表示装置は、本発明による透過型スクリーンと、透過型スクリーンに映像光を投射する光源部とを備えるので、コントラスト及び視野角を向上でき、斜め上方から観察した場合にも画面の輝度が均一であり、良好な映像を表示できる。

本発明は、製造が容易であり、コントラスト及び視野角を向上でき、斜め上方から観察した場合にも画面内の明るさが均一であり、良好な映像を表示できる透過型スクリーン、及び、これを備えた背面投射型表示装置を提供するという目的を、断面形状が略台形形状である単位光学形状と、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形成され、スクリーン面の法線方向から見てスクリーンの使用状態における垂直方向に光を拡散する拡散光学シートに、スクリーン面の法線方向から見て下向きに映像光を入射させることにより実現した。

（実施形態）
図１は、本発明によるリアプロジェクションテレビの実施形態の断面図である。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。また、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、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。
本実施形態のリアプロジェクションテレビ１は、透過型スクリーン１０、光源装置２０、ミラー部３０等を備えた背面投射型表示装置である。
このリアプロジェクションテレビ１は、ＤＭＤ（Digital MicromirrorDevice）を用い
た単管方式の光源である光源装置２０から投射された映像光をＬ、ミラー部３０により透過型スクリーン１０に背面から投射して表示する。
本実施形態では、光源装置２０から投射された映像光Ｌが透過型スクリーン１０に対して下方から角度を有して入射する偏心投射光学系を用いており、光源装置２０は、映像光Ｌを展開した場合に、破線で示したように、後述する点Ｐを通るスクリーン面の法線上に
位置している。

図２は、本発明による透過型スクリーンの実施形態の構成を示す斜視図である。
本実施形態の透過型スクリーン１０は、映像光Ｌの入射側（光源側）に設けられたプリズムシート１１０と、出射側（観察面側）に設けられた第１の拡散光学シート１２０，第２の拡散光学シート１３０とを有している。
まず、プリズムシート１１０について説明する。
プリズムシート１１０は、入射側に配置された偏向光学シートであり、プリズム層１１１，基材層１１２を有している。このプリズムシート１１０は、後述する第１の拡散光学シート１２０が光を拡散する拡散方向のうちの一方の向きである第１の向きに光を偏向して出射する作用を有する。本実施形態のプリズムシート１１０は、スクリーンの使用状態におけるスクリーン面の法線方向からみて、下向きに映像光Ｌを偏向させて出射する。
ここで、スクリーン面とは、透過型スクリーン全体として見たときにおける透過型スクリーンの平面方向となり、各光学シートの平面方向と平行となる面であり、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る。
基材層１１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を用いて形成された光透過性を有するシート状の部材であり、その入射側の面にプリズム層１１１が形成されている。

図３は、プリズム層１１１の断面図である。
図４は、プリズムシート１１０を映像光の入射側から見た図である。
プリズム層１１１は、基材層１１２の入射側の面に、図３に示すように、映像光Ｌが入射する入射面１１１ａ−１と、入射面１１１ａ−１から入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面１１１ａ−２とを有する単位プリズム形状１１１ａが、図４に示すように、プリズムシート１１０の外部下方にある点Ｐを中心点として、同心円状に配列され、形成されている。また、前述の光源装置２０は、映像光Ｌを展開した場合に、この点Ｐを通りスクリーン面の法線方向と平行である直線上に位置するように設けられている。
本実施形態では、プリズム層１１１は、光透過性を有する紫外線硬化型樹脂を用いて形成されている。しかし、プリズム層１１１は、これに限らず、例えば、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し、光透過性を有する熱可塑性樹脂等を用いてもよい。

図５は、第１の拡散光学シート１２０，第２の拡散光学シート１３０を説明する図である。図５（ａ）は、第１の拡散光学シート１２０を出射側から見た斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す矢印ＡＡで切断した断面図である。図５（ｃ）は、第２の拡散光学シート１３０を出射側から見た斜視図であり、図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示す矢印ＢＢで切断した断面図である。
第１の拡散光学シート１２０は、所定の拡散方向において一次元に光を拡散する作用を有する拡散光学シートであり、本実施形態では、第１の拡散光学シート１２０が光を拡散する拡散方向は、スクリーン面の法線方向から見て、透過型スクリーン１０の使用状態における垂直方向（上下方向）である。
第１の拡散光学シート１２０は、第１の基材層１２１，第１の拡散光学要素部１２２を有している。第１の基材層１２１は、本実施形態では、ＰＥＴ樹脂により形成されたシート状の部材である。

第１の拡散光学要素部１２２は、単位光学形状１２２ａ，光吸収部１２２ｂを有しており、第１の基材層１２１の出射側の面に、単位光学形状１２２ａの長手方向が、透過型スクリーン１０の使用状態における水平方向と一致するように、透過型スクリーン１０の垂直方向に複数配列されている。
単位光学形状１２２ａは、紫外線硬化型樹脂を用いて形成され、第１の拡散光学シート
１２０が光を拡散する方向（透過型スクリーン１０の垂直方向）に平行であってスクリーン面に直交する断面での断面形状が略台形形状であり、出射側に突出した形状である。この単位光学形状１２２ａの断面形状は、透過型スクリーン１０の使用状態における垂直方向（上下方向）において、上下対称であり、スクリーン面上の位置に依らず、同一である。
光吸収部１２２ｂは、光を吸収する作用を有する部分であり、隣接する単位光学形状１２２ａ間の、断面形状が略三角形状の部分に形成されている。この光吸収部１２２ｂは、単位光学形状１２２ａよりも屈折率が低い樹脂を用いて形成されている。本実施形態では、光吸収部１２２ｂは、単位光学形状１２２ａよりも屈折率が低く、黒色に着色された紫外線硬化型樹脂を用いている。
図５（ｂ）に示すように、単位光学形状１２２ａと光吸収部１２２ｂとは、スクリーン面に沿って交互に多数配列されている。
単位光学形状１２２ａと光吸収部１２２ｂとの境界面となる単位光学形状１２２ａの斜辺部分は、全反射面となり、単位光学形状１２２ａの台形形状の下底部分から入射した映像光Ｌをこの全反射面で所定の方向に全反射させて台形形状の上底部分から出射させ、透過型スクリーン１０の使用状態における垂直方向に拡散させる機能を有する。

第２の拡散光学シート１３０は、透過型スクリーン１０の使用状態において、スクリーン面の法線方向から見て水平方向に光を拡散させる機能を有する。この第２の拡散光学シート１３０が光を拡散する方向は、第１の拡散光学シート１２０が光を拡散する方向と直交している。
本実施形態では、第２の拡散光学シート１３０は、第２の基材層１３１と、第２の基材層１３１の出射側の面に形成された第２の拡散光学要素部１３２とを有している。第２の拡散光学要素部１３２は、単位光学形状１３２ａと光吸収部１３２ｂとを有している。
この第２の拡散光学シート１３０は、上述の第１の拡散光学シート１２０と略同様の部材であるが、単位光学形状１３２ａ及び光吸収部１３２ｂの配列された方向が、第１の拡散光学シート１２０の単位光学形状１２２ａ及び光吸収部１２２ｂの配列された方向と直交し、第２の拡散光学シート１３０の光の拡散方向は、第１の拡散光学シート１２０の光の拡散方向と直交する点が異なる。よって、単位光学形状１３２ａ及び光吸収部１３２ｂの形状等の説明は省略する。

このように、光を拡散する方向が直交するように第１の拡散光学シート１２０と第２の拡散光学シート１３０とを配置することにより、透過型スクリーン１０の垂直方向及び水平方向の視野角の拡大を図ることができる。
また、光吸収部１２２ｂ，１３２ｂにより、観察面側から透過型スクリーン１０に進入する外光や、透過型スクリーン１０の内部で生じる迷光を吸収し、コントラストの向上や二重像の低減を図ることができる。

通常、光源装置から投射された映像光は、プリズムシート１１０等の入射側の光学シートによって観察面側へ集光するように、又は、スクリーン面の法線方向に平行な方向となるように偏向されて出射され、拡散作用を有する光学シート等に入射する。
しかし、本実施形態の透過型スクリーン１０では、映像光Ｌは、透過型スクリーン１０（プリズムシート１１０）に対する光源装置２０の位置や、プリズムシート１１０の全反射面１１１ａ−２がスクリーン面となす角度等よって、プリズムシート１１０からの出射角度が決められ、スクリーン面の法線方向から見て、下向きに出射され、第１の拡散光学シート１２０に入射する。
図６は、単位光学形状１２２ａ内を透過する光の様子を示した図である。図６（ａ）は、単位光学形状１２２ａに、スクリーン面の法線方向から光が入射した場合を示している。図６（ｂ）は、単位光学形状１２２ａに、スクリーン面の法線方向から見て、透過型スクリーン１０の使用状態における下向きに入射した場合を示している。
従来の透過型スクリーンでは、主に、正面方向での映像の見えを重視している。そのため、図６（ａ）に示すように、光源装置から投射された映像光Ｌが、単位光学形状１２２ａに対して、スクリーン面の法線方向から入射し、スクリーンの使用状態における垂直方向（上下方向）に、均等に拡散される。

しかし、本実施形態のように、映像光Ｌがスクリーン面の法線方向から見て、垂直方向下向きの角度を有して入射した場合、図６（ｂ）に示すように、単位光学形状１２２ａの下側の斜面（光吸収部１２２ｂとの境界面）で全反射した映像光Ｌ２は、スクリーン面の法線方向から入射して単位光学形状１２２ａの下側の斜面で全反射した場合（図６（ａ）に示す映像光Ｌ１）に比べて、出射角度が大きくなっている。
従って、単位光学形状１２２ａに対してスクリーン面の法線方向から映像光が入射する場合に比べて、本実施形態の透過型スクリーン１０では、上向きに出射する映像光Ｌ２の出射角度は大きくなり、リアプロジェクションテレビ１の画面を立って観察する等、透過型スクリーン１０を斜め上方から観察する場合に、観察者から遠い透過型スクリーン１０の下方の映像光も、観察者の位置に到達するため、画面の輝度は均一に観察される。

ここで、第１の拡散光学シート１２０に入射角度の異なる光を投射して、出射角度とゲインを測定した。第１の拡散光学シート１２０に入射した光の入射角度は、０°から垂直方向下向きに、０．５°，１°，１．５°，２°である。
図７は、第１の拡散光学シート１２０から出射する光の出射角度とゲインの測定結果を示した図である。図７において、縦軸は、ゲインを示し、横軸は、第１の拡散光学シート１２０からの出射角度を示している。ここで、出射角度は、正の方向が、スクリーン面の法線方向から見て、スクリーンの使用状態における下向きであり、負の方向は、上向きである。
なお、ゲインとは、光学シートの入射面側の明るさ（照度）と出射面側の明るさ（輝度）との比率であり、比例定数をｐ、輝度（ある方向へ出射する光の単位立体角あたりの光束の量）をＫ、照度（単位面積あたりに入射する光の光束の量）をＩとし、ゲインをＧとしたときに、Ｇ＝ｐ×（Ｋ／Ｉ）で表される値である。
図７に示すように、出射角度が−２０°から−３０°までの範囲では、入射角度が下向きに大きくなるにしたがい、ゲインが大きくなっている。これは、入射角度が下向きである程、透過型スクリーンから斜め上方へ出射する光が多いということである。
また、出射角度−２０°から＋２０°までの、主にスクリーンの正面で観察する際の視野角となる範囲では、入射角度０°の場合に比べて、ゲインは、低下しているが許容の範囲内であり、正面方向でのゲインが下がることによって、画面上方との明るさの均一性が向上している。

次に、光源装置の位置や組み合わせる光学シートによって、透過型スクリーンの画面の明るさの見えがどのように変化するかを調べた。
本実施形態の透過型スクリーン１０及びリアプロジェクションテレビ１と比較するため、比較例１，比較例２の透過型スクリーン及びリアプロジェクションテレビを用意した。
比較例１のリアプロジェクションテレビは、本実施形態と同様の光源装置２０を用いているが、比較例１の透過型スクリーンの中心を通る法線上に光源装置２０が位置している点が、本実施形態とは異なっている。また、比較例１の透過型スクリーンは、本実施形態と同様の第１の拡散光学シート１２０，第２の拡散光学シート１３０を備えているが、偏向光学シートとして、プリズムシート１１０ではなく、同心円の中心をシートの出射側の面の中心に有するフレネルレンズシートを備えている点が、本実施形態の透過型スクリーンとは異なる。よって、比較例１では、第１の拡散光学シート１２０に対して、映像光は、比較例１の透過型スクリーンのスクリーン面の法線に平行に入射している。

比較例２のリアプロジェクションテレビは、本実施形態と同様の光源装置２０を用いて
おり、本実施形態と同様に偏心投射光学系である。また、比較例２の透過型スクリーンは、本実施形態と同様の第１の拡散光学シート１２０，第２の拡散光学シート１３０を備え、それらの拡散光学シートより入射側にプリズムシートを備えているが、本実施形態のプリズムシートとは、単位プリズム形状の全反射面の角度が異なるプリズムシートである。よって、比較例２では、第１の拡散光学シート１２０に対して、映像光は、比較例１と同様に、比較例２の透過型スクリーンのスクリーン面の法線に平行に入射している。

図８は、本実施形態及び比較例１，比較例２において、第１の拡散光学シート１２０に入射するまでの映像光の様子と、透過型スクリーンを正面方向から観察した場合の明るさの見え、及び、透過型スクリーンを斜め上方から観察した場合の明るさの見えを模式的に示した図である。図８（ａ）は、比較例１、図８（ｂ）は、比較例２、図８（ｃ）は、本実施形態での映像光の入射角度、透過型スクリーンの正面方向での明るさの見えの様子、透過型スクリーンを斜め上方からの明るさの見えの様子を、それぞれ示している。
なお、透過型スクリーンを正面方向から観察した場合とは、具体的には、透過型スクリーンの中心からスクリーン面の法線方向に１ｍ離れた位置で透過型スクリーンを観察した場合である。また、斜め上方から観察した場合とは、透過型スクリーンの中心からスクリーン面の法線方向に１ｍ離れた点から上方へ１ｍの位置から透過型スクリーンを観察した場合である。

図８（ａ）に示すように、比較例１の透過型スクリーン及びリアプロジェクションテレビでは、正面方向から観察した場合、比較例１の透過型スクリーンの中心の輝度が最も高く、周辺部となるにしたがって輝度は低下するが、許容範囲内であり、画面の明るさの均一性は良好であった。
しかし、透過型スクリーンを斜め上方から観察した場合には、前述の図６に示したように、単位光学形状１２２ａと光吸収部１２２ｂとの境界面によって上向きに反射され、第１の拡散光学シート１２０から出射する映像光の出射角度が小さいので、比較例１の透過型スクリーンの上方から上向きに出射した光は観察者の位置まで到達するが、比較例１の透過型スクリーンの中央や特に下方から上向きに出射する光は、観察者の位置まで到達しない。よって、比較例１の透過型スクリーンの上方のみが明るく見え、画面内の明るさの均一性が損なわれていた。

図８（ｂ）に示すように、比較例２の透過型スクリーン及びリアプロジェクションテレビでは、正面方向から観察した場合、比較例２の透過型スクリーンの中心より下方に光源装置が位置する偏心投射光学系であるので、透過型スクリーンの下方が明るく、上方は下方に比べて暗く観察され、画面内の明るさの均一性が損なわれていた。
また、透過型スクリーンを斜め上方から観察した場合も、前述の比較例１と同様の理由から、透過型スクリーンの上方のみが明るく見え、画面内の明るさの均一性が損なわれていた。

一方、本実施形態の透過型スクリーン１０及びリアプロジェクションテレビ１では、透過型スクリーン１０を正面方向から観察した場合にも、透過型スクリーン１０を斜め上方から観察した場合にも、画面内の明るさの均一性は良好であった。この理由を以下に説明する。
本実施形態では、比較例２と同様に、光源装置２０が透過型スクリーン１０の中心よりも下方に配置される偏心投射光学系であるが、映像光は、プリズムシート１１０によって、第１の拡散光学シート１２０の法線方向に対して下向きの角度を有して第１の拡散光学シート１２０に入射する。そのため、図６（ｂ）に示したように、単位光学形状１２２ａと光吸収部１２２ｂとの境界面によって反射され、第１の拡散光学シート１２０から垂直方向上向きに出射する映像光は、比較例１，２のように、第１の拡散光学シート１２０に対してスクリーン面の法線方向から入射した場合よりも、大きな角度で出射する。
第１の拡散光学シート１２０を出射した映像光は、第２の拡散光学シート１３０に入射して水平方向（左右方向）に拡散され、透過型スクリーン１０から出射する。このとき、第２の拡散光学シート１３０の拡散方向は水平方向のみであり、垂直方向には作用しない。従って、映像光の垂直方向（上下方向）の出射角度は、保たれる。

従って、透過型スクリーン１０を正面方向から観察した場合にも、比較例２のように、光源装置２０に近い下方のみが明るくなることは無く、画面の中心を中心として画面内全体が明るくなり、明るさの均一性は良好であった。
また、本実施形態では、前述のように、第１の拡散光学シート１２０によって、透過型スクリーン１０から上向きに出射する映像光の出射角度は、比較例１，２に比べて大きいので、透過型スクリーン１０を斜め上方から観察した場合にも、透過型スクリーン１０の中央や下方から出射した映像光が観察者の位置に到達する。従って、比較例１，２のように、透過型スクリーンの上方が明るく、下方が暗いといった輝度の不均一は生じにくく、透過型スクリーン１０の画面内の輝度の均一性が保たれる。

以上説明したように、本実施形態によれば、透過型スクリーン１０を正面方向から観察した場合だけでなく、斜め上方から観察した場合にも、画面内の明るさが均一であり、良好な映像を表示できる。
また、単位光学形状１２２ａのスクリーンの使用状態における垂直方向における形状は上下対称であり、スクリーン面内の位置に依らず同一形状の単位光学形状１２２ａを配列して形成されているので、製造が容易である。
さらに、第１の拡散光学シート１２０及び第２の拡散光学シート１３０は、その出射側に単位光学形状１２２ａ，１３２ａと光吸収部１２２ｂ，１３２ｂとをスクリーン面に沿って交互に配列され、形成されているので、透過型スクリーン１０に出射側（観察面側）から進入する照明光等の不要な外光を吸収できる。従って、透過型スクリーン１０に表示される映像のコントラストの向上、透過型スクリーン１０の視野角の向上を図ることができ、より良好な映像を表示できる。

（変形形態）
以上説明した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）本実施形態では、第２の拡散光学シート１３０として、第１の拡散光学シート１２０と同様の単位光学形状１３２ａ及び光吸収部１３２ｂが水平方向に配列されて形成された光学シートである例を示したが、これに限らず、第２の拡散光学シートは、スクリーンの使用状態における水平方向に光を拡散する作用を有する光学シートであればよく、例えば、光の屈折を利用して光を拡散するレンチキュラーレンズシート等でもよい。

（２）本実施形態において、透過型スクリーン１０の使用状態において垂直方向に光を拡散する第１の拡散光学シート１２０を、水平方向に光を拡散する第２の拡散光学シート１３０よりも入射側に配置する例を示したが、これに限らず、第１の拡散光学シート１２０を第２の拡散光学シート１３０より出射側に配置してもよい。このような配置としても、第２の拡散光学シート１３０の拡散方向は水平方向であるので、第１の拡散光学シート１２０に対して映像光を下向きに入射させることが可能であり、透過型スクリーン１０の画面内の輝度の均一性の向上効果を得られる。また、このような配置とすることにより、主に透過型スクリーン１０の観察面側上方から進入する照明光等の外光を、より効率よく吸収することができ、コントラストの向上や、二重像の低減等を図ることができる。
このように、リアプロジェクションテレビ１の置かれる空間の外光等の状況に応じて、第１の拡散光学シート１２０，第２の拡散光学シート１３０の位置を適宜選択できる。

（３）本実施形態において、光吸収部１２２ｂ，１３２ｂは、単位光学形状１２２ａ、１
３２ａよりも屈折率の低い樹脂を着色して用いる例を示したが、これに限らず、例えば、黒色等の微小ビーズを単位光学形状１２２ａ、１３２ａよりも屈折率の低い樹脂に混練して形成してもよいし、黒色インク等を単位光学形状１２２ａ，１３２ａの斜面部分に塗布して形成してもよい。

（４）本実施形態において、透過型スクリーン１０は、プリズムシート１１０，第１の拡散光学シート１２０，第２の拡散光学シート１３０を備える例を示したが、これに限らず、例えば、最も出射側（観察面側）に、反射防止，紫外線吸収，防眩，帯電防止，防汚，ハードコート，着色，減光，センサ等の機能を有した前面板等を設けたり、それらの機能を有する層を積層したりする等して、透過型スクリーンの機能性の向上を図ってもよい。

（５）本実施形態において、基材層１１２，第１の基材層１２１，第２の基材層１３１は、ＰＥＴ樹脂を用いて形成されるシート状の部材である例を示したが、これに限らず、例えば、ポリエステル樹脂，ポリカーボネート樹脂，アクリル樹脂等を用いて形成してもよい。

（６）本実施形態において、光源装置２０は、ＤＭＤを用いた単管方式の光源装置である例を示したが、これに限らず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を用いた光源装置を用いてよい。

（７）本実施形態において、偏向光学シートとしてプリズムシート１１０を用いる例を示したが、これに限らず、例えば、偏心フレネルレンズシートと呼ばれるような光学シートを用いてもよい。この偏心フレネルレンズシートとは、出射側にフレネルレンズ形状を有し、そのフレネルレンズ形状の中心（光学的な中心、すなわち、フレネルレンズ形状を形成する単位レンズが同心円状に配列される同心円の中心）が、シートの面の中心とは異なる位置に存在するフレネルレンズシートである。本変形形態では、シートの面の中心（幾何学的中心、すなわち、フレネルレンズシートの面の縦横の寸法から決められる中心）に対して、透過型スクリーンの使用状態における下方に所定の距離離れた点を中心とするフレネルレンズ形状を有する偏心フレネルレンズシートが好ましい。
このような偏心フレネルレンズシートを用いることによって、本変形形態では、リアプロジェクションテレビ１は、偏心投射光学系を用いる例を示したが、比較例１に示したような、透過型スクリーンの中央を通る法線上に光源装置が位置し、透過型スクリーンの中央に対して略法線方向から映像光が入射するような投射系を用いた場合にも、第１の拡散光学シート１２０に対して、スクリーンの使用状態における下向きの入射角度で映像光を入射させることが可能である。従って、上方から観察した場合であっても画面内の明るさが均一であり、良好な映像を表示できる。
なお、このような偏心フレネルレンズシートとしては、フレネルレンズ形状の中心となる点（光学的な中心）は、シートの出射側面内に位置するものと、シートの外部に位置するものとがあるが、透過型スクリーンに対して入射する映像光の入射角度に合わせて、適宜最適なものを選んで使用することができる。

本発明によるリアプロジェクションテレビの実施形態の断面図である。 本発明による透過型スクリーンの実施形態の構成を示す斜視図である。 プリズム層１１１の断面図である。 プリズムシート１１０を映像光の入射側から見た図である。 第１の拡散光学シート１２０，第２の拡散光学シート１３０を説明する図である。 単位光学形状１２２ａ内を透過する光の様子を示した図である。 第１の拡散光学シート１２０から出射する光の出射角度とゲインの測定結果を示した図である。 本実施形態及び比較例１，比較例２での第１の拡散光学シート１２０に入射するまでの映像光の様子と、透過型スクリーンを正面方向から観察した場合の明るさの見え、及び、透過型スクリーンを斜め上方から観察した場合の明るさの見えを模式的に示した図である。

符号の説明

１ リアプロジェクションテレビ
１０ 透過型スクリーン
１１０ プリズムシート
１２０ 第１の拡散光学シート
１２２ａ，１３２ａ 単位光学形状
１２２ｂ，１３２ｂ 光吸収部
１３０ 第２の拡散光学シート
２０ 光源装置
３０ ミラー部

Claims (7)

1. 光源部から投射された映像光を観察面側へ出射させて表示する透過型スクリーンであって、
   所定の拡散方向において一次元に光を拡散する拡散光学シートと、
   前記拡散光学シートよりも前記映像光の入射側に設けられ、前記拡散方向のうちの一方の向きである第１の向きに光を偏向して出射する偏向光学シートと、
   を備え、
   前記拡散光学シートは、前記拡散方向に平行であってスクリーン面に直交する断面での断面形状が略台形形状であり、入射した光の少なくとも一部を全反射する全反射面を有する単位光学形状と、光を吸収する光吸収部とが、前記断面において、スクリーン面に沿って交互に多数配列され、
   前記単位光学形状の前記断面での断面形状は、前記単位光学形状の配列方向において対称であり、かつ、スクリーン面上の位置に依らず同一であること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
2. 請求項１に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記拡散光学シートの前記拡散方向は、スクリーン面の法線方向から見て、スクリーンの使用状態における垂直方向であり、
   前記偏向光学シートの前記第１の向きは、スクリーン面の法線方向から見て下向きであること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
3. 請求項１又は請求項２に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記偏向光学シートよりも前記映像光の出射側に設けられ、前記拡散光学シートの前記拡散方向と直交する方向に光を拡散する第２の拡散光学シートを備えること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記偏向光学シートは、光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光の少なくとも一部を所定の方向に全反射する全反射面とを有する単位プリズム形状が、入射側に複数配列されていること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記偏向光学シートは、前記偏向光学シートの面の中心に対して、スクリーン面の法線方向から見た前記第１の向きと同じ方向に離れた点を同心円の中心とするフレネルレンズ形状を有すること、
   を特徴とする透過型スクリーン。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンにおいて、
   前記光吸収部の屈折率は、前記単位光学形状の屈折率よりも低いこと、
   を特徴とする透過型スクリーン。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の透過型スクリーンと、
   前記透過型スクリーンに映像光を投射する光源部と、
   を備える背面投射型表示装置。