JP2017207586A - 光学素子およびそれを備える映像投影システム - Google Patents

Abstract

【課題】映像投影ユニットを備える映像投影システムを用いた際に、映像投影ユニットから投影された映像光が映像被投影体以外の物体で不要な像を結像するのを防止する光学素子の提供。【解決手段】本発明によれば、映像投影ユニットを備える映像投影システムにおいて用いられ、映像被投影体以外の物体に設置される光学素子であって、前記光学素子が、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との組み合わせであり、前記第１の直線偏光板の透過軸と前記第２の直線偏光板の透過軸とが直交状態で配置されてなり、前記映像投影ユニットから投影された映像光を結像させない、光学素子が提供される。また、映像投影ユニットと、映像被投影体以外の物体に設置された上記光学素子とを備える映像投影システムが提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、映像投影ユニットを備える映像投影システムにおいて用いられる光学素子に関する。また、該光学素子を備える映像投影システムにも関する。

従来、映像を投影する際には、映像投影ユニットにより映像光をスクリーン等の映像被投影体に投影し、観察者がその映像を観察することが一般的である。近年、このような映像投影ユニットと映像被投影体とを備える映像投影システムを用いて、デパート等のショウウィンドウやイベントスペースの透明パーティション等に商品情報や広告等を投影表示する要望が高まってきている。しかし、映像投影ユニットにより投影された映像光が、スクリーンの表面で反射して、天井や背面側の壁等の映像被投影体以外の物体に到達して、映像が映り込むという問題があった。このような天井への映像の映り込みは、室内が暗い場合にはその明るさが目立ったり、また、投影された映像が快適な視認の妨げとなったりして、演出の邪魔になるという問題があった。

上記のような問題に対して、映像源側の面に特定の表面形状を有する表面層を備えた反射型スクリーンを用いることが提案されている（特許文献１および２）。しかしながら、特許文献１および２に記載の解決手段は、あくまで反射型スクリーンの表面で反射した映像光の天井への映り込み防止に留まるものであり、透過光等の反射光以外の映り込みを防止することはできていなかった。

特開２０１３−１３０８３７号公報 特開２０１４−７１２７８号公報

本発明は上記の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、映像投影ユニットを備える映像投影システムを用いた際に、映像投影ユニットから投影された映像光による映像被投影体以外の物体上の不要な像を、観察者が視認するのを防止する光学素子を提供することにある。

本発明者らは、上記の技術的課題を解決するため、鋭意検討した結果、特定の光学素子を映像被投影体以外の物体に設置して、映像投影ユニットから投影された映像光を光学素子上で結像させないことで、上記の技術的課題を解決できることを知見した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。

すなわち、本発明の一態様によれば、
映像投影ユニットを備える映像投影システムにおいて用いられ、映像被投影体以外の物体に設置される光学素子であって、
前記光学素子が、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との組み合わせであり、前記第１の直線偏光板の透過軸と前記第２の直線偏光板の透過軸とが直交状態で配置されてなり、
前記映像投影ユニットから投影された映像光を結像させない、光学素子が提供される。

本発明の態様においては、前記光学素子が、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との積層体であることが好ましい。

本発明の態様においては、前記積層体が、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との間に接着層をさらに備えることが好ましい。

本発明の他の態様によれば、
映像投影ユニットと、投影面を有する映像被投影体と、映像被投影体以外の物体に設置された前記光学素子とを備える、映像投影システムであって、
前記光学素子が、前記映像投影ユニットから投影された映像光を結像させない、映像投影システムが提供される。

本発明の他の態様においては、前記映像投影システムが、映像被投影体をさらに備えてなることが好ましい。

本発明の他の態様においては、前記映像被投影体が、透明スクリーンであることが好ましい。

本発明の他の態様においては、前記光学素子が、前記映像投影ユニットから投影された映像光のうちの前記透明スクリーンを透過した光または前記透明スクリーンで反射した光を、前記透明スクリーン以外の物体に結像させないことが好ましい。

本発明の他の態様においては、前記透明スクリーンが反射型透明スクリーンであることが好ましい。

本発明の他の態様においては、前記透明スクリーンが透過型透明スクリーンであることが好ましい。

本発明の他の態様においては、前記透明スクリーンのヘイズ値が３５％以下であることが好ましい。

本発明の他の態様においては、前記透明スクリーンの少なくとも片面側に反射防止層をさらに備えることが好ましい。

本発明によれば、映像投影ユニットを備える映像投影システムを用いた際に、映像投影ユニットから投影された映像光が映像被投影体以外の物体で不要な像を結像するのを防止する光学素子を提供することができる。このような光学素子を備えた投影映像システムは、映像投影ユニットから投影された映像光が映像被投影体以外の物体で不要な像を結像するのを防止でき、良好な映像演出や広告が可能となる。

光学素子を用いた映像光の映像被投影体以外の物体での結像防止のメカニズムを示す概念図である。 本発明による投影映像システムの一実施形態を示した概念図である。 本発明による投影映像システムの一実施形態を示した概念図である。 本発明による投影映像システムの一実施形態を示した概念図である。 実施例における輝度の測定方法を示した概念図である。

＜光学素子＞
本発明による光学素子は、映像投影ユニットを備える映像投影システムにおいて用いられ、映像被投影体以外の物体に設置されるものであり、映像投影ユニットから投影された映像光を映像被投影体以外の物体に結像させない機能を有するものである。光学素子を用いる映像投影システムについては下記で詳述する。

光学素子は、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との組み合わせであり、第１の直線偏光板の透過軸と第２の直線偏光板の透過軸が直交状態で配置されるものである。第１の直線偏光板と第２の直線偏光板とは、別個の独立した部材として用いても良いし、積層体であっても良い。積層体は、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との間に接着層をさらに備えることが好ましい。

ここで、本発明の光学素子として、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板とを組み合わせて用いた場合の、映像光の映像被投影体以外の物体での結像防止のメカニズムについて、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、映像投影ユニットから投影された投影光（非偏光）は、第１の直線偏光板を透過して直線偏光となる。続いて、第１の直線偏光板を透過した直線偏光は、第１の直線偏光板と透過軸が直交状態で配置された第２の直線偏光板に到達するが、第２の直線偏光板で吸収（遮断）されるために第２の直線偏光板を透過しない。その結果、投影光が背面側の壁に到達しないため壁上に結像しない。なお、図１では、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板とをそれぞれ別個の独立した部材として示しているが、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板とを積層した積層体として用いることが好ましい。

＜映像投影システム＞
本発明による映像投影システムは、映像投影ユニットと、映像被投影体以外の物体に設置された上記の光学素子とを備えるものである。上記の光学素子により、映像投影ユニットから投影された映像光が映像被投影体以外の物体で不要な像を結像するのを防止して、良好な映像演出や広告が可能となる。

本発明による映像投影システムが映像被投影体を備える場合、映像投影ユニットは、映像被投影体のフロント側またはリア側のいずれに配置されてもよく、映像は映像被投影体のフロント側またはリア側いずれから観察してもよい。また、光学素子は映像被投影体以外の、結像を防止したい物体に設置される。

本発明による映像投影システムをより詳細に説明するために映像投影システムの実施形態の概念図を図２〜４に示す。

図２に示す映像投影システムにおいては、映像投影ユニット１１は、床上に設置した映像被投影体１２のフロント側（観察者１５側）に配置され、光学素子１３は、映像被投影体１２のリア側（観察者と反対側）に存在する壁上に配置されている。映像投影ユニット１１から投影された映像光１４（矢印実線）は、映像被投影体１２上で結像し、一部の映像光は映像被投影体１２を透過して、壁上に配置された光学素子１３に到達する。映像光は光学素子１３により吸収されて反射・拡散せず（矢印点線）、映像光は壁に結像しない。

図３に示す映像投影システムにおいては、映像投影ユニット２１は、床上に設置した映像被投影体２２のフロント側（観察者２５側）に配置され、光学素子２３は、映像被投影体２２のリア側に存在する壁上に配置されている。映像投影ユニット２１から投影された映像光２４（矢印実線）は、映像被投影体２２上で結像し、一部の映像光は映像被投影体２２で反射して、壁上に配置された光学素子２３に到達する。映像光は光学素子２３により吸収されて反射・拡散せず（矢印点線）、映像光は壁に結像しない。

図４に示す映像投影システムにおいては、映像投影ユニット３１は、床上に設置した映像被投影体３２のフロント側（観察者３５側）に配置され、光学素子３３は、映像被投影体３２の上部に存在する天井に配置されている。映像投影ユニット３１から投影された映像光３４（矢印実線）は、映像被投影体３２上で結像し、一部の映像光は映像被投影体３２で反射して、天井に配置された光学素子３３に到達する。映像光は光学素子３３により吸収されて反射・拡散せず（矢印点線）、映像光は天井に結像しない。

以下、映像投影システムの構成要素である映像投影ユニットおよび映像被投影体について、詳述する。

＜投影ユニット＞
映像投影システムで用いられる投影ユニットは、下記の映像被投影体上に映像を投影できるものであれば特に限定されず、例えば、市販のリアプロジェクターやフロントプロジェクターを用いることができる。

＜映像被投影体＞
映像投影システムで用いられる映像被投影体は、投影ユニットより投影された映像光を結像する投影面を有するものである。映像被投影体としては、プロジェクター用の透明スクリーンや白色スクリーン等が挙げられ、透明スクリーンを用いることが好ましい。上記の光学素子を用いることで、映像投影ユニットから投影された映像光のうちの透明スクリーンを透過した光または透明スクリーンで反射した光を、透明スクリーン以外の物体で結像するのを防ぐことができる。

＜透明スクリーン＞
映像被投影体として用いる透明スクリーンについて、以下で詳述する。透明スクリーンは、バインダと、微粒子とを含む光拡散層を備えるものであることが好ましい。当該透明スクリーンは、光拡散層のみからなる単層構成であってもよいし、保護層、基材層、粘着層、および反射防止層等の他の層をさらに備える複層構成の積層体であってもよい。また、当該透明スクリーンは、ガラスや透明パーティション等の支持体を備えてもよい。当該透明スクリーンは、光源から出射される投影光を異方的に拡散反射することにより投影光の視認性と透過光の視認性とを両立できる。

透明スクリーンは、透過型スクリーン（背面投影型スクリーン）でもよく、反射型スクリーン（前面投影型スクリーン）でもよい。すなわち、本発明による透明スクリーンを備える映像投影システムにおいては、投影ユニット（光源）の位置がスクリーンに対してフロント側（観察者側）にあってもよく、リア側（観察者と反対側）にあってもよい。

当該透明スクリーンは、平面であってもよく、曲面であってもよい。例えば、当該透明スクリーンは、ガラスウィンドウ、ヘッドアップディスプレイ、およびウェアラブルディスプレイ等に好適に用いることができる。なお、本発明において、「透明」とは、用途に応じた透過視認性を実現できる程度の透明性があれば良く、半透明であることも含まれる。

当該透明スクリーンは、ヘイズ値が、好ましくは３５％以下、より好ましくは１％以上３０％以下であり、さらに好ましくは１．５％以上２５％以下であり、特に好ましくは２％以上１０％以下である。また、当該透明スクリーンは、全光線透過率が、好ましくは６０％以上９８％以下であり、より好ましくは６５％以上９６％以下であり、さらに好ましくは７０％以上９４％以下であり、さらにより好ましくは７５％以上９２％以下である。当該透明スクリーンのヘイズ値および全光線透過率が上記範囲内であれば、透明性が高く、透過視認性をより向上させることができる。なお、本発明において、透明スクリーンのヘイズ値および全光線透過率は、濁度計（日本電色工業（株）製、品番：ＮＤＨ−５０００）を用いてＪＩＳ−Ｋ−７３６１およびＪＩＳ−Ｋ−７１３６に準拠して測定することができる。

当該透明スクリーンは、写像性が、好ましくは６５％以上であり、より好ましくは７０％以上９８％以下であり、さらに好ましくは７５％以上９６％以下であり、さらにより好ましくは８０％以上９４％以下である。当該透明スクリーンの写像性が上記範囲内であれば、透明スクリーンを透過して見える像が極めて鮮明となる。なお、本発明において、写像性とは、ＪＩＳ Ｋ７３７４に準拠して、光学くし幅０．１２５ｍｍで測定した時の像鮮明度（％）の値である。

（光拡散層）
光拡散層は、バインダと、微粒子とを含んでなる。微粒子としては下記の光反射性微粒子を好適に用いることができる。このような微粒子を用いることで、光拡散層内で光を異方的に拡散反射させて、光の利用効率を高めることができる。

光拡散層の厚さは、特に限定されるものではないが、用途、生産性、取扱い性、および搬送性の観点から、好ましくは０．１μｍ〜２０ｍｍであり、より好ましくは０．２μｍ〜１５ｍｍであり、さらに好ましくは１μｍ〜１０ｍｍである。光拡散層の厚さが上記範囲内であれば、スクリーンとしての強度を保ち易い。光拡散層は、下記の有機系バインダや無機系バインダを用いて得られた成型体であってもよく、ガラスや樹脂等からなる基板に形成した塗膜であってもよい。光拡散層は単層構成であってもよく、塗布等で２種以上の層を積層させる、または２種以上の光拡散層を粘着剤等で貼り合わせた複層構成であってもよい。

光拡散層は、透明性の高いフィルムを得るために、透明性の高いバインダを用いることが好ましい。バインダとしては、有機系バインダ、無機系バインダがあり、有機系バインダとしては熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂および電離放射線硬化性樹脂等の自己架橋性樹脂を用いることができ、例えば、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、およびフッ素系樹脂等が挙げられる。

熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、およびポリスチレン系樹脂が挙げられる。これらの中でも、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびポリスチレン樹脂を用いることがより好ましい。これらの樹脂は、１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。

電離放射線硬化型樹脂としては、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、アクリレート系の官能基を有するもの、例えば比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマー又はプレポリマー及び反応性希釈剤としてエチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、ポリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を比較的多量に含有するものが好ましい。また、電離放射線硬化型樹脂は熱可塑性樹脂および溶剤と混合されたものであってもよい。

熱硬化性樹脂としては、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、メラミン樹脂、ウレタン系樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂が好ましい。

透明性の高い無機系バインダとしては、例えば、水ガラス、低軟化点を有するガラス材料、またはゾルゲル材料を挙げることができる。水ガラスとは、アルカリ珪酸塩の濃厚水溶液をいい、アルカリ金属としては通常ナトリウムが含まれている。代表的な水ガラスは、Ｎａ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（ｎ：正の任意の数）により示すことができ、市販品としては富士化学（株）社製珪酸ソーダを用いることができる。

低軟化点を有するガラス材料は、軟化温度が好ましくは１５０〜６２０℃の範囲にあるガラスであり、さらに好ましくは軟化温度が２００〜６００℃の範囲であり、最も好ましくは軟化温度が２５０〜５５０℃の範囲である。このようなガラス材料としては、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、酸成分及び金属塩化物を含む混合物を熱処理することにより得られる鉛フリー低軟化点ガラス等を挙げることができる。低軟化点ガラス材料には、微粒子の分散性および成形性向上のために、溶剤および高沸点有機溶剤等を混合することができる。

ゾルゲル材料は、熱や光、触媒などの作用により、加水分解重縮合が進行し、硬化する化合物群である。例えば、金属アルコキシド（金属アルコラート）、金属キレート化合物、ハロゲン化金属、液状ガラス、スピンオングラス、またはこれらの反応物であり、これらに硬化を促進させる触媒を含ませたものであってもよい。また、金属アルコキシド官能基の一部にアクリル基などの光反応性の官能基を有するものであってもよい。これらは、要求される物性に応じて、単独で用いても良いし、複数種類を組み合わせて用いても良い。ゾルゲル材料の硬化体とは、ゾルゲル材料の重合反応が十分に進行した状態を指す。ゾルゲル材料は、重合反応の過程において無機基板の表面と化学的に結合して、強く接着する。そのため、硬化物層としてゾルゲル材料の硬化体を用いることで、安定した硬化物層を形成することができる。

金属アルコキシドとは、加水分解触媒などによって任意の金属種を、水や有機溶剤と反応させて得られる化合物群であり、任意の金属種と、ヒドロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロピル基、イソプロピル基等の官能基とが結合した化合物群である。金属アルコキシドの金属種としては、シリコン、チタン、アルミニウム、ゲルマニウム、ボロン、ジルコニウム、タングステン、ナトリウム、カリウム、リチウム、マグネシウム、スズなどが挙げられる。

例えば、金属種がシリコンの金属アルコキシドとしては、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）、ビニルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリエトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、トリエトキシシラン、ジフェニルシランジオール、ジメチルシランジオールなどや、これら化合物群のエトキシ基が、メトキシ基、プロピル基、イソプロピル基、ヒドロキシ基などに置き換わった化合物群などが挙げられる。これらのなかでも、トリエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、ＴＥＯＳのエトキシ基をメトキシ基に置き換えたテトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、が特に好ましい。これらは単独で用いても良く、複数種類を組み合わせて用いることもできる。

（溶剤）
これらの有機系バインダ、無機系バインダは必要に応じて溶剤をさらに含むものであって良い。溶剤としては、有機溶剤に限定されず、一般の塗料組成物に用いられる溶剤が使用可能である。例えば、水をはじめとする親水性溶媒も使用可能である。また、本発明のバインダが液体である場合は溶剤を含有しなくてもよい。

本発明による溶剤の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ｎ−プロパノール、ブタノール、２−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のケトン類、ブトキシエチルエーテル、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−２−プロパノール、ベンジルオキシエタノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、２硫化炭素等の含ヘテロ元素化合物、水、およびこれらの混合溶媒が挙げられる。溶剤の添加量は、バインダや微粒子の種類や後述する製造工程に好適な粘度範囲等に応じて、適宜調節することができる。

（光反射性微粒子）
光反射性微粒子は、形状が略球状であっても、薄片状であってもよい。光反射性微粒子の形状が略球状である場合、一次粒子のメジアン径は好ましくは０．１〜２５００ｎｍであり、より好ましくは０．２〜１５００ｎｍであり、さらに好ましくは０．５〜５００ｎｍである。光反射性微粒子の一次粒子のメジアン径が上記範囲内であると、透過視認性を損なわずに投影光の十分な拡散効果が得られることで、透明スクリーンに鮮明な映像を投影することができる。なお、本発明において、光反射性微粒子の一次粒子のメジアン径（Ｄ_５０）は、動的光散乱法により粒度分布測定装置（大塚電子（株）製、商品名：ＤＬＳ−８０００）を用いて測定した粒度分布から求めることができる。

光反射性微粒子の形状が薄片状である場合、一次粒子の平均径が好ましくは０．０１〜１００μｍ、より好ましくは０．０５〜８０μｍ、さらに好ましくは０．１〜５０μｍ、さらにより好ましくは０．５〜３０μｍである。さらに、光反射性微粒子は、平均アスペクト比（＝光反射性微粒子の平均径／平均厚さ）が好ましくは３〜８００、より好ましくは４〜７００、さらに好ましくは５〜６００、さらにより好ましくは１０〜５００である。光反射性微粒子の平均径および平均アスペクト比が上記範囲内であると、透過視認性を損なわずに投影光の十分な散乱効果が得られることで、透明スクリーンに鮮明な映像を投影することができる。なお、本発明において、光反射性微粒子の平均径は、レーザー回折式粒子径分布測定装置（（株）島津製作所製、品番：ＳＡＬＤ−２３００）を用いて測定した。平均アスペクト比は、ＳＥＭ（（株）日立ハイテクノロジーズ製、商品名：ＳＵ−１５００）画像より算出した。

薄片状の光反射性微粒子としては、薄片状に加工できる光輝性材料を好適に用いることができる。光反射性微粒子の正反射率は、好ましくは１２．０％以上であり、より好ましくは１５．０％以上であり、さらに好ましくは２０．０％以上８０．０％以下である。なお、本発明において、光反射性微粒子の正反射率は、以下のようにして測定した値である。
（正反射率）
分光測色計（コニカミノルタ（株）製、品番：ＣＭ−３５００ｄを用いて測定した。適切な溶媒（水またはメチルエチルケトン）に分散させた粉体材料をスライドガラス上に膜厚が０．５ｍｍ以上になるように塗布、乾燥させた。得られた塗膜付きガラス板について、ガラス面の法線に対して４５度の角度でガラス面から塗膜部へ光を入射したときの正反射率を測定した。

光反射性微粒子としては、分散させるバインダの種類にもよるが、例えば、アルミニウム、銀、銅、白金、金、チタン、ニッケル、スズ、スズ−コバルト合金、インジウム、クロム、酸化チタン、酸化アルミニウム、および硫化亜鉛からなる金属系粒子、ガラスに金属または金属酸化物を被覆した光輝性材料、または天然雲母や合成雲母に金属酸化物を被覆した光輝性材料を用いることができる。光反射性微粒子は、市販のものを使用してもよく、例えば、大和金属粉工業（株）製アルミニウムパウダーを好適に使用することができる。

光拡散層中の光反射性微粒子の含有量は、光反射性微粒子の形状や正反射率等に応じて適宜調節することができる。例えば、光反射性微粒子の含有量は、バインダに対して、好ましくは０．０００１〜５．０質量％であり、好ましくは０．０００５〜３．０質量％であり、より好ましくは０．００１〜２．０質量％である。光反射性微粒子を上記範囲のように低濃度でバインダ中に分散させて光拡散層を形成することによって、光源から出射される投影光を異方的に拡散反射することにより、投影光の視認性と透過光の視認性とを向上することができる。

光拡散層には、用途に応じて、微粒子以外にも従来公知の添加剤を加えてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、離型剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、および色材等が挙げられる。色材としては、カーボンブラック、アゾ系色素、アントラキノン系色素、ペリノン系色素等の色素または染料を用いることができる。また、液晶性化合物等を混合してもよい。

（基材層）
基材層は、上記の光拡散層を支持するための層であり、透明スクリーンの強度を向上させることができる。基材層は、透明スクリーンの透過視認性や所望の光学特性を損なわないような透明性の高い材料、例えばガラスまたは樹脂を用いて形成することが好ましい。このような樹脂としては、例えば、上記の光拡散層と同様の透明性の高い樹脂を用いることができる。また、上記した樹脂を２種以上積層した複合フィルムまたはシートを使用してもよい。なお、基材層の厚さは、その強度が適切になるように材料に応じて適宜変更することができ、例えば、１０〜１０００μｍの範囲としてもよい。

（保護層）
保護層は、透明スクリーンの表面側（観察者側）に積層されるものであり、耐光性、耐傷性、および防汚性等の機能を付与するための層である。保護層は、透明スクリーンの透過視認性や所望の光学特性を損なわないような樹脂を用いて形成することが好ましい。このような樹脂としては、例えば、紫外線・電子線によって硬化する樹脂、即ち、電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂に熱可塑性樹脂と溶剤を混合したもの、および熱硬化型樹脂を用いることができるが、これらの中でも電離放射線硬化型樹脂が特に好ましい。

電離放射線硬化型樹脂組成物の被膜形成成分は、好ましくは、アクリレート系の官能基を有するもの、例えば比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマー又はプレポリマー及び反応性希釈剤としてエチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、ポリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を比較的多量に含有するものが使用できる。

上記電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とするには、この中に光重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチュウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−ｎ−ブチルホソフィン等を混合して用いることができる。特に本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合するのが好ましい。

電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法としては、前記電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法は通常の硬化方法、即ち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。例えば、電子線硬化の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速機から放出される５０〜１０００ＫｅＶ、好ましくは１００〜３００ＫｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。

保護層は、上記の光拡散層上に上記電離放射（紫外線）線硬化型樹脂組成物の塗工液をスピンコート、ダイコート、ディップコート、バーコート、フローコート、ロールコート、グラビアコート等の方法で、光拡散層の表面に塗布し、上記のような手段で塗工液を硬化させることにより形成することができる。また、保護層の表面には、目的に応じて、凹凸構造、プリズム構造、マイクロレンズ構造等の微細構造を付与することもできる。

（粘着層）
粘着層は、透明スクリーンにフィルムを貼付するための層である。粘着層は、透明スクリーンの透過視認性や所望の光学特性を損なわないような粘着剤組成物を用いて形成することが好ましい。粘着剤組成物としては、例えば、天然ゴム系、合成ゴム系、アクリル樹脂系、ポリビニルエーテル樹脂系、ウレタン樹脂系、シリコーン樹脂系等が挙げられる。合成ゴム系の具体例としては、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリイソブチレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブチレンブロック共重合体が挙げられる。シリコーン樹脂系の具体例としては、ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。これらの粘着剤は、１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、アクリル系粘着剤が好ましい。

アクリル系樹脂粘着剤は、少なくとも（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーを含んで重合させたものである。炭素原子数１〜１８程度のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーとカルボキシル基を有するモノマーとの共重合体であるのが一般的である。なお、（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸および／またはメタクリル酸をいう。（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーの例としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｓｅｃ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソアミル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ウンデシルおよび（メタ）アクリル酸ラウリル等を挙げることができる。また、上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、通常は、アクリル系粘着剤中に３０〜９９．５質量部の割合で共重合されている。

また、アクリル系樹脂粘着剤を形成するカルボキシル基を有するモノマーとしては、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、マレイン酸モノブチルおよびβ−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基を含有するモノマーを挙げることができる。

アクリル系樹脂粘着剤には、上記の他に、アクリル系樹脂粘着剤の特性を損なわない範囲内で他の官能基を有するモノマーが共重合されていても良い。他の官能基を有するモノマーの例としては、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピルおよびアリルアルコール等の水酸基を含有するモノマー；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミドおよびＮ−エチル（メタ）アクリルアミド等のアミド基を含有するモノマー；Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミドおよびジメチロール（メタ）アクリルアミド等のアミド基とメチロール基とを含有するモノマー；アミノメチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートおよびビニルピリジン等のアミノ基を含有するモノマーのような官能基を有するモノマー；アリルグリシジルエーテル、（メタ）アクリル酸グリシジルエーテルなどのエポキシ基含有モノマーなどが挙げられる。この他にもフッ素置換（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリロニトリルなどのほか、スチレンおよびメチルスチレンなどのビニル基含有芳香族化合物、酢酸ビニル、ハロゲン化ビニル化合物などを挙げることができる。

粘着剤は市販のものを使用してもよく、例えば、ＳＫダイン２０９４、ＳＫダイン２１４７、ＳＫダイン１８１１Ｌ、ＳＫダイン１４４２、ＳＫダイン１４３５、およびＳＫダイン１４１５（以上、綜研化学（株）製）、オリバインＥＧ−６５５、およびオリバインＢＰＳ５８９６（以上、東洋インキ（株）製）等（以上、商品名）を好適に使用することができる。

（反射防止層）
反射防止層は、透明スクリーンの最表面での反射や、外光からの映りこみを防止するための層である。反射防止層は、透明スクリーンの少なくとも片面側、好ましくは表面側（観察者側）に積層されるものであってもよく、両面に積層されるものであってもよい。特に透明スクリーンとして用いる際には観察者側に積層するのが好ましい。反射防止層は、透明スクリーンの透過視認性や所望の光学特性を損なわないような樹脂を用いて形成することが好ましい。このような樹脂としては、例えば、紫外線・電子線によって硬化する樹脂、即ち、電離放射線硬化型樹脂、電離放射線硬化型樹脂に熱可塑性樹脂と溶剤を混合したもの、および熱硬化型樹脂を用いることができるが、これらの中でも電離放射線硬化型樹脂が特に好ましい。また、反射防止層の表面には、目的に応じて、凹凸構造、プリズム構造、マイクロレンズ構造等の微細構造を付与することもできる。

反射防止層の形成方法としては、特に限定されないが、コーティングフィルムの貼合、フィルム基板に直接蒸着またはスパッタリング等でドライコートする方式、グラビア塗工、マイクログラビア塗工、バー塗工、スライドダイ塗工、スロットダイ塗工、デイップコート等のウェットコート処理などの方式を用いることができる。

（機能性層）
本発明による透明スクリーンは、上記の各層以外にも、従来公知の様々な機能性層を備えてもよい。機能性層としては、染料や着色剤等を含んだ光吸収層、プリズムシート、マイクロレンズシート、フレネルレンズシート、およびレンチキュラーレンズシート等の光拡散層、紫外線および赤外線等の光線カット層等が挙げられる。

（透明スクリーンの製造方法）
透明スクリーンの製造方法は、光拡散層を形成する工程を含むものである。光拡散層を形成する工程は、混練工程と製膜工程からなるからなる押出成型法、キャスト成膜法、グラビア塗工、マイクログラビア塗工、バー塗工、スライドダイ塗工、スロットダイ塗工、デイップコート、スプレー法等を含む塗布法、射出成型法、カレンダー成型法、ブロー成型法、圧縮成型法、セルキャスト法など公知の方法により成型加工でき、押出成型法、射出成型法、塗布法を好適に用いることができる。

透明スクリーンの製造方法は、製膜工程で得られた樹脂フィルム（光拡散層）に、基材層、保護層、および粘着層等をさらに積層する工程を含んでもよい。各層の積層方法は、特に限定されず、従来公知の方法により行うことができる。各層をドライラミネートにより積層する場合には、透明スクリーンの透過視認性や所望の光学特性を損なわない範囲で接着剤等を使用してもよい。

以下、実施例と比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定解釈されるものではない。

実施例および比較例において、各物性及び性能の測定方法は次の通りである。
（１）ヘイズ
濁度計（日本電色工業（株）製、品番：ＮＤＨ−５０００）を用い、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠して測定した。
（２）全光線透過率
透明光散乱体の全光線透過率を、濁度計（日本電色工業（株）製、品番：ＮＤＨ−５０００）を用い、ＪＩＳ Ｋ７３６１−１に準拠して測定した。
（３）写像性
写像性測定器（スガ試験機（株）製、品番：ＩＣＭ−１Ｔ）を用い、ＪＩＳ Ｋ７３７４に準拠して、光学くし幅０．１２５ｍｍで測定した時の像鮮明度（％）の値を写像性とした。像鮮明度の値が大きい程写像性が高く、透明スクリーンを透過して見える像が鮮明である。
（４）フロント側の壁における輝度
フロント側の壁における輝度は以下のように測定した。すなわち、暗室において透明スクリーンを設置し、映像投影ユニットとしてプロジェクター（ＡｄｄＴｒｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（株）製、ＱＵＭＩ Ｑ６）を、透明スクリーンの法線方向に３０ｃｍ離れたフロント側に設置した。さらに、透明スクリーンの法線方向に９０ｃｍ離れたフロント側に白色板を設置した。つづいて、二次元色彩輝度計（コニカミノルタ（株）製、型番：ＣＡ−２０００）を、フロント側の白色板の法線方向３５ｃｍ離れたプロジェクター側に４５度傾けて設置し、プロジェクターにて透明スクリーンに白無地画像を投影したときの白色板における輝度を測定した（図５参照）。
（５）リア側の壁における輝度
リア側の壁における輝度は以下のように測定した。すなわち、暗室において、フロント側の壁における輝度測定時と同様に透明スクリーン及び映像投影ユニットを設置し、透明スクリーンの法線方向に９０ｃｍ離れたリア側（透明スクリーンを挟んでプロジェクターと反対側）に白色板を設置した。つづいて二次元色彩輝度計を、白色板の法線方向に３５ｃｍ離れた透明スクリーン側に４５度傾けて設置し、プロジェクターにて透明スクリーンに白無地画像を投影したときの白色板における輝度を測定した（図５参照）。
（６）天井における輝度
天井における輝度は以下のように測定した。すなわち、暗室において、フロント側の壁における輝度測定時と同様に透明スクリーン、映像投影ユニット、白色板及び二次元色彩輝度計を設置し、白色板の上部天井にさらに白色板を設置した。つづいて、プロジェクターにて透明スクリーンに白無地画像を投影し、天井に設置した白色板における輝度を、二次元色彩輝度計によって測定した。

［実施例１］
まず、２枚の直線偏光板（偏光度９９．８２％、単体透過率：４０％、（株）ポラテクノ製、商品名：ＳＨＣ−１２５Ｕ、接着層付き）を、透過軸が直交するように積層して、光学素子を得た。

次に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ペレット（（株）ベルポリエステル製、銘柄ＩＦＧ８Ｌ）と、ＰＥＴペレットに対して０．０１２質量％の薄片状アルミニウム微粒子Ａ（光反射性微粒子、一次粒子の平均径１μｍ、アスペクト比３００、正反射率６２．８％）とを、タンブラー混合器にて３０分間混合して、表面に均一に薄片状アルミニウム微粒子が付着したＰＥＴペレットを得た。得られたペレットを、ストランドダイスを備えた二軸混練押出機のホッパーへ供給し、２５０℃で押し出してアルミニウム微粒子が練り込まれたマスターバッチを得た。得られたマスターバッチとＰＥＴペレット（銘柄ＩＦＧ８Ｌ）とを１：２の割合で均一に混合した後、Ｔダイを備えた単軸押出機のホッパーに投入し、２５０℃で押し出して、厚み７５μｍのフィルムを製膜した。得られたフィルムを、厚さ２ｍｍの透明ガラス板に粘着フィルム（パナック（株）製、パナクリーンＰＤ−Ｓ１厚み２５μｍ）を用いて貼り合わせることで、ヘイズ３．７％、全光線透過率８９．１％、写像性９１％の透明スクリーンを得た。

壁と天井を備える部屋の中に上記で得た透明スクリーンを設置した後、透明スクリーンのフロント側（観察者側）に市販の映像投影ユニット（ＡｄｄＴｒｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（株）製、ＱＵＭＩ Ｑ６）を設置し、リア側（観察者と反対側）の壁に上記で得た光学素子を設置して、映像投影システムを作製した（図２の実施形態）。続いて、映像投影ユニットから映像光を透明スクリーンに向けて投影して、透明スクリーンを透過した光がリア側の壁に結像しているか否かを下記の基準により目視で評価した。また、光学素子を設置しなかった場合のリア側の壁における輝度は７２．７ｃｄ／ｃｍ^２であり（比較例１）、光学素子を設置した場合のリア側の壁における輝度は０．９ｃｄ／ｃｍ^２であり、透過光が大幅に吸収されていることが確認された。

［実施例２］
光学素子を透明スクリーンのフロント側の壁に設置した以外は、実施例１と同様にして、映像投影システムを作製した（図３の実施形態）。続いて、実施例１と同様に映像投影ユニットから映像光を透明スクリーンに向けて投影して、透明スクリーンを反射した光がフロント側の壁に結像しているか否かを下記の基準により目視で評価した。また、光学素子を設置しなかった場合のフロント側の壁における輝度は８．５ｃｄ／ｃｍ^２であり（比較例２）、光学素子を設置した場合のフロント側の壁における輝度は１．２ｃｄ／ｃｍ^２であり、透過光が大幅に吸収されていることが確認された。

［実施例３］
光学素子を天井に設置した以外は、実施例１と同様にして、映像投影システムを作製した（図４の実施形態）。続いて、実施例１と同様に映像投影ユニットから映像光を透明スクリーンに向けて投影して、透明スクリーンを反射した光が天井に結像しているか否かを下記の基準により目視で評価した。また、光学素子を設置しなかった場合の天井における輝度は１０．８ｃｄ／ｃｍ^２であり（比較例３）、光学素子を設置した場合の天井における輝度は０．４ｃｄ／ｃｍ^２であり、反射光が大幅に吸収されていることが確認された。

［比較例１］
光学素子を設置しなかった以外は、実施例１と同様にして映像投影システムを作製した。続いて、実施例１と同様に映像投影ユニットから映像光を透明スクリーンに向けて投影して、透明スクリーンを透過した光が背面側の壁に結像しているか否かを下記の基準により目視で評価した。また、リア側の壁における輝度は７２．７ｃｄ／ｃｍ^２であった。

［比較例２］
光学素子を設置しなかった以外は、実施例２と同様にして映像投影システムを作製した。続いて、実施例２と同様に映像投影ユニットから映像光を透明スクリーンに向けて投影した。透明スクリーンを反射した光によるフロント側の壁上の不要な像を、観察者が視認できるか否かを下記の基準により目視で評価した。また、フロント側の壁における輝度は８．５ｃｄ／ｃｍ^２であった。

［比較例３］
光学素子を設置しなかった以外は、実施例３と同様にして映像投影システムを作製した。続いて、実施例３と同様に映像投影ユニットから映像光を透明スクリーンに向けて投影した。透明スクリーンを反射した光による天井の不要な像を、観察者が視認できるか否かを下記の基準により目視で評価した。また、天井における輝度は１０．８ｃｄ／ｃｍ^２であった。

［評価基準］
○：透明スクリーン以外の物体（天井や壁等）には結像していなかった。
△：透明スクリーン以外の物体（天井や壁等）に結像していたが、像は薄かった。
×：透明スクリーン以外の物体（天井や壁等）に結像しており、像が明瞭であった。

上記の評価結果を表１に示した。

１１、２１、３１ 映像投影ユニット
１２、２２、３２ 映像被投影体
１３、２３、３３ 光学素子
１４、２４、３４ 映像光
１５、２５、３５ 観察者

Claims (11)

1. 映像投影ユニットを備える映像投影システムにおいて用いられ、映像被投影体以外の物体に設置される光学素子であって、
   前記光学素子が、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との組み合わせであり、前記第１の直線偏光板の透過軸と前記第２の直線偏光板の透過軸とが直交状態で配置されてなり、
   前記映像投影ユニットから投影された映像光を結像させない、光学素子。
2. 前記光学素子が、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との積層体である、請求項１に記載の光学素子。
3. 前記積層体が、第１の直線偏光板と第２の直線偏光板との間に接着層をさらに備える、請求項１または２に記載の光学素子。
4. 映像投影ユニットと、映像被投影体以外の物体に設置された請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子とを備える、映像投影システムであって
   前記光学素子が、前記映像投影ユニットから投影された映像光を結像させない、映像投影システム。
5. 前記映像投影システムが、映像被投影体をさらに備えてなる、請求項４に記載の映像投影システム。
6. 前記映像被投影体が、透明スクリーンである、請求項５に記載の映像投影システム。
7. 前記光学素子が、前記映像投影ユニットから投影された映像光のうちの前記透明スクリーンを透過した光または前記透明スクリーンで反射した光を、前記透明スクリーン以外の物体に結像させない、請求項６に記載の映像投影システム。
8. 前記透明スクリーンが反射型透明スクリーンである、請求項６または７に記載の映像投影システム。
9. 前記透明スクリーンが透過型透明スクリーンである、請求項６または７に記載の映像投影システム。
10. 前記透明スクリーンのヘイズ値が３５％以下である、請求項６〜９のいずれか一項に記載の映像投影システム。
11. 前記透明スクリーンの少なくとも片面側に反射防止層をさらに備える、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の映像投影システム。