JP2018120008A - Screen and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーンと、これを備える映像表示装置とに関するものである。 The present invention relates to a screen and a video display device including the screen.
従来、映像表示装置の１つとして、映像源から投射された映像光を透過又は反射して映像を表示する透過型又は反射型のスクリーンや、これを備える映像表示装置が知られている。このスクリーンや映像表示装置については、映像のコントラストの向上や視野角の向上等、様々な開発がなされている（例えば、特許文献１，２参照）。
また、近年、店舗のショーウィンドウ等に設置して映像を表示し、かつ、映像光を投射していない場合等に、スクリーンの向こう側の景色が良好に視認される透明性の高いスクリーンへの要求が高まっており、開発も進められている（特許文献３）。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of video display devices, a transmissive or reflective screen that displays video by transmitting or reflecting video light projected from a video source, and a video display device including the same are known. Various developments have been made on the screen and the video display device, such as improving the contrast of the video and improving the viewing angle (see, for example,
Also, in recent years, it has been installed on store windows, etc. to display images, and when image light is not projected, etc., to a highly transparent screen where the scenery beyond the screen can be seen well The demand is increasing and development is also in progress (Patent Document 3).
スクリーンのなかには、リニアフレネルレンズ形状を有し、映像光を観察者側へ向ける偏向機能を有する層として、反射層等をリニアフレネルレンズの単位レンズに沿って形成したものも知られている。しかし、このようなスクリーンでは、単位レンズの長手方向（主にスクリーンの画面左右方向）の両端部で映像が暗くなるという問題があった。
また、スクリーン中に、光を拡散する拡散粒子等を含有する光拡散層を備えるスクリーンでは、太陽光や照明光等の不要な外光も光拡散層によって拡散されるため、スクリーンの向こう側の景色が白っぽくぼやけて観察され、透明性が低下するという問題があった。
Some screens have a linear Fresnel lens shape and have a reflective layer formed along a unit lens of the linear Fresnel lens as a layer having a deflection function for directing image light toward the viewer. However, such a screen has a problem that the image becomes dark at both ends of the unit lens in the longitudinal direction (mainly the screen left-right direction).
In addition, in a screen provided with a light diffusion layer containing diffusing particles that diffuse light in the screen, unnecessary external light such as sunlight and illumination light is also diffused by the light diffusion layer. There was a problem that the scenery was observed as whitish and blurred, and transparency was lowered.
上述の特許文献１〜３には、スクリーンの透明性を向上させる対策や、反射層がリニアフレネルレンズ形状の単位レンズに沿って形成されている場合の映像の明るさの面内均一性向上についての対策は、開示されていない。
In the
本発明の課題は、透明性が高く、かつ、映像の明るさの面均一性が高いスクリーンと、これを備える映像表示装置とを提供することである。 An object of the present invention is to provide a screen having high transparency and high surface uniformity of image brightness, and an image display device including the screen.
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。
第１の発明は、透明性を有し、投射された映像光の少なくとも一部を透過又は反射して映像を表示するスクリーンであって、該スクリーンの一方の面であり、映像光が入射する第１の面（１０ａ，２０ａ，３０ａ）と、該スクリーンの他方の面であり、前記第１の面に対向し、前記第１の面に平行な第２の面（１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ）と、該スクリーンの厚み方向において、前記第１の面と前記第２の面との間に位置し、スクリーン面に沿って一方向に延在し、延在方向に交差する方向に複数配列され、前記第１の面から入射した映像光の少なくとも一部を反射して所定の方向へ偏向する偏向光学部（１３２，３３）と、を備え、前記偏向光学部は、その表面に不規則な凹凸形状を有すること、を特徴とするスクリーン（１０，２０，３０）である。
第２の発明は、第１の発明のスクリーンにおいて、前記偏向光学部（１３２，３３）の延在方向において、該偏向光学部での偏向後の光のピーク輝度となる出射角度（Ｄ）から輝度が１／５となる出射角度までの角度変化量（α３，α４）の絶対値の平均値を１／５角θｂとし、画面左右方向の端部での該スクリーンへの画面左右方向の光の入射角度をφ１とするとき、φ１＜θｂという関係を満たすこと、を特徴とするスクリーン（１０，２０，３０）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のスクリーンにおいて、前記偏向光学部（１３２，３３）の延在方向において、該偏向光学部での偏向後の光のピーク輝度となる出射角度（Ｄ）から輝度が１／２となる出射角度までの角度変化量（α１，α２）の絶対値の平均値を１／２角θａとし、画面左右方向の端部での該スクリーンへの画面左右方向の光の入射角度をφ１とするとき、φ１＜θａという関係を満たすこと、を特徴とするスクリーン（１０，２０，３０）である。
第４の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれか１つのスクリーンにおいて、該スクリーンは、透過型スクリーンであり、前記偏向光学部（１３２）は、光透過性を有し、隣接する層（１２，１４）よりも屈折率が低く、前記隣接する層との界面に入射する光の少なくとも一部を全反射して前記第２の面側へ向けること、を特徴とするスクリーン（１０，２０）である。
第５の発明は、第４の発明のスクリーンにおいて、レンズ面（１２１ａ）と非レンズ面（１２１ｂ）とを有する単位レンズ（１２１）が複数配列されたリニアフレネルレンズ形状を、該スクリーンの厚み方向において前記第２の面側の面に有する光学形状層（１２）を備え、前記偏向光学部（１３２）は、少なくとも前記非レンズ面の一部に形成され、前記偏向光学部の前記第２の面側に、光透過性を有する樹脂層（１４）が積層されること、を特徴とするスクリーン（１０，２０）である。
第６の発明は、第４の発明又は第５の発明のスクリーンにおいて、前記偏向光学部の配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、前記偏向光学部（１３２）の出光側端部とこれに隣接する前記偏向光学部の入光側端部と通る面（１２１ａ）がスクリーン面の法線方向となす角度をθ４とし、前記偏向光学部に隣接する層（１２，１４）の屈折率をｎとするとき、θ４＞１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たすこと、を特徴とするスクリーン（１０，２０）である。
第７の発明は、第４の発明から第６の発明までのいずれか１つのスクリーンにおいて、前記偏向光学部の配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、前記偏向光学部（１３２）の出光側端部とこれに隣接する前記偏向光学部の入光側端部と通る面（１２１ａ）がスクリーン面の法線方向となす角度をθ４とし、前記偏向光学部に隣接する層（１２，１４）の屈折率をｎとするとき、θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たすこと、を特徴とするスクリーン（１０，２０）である。
第８の発明は、第４の発明から第７の発明までのいずれか１つのスクリーンにおいて、前記偏向光学部（１３２）と、前記偏向光学部の出光側端部とこれに隣接する前記偏向光学部の入光側端部と通る面（１２１）とがなす角度（θ３）は、鋭角であること、を特徴とするスクリーン（１０，２０）である。
第９の発明は、第４の発明から第８の発明までのいずれか１つのスクリーンにおいて、前記偏向光学部（１３２）の厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下であること、を特徴とするスクリーン（１０，２０）である。
第１０の発明は、第４の発明から第９の発明までのいずれか１つのスクリーンにおいて、該スクリーンの厚み方向及び前記偏向光学部（１３２）の配列方向に平行な断面において、前記偏向光学部が該スクリーン面に平行な面となす角度（θ２）は、前記偏向光学部の配列方向に沿って一方側に向かって小さくなること、を特徴とするスクリーン（１０，２０）である。
第１１の発明は、第１０の発明のスクリーンにおいて、該スクリーンの厚み方向及び前記偏向光学部（１３２）の配列方向に平行な断面において、前記偏向光学部が該スクリーン面に平行な面となす角度（θ２）は、０°より大きいこと、を特徴とするスクリーン（１０，２０）である。
第１２の発明は、第４の発明から第１１の発明までのいずれか１つのスクリーンにおいて、前記偏向光学部（１３２）よりも前記第１の面（２０ａ）側又は前記第２の面（２０ｂ）側に、該スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、前記偏向光学部の長手方向に交差する方向に延在し、前記偏向光学部の配列方向に交差する方向に複数配列された第２偏向光学部（２８）を備えること、を特徴とするスクリーン（２０）である。
第１３の発明は、第１２の発明のスクリーンにおいて、前記第２偏向光学部（２８）は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面での断面形状が、前記第２の面（２０ｂ）側に凸となる三角形形状であること、を特徴とするスクリーン（２０）である。
第１４の発明は、第１３の発明のスクリーンにおいて、前記第２偏向光学部（２８）は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面での断面形状が、該スクリーンの中央側で小さく両端部側へ向かうにつれて大きくなること、を特徴とするスクリーン（２０）である。
第１５の発明は、第１の発明から第１４の発明までのいずれか１つのスクリーン（１０，２０，３０）と、前記スクリーンに映像光を投射する映像源（ＬＳ）と、を備える映像表示装置（１）である。
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this.
A first invention is a screen that has transparency and displays an image by transmitting or reflecting at least a part of the projected image light, and is one side of the screen, on which the image light is incident The first surface (10a, 20a, 30a) and the other surface of the screen, the second surface (10b, 20b, 30b) facing the first surface and parallel to the first surface And, in the thickness direction of the screen, are positioned between the first surface and the second surface, extend in one direction along the screen surface, and are arranged in a direction intersecting the extending direction. A deflecting optical unit (132, 33) that reflects at least a part of the image light incident from the first surface and deflects it in a predetermined direction, and the deflecting optical unit is irregular on the surface thereof. A screen (10, 20, 30) characterized by having an uneven shape It is.
According to a second aspect of the present invention, in the screen of the first aspect, in the extending direction of the deflection optical unit (132, 33), from the emission angle (D) that is the peak luminance of the light after being deflected by the deflection optical unit. The average value of the angle change amounts (α3, α4) up to the emission angle at which the brightness becomes 1/5 is 1/5 angle θb, and the light in the left-right direction of the screen to the screen at the left-right end of the screen The screen (10, 20, 30) is characterized by satisfying the relationship of φ1 <θb when the incident angle is φ1.
According to a third aspect of the invention, in the screen of the first or second aspect of the invention, in the extending direction of the deflection optical unit (132, 33), the emission becomes the peak luminance of the light after being deflected by the deflection optical unit. The average of the absolute values of the angle change amounts (α1, α2) from the angle (D) to the emission angle at which the luminance becomes ½ is ½ angle θa, and is applied to the screen at the edge in the horizontal direction of the screen. The screen (10, 20, 30) is characterized by satisfying the relationship of φ1 <θa when the incident angle of light in the horizontal direction of the screen is φ1.
According to a fourth invention, in any one of the screens from the first invention to the third invention, the screen is a transmissive screen, and the deflection optical unit (132) has a light transmission property, A screen having a refractive index lower than that of the adjacent layers (12, 14), and totally reflecting at least a part of light incident on the interface with the adjacent layer and directing it toward the second surface side. (10, 20).
According to a fifth invention, in the screen of the fourth invention, a linear Fresnel lens shape in which a plurality of unit lenses (121) each having a lens surface (121a) and a non-lens surface (121b) are arranged is arranged in the thickness direction of the screen. The optical shape layer (12) on the second surface side is provided, and the deflection optical part (132) is formed on at least a part of the non-lens surface, and the second part of the deflection optical part is provided. The screen (10, 20) is characterized in that a light-transmitting resin layer (14) is laminated on the surface side.
A sixth aspect of the invention is the screen of the fourth or fifth aspect, wherein the light exit side end of the deflection optical section (132) is in a cross section parallel to the arrangement direction of the deflection optical sections and the thickness direction of the screen. The angle between the surface (121a) passing through the light incident side end of the deflection optical unit adjacent to this and the normal direction of the screen surface is θ4, and the refraction of the layers (12, 14) adjacent to the deflection optical unit is The screen (10, 20) is characterized by satisfying θ4> 1/2 × arcsin (1 / n) when the rate is n.
According to a seventh invention, in any one of the screens from the fourth invention to the sixth invention, the deflection optical section (132) in a section parallel to the arrangement direction of the deflection optical sections and the thickness direction of the screen. The angle between the surface (121a) passing through the light exit side end of the light beam and the light incident side end of the deflection optical unit adjacent thereto is the normal direction of the screen surface is θ4, and the layer adjacent to the deflection optical unit (12 , 14) is a screen (10, 20) characterized in that θ4 ≧ arcsin (1 / n) is satisfied, where n is the refractive index.
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the screens from the fourth aspect to the seventh aspect, the deflection optical unit (132), a light output side end of the deflection optical unit, and the deflection optical unit adjacent thereto. The screen (10, 20) is characterized in that an angle (θ3) formed by the light incident side end of the part and the passing surface (121) is an acute angle.
According to a ninth invention, in any one of the screens from the fourth invention to the eighth invention, the thickness of the deflection optical unit (132) is 1 μm or more and 10 μm or less. 10, 20).
According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the screens from the fourth aspect to the ninth aspect, the deflection optical unit in a cross section parallel to the thickness direction of the screen and the arrangement direction of the deflection optical unit (132). The screen (10, 20) is characterized in that an angle (θ2) formed by a plane parallel to the screen surface decreases toward one side along the arrangement direction of the deflection optical units.
An eleventh aspect of the invention is the screen of the tenth aspect, wherein the deflection optical part is a plane parallel to the screen surface in a cross section parallel to the thickness direction of the screen and the arrangement direction of the deflection optical part (132). The screen (10, 20) is characterized in that the angle (θ2) is greater than 0 °.
According to a twelfth aspect, in any one of the screens from the fourth aspect to the eleventh aspect, the first surface (20a) side or the second surface (20b) with respect to the deflecting optical unit (132). ) Side, as viewed from the normal direction of the screen surface of the screen, extends in a direction intersecting with the longitudinal direction of the deflection optical unit, and a plurality of arrays arranged in a direction intersecting with the arrangement direction of the deflection optical unit A screen (20) characterized by comprising two deflection optical sections (28).
According to a thirteenth aspect of the invention, in the screen of the twelfth aspect of the invention, the second deflection optical unit (28) has a cross-sectional shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen. 20b) A screen (20) characterized by a triangular shape convex toward the side.
According to a fourteenth aspect of the invention, in the screen of the thirteenth aspect, the second deflection optical section (28) has a cross-sectional shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen at the center side of the screen. It is a screen (20) characterized by becoming small and becoming large as it goes to both ends.
A fifteenth aspect of the invention is an image display comprising any one of the screens (10, 20, 30) from the first aspect to the fourteenth aspect of the invention and an image source (LS) that projects image light onto the screen. Device (1).
本発明によれば、透明性が高く、かつ、映像の明るさの面均一性が高いスクリーンと、これを備える映像表示装置とを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a screen having high transparency and high surface uniformity of image brightness, and an image display device including the screen.
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, each figure shown below including FIG. 1 is the figure shown typically, and the magnitude | size and shape of each part are exaggerated suitably for easy understanding.
In this specification, terms that specify shape and geometric conditions, for example, terms such as parallel and orthogonal, are strictly meanings, have similar optical functions, and can be regarded as parallel and orthogonal It also includes a state having an error of.
Numerical values such as dimensions and material names of the respective members described in the present specification are examples of the embodiment, and the present invention is not limited thereto, and may be appropriately selected and used.
本明細書において、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中において、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、スクリーンの画面（表示面）に平行であるとする。
In this specification, the terms “plate”, “sheet”, and the like are used, but these are generally used in the order of “thickness”, “plate”, “sheet”, and “film”. It is used following that. However, there is no technical meaning in such proper use, so these terms can be replaced as appropriate.
In the present specification, the screen surface indicates a surface in the plane direction of the screen when viewed as the entire screen, and is assumed to be parallel to the screen (display surface) of the screen.
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の映像表示装置１を示す図である。図１では、映像表示装置１を側面から見た様子を示している。
本実施形態の映像表示装置１は、スクリーン１０、映像源ＬＳ等を有しており、スクリーン１０の背面側に位置する映像源ＬＳから映像光を投射して透過させ、映像を表示する背面投射型の映像表示装置である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a
The
理解を容易にするために、図１を含め以下に示す各図において、適宜、ＸＹＺ直交座標系を設けて示している。この座標系では、スクリーン１０の画面左右方向（水平方向）をＸ方向、画面上下方向（鉛直方向）をＹ方向とし、スクリーン１０の厚み方向をＺ方向とする。スクリーン１０の画面は、ＸＹ面に平行であり、スクリーン１０の厚み方向（Ｚ方向）は、スクリーン１０の画面に直交する。
以下の説明中において、画面上下方向、画面左右方向、厚み方向とは、特に断りが無い場合、このスクリーン１０の使用状態における画面上下方向（鉛直方向）、画面左右方向（水平方向）、厚み方向（奥行き方向）であり、それぞれ、Ｙ方向、Ｘ方向、Ｚ方向に平行であるとする。
第１実施形態及び後述する第２実施形態では、スクリーン１０の出光側の正面方向に位置する観察者Ｏ１から見て画面左右方向の右側に向かう方向を＋Ｘ方向、画面上下方向の上側に向かう方向を＋Ｙ方向、厚み方向において入光側（映像源側）から出光側（観察者側）に向かう方向を＋Ｚ方向とする。
In order to facilitate understanding, an XYZ orthogonal coordinate system is provided as appropriate in each of the following drawings including FIG. In this coordinate system, the screen horizontal direction (horizontal direction) of the
In the following description, the screen vertical direction, the screen horizontal direction, and the thickness direction are the screen vertical direction (vertical direction), the screen horizontal direction (horizontal direction), and the thickness direction when the
In the first embodiment and the second embodiment to be described later, the direction toward the right side in the left-right direction of the screen when viewed from the observer O1 positioned in the front direction on the light output side of the
映像源ＬＳは、映像光Ｌをスクリーン１０へ投影する映像投射装置であり、例えば、短焦点型のプロジェクタである。
映像源ＬＳは、映像表示装置１の使用状態において、スクリーン１０の画面（表示領域）を映像源側（−Ｚ側）の正面方向（スクリーン面の法線方向）から見た場合に、スクリーン１０の画面左右方向の中央であって、スクリーン１０の画面よりも鉛直方向下方側（−Ｙ側）に位置している。
映像源ＬＳは、奥行き方向（Ｚ方向）において、スクリーン１０の表面からの距離が、従来の汎用プロジェクタに比べて大幅に近い位置から斜めに映像光Ｌを投影できる。したがって、従来の汎用プロジェクタに比べて、映像源ＬＳは、スクリーン１０までの映像光Ｌの投射距離が短く、投射された映像光Ｌがスクリーン１０に入射する入射角度が大きく、その変化量（最小値から最大値までの変化量）も大きい。
The video source LS is a video projection device that projects the video light L onto the
The video source LS is displayed when the screen (display area) of the
The image source LS can project the image light L obliquely in a depth direction (Z direction) from a position where the distance from the surface of the
スクリーン１０は、映像源ＬＳが投射した映像光Ｌの少なくとも一部を透過させて出光側に映像を表示でき、かつ、映像光を投射しない不使用時等において、スクリーン１０の向こう側の景色を出光側からも入光側からも観察できる透過型のスクリーンである。
スクリーン１０は、映像光Ｌが入射する第１の面である入光面１０ａと、これに対向する第２の面であり、映像光Ｌが出射する出光面１０ｂを有している。入光面１０ａと出光面１０ｂとは、互いに平行又は略平行であり、スクリーン面（ＸＹ面）に平行である。
The
The
スクリーン１０の画面（表示領域）は、使用状態において、出光側（＋Ｚ側）の観察者Ｏ１側から見て長辺方向が画面左右方向となる略矩形状である。点Ａは、スクリーン１０の画面中心（画面の幾何学的中心）である。
スクリーン１０は、その画面サイズが対角４０〜１００インチ程度であり、画面の横縦比が１６：９である。なお、これに限らず、スクリーン１０の画面サイズは、例えば、４０インチ以下の大きさとしてもよく、使用目的や使用環境等に応じて、その大きさや形状を適宜選択できるものとする。
The screen (display area) of the
The
本実施形態では、スクリーン１０の入光面１０ａの画面に相当する領域に対する映像光Ｌの入射角度は、約１８〜７８°である。入射角度の最小値は、スクリーン１０の入光面１０ａの画面に相当する領域において、下端の左右方向中央での値である。入射角度の最大値は、スクリーン１０の入光面１０ａの画面に相当する領域において、上端の左右方向両端での値である。
なお、映像光Ｌの入射角度に関しては、上記範囲は一例であって、スクリーン１０の画面サイズや映像源ＬＳ等に応じて適宜変更可能であり、上記角度範囲よりも最小値が小さい場合や、最大値が大きい場合も含まれるものとする。
In the present embodiment, the incident angle of the image light L with respect to a region corresponding to the screen of the
Regarding the incident angle of the image light L, the above range is an example, and can be appropriately changed according to the screen size of the
一般的に、スクリーン１０は、樹脂製の薄い層の積層体等であり、それ単独では平面性を維持するだけの十分な剛性を有していない場合が多い。そのため、スクリーン１０は、その出光側に光透過性を有する不図示の接合層を介して不図示の支持板に一体に接合（又は、部分固定）され、画面の平面性を維持する形態としてもよい。また、これに限らず、スクリーン１０は、不図示の枠部材等によってその四辺等が支持され、その平面性を維持する形態としてもよい。
上述のような支持板は、光透過性を有し、剛性が高い平板状の部材であり、アクリル樹脂やＰＣ樹脂等の樹脂製、ガラス製等の板状の部材を用いることができる。
本実施形態の映像表示装置１は、例えば、店舗等のショーウィンドウに適用される。このとき、スクリーン１０は、ショーウィンドウのガラス板を上記支持板として固定される形態とすることが好適である。
In general, the
The support plate as described above is a flat plate member having light transmittance and high rigidity, and a plate member made of resin such as acrylic resin or PC resin, or glass can be used.
The
図２は、第１実施形態のスクリーン１０を説明する図である。
図２では、スクリーン１０の出光側（−Ｚ側）の画面中央（画面の幾何学的中心）となる点Ａ（図１参照）を通り、画面上下方向（Ｙ方向）に平行であって、スクリーン面に垂直（厚み方向であるＺ方向に平行）な断面の一部を拡大し、スクリーン１０の層構成を示している。
スクリーン１０は、図２に示すように、その入光側（−Ｚ側）から順に、基材層１１、光学形状層１２、低屈折率層１３、樹脂層１４、保護層１５を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the
In FIG. 2, it passes through a point A (see FIG. 1) which is the screen center (the geometric center of the screen) on the light output side (−Z side) of the
As shown in FIG. 2, the
基材層１１は、光透過性を有するシート状の部材である。基材層１１は、その出光側（観察者側，＋Ｚ側）に、光学形状層１２が一体に形成されている。この基材層１１は、光学形状層１２を形成する基材（ベース）となる層である。
基材層１１は、例えば、高い光透過性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂等により形成される。
The
The
光学形状層１２は、基材層１１の出光側（＋Ｚ側）に形成された光透過性を有する層である。光学形状層１２の出光側の面には、単位レンズ（単位光学形状）１２１が複数配列されて設けられている。
単位レンズ１２１は、略三角柱形状であり、長手方向を画面左右方向（Ｘ方向）とし、長手方向に交差（直交）する画面上下方向に複数配列されている。
The
The
図３は、第１実施形態の単位レンズ１２１、低屈折率層１３等を説明する図である。図３では、前述の図２に示すスクリーン１０の断面をさらに拡大し、理解を容易にするために基材層１１及び保護層１５を省略して示している。
単位レンズ１２１は、図２や図３に示すように、スクリーン面に直交する方向（Ｚ方向）に平行であって、単位レンズ１２１の配列方向に平行な断面における断面形状が、略三角形形状である。
単位レンズ１２１は、出光側（＋Ｚ側）に凸であり、レンズ面１２１ａと、これに対向する非レンズ面１２１ｂとを有している。
１つの単位レンズ１２１において、非レンズ面１２１ｂは、頂点ｔを挟んでレンズ面１２１ａの下側に位置している。また、単位レンズ１２１のレンズ面１２１ａ及び非レンズ面１２１ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状を有している。
FIG. 3 is a diagram illustrating the
2 and 3, the
The
In one
レンズ面１２１ａがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ１である。非レンズ面１２１ｂがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ２である。単位レンズ１２１の頂角はθ３である。角度θ１，θ２は、θ２＞θ１という関係を満たしている。頂角θ３は、鋭角（０°＜θ３＜９０°）であることが好ましい。
また、図２及び図３に示すスクリーン１０の断面において、レンズ面１２１ａが、スクリーン面の法線方向（Ｚ方向）となす角度は、θ４であり、非レンズ面１２１ｂが、スクリーン面の法線方向となす角度は、θ５である。この角度θ４，θ５の和は、頂角θ３に等しい。
また、単位レンズ１２１の配列ピッチは、Ｐであり、単位レンズ１２１の高さ（厚み方向における頂点ｔから単位レンズ１２１間の谷底となる点ｖまでの寸法）は、ｈである。
The angle formed by the
2 and 3, the angle formed by the
The arrangement pitch of the
理解を容易にするために、図２及び図３では、単位レンズ１２１の配列ピッチＰ、角度θ１，θ２は、単位レンズ１２１の配列方向（Ｙ方向）において一定である例を示している。
しかし、本実施形態の単位レンズ１２１は、実際には、配列ピッチＰは一定であるが、単位レンズ１２１の配列方向において映像源ＬＳから離れるにつれて（画面上下方向上側へ向かうにつれて）、角度θ１が次第に大きくなり、角度θ２が次第に小さくなっている。また、本実施形態では、スクリーン１０の画面内において、角度θ１は、θ１＞０°である。
In order to facilitate understanding, FIGS. 2 and 3 show an example in which the arrangement pitch P and the angles θ1 and θ2 of the
However, the
同様に、図２及び図３では、角度θ４，θ５及び頂角θ３は、単位レンズ１２１の配列方向（Ｙ方向）において一定である例を示している。
しかし、本実施形態では、単位レンズ１２１の配列方向において映像源ＬＳから離れるにつれて（画面上下方向上側へ向かうにつれて）、角度θ５が次第に大きくなり、角度θ４が次第に小さくなり、頂角θ３が一定である。なお、頂角θ３は、単位レンズ１２１の配列方向に沿って変化していてもよい。
Similarly, FIGS. 2 and 3 show examples in which the angles θ4, θ5, and the apex angle θ3 are constant in the arrangement direction of the unit lenses 121 (Y direction).
However, in this embodiment, the angle θ5 gradually increases, the angle θ4 gradually decreases, and the apex angle θ3 is constant as the distance from the image source LS in the arrangement direction of the
角度θ１，θ２、配列ピッチＰ等は、映像源ＬＳからの映像光の投射角度や、映像源ＬＳの画素（ピクセル）の大きさ、スクリーン１０の画面サイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜設定してよい。例えば、単位レンズ１２１の配列方向に沿って、配列ピッチＰが変化する形態としてもよい。
The angles θ1, θ2, the array pitch P, and the like depend on the projection angle of the image light from the image source LS, the size of the pixels of the image source LS, the screen size of the
光学形状層１２は、光透過性が高く、一般的な紫外線硬化型樹脂よりも屈折率の高い紫外線硬化型樹脂が用いられている。例えば、光学形状層１２は、エポキシアクリレート系の紫外線硬化型樹脂や、金属酸化物が添加されて高屈折率化されたウレタン系等の紫外線硬化型樹脂により形成されている。また、光学形状層１２は、酸化チタン（ＴｉＯ２）が添加されて高屈折率化された紫外線硬化型樹脂を用いてもよい。
この光学形状層１２の屈折率は、約１．５６〜１．７程度のものが好ましい。
なお、光学形状層１２は、紫外線硬化型樹脂に限らず、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
The
The refractive index of the
The
低屈折率層１３は、光透過性を有し、隣接する光学形状層１２及び樹脂層１４よりも屈折率が低い層である。
本実施形態の低屈折率層１３は、単位レンズ１２１上（レンズ面１２１ａ及び非レンズ面１２１ｂ上）に形成されており、レンズ面１２１ａ上に形成された第１低屈折率部１３１と、非レンズ面１２１ｂ上に形成された第２低屈折率部１３２とを有している。
第２低屈折率部１３２は、映像光を反射して出光側へ向ける偏向光学部であり、第２低屈折率部１３２と隣接する樹脂層１４との界面Ｋは、入射した映像光の少なくとも一部が全反射条件を満たす反射面である。
界面Ｋ及び第２低屈折率部１３２は、図３に示す断面（第２低屈折率部１３２に配列方向及びスクリーン１０の厚み方向に平行な断面）において、スクリーン面に平行な面に対して角度θ２をなし、スクリーン面の法線方向（Ｚ方向）に対して角度θ５をなす。また、レンズ面１２１ａ及び第１低屈折率部１３１は、図３に示す断面において、スクリーン面に平行な面に対して角度θ１をなし、スクリーン面の法線方向に対して角度θ４をなす。
The low
The low
The second low
The interface K and the second low-
この角度θ４は、低屈折率層１３に隣接する層（即ち、光学形状層１２、樹脂層１４）の屈折率をｎとするとき、θ４＞１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たすことが好ましく、θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たすことがさらに好ましい。本実施形態では、角度θ４は、θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たしている。
This angle θ4 satisfies θ4> 1/2 × arcsin (1 / n), where n is the refractive index of the layer adjacent to the low refractive index layer 13 (that is, the
低屈折率層１３は、単位レンズ１２１のレンズ面１２１ａ及び非レンズ面１２１ｂに形成された微細かつ不規則な凹凸形状に追従して形成され、かつ、樹脂層１４側の面にも、この微細かつ不規則な凹凸形状が維持された状態で成膜されている。したがって、低屈折率層１３は、その両面に、微細かつ不規則な凹凸形状を有している。
低屈折率層１３に臨界角以上の入射角で入射する光は、この微細かつ不規則な凹凸形状により、全反射する際に拡散される。また、低屈折率層１３に臨界角未満の入射角で入射する光は、一部が隣接する層との界面で反射し、凹凸形状によって拡散されるが、その多くが拡散することなく低屈折率層を透過する。
なお、低屈折率層１３の微細かつ不規則な凹凸形状は、所望する光学性能等に応じてその凹凸の大きさや形状等を適宜選択してよい。
The low
Light incident on the low
The fine and irregular concavo-convex shape of the low
低屈折率層１３は、光透過性が高く、隣接する光学形状層１２及び樹脂層１４よりも屈折率の低い材料により形成されている。低屈折率層１３は、例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）やフッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）等の金属フッ化物、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、シリコン系樹脂が好適である。低屈折率層１３は、上述の材料を蒸着したり、スパッタリングしたりすることにより、形成される。
この低屈折率層１３の屈折率は、約１．３５〜１．４５であることが、樹脂層１４との界面Ｋで映像光を効率よく全反射させる観点から好ましい。
The low
The refractive index of the low-
低屈折率層１３は、その厚さが０．３μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。
低屈折率層１３の厚さが０．３μｍ未満であると、界面Ｋでの映像光の全反射が不十分となったり、映像光が全反射する際に干渉が生じて映像が劣化したりするため、好ましくない。また、界面Ｋで映像光を十分に全反射させ、映像光が全反射する際に生じ得る干渉を抑制するという効果を高める観点から、低屈折率層１３の厚さは１μｍ以上であることがより好ましい。
一方、低屈折率層１３の厚さが１０μｍよりも大きくなると、蒸着等による低屈折率層１３の形成が困難となったり、単位レンズ１２１の表面の微細かつ不規則な凹凸形状を埋めて平坦化し、樹脂層１４側の面が平面状となってしまったりするため、好ましくない。
The thickness of the low
If the thickness of the low
On the other hand, when the thickness of the low
樹脂層１４は、低屈折率層１３の出光側（＋Ｚ側）に設けられた光透過性を有する層である。樹脂層１４は、低屈折率層１３よりも屈折率が高い。樹脂層１４と第２低屈折率部１３２との界面Ｋは、入射した映像光の少なくとも一部を反射（全反射を含む）させて出光側（＋Ｚ側）の観察者Ｏ１側へ向ける。
樹脂層１４は、低屈折率層１３の出光側から単位レンズ１２１による凹凸の谷部を埋めるように形成され、光学形状層１２の出光側（観察者側）の面を平坦にしている。したがって、樹脂層１４の入光側（−Ｚ側）の面は、光学形状層１２の単位レンズ１２１の略逆型の形状が複数配列されて形成されている。
The
The
このような樹脂層１４を設けることにより、低屈折率層１３を保護することができ、かつ、界面Ｋで映像光の少なくとも一部を全反射させて（又は反射させて）出光側の観察者に映像を表示することができる。また、樹脂層１４によって出光側の面を平坦化することにより、スクリーン１０の光学形状層１２の出光側（＋Ｚ側）の面に保護層１５等を積層しやすくなり、また、出光側に支持板等を接合する場合にも接合が容易となる。
By providing such a
樹脂層１４は、光透過性が高く、一般的な紫外線硬化型樹脂よりも屈折率の高い紫外線硬化型樹脂、例えば、前述の光学形状層１２と同様の材料である、エポキシアクリレート系の紫外線硬化型樹脂、金属酸化物が添加されて高屈折率化されたウレタン系等の紫外線硬化型樹脂、酸化チタン（ＴｉＯ２）が添加されて高屈折率化された紫外線硬化型樹脂等を用いて形成されている。
樹脂層１４の屈折率は、約１．５６〜１．７であることが、第２低屈折率部１３２と樹脂層１４との界面Ｋで映像光を効率よく全反射させる観点から好ましい。また、樹脂層１４の屈折率は、光学形状層１２の屈折率と等しい、又は、略等しい（等しいとみなせる程度に屈折率差が小さい）ことが望ましい。
The
The refractive index of the
本実施形態では、樹脂層１４と光学形状層１２とは、同一の樹脂によって形成されている。なお、これに限らず、樹脂層１４と光学形状層１２とは、異なる樹脂により形成されていてもよい。
また、本実施形態では、樹脂層１４は、紫外線硬化型樹脂により形成される例を挙げて説明するが、これに限らず、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
図２に戻り、保護層１５は、樹脂層１４の出光側（＋Ｚ側）に形成された光透過性を有する層である。保護層１５は、スクリーン１０の出光側を保護する機能を有している。
保護層１５は、光透過性の高い樹脂製のシート状の部材が用いられる。保護層１５は、例えば、前述の基材層１１と同様の材料を用いて形成されたシート状の部材を用いてもよい。
上述のように、本実施形態のスクリーン１０は、光を拡散する作用を有する粒子等の拡散材を含有した光拡散層を備えていない。また、本実施形態のスクリーン１０では、映像光は、低屈折率層１３と樹脂層１４との界面で反射（全反射を含む）した際に、微細かつ不規則な凹凸形状により拡散される。
Returning to FIG. 2, the
The
As described above, the
本実施形態のスクリーン１０は、例えば、以下のような製造方法により製造される。
基材層１１を用意し、その一方の面に、単位レンズ１２１を賦形する成形型に紫外線硬化型樹脂を充填した状態で積層し、紫外線を照射して樹脂を硬化させるＵＶ成形法により光学形状層１２を形成する。このとき、単位レンズ１２１を賦形する成形型のレンズ面１２１ａ及び非レンズ面１２１ｂを賦形する面には、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている。この微細かつ不規則な凹凸形状は、成形型のレンズ面１２１ａ及び非レンズ面１２１ｂを賦形する面に、表面加工を複数回行うことにより形成できる。この表面加工は、例えば、めっき加工や、エッチング加工、ブラスト加工等である。また、表面加工は、各種条件等を変更して複数回行ってもよい。
光学形状層１２を、基材層１１の一方の面に形成した後、レンズ面１２１ａ及び非レンズ面１２１ｂに、低屈折率層１３を蒸着等により形成する。
The
The
After the
その後、低屈折率層１３の上から、単位レンズ１２１間の谷部を充填して平面状となるように、紫外線硬化型樹脂を塗布し、保護層１５を積層して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、樹脂層１４及び保護層１５を一体に形成する。その後、所定の大きさに裁断する等により、スクリーン１０が完成する。
基材層１１及び保護層１５は、枚葉状としてもよいし、ウェブ状としてもよい。
Thereafter, an ultraviolet curable resin is applied from above the low
The
従来、例えば、低屈折率層１３の表面に微細かつ不規則な凹凸形状を形成する方法として、レンズ面１２１ａ，非レンズ面１２１ｂ上に拡散粒子等を塗布してその上から低屈折率層１３を形成したり、レンズ面１２１ａ，非レンズ面１２１ｂにブラスト加工を行った後に低屈折率層１３を形成したりする方法等が知られている。
しかし、このような製法では、個々のスクリーン１０での拡散特性や品質等のばらつきが大きく、安定した製造が行えない。
これに対して、本実施形態では、単位レンズ１２１のレンズ面１２１ａ，非レンズ面１２１ｂの微細かつ不規則な凹凸形状を成形型によって賦形した後に低屈折率層１３を形成する。これにより、本実施形態では、多数のスクリーン１０を製造する場合にも、品質のばらつきが少なく、安定して製造できる。
Conventionally, for example, as a method of forming a fine and irregular concavo-convex shape on the surface of the low
However, in such a manufacturing method, dispersion | variation in the diffusion characteristic, quality, etc. in each
On the other hand, in the present embodiment, the low
図４は、第１実施形態の単位レンズ１２１の頂角θ３について説明する図である。図４（ａ）は、頂角が鋭角（０°＜θ３＜９０°）である場合を示し、図４（ｂ）は、頂角が９０°以上（θ３≧９０°）である場合を示している。
図５及び図６は、第１実施形態の単位レンズ１２１のレンズ面１２１ａがスクリーン面の法線方向となす角度θ４について説明する図である。図５（ａ）は、θ４＜１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合を示し、図５（ｂ）は、θ４＝１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合を示している。図６（ａ）は、１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）＜θ４＜ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合を示し、図６（ｂ）は、θ４＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合を示し、図６（ｃ）は、θ４＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合を示している。
なお、図４〜図６では、前述の図２に相当するスクリーン１０の断面の一部を拡大して示し、理解を容易にするために、低屈折率層１３を簡略化し、基材層１１及び保護層１５を省略して示している。
ここで、前述の図３及び図４〜図６に示す、画面上下方向における映像光や外光の様子を参照しながら、頂角θ３、角度θ４等について説明する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the apex angle θ3 of the
5 and 6 are diagrams illustrating an angle θ4 formed by the
4 to 6 are enlarged views of a part of the cross section of the
Here, the apex angle θ3, the angle θ4, and the like will be described with reference to the image light and the external light in the vertical direction of the screen shown in FIG. 3 and FIGS.
本実施形態の単位レンズ１２１に入射した映像光の画面上下方向における様子について説明する。
図３に示すように、映像源ＬＳから投射されて入光側（−Ｚ側）からスクリーン１０に入射した映像光Ｌａは、単位レンズ１２１のレンズ面１２１ａに入射する。このとき、映像光Ｌａのレンズ面１２１ａへの入射角は臨界角未満であり、多くの映像光Ｌａが第１低屈折率部１３１を透過する。一部の映像光は、第１低屈折率部１３１への入射時に反射するが、その光量は小さく、入光側に位置する観察者が映像を視認することはない。
A state in the vertical direction of the screen of the image light incident on the
As shown in FIG. 3, the image light La projected from the image source LS and incident on the
なお、レンズ面１２１ａへの映像光Ｌａの入射角度は、０°又は０°近傍とすることが好ましい。レンズ面１２１ａへの映像光Ｌａの入射角度が０°又は０°近傍である場合、第１低屈折率部１３１と光学形状層１２との界面（レンズ面１２１ａ）に入射して反射した映像光は、反射角度も０°又は０°近傍となり、入光側（−Ｚ側）下方へ向かう。そのため、入光側に観察者がいた場合にもその観察者に映像光が届いて不要な映像が表示されることがない。
したがって、レンズ面１２１ａへの映像光Ｌａの入射角度は、０°又は０°近傍となるように、角度θ１や光学形状層１２等の屈折率、映像光の入射角度を設定することが好ましい。
The incident angle of the image light La on the
Therefore, it is preferable to set the angle θ1, the refractive index of the
レンズ面１２１ａの谷底となる点ｖに近い領域Ｂに入射し、第１低屈折率部１３１を透過して樹脂層１４へ入射した映像光Ｌａの少なくとも一部は、隣接する単位レンズ１２１の非レンズ面１２１ｂに形成された第２低屈折率部１３２と樹脂層１４との界面Ｋに、臨界角以上の入射角で入射して全反射し、スクリーン１０の出光側（＋Ｚ側）の正面方向に位置する観察者Ｏ１（図１参照）が映像を視認可能な方向に出射する。このとき、低屈折率層１３の表面の微細かつ不規則な凹凸形状によって、反射（全反射を含む）した光の多くは拡散される（図３の映像光Ｌｂ参照）。
At least a part of the video light La incident on the region B near the point v that becomes the valley bottom of the
領域Ｂに入射して第１低屈折率部１３１を透過した映像光Ｌａが、第２低屈折率部１３２と樹脂層１４との界面Ｋで少なくとも一部が反射（全反射を含む）し、スクリーン１０の出光側（＋Ｚ側）の正面方向に位置する観察者Ｏ１側へ出射するためには、界面Ｋ（即ち、非レンズ面１２１ｂ及び第２低屈折率部１３２）がスクリーン面の法線方向に対してなす角度θ５が、０＜θ５＜２×（θ１）であることが好ましく、θ５がθ１に略等しい（等しいとみなせる程度の誤差を有する状態）ことがより好ましく、θ５がθ１に等しいことがさらに好ましい。
この角度θ５が０°である場合、界面Ｋに映像光が臨界角未満の入射角で入射し、界面Ｋで全反射しないため、出光側（＋Ｚ側）の正面方向に位置する観察者Ｏ１へ映像光の多くを向けることができない。
また、角度θ５が２×（θ１）以上である場合、界面Ｋで反射（全反射を含む）した映像光は、スクリーン１０の出光側上方へ向かい、スクリーン１０の出光側の正面方向に位置する観察者Ｏ１に届かない。したがって、角度θ５は、上述の範囲であることが好ましい。
The image light La incident on the region B and transmitted through the first low
When this angle θ5 is 0 °, the image light is incident on the interface K at an incident angle less than the critical angle, and is not totally reflected at the interface K. Therefore, the observer O1 is located in the front direction on the light output side (+ Z side). Cannot direct much of the image light.
When the angle θ5 is 2 × (θ1) or more, the image light reflected (including total reflection) at the interface K is directed upward on the light exit side of the
また、スクリーン１０の出光側に位置する観察者Ｏ１に明るい映像を表示する観点から、単位レンズ１２１の頂角θ３は、鋭角（０°＜θ３＜９０°）であることが好ましい。
これは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、頂角θ３を鋭角とすることによって、頂角θ３が９０°以上である場合に比べて、非レンズ面１２１ｂの面積（即ち、界面Ｋの面積）を大きくすることができるからである。これにより、界面Ｋで反射（全反射を含む）して出光側（＋Ｚ側）に位置する観察者Ｏ１側へ向かう映像光Ｌの光量を増加させることができ、光の利用効率の向上や、映像の明るさや明瞭さの向上等を図ることができる。
Further, from the viewpoint of displaying a bright image to the observer O1 located on the light output side of the
As shown in FIGS. 4A and 4B, by making the apex angle θ3 an acute angle, the area of the
次に、出光側（＋Ｚ側）又は入光側（−Ｚ側）からスクリーン１０内に入射した太陽光や照明光等の外光の画面上下方向における様子について説明する。
図３に示すように、出光側上方からスクリーン１０に入射した外光Ｇａは、その多くが樹脂層１４と第１低屈折率部１３１との界面に対して、臨界角未満の入射角度で入射し、全反射することなく第１低屈折率部１３１を透過してスクリーン１０の入光側（−Ｚ側）下方へ向かう。
外光Ｇａの一部は、第１低屈折率部１３１に入射する際に樹脂層１４と第１低屈折率部１３１との界面で反射する。しかし、その反射光は、光量が少なく、スクリーン１０の出光側上方へ向かうので、出光側の正面方向に位置する観察者Ｏ１届くことはなく、外光Ｇａによる映像のコントラスト低下を抑制することができる。
Next, the state in the screen vertical direction of external light such as sunlight and illumination light that has entered the
As shown in FIG. 3, most of the external light Ga incident on the
A part of the external light Ga is reflected at the interface between the
また、図４に示すように、入光側上方からスクリーン１０に入射した外光Ｇｂは、第２低屈折率部１３２と光学形状層１２との界面（非レンズ面１２１ｂ）に対して、臨界角未満の入射角で入射して第２低屈折率部１３２を透過し、樹脂層１４と第１低屈折率部１３１との界面に入射することなくスクリーン１０の下方側へ向かう。
また、入光側上方からスクリーン１０に入射した外光のうち、一部の外光Ｇｃは、第１低屈折率部１３１と光学形状層１２との界面（レンズ面１２１ａ）に入射して反射（全反射を含む）した後、第２低屈折率部１３２を透過し、スクリーン１０の出光側下方へ向う。外光Ｇｃの一部は、第２低屈折率部１３２と光学形状層１２との界面（非レンズ面１２１ｂ）に小さい入射角度で入射するので、その多くが第２低屈折率部１３２を透過する。
Further, as shown in FIG. 4, the external light Gb incident on the
Further, among the external light incident on the
ここで、第１低屈折率部１３１（レンズ面１２１ａ）の角度によっては、入光側上方からスクリーン１０に入射する外光Ｇｂが、第２低屈折率部１３２を透過した後に、樹脂層１４と第１低屈折率部１３１との界面に入射して反射（全反射を含む）して、出光側に出射する場合がある。このような外光が観察者Ｏ１側に届いた場合には、映像のコントラスト低下を招き、好ましくない。
そこで、前述のように、第１低屈折率部１３１（レンズ面１２１ａ）がスクリーン面の法線方向となす角度θ４は、第１低屈折率部１３１に隣接する樹脂層１４、光学形状層１２の屈折率をｎとするとき、θ４＞１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たすことが好ましく、θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たすことがさらに好ましい。
Here, depending on the angle of the first low refractive index portion 131 (
Therefore, as described above, the angle θ4 formed by the first low refractive index portion 131 (
図５（ａ）に示すように、角度θ４＜１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合、入光側からスクリーン１０に入射した外光Ｇは、第２低屈折率部１３２を透過した後、樹脂層１４と第１低屈折率部１３１との界面で反射（全反射を含む）し、スクリーン１０の出光側（＋Ｚ側）の正面方向又は正面方向に対して小さな角度をなす方向に向かうため、出光側に位置する観察者Ｏ１（図１参照）に到達する。しかも、角度θ４＜１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合、このように入光側上方からスクリーン１０に入射し、出光側の観察者Ｏ１に届く外光の光量も多い。
図５（ｂ）に示すように、角度θ４＝１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合、この角度θ４は、入光側からスクリーン１０に入射した外光Ｇが、樹脂層１４と第１低屈折率部１３１との界面で反射（全反射を含む）して、出光側の正面方向に位置する観察者Ｏ１に届く境界値である。
したがって、角度θ４は、θ４＞１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）であることが、外光による映像のコントラスト低下を抑制する観点から好ましい。
As shown in FIG. 5A, when the angle θ4 <1/2 × arcsin (1 / n), the external light G incident on the
As shown in FIG. 5B, when the angle θ4 = ½ × arcsin (1 / n), the angle θ4 is determined by the external light G incident on the
Therefore, the angle θ4 is preferably θ4> 1/2 × arcsin (1 / n) from the viewpoint of suppressing a decrease in contrast of the image due to external light.
また、図６（ａ）に示すように、角度θ４が、１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）＜θ４＜ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合、入光側（−Ｚ側）上方から大きな入射角度でスクリーン１０に入射した外光Ｇの一部が、第２低屈折率部１３２を透過して第１低屈折率部１３１と樹脂層１４との界面で反射（全反射を含む）して、スクリーン１０の出光側（＋Ｚ側）の下方へ出射する。
図６（ｂ）に示すように、角度θ４＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合、この角度θ４は、入光側上方から大きな入射角度でスクリーン１０に入射した外光Ｇが、第２低屈折率部１３２を透過し、樹脂層１４と第１低屈折率部１３１との界面に入射する境界値である。このとき、第２低屈折率部１３２を透過した外光が図６（ｂ）に示すスクリーン１０の断面においてスクリーン面の法線方向となす角度の最大値は、角度θ４である。
As shown in FIG. 6A, when the angle θ4 is 1/2 × arcsin (1 / n) <θ4 <arcsin (1 / n), the incident light side (−Z side) is large from above. Part of the external light G incident on the
As shown in FIG. 6B, when the angle θ4 = arcsin (1 / n), this angle θ4 is obtained when the external light G incident on the
図６（ｃ）に示すように、角度θ４が、θ４＞ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）である場合、入光側上方から大きな入射角度で入射して第２低屈折率部１３２を透過した外光Ｇは、第２低屈折率部１３２を透過した後、第１低屈折率部１３１と樹脂層１４との界面に入射せず、スクリーン１０の出光側下方へ向かう。また、このとき、一部の外光Ｇは、光学形状層１２と第１低屈折率部１３１との界面で反射等し、第２低屈折率部１３２を透過してスクリーン１０の出光側下方へ向かう。
したがって、角度θ４は、θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）であることが、外光による映像のコントラスト低下を低減する観点から、さらに好ましい。
As shown in FIG. 6 (c), when the angle θ4 is θ4> arcsin (1 / n), the external light that is incident at a large incident angle from above the light incident side and is transmitted through the second low
Therefore, the angle θ4 is more preferably θ4 ≧ arcsin (1 / n) from the viewpoint of reducing the contrast reduction of the image due to external light.
本実施形態のスクリーン１０は、角度θ４が、θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たしている。したがって、出光側（＋Ｚ側）の正面方向に位置する観察者Ｏ１に、入光側上方からスクリーン１０に入射した外光が届くことはなく、外光による映像のコントラスト低下を抑制できる。
In the
図７は、第１実施形態のスクリーン１０の画面左右方向における入射角度φ１と１／５角θｂ、１／２角θａについて説明する図である。図７（ａ）は、スクリーン１０を鉛直方向上側（＋Ｙ側）から見た様子を示し、図７（ｂ）は、界面Ｋで反射（全反射を含む）して出光した光の画面左右方向における１／５角θｂ、１／２角θａを説明する図である。
前述のように、スクリーン１０では、画面上下方向については、界面Ｋで映像光を反射（全反射を含む）させて出光側正面方向へ向けている。また、画面左右方向については、映像光は、微細かつ不規則な凹凸形状を有す界面Ｋで反射（全反射を含む）する際に、画面左右方向にも拡散される。
FIG. 7 is a diagram illustrating the incident angle φ1 and the 1/5 angle θb and 1/2 angle θa in the left-right direction of the
As described above, in the
ここで、スクリーン１０の画面左右方向の両端部の点Ｃにおいて、映像光Ｌｃが画面左右方向における入射角度φ１で入射する。界面Ｋは、画面左右方向を長手方向とし画面上下方向に複数配列されている。そのため、仮に、界面Ｋが表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有していない場合、界面Ｋでの反射（全反射を含む）では、画面左右方向における偏向作用が得られにくく、図７（ａ）に示すように、映像光Ｌｄのように、画面左右方向において、正面方向に対して、スクリーン１０の外側へ略角度φ１をなす方向へ出射してしまう。
これにより、スクリーン１０の出光側（＋Ｚ側）正面方向に位置する観察者Ｏ１がスクリーン１０に表示される映像を観察した場合、画面の左右方向両端部の映像が暗くなる輝度ムラを有する映像が観察され、映像の明るさの面内均一性が低下してしまう。
Here, the video light Lc is incident at the incident angle φ1 in the horizontal direction of the screen at the points C at both ends of the
Thereby, when the observer O1 located in the light emission side (+ Z side) front direction of the
本実施形態では、前述のように、界面Ｋが微細かつ不規則な凹凸形状を有し、界面Ｋで反射（全反射を含む）する映像光は、画面上下方向にも画面左右方向にも拡散される。
図７（ｂ）には、スクリーン１０の画面中央となる点Ａに、画面左右方向における入射角度が０°で入射し、界面Ｋで反射（全反射を含む）して拡散してスクリーン１０から出光側へ出射した出射光の画面左右方向における輝度分布を示している。この図７（ｂ）に示す輝度分布曲線において、ピーク輝度（最大輝度）となる出射角度Ｄから、輝度がピーク輝度の１／５、１／２となる出射角度までの角度変化量（α３及びα４、α１及びα２）の絶対値の平均値をそれぞれ１／５角θｂ、１／２角θａとする。即ち、１／５角θｂ＝１／２×（｜α３｜＋｜α４｜）であり、１／２角θａ＝１／２×（｜α１｜＋｜α２｜）である。
このとき、画面の左右方向両端部の映像が暗くなる輝度ムラを低減し、映像の明るさの面内均一性を向上させる観点から、φ１＜θｂを満たすことが好ましく、φ１＜θａを満たすことがさらに好ましい。
In the present embodiment, as described above, the interface K has a fine irregular irregular shape, and the image light reflected (including total reflection) at the interface K is diffused both in the vertical direction of the screen and in the horizontal direction of the screen. Is done.
In FIG. 7B, the incident angle in the left-right direction of the screen is incident on the point A, which is the center of the
At this time, it is preferable to satisfy φ1 <θb and satisfy φ1 <θa from the viewpoint of reducing luminance unevenness that darkens the video at both ends in the left-right direction of the screen and improving the in-plane uniformity of the brightness of the video. Is more preferable.
φ１＜θｂを満たすことにより、画面左右方向両端側において、界面Ｋで反射（全反射を含む）して拡散される映像光（例えば、図７（ａ）に示す映像光Ｌｄ）のうち、画面左右方向において正面方向又は正面方向近傍へ向かう光量を増やすことができる。これにより、スクリーン１０の映像の明るさの面内均一性を向上させることができる。また、φ１＜θａを満たすことにより、上記の効果をさらに高めることがでる。
本実施形態のスクリーン１０は、φ１＜θｂを満たし、さらに、φ１＜θａを満たしている。
このような界面Ｋでの反射（全反射を含む）における拡散作用の大きさに関しては、界面Ｋの表面の微細かつ不規則な凹凸形状の大きさ等を制御することにより、適宜実現可能である。
By satisfying φ1 <θb, the screen light out of the image light (for example, the image light Ld shown in FIG. 7A) that is diffused by being reflected (including total reflection) at the interface K on both ends in the left-right direction of the screen. In the left-right direction, the amount of light traveling toward the front direction or near the front direction can be increased. Thereby, the in-plane uniformity of the brightness of the image on the
The
The magnitude of the diffusing action in the reflection at the interface K (including total reflection) can be appropriately realized by controlling the size of the fine irregular irregular shape on the surface of the interface K. .
図８は、第１実施形態のスクリーン１０での映像光及び外光の様子を示す図である。図８では、スクリーン１０の前述の図２に示す断面に相当する断面を示している。また、図８では、理解を容易にするために、スクリーン１０内の基材層１１と光学形状層１２との界面や樹脂層１４と保護層１５との界面には屈折率差はないものとして示している。なお、光学形状層１２と低屈折率層１３との界面、低屈折率層１３と樹脂層１４との界面には屈折率差はあるものとする。
スクリーン１０の下方に位置する映像源ＬＳから投射され、スクリーン１０に入光側（−Ｚ側）から入射した映像光Ｌ１のうち、一部の映像光Ｌ２は、スクリーン１０の入光面１０ａで反射して上方へ向かう。この映像光Ｌ２は、スクリーン１０の入光側（映像源側）の正面方向に位置する観察者Ｏ２には届かない。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state of image light and external light on the
Of the image light L1 projected from the image source LS positioned below the
また、映像光Ｌ１のうち、一部の映像光Ｌ３は、単位レンズ１２１のレンズ面１２１ａの領域Ｂ（図３参照）に入射し、第１低屈折率部１３１を透過して、第２低屈折率部１３２と樹脂層１４との界面Ｋへ臨界角以上の角度で入射し、反射（全反射を含む）してスクリーン１０の出光側（＋Ｚ側）の正面方向に位置する観察者Ｏ１側へ向けて出射する。
この映像光Ｌ３は、界面Ｋ（低屈折率層１３の表面）の微細かつ不規則な凹凸形状により拡散されており、スクリーン１０の出光側の正面方向に位置する観察者Ｏ１に、画面上下方向及び画面左右方向に良好な視野角を有する映像を表示できる。しかも、本実施形態のスクリーン１０は、画面左右方向における入射角度φ１が、画面左右方向における１／５角θｂ、１／２角θｂに対して、φ１＜θｂを満たし、φ１＜θａを満たすので、画面左右方向の両端側の映像の明るさの低下を抑制し、映像の明るさの面内均一性を高めることができる。
In addition, a part of the image light L3 out of the image light L1 enters the region B (see FIG. 3) of the
This image light L3 is diffused by a fine and irregular concavo-convex shape of the interface K (the surface of the low refractive index layer 13), and is directed to the observer O1 positioned in the front direction on the light output side of the
映像光Ｌ３が第１低屈折率部１３１に入射する際に一部の映像光が反射するが、その光量は小さいので、入光側に位置している観察者Ｏ２が映像を視認することはない。また、第１低屈折率部１３１（レンズ面１２１ａ）に対して映像光Ｌ３が入射角度０°又は０°近傍で入射した場合には、その反射光は、反射角度も０°又は０°近傍となり、入光側下方の映像源ＬＳ側へ向かうので、観察者Ｏ２には届かず、観察者Ｏ２が映像を視認することはない。
When the image light L3 is incident on the first low
スクリーン１０に入射した映像光のうち、一部の映像光Ｌ４は、レンズ面１２１ａに臨界角未満で入射して第１低屈折率部１３１を透過し、出光側からスクリーン１０の上方へ出射する。この映像光Ｌ４は、出光側のスクリーン１０の正面方向に位置する観察者Ｏ１には届かない。
本実施形態では、頂角θ３が鋭角であり、前述のように、単位レンズの頂角が９０°以上である場合に比べて、界面Ｋ（非レンズ面１２１ｂ）の面積を広くすることができる。したがって、このような映像光Ｌ４を低減し、観察者Ｏ１に届く映像光Ｌ３を増大させることができ、観察者Ｏ１に明るく明瞭な映像を表示できる。
なお、本実施形態では、映像光がスクリーン１０の下方から投射され、かつ、非レンズ面１２１ｂの角度θ２（図２，図３等参照）がスクリーン１０の画面上下方向の各点における映像光の入射角度よりも大きいので、映像光が第１低屈折率部１３１を透過することなく第２低屈折率部１３２に直接入射することはない。
Of the image light incident on the
In the present embodiment, the apex angle θ3 is an acute angle, and as described above, the area of the interface K (
In the present embodiment, the image light is projected from below the
次に、入光側（−Ｚ側）又は出光側（＋Ｚ側）の上方からスクリーン１０に入射する映像光以外の太陽光や照明光等の外界からの光（以下、外光という）について説明する。
図８に示すように、スクリーン１０に入光側上方から入射する外光Ｇ１のうち、一部の外光Ｇ２は、スクリーン１０の入光面１０ａで反射してスクリーン１０の下方へ向かい、観察者Ｏ２には届かない。
また、外光Ｇ１のうち、スクリーン１０に入射した一部の外光Ｇ３は、非レンズ面１２１ｂに臨界角以上の小さな入射角度で入射して第２低屈折率部１３２を透過する。本実施形態のスクリーン１０は、角度θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たしており、第２低屈折率部１３２を透過した外光Ｇ３は、第１低屈折率部１３１と樹脂層１４との界面に入射することなく、スクリーン１０の出光側下方へ向かい、一部が出光面１０ｂから出光側下方へ出射したり、一部が出光面１０ｂで反射してスクリーン１０内部下方へ進み、次第に減衰したりする。
Next, light from the outside such as sunlight and illumination light other than image light incident on the
As shown in FIG. 8, among the external light G1 incident on the
In addition, a part of the external light G1 that is incident on the
また、スクリーン１０の入光側上方からスクリーン１０に入射する一部の外光Ｇ４は、その一部が、前述の外光Ｇ２と同様に、入光面１０ａで反射してスクリーン１０の入光側下方へ向かう。また、外光Ｇ４の一部は、第１低屈折率部１３１と光学形状層１２との界面（レンズ面１２１ａ）に入射して反射（全反射を含む）し、スクリーン１０の出光側下方へ向かう。
そして、外光Ｇ４は、一部が出光面１０ｂで全反射してスクリーン１０内部下方へ進んで次第に減衰したり、一部が出光面１０ｂから出光側下方へ出射したりする。
Further, a part of the external light G4 incident on the
Then, a part of the external light G4 is totally reflected by the
また、スクリーン１０に出光側から入射する外光Ｇ５のうち、一部の外光Ｇ６は、スクリーン１０の出光面１０ｂで反射してスクリーン１０の下方へ向かい、観察者Ｏ１には届かない。
外光Ｇ５のうち、スクリーン１０に入射した外光Ｇ７は、樹脂層１４と第１低屈折率部１３１との界面に臨界角未満の入射角度で入射して、第１低屈折率部１３１を透過し、スクリーン１０の入光側下方へ向かう。この外光Ｇ７は、スクリーン１０の入光側下方へ出射したり、スクリーン１０の入光面１０ａで全反射してスクリーン１０内部下方へ進み、次第に減衰したりする。
したがって、スクリーン１０に入光側、出光側上方から入射する外光は、いずれも観察者Ｏ１，Ｏ２には到達しないので、太陽光や照明光等の外光による映像のコントラスト低下を抑制できる。
Further, of the external light G5 incident on the
Of the external light G5, external light G7 incident on the
Accordingly, since any external light incident on the
また、スクリーン１０は、光を拡散する拡散粒子等を含有する光拡散層を備えていないので、スクリーン面に小さい入射角度で入射してこのスクリーン１０を透過する外光Ｇ８，Ｇ９は、拡散されない。したがって、入光側（−Ｚ側）及び出光側（＋Ｚ側）から、観察者Ｏ２，Ｏ１が、スクリーン１０を通してスクリーン１０の向こう側の景色を観察した場合に、スクリーン１０の向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりすることなく、高い透明性を有して観察することができる。
Further, since the
ここで、従来の透過型スクリーンでは、映像源側が透けて見えないようにスクリーンの透明性が非常に低く設計されており、スクリーンの向こう側の景色を見ることができない。また、従来の透過型スクリーンは、十分な視野角を有する映像を提供するために、光を拡散する拡散粒子を含有する光拡散層等を備えている場合が多く、他の層の透明性を向上させたとしても、光拡散層の拡散粒子によって外光も拡散されるため、スクリーンの向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりして観察されたりするという問題がある。 Here, the conventional transmissive screen is designed so that the transparency of the screen is very low so that the image source side cannot be seen through, and the scenery beyond the screen cannot be seen. In addition, in order to provide an image having a sufficient viewing angle, the conventional transmissive screen is often provided with a light diffusing layer containing diffusing particles that diffuse light, and the transparency of other layers is increased. Even if it is improved, outside light is also diffused by the diffusing particles of the light diffusion layer, so that there is a problem that the scenery on the other side of the screen is observed blurred or whitened.
しかし、本実施形態のスクリーン１０は、低屈折率層１３の表面に微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている以外は拡散作用を有しておらず、映像光は、低屈折率層１３と樹脂層１４との界面Ｋで反射（全反射を含む）した場合のみ拡散される。また、本実施形態のスクリーン１０では、透過光は拡散されない。
したがって、本実施形態によれば、スクリーン１０は、良好な視野角及び明るさや解像度を有する映像を出光側（＋Ｚ側）の観察者Ｏ１に表示でき、かつ、映像光を投射しない状態等において、スクリーン１０の向こう側（−Ｚ側）の景色が白くにじんだり、ぼけたりすることがなく観察者Ｏ１に良好に視認され、高い透明性を実現できる。
However, the
Therefore, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、スクリーン１０は、画面左右方向において、φ１＜θｂを満たすので、画面左右方向での映像の明るさの低下を抑制でき、輝度ムラを低減して、映像の明るさの面内均一性を高めることができる。しかも、本実施形態によれば、スクリーン１０は、画面左右方向において、φ１＜θａを満たすので、上記効果をさらに高めることができる。
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、スクリーン１０は、頂角θ３が鋭角であるので、入射する映像光の少なくとも一部が全反射条件を満たす反射面である界面Ｋの面積を大きくでき、出光側の観察者Ｏ１側へ向かう光量を増大でき、明るく良好な映像を表示できる。
また、本実施形態によれば、スクリーン１０は、θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）を満たしているので、上方からの外光による映像のコントラスト低下を効果的に抑制できる。
In addition, according to the present embodiment, since the apex angle θ3 is an acute angle, the
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、スクリーン１０は、透過光を拡散せず、高い透明性を有しているので、映像光を投射しない状態等において、スクリーン１０の入光側（−Ｚ側）にいる観察者Ｏ２にもスクリーン１０の向こう側（＋Ｚ側）の景色が良好に視認される。
また、本実施形態によれば、スクリーン１０は、透過光を拡散せず、高い透明性を有しているので、スクリーン１０に映像光が投射された状態においても、観察者Ｏ１，Ｏ２が、スクリーン１０を通してスクリーン１０の向こう側（入光側、出光側）の景色を一部視認することが可能である。
In addition, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、単位レンズ１２１の角度θ１が、θ１＞０°であり、０°となる領域がスクリーン１０の表示領域内に存在しないので、スクリーン１０の表示領域外であって画面上下方向下側に位置する短焦点型の映像源ＬＳから投射された入射角度の大きい映像光であっても、画面左右方向の映像が暗くなることがなく、明るさの面均一性の高い良好な映像を表示することができる。
Further, according to the present embodiment, the angle θ1 of the
以上のことから、本実施形態によれば、スクリーン１０は高い透明性を有し、かつ、明るくコントラストも良好な映像を表示できるスクリーン１０及び映像表示装置１とすることができる。
From the above, according to the present embodiment, the
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態のスクリーン２０を説明する図である。図９（ａ）は、画面中央となる点Ａを通り、画面上下方向及び厚み方向に平行なスクリーン２０の断面の一部を示している。この図９（ａ）に示すスクリーン２０の断面は、図２に示す第１実施形態のスクリーン１０の断面に相当する。図９（ｂ）は、画面中央となる点Ａを通り、画面左右方向及び厚み方向に平行なスクリーン２０の断面の一部を示している。
第２実施形態のスクリーン２０は、第２基材層２６、第２光学形状層２７、第２低屈折率層２８、第２樹脂層２９を備えている点が第１実施形態のスクリーン１０とは異なる。したがって、前述した第１実施形態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。
第２実施形態のスクリーン２０は、入光面２０ａ、出光面２０ｂを有し、入光側（−Ｚ側）から順に、基材層１１、光学形状層１２、低屈折率層１３、樹脂層１４、第２基材層２６、第２光学形状層２７、第２低屈折率層２８、第２樹脂層２９、保護層１５を備えている。このスクリーン２０は、第１実施形態に示す映像表示装置１に適用可能である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating the
The
The
第２基材層２６は、樹脂層１４の出光側（＋Ｚ側）に積層された光透過性を有する層である。第２基材層２６は、第２光学形状層２７を形成するための基材（ベース）となる層であり、前述の基材層１１と同様の材料により形成することができる。
第２光学形状層２７は、第２基材層２６の出光側の面に一体に積層されて形成された光透過性を有する層である。第２光学形状層２７は、出光側の面に、三角柱状の単位プリズム２７１が複数配置されている。
第２光学形状層２７は、光学形状層１２と同様の材料により形成することができる。また、その屈折率は、光学形状層１２と同様に、１．５〜１．７程度である。
The second
The second
The second
単位プリズム２７１は、長手方向を画面上下方向（Ｙ方向）とし、画面左右方向（Ｘ方向）に所定の間隔で複数配列されている。即ち、スクリーン２０の厚み方向（Ｚ方向）から見て、単位プリズム２７１の長手方向及び配列方向は、単位レンズ１２１の長手方向及び配列方向と直交している。
単位プリズム２７１は、図６（ｂ）に示すように、その断面が頂角θ６である二等辺三角形形状であり、幅（入光側の幅）がＷ１、高さがｈ２、配列ピッチがＰ２である。単位プリズム２７１の配列ピッチＰ２は、幅Ｗ１よりも大きく、図６（ｂ）に示すように、単位プリズム２７１間には、幅Ｗ２である平面部２７２が形成されている。
複数の単位プリズム２７１は、その頂角θ６が画面左右方向において一定であるが、高ｈ２については、画面左右方向中央での高さｈ２が一番小さく、画面左右方向両端側へ向かうにつれて連続的に又は段階的に高さｈ２が大きくなっている。なお、これに限らず、複数の単位プリズム２７１は、画面左右方向において高さｈ２が一定であってもよい。
A plurality of
As shown in FIG. 6B, the
The plurality of
第２光学形状層２７の出光側には、第２低屈折率層２８が等厚で形成されている。この第２低屈折率層２８は、隣接する第２光学形状層２７及び第２樹脂層２９よりも屈折率が小さく、光透過性を有する層である。
単位プリズム２７１の斜面２７１ａ、２７１ｂ上に形成された第２低屈折率層２８は、映像光を反射させてその向きを変える第２偏光光学部である。第２低屈折率層２８と単位プリズム２７１との界面（斜面２７１ａ、２７１ｂ）、単位プリズム２７１の斜面２７１ａ、２７１ｂ上に形成された第２低屈折率層２８と第２樹脂層２９との界面は、入射する映像光の少なくとも一部が全反射条件を満たす反射面となる。
第２低屈折率層２８は、前述の低屈折率層１３の材料として挙げられた材料と同様の材料により形成できる。また、第２低屈折率層２８の屈折率は、約１．３５〜１．４５であることが、上述の各界面で映像光を効率よく全反射させる観点から好ましい。
On the light output side of the second
The second low
The second low
第２低屈折率層２８は、その厚さが０．３μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。
第２低屈折率層２８の厚さが０．３μｍ未満以下であると、第２低屈折率層２８と第２光学形状層２７との界面や、第２低屈折率層２８と第２樹脂層２９との界面での映像光の全反射が不十分となったり、映像光が全反射する際に干渉が生じて映像が劣化したりするため、好ましくない。また、界面Ｋで映像光を十分に全反射させ、映像光が全反射する際に生じ得る干渉を抑制するという効果を高める観点から、第２低屈折率層２８の厚さは１μｍ以上であることがより好ましい。
一方、第２低屈折率層２８の厚さが１０μｍよりも大きくなると、蒸着等による第２低屈折率層２３の形成が困難となるため、好ましくない。
The thickness of the second low
When the thickness of the second low
On the other hand, if the thickness of the second low
第２樹脂層２９は、第２低屈折率層２８の出光側（＋Ｚ側）に設けられた層であり、単位プリズム２７１による凹凸を埋め、出光側の面を平面状とする。
第２樹脂層２９は、光透過性が高く、一般的な紫外線硬化型樹脂よりも屈折率の高い紫外線硬化型樹脂、例えば、前述の光学形状層１２や樹脂層１４の材料として挙げられたものと同様の材料により形成される。
第２樹脂層２９の屈折率は、第２光学形状層２７の屈折率と等しい、又は、略等しい（等しいとみなせる程度に屈折率差が小さい）ことが望ましく、約１．５６〜１．７であることが好ましい。
The
The
The refractive index of the
本実施形態では、第２樹脂層２９と第２光学形状層２７とは、同一の樹脂によって形成されている。なお、これに限らず、第２樹脂層２９と第２光学形状層２７とは、異なる樹脂により形成されていてもよい。
また、本実施形態では、第２樹脂層２９は、紫外線硬化型樹脂により形成される例を挙げて説明するが、これに限らず、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the
図１０は、第２光学形状層２７、第２低屈折率層２８、第２樹脂層２９での映像光の様子を示す図である。図１０では、図９（ｂ）に示すスクリーン２０の断面の一部をさらに拡大し、理解を容易にするために、第２光学形状層２７、第２低屈折率層２８、第２樹脂層２９のみを示している。
前述のように、界面Ｋでの反射により、映像光は、主に画面上下方向における偏向作用を受けたのち、第２基材層２６を透過して第２光学形状層２７へ入射する。
FIG. 10 is a diagram showing the state of the image light in the second
As described above, the image light is mainly deflected in the vertical direction of the screen due to reflection at the interface K, and then passes through the second
画面左右方向の中央部等、画面左右方向における入射角度が小さい領域では、単位プリズム２７１に入射した映像光Ｌｅは、第２低屈折率層２８との界面（斜面２７１ａ，２７１ｂ）に臨界角以上の入射角度で入射して反射（全反射を含む）し、対向する界面から第２低屈折率層２８に入射し、第２樹脂層２９及び保護層１５を透過して出射する。これにより、画面中央部では、一部の映像光が画面左右方向に拡散される。
また、画面左右方向の中央部等、画面左右方向における入射角度が小さい領域で、平面部２７２に入射した映像光Ｌｆは、第２低屈折率層２８に入射して、第２樹脂層２９及び保護層１５を透過して、正面方向や画面左右方向において正面方向となす角度が小さい方向へ出射する。
In a region where the incident angle in the horizontal direction of the screen is small, such as the central portion in the horizontal direction of the screen, the image light Le incident on the
In addition, the image light Lf incident on the
次に、画面左右方向の両端側等、画面左右方向における入射角度が大きい領域で、単位プリズム２７１に入射した映像光Ｌｇは、第２低屈折率層２８との界面に臨界角より小さい角度で入射し、第２低屈折率層２８、第２樹脂層２９及び保護層１５を透過して、画面左右方向において正面方向となす角度が大きい方向（図１０では画面外側）へ出射する。
また、画面左右方向の両端側等、画面左右方向における入射角度が大きい領域で、単位プリズム２７１に入射し、第２低屈折率層２８との界面に臨界角以上で入射した映像光Ｌｈは、反射（全反射を含む）して対向する界面へ臨界角未満の入射角度で入射し、第２低屈折率層２８、第２樹脂層２９及び保護層１５を透過して、画面左右方向において正面方向となす角度が大きい方向（図１０では画面中央側）へ出射する。
Next, the image light Lg incident on the
In addition, the image light Lh that is incident on the
また、画面左右方向の中央部等、画面左右方向における入射角度が大きい領域で、平面部２７２に入射した映像光Ｌｉは、平面部２７２に臨界角未満で入射して第２低屈折率層２８を透過して第２樹脂層２９に入射し、第２樹脂層２９と第２低屈折率層２８との界面で反射（全反射を含む）して、第２樹脂層２９及び保護層１５を透過して、正面方向や画面左右方向において正面方向となす角度が小さい方向（特に画面中央側）へ出射する。
このような映像光Ｌｉにより、画面左右方向の両端側において、画面外側へ向けて出射する光量を抑制することができる。
In addition, in a region where the incident angle in the left-right direction of the screen is large, such as the central portion in the left-right direction of the screen, the video light Li incident on the
With such image light Li, the amount of light emitted toward the outside of the screen can be suppressed at both ends in the left-right direction of the screen.
よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、透明性が高く、映像の明るさの面内均一性の高いスクリーン２０、映像表示装置１を提供できる。
また、本実施形態によれば、上述のような第２光学形状層２７、第２低屈折率層２８、第２樹脂層２９を備えているので、スクリーン２０、映像表示装置１の映像の明るさの面内均一性について、さらに向上させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to provide the
Further, according to the present embodiment, since the second
なお、第２実施形態において、スクリーン２０は、例えば、第２基材層２６と樹脂層１４との間に接合層等を設けて、この接合層により一体に接合される形態としてもよい。また、スクリーン２０は、例えば、第２基材層２６を備えず、樹脂層１４の出光側に単位プリズム２７１が形成される形態としてもよい。
また、本実施形態において、スクリーン２０は、第２樹脂層２９を備えず、第２低屈折率層２８が、単位プリズム２７１の高さｈ２よりも十分に厚く形成されて、第２低屈折率層２８の出光側の面を平面状とし、その出光側に保護層１５が形成される形態としてもよい。
また、本実施形態において、第２光学形状層２７、第２低屈折率層２８、第２樹脂層２９は、光学形状層１２、低屈折率層１３、樹脂層１４よりも入光側（−Ｚ側）に位置していてもよい。
In the second embodiment, the
Further, in the present embodiment, the
In the present embodiment, the second
（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態の映像表示装置２を示す図である。図１１では、映像表示装置２を側面から見た様子を示している。
図１２は、第３実施形態のスクリーン３０を説明する図である。図１２では、スクリーン３０は、画面中央となる点Ａを通り、画面上下方向及び厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示している。この図１２に示すスクリーン３０の断面は、図２に示す第１実施形態のスクリーン１０の断面に相当する。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating a
FIG. 12 is a diagram illustrating the
第３実施形態の映像表示装置２は、映像源ＬＳと反射型のスクリーン３０とを備えている。映像表示装置２は、このような反射型のスクリーン３０を備えている点が第１実施形態の映像表示装置１とは異なる。したがって、前述した第１実施形態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。
また、図１１、図１２及び後述する図１３では、スクリーン３０の厚み方向において、映像源側が−Ｚ方向であり、背面側が＋Ｚ方向である。また、本実施形態では、映像源側（−Ｚ側）の正面方向に位置する観察者Ｏ３から見て、画面左右方向左側が＋Ｘ方向であり、画面上下方向上側が＋Ｙ方向であるとする。
The
11 and 12 and FIG. 13 described later, in the thickness direction of the
第３実施形態のスクリーン３０は、入光面３０ａ、出光面３０ｂを有し、厚み方向において、入光側から順に、基材層１１、光学形状層３２、反射層３３、樹脂層３４、保護層１５を備えている。
光学形状層３２は、その背面側（＋Ｚ側）の面に、画面左右方向を長手方向とする単位レンズ３２１が画面上下方向に複数配列されており、リニアフレネルレンズ形状が形成されている。単位レンズ３２１は、レンズ面３２１ａと非レンズ面３２１ｂとを有し、レンズ面３２１ａ及び非レンズ面３２１ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状を有している。
樹脂層３４は、光学形状層３２及び反射層３３の背面側に位置し、単位レンズ３２１による凹凸の谷部を充填し、背面側の面を平坦化している層である。
本実施形態の光学形状層３２及び樹脂層３４は、その形状が、第１実施形態の光学形状層１２及び樹脂層１４と略同様である。
また、本実施形態の光学形状層３２及び樹脂層３４は、光透過性の高い紫外線硬化型樹脂や、電子線硬化型樹脂等を含む電離放射線硬化型樹脂により形成されており、その屈折率に特に限定はない。なお、本実施形態では、光学形状層３２及び樹脂層３４は、同じ紫外線硬化型樹脂によって形成され、屈折率も同じである例を示すが、これに限るものではない。
The
In the
The
The
In addition, the
反射層３３は、単位レンズ３２１上（レンズ面３２１ａ及び非レンズ面３２１ｂ上）に形成されている。反射層３３は、入射した光の一部を反射し、入射したその他の光を透過する半透過型の反射層、いわゆるハーフミラーである。
前述のように、レンズ面３２１ａ及び非レンズ面３２１ｂには、微細かつ規則な凹凸形状が形成されており、反射層３３は、この凹凸形状に追従して形成され、この凹凸形状を維持して成膜されている。したがって、反射層３３の光学形状層３２側の面と樹脂層３４側の面とは、微細かつ不規則な凹凸形状を有するマット面（粗面）となっている。
この反射層３３は、入射した光の一部をその表面の微細かつ不規則な凹凸形状により拡散して反射し、反射しない他の光を拡散しないで透過する。
The
As described above, the
This
反射層３３の反射率及び透過率は、所望する光学性能に合わせて適宜に設定できるが、映像光を良好に反射させるとともに、映像光以外の光（例えば、太陽光等の外光）を良好に透過させる観点から、透過率が約４０〜９０％、反射率が約５〜４５％であることが望ましい。なお、この反射率は、スクリーン１０全体での反射率から、スクリーン１０の表裏面での反射率を除いた反射率であり、実質的に反射層３３単体での反射率に相当するものである。
このような反射層３３は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル等を蒸着する、又は、スパッタリングする等して形成される。本実施形態の反射層３３は、アルミニウムを蒸着することにより形成される。また、反射層３３は、誘電体多層膜を蒸着することにより形成してもよい。
本実施形態では、反射層３３は、アルミニウムを蒸着して形成されている。
The reflectance and transmittance of the
Such a
In the present embodiment, the
本実施形態のような反射型のスクリーン３０においても、画面左右方向の両端側において、画面左右方向における入射角度φ１と反射光の画面左右方向における１／５角θｂとは、φ１＜θｂを満たすことが、画面左右方向両端側での映像の明るさ低減を抑制し、輝度ムラを低減して、画面左右方向における映像の明るさの面内均一性向上を図る観点から好ましい。また、本実施形態のスクリーン３０においても、上記観点から、画面左右方向における入射角度φ１と反射光の画面左右方向における１／２角θａとは、φ１＜θａを満たすことがより好ましい。
本実施形態のスクリーン３０では、画面左右方向において、入射角度φ１が、反射光の画面左右方向における１／５角θｂ、１／２角θａに対して、φ１＜θｂ、φ１＜θａを満たしている。
Also in the
In the
図１３は、第３実施形態のスクリーン３０での映像光及び外光の様子を示す図である。図１３では、画面中央となる点Ａを通り単位レンズ３２１の配列方向（Ｙ方向）及びスクリーンの厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面での断面の一部を拡大して示している。また、図１３では、理解を容易にするために、スクリーン３０内の各層の界面における屈折率差はないものとして示している。
スクリーン３０の下方に位置する映像源ＬＳから投射され、スクリーン３０に入射する映像光Ｌ１１のうち、一部の映像光Ｌ１２は、スクリーン３０の表面等で反射し、スクリーン３０上方へ向かうので、観察者Ｏ３の映像の視認の妨げにはならない。
また、映像光Ｌ１１のうち、スクリーンに入射した一部の映像光Ｌ１３は、その単位レンズ３２１のレンズ面３２１ａに入射し、反射層３３によって拡散反射され、観察者Ｏ３側へ出射する。これにより、観察者Ｏ３は、明るく良好な視野角の映像を視認できる。
FIG. 13 is a diagram illustrating a state of image light and external light on the
Of the image light L11 that is projected from the image source LS located below the
Further, of the image light L11, a part of the image light L13 incident on the screen is incident on the
また、レンズ面３２１ａに入射した映像光のうち反射しなかった他の映像光Ｌ１４は、反射層３３を透過し、スクリーン３０の背面側（−Ｚ側）から出射する。このとき、映像光Ｌ１４は、スクリーン３０の上方へと出射し、スクリーン３０の背面側の正面方向に位置する観察者Ｏ４には到達しない。
なお、本実施形態では、映像源ＬＳがスクリーン３０よりも下方に位置し、映像光Ｌ１１がスクリーン３０の下方から投射され、かつ、非レンズ面３２１ｂの角度θ２（図１２参照）がスクリーン３０の画面上下方向の各点における映像光の入射角度よりも大きいので、映像光が非レンズ面３２１ｂに直接入射することはなく、非レンズ面３２１ｂは、映像光の反射には、ほとんど影響しない。
The other image light L14 that has not been reflected among the image light incident on the
In the present embodiment, the image source LS is positioned below the
次に、背面側（−Ｚ側）又は映像源側（＋Ｚ側）からスクリーン３０に入射する映像光以外の太陽光等の外光について説明する。
図１３に示すように、スクリーン３０に上方から入射する外光Ｇ１１，Ｇ１５のうち、一部の外光Ｇ１２，Ｇ１６は、スクリーン３０の表面で反射し、スクリーン下方側へ向かう。また、外光Ｇ１１，Ｇ１５のうち、スクリーン３０内に入射した一部の外光Ｇ１３，Ｇ１７は、反射層３３で反射する。そして、外光Ｇ１３の一部は、スクリーン３０の映像源側（−Ｚ側）の表面で反射してスクリーン３０内下方へ向かい、一部は、スクリーン３０から映像源側下方へ出射し、一部は、スクリーン３０内下方側へ向かい、減衰する。また、外光Ｇ１７は、反射層３３で反射し、背面側（＋Ｚ側）のスクリーンの上方側へ出射する。
また、反射層３３で反射しなかった他の外光Ｇ１４，Ｇ１８は、反射層３３を透過して、それぞれ背面側、映像源側の下方へ出射する。このとき、映像源側へ出射する外光Ｇ１２，Ｇ１３，Ｇ１８は、観察者Ｏ３には到達しないので、外光による映像のコントラスト低下を抑制できる。
Next, external light such as sunlight other than video light incident on the
As shown in FIG. 13, among the external lights G11 and G15 incident on the
In addition, the other external lights G14 and G18 that are not reflected by the
また、スクリーン３０に入射した外光の一部は、スクリーン３０の映像源側及び背面側の表面で全反射して、スクリーン内部下方側へ向かう等して、減衰する。
また、スクリーン３０へ小さな入射角度で入射する他の外光Ｇ１９，Ｇ２０は、反射層３３を透過して、それぞれ背面側、映像源側へ出射する。スクリーン３０は、光を拡散する作用を有する拡散粒子等を含有する光拡散層等を含有していないので、このスクリーン３０を透過する外光Ｇ１９，Ｇ２０は、拡散されない。したがって、スクリーン３０を通して、スクリーン３０の向こう側の景色を観察した場合に、スクリーン３０の向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりすることなく、高い透明性を有して観察することができる。
Also, part of the external light incident on the
Further, other external lights G19 and G20 that enter the
従来の光を拡散する拡散粒子を含有する光拡散層を備えた半透過型の反射スクリーンでは、映像光は、反射層での反射前後の２回拡散されるので、良好な視野角が得られる一方で映像の解像度が低下するという問題がある。また、拡散粒子によって外光も拡散されるため、スクリーンの向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりして観察され、透明性が低下する。 In a conventional transflective reflective screen having a light diffusing layer containing diffusing particles for diffusing light, image light is diffused twice before and after reflection by the reflective layer, so that a good viewing angle can be obtained. On the other hand, there is a problem that the resolution of the video is lowered. Moreover, since the outside light is also diffused by the diffusing particles, the scenery on the other side of the screen is observed as blurred or whitened, and the transparency is lowered.
しかし、本実施形態のスクリーン３０では、上述のような光拡散層を備えておらず、反射層３３で反射する光のみが拡散され、透過する光は拡散されない。したがって、本実施形態のスクリーン３０は、良好な視野角及び解像度を有する映像を表示でき、かつ、スクリーン３０の向こう側の景色が白くにじんだり、ぼけたりすることがなく観察者Ｏ３に良好に視認され、高い透明性を実現できる。また、本実施形態のスクリーン３０では、スクリーン１０に映像光が投射された状態においても、観察者Ｏ３が、スクリーン３０の向こう側（背面側）の景色を一部視認することが可能である。さらに、本実施形態のスクリーン３０では、背面側に位置する観察者Ｏ４は、映像光の投射の有無に関わらず、スクリーン３０越しに映像源側（＋Ｚ側）の景色を高い透明性を有して良好に視認することができる。
また、本実施形態のスクリーン３０では、画面左右方向において、入射角度φ１が、反射光の画面左右方向における１／５角θｂ、１／２角θａに対して、φ１＜θｂ、φ１＜θａを満たしているので、映像の明るさの面内均一性を向上させることができる。
However, the
In the
（変形形態）
以上説明した各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）第１実施形態及び第２実施形態において、低屈折率層１３は、非レンズ面１２１ｂの少なくとも一部にのみ形成され、レンズ面１２１ａに形成されない形態としてもよい。
この場合、低屈折率層１３は、前述の金属フッ化物等の箔を転写したり、金属フッ化物等の薄膜を含有した塗料を塗布したりして形成してもよいし、誘電多層膜を用いて形成してもよい。低屈折率層１３の材料として誘電体多層膜を用いる場合には、第２低屈折率部１３２を第１低屈折率部１３１よりも厚くする等、膜厚の調整が重要である。
また、第３実施形態において、反射層３３は、レンズ面１２１ａの少なくとも一部にのみ形成され、非レンズ面１２１ｂに形成されない形態としてもよい。
また、第２実施形態において、第２低屈折率層２８は、単位プリズム２７１の斜面２７１ａ，２７１ｂにのみ形成され、平面部２７２には形成されない形態としてもよい。
上述のような形態とすることにより、スクリーンの透明性をさらに向上させることができる。
(Deformation)
Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In the first and second embodiments, the low
In this case, the low
In the third embodiment, the
In the second embodiment, the second low
By setting it as the above forms, the transparency of a screen can further be improved.
（２）各実施形態において、スクリーン１０，２０，３０の表面に、傷つき防止を目的としたハードコート層を設けてもよい。ハードコート層は、例えば、スクリーン１０，２０，３０の表面に、ハードコート機能を有する紫外線硬化型樹脂（例えば、ウレタンアクリレート等）を塗布して形成する等により、形成される。
また、ハードコート層に限らず、スクリーン１０，２０，３０の使用環境や使用目的等に応じて、その表面に、例えば、反射防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能、帯電防止機能等、適宜必要な機能を有する層を１つ又は複数選択して設けてもよい。
(2) In each embodiment, a hard coat layer for preventing scratches may be provided on the surfaces of the
In addition to the hard coat layer, depending on the usage environment or purpose of use of the
このとき、保護層１５や基材層１１の表面にハードコート機能、反射防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能、帯電防止機能等、適宜必要な機能を有する層を１つ又は複数選択して設けてもよいし、保護層１５や基材層１１にこれらの機能を付与してもよい。また、主たる観察者が位置する側の面（第１実施形態及び第２実施形態では出光側の面、第３実施形態では映像源側の面）にタッチパネル層等を設けてもよい。
At this time, one or more layers having a necessary function such as a hard coat function, an antireflection function, an ultraviolet absorption function, an antifouling function, an antistatic function, etc. are selected on the surface of the
（３）第１実施形態及び第２実施形態において、低屈折率層１３よりも出光側（＋Ｚ側）に、光を透過するが、黒や灰色等の暗色系の着色材等で着色され、光吸収性を有する光吸収層を備える形態とし、映像の黒輝度の低減や映像源側からの外光吸収を図り、映像のコントラスト向上を図ってもよい。
また、第１実施形態及び第２実施形態において、低屈折率層１３よりも入光側（−Ｚ側）に、上述のような光吸収層を設けて、背面側から入射する外光を吸収し、映像のコントラスト向上を図ってもよい。
同様に、第３実施形態において、反射層３３よりも映像源側（−Ｚ側）又は背面側（＋Ｚ側）に、上述のような光吸収層を備える形態とし、映像のコントラスト向上を図ってもよい。
なお、上述の光吸収層は、着色材を含有せず、透明な層であって光吸収作用を有する層としてもよい。
(3) In the first embodiment and the second embodiment, light is transmitted to the light output side (+ Z side) from the low
In the first and second embodiments, the light absorption layer as described above is provided on the light incident side (−Z side) of the low
Similarly, in the third embodiment, the above-described light absorption layer is provided on the image source side (−Z side) or the back side (+ Z side) with respect to the
In addition, the above-mentioned light absorption layer is good also as a layer which does not contain a coloring material but is a transparent layer, and has a light absorption effect | action.
（４）各実施形態において、映像源ＬＳは、スクリーン面の法線方向から見たとき、スクリーン１０，２０，３０の画面左右方向の中央であって画面外下方に位置する例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、スクリーン１０，２０，３０の斜め下側等に配置され、スクリーン１０，２０，３０に対して画面左右方向において斜め方向から映像光を投射する形態としてもよい。
この場合、単位レンズ１２１，３２１の配列方向、単位プリズム２７１の配列方向は、映像源ＬＳの位置に合わせて傾けた形態とする。このような形態とすることにより、映像源ＬＳの位置等を自由に設定することができる。
また、各実施形態において、スクリーン上方からの外光の影響が小さい環境下では、映像源ＬＳは、スクリーン面の法線方向から見たとき、スクリーン１０，２０，３０の画面左右方向の中央であって画面外上方に位置する形態としてもよい。
(4) In each embodiment, the video source LS will be described with an example in which the video source LS is located at the center of the
In this case, the arrangement direction of the
In each embodiment, in an environment where the influence of external light from above the screen is small, the video source LS is located at the center of the
（５）各実施形態において、レンズ面１２１ａ，３２１ａ及び非レンズ面１２１ｂ，３２１ｂは、例えば、曲面と平面とが組み合わされた形態としてもよいし、折れ面状としてもよい。
また、各実施形態において、単位レンズ１２１，３２１は、３つ以上の複数の面によって形成される多角柱形状としてもよい。
(5) In each embodiment, the
Further, in each embodiment, the
（６）各実施形態において、スクリーン１０，２０，３０は、光学形状層１２，３２及び樹脂層１４，３４等が十分な厚みや剛性等を有している場合には、基材層１１及び保護層１５を備えない形態としてもよいし、どちらか一方を備えない形態としてもよい。
また、各実施形態において、スクリーン１０，２０，３０は、基材層１１及び保護層１５の少なくとも一方を、十分な剛性を有するガラス板等の光透過性を有する板状の部材としてもよい。このとき、粘着剤層等を介して光学形状層１２等がガラス板等に接合される形態としてもよい。
(6) In each embodiment, the
Moreover, in each embodiment, the
（７）各実施形態において、映像源ＬＳは、例えば、Ｐ波の偏光成分を有する映像光を投射する映像源としてもよい。
映像源ＬＳは、映像光が入射角度φａでスクリーン１０，２０，３０へ投射されるように位置及び角度が設定されている。このとき、入射角度φａは、スクリーン１０，２０へ投射された映像光（Ｐ波）の反射率がゼロとなる入射角度（ブリュースター角）をφｂ（°）とした場合、（φｂ−１０）°以上８５°以下の範囲に設定される。例えば、スクリーン１０，２０へ投射された映像光の反射率がゼロとなる入射角度φｂが６０°である場合、映像光の入射角度φａは、５０〜８５°の範囲に設定される。
(7) In each embodiment, the video source LS may be a video source that projects video light having a P-wave polarization component, for example.
The position and angle of the image source LS are set so that the image light is projected onto the
このように、Ｐ波の偏光成分を有する映像光を投射する映像源ＬＳを用いることにより、スクリーン１０，２０，３０への入射角度φａが大きい場合にも、スクリーン１０，２０，３０の表面における鏡面反射を抑制することができ、映像源ＬＳの設置位置等、投射系の設計の自由度を上げることができる。また、このような映像源ＬＳを用いることにより、スクリーン１０，２０，３０に入射する際にスクリーン表面での映像光の反射を低減でき、映像の明るさ、鮮明さの向上を図ることができる。
なお、角度φｂ（ブリュースター角）は、映像光が投射されるスクリーン１０，２０，３０の表面（入光面）の材質により異なる。
また、このような形態の場合、基材層１１としては、ＴＡＣ製のシート状の部材が好適である。
As described above, by using the image source LS that projects the image light having the polarization component of the P wave, even when the incident angle φa to the
Note that the angle φb (Brewster angle) varies depending on the material of the surface (light incident surface) of the
In the case of such a form, as the
（８）各実施形態において、映像表示装置１，２は、店舗等のショーウィンドウに配置される例を示したが、これに限らず、例えば、室内用のパーテーションや、展示会等における映像表示等にも適用できる。
(8) In each embodiment, the
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。 In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the embodiments described above.
１，２ 映像表示装置
１０，２０，３０ スクリーン
１１ 基材層
１２，３２ 光学形状層
１２１，３２１ 単位レンズ
１２１ａ，３２１ａ レンズ面
１２１ｂ，３２１ｂ 非レンズ面
１３ 低屈折率層
１４，３４ 樹脂層
１５ 保護層
２６ 第２基材層
２７ 第２光学形状層
２７１ 単位プリズム
２８ 第２低屈折率層
２９ 第２樹脂層
３３ 反射層
ＬＳ 映像源
1, 2
Claims (15)
該スクリーンの一方の面であり、映像光が入射する第１の面と、
該スクリーンの他方の面であり、前記第１の面に対向し、前記第１の面に平行な第２の面と、
該スクリーンの厚み方向において、前記第１の面と前記第２の面との間に位置し、スクリーン面に沿って一方向に延在し、延在方向に交差する方向に複数配列され、前記第１の面から入射した映像光の少なくとも一部を反射して所定の方向へ偏向する偏向光学部と、
を備え、
前記偏向光学部は、その表面に不規則な凹凸形状を有すること、
を特徴とするスクリーン。 A screen having transparency and displaying an image by transmitting or reflecting at least a part of the projected image light;
A first surface on one side of the screen on which image light is incident;
A second surface of the screen, facing the first surface and parallel to the first surface;
In the thickness direction of the screen, it is located between the first surface and the second surface, extends in one direction along the screen surface, and is arranged in a plurality in a direction intersecting the extending direction, A deflecting optical unit that reflects and deflects at least part of the image light incident from the first surface in a predetermined direction;
With
The deflection optical unit has an irregular uneven shape on the surface thereof;
A screen characterized by.
前記偏向光学部の延在方向において、該偏向光学部での偏向後の光のピーク輝度となる出射角度から輝度が１／５となる出射角度までの角度変化量の絶対値の平均値を１／５角θｂとし、画面左右方向の端部での該スクリーンへの画面左右方向の光の入射角度をφ１とするとき、φ１＜θｂという関係を満たすこと、
を特徴とするスクリーン。 The screen of claim 1,
In the extending direction of the deflection optical unit, the average value of the absolute values of the angle change amounts from the emission angle that is the peak luminance of the light after being deflected by the deflection optical unit to the emission angle at which the luminance is 1/5 is 1 Satisfying the relationship of φ1 <θb, where / 5 is the angle θb and the incident angle of the light in the horizontal direction on the screen at the edge in the horizontal direction of the screen is φ1.
A screen characterized by.
前記偏向光学部の延在方向において、該偏向光学部での偏向後の光のピーク輝度となる出射角度から輝度が１／２となる出射角度までの角度変化量の絶対値の平均値を１／２角θａとし、画面左右方向の端部での該スクリーンへの画面左右方向の光の入射角度をφ１とするとき、φ１＜θａという関係を満たすこと、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 1 or 2,
In the extending direction of the deflecting optical unit, the average value of the absolute values of the amount of change in angle from the emitting angle that is the peak luminance of the light after deflection by the deflecting optical unit to the emitting angle at which the luminance is ½ is 1 Satisfying the relationship of φ1 <θa, assuming that the angle of incidence of light in the horizontal direction of the screen to the screen at the end in the horizontal direction of the screen is φ1.
A screen characterized by.
該スクリーンは、透過型スクリーンであり、
前記偏向光学部は、光透過性を有し、隣接する層よりも屈折率が低く、前記隣接する層との界面に入射する光の少なくとも一部を全反射して前記第２の面側へ向けること、
を特徴とするスクリーン。 In the screen according to any one of claims 1 to 3,
The screen is a transmissive screen;
The deflecting optical unit is light transmissive, has a refractive index lower than that of an adjacent layer, and totally reflects at least part of light incident on an interface with the adjacent layer toward the second surface side. Directing,
A screen characterized by.
レンズ面と非レンズ面とを有する単位レンズが複数配列されたリニアフレネルレンズ形状を、該スクリーンの厚み方向において前記第２の面側の面に有する光学形状層を備え、
前記偏向光学部は、少なくとも前記非レンズ面の一部に形成され、
前記偏向光学部の前記第２の面側に、光透過性を有する樹脂層が積層されること、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 4.
An optical shape layer having a linear Fresnel lens shape in which a plurality of unit lenses having a lens surface and a non-lens surface are arranged on the surface on the second surface side in the thickness direction of the screen;
The deflection optical unit is formed on at least a part of the non-lens surface,
A resin layer having optical transparency is laminated on the second surface side of the deflecting optical unit;
A screen characterized by.
前記偏向光学部の配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、前記偏向光学部の出光側端部とこれに隣接する前記偏向光学部の入光側端部と通る面がスクリーン面の法線方向となす角度をθ４とし、前記偏向光学部に隣接する層の屈折率をｎとするとき、
θ４＞１／２×ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）
を満たすこと、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to claim 4 or 5,
In a cross section parallel to the arrangement direction of the deflection optical unit and the thickness direction of the screen, a surface passing through the light output side end of the deflection optical unit and the light incident side end of the deflection optical unit adjacent thereto is a screen surface. When the angle formed with the normal direction is θ4 and the refractive index of the layer adjacent to the deflection optical unit is n,
θ4> 1/2 × arcsin (1 / n)
Meeting,
A screen characterized by.
前記偏向光学部の配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面において、前記偏向光学部の出光側端部とこれに隣接する前記偏向光学部の入光側端部と通る面がスクリーン面の法線方向となす角度をθ４とし、前記偏向光学部に隣接する層の屈折率をｎとするとき、
θ４≧ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）
を満たすこと、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to any one of claims 4 to 6,
In a cross section parallel to the arrangement direction of the deflection optical unit and the thickness direction of the screen, a surface passing through the light output side end of the deflection optical unit and the light incident side end of the deflection optical unit adjacent thereto is a screen surface. When the angle formed with the normal direction is θ4 and the refractive index of the layer adjacent to the deflection optical unit is n,
θ4 ≧ arcsin (1 / n)
Meeting,
A screen characterized by.
前記偏向光学部と、前記偏向光学部の出光側端部とこれに隣接する前記偏向光学部の入光側端部と通る面とがなす角度は、鋭角であること、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to any one of claims 4 to 7,
The angle formed between the deflection optical unit, the light exit side end of the deflection optical unit and the light incident side end of the deflection optical unit adjacent thereto is an acute angle,
A screen characterized by.
前記偏向光学部の厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下であること、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to any one of claims 4 to 8,
The thickness of the deflection optical unit is 1 μm or more and 10 μm or less,
A screen characterized by.
該スクリーンの厚み方向及び前記偏向光学部の配列方向に平行な断面において、前記偏向光学部が該スクリーン面に平行な面となす角度は、前記偏向光学部の配列方向に沿って一方側に向かって小さくなること、
を特徴とするスクリーン。 In the screen according to any one of claims 4 to 9,
In a cross section parallel to the thickness direction of the screen and the arrangement direction of the deflection optical unit, an angle formed by the deflection optical unit and a plane parallel to the screen surface is directed to one side along the arrangement direction of the deflection optical unit. Becoming smaller,
A screen characterized by.
該スクリーンの厚み方向及び前記偏向光学部の配列方向に平行な断面において、前記偏向光学部が該スクリーン面に平行な面となす角度は、０°より大きいこと、
を特徴とするスクリーン。 The screen of claim 10.
In a cross section parallel to the thickness direction of the screen and the arrangement direction of the deflection optical unit, an angle formed by the deflection optical unit and a plane parallel to the screen surface is greater than 0 °.
A screen characterized by.
前記偏向光学部よりも前記第１の面側又は前記第２の面側に、該スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、前記偏向光学部の長手方向に交差する方向に延在し、前記偏向光学部の配列方向に交差する方向に複数配列された第２偏向光学部を備えること、
を特徴とするスクリーン。 The screen according to any one of claims 4 to 11,
Extending in a direction intersecting with the longitudinal direction of the deflection optical unit when viewed from the normal direction of the screen surface of the screen, closer to the first surface side or the second surface side than the deflection optical unit, A plurality of second deflection optical units arranged in a direction intersecting with the arrangement direction of the deflection optical units;
A screen characterized by.
前記第２偏向光学部は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面での断面形状が、前記第２の面側に凸となる三角形形状であること、
を特徴とするスクリーン。 The screen of claim 12,
The second deflection optical unit has a triangular shape in which a cross-sectional shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen is convex toward the second surface side,
A screen characterized by.
前記第２偏向光学部は、その配列方向及び該スクリーンの厚み方向に平行な断面での断面形状が、該スクリーンの中央側で小さく両端部側へ向かうにつれて大きくなること、
を特徴とするスクリーン。 The screen of claim 13.
The second deflection optical unit has a cross-sectional shape in a cross section parallel to the arrangement direction and the thickness direction of the screen, which is smaller at the center side of the screen and becomes larger toward both end sides,
A screen characterized by.
前記スクリーンに映像光を投射する映像源と、
を備える映像表示装置。 A screen according to any one of claims 1 to 14,
An image source for projecting image light onto the screen;
A video display device comprising:
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