JP2018128636A - 反射スクリーン、映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透明性が高く、良好な映像を表示できる反射スクリーンと、これを備える映像表示装置とを提供する。【解決手段】スクリーン１０は、映像源から投射された映像光の一部を反射して映像を表示し、一部を透過する反射スクリーンであって、スクリーン内に位置し、スクリーン面に沿って複数配列され、入射した光の一部を拡散反射し、入射したその他の光の少なくとも一部を透過する機能を有する反射層１３を備える。反射層１３は、少なくとも単位光学形状１２１側の面が、不規則な凹凸形状を有する粗面である。スクリーン１０の厚み方向において、反射層１３からスクリーンの映像源側表面までの領域が有する光の拡散作用は、反射層１３からスクリーンの背面側表面までの領域が有する光の拡散作用よりも大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、投射された映像光を反射して表示する反射スクリーンと、これを備える映像表示装置とに関するものである。

従来、映像源から投射された映像光を反射して表示する反射スクリーンとして、様々なものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。なかでも、透明性を有する半透過型の反射スクリーンは、スクリーンの向こう側の景色を見ることができ、意匠性の高さ等から需要が高まっている。

特開平９−１１４００３号公報

しかし、このような半透過型の反射スクリーンは、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を備えていると、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、意匠性の低下を招くため、透明性の向上が課題となっていた。また、各種スクリーンにおいて、薄型化や、コントラストの高い良好な映像を表示することは、常々求められることである。
上述の特許文献１には、透過型、反射型の両方に使用することができるスクリーンが提案されており、背面側からの光を透過することが可能である。しかし、この特許文献１には、透明性の向上に関する対策に関しては、なんら開示されていない。

本発明の課題は、透明性が高く、良好な映像を表示できる反射スクリーンと、これを備える映像表示装置とを提供することである。

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、映像源から投射された映像光の一部を反射して映像を表示し、一部を透過する反射スクリーンであって、該反射スクリーン内に位置し、スクリーン面に沿って複数配列され、入射した光の一部を拡散反射し、入射したその他の光の少なくとも一部を透過する機能を有する反射層（１３）を備え、前記反射層は、その両面が不規則な凹凸形状を有する粗面であり、該反射スクリーンの厚み方向において、前記反射層から該反射スクリーンの映像源側表面までの領域が有する光の拡散作用は、前記反射層から該反射スクリーンの背面側表面までの領域が有する光の拡散作用よりも大きいこと、を特徴とする反射スクリーン（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、該反射スクリーンの厚み方向において、映像源側から入射した光が前記反射層（１３）で反射して映像源側へ出射した反射光における拡散反射率は、背面側から入射した光が前記反射層で反射して背面側へ出射した反射光における拡散反射率よりも大きいこと、を特徴とする反射スクリーン（１３）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、前記反射層（１３）は、金属薄膜により形成されていること、を特徴とする反射スクリーン（１０）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項に記載の反射スクリーンにおいて、光透過性を有し、映像光が入射する第１の面（１２１ａ）とこれに対向する第２の面（１２１ｂ）とを有する単位光学形状（１２１）が、背面側の面に複数配列された第１光学形状層（１２）と、光透過性を有し、前記第１光学形状層よりも背面側に設けられ、前記単位光学形状の逆型となる単位光学形状が映像源側の面に複数配列された第２光学形状層（１４）と、を備え、前記反射層（１３）は、前記第１光学形状層と前記第２光学形状層との間であって、少なくとも前記単位光学形状の前記第１の面の一部に位置すること、を特徴とする反射スクリーン（１０）である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、光を拡散する作用を有する拡散粒子を含有する光拡散層を備えていないこと、を特徴とする反射スクリーン（１０）である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の反射スクリーン（１０）と、前記反射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。

本発明によれば、透明性が高く、良好な映像を表示できる反射スクリーンと、これを備える映像表示装置とを提供できる。

実施形態の映像表示装置１を示す図である。 実施形態のスクリーン１０の層構成を説明する図である。 実施形態の第１光学形状層１２を背面側（−Ｚ側）から見た図である。 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。

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。
本明細書中において、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。

本明細書中において、板、シート等の言葉を使用している。一般的に、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。

（実施形態）
図１は、本実施形態の映像表示装置１を示す図である。図１（ａ）では、映像表示装置１の斜視図であり、図１（ｂ）は、映像表示装置１を側面から見た図である。
映像表示装置１は、スクリーン１０、映像源ＬＳ等を有している。本実施形態のスクリーン１０は、映像源ＬＳから投影された映像光Ｌを反射して、その映像源側の画面（表示面）に映像を表示可能である。このスクリーン１０の詳細に関しては、後述する。

ここで、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。
また、スクリーン１０の映像源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、厚み方向において背面側（裏面側）から映像源側に向かう方向を＋Ｚ方向とする。
さらに、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。

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（プロジェクタ）である。本実施形態の映像源ＬＳは、短焦点型のプロジェクタである。
この映像源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の映像源側（＋Ｚ側）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までの投射距離が短く、投射された映像光がスクリーン１０に入射する入射角度が大きく、入射角度の変化量（最小値から最大値までの変化量）も大きい。

スクリーン１０は、映像源ＬＳが投射した映像光Ｌの一部を映像源側（＋Ｚ側）に位置する観察者Ｏ１側へ向けて反射して映像を表示する反射スクリーンであり、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観察できる透明性を有する半透過型の反射スクリーンである。
スクリーン１０の画面（表示領域）は、使用状態において、映像源側（＋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。
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は、例えば、画面サイズを４０インチ以下としてもよく、使用目的や使用環境等に応じて、その大きさや形状は適宜選択できるものとする。

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、本実施形態のスクリーン１０は、その背面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（あるいは部分固定）され、画面の平面性を維持する形態としてもよい。
このような支持板は、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。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。
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窓ガラス（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。

図２は、本実施形態のスクリーン１０の層構成を説明する図である。図２では、スクリーン１０の映像源側（＋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て示している。
図３は、本実施形態の第１光学形状層１２を背面側（−Ｚ側）から見た図である。理解を容易にするために、スクリーン１０の反射層１３や第２光学形状層１４、保護層１５等を省略して示している。
スクリーン１０は、図２に示すように、その映像源側（＋Ｚ側）から順に、基材層１１、第１光学形状層１２、反射層１３、第２光学形状層１４、保護層１５を備えている。

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、その背面側（裏面側，−Ｚ側）に、第１光学形状層１２が一体に形成されている。この基材層１１は、第１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。
また、基材層１１は、スクリーン１０の画面サイズ等に応じてその厚さを変更可能である。

第１光学形状層１２は、基材層１１の背面側（−Ｚ側）に形成された光透過性を有する層である。第１光学形状層１２の背面側の面には、単位光学形状（単位レンズ）１２１が複数配列されて設けられている。
単位光学形状１２１は、図３に示すように、第１光学形状層１２をスクリーン面の法線方向背面側から見たときに、真円の一部形状（円弧状）であり、スクリーン１０の画面（表示領域）外に位置する点Ｃを中心として、同心円状に複数配列されている。即ち、第１光学形状層１２は、点Ｃを中心（フレネルセンター）とする、いわゆるオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を背面側に有している。
この点Ｃは、図３に示すように、画面左右方向の中央であって画面下方に位置している。したがって、スクリーン１０を正面方向から見た場合、点Ｃと点Ａとは、画面上下方向（Ｙ方向）に平行な同一直線上に位置している。

単位光学形状１２１は、図２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、単位光学形状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。
この単位光学形状１２１は、背面側（−Ｚ側）に凸であり、映像光が入射する第１斜面（レンズ面）１２１ａと、これに対向する第２斜面（非レンズ面）１２１ｂとを有している。
図２に示す断面では、１つの単位光学形状１２１において、第２斜面１２１ｂは、頂点ｔを挟んで第１斜面１２１ａの下側（−Ｙ側）に位置している。
第１斜面１２１ａがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ１である。第２斜面１２１ｂがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ２である。角度θ１，θ２は、θ２＞θ１という関係を満たしている。
単位光学形状１２１の第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂは、その表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有する粗面である。この微細な凹凸形状は、凸形状と凹形状とが２次元方向に不規則に配列されて形成されており、凸形状及び凹形状は、その大きさや形状、高さ等は不規則である。

単位光学形状１２１の配列ピッチは、Ｐであり、単位光学形状１２１の高さ（厚み方向における頂点ｔから単位光学形状１２１間の谷底となる点ｖまでの寸法）は、ｈである。
理解を容易にするために、図２では、単位光学形状１２１の配列ピッチＰ、角度θ１，θ２は、単位光学形状１２１の配列方向において一定である例を示している。しかし、本実施形態の単位光学形状１２１は、実際には、配列ピッチＰは一定であるが、角度θ１が単位光学形状１２１の配列方向においてフレネルセンターとなる点Ｃから離れるにつれて次第に大きくなっている。
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（スクリーン１０への映像光の入射角度）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、単位光学形状１２１の配列方向に沿って、配列ピッチＰが変化し、角度θ１，θ２が変化する形態としてもよい。

第１光学形状層１２は、光透過性の高いウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリチオール系、ブタジエンアクリレート系等の紫外線硬化型樹脂により形成されている。
なお、本実施形態では、第１光学形状層１２を構成する樹脂として、紫外線硬化型樹脂を例に挙げて説明するが、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。

また、本実施形態の第１光学形状層１２は、ガラス転移温度Ｔｇが５０〜１００℃である樹脂により形成されることが、第１光学形状層１２と後述する反射層１３との密着を高め、かつ、映像源側へ反射層１３が反射する光へ十分な拡散反射作用を実現する観点から好ましい。また、第１光学形状層１２を形成する樹脂のガラス転移温度Ｔｇを上述の範囲とすることにより、後述する反射層１３を単位光学形状１２１上に成膜する際に、単位光学形状１２１の表面が荒れ、反射層１３の第１光学形状層１２側の面、第２光学形状層１４側の面でのヘイズ差を容易に付与することができ、スクリーン１０の厚み方向において反射層１３からスクリーン１０の映像源側の表面までの領域が有する光の拡散作用を、反射層１３からスクリーン１０の背面側の表面までの領域が有する拡散作用よりも大きくすることができる。

なお、本実施形態では、第１光学形状層１２の背面側（−Ｚ側）の面には、サーキュラーフレネルレンズ形状が形成される例を示したが、これに限らず、第１光学形状層１２の背面側の面には、単位光学形状１２１が画面左右方向（Ｘ方向）を長手方向とし、画面上下方向（Ｙ方向）に配列されたリニアフレネルレンズ形状が形成される形態としてもよい。

反射層１３は、光を反射する機能を有する層であり、単位光学形状１２１上（第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂ上）に形成されている。
反射層１３は、入射した光の一部を反射し、入射したその他の光の少なくとも一部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、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂには、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されており、反射層１３は、この凹凸形状に追従して形成され、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂの凹凸形状が維持されたまま成膜されている。そのため、反射層１３の第１光学形状層１２側（映像源側）の面及び第２光学形状層１４側（背面側）の面は、微細かつ不規則な凹凸形状を有する粗面となっている。
この反射層１３は、入射した光の一部を微細かつ不規則な凹凸形状により拡散反射し、入射したその他の光の少なくとも一部を拡散しないで透過するという機能を有する。

反射層１３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、太陽光等の外界からの光）を良好に透過させる観点から、透過率が約３０〜８０％、反射率が約５〜６０％の範囲であることが望ましい。

反射層１３は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル等により形成された薄膜である。本実施形態の反射層１３は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。
なお、反射層１３は、これに限らず、例えば、光反射性の高い金属をスパッタリングする等により形成されてもよい。また、反射層１３は、誘電体多層膜を蒸着する等により形成されてもよい。

第２光学形状層１４は、第１光学形状層１２及び反射層１３よりも背面側（−Ｚ側）に設けられた光透過性を有する層である。第２光学形状層１４は、第１光学形状層１２の背面側の面を平坦にするために設けられており、単位光学形状１２１間の谷部を埋めるように形成されている。したがって、第２光学形状層１４の映像源側（＋Ｚ側）の面は、第１光学形状層１２の単位光学形状１２１の略逆型となる単位光学形状が複数配列されて形成されている。
このような第２光学形状層１４を設けることにより、反射層１３を保護でき、スクリーン１０の背面側の面に保護層１５等を積層しやすくなり、また、支持板等への接合も容易となる。

第２光学形状層１４の屈折率は、第１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。また、第２光学形状層１４は、前述の第１光学形状層１２と同じ紫外線硬化型樹脂を用いて形成することが好ましいが、異なる材料により形成してもよい。
本実施形態の第２光学形状層１４は、前述の第１光学形状層１２と同じ材料により形成され、その屈折率が第１光学形状層１２の屈折率に等しい。

保護層１５は、第２光学形状層１４の背面側（−Ｚ側）に形成された光透過性を有する層であり、このスクリーン１０の背面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、光を拡散する拡散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おらず、映像光等は、反射層１３での反射時に、その表面の微細かつ不規則な凹凸形状によって拡散される。

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、単位光学形状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、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させるＵＶ成形法により第１光学形状層１２を形成する。このとき、単位光学形状１２１を賦形する成形型の第１斜面１２１ａ及び第２斜面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、成形型の第１斜面１２１ａ及び第２斜面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。
第１光学形状層１２を基材層１１の一方の面に形成した後、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂに、アルミニウムを蒸着することにより、反射層１３を形成する。

その後、反射層１３の上から、単位光学形状１２１による凹凸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、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、第２光学形状層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。
なお、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。

反射層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、例えば、第１斜面１２１ａ，第２斜面１２１ｂ上に拡散粒子等を塗布してその上から反射層１３を形成したり、第１光学形状層１２を形成後に第１斜面１２１ａ，第２斜面１２１ｂにブラスト加工を行った後に、反射層１３を形成したりする方法等が従来知られている。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、上述のように、単位光学形状１２１の第１斜面１２１ａ，第２斜面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、反射層１３を成膜することにより、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。

図４は、本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４では、スクリーン１０の画面中央となる点Ａ（図１参照）を通り、単位光学形状１２１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４では、理解を容易にするために、スクリーン１０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に入射した映像光Ｌ１のうち、一部の映像光Ｌ２は、その単位光学形状１２１の第１斜面１２１ａに入射し、反射層１３によって拡散反射され、観察者Ｏ１側へ出射する。

第１斜面１２１ａに入射した映像光のうち反射しなかった他の映像光Ｌ３は、反射層１３を透過し、スクリーン１０の背面側（−Ｚ側）から出射する。このとき、映像光Ｌ３は、スクリーン１０の上方へと出射し、スクリーン１０の背面側の正面方向に位置する観察者Ｏ２には到達しない。
また、映像源ＬＳから投射された映像光Ｌ１うち、一部の映像光Ｌ４は、スクリーン１０の表面で反射するが、スクリーン１０上方へ向かうので、観察者Ｏ１には届かず、映像の視認の妨げにはならない。
なお、本実施形態では、映像源ＬＳがスクリーン１０よりも下方に位置し、映像光Ｌ１がスクリーン１０の下方から投射され、かつ、第２斜面１２１ｂの角度θ２（図２参照）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２斜面１２１ｂに直接入射することはなく、第２斜面１２１ｂは、映像光の反射にはほとんど影響しない。

次に、背面側（−Ｚ側）又は映像源側（＋Ｚ側）からスクリーン１０に入射する映像光以外の太陽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４に示すように、スクリーン１０に上方から入射する外光Ｇ１，Ｇ５のうち、一部の外光Ｇ２，Ｇ６は、スクリーン１０の表面で反射し、スクリーン下方側へ向かう。また、一部の外光Ｇ３，Ｇ７は、反射層１３で反射する。そして、例えば、外光Ｇ３の一部は、スクリーン１０の映像源側（＋Ｚ側）の表面で全反射してスクリーン１０内下方へ向かい、外光Ｇ３の他の一部（不図示）は、スクリーン１０の下方へ向けて出射する。また、外光Ｇ７は、背面側（−Ｚ側）のスクリーン外上方側へ出射する。また、反射層１３で反射しなかった他の外光Ｇ４，Ｇ８は、反射層１３を透過して、それぞれ背面側、映像源側へ出射する。このとき、映像源側へ出射する外光Ｇ２，Ｇ３，Ｇ８は、観察者Ｏ１には到達しないので、映像のコントラスト低下を抑制できる。

また、スクリーン１０に入射した外光の一部は、スクリーン１０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い、減衰する。
また、スクリーン１０に小さな入射角度で入射する外光Ｇ９，Ｇ１０は、反射層１３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１０は、光を拡散する拡散粒子を含有する光拡散層を備えていないので、このスクリーン１０を透過する外光Ｇ９，Ｇ１０は、拡散されない。したがって、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。

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を備えた従来の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、拡散粒子等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。

しかし、本実施形態のスクリーン１０は、拡散粒子等を含有する光拡散層を備えておらず、映像光は、反射層１３の表面が微細かつ不規則な凹凸形状により、反射時のみ拡散される。また、本実施形態のスクリーン１０では、反射層１３で反射する光のみが拡散され、透過光は拡散されない。
したがって、本実施形態のスクリーン１０は、上述のように、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１０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Ｏ１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１０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Ｏ１が、スクリーン１０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１０では、背面側に位置する観察者Ｏ２は、映像光の投射の有無に関わらず、スクリーン１０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。

ここで、本実施形態のスクリーン１０の光学特性についてさらに説明する。
本実施形態のスクリーン１０は、厚み方向において、反射層１３から背面側（−Ｚ側）の表面までの領域が有する光の拡散作用が、反射層１３から映像源側（＋Ｚ側）の表面までの領域が有する光の拡散作用よりも大きい。即ち、スクリーン１０において、映像源側から入射した光が反射層１３で反射して映像源側へ出射する場合に受ける拡散作用が、背面側から入射して反射層１３で反射して背面側へ出射する場合に受ける拡散作用に比べて大きい。
したがって、スクリーン１０の映像源側（＋Ｚ側）から入射して反射層１３で反射して映像源側へ出射した反射光の拡散反射率（映像源側での拡散反射率）が、スクリーン１０の背面側（−Ｚ側）から入射して反射層１３で反射して背面側へ出射した反射光の拡散反射率（背面側での拡散反射率）よりも大きい。

このような形態とすることにより、反射層１３で反射する映像光を十分拡散でき、映像源側に位置する観察者Ｏ１に対して良好な視野角を有する映像を表示できる。また、映像源側上方からの外光に関しては、反射層１３で拡散反射してもスクリーン１０の下方へ向かい観察者Ｏ１に届かないので、映像のコントラストの低下を抑制できる。また、背面側上方からの外光に関しては、一部は反射層１３によって拡散反射されるが、スクリーン１０の上方へ出射する等して、背面側の観察者Ｏ２には届かないことに加え、拡散作用が映像源側に比べて小さいので、背面側から観察した場合のスクリーン１０の透明性も維持できる。

本実施形態のスクリーン１０の実施例及び比較例に相当するスクリーンを用意し、その映像の見えや透明性に関して評価した。
実施例のスクリーンは、映像源側でのヘイズが、背面側でのヘイズよりも大きい。即ち、実施例のスクリーンでは、映像源側から入射した場合の反射光の拡散反射率が９．２％であり、背面側から入射した場合の反射光の拡散反射率が５．８％であり、映像源側での拡散反射率の方が、背面側での拡散反射率よりも大きい。
また、比較例のスクリーンは、実施例のスクリーンと略同様の形態であるが、映像源側のヘイズと背面側のヘイズとが略等しい点が、実施例のスクリーンとは異なる。即ち、比較例のスクリーンでは、映像源側から入射した場合の反射光の拡散反射率が５．５％であり、背面側から入射した場合の反射光の拡散反射率が５．２％であり、背面側での拡散反射率と映像源側での拡散反射率が略同等である。

拡散反射率は、比較例及び実施例のスクリーンの画面中央となる点Ａに対して画面上下方向において下側から入射角度８°で光を入射させた場合の反射光中における拡散反射光の割合を、ヘイズメーター（村上色彩製 ＨＲ−１００）により、測定したものである。
映像の見えやスクリーンの透明性については、各測定例のスクリーンを明室環境下（照明はスクリーン中央部で約６００ルクス程度）に配置し、映像源ＬＳから映像光を投射し、スクリーンの正面方向３ｍの位置からその映像の見えや、スクリーンの透明性等を目視で観察し、評価した。

実施例のスクリーンは、明るく良好な映像が観察され、その視野角も十分であった。また、映像源側、背面側からスクリーンを観察した場合のスクリーンの透明性も高く、スクリーンの向こう側の景色が白く濁ることもなかった。
一方、比較例のスクリーンは、映像源側や背面側から観察した場合のスクリーンの透明性や映像の明るさ等は十分であったが、映像源側から観察した場合の視野角が小さく、スクリーンとしての使用には適さなかった。

以上のことから、本実施形態のスクリーン１０では、反射層１３から映像源側の表面までの領域が有する光の拡散作用が、反射層１３から背面側の表面までの領域が有する光の拡散作用よりも大きいので、透明性を維持しながら明るく、十分な視野角を有する良好な映像を表示できる。
また、本実施形態によれば、第１光学形状層１２は、フレネルセンターとなる点Ｃが、表示領域外であって映像源ＬＳ側に位置しており、いわゆるオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を有しているので、短焦点型のプロジェクタである映像源ＬＳから投射された入射角度の大きい映像光Ｌ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。

（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）実施形態において、スクリーン１０の映像源側（＋Ｚ側）の面に、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の映像源側の面（基材層１１の映像源側の面）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の使用環境や使用目的等に応じて、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。さらに、基材層１１の映像源側（＋Ｚ側）にタッチパネル層等を設けてもよい。
例えば、スクリーン１０の映像源側の表面に反射防止層を設けた場合には、スクリーン１０表面での反射を低減してスクリーン１０への入射光量を増大させ、映像の明るさを向上させる効果に加え、反射層１３で反射した光の一部が、映像源側表面で反射して背面側から出射することにより、背面側の観察者Ｏ２に映像が一部見えてしまうことを防止できる。

（２）実施形態において、反射層１３よりも映像源側（＋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、実施形態において、反射層１３よりも背面側に、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。
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）実施形態において、単位光学形状１２１の第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂは、平面により形成される例を示したが、これに限らず、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、単位光学形状１２１は、３つ以上の複数の面によって形成される多角形形状としてもよい。
また、反射層１３は、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂに形成される例を示したが、これに限らず、例えば、第１斜面１２１ａの少なくとも一部に形成される形態としてもよい。
また、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂは、微細な凹凸形状を有する例を示したが、これに限らず、第１斜面１２１ａのみ微細な凹凸形状を有する形態としてもよい。

（４）実施形態において、映像源ＬＳは、スクリーン１０の画面左右方向の中央であって画面外の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の斜め下側等に配置され、スクリーン１０に対して画面左右方向において斜め方向光から映像光を投射する形態としてもよい。
この場合、第１光学形状層１２のサーキュラーフレネルレンズ形状のフレネルセンターとなる点Ｃは、映像源ＬＳの位置に合わせてずらして配置する。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。

（５）実施形態において、スクリーン１０は、第１光学形状層１２及び第２光学形状層１４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、スクリーン１０は、基材層１１及び保護層１５の少なくとも一方を、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第１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）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ものとしてもよい。
このとき、映像源ＬＳは、映像光が入射角φでスクリーン１０へ投射されるように位置及び角度が設定されている。この入射角φは、スクリーン１０へ投射された映像光（Ｐ波）の反射率がゼロとなる入射角（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へ投射された映像光の反射率がゼロとなる入射角φｂが６０°である場合、映像光の入射角φは、５０〜８５°の範囲に設定される。

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への入射角φが大きい場合にも、スクリーン１０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表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及び保護層１５としては、ＴＡＣ製のシート状の部材が好適である。

（７）実施形態において、映像表示装置１は、店舗等のショーウィンドウに適用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。また、スクリーン１０をフロントガラスに貼り合わせる等し、映像表示装置１を自動車のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：ＨＥＡＤ−Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）に適用してもよいし、自動車以外の乗り物に適用してもよい。

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実施形態等によって限定されることはない。

１ 映像表示装置
１０ スクリーン
１１ 基材層
１２ 第１光学形状層
１２１ 単位光学形状
１２１ａ 第１斜面
１２１ｂ 第２斜面
１３ 反射層
１４ 第２光学形状層
１５ 保護層
ＬＳ 映像源

Claims (6)

1. 映像源から投射された映像光の一部を反射して映像を表示し、一部を透過する反射スクリーンであって、
   該反射スクリーン内に位置し、スクリーン面に沿って複数配列され、入射した光の一部を拡散反射し、入射したその他の光の少なくとも一部を透過する機能を有する反射層を備え、
   前記反射層は、その両面が不規則な凹凸形状を有する粗面であり、
   該反射スクリーンの厚み方向において、前記反射層から該反射スクリーンの映像源側表面までの領域が有する光の拡散作用は、前記反射層から該反射スクリーンの背面側表面までの領域が有する光の拡散作用よりも大きいこと、
   を特徴とする反射スクリーン。
2. 請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、
   該反射スクリーンの厚み方向において、映像源側から入射した光が前記反射層で反射して映像源側へ出射した反射光における拡散反射率は、背面側から入射した光が前記反射層で反射して背面側へ出射した反射光における拡散反射率よりも大きいこと、
   を特徴とする反射スクリーン。
3. 請求項１又は請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記反射層は、金属薄膜により形成されていること、
   を特徴とする反射スクリーン。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
   光透過性を有し、映像光が入射する第１の面とこれに対向する第２の面とを有する単位光学形状が、背面側の面に複数配列された第１光学形状層と、
   光透過性を有し、前記第１光学形状層よりも背面側に設けられ、前記単位光学形状の逆型となる単位光学形状が映像源側の面に複数配列された第２光学形状層と、
   を備え、
   前記反射層は、前記第１光学形状層と前記第２光学形状層との間であって、少なくとも前記単位光学形状の前記第１の面の一部に位置すること、
   を特徴とする反射スクリーン。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の反射スクリーンにおいて、
   光を拡散する作用を有する拡散粒子を含有する光拡散層を備えていないこと、
   を特徴とする反射スクリーン。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の反射スクリーンと、
   前記反射スクリーンに映像光を投射する映像源と、
   を備える映像表示装置。

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