JP2020197659A - 透明スクリーン並びにこの透明スクリーンを用いたプロジェクションシステム又はその応用機器 - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクターから投影した映像が床面等のスクリーン以外の場所に結像するのを防ぎ、しかも、映像の視認性が良好な透明スクリーンを提供すること。【解決手段】スクリーン層２と、光コントロール層３とを備え、所定範囲の角度で入射した光に対してのみ透明性を有し、この範囲より小さい角度及び大きい角度で入射した光に対して透明スクリーン以外の場所で結像しないような透明スクリーンとする。スクリーン層２の厚みは３．０ｍｍ以下、光コントロール層３の厚みは１０〜２００μｍであることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクターから投射した光を結像して映像を表示するとともに透明性を有するスクリーンであって、スクリーンを透過した光が床面等のスクリーン以外の場所に結像するのを防ぐ透明スクリーン並びにこの透明スクリーンを用いたプロジェクションシステム及びその応用機器に関する。

プロジェクターから投射した光を結像し映し出す透明スクリーンとしては、透過型のスクリーンと反射型のスクリーンが用いられている。このうち、透過型の透明スクリーンの場合、プロジェクターの投射レンズと観察者の目の間に透明スクリーンを設置し、プロジェクターから投射した光を結像して透明スクリーンに映像を表示する。また、反射型の透明スクリーンの場合、プロジェクターの投射レンズは観察者の目と透明スクリーンに対して同じ側に設置し、透明スクリーンに映像を表示する。この際、スクリーンが透明であるため、スクリーンを通して背後の物体が視認可能となっており、これにより空間に映像が結像しているように見せることができる。

このとき、スクリーンが透明で、背後の物体が視認可能であるため、スクリーンの背後にプロジェクターを配置すると、観察者からスクリーンの背後にあるプロジェクターが見えてしまう。それに加えて、プロジェクターからの光が直接観察者の目に入って、観察者がまぶしさを感じてしまう場合もある。これらを防ぐために、プロジェクターからの投映光の光軸が観察者の目線からずれるよう、スクリーンに対して斜め上または斜め下にプロジェクターを配置して、スクリーンに対して角度をつけて投影することが行われている。

ところが、このように角度をつけた場合、スクリーンを透過した光が観察者側の床面や天井などのスクリーン以外の場所にも投射され、スクリーン上に結像した映像以外の映像が見える現象が起きて、スクリーンの効果が損なわれる。
この現象の対策として、スクリーンを透過して床面や天井等のスクリーン以外の場所に結像した映像を隠すために、目隠しとなる壁を設けることも可能であるが、大掛かりな工事や、複雑な構造を設けることが必要となる上に、空間が狭まってしまい、透明スクリーンとしての効果がやはり損なわれることになる。
また、透過型の透明スクリーンで説明を行っているが、反射型の透明スクリーンにおいても同様に透明スクリーンを透過した光がスクリーン以外の場所で結像して映像が見える現象が発生する。
なお、プロジェクターの光軸をずらすための設置位置として、斜め上と斜め下と表現しているが、斜め横の場合も同様である。

特許文献１には、上記の従来技術のように透過型スクリーンにおいて、プロジェクターの配置をスクリーンに対して斜めにして、投射光の光軸をスクリーンに対して角度をつけた例が記載されている。ただ、この場合も、スクリーンを透過した映像が観察者側の床面や天井などスクリーン以外の場所に結像するおそれがある。

特開２０１６−６５９９９号公報

本発明が解決しようとする課題は、プロジェクターから投射した光が透明スクリーンを透過して床面等のスクリーン以外の場所に結像することを防ぎ、スクリーン上に結像した映像の視認性が良好な透明スクリーン並びにこの透明スクリーンを用いたプロジェクションシステム及びその応用機器を提供することにある。

本発明の透明スクリーンは、上記課題を解決するために、特定の角度範囲からの入射光に対して、光拡散強度に入射角度依存性機能を有することにより、透明スクリーンを透過した光をスクリーン以外の場所に結像させないことを特徴とする。
ここで言う、スクリーン以外の場所に結像させないとは、透明スクリーンに結像する映像が透明スクリーン以外の場所において明瞭に認識できないことをいう。

透明スクリーンとして、映像を結像するスクリーン層と光拡散強度に入射角度依存性を有する光コントロール層を備え、スクリーン層と光コントロール層は別体で、互いに貼り合せられている。
また、光コントロール層にスクリーン層がコーティングされていたり、スクリーン層に光コントロール層がコーティングされていてもよい。さらに、光コントロール層にスクリーン層の機能が含まれるように構成されていてもよい。
光コントロール層の厚みは１０〜２００μｍにすることが好ましい。また、樹脂やガラスなどの透明体と貼り合わせて用いられることもある。
プロジェクションシステムやその応用機器として、上記の透明スクリーンのいずれかを用いてもよい。

本発明によれば、特定の角度で入射した光は、スクリーン上に映像として結像するが、透明スクリーンを透過した光によって床面や天井面等のスクリーン以外の場所に余計な映像が映し出されることがない。
この時、特定の角度より小さい角度及び大きい角度で入射した光は拡散されないので、特定の角度以外からは透明スクリーン背面の物体を視認することが出来る。

本発明の一実施形態を示す透明スクリーンの断面図である。 図１に示される透明スクリーンの構成の詳細を示した図である。 透明スクリーンの別の構成を示した図である。 透明スクリーンのさらに別の構成を示した図である。 本発明の一実施形態を示す透明スクリーンの使用状態における断面図である。 実験１に用いた装置の模式図である。 実験１で用いられるテストターゲットＴの様子を示した図である。 実験１における透明スクリーン１透過後の波形を示した図である。 実験１において、入射角９０°の時の映像を示す図である。 実験１において、入射角８０°の時の映像を示す図である。 実験１において、入射角７０°の時の映像を示す図である。 実験１において、入射角６０°の時の映像を示す図である。 実験１において、入射角５０°の時の映像を示す図である。 実験１において、入射角４０°の時の映像を示す図である。 実験１において、入射角３０°の時の映像を示す図である。 実験１において、入射角２０°の時の映像を示す図である。 実験１において、入射角１０°の時の映像を示す図である。 実験１における光の入射角ごとのＭＴＦの値と映像の判定結果を示した図である。 実験２に用いた装置の斜視図である。 実験２において、正面から見た映像を示す図である。 実験２において、斜め左側から見た映像を示す図である。 実験２において、斜め右側から見た映像を示す図である。 実験２において、正面下方から見た映像を示す図である。 実験２において、正面上方から見た映像を示す図である。 拡散角とヘイズ値の関係を示す図である。 偏角ヘイズ測定方法を示す図である。 本発明の実施形態における反射型透明スクリーンを示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る透明スクリーン１の断面図である。
図１に示すように、透明スクリーン１は、スクリーン層２と、スクリーン層２の一方の面に積層された光コントロール層３と、スクリーン層２の他方の面に積層された反り防止フィルム４とを備える。

図２は、図１に示される透明スクリーンの構成の詳細を示した図である。スクリーン層２は、透明樹脂に粒子１０を混合してなる板材またはフィルムで形成する。厚みは３．０ｍｍ、硬度は鉛筆硬度で２Ｈとしたが、厚みや硬度は適宜変更可能であり、さらに厚みを薄くすることや、硬度を低くしたり、逆に硬度を高くするなど、変更することも可能である。

透明樹脂は、母材としてＰＭＭＡを用いた。具体的には、ＭＭＡ（メタクリル酸メチル）を用い、重合してＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）にポリマー化している。混合する粒子１０は、シリコンビーズ、アクリルビーズ、ＭＳビーズ、無機微粒子、ガラスビーズ、ナノダイヤなどを使用できる。これらの粒子の中でも、ナノダイヤがより好ましい。また、母材としては、光透過性材料であればその他の材料でもよく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリアミド、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂等を用いることが可能である。さらに、摘便に染料や顔料を添加して着色することも可能である。

着色剤としては、無機系顔料、有機系顔料、有機系染料などの公知のものを使用することが可能である。無機系顔料としては、一例としてカーボンブラック、コバルト系色素、鉄系色素、クロム系色素、チタン系色素、バナジウム系色素、ジルコニウム系色素、モリブデン系色素、白金系色素等を用いることができる。
有機系顔料や有機系染料としては、アルミニウム系色素、シアニン系色素、メロシアニン色素、フタロシアニン系色素、アゾ系色素、インジゴ系色素、金属錯体系色素（金属錯塩染料）、トリアリルメタン系色素、アントラキノン系色素、スレン系色等を用いることができる。また、これらの顔料又は染料は、目的とする色相に調整するため適宜混合して使用することができる。

スクリーン層２を構成する樹脂は、本実施形態においては、セルキャスト製法によって作製されたアクリル樹脂を用いた。これにより、厚みや色のバリエーションを多くすることが可能となる。ただ、製法はセルキャスト製法に限ったものではなく、散乱子や染料を練り込んだペレットを作成して押出し製法や、射出成形法によって製造することも可能である。この際に使われる樹脂は、透明性のある樹脂であればよく、ポリカーボネートやポリスチレンなどが好適に用いられるが、特に限定されるものではない。また、その表面に設けられる層の密着性向上のために、表面にプライマー処理、酸化法、凹凸化法等により表面処理を施すこともできる。

さらに、樹脂の表面に凹凸を設けて、樹脂と空気の屈折率の差を用いて結像を行わせるようにすることもできる。このとき、表面への凹凸を一方の面に設け、他方の面に拡散板をラミネートしたり、両面に凹凸を設け、その内部に表面の凹凸と平行になるように拡散層を設けることによって、スクリーンを透過した光が床面や天井等のスクリーン以外の場所に（積極的に）結像することを防止できる。

また、バインダーに適宜散乱子や染料を練り込んでスクリーン機能を持たせ、フィルムや板材などの表面に塗布することによって製造することも可能である。バインダーとしては、一般的なバインダーを用いることが可能であり、オリゴマー、アミノ・アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂等を用いることが可能である。

光コントロール層３は、光拡散強度に入射角度依存性を有する。具体的には、プロジェクターから入射される光の拡散強度を制御する層であり、ヘイズ値が光の入射角度に依存している。本実施形態では指向性光拡散フィルムを用いている。すなわち、光コントロール層３は、特定の角度範囲からの入射光のみを選択的に拡散し、それ以外の角度の入射光は透過させる機能を有する。厚みは１０〜２００μｍ程度としている。

光コントロール層３におけるヘイズ値は、一般的には、積分球式光線透過率測定装置を用いて、光コントロール層３の全光線透過率及び拡散透過率を測定し、次式により求められる。
ヘイズ値（％）＝拡散透過率（％）／全光線透過率（％）×１００
ここで、拡散透過率は全光線透過率から平行光線透過率を差し引いた値となる。
本実施形態におけるヘイズ値である偏角ヘイズ測定方法は後段で説明する。また、光拡散強度の差が大きくなるにつれて、ヘイズ値の差も大きくなる。

透明スクリーンを透過した光が床面等のスクリーン以外の場所で結像していない状態のその測定方法は後述するように、ＭＴＦという数値で表現する。

光コントロール層３は、支持基板の面に単層での形成が可能であり、屈折率に差がある２種類以上の光重合可能な化合物を含有する組成物を膜状に形成して、そこに特定方向から光を照射して硬化させることで製造できる。化合物としてはウレタン等が用いられるが、その他、各種モノマーやオリゴマーが使用できる。ウレタンを用いた場合にはゴム弾性を備えることとなる。その際に、それぞれの光散乱角度域の中心となる角度が異なってなる拡散フィルム、例えばフィルムの法線方向からの傾きが一方向に３５度傾いた軸を持つ拡散フィルムと、同じく５０度傾いた軸を持つ拡散フィルムを積層すると、それぞれの拡散フィルムを単層で用いた場合より広い範囲の角度でスクリーンを透過した映像が床面又は天井面などへの結像を制御することが可能となる。

屈折率に差がある少なくとも２種類の光重合可能な化合物を混合した組成物に所定方向から光を照射して硬化させることによって、光を散乱する領域が形成される。これらの２種類の化合物の溶解性と、屈折率差によってヘイズを発現し、それとともに光拡散強度に入射角度依存性を発現する。
硬化に用いられる光としては、組成物を硬化させるものであればどのような光を用いることも可能であるが、可視光や紫外線などを用いることが可能である。紫外線は、水銀ランプやメタルハライドランプなどを用いて発せられる。拡散の度合いや選択的に散乱する入射光の角度は、使用する組成物や照射条件によって調節可能であり、照射光の入射方向を変えることによって、硬化したシートに入射する光がシートから出射する際に拡散又は直進透過する角度域を制御することが可能である。

光コントロール層３の積層は、複数の膜を貼りあわせることによって行うことができる。その際、粘着剤や接着剤を用いて貼りあわせてもよい。粘着剤は粘着性の樹脂から構成されており、例えば、アクリル系、ゴム系、シリコーン系等の粘着性樹脂を用いることができる。アクリル系の粘着性樹脂としては、アクリル酸エステル系共重合体等を用いることが可能である。この際、粘着剤や接着剤の樹脂に染料や顔料、粒子などを摘便に添加して、着色を行なったり拡散性の制御を行なうことも可能である。
また、１枚の膜を基材として、その上に光硬化性組成物を塗布コーティングして硬化させることで、光コントロール層３を積層したり、光コントロール層３を基材として、その上に塗布コーティングして硬化させることで、スクリーン層２を積層することも可能である。この方法の場合には、貼りあわせるための装置が不要となる。

スクリーン層２と光コントロール層３とは粘着剤６によって貼りあわされている。粘着剤６としては、一般的な粘着剤を用いることができるが、本実施形態における光コントロール層３の材料であるウレタンとの接着性のよいものが好ましい。

光コントロール層３の表面には、表面保護のために表面保護層５が設けられる。表面保護層５としてはポリエステルフィルム（ＰＥＴ）等が用いられる。表面保護層５は、光コントロール層の表面の保護のために設けられているが、光の拡散等の観点からすれば、必ずしも必要なものではなく、表面保護層５なしでも同様の機能を備える。また、現在の光コントロール層３として用いられている材料として、硬度の低いものが用いられているため、表面保護層５を設けることによって、硬度を確保することも可能となる。本実施形態においては鉛筆硬度で２Ｈであるが、さらに硬度を低くしたり、逆に硬度を高くするなど、適宜変更することも可能である。なお、光コントロール層３として、十分な硬度を有する材料を用いた場合には、硬度を確保する目的で表面保護層を設ける必要性はない。

反り防止フィルム４は、スクリーン層２の、光コントロール層３とは反対側の面に粘着剤６を介して貼りあわされている。反り防止フィルム４は、表面保護層５と同様にポリエステルフィルム（ＰＥＴ）等で形成されている。光コントロール層３の表面にのみ表面保護層５を貼りつけると、反りが生じてしまうために、同様の素材のフィルムを反対側にも貼りつけることによって、反りを防止することが可能となる。反り防止フィルム４としては、具体的にはリンテック社製のＯＰＴＥＲＩＡ−ＨＡ１１６−７５Ｊ５Ｐを用いた。また、フィルムの表面に反射防止膜を設けて光の反射率を低減することも可能である。また、反り防止フィルム４を用いる代わりに、スクリーン層２の表面に反射防止の処理をして、光の反射率を低減させてもよい。

また、本実施形態の透明スクリーンを反射型透明スクリーンとして構成することもできる。図１５は反射型透明スクリーンとして構成した状態を示した図である。図１５（ａ）には反射型透明スクリーンの断面構成の一部が図示されており、透明基材１７の一方の面（図示右側側面）に凹凸面１８が形成され、当該凹凸面１８に高屈折率材料２１からなる反射層２０が設けられている。図１５（ｂ）には、透明基材１７における凹凸面１８の拡大模式断面図が図示されている。図示されるように、透明基材１７の凹凸面１１には高屈折率材料１８が薄膜を形成するように塗布されており、これにより反射層２０が形成されている。先に説明した透過型透明スクリーンのスクリーン層２の代わりに、これらの反射型透明スクリーンを用いて構成することが可能である。

図３は、透明スクリーンの別の構成を示した図である。図３の構成においては、スクリーン層２として、バインダーに粒子１１を混合したもので構成して、図２と同様の光コントロール層３に対して、コーティングによって形成している。このような構成とすると、スクリーン層２と光コントロール層３などを貼り合わせるための装置が不要となる。また、逆にスクリーン層２として図２と同様のスクリーン層２を用い、光コントロール層３をコーティングによって形成することも可能である。これらの構成によっても、図２に示した透明スクリーンと同様の機能を有することが可能である。

図４は、透明スクリーンのさらに別の構成を示した図である。図４の構成においては、図２と同様の光コントロール層３の基材に対して粒子１２を混合している。混合する粒子１２としては、シリコンビーズ、アクリルビーズ、ＭＳビーズ、無機微粒子、ガラスビーズ、ナノダイヤなどを使用できる。このような構成とすると、１つの層でスクリーン層と光コントロール層の機能を持たせることが可能となり、２つの層を貼りあわせたり、コーティングする必要がなくなる。これらの構成によっても、図２に示した透明スクリーンと同様の機能を有することが可能である。また、表面保護を目的として、図４の光コントロール層３の表面に表面保護層５を貼りつけて用いることも可能である。

これらの透明スクリーンの構成において、最外層の面や内部の任意の層に蒸着やスパッタによってハーフミラー層を設けることも可能である。また、最外層や内部の任意の層に、酸化防止剤や熱線吸収剤、紫外線吸収剤などを摘便に配合して耐候性を向上させることもできる。紫外線吸収剤としては、例えばベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ニッケル錯塩系等の化合物を用いることができる。また、これらを２種以上組み合わせて用いることも可能である。

図５に示すように、投射距離と映像幅の比（以下、「投射比率」とする）が１．０程度以上の一般的なプロジェクターＡを使用する場合、透明スクリーン１は、例えば、入射角αが２０°〜５０°（画角β＝３０°）より狭い画角の範囲でスクリーン背面の物体が見えなくなる（この状態を「ヘイズが発現する」と表現する。具体的には後述する偏角ヘイズ測定方法によって測定するヘイズ値が６０％以上となる状態を指す）必要がある。この場合、必要な拡散角度の範囲が狭いので、光コントロール層３として１枚の指向性光拡散フィルムを用いればよい。
一方、投射比率が１．０より小さいプロジェクターＢ（具体的には投射比率が０．３９）を使用する場合は、例えば、入射角αが２６°〜６３°（画角β＝３７°）の範囲で向こう側が見えなくなる（ヘイズが発現する）必要がある。この場合、必要な拡散角度の範囲が広いので、互いに拡散角度が異なる複数枚の指向性光拡散フィルムを積層して光コントロール層３とする。

図１３及び１４を用いて、拡散角とヘイズ値、本実施形態におけるヘイズ値である偏角ヘイズ測定方法を説明する。
図１３は拡散角とヘイズ値を示す図である。スクリーンから所定の距離離れた所定の場所に光源を配置し、所定の広がりのある光を入射させた場合の、それぞれの端部が最小入射角（角度ａ）、最大入射角（角度ｃ）となる。また、両者の中間値を光軸中心（角度ｂ）と定義し、光の広がりについては、光軸中心に対して、片側で１０〜３５°、両側で２０°〜７０°、好ましくは両側で３０°〜６０°の範囲となるようにする。そのときのヘイズ値を６０％以上となるようにする。

図１３は、本実施形態におけるヘイズ値である偏角ヘイズ測定方法を示した図である。本実施形態におけるヘイズ値の測定は、図１３に示されているように、積分球から６２ｍｍ離れた位置において、スクリーンを任意の角度に変更して、図１２における最小入射角（角度ａ）や最大入射角（角度ｃ）におけるヘイズ値を測定して、その測定値が６０％以上となるようにする。

光コントロール層３は外光に含まれる紫外線によって黄変するので、観察者から見てスクリーン背面側に設置したプロジェクターＡに面して配置させるのが望ましい。しかし、光コントロール層３の表面に紫外線吸収層を設ければ、視聴者に面するよう配置してもよい。紫外線吸収層は、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾート系化合物等の紫外線吸収剤を含有したアクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等の透明樹脂を素材とする。

次に、実験１によって透明スクリーン１が、スクリーン背面に置いたプロジェクターから投映した光が透明スクリーンを透過して観察者側の床面や天井等のスクリーン以外の場所に映像が結像するのを防止する機能を検証する。
検証方法としては、プロジェクター、透明スクリーン及び撮像用のカメラを１本の水平軸上にこの順で、互いに間隔をあけて配置する。そして、プロジェクターから透明スクリーンに向かってテストターゲットを投射する。透明スクリーンとしては、図２に示した透明スクリーン１を用い、垂直軸を中心として回転可能に設置した。

テストターゲットとしては、図６に示されるような、一定の太さの幅と長さを持った白線と黒線が交互に並んだものを用いた。このテストパターンをプロジェクターを介して透明スクリーンに投影し、透明スクリーンを透過した映像をプロジェクターと相対する位置に設置した透過型スクリーンに結像させる。具体的なテストターゲットＴの様子を図７に示す。そして、その画像をＣＣＤカメラで撮像し、図８に示すように、カメラセンサーの諧調変化から得られた波形における上限値と下限値を、それぞれＩｍａｘ、Ｉｍｉｎとし、下記の式によってＭＴＦを求めた。
ＭＴＦ ＝ （Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）

このとき、テストパターンを最終的に投影する透過型スクリーンに映った画像は、実際に観察者の目に直接光源の光が当たらないようにスクリーンの背面の法線方向ではなく、上方向または下方向から一定の角度をつけてプロジェクターで投影された画像がスクリーンを透過して床面または天井面など、スクリーンとは異なる場所で結像したものを再現したものとなる。

図９−１〜図９−９は、透明スクリーン１を、上記水平軸に直交する角度から１０°ずつ回転させ、各角度においてスクリーンＢに映し出される映像をＣＣＤカメラＣで撮影した図である。
そして、映像範囲（画角）の一端となるプロジェクターＡから上記水平軸と平行にスクリーンＢに対して直進する光の進路と、スクリーンＢの一側端部とを一致させ、この一側端部を評価位置として映像の明瞭度としてＭＴＦを評価した。

図９−１，図９−２，図９−３にそれぞれ示すように、光の入射角が９０°、８０°、７０°の時、スクリーンＢの評価位置における映像は明瞭であり、図９−４に示すように、光の入射角が６０°の時、映像はやや不明瞭となる。
また、図９−５，図９−６にそれぞれ示すように、光の入射角が５０°、４０°の時、映像が不明瞭となる。図９−７に示すように、光の入射角が３０°の時、スクリーンＢの評価位置における映像は不明瞭ではあるもののいくぶん回復する。さらに光の入射角を変化させて、図９−８，図９−９に示すように、光の入射角が２０°、１０°になるにつれ、映像の不明瞭性は回復していく。

図１０は、光の入射角ごとのＭＴＦの値と映像の判定結果を示した図である。判定結果としては、×が明瞭な映像、△がいくぶん不明瞭な映像、○が不明瞭な映像を示している。光の入射角が９０°〜８０°，１０°の場合は、ＭＴＦの値が高く、映像が明瞭であるのに対し、入射角が７０°や２０°の場合には、ＭＴＦの値が低くなってきて、映像がいくぶん不明瞭となる。さらに、入射角が６０°や３０°の場合には、映像はさらに不明瞭となる。
実験１の結果から、光の入射角が所定範囲において、明瞭な映像が結像しない（像不明瞭性の発現）ことが確認された。

さらに、実験２として、光コントロール層３をスクリーン層２に積層したことによる映像の視認性を検証した。
図１１に示すように、実験１で使用したものと同様の透明スクリーン１と、光コントロール層３を透明アクリル板に貼り合せた比較用スクリーンＤを左右に並べて配置し、両者の境界部の背面側下方に設置したプロジェクターＡから斜め上方に向かって映像を投射した。なお、透明スクリーン１のスクリーン層２及び比較用スクリーンＤの透明アクリル板はいずれも厚さ２ｍｍとした。

図１２−１〜図１２−５は、透明スクリーン１及び比較用スクリーンＤの正面側の映像を様々な角度から撮像した図であり、図１２−１は正面から見た図、図１２−２は斜め左側から見た図、図１２−３は斜め右側から見た図、図１２−４は正面下方から見た図、図１２−５は正面上方から見た図である。
これらの図から明らかなように、どの角度から見ても、透明スクリーン１の映像が比較用スクリーンＤの映像よりも明瞭である。
実験２の結果から、光コントロール層３をスクリーン層２に積層したことにより、光コントロール層を単なる透明板に積層したものに比べて、映像の明瞭度が高まり、視野角が広がることが確認された。

次に、実験３として、透明スクリーン１を透過することによって、色の変更がされることなく、透過後も光の色度変化が少ないことを検証した。
実験方法としては、以下の方法を用いた。測定器として、トプコン社製放射輝度計を用い、透明スクリーンの法線方向に対して−８０°〜８０°の角度範囲で測定を行った。すなわち、透明スクリーンの面に対して垂直の方向を０°とし、そこから特定の方向への傾きを正の角度、それと反対方向の傾きを負の角度としている。

測定サンプルとしては、光コントロール層を有した透明スクリーンを用いた。かかる透明スクリーンは、方向性を有しているため、方向性による影響を考慮して、所定の向きと、その向きから９０°回転させた方向において測定を行い、それぞれ光源データと比較することによって、方向性に関係なく、色度の変化が少ないことを検証した。
光源としては、日東樹脂工業製の白色拡散板ＤＲ−６５ＣＸをＬＥＤのランプ上に乗せて、面状の光源として用いた。また、測定データとしては色度データｘ，ｙを用いた。

結果を表１に示す。いずれの角度においても、透明スクリーンの所定の向きの場合と、その向きから９０°回転させた方向のいずれにおいても、色度データｘ，ｙのいずれも大きな変化がなく、透明スクリーン１の透過の前後において、大きな色変化をすることなく発色していることが確認された。

なお、本発明の透明スクリーンは、単体で自立させることもできるが、樹脂やガラスからなる透明体に貼り合せて支持することも可能である。
また、本発明の透明スクリーンを使用したプロジェクションシステムを、ウィンドウディスプレイ等に応用することできる。

これまで、透過型の透明スクリーンで説明してきたが、本発明は反射型の透明スクリーンにも適用可能である。反射型の透明スクリーンの基本構成としては、拡散を用いたものや、表面に凹凸を設けて反射型としたもの、内部に凹凸を設けてそこに高屈折率層を設けて透明樹脂で平坦化したり、凹凸に高分子液晶層を設けたものなどがある。いずれの構成の反射型の透明スクリーンにおいても、上記の透過型の透明スクリーンと同様に、単層または複数の組成物を膜状に形成して、特定方向から光を照射して硬化させた光コントロール層を表面に設けて作成する。これにより、反射型の透明スクリーンにおいても、スクリーンの背面において床面または天井面などへの明瞭な結像を防止することが可能となる。
また、光コントロール層は透明スクリーンの表面に設けているが、表面に限らず透明スクリーンの内部に設けることもでき、配置位置は摘便変更することが可能である。

１ 透明スクリーン
２ スクリーン層
３ 光コントロール層
４ 反り防止フィルム
５ 表面保護層
６ 粘着剤
１０，１１，１２ 粒子
Ａ プロジェクター
Ｂ スクリーン
Ｃ カメラ
Ｄ 比較用スクリーン
Ｔ テストターゲット

Claims (14)

1. プロジェクターから投射された光を結像して映像を表示する透明スクリーンにおいて、
   前記透明スクリーンに対して法線方向から入射する光に対する光拡散強度と、特定の角度範囲から入射する光に対する光拡散強度との間に所定量以上の差がある入射角度依存性機能を有することにより、前記特定の角度範囲から入射して、該透明スクリーンを透過した画像光が該スクリーン以外の場所で結像しない
   ことを特徴とする透明スクリーン。
2. 前記特定の角度範囲からの入射光を選択的に強く拡散し、
   そのときの出射光の偏角ヘイズ値が６０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の透明スクリーン。
3. 法線方向への入射光と前記特定の角度範囲からの入射光の偏角ヘイズ値の差が３０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の透明スクリーン。
4. 前記特定の角度範囲から入射した画像光が、該透明スクリーンを透過して、該スクリーン以外の場所で結像する画像のＭＴＦが９．０％より小さいことを特徴とする請求項１に記載の透明スクリーン。
5. 前記特定の角度範囲からの入射光を選択的に拡散し、前記入射光の入射角度範囲が２０°〜７０°であることを特徴とする請求項１に記載の透明スクリーン。
6. 映像を結像するスクリーン層と、
   光拡散強度が入射角度依存性機能を有する光コントロール層とを備え、
   前記スクリーン層と前記光コントロール層とが別体で互いに貼り合せられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の透明スクリーン。
7. 映像を結像するスクリーン層と、
   光拡散強度が入射角度依存性機能を有する光コントロール層とを備え、
   前記光コントロール層に前記スクリーン層がコーティングされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の透明スクリーン。
8. 映像を結像するスクリーン層と、
   光拡散強度が入射角度依存性機能を有する光コントロール層とを備え、
   前記スクリーン層に前記光コントロール層がコーティングされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の透明スクリーン。
9. 光拡散強度が入射角度依存性機能を有する光コントロール層を備え、該光コントロール層内部に映像結像の機能が含まれてなる請求項１〜５のいずれかに記載の透明スクリーン。
10. 前記スクリーン層の厚みが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の透明スクリーン。
11. 前記光コントロール層の厚みが１０〜２００μｍであることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の透明スクリーン。
12. 少なくとも一方の面に無反射機能を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の透明スクリーン。
13. 少なくとも一方の面に透明基材を貼り合せて成ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の透明スクリーン。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の透明スクリーンを用いたプロジェクションシステム又はその応用機器。