JP2021096298A - 反射型スクリーン、映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】映像のちらつきを抑制でき良好な映像を表示できる反射型スクリーン、及び、これを備える映像表示装置を提供する。【解決手段】スクリーン１０は、映像源ＬＳから投射された映像光Ｌを反射させて観察可能に表示する反射型スクリーンであり、レンズ面１７２と非レンズ面１７３とを有し背面側に凸となる単位レンズ１７１が配列されたフレネルレンズ形状を背面側に有するレンズ層１７と、少なくともレンズ面１７２の一部に形成され、光を反射する反射層１８と、レンズ層１７よりも映像源側に設けられ、光を拡散する拡散材を含有し、所定の濃度に着色された拡散着色層１４と、最も映像源側に設けられ、その映像源側の面に光学形状を有する表面層１１と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、反射型スクリーン、及び、これを備える映像表示装置に関するものである。

従来、反射型スクリーンと映像投射装置とを備える映像表示装置において、反射型スクリーンに対して至近距離から比較的大きな投射角度で映像光を投写して大画面表示を実現する短焦点型のプロジェクタ（映像投射装置）の利用が広がっており、これに対応した反射型スクリーンの開発も様々に行われている。
短焦点型のプロジェクタは、反射型スクリーンに対して、映像光を、従来の映像源よりも大きな入射角度で入射するように投射するので、プロジェクタと反射型スクリーンとの奥行き方向の距離を短くすることができ、反射型スクリーンを用いた映像表示装置の省スペース化等に寄与できる。

このような短焦点型のプロジェクタによって投射された映像光を良好に表示するために、フレネルレンズ形状を有するレンズ層の表面に反射層を形成した反射型スクリーン等が様々に開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許第３６５５９７２号公報 特開２００８−７６５２２号公報

近年、上述のような単焦点型のプロジェクタにおいて、その光源としてレーザー光源を用いたものが広まりつつある。レーザー光源を用いたプロジェクタは、輝度が高く、明るく明瞭な映像が表示できる。その一方で、レーザー光源を用いたプロジェクタを用いた場合、従来の蛍光管等の光源を用いたプロジェクタを用いた場合に比べて、映像のちらつき（シンチレーション）がより顕著に生じるという問題があった。映像のちらつきは、従来のプロジェクタを用いた場合にも生じていた。しかし、レーザー光源を用いたプロジェクタの方が、映像光の輝度が高いために映像のちらつきが視認されすいということや、映像光のコヒーレントが高いために微細な斑点模様となるスペックルノイズが生じやすく、これが映像のちらつきの要因となること等により、映像のちらつきは、より顕著に生じる傾向にある。この問題の解消に対しては、プロジェクタ側での開発もなされているが、スクリーン側においても開発が望まれている。
前述の特許文献１，２では、シンチレーションへの対策は、なんら開示されていない。

本発明の課題は、映像のちらつきを抑制でき良好な映像を表示できる反射型スクリーン、及び、これを備える映像表示装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第１の発明は、映像源（ＬＳ）から投射された映像光（Ｌ）を反射させて観察可能に表示する反射型スクリーンであって、該反射型スクリーンの厚み方向において映像光が投射される面側を映像源側とし、その反対側を背面側とし、レンズ面（１７２）と非レンズ面（１７３）とを有し背面側に凸となる単位レンズ（１７１）が配列されたフレネルレンズ形状を背面側に有するレンズ層（１７）と、少なくとも前記レンズ面の一部に形成され、光を反射する反射層（１８）と、前記レンズ層よりも映像源側に設けられ、光を拡散する拡散材を含有する拡散層（１４，２４,３４）と、最も映像源側に設けられ、その映像源側の面に光学形状を有する表面層（１１）と、を備え、前記拡散層は、所定の濃度に着色されていること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，２０，３０）である。
第２の発明は、第１の発明の反射型スクリーンにおいて、前記表面層（１１）は、映像源側の面にレンチキュラーレンズ形状が形成されており、前記レンチキュラーレンズ形状は、単位表面レンズ（１１１）が該反射型スクリーンの使用状態において画面上下方向を稜線方向とし、画面左右方向に配列されていること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，２０，３０）である。
第３の発明は、第１の発明の反射型スクリーンにおいて、前記フレネルレンズ形状は、サーキュラーフレネルレンズ形状であり、その光学的中心（Ｃ）が該反射型スクリーンの表示領域外に位置すること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，２０，３０）である。
第４の発明は、第１の発明の反射型スクリーンにおいて、前記表面層（１１）の背面側に設けられ、光透過性を有する第１透明樹脂層（１２）と、前記レンズ層（１７）の映像源側に設けられ、光透過性を有する第２透明樹脂層（１６）と、を備え、前記拡散層（１４）は、前記第１透明樹脂層と前記第２透明樹脂層との間に設けられていること、を特徴とする反射型スクリーン（１０）である。
第５の発明は、第１の発明の反射型スクリーンにおいて、前記レンズ層（１７）の映像源側に、光透過性を有する透明樹脂層（２６）を備え、前記拡散層（２４）は、前記表面層（１１）の背面側に設けられていること、を特徴とする反射型スクリーン（２０）である。
第６の発明は、第１の発明の反射型スクリーンにおいて、前記表面層（１１）の背面側に、光透過性を有する透明樹脂層（３２）を備え、前記拡散層（３４）は、前記レンズ層（１１）の映像源側に設けられていること、を特徴とする反射型スクリーン（３０）である。
第７の発明は、第１の発明の反射型スクリーンにおいて、前記表面層（１１）は、その映像源側の面が粗面であること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，２０，３０）である。
第８の発明は、第１の発明の反射型スクリーン（１０，２０，３０）と、前記反射型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。
第９の発明は、第８の発明の映像表示装置において、前記映像源（ＬＳ）は、レーザー光源を用いること、を特徴とする映像表示装置（１）である。
第１０の発明は、映像源（ＬＳ）から投射された映像光（Ｌ）を反射させて観察可能に表示する反射型スクリーンであって、該反射型スクリーンの厚み方向において映像光が投射される面側を映像源側とし、その反対側を背面側とし、レンズ面（１７２）と非レンズ面（１７３）とを有し背面側に凸となる単位レンズ（１７１）が配列されたフレネルレンズ形状を背面側に有するレンズ層（１７）と、少なくとも前記レンズ面の一部に形成され、光を反射する反射層（１８）と、前記レンズ層よりも映像源側に設けられ、光を拡散する拡散材を含有する拡散層と、最も映像源側に設けられ、その映像源側の面に光学形状を有する表面層（１１）と、を備え、前記拡散層は、所定の濃度に着色された着色層が一体に積層されていること、を特徴とする反射型スクリーンである。

本発明によれば、映像のちらつきを抑制でき良好な映像を表示できる反射型スクリーン、及び、これを備える映像表示装置を提供することができる。

第１実施形態の映像表示装置１を示す図である。 第１実施形態のスクリーン１０の層構成を示す図である。 表面層１１を説明する図である。 レンズ層１７を説明する図である。 第１実施形態のスクリーン１０に入射する映像光及び外光の進み方を示す図である。 第２実施形態のスクリーン２０の層構成を示す図である。 第３実施形態のスクリーン３０の層構成を示す図である。

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、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、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、特に断りがない場合、その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、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。

（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（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（後述する＋Ｘ側）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、その画面上に映像を表示する反射型スクリーンである。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の画面の水平方向（左右方向）をＸ方向、鉛直方向（上下方向）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の正面方向に位置する観察者Ｏから見て水平方向の右側に向かう方向を＋Ｘ方向、鉛直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（観察者側）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であり、例えば、短焦点型のプロジェクタである。本実施形態の映像源ＬＳは、光源としてレーザー光源を用いている。
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（Ｘ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い。

スクリーン１０は、映像源ＬＳが投射した映像光Ｌを観察者Ｏ側へ向けて反射し、映像を表示する反射型スクリーンである。
スクリーン１０の画面（表示領域）は、使用状態において、観察者Ｏ側から見て長辺方向が画面左右方向（Ｘ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６０〜１００インチ程度の大きな画面を有しており、画面の横縦比が１６：９である。なお、これに限らず、例えば、４０インチ程度やそれ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、その大きさや形状は適宜選択できるものとする。

このスクリーン１０は、巻き取り可能な可撓性を有しており、不使用時には、巻き取って不図示の所定の箱等に収納可能である。スクリーン１０は、使用時には、不図示の支持部材等により、少なくとも対向する２辺が支持され、その平面性を維持する形態としてもよい。
スクリーン１０は、その総厚を、１００〜７００μｍとすることが好ましい。スクリーン１０の総厚がこの範囲より小さいと、所望の光学性能を得られない可能性がある。また、スクリーン１０の総厚がこの範囲より大きいと、可撓性が低下して巻き取りが困難となったり、巻き取ることによってスクリーン１０の破損等が生じたりする可能性がある。

図２は、第１実施形態のスクリーン１０の層構成を示す図である。図２では、スクリーン１０の画面中央（画面の幾何学的中心）となる点Ａ（図１（ａ）、（ｂ）参照）を通り、画面上下方向（Ｙ方向）に平行であって、スクリーン面に直交（Ｚ方向に平行）する断面の一部を拡大して示している。
スクリーン１０は、図２に示すように、映像源側（＋Ｚ側）から順に、表面層１１、第１透明樹脂層１２、接合層１３、拡散着色層１４、接合層１５、第２透明樹脂層１６、レンズ層１７、反射層１８、裏面保護層１９を備え、これらが一体に積層されている。

図３は、表面層１１を説明する図である。図３では、スクリーン１０の画面左右方向（Ｘ方向）及び厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面における表面層１１の断面の一部を拡大して示している。
表面層１１は、スクリーン１０の厚み方向において最も映像源側（＋Ｚ側）に設けられる層であり、光透過性を有している。本実施形態の表面層１１は、その映像源側の面に、映像源側に凸となる単位表面レンズ１１１が配列されており、光学形状としてレンチキュラーレンズ形状を有している。

単位表面レンズ１１１は、円柱形状の一部形状であり、画面上下方向（Ｙ方向）を稜線方向（長手方向）とし、画面左右方向（Ｘ方向）に配列されている。また、単位表面レンズ１１１は、図３に示す断面形状が、円の一部形状となっている。なお、単位表面レンズ１１１の形状は、上記に限らず、例えば、楕円柱形状の一部形状としてもよいし、複数の曲面からなる柱状のレンズ形状としてもよい。
このような単位表面レンズ１１１が形成された表面層１１を備えることにより、映像光Ｌが単位表面レンズ１１１によって画面左右方向に拡散され、スクリーン１０は、画面左右方向（Ｘ方向）における視野角を十分に確保することができる。

単位表面レンズ１１１の配列ピッチＰ１は、３０〜１２０μｍの範囲内であり、単位表面レンズ１１１の高さ（スクリーンの厚み方向における単位表面レンズ１１１の頂点から単位表面レンズ１１１の間の谷底となる点までの寸法）ｈ１は、１０〜２５μｍの範囲内であることが、画面左右方向に映像光を拡散して画面左右方向における視野角を十分に確保する観点から好ましい。
これにより、表面層１１の厚みは、１５〜３５μｍとなるように形成されている。

また、本実施形態の単位表面レンズ１１１は、その映像源側（＋Ｚ側）表面が微細な凹凸形状を有する粗面である。表面層１１の映像源側表面を粗面とした場合には、照明光や太陽光等の外光の映り込み低減効果や、画面上下方向（Ｙ方向）での視野角拡大効果等が得られる。
なお、これに限らず、単位表面レンズ１１１の表面は、上述のような微細な凹凸形状を有しない滑らかな面であってもよい。

本実施形態の表面層１１は、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を用いて形成されている。なお、表面層１１を形成する材料は、これに限らず、電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂を用いてもよいし、熱可塑性樹脂を用いてもよい。
表面層１１は、例えば、第１透明樹脂層１２の一方の面（＋Ｚ側となる面）を、紫外線硬化型樹脂が充填されたレンチキュラーレンズ形状を賦形する成形型に押圧し、紫外線を照射して硬化させた後に成形型から離型する紫外線成形法等により形成することができる。なお、表面層１１の形成方法は、採用する樹脂材料等に応じて適宜選択してよく、この限りではない。表面層１１は、熱可塑性樹脂を用いて形成される場合には、熱プレス成形法等により形成してもよい。

表面層１１は、上記の例に限らず、他のレンズ形状を有していてもよいし、レンズ形状を有しない形態としてもよい。また、表面層１１は、ハードコート機能、防眩機能、反射防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能や帯電防止機能等、適宜必要な機能を１つ又は複数有する層としてもよく、所望する機能を有する層が複数積層されて形成されていてもよい。また、表面層１１としてタッチパネル層等を設けてもよい。

第１透明樹脂層１２は、光透過性を有する層であり、図２に示すように、表面層１１の背面側（−Ｚ側）に位置している。本実施形態の第１透明樹脂層１２は、表面層１１を形成する基材（ベース）となる層である。
第１透明樹脂層１２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。

第１透明樹脂層１２は、その厚みが５０〜２５０μｍであることが、スクリーン１０を巻き取り可能とする十分な可撓性を有し、かつ、表面層１１の基材として好適である。
本実施形態では、第１透明樹脂層１２は、ポリエチレンテレフタレートにより形成され、その厚さが１８８μｍである。

接合層１３は、光透過性を有する接着剤や粘着剤により形成された層であり、この層を介して隣り合う２つの層（本実施形態では、第１透明樹脂層１２と拡散着色層１４）を接合する機能を有する。
接合層１３は、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系樹脂等を用いて形成される。
この接合層１３は、その厚みが１０〜３０μｍであることが好ましい。接合層１３の厚みが、この範囲より小さいと、十分な接合性が得られない場合がある。また、接合層１３の厚みが、この範囲より大きいと、ハンドリング性が低下したり、接着に時間がかかり生産性が低下したりする恐れがある。
本実施形態の接合層１３は、アクリル樹脂製の接着剤を用いて形成されており、その厚さが２５μｍである。

拡散着色層１４は、所定の透過率とするための灰色や黒色等の暗色系の染料や顔料等により着色が施された層であり、さらに、光を拡散する拡散材を含有する層である。本実施形態の拡散着色層１４は、接合層１３の背面側（−Ｚ側）に位置し、接合層１３を介して第１透明樹脂層１２と接合され、接合層１５を介して第２透明樹脂層１６と接合されている。
拡散着色層１４は、スクリーン１０に入射する照明光等の不要な外光や迷光を吸収して、映像のコントラストを向上させる機能を有し、さらに、拡散材により映像光を拡散してレーザー光源に起因する映像のちらつきを低減する機能を有する。

拡散着色層１４は、光透過性を有する樹脂を母材とし、黒色等の暗色系の染料や顔料等の着色材と、光を拡散する拡散材とを含有する層である。
拡散着色層１４の母材となる樹脂は、ＰＥＴ樹脂や、ＰＣ樹脂、アクリル樹脂、アクリル・スチレン樹脂、ＴＡＣ樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンテレナフタレート）樹脂等が好適である。
拡散着色層１４に用いられる拡散材としては、アクリル系、スチレン系、アクリル・スチレンの共重合体等の樹脂製の粒子や、シリコン系等の無機粒子等を使用でき、その平均粒径は、約０．４〜２０μｍのものが好適である。
また、拡散着色層１４は、その光の透過率（全光線透過率）が、５０〜８０％であることが、良好な映像を表示する観点から好ましい。拡散着色層１４の透過率がこの範囲よりも小さいと映像光が吸収されすぎ、映像のコントラストが低下するため好ましくない。また、拡散着色層１４の透過率がこの範囲よりも大きいと、十分な外光や迷光の吸収効果が得られないため好ましくない。

拡散着色層１４は、その厚みが２５〜５０μｍであることが好ましい。拡散着色層１４の厚みが、この範囲より小さいと、十分な外光や迷光の吸収効果が得られなかったり、十分な拡散作用を得られず映像のちらつきを抑制する効果が得られなかったりする場合がある。また、拡散着色層１４の厚みが、この範囲より大きいと、スクリーン１０を巻き取り可能とする可撓性が得られなかったり、拡散作用が大きすぎて映像の解像度が低下したり場合がある。
本実施形態の拡散着色層１４は、着色材等により黒色透明に着色され、シリコン製の無機粒子状の拡散材（平均粒径約４μｍ）を含有する厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂製のシート状の部材であり、その光の透過率は、７０％である。

接合層１５は、光透過性を有する接着剤や粘着剤等により形成された層であり、この層を介して隣り合う２つの層（本実施形態では、拡散着色層１４と第２透明樹脂層１６）を接合する機能を有する。
接合層１５は、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系樹脂等を用いて形成される。
接合層１５は、その厚みが１０〜３０μｍであることが好ましい。接合層１５の厚みが、この範囲より小さいと、十分な接合性が得られない場合がある。また、接合層１５の厚みが、この範囲より大きいと、ハンドリング性が低下したり、接着に時間がかかり生産性が低下したりする恐れがある。
本実施形態の接合層１３は、アクリル樹脂製の接着剤を用いて形成されており、その厚さが２５μｍである。

第２透明樹脂層１６は、光透過性を有する層であり、接合層１５の背面側（−Ｚ側）に位置する層である。
本実施形態の第２透明樹脂層１６は、レンズ層１７の基材（ベース）となる層である。
第２透明樹脂層１６は、前述の第１透明樹脂層１２と同様の材料を用いて形成することができ、第１透明樹脂層１２と同様の部材を用いてもよい。
本実施形態では、第２透明樹脂層１６は、前述の第１透明樹脂層１２と同様に、ポリエチレンテレフタレートにより形成されており、その厚み等も第１透明樹脂層１２と同様である。

図４は、レンズ層１７を説明する図である。図４（ａ）は、レンズ層１７のみを背面側（−Ｚ側）正面方向から観察した様子を示している。図４（ｂ）は、図２に示すスクリーン１０の断面の一部をさらに拡大して示しており、理解を容易にするために、レンズ層１７、反射層１８、裏面保護層１９のみを示している。
レンズ層１７は、第２透明樹脂層１６の背面側（−Ｚ側）に設けられた光透過性を有する層であり、図４（ａ）に示すように、背面側の面には、単位レンズ１７１が同心円上に配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状を有している。

このサーキュラーフレネルレンズ形状は、その光学的中心（フレネルセンター）である点Ｃが、スクリーン１０の使用状態において、スクリーン１０の画面（表示領域）の領域外であって、スクリーン１０の下方（−Ｙ側）に位置しており、所謂オフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状である。したがって、図４（ａ）に示すように、レンズ層１７を背面側（−Ｚ側）の正面方向から見た場合に、真円の一部形状（円弧状）の単位レンズ１７１が配列されているように観察される。

単位レンズ１７１は、図２や図４（ｂ）に示すように、スクリーン面に直交する方向（スクリーン１０の厚み方向）に平行であって、単位レンズ１７１の配列方向に平行な断面における断面形状が、背面側に凸となる三角形形状である。
単位レンズ１７１は、図４（ｂ）に示す断面において、レンズ面１７２と、レンズ面１７２と頂点ｔ１を挟んでこれに対向する非レンズ面１７３とを備えている。スクリーン１０の使用状態において、単位レンズ１７１は、レンズ面１７２が頂点ｔ１を挟んで非レンズ面１７３よりも鉛直方向上側（＋Ｙ側）に位置している。

単位レンズ１７１において、図４（ｂ）に示すように、レンズ面１７２がスクリーン面に平行な面となす角度は、αであり、非レンズ面１７３がスクリーン面に平行な面となす角度は、βである。この角度βは、角度αよりも大きい（β＞α）。
また、単位レンズ１７１の配列ピッチは、Ｐ２であり、単位レンズ１７１のレンズ高さ（スクリーンの厚み方向における頂点ｔ１から単位レンズ１７１間の谷底となる点ｔ２までの寸法）は、ｈ２である。

理解を容易にするために、図２等では、単位レンズ１７１の配列ピッチＰ２、角度α，βは、単位レンズ１７１の配列方向において一定であるように示している。しかし、本実施形態の単位レンズ１７１は、実際には、配列ピッチＰ２が一定であるが、角度αが単位レンズ１７１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。
本実施形態では、単位レンズ１７１は、配列ピッチＰ２＝１００μｍ、スクリーン１０の画面左右方向の中央下端で角度αが約１５°、画面左右方向の中央上端で角度αが約２０°であり、角度β＝９０°となっている。

なお、これに限らず、スクリーン１０は、配列ピッチＰ２が、単位レンズ１７１の配列方向に沿って次第に変化する形態としてもよい。
また、配列ピッチＰ２や角度α，β等は、映像光を投影する映像源ＬＳの画素（ピクセル）の大きさや、映像源ＬＳの投射角度（スクリーン１０のスクリーン面への映像光の入射角度）、スクリーン１０の画面サイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜変更可能である。

レンズ層１７は、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂により形成されている。なお、レンズ層１７は、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。
レンズ層１７は、例えば、第２透明樹脂層１６の一方の面（−Ｚ側となる面）を、紫外線硬化型樹脂が充填されたサーキュラーフレネルレンズ形状を賦形する成形型に押圧し、紫外線を照射して硬化させた後に成形型から離型する紫外線成形法等により形成することができる。なお、レンズ層１７の形成方法は、適宜選択してよく、この限りではない。

反射層１８は、入射した光を反射する作用を有する層である。この反射層１８は、少なくともレンズ面１７２の一部に形成される。
本実施形態の反射層１８は、図２や図４（ｂ）に示すように、レンズ面１７２に形成されているが、非レンズ面１７３には形成されていない。
反射層１８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、その厚さは、約８００Å程度である。
本実施形態の反射層１８は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。

反射層１８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したり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成されてもよいし、例えば、誘電体多層膜を蒸着する等により形成されてもよい。
また、反射層１８は、白色又は銀色系の塗料や、白色又は銀色系の顔料やビーズ等を含有する紫外線硬化型樹脂又は熱硬化性樹脂等を、スプレーコートや、ダイコート、スクリーン印刷、ワイピングによる溝充填等の各種塗布方法により塗布して硬化させることにより形成してもよい。

裏面保護層１９は、レンズ層１７及び反射層１８の背面側（−Ｚ側）に設けられ、反射層１８を保護し、かつ、スクリーン１０の裏面側（背面側）を保護する層である。
本実施形態の裏面保護層１９は、図２及び図４（ｂ）に示すように、単位レンズ１７１による凹凸を充填してスクリーン１０の裏面側を平坦化している。そして、裏面保護層１９は、反射層１８及び非レンズ面１７３を被覆しており、非レンズ面１７３は、裏面保護層１９に接している。
また、本実施形態の裏面保護層１９は、光を吸収する作用を有することが、太陽光や照明光等の不要な外光を吸収して、映像のコントラストを向上させる観点から好ましい。

本実施形態の裏面保護層１９は、黒色等の暗色系の塗料や、黒色等の暗色系の顔料や染料及び光吸収作用を有するビーズ等を含有する樹脂を、反射層１８をレンズ面１７２に形成したレンズ層１７の背面側（フレネルレンズ形状側）に塗布して硬化させること等により、形成される。このような樹脂としては、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂や、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、ウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂等が好ましい。
この裏面保護層１９の屈折率は、レンズ層１７の屈折率以上であることが、太陽光等の不要な外光を吸収する観点から好ましい。
また、裏面保護層１９は、反射層１８及びレンズ層１７を保護する観点から、紫外線吸収機能やハードコート機能等を備えていてもよい。

図５は、第１実施形態のスクリーン１０に入射する映像光及び外光の進み方を示す図である。図５に示すスクリーン１０の断面は、前述の図２に示すスクリーン１０の断面と同様である。
図５では、理解を容易にするために、表面層１１、第１透明樹脂層１２、接合層１３、拡散着色層１４の母材となる樹脂、接合層１５、第２透明樹脂層１６、レンズ層１７の屈折率は等しいものとし、また、映像光Ｌ１及び外光Ｇ１，Ｇ２に対する拡散着色層１４の光拡散作用等は省略して示している。

図５に示すように、映像源ＬＳから投影された映像光Ｌ１は、スクリーン１０の下方から入射し、表面層１１に入射してスクリーン１０内を透過してレンズ層１７の単位レンズ１７１へ入射する。
そして、映像光Ｌ１は、レンズ面１７２へ入射して反射層１８によって反射され、映像源側（＋Ｚ側）に向かい、スクリーン１０から出射する。したがって、映像光Ｌ１は、効率よく反射されて観察者Ｏに届くので、明るい映像を表示できる。

また、映像光Ｌ１は、表面層１１の単位表面レンズ１１１によって画面左右方向（Ｘ方向）に拡散されるので、画面左右方向の十分な視野角を確保できる。また、表面層１１の映像源側（＋Ｚ側）の表面が粗面であることから、画面上下方向（Ｙ方向）にも映像光Ｌ１が拡散され、画面上下方向における視野角も確保される。

さらに、映像光Ｌ１は、スクリーン１０内を透過する過程で、拡散着色層１４で一度拡散され、反射層１８で反射された後、再び拡散着色層１４で拡散される。これにより、映像源ＬＳの光源として、レーザー光源を用いている場合にも、スペックルノイズ等が低減され、映像のちらつき（シンチレーション）を低減できる。

なお、映像光Ｌ１がスクリーン１０の下方から投射され、かつ、角度β（図４（ｂ）参照）がスクリーン１０の画面上下方向（Ｙ方向）の各点における映像光Ｌ１の入射角度よりも大きいので、映像光Ｌ１が非レンズ面１７３に直接入射することはなく、非レンズ面１７３は、映像光Ｌ１の反射には影響しない。

一方、太陽光や照明光等の不要な外光Ｇ１、Ｇ２は、図５に示すように、主としてスクリーン１０の上方から入射し、表面層１１等を透過してレンズ層１７の単位レンズ１７１へ入射する。
そして、外光Ｇ１は、レンズ面１７２で反射して、主としてスクリーン１０内を下方側（−Ｙ側）へ向かい、スクリーン１０の映像源側の面からスクリーン１０の下方側へ出射したり、スクリーン１０内で減衰したりする。したがって、外光Ｇ１は、観察者Ｏには直接届かず、また、届いた場合にもその光量は、映像光Ｌ１に比べて大幅に少ない。

外光Ｇ２は、非レンズ面１７３へ入射して、裏面保護層１９に吸収される。また、図示しないが、スクリーン１０に入射した一部の外光は、拡散着色層１４に吸収される。
したがって、スクリーン１０では、外光による映像のコントラスト低下を抑制することができ、明室環境下であっても良好な映像を表示できる。

上述のように、本実施形態のスクリーン１０に入射した映像光Ｌ１は、スクリーン１０内を透過する過程で、拡散着色層１４で一度拡散され、反射層１８で反射された後、再び拡散着色層１４で拡散される。映像光Ｌ１がこのように２回拡散されることにより、レーザー光源に起因するスペックルノイズ等が低減され、シンチレーションが抑制される。
このとき、拡散着色層１４と反射層１８との間の最短の距離Ｄ（すなわち、スクリーン１０の厚み方向（Ｚ方向）における拡散着色層１４の背面側（−Ｚ側）の面と反射層１８の最も映像源側（＋Ｚ側）の端部との距離）が大きい方が、映像光Ｌ１の光路長が大きくなり、映像のちらつき（シンチレーション）の低減する効果がより高くなる。

したがって、本実施形態では、第２透明樹脂層１６よりも映像源側に拡散着色層１４を設けることにより、距離Ｄを十分に確保し、かつ、映像のちらつきの抑制効果を高めている。
また、本実施形態では、着色層が拡散材を含有し、拡散着色層１４となっているので、新たに拡散層を積層することなく、スクリーン１０の薄型化を実現でき、巻き取り可能な可撓性を確保できる。

以上のことから、本実施形態によれば、レーザー光源を用いた映像源ＬＳであっても、映像のちらつき（シンチレーション）が抑制された良好な映像を表示できるスクリーン１０、映像表示装置１とすることができる。

（第２実施形態）
図６は、第２実施形態のスクリーン２０の層構成を示す図である。図６は、前述の図２に示す第１実施形態のスクリーン１０の断面に相当する第２実施形態のスクリーン２０の断面の一部を拡大して示している。
第２実施形態に示すスクリーン２０は、接合層１５及び第１透明樹脂層１２を有しておらず、透明樹脂層２６を１層のみ備えており、拡散着色層２４が表面層１１の背面側に設けられている点が第１実施形態のスクリーン１０と異なる以外は、前述の第１実施形態のスクリーン１０と同様の形態である。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、前述の第１実施形態の映像表示装置１において、スクリーン１０に換えて用いることが可能である。

スクリーン２０は、映像源側（＋Ｚ側）から順に、表面層１１、拡散着色層２４、接合層１３、透明樹脂層２６、レンズ層１７、反射層１８、裏面保護層１９を備えている。
拡散着色層２４は、前述の第１実施形態に示した拡散着色層１４と同様な層であり、さらに、表面層１１を形成する基材（ベース）となる層である。
透明樹脂層２６は、第１実施形態の第２透明樹脂層１６と同様な層であり、レンズ層１７の基材（ベース）となる層である。
本実施形態では、接合層１３は、拡散着色層２４と透明樹脂層２６とを接合している。

本実施形態においても、レーザー光源を用いた映像源ＬＳであっても、映像のちらつき（シンチレーション）が抑制された良好な映像を表示できるスクリーン２０、映像表示装置１とすることができる。
また、本実施形態によれば、スクリーン２０を構成する層が第１実施形態に示したスクリーン１０よりも少なくなる。これにより、スクリーン２０の総厚も薄くなり、スクリーンとしての巻き取り性が向上するという効果や、生産コストが抑制されるという効果が得られる。

（第３実施形態）
図７は、第３実施形態のスクリーン３０の層構成を示す図である。図７は、前述の図２に示す第１実施形態のスクリーン１０の断面に相当する第３実施形態のスクリーン３０の断面の一部を拡大して示している。
第３実施形態に示すスクリーン３０は、接合層１５及び第２透明樹脂層１６を有しておらず、透明樹脂層３２を１層のみ備えており、拡散着色層３４がレンズ層１７の映像源側に設けられている点が第１実施形態のスクリーン１０と異なる以外は、前述の第１実施形態のスクリーン１０と同様の形態である。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３実施形態のスクリーン３０は、前述の第１実施形態の映像表示装置１において、スクリーン１０に換えて用いることが可能である。

スクリーン３０は、映像源側（＋Ｚ側）から順に、表面層１１、透明樹脂層３２、接合層１３、拡散着色層３４、レンズ層１７、反射層１８、裏面保護層１９を備えている。
透明樹脂層３２は、第１実施形態の第１透明樹脂層１２と同様な層であり、表面層１１の基材（ベース）となる層である。
拡散着色層３４は、前述の第１実施形態に示した拡散着色層１４と同様な層であり、さらに、レンズ層１７を形成する基材（ベース）となる層である。
本実施形態では、接合層１３は、透明樹脂層３２と拡散着色層３４とを接合している。

本実施形態においては、拡散着色層３４と反射層１８との最短の距離Ｄは、第１実施形態等に比して小さいため、第１実施形態等よりも映像のちらつき（シンチレーション）を低減する効果は小さいが、許容範囲内である。
よって、本実施形態においても、レーザー光源を用いた映像源ＬＳであっても、映像のちらつき（シンチレーション）が抑制された良好な映像を表示できるスクリーン３０、映像表示装置１とすることができる。
また、本実施形態によれば、スクリーン３０を構成する層が第１実施形態に示したスクリーン１０よりも少なくなる。これにより、スクリーン３０の総厚も薄くなり、スクリーンとしての巻き取り性が向上するという効果や、生産コストが抑制されるという効果が得られる。

（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）各実施形態において、拡散着色層１４，２４，３４は、着色材と拡散材とを含有する樹脂により形成される例を示したが、これに限らず、例えば、着色材を含有する層と拡散材を含有する層とが一体に積層された形態としてもよい。
このような形態とした場合にも、前述の各実施形態と同様のシンチレーション低減効果が得られる。

（２）各実施形態において、レンズ層１７は、サーキュラーフレネルレンズ形状を有する例を示したが、これに限らず、リニアフレネルレンズ形状を有していてもよい。

（３）各実施形態において、反射層１８は、レンズ面１７２に形成される例を示したが、これに限らず、例えば、レンズ面１７２の一部（映像光が入射する領域）にのみ形成してもよいし、レンズ面１７２と非レンズ面１７３とに形成される形態としてもよい。

（４）各実施形態において、スクリーン１０，２０，３０は、光吸収性を有する裏面保護層１９を備える例を示したが、これに限らず、裏面保護層１９は、光吸収性を有しない形態とし、その背面側に、可撓性を有し、光を透過しにくい布製又は樹脂製の遮光幕や耐傷性を向上させる層等で被覆する形態としてもよい。また、スクリーンの使用環境において、背面側からの外光によるコントラスト低下等が生じにくい場合には、裏面保護層１９は、光吸収性を有しない形態とし、スクリーン１０，２０，３０が、上記のような遮光幕等を備えない形態としてもよい。
また、裏面保護層１９は、可撓性を有する紙、不織布、樹脂シート等とし、不図示の粘着剤や接着剤等による層を介して、レンズ層１７及び反射層１８の背面側に積層する形態としてもよい。

（５）各実施形態において、レンズ面１７２及び非レンズ面１７３は、平面である例を示したが、これに限らず、レンズ面１７２及び非レンズ面１７３は、一部が曲面となっていてもよいし、曲面と平面とが組み合わされていてもよい。
また、レンズ面１７２及び非レンズ面１７３は、例えば、少なくとも一方の面が、複数の平面から構成される形態（所謂、折れ面状）としてもよい。

（６）各実施形態において、単位レンズ１７１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。

（７）各実施形態において、映像源ＬＳは、鉛直方向において、スクリーン１０，２０，３０より下方（−Ｙ側）に配置される例を示したが、これに限らず、例えば、映像源ＬＳが、鉛直方向においてスクリーン１０，２０，３０より上方（＋Ｙ側）に位置する形態としてもよい。この場合、鉛直方向における映像源ＬＳの位置とフレネルセンターとなる点Ｃとの位置を対応させ、スクリーン１０，２０，３０は、その上下方向を反転させて使用する。

（８）各実施形態において、スクリーン１０，２０，３０は、不使用時には巻き取って保管できる巻き取り可能な形態とする例を示したが、これに限らず、例えば、背面側に剛性の高い不図示の支持板等を一体に積層する等して設けて、使用時及び不使用時において略平板状である形態としてもよい。このような形態とすることにより、スクリーン１０，２０，３０の平面性を向上させることができる。

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。

１ 映像表示装置
１０，２０，３０ スクリーン
１１ 表面層
１２ 第１透明樹脂層
１３ 接合層
１４，２４，３４ 拡散着色層
１５ 接合層
１６ 第２透明樹脂層
１７ レンズ層
１７１ 単位レンズ
１７２ レンズ面
１７３ 非レンズ面
１８ 反射層
１９ 裏面保護層
２６，３２ 透明樹脂層
ＬＳ 映像源

Claims (10)

1. 映像源から投射された映像光を反射させて観察可能に表示する反射型スクリーンであって、
   該反射型スクリーンの厚み方向において映像光が投射される面側を映像源側とし、その反対側を背面側とし、
   レンズ面と非レンズ面とを有し背面側に凸となる単位レンズが配列されたフレネルレンズ形状を背面側に有するレンズ層と、
   少なくとも前記レンズ面の一部に形成され、光を反射する反射層と、
   前記レンズ層よりも映像源側に設けられ、光を拡散する拡散材を含有する拡散層と、
   最も映像源側に設けられ、その映像源側の面に光学形状を有する表面層と、
   を備え、
   前記拡散層は、所定の濃度に着色されていること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
2. 請求項１に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記表面層は、映像源側の面にレンチキュラーレンズ形状が形成されており、
   前記レンチキュラーレンズ形状は、単位表面レンズが該反射型スクリーンの使用状態において画面上下方向を稜線方向とし、画面左右方向に配列されていること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
3. 請求項１に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記フレネルレンズ形状は、サーキュラーフレネルレンズ形状であり、その光学的中心が該反射型スクリーンの表示領域外に位置すること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
4. 請求項１に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記表面層の背面側に設けられ、光透過性を有する第１透明樹脂層と、
   前記レンズ層の映像源側に設けられ、光透過性を有する第２透明樹脂層と、
   を備え、
   前記拡散層は、前記第１透明樹脂層と前記第２透明樹脂層との間に設けられていること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
5. 請求項１に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記レンズ層の映像源側に、光透過性を有する透明樹脂層を備え、
   前記拡散層は、前記表面層の背面側に設けられていること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
6. 請求項１に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記表面層の背面側に、光透過性を有する透明樹脂層を備え、
   前記拡散層は、前記レンズ層の映像源側に設けられていること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
7. 請求項１に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記表面層は、その映像源側の面が粗面であること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
8. 請求項１に記載の反射型スクリーンと、
   前記反射型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。
9. 請求項８に記載の映像表示装置において、
   前記映像源は、レーザー光源を用いること、
   を特徴とする映像表示装置。
10. 映像源から投射された映像光を反射させて観察可能に表示する反射型スクリーンであって、
    該反射型スクリーンの厚み方向において映像光が投射される面側を映像源側とし、その反対側を背面側とし、
    レンズ面と非レンズ面とを有し背面側に凸となる単位レンズが配列されたフレネルレンズ形状を背面側に有するレンズ層と、
    少なくとも前記レンズ面の一部に形成され、光を反射する反射層と、
    前記レンズ層よりも映像源側に設けられ、光を拡散する拡散材を含有する拡散層と、
    最も映像源側に設けられ、その映像源側の面に光学形状を有する表面層と、
    を備え、
    前記拡散層は、所定の濃度に着色された着色層が一体に積層されていること、
    を特徴とする反射型スクリーン。

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