JP2022034674A - 反射型スクリーン、映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な映像が表示でき、かつ、生産性の高い反射型スクリーン、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、反射型スクリーンであり、光透過性を有し、リニアフレネルレンズ形状を背面側に有する第１光学形状層１１と、第１光学形状層１１の背面側に設けられ、入射した光の一部を反射し、一部を透過する半透過型の第１反射層１２と、第１反射層１２の背面側に設けられ、光透過性を有し、その背面側にリニアフレネルレンズ形状を有する第２光学形状層１３と、第２光学形状層１３の背面側に設けられ、入射した光の少なくとも一部を反射し、第１反射層１２の光の透過率よりも光の透過率が小さい第２反射層１４とを備える。第１光学形状層１１のリニアフレネルレンズ形状と第２光学形状層１３のリニアフレネルレンズ形状は、単位レンズの配列方向が交差する。【選択図】図２

Description

本発明は、反射型スクリーン、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して様々な形態のものが開発されている。例えば、短焦点型のプロジェクタのように映像光の投射距離が短いプロジェクタを用いた場合にも、明るい映像が表示できる反射型スクリーンとして、フレネルレンズ形状のレンズ面に反射層を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２－７８９４０号公報

特許文献１のように、サーキュラーフレネルレンズ形状のレンズ面に反射層を形成した反射型スクリーンでは、単位レンズ形状が同心円状に配列されている。そのため、反射型スクリーンを１枚ずつ枚葉状に作成する必要があり、生産性が低いという問題があった。

本発明の課題は、良好な映像が表示でき、かつ、生産性の高い反射型スクリーン、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）の少なくとも一部を反射して映像を表示する反射型スクリーンであって、光透過性を有し、第１光学形状を背面側に有する第１光学形状層（１１）と、前記第１光学形状層の背面側に設けられ、入射した光の一部を反射し、一部を透過する半透過型の第１反射層（１２）と、前記第１反射層の背面側に設けられ、光透過性を有し、その背面側に第２光学形状を有する第２光学形状層（１３，３３）と、前記第２光学形状層の背面側に設けられ、入射した光の少なくとも一部を反射し、前記第１反射層の光の透過率よりも光の透過率が小さい第２反射層（１４）と、を備え、前記第１光学形状は、スクリーン面に沿って第１の方向に延在する第１単位光学形状（１１１）がスクリーン面に沿って前記第１の方向に交差する第２の方向に配列されており、前記第１反射層は、少なくとも前記第１単位光学形状の背面側表面の一部に設けられ、前記第２光学形状は、スクリーン面に沿って第３の方向に延在する第２単位光学形状がスクリーン面に沿って前記第３の方向に交差する第４の方向に配列されており、前記第２反射層は、少なくとも前記第２単位光学形状の背面側表面の一部に設けられ、スクリーン面に直交する方向から見て、前記第１単位光学形状の配列方向である前記第２の方向と前記第２単位光学形状の配列方向である前記第４の方向とは交差すること、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、前記第１反射層（１２）の光の反射率は、前記第２反射層（１４）の光の反射率より小さいこと、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の発明又は第２の発明の反射型スクリーンにおいて、前記第１光学形状は、リニアフレネルレンズ形状であり、前記第１単位光学形状（１１１）は、第１の面（１１１ａ）と前記第１の面に交差する第２の面（１１１ｂ）とを有し、前記第１反射層（１２）は、少なくとも前記第１の面に形成されていること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，２０）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の反射型スクリーンにおいて、前記第２光学形状は、プリズム形状であり、前記第２単位光学形状（１３５）は、該反射型スクリーンの厚み方向及び前記第４の方向に平行な断面において、二等辺三角形形状であること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，２０）である。
第５の発明は、第４の発明の反射型スクリーンにおいて、前記第２単位光学形状（１３５）の頂角は、８０°以上１００°以下であること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，２０）である。
第６の発明は、第１の発明から第３の発明までのいずれかの反射型スクリーンにおいて、前記第２光学形状は、リニアフレネルレンズ形状であって、該反射型スクリーンの画面の前記第４の方向における中央を中心として前記第４の方向において対称な形状となっていること、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の発明から第６の発明までのいずれかの反射型スクリーンにおいて、前記第２の方向と前記第４の方向とは、直交すること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，２０，３０）である。
第８の発明は、第１の発明から第７の発明までのいずれかの反射型スクリーンにおいて、前記第１反射層（１２）及び前記第２反射層（１４）は、その表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有し、光を拡散反射すること、を特徴とする反射型スクリーン（１０，３０）である。
第９の発明は、第１の発明から第８の発明までのいずれかの反射型スクリーンにおいて、光を拡散する光拡散層（２５）を備えること、を特徴とする反射型スクリーン（２０）である。
第１０の発明は、第１の発明から第９の発明までのいずれか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。

本発明によれば、良好な映像が表示でき、かつ、生産性の高い反射型スクリーン、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を説明する図である。 第１実施形態のスクリーン１０を説明する図である。 第１実施形態のスクリーン１０に入射する映像光等の様子を示す図である。 第２実施形態のスクリーン２０を説明する図である。 第３実施形態のスクリーン３０を説明する図である。

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。
また、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。

また、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。
また、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を側面側（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の画面の左右方向をＸ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Ｏ１から見て左右方向（Ｘ方向）の右側に向かう方向を＋Ｘ方向、上下方向（Ｙ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。
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Ｏ１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Ｏ１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。

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、背面側に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している。
支持板は、剛性が高い平板状の部材であり、アクリル樹脂やＰＣ（ポリカーボネート）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、本実施形態のように、スクリーン１０が透明性を有しない形態である場合には、室内等の壁面も支持板として使用できる。
なお、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。

図２及び図３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は、スクリーン１０の斜視図である。図３（ａ）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する（Ｚ方向に平行な）断面の一部を拡大して示している。図３（ｂ）は、点Ａを通り、画面左右方向（Ｘ方向）に平行であってスクリーン面に直交する（Ｚ方向に平行な）断面の一部を拡大して示している。
本実施形態のスクリーン１０は、厚み方向（Ｚ方向）において、その映像源側（＋Ｚ側）から順に、第１光学形状層１１、第１反射層１２、第２光学形状層１３、第２反射層１４を備えている。

第１光学形状層１１は、光透過性を有し、背面側（－Ｚ側）の面に光学形状が形成された層である。第１光学形状層１１は、背面側の面に、単位レンズ１１１が画面上下方向（Ｙ方向）に配列されたリニアフレネルレンズ形状を有している。
単位レンズ１１１は、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１１１の配列方向（Ｙ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。そして、単位レンズ１１１は、画面左右方向（Ｘ方向）を長手方向として延在し、画面上下方向（Ｙ方向）に配列されている。

単位レンズ１１１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）１１１ａと、これに交差する第２斜面（非レンズ面）１１１ｂとを有している。１つの単位レンズ１１１において、第１斜面１１１ａは、頂点ｔ１を挟んで第２斜面１１１ｂの上側（＋Ｙ側）に位置している。
単位レンズ１１１の第１斜面１１１ａ及び第２斜面１１１ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状を有しており、粗面となっている。

第１斜面１１１ａがスクリーン面（ＸＹ面）に平行な面となす角度は、θ１である。第２斜面１１１ｂ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。また、単位レンズ１１１の配列ピッチは、Ｐ１である。

理解を容易にするために、図２等では、単位レンズ１１１の配列ピッチＰ１、角度θ１，θ２は、単位レンズ１１１の配列方向（Ｙ方向）において一定として示している。しかし、本実施形態の単位レンズ１１１は、実際には、配列ピッチＰ１が一定であるが、角度θ１が単位レンズ１１１の配列方向（画面上下方向、Ｙ方向）において上側（＋Ｙ側）へ向かうにつれて次第に大きくなっている。

なお、これに限らず、角度θ１は、単位レンズ１１１の配列方向において一定としてもよいし、配列ピッチＰ１が、単位レンズ１１１の配列方向（Ｙ方向）に沿って次第に変化してもよい。また、単位レンズ１１１の配列方向に沿って、配列ピッチＰ１や角度θ１等が段階的に変化してもよい。
また、角度θ１，θ２、配列ピッチＰ１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。

第１光学形状層１１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１１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。

第１反射層１２は、入射した光の一部を透過し、一部を反射する作用を有する半透過型の反射層、いわゆる、ハーフミラーである。第１反射層１２は、少なくとも第１斜面１１１ａの一部に形成される。本実施形態では、第１反射層１２は、第１斜面１１１ａ及び第２斜面１１１ｂに形成されている。
第１反射層１２は、その表面に、微細かつ不規則な凹凸形状に対応した凹凸形状を有している。この凹凸形状は、前述の第１斜面１１１ａ及び第２斜面１１１ｂの表面の微細かつ不規則な凹凸形状、及び、後述する光学形状部１３１の単位光学形状１３２の第１斜面１３２ａ及び第２斜面１３２ｂの表面の微細かつ不規則な凹凸形状に対応している。第１反射層１２の厚みは、凹凸形状よりも十分に薄く、第１反射層１２の映像源側の面（第１光学形状層１１側の面）と、背面側の面（第２光学形状層１３側の面）は、微細かつ不規則な凹凸形状を有している。

前述のように、第１反射層１２は、半透過型の反射層であり、第１反射層１２のみでの光の透過率が３０％以上９０％以下、光の反射率が５％以上６０％以下の範囲である。
第１反射層１２は、入射した光の一部を反射面の微細かつ不規則な凹凸形状により拡散して反射し、入射した光の一部を拡散しないで透過するという機能を有している。

第１反射層１２は、高い透明性を有し、光の吸収損失が小さく、高い反射率を実現できる誘電体多層膜や誘電体単層膜を蒸着する等により形成されることが好ましい。
なお、第１反射層１２は、これに限らず、例えば、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、蒸着したり、スパッタリングしたりして形成してもよいし、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。
本実施形態の第１反射層１２は、誘電体単層膜により形成されており、第１反射層１２のみでの０度入射光に対する反射率が約１５％、透過率が約８０％である。

第２光学形状層１３は、光透過性を有し、映像源側（＋Ｚ側）に第１光学形状（第１光学形状層１１のリニアフレネルレンズ形状）の逆型となる光学形状を有し、背面側（－Ｚ側）に第２光学形状を有する層である。
本実施形態の第２光学形状層１３は、映像源側から順に、第１光学形状層１１のリニアフレネルレンズ形状（第１光学形状）の逆型となる光学形状を形成する光学形状部１３１と、基材層１３３と、単位プリズム１３５が配列されたプリズム形状（第２光学形状）を有するプリズム形状部１３４とを有する。

光学形状部１３１は、第１光学形状層１１のリニアフレネルレンズ形状の逆型となる光学形状を有する部分であり、単位レンズ１１１の逆型となる単位光学形状１３２が配列されている。
単位光学形状１３２は、第１斜面１３２ａとこれに交差する第２斜面１３２ｂとを有する。第１斜面１３２ａは、単位レンズ１１１の第１斜面１１１ａに対応する面であり、第２斜面１３２ｂは、単位レンズ１１１の第２斜面１１１ｂに対応する面である。
本実施形態では、第１斜面１３２ａ及び第２斜面１３２ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状を有する粗面である。この凹凸形状は、前述の第１反射層１２や単位レンズ１１１の第１斜面１１１ａ及び第２斜面１１１ｂの表面の微細かつ不規則な凹凸形状に対応している。

光学形状部１３１は、第１光学形状層１１と同様の材料、すなわち、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る。なお、これに限らず、光学形状部１３１は、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。

基材層１３３は、光学形状部１３１及びプリズム形状部１３４を形成する基材（ベース）となる層である。
基材層１３３は、光透過性を有するシート状の部材である。基材層１３３は、映像源側に光学形状部１３１が形成され、背面側にプリズム形状部１３４が形成されている。
基材層１３３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。

プリズム形状部１３４は、単位プリズム１３５が配列されて形成されている。単位プリズム１３５は、図３（ｂ）に示すスクリーン１０の断面（ＸＺ面に平行な面）での断面形状が二等辺三角形形状であり、画面上下方向（Ｙ方向）を長手方向として、画面左右方向（Ｘ方向）に複数配列されている。
単位プリズム１３５は、映像源側（＋Ｚ側）から見て、右側（＋Ｘ側）に位置する第１斜面１３５ａとこれに交差する左側（－Ｘ側）に位置する第２斜面１３５ｂとを有する。頂角θ３は、観察者側へ好適に映像を向ける観点から、８０°以上１００°以下が好ましく、９０°とすることがより好ましい。本実施形態では、θ３＝９０°である。
単位プリズム１３５の第１斜面１３５ａ及び第２斜面１３５ｂ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。
また、単位プリズム１３５の配列ピッチは、Ｐ２である。単位プリズム１３５の配列ピッチＰ２は、単位プリズム１３５の配列方向（Ｘ方向）において一定である。

プリズム形状部１３４は、光学形状部１３１と同様の材料、すなわち、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る。なお、これに限らず、プリズム形状部１３４は、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。

第２反射層１４は、第２光学形状層１３の背面側に設けれた層であり、入射した光の少なくとも一部を反射する層である。この第２反射層１４は、単位プリズム１３５の第１斜面１３５ａ及び第２斜面１３５ｂに形成されている。
第２反射層１４は、前述の第１反射層１２よりも光の透過率が小さいことが好ましく、いわゆる非透過の反射層であることが望ましい。また、第２反射層１４は、第１反射層１２よりも反射率が大きいことが好ましい。
具体的には、第２反射層１４の光の反射率は、６０％以上９０％以下とすることが好ましく、第２反射層１４の光の透過率は、１０％以下とすることが好ましく、０％とすることが望ましい。第２反射層１４は、このような反射率及透過率とすることにより、第１反射層１２を透過した映像光を十分に観察者側へ反射することができる。

第２反射層１４は、例えば、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、蒸着したり、スパッタリングしたりして形成してもよいし、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。
なお、第２反射層１４は、図３等に示すように、単位プリズム１３５による凹凸に沿って層状に形成される形態に限らず、単位プリズム１３５による凹凸を埋めるように形成され、スクリーン１０の背面側が第２反射層１４により平面状となる形態としてもよい。このような形態とすれば、第２反射層１４をより容易に形成でき、単位プリズム１３５を保護できる。

また、前述のように、単位プリズム１３５の第１斜面１３５ａ及び第２斜面１３５ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状を有しており、これに対応して、第２反射層１４の反射面（第２光学形状層１３側の面）は、微細かつ不規則な凹凸形状を有している。したがって、第２反射層１４に入射した光は、その多くが拡散反射される。

本実施形態のスクリーン１０の製造方法の一例について説明する。
まず、基材層１３３を用意し、その一方の面にプリズム形状部１３４をＵＶ成型法等により形成し、他方の面にＵＶ成型法等により光学形状部１３１を形成する。
このとき、プリズム形状部１３４を賦形する成形型の第１斜面１３５ａ及び第２斜面１３５ｂに対応する面には、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている。また、同様に、光学形状部１３１を賦形する成形型の第１斜面１３２ａ及び第２斜面１３２ｂに対応する面には、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている。
この各成形型に設けられた微細かつ不規則な凹凸形状は、ブラスト等、適宜その形成方法を選択して形成してよい。

次に、プリズム形状部１３４の上に蒸着等により、第２反射層１４を形成し、光学形状部１３１の上に蒸着等により、第１反射層１２を形成する。
このとき、第１反射層１２は、単位光学形状１３２の第１斜面１３２ａ及び第２斜面１３２ｂの微細かつ不規則な凹凸形状に追従して形成され、かつ、凹凸形状の凹凸よりも十分に薄いので、第１反射層１２の映像源側（＋Ｚ側）の面は、その凹凸形状に対応した凹凸形状を有している。
また、第２反射層１４も、単位プリズム１３５の第１斜面１３５ａ及び第２斜面１３５ｂの微細かつ不規則な凹凸形状に追従して形成されおり、その映像源側の面は、その凹凸形状に対応した凹凸形状を有している。

次に、第１反射層１２の上から第１光学形状層１１を形成する樹脂材料を塗布して硬化させる等により、第１光学形状層１１を形成する。その後、適宜裁断する等により、スクリーン１０が形成される。
前述のように、プリズム形状部１３４は、単位プリズム１３５が一方向に配列された形状であり、第１光学形状層１１のリニアフレネルレンズ形状は、単位レンズ１１１が一方向に配列された形状であるので、基材層１３３をウェブ状とすることにより連続生産が可能である。したがって、本実施形態によれば、サーキュラーフレネルレンズ形状を有する反射型スクリーンに比べて、容易に製造することができ、高い生産性を有するスクリーン１０とすることができる。
なお、スクリーン１０の製造方法は、上述の方法に限らず、適宜、選択して採用してよい。

図４は、第１実施形態のスクリーン１０に入射する映像光の様子を示す図である。
図４（ａ）では、前述の図３（ａ）に示したスクリーン１０の断面に相当する断面を示し、図４（ｂ）では、図３（ｂ）に示したスクリーン１０の断面に相当する断面を示している。なお、理解を容易にするために、図４（ａ）では、第１光学形状層１１、第１反射層１２、光学形状部１３１のみを示し、図４（ｂ）では、第２光学形状層１３、第２反射層１４のみを示している。
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は、第１光学形状層１１を透過し、単位レンズ１１１の第１斜面１１１ａに形成された第１反射層１２により一部の映像光Ｌ２が反射する。このとき、映像光Ｌ２は、リニアフレネルレンズ形状により、画面上下方向（Ｙ方向）において、スクリーン１０の正面方向に位置する観察者Ｏ１へ向けられる。すなわち、スクリーン１０は、第１光学形状層１１のリニアフレネルレンズ形状及び第１反射層１２により、画面上下方向（Ｙ方向）において、映像光Ｌ２を制御することができる。
また、映像光Ｌ２は、第１反射層１２の微細かつ不規則な凹凸形状により、拡散反射されている。

なお、本実施形態では、映像光Ｌ１がスクリーン１０の下方から投射され、かつ、角度θ２（図３（ａ）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、映像光が単位レンズ１１１の第２斜面１１１ｂに直接入射することはなく、第２斜面１１１ｂは、映像光の反射にはほとんど影響しない。

また、一部の映像光Ｌ３は、拡散されることなく第１反射層１２を透過して第２光学形状層１３へ入射する。そして、映像光Ｌ３は、単位プリズム１３５の第１斜面１３５ａ及び第２斜面１３５ｂに形成された第２反射層１４に入射して反射され、映像源側（＋Ｚ側）へ向かう。
このとき、単位プリズム１３５は、その断面形状が頂角θ３＝９０°の二等辺三角形形状であり、図４（ｂ）に示すように、映像光Ｌ３は、その多くが画面左右方向（Ｘ方向）において、入射してきた方向へ反射（再帰反射）する。これにより、映像光Ｌ２は、スクリーン１０の正面方向に位置する観察者Ｏ１側へ向かう。したがって、スクリーン１０は、第２光学形状層１３のプリズム形状部１３４及び第２反射層１４により、画面左右方向（Ｘ方向）において、映像光を制御することができる。
また、このとき、映像光Ｌ３は、第２反射層１４の表面の微細かつ不規則な凹凸形状により、拡散反射されている。
映像源側へ向かった映像光Ｌ３は、第１反射層１２に入射する際に、一部が反射されるが、第１反射層１２の反射層は第２反射層１４の反射率より小さく、多くの映像光Ｌ３が観察者Ｏ１側へ向かうので、映像の表示に問題はない。

以上のことから、スクリーン１０は、第１反射層１２で一部の映像光Ｌ２を反射することにより、画面上下方向（Ｙ方向）において映像光を観察者Ｏ１側へ向け、第２反射層１４で第１反射層１２を透過した映像光Ｌ３を反射することにより、画面左右方向（Ｘ方向）において映像光を観察者Ｏ１側へ向けるので、スクリーン１０の正面方向に位置すると想定される観察者Ｏ１に良好な映像を表示できる。また、第１反射層１２及び第２反射層１４により、映像光は拡散反射されるので、良好な視野角を有する。

また、一般的な短焦点型のプロジェクタに対応した反射型のスクリーンでは、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学形状を有し、その単位レンズに反射層が形成されているため、ウェブ状の基材等を用いて連続生産することができず、スクリーンを枚葉状として作成する必要がある。また、スクリーン１０の画面サイズが１００インチを超えるような大画面である場合には、サーキュラーフレネルレンズ形状を賦形する成形型等の作製が非常に困難である。
これらの理由から、サーキュラーフレネルレンズ形状を有する反射型のスクリーンは、生産コストがかさみ、生産性が低いという問題があった。

これに対して、本実施形態のスクリーン１０は、第１反射層１２は、スクリーン面に沿って画面上下方向（Ｙ方向）に単位レンズ１１１が配列されたリニアフレネルレンズに形成され、第２反射層１４は、スクリーン面に沿って画面左右方向（Ｘ方向）に単位プリズム１３５が配列されたプリズム形状に形成されているので、十分な光学性能を有しつつ、連続生産が可能であり、スクリーン１０の生産コストを抑制し、生産性を高めることができる。
特に、単位プリズム１３５は、配列方向（Ｘ方向）において形状が一定であるので、製造がより容易に行える。

（第２実施形態）
第２実施形態のスクリーン２０は、映像源側に光を拡散する機能を有する光拡散層２５を備える点等が第１実施形態のスクリーン１０とは異なるが、それ以外は第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、以下の説明において、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。
図５は、第２実施形態のスクリーン２０を説明する図である。図５（ａ）は、第１実施形態で示した図３（ａ）に相当し、スクリーン２０の画面中央となる点を通り、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。図５（ｂ）は、第１実施形態で示した図３（ｂ）に相当し、スクリーン２０の画面中央となる点を通り、画面左右方向（Ｘ方向）に平行であってスクリーン面に直交（Ｚ方向に平行）な断面の一部を拡大して示している。

本実施形態のスクリーン２０は、厚み方向（Ｚ方向）において、その映像源側（＋Ｚ側）から順に、光拡散層２５、第１光学形状層１１、第１反射層２２、第２光学形状層１３、第２反射層２４を備えている。
本実施形態の光拡散層２５は、光透過性を有する樹脂が光を拡散する拡散材を含有している層である。
また、本実施形態の第１反射層２２の両表面、及び、第２反射層２４の映像源側の表面は、微細かつ不規則な凹凸形状を有していない。すなわち、単位レンズ１１１の第１斜面２１１ａ及び第２斜面２１１ｂ（単位光学形状１３２の第１斜面２３２ａ及び第２斜面２３２ｂ）、及び、単位プリズム１３５の第１斜面２３５ａ及び第２斜面２３５ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状を有していない。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、良好な映像を表示でき、さらに、スクリーン２０の連続生産が行える。
さらに、本実施形態によれば、第１反射層１２及び第２反射層１４の表面に微細かつ不規則な凹凸形状を形成する必要がなく、リニアフレネルレンズ形状等の成形型の製造が容易となり、スクリーン２０の製造がより容易に行える。

なお、光拡散層２５は、拡散材を含有する層を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、映像源側（＋Ｚ側）の表面が微細な凹凸形状を有する粗面（マット面）となっている層を用いてもよいし、例えば、半円柱形状の単位レンズが画面上下方向（Ｙ方向）を長手方向とし画面左右方向（Ｘ方向）に配列されたレンチキュラーレンズ形状が映像源側表面に形成された層としてもよい。レンチキュラーレンズ形状を有する場合、単位レンズの映像源側表面が、微細な凹凸形状が形成された粗面状となっていてもよい。

（第３実施形態）
第３実施形態のスクリーン３０は、第２光学形状層３３がその背面側（－Ｚ側）の面にリニアフレネルレンズ形状を有する点が第１実施形態のスクリーン１０とは異なるが、それ以外は第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、以下の説明において、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。
図６は、第３実施形態のスクリーン３０を説明する図である。図６（ａ）は、第１実施形態で示した図３（ａ）に相当し、スクリーン３０の画面中央となる点を通り、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、図６（ｂ）は、第１実施形態で示した図３（ｂ）に相当し、スクリーン３０の画面中央となる点を通り、画面左右方向（Ｘ方向）に平行であってスクリーン面に直交（Ｚ方向に平行）な断面の一部を拡大して示している。

本実施形態のスクリーン３０は、映像源側（＋Ｚ側）から順に、第１光学形状層１１、第１反射層１２、第２光学形状層３３、第２反射層１４を備えている。
第２光学形状層３３は、映像源側から順に、光学形状部１３１、基材層１３３、フレネルレンズ形状部３３４を有し、背面側の面にリニアフレネルレンズ形状を有している。
第２光学形状層３３のフレネルレンズ形状部３３４は、画面上下方向（Ｙ方向）を長手方向とする単位レンズ３３５が画面左右方向（Ｘ方向）に配列されており、画面左右方向の中央を対称軸（図６（ｂ）に一点破線で示す直線Ｓ）として画面左右方向において対称に単位レンズ３３５が配列されている。
単位レンズ３３５は、レンズ面となる第１斜面３３５ａと、これに交差する非レンズ面となる第２斜面３３５ｂとを有している。第１斜面３３５ａ及び第２斜面３３５ｂは、スクリーン面に平行な面に対して、それぞれ角度θ４、角度θ５をなす。角度θ４，θ５は、θ４＜θ５を満たす。

フレネルレンズ形状部３３４の画面左右方向（Ｘ方向）における中央部は、レンズ面となる第１斜面３３５ａがスクリーン面に平行な面となす角度θ４が０°である。そして画面左右方向において端部側（＋Ｘ側、－Ｘ側）へ向かうについて、次第に角度θ４が大きくなっている。
本実施形態では、単位レンズ３３５の配列ピッチＰ３は、配列方向（画面左右方向）において一定である。

単位レンズ３３５の第１斜面３３５ａ及び第２斜面３３５ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状を有している。第２反射層１４は、この凹凸形状に追従した凹凸形状を有しており、第２反射層１４に入射する光は、拡散反射される。
なお、本実施形態では、第２反射層１４は、第１斜面３３５ａのみに形成される形態としてもよい。

第２光学形状層３３のリニアフレネルレンズ形状は、画面左右方向（Ｘ方向）の中央を中心として、画面左右方向に対称であり、映像光が第２反射層１４で反射することにより、前述の第１実施形態等に示したプリズム形状よりもより効果的に、画面左右方向において観察者Ｏ１へ向けることができる。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に、良好な映像を表示でき、かつ、生産性の高いスクリーン３０とすることができる。
また、本実施形態によれば、第２光学形状層３３のフレネルレンズ形状部３３４は、画面左右方向（Ｘ方向）の中央を中心として、画面左右方向に対称であるので、第１実施形態及び第２実施形態に比べて、製造はやや困難となるが、画面左右方向においてより効果的に観察者Ｏ１へ映像光を向けることができ、映像の画面左右方向の明るさ及びその均一性がより向上する。

（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）第１及び第２実施形態において、第１光学形状層１１と第２光学形状層１３とのスクリーン１０，２０の厚み方向（Ｚ方向）における位置を入れ替えてもよい。すなわち、第１光学形状層は、単位プリズム１３５が画面左右方向（Ｘ方向）に配列されたプリズム形状を有し、第２光学形状層は、単位レンズ１１１が画面上下方向（Ｙ方向）に配列されたリニアフレネルレンズ形状を有する形態としてもよい。
また、同様に、第３実施形態において、第１光学形状層は、単位レンズ３３５が画面左右方向（Ｘ方向）の中央を中心として画面左右方向に対称に配列されたリニアフレネルレンズ形状を有し、第２光学形状層は、単位レンズ１１１が画面上下方向に配列されたリニアフレネルレンズ形状を有する形態としてもよい。
上述のような形態としても、各実施形態と同様の効果を奏することができる。

（２）第２実施形態において、光拡散層２５は、第１光学形状層１１の映像源側に積層される例を示したが、これに限らず、拡散材が第１光学形状層１１に混錬され、第１光学形状層１１が光拡散層としての機能も有する形態としてもよい。

（３）各実施形態において、第２反射層１４の背面側に、スクリーン１０，２０，３０の背面側を傷等から保護し、第２反射層１４の劣化や剥離等も抑制する保護層を設けてもよい。このような保護層は、光吸収性を有していてもよい。

（４）各実施形態において、第１光学形状層１１は、基材層を有し、その背面側に単位レンズ１１１が配列されたリニアフレネルレンズ形状を有する形態としてもよい。

（５）各実施形態において、第２光学形状層１３，３３は、基材層１３３を備えず、単層としてもよい。

（６）各実施形態において、第１反射層１２は、単位レンズ１１１の第１斜面１１１ａのみに形成される形態としてもよい。

（７）各実施形態において、スクリーン１０，２０，３０の映像源側（＋Ｚ側）の表面や背面側（－Ｚ側）の表面に等に、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。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、スクリーン１０，２０，３０の映像源側や背面側の表面等に、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。さらに、第１光学形状層１１の映像源側にタッチパネル層等を設けてもよい。
特に、スクリーン１０，２０，３０の映像源側の表面に反射防止層を設けた場合には、第１反射層１２や第２反射層１４で反射した映像光が、映像源側のスクリーンと空気との界面で再度反射することを抑制でき、明るい映像を表示できる。

（８）各実施形態において、スクリーン１０，２０，３０は、背面側（－Ｚ側）に不図示の支持板が接合され、支持される例を示したが、これに限らず、例えば、映像源側（＋Ｚ側）に透明な支持板を設けて支持される形態としてもよい。

（９）第２実施形態において、光拡散層２５の拡散作用の大きさやスクリーン２０として所望する光学性能等に応じて、第１実施形態等のように第１反射層や第２反射層の表面が微細かつ不規則な凹凸形状を有する形態としてもよいし、どちらか一方の映像源側の表面のみが微細かつ不規則な凹凸形状を有する形態としてもよい。
また、同様に、第１実施形態及び第３実施形態において、スクリーン１０，３０は、光を拡散する作用を有する光拡散層を有していてもよい。
これらの形態の場合、光拡散層の拡散作用の大きさや、第１反射層や第２反射層の表面が微細かつ不規則な凹凸形状については、適宜調節してよい。

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、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
１０，２０，３０ スクリーン
１１ 第１光学形状層
１１１ 単位レンズ
１２，２２ 第１反射層
１３，３３ 第２光学形状層
１３５ 単位プリズム
３３５ 単位レンズ
１４，２４ 第２反射層
ＬＳ 映像源

Claims (10)

1. 映像源から投射された映像光の少なくとも一部を反射して映像を表示する反射型スクリーンであって、
   光透過性を有し、第１光学形状を背面側に有する第１光学形状層と、
   前記第１光学形状層の背面側に設けられ、入射した光の一部を反射し、一部を透過する半透過型の第１反射層と、
   前記第１反射層の背面側に設けられ、光透過性を有し、その背面側に第２光学形状を有する第２光学形状層と、
   前記第２光学形状層の背面側に設けられ、入射した光の少なくとも一部を反射し、前記第１反射層の光の透過率よりも光の透過率が小さい第２反射層と、
   を備え、
   前記第１光学形状は、スクリーン面に沿って第１の方向に延在する第１単位光学形状がスクリーン面に沿って前記第１の方向に交差する第２の方向に配列されており、
   前記第１反射層は、少なくとも前記第１単位光学形状の背面側表面の一部に設けられ、
   前記第２光学形状は、スクリーン面に沿って第３の方向に延在する第２単位光学形状がスクリーン面に沿って前記第３の方向に交差する第４の方向に配列されており、
   前記第２反射層は、少なくとも前記第２単位光学形状の背面側表面の一部に設けられ、
   スクリーン面に直交する方向から見て、前記第１単位光学形状の配列方向である前記第２の方向と前記第２単位光学形状の配列方向である前記第４の方向とは交差すること、
   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、
   前記第１反射層の光の反射率は、前記第２反射層の光の反射率より小さいこと、
   を特徴とする反射型スクリーン。
3. 請求項１又は請求項２に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記第１光学形状は、リニアフレネルレンズ形状であり、
   前記第１単位光学形状は、第１の面と前記第１の面に交差する第２の面とを有し、
   前記第１反射層は、少なくとも前記第１の面に形成されていること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記第２光学形状は、プリズム形状であり、
   前記第２単位光学形状は、該反射型スクリーンの厚み方向及び前記第４の方向に平行な断面において、二等辺三角形形状であること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
5. 請求項４に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記第２単位光学形状の頂角は、８０°以上１００°以下であること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
6. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記第２光学形状は、リニアフレネルレンズ形状であって、
   該反射型スクリーンの画面の前記第４の方向における中央を中心として前記第４の方向において対称な形状となっていること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記第２の方向と前記第４の方向とは、直交すること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の反射型スクリーンにおいて、
   前記第１反射層及び前記第２反射層は、その表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有し、光を拡散反射すること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の反射型スクリーンにおいて、
   光を拡散する光拡散層を備えること、
   を特徴とする反射型スクリーン。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項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。
    

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