JP4813598B2 - 反射型スクリーン及び前面投射型表示システム - Google Patents

Description

本発明は、反射型スクリーン及び前面投射型表示システムに関する。

従来、液晶、ＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）を映像源としたプロジェクタが広く普及している。特に、スクリーン前面に映像光を投射するフロントプロジェクタは、容易に画面を大型にすることができるという長所があるため、広く使用されている。このフロントプロジェクタでは、明室で観視すると外光がスクリーン面で反射して映像のコントラストが劣るという欠点がある。

この点を改善するためのスクリーンの一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示のスクリーンでは、レンチキュラーレンズシートに反射層と光吸収層が設けられている。そして、レンチキュラーレンズにより映像光を効率よく反射層に集光することにより、コントラストを向上させている。

また、別のスクリーンの例が、特許文献２、３に開示されている。これらのスクリーンは、傾斜面を反射面とし、当該傾斜面の間に配置されるライズ面を吸光面としたフレネル形状部材を備えている。そして、傾斜面で映像光の反射指向性を適正化し、吸光面で外光を吸収することにより、コントラストを向上させている。

さらに、また別のスクリーンの例が、特許文献４に開示されている。特許文献４に開示のスクリーンは、水平方向に帯状に延在する複数の第１の傾斜面及び第２の傾斜面を上下方向に交互に形成し、第１の傾斜面を透光面とし、第２の傾斜面を吸光面としたスクリーンである。映像光は、第１の傾斜面を透光し、裏側の反射層で反射される。他方、外光は吸光面で吸光される。これにより、コントラストを向上させている。
特開平２−０７２３４０号公報 特開平５−０１１３４５号公報 特開平１−１６１２２８号公報 特開平６−２８２００９号公報

しかし、特許文献１のスクリーンでは、外光光源がスクリーンの前方真上付近にある場合には、コントラストの改善効果が不十分となる可能性がある。スクリーンの前方真上付近から単位レンチキュラーレンズに入射した外光は、当該レンチキュラーレンズに対向する反射層の下にある光吸収層の下に位置する反射層に到達する可能性がある。そして、当該外光が観察側に反射してしまう可能性があるためである。

また、特許文献２及び３のスクリーンでは、反射面を鏡面として反射指向性を高めると特定の視野範囲以外から映像を観視した場合に暗くなってしまうという問題がある。反対に、反射面を拡散面として反射指向性を弱めると、外光が拡散反射されるため、コントラストの改善効果が不十分となる。

また、特許文献４のスクリーンでもコントラストの改善効果が不十分な場合がある。透光面へ入射した外光の一部が、当該透光面で屈折して裏側の反射層に達し、観察側に反射されてしまう場合があるためである。

以上説明したように、上述技術によってもコントラストの改善は不十分である。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、より一層コントラストを向上させた反射型スクリーン及び前面投射型表示システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる反射型スクリーンは、投射光源から出射した投射光を反射する反射型スクリーンであって、一方向に延在した帯状の外光吸収面と反射面とが交互に配列された反射層と、前記反射層における投射光が入射する入射側に備えられる透光層と、前記反射層における前記透光層の反対側に備えられ、光を拡散反射する拡散層と、を備え、前記拡散層の屈折率は、前記透光層の屈折率より小さく、前記反射面は、当該スクリーンの主面から前記投射光源側に傾いているものである。

このような構成により、反射面に対する入射角が大きい外光を全反射させることができることとなって、より一層コントラストを向上させることができる。

好ましくは、前記透光層の入射側に、投射光を前記反射面に集光するレンチキュラーレンズを備えるものである。

このような構成により、投射光を効率よく反射面により反射することができることとなって、明るさとコントラストに優れた反射型スクリーンを提供することができる。

さらに好ましくは、前記透光層は、スチレン系樹脂により形成され、前記拡散層は、アクリル系樹脂により形成されているものである。これにより、拡散層の屈折率を透光層の屈折率より小さくすることができる。

また、透光層と拡散層との屈折率差は、０．０１〜０．１であることが好ましい。これにより、反射面に入射する外光を好適に全反射させることができる。

さらにまた、前記反射面の前記スクリーンの主面に対する角度は５〜４５°であることが好ましい。これにより、スクリーンの上方から反射面に入射する外光の入射角度をより一層大きくすることができ、スクリーンの上方から反射面に入射する外光をより確実に全反射させることができる。

本発明によれば、より一層コントラストを向上させた反射型スクリーン及び前面投射型表示システムを提供できる。

本発明にかかる反射型スクリーンを備える前面投射型表示システムの一例を示す側面視模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本発明にかかる反射型スクリーンの製造に使用される印刷装置の一例を示す側面視模式図である。 本実施例にかかる反射型スクリーンの一構成例を示す断面模式図である。 本実施例にかかる反射型スクリーンの配置状態の一例を示す側面視模式図である。 本実施例にかかる反射型スクリーンの配置状態の一例を示す上面視模式図である。

符号の説明

１ スクリーン（反射型スクリーン）
２ 前面投射型表示装置（投射光源）
４ 反射層
４１ 外光吸収面
４２ 反射面
５ 透光層
６ 拡散層
７ レンチキュラーレンズ
１０ 前面投射型表示システム

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明にかかる反射型スクリーン１（以下、スクリーン１と称する。）を備える前面投射型表示システム１０の一例を示す側面模式図である。また、図１には、スクリーン１の下部と上部を拡大した断面模式図を示す。投射光源（図示省略）を有する前面投射型表示装置（フロントプロジェクタ）２は、例えば、図１に示すように、スクリーン１の下端と略同じ高さに設置されている。即ち、前面投射型表示装置２の映像光Ｌ０を出射する投射レンズ（図示省略）の光軸（投射系光軸）が、スクリーン１の下部と略同じ高さとなっている。そして、前面投射型表示装置２から投射される映像光Ｌ０は、前面投射型表示装置２の投射系光軸を中心として放射線状に拡がってスクリーン１に到達するようになっている。言い換えれば、スクリーン１の大部分が、前面投射型表示装置２の投射系光軸よりも上位に位置し、そのため、スクリーン１には映像光Ｌ０が下方から入射する。

また、室内照明３（外光光源）がスクリーン１の真上上方に設置されており、室内照明３から出射される外光Ｌ１がスクリーン１の上方から入射するようになっている。

スクリーン１は、例えば、図１に示すように、反射層４、反射層４における投射光が入射する入射側に備えられる透光層５、反射層４における透光層５の反対側に備えられて光を拡散反射する拡散層６等を備えて構成されている。

反射層４は、複数の外光吸収面４１、複数の反射面４２等を備えて構成されている。具体的には、外光吸収面４１及び反射面４２は、帯状形状に形成されている。そして、反射層４では、外光吸収面４１と反射面４２とが一方向に延在するように交互に配列されている。具体的には、スクリーン１が壁などに取り付けられた状態で、外光吸収面４１及び反射面４２の配列方向が略水平方向となるように、外光吸収面４１及び反射面４２は、配列されている。なお、外光吸収面４１と反射面４２の配列方向はこれに限られるものではない。

また、反射面４２は、例えば、図２に示すように、スクリーン１の主面（映像光が投射される面）から投射光源側に傾いて配列されている。また、反射面４２のスクリーン１の主面に対する角度は、スクリーン１の上下位置によって異ならせることも可能である。本実施の形態では、前面投射型表示装置２がスクリーン１の下端と略同じ高さに設置され、映像光Ｌ０がスクリーン１の高い部分に下方から入射することを考慮すると、反射面４２のスクリーン１に対する角度（図１におけるθ１）は、スクリーン１の上方に向かうにつれて大きくなるように構成されてもよい。反射面４２のスクリーン１の主面に対する角度は、投射光源、外光光源、スクリーン１の配置等によって適宜設定すればよいが、例えば、５〜４５°程度とすることができる。

また、前面投射型表示装置２（投射光源）がスクリーン１の上端と略同じ高さに設置される場合には、反射面４２をスクリーン１の主面から上方（即ち投射光源側）に傾けてもよい。また、前面投射型表示装置２がスクリーン１の上下方向中央付近に設置される場合は、投射系光軸より上の部分では反射面４２がスクリーン１の主面から下方に傾き、投射系光軸より下の部分では反射面４２がスクリーン１の主面から上方に傾けてもよい。また、これらの場合においても、個々の反射面４２のスクリーン１に対する角度を投射光源から離れるにつれて徐々に大きくなるように構成してもよい。

また、反射面４２は平滑であることが好ましいが、本発明の効果を発揮する範囲で微細な凹凸が付与されてもよいし、凹面、凸面とされてもよい。

また、外光吸収面４１は、例えば、図２に示すように、略水平面となるように配列されている。また、外光吸収面４１は、例えば、図３に示すように、水平方向より下方へ傾いていてもよい。また、外光吸収面４１の傾く角度は、スクリーン１の上下位置によって異ならせることも可能である。本実施の形態では、前面投射型表示装置２がスクリーン１の下端と略同じ高さに設置され、映像光Ｌ０がスクリーン１の高い部分に下方から入射することを考慮すると、外光吸収面４１の傾く角度は、スクリーン１の上方に向かうにつれて大きくなるように構成されてもよい。外光吸収面４１のスクリーン１の主面に対する角度（図１におけるθ２）は、投射光源、外光光源、スクリーン１の配置等によって適宜設定すればよいが、例えば、９０〜４５°程度とすることができる。

また、外光吸収面４１は、例えば、図４Ａ、Ｂに示すように、凹面、曲面としてもよい。具体的には、外光吸収面４１は、図４Ａに示すように、反射面４２と略同じ傾きを有する第１面と、スクリーン１に対する角度が９０〜４５°程度である第２面とが連続した凹面であってもよい。また、外光吸収面４１は、図４Ｂに示すように、映像光Ｌ０の入射側から見て凹となる曲面であってもよい。

一般に、スクリーン１における外光吸収面４１の面積比率が大きいほど、コントラスト性能が優れる。従って、外光吸収面４１のスクリーン１に占める面積比率を大きくするのが好ましい。一方、スクリーン１における外光吸収面４１の面積比率が過度に大きいと、投射光源及びスクリーン１の配置によっては映像が暗くなってしまう。従って、スクリーン１における外光吸収面４１の占める面積比率は、スクリーン１面を正面から観察した場合、５〜６０％であるのが好ましく、より好ましくは１０〜５０％である。

透光層５は、拡散層６よりも屈折率が大きい透光性樹脂により形成されている。この透光性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂等が挙げられる。また、透光層５は、押出し成形等によりシート状に形成されている。

拡散層６は、光拡散材を含有している。また、拡散層６は、透光層５よりも屈折率が小さい透光性樹脂により形成されている。この透光性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂等が挙げられる。また、光拡散材としては、白色顔料微粒子等が挙げられる。

また、拡散層６は、反射面４２へ白インクなどを塗布後、硬化させることで形成できる。拡散層６は、光拡散材と透明樹脂バインダを含有したものを用いてもよい。透明樹脂バインダとしては紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂や透明樹脂を水や有機溶剤に溶解したものなどを使用してもよい。

透光層５と拡散層６との屈折率差（即ち、反射面における屈折率差）は、投射光源、外光光源、スクリーン１の配置等によって適宜設定すればよいが、０．０１〜０．２とするのが好ましい。

また、透光層５と拡散層６とは互いに嵌合可能な形状となっている。
具体的には、透光層５は、入射側の面（以下、入射面５１と称する。）が平坦形状であり、且つ、反射層４側の面が鋸刃状の凹凸を有するシート状に形成されている。また、拡散層６は、入射側の面が鋸刃形状の凹凸を有するシート状に形成されている。より具体的には、拡散層６の入射側の面は、反射層４の外光吸収面４１と反射面４２とに対応した形状となっている。即ち、拡散層６の入射側の面は、外光吸収面４１と反射面４２とが交互に配列されてなる形状と同形状となっている。そして、透光層５の反射層４側の面は、拡散層６の入射側の面と嵌合可能な形状となっている。即ち、透光層５の反射層４側の面は、外光吸収面４１と反射面４２とが交互に配列されてなる形状と対称な形状となっている。なお、拡散層６の入射側とは反対側の面は、平坦であってもなくてもよい。

そして、反射層４の反射面４２は、透光層５と拡散層６との接合面のうち反射面に対応する面により形成されている。そして、透光層５の屈折率は、拡散層６の屈折率に比べて大きい。そのため、透光層５から反射面４２を通過して拡散層６に入射する光のうち、入射角が臨界角以上である光は、反射面４２において全反射されるようになっている。また、外光吸収面４１は、透光層５と拡散層６との接合面に形成される。具体的には、反射層４の外光吸収面４１は、透光層５又は拡散層６の外光吸収面４１に対応する面上に黒インクＢ（後述）を塗布することにより形成される。

次に、上述のスクリーン１に入射する映像光Ｌ０及び外光Ｌ１の光線経路について、図１を参照して、説明する。

スクリーン１の下部では、映像光Ｌ０は、透光層５の入射面５１を通過後、反射面４２に到達し、拡散層６により拡散反射され、反射された映像光Ｌ０は、拡散しながら出射する。一方、スクリーン１下部において、外光Ｌ１は、透光層５の入射面５１を通過後、外光吸収面４１に到達し、吸収される。

スクリーン１の上部では、映像光Ｌ０は、透光層５の入射面５１を通過後、反射面４２に到達し、拡散層６により拡散反射され、反射された映像光Ｌ０は、拡散しながら出射する。一方、スクリーン１上部において、外光Ｌ１の一部は、透光層５の入射面５１を通過後、外光吸収面４１に到達し、吸収される。また、スクリーン１上部において、外光Ｌ１の一部は、透光層５の入射面５１を通過後、反射面４２に到達し、全反射され、その後、外光吸収面４１に到達し、吸収される。

具体的には、反射面４２は、スクリーン１の主面から投射光源側に傾いているため、反射面４２に到達した外光Ｌ１の入射角は、比較的大きくなり、臨界角以上となる。そのため、外光Ｌ１は、反射面４２において全反射される。そして、反射面４２において全反射された外光Ｌ１は、外光吸収面４１に到達し、吸収される。

一方、反射面４２は、下方に（即ち、スクリーン１の主面から投射光源側に）傾いているため、反射面４２に到達した映像光Ｌ０の入射角は、比較的小さく、臨界角より小さい。そのため、映像光Ｌ０は、反射面４２を通過して、拡散層６により拡散反射される。

また、本発明にかかるスクリーン１は、例えば、図５に示すように、反射層４より入射側にレンチキュラーレンズ（レンチキュラーレンズシート）７を備える構成としてもよい。即ち、透光層５の入射面５１は平坦な形状に形成されることとしたが、レンチキュラーレンズ７を構成する凹凸形状に形成されてもよい。

このように構成することにより、外光Ｌ１はレンチキュラーレンズ７によって外光吸収面４１近傍に集光されることとなり、より確実に外光Ｌ１を吸収することができる。一方、映像光Ｌ０はレンチキュラーレンズ７により反射面４２近傍に集光されることとなり、より効率よく映像光Ｌ０を反射することができる。即ち、映像光Ｌ０の反射効率を高くして、明るいスクリーン１を実現することができる。

レンチキュラーレンズ７は、複数の単位レンズ７１が配列されてシート状に形成されている。レンチキュラーレンズ７の単位レンズ７１は、その断面形状が略Ｃ字状の凸形状である柱状の凸レンズである。そして、スクリーン１が壁などに取り付けられた状態で、複数の単位レンズ７１が略水平に（即ち、反射面４２及び外光吸収面４１の配列方向に）延在するように配列されることにより、レンチキュラーレンズ７がシート状に形成されている。

また、レンチキュラーレンズ７の単位レンズ７１が反射層４の反射面４２に対応する位置にあることが好ましい。即ち、それぞれの単位レンズ７１がそれぞれの反射面４２に対応する位置となるように、レンチキュラーレンズ７を構成する透光層５が拡散層６と接合されることが好ましい。

なお、投射光源、外光光源及びスクリーン１の配置に応じて、レンチキュラーレンズ７の単位レンズ７１の位置を反射面４２に対応する位置から適宜ずらしてもよい。本実施の形態では、前面投射型表示装置２がスクリーン１の下端と略同じ高さに設置され、映像光Ｌ０がスクリーン１の高い部分に下方から入射することを考慮すると、特に、スクリーン１上部においては、単位レンズ７１の位置を反射面４２に対応する位置より下方にずらす方が好ましい。

単位レンズ７１の位置を反射面４２に対応する位置より下方にずらす量は、上下方向１ｍあたり、レンズピッチの１〜１０％程度とすることができる。さらに、単位レンズ７１の焦点位置と反射層４及び外光吸収面４１の位置、反射面の傾き角度に応じて単位レンズ７１の位置を上下方向の何れかにずらすことができる。

また、反射面４２がレンチキュラーレンズ７の単位レンズ７１の焦点位置付近に位置するように、レンチキュラーレンズ７を構成する透光層５の厚みが設計されることが好ましい。具体的には、反射面４２が、単位レンズ７１の焦点位置と単位レンズ７１の頂点位置との間において、単位レンズ７１の焦点位置から１／３までの間に位置するように、透光層５の厚みが設計されることが好ましい。このように構成することにより、レンチキュラーレンズ７に入射した映像光Ｌ０が再帰反射に近い反射特性で反射することとなり、投射光源付近から観視した場合に明るい映像とすることができる。同時に、反射面４２の位置を単位レンズ７１の焦点位置から単位レンズ７１側へ適宜ずらすことにより、より広い視野範囲で映像を観視することが可能となる。

また、レンチキュラーレンズ７は、単位レンズ７１の断面形状が上下非対称の形状となるように形成されてもよい。また、レンチキュラーレンズ７は、例えば、図６に示すように、単位レンズ７１の断面形状が多角形形状となるように形成されてもよい。

また、透光層５の入射面５１がレンチキュラーレンズ７を構成する凹凸形状に形成されることにより、それぞれ、映像光Ｌ０を反射面４２へ、外光Ｌ１を外光吸収面４１へ選択的に入射させることができる。そのため、例えば、図７Ａ〜Ｃに示すように、外光吸収面４１の形状を凸面形状（図７Ａ）、凹となる曲面形状（図７Ｂ）、凹面形状（図７Ｃ）等、様々な形状にすることができる。

具体的には、外光吸収面４１の形状を、図７Ａに示すように、水平方向より下方に傾く斜面と、反射面４２と同じ傾きで当該反射面４２の上端と連続される斜面とが連続してなる凸面形状とすることができる。また、外光吸収面４１の形状を、図７Ｂに示すように、反射面４２の下端に連続されて水平方向より上方に傾く斜面と、反射面４２の上端に連続されて水平方向より下方に傾く斜面と、当該二つの斜面を連結する曲面とが連続してなる凹となる曲面形状とすることもできる。また、外光吸収面４１の形状を、図７Ｃに示すように、反射面４２の下端に連続され当該反射面４２と同じ傾きの斜面と、水平方向より下方に傾く斜面とが連続してなる凹面形状とすることもできる。

また、反射面４２を形成するピッチを０．３ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、明るさとコントラストを向上させつつ、反射面４２の形成ピッチと画素ピッチとのずれによるモアレを低減することができる。

また、例えば、図８に示すように、拡散層６の入射側とは反対側の面に裏打ちシート８が接着可能となっていると好ましい。即ち、拡散層６が、裏打ちシート接着層を兼ねることが好ましい。これにより、スクリーン１を簡易な構成とすることができ、製造コストを抑えることができる。

具体的には、拡散層６を形成する材料として、光拡散材、顔料、金属粉末等の反射性を有する材料を混入した接着剤を用いる。そして、当該接着剤を用いて形成された拡散層６の透光層５と反対側の面に裏打ちシート８を貼り合わせる。拡散層６を形成する接着剤としては、公知の粘着剤や各種接着剤を使用できるが、スクリーン１を巻き取り収納することを考慮すると、柔軟なものが好ましい。この点で、拡散層６を形成する接着剤としては、粘着剤であることが好ましい。

次に、本発明にかかるスクリーン１の製造方法について説明する。
まず、屈折率が比較的大きい透光性樹脂（例えば、スチレン系樹脂）を、片側の面が平坦で、反対側の面が鋸刃状の凹凸を有するシート状に押出し成形等により形成し、透光層５を形成する。

次に、透光層５の凹凸面において、外光吸収面４１に相当する部分に黒インクＢを塗布し、外光吸収面４１を形成する。なお、透光層５に対する黒インクＢの塗布は、スクリーン印刷技術やロール印刷技術を用いて行う。これにより、低コストで外光吸収面４１を形成することができる。特に、ロールナイフ１０１を用いたロール印刷によって、外光吸収面４１を形成することが好ましい。これにより、透光層５の全面に均一な厚みで外光吸収面４１を形成することができる。

さらに、屈折率が比較的小さい透光性樹脂（例えば、アクリル系樹脂）に光拡散材を含有させ、透光層５の凹凸面全面に塗布し、硬化させて、拡散層６を形成する。なお、拡散層６の表面（透光層５と反対側の面）は、平坦でなくてもよい。これにより、スクリーン１を製造することができる。

また、透光層５の入射面５１がレンチキュラーレンズ７を構成する凹凸形状に形成される場合には、スチレン系樹脂を、片側の面にレンチキュラーレンズ７を有し、反対側の面が鋸刃状の凹凸を有するシート状に押出し成形等により形成し、透光層５を形成すればよい。その後の工程は、上述と同様である。

次に、押出し成形以外の方法で透光層５を成形する方法を説明する。
まず、透明フィルムの片面にウレタン系紫外線硬化性樹脂を塗布し、鋸刃状の凹凸形状を有する成形型を押し当て、紫外線を照射する。これにより、片側の面が平坦で、反対側の面が鋸刃状の凹凸形状を有する透光層５を形成される。

また、透光層５の入射面５１がレンチキュラーレンズ７を構成する凹凸形状に形成される場合には、さらに、鋸刃状の凹凸形状を有する面と反対側の面に、ウレタン系紫外線硬化性樹脂を塗布し、レンチキュラーレンズ７のレンズ形状の逆型の凹凸形状を有する成形型を押し当て、紫外線を照射する。これにより、片側の面にレンチキュラーレンズ７を有し、反対側の面に鋸刃状の凹凸形状を有する透光層５を形成することができる。

次に、本発明にかかるスクリーン１の他の製造方法について説明する。
まず、屈折率が比較的小さい透光性樹脂（例えば、アクリル系樹脂）に光拡散材を含有させ、当該樹脂を、片側の面が平坦で、反対側の面が鋸刃状の凹凸を有するシート状に押出し成形等により形成し、拡散層６を形成する。

次に、拡散層６の凹凸面において、外光吸収面４１に相当する部分に黒インクＢを塗布し、外光吸収面４１を形成する。なお、拡散層６に対する黒インクＢの塗布は、スクリーン印刷技術やロール印刷技術を用いて行う。これにより、低コストで外光吸収面４１を形成することができる。特に、ロールナイフ１０１を用いたロール印刷によって、外光吸収面４１を形成することが好ましい。これにより、拡散層６の全面に均一な厚みで外光吸収面４１を形成することができる。

さらに、ウレタン系紫外線硬化性樹脂を、拡散層６の凹凸面全面に塗布する。その後、当該樹脂に紫外線を照射して硬化させて、透光層５を形成する。なお、透光層５の表面（即ち、入射面５１）は、平坦であることが好ましい。これにより、スクリーン１を製造することができる。

また、透光層５の入射面５１がレンチキュラーレンズ７を構成する凹凸形状に形成される場合には、拡散層６の凹凸面全面にウレタン系紫外線硬化性樹脂を塗布した後、レンチキュラーレンズ７のレンズ形状の逆型の凹凸形状を有する成形型を押し当て、紫外線を照射する。透光層５の入射面５１がレンチキュラーレンズ７を構成する凹凸形状に形成することができる。

なお、上述のスクリーン１の製造方法においては、透光層５及び拡散層６の互いに接合される面が鋸刃形状の凹凸を有する形状に成形される例を示したが、これに限られるものではない。透光層５及び拡散層６の互いに接合される面の形状として、四角形状の凹凸を有する形状に成形する場合には、適宜、当該形状を成形するための成形型を使用して、押出し成形等により、透光層５及び拡散層６を成形すればよい。

また、透光層５には、光拡散材が混入されてもよい。光拡散材の拡散効果や、透光層５の表面に生じる微細な凹凸により、透光層５の表面の光沢で映像が見えにくくなることを防ぐことができる。また、成型、印刷などによる成型ムラ、転写不良を目立ちにくくすることができる。また、透光層５を形成する樹脂と略等屈折率を有する光拡散材を用いるのが好ましい。拡散材の大きさは、３〜２０μｍ程度とし、拡散材の濃度は透光層５に対し０．１〜１０重量％程度とすることが好ましい。

次に、外光吸収面４１の形成方法について、図９を参照しながら説明する。図９に、外光吸収面４１を形成するための印刷装置１００の具体的な一例を示す。図９に示すように、印刷装置１００では、ロールナイフ１０１が印刷ロール１０２に当接し、印刷ロール１０２の表面には紫外線硬化性黒インクＢ（以下、黒インクＢと称する。）が塗布されるようになっている。また、シート状に形成された透光層５又は拡散層６が、印刷ロール１０２とバックアップロール１０３に挟持される。そして、バックアップロール１０３が回転することにより、シート状に形成された透光層５又は拡散層６が、塗布工程に搬送されるようになっている。

そして、印刷ロール１０２表面に塗布された黒インクＢが、シート状に形成された透光層５又は拡散層６の凹凸面の凸部へと転写される。その後、黒インクＢが塗布された透光層５又は拡散層６の凹凸面に紫外線が照射される。これにより、外光吸収面４１が形成される。

次に、外光吸収面４１の他の形成方法について説明する。
まず、黒インクＢが、シート状に形成された透光層５又は拡散層６の凹凸面の凹部を含む全面に塗布される。次に、凹部以外の部分に塗布された黒インクＢを掻き取る等の方法によって、除去する。その後、黒インクＢが塗布された透光層５又は拡散層６の凹凸面に紫外線が照射される。これにより、外光吸収面４１が形成される。

実施例．
本実施例として、以下のように、スクリーン１を作製した。
まず、メタクリルスチレン共重合体樹脂（屈折率＝１．５７）を用いて、押出し機とロール金型によって、片側の面にピッチ０．１５ｍｍの円柱状凸レンズ（単位レンズ７１）が複数並列したレンチキュラーレンズ７を構成し、反対側の面に四角形状の凹凸形状を構成する透光層５を形成した。なお、レンチキュラーレンズ７を構成する面（即ち、入射面５１)と反対側の面に形成された凸部と隣り合う凸部との間に形成された凹部は、レンチキュラーレンズ７の単位レンズ７１に対応する位置に、レンチキュラーレンズ７と同じピッチで形成されている。そのため、レンチキュラーレンズ７とその反対側の面に形成された凹凸形状とにより、モアレが発生することはない。

図１０に、本実施例で作製した透光層５を示す。図１０に示すように、透光層５の入射面５１と反対側の面に形成された凹部の底面は、当該透光層５を用いて作製されるスクリーン１が壁等に設置された際に、下向きに傾くように斜めに形成されている。そして、当該凹部の底面に、反射面４２を形成する。また、上記の通り、反射面４２のピッチは、０．１５ｍｍとなるように、当該凹部が形成されている。即ち、当該凹部のピッチは、０．１５ｍｍとなっている。

また、透光層５を形成するメタクリルスチレン共重合体樹脂中に、架橋メタクリルスチレン共重合体樹脂からなる拡散材を４重合量％混入させた。当該拡散材の平均粒子径は８μｍである。

次いで、例えば、図９に示す印刷装置１００を用いて、透光層５の入射面５１と反対側の面に形成された凸部の頂部及び斜面の略全面に黒インクＢを塗布する。その後、紫外線を照射して黒インクＢを硬化させ、外光吸収面４１を形成した。透光層５の当該凸部表面には、約０．０１ｍｍの厚さで外光吸収面４１が形成された。

その後、白色顔料を混入させたアクリル系粘着材（屈折率＝１．４９）を、透光層５の入射面５１と反対側の面の全面に塗布し、拡散層６を形成した。次いで、当該拡散層６の表面(即ち、拡散層６の透光層５と反対側の面)に裏打ちシート８を貼り合わせ、スクリーン１を作製した。裏打ちシート８を貼り合わせることにより、スクリーン１を巻き上げ可能とすることができる。作製したスクリーン１のスクリーンサイズは、縦１．７ｍ、横２．２ｍである。

なお、図１０に示すように、スクリーン１下端において、反射面４２が単位レンズ７１のレンズ光軸より約０．０５ｍｍ上方へずれており、スクリーン１上端において、反射面４２が単位レンズ７１のレンズ光軸より約０．０６ｍｍ上方へずれていた。

比較例．
比較例のスクリーンとして、従来からのクラレプラスチックス株式会社製スクリーン「ＷＧ−２２５」を使用した。

実施例と比較例の評価．
本実施例のスクリーン１と比較例のスクリーンとの明るさ評価と映像目視評価とを行った。
図１１、１２に、本実施例と比較例におけるスクリーンの配置状態の一例が示されている。図１１、図１２に示すように、明室内において実施例のスクリーン１と、比較例のスクリーンに映像を投射し、その明るさ及びコントラストを評価した。ここで用いた前面投射型表示装置２（投射光源）は、日本アビオニクス株式会社製「ＭＰ−４５０」である。前面投射型表示装置２の投射系光軸がスクリーンの下端となるように、前面投射型表示装置２をスクリーンの下端とほぼ同じ高さに配置した。照明（外光光源）は蛍光灯照明である。当該照明のスクリーン中央部での照度は点灯時３６０ルクスであった。

＜明るさ評価＞
明るさ評価を行うために、輝度計を観視位置に配置し、全白映像を投射した。そして、照明を消灯状態として、実施例のスクリーン１と比較例のスクリーンのスクリーン水平中央方向の上端、中央、下端の輝度を計測した。計測結果を表１に示す。数値が大きい方が明るい映像であることを意味する。

コントラスト評価を行うために、前面投射型表示装置２を停止し、照明を点灯状態として、スクリーン面の反射輝度を計測した。測定位置はスクリーン水平中央方向の上端、中央、下端である。計測結果を表１に示す。数値が小さい方が、黒がより黒く表示されていることを示す。即ち、数値が小さい方が、コントラストが優れていることを意味する。

表１に示すように、実施例のスクリーン１は、比較例のスクリーンよりも、明るさ、コントラストともに大きく向上している。

＜映像目視評価＞
映像目視評価を行うために、照明を点灯状態とし、ＴＶ映像を実施例のスクリーン１及び比較例のスクリーンに投射して、目視で評価した。

その結果、実施例のスクリーン１では、映像が明るく表示され、映像のコントラストも優れていた。また、実施例のスクリーン１では、画素ピッチとレンチキュラーレンズ７のレンズピッチとのずれに起因するモアレも観察されなかった。

これに対して、比較例のスクリーンでは、外光によって映像が白く表示され、映像のコントラストも比較的に劣っていた。

このように、本発明によれば、明るくコントラストに優れ、また、画素ピッチとレンチキュラーレンズ７のレンズピッチとのずれに起因するモアレが目立たないスクリーンを実現することができる。

本発明は、反射型スクリーン及びこれを備えた前面投射型表示システムに利用することができる。

Claims (6)

1. 投射光源から出射した投射光を反射する反射型スクリーンであって、
   一方向に延在した帯状の外光吸収面と反射面とが交互に配列された反射層と、
   前記反射層における投射光が入射する入射側に備えられる透光層と、
   前記反射層における前記透光層の反対側に備えられ、光を拡散反射する拡散層と、
   を備え、
   前記拡散層の屈折率は、前記透光層の屈折率より小さく、
   前記反射面は、当該スクリーンの主面から前記投射光源側に傾いている反射型スクリーン。
2. 前記反射層の入射側に、投射光を前記反射面に集光するレンチキュラーレンズを備える請求項１に記載の反射型スクリーン。
3. 前記透光層は、スチレン系樹脂により形成され、前記拡散層は、アクリル系樹脂により形成されている請求項１又は２に記載の反射型スクリーン。
4. 前記透光層と前記拡散層との屈折率差は、０．０１〜０．１である請求項１〜３の何れか一項に記載の反射型スクリーン。
5. 前記反射面は、前記スクリーンの主面から前記投射光源側に５〜４５°の角度で傾いている請求項１〜４の何れか一項に記載の反射型スクリーン。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の反射型スクリーンと、
   投射光を出射する投射光源と、
   を備える前面投射型表示システム。

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