JP7111128B2 - 映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、反射スクリーンを備える映像表示装置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、透明性を有する反射スクリーンは、窓ガラス等のように透光性の高い部材に貼り付ける等し、投射された映像光を反射して良好に映像が視認でき、かつ、映像光を投射しない不使用時等にはスクリーンの向こう側の景色が透けて見えるため、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、このような透明性を有する反射スクリーンは、拡散粒子等を含有する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。
また、透明性を有する反射スクリーンでは、一部の映像光が反射型スクリーンの背面側から出射する場合がある。このような抜け光が、特に反射スクリーンの画面上部等で生じると、背面側の天井等に映像が映り込み、意匠性の低下を招くという問題があった。

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や、天井への映像の映り込みに対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、かつ、天井への映像の映り込みを低減できる反射スクリーン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、映像源から投射された映像光を反射して映像を表示し、かつ、透明性を有する反射スクリーンであって、光透過性を有する層であって、該反射スクリーンの厚み方向の背面側の面に、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）が複数配列されて形成された第１光学形状層（１２）と、前記単位光学形状の少なくとも前記第１の面の一部に形成され、映像光に含まれる所定の偏光を反射し、その他の光を透過する反射層（２３）と、該反射スクリーンの厚み方向において前記反射層よりも背面側に、光透過性を有し、前記単位光学形状の間の谷部を充填するように積層された第２光学形状層（１４）と、を備え、光を拡散する機能を有する拡散粒子を含有する光拡散層を備えておらず、前記単位光学形状は、その表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有し、前記反射層の少なくとも前記単位光学形状側の面は、前記凹凸形状に対応した凹凸形状を有し、前記第２光学形状層の屈折率は、前記第１光学形状層の屈折率と、同等である、又は、同等とみなせる程度の小さい屈折率差を有すること、を特徴とする反射スクリーン（２０）である。
第２の発明は、第１の発明の反射スクリーンにおいて、前記第１光学形状層（１２）は、前記単位光学形状（１２１）が同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状を有すること、を特徴とする反射スクリーン（２０）である。
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の反射スクリーンにおいて、前記第２の面（１２１ｂ）が該反射スクリーンのスクリーン面に平行な面となす角度（θ２）は、前記第１の面（１２１ａ）が該反射スクリーンのスクリーン面に平行な面となす角度（θ１）よりも大きいこと、を特徴とする反射スクリーン（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スクリーン（２０）と、前記反射スクリーンに対して、映像光として、前記所定の偏光を多く含む光、又は、前記所定の偏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、かつ、天井への映像の映り込みを低減できる反射スクリーン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。 第１実施形態の第１光学形状層１２を説明する図である。 第１実施形態の抜け光抑制層１５を説明する図である。 第１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。 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２実施形態の反射層２３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、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、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、フィルム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、シート面とは、各シートにおいて、そのシート全体として見たときにおける、シートの平面方向となる面を示すものであるとする。なお、板面、フィルム面についても同様である。

（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、画面上に映像を表示する反射スクリーンである。このスクリーン１０の詳細に関しては、後述する。
本実施形態では、一例として、映像表示装置１は、室内用の透明板によるパーテーションに適用され、スクリーン１０がその透明板に固定される例を挙げて説明する。なお、このような透明板としては、ガラス製や樹脂製等の透明性の高い板状の部材が用いられる。

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の映像源側の正面方向に位置する観察者Ｏ１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、従来のスクリーンの画面正面方向に位置する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Ｌ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（入射角度の最小値から最大値までの変化量）も大きい。

また、映像源ＬＳが投射する映像光は、所定の偏光を多く含む光である。このような映像光を投射する映像源ＬＳとしては、映像光の投射口等に偏光フィルタ等を設けたプロジェクタや、液晶プロジェクタ等が好適である。また、映像光は、所定の偏光を多く含む光に限らず、所定の偏光としてもよい。
本実施形態の映像源ＬＳは、映像光の投射口に偏光フィルタが配置されたプロジェクタであり、スクリーン１０の映像源側表面１０ａに対してＰ偏光を多く含む映像光を投射する。

ここで、映像光がＰ偏光を多く含む場合、映像光のスクリーン１０への入射角度範囲を、Ｐ偏光の反射率がゼロとなるブリュースター角を考慮したものとすることにより、スクリーン１０の映像源側表面１０ａにおける映像光の鏡面反射を抑制することができる。
即ち、映像源ＬＳから投射された映像光のスクリーン１０への入射角度をφとし、スクリーン１０へ投射された映像光に含まれるＰ偏光の反射率がゼロとなる入射角度（ブリュースター角）をφｂ（°）とする場合、入射角度φを（φｂ－１０）°以上８５°以下の範囲に設定する。例えば、φｂ＝６０°である場合、入射角度φは、５０～８５°の範囲となる。これにより、スクリーン１０への入射角度φが大きい場合にも、スクリーン１０の映像源側表面１０ａ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、かつ、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。
この角度φｂ（ブリュースター角）は、スクリーン１０の表面の材質により異なる。

なお、スクリーン１０への入射角度φの範囲に関しては、スクリーン１０の画面サイズや映像源ＬＳの性能等に応じて、適宜設定してよく、ブリュースター角を考慮しない角度範囲を設定してもよい。ブリュースター角を考慮する場合、スクリーン１０への映像光の入射角度φの範囲が、上述のようなＰ偏光の反射を効果的に低減できる入射角度範囲内に含まれる形態としてもよいし、Ｐ偏光の反射を効果的に低減できる入射角度範囲を含んでより大きな範囲としてもよい。また、入射角度φの範囲は、例えば、その下限値を１５°程度とし、スクリーン表面での反射が生じやすい画面上方等の入射角度が大きい領域の一部等に、上述のＰ偏光の反射を効果的に低減できる入射角度範囲が含まれる形態等としてもよい。

スクリーン１０は、映像源ＬＳが投射した映像光Ｌを映像源側（＋Ｚ側）の正面方向に位置する観察者Ｏ１側へ向けて反射して、観察者Ｏ１に映像を表示でき、かつ、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、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。また、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、観察者Ｏ１側から見た形状を他の形状としてもよいし、その画面サイズを４０インチ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、図１（ｂ）等に示すように、その背面側に光透過性を有する接合層５１を介して支持板５０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５０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（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。本実施形態の支持板５０は、室内用パーテーションのガラス製の透明板ある。
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。なお、図２では、スクリーン１０のみを示し、支持板５０等は省略して示している。
図３は、第１実施形態の第１光学形状層１２を説明する図である。図３では、第１光学形状層１２を背面側（－Ｚ側）から見た図であり、理解を容易にするために、反射層１３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、厚み方向（Ｚ方向）において、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、抜け光抑制層１５等を備えている。

基材層１１は、光透過性を有するシート状の部材であり、その背面側（－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。スクリーン１０の映像源側表面１０ａでの映像光に含まれるＰ偏光の反射をより効果的に抑制する場合には、基材層１１は、ＴＡＣ樹脂製やアクリル樹脂製、ＰＣ樹脂製のシート状の部材が好適である。
また、基材層１１は、そのリタデーションが約２００ｎｍ以下とすることが好ましく、１００ｎｍ以下とすることがより好ましい。
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適宜設定してよい。

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（－Ｚ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、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、その背面側に有している。
本実施形態では、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、点Ｃは、画面左右方向の中央であって画面外下方に位置しており、点Ｃと点Ａとは、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。
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。１つの単位光学形状１２１において、第１斜面１２１ａは、頂点ｔを挟んで第２斜面１２１ｂの上側（＋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。
この単位光学形状１２１の第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状を有している。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、高さ等が不規則である。

単位光学形状１２１の配列ピッチは、Ｐ１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、ｈ１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Ｐ１、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Ｐ１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。
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。例えば、単位光学形状１２１の配列方向に沿って、配列ピッチＰ１や角度θ１等が変化する形態としてもよい。

なお、本実施形態では、第１光学形状層１２の背面側の面には、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。また、柱状の単位プリズムが、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）に複数された形態としてもよい。

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。

反射層１３は、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。この反射層１３は、入射した光の一部を反射し、その他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（単位光学形状１２１の表面）には、微細な凹凸形状が形成されており、反射層１３は、この微細な凹凸形状に追従して形成され、かつ、単位光学形状１２１側とは反対側の面にも、この微細かつ不規則な凹凸形状が維持された状態で成膜されている。したがって、反射層１３の映像源側の面（第１光学形状層１２側の面）と、背面側の面（第２光学形状層１４側の面）とは、微細かつ不規則な凹凸形状を有するマット面（粗面）となっている。
この反射層１３は、入射した光の一部を反射面の微細な凹凸形状により拡散して反射し、反射しない他の光を拡散しないで透過するという機能を有する。

また、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３０～８０％程度、反射率が５～６０％程度の範囲であることが望ましい。

本実施形態の反射層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、その厚さは、数１０Å程度である。
反射層１３は、これに限らず、例えば、上述のような光反射性の高い金属をスパッタリングして形成してもよいし、誘電体多層膜を蒸着したり、スパッタリングしたりすることにより形成されてもよい。また、反射層１３の厚さは、その材質や所望する光学性能等によって適宜設定してよい。
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おり、反射層１３のみでの反射率が約１５％、透過率が約５０％のハーフミラー状である。

第２光学形状層１４は、第１光学形状層１２の背面側（－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、単位光学形状１２１間の谷部を埋めるように充填され、第１光学形状層１２の背面側（－Ｚ側）の面を平坦化している。この第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の略逆型の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を保護することができる。また、このような第２光学形状層１４を設けることにより、スクリーン１０の背面側に抜け光抑制層１５等を積層しやすくなり、また、スクリーン１０の支持板５０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と略同等（同等とみなせる程度に小さい屈折率差を有している状態）であることが好ましく、同等であることが望ましい。また、第２光学形状層１４は、前述の第１光学形状層１２と同じ樹脂を用いて形成してもよいし、異なる樹脂を用いて形成してもよい。
本実施形態の第２光学形状層１４は、第１光学形状層１２と同じ紫外線硬化型樹脂により形成されている。

図４は、第１実施形態の抜け光抑制層１５を説明する図である。図４では、図２に示すスクリーン１０の断面における抜け光抑制層１５のみを示している。
抜け光抑制層１５は、第２光学形状層１４よりも背面側に設けられた層であり、所定の偏光を透過し、それ以外の光を吸収する機能を有する。このような抜け光抑制層１５としては、偏光板を用いることができる。
本実施形態の映像源ＬＳは、スクリーン１０の映像源側表面１０ａに対してＰ偏光を多く含む映像光を投射している。また、抜け光抑制層１５は、図４に示すように、Ｐ偏光を吸収し、Ｓ偏光を透過する機能を有している。したがって、反射層１３で反射せずに反射層１３を透過した映像光に含まれるＰ偏光は、抜け光抑制層１５で吸収される。映像光に含まれるＳ偏光は、抜け光抑制層１５を透過するが、その光量は少ない。
また、映像光以外の太陽光等の外光に含まれるＰ偏光は、抜け光抑制層１５で吸収され、外光に含まれるＳ偏光は、抜け光抑制層１５を透過する。そのため、外光は、その光量の半分程度がこのスクリーン１０を透過する。

なお、本実施形態では、スクリーン１０は、抜け光抑制層１５の背面側の面に接合層５１を介して支持板５０が一体に積層された形態となっており、抜け光抑制層１５がスクリーンの最も背面側に位置する形態とした。しかし、これに限らず、抜け光抑制層１５の背面側に、さらに、スクリーン１０の背面側の表面を保護する不図示の保護層等を設けてもよい。

上述のように、本実施形態のスクリーン１０は、光を拡散する作用を有する拡散粒子等の拡散材を含有した光拡散層を備えておらず、拡散作用を有するのは、反射層１３の表面の微細凹凸形状のみである。

図５は、第１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５では、図２に示す断面と同様の断面（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）の一部を拡大して示している。また、図５では、理解を容易にするために、基材層１１と第１光学形状層１２との界面、第１光学形状層１２と反射層１３との界面、反射層１３と第２光学形状層１４との界面、第２光学形状層１４と抜け光抑制層１５と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Ｐ偏光を多く含む映像光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、反射層１３で反射しなかった一部の映像光Ｌ３に含まれるＰ偏光は、反射層１３を透過して背面側へ進み、抜け光抑制層１５によって吸収される。また、図示しないが、映像光Ｌ３に含まれるＳ偏光は、抜け光抑制層１５を透過してスクリーン１０の背面側から出射するが、その光量は少ない。
したがって、反射層１３を透過した映像光が、スクリーン１０の背面側から上方へ出射し、背面側のスクリーン１０の近傍の天井等に到達して生じる映像の映り込みを低減できる。

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の映像源側表面１０ａで反射するが、スクリーン１０上方へ向かうので、観察者Ｏ１の映像の視認の妨げにはならない。また、このような、スクリーン１０の映像源側表面１０ａで反射する映像光Ｌ４は、Ｐ偏光を多く含む映像光を用い、映像光のスクリーン１０への入射角度を、ブリュースター角を考慮して設定することにより、効率よく低減できる。
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５に示すように、スクリーン１０に映像源側上方から入射する外光Ｇ１のうち、一部の外光Ｇ２は、スクリーン１０の表面で反射して、スクリーン下方へ向かい、観察者Ｏ２には届かない。また、外光Ｇ１のうち、一部の外光Ｇ３は、反射層１３で反射し、一部がスクリーン１０下方へ出射し、一部がスクリーン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、減衰する。
また、スクリーン１０に映像源側上方から入射し、反射層１３を透過する外光Ｇ４は、背面側へ向かい、抜け光抑制層１５に入射する。そして、外光Ｇ４に含まれるＰ偏光は吸収され、Ｓ偏光は背面側からスクリーン下方へ出射し、観察者Ｏ２には届かない。

スクリーン１０に背面側上方から入射する外光Ｇ５のうち、一部の外光Ｇ６は、スクリーン１０の表面で反射して、スクリーン下方へ向かい、観察者Ｏ２には届かない。また、スクリーン１０に入射した外光Ｇ５に含まれるＰ偏光は、抜け光抑制層１５によって吸収される。また、外光Ｇ５に含まれるＳ偏光は、抜け光抑制層１５を透過し、反射層１３で反射して、スクリーン１０の背面側上方へ出射したり（外光Ｇ７）、反射層１３を透過してスクリーン１０の映像源側下方へ出射したり（外光Ｇ８）、像源側の表面で全反射して、スクリーン内部下方側へ向かい、減衰したりする。
したがって、スクリーン１０に映像源側又は背面側から入射する外光が観察者Ｏ１に届いて、映像のコントラストが低下することを大幅に改善できる。

また、スクリーン１０への入射角度が０°近傍等となるような入射角度の小さい外光Ｇ９，Ｇ１０は、外光Ｇ９，Ｇ１０に含まれるＰ偏光は抜け光抑制層によって吸収され、Ｓ偏光は抜け光抑制層１５を透過する。そのため、このような外光は、その光量の半分程度がこのスクリーン１０を透過する。このとき、スクリーン１０は、拡散粒子を含有する拡散材等を含有していないので、このスクリーン１０を透過する外光Ｇ９，Ｇ１０のＰ偏光成分は、拡散されない。
したがって、観察者Ｏ１，Ｏ２が、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。

従来の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た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る。

しかし、本実施形態のスクリーン１０では、反射層１３の表面が微細かつ不規則な凹凸形状を有する以外は、拡散作用を有しておらず、映像光は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、反射層１３を透過する光は拡散されない。したがって、本実施形態のスクリーン１０は、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、－Ｚ側）の景色を一部視認することが可能である。さらに、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。

さらに、仮に、スクリーン１０が抜け光抑制層１５を備えておらず、映像源ＬＳが所定の偏光を映像光として照射しない場合、反射層１３で反射せずに透過した映像光の一部は、スクリーン１０の背面側からスクリーン１０の上方へ出射する。このとき、スクリーン１０の画面上部の反射層１３を透過した映像光は、スクリーン１０背面側の天井に到達しやすく、天井に映像が映り込んで、意匠性の低下を招くという問題があった。このような天井への映像の映り込みは、スクリーン１０が大画面である場合には、特に生じやすい。

しかし、本実施形態のスクリーン１０では、映像源ＬＳが投射する映像光は、Ｐ偏光を多く含む光であり、抜け光抑制層１５はＰ偏光を吸収し、Ｓ偏光を透過するので、反射層１３を透過した映像光を効果的に吸収し、上述のような天井への映像の映り込みを大幅に改善できる。また、抜け光抑制層１５は、Ｓ偏光を透過するので、スクリーン１０の透明性を維持できる。
また、本実施形態のスクリーン１０では、抜け光抑制層１５は、スクリーン１０へ入射角０°近傍等の小さな入射角度で入射する光（例えば、図５に示す外光Ｇ９，Ｇ１０）は、その光量の半分程度を透過するので、観察者Ｏ１，Ｏ２がスクリーン１０を通してスクリーンの向こう側の景色等を視認する際に十分な透明性を維持できる。
また、本実施形態のスクリーン１０では、スクリーン１０の背面側上方から入射する太陽光や照明光等の不要な外光を吸収するので、映像のコントラストを向上させ、良好な映像を表示できる。

また、本実施形態のように、映像源ＬＳがＰ偏光を多く含む光を映像光として斜めに投射する形態とする場合には、スクリーン１０への映像光の入射角度範囲を、前述のようにブリュースター角を考慮して設定することにより、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、映像の明るさ、鮮明さの向上を図ることができ、かつ、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。

なお、上述の第１実施形態では、映像源ＬＳが、Ｐ偏光を多く含む光を映像光として投射し、抜け光抑制層１５が、Ｓ偏光を透過し、Ｐ偏光を吸収する例を挙げて説明した。しかし、これに限らず、例えば、映像源ＬＳが、Ｓ偏光を多く含む光を映像光として投射し、抜け光抑制層１５がＳ偏光を吸収し、Ｐ偏光を透過する機能を有する形態としてもよい。

（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では、前述の図２に示すスクリーン１０の断面に相当するスクリーン２０の断面を示している。
第２実施形態のスクリーン２０は、前述の第１実施形態に示した抜け光抑制層１５を備えておらず、かつ、反射層２３が前述の第１実施形態の反射層１３とは異なる点以外は、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、前述の第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。
本実施形態のスクリーン２０は、基材層１１、第１光学形状層１２、反射層２３、第２光学形状層１４、保護層２５を備えている。このスクリーン２０は、前述の第１実施形態に示した映像表示装置１に、スクリーン１０に代えて使用可能である。

図７は、第２実施形態の反射層２３を説明する図である。図７では、理解を容易にするために、図６に示したスクリーン２０の断面の一部を拡大し、基材層１１と保護層２５を省略して示している。
反射層２３は、所定の偏光を反射し、それ以外の光を透過する機能を有している。本実施形態の反射層２３は、Ｐ偏光を反射し、Ｓ偏光を透過する機能を有している。したがって、反射層２３は、映像光に多く含まれるＰ偏光を効率よく反射できる。また、映像光に含まれるＳ偏光は、反射層２３を透過するが、その光量は少ないので、スクリーン１０の背面側上方へ映像光が出射する光量を低減できる。即ち、本実施形態の反射層２３は、抜け光抑制層としての機能を有している。
また、反射層２３に入射する外光に関しては、外光に含まれるＰ偏光は反射されるが、Ｓ偏光は透過する。したがって、外光は、その光量の半分程度がこの反射層２３を透過するので、スクリーン２０は、透明性を維持できる。

反射層２３としては、所定の偏光を反射し、それ以外を透過する作用を有する偏光選択反射性を有するシート状の部材を用いることができる。この場合、第２光学形状層１４を紫外線硬化型樹脂等により成形した後に、反射層２３となる偏光選択反射性を有するシート状の部材を第２光学形状層１４の映像源側となる面に配置し、成形した第１光学形状層１２を積層してプレス成形する等により、第１光学形状層１２、反射層２３、第２光学形状層１４を一体に成形できる。
このような反射層２３としては、例えば、コレステリック液晶からなる少なくとも１層以上の液晶層と１／４波長板とを積層したシート状の部材等が好適に使用できる。
反射層２３は、前述の反射層１３と同様に、その表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有している。

本実施形態によれば、効率よく映像光を反射して明るい映像が表示でき、かつ、透明性を高く維持できる。さらに、反射層２３により、映像光に多く含まれるＰ偏光が反射されるので、反射層２３を透過する光量を大幅に低減でき、背面側の天井への映像の映り込みを大幅に改善できる。

なお、上述の第２実施形態においても、映像源ＬＳは、映像光としてＳ偏光を多く含む光（又は、Ｓ偏光）を投射し、反射層２３が、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する機能を有する形態としてもよい。

（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、スクリーン１０，２０の映像源側（＋Ｚ側）の表面に、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１０，２０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１０，２０の使用環境や使用目的等に応じて、スクリーン１０，２０の映像源側の表面に、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、基材層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の映像源側の表面に反射防止層を設けた場合には、反射層１３で反射した映像光が、映像源側の空気との界面で反射して、背面側から出射して背面側に映像が漏れたように表示されることを防止できる。
なお、スクリーン１０，２０の映像源側（＋Ｚ側）の面に限らず、背面側（－Ｚ側）の表面にハードコート機能や反射防止機能等を有する層を備えてもよい。

（２）各実施形態において、スクリーン１０，２０は、背面側に位置する抜け光抑制層１５、保護層２５が接合層５１を介して支持板５０に一体に接合される形態を示したが、これに限らず、例えば、映像源側に位置する基材層１１が接合層５１を介して支持板５０に接合される形態としてもよい。
このように、スクリーン１０，２０の背面側が露出する形態とする場合には、抜け光抑制層１５、保護層２５よりも背面側に、ハードコート機能や反射防止機能、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つ又は複数設けてもよい。

（３）第１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を備えない形態としてもよい。また、第２実施形態において、スクリーン２０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、保護層２５の少なくとも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を、ガラス板等の光透過性を有する板状の部材とし、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。同様に、スクリーン２０は、基材層１１又は保護層２５のどちらかを、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。

（４）各実施形態において、反射層１３，２３の表面（単位光学形状１２１の表面）の微細な凹凸形状は、その大きさや形状、配列等が不規則である例を示したが、大きさや形状、配列のいずれかが規則性を有していてもよい。

（５）各実施形態において、映像源ＬＳは、スクリーン１０，２０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１０，２０の斜め下側等に配置され、スクリーン１０，２０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、単位光学形状１２１の配列方向は、映像源ＬＳの位置に合わせて傾けた形態とする。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。

（６）各実施形態において、単位光学形状１２１は、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂが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、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂは、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている例を示したが、これに限らず、第１斜面１２１ａにのみ微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている形態としてもよい。
また、反射層１３，２３は、単位光学形状１２１の第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。

（７）各実施形態において、映像表示装置１は、室内用のパーテーションに配置される例を示したが、これに限らず、例えば、展示会等における映像表示や、店舗等のショーウィンドウ等にも適用できる。また、スクリーン１０，２０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、上述の各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
１０，２０ 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 抜け光抑制層
２３ 反射層（抜け光抑制層）
２５ 保護層
ＬＳ 映像源

Claims (4)

1. 映像源から投射された映像光を反射して映像を表示し、かつ、透明性を有する反射スクリーンと、
   前記反射スクリーンに対して、映像光として、所定の偏光を多く含む光、又は、前記所定の偏光を投射する映像源と、
   を備える映像表示装置であって、
   前記反射スクリーンは、
   光透過性を有する層であって、前記反射スクリーンの厚み方向の背面側の面に、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複数配列されて形成された第１光学形状層と、
   前記単位光学形状の前記第１の面及び前記第２の面に形成され、映像光に含まれる前記所定の偏光を反射し、その他の光を透過する反射層と、
   前記反射スクリーンの厚み方向において前記反射層よりも背面側に、光透過性を有し、前記単位光学形状の間の谷部を充填するように積層された第２光学形状層と、
   を備え、
   光を拡散する機能を有する拡散粒子を含有する光拡散層を備えておらず、
   前記単位光学形状は、その表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有し、
   前記反射層の少なくとも前記単位光学形状側の面は、前記凹凸形状に対応した凹凸形状を有し、
   前記第２光学形状層の屈折率は、前記第１光学形状層の屈折率と、同等である、又は、同等とみなせる程度の小さい屈折率差を有すること、
   を特徴とする映像表示装置。
2. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記第１光学形状層は、前記単位光学形状が同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状を有すること、
   を特徴とする映像表示装置。
3. 請求項２に記載の映像表示装置において、
   前記反射スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、前記単位光学形状が配列された同心円の中心となる点及び前記映像源は、
   前記反射スクリーンの表示領域外に位置し、かつ、
   前記表示領域の幾何学的中心となる点を通り前記単位光学形状の配列方向に平行な直線上において、前記幾何学的中心となる点に対して同じ側に位置すること、
   を特徴とする映像表示装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の映像表示装置において、
   使用状態において、前記映像源は、前記反射スクリーンの下方に位置し、前記反射スクリーンに対して、前記所定の偏光を斜めに投射し、
   前記第２の面が前記反射スクリーンのスクリーン面に平行な面となす角度は、前記第１の面が前記反射スクリーンのスクリーン面に平行な面となす角度よりも大きく、
   前記反射スクリーンの画面中心を通り前記単位光学形状の配列方向及び前記反射スクリーンの厚み方向に平行な前記反射スクリーンの断面において、前記第１の面は、前記映像源に近い方の端部が前記映像源に遠い方の端部よりも背面側に位置するように傾斜していること、
   を特徴とする映像表示装置。

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