JP2015069110A - 反射型スクリーン、映像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】観察する方向に依らず、ユニフォミティの良好な反射型スクリーン、映像表示システムを提供する。【解決手段】反射型スクリーン１０は、レンズ面１３２と非レンズ面１３３とを有し背面側に凸となる単位レンズ１３１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背面側に有するレンズ層１３と、レンズ面１３２に形成され、光を反射する反射層１２とを備え、レンズ面１３２がスクリーン面に平行な面となす角度α（?）は、該レンズ面のサーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心点Ｃからの半径をｒ（ｍｍ）とするとき、ｒ≰５００ｍｍとなる領域において、０＜α＜−３．２０７７９０８９９３４２５２?１０−１２?ｒ４＋１．７０９６６１１６３７２３８９?１０−８?ｒ３−３．５７２３０６３３９３０１４５?１０−５?ｒ２＋０．０４２２０１９２８２２１０２９３?ｒ＋３という式を満たすものとした。【選択図】図１

Description

本発明は、投射された映像光を反射して映像を表示する反射型スクリーン、映像表示システムに関するものである。

従来、様々な構成を有する反射型スクリーンが開発され、映像表示システムに用いられている。近年では、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映像投射装置（プロジェクタ）等が広く利用されている。
短焦点型の映像投射装置は、反射型スクリーンに対して、上方又は下方から従来の映像源よりも大きな入射角度となる映像光を投射し、映像投射装置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るので、反射型スクリーンを用いた映像表示システムの省スペース化等に寄与できる。
このような短焦点型の映像投射装置によって投射された映像光を良好に表示するために、単位レンズが複数配列されて形成されたリニアフレネルレンズ形状やサーキュラー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）。

特開平８−２９８７５号公報 特開２００８−７６５２２号公報

各種表示装置では、常々、ユニフォミティ（画面全体での明るさや色再現の均一性）の向上が要求される。
上述のような反射型スクリーンでは、画面左右方向等において斜め方向から観察した場合に、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学中心（フレネルセンター）近傍において、不必要に明るい領域が観察され、ユニフォミティが低下するという問題があった。
上述の特許文献１，２には、このようなユニフォミティの向上に関しては、一切開示されていない。

本発明の課題は、観察する方向に依らず、ユニフォミティの良好な反射型スクリーン、映像表示システム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。
請求項１の発明は、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、レンズ面（１３２）と非レンズ面（１３３）とを有し背面側に凸となる単位レンズ（１３１）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背面側に有するレンズ層（１３）と、少なくとも前記レンズ面に形成され、光を反射する反射層（１２）と、を備え、前記レンズ面がスクリーン面に平行な面となす角度α（°）は、該レンズ面の前記サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心点（Ｃ）からの半径をｒ（ｍｍ）とするとき、ｒ≦５００ｍｍとなる領域において、０＜α＜−３．２０７７９０８９９３４２５２×１０^−１２×ｒ^４＋１．７０９６６１１６３７２３８９×１０^−８×ｒ^３−３．５７２３０６３３９３０１４５×１０^−５×ｒ^２＋０．０４２２０１９２８２２１０２９３×ｒ＋３という式を満たしていること、を特徴とする反射型スクリーン（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の反射型スクリーンにおいて、前記光学的中心点（Ｃ）は、スクリーン面の法線方向から見て、表示領域の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）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の反射型スクリーン（１０）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、を備える映像表示システム（１）である。
請求項４の発明は、請求項３に記載の映像表示システムにおいて、前記映像源（ＬＳ）は、前記反射型スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、前記反射型スクリーンの表示領域の領域外に位置し、前記光学的中心点（Ｃ）を通り前記単位レンズ（１３１）の配列方向に平行な直線上であって、スクリーン面の法線方向から見て前記表示領域に対して前記光学的中心点（Ｃ）と同じ側に位置すること、を特徴とする映像表示システム（１）である。

本発明によれば、観察する方向に依らず、ユニフォミティの良好な反射型スクリーン、映像表示システムを提供できるという効果を奏する。

実施形態の映像表示システム１を説明する図である。 実施形態の反射型スクリーン１０の層構成を説明する図である。 実施形態のレンズ層１３を説明する図である。 従来の反射型スクリーン９０を画面左右方向において、正面方向に対して角度をなす方向から観察した場合の問題点を示す図である。 実施例及び比較例の反射型スクリーンでの角度αの変化を示すグラフである。 実施例及び比較例の反射型スクリーンの輝度ムラの評価方法を説明する図である。 実施例及び比較例の反射型スクリーンを画面左右方向において斜め方向から観察した場合の様子を示している。

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。

（実施形態）
図１は、本実施形態の映像表示システム１を説明する図である。図１（ａ）は、映像表示システム１の斜視図であり、図１（ｂ）は、映像表示システム１の側面図である。
映像表示システム１は、反射型スクリーン１０、映像源ＬＳ等を有している。この映像表示システム１は、映像源ＬＳから投影された映像光Ｌを反射型スクリーン１０が反射して、その画面上に映像を表示する。本実施形態の映像表示システム１は、フロントプロジェクションテレビシステム等として用いることができる。

映像源ＬＳは、映像光Ｌを反射型スクリーン１０へ投射する映像光投射装置である。
本実施形態の映像源ＬＳは、汎用の短焦点型プロジェクタである。映像源ＬＳは、使用状態において、反射型スクリーン１０の画面を正面方向（スクリーン面の法線方向）から見た場合に、反射型スクリーン１０の画面左右方向において中央であって、反射型スクリーン１０の画面（表示領域）よりも鉛直方向下方側であって、観察者側となる位置に配置されている。

映像源ＬＳは、反射型スクリーン１０のスクリーン面の法線方向（反射型スクリーン１０の厚み方向）における反射型スクリーン１０との距離が、従来の汎用プロジェクタに比べて大幅に近い位置から映像光Ｌを投射できる。即ち、映像源ＬＳは、従来の汎用プロジェクタに比べて、反射型スクリーン１０までの投射距離が短く、その映像光Ｌの反射型スクリーン１０に対する入射角度が従来のものに比べて大きい。
なお、スクリーン面とは、この反射型スクリーン１０全体として見たときにおける、反射型スクリーン１０の平面方向となる面を示すものとする。本実施形態において、反射型スクリーン１０のスクリーン面は、反射型スクリーン１０の画面に平行である。

反射型スクリーン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、映像を表示するスクリーンである。使用状態において、この反射型スクリーン１０の画面は、例えば、観察者Ｏ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とする。
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、この反射型スクリーン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）であるとする。

一般的に、反射型スクリーンは、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、反射型スクリーン１０は、その背面側に不図示の接合層を介して支持板５０一体に接合される形態とすることにより、その画面の平面性を維持している。なお、これに限らず、反射型スクリーン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。
支持板５０は、剛性が高い平板状の部材であり、アクリル樹脂やＰＣ樹脂等の樹脂製、アルミニウム等の金属製、木製等の板状の部材を用いることができる。

図２は、本実施形態の反射型スクリーン１０の層構成を説明する図である。図２では、反射型スクリーン１０の画面（表示領域）の幾何学的中心となる点Ａ（図１（ａ）、（ｂ）参照）を通り、画面上下方向に平行であって、スクリーン面に直交（厚み方向に平行）な断面の一部を拡大して示している。
反射型スクリーン１０は、その映像源側（観察者側）から順に、表面層１５、基材層１４、レンズ層１３、反射層１２、保護層１１等を備えている。また、反射型スクリーン１０は、例えば、対角７０〜１５０インチ程度等の大きな画面（表示領域）を有している。

基材層１４は、観察者側に表面層１５が一体に形成され、背面側（裏面側）にレンズ層１３が一体に形成されている。この基材層１４は、レンズ層１３を形成する基材（ベース）となる層である。
基材層１４は、光拡散層１４１と、着色層１４２とを有し、これらが一体に積層されている。本実施形態では、図２に示すように、光拡散層１４１が背面側であり、着色層１４２が観察者側（映像源側）に位置する例を示したが、これに限らず、光拡散層１４１が観察者側に位置し、着色層１４２が背面側に位置する形態としてもよい。

光拡散層１４１は、光透過性を有する樹脂を母材とし、光を拡散する拡散材を含有し、光を拡散する作用を有する層である。この光拡散層１４１は、視野角を広げたり、明るさの面内均一性の向上を図ったりする機能を有する。
光拡散層１４１の母材となる樹脂としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂や、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＭＳ（メチルメタクリレート・スチレン）樹脂、ＭＢＳ（メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン）樹脂、アクリル系樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂等が挙げられる。

また、光拡散層１４１に含まれる拡散材としては、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン系等の樹脂製の粒子や無機粒子等を用いることができ、その平均粒径が約１〜５０μｍであるものを使用することが好ましい。
この光拡散層１４１の厚さは、反射型スクリーン１０の画面サイズにもよるが、約１５０〜３０００μｍとすることが、像ぼけを抑制し、かつ、十分な明るさの面内均一性を得る観点から好ましい。

着色層１４２は、所定の透過率とするための灰色や黒色等の染料や顔料等の着色材により着色が施された層である。この着色層１４２は、反射型スクリーン１０に入射する照明光等の不要な外光や迷光を吸収し、映像のコントラストを向上させる機能を有する。
着色層１４２の母材としては、ＰＥＴ樹脂や、ＰＣ樹脂、ＭＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、アクリル系樹脂、ＴＡＣ樹脂、ＰＥＮ樹脂等が挙げられる。また、着色材としては、グレー系や黒色系等の暗色系の染料や顔料等や、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等が挙げられる。
着色層１４２は、反射型スクリーン１０の画面サイズにもよるが、その厚さを約３０〜３０００μｍとし、その透過率を約３０〜８０％とすることが、十分に外光を吸収して映像の黒輝度を低減し、かつ、明るい映像を表示する観点から好ましい。
この基材層１４は、光拡散層１４１と着色層１４２とを共押し出しすることにより、これらの層が一体に積層されて形成されている。

図３は、本実施形態のレンズ層１３を説明する図である。図３（ａ）は、レンズ層１３を背面側正面方向から観察した様子を示しており、理解を容易にするために、反射層１２や保護層１１等は、省略して示している。図３（ｂ）は、図２に示す断面の一部をさらに拡大して示している。
レンズ層１３は、基材層１４の背面側に設けられ、光透過性を有する樹脂製であり、その背面側の面に、単位光学要素が複数配列されや光学形状を有する光学形状層である。このレンズ層１３は、背面側の面に、図３（ａ）に示すように、点Ｃを中心として単位レンズ１３１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、反射型スクリーン１０の画面（表示領域）の領域外であって、反射型スクリーン１０の下方に位置している。

単位レンズ１３１は、図２や図３（ｂ）に示すように、スクリーン面に直交する方向（反射型スクリーン１０の厚み方向）に平行であって、単位レンズ１３１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。
この単位レンズ１３１は、背面側に凸であり、レンズ面１３２と、レンズ面１３２と頂点ｔを挟んで対向する非レンズ面１３３とを備えている。反射型スクリーン１０の使用状態において、単位レンズ１３１では、レンズ面１３２が頂点ｔを挟んで非レンズ面１３３よりも鉛直方向上側に位置している。

単位レンズ１３１において、図３（ｂ）に示すように、レンズ面１３２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１３３がスクリーン面に平行な面となす角度は、β（β＞α）である。
また、単位レンズ１３１の配列ピッチは、Ｐであり、単位レンズ１３１のレンズ高さ（スクリーンの厚み方向における頂点ｔから単位レンズ１３１間の谷底となる点ｖまでの寸法）は、ｈである。
理解を容易にするために、図２等では、単位レンズ１３１の配列ピッチＰ、角度α，βは、単位レンズ１３１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１３１は、実際には、配列ピッチＰは一定であるが、角度αが単位レンズ１３１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。

なお、配列ピッチＰは、単位レンズ１３１の配列方向に沿って次第に変化する形態としてもよく、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（反射型スクリーン１０のスクリーン面への映像光の入射角度）、反射型スクリーン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１３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１３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。
このレンズ層１３は、例えば、基材層１４の一方の面（本実施形態では、光拡散層１４１側の面）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１３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１２は、光を反射する作用を有する層である。この反射層１２は、図２や図３（ｂ）に示すように、レンズ面１３２に形成されているが、非レンズ面１３３には形成されていない。
反射層１２は、レンズ面１３２上に、アルミニウムや銀、ニッケル等の金属を蒸着する、スパッタリングする、又は金属箔を転写する等により形成される。
この反射層１２の厚さは、光を反射するために十分な厚さであれば、その材料等に応じて自由に設定してよい。

保護層１１は、レンズ層１３及び反射層１２の背面側に設けられた層である。この保護層１１は、反射層１２の劣化や剥離、反射層１２及びレンズ層１３の破損等を抑制し、反射層１２及びレンズ層１３を保護する機能を有している。また、保護層１１は、光を吸収する機能を有しており、観察者側から到達した外光等を吸収する機能を有している。
この保護層１１は、図２及び図３（ｂ）に示すように、反射層１２及び非レンズ面１３３を背面側から被覆している。従って、非レンズ面１３３上に保護層１１が形成された形態となっている。また、保護層１１は、レンズ層１３の単位レンズ１３１の凹凸を十分に充填しており、その背面側の面は、スクリーン面に平行な略平面状となっている。

保護層１１は、反射型スクリーン１０の厚み方向において、単位レンズ１３１の頂点ｔからその背面側表面までの寸法を、約５〜１００μｍとすることが、保護機能を十分発揮し、かつ光吸収性等を十分発揮する観点等から好ましい。
なお、保護層１１は、十分な保護機能及び光吸収機能を有するのであれば、単位レンズ１３１の凹凸形状に沿って略等しい厚さで形成される等、その背面側の面が凹凸形状を有していてもよい。

この保護層１１は、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等、これらの混合となる樹脂を母材とし、光吸収材として黒色等の暗色系の塗料や、黒色等の暗色系の染料や顔料等又はこれらを含有するビーズが添加され、さらに、反射層１２を酸化等の劣化から保護する等の機能を有する各種添加剤等が添加された材料を、反射層１２が形成されたレンズ層１３の背面側に塗布して硬化させること等により、形成される。なお、保護層１１は、光吸収材や各種添加剤を含有する熱硬化型樹脂もしくは紫外線硬化型樹脂を用いて形成してもよいし、黒色系の塗料等により形成してもよい。

図２に戻って、表面層１５は、基材層１４の映像源側（観察者側）に設けられ、各種機能を有する層である。
本実施形態の表面層１５は、反射型スクリーン１０の映像源側の最表面を形成し、防眩機能とハードコート機能を有している。この表面層１５は、観察者側の表面に微細な凹凸形状（マット形状）を有しており、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）等の電離放射線硬化型樹脂等により形成されている。
なお、表面層１５は、これに限らず、反射防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能や帯電防止機能、タッチパネル機能等、適宜必要な機能を１つ又は複数選択して設けてよい。また、表面層１５の厚さは、約１０〜１００μｍである。
この表面層１５は、基材層１４とは別層であって不図示の粘着材等により基材層１４に接合される形態としてもよいし、基材層１４の観察者側の面に、各種機能を有する樹脂等を塗布する等により直接形成される形態としてもよい。

図２を参照しながら、本実施形態の反射型スクリーン１０へ入射する映像光及び外光の様子を説明する。理解を容易にするために、表面層１５、基材層１４（着色層１４２及び光拡散層１４１の母材）、レンズ層１３の屈折率は等しいものとし、映像光Ｌ１及び外光Ｇ１，Ｇ２に対する光拡散層１４１の光拡散作用等は省略して、図２に示している。
図２に示すように、映像源ＬＳから投影された大部分の映像光Ｌ１は、反射型スクリーン１０の下方から入射し、表面層１５及び基材層１４を透過してレンズ層１３の単位レンズ１３１へ入射する。
そして、映像光Ｌ１は、レンズ面１３２へ入射して反射層１２によって反射され、観察者Ｏ側へ向かって反射型スクリーン１０から出射する。なお、映像光Ｌ１が反射型スクリーン１０の下方から投射されており、かつ、角度β（図３（ｂ）参照）が反射型スクリーン１０の画面上下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１３３に直接入射することはなく、非レンズ面１３３は、映像光Ｌ１の反射には影響しない。

一方、照明光等の不要な外光Ｇ１，Ｇ２は、図２に示すように、主として反射型スクリーン１０の上方から入射し、表面層１５及び基材層１４を透過してレンズ層１３の単位レンズ１３１へ入射する。
そして、一部の外光Ｇ１は、非レンズ面１３３へ入射して、保護層１１によって吸収される。また、一部の外光Ｇ２は、レンズ面１３２で反射して、主として反射型スクリーン１０の下方側へ向かうので、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。従って、反射型スクリーン１０では、外光Ｇ１，Ｇ２による映像のコントラスト低下を抑制できる。
従って、本実施形態の反射型スクリーン１０によれば、明室環境下であっても、コントラストが高く明るく良好な映像を表示できる。

図４は、従来の反射型スクリーン９０を画面左右方向において、正面方向に対して角度をなす方向から観察した場合の問題点を示す図である。図４では、従来の反射型スクリーン９０を、正面方向に対して観察者Ｏ（図１参照）の左側から斜めに観察した場合を示している。
従来の反射型スクリーン９０の画面左右方向において、正面方向に対して角度をなす方向から映像を観察した場合、図４に破線で示すように、映像源ＬＳの映像光の投射口に近い画面下端中央から観察者とは反対側（図４では、画面左右方向右側）へ扇状に他よりも明るい領域が観察され、輝度ムラとなるという問題があった。
この明るい領域は、反射型スクリーン９０を正面方向から観察した場合には観察されないが、上述のように画面左右方向から斜めに観察した場合には観察され、観察角度によるユニフォミティの低下や、これに起因する画質の低下、反射型スクリーンの品質の低下が問題となっていた。また、このような明るい領域が生じることによる輝度ムラは、本実施形態のような短焦点型の映像源ＬＳ及び反射型スクリーン１０を用いる場合に、特に生じやすい。

本発明者がこのような輝度ムラの要因を検討したところ、この明るい領域は、映像光の反射型スクリーン９０の表面での反射ではなく、反射層１２での反射によって生じるものであり、レンズ層１３のサーキュラーフレネルレンズ形状のレンズ面１３２の角度αに起因すると想定された。
そして、フレネルセンター（点Ｃ）近傍の単位レンズ１３１のレンズ面１３２の角度αが、従来の設計のものよりも小さく、０°に近い値であることが、上述のような輝度ムラ低減の観点から好ましいことがわかった。

以上のことから、上記のような輝度ムラを改善するために、本実施形態の反射型スクリーン１０は、レンズ層１３のサーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心（フレネルセンター）である点Ｃからの半径ｒ（ｍｍ）とするとき、ｒ≦５００ｍｍとなる範囲で、半径ｒの距離に位置するレンズ面１３２がスクリーン面に平行な面となす角度α（°）が、以下の式（式１）を満たしているものとした。
０＜α＜−３．２０７７９０８９９３４２５２×１０^−１２×ｒ^４＋１．７０９６６１１６３７２３８９×１０^−８×ｒ^３−３．５７２３０６３３９３０１４５×１０^−５×ｒ^２＋０．０４２２０１９２８２２１０２９３×ｒ＋３ ・・・（式１）
この式１を満たすことにより、上述のような、画面左右方向において斜め方向からみた場合に観察される輝度ムラを解消し、観察する方向に依らず、ユニフォミティの高い反射型スクリーン１０及び映像表示システム１とすることができる。

ここで、本実施形態の実施例の反射型スクリーン１０と比較例の反射型スクリーンとを用意し、ｒ≦５００ｍｍとなる領域での角度αの変化と、画面左右方向から見た場合の輝度ムラの有無を評価した。
実施例の反射型スクリーン１０及び比較例の反射型スクリーンは、角度αの大きさが異なる以外は、同様の形状である。
図５は、実施例及び比較例の反射型スクリーンでの角度αを示すグラフである。図５において、縦軸は角度α、横軸はフレネルセンターとなる点Ｃからの半径ｒを示している。
実施例の反射型スクリーン１０では、角度α（°）が、以下の式（式２）で近似される。
α＝−３．２０７７９０８９９３４２５２×１０^−１２×ｒ^４＋１．７０９６６１１６３７２３８９×１０^−８×ｒ^３−３．５７２３０６３３９３０１４５×１０^−５×ｒ^２＋０．０４２２０１９２８２２１０２９３×ｒ ・・・（式２）
従って、実施例の反射型スクリーン１０は、ｒ≦５００ｍｍとなる領域で、前述の式１を満たしている。
一方、比較例の反射型スクリーンは、ｒ≦５００ｍｍとなる領域で、角度αが前述の式１を満たしていない領域を有している。

なお、図５に示すグラフでは、ｒ≦５００ｍｍとなる領域において、下記の式（式３）についても示している。この式３の右辺は、前述の式１の最も右側の辺に相当する。
α＝−３．２０７７９０８９９３４２５２×１０^−１２×ｒ^４＋１．７０９６６１１６３７２３８９×１０^−８×ｒ^３−３．５７２３０６３３９３０１４５×１０^−５×ｒ^２＋０．０４２２０１９２８２２１０２９３×ｒ＋３ ・・・（式３）
図５に示すように、比較例の反射型スクリーンは、ｒ≦２００ｍｍの領域で、式１を満たしいていない。

図６は、実施例及び比較例の反射型スクリーンの輝度ムラの評価方法を説明する図である。図６（ａ）は、評価時における実施例及び比較例の反射型スクリーン及び観察者Ｏを鉛直方向上側から見た様子を示し、図６（ｂ）は、評価時における実施例及び比較例の反射型スクリーン及び観察者Ｏ（ただし、角度θ＝０°に位置）を反射型スクリーンの側面側から見た様子を示している。
輝度ムラの評価は、実施例及び比較例の反射型スクリーンにおいて、映像光として白色光を投射して、観察者Ｏが目視で評価した。
観察者Ｏは、各反射型スクリーンの幾何学的中心となる点Ａを通り画面左右方向に水平な面内において、点Ａを通りスクリーン面に垂直な直線に対して観察者Ｏの左側に角度θ＝４５°、点Ａからｄ１＝３０００ｍｍとなる位置から各反射型スクリーンを観察した。

また、実施例及び比較例の反射型スクリーンは、いずれも画面サイズが対角１００インチであり、映像源ＬＳの映像光の投射口から反射型スクリーンまでの奥行き方向の寸法ｄ２＝４５０ｍｍ、投射口から反射型スクリーンの画面上下方向下端までの画面上下方向の寸法ｄ３＝２００ｍｍであり、点Ａへの投射角度は、６１°である。
なお、明室環境下では、反射型スクリーンの画面中央となる点Ａでの照明光等の照度が４００ｌｘである。

図７は、実施例及び比較例の反射型スクリーンを画面左右方向において斜め方向から観察した場合の様子を示している。図７（ａ），（ｂ）は、実施例の反射型スクリーンを示し、図７（ｃ），（ｄ）は、比較例の反射型スクリーンを示している。また、図７（ａ），（ｃ）では、暗室環境下での実施例及び比較例の反射型スクリーンを示し、図７（ｂ），（ｄ）では、明室環境下での実施例及び比較例の反射型スクリーンを示している。図７では、正面方向に対して観察者Ｏの左側にθ＝４５°の位置から観察した様子を示している。
実施例及び比較例の反射型スクリーンでは、正面方向から観察した場合には、暗室環境下においても明室環境下においても、輝度ムラは観察されず、明るさの面内均一性は十分であった。

しかし、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、比較例の反射型スクリーンでは、暗室環境下においても明室環境下においても、画面左右方向の中央下端から画面右側にむかって斜めに扇状の明るい領域が観察され、輝度ムラが生じていた。また、比較例の反射型スクリーンでは、θ＝４５°方向に限らず、比較例の反射型スクリーンを斜め方向から観察した場合には、扇状の明るい領域が観察され、輝度ムラが生じていた。

これに対して、図７（ａ），（ｂ）に示すように、実施例の反射型スクリーン１０では、そのような明るい領域は観察されず、輝度ムラが大幅に低減され、θ＝４５°方向から観察した場合も、それ以外の斜め方向から見た場合においても、ユニフォミティが大幅に向上していた。
なお、実施例及び比較例の反射型スクリーンにおいて、図７中において、画面左右方向の中央下端から画面左側（観察者から見て左側）に生じている明るい領域は、反射型スクリーンの表面での反射に起因するものであり、表面層１５の改良等により低減されるので、レンズ面１３２の角度αとは無関係である。そのため、ここでの輝度ムラの評価には加味しないものとする。

従って、本実施形態によれば、観察する角度に依らず、ユニフォミティの良好な反射型スクリーン１０及び映像表示システムとすることができる。

（変形形態）
以上説明した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）反射層１２は、レンズ面１３２に形成される例を示したが、これに限らず、非レンズ面１３３に形成されていてもよい。

（２）反射型スクリーン１０は、画面の平面性を維持するために、ガラス製や樹脂製であり、剛性の高い透明基板層を備える形態としてもよい。

（３）レンズ面１３２及び非レンズ面１３３は、レンズ面１３２や非レンズ面１３３の一部が曲面状となっていてもよいし、複数の面から構成される形態としてもよい。
また、単位レンズ１３１は、図２等に示す断面における断面形状が、例えば、略台形形状であり、レンズ面と非レンズ面とが、スクリーン面に平行な頂面を挟んで対向する形態としてもよい。このとき、頂面は、映像光の反射に寄与しない領域に形成されることが好ましい。頂面には、反射層を形成してもよいし、保護層で頂面が被覆される形態としてもよい。

（４）基材層１４は、着色層１４２を備えず、光拡散層１４１のみを備える形態としてもよい。この場合、光拡散層１４１が拡散材に加えて、さらに着色材も含有する形態としてもよい。
また、基材層１４は、着色層１４２と光拡散層１４１とを備え、着色層１４２が着色剤に加えてさらに光拡散材を含有する形態としてもよい。
さらに、光拡散層１４１と着色層１４２とは、別々に成形された光拡散層１４１と着色層１４２とを粘着剤等で接合して基材層１４としてもよい。

（５）反射型スクリーン１０は、壁面等を支持板５０とし、接合層により接合される形態としてもよいし、支持板５０を接合した状態で壁面に固定されたり、フック等の支持部材で壁面に吊り下げされる形態等としてもよい。
また、反射型スクリーン１０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してもよい。このような形態の場合には、支持板５０等を設けず、反射型スクリーン１０の背面側を、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。

（６）映像源ＬＳは、例えば、映像源ＬＳが、鉛直方向において反射型スクリーン１０より上方に位置し、映像光Ｌが反射型スクリーン１０の上方から斜めに投射される形態としてもよい。

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 映像表示システム
１０ 反射型スクリーン
１１ 保護層
１２ 反射層
１３ レンズ層
１３１ 単位レンズ
１３２ レンズ面
１３３ 非レンズ面
１４ 基材層
１５ 表面層

Claims (4)

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、
   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背面側に有するレンズ層と、
   少なくとも前記レンズ面に形成され、光を反射する反射層と、
   を備え、
   前記レンズ面がスクリーン面に平行な面となす角度α（°）は、該レンズ面の前記サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心点からの半径をｒ（ｍｍ）とするとき、ｒ≦５００ｍｍとなる領域において、
   ０＜α＜−３．２０７７９０８９９３４２５２×１０^−１２×ｒ^４＋１．７０９６６１１６３７２３８９×１０^−８×ｒ^３−３．５７２３０６３３９３０１４５×１０^−５×ｒ^２＋０．０４２２０１９２８２２１０２９３×ｒ＋３
   という式を満たしていること、
   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、
   前記光学的中心点は、スクリーン面の法線方向から見て、表示領域の領域外に位置すること、
   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、
   を備える映像表示システム。
4. 請求項３に記載の映像表示システムにおいて、
   前記映像源は、
   前記反射型スクリーンのスクリーン面の法線方向から見て、前記反射型スクリーンの表示領域の領域外に位置し、
   前記光学的中心点を通り前記単位レンズの配列方向に平行な直線上であって、スクリーン面の法線方向から見て前記表示領域に対して前記光学的中心点と同じ側に位置すること、
   を特徴とする映像表示システム。