JP2016114628A - 反射スクリーン、映像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】製造効率を向上させ、製造コストを安価にするとともに、スクリーン面内の輝度分布を均一にすることができる反射スクリーン、映像表示システムを提供する。【解決手段】反射スクリーン２０は、映像源ＬＳから投射された映像光を反射して画面に表示するものであり、映像源側とは反対の背面側に凸となり、画面上下方向に延在する単位光学形状２３１が、スクリーン面に沿って画面左右方向に複数配列されたレンズ層２３と、レンズ層２３の背面側に設けられた反射層２２と、レンズ層２３の映像源側に設けられ、光を透過する第１光透過部２５２及び第２光透過部２５３が、スクリーン面に沿って画面上下方向に交互に配列された光制御層２５とを備え、第２光透過部２５３は、厚み方向に平行であって画面上下方向に平行な断面における断面形状が、映像源側の端部の幅が広く、背面側に向けて次第に幅が狭くなる楔形形状に形成されていることを特徴とする。【選択図】図２

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おり、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の反射スクリーン等も開発されている。

短焦点型の映像投射装置は、反射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投射角度で映像光を投射することができ、映像投射装置と反射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。
そして、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１参照）。

特許文献１の反射スクリーンは、サーキュラーフレネルレンズ形状を有するレンズ層を備えている。このようなレンズ層は、枚葉状の基材に紫外線硬化型樹脂等により形成されるため、１枚ずつ製造する必要があり、製造効率を向上させることができず、また、製造コストも高価になってしまう場合があった。
ここで、レンズ層にリニアフレネルレンズ形状を適用し、巻き取られた基材上にレンズ層を順次成形する、いわゆるロール搬送方式によってレンズ層を形成し、製造効率を向上させ、製造コストを安価にすることも可能であるが、この場合、サーキュラーフレネルレンズ形状に比して反射スクリーンのスクリーン面内の輝度分布が不均一になってしまう問題が生じてしまう。

特開２００８−７６５２３号公報

本発明の課題は、製造効率を向上させ、製造コストを安価にするとともに、スクリーン面内の輝度分布を均一にすることができる反射スクリーン、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、画面上下方向の上方又は下方側に配置される映像源（ＬＳ）から投射された映像光を反射して画面に表示する反射スクリーン（２０）であって、映像源側とは反対の背面側に凸となり、画面上下方向に延在する単位光学形状（２３１）が、スクリーン面に沿って画面左右方向に複数配列されたレンズ層（２３）と、前記レンズ層の背面側に設けられ、光を反射する反射層（２２）と、前記レンズ層の映像源側に設けられ、光を透過する第１光透過部（２５２）及び第２光透過部（２５３）が、スクリーン面に沿って画面上下方向に交互に配列された光制御層（２５）とを備え、前記第２光透過部（２５３）は、厚み方向に平行であって画面上下方向に平行な断面における断面形状が、映像源側の端部の幅が広く、背面側に向けて次第に幅が狭くなる楔形形状に形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の反射スクリーン（２０）において、前記第２光透過部（２５３）の屈折率は、前記第１光透過部（２５２）の屈折率よりも小さいこと、を特徴とする反射スクリーンである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の反射スクリーン（２０）において、前記第２光透過部（２５３）は、前記第１光透過部（２５２）との界面を形成する斜面のうち、画面上下方向において前記映像源が配置される側と同じ側の斜面（２５３ａ）と、スクリーン面と平行な面とがなす角度αが、６０°≦α≦８０°の範囲に形成されていること、を特徴とする反射スクリーンである。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の反射スクリーン（２０）と、前記反射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。

本発明によれば、製造効率を向上させ、製造コストを安価にするとともに、スクリーン面内の輝度分布を均一にすることができる反射スクリーン、映像表示システムを提供することができる。

実施形態の映像表示システムを説明する図である。 実施形態の反射スクリーンの層構成を説明する図である。 実施形態のレンズ層を説明する図である。 実施形態の光制御層の詳細を説明する図である。 実施形態の反射スクリーンの製造方法を説明する図である。 実施形態の反射スクリーンの製造方法を説明する図である。 変形形態の反射スクリーンを示す図である。

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。
また、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。
さらに、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。

（第１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、反射スクリーン２０を備える反射スクリーンユニット１０と、映像源ＬＳ等とを有している。本実施形態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を反射スクリーン２０が反射して、その画面上に映像を表示する。
この映像表示システム１は、例えば、映像光Ｌを映像源ＬＳから投射する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可能である。

映像源ＬＳは、映像光Ｌを反射スクリーン２０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、反射スクリーン２０の画面を法線方向（スクリーン面の法線方向）から見た場合に、反射スクリーン２０の画面左右方向において中央であって、反射スクリーン２０の画面（表示領域）よりも下方側となる位置に配置されている。
なお、スクリーン面とは、この反射スクリーン２０全体として見たときにおける、反射スクリーン２０の平面方向となる面を示すものである。
この映像源ＬＳは、反射スクリーン２０の画面に直交する方向（反射スクリーン２０の厚み方向）における反射スクリーン２０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、反射スクリーン２０までの投射距離が短く、映像光Ｌの反射スクリーン２０のスクリーン面に対する入射角度も大きい。

反射スクリーン２０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、反射スクリーン２０の観察画面は、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。
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、この反射スクリーン２０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。
この反射スクリーン２０は、例えば、対角８０インチや１００インチ、１２０インチ等の大きな画面（表示領域）を有している。

なお、本実施形態の映像表示システム１は、短焦点型のプロジェクタである映像源ＬＳと、この映像源ＬＳから投射された映像光を反射して映像を表示する反射スクリーン２０とを備えるものとしたが、これに限らず、映像源ＬＳを、投射距離が長く、映像光の投射角度（即ち、スクリーンへの映像光の入射角度）の小さい従来の汎用プロジェクタとし、反射スクリーン２０をそのような映像源ＬＳに対応するものとしてもよい。

反射スクリーンユニット１０は、反射スクリーン２０と、その背面側に配置される平板状の支持板３０と、接合層４０とを有している。反射スクリーン２０と支持板３０とは、接合層４０を介して一体に接合されている。

この支持板３０は、高い剛性を有する部材であれば、特にその材料等は限定しないが、例えば、アルミニウム等の金属製の板材や、アクリル系樹脂等の樹脂製の板材等が好適に用いられる。また、表裏面をアルミニウム等の薄板とし、内部の芯材としてアルミニウム等の薄板により形成されたハニカム構造を備えることにより、板材全体としての軽量化を図った金属製の板材（いわゆる、ハニカムパネル）等を用いてもよい。また、支持板３０は、外光の映り込みや外光によるコントラスト低下等を防止する観点から、光透過性を有しない部材であることが好ましい。
反射スクリーン２０は、薄く、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、反射スクリーン２０は、支持板３０に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。

接合層４０は、反射スクリーン２０と支持板３０とを一体に接合する機能を有する層である。接合層４０は、粘着剤や接着剤等により形成する。

図２は、本実施形態の反射スクリーン２０の層構成を説明する図である。
図２（ａ）では、反射スクリーン２０の観察画面（表示領域）の幾何学的中心（画面中央）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、スクリーン面に垂直（厚み方向に平行）な断面の一部を拡大して示している。また、図２（ｂ）では、図２（ａ）のｂ−ｂ断面を示している。
反射スクリーン２０は、図２に示すように、その厚み方向において、映像源側（観察者側）から順に、表面層２６、光制御層２５、基材層２４、レンズ層２３、反射層２２、保護層２１等を備えている。

基材層２４は、この反射スクリーン２０のベースとなるシート状の部材である。この基材層２４の映像源側には、光制御層２５が形成され、背面側（裏面側）には、レンズ層２３が形成されている。
基材層２４は、拡散材を含有する光拡散層２４１と、顔料や染料等の着色材を含有する着色層２４２とを有している。本実施形態の基材層２４は、光拡散層２４１と着色層２４２とが共押出成形されることにより、一体に積層されて形成されている。
本実施形態では、図２に示すように、基材層２４において、光拡散層２４１が背面側であり、着色層２４２が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２４１が映像源側に位置し、着色層２４２が背面側に位置する形態としてもよい。

光拡散層２４１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する層である。光拡散層２４１は、視野角を広げたり、明るさの面内均一性を向上させたりする機能を有する。
光拡散層２４１の母材となる樹脂は、例えば、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、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、アクリル系樹脂等が好適に用いられる。

光拡散層２４１に含まれる拡散材としては、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂等、シリコン系等の樹脂製の粒子や無機粒子等が好適に用いられる。なお、拡散材は、無機系拡散材と有機系拡散材とを組み合わせて用いてもよい。この拡散材は、略球形であり、平均粒径が約１〜５０μｍであるものを用いることが好ましい。また、使用に適した拡散材の粒径の範囲は、５〜３０μｍであるのが好ましい。
光拡散層２４１の厚さは、反射スクリーン２０の画面サイズ等にも依るが、約５０〜１０００μｍとすることが好ましい。光拡散層２４１は、そのヘイズ値が、８５〜９９％の範囲であることが望ましい。本実施形態の光拡散層２４１の厚さは、約１５０μｍに形成されている。

着色層２４２は、黒色等の暗色系の着色剤等により、所定の光透過率となるように着色が施された層である。着色層２４２は、反射スクリーン２０に入射する照明光等の不要な外光を吸収したり、表示される映像の黒輝度を低減させたりして、映像のコントラストを向上させる機能を有する。
着色層２４２の着色剤としては、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好適に用いられる。
着色層２４２の母材となる樹脂は、ＰＥＴ樹脂や、ＰＣ樹脂、ＭＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＴＡＣ樹脂、ＰＥＮ樹脂、アクリル系樹脂等を用いることができる。
着色層２４２は、反射スクリーン２０の画面サイズ等にも依るが、その厚さを約３０〜２０００μｍとすることが好ましい。本実施形態の着色層２４２の厚さは、約７０μｍに形成されている。

図３は、本実施形態のレンズ層２３を説明する図である。
図３（ａ）は、レンズ層２３及び反射層２２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、保護層２１等は省略して示している。図３（ｂ）は、図２（ｂ）に示す断面の一部をさらに拡大して示し、理解を容易にするために、映像源側に位置する基材層２４や、光制御層２５、表面層２６は省略して示している。

レンズ層２３は、基材層２４の背面側に一体に形成された層であり、後述する反射層２２の反射面に所定の形状を付与する層である。
レンズ層２３は、光透過性を有し、その背面に、単位光学形状２３１が複数配列されている。本実施形態の単位光学形状２３１は、図３に示すように、背面側に凸となる楕円柱形状の一部形状又は円柱形状の一部形状であり、画面左右方向及び厚み方向に平行な断面の断面形状が、同一形状を保って画面上下方向に延在しており、画面左右方向に複数配列されている。従って、レンズ層２３の背面側の面には、いわゆるレンチキュラーレンズ形状が形成されている。

レンズ層２３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ＵＶ成形法等を用いて基材層２４の光拡散層２４１の背面側に一体に形成されている。なお、レンズ層２３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く、また、熱可塑性樹脂を用いてもよい。
図３（ｂ）に示すように、単位光学形状２３１の隣接する単位光学形状との配列ピッチはＰ１であり、レンズ層２３の厚み方向において単位光学形状の最も観察者側となる点ｂと最も背面側となる点ｔとの距離（レンズ高さ）はｈ１である。本実施形態のレンズ層２３は、単位光学形状２３１の配列ピッチＰ１が６５μｍ、高さｈ１が１２μｍに形成されている。なお、単位光学形状２３１は、画面左右方向に隣接して配列されているので、配列ピッチＰ１は、単位光学形状２３１の画面左右方向の幅寸法に等しい。

反射層２２は、映像光を反射して映像源ＬＳ側（観察者Ｏ側）へ戻す作用を有する層である。この反射層２２は、レンズ層２３の背面側、即ち、単位光学形状２３１の表面に設けられ、光を反射する作用を有する。従って、本実施形態の反射面は、レンズ層２３の背面のレンチキュラーレンズ形状に沿った形状となっている。
反射層２２は、アルミニウムや銀、クロム等の光反射性の高い金属を蒸着する、スパッタリングする、金属箔を転写する等により形成することが好ましい。なお、これに限らず、反射層２２は、高反射性を有する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、銀やアルミニウム等の金属蒸着膜や金属箔等を粉砕した粒子や微小なフレークを含む塗料等を適宜選択して用いてよいし、その形成方法も、スプレー塗布や、グラビアリバースコート、スクリーン印刷、インクジェット方式による塗布等としてもよい。

このように、反射層２２の反射面をレンチキュラーレンズ形状とすることにより、反射面における画面左右方向の拡散作用を画面上下方向の拡散作用に比べて大きくすることができ、等方拡散の場合と比較して、正面輝度を維持しつつ画面左右方向の視野角を広げることができる。
また、レンズ層２３の背面側の形状によって反射面の形状を制御できるので、画面左右方向における視野角をより細かく制御することができる。

保護層２１は、反射スクリーン２０の最も背面側（裏面側）に設けられる層であり、反射スクリーン２０の裏面を傷等から保護する層であり、反射層２２の剥離や破損、反射層２２が金属製である場合に生じやすい酸化等から保護する層である。
この保護層２１は、黒色等の暗色系の顔料等を含有するＰＥＴ樹脂製等のシート状の部材や黒色等の暗色系の色の布等を、不図示の接合層を介して反射層２２の背面側に貼合して設けてもよいし、反射層２２の背面側に、黒色顔料等を含有する紫外線硬化型樹脂等を塗布して硬化させて形成してもよい。このように、保護層２１に光吸収作用を付与することにより、反射スクリーン２０の背面側からの外光の入射を防止することができる。
なお、保護層２１は、他の色としてもよいし、外光の背面側からの入射や、反射層２２の酸化等を抑制できるのであれば、透明又は略透明としてもよい。
また、保護層２１は、ハードコート機能や、帯電防止機能、防汚機能、紫外線吸収機能等を有する形態としてもよい。

図４は、本実施形態の光制御層２５を説明する図である。図４（ａ）は、図２（ａ）に示す断面をさらに拡大して示し、理解を容易にするために、保護層２１、反射層２２、レンズ層２３、基材層２４、表面層２６を省略して示している。図４（ｂ）は、光制御層２５を映像源側（観察者側）の正面方向から見た一部を拡大して示している。

光制御層２５は、基材部２５１と、光学形状部２５４とを備えており、図２（ｂ）に示すように、不図示の接合層を介して基材層２４の観察者側に積層されている。
基材部２５１は、光透過性を有する透明な部材から形成されており、この光制御層２５のベースとなる層である。この基材部２５１は、シート状の部材を用いている。
基材部２５１を形成する材料としては、ＰＣ樹脂や、ＰＥＴ樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂等が挙げられる。また基材部２５１の厚みは、３８〜２５０μｍのとすることが好ましい。

光学形状部２５４は、基材部２５１の観察者側の面に一体に積層されており、複数の第１光透過部２５２及び第２光透過部２５３を有している。
第１光透過部２５２は、光透過性を有する透明な部材により形成されており、図４（ｂ）に示すように、画面左右方向に延在し、基材部２５１の観察者側の面に沿って画面上下方向に複数配列されている。第１光透過部２５２の配列方向（画面上下方向）に平行であって反射スクリーン２０の厚み方向に平行な断面形状は、図４（ａ）に示すように、映像源側を上底とし、背面側を上底よりも寸法の大きい下底とする略台形形状である。
本実施形態の第１光透過部２５２は、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化型樹脂により基材部２５１の背面側の面に一体に形成されているが、これに限らず、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。
また、第１光透過部２５２は、ＰＥＴ樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いて熱溶融押出成形により形成されてもよい。
第１光透過部２５２は、上述の基材部２５１上に設けずに、直接、基材層２４の観察者側の面に設けるようにしてもよい。この場合、反射スクリーンの層構成を減らすことができ、反射スクリーンの製造工程や製造コストを低減することができる。

第２光透過部２５３は、光透過性を有する透明な部材により形成されており、図４（ａ）に示すように、隣り合う第１光透過部２５２の間の谷状の部分に形成され、光を透過する作用を有する部分である。ここで、透明であるとは、透明度が高く完全に透き通っている状態だけでなく、略透明な状態をも含むものをいい、入射した光を拡散させることなく透過させて出射することができる程度の透明度を有するものも含む。
この第２光透過部２５３は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、画面左右方向に延在し、光制御層２５の映像源側の面に沿って画面上下方向に第１光透過部２５２と交互に配置される形態となっている。したがって、本実施形態では、第１光透過部２５２の映像源側の面と第２光透過部２５３の映像源側の面とで光制御層２５の映像源側の面が形成されている。
また、第２光透過部２５３は、その配列方向（画面上下方向）に平行であって反射スクリーンの厚み方向に平行な断面における断面形状が楔形形状である。ここでいう楔形形状とは、一方の端部の幅が広く、他方に向けて次第に幅が狭くなる形状をいい、三角形形状や台形形状等を含む。本実施形態では、第２光透過部２５３は、図４（ａ）に示すように、その断面形状が、映像源側を底辺とする略三角形形状としている。

第２光透過部２５３は、その屈折率が、第１光透過部２５２の屈折率よりも小さくなるように形成されている。本実施形態では、例えば、第１光透過部２５２の屈折率が１．５６であり、第２光透過部の屈折率が１．４９である。
この第２光透過部２５３は、例えば、光透過性を有する樹脂を、第１光透過部２５２間の谷部にワイピング（スキージング）して充填し、硬化させる等により形成される。
第２光透過部２５３に用いられる光透過性を有する樹脂は、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂が好適に使用される。なお、第２光透過部２５３の屈折率を、第１光透過部２５２の屈折率よりも小さくするため、第２光透過部２５３に用いられる光透過性を有する樹脂は、第１光透過部２５２を形成する樹脂よりも屈折率が小さいものを選択するのが好ましい。
本実施形態では、第１光透過部２５２にエポキシアクリレート樹脂を、第２光透過部２５３にウレタンアクリレート樹脂を選択し、上述のように屈折率差を設けている。

図４（ａ）に示すように、この第１光透過部２５２（第２光透過部２５３）の配列ピッチは、Ｐ２であり、光学形状部２５４の厚み（第１光透過部２５２の厚み）は、Ｄであり、第１光透過部２５２及び第２光透過部２５３の配列方向における第１光透過部２５２の上底の寸法がＷ２であり、第２光透過部２５３の底辺の寸法がＷ１である。
また、反射スクリーン２０の厚み方向における第２光透過部２５３の寸法（厚み）は、Ｈである。第１光透過部２５２と第２光透過部２５３との界面のうち、第２光透過部２５３の画面上下方向の下方側（映像源ＬＳが配置される側）の斜面２５３ａが、スクリーン面となす角度は、αであり、第２光透過部２５３の画面上下方向の上方側（映像源ＬＳの配置される側とは反対側）の斜面２５３ｂがスクリーン面となす角度は、βである。

以上の構成によって、本実施形態の反射スクリーン２０は、映像源ＬＳから投射された映像光のうち第１光透過部２５２に入射した光の一部を、第２光透過部２５３の斜面２５３ａによりレンズ層２３側へ全反射させ、反射層２２において反射させてスクリーン面から出射させることができる（図２（ａ）のＬ１、Ｌ２参照）。
また、反射層２２において反射した光のうち、第２光透過部に入射した光を、第１光透過部２５２及び第２光透過部２５３との界面（斜面２５３ａ）において屈折させて、観察者側に出射することができる（図２（ａ）のＬ１参照）。
これにより、光制御層２５は、反射スクリーン２０の下方側に配置される映像源ＬＳから投射される光を、観察者側であって反射スクリーン２０の厚み方向にほぼ平行な方向へ反射することができる。

ここで、映像源から投射される映像光を第２光透過部２５３においてレンズ層２３側に効率よく全反射させる観点から、角度αは、６０°≦α≦８０°の範囲で形成されるのが望ましい。
仮に、角度αが６０°未満である場合、映像光が斜面２５３ａに入射し難くなり光の利用効率が低下してしまうため望ましくない。また、全反射したとしても全反射した光の角度の変更度合が小さすぎてしまい映像光を適正に観察者側に反射することができなくなる恐れがあるため望ましくない。
また、角度αが８０°よりも大きい場合、映像源から投射される映像光を全反射させるのが困難となるため望ましくない。また、全反射したとしても全反射した光の角度の変更度合が大きすぎてしまい映像光を適正に観察者側に反射することができなくなる恐れがあるため望ましくない。

本実施形態では、第２光透過部２５３の配列ピッチＰ２が１００μｍであり、光学形状部２５４の厚みＤが１３０μｍであり、第１光透過部２５２の上底の寸法Ｗ２が７０μｍであり、第２光透過部２５３の底辺の寸法Ｗ１が３０μｍである。また、第２光透過部の高さＨは、１００μｍであり、第２光透過部２５３の斜面２５３ａとスクリーン面とのなす角度αは、７３°であり、斜面２５３ｂとスクリーン面となす角度βは９０°である。
本実施形態において、Ｐ２、Ｄ、Ｗ１、Ｗ２、Ｈ、α、βの各値は、一定である例を示したが、これに限定されるものでなく、各値は、スクリーン面の位置に応じて適宜変動するようにしてもよい。

表面層２６は、光制御層２５の映像源側（観察者側）に設けられる層である。本実施形態の表面層２６は、反射スクリーン２０の映像源側の最表面を形成している。
本実施形態の表面層２６は、ハードコート機能及び防眩機能を有しており、光制御層２５の映像源側の表面に、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）等の電離放射線硬化型樹脂を塗膜の膜厚約１０〜１００μｍとなるように塗布し、微細な凹凸形状（マット形状）をその樹脂膜表面に転写する等して硬化させ、表面に微細凹凸形状が賦形されて形成されている。本実施形態では、表面層２６は、その表面の表面粗さが０．１〜３μｍの範囲であり、ヘイズ値が５〜２０％の範囲で形成されている。本実施形態の表面層２６は、約３０μｍの膜厚に形成されている。

なお、表面層２６は、上記の例に限らず、反射防止機能や防眩機能、ハードコート機能、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つ又は複数選択して設けることができる。また、表面層２６としてタッチパネル層等を設けてもよい。
また、表面層２６は、反射防止機能や紫外線吸収機能、防汚機能や帯電防止機能等を有する層を、表面層２６と光制御層２５との間に、さらに別層として設けてもよい。
さらに、表面層２６は、光制御層２５とは別層であって不図示の粘着材等により光制御層２５に接合される形態としてもよいし、光制御層２５の映像源側の面に直接形成してもよい。

図２（ａ）に戻り、本実施形態の反射スクリーン２０へ入射する映像光及び外光の様子を説明する。図２（ａ）では、理解を容易にするために、表面層２６、着色層２４２、光拡散層２４１、レンズ層２３の屈折率は等しいものとし、映像光Ｌ１、Ｌ２に対する光拡散層２４１の光拡散作用等は省略して示している。
図２（ａ）に示すように、映像源ＬＳから投影された大部分の映像光Ｌ（Ｌ１、Ｌ２）は、反射スクリーン２０の下方から入射し、表面層２６、光制御層２５、基材層２４を透過してレンズ層２３へ入射する。

そして、映像光は、単位光学形状２３１へ入射して反射層２２によって反射され、観察者Ｏ側へ出射する。従って、映像光Ｌは、効率よく反射されて観察者Ｏ側に届くので、明るい映像を表示できる。
このとき、映像源ＬＳから投射された映像光のうち、光制御層２５の第１光透過部２５２へ入射した光の一部Ｌ１、Ｌ２は、図２（ａ）に示すように、第２光透過部２５３の斜面２５３ａにおいて全反射してレンズ層２３へと入射する。
そして、レンズ層２３の背面側に設けられた反射層２２により反射して、この反射した光の一部Ｌ１は、第１光透過部２５２を透過して第２光透過部２５３に入射する。このとき、光Ｌ１は、第１光透過部２５２及び第２光透過部２５３との界面（斜面２５３ａ）で屈折した上で第２光透過部２５３に入射するため、スクリーン面から出射するときには、反射スクリーン２０の厚み方向にほぼ平行となる。また、反射層２２を反射した光の他の一部の光Ｌ２は、第１光透過部２５２のみを透過して、スクリーン面から出射することとなる。
これにより、反射スクリーン２０は、反射スクリーン２０の下方側に配置される映像源ＬＳから投射される光を、観察者側に向けて反射スクリーン２０の厚み方向にほぼ平行な方向へ反射することができる。
また、反射スクリーン２０は、レンズ層２３に単位光学形状２３１が設けられているため、映像光をスクリーン面の正面方向だけでなく、画面左右方向側にも反射することができ、スクリーン面内の輝度分布を均一にすることができる。

次に、本実施形態の反射スクリーン２０の製造方法について説明する。
図５は、本実施形態の反射スクリーン２０の製造方法を説明する図である。
図６は、本実施形態の反射スクリーン２０の製造方法を説明する図である。
ここで、図５及び図６の各図は、反射スクリーンの厚み方向に平行であって、画面上下方向に平行な断面を示す。

まず、ウェブ状のＰＣ樹脂シートからなる基材部２５１を準備し、基材部２５１の観察者側となる面上に光学形状部２５４をロール搬送方式により形成して光制御層２５を構成する。
具体的には、図５（ａ）に示すように、基材部２５１の映像源側となる面に、エポキシアクリレート系の紫外線硬化型樹脂を塗布し、第１光透過部２５２を賦形する金型ロールを押圧し、紫外線を照射して硬化させた後に剥離ロールによって金型ロールから離型する等により、基材部２５１上に複数の第１光透過部２５２を順次形成する。
次に、図５（ｂ）に示すように、基材部２５１上に形成された第１光透過部２５２の表面（背面側の面）にウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂を充填し、第２光透過部２５３を形成する。具体的には、第２光透過部２５３は、隣り合う第１光透過部２５２間の谷部にドクターブレードによって紫外線硬化型樹脂を充填し、紫外線を照射して硬化させることによって形成される。以上により、光制御層２５が形成される。
このように、光制御層２５は、ウェブ状の基材部２５１上に、複数の第１光透過部２５２、第２光透過部２５３を順次連続して形成することによって作製されるので、光制御層２５の製造効率を向上させることができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、光制御層２５の映像源側となる面上に、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を塗布し、微細な凹凸形状（マット形状）をその樹脂膜表面に転写する等して硬化させ、表面に微細凹凸形状を有する表面層２６を形成する。
なお、表面層２６上に不図示のマスキング材を剥離可能に貼合して、次工程に流してもよい。このマスキング材としては、例えば、透明又は略透明なシート状の部材を用いることができ、以降の製造過程における表面層２６の表面の汚れや傷つきを防止する機能を有している。
次に、図５（ｄ）に示すように、拡散材を含有する樹脂と着色材を含有する樹脂とを、それぞれ所定の厚さで共押出成形することにより、光拡散層２４１及び着色層２４２を一体に成形し、ウェブ状の基材層２４を形成し、基材層２４の着色層２４２側の面と、光制御層２５の基材部２５１側の面とを接合する。

続いて、図６（ａ）に示すように、基材層２４の背面（本実施形態では、光拡散層２４１側の面）にレンズ層２３をロール搬送方式によって形成する。
具体的には、レンズ層２３は、基材層２４の背面に、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を塗布し、単位光学形状２３１を賦形する金型ロールによって押圧し、紫外線を照射して硬化させた後に剥離ロールによって金型ロールから離型する等により、形成される。
次に、図６（ｂ）に示すように、レンズ層２３の背面（単位光学形状２３１側の面）に、真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着して反射層２２を形成する。なお、反射層２２は、金属薄膜等の光反射材料が含有された塗料を塗布等することによって形成されるようにしてもよい。

続いて、図６（ｃ）に示すように、反射層２２が形成されたレンズ層２３の背面側の面に、暗色系材料が含有された紫外線硬化樹脂を塗布する等して保護層２１を形成する。
以上により、保護層２１、反射層２２、レンズ層２３、基材層２４、光制御層２５、表面層２６が順次積層された積層体が完成し、最後に、この積層体を所定の大きさに裁断することによって反射スクリーン２０が完成する（図２参照）。

なお、光制御層２５は、上述したように、基材部２５１を省略することが可能であり、この場合、反射スクリーンは以下の流れで製造することができる。
まず、光拡散層２４１及び着色層２４２を共押出成形によりウェブ状の基材層２４を作製した上で、基材層２４の観察者側の面に、直接、第１光透過層２５２を成形する。それから、第１光透過部２５２の谷部に第２光透過層２５３を形成して光制御層２５を作製し、光制御層２５の映像源側の面に表面層２６を形成する。基材層２４の背面側のレンズ層２３、反射層２２、保護層２１の形成は、上述の製造方法と同様である（図６参照）。
このように、光制御層２５の基材部２５１を省略することにより、反射スクリーンの製造工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。

以上より、本実施形態の反射スクリーン２０は、画面上下方向に延在する単位光学形状２３１がスクリーン面に沿って画面左右方向に複数配列されたレンズ層２３と、レンズ層２３の背面側に設けられた反射層２２と、レンズ層２３の映像源側に設けられ、光を透過する第１光透過部２５２及び第２光透過部２５３が、スクリーン面に沿って画面上下方向に交互に配列された光制御層２５とを備えている。そのため、反射スクリーン２０は、光制御層２５によって、映像源から投射された映像光をレンズ層２３側に全反射させて、レンズ層２３の単位光学形状２３１によって正面方向だけでなく、画面左右方向の左方向及び右方向にも反射することができる。これにより、反射スクリーン２０は、スクリーン面内の輝度分布を均一にすることができる。
また、本実施形態の反射スクリーン２０は、ロール搬送の方式により、順次、複数の反射スクリーンを製造することができ、反射スクリーン２０の製造効率を向上させるとともに、製造コストを安価にすることができる。

本実施形態の反射スクリーン２０は、第２光透過部２５３の屈折率が、第１光透過部２５２の屈折率よりも小さいので、映像源から入射した映像光を、効率よく光制御層２５によりレンズ層２３側に全反射させることができる。
本実施形態の反射スクリーン２０は、第２光透過部の斜面２５３ａとスクリーン面と平行な面とがなす角度αが、６０°≦α≦８０°の範囲に形成されているので、映像源から投射される映像光を光制御層２５においてレンズ層２３側により効率よく全反射させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、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。

（変形形態）
図７は、変形形態の反射スクリーンを説明する図であり、図７（ａ）は、図２（ａ）に対応する断面図であり、図７（ｂ）は、図２（ｂ）に対応する断面図である。
（１）上述の実施形態において、光制御層２５は、レンズ層２３及び基材層２４よりも映像源側に設けられる例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、光制御層２５は、図７に示すように、レンズ層２３の映像源側であって、基材層２４とレンズ層２３との間に設けられるようにしてもよい。

（２）上述の実施形態では、基材層２４は、着色層２４２と光拡散層２４１とを備える例を示したが、これに限らず、例えば、基材層２４は、着色層２４２を備えず、光拡散層２４１のみを備える形態としてもよい。この場合、光拡散層２４１が拡散材に加えてさらに着色材をも含有する形態としてもよい。
また、基材層２４は、着色層２４２のみを備え、着色層２４２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２４１と着色層２４２とは、別々に成形された光拡散層２４１と着色層２４２とを粘着剤等で接合して基材層２４としてもよい。

（３）上述の実施形態では、映像源ＬＳは、鉛直方向において反射スクリーン２０（反射スクリーンユニット１０）より下方に位置し、映像光Ｌが反射スクリーン２０の下方から斜めに投射される例を示したが、これに限らず、例えば、映像源ＬＳが、鉛直方向において反射スクリーン２０より上方に位置し、映像光Ｌが反射スクリーン２０の上方から斜めに投射される形態としてもよい。なお、この場合、反射スクリーンは、上述の実施形態の反射スクリーン２０の画面上下方向を逆にして使用する必要がある。

１ 映像表示システム
２０ 反射スクリーン
２１ 保護層
２２ 反射層
２３ レンズ層
２３１ 単位光学形状
２４ 基材層
２５ 光制御層
２５１ 基材部
２５２ 第１光透過部
２５３ 第２光透過部
２５３ａ、２５３ｂ 斜面
２６ 表面層
ＬＳ 映像源

Claims (4)

1. 画面上下方向の上方又は下方側に配置される映像源から投射された映像光を反射して画面に表示する反射スクリーンであって、
   映像源側とは反対の背面側に凸となり、画面上下方向に延在する単位光学形状が、スクリーン面に沿って画面左右方向に複数配列されたレンズ層と、
   前記レンズ層の背面側に設けられ、光を反射する反射層と、
   前記レンズ層の映像源側に設けられ、光を透過する第１光透過部及び第２光透過部が、スクリーン面に沿って画面上下方向に交互に配列された光制御層とを備え、
   前記第２光透過部は、厚み方向に平行であって画面上下方向に平行な断面における断面形状が、映像源側の端部の幅が広く、背面側に向けて次第に幅が狭くなる楔形形状に形成されていること、
   を特徴とする反射スクリーン。
2. 請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記第２光透過部の屈折率は、前記第１光透過部の屈折率よりも小さいこと、
   を特徴とする反射スクリーン。
3. 請求項１又は請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記第２光透過部は、前記第１光透過部との界面を形成する斜面のうち、画面上下方向において前記映像源が配置される側と同じ側の斜面と、スクリーン面と平行な面とがなす角度αが、６０°≦α≦８０°の範囲に形成されていること、
   を特徴とする反射スクリーン。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の反射スクリーンと、
   前記反射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。

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