(57)【要約】【課題】良好な視野角特性を有し、また、外光の反射による影響を低減して投射光のコントラストを改善することも可能なスクリーンを提供すること。【解決手段】スクリーン１０では、スクリーンが設置されたときの水平方向について広く、かつバランスのとれた視野角特性を持たせるようにスクリーンの表面に微細な凹凸構造を形成させている。これにより、フレネル状に配列されたプリズム構造を有するスクリーンでありながらも、水平方向について適切な視野角で投射光ＰＬを拡散・反射させることができる。また、各プリズム２をフレネル状の配列即ち円弧状に並列した配列とすることで、上方からの外光ＯＬを反射させず、明るい部屋等での使用においても、コントラストの高い画像を形成することも可能となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン前面側において、スクリーン基板の２次元平面に対して傾斜することにより投射光に対向するように配置される傾斜部分を有する複数のプリズム本体と、前記傾斜部分の表面に形成される複数の立体部とをそれぞれ有する複数のプリズムを備え、前記複数のプリズムが前記投射光に対応して前記２次元平面上に円弧状に並行して配置されるスクリーンであって、
前記複数の立体部は、当該スクリーンの設置状態に対応して定まる第１方向と前記第１方向に垂直な第２方向とに関する前記投射光の反射における視野角特性について、前記第１方向の視野角を前記第２方向の視野角よりも大きくする曲面形状を有するとともに、前記複数のプリズムを構成する各プリズムにおいて、前記第１方向に関して一様な密度で配置されている、スクリーン。
【請求項２】
前記第１方向は、前記スクリーン基板の長手方向と一致する、請求項１記載のスクリーン。
【請求項３】
前記各プリズムにおいて、前記第１方向に関する前記複数の立体部の密度は、前記第２方向に関する前記複数の立体部の密度よりも小さい、請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項４】
前記複数の立体部は、前記第１及び第２方向について一定のパターンで配置される複数のレンズ部分により構成されるマルチレンズアレイである、請求項１から請求項３までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項５】
前記マルチレンズアレイにおいて、前記複数のレンズ部分は、略同一の半球状であり、前記第１方向に関する前記レンズ部分の配置のピッチは、前記第２方向に関する前記レンズ部分の配置のピッチよりも大きい、請求項４記載のスクリーン。
【請求項６】
前記各プリズムの円弧状の配置は、前記円弧の中央部分における接線方向を前記スクリーン基板の長手方向に平行とするように配置される、請求項１記載から請求項５までのいずれか一項のスクリーン。
【請求項７】
前記複数の立体部の表面上に形成され、前記スクリーン前面側に入射した投射光を反射する反射面をさらに備える、請求項１から請求項６までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項８】
前記反射面は、アルミニウム、銀及び誘電体のいずれかで形成される、請求項７記載のスクリーン。
【請求項９】
前記傾斜部分の傾斜角度は、前記投射光の前記スクリーン基板に対する入射角度に応じて異なる、請求項１から請求項８までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項１０】
前記傾斜角度は、前記投射光の前記スクリーン基板に対する入射角度が小さくなるほど小さくなる、請求項９記載のスクリーン。
【請求項１１】
前記傾斜部分における前記複数の立体部の充填率は、１００パーセントである、請求項１から請求項１０までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項１２】
前記傾斜部分における前記複数の立体部の充填率は、１００パーセント未満であり、前記傾斜部分の前記立体部以外の領域は、粗面処理される、請求項１から請求項１０までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項１３】
前記複数のプリズムの円弧状の配置は、スクリーン外の点を中心として同心円状である、請求項１から請求項１２までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項１４】
前記プリズム本体は、光吸収部材により形成される、請求項１から請求項１３までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項１５】
前記プリズム本体は、透光性部材により形成され、前記傾斜部分以外の表面に反射防止処理を行う、請求項１から請求項１３までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５までのいずれか一項記載のスクリーンと、
前記スクリーンに投影画像を投射する画像投射装置と
を備える投射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方のプロジェクタ等の投影装置からの投射光を反射して投影画像を映し出すスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、投影画像を反射させる反射型のスクリーンとして、下方から斜め上方に投射して正面側で観察可能にするものであって、円弧状に並ぶ複数のプリズムにより形成されるフレネルレンズ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。）。また、スクリーン基板上に同一形状の多数の凸状の単位形状部を２次元的に規則的に配置させるものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００８−７６５２３号公報
【特許文献２】特開２００６−２１５１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
画像投射用のスクリーンは、一般に、輝度を低下させない範囲で広い視野角を有することが望ましいが、円弧状に並ぶ複数のプリズムにより形成される反射型のスクリーンの場合、スクリーン上の位置によって反射面の状態の違い等が影響して、画面内で視野角特性に大きな差が生じる可能性がある。これにより、例えば角度のついたところからスクリーンを眺めるユーザにはスクリーンの周辺側の画像が中心側の画像に比べて暗く見えてしまう、といったことが生じ得る。
【０００４】
そこで、本発明は、画面内の各位置で良好な視野角特性を有し、また、外光の反射による影響を低減して投射光のコントラストを改善することも可能なスクリーンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係るスクリーンは、（ａ１）スクリーン前面側において、スクリーン基板の２次元平面に対して傾斜することにより投射光に対向するように配置される傾斜部分を有する複数のプリズム本体と、（ａ２）傾斜部分の表面に形成される複数の立体部とをそれぞれ有する（ａ）複数のプリズムを備え、（ｂ）複数のプリズムが投射光に対応して２次元平面上に円弧状に並行して配置されるスクリーンであって、（ｃ）複数の立体部が、（ｃ１）当該スクリーンの設置状態に対応して定まる第１方向と第１方向に垂直な第２方向とに関する投射光の反射における視野角特性について、第１方向の視野角を第２方向の視野角よりも大きくする曲面形状を有するとともに、（ｃ２）複数のプリズムを構成する各プリズムにおいて、第１方向に関して一様な密度で配置されている。
【０００６】
上記スクリーンでは、複数の立体部が、第１方向の視野角を第２方向の視野角よりも大きくする曲面形状を有するとともに、複数のプリズムを構成する各プリズムにおいて、第１方向に関して一様な密度で配置されている。これにより、適切な光拡散状態を生じさせ、スクリーンの観察者にとって必要となる方向について、十分な反射率で一様な視野角特性を持たせることができる。また、円弧状に並行して配置され、かつ、投射光に対向するように配置される傾斜部分を有するプリズムを備えることにより、外光の反射による影響を低減して投射光のコントラストを改善することができる。
【０００７】
また、本発明の具体的な態様によれば、第１方向が、スクリーン基板の長手方向と一致する。これにより、横長のスクリーン画像をスクリーンの観察者が横方向に並んで観る場合に、観察者の並ぶ方向について良好な視野角特性を持つスクリーンとすることができる。
【０００８】
また、本発明の具体的な態様によれば、各プリズムにおいて、第１方向に関する複数の立体部の密度が、第２方向に関する複数の立体部の密度よりも小さい。この場合、複数の立体部の密度の差により、第２方向よりも大きな視野角特性を必要とする第１方向に関して十分な視野角を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の具体的な態様によれば、複数の立体部が、第１及び第２方向について一定のパターンで配置される複数のレンズ部分により構成されるマルチレンズアレイである。これにより、一定パターンを第１方向と第２方向とに繰り返し配置することができる。この場合、マルチレンズアレイを構成する複数のレンズ部分のパワー及び配置を調整することで、第１及び第２方向について所望の光拡散特性を形成することができる。なお、当該パワー及び配置の調整において、空間周波数が略一定範囲内に収まるゆらぎをもたせることもできる。
【００１０】
また、本発明の具体的な態様によれば、マルチレンズアレイにおいて、（ａ）複数のレンズ部分が、略同一の半球状であり、（ｂ）第１方向に関するレンズ部分の配置のピッチが、第２方向に関するレンズ部分の配置のピッチよりも大きい。この場合、マルチレンズアレイの形状は、第２方向よりも大きな視野角特性を必要とする第１方向に関して十分な視野角を得るための光拡散特性を、入射する投射光に与えることができるものとなる。
【００１１】
また、本発明の具体的な態様によれば、各プリズムの円弧状の配置が、円弧の中央部分における接線方向をスクリーン基板の長手方向に平行とするように配置される。この場合、各プリズムを、中央部分を基準として対称に配置し、投射光を適切にスクリーンの正面方向へ射出させることができる。
【００１２】
また、本発明の具体的な態様によれば、複数の立体部の表面上に形成され、スクリーン前面側に入射した投射光を反射する反射面をさらに備える。この場合、複数の立体部の構造に所望の光拡散特性を持たせ、反射面により投射光を効率的に反射することができる。
【００１３】
また、本発明の具体的な態様によれば、反射面が、アルミニウム、銀及び誘電体のいずれかで形成される。この場合、反射特性のよいスクリーンとなる。
【００１４】
また、本発明の具体的な態様によれば、傾斜部分の傾斜角度が、投射光のスクリーン基板に対する入射角度に応じて異なる。この場合、投射光の入射角度に応じた拡散・反射を行うことができる。
【００１５】
また、本発明の具体的な態様によれば、傾斜角度が、投射光のスクリーン基板に対する入射角度が小さくなるほど小さくなる。投射光の入射角度に応じて効果的に無駄なく拡散・反射を行うことができる。
【００１６】
また、本発明の具体的な態様によれば、傾斜部分における複数の立体部の充填率が、１００パーセントである。ここで、充填率とは複数の立体部が傾斜部分に占める面積の占有率をいう。従って、充填率が１００パーセントであるとは、傾斜部分が複数の立体部に満遍なく覆われており、傾斜部分に平坦部が存在しないことを意味する。この場合、傾斜部分に平坦部が残らないので、光が傾斜部分で正反射してスクリーンの観察者の目に入るホットスポットと呼ばれる現象を回避できる。
【００１７】
また、本発明の具体的な態様によれば、傾斜部分における複数の立体部の充填率が、１００パーセント未満であり、傾斜部分の立体部以外の領域が、粗面処理される。この場合、平坦部が傾斜部分に残っている場合にもホットスポットが生じることを防ぐことができる。
【００１８】
また、本発明の具体的な態様によれば、複数のプリズムの円弧状の配置が、スクリーン外の点を中心として同心円状である。この場合、例えば、スクリーンの近傍から斜めの大きな入射角で投射を行うことが可能となる。
【００１９】
また、本発明の具体的な態様によれば、プリズム本体が、光吸収部材により形成される。この場合、プリズム本体により、投射に必要のない外光を吸収させることができる。
【００２０】
また、本発明の具体的な態様によれば、プリズム本体が、透光性部材により形成され、傾斜部分以外の表面に反射防止処理を行う。この場合、プリズム本体により、投射に必要のない外光を観察者のいない方向に透過させることができ、かつ、観察者のいる方向への外光の反射を防止することができる。
【００２１】
また、本発明に係る投射システムは、（ａ）上記いずれかに記載のスクリーンと、（ｂ）スクリーンに投影画像を投射する画像投射装置とを備える。この場合、上記スクリーンを用いることにより、投射システムは、良好な視野角特性を有し、また、外光の反射による影響を低減して投射光のコントラストの改善された画像投影が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係るスクリーンについて図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るスクリーンを用いた投射システムの一例を示す図である。また、図２は、本実施形態のスクリーンの全体的な使用状態を説明するための模式的な図であり、図３は、図２のスクリーンの正面図である。
【００２３】
図１に示すように、投射システム５００は、反射型のスクリーン１０と、画像投射装置であるプロジェクタ１００とを備える。スクリーン１０は、水平方向即ちｘ方向（第１方向）を長手方向とし、垂直方向即ちｙ方向（第２方向）を短手方向として設置される横長の長方形状を有する。スクリーン１０は、スクリーン基板１と、スクリーン基板１の前面側の２次元平面上に円弧状に形成される複数のプリズム２とを備える。また、スクリーン１０の正面下方に配置されるプロジェクタ１００は、プロジェクタ本体５０と、投射レンズ本体２０と、反射ミラーＲＭとを備える。なお、プロジェクタ１００を構成する各機構は、筐体ＳＣ内に収容されている。
【００２４】
以下、プロジェクタ１００によるスクリーン１０への画像投射について説明する。まず、プロジェクタ本体５０での制御により、画像光が形成され、投射レンズ本体２０から射出される。さらに、当該画像光は、反射ミラーＲＭでの反射により、プロジェクタ１００からの投射光ＰＬとして射出される。この際、プロジェクタ１００は、投射光ＰＬを下方からスクリーン１０の中心位置Ｏに対して入射角度αで投射する。スクリーン１０に投射された投射光ＰＬは、スクリーン１０の前面１０ａに形成された各プリズム２の傾斜部分である傾斜面ＰＳ上に設けた不図示の微細凹凸構造で前方に反射されることで、画像として観察可能になる。なお、ここでは、スクリーン１０及びプロジェクタ１００の設置環境として、室内に天吊りされた照明装置２００により、上方からの外光ＯＬによる照明がなされている。
【００２５】
以下、図２及び図３を用いて図１のプロジェクタ１００から投射される投射光ＰＬとスクリーン１０との配置関係について説明する。図２に示す投射レンズＰＯは、図１の投射レンズ本体２０及び反射ミラーＲＭに対応するものであり、図２及び図３に示す投射光源点Ｓからの投射光ＰＬは、図１の投射光ＰＬと同一の投射角度でスクリーン１０に入射するものとなっている。より具体的に説明すると、投射光源点Ｓは、スクリーン１０に比較的近接した下方位置に設置され、投射光ＰＬのスクリーン１０の中心位置Ｏに入射する光束軸ＡＸが入射角度αとなっている。また、ここでは、投射光源点Ｓからスクリーン１０までの距離（即ち投射光源点Ｓからスクリーン１０の前面１０ａを含む平面に垂直に下ろして交差する点である交点Ｈまでの距離）が投射距離ｄとなっている。スクリーン１０の前面１０ａに形成されている各プリズム２は、スクリーン１０外の点である交点Ｈを中心として円弧状に一定の幅を保って形成されている。例えば、中心位置Ｏを通るプリズム２は、交点Ｈから中心位置Ｏまでの距離を曲率半径とする円弧形状を有している。他のプリズム２も同様にして、交点Ｈを中心として円弧状に形成されている。従って、複数のプリズム２は、交点Ｈを中心として同心円状に配置されている。これにより、スクリーン１０に入射する投射光ＰＬは、いずれも各プリズム２が延びる方向に沿った曲線（母線）の接線に対して垂直な状態となっている。また、各プリズム２は、中心位置Ｏを通る鉛直軸ＬＸと交差する中央部分における接線方向がスクリーン基板１即ちスクリーン１０の長手方向に平行となるような設計となっている。これにより、各プリズム２は、鉛直軸ＬＸについて左右対称となっている。以上のように、各プリズム２は、投射光ＰＬの投射角度に対応した曲率半径の円弧形状を有することで、投射光ＰＬを適切に正面方向へ射出させることができる。また、各プリズム２の傾斜部分ＰＳが適度な傾斜角度を有することにより、スクリーン１０は、外光ＯＬによる影響を低減し、明るい部屋等での投影画像のコントラストが改善されたものとなっている。
【００２６】
図示のスクリーン１０のような所謂フロント投射型の場合、中心位置Ｏを基準として、上述した入射角度αや投射距離ｄによって定まる各位置での投射光ＰＬの入射角度に応じて、前面１０ａ上の傾斜部分ＰＳについての光学的な設計がなされることが望ましい。一方、投影される画像の視野角特性については、観察者の並ぶ方向等の使用状況に応じたものとなっていることが望ましい。例えば、図示のスクリーン１０のように、水平方向即ちｘ方向を長手方向として設置される場合、観察者は、通常、スクリーン１０の正面で水平方向に沿って並ぶ。従って、スクリーン１０は、各プリズム２が円弧状に配列されている場合であっても、ｘ方向に沿った水平方向について視野角が大きなものとなっていることが望ましい。本実施形態では、上記を踏まえて傾斜部分ＰＳの表面に所定パターンで所定形状の微細な凹凸構造を設けたものとしている。
【００２７】
以下、スクリーン１０の表面構造の詳細について説明する。図４（Ａ）、４（Ｂ）は、スクリーン１０の表面構造を説明するために、その一部を取り出した斜視図及び側断面図である。また、図５は、プリズム２の一部を取り出して拡大した図である。上述のように、スクリーン１０は、スクリーン基板１上に複数のプリズム２が配列されたものである。プリズム２は、光吸収性物質により構成されるプリズム本体２ａの傾斜部分ＰＳ上に、図５に示す一定パターンを繰り返した微細凹凸構造として多数の立体部２ｂが形成されたものである。なお、多数の立体部２ｂの表面には、後に詳述するが、例えばアルミニウムを蒸着すること等により反射膜ＲＳが形成されている。図４（Ａ）、４（Ｂ）に示すように、プリズム本体２ａは、ｚ方向を基準として下方（正確には、図２に示す交点Ｈ方向）に傾斜した面状の傾斜部分ＰＳと、ｚ方向を基準として傾斜部分ＰＳとは異なる方向に傾斜した面状の光吸収部分ＡＳとを備えており、ｙｚ断面が三角形状となっている。このうち、傾斜部分ＰＳは、斜め下方から投射される投射光ＰＬに対向するように傾斜しており、上述のように、投射光ＰＬをスクリーン１０の前方即ち＋ｚ方向に射出させる。一方、光吸収部分ＡＳは、光吸収性物質が露出した状態となっており、上方から投射される外光ＯＬに対向し、入射する外光ＯＬを吸収する。なお、図４（Ｂ）に示すように、外光ＯＬの一部については、傾斜部分ＰＳに入射する。このような外光ＯＬは、傾斜部分ＰＳにおいて反射されるが、反射された外光ＯＬのいずれの成分もスクリーン１０の前方即ち＋ｚ方向にはほとんど向かうことはない。
【００２８】
以下、プリズム本体２ａの傾斜部分ＰＳ上に形成されている多数の立体部２ｂについて説明する。図６（Ａ）及び６（Ｂ）は、図３に示すスクリーン１０のうち、円弧状に配列された複数のプリズム２の１つ分についての部分拡大図であり、図６（Ａ）は、鉛直軸ＬＸ上にある中央領域Ｐ１を示し、図６（Ｂ）は、鉛直軸ＬＸから離れた周辺領域Ｐ２を示す。つまり、特定のプリズム２について、スクリーン１０の長手方向即ちｘ方向に略水平な部分と、ｘ方向に対して約４５°傾いている部分とを取り出したものである。図５、図６（Ａ）及び６（Ｂ）に示すように、各立体部２ｂは、正面視六角形状となっている。また、各立体部２ｂは、球面状の曲面を有するレンズ部分としての構造を有するものであり、傾斜部分ＰＳ上にマルチレンズアレイ構造を形成している。なお、各立体部２ｂが傾斜部分ＰＳ上に隙間なく配置されているので、傾斜部分ＰＳ上における各立体部２ｂの充填率は１００パーセントとなっている。また、特に、ここでは、図６（Ａ）と図６（Ｂ）とを比較して分かるように、多数の立体部２ｂは、プリズム２がｘ方向に対して傾いているか否かに関係なく、ｘ方向及びｙ方向について同じパターンの形状を有するものとなっている。
【００２９】
図７（Ａ）〜７（Ｃ）は、立体部２ｂの形状について説明するための図である。本スクリーン１０では、図７（Ａ）において破線で示す設計上の仮想的な円ＣＲに対応して、半球状の凸面を有する多数の立体部２ｂが各プリズム２上に形成されている。より具体的に説明すると、各円ＣＲは半球状の凸面に相当し、当該半球状の凸面が縦横に密集して部分的に重畳した結果得られる外形が、多数の立体部２ｂの表面構造となっている。これにより、多数の立体部２ｂは、正面視六角形状で表面に球面状の突起を有するマルチレンズアレイ構造となる。以下、多数の立体部２ｂの配列について仮想的な円ＣＲを用いて具体的に説明する。図７（Ａ）において、多数の円ＣＲは、ｘｙ平面上で、互いにｘ方向及びｙ方向のそれぞれについて重なり合うように一定の間隔を置いて配列されている。より詳しくは、円ＣＲは、略同一の円形（即ち同一の球面形状）を有するものであり、ｘｙ平面上に所謂１／２千鳥型で配列されている。つまり、２次元配列される多数の円ＣＲは、ｙ方向については、等間隔で直線上に並ぶように列を形成する一方、ｘ方向については、ｙ方向に周期的に並ぶ各列が１／２周期分ずつずれるように並んでいる。ここでは、各円ＣＲの中心ＣＴ間の距離を用いて示すように、ｙ方向については、隣接する円ＣＲのｙ方向についての距離Ｄｙ（以下ｙ方向のピッチＤｙとする。）が円ＣＲの半径に等しくなっている。一方、ｘ方向については、中心ＣＴ間の距離がｙ方向よりも広くなっている。つまり、隣接する円ＣＲのｘ方向についての距離Ｄｘ（以下ｘ方向のピッチＤｘとする。）が、ｙ方向のピッチＤｙよりも大きくなっている。これらの円ＣＲについて、ｘ方向の配置のピッチがｙ方向の配置のピッチよりも大きくなっていることに伴って、多数の立体部２ｂは、正面視横長即ちｘ方向に長い六角形状のマルチレンズアレイ構造となっている。この場合、ｘ方向（第１方向）に関する多数の立体部２ｂの密度は、ｙ方向（第２方向）に関する複数の立体部の密度よりも小さいものとなる。
【００３０】
以上のように、多数の立体部２ｂによる曲面形状の表面構造を有することにより、傾斜部分ＰＳにおける反射は略一様な光拡散を生じさせるものとなっている。これにより、傾斜部分ＰＳに入射した投射光ＰＬは、所望の視野角を持った状態で射出されるものとなる。この際、２次元配列された立体部２ｂについて、上述のように多数の立体部２ｂの密度をｘ方向とｙ方向とで異なるものとしていることで、光拡散の程度に対応する視野角特性がｘ方向とｙ方向とで異なるものとなっている。従って、観察者の並ぶｘ方向により大きな視野角を持たせることができる。また、逆に、視野角をそれほど必要としないｙ方向については、ｘ方向ほどには視野角を持つものとしないことで、高い反射率を維持してスクリーン画像の輝度を保つことができる。一方、図６（Ａ）及び６（Ｂ）に示すように、各プリズム２内における多数の立体部２ｂの配列をｘ方向及びｙ方向について不変とすることにより、ｘ方向及びｙ方向についての視野角特性に変化が生じにくいものとしている。なお、多数の立体部２ｂによるマルチレンズアレイ構造は、図７（Ｂ）のような表面が凸面であるものに代えて、図７（Ｃ）に示すように表面が凹面の構成であってもよい。
【００３１】
図８（Ａ）及び８（Ｂ）は、それぞれ図６（Ａ）及び６（Ｂ）に示す部分における投射光ＰＬの反射についての水平方向即ちｘ方向の視野角特性を示す図である。つまり、図８（Ａ）は、スクリーン１０のうち、中心側における反射光の視野角について示すものであり、図８（Ｂ）は、スクリーン１０のうち、周辺側における反射光の視野角について示すものである。この場合、図８（Ａ）と図８（Ｂ）とから、スクリーン１０の周辺側における視野角が中心側に劣らず、視野角の角度分布が左右方向についてバランスのとれたものとなっていることが分かる。従って、例えば角度のあるところから観察者がスクリーン１０を観る場合において、周辺側の画像が中心側の画像に比べて暗く見えてしまう可能性を低減できる。
【００３２】
図９（Ａ）及び９（Ｂ）は、本実施形態のスクリーン１０に対する比較例の図である。図９（Ａ）は、図６（Ｂ）に相当する図である。この場合、図９（Ｂ）に示すように、多数の立体部２ｂの配列が、ｘ方向及びｙ方向を基準としておらず、プリズム２の延びる方向に対応したものとなっており、ｘ方向又はｙ方向に対しては、傾いた配列となっている。この結果、多数の立体部２ｂの凹凸構造による光拡散特性にも偏りが生じ、これに伴って、視野角特性にもプリズム２内の位置によって差が生じる。図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）は、図６（Ｂ）に示す実施形態の視野角特性と、図９（Ａ）に示す比較例の視野角特性とを比較する図である。上述のように、図１０（Ａ）に示す実施形態の視野角特性では、左右方向についてバランスのとれたものとなっているのに対して、図１０（Ｂ）に示す比較例の視野角特性では、角度の分布に偏りが生じている。
【００３３】
図１１は、スクリーン１０における反射光の光拡散状態について示すグラフである。図中の曲線Ｓｘは、ｘ方向についての光拡散状態について示すものであり、曲線Ｓｙは、ｙ方向についての光拡散状態について示すものである。この場合、光拡散状態は、基準となるランバート散乱と比べてもある程度のゲインを保持したものとなっている。また、スクリーン表面に反射または散乱のためのインクを施した場合等に見られるコサインｎ（ｎ＞０）乗散乱のように、正反射方向へのピークは高いが、正反射方向から外れるに伴ってゲインが落ちやすいものと比べて、角度が比較的大きな場合にもゲインを確保したものとなっている。なお、本実施形態では、表面の微細凹凸構造により光拡散を生じさせることで、散乱性のインクにより視野角特性を制御する場合よりも制御が行いやすいものとなる。
【００３４】
次に、上述したスクリーン１０の製造方法について説明する。まず、スクリーン基板１は、例えば光吸収性を有する黒色のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリ塩化ビニル等を原材料とするシート状の部材である。例えば、当該シート状の部材の表面に光吸収性を有するＵＶ硬化樹脂を塗布する、あるいは、当該シート状の部材の表面を加熱して軟化させた後、複数のプリズム２に対応する凹凸形状を有する金型又はガラス型で当該箇所をプレス加工する。以上により、スクリーン基板１上にプリズム２が作製される。最後に、プリズム２に形成されている多数の立体部２ｂの表面上にアルミニウムを蒸着すること等によって反射膜ＲＳを形成させて、スクリーン１０が作製される。ここで、多数のプリズム２に対応する凸形状を有する金型又はガラス型の作製について一例を示す。まず、複数のプリズム本体２ａの光吸収部分ＡＳと傾斜部分ＰＳに対応する斜面部分を有する金型又はガラス型を作製する。次に、当該金型又はガラス型の傾斜部分ＰＳに相当する斜面部分について、エッチング処理によってｘ方向及びｙ方向に対応する方向について正確に半球状の穴を重畳的に形成することで、当該斜面部分上に多数の立体部２ｂに対応する部分を作製する。以上により、多数のプリズム２に対応する凸形状を有する金型又はガラス型が作製される。
【００３５】
本実施形態に係るスクリーン１０では、スクリーンの構造にかかわらず、スクリーンの使用状態に対応して視野角特性を持たせている。つまり、スクリーン１０が設置されたときの水平方向について広く、かつバランスのとれた視野角特性を持たせるようにスクリーン１０の表面に微細な凹凸構造として多数の立体部２ｂを形成させている。これにより、フレネル状に配列されたプリズム構造を有するスクリーンでありながらも、水平方向について適切な視野角で投射光ＰＬを拡散・反射させることができる。また、各プリズム２ａをフレネル状の配列即ち円弧状に並列した配列とすることで、上方からの外光ＯＬを反射させず、明るい部屋等での使用においても、コントラストの高い画像を形成することも可能となっている。
【００３６】
以上において、反射膜ＲＳとしてアルミニウムを用いているが、アルミニウムの他にも、例えば銀や種々の誘電体等を用いることも可能である。また、反射膜ＲＳは、図７（Ｂ）や図７（Ｃ）に示すように、多数の立体部２ｂの全体を覆うものでなく、一部に形成されるものであってもよい。
【００３７】
また、多数の立体部２ｂの配列のうち、ｙ方向については、特に大きな視野角を必要としない場合には、図７（Ａ）のピッチＤｙの値をより小さくすることが可能であり、ピッチＤｙの値をゼロとするものであってもよい。ピッチＤｙの値をゼロとする場合、各立体部２ｂは、ｙ方向について一体化し、ｙ方向を長手方向とするシリンドリカル形状となる。この場合には、反射膜ＲＳに代えて散乱性のインクを塗布するものとすることで、所謂ホットスポットが生じることを回避できる。
【００３８】
また、上記では、多数の立体部２ｂは、マルチレンズアレイ構造により形成しているが、この他にも、例えばサンドブラストにより多数の立体部２ｂを形成させるものであってもよい。この場合、サンドブラストにおいて、ｘ方向とｙ方向とで形成される凹凸面に異なる傾向を持たせることで、それぞれの方向に応じた光拡散特性を持たせることができ、ｘ方向とｙ方向とについて適切な視野角特性を有するスクリーンとなる。
【００３９】
〔第２実施形態〕
図１２（Ａ）〜１２（Ｄ）は、第２実施形態に係るスクリーンについて説明するための図である。本実施形態のスクリーン１１０は、第１実施形態の変形例であり、プリズムの傾斜部分の構造を除いて第１実施形態のスクリーン１０と同様であるため、スクリーン１１０全体についての図示及び説明は省略する。
【００４０】
図１２（Ａ）は、スクリーン１１０の上方側即ち投射光ＰＬのスクリーン基板１に対する入射角度が大きい側のスクリーン部分１１０ａについての側断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）中の矢印ＡＷの方向から見た傾斜部分ＰＳの正面図である。また、図１２（Ｃ）は、スクリーン１１０の下方側即ち投射光ＰＬのスクリーン基板１に対する入射角度が小さい側のスクリーン部分１１０ｂについての側断面図であり、図１２（Ｄ）は、図１２（Ｃ）中の矢印ＡＷの方向から見た傾斜部分ＰＳの正面図である。図１２（Ａ）と１２（Ｃ）とを比較して分かるように、このスクリーン１１０では、各プリズム２における傾斜部分ＰＳの傾斜角度θは、投射光ＰＬのスクリーン基板１に対する入射角度が小さくなるほど小さなものとなっている。これにより、投射光ＰＬの入射角度に応じて効果的に無駄なく拡散・反射を行うことができる。また、図１２（Ｂ）及び１２（Ｄ）に示すように、各プリズム２は、投射光ＰＬの入射角度に応じて多数の立体部２ｂの状態が異なるものである。例えば、ｙ方向についての立体部２ｂのピッチがどこにおいても同じ配置となるようにした場合、傾斜部分ＰＳを正面から見たときの多数の立体部２ｂの密度は、傾斜部分ＰＳの傾斜角度θに応じて変化する。つまり、上方側である図１２（Ｂ）の多数の立体部２ｂの密度が、下方側である図１２（Ｄ）の多数の立体部２ｂの密度よりも傾斜角角度θの値が大きい分だけ小さくなる。なお、各プリズム２間での立体部２ｂのｙ方向の密度の変化度合いについては、上記のようにｙ方向についてのピッチを基準とする場合に限らず、種々の基準により定めるものとしてもよい。
【００４１】
以上、各実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、いずれもプリズム本体２ａやスクリーン基板１を光吸収部材により形成するものとしているが、これに限らず、例えば図１３に示すように、プリズム本体２ａ及びスクリーン基板１を透光性部材により形成し、スクリーン基板１の裏面即ちスクリーン２１０の背面ＢＳに光吸収性の塗料を塗布するという構成であってもよい。この場合、さらに図４（Ｂ）等に示す光吸収部分ＡＳに相当する部分に光の反射防止処理としてＡＲコート膜ＣＢを施してもよい。以上の場合、投射に必要のない外光ＯＬを観察者のいない方向に透過させ、かつ、背面ＢＳにおいて吸収することができ、また、ＡＲコート膜ＣＢにより外光ＯＬが観察者のいる方向へ反射することを防止できる。
【００４２】
また、例えば図１４に示すように、傾斜部分ＰＳにおける多数の立体部２ｂの充填率が１００パーセント未満であり、傾斜部分ＰＳ上に平坦部ＦＳが残る場合、あるいは残る可能性がある場合には、例えば、スクリーン作製のためのガラス型の作製段階において、多数の立体部２ｂに対応する部分をエッチング処理によって形成する前に、予め傾斜部分ＰＳに対応する部分上に粗面処理をしておけばよい。これにより、平坦部ＦＳが傾斜部分ＰＳ上に残っている場合にも、平坦部ＦＳは、粗面処理された状態となっており、画像投影においてホットスポットが生じることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係るスクリーンを用いた投射システムを示す図である。
【図２】スクリーンの全体的な使用状態を説明するための斜視図である。
【図３】スクリーンの正面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、スクリーンの表面構造を説明するための斜視図及び側断面図である。
【図５】スクリーンのプリズムの一部を取り出した拡大図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、１つのプリズムについての中心領域と周辺領域とでの拡大図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、立体部の形状について説明するための模式図及び側断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、投射光の反射における視野角特性について示すグラフの図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、比較例の正面図及び模式図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、比較例のグラフの図である。
【図１１】スクリーンにおける反射光の光拡散状態について示すグラフの図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｄ）は、第２実施形態に係るスクリーンについて説明するための側断面図及び正面図である。
【図１３】スクリーンの変形例について説明するための側断面図である。
【図１４】スクリーンの変形例について説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０、１１０、２１０…スクリーン、  １…スクリーン基板、  ２…プリズム、  ２ａ…プリズム本体、  ＰＳ…傾斜部分  ２ｂ…立体部、  ＲＳ…反射膜、  １００…プロジェクタ、  ２００…照明装置、  ５００…投射システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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