(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性のあるベース部と、
前記ベース部の裏面側に形成され、反射面を有する反射部とを含み、光源からの映像光が下方から入射されて観察側へ出射する反射型スクリーンにおいて、
前記ベース部及び／又は前記反射部は、着色が施されており、
前記ベース部又は前記反射部に、長手方向が水平に設けられたリニアフレネルレンズ形状が形成されており、
前記リニアフレネルレンズ形状は、その光学的な中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも下側にずれていること、
前記ベース部の観察側面に形成され、水平方向の拡散効果を持つレンチキュラーレンズ形状を備えたことを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載された反射型スクリーンにおいて、
前記リニアフレネルレンズ形状は、その光学的な中心がスクリーンの下端よりも外側になるように設けられていることを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の反射型スクリーンにおいて、
前記ベース部の観察側面、前記反射部の反射面又は前記ベース部と前記反射部の界面の少なくとも一つの面に、マット形状が付与されていることを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の反射型スクリーンと、
前記反射型スクリーンの投射部分の下端が上方の投射角を持つように配置された光源とを含むことを特徴とする前方投影システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方からの映像光を反射面により反射させて観察する反射型スクリーン及びその反射スクリーンを用いた前方投影システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の反射形スクリーンは、透明シートの表面側に光透過拡散層、裏面側に光反射用のリニアフレネルレンズ面が設けられたもの（特開平８−２９８７５号）が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の反射型スクリーンは、外光反射が起こりやすく、特に、上方からの外光により、コントラストが低下するという問題があった。
また、反射が等方的であるために、水平、垂直それぞれの拡散を好適に制御することができなかった。
【０００４】
そこで、本発明は、外光によるコントラストの低下を抑え、好適な視野角を得ることを可能にする反射型スクリーン及び前方投影システムを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、光透過性のあるベース部と、前記ベース部の裏面側に形成され、反射面を有する反射部とを含み、光源からの映像光が下方から入射されて観察側へ出射する反射型スクリーンにおいて、前記ベース部及び／又は前記反射部は、着色が施されており、前記ベース部又は前記反射部に、長手方向が水平に設けられたリニアフレネルレンズ形状が形成されており、前記リニアフレネルレンズ形状は、その光学的な中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも下側にずれていること、前記ベース部の観察側面に形成され、水平方向の拡散効果を持つレンチキュラーレンズ形状を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載された反射型スクリーンにおいて、前記リニアフレネルレンズ形状は、その光学的な中心がスクリーンの下端よりも外側になるように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
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において、前記ベース部の観察側面、前記反射部の反射面又は前記ベース部と前記反射部の界面の少なくとも一つの面に、マット形状が付与されていることを特徴とする反射型スクリーン。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の反射型スクリーンと、前記反射型スクリーンの投射部分の下端が上方の投射角を持つように配置された光源とを含むことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面などを参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明による反射型スクリーンの第１実施形態を示す図、図２は、第１実施形態に係る反射型スクリーンのサーキュラーフレネルレンズ形状を示した図である。
第１実施形態の反射型スクリーン１０は、ベース部１１と、反射部１２などとから構成されている。
ベース部１１は、アクリル，ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂のシート又はフィルムからなる光透過性のある部分である。このベース部１１には、透過率８０％になるようなグレー等の染料、顔料等で着色（ティント）が施されている。
【００１６】
反射部１２は、ベース部１１の裏面側に形成され、サーキュラーフレネルレンズ形状の反射面１２ａを有する部分である。反射面１２ａのサーキュラーフレネルレンズ形状は、図２に示すように、その中心Ｃがスクリーン下端１０ａよりも外側（下側）に設けられている。
【００１７】
ここで、サーキュラーフレネルレンズ形状の中心Ｃとは、これを構成するレンズ単位のレンズ面（反射面１２ａに相当する。）の角度が零になる部分、すなわち、光学的な中心をいい、光学的な中心がスクリーン下端よりも外端に設けられている、とは、実際には形成されない仮想の光学的な中心が、スクリーンの下端より外側、すなわち、下側に位置するように、反射部上にサーキュラーフレネルレンズ形状を配置することを意味する。
この反射部１２は、ベース部１１の裏面側に、紫外線硬化性樹脂などを用いてサーキュラーフレネルレンズ形状を設け、レンズ表面に反射性の膜を形成することによって得られる。
【００１８】
また、この反射型スクリーン１０は、ベース部１１の表面側（観察側）面に、水平方向及び垂直方向への映像光の拡散を行うためのマット形状１４が形成されている。
【００１９】
第１の実施形態の反射型スクリーン１０によれば、図３に示すように、光源２０からの映像光Ｅは、下方から入射して、観察者３０側へ出射されるが、外光Ａは、上方から入射するために、サーキュラーフレネルレンズ形状の反射面１２ａにより下方に反射され、ベース部１１の観察側面で全反射して、反射面１２ａとベース部１１の表面側面との間で反射を繰り返しながら着色されたベース部１１に吸収され減衰する。また、映像光Ｅの映り込みＦは、観察側面に形成されたマット形状１４により防止される。
【００２０】
（第２実施形態）
図４は、本発明による反射型スクリーンの第２実施形態を示す図である。
第２実施形態の反射型スクリーン４０は、第１実施形態と同様のベース部４１と、反射部４２とからなるが、ベース部４１の観察側面に、水平方向の光軸を制御する光軸補正効果と指向性のある拡散効果を持つ水平拡散用のレンチキュラーレンズ形状４３が形成されており、さらに、図４（Ｂ）に示すように、このレンチキュラーレンズ形状４３には、主に垂直方向の光軸を制御するためのマット形状４４が形成されている。
【００２１】
図５は、本発明による前方投射システムの実施形態を示す図である。
この前方投射システムは、図４のような反射型スクリーン４０と、光源２０とから構成されている。
光源２０は、図から解るように、その投射系の光軸が傾けてあり、反射型スクリーン４０の画面の下端４０ａでも、上方に投射している。
【００２２】
第２実施形態の反射型スクリーン４０によれば、光源２０からの映像光Ｅは、下方から入射され、観察者３０側へ出射されるが、外光Ａは、上方から入射するために、サーキュラーフレネルレンズ形状の反射面４２ａにより下方に反射され、一部は、観察者３０のいる方向よりも下方に出射され、他の一部は、ベース部４１の表面側面で全反射して、反射面４２ａとベース部４１の観察者側面との間で反射を繰り返しながら着色されたベース部４１に吸収され減衰する。従って、観察者３０の目には、外光Ａが入らなくなるので、外光Ａの反射を抑えることとなり、明室での利用が可能となる。
【００２３】
これに対して、図６は、従来の前方投射システムを示す図である。
従来の前方投射システムは、反射型スクリーン１１０と、光源１２０とから構成されている。反射型スクリーン１１０は、反射部１１２の反射面１１２ａに、サーキュラーフレネルレンズ形状が施されているが、その中心は、スクリーンの幾何学的中心とほぼ一致して配置されている。また、光源１２０は、スクリーンの下端では、下方の投射角を持つように設置されている。
このような従来の前方投影システムでは、上方から入射する外光Ａは、反射型スクリーン１１０のサーキュラーフレネルレンズ形状の反射面１１２ａの下側の部分で上方に反射されて、観察者３０の方向に出射されるために、コントラストの低下した画像になってしまう点で本発明と相違する。
【００２４】
さらに、第２の実施形態によれば、映像光は、反射面４２ａによって反射された後に、水平拡散レンチキュラーレンズ４３によって、水平方向に拡散され、また、マット形状４４によって、主に垂直方向の拡散が行なわれるので、水平及び垂直の２方向に拡散角度を制御することができる。従って、映像光を有効に利用でき、ゲインを高くすることができる。
【００２５】
また、マット形状４４が観察側に設けられているために、光源の写り込みＦを防止することができるとともに、反射部４２の反射面４２ａに、成形型に起因するような欠陥がある場合に、これを目立たなくすることができる。
さらにまた、反射部４２は、最も切削が困難であるサーキュラーフレネルレンズ形状の中心を持たないので、成形型の作製が容易になる。
【００２６】
（第３実施形態）
図７は、本発明による反射型スクリーンの第３実施形態を示す図、図８は、第３実施形態に係る反射型スクリーンのサーキュラーフレネルレンズ形状を示した図である。
【００２７】
第３実施形態の反射型スクリーン７０は、ベース部７１と、反射部７２等から構成され、第２実施形態の反射型スクリーン４０と異なるのは、反射部７２に設けられたサーキュラーフレネルレンズ形状の反射面７２ａにおいて、そのサーキュラーフレネルレンズ形状の光学的な中心Ｃ’が、スクリーンの幾何学的な中心よりも下側にずれている点である。中心Ｃ’を、スクリーンの幾何学的な中心よりも下側にずらす量は、スクリーンの設計によっても異なるが、外光の反射光が観察者の見る点よりも下方に出射されるようにすればよい。
【００２８】
前述した第２実施形態は、サーキュラーフレネルレンズ形状の反射面４２ａが、サーキュラーフレネルレンズの上方の形状のみによって構成されているので、最もコントラストの向上がはかれる好ましい形態であるが、第３実施形態でも十分なコントラスト向上の効果がある。
【００２９】
（第４実施形態）
図９は、本発明による反射型スクリーンの第４実施形態を示す図である。
第４実施形態の反射型スクリーン９０は、ベース部９１と、反射部９２等とを備えている。
ベース部９１は、光透過性のある、樹脂製のシート又はフィルムからなり、透過率が８０％になるようにティント（着色）が施されている。
【００３０】
反射部９２は、ベース部９１の裏面側に形成され、長手方向が水平に設けられたリニアフレネルレンズ形状の反射面９２ａを有する部分である。反射部９２のリニアフレネルレンズ形状は、その中心Ｃがスクリーン下端９０ａよりも外側（下側）に設けられている。ここで、リニアフレネルレンズ形状の中心とは、これを構成する長手方向が水平方向に配置されたレンズ単位のレンズ角が零になる、（垂直方向の）光学的な中心をいう。
【００３１】
この反射型スクリーン９０は、ベース部９１の観察側面に、水平方向の光軸を制御し、かつ、映像光の水平方向の拡散を行うレンチキュラーレンズ形状９３が形成されており、レンチキュラーレンズ形状９３を透過した映像光が集光される部分以外のベース部９１の内部、又は、ベース部９１と反射部９２の界面、又は、反射部９３の内部、又は、反射面９２ａの観察側の面に、遮光層（吸光層）９６を設けている。また、このレンチキュラーレンズ形状９３の表面には、図９（Ｂ）に示すように、マット形状９４が付与されている。
【００３２】
図１０は、第４実施形態に係る反射型スクリーンのレンチキュラーレンズ形状の光軸補正効果を説明する図である。
図１０（Ａ）は、スクリーンの水平方向の中心部の状況を示し、映像光Ｅは、ほぼスクリーン面に垂直に入射して集光されて、反射面９２ａによって反射し、レンチキュラーレンズ形状９３から出射するときに拡散される。
図１０（Ｂ）は、スクリーンの左側の端部を示し、レンチキュラーレンズ形状９３に入射して反射する映像光は、レンチキュラーレンズの作用により、出射する方向が中心部と揃うように光軸補正される。
【００３３】
第４実施形態の反射スクリーン９０において、反射面９２ａに設けられる形状は、リニアフレネルレンズ形状であるので、ロール状の成形型を用いて成形して連続的に生産できるという利点がある。また、ベース部９１の観察側面に形成されたレンチキュラーレンズ形状９３も、ロール状の成形型により成形して連続的に生産することができる。
すなわち、反射部９２を、透明な樹脂製のフィルム又はシート上に紫外線硬化性樹脂等を塗布するとともに、リニアフレネルレンズの逆形状を有する成形型により形状を付与し、紫外線を照射して硬化させ、さらに、リニアフレネルレンズ形状の部分に反射性被膜を形成することにより製造しておき、別に、レンチキュラーレンズ形状９３を有する透明樹脂シートを、ロール成形型を用いて、熱可塑性樹脂の押し出し成形や、紫外線硬化性樹脂等により製造し、これらをラミネートすればよい。
【００３４】
図１１は、本発明の反射型スクリーンの第４実施形態を応用した、より大型の反射型スクリーンを示す図である。
前記のように、レンチキュラーレンズ形状やリニアフレネルレンズ形状は、ロール状の成形型により連続的に生産が可能であり、この場合に、レンズ単位の長手方向には、サイズの制約は少なく、大サイズのレンズシート又はレンズフィルムが得られる。一方、レンズ単位の長手方向と直交する方向の幅は、成形型の幅の制約を受けることとなる。
しかし、図１１に示すように、レンチキュラーレンズ形状９３が設けられたベース部９１をスクリーンの水平方向に複数並べて、繋ぎ目Ｇで繋ぎ合わせ、その裏面側に、リニアフレネルレンズ形状が設けられた反射面９２ａが形成された反射部９２をスクリーンの垂直方向に複数並べて、繋ぎ目Ｈで繋ぎあわせたものを貼り合わせることにより、１５０インチ以上の大型スクリーンを得ることができる。
【００３５】
（第５実施形態）
図１２は、本発明による反射型スクリーンの第５実施形態を示す図である。
第５実施形態の反射型スクリーン１００は、図１２に示すように、ベース部１０１と、反射部１０２などとを備えている。
ベース部１０１は、光透過性のあり、透過率８０％になるようなティントが施されている。
【００３６】
反射部１０２は、ベース部１０１の裏面側に形成され、長手方向が垂直に設けられた第１のリニアフレネルレンズ形状の反射面１０２ａを有する部分である。この反射部１０２の反射面１０２ａには、図１２（Ｂ）に示すように、水平拡散用のレンチキュラーレンズ形状１０５が設けられている。
【００３７】
また、ベース部１０１の観察側面（入光面）には、第１のリニアフレネルレンズ１０２と略直交する垂直光軸補正用の第２のリニアフレネルレンズ１０３が形成されている。この第２のリニアフレネルレンズ１０３は、光軸を下方に補正するようにレンズ角が設定されており、その中心がスクリーン下端１００ａよりも外側に設けられている。
ここで、第２のリニアフレネルレンズ形状の中心とは、これを構成する長手方向が水平方向に配置されたレンズ単位のレンズ角が零になる、（垂直方向の）光学的な中心をいう。
【００３８】
また、第２のリニアフレネルレンズ１０３は、図４（Ｃ）に示すように、その表面にマット形状１０４が付与されている。
【００３９】
第５実施形態の反射型スクリーン１００は、図５に示した前方投射システムに使用することができる。
この第２の実施形態の反射型スクリーン１００によれば、光源２０からの映像光Ｅは、下方から入射して、観察者３０側へ出射されるが、外光Ａは、上方から入射するために、リニアフレネルレンズ形状１０３により下方に屈折される。従って、観察者３０の目には、外光Ａが入らなくなるので、外光の反射を抑えることとなり、明室での利用が可能となる。
【００４０】
また、映像光Ｅは、反射面１０２ａによって反射された後に、レンチキュラーレンズ形状１０５によって、水平方向に拡散され、また、マット部１０４によって、主に垂直方向の拡散が行なわれるので、水平及び垂直の２方向に拡散角度を制御することができる。従って、映像光を有効に利用でき、ゲインを高くすることができる。
【００４１】
さらに、マット部１０４が観察側に設けられているために、光源の写り込みＦを防止することができるとともに、反射部１０２の反射面１０２ａに、成形型に起因するような欠陥がある場合に、これを目立たなくすることができる。
さらにまた、反射部１０２は、最も切削が困難であるリニアフレネルレンズ形状の中心を持たないので、成形型の作製が容易になる。
【００４２】
（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、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、この反射型スクリーンは、フィルム状にすることにより、ロールアップタイプのスクリーンとすることができる。
また、マット形状は、反射部の反射面や、ベース部と反射部の界面に設けられていてもよい。着色は、反射部に行なってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、光軸を下方に屈折させるフレネルレンズ形状を有し、その光学的中心がスクリーンの幾何学的な中心よりも下側にずれており、外光は、上方から入射するために、フレネルレンズ形状により下方に屈折され、観察者の目には、外光が入らなくなるので、外光の反射を抑えることとなり、明室での利用が可能となる。
【００４４】
また、レンチキュラーレンズ形状、マット形状によって、拡散角度を２方向に制御しているので、映像光を有効に利用でき、ゲインを高くすることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による反射型スクリーンの第１実施形態を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る反射型スクリーンのサーキュラーフレネルレンズ形状を示した図である。
【図３】第１実施形態に係る反射型スクリーンの外光、映像光及び写り込み等の光路を説明する図である。
【図４】本発明による反射型スクリーンの第２実施形態を示す図である。
【図５】本発明による前方投射システムの実施形態を示す図である。
【図６】従来の前方投射システムを示す図である。
【図７】本発明による反射型スクリーンの第３実施形態を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る反射型スクリーンのサーキュラーフレネルレンズ形状を示した図である。
【図９】本発明による反射型スクリーンの第４実施形態を示す図である。
【図１０】第４実施形態に係る反射型スクリーンのレンチキュラーレンズ形状の光軸補正効果を説明する図である。
【図１１】第４実施形態に係る反射型スクリーンを応用した、より大型の反射型スクリーンを示す図である。
【図１２】本発明による反射型スクリーンの第５実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０，４０，７０，９０，１００  反射型スクリーン
１１，４１，７１，９１，１０１  ベース部
１２，４２，７２，９２，１０２  反射部
１４，４４，７４，９４，１０４  マット形状
２０  光源
３０  観察者
【図１】
0003655972.tif 000002
【図２】
0003655972.tif 000003
【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】
0003655972.tif 000008
【図８】
0003655972.tif 000009
【図９】
0003655972.tif 000010
【図１０】
0003655972.tif 000011
【図１１】
0003655972.tif 000012
【図１２】
0003655972.tif 000013