(57)【要約】【課題】ゴースト等の表示不良を大幅に低減でき、良好な映像を表示可能な透過型スクリーン及びこれを備える背面投射型表示装置を提供する。【解決手段】透過型スクリーン１０は、スクリーン面が曲面をなすような湾曲形状を有し、映像光が入射する入光面１０ａは、略平滑面状であり、入光面１０ａを形成し、かつ、反射防止機能を有する入光側機能層２１を備え、入光側機能層２１は、無機化合物の蒸着膜又はスパッタ膜により形成されているものとした。また、この透過型スクリーン１０と、映像光を投射する光源部７０と、透過型スクリーン１０の背面側に位置し、光源部７０からの映像光を反射して、透過型スクリーン１０の入光面１０ａに投射するミラー部８０とを備える背面投射型表示装置１とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面側から投射された映像光を他方の面側に透過して映像を表示する透過型スクリーンであって、
スクリーン面が曲面をなすような湾曲形状を有し、
映像光が入射する入光面は、略平滑面状であり、
前記入光面を形成し、反射防止機能を有する入光側機能層を備え、
前記入光側機能層は、無機化合物の蒸着膜又はスパッタ膜により形成されていること、
を特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載の透過型スクリーンにおいて、
映像光の進行方向を偏向するフレネルレンズ層と、
前記フレネルレンズ層よりも出光側に設けられ、光を透過する光透過部と光を吸収する光吸収部とを備える光制御層と、
前記光制御層よりも出光側に設けられ、光を拡散する作用を有する光拡散層と、
を備え、
前記光透過部及び前記光吸収部は、該透過型スクリーンのスクリーン面に沿って交互に配置されていること、
を特徴とする透過型スクリーン。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の透過型スクリーンと、
映像光を投射する光源部と、
前記透過型スクリーンの背面側に位置し、前記光源部からの映像光を反射して、前記透過型スクリーンの入光面に投射するミラー部と、
を備える背面投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型スクリーン、及び、これを備える背面投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像光をスクリーンの背面側から投射して表示する背面投射型表示装置では、投射された映像光を透過して表示するための透過型スクリーンが広く用いられている。このような透過型スクリーンは、所望する光学特性に合わせて、様々な構成を有するものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
また、近年、透過型スクリーンを備える背面投射型表示装置に関して、その用途によっては、背面投射型表示装置の外形と透過型スクリーンの表面形状との一体感が要求される等、その意匠性が高く要求される場合がある。このような場合には、意匠面におけるシステム全体との調和も必要であり、当然ながら、表示装置としての映像の良好さも要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６０１３２号公報
【特許文献２】特開２００８−２８１９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背面投射型表示装置では、映像源からの映像光を反射鏡等で反射させて透過型スクリーンに投影する場合がある。反射鏡等を用いて映像光を投射することにより、背面投射型表示装置の奥行きスペース（透過型スクリーンの背面側のスペース）を削減することができ、背面投射型表示装置の省スペース化を図ることができるので、このような手法は広く用いられている。
【０００５】
上述のように反射鏡を用いて映像源からの光を透過型スクリーンに投射する場合には、透過型スクリーンの入光面の表面で映像光が反射し、その映像光が再度反射鏡で反射して透過型スクリーンに入射する場合がある。特に、透過型スクリーンの入光面が平滑面状である場合にこのような現象が生じやすい。このような映像光は、ゴースト（２重像）となって視認され、明瞭な映像表示の妨げとなる。
上述の特許文献１，２には、このようなゴーストの低減等に関しては、一切開示されていない。
【０００６】
本発明の課題は、ゴースト等の表示不良を大幅に低減でき、良好な映像を表示可能な透過型スクリーン及びこれを備える背面投射型表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、一方の面側から投射された映像光を他方の面側に透過して映像を表示する透過型スクリーンであって、スクリーン面が曲面をなすような湾曲形状を有し、映像光が入射する入光面（１０ａ）は、略平滑面状であり、前記入光面を形成し、反射防止機能を有する入光側機能層（２１）を備え、前記入光側機能層は、無機化合物の蒸着膜又はスパッタ膜により形成されていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の透過型スクリーンにおいて、映像光の進行方向を偏向するフレネルレンズ層（２３）と、前記フレネルレンズ層よりも出光側に設けられ、光を透過する光透過部（３２２）と光を吸収する光吸収部（３２３）とを備える光制御層と、前記光制御層よりも出光側に設けられ、光を拡散する作用を有する光拡散層（３３）と、を備え、前記光透過部及び前記光吸収部は、該透過型スクリーンのスクリーン面に沿って交互に配置されていること、を特徴とする透過型スクリーン（１０）である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の透過型スクリーン（１０）と、映像光を投射する光源部（７０）と、前記透過型スクリーンの背面側に位置し、前記光源部からの映像光を反射して、前記透過型スクリーンの前記入光面（１０ａ）に投射するミラー部（８０）と、を備える背面投射型表示装置（１）である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ゴースト等の表示不良を大幅に低減でき、良好な映像を表示可能な透過型スクリーン及びこれを備える背面投射型表示装置をとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の背面投射型表示装置１を説明する図である。
【図２】実施形態の透過型スクリーン１０の斜視図である。
【図３】実施形態の透過型スクリーン１０の層構成を説明する図である。
【図４】実施形態のフレネルレンズ層２３を説明する図である。
【図５】実施形態の光制御層３２を説明する図である。
【図６】入光側機能層２１の作用を説明する図である。
【図７】積層体３０の変形形態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、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、特許請求の範囲の記載は、シートという記載で統一して使用した。従って、シート、板、フィルムの文言は、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。
【００１１】
（実施形態）
図１は、本実施形態の背面投射型表示装置１を説明する図である。図１では、背面投射型表示装置１の奥行き方向に平行かつ鉛直方向に平行な断面を模式的に示している。
背面投射型表示装置１は、透過型スクリーン１０と、光源部７０と、ミラー部８０と、筐体９０とを備えている。この背面投射型表示装置１は、光源部７０から投射された映像光Ｌを、ミラー部８０で反射させて透過型スクリーン１０の背面側へ投射し、透過型スクリーン１０に映像を表示する。
本実施形態の背面投射型表示装置１は、太陽光や照明光等といった外光の影響が大きい環境で使用されるものであり、例えば、自動車の内部や船舶の内部（例えば、運転席や機関室等）に配置される車載用や船舶用の背面投射型表示装置である。本実施形態では、背面投射型表示装置１は、その表示画面の画面サイズ（透過型スクリーン１０の画面サイズ）が、対角６〜３０インチ程度の小型のものを例に挙げて説明する。
なお、これに限らず、本実施形態の背面投射型表示装置１は、室内等のように、外光の影響がそれほど大きくない環境において使用することも可能であり、画面サイズも、上記のものよりも大きなものとしてもよい。
【００１２】
透過型スクリーン１０は、図１に示すように、観察者Ｏ側（映像光の出光側）に凹凸となる湾曲形状を有している。この透過型スクリーン１０の詳細に関しては、後述する。  光源部７０は、透過型スクリーン１０に対して映像光Ｌを投射する映像源である。本実施形態では、この光源部７０は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やレーザを利用したピコプロジェクタ等の小型の光源を用いることができる。
本実施形態の光源部７０は、図１に示すように、透過型スクリーン１０の背面側の下方等に配置されている。
【００１３】
ミラー部８０は、透過型スクリーン１０の背面側に位置し、光源部７０が投射した映像光Ｌを反射して、透過型スクリーン１０へ背面側から投射する反射鏡である。
なお、本実施形態では、ミラー部８０は、１枚の反射鏡である例を示したが、これに限らず、例えば、２枚以上としてもよい。
また、このミラー部８０に用いられる反射鏡は、反射拡大鏡等を用いてもよい。
筐体９０は、透過型スクリーン１０を支持し、かつ、その内部に光源部７０及びミラー部８０を配置可能である。この筐体９０は、遮光性を有しており、不要な照明光や太陽光等の外光が透過型スクリーン１０の背面側から入射することを防止できる。また、迷光等を吸収して低減する観点から、筐体内部は黒色等の暗色系とすることが好ましい。
【００１４】
図２は、本実施形態の透過型スクリーン１０の斜視図である。図２では、理解を容易にするために、透過型スクリーン１０のみを簡略化して示している。
図２に示すように、透過型スクリーン１０は、その全体を見た場合、スクリーン面が三次元曲面をなすような湾曲形状を有している。なお、透過型スクリーン１０は、スクリーン面が二次元曲面をなすような湾曲形状を有していてもよい。
ここで、スクリーン面とは、この透過型スクリーン１０全体として見たときにおける、透過型スクリーン１０の画面（表示面）となる面方向である。また、「二次元曲面」とは、単一の軸を中心として二次元的に湾曲しているもの、或いは、互いに平行な複数の軸を中心として異なる曲率で二次元的に湾曲しているものを意味するものとし、「三次元曲面」とは、互いに対して角度をなす複数の軸をそれぞれ中心として、部分的に又は全体的に湾曲しているもの意味するものとする。
【００１５】
本実施形態の透過型スクリーン１０は、図２に示すように、正面方向から見た場合の対角線の一方と平行で透過型スクリーン１０の背面側（入光側）に位置する第１の軸Ａ１を中心とした方向Ｂ１に観察者側（出光側）に凸となるように湾曲し、かつ、他方の対角線と平行で透過型スクリーン１０の背面側に位置する第２の軸Ａ２を中心とした方向Ｂ２に観察者側に凸となるように湾曲している。
そして、透過型スクリーン１０の表示面（出光面）において、その表示領域の幾何学的中心となる点Ｃ（透過型スクリーン１０の平面形状をなす矩形状の一対の対角線が交わる点）が最も観察者側に突出する形態となっている。なお、透過型スクリーン１０は、最も観察者側に突出している点が、点Ｃとは異なる点である形態としてもよい。
また、透過型スクリーン１０は、観察者側の面（出光面）の最も観察者側に凸となっている点Ｃにおける法線方向Ｎに直交する平面（即ち、最も観察者側に凸となった点Ｃでの接面）が、鉛直方向（画面上下方向）に平行となっている。
このような透過型スクリーン１０において、湾曲形状の曲率半径は、その画面サイズにも依るが、２０００ｍｍ以下であることが好ましく、２５０ｍｍ以上であり１５００ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００１６】
なお、本実施形態では、透過型スクリーン１０は、スクリーン面（表示面）が観察者側（出光側）に凸となる湾曲形状を有する例を示したが、これに限らず、例えば、光源側（入光側）に凸（即ち、観察者側へ凹）となるような湾曲形状を有していてもよい。また、観察者側に凸となる部分と光源側に凸となる部分とを組み合わせた形状としてもよい。
また、湾曲形状の軸となる第１の軸Ａ１，第２の軸Ａ２は、透過型スクリーン１０を正面方向から見た場合の画面（表示面）の矩形形状の対角線にそれぞれ平行である例を示したが、これに限らず、透過型スクリーン１０を正面方向から見た場合に、観察画面の幾何学的中心となる点Ｃを通り画面上下方向に平行な方向と、画面左右方向に平行な方向とをそれぞれ第１の軸、第２の軸としてもよい。
【００１７】
図３は、本実施形態の透過型スクリーン１０の層構成を説明する図である。
図３では、透過型スクリーン１０の点Ｃを通り画面上下方向及び厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示している。
本実施形態の透過型スクリーン１０は、図３に示すように、その厚み方向において、光源側（入光側、背面側）に位置するフレネルレンズシート２０と、観察者側（出光側）に位置する積層体３０とを備えている。
【００１８】
フレネルレンズシート２０は、光源部７０から投射され、ミラー部８０で反射してフレネルレンズシート２０へ入光側（背面側）から入射した光を、観察者側へ偏向させ、略正面方向Ｎへ進む光束とする機能を有する。
このフレネルレンズシート２０は、その入光側（背面側）から順に、入光側機能層２１と、フレネル基材層２２と、フレネルレンズ層２３とを備え、これらが一体に積層されている。
本実施形態では、フレネルレンズシート２０の入光面が、透過型スクリーン１０の入光面１０ａとなる。
【００１９】
入光側機能層２１は、最も入光側に設けられた層であり、フレネルレンズシート２０（透過型スクリーン１０）に入射する際に、反射する光量を大幅に低減する機能を有する。
入光側機能層２１は、無機化合物（主に、無機材料の酸化物やフッ化物）の薄膜により形成される層である。この入光側機能層２１は、光学干渉を利用して、透過型スクリーン１０（フレネルレンズシート２０）の入光面１０ａでの反射光量を低減させ、映像光の透過率を向上させることができる。
【００２０】
入光側機能層２１は、不図示の低屈折率層と、低屈折率層よりも屈折率の高い不図示の高屈折率層とが、入光側から順に交互に複数積層された層としてもよいし、入光側に低屈折率層が位置し、その出光側に高屈折率層が設けられる形態としてもよいし、低屈折率層のみの層としてもよい。
なお、入光側機能層２１が、低屈折率層と高屈折率層とを交互に複数配置して形成される場合には、入光側機能層２１の最も入光側に低屈折率層が位置する形態となることが好ましい。
【００２１】
低屈折率層は、この層よりも出光側に位置する層（本実施形態では、フレネル基材層２２）や高屈折率層よりも屈折率が低い層である。この低屈折率層は、例えば、二酸化ケイ素（屈折率約１．４７）やフッ化マグネシウム（屈折率約１．３８）等により形成することができる。
高屈折率層は、低屈折率層よりも屈折率が高く、例えば、酸化チタン（屈折率約２．５５）、酸化ジルコニウム（屈折率約２．０５）等により形成することができる。
入光側機能層２１の高屈折率層及び低屈折率層は、いずれも真空蒸着法やスパッタ法等により形成されている。
【００２２】
低屈折率層の厚さをｄ（ｎｍ）は、低屈折率層の屈折率をｎとし、正の奇数をｍとし、光の波長をλ（ｎｍ）とすることき、以下の式１を満たすことが好ましい。
ｄ＝ｍ×λ／（４×ｎ）  ・・・（式１）
ここで、ｍは１とすることが好ましく、λは、４５０〜５８０ｎｍとすることが好ましい。
上記式１を満たす厚さとすることにより、効果的に光の反射を低減し、透過率を向上させることができる。
なお、入光側機能層２１は、高屈折率層と低屈折率層との中間の屈折率を有する中屈折率層を備え、これが低屈折率層と高屈折率層との間に配置される形態としてもよい。
【００２３】
フレネル基材層２２は、フレネルレンズシート２０の基材となる層であり、入光側機能層２１の出光側に配置されている。フレネル基材層２２は、光透過性を有する樹脂製のシート状の部材を用いることができる。
フレネル基材層２２は、例えば、ポリカーネート（ＰＣ）樹脂や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂や、メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン（ＭＢＳ）樹脂、メタクリル酸メチル・スチレン（ＭＳ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂等により形成されたシート状の部材を用いることができる。
またフレネル基材層２２の厚みは、透過型スクリーン１０の画面サイズにもよるが、１．０〜４．０ｍｍとすることが好ましい。フレネル基材層２２の厚みが、１．０ｍｍ未満の場合には、剛性が不十分であり、４．０ｍｍを超える場合には、フレネルレンズシート２０から出射する映像光とフレネルレンズシート２０内で発生する迷光とのずれが大きくなり、２重像が生じやすくなる。従って、上記範囲とすることが好ましい。
このフレネル基材層２２は、光を拡散する拡散材を含有していてもよいし、拡散材を含有しない層と拡散材を含有する層を共押し出し成形した形態としてもよい。
【００２４】
フレネルレンズ層２３は、フレネル基材層２２の出光側（観察者側）に形成され、その出光側の面に単位レンズ２３１が複数配列されて形成されたフレネルレンズ形状が形成されている。フレネルレンズ層２３は、フレネルレンズシート２０に入射した映像光を、略正面方向（点Ｃにおける接面の法線方向Ｎ）へ偏向して出光側へ向かわせる機能を有している。
図４は、本実施形態のフレネルレンズ層２３を説明する図である。図４では、フレネルレンズ層２３を出光側正面方向から見た様子を示している。なお、理解を容易にするために、図４では、フレネルレンズ層２３を略平面状として示している。
本実施形態のフレネルレンズ層２３は、その出光側の面に屈折型のフレネルレンズ形状を有している。図４に示すように、ここでは、フレネルレンズ層２３は、単位レンズ２３１が点Ｆを中心として同心円状に配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状を有する例を挙げて説明するが、これに限らず、リニアフレネルレンズ形状を有していてもよい。
【００２５】
本実施形態の単位レンズ２３１が配列される同心円の中心（即ち、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的な中心）となる点Ｆは、図４に示すように、フレネルレンズシート２０の正面方向（透過型スクリーン１０の点Ｃにおける接面の法線方向Ｎ）から見た場合に、正面方向から見て点Ｃに対応する出光面側の点Ｃ２（フレネルレンズシート２０の幾何学的中心）を通る画面上下方向に平行な直線上であって、フレネルレンズシート２０の下方に位置している。
なお、これに限らず、点Ｆは、点Ｃ２を通る画面上下方向に平行な直線上であってフレネルレンズシート２０上に位置していてもよいし、フレネルレンズシート２０の幾何学的な中心Ｃ２上に位置していてもよいし、適宜設定してよい。
【００２６】
フレネルレンズ層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を用いてフレネル基材層２２に一体に形成されている。なお、これに限らず、フレネルレンズ層２３は、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂を用いて形成してもよい。また、リニアフレネルレンズ形状を有する場合には、フレネルレンズ層２３及びフレネル基材層２２を一体として、熱可塑性樹脂を押し出し成形する等して作製してもよい。
【００２７】
図３に戻って、積層体３０の層構成について説明する。
積層体３０は、映像光の入光側から順に、基板層３１、光制御層３２、光拡散層３３、着色層３４、出光側機能層３５を備えており、これらが適宜接合層３６により一体に積層された形状となっている。
以下、積層体３０の各層について説明する。
基板層３１は、透過型スクリーン１０の剛性を高める機能を有する層である。この基板層としては、光透過性を有する樹脂製等の板状の部材を用いることができる。
本実施形態の基板層３１は、積層体３０の厚み方向において入光側（フレネルレンズシート２０側）に配置される。
この基板層３１は、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＣ樹脂、アクロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂等を押し出し成形する等により形成された板状の部材を用いることができる。また、この基板層３１の厚さは、約１．５〜５．０ｍｍとすることが、スクリーンとしての十分な剛性の確保や、曲面加工の容易性等の観点から好ましい。
【００２８】
図５は、本実施形態の光制御層３２を説明する図である。図５（ａ）は、光制御層３２の断面の一部（透過型スクリーン１０の画面上下方向に平行であって厚み方向に平行な断面の一部）を拡大して示している。図５（ｂ）は、光制御層３２を観察者側（出光側）の正面方向から見た一部を拡大して示している。なお、図５では、理解を容易にするために、光制御層３２は、平板状として示している。
光制御層３２は、基材部３２１と、光透過部３２２と、光吸収部３２３とを備えている。この光制御層３２は、図３に示すように、接合層３６を介して基板層３１の観察者側（出光側）に一体に積層されている。
【００２９】
基材部３２１は、光制御層３２のベース（基材）となる層である。
基材部３２１は、例えば、ＰＣ樹脂や、ＰＥＴ樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂等により形成された、厚さが７５〜２００μｍのシート状の部材を用いることができる。
【００３０】
光透過部３２２は、基材部３２１の出光側（観察者側）の面に、複数配列されて一体に形成されている。
光透過部３２２は、図５に示すように、出光側に凸となる柱状であり、画面左右方向に延在し、基材部３２１の出光側の面に沿って画面上下方向に複数配列されている。光透過部３２２は、その配列方向に平行であって透過型スクリーン１０の厚み方向に平行な断面形状が、図５（ａ）に示すように、出光側を上底とし、入光側を下底とする略台形形状である。
本実施形態の光透過部３２２は、その断面形状が等脚台形であり、図５（ａ）に示すように、画面上下方向（配列方向）において対称な形状である。
【００３１】
この光透過部３２２は、光透過性を有する樹脂で形成されている。本実施形態の光透過部３２２は、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を用いて紫外線成形法により形成されているが、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、光透過部３２２は、ＰＥＴ樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いて熱溶融押出成形法により形成されてもよく、光透過部３２２が十分な厚みや剛性等を有するならば、前述の基材部３２１を設けない形態としてもよい。
【００３２】
光吸収部３２３は、図５（ａ）に示すように、隣り合う光透過部３２２の間の谷部に形成され、光を吸収する作用を有する部分である。
この光吸収部３２３は、図５（ｂ）に示すように、画面左右方向に延在し、光制御層３の出光側の面に沿って光透過部３２２と画面上下方向に交互に配置される形態となっている。また、光透過部３２２の出光側の面と光吸収部３２３の出光側の面とで光制御層３２の出光側の面が形成されている。
光吸収部３２３は、その配列方向に平行であって透過型スクリーン１０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、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。従って、光吸収部３２３は、図５（ａ）に示すように、その断面形状が、観察者側（出光側）を下底、光源側（入光側）を上底とする略台形形状としてもよいし、光源側を頂点とする略三角形形状としてもよい。
【００３３】
本実施形態の光吸収部３２３は、黒色ビーズ等の光吸収材を含有した光透過性を有する樹脂を、光透過部３２２間の谷部にワイピング（スキージング）して充填し、硬化させる等して形成されている。
光吸収部３２３に用いられる光透過性を有する樹脂としては、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挙げられる。
光吸収部３２３に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材であり、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、顔料や染料、顔料や染料で着色された樹脂粒子等である。顔料や染料で着色された樹脂粒子を用いる場合には、その樹脂粒子は、アクリル系樹脂や、ＰＣ樹脂、ＰＥ（ポリエチレン）樹脂、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂等により形成されたものを用いることができる。
【００３４】
この光吸収部３２３の屈折率は、光透過部３２２の屈折率よりも小さいことが、映像光の光線制御の観点から好ましい。従って、光吸収部３２３に用いられる光透過性を有する樹脂は、光透過部３２２を形成する樹脂よりも屈折率が小さいものが好ましい。
なお、光吸収部３２３の屈折率は、求める光学性能等に応じて、光透過部３２２の屈折率と同じものとしてもよいし、光透過部３２２の屈折率よりも大きくしてもよく、適宜設定してよい。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、この光透過部３２２（光吸収部３２３）の配列ピッチはＰ１であり、光透過部３２２の厚みはＤ１であり、配列方向における光透過部３２２の上底の寸法はＷ１であり、配列方向における光吸収部３２３の下底の寸法はＷ２、上底の寸法はＷ３である。また、厚み方向における光吸収部３２３の寸法はＨ１であり、光透過部３２２と光吸収部３２３との界面が透過型スクリーン１０の厚み方向となす角度はθである。
【００３６】
この光制御層３２は、光吸収部３２３により、観察者側から入射した外光Ｇを吸収することができ、映像のコントラストを向上させることができる。また、光吸収部３２３は、スクリーン内で発生した迷光等も吸収できる。
さらに、光透過部３２２の屈折率が光吸収部３２３の屈折率よりも大きい場合には、光透過部３２２と光吸収部３２３との界面に臨界角以上の角度で入射する映像光Ｌは、その界面で全反射して出光側へ向かうので、光制御層３２は、映像光を効率よくその出光側の視野角範囲内へ向けることができ、輝度の高い明るい映像を表示できる。
【００３７】
図３に戻り、光拡散層３３は、光を拡散する作用を有する層である。光拡散層３３は、光制御層３２の観察者側（出光側）に配置されている。本実施形態の光拡散層３３は、光を等方的に拡散する作用を有している。
この光拡散層３３は、光透過性を有する樹脂に、光を拡散する拡散材を含有させたシート状の部材を用いることができる。
光拡散層３３の母材となる光透過性を有する樹脂としては、例えば、ＭＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂等が挙げられる。
また、拡散材としては、プラスチックビーズ等の有機フィラーであり、特に、透明度の高いものが好ましい。このようなプラスチックビーズとしては、メラミン樹脂製、アクリル樹脂製、ＡＳ樹脂製、ＰＣ樹脂製等の粒子状等のものを適用可能である。また、シリコン系ビーズも拡散材として使用可能である。さらに、所望する拡散性能等に合わせて、これらの光拡散材を適宜選択し、所定の割合で組み合わせる等して使用可能である。このような拡散材は、例えば、その平均粒径が約１〜３０μｍのものを使用することが好ましい。
【００３８】
光拡散層３３の厚さは、０．０５〜２．０ｍｍとすることが好ましい。光拡散層３３の厚みが、０．０５ｍｍ未満となると、光拡散効果が不十分となる可能性があり、また、２．０ｍｍを超えると、透過型スクリーン１０に表示される映像がぼやけ、解像度が低下する可能性がある。従って、光拡散層３３の厚さは、上記の範囲内が好ましい。
【００３９】
着色層３４は、光拡散層３３よりも出光側（観察者側）に設けられ、所定の色及び濃度で着色されたシート状の部材である。着色層３４は、観察者側から透過型スクリーン１０に入射する外光を吸収する機能や、透過型スクリーン１０内で発生した迷光等を吸収する機能等を有する。
着色層３４は、光吸収材や着色剤を含有した透明樹脂により形成されている。この着色層３４の母材となる透明樹脂は、ＭＢＳ樹脂や、アクリル樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂等を用いることができる。また、着色層３４に含有される光吸収材は、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用いられ、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を用いることができる。
【００４０】
着色層３４は、その厚さが、１０〜２００μｍとすることが好ましい。着色層３４の厚みが１０μｍ未満であると、外光等を吸収する作用が不十分となる可能性がある。また、着色層３４の厚みが２００μｍを超えると、映像光の透過率が低下することに加え、光源部７０の出力を高める必要が生じて消費電力が増大する可能性がある。従って、着色層３４の厚さは、上記範囲内とすることが好ましい。
【００４１】
本実施形態の着色層３４及び光拡散層３３は、共押し出し成形することにより一体に形成されており、着色層３４と光拡散層３３との間には、接合層等を有していない。しかし、これに限らず、着色層３４及び光拡散層３３を別々に成形し、不図示の接合層等を介して、この積層体３０内に積層される形態等としてもよいし、その積層体３０内での位置も適宜変更してよい。
【００４２】
出光側機能層３５は、透過型スクリーン１０の最も出光側（観察者側）に配置される層である。この出光側機能層３５は、ハードコート機能や、反射防止機能、帯電防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能等の少なくとも１つの機能を有する層である。
本実施形態の出光側機能層３５は、ハードコート機能を有しており、ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４（１９９４）で規定される鉛筆硬度試験で「２Ｈ」以上の硬度を有している。この出光側機能層３５は、例えば、ハードコート機能を有するアクリル系の紫外線硬化型樹脂、又は、アクリル系の熱硬化型樹脂を、着色層３４の出光側の面側に塗布して、硬化させることにより形成される。
【００４３】
接合層３６は、透過型スクリーン１０を構成する各層を一体に接合する層である。本実施形態の接合層３６は、光制御層３２と光拡散層３３との間、光制御層３２と基板層３１との間に設けられ、これらの層を一体に接合している。
この接合層３６は、例えば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂や、圧力により粘着性が顕在化する感圧粘着型のアクリル系樹脂等を用いることができる。
また、接合層３６の厚さは、透過型スクリーン１０の大きさや使用環境、接合する各層の樹脂の特性、接合層として使用する樹脂の特性等に合わせて、１０〜１００μｍの範囲内で適宜選択できる。
【００４４】
この透過型スクリーン１０は、例えば、以下のように形成される。
まず、熱可塑性樹脂を押し出し成形する等により、シート状のフレネル基材層２２を作製し、所定の大きさに裁断する。そして、その枚葉状のフレネル基材層２２とフレネルレンズ形状を賦形する成形型との間に、紫外線硬化型樹脂を充填した状態で、紫外線を照射してこの紫外線硬化型樹脂を硬化させ、成形型から離型する紫外線成形法等により、フレネル基材層２２の片面にフレネルレンズ層２３が形成された略平板状のフレネルレンズシートが作製される。
次に、この略平板状のフレネルレンズシートを加熱して軟化させ、フレネルレンズ層２３側が凸となるように、所定の曲面形状を有した不図示の型面に押圧する等して曲面成形する。
そして、曲面成形した後に、フレネルレンズシートの凹曲面（フレネル基材層２２の他方の面）の表面に、真空蒸着等により、低屈折率層と高屈折率層とが交互に配置された多層構造の薄膜（厚さ０．４５μｍ程度）を形成し、入光側機能層２１を形成する。これにより、曲面形状を有するフレネルレンズシート２０が完成する。
【００４５】
このように、入光側機能層２１は、蒸着法やスパッタ法により形成することにより、フレネルレンズシート２０が曲面形状を有していても、フレネルレンズシート２０の入光側の面に均一な厚さで形成できる。本実施形態のように光学干渉を利用して反射防止効果を奏する入光側機能層２１では、その厚さが不均一であると、反射防止性能の低下や、入光面１０ａでのムラ状の光の反射が生じ、輝度ムラやゴーストの要因となる。しかも、このような入光側機能層２１では、その厚さに求められる精度や均一性が可視光の波長領域に依存するため、数百ｎｍとなる。従って、曲面に反射防止層を形成する材料を塗工する等の製法では、入光側機能層２１を均一に形成することは困難である。しかし、本実施形態では、入光側機能層２１は、蒸着法やスパッタ法により形成でき、均厚とすることができるので、上述のような輝度ムラやゴーストを大幅に低減することができる。
また本実施形態では、曲面形状を有するフレネルレンズシート２０（フレネル基材層２２）の入光側の面に、入光側機能層２１を形成できるので、フレネルレンズシートに別体の反射防止シートを貼合した場合に、フレネルレンズシートの曲面形状に追従することによって生じる反射防止シートのクラックや厚さの不均一等を防止でき、そのようなクラックや厚さの不均一による輝度ムラや表示不良等を防止できる。
【００４６】
一方、積層体３０は、まず、基板層３１、光制御層３２、光拡散層３３及び着色層３４をそれぞれ形成する。そして、それぞれ別体として略平板状に形成された基板層３１、光制御層３２、光拡散層３３及び着色層３４を、接合層３６により一体に積層し、積層体とする。
そして、この積層体を、加熱して軟化させ、出光側機能層３５側が凸となるように、上述のような所定の曲面形状を有した不図示の型面に押圧する等して曲面成形し、積層体３０が形成される。なお、この曲面成形は、真空成形法を用いることが好ましい。
そして、この曲面成形された積層体３０を、曲面成形されたフレネルレンズシート２０の観察者側に配置することにより、透過型スクリーン１０が完成する。
【００４７】
この透過型スクリーン１０における映像光及び外光の様子を説明する。
本実施形態の透過型スクリーン１０において、光源部７０から投射された映像光Ｌは、ミラー部８０で反射して透過型スクリーン１０に入射する。
このとき、透過型スクリーン１０は、最も入光側に反射防止機能を有する入光側機能層２１を有しているので、大部分の映像光Ｌは、透過型スクリーン１０の入光面１０ａで反射することなく、透過型スクリーン１０（フレネルレンズシート２０）内へ入射する。
そして、映像光Ｌは、フレネルレンズシート２０内を透過し、フレネルレンズ層２３によって正面方向（前述の点Ｃにおける接面の法線方向Ｎ）へ偏向されて出射され、積層体３０へ入射する。
【００４８】
積層体３０に入射した映像光Ｌは、基板層３１を透過して光制御層３２に入射し、一部はそのまま正面方向へ出射し、一部は光透過部３２２と光吸収部３２３との界面で全反射する等して画面上下方向へ拡散される（図５（ａ）参照）。このとき、角度θは所定の値となっており、画面上下方向への拡散の度合いは小さいので、正面輝度の低下や画面上下方向への必要以上の拡散を招くことはない。
そして、映像光Ｌは、さらに光拡散層３３で等方的に拡散され、着色層３４及び出光側機能層３５を透過して観察者側へ出射する。
一方、観察者側から透過型スクリーン１０へ入射する太陽光や照明光等の外光Ｇ（図３，図５参照）は、一部が着色層３４で吸収され、一部が光吸収部３２３で吸収される。従って、照明光等の外光によるコントラストの低下を大幅に改善することができる。
【００４９】
ここで、入光側機能層２１の作用について説明する。
図６は、入光側機能層２１の作用を説明する図である。図６（ａ）は、本実施形態の透過型スクリーン１０であり、図６（ｂ）は、入光側機能層２１を備えない従来の透過型スクリーン４０を示している。なお、図６では、いずれの透過型スクリーンも、その形状を簡略化して示している。
図６（ｂ）に示すように、入光側機能層２１を備えていない比較例の透過型スクリーン４０では、映像光Ｌ１の一部が透過型スクリーン４０の入光面４０ａ上の点ｔ１に入射するときに、一部の映像光Ｌ２が反射する。この映像光Ｌ２は、再度ミラー部８０で反射して透過型スクリーン４０の入光面４０ａ上の点ｔ２に入射して、観察者側へ向かっている。また、このとき、一部の映像光Ｌ３が、点ｔ２で反射する場合がある。
同じ映像を表示する映像光Ｌ１，Ｌ２の入射点である点ｔ１と点ｔ２との位置がずれることにより、映像光Ｌ１、Ｌ２の出射点も異なり、結果として、ゴースト（２重像）が視認され、映像が不明瞭となる。また、映像光Ｌ３のような光が再度透過型スクリーン４０に入射する場合には、さらに映像の不明瞭さが増す。
【００５０】
これに対して、図６（ａ）に示すように、本実施形態の透過型スクリーン１０は、反射防止機能を有する入光側機能層２１を備えているので、大部分の映像光Ｌ１は、透過型スクリーン１０の入光面１０ａの点ｔ１で反射することなく入射する。従って、入光面１０ａで反射する光Ｌ２は大幅に低減される、また、映像光Ｌ１の透過光量を上げることができる。さらに、仮に、映像光Ｌ２が再度透過型スクリーン１０に入射した場合にも、光量がわずかであるので、ゴーストとなって視認されることがない。
従って、本実施形態によれば、ゴースト（２重像）が大幅に改善され、明るく、明瞭な映像が表示される。
【００５１】
以上のことから、本実施形態によれば、ゴースト（２重像）を低減して、明瞭な映像を表示でき、また、映像光の透過光量の増加により明るい映像を表示できる。また、本実施形態によれば、映像光の透過光量が増加するので、消費電力の低減も図ることができる。
さらに、本実施形態によれば、光吸収部３２３や着色層３４を備えているので、明室環境下でもコントラストの高い良好な映像を表示できる。
さらにまた、本実施形態によれば、透過型スクリーン１０の入光面１０ａを略平滑面状とできるので、例えば、透過型スクリーン１０の背面側から赤外光を投射する赤外光投射装置と、透過型スクリーン１０の背面側に配置され、使用者が画面に触れることにより反射した赤外光を検出可能な赤外光検出装置とを備える赤外線方式のタッチパネル等を用いることができ、かつ、そのような赤外線を利用したタッチパネルにおける位置検出精度を高く維持できる。仮に、入光面にマット形状を設けて反射防止機能を付与した透過型スクリーンでは、このような赤外線を利用したタッチパネルは、入光面のマット形状により拡散されるため、検出精度が低下してしまう。しかし、本実施形態によれば、そのようなマット形状を有していないので、位置検出精度の低下を抑制できる。
【００５２】
（実施例及び比較例の比較）
ここで、本実施形態の透過型スクリーン１０の実施例の透過型スクリーンと比較例の透過型スクリーンを作製し、ゴーストの発生状況を目視により比較した。
実施例の透過型スクリーンは、本実施形態の透過型スクリーン１０の実施例に相当し、比較例の透過型スクリーンは、フレネルレンズシート２０が入光側機能層を有していない点が異なる以外は、実施例の透過型スクリーンと同様の形状である。
実施例及び比較例の透過型スクリーンに共通する各層は以下の通りです。
（フレネルレンズシート）
フレネル基材層２２：ＭＢＳ樹脂（屈折率１．５５）製、厚さ１．１ｍｍ。
フレネルレンズ層２３：紫外線硬化型樹脂（硬化後の屈折率１．５５）。
【００５３】
（積層体３０）
出光側機能層３５：ハードコート機能あり。アクリル系紫外線硬化樹脂、厚さ３０μｍ。
着色層３４：着色剤として黒色顔料を含有するＭＢＳ樹脂（屈折率１．５５）製、厚さ６０μｍ。
光拡散層３３：拡散材としてシリコンビーズ（屈折率１．４１、平均粒径約２μｍ）及びアクリルビーズ（屈折率１．５０、平均粒径約１０μｍ）を含有するＭＢＳ樹脂（屈折率１．５５）製、厚さ１６０μｍ。
光制御層３２：基材部３２１は、ＰＣ樹脂製フィルム（屈折率１．５９）、厚さ１５０μｍ。光透過部３２２は、紫外線硬化型樹脂（硬化後の屈折率１．５５）製。光吸収部３２３は、黒色ビーズ（平均粒径約４μｍ）の紫外線硬化型樹脂（硬化後の屈折率１．４９）製。光制御層３２の総厚３００μｍ。
基板層３１：ＰＣ樹脂製の板材、厚さ２ｍｍ。
接合層３６：紫外線硬化型樹脂製。
【００５４】
実施例の透過型スクリーンが備える入光側機能層２１は、以下の通りである。
入光側機能層２１：フレネル基材層２２の入光側の面に酸化化合物の蒸着膜により形成。厚さ０．４５μｍ、波長５５０ｎｍで反射率０．５％。
比較例の透過型スクリーンのフレネルレンズシートは、上述のような入光側機能層２１を備えていない。
【００５５】
上述のようなフレネルレンズシート２０及び積層体３０を備える実施例及び比較例の透過型スクリーンを作製し、実際に背面投射型表示装置１に組み込んで、光源部７０から映像光を投射し、表示される映像を透過型スクリーンの正面方向から目視で観察し、ゴースト（２重像）の発生時状況を評価した。
比較例の透過型スクリーンでは、ゴーストが観察された。しかし、実施例の透過型スクリーンを備える背面投射型表示装置では、ゴーストは一切観察されず、良好な映像が観察された。
【００５６】
（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）本実施形態において、積層体３０は、観察者側から順に、出光側機能層３５、着色層３４、光拡散層３３、接合層３６、光制御層３２、接合層３６、基板層３１を備える例を示したが、これに限らず、その層構成等は、所望する光学性能に応じて適宜変更してよい。
図７は、積層体３０の変形形態の一例を示す図である。図７では、図３と同様な断面の一部を拡大して示している。
図７に示すように、積層体３０は、観察者側から順に、出光側機能層３５、基板層３１、接合層３６、着色層３４、光拡散層３３、接合層３６、光制御層３２と配置され、一体に積層された形態としてもよい。このとき、積層体３０は、光透過性を有し、十分な厚さを有する基板層３１が光制御層３２等よりも観察者側に位置する形態となるので、透過型スクリーン１０としての品位が向上する。
【００５７】
また、本実施形態において、積層体３０は、光制御層３２を備える例を示したが、これに限らず、例えば、光制御層３２を備えていない形態としてもよい。例えば、積層体３０は、基板層３１と、光拡散層３３と、着色層３４と、出光側機能層３５とを一体に積層した形態としてもよいし、レンチキュラーレンズ層等の光学形状を有する層を有する形態としてもよい。また、積層体３０に替えて、入光側に単位レンズが水平方向に配列され、その単位レンズの表面に、単位レンズの形状に沿って着色層が形成されたレンチキュラーレンズシート等を有する形態としてもよい。
【００５８】
（２）本実施形態において、透過型スクリーン１０は、フレネルレンズシート２０と積層体３０とを備える例を示したが、これに限らず、例えば、一体に積層された１枚の光学部材からなる透過型スクリーンとしてもよい。
さらに、本実施形態で例えば、映像光の入射角が小さい場合等には、図３や図７に示すような積層体３０自体を透過型スクリーンとして用いてもよい。
【００５９】
（３）本実施形態において、入光側機能層２１は、反射防止機能を有する例を示したが、これに限らず、反射防止機能に加えて、例えば、帯電防止機能や防汚機能等の機能を適宜備えていてもよい。
【００６０】
（４）本実施形態において、光源部７０は、背面投射型表示装置１の使用状態において、透過型スクリーン１０に対して、図１に示すように、鉛直方向下側から映像光を投射する例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、透過型スクリーン１０に対して鉛直方向上側から映像光を投射する形態としてもよいし、背面側正面方向から映像光を投射する形態としてもよい。
【００６１】
（５）本実施形態において、入光側機能層２１は、無機化合物の蒸着膜等により形成される例を示したが、これに限らず、その表面に微笑突起が複数規則的に配列された構造を有し、微小突起により、入光面の厚み方向の屈折率が連続的に変化することにより、光の反射を抑制する反射防止フィルム等を用いてもよい。
【００６２】
（６）本実施形態において、出光側機能層３５を設ける例を示したが、これに限らず、基板層３１が十分な耐擦傷性等を有するのであれば、出光側機能層３５を設けない形態としてもよい。このような形態とすることにより、生産工程の短縮化、生産コストの低減等の効果を奏することができる。
【００６３】
（７）本実施形態において、着色層３４は、光拡散層３３と共に共押し出し成形され、光拡散層３３の観察者側に配置される例を示したが、これに限らず、例えば、着色層３４は、単層で押し出し成形され、光制御層３２と基板層３１との間や、光拡散層３３と光制御層３２との間等に設けてもよい。
本実施形態において、光拡散層３３と着色層３４とを備える例を示したが、これに限らず、光拡散層３３に光吸収材や着色剤を含有させた形態とし、着色層３４を設けない形態としてもよい。
また、所望する光学特性等によっては、光拡散層３３に加えて、着色層３４が光拡散材を含有する形態としてもよい。
【００６４】
（８）本実施形態において、光透過部３２２及び光吸収部３２３の断面形状は、略等脚台形状である例を示したが、これに限らず、例えば、１つの光透過部３２２の画面上下方向において、光吸収部３２３との界面がシートの厚み方向となす角度θにおいて、上側の角度θと下側の角度θとが異なる大きさのもの、即ち、光透過部及び光吸収部が、画面上下方向において非対称な形状のものとしてもよい。
また、角度θは、光透過部３２２及び光吸収部３２３の配列方向（画面上下方向）において、変化する形態としてもよい。
さらに、光吸収部３２３の断面形状は、出光側の幅が入光側の幅よりも小さい楔形形状としてもよい。この場合、光吸収部３２３及び光透過部３２２の出光側に基材部３２１が位置する形態としてもよい。このような形態とした場合には、よりコントラストを向上させることができる。また、光吸収部３２３の断面形状は、矩形状としてもよい。
【００６５】
（９）本実施形態において、光制御層３２は、１層である例を示したが、これに限らず、例えば、光透過部３２２及び光吸収部３２３が画面上下方向に延在し、画面左右方向に配列された第２の光制御層をさらに備える形態としてもよい。
【００６６】
（１０）本実施形態において、接合層３６は、着色剤や拡散材を含有していない例を挙げて説明したが、これに限らず、所望する光学性能に合わせて、拡散材や着色剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。
【００６７】
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によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００６８】
１    背面投射型表示装置
１０    透過型スクリーン
２０    フレネルレンズシート
２１    入光側機能層
２２    フレネル基材層
２３    フレネルレンズ層
３０    積層体
３１    基板層
３２    光制御層
３３    光拡散層
３４    着色層
３５    出光側機能層
７０    光源部
８０    ミラー部
【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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