(57)【要約】【課題】反射光の角度依存性を抑制し、コントラストを向上した投射画像の表示を可能とするプロジェクションシステムを提供する。【解決手段】外光ＯＬの光源スペクトルにおけるピーク波長よりも低波長側に発光ピークを有する光源を備えたプロジェクターＰＪと、プロジェクターＰＪから射出される投射光Ｌを用いて投射画像を表示するスクリーン１Ａと、を備え、スクリーン１Ａは、投射光Ｌが投射される被投射面１ａに、特定の波長帯域の光を反射する選択反射層４を有し、特定の波長帯域は、プロジェクターＰＪの光源の発光ピークと重なるとともに、外光ＯＬの光源スペクトルにおけるピーク波長とは重ならない波長帯域に設定されており、 特定の波長帯域の幅は、スクリーン１Ａへの入射光の入射角度に応じて算出される特定の波長帯域の波長シフト量に基づいて設定されている。【選択図】図１
2011013336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外光の光源スペクトルにおけるピーク波長よりも低波長側に発光ピークを有する光源を備えたプロジェクターと、
前記プロジェクターから射出される投射光を用いて投射画像を表示するスクリーンと、を備え、
前記スクリーンは、前記投射光が投射される被投射面に、特定の波長帯域の光を反射する選択反射層を有し、
前記特定の波長帯域は、前記光源の発光ピークと重なるとともに、前記外光の光源スペクトルにおけるピーク波長とは重ならない波長帯域に設定されており、
前記特定の波長帯域の幅は、前記スクリーンへの入射光の入射角度に応じて算出される前記特定の波長帯域の波長シフト量に基づいて設定されていることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項２】
前記スクリーンは、基材と、
前記基材の視認側に設けられた前記選択反射層と、
前記基材と前記選択反射層との間に設けられた、前記外光を吸収する光吸収層と、を有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションシステム。
【請求項３】
前記特定の波長帯域は、前記入射光に対する特定の波長帯域の波長シフト量と、前記プロジェクターの光源の発光ピークの発光半値幅と、を合わせた値よりも広い帯域を有することを特徴とする請求項１または２に記載のプロジェクションシステム。
【請求項４】
前記特定の波長帯域は、前記外光の発光ピークから長波長側に、前記スクリーンに対する前記外光の最大入射角度に応じて算出される、前記外光に対する特定の波長帯域の波長シフト量に基づいて算出されるマージン幅よりも広く離間した帯域に設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプロジェクションシステム。
【請求項５】
前記スクリーンは、前記選択反射層の視認側に設けられた光散乱層を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプロジェクションシステム。
【請求項６】
前記スクリーンは、垂直入射時の前記特定の波長帯域に、４０５ｎｍ、４３６ｎｍ、５４６ｎｍおよび６１０ｎｍの波長を含まないことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のプロジェクションシステム。
【請求項７】
前記スクリーンは、垂直入射時の前記特定の波長帯域に、４７７ｎｍ以上５４５ｎｍ以下、または５８７ｎｍ以上６０９ｎｍ以下の波長帯域の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のプロジェクションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクター（投射型表示装置）を用いた展示会や学会、会議等のプレゼンテーションや、あるいはホームシアター等の映像視聴のための拡大画像の投射面として、各種のスクリーンが用いられている。
【０００３】
従来のスクリーンは、例えば反射型スクリーンの場合、プロジェクターからの投射光を反射して投射画像を表示すると同時に、照明の光や窓から入る太陽光など使用環境に由来する外光をも反射してしまうため、明るい場所では「白（最大輝度）」と「黒（最小輝度）」の輝度比であるコントラストが低く、鮮明な画像表示が難しいという問題があった。そこで、太陽光、照明光等、コントラスト低下の原因となる外光の影響を抑制して最小輝度を下げることにより、明室での高コントラスト化を実現することを目的としたスクリーンの開発が進められている。
【０００４】
このようなスクリーンとして、プロジェクターから射出される発光波長の光のみを観察者に向けて反射するとともに、その他の波長の光は吸収して外光成分を低下させる反射式の波長選択スクリーンの構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３５０１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献に記載の構成では、屈折率が異なる数種類の光学膜が複数層積層された光学多層膜において、プロジェクターから射出される発光波長の光のみを反射することとしている。しかし、この光学多層膜は、積層された膜での光の干渉を利用しているため、光学多層膜への光の入射角が大きくなるに従って、反射する光の波長（以下、単に「反射波長」という）が短波長側にシフトする。
【０００７】
ここで、投射光の光源であるプロジェクターや外光の光源からスクリーンに入射する入射光（投射光＋外光）の入射角は、スクリーンの面内によって異なる。そのため、スクリーン面内の位置のよっては、反射波長の短波長シフトに起因して、投射光が反射されない、または不要な外光成分が反射され色調やコントラストが異なるといった反射光の角度依存性による課題が生じることとなる。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、反射光の角度依存性を抑制し、コントラストを向上した投射画像の表示を可能とするプロジェクションシステム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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明のプロジェクションシステムは、外光の光源スペクトルにおけるピーク波長よりも低波長側に発光ピークを有する光源を備えたプロジェクターと、前記プロジェクターから射出される投射光を用いて投射画像を表示するスクリーンと、を備え、前記スクリーンは、前記投射光が投射される被投射面に、特定の波長帯域の光を反射する選択反射層を有し、前記特定の波長帯域は、前記光源の発光ピークと重なるとともに、前記外光の光源スペクトルにおけるピーク波長とは重ならない波長帯域に設定されており、 前記特定の波長帯域の幅は、前記スクリーンへの入射光の入射角度に応じて算出される前記特定の波長帯域の波長シフト量に基づいて設定されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、選択反射層において外光と投射光とを選択分離して反射するため、視認側に反射する光には外光が含まれない。その際、スクリーンに入射する入射光（投射光＋外光）は、スクリーンの面内において入射角が異なるため、入射角に応じて選択反射層が反射可能な特定の波長帯域（反射波長帯域）が短波長シフトするが、選択反射層に設定されている反射波長帯域は、予め波長シフト量が考慮されているため、入射角が異なっても視認側に投射光を反射する。そのため、外光と投射光とを確実に分離することが可能となり、低出力のプロジェクターを明室にて使用したとしても均一で明るい投射画像が得られ、画像品位を保ちつつ低消費電力のプロジェクションシステムを実現できる。
【００１１】
本発明においては、前記スクリーンは、基材と、前記基材の視認側に設けられた前記選択反射層と、前記基材と前記選択反射層との間に設けられた、前記外光を吸収する光吸収層と、を有することが望ましい。
この構成によれば、選択反射層において、反射波長帯域と重なるプロジェクターの光源由来の光を反射して視認側に表示し、反射波長帯域と重ならない外光は、光吸収層で吸収される。そのため、外光と投射光とを確実に分離し、コントラストを向上させた投射画像が得られるプロジェクションシステムとすることができる。
【００１２】
本発明においては、前記特定の波長帯域は、前記入射光に対する特定の波長帯域の波長シフト量と、前記プロジェクターの光源の発光ピークの発光半値幅と、を合わせた値よりも広い帯域を有することが望ましい。
この構成によれば、プロジェクターの光源の発光ピークが広がりを有している場合であっても、反射波長帯域が当該発光ピークの広がりを考慮して設定されているため、良好な反射特性を示す。そのため、そのような光源を用いたプロジェクターを用いてもコントラストを向上させた投射画像を得ることが可能なプロジェクションシステムとすることができる。
【００１３】
本発明においては、前記特定の波長帯域は、前記外光の発光ピークから長波長側に、前記スクリーンに対する前記外光の最大入射角度に応じて算出される、前記外光に対する特定の波長帯域の波長シフト量に基づいて算出されるマージン幅よりも広く離間した帯域に設定されることが望ましい。
この構成によれば、外光の入射角度に応じて反射波長帯域が短波長シフトしても、反射波長帯域が短波長側の外光の発光ピークに重なることがないため、外光の反射を防ぎ、良好にコントラストを向上させた投射画像を得られるプロジェクションシステムとすることができる。
【００１４】
本発明においては、前記スクリーンは、前記選択反射層の視認側に設けられた光散乱層を有することが望ましい。
この構成によれば、入射光に散乱性を付与することができる。そのため、投射光の強度分布をスクリーン表面で平均化することができ、投射画像の一部が明るく光ったように見える現象（ホットスポット）を防止することができる。したがって、画像品位の高いスクリーンとすることができる。
【００１５】
本発明においては、前記スクリーンは、垂直入射時の前記特定の波長帯域に、４０５ｎｍ、４３６ｎｍ、５４６ｎｍおよび６１０ｎｍの波長を含まないことが望ましい。
この構成によれば、蛍光灯を照明光として用いる室内環境において、良好にコントラストを向上させた投射画像を得られるプロジェクションシステムとすることができる。
【００１６】
または、本発明においては、前記スクリーンは、垂直入射時の前記特定の波長帯域に、４７７ｎｍ以上５４５ｎｍ以下、または５８７ｎｍ以上６０９ｎｍ以下の波長帯域の少なくとも一部を含むことが望ましい。
この構成によれば、蛍光灯を照明光として用いる室内環境において、反射波長帯域が短波長シフトしても反射波長帯域が短波長側の蛍光灯の発光ピークに重なることがないため、照明光の反射を防ぎ、良好にコントラストを向上させた投射画像を得られるプロジェクションシステムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のプロジェクションシステムを示す斜視図である。
【図２】本実施形態のプロジェクションシステムに係るスクリーンの説明図である。
【図３】選択反射膜の原理について説明する説明図である
【図４】従来技術による問題点を説明する説明図である。
【図５】従来技術による問題点を説明する説明図である。
【図６】選択反射層の反射波長帯域を説明する模式図である。
【図７】選択反射層の反射波長帯域を説明する模式図である。
【図８】選択反射層の反射波長帯域を説明する模式図である。
【図９】選択反射層の反射波長帯域のシフト量を説明する模式図である。
【図１０】選択反射層の反射波長帯域を説明する模式図である。
【図１１】選択反射層の反射波長帯域を説明する模式図である。
【図１２】本実施形態のスクリーンの変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
以下、図１〜図１２を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクションシステムについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態のプロジェクションシステムＰＳは、反射型のスクリーン１Ａと、スクリーン１Ａの正面側前方の斜め下に配置された近接投射型のプロジェクター（投射型表示装置）ＰＪとを含む構成となっている。
【００２０】
概略構成として示すスクリーン１Ａは、反射型のスクリーンであり、プロジェクターＰＪからの投射光Ｌを選択的に反射し、外光ＯＬを透過する選択反射層４と、選択反射層４の裏面側に配置され外光ＯＬを吸収する光吸収層３と、を有している。
【００２１】
このようなプロジェクションシステムＰＳでは、スクリーン１Ａの被投射面１ａに投射される投射光Ｌは、良好にスクリーン１Ａの前面に反射され、外光光源ＬＳである蛍光灯からの外光ＯＬは、光吸収層３で吸収されることで、高コントラストな画像表示が可能となっている。以下、詳細に説明する。
【００２２】
図２は、スクリーン１Ａの説明図であり、図１の線分Ａ−Ａにおける矢視断面図である。
【００２３】
図に示すように、スクリーン１Ａは、基材２上に設けられた光吸収層３Ａと、光吸収層３Ａ上に設けられた選択反射層４Ａと、選択反射層４Ａを覆って視認側に設けられた光散乱層５と、光散乱層５を覆って前面に設けられた反射防止層６と、を有している。
【００２４】
基材２は、フィルムなどの柔軟性を有するもので、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などによって形成されている。また、基材２の裏面側（視認側と反対の側）に、例えばアルミ複合板などを貼設することにより、基材２の強度を高めるようにしてもよい。
【００２５】
光吸収層３Ａは、光を吸収するフィラーとバインダー樹脂とからなる黒色の光吸収材を用いて形成されたものである。フィラーは、自然光または白色光を吸収するものであって、カーボンブラック等の顔料や黒色色素粒子等からなっている。バインダー樹脂としては、熱可塑性樹脂が用いられ、好ましくは弾性のある熱可塑性エラストマーが用いられている。具体的には、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂などが好適に用いられる。また、フィラーやバインダー樹脂以外の添加剤として、硬化剤や帯電防止剤、防汚処理剤、バインダー樹脂の劣化を防ぐ紫外線吸収剤などが添加されていてもよい。
【００２６】
なお、基材２について、光吸収層３Ａと同様に白色光を吸収するように黒色の光吸収材を含んだ形成材料を用いて形成することにより、光吸収層３Ａの機能を基材２に持たせ、光吸収層３Ａを省略することとしても良い。
【００２７】
選択反射層４Ａは、高屈折率膜とこれより低い屈折率をもつ低屈折率膜とが交互に積層された複数層で形成されている。選択反射層４Ａは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の波長帯域の少なくとも一つ以上の光に対して反射率ピークを有する反射波長帯域を有するとともに、反射波長帯域以外の少なくとも可視波長領域に対して高い透過特性を有するものである。
【００２８】
ここで、選択反射層４Ａの各膜厚は、例えば上述の特許文献に記載のマトリクス法に基づいたシミュレーションによって設計することが可能である。すなわち、高屈折率膜と低屈折率膜の各膜の屈折率、膜厚、繰り返し積層回数などを制御することにより、各膜の界面で生じる反射光同士の干渉条件を制御し、プロジェクターＰＪから射出される投射光を反射するとともに、照明光等の外光ＯＬを透過する特性を有する光学膜の膜厚設計を行うものである。
【００２９】
上述の選択反射層設計の考え方は、概ね以下のようなものである。図３は、選択反射層４の原理について説明する説明図である。光を吸収しない薄膜Ｆ１（屈折率：ｎ１），Ｆ２（屈折率：ｎ２），Ｆ３（屈折率：ｎ３）がこの順に積層している場合に、薄膜Ｆ１側から光Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）が入射する場合を想定する。ここでは、ｎ１＜ｎ２、ｎ３＜ｎ２とする。
【００３０】
入射する光Ｌは、薄膜Ｆ１と薄膜Ｆ２との間の界面Ｓ１において反射率Ｒ１、薄膜Ｆ２と薄膜Ｆ３との間の界面Ｓ２で反射率Ｒ２の、それぞれ隣接する膜の性質に基づく反射率で反射する。このときの光Ｌの各反射率は、各薄膜の屈折率を元に、フレネルの式によって算出することができ、光Ｌが垂直入射する場合には、式（１）、（２）に示す式で表すことが出来る。
【００３１】
【数１】
2011013336.tif 000003
【００３２】
【数２】
2011013336.tif 000004
【００３３】
このとき、界面Ｓ１で反射する反射光ＲＬ１と、界面Ｓ２で反射する反射光ＲＬ２とが相殺的に干渉し振幅を打ち消し合うと、観測される反射光ＲＬである合成光ＲＬ３の強度は低減する。反対に、相乗的に干渉し振幅を増幅すると、観察される反射光ＲＬである合成光ＲＬ３の強度は増加し、高輝度の反射光となる。
【００３４】
各薄膜の屈折率はｎ１＜ｎ２、ｎ３＜ｎ２という関係であることから、界面Ｓ１における反射は固定端反射であり界面Ｓ２における反射は自由端反射である。そのため、反射光ＲＬ１，ＲＬ２が相殺的に干渉するためには、反射光ＲＬ１，ＲＬ２の光路差をａ、光Ｌの波長をλ、とすると、反射光ＲＬ１，ＲＬ２の光路差が波長λに対して次の式（３）の関係を満たすこととすればよい。
【００３５】
【数３】
2011013336.tif 000005
【００３６】
ここで、薄膜Ｆ２の膜厚をｄ、光Ｌの屈折角をθとすると、図に示す幾何学的な関係からａ＝２ｄｃｏｓθであるため、観測される反射光ＲＬである合成光ＲＬ３の強度が低減するための薄膜Ｆ２の膜厚ｄは、次の式（４）の関係を満たすこととすればよい。光Ｌが垂直入射する場合はθ＝０°であるため、式（４）においてｃｏｓθ＝１である。
【００３７】
【数４】
2011013336.tif 000006
【００３８】
式（４）より、入射角θが０度から９０度の間で大きくなるとcosθが小さくなることから、膜厚ｄが一定の場合λが小さくなる、すなわち短波長シフトすることが分かる。ここで、膜厚が厚いと光路長が長くなり画像に別の影響を及ぼすため、式（４）においては、ｍ＝１の条件のみを考慮する。このような選択反射層４Ａは、例えば、誘電体多層膜によって形成することができる。
【００３９】
再び図２に戻って、光散乱層５は、投射光Ｌを拡散させて水平視野角を広げる偏向機能を有する。光散乱層５の形成材料は、無色で透光性のバインダー樹脂中にフィラー（拡散剤）が分散させられたものを用いることができる。フィラーとしては、ビーズ状や鱗片状の形状のものを用いることができ、材質としては、シリカ、酸化チタン、雲母、硫酸バリウム、塩化バリウム、アルミニウムなどが用いることができる。
【００４０】
このような光散乱層５としては、プロジェクターＰＪからの投射光Ｌを一旦透過し、反射層４Ａで反射させて再度透過させるべく、バインダー樹脂はもちろん、フィラーについても透光性を有したものであるのが好ましい。したがって、フィラーとしては、シリカなどの透光性のものが好適に用いられる。ただし、フィラーの含有量が比較的少ない場合には、非透光性または半透光性のフィラーを用いることもできる。
【００４１】
光散乱層５のバインダー樹脂としては、透光性を有するウレタン系樹脂やアクリル系樹脂が好適に用いられる。
【００４２】
反射防止層６は、例えば、樹脂等の可撓性を有し屈折率が異なる２種類の透明な材料が、交互に複数層積層して形成されている。反射防止層６としては通常知られた構成のものを用いることができ、反射防止層６を構成する複数の層はそれぞれ、光吸収層３の表面における投射光Ｌや外光ＯＬの反射を防止するように屈折率が調整されている。この反射防止層６の表面が反射スクリーン１Ａの被投射面１ａとなっている。
【００４３】
次に、選択反射層４Ａが備えるべき性質について、図４から図１１を参照しながら順に説明する。以下の説明では、まず、想定される問題点を示し、その後、外光を除去してコントラスト向上を実現するために、選択反射層４Ａが備えるべき性質について説明する。また、説明においては、適宜図２で記した符号を用いる。
【００４４】
まず、外光ＯＬの光源が、蛍光灯のように、特定の波長で発光強度が強い光源である場合に想定される問題点について説明する。図４は、当該想定される問題点を説明する図であり、蛍光灯の発光スペクトル（実線）と、緑色領域に反射波長帯域を有する選択反射層の反射スペクトル（鎖線）を示す。図では、横軸に光の波長、左の縦軸に蛍光灯の発光強度、右の縦軸に選択反射層における反射率を示している。また、反射スペクトルについて、選択反射層に対して蛍光灯の光が垂直に入射する状態のスペクトルを二点鎖線で示し、同じく斜めに入射する状態のスペクトルを一点鎖線で示している。
【００４５】
図に示すように、選択反射層に対して蛍光灯の光が垂直に入射する状態では、選択反射層が蛍光灯の５４６ｎｍ近傍の発光ピーク波長の光を反射せず、良好に透過させるとしても、斜め入射状態では、選択反射層の反射波長帯域が短波長シフトするため、蛍光灯の５４６ｎｍ近傍の発光ピーク波長の光を反射してしまうおそれがある。このような場合には、コントラスト向上が図れず、色調が大きく低下するおそれがある。
【００４６】
図５は、プロジェクションシステムの使用環境を示す模式図である。図に示すように、蛍光灯からの外光ＯＬは、プロジェクターＰＪからの投射光Ｌと比べると、さまざまな入射角度でスクリーン１Ａ上へ入射する。通常、室内照明としての蛍光灯は、天井に複数配置されているため、外光ＯＬは複数の外光光源からさまざまな入射角度でスクリーンへ投射されるからである。
【００４７】
そのため、蛍光灯のように蛍光灯のように特定の波長における発光強度が大きい外光光源では、外光ＯＬのスクリーン上への入射角度と短波長シフトによる反射波長帯域のズレとの関係により、スクリーンの色が急激に変化するという問題を引き起こす。そのため、例えばスクリーンの一部が縞状に濃く色付くという問題を引き起こす。
【００４８】
そこで、本発明のプロジェクションシステムＰＳでは、複数の発光ピークを有する外光の発光スペクトルに対し、プロジェクターＰＪの光源の発光ピークが、隣り合う外光の発光ピークの間の波長領域と重なるものを用いている。例えば、外光が蛍光灯である場合、プロジェクターＰＪの光源の発光ピークは、蛍光灯の隣り合う発光ピーク（４０４．７ｎｍ，４３５．８ｎｍ，４９１．６ｎｍ，５４６．１ｎｍ，５７７．０ｎｍ，５７９．１ｎｍ，６１０ｎｍ）の間の波長領域となるものを用いている。
【００４９】
そして、選択反射層４Ａの反射波長帯域は、プロジェクターＰＪの発光ピークと重なり、外光の発光ピークから長波長側に所定の波長幅のマージンを取った帯域に設定されていることとしている。
【００５０】
このような選択反射層４Ａの反射波長帯域を設定するための考え方について、以下に説明する。以下の説明では、反射波長帯域と投射光との関係、反射波長帯域と外光との関係、について順に示す。
【００５１】
まず、反射波長帯域と投射光との関係について示す。図６は、選択反射層４Ａの反射波長帯域を説明する模式図である。図では、反射波長帯域がλＬの幅を有するものとして示している。図では、横軸に光の波長、左の蛍光灯またはプロジェクターの光源から射出される光の発光強度、右の縦軸に選択反射層における反射率を示している。
【００５２】
図に示すように、スクリーン１Ａに対し垂直入射する場合には、本実施形態の反射波長帯域は、蛍光灯の発光ピークを含まず、図中「ＰＪ光発光１」として示すプロジェクターＰＪからの投射光Ｌの発光ピークを含んでいる。また、このような反射波長帯域を有する選択反射層４Ａに対して、投射光Ｌが斜め入射する場合、反射波長帯域は短波長シフトするが、シフト後であっても反射波長帯域内に投射光Ｌの発光ピークが含まれている。選択反射層４Ａがこのような反射波長帯域を有する場合、投射光Ｌの入射角度によらず良好に反射させることができる。
【００５３】
ここで、短波長シフト量については、実験的に求めることができる。本実施形態では、図７に示すような反射特性を有する６種の誘電体多層膜を試験的に作成し、各試験体において、それぞれ入射角度に対する反射波長帯域のシフト量を測定した。図８には一例として、図７に示す試験体ＤＭ２についての、反射波長帯域の短波長シフトを示す測定結果を示す。
【００５４】
図９は、図７に示す各試験体について、各々短波長シフト量を測定した結果をまとめて示すグラフである。図に示す結果より、反射波長のシフト量をＳ、入射角度をθとすると、ここでは近似式として、シフト量Ｓを示す次の式（５）が得られた。
【００５５】
【数５】
2011013336.tif 000007
【００５６】
また、投射光Ｌの発光ピークは、通常、図中「ＰＪ光発光２」として示すようにブロードな波長幅を有する。このような場合に、投射光Ｌの入射角度によらず良好に反射させるには、反射波長帯域が有する波長幅λＬが、短波長シフト量と投射光の発光半値幅Ｈとを合わせた値よりも大きい値であれば良い。すなわち、波長幅λＬは、次の式（６）により示すことができる。
【００５７】
【数６】
2011013336.tif 000008
【００５８】
例えば、スクリーン中央位置に、市販されているプロジェクターを配置してスクリーン１Ａに投射光Ｌを投射した場合、投射光Ｌの入射角度θの最大値は、次の表１のようになる。
【００５９】
【表１】
2011013336.tif 000009
【００６０】
このような場合、発光半値幅２０ｎｍとすると、式（６）より波長幅λＬは次の表２のように算出することができる。
【００６１】
【表２】
2011013336.tif 000010
【００６２】
次に、反射波長帯域と外光との関係について示す。図１０は、光散乱層５における外光ＯＬの散乱状態を説明する模式図である。
【００６３】
図１０では、スクリーン１Ａから、スクリーン１Ａの高さの３倍離れた位置において、観察者Ｖがスクリーン１Ａに写された投射画像を観察すると仮定した。また、光散乱層５における散乱半値角α＝３０°であることとした。
【００６４】
この場合、図に示す幾何学的な関係から、観察者Ｖの目に入る可能性のある外光ＯＬの、スクリーン１Ａへの最大入射角度は３９°となる。式（５）より、入射角度３９°における反射波長帯域のシフト量は、４１ｎｍと算出することができる。
【００６５】
したがって、この例の場合、外光ＯＬの発光ピークよりも長波長側に４１ｎｍより大きい波長帯域に、選択反射層４Ａの反射波長帯域を設定すると、スクリーン１Ａで反射する外光ＯＬは観察者Ｖに視認されないこととなり、外光ＯＬによるコントラスト低下を防ぐことが可能となることが分かる。
【００６６】
これら反射波長帯域と投射光との関係、および反射波長帯域と外光との関係、を考慮すると、選択反射層４Ａの反射波長帯域は、次の様に設定することができる。
【００６７】
図１１は、外光の例として挙げられる蛍光灯の発光スペクトルを示す図である。このうち発光強度が非常に高い発光ピークは、４０５ｎｍ、４３６ｎｍ、５４６ｎｍ、６１０ｎｍとなっている。
【００６８】
ここで、垂直入射時における選択反射層４Ａの反射波長帯域は、これらの４つの波長よりも短波長側にあり、且つ、外光ＯＬの最大入射角度による短波長シフト量より大きい帯域のマージンを取り、上述の４つの波長の発光ピークから長波長側の波長帯域に設定される。また、反射波長帯域の波長幅λＬは、式（６）から求められる値以上の波長幅を示すものが望ましい。
【００６９】
したがって、上述の例に挙げた数値を用いると、垂直入射時の反射波長帯域を設定可能な領域は、４７７ｎｍ以上５４５ｎｍ以下、または５８７ｎｍ以上６０９ｎｍ以下の波長領域が成り立つ。この波長領域については、図において符号ＡＲで示している。
【００７０】
また、プロジェクターＰＪの光源が、これらの波長領域に発光ピークを有するものとすることで、選択反射層４Ａにおいて外光を透過し、投射光を反射させることができる。
【００７１】
このような反射波長帯域が設定された選択反射層４Ａを有するスクリーン１Ａに対し、プロジェクターＰＪから投射光Ｌを投射する場合の機能について、図２を用いて説明する。
【００７２】
スクリーン１Ａに、上述のプロジェクターＰＪを用いて画像を投射すると、プロジェクターＰＪの投射光Ｌは、反射防止層６を介して光散乱層５に達し、拡散して水平視野角を広げながら選択反射層４Ａに達する。投射光Ｌは、選択反射層４Ａにおいて反射され、光散乱層５、反射防止層６を順に透過して、観察者Ｖに達する。
【００７３】
対して、外光ＯＬについては、反射防止層６、光散乱層５を介して選択反射層４Ａに達した際に、選択反射層４Ａを透過する。選択反射層４Ａを透過した外光ＯＬは、光吸収層３Ａに達して吸収される。
【００７４】
したがって、以上のような構成のプロジェクションシステムＰＳでは、低出力のプロジェクターＰＪを明室にて使用したとしても均一で明るい投射画像が得られるため、画像品位を保ちつつ低消費電力のプロジェクションシステムＰＳを実現できる。
【００７５】
なお、本実施形態においては、選択反射層４Ａにより、プロジェクターＰＪの投射光Ｌを反射することとしたが、投射光Ｌのうち少なくとも一部の波長の光を反射することとすれば良い。
【００７６】
図１２は、投射光Ｌのうち一部の波長の光を反射させる選択反射層４Ｂを有するスクリーン１Ｂの説明図であり、図２に対応する図である。
【００７７】
図に示すように、スクリーン１Ｂは、基材２と光吸収層３Ｂとの間に反射層７を備えている。また、選択反射層４Ｂは、投射光Ｌのうち一部の波長の光（例えば緑色の光）を吸収し、他の光を透過させる。光吸収層３Ｂは、外光ＯＬを吸収し、投射光Ｌのうち選択反射層４Ｂで反射しなかった波長の光を透過させる。
【００７８】
このような構成のスクリーン１Ｂに、プロジェクターＰＪを用いて画像を投射すると、プロジェクターＰＪの投射光Ｌは、反射防止層６を介して光散乱層５に達し、拡散して水平視野角を広げながら選択反射層４Ｂに達する。投射光Ｌのうち緑色の光は、選択反射層４Ｂにおいて反射され、光散乱層５、反射防止層６を順に透過して、観察者Ｖに達する。また、投射光Ｌのうち緑色の光以外の光は、選択反射層４Ｂ、光吸収層３Ｂを透過して達する反射層７にて反射され、観察者Ｖに達する。
【００７９】
対して、外光ＯＬについては、反射防止層６、光散乱層５を介して選択反射層４Ｂに達した際に、選択反射層４Ｂを透過する。選択反射層４Ｂを透過した外光ＯＬは、光吸収層３Ｂに達して吸収される。
【００８０】
このような構成のスクリーン１Ｂを備えるプロジェクションシステムＰＳであっても、明室にて高いコントラストの投射画像が得られる。
【００８１】
また、本実施形態においては、光散乱層５を設けて投射光Ｌを拡散させ、水平視野角を広げる構成としたが、必要に応じて設けることとすれば良く、光散乱層５が無い構成とすることもできる。
【００８２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１Ａ，１Ｂ…スクリーン、１ａ…被投射面、３，３Ａ，３Ｂ…光吸収層、４，４Ａ，４Ｂ…選択反射層、Ｌ…投射光、ＯＬ…外光、ＰＪ…プロジェクター、ＰＳ…プロジェクションシステム、Ｓ…シフト量、λＬ…波長幅、Ｈ…発光半値幅
【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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