(57)【要約】【課題】外光の影響によるコントラスト低下を抑制しつつ、構成を簡略化でき、かつ、利便性の向上が図れる反射型スクリーンを提供する。【解決手段】反射型スクリーン１を構成する外光除去シート３において、スクリーン本体２の反射面２Ａに対向する面３２には、上方側に向き、光入射面３１から内部に向けて進行した外光Ｒ２２を全反射させる全反射面３２１と、下方側に向き、全反射面３２１にて全反射された外光を吸収する吸収面３２２とが上下方向に沿って交互に複数形成されている。【選択図】図２
2011095541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した画像光が投影される反射型スクリーンであって、
画像光が投影される反射面を有するスクリーン本体と、
光を透過させる透光性材料から構成され、前記反射面に対向して配設され、当該反射型スクリーンの自重が掛かる側を下、その反対側を上とした場合に、上方側から入射した外光が透過して前記反射面に入射することを防止する外光除去シートとを備え、
前記外光除去シートにおける前記反射面に対向する面には、
上方側に向き、前記外光除去シートの光入射面から内部に向けて進行した外光を全反射させる全反射面と、
下方側に向き、前記全反射面にて全反射された外光を吸収する吸収面とが上下方向に沿って交互に複数形成されている
ことを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載の反射型スクリーンにおいて、
前記全反射面は、
前記全反射面と鉛直面との成す角度をθＢ、上方側から前記光入射面に入射する外光と前記光入射面との成す角度をθＧ、前記光入射面に接する媒質の屈折率をｎ１、前記外光除去シートの屈折率をｎ２、及び前記全反射面に接する媒質の屈折率をｎ３とした場合に、
2011095541.tif 000016
の関係を満たすように形成されている
ことを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の反射型スクリーンにおいて、
前記全反射面は、
前記光入射面に入射する画像光と前記光入射面との成す角度をθＰとした場合に、
2011095541.tif 000017
の関係を満たすように形成されている
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のいずれかに記載の反射型スクリーンにおいて、
画像光は、
下方側から前記光入射面に入射し、
前記吸収面は、
前記全反射面を通過して前記反射面に向う画像光に平行するように形成されている
ことを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の反射型スクリーンにおいて、
画像光は、
上方側から前記光入射面に入射し、
前記吸収面は、
水平面に平行するように形成されている
ことを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の反射型スクリーンにおいて、
前記光入射面の表面には、
反射防止処理が施されている
ことを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の反射型スクリーンにおいて、
前記全反射面の表面には、
反射防止処理が施されている
ことを特徴とする反射型スクリーン。
【請求項８】
光を透過させる透光性材料から構成され、自重が掛かる側を下、その反対側を上とした場合に、上方側から表面に入射した外光が透過して裏面から外部に出射することを防止する外光除去シートであって、
前記裏面には、
上方側に向き、前記表面から内部に向けて進行した外光を全反射させる全反射面と、
下方側に向き、前記全反射面にて全反射された外光を吸収する吸収面とが上下方向に沿って交互に複数形成されている
ことを特徴とする外光除去シート。
【請求項９】
請求項８に記載の外光除去シートにおいて、
前記全反射面は、
前記全反射面と鉛直面との成す角度をθＢ、上方側から前記表面に入射する外光と前記表面との成す角度をθＧ、前記表面に接する媒質の屈折率をｎ１、当該外光除去シートの屈折率をｎ２、及び前記全反射面に接する媒質の屈折率をｎ３とした場合に、
2011095541.tif 000018
の関係を満たすように形成されている
ことを特徴とする外光除去シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型スクリーン及び外光除去シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、投影画像を表示するスクリーンとして、会議室や学校の教室等の明室環境下において、蛍光灯等からの照明光や窓から室内に入り込む光等の外光の影響による投影画像のコントラスト低下を抑制する種々のスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のスクリーンは、奥行き方向に順に設けられたプリズム、偏光選択透過部、及び反射部を有する。これらのうち、偏光選択透過部は、入射されるＰ偏光光を吸収し、Ｓ偏光光を透過させる。また、反射部は、入射された光を反射する。そして、上方側（斜め上方）から入射される外光のうち、Ｐ偏光光は偏光選択透過部にて吸収されるとともに、Ｓ偏光光は偏光選択透過部を介して反射部にて反射され、プリズムを介してスクリーンの下方に出射される。
また、特許文献１では、スクリーンに画像光を投射するプロジェクターとして、特定の振動方向の画像光（偏光光）を投射するプロジェクターを用い、画像光を下方側（斜め下方）からスクリーンに投射するとともに、スクリーンに対してＳ偏光光で入射するように設定している。このため、画像光は、偏光選択透過部を介して反射部にて反射され、プリズムを介して観察者のいる視認側（プロジェクターが設置される側）に出射され、観察者にて投影画像として認識される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０３５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のスクリーンでは、偏光選択透過部が用いられ、Ｐ偏光光として入射した光を吸収するため、特定の振動方向の画像光を投射するプロジェクターを用いる必要がある。すなわち、使用可能なプロジェクターが制限されるため、スクリーンの利便性の向上が図れない。
また、スクリーンには、偏光フィルム等による偏光選択透過部が設けられているため、構成が複雑となり、製造コストを低下することが難しい、という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、外光の影響によるコントラスト低下を抑制しつつ、構成を簡略化でき、かつ、利便性の向上が図れる反射型スクリーン及び外光除去シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の反射型スクリーンは、入射した画像光が投影される反射型スクリーンであって、画像光が投影される反射面を有するスクリーン本体と、光を透過させる透光性材料から構成され、前記反射面に対向して配設され、当該反射型スクリーンの自重が掛かる側を下、その反対側を上とした場合に、上方側から入射した外光が透過して前記反射面に入射することを防止する外光除去シートとを備え、前記外光除去シートにおける前記反射面に対向する面には、上方側に向き、前記外光除去シートの光入射面から内部に向けて進行した外光を全反射させる全反射面と、下方側に向き、前記全反射面にて全反射された外光を吸収する吸収面とが上下方向に沿って交互に複数形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、反射型スクリーンを構成する外光除去シートにおいて、反射面に対向する面には、全反射面及び吸収面が上下方向に交互に複数形成されている。
このことにより、上方側から反射型スクリーンに入射した外光は、外光除去シートの光入射面から内部に向けて進行した後、全反射面にて全反射され、吸収面にて吸収されることとなる。すなわち、上方側からの外光を外光除去シートにて除去することができる。
したがって、会議室や学校の教室等の明室環境下で反射型スクリーンを使用する場合でも、外光が反射型スクリーンを介して視認側に向うことを抑制でき、外光の影響による投影画像のコントラスト低下を抑制できる。
【０００８】
また、上述したように外光除去シートにおける全反射面及び吸収面を利用して外光を除去する構成としているため、従来のように特定の振動方向の画像光を投射するプロジェクター等を用いる必要がない。すなわち、使用可能なプロジェクターが制限されないため、反射型スクリーンの利便性の向上が図れる。
さらに、従来のように偏光フィルム等による偏光選択透過部を設ける必要がなく、外光除去シートの裏面（反射面に対向する面）に全反射面及び吸収面を上下方向に交互に形成するだけで外光を除去できるため、反射型スクリーンの構成を簡略化できる。
【０００９】
本発明の反射型スクリーンでは、前記全反射面は、前記全反射面と鉛直面との成す角度をθＢ、上方側から前記光入射面に入射する外光と前記光入射面との成す角度をθＧ、前記光入射面に接する媒質の屈折率をｎ１、前記外光除去シートの屈折率をｎ２、及び前記全反射面に接する媒質の屈折率をｎ３とした場合に、以下の式（１）の関係を満たすように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
【数１】
2011095541.tif 000003
【００１１】
本発明では、全反射面は、上記式（１）の関係を満たすように形成されている。すなわち、全反射面は、上方側から光入射面に対して角度θＧ（光入射面の上端から計測した場合での外光と光入射面との成す角度）の範囲で入射し、外光除去シート内部に向けて進行した外光が当該全反射面にて全反射される全反射条件を満たすように形成されている。
このことにより、上方側から光入射面に対して角度θＧの範囲で入射し、外光除去シート内部に向けて進行した外光は、全反射面にて全反射され、吸収面にて吸収されることとなる。
【００１２】
一方、プロジェクターから投射された画像光は、以下に示すように進行する。
例えば、光入射面に入射する画像光と光入射面との成す角度θＰ（光入射面の上端から計測した場合での画像光と光入射面との成す角度）がθＧよりも大きくなるように設定しておく。このように設定しておけば、光入射面に対して角度θＰで入射し、外光除去シート内部に向けて進行した画像光は、全反射面にて全反射されることなく、反射面に向う。そして、反射面にて反射された画像光は、外光除去シートを介して、視認側に向い、観察者にて投影画像として認識される。
以上のように、光入射面に接する媒質の屈折率ｎ１、外光除去シートの屈折率ｎ２、全反射面に接する媒質の屈折率ｎ３、及び除去する外光の範囲（角度θＧ）を設定し、上記式（１）の関係を満たすように、角度θＢを特定すれば、外光除去シートにて外光を除去する構造を容易に実現できる。
【００１３】
本発明の反射型スクリーンでは、前記全反射面は、前記光入射面に入射する画像光と前記光入射面との成す角度をθＰとした場合に、以下の式（２）の関係を満たすように形成されていることが好ましい。
【００１４】
【数２】
2011095541.tif 000004
【００１５】
ところで、角度θＢを上記式（１）の関係を満たす範囲で不要に大きくしてしまうと、光入射面に対して角度θＰで入射し、外光除去シート内部に向けて進行した画像光は、全反射面にて全反射され、吸収面にて吸収されてしまう。
本発明では、全反射面は、上記式（２）の関係を満たすように形成されている。すなわち、全反射面は、光入射面に対して角度θＰで入射し、外光除去シート内部に向けて進行した画像光が全反射面にて全反射されない透過条件を満たすように形成されている。
このことにより、角度θＢが上記式（１），（２）の双方の関係を満たすように全反射面を形成することで、角度θＢを不要に大きくすることがなく、外光を効率的に除去しつつ、画像光を視認側に効果的に反射させることができ、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
【００１６】
本発明の反射型スクリーンでは、画像光は、下方側から前記光入射面に入射し、前記吸収面は、前記全反射面を通過して前記反射面に向う画像光に平行するように形成されていることが好ましい。
本発明では、吸収面が上述したように形成されているので、下方側から光入射面に入射し、外光除去シートを透過した画像光の一部が吸収面に入射することを防止できる。すなわち、外光除去シートを透過した画像光の略全てを効果的に反射面に入射させることができる。このため、画像光の略全てを視認側に向けて効果的に反射させることができ、投影画像の輝度を向上できる。したがって、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
【００１７】
本発明の反射型スクリーンでは、画像光は、上方側から前記光入射面に入射し、前記吸収面は、水平面に平行するように形成されていることが好ましい。
本発明では、吸収面が上述したように形成されているので、上方側から光入射面に入射し、外光除去シート内部に向けて進行した画像光のうち、吸収面に入射する画像光の光量を低減し、全反射面に入射する画像光の光量を増加させることができる。すなわち、視認側に向けて反射される画像光の光量を増加させることができ、投影画像の輝度を向上できる。したがって、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
【００１８】
本発明の反射型スクリーンでは、前記光入射面の表面には、反射防止処理が施されていることが好ましい。
本発明では、光入射面の表面に反射防止処理が施されているので、光入射面に入射した外光が光入射面にて反射されることを防止し、上述したように全反射面及び吸収面を利用して外光を除去できる。このため、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
また、光入射面に入射した画像光も同様に、光入射面にて反射されることが防止される。このため、反射面にて反射された画像光と光入射面にて反射された画像光とで投影画像にいわゆるゴーストが生じることを抑制でき、投影画像の画質を向上できる。
【００１９】
本発明の反射型スクリーンでは、前記全反射面の表面には、反射防止処理が施されていることが好ましい。
本発明では、全反射面の表面に反射防止処理が施されているので、反射面にて視認側に向けて反射された画像光が全反射面にて反射されることを防止できる。このため、反射面にて反射された画像光と、反射面にて反射された後、全反射面にて反射され、再度、反射面にて反射された画像光とで投影画像にいわゆるゴーストが生じることを抑制でき、投影画像の画質を向上できる。
【００２０】
本発明の外光除去シートは、光を透過させる透光性材料から構成され、自重が掛かる側を下、その反対側を上とした場合に、上方側から表面に入射した外光が透過して裏面から外部に出射することを防止する外光除去シートであって、前記裏面には、上方側に向き、前記表面から内部に向けて進行した外光を全反射させる全反射面と、下方側に向き、前記全反射面にて全反射された外光を吸収する吸収面とが上下方向に沿って交互に複数形成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明では、上述したスクリーンと異なり、外光除去シートが単体で構成されている。
このことにより、例えば、プロジェクターからの画像光が投影されるホワイトボードや一般的なホワイトマットスクリーン等の投影面に外光除去シートを取り付ければ、上述したスクリーンと同様の作用及び効果を享受できる。
また、外光除去シートが単体で構成されているため、上述したようなホワイトボードやホワイトマットスクリーン等のプロジェクターからの画像光が投影される部材のみならず、ディスプレイや携帯電話等の画面に外光除去シートを取り付ければ、画面に表示される投影画像のコントラスト低下を抑制できる。このため、種々の部材に外光除去シートを用いることができ、利便性の向上が図れる。
【００２２】
本発明の外光除去シートでは、前記全反射面は、前記全反射面と鉛直面との成す角度をθＢ、上方側から前記表面に入射する外光と前記表面との成す角度をθＧ、前記表面に接する媒質の屈折率をｎ１、当該外光除去シートの屈折率をｎ２、及び前記全反射面に接する媒質の屈折率をｎ３とした場合に、以下の式（３）の関係を満たすように形成されていることを特徴とする。
【００２３】
【数３】
2011095541.tif 000005
【００２４】
本発明では、全反射面は、上記式（３）の関係を満たすように形成されている。
このことにより、上述したスクリーンと同様に、表面に接する媒質の屈折率ｎ１、外光除去シートの屈折率ｎ２、全反射面に接する媒質の屈折率ｎ３、及び除去する外光の範囲（角度θＧ）を設定し、上記式（３）の関係を満たすように、角度θＢを特定すれば、外光除去シートにて外光を除去する構造を容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態におけるスクリーンの使用状態を模式的に示す図。
【図２】第１実施形態におけるスクリーンの構成を模式的に示す図。
【図３】第２実施形態におけるスクリーンの使用状態を模式的に示す図。
【図４】第２実施形態におけるスクリーンの構成を模式的に示す図。
【図５】第３実施形態における外光除去シートの構成を模式的に示す図。
【図６】第１，第２実施形態の変形列を示す図。
【図７】第１，第２実施形態の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔スクリーンの構成〕
図１は、第１実施形態におけるスクリーン１の使用状態を模式的に示す図である。
なお、以下では、説明の便宜上、スクリーン１において、プロジェクターＰＪが設置される側を「前面側」、前面側の反対側を「背面側」、当該スクリーン１の自重が掛かる側を「下」、その反対側を「上」として記載する。
スクリーン１は、平面視略矩形状の反射型スクリーンで構成され、図１に示すように、例えば、会議室や学校の教室等の明室Ｒｍの壁に設置される。
また、明室Ｒｍ内には、図１に示すように、床や机等にプロジェクターＰＪが載置され、天井に蛍光灯ＦＬが設置されている。
そして、スクリーン１は、プロジェクターＰＪから投射され、当該スクリーン１に対して下方側（斜め下方）から入射する画像光Ｒ１を反射させることで、投影画像を表示する。
一方、スクリーン１は、蛍光灯ＦＬから照射され、当該スクリーン１に対して上方側（斜め上方）から入射する外光Ｒ２の反射を抑制し、投影画像のコントラスト低下を抑制する。
【００２７】
図２は、スクリーン１の構成を模式的に示す図である。具体的に、図２は、スクリーン１の縦断面図である。
スクリーン１は、図２に示すように、スクリーン本体２と、外光除去シート３とを備え、これら各部材２，３が一体化された構成を有する。
なお、具体的な図示は省略したが、これら各部材２，３は、互いに平面形状が同一の矩形形状を有し、外縁部分が相互に接続されることで一体化されている。
【００２８】
〔スクリーン本体の構成〕
スクリーン本体２は、平面視矩形状の板体で構成され、図２に示すように、一方の面に反射面２Ａを有する。
この反射面２Ａは、入射した光を反射させるとともに、反射光を拡散させる機能を有し、平坦状に形成されている。
なお、反射面２Ａの構成としては、一般的な反射型スクリーンで用いられる構成を採用でき、例えば、スクリーン本体２を素材自体が白色の合成樹脂製の部材で形成した構成や、スクリーン本体２の表面にアルミニウム、チタン、ニッケル等の金属膜等を形成することで反射面２Ａを形成した構成が例示できる。さらに、反射光を拡散させる効果を持たせるために、金属膜等の表面に微細な凹凸を形成した構成や、金属膜等に例えばアルミナ、シリカ、その他の無機粒子を含んだ光拡散層を形成した構成を採用しても構わない。
【００２９】
〔外光除去シートの構成〕
外光除去シート３は、光を透過させる透光性材料からなる平面視矩形状のシート部材で構成され、図２に示すように、スクリーン本体２の反射面２Ａに対向するように配設される。そして、外光除去シート３は、上方側から入射した外光Ｒ２が透過して反射面２Ａに入射することを防止する。
この外光除去シート３において、前面側の端面（表面）３１は、スクリーン１が明室Ｒｍ内に設置された状態で、鉛直面に略平行する平坦状に形成されている。
なお、端面３１は、スクリーン１において、画像光Ｒ１や外光Ｒ２が入射する光入射面として機能するため、以下では、光入射面３１として記載する。
この光入射面３１の表面には、入射した光の反射を防止する反射防止処理（ＡＲコーティング、例えば、誘電多層膜のコーティング）が施されている。
【００３０】
また、外光除去シート３において、背面側の端面（裏面）３２は、図２に示すように、全反射面３２１及び吸収面３２２が上下方向に交互に形成された構成を有し、断面視鋸歯状に形成されている。
全反射面３２１は、図２に示すように、法線方向が上方側を向く平坦状に形成されている。また、この全反射面３２１は、具体的な図示は省略したが、外光除去シート３を背面側から見た場合に、水平方向（左右方向）に延びるように形成されている。
この全反射面３２１の表面には、光入射面３１と同様の反射防止処理が施されている。
吸収面３２２は、図２に示すように、法線方向が下方側を向く平坦状に形成されている。また、この吸収面３２２は、具体的な図示は省略したが、全反射面３２１と同様に、水平方向（左右方向）に延びるように形成されている。
そして、吸収面３２２の表面には、入射した光を吸収する光吸収層３２２Ａが形成されている。
なお、光吸収層３２２Ａとしては、例えば、黒色塗料あるいは黒色塗料を含んだ樹脂層等が例示できる。
【００３１】
〔全反射面の傾斜角度〕
本実施形態では、上述した全反射面３２１は、外光除去シート３に対して上方側から入射し、内部に向けて進行した外光Ｒ２を全反射させ、吸収面３２２に入射させる第１の機能を有する。また、上述した全反射面３２１は、外光除去シート３に対して下方側から入射し、内部に向けて進行した画像光Ｒ１を全反射させずに透過させ、反射面２Ａに入射させる第２の機能も有する。
以下では、全反射面３２１に上述した第１の機能を持たせるための全反射面３２１の傾斜角度θＢ、及び第２の機能を持たせるための全反射面３２１の傾斜角度θＢを順に説明する。
【００３２】
〔第１の機能を持たせるための傾斜角度〕
なお、以下では、説明の便宜上、外光Ｒ２のうち、外光除去シート３の光入射面３１に入射する外光をＲ２１、光入射面３１にて屈折して外光除去シート３の内部を進行する外光をＲ２２として記載する（図２）。
【００３３】
外光除去シート３の屈折率をｎ２、全反射面３２１に接する媒質（本実施形態では空気）の屈折率をｎ３とした場合に、外光Ｒ２２が全反射面３２１に入射角θTirGで入射し、全反射面３２１にて全反射されるための全反射条件は、以下の式（４）で示される。
【００３４】
【数４】
2011095541.tif 000006
【００３５】
ここで、光入射面３１に接する媒質（本実施形態では空気）の屈折率をｎ１、外光Ｒ２１の光入射面３１への入射角をθＧ１、及び外光Ｒ２２の屈折角をθＧ２とした場合には、スネルの法則から、以下の式（５）に示す関係が与えられる。
【００３６】
【数５】
2011095541.tif 000007
【００３７】
また、外光Ｒ２１が上方側から光入射面３１に入射し、全反射面３２１が光入射面３１に対して傾斜角度θＢだけ傾斜しているため、外光Ｒ２２の全反射面３２１への入射角θTirGは、屈折角θＧ２と、傾斜角度θＢとの間で以下の式（６）の関係を満たす。
【００３８】
【数６】
2011095541.tif 000008
【００３９】
そして、式（４）に式（６）を代入して式（４）から入射角θTirGを削除するとともに、式（５）との間で屈折角θＧ２を削除することで、以下の式（７）の関係が得られる。
【００４０】
【数７】
2011095541.tif 000009
【００４１】
ここで、外光Ｒ２１と光入射面３１との成す角度（光入射面３１の上端から計測した場合での成す角度）をθＧとした場合には、θＧ１＝９０°−θＧであるため、式（７）は、以下の式（８）のように表せる。
そして、全反射面３２１は、外光Ｒ２２を全反射させるために、光入射面３１（鉛直面）に対して式（８）の関係を満たす傾斜角度θＢで傾斜するように形成されている。
【００４２】
【数８】
2011095541.tif 000010
【００４３】
〔第２の機能を持たせるための傾斜角度〕
なお、以下では、説明の便宜上、画像光Ｒ１のうち、外光除去シート３の光入射面３１に入射する画像光をＲ１１、光入射面３１にて屈折して外光除去シート３の内部を進行する画像光をＲ１２、全反射面３２１を通過して反射面２Ａに向う画像光をＲ１３として記載する（図２）。
【００４４】
画像光Ｒ１２が全反射面３２１に入射角θTirPで入射し、全反射面３２１にて全反射されないための透過条件は、以下の式（９）で示される。
【００４５】
【数９】
2011095541.tif 000011
【００４６】
ここで、画像光Ｒ１１の光入射面３１への入射角をθＰ１、及び画像光Ｒ１２の屈折角をθＰ２とした場合には、上記式（５）と同様にスネルの法則から、以下の式（１０）に示す関係が与えられる。
【００４７】
【数１０】
2011095541.tif 000012
【００４８】
また、画像光Ｒ１１が下方側から光入射面３１に入射し、全反射面３２１が光入射面３１に対して傾斜角度θＢだけ傾斜しているため、画像光Ｒ１２の全反射面３２１への入射角θTirPは、屈折角θＰ２と、傾斜角度θＢとの間で以下の式（１１）の関係を満たす。
【００４９】
【数１１】
2011095541.tif 000013
【００５０】
そして、式（９）に式（１１）を代入して式（９）から入射角θTirPを削除するとともに、式（１０）との間で屈折角θＰ２を削除することで、以下の式（１２）の関係が得られる。
【００５１】
【数１２】
2011095541.tif 000014
【００５２】
ここで、画像光Ｒ１１と光入射面３１との成す角度（光入射面３１の上端から計測した場合での成す角度）をθＰとした場合には、θＰ１＝θＰ−９０°であるため、式（１２）は、以下の式（１３）のように表せる。
そして、全反射面３２１は、画像光Ｒ１２を全反射させないために、光入射面３１（円直面）に対して式（１３）の関係を満たす傾斜角度θＢで傾斜するように形成されている。
【００５３】
【数１３】
2011095541.tif 000015
【００５４】
以上のように、全反射面３２１の傾斜角度θＢは、上記式（８）、（１３）に示すように、外光Ｒ２１と光入射面３１との成す角度θＧ１、画像光Ｒ１１と光入射面３１との成す角度θＰ１、光入射面３１に接する媒質の屈折率ｎ１、外光除去シート３の屈折率ｎ２、及び全反射面３２１に接する媒質の屈折率ｎ３によって設定される。
例えば、角度θＧを７０°、屈折率ｎ１，ｎ３を１（光入射面３１及び全反射面３２１にそれぞれ接する各媒質が空気）、屈折率ｎＳを１．５とした場合には、傾斜角度θＢは、上記式（８）により、２８．６°以上にする必要がある。すなわち、傾斜角度θＢを２８．６°以上に設定することで、０°以上、７０°以下の範囲の角度θＧで光入射面３１に入射する外光Ｒ２を、全反射面３２１にて全反射させ、吸収面３２２にて吸収させることができる。すなわち、除去したい外光Ｒ２の角度θＧ、及び屈折率ｎ１〜ｎ３を設定すれば、外光Ｒ２２が全反射面３２１にて全反射される全反射面３２１の傾斜角度θＢを得ることができる。
また、例えば、入射角度θＰを１１０°、屈折率ｎ１〜ｎ３を上記例の屈折率とした場合には、傾斜角度θＢは、上記式（１３）により、５５．０°以下にする必要がある。すなわち、傾斜角度θＢを５５．０°以下に設定することで、画像光Ｒ１は、全反射面３２１にて全反射せずに通過して、反射面２Ａに向う。そして、反射面２Ａに入射した画像光Ｒ１は、反射面２Ａにて拡散されながら反射されて、外光除去シート３を介して、観察者のいる視認側（プロジェクターＰＪが設置された側）に向い、観察者にて投影画像として認識される。
【００５５】
〔吸収面の傾斜角度〕
また、本実施形態では、上述した吸収面３２２は、画像光Ｒ１３に平行するように形成されている。
すなわち、上述した吸収面３２２における光入射面３１（鉛直面）に対する傾斜角度θＣは、画像光Ｒ１３の屈折角をθＰ３とした場合に、９０°−θＢ＋θＰ３となるように形成されている。
【００５６】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、スクリーン１を構成する外光除去シート３において、裏面３２には、全反射面３２１及び吸収面３２２が上下方向に交互に形成されている。そして、全反射面３２１は、上記式（８）の関係を満たすように形成されている。すなわち、全反射面３２１は、角度θＧの範囲で光入射面３１に入射し、外光除去シート３内部に向けて進行した外光Ｒ２２が当該全反射面３２１にて全反射される全反射条件を満たすように形成されている。
このことにより、上方側から光入射面３１に対して角度θＧの範囲で入射し、外光除去シート３内部に向けて進行した外光Ｒ２は、全反射面３２１にて全反射され、吸収面３２２にて吸収されることとなる。
【００５７】
一方、下方側から光入射面３１に対して角度θＰで入射し、外光除去シート３内部に向けて進行した画像光Ｒ１は、全反射面３２１にて全反射されることなく、反射面２Ａに向う。そして、反射面２Ａにて反射された画像光Ｒ１は、外光除去シート３を介して、視認側に向い、観察者にて投影画像として認識される。
以上のように、会議室や学校の教室等の明室Ｒｍでスクリーン１を使用する場合でも、外光Ｒ２がスクリーン１を介して視認側に向うことを抑制でき、外光Ｒ２の影響による投影画像のコントラスト低下を抑制できる。
【００５８】
また、上述したように外光除去シート３における全反射面３２１及び吸収面３２２を利用して外光Ｒ２を除去する構成としているため、従来のように特定の振動方向の画像光を投射するプロジェクター等を用いる必要がない。すなわち、使用可能なプロジェクターが制限されないため、スクリーン１の利便性の向上が図れる。
さらに、従来のように偏光フィルム等による偏光選択透過部を設ける必要がなく、外光除去シート３の裏面３２に全反射面３２１及び吸収面３２２を上下方向に交互に形成するだけで外光Ｒ２を除去できるため、スクリーン１の構成を簡略化できる。
【００５９】
そして、上述したように投影画像のコントラスト低下を抑制できるため、プロジェクターＰＪ側で光源の消費電力を向上させる（投影画像の輝度を向上させる）必要がなく、プロジェクターＰＪの省電力化も図れる。
【００６０】
また、全反射面３２１は、上記式（１３）の関係を満たすように形成されている。すなわち、全反射面３２１は、光入射面３１に対して角度θＰで入射し、外光除去シート３内部に向けて進行した画像光Ｒ１２が当該全反射面３２１にて全反射されない透過条件を満たすように形成されている。
このことにより、角度θＢが上記式（８），（１３）の双方の関係を満たすように全反射面３２１を形成することで、角度θＢを不要に大きくすることがなく、外光Ｒ２を効率的に除去しつつ、画像光Ｒ１を視認側に効果的に反射させることができ、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
さらに、光入射面３１に接する媒質の屈折率ｎ１、外光除去シート３の屈折率ｎ２、全反射面３２１に接する媒質の屈折率ｎ３、除去したい外光の範囲（角度θＧ）、及び画像光Ｒ１１が光入射面３１に入射する角度θＰを設定し、上記式（８），（１３）の関係を満たすように、角度θＢを特定するだけで、外光除去シート３にて外光Ｒ２のみを除去する構造を容易に実現できる。
【００６１】
さらに、吸収面３２２が外光除去シート３を透過した画像光Ｒ１３に平行するように形成されているので、下方側から光入射面３１に入射し、外光除去シート３を透過した画像光Ｒ１３の一部が吸収面３２２に入射することを防止できる。すなわち、外光除去シート３を透過した画像光Ｒ１３の略全てを効果的に反射面２Ａに入射させることができる。このため、画像光Ｒ１の略全てを視認側に向けて効果的に反射させることができ、投影画像の輝度を向上できる。したがって、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
【００６２】
また、光入射面３１の表面に反射防止処理が施されているので、光入射面３１に入射した外光Ｒ２が光入射面３１にて反射されることを防止し、上述したように全反射面３２１及び吸収面３２２を利用して外光Ｒ２を除去できる。このため、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
さらに、光入射面３１に入射した画像光Ｒ１も同様に、光入射面３１にて反射されることが防止される。このため、反射面２Ａにて反射された画像光Ｒ１と光入射面３１にて反射された画像光Ｒ１とで投影画像にいわゆるゴーストが生じることを抑制でき、投影画像の画質を向上できる。
【００６３】
また、全反射面３２１の表面に反射防止処理が施されているので、反射面２Ａにて視認側に向けて反射された画像光Ｒ１が全反射面３２１にて反射されることを防止できる。このため、反射面２Ａにて反射された画像光Ｒ１と、反射面２Ａにて反射された後、全反射面３２１にて反射され、再度、反射面２Ａにて反射された画像光Ｒ１とで投影画像にゴーストが生じることを抑制でき、投影画像の画質を向上できる。
【００６４】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図３は、第２実施形態におけるスクリーン１の使用状態を模式的に示す図である。
図４は、スクリーン１の構成を模式的に示す図である。具体的に、図３及び図４は、図１及び図２にそれぞれ対応した図である。
前記第１実施形態では、スクリーン１は、プロジェクターＰＪが明室Ｒｍの床や机等に載置され、下方側から入射する画像光Ｒ１を反射させることで、投影画像を表示していた。
これに対して、本実施形態では、スクリーン１は、図３に示すように、プロジェクターＰＪが明室Ｒｍの天井に設置され、上方側から入射する画像光Ｒ１（θＧ＜θＰ）を反射させることで、投影画像を表示する。そして、スクリーン１は、上述した使用状態に対応するように、外光除去シート３を形成している。
その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００６５】
具体的に、本実施形態において、外光除去シート３における全反射面３２１の傾斜角度θＢは、前記第１実施形態で説明した式（８）、（１３）の関係を満たすように形成されている。
例えば、角度θＧを４５°、屈折率ｎ１，ｎ３を１（光入射面３１及び全反射面３２１にそれぞれ接する各媒質が空気）、屈折率ｎ２を１．５とした場合には、傾斜角度θＢは、上記式（８）により、１３．７°以上に設定する必要がある。すなわち、傾斜角度θＢを１３．７°以上に設定することで、０°以上、４５°以下の範囲の入射角度θＧで光入射面３１に入射する外光Ｒ２を、全反射面３２１にて全反射させ、吸収面３２２にて吸収させることができる。
また、例えば、入射角度θＰを６４°、屈折率ｎ１〜ｎ３を上記例の屈折率とした場合には、傾斜角度θＢは、上記式（１３）により、２４．８°以下にする必要がある。すなわち、傾斜角度θＢを２４．８°以下に設定することで、画像光Ｒ１は、全反射面３２１にて全反射せずに通過して、反射面２Ａに向う。そして、反射面２Ａに入射した画像光Ｒ１は、反射面２Ａにて拡散されながら反射されて、外光除去シート３を介して、観察者のいる視認側に向い、観察者にて投影画像として認識される。
【００６６】
また、外光除去シート３における吸収面３２２は、図４に示すように、水平面に平行するように形成されている。すなわち、吸収面３２２の傾斜角度θＣは、９０°に設定されている。
【００６７】
上述した第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、吸収面３２２が水平面に平行するように形成されているので、上方側から光入射面３１に入射し、外光除去シート３内部に向けて進行する画像光Ｒ１のうち、吸収面３２２に入射する画像光Ｒ１の光量を低減し、全反射面３２１に入射する画像光Ｒ１の光量を増加させることができる。すなわち、視認側に向けて反射される画像光Ｒ１の光量を増加させることができ、投影画像の輝度を向上できる。したがって、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
【００６８】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図５は、第３実施形態における外光除去シート３の構成を模式的に示す図である。
前記第１実施形態では、外光除去シート３は、スクリーン本体２と一体化されてスクリーン１を構成していた。
これに対して第３実施形態では、外光除去シート３は、図５に示すように、単体で構成され、ホワイトボードＷＢに対して適宜、取り付け可能に構成されている。
なお、本実施形態の外光除去シート３は、前記第１実施形態で説明した外光除去シート３に対して、単体で構成されている点、及びホワイトボードＷＢへの取付構造を有している点のみが異なるため、以下では、他の部材への取付構造のみを説明する。
【００６９】
外光除去シート３において、裏面３２（全反射面３２１及び吸収面３２２が形成された面）の上端縁には、図５に示すように、裏面３２の法線方向に突出する断面視略Ｌ字形状を有する取付部３３が形成されている。
そして、利用者は、ホワイトボードＷＢ上にプロジェクターＰＪからの画像光を投射して投影画像を表示する際に、図５に示すように、取付部３３をホワイトボードＷＢの上端部に引っ掛けることで、外光除去シート３をホワイトボードＷＢに取り付ける。この状態では、外光除去シート３は、表面３１が鉛直面に略平行した状態となり、ホワイトボードＷＢにおける画像光が投射される投影面ＷＢＳ全体を覆う。
以上のように外光除去シート３がホワイトボードＷＢに取り付けられることで、前記第１実施形態と同様に、外光の影響によるホワイトボードＷＢ上の投影画像のコントラスト低下が抑制される。
【００７０】
上述した第３実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、前記第１実施形態で説明したスクリーン１と異なり、外光除去シート３が単体で構成されている。
このことにより、ホワイトボードＷＢに外光除去シート３を取り付ければ、前記第１実施形態で説明したスクリーン１と同様の作用及び効果を享受できる。
また、外光除去シート３が単体で構成されているため、上述したようなホワイトボードＷＢのみならず、一般的に用いられるホワイトマットスクリーン等のプロジェクターからの画像光が投影される部材に取り付けることで、投影画像のコントラスト低下を抑制できる。このため、種々のスクリーンに対して外光除去シート３を用いることができ、利便性の向上が図れる。
さらに、外光除去シート３において、ホワイトボードＷＢに取り付けるための取付部３３は、左右方向に伸び、縦断面視略Ｌ字形状を有する。
このことにより、取付部３３によって外光除去シート３の上端部とホワイトボードＷＢの上端部との間から外光が侵入することを防止できる。このため、投影画像のコントラスト低下をより一層抑制できる。
【００７１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
図６及び図７は、前記各実施形態の変形列を示す図である。具体的に、図６は反射面２Ａの一部を示す斜視図であり、図７は反射面２Ａ（スクリーン本体２）の断面図である。
前記第１，第２実施形態では、反射面２Ａは、平坦状に形成されていたが、これに限らず、例えば、図６または図７に示す形状を採用しても構わない。
例えば、反射面２Ａは、図６または図７に示すように、球面の一部を構成する凹部２１が複数設けられた構成を有する。
このような形状とすることで、図７に示すように、反射面２Ａに入射した画像光Ｒ１を効果的に拡散させることができる。
なお、各凹部２１の曲率半径としては、全て同一となるように形成してもよく、全て異なるように形成してもよく、あるいは、反射面２Ａ内の領域毎に段階的に異なるように形成しても構わない。
【００７２】
前記第１，第２実施形態では、光入射面３１に接する媒質、及び全反射面３２１に接する媒質を空気としていたが、これに限らず、その他の媒質としても構わない。
【００７３】
前記第３実施形態において、外光除去シート３における全反射面３２１及び吸収面３２２としては、プロジェクターＰＪが床や机等に載置され下方側から画像光が投射される場合には前記第１実施形態のように構成すればよく、プロジェクターＰＪが天井に設置され上方側から画像光が投射される場合には前記第２実施形態のように構成すればよい。
前記第３実施形態では、外光除去シート３をホワイトボードＷＢに取付可能な構成を例示したが、外光除去シート３は、ホワイトボードＷＢの他、一般的に用いられるホワイトマットスクリーン等に取付可能な構成としてもよく、あるいは、ディスプレイや携帯電話等の画面に取付可能な構成としても構わない。すなわち、取付部３３の構造は、前記第３実施形態で説明した構造に限らない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、入射した画像光が投影される反射型スクリーンに利用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・スクリーン（反射型スクリーン）、２・・・スクリーン本体、２Ａ・・・反射面、３・・・外光除去シート、３１・・・光入射面（表面）、３２・・・裏面、３２１・・・全反射面、３２２・・・吸収面、Ｒ１・・・画像光、Ｒ２・・・外光。
【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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