(57)【要約】【課題】本発明は余分な戻り光を生じない再帰反射構造を備えたスクリーンに関する。【解決手段】本発明のスクリーンは、前面と背面とを有する再帰反射層であって、前記背面側に複数のプリズムを有するプリズム層が設けられている再帰反射層を備え、前記プリズム層を形成する一部のプリズムと、そのプリズムに隣接する他のプリズムとの間に、一部に低屈折率層を介して形成されたプリズム層の背面側に抜ける光の少なくとも一部を吸収する光吸収構造体を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面と背面とを有する再帰反射層であって、前記背面側に複数のプリズムを有するプリズム層が設けられている再帰反射層を備え、前記プリズム層を形成する一部のプリズムと、そのプリズムに隣接する他のプリズムとの間に、一部に低屈折率層を介して形成されたプリズム層の背面側に抜ける光の少なくとも一部を吸収する光吸収構造体を備えたことを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記光吸収構造体が、前記背面板の前面側に立設されて前記プリズム層の凹部内に挿入する複数の凸型の遮光体からなることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項３】
前記凸型の遮光体の先端部が、前記プリズム層の凹部への挿入状態で該凹部の底縁側に間隙をあけて配置された請求項２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記凸型の遮光体の先端部が、前記プリズム層の凹部に深さ４０％以上挿入されたことを特徴とする請求項２または３に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記プリズム層の背面側に前記プリズムの輪郭形状を倣ったまま覆う低屈折率層が設けられ、該低屈折率層の背面側に前記光吸収構造体が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記光吸収構造体が、前記プリズムの凹部底縁から一体的に該凹部の空間内に立設された、立体構造物からなることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項７】
前記光吸収構造体が、前記プリズム層の凹凸部の凹部内に収容された光吸収繊維の集合体からなることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項８】
前記プリズムがＶ型溝で区画される横断面三角型でありストライプ状に配列されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項９】
前記プリズムがコーナーキューブアレイからなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項１０】
前記プリズムが、三角錘型の複数の突部であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項１１】
前記プリズムが、コーナーキューブの一部をアレイ状に並べたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のスクリーンと、前記スクリーンに対し光を出射する光出射部を有するプロジェクタとを備えた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、再帰反射層を備えたスクリーンとそのスクリーンを備えたプロジェクションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクションシステムは、サイズの小さいプロジェクタ（映写機）を用いてスクリーンに大画面の画像を表示する。このため、プロジェクションシステムは、映画館やホームシアターでの映画視聴や、会議などのプレゼンテーションに広く利用されている。
プロジェクタは、明表示時に高強度の投射光を出射し、暗表示時に低強度の投射光を出射する。リア型と比較して狭い空間において簡便に用いられるフロント型プロジェクションシステムにおいて、一般的には、入射光を拡散的に反射するスクリーンが用いられている。スクリーンがプロジェクタからの投射光を拡散的に反射することにより、多くの視聴者が画像を観察できる。しかしながら、拡散反射を行なうスクリーンは、投射光以外に周囲光も拡散的に反射するため、スクリーンの周囲が明るい場合、スクリーンはプロジェクタの表示とは無関係に明るく見えてしまう。このような拡散反射を行なうスクリーンは、暗環境下においてのみ使用可能であり、明環境下においては視認可能な画像を表示することが難しかった。
【０００３】
そこで、入射光を再帰的に反射するスクリーンが研究開発されている。このスクリーンは、プロジェクタからの投射光の大部分をプロジェクタの近傍に反射するとともに、周囲光をその入射方向に反射し、観測者方向には反射しない。このため、プロジェクタを観察者の近くに配置した場合、スクリーンは、プロジェクタからの投射光を効率的に観察者方向に反射し、明表示に明るい特徴がある。また、このスクリーンは、周囲光を観察者以外の方向に反射するため、一般的な拡散スクリーンに比較して暗表示の際に暗いので、プロジェクタからの低強度の投射光であっても表示が良好にできる特徴がある。このため、入射光を再帰的に反射するスクリーンにより、コントラスト比の向上を図ることができる。
【０００４】
図２０は、フロントプロジェクション用スクリーンの一従来例を示すもので、光吸収シート１００の前面側に隙間部分１０１を介しプリズム層１０２を備えた透明なプリズムシート１０３を積層し、このプリズムシート１０３の前面側に光拡散層１０５を積層してスクリーン１０６が形成されている。前記プリズムシート１０３は透明なシート状基材１０７の裏面側に複数の三角型のプリズム１０８を複数一体形成した構造とされている（特許文献１参照）。
図２０に示すスクリーン１０６は、光拡散層１０５を介し入射された入射光Ｉをプリズム１０８のＰ位置からＱ位置に反射し、再び光拡散層１０５を通過させて再帰光１０９とする再帰反射構造が採用され、光拡散層１０５を設けることで広い視野角と高い輝度が得られるスクリーンとして知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０３８５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図２０に示す従来のスクリーン１０６は、広い視野角と、高い輝度が得られるスクリーンとして提供されているが、プリズム層１０２の背面側に光吸収シート１００が配置されているので、プリズム層１０２が再帰反射しなかった光を吸収することが可能であり、再帰反射光以外の余分な反射光を低減できるスクリーンとして知られている。
しかしながら、プリズム層１０２の背面側に設けられている光吸収シート１００は、プリズム層１０２から出射して光吸収シート１００に到達した光を吸収することはできるものの、プリズム層１０２の特定のプリズム１０８の側面から空間に出射して隣接する他のプリズム１０８に到達し、更にプリズム層１０２の内部を通過して光拡散層１０５側に戻る光を吸収することができない問題があった。
この隣接するプリズム１０８を伝わってスクリーン１０６の前面側に戻る戻り光が観察者に到達すると、観察者に不要な反射光として認識され、表示不良を引き起こすおそれがあった。特に、隣接するプリズム１０８を伝わってスクリーン１０６の前面から観察者側に戻る光は、プリズム１０８の表面を通過する際、通過角度によっては分光されて虹色に着色されるので、観察者側に虹色の戻り光が認識されることがあり、プロジェクタからスクリーン１０６に本来投影するべき画像の表示品質を乱すおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、プリズムを設けた再帰反射層を備えたスクリーンにおいて、プリズムの背面側に一端抜けてから他の隣接するプリズムに再入射して前面側に戻る戻り光を途中で吸収する構造を採用することで不要な戻り光を無くして表示品質の向上をなしえた再帰反射構造の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】
【０００８】
本発明は、前面と背面とを有する再帰反射層であって、前記背面側に複数のプリズムを有するプリズム層が設けられている再帰反射層を備え、前記プリズム層を形成する一部のプリズムと、そのプリズムに隣接する他のプリズムとの間に、一部に低屈折率層を介して形成されたプリズム層の背面側に抜ける光の少なくとも一部を吸収する光吸収構造体を備えたことを特徴とするスクリーンに関する。
本発明は、前記光吸収構造体が、前記背面板の前面側に立設されて前記プリズム層の凹部内に挿入する複数の凸型の遮光体からなるスクリーンに関する。
本発明は、前記凸型の遮光体の先端部が、前記プリズム層の凹部への挿入状態で該凹部の底縁側に間隙をあけて配置された先に記載のスクリーンに関する。
本発明は、前記凸型の遮光体の先端部が、前記プリズム層の凹部に深さ４０％以上挿入された先に記載のスクリーンに関する。
【０００９】
本発明において、前記プリズム層の背面側に前記プリズムの輪郭形状を倣ったまま覆う低屈折率層が設けられ、該低屈折率層の背面側に前記光吸収構造体が設けられたスクリーンに関する。
本発明において、前記光吸収構造体が、前記プリズムの凹部底縁から一体的に該凹部の空間内に立設された、立体構造物からなる先に記載のスクリーンに関する。
本発明において、前記光吸収構造体が、前記プリズム層の凹凸部の凹部内に収容された光吸収繊維の集合体からなる先に記載のスクリーンに関する。
【００１０】
本発明において、前記プリズムがＶ型溝で区画される横断面三角型でありストライプ状に配列された構成でも良い。
本発明において、前記プリズムがコーナーキューブアレイからなる構成でも良い。
本発明において、前記プリズムが、三角錘型の複数の突部である構成でも良い。
本発明において、前記プリズムがコーナーキューブの一部をアレイ状に並べた構成でも良い。
本発明のプロジェクションシステムは、先のいずれかに記載のスクリーンと、前記スクリーンに対し光を出射する光出射部を有するプロジェクタとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、再帰反射層のプリズム層の凹部内に光吸収構造体を設けたので、再帰反射層の裏面側に設けられているプリズムの側面から出射して隣接する他のプリズムに入射し、戻り光となる可能性のある光を吸収できる。このため、再帰反射光とは別に複数のプリズムを介し別の方向へ出射する戻り光を抑制できるので、再帰反射構造のスクリーンとして観察者側に不要な戻り光の無い、表示品質を高めたスクリーンを提供できる。
また、本発明のプロジェクションシステムによれば、プロジェクタからの投射光はプロジェクタの設置方向に再帰光として反射し、プロジェクタからの投射光の方向と異なる方向から入射する光を一部プリズム間で吸収して戻り光としないスクリーンを備えたので、コントラスト比の高い、表示品質の良好なプロジェクションシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明に係る第１実施形態のスクリーンを示すもので、図１（Ａ）は同スクリーンの全体を示す斜視図、図１（Ｂ）は同スクリーンの断面図。
【図２】図２は同スクリーンの部分拡大断面図。
【図３】図３は同スクリーン内部における入射光反射経路の一例を示す部分拡大断面図。
【図４】図４は従来のスクリーン内部における入射光反射経路の一例を示す部分拡大断面図。
【図５】図５は本発明に係る第２実施形態のスクリーンを示す部分拡大断面図。
【図６】図６は本発明に係る第３実施形態のスクリーンを示す部分拡大断面図。
【図７】図７は本発明に係る第４実施形態のスクリーンを示す部分拡大断面図。
【図８】図８は本発明に係る第５実施形態のスクリーンを示す部分拡大断面図。
【図９】図９は本発明のプリズムに適用可能な構造の第２の例を示す平面図。
【図１０】図１０は本発明のプリズムに適用可能な構造の第３例を示す平面図。
【図１１】図１１は本発明に係るプロジェクションシステムの第１の例を示す斜視図。
【図１２】図１２は本発明に係るプロジェクションシステムの第２の例を示す斜視図。
【図１３】図１３は実施例で作製したスクリーンの反射率を測定する条件を示す説明図。
【図１４】図１４は比較例として作製したスクリーンの状態を示す説明図。
【図１５】図１５は実施例のスクリーンと比較例のスクリーンについて受光角度毎の反射率を測定した結果を比較して示すグラフ。
【図１６】図１６は第２の実施例において作製したスクリーンの要部を示す斜視図。
【図１７】図１７は第２の実施例で作製したスクリーンの反射率を測定する条件を示すための説明図。
【図１８】図１８はプリズム間の凹部に光吸収構造体を挿入する割合を例示するもので、図１８（Ａ）は挿入率が低い例を示す断面図、図１８（Ｂ）は挿入率が中程度の例を示す断面図、図１８（Ｃ）は挿入率が大きい例を示す断面図。
【図１９】図１９は光吸収構造体の挿入率と反射光の遮光率の関係を示すグラフ。
【図２０】図２０は従来の再帰反射構造を備えたスクリーンの一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る再帰反射型スクリーンを示す図である。なお、図１以降の各図においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて示している。
第１実施形態のスクリーン１は、背面基板２と、この背面基板２の前面側に低屈折率層３を介し配置された再帰反射層５と散乱層６を主体として構成されている。なお、図１では略しているがスクリーン１の周囲側にはこれらの層を積層状態で保持するためのテープなどからなる枠状の固定部材が設けられていても良い。
【００１４】
本実施形態の再帰反射層５は、平坦な前面５ａを有し、背面側に複数の横断面三角形状のプリズム５ｂを一列に平行に多数ストライプ状に配置し、隣接するプリズム間に凹部（Ｖ型溝）５ｃを備えたプリズム層５ｄを有している。再帰反射層５は、光の吸収、散乱の無い透明な材料、例えば、アクリル樹脂などから形成されており、その屈折率は例えば、約１．４０〜１．５９である。再帰反射層５の厚さは一例として１４０μｍである。プリズム５ｂのピッチはプロジェクタ等で投影する映像の画素サイズより小さいことが望ましく、一例として２４〜１００μｍとすることが望ましい。また、プリズム５ｃの高さは、一例として１２〜５０μｍとすることができる。
【００１５】
上述の構成の再帰反射層５は、例えば、切削加工により作製したＶ溝金型を用いて、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等にアクリル樹脂でプリズム層５ｄを転写することで作製することができる。より具体的には、ＰＥＴ素材からなるベース基板の主面上に紫外線硬化型アクリル材料層を形成し、Ｖ溝金型を押し当て、この状態から紫外線を照射して硬化することにより、アクリル樹脂のプリズムを形成して再帰反射層を得ることができる。感光性材料は例えば、三菱レイヨン社製硬化型アクリル材料ＭＰ１０７を用いることができる。なお、ここでは再帰反射層をフォトポリマー法で形成する例について説明したが、キャスト法、ホットプレス法、射出成型法で再帰反射層を形成しても良いのは勿論である。
【００１６】
低屈折率層３は、再帰反射層５と背面基板２との間に配置されており、低屈折率層３は再帰反射層５よりも低い屈折率の材料から形成されている。本実施形態の低屈折率層３は例えば屈折率１．０の空気層とされている。
背面基板２は、光反射率の低い材料から構成されており、再帰反射層５の前面側から再帰反射層５に入射して背面のプリズム層５ｄから低屈折率層３に出射される光の少なくとも一部を吸収するために設けられている。背面基板２は例えば黒色の樹脂板から形成できる。
前記背面基板２の前面側に、前記プリズム層５ｄの凹部５ｃに先端部２ａを挿入した薄板状の複数の遮光体２Ａが前記プリズム層５ｄの凹部５ｃと等ピッチで間欠的に突出形成されている。
また、遮光体２Ａは所定数毎に略されていて、遮光体２Ａの略された部分に接着層７が設けられている。なお、本実施形態において遮光体２Ａは所定数毎に略されているが、遮光体２Ａは所定数毎に略されている必要はなく、任意数、あるいは、ランダム数毎に略しても良く、また、略することなく遮光体２Ａを設けて遮光体２Ａとプリズム層５ｄとが接着層を介し接していても良い。
これらの接着層７は、背面基板２の前面と遮光体２Ａが略された位置において、隣接する遮光体２Ａと平行に仕切板状に背面基板２と一体に立設されていて、その下端部７ａを背面基板２の前面に接着し、その先端部７ｂをプリズム層５ｄの三角溝型の凹部５ｃを埋めるように背面基板２と再帰反射層５とを接着している。接着層７は余分な光反射を起こさないように黒色もしくは透明のものが好ましい。
【００１７】
前記遮光体２Ａは一例として背面基板２を構成するための素材基板の一部を用い、素材基板主面に黒色レジスト層を形成し、該黒色レジスト層をフォトリソグラフィ法により目的の形状に蝕刻することで作製することができる。遮光体２Ａの形成ピッチはプリズム層５ｄにおける凹部５ｃの形成ピッチと同一ピッチとされている。ここで用いる黒色レジスト層の一例として、東京応化工業株式会社のブラックレジストＣＦＰＲ−ＢＫ５０００シリーズや同８３００シリーズ、同８４００シリーズ、同８８００シリーズ、新日鐵化学株式会社のアルカリ現像型ブラックレジストインキＮＳＢＫシリーズやＶ−２５９ＢＫおよびＶ−２５９ＢＫＩＳシリーズ、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製のカラーモザイク（登録商標）ＣＫシリーズなどが挙げられる。
【００１８】
本実施形態のスクリーン１は、例えば、遮光体２Ａを複数形成した背面板２の表面側にプリズム層５ｄを備えた再帰反射層５を貼り合わせて一体化することで作製される。プリズム層５ｄの隣接する凹部５ｃの形成ピッチと遮光体２Ａの形成ピッチは同じなので、凹部５ｃと遮光体２Ａの位置合わせを行ないつつ、遮光体２Ａを形成していない部分に塗布した接着層７で背面板２と再帰反射層５を貼り合わせることで図１に示すスクリーン１を作製できる。
なお、図１（Ａ）では接着層７の形成位置を鎖線で示した。この例では接着層７を格子状に配置するので、遮光体２Ａを略した位置に合わせて接着層７を形成する他に、遮光体２Ａと直交する方向にも接着層を間欠的に塗布することで図１（Ａ）に示すように格子状に接着層７を配置した構造とすることができる。接着層７を格子状に配置する場合、接着層７を設ける位置のプリズムを一部略してプリズムを略した位置に沿って接着層を配置する構成とすることができる。なお、遮光体２Ａを間欠的に設ける構造には限らないので、遮光体２Ａを一部略することなく設け、遮光体２Ａに接するように接着層７を設けて再帰反射層５と接着しても良い。
【００１９】
この実施形態のスクリーン１に画像を投影するプロジェクタ（図１には図示せず）は、スクリーン１の前面側（観察者側）から光を投影する前面投射型のプロジェクタである。プロジェクタから出射される光は、プロジェクタの光軸方向およびその近傍に進行する。スクリーン１から見て、プロジェクタは観察者とほぼ同じ方向に配置されている。例えば、プロジェクタは観察者の近傍あるいは観察者自身に装着されている。
【００２０】
本実施形態のスクリーン１に図３の矢印に示すようにほぼ直角方向に入射光Ｎ１が入射された場合、この入射光Ｎ１はプリズム５ｂのＰ点、Ｑ点で反射されて入射光Ｎ１と平行な戻り光Ｎ２となるため、良好な再帰反射光を得ることができる。
これに対し、入射光Ｎ１より若干傾斜した入射光Ｎ３が入射光Ｎ１の入射位置近くに入射されると、この入射光Ｎ３は再帰反射層５の内部を透過光Ｎ４として透過し、プリズム５ｂのＰ点近くの側面で反射され、透過光Ｎ５としてプリズム５ｂの他の側面のＱ点に近い位置から低屈折率層３側に透過光Ｎ６として出射する。そして、この透過光Ｎ６を遮光体２Ａで遮ることができる。
【００２１】
これに対し、図４に示すように遮光体２Ａを設けていない背面基板４を設けている構造の場合、入射光Ｎ３はプリズム５ｂのＱ点近くから低屈折率層３側に出射し、そのまま隣接する他のプリズム５ｂの一側の側面からプリズム５ｂの内部に侵入光Ｎ７として侵入し、このプリズム５ｂの他側の側面で反射されて反射光Ｎ８となり、スクリーンの外部に漏れ光Ｎ９として出射する。この漏れ光Ｎ９は、プリズム５ｂの側面に沿って屈曲されて反射される結果、虹色に分光されるので、再帰反射光以外に観察者に目立つ虹色の漏れ光Ｎ９となって認識される。
この点、図３に示す本実施形態の構造では、遮光体３で透過光Ｎ６を遮ることができるので、上述の虹色に分光される反射光を抑制できる。
【００２２】
次に、入射光Ｎ３よりも更に傾斜角度の大きい入射光Ｎ１０は、入射位置からプリズム５ｂに透過光Ｎ１１として至り、プリズム５ｂの頂部近くから透過光Ｎ１２として背面基板４側に出射するが、背面基板４に遮られるので、戻り光とはならない。
図３に示すように、本実施形態のスクリーン１は、１つのプリズム５ｂから隣接する他のプリズム５ｂに伝わって、この隣接する他のプリズム５ｂから戻り光Ｎ９となる光を遮光体２Ａで一部または全部を吸収できるので、プリズム５ｃで生じる不要な戻り光を抑制できる。このため、本実施形態のスクリーン１は、隣接するプリズム間で反射して表面側に戻る戻り光を抑制できるので、本来得るべき再帰反射光の視認性を向上できる。
【００２３】
また、遮光体２Ａとプリズム５ｂは光学的接着がなされていないため、プリズム５ｂで全反射する光は光吸収用の遮光体２Ａにより吸収されない。このため、再帰反射光の反射率低減を抑制できる。
なお、遮光体２Ａはその先端部２ａを凹部５ｃの底縁まで到達させていないので、凹部５ｃと先端部２ａとの間に間隙ｄが形成されている。この間隙ｄを設けることで、遮光体２Ａの先端部２ａとプリズム５ｂとが光学的に接着する箇所はこれらが接触する２点のみであるので、プリズム５ｂが本来反射する領域で漏れ光は生じない。
また、本実施形態のスクリーン１はその最表面に散乱層６を設けているので、戻り光Ｎ２は多少散乱し、広い視野角を実現できる。また、散乱層６はプリズム５ｂのピッチに起因する回折反射を低減する作用も有している。
【００２４】
図５は本発明に係る第２実施形態のスクリーン１０を示すもので、この実施形態のスクリーン１０は、背面基板２と、この背面基板２の前面側に光吸収構造体１３と低屈折率層１５を介し配置された再帰反射層５と散乱層６を主体として構成されている。
背面基板２と再帰反射層５と散乱層６は先の第１実施形態の構造で用いたものと同等構造とされる。本実施形態において、先の第１実施形態と異なるのは、再帰反射層５のプリズム５ｂをその輪郭を倣うように被覆する厚さの低屈折率層１５が設けられている点と、低屈折率層１５と平板状の背面基板２との間の間隙をすべて埋める光吸収構造体１３が設けられている点である。
低屈折率層１５は、プリズム５ｂの形状を倣う必要があり、プリズム間の凹部５ｃを埋める厚さでは目的を達成できないので、０．４μｍ〜２１μｍ程度の厚さに形成することが好ましい。
低屈折率層１５として例えば、ＪＳＲ株式会社製商品名ＴＵ２２７６、もしくは、ＣａＦ２層で構成できる。なお、低屈折率層は光吸収や散乱性の少ない材質で形成されることが好ましい。プリズム５ｂと低屈折率層１５の屈折率差ができるだけ大きくなるような屈折率の高い樹脂でプリズム５ｂを形成することが好ましい。
光吸収構造体１３については、光を吸収するために先に説明した遮光体２Ａと同等の材料から構成することが好ましいが、例えば、黒色インク層、カーボンブラックなどの顔料を分散した熱硬化性樹脂や接着剤から形成することができる。
【００２５】
図５に示す構造であるならば、先に説明した第１実施形態の構造と同様、特定のプリズム５ｂから隣接する他のプリズム５ｂに出射しようとする光は凹部５ｃを埋めている光吸収構造体１３に遮られる。このため、この光はスクリーン１の前面側には戻らないので、不要な戻り光を無くすることができる。
【００２６】
図６は本発明に係る第３実施形態のスクリーン２０を示すもので、この実施形態のスクリーン２０は、背面基板２と、この背面基板２の前面側に光吸収構造体（遮光体）２３と低屈折率層３を介し配置された再帰反射層５と散乱層６を主体として構成されている。
背面基板２と低屈折率層３と再帰反射層５と散乱層６は先の第１実施形態の構造で用いたものと同等構造とされる。本実施形態において、先の第１実施形態と異なるのは、再帰反射層５の複数のプリズム５ｂ間の三角型の凹部５ｃの底縁５ｅからこれら凹部５ｃの外方にまで壁状の遮光体２３が延出形成されている点である。遮光体２３は凹部５ｃの幅の数分の一程度の厚さであり、その基端部２３ａを凹部５ｃの底縁５ｅに一体化し、その先端部２３ｂを背面基板２と若干離れた位置まで延出させて設けられている。また、遮光体２３は基端部２３ａ側が先端部２３ｂ側よりも若干肉厚になるようにその厚さに勾配が形成されている。
遮光体２３については、光を吸収するために先に説明した遮光体２Ａと同等の材料からなることが好ましい。この形態の遮光体２３はプリズム５ｂの背面側に黒色レジスト層を塗布形成し、フォトリソグラフィにより凹部５ｃのみに薄肉の壁状の遮光体２３として蝕刻形成することで得ることができる。この遮光体２３を備えた再帰反射層５を背面基板２と貼り合わせることでスクリーン２０を得ることができる。この貼り合わせの際、遮光体２３は再帰反射層５に一体化してしるので、位置合わせが不要であり、再帰反射層５と背面基板２との貼り合わせ作業を容易にできる。
【００２７】
図６に示す構造であるならば、先に説明した第１実施形態の構造と同様、特定のプリズム５ｂから隣接する他のプリズム５ｂに出射しようとする光は凹部５ｃに位置している遮光体２３に遮られる。このため、この光はスクリーン２０の前面側には戻らないので、不要な戻り光を無くすることができる。
なお、図６に示す構造の場合、遮光体２３の基端部２３ａの部分の面積が多いと、再帰光成分が少なくなり、映像の表示が暗くなるので、できるだけ基端部２３ａの面積は小さくすることが好ましい。
【００２８】
図７は本発明に係る第４実施形態のスクリーン３０を示すもので、この実施形態のスクリーン３０は、背面基板２と、この背面基板２の前面側に光吸収構造体３３と低屈折率層３を介し配置された再帰反射層５と散乱層６を主体として構成されている。
背面基板２と低反射層３と再帰反射層５と散乱層６は先の第１実施形態の構造で用いたものと同等構造とされる。本実施形態において、先の第１実施形態と異なるのは、再帰反射層５のプリズム５ｂが形成する凹部５ｃに低屈折率層３としての空気層を介し光吸収性の繊維からなる光吸収構造体３３が設けられている点である。
光吸収構造体３３については、光を吸収するために先に説明した遮光体２Ａと同等の材料の繊維、黒色繊維などから構成することが好ましい。
【００２９】
図７に示す構造であるならば、先に説明した第１実施形態の構造と同様、特定のプリズム５ｂから隣接する他のプリズム５ｂに出射しようとする光は凹部５ｃに位置している繊維状の光吸収構造体３３に遮られる。このため、この光はスクリーン３０の前面側には戻らないので、不要な戻り光を無くすることができる。
この例の構造では光吸収構造体３３を構成する繊維とプリズム５ｂとが接する面積を小さくできるので、光学接着する面積を小さくできる結果、プリズム５ｂの界面で反射する光の反射率の低減が可能となる。
この例の構造では光吸収構造体３３を構成する繊維をプリズム５ｂと背面板２との間に挟むのみでスクリーン３０を作製できるので、特別な位置合わせや、フォトリソグラフィは不要であり作製が簡便で実現容易な特徴がある。
【００３０】
図８は本発明に係る第５実施形態のスクリーン４０を示すもので、この実施形態のスクリーン４０は、背面基板２と、この背面基板２の前面側に光吸収構造体４３と低屈折率層３を介し配置された再帰反射層５と散乱層６を主体として構成されている。
背面基板２と低反射層３と再帰反射層５と散乱層６は先の第１実施形態の構造で用いたものと同等構造とされる。本実施形態において、先の第１実施形態と異なるのは、再帰反射層５のプリズム５ｂが形成する凹部５ｃに低屈折率層３としての空気層を介し光吸収性の物質からなるメッシュ状の光吸収構造体４３が設けられている点である。
光吸収構造体４３については、光を吸収するために先に説明した遮光体２Ａと同等の材料の細い構造壁、黒色繊維などから構成されたメッシュであることが好ましい。この実施形態の光吸収構造体４３は、横列の細い構造壁４３ａと縦列の細い構造壁４３ｂとを網目構造としたものであり、各細い構造壁が光吸収性を有する。この光吸収構造体４３はプリズム層５ｄの凹部５ｃに嵌め込むように収容され、その一側縁４３ｃを凹部５ｃの底縁５ｅと間隙５ｆをあけて収容され、その他側縁４３ｄを凹部５ｃと背面基板２との間に位置させてプリズム層５ｄと背面基板２との間に介挿されている。
【００３１】
図８に示す構造であるならば、先に説明した第１実施形態の構造と同様、特定のプリズム５ｂから隣接する他のプリズム５ｂに出射しようとする光は凹部５ｃに位置しているメッシュ状の光吸収構造体４３に遮られる。このため、この光はスクリーン４０の前面側には戻らないので、不要な戻り光を無くすることができる。
【００３２】
図９は再帰反射層のプリズムとして適用できるプリズムの第２の例を示す平面図で、この例のプリズムは三角錘型のプリズム５５をそれらの間に凹部５６を形成するように複数配列した構造を有し、三角格子状配置のプリズム５５は稜線５７を有し、密に配列した構造とされている。
先に示す横断面三角形状のプリズム５ｂに代えて図９に示すプリズム５５を備えた再帰反射層を本発明の再帰反射層に適用しても良い。図９に示す三角錘型のプリズム５５の一例は、住友スリーエム株式会社製ハイ・インテンシティグレードＨＩＰ高輝度反射シートである。
図１０は再帰反射層のプリズムとして適用できるプリズムの第３の例を示す平面図で、この例のプリズム６５、は横断面三角型の凹溝６６、６７を中心線６８に向かって徐々に深くなるように中心線６８の左右から蝕刻した複合型の凹部６９を多数中心線６８に沿って整列した形状をなし、この凹部６９を複数平行に所定のピッチで配列した構造とされている。
図１０に示す凹部型のプリズム６５の一例は、住友スリーエム株式会社製ダイヤモンドグレードＴＭＤ超高輝度反射シートである。
【００３３】
本発明に適用するプリズムは種々形状のプリズムを適用できるので、これまで説明した形状の他、再帰反射用として適用できるいずれの形状のプリズムを用いても良い。また、本発明に係る各形態のスクリーンは再帰反射用に限定使用するのみではなく、通常投射用の反射スクリーンとして使用できるのは勿論である。
【００３４】
図１１は本発明に係るスクリーン１を適用したプロジェクションシステムの一例を示すもので、この例のプロジェクションシステム８０は、本発明に係るスクリーン１とプロジェクタ８１とから構成されている。
この例でプロジェクタ８１の光出射部８１ａは観察者のヘッドフォン８２の前面側に搭載させた例であり、観察者８５の頭部近傍に配置されている。
この例のように観察者自身に装着するか、観察者の近傍に装着してスクリーン１に投影光を照射して使用すると、再帰反射光を有効に利用して映像を鑑賞できる。
プロジェクタ８１は図１１に示すようにヘッドフォンに搭載されていても良く、観察者のメガネの眉間部辺りに搭載されていても良く、観察者の手持ち構造でも良く、観察者の近傍の床や机、台の上に設置されていても良い。また、首掛け構造、椅子の背もたれ部分などいずれの設置場所であっても適用できる。
【００３５】
本発明に係るスクリーン１を適用するプロジェクションシステムの他の例として、スクリーン１に対し、これに映像を投射する投射部を備えたプロジェクタを複数台備えた構造を採用することができ、それらのプロジェクタをスクリーン１との距離が互いに異なるように配置したプロジェクションシステムに適用できる。
また、本発明に係るスクリーン１と、該スクリーン１に対する複数の観察者の視線方向とそれぞれ略同一方向から前記スクリーン１上に画像を投影するための複数の画像投影手段とを備えたプロジェクションシステム一般に広く適用できるのは勿論である。上述の画像投影手段は、観察者の頭部にヘッドセットにより装着されている例を挙げることができる。
【００３６】
また、本発明に係るスクリーン１と、該スクリーン１に対する複数の観察者がまとまった観察者群を構成し、複数の観察者群のスクリーン１に対する各視線方向とそれぞれ略同一方向から前記スクリーン１上に画像を投影するための画像投影手段を備えたプロジェクションシステム一般に広く適用できるのは勿論である。一例として少人数の観察者が同一テーブルに沿って並んでいる群を１つの観察者群と見立て、これらの観察者群毎に投影機を設け、各観察者群の投影機から別々に投影光を照射して鑑賞できるプロジェクションシステムに本発明のスクリーン１を適用できる。
【００３７】
上述のプロジェクションシステムの一例を図１２に示す。
図１２に示すプロジェクションシステムＳは、平面視円弧状のスクリーン９０と、このスクリーン９０の凹曲面状の内面９０ａに対抗するように円弧状に配置されたプロジェクターなどの光源９１、９２、９３とを備えて構成され、これらの光源９１、９２、９３の近傍に観察者群９５Ａ、９５Ｂ、９５Ｃが配置されている。また、光源９１、９２、９３はスクリーン９０と観察者群９５Ａ、９５Ｂ、９５Ｃとの間に配置されている平面視半円弧状のテーブル９６に収容され、スクリーン９０に必要な画像を投影できるように配置されている。観察者群９５Ａはテーブル９６の一端側に整列され、観察者群９５Ｂはテーブル９６の中央側に整列され、観察者群９５Ｃはテーブル９６の他端側に整列され、図１２の例ではそれぞれ３名の観察者９５により１つの観察者群が構成されている。観察者群を構成する人員の数には特に制限はない。
【００３８】
より具体的には、スクリーン９０は先の実施形態において説明されているスクリーン１、１０、２０、３０、４０のいずれの構成でもよく、それらの表面側に設けられている散乱層６を観察者側に向けて平面視円弧状に配置されている。
光源９１、９２、９３は、それぞれの光出射部をスクリーン９０に向けてテーブル９６に設置されている。光源９１は平面視円弧状に配列されている観察者群９５Ａの視線正面側のスクリーン９０の一部９０Ａに画像を投影できるように配置され、光源９２は平面視円弧状に配列されている観察者群９５Ｂの視線正面側のスクリーン９０の一部９０Ｂに画像を投影できるように配置され、光源９３は平面視円弧状に配列されている観察者群９５Ｃの視線正面側のスクリーン９０の一部９０Ｃに画像を投影できるように配置されている。  換言すると、光源９１は光出射部から末広がり状に出射させた投影光を図１２の９１Ａ、９１Ｂで示す鎖線の範囲を介してスクリーン９０の一部９０Ａに投影することができる。光源９２は光出射部から末広がり状に出射させた投影光を図１２の９２Ａ、９２Ｂで示す鎖線の範囲を介してスクリーン９０の一部９０Ｂに投影することができる。光源９３は光出射部から末広がり状に出射させた投影光を図１２の９３Ａ、９３Ｂで示す鎖線の範囲を介してスクリーン９０の一部９０Ｃに投影することができる。
【００３９】
図１２に示す構成のプロジェクションシステムＳによれば、光源９１によりスクリーン９０の一部９０Ａに投影された画像は、スクリーン９０からの戻り光が強く戻る戻り光範囲９１Ｃ、９１Ｄの範囲内において観察者群９５Ａの観察者９５が明るい表示として画像を鑑賞できる。また、同様に光源９２によりスクリーン９０の一部９０Ｂに投影した画像は、戻り光範囲９２Ｃ、９２Ｄの範囲内において、観察者群９５Ｂの観察者９５が明るい表示として画像を鑑賞できる。また、光源９３がスクリーン９０の一部９０Ｃに投影した画像は戻り光範囲９３Ｃ、９３Ｄの範囲内において、観察者群９５Ｃの観察者９５が明るい表示として画像を鑑賞できる。
なお、図１２に示すプロジェクションシステムＳは本発明の一形態であり、光源の数や観察者数、スクリーンの形状等に特に制限はない。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例に基づき本発明を更に詳述するが、本発明は以下の実施例の構造に制限されるものではない。
（試験例１）
図１３に示す横断面三角形状のプリズムを５０μｍピッチで形成した住友スリーエム株式会社製ＢＥＦＩＩフィルム（プリズムシート）を２枚用意し、一方のプリズムシート５０に黒色インクを塗布して厚さ０．５μｍの黒色遮光層（立体吸収体）を形成した。このプリズムシート５０をプリズムを上向きにして黒色樹脂板からなる背面シート６１の上に積み重ね、更にその上にプリズムを下向きとしたＢＥＦＩＩフィルム（プリズムシート６０）を隙間５μｍあけて重ねて試験用のスクリーン６２を構成した。前記隙間が屈折率１．０の低屈折率層（空気層）に相当する。
このスクリーン６２に対し、スクリーン６２の上面の法線Ｈに対し入射角度θ１＝３５゜の方向から光源６３を用いて白色の測定光を入射し、正反射方向に設置した受光器６５によって受光角度θ２を３０゜〜４０゜の範囲で変化させた際の視感度補正された光のＹ値を測定した。以上説明の基本構成の測定装置として、大塚電子製ＬＣＤ５２２０を用いた。
【００４１】
また、比較のために、図１４に示すように黒色の背面シート６１の上にプリズムシート６０を下向きに設置した構造のスクリーン６６を用意し、このスクリーン６６についても同様の条件で反射率の測定を行なった。リファレンスサンプルは、光源の入射角度３５゜、反射強度の受光角度３５゜、アルミ蒸着ミラーを用い、アルミ蒸着ミラーで得られた反射率の値に対する％表示の反射率を求めた。
【００４２】
スクリーン６２を用いた場合とスクリーン６６を用いた場合の測定結果を図１５に併せて示す。図１５に示す結果から、立体吸収体（黒色遮光層）を設けたスクリーン６１の場合、受光角度３５゜を中心として狭い範囲で高い反射率を得ることができるが、スクリーン６２の場合、受光角度を３０゜〜３３゜の領域、受光角度３７゜〜４０゜の領域において、反射率が低下している。これは、スクリーン６２の場合、測定光の入射角度３５゜の正反射方向（受光角度３５゜）を中心として、狭い範囲に強い反射光を得ることができるが、スクリーン６６の場合、広い範囲まで反射光が広がってしまうことを意味する。また、これらの広い範囲に生じた反射光が虹色に着色されていることも目視確認できた。
この試験結果から、スクリーン６２の構造では不要な反射光を生じることが少なく、スクリーン６６に対し不要な反射光を受光角度３０゜〜３２゜の範囲において１／５程度まで低減でき、３８゜〜４０゜の範囲において１／２程度に低減できることが判明した。
【００４３】
（試験例２）
次に、スクリーンの他の構造例として、横断面三角形状のプリズムシートに代えて図１６に示すコーナーキューブタイプのプリズム７０を多数配置したプリズムシート（エドモンドオプティクスジャパン株式会社製）７１を用いて同様の試験を行なった。コーナーキューブタイプのプリズムのピッチＬｃは４ｍｍの大きさである。
図１７に示すように、コーナーキューブを下向きとしてプリズムシート７１を水平に配置し、その下にコーナーキューブタイプのプリズム表面に黒色インクの遮光層７２を塗布した同等のコーナーキューブタイプのプリズムシート７３を水平に配置して積層し、その下に黒色の背面シート７５を配した構造の試験用スクリーン７６を作製し、先の図１３を元に説明した測定条件と同等条件の試験に供した。ただし、反射光の強度は、トプコン製の輝度測定計ＳＲ−ＵＬ２を用いた。また、図１４に示す構造と同様、背面基板とコーナーキューブタイプのプリズムシートのみを積層した構造の比較試験用スクリーンについても同様に測定した。
この試験において、図１７に示す光源７７から出射させた測定光の入射角度を３０゜、正反射方向と若干ずれた角度に配置した受光器７８の受光角度を３４゜に設定し、受光器７８の受光角度を１゜として反射輝度と色度（ｘ、ｙ）を測定した。その結果を以下の表１に示す。
【００４４】
「表１」
試料                反射輝度              色度（ｘ、ｙ）
コピー用紙（白色）  ７６．９ｃｄ／ｍ２    （０．３３３、０．３５３）
遮光層なし          １９．３ｃｄ／ｍ２    （０．３６３、０．３８５）
遮光層あり            ８．５ｃｄ／ｍ２    （０．３３４、０．３５５）
【００４５】
表１において、白色のコピー用紙の色度が白色であることを示すが、遮光層のない比較試験用のスクリーンの色度は数値がずれているが、分光した反射光を生じたため、色が白色からずれていることを示している。また、遮光層を設けたスクリーンにおいては、分光した内部反射光を遮光層が吸収しているため、色度の値が白色コピー用紙の色度とほぼ同等であり、分光した余分な漏れ光が極めて少ないことを示している。また、反射輝度の面では、遮光層を設けたことにより、入射光の入射角度３０゜、反射光の受光角度を３４゜した場合の反射輝度を１／２以下に低減できることが判明した。
このように入射角度と受光角度が４゜異なる角度の反射光を受光することで、正規の反射方向ではない漏れ光の強弱を把握できる。
【００４６】
（試験例３）
図１に示す構造のスクリーン１について、薄板状の遮光体２Ａをプリズム５ｂ、５ｂ間の凹部５ｃに挿入する割合と反射光の遮光率の相関関係について光学設計手法により計算した。この試験は、幾何光学（スネルの法則）を用い、出射角度を計算により算出することができる。プリズムの屈折率は１．５９、プリズムの稜線と谷線の角度は９０゜として計算している。
屈折率１．５９のアクリル樹脂製プリズムシートであって、プリズムピッチ５０μｍ、プリズム高さ２５μｍのプリズムシートを用い、このプリズムシートの凹部に対し黒色樹脂製の厚さ１μｍの遮光体２Ａ１を図１８（Ａ）に示すように浅く挿入した場合、図１８（Ｂ）に示すように同等厚の遮光体２Ａ２を中程度まで挿入した場合、図１８（Ｃ）に示すように同等厚の遮光体２Ａ３を凹部の底縁まで挿入した場合のように条件を変えて試験した。挿入率（％）と遮光率（％）の相関関係を図１９に示す。
【００４７】
図１９に示す結果から、凹部深さ（プリズム高さ）ｈの４０％以上まで遮光体を挿入すると、入射角度３５゜で入射した光の不要な光をほぼ１００％光を吸収できることが判明した。また、光の入射角を３１゜として計算すると、凹部深さ（プリズム高さ）ｈの５０％以上で不要な光のほぼ１００％を吸収できることも判明した。このことから、凹部深さ（プリズム高さ）ｈの５０％程度挿入することにより、不要な光のほぼ１００％を吸収できると推定できる。従って、遮光体を凹部深さに対し４０％以上、望ましくは５０％以上挿入して遮光することが重要であると推定できる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は投写型の映像表示システムの分野に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…スクリーン、２…背面基板、２Ａ…遮光体、２ａ…先端部、３…低屈折率層（空気層）、５…再帰反射層、５ａ…前面、５ｂ…プリズム、５ｃ…凹部（Ｖ型溝）、６…散乱層、７…接着層、１０、２０、３０、４０…スクリーン、１３…光吸収構造体、１５…低屈折率層、２３…遮光体、３３…光吸収構造体、４３…光吸収構造体、５０…プリズム、６２…スクリーン、６５…プリズム、６６、６７…凹溝、６８…中心線、６９…凹部、７６…スクリーン、８０…プロジェクションシステム、８１…プロジェクタ、８１ａ…光出射部、８２…ヘッドフォン。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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