(57)【要約】【課題】映像光が反射型スクリーンに対し垂直方向下側から投影されるときの、映像の天井への映り込みを改善できる反射型スクリーン及び反射型投影表示システムを提供する。【解決手段】反射型スクリーン１０は、スクリーン面の最表面１０ｓを構成し、直下の層との境界面において、直下の層の屈折率に比べて低い屈折率を有する反射防止層１１を有し、反射防止層の厚みが５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる。好ましくは、反射防止層の厚みは垂直方向Ｄｖで下側よりも上側が薄い傾斜厚みを有し、さらに好ましくは垂直方向で下側から上側に向かって１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化している。反射型投影表示システム１００は、垂直に設置されたこの反射型スクリーンと、反射型スクリーンに対して垂直方向下側から映像光Ｌを投影する映像源２０とを備える。スクリーン面からの反射光Ｌｒが減り映り込みが改善する。【選択図】図１
2015079181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像源から投影された映像光を反射する反射型スクリーンであって、
スクリーン面の最表面を構成し、直下の層との境界面において、前記直下の層の屈折率に比べて低い屈折率を有する反射防止層を有し、
前記反射防止層の厚みが５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる、
反射型スクリーン。
【請求項２】
前記反射防止層の厚みが、垂直方向で下側よりも上側が薄い傾斜厚みを有する、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項３】
前記反射防止層の厚みが、前記垂直方向で下側から上側に向かって、１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化している、請求項２に記載の反射型スクリーン。
【請求項４】
スクリーン面を垂直乃至は略垂直とした請求項１〜３のいずれかに記載の反射型スクリーンと、
前記反射型スクリーンに対して前記垂直方向下側から前記映像光を投影する前記映像源とを備える、
反射型投影表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像源から投影された映像光を観察可能に反射する反射型スクリーンと、これを備えた反射型投影表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、反射型スクリーンに映像を投影する映像源として、至近距離からの投影で大画面表示できる短焦点型の映像投影装置（プロジェクタとも言う）が普及している。このような短焦点型の映像投影装置は、従来の映像投影装置に比べて、反射型スクリーンに対して垂直方向下側から大きな角度で斜めに投影することができる。このため、映像源として、短焦点型の映像投影装置を用いると、映像源及び反射型スクリーンを備えた反射型投影表示システムを省スペースで実現することができる（特許文献１）。
【０００３】
ここで、図５の側面図に示す従来の反射型投影表示システム２００では、壁面３３にスクリーン面を平行にして設置された従来の反射型スクリーン４０の垂直方向下側の至近距離に設置された映像源２０からの映像光Ｌが、反射型スクリーン４０で反射されて正面方向の観察者Ｖが観察できる様子を示している。図中、Ｚ軸方向が垂直方向Ｄｖであり、ＸＹ平面に平行な方向が水平方向Ｄｈである。
【０００４】
図６は、従来の反射型スクリーン４０の層構成の一例を示す断面図である。同図に例示される反射型スクリーン４０は、その映像源２０側となる図面左側の正面側から図面右側の背面側に向かって順に、表面機能層４１、基材層４２、レンズ層４３、反射部４４、光吸収層４５を備えている。表面機能層４１は例えば防眩機能やハードコート機能を有し、基材層４２は表面機能層４１など各層を支持し、レンズ層４３はフレネルレンズ作用を有し、反射部４４はレンズ層４３のレンズ面で映像光Ｌを反射させ、光吸収層４５は不要な光を吸収する作用を有する。
このような反射型スクリーン４０は、そのレンズ層４３によって、反射型スクリーン４０の下側から斜めに入射する映像光Ｌでも、反射型スクリーン４０の正面方向の観察者Ｖに向けて進行方向が偏向され、映像を良好に観察することを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−６８６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５に示すように、従来の反射型スクリーン４０では、反射型スクリーン４０に対して、その垂直方向下側から斜めに投影された映像光Ｌの一部は反射型スクリーン４０の表面で反射して反射光Ｌｒとなり観察者Ｖ側には届かずに天井３２に到達し、天井３２に映像が表示される映り込みが生じてしまう。
これを、図６に示した反射型スクリーン４０で言うと、映像光Ｌはレンズ層４３を通過して反射部４４で反射されて観察者Ｖ側に向かう光もあるが、レンズ層４３に到達する前に、反射型スクリーン４０の最表面４０ｓで反射される反射光Ｌｒもあり、この光が天井３２に到達して、映り込みが発生する。
【０００７】
すなわち、本発明の課題は、映像光が反射型スクリーンに対して垂直方向下側から投影されるときの、映像の天井への映り込みを改善できる反射型スクリーン及び反射型投影表示システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明による反射型スクリーン及び反射型投影表示システムは、以下の構成とした。
（１）映像源から投影された映像光を反射する反射型スクリーンであって、
スクリーン面の最表面を構成し、直下の層との境界面において、前記直下の層の屈折率に比べて低い屈折率を有する反射防止層を有し、
前記反射防止層の厚みが５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる、
反射型スクリーン。
（２）前記反射防止層の厚みが、垂直方向で下側よりも上側が薄い傾斜厚みを有する、前記（１）の反射型スクリーン。
（３）前記反射防止層の厚みが、前記垂直方向で下側から上側に向かって、１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化している、前記（２）の反射型スクリーン。
（４）スクリーン面を垂直乃至は略垂直とした前記（１）〜（３）のいずれかの反射型スクリーンと、
前記反射型スクリーンに対して前記垂直方向下側から前記映像光を投影する前記映像源とを備える、
反射型投影表示システム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の反射型スクリーン及び反射型投影表示システムによれば、映像光が反射型スクリーンに対して垂直方向下側から投影されるときの、映像の天井への映り込みを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による反射型スクリーン及び反射型投影表示システムの一実施形態を模式的に説明する図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図。
【図２】本発明による反射型スクリーンの層構成の一実施形態を示す断面図。
【図３】反射防止層による映り込みの改善原理を説明する断面図。
【図４】反射防止層に傾斜厚みを設定する意義を説明する側面図。
【図５】従来の反射型スクリーンを備える従来の反射型投影表示システムにおける、映像の天井への映り込みを説明する側面図。
【図６】従来の反射型スクリーンの層構成の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
「垂直方向」とは、地面に対する垂直方向であり、重力によって物体が落下する方向に平行な方向を意味する。
「水平方向」とは、垂直方向と直交する方向を意味する。
「下側」とは、垂直方向において物体が落下する側を意味する。「下側」とは、注目する対象物の高度よりも低い高度であれば水平方向の相対位置は問わず、その真下以外に、その前後及び左右も含む。
【００１２】
先ず、図１は、本発明の反射型スクリーン及び反射型投影表示システムの一実施形態を説明する図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は観察者Ｖ側からみた正面図である。
同図では、地面に対して垂直方向をＺ軸方向とし、地面に平行な床３１に反射型スクリーン１０に向かって立った観察者Ｖに対して左右方向をＸ軸方向とし、前後方向をＹ軸方向としてある。反射型スクリーン１０のスクリーン面は、平面でＸＺ面に平行な面であり、床３１に垂直な面である。
なお、図１以外の図面においても、座標軸が明示されている図面については、その座標軸のとり方は図１と同様である。
【００１３】
本発明による反射型投影表示システム１００は、スクリーン面を垂直乃至は略垂直とし、本発明固有の反射防止層１１で最表面１０ｓが構成された反射型スクリーン１０と、反射型スクリーン１０に対して垂直方向Ｄｖの下側から映像光Ｌを投影する映像源２０とを、少なくとも備える。
【００１４】
スクリーン面とは、反射型スクリーン１０のうち映像を表示可能な領域である。本発明における図面では、スクリーン面の大きさは反射型スクリーン１０と同じとして図示してある。
反射型スクリーン１０のスクリーン面が垂直乃至は略垂直であるとは、スクリーン面の正面側が凹むように湾曲しているなど、完全な平面ではないものもあり得るからである。また、スクリーン面が平面の場合でも、スクリーン面を観察者Ｖの位置に対応させて、斜め下側に向けてわずかに傾斜させるなどの設置もあるからである。
【００１５】
反射型スクリーン１０は、本実施形態においては、スクリーン面が垂直方向の寸法に対して水平方向の寸法が大きい横長の長方形形状で、平面をなし、床３１に垂直となっている。反射型スクリーン１０は、例えば、スクリーン面が横縦比１６：９の１００インチ型のものである。
【００１６】
本発明における反射型スクリーン１０は、スクリーン面の最表面１０ｓを構成し、直下の層との境界面において、直下の層の屈折率に比べて低い屈折率を有する反射防止層１１を有する。本実施形態においては、反射防止層１１の直下の層はスクリーン本体部１６を構成する層であって、反射防止層１１に接する層である。しかも、この反射防止層１１は、その厚みが５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる厚みをしている。本発明において、「５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる」とは、当然のことであるが、「５０から１２０ｎｍの範囲に収まる」と同義であり、また、「５０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲に収まる」と同義である。
本実施形態においては、スクリーン面を垂直乃至は略垂直として壁面３３に設置されており、反射防止層１１の厚みが垂直方向Ｄｖで下側よりも上側が薄い傾斜厚みを有する。
具体的には、垂直方向Ｄｖで下側から上側に向かって、１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化している傾斜厚みを有する。
本発明においては、垂直方向Ｄｖで下側よりも上側が薄い厚みのことを「傾斜厚み」と呼ぶ。
【００１７】
反射防止層１１の表面はスクリーン面の最表面１０ｓでもある。反射防止層１１では、映像光Ｌが最表面１０ｓで一部反射した反射光Ｌｒと、映像光Ｌが最表面１０ｓで一部内部に入射して反射防止層１１の直下の層との界面でもある裏面１１ｒで反射した反射光Ｌｒとが、互いに干渉して打ち消し合うことができる厚みに設定されている。
さらに、この打ち消し合う厚みが、とりわけ映像源２０が反射型スクリーン１０の至近距離に設置された場合、映像源２０からの距離に応じて映像光Ｌの入射角の違いが大きくなるために、本実施形態においては、下側から上側に向かって厚みを薄くしていくことで、下側から上側に至るより広い面積で、打ち消し合いが効果的になされるようになっている。このため、効果的に、映像の天井への映り込みが改善される。
【００１８】
映像源２０の反射型スクリーン１０に対する配置位置は、本実施形態では、垂直方向Ｄｖにおいては、反射型スクリーン１０のスクリーン面下端よりも下側で、且つ水平方向Ｄｈにおいては、左右方向（Ｘ軸方向）がスクリーン面の幾何学的中心であるスクリーン中心ＣｔＳと一致し、前後方向（Ｙ軸方向）は当然だが反射型スクリーン１０の正面側となる配置となっている。
【００１９】
映像源２０は、一般的なプロジェクタ、それも、好適には、至近距離から斜めに投影可能な短焦点型のプロジェクタを採用することができる。
したかって、映像源２０の映像生成方式では、例えば、ＤＬＰ（登録商標）方式、ＬＣＤ方式、ＬＣＯＳ方式など、特に制限はない。映像源２０については、後ほど詳述する。
【００２０】
本発明では、このような構成の反射型スクリーン１０及び反射型投影表示システム１００とする結果、映像の天井３２への映り込みを改善することができることになる。
【００２１】
以下、構成要素ごとにさらに詳述する。
【００２２】
《反射型スクリーン１０》
反射型スクリーン１０は、スクリーン面の最表面１０ｓを構成し、直下の層との境界面１１ｒにおいて、前記直下の層の屈折率に比べて低い屈折率を有する反射防止層１１を有し、しかも、この反射防止層１１の厚みが５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる厚みをしている。
本実施形態においては、反射防止層１１の厚みは、垂直方向Ｄｖで下側よりも上側が薄い傾斜厚みとなっており、具体的には、垂直方向Ｄｖで下側から上側に向かって、１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化する傾斜厚みをしている。
反射型スクリーン１０は、本発明においては、最低限、５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる厚み及び直下の層との特定の屈折率関係を有する本発明固有の反射防止層１１と、直下の層とを少なくとも有するものであればよい。通常、直下の層は、図２の断面図のように、直下の層を提供するスクリーン本体部１６の構成層のうち最も反射防止層１１側の層が該当する。スクリーン本体部１６については、従来公知の反射型スクリーンの各種層構成のものを適宜採用することができる。本実施形態においては、反射型スクリーン１０は図２に示す層構成のスクリーン本体部１６と、反射防止層１１とを有する。
【００２３】
以下、図２に示す反射型スクリーン１０の層構成を参照して、反射防止層１１とともに、反射型スクリーン１０を構成し得る各種構成層について、説明する。
【００２４】
同図に示す反射型スクリーン１０は、映像源２０側となる図面左側の正面側から図面右側の背面側に向かって順に、反射防止層１１とスクリーン本体部１６とを有する。スクリーン本体部１６は、同図の場合は、同じく正面側から背面側に向かって順に、基材層１２、レンズ層１３、反射部１４、光吸収層１５を有する。同図の場合、直下の層は基材層１２である。
【００２５】
＜反射防止層１１＞
反射防止層１１は、スクリーン面の最表面１０ｓを構成し、直下の層との境界面において、この直下の層の屈折率に比べて低い屈折率を有する低屈折率層でもある。反射防止層１１の直下の層は、本実施形態においては、スクリーン本体部１６を構成する層であって、反射防止層１１に接する層であり基材層１２である。
【００２６】
しかも、本発明においては、最低限、反射防止層１１の厚みは５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる厚みとする。こうすることによって、スクリーン面の少なくとも一部に対して、映り込みを改善することができる。
より好ましくは、本発明においては、垂直方向Ｄｖで下側よりも上側が薄い傾斜厚みとする。こうすることによって、スクリーン面のより広い範囲に対して、映り込みを改善することができる。この場合、傾斜厚みは、連続状でも、階段状でもよい。
さらに好ましくは、本実施形態のように、垂直方向Ｄｖで下側から上側に向かって、１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化している傾斜厚みとする。こうすることによって、スクリーン面の広い範囲に対して、より均一に映り込みを改善することができる。
【００２７】
〔反射防止層による映り込みの改善原理〕
次に、図３の断面図を参照して、反射防止層１１によって、天井３２への映り込みが改善される原理について説明する。
【００２８】
図３は、映像光Ｌが反射型スクリーン１０に達して、反射防止層１１の表面でもある反射型スクリーン１０の最表面１０ｓに当たって反射した反射光Ｌｒ１と、反射防止層１１の内部に屈折して進入して反射防止層１１と直下の層との界面である反射防止層１１の裏面１１ｒで反射して最表面１０ｓから出光した反射光Ｌｒ２とが、互いに干渉して打ち消し合って、反射光Ｌｒが低減する原理を説明する図である。
反射防止層１１の厚みを適切に設定することによって、反射防止層１１の裏面１１ｒで反射する反射光Ｌｒ２は、反射防止層１１の表面である最表面１０ｓから層内部に進入してから裏面１１ｒに到達するまでの間に一波長λの四分の一のλ／４だけ位相を遅らせることができる。同様に、裏面１１ｒで反射してから最表面１０ｓに到達するまでの間でも、λ／４だけ位相を遅らせることができる。したがって、これらの合計として、反射防止層１１の裏面１１ｒで反射する反射光Ｌｒ２は、反射防止層１１の最表面１０ｓで反射する反射光Ｌｒ１に対してλ／２だけ位相を遅らせることができる。
【００２９】
なお、厳密には、物質の境界面での反射光は、その境界面に対して、屈折率が相対的に低い物質側から境界面に達して反射するときは、固定端反射となるため、位相が反転し、λ／２だけずれる。なお、この逆の場合は、自由端反射となるため、位相はずれない。
従って、最表面１０ｓで反射する反射光Ｌｒ１は、空気の屈折率は反射防止層１１の屈折率よりも低く固定端反射となるために一回位相が反転し、裏面１１ｒで反射する反射光Ｌｒ２は直下の層よりも反射防止層１１の屈折率が低くい境界面での屈折率関係に設定され固定端反射となるため、こちらも一回位相が反転する。
よって、反射光Ｌｒ１と反射光Ｌｒ２とは、位相の反転回数が同じため、位相の反転はともに生じないものとして、位相のずれを扱うことができる。よって、同図の説明では、反射時の位相の反転は無視して説明する。
【００３０】
そして、図３の説明に戻って、最表面１０ｓでの反射光Ｌｒ１と裏面１１ｒでの反射光Ｌｒ２とは、ちょうど位相のずれが半波長のλ／２であるから、互いに位相が反転した状態となって、互いに打ち消し合い、反射光Ｌｒが低減することになる。
【００３１】
〔厚みの設定〕
次に、図４の側面図を参照して、厚みについて最低限、５０〜１２０ｎｍの範囲に収まる厚みとし、好ましくは、垂直方向Ｄｖで下側よりも上側が薄い傾斜厚みとし、さらに好ましくは、垂直方向Ｄｖで下側から上側に向かって、１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化する傾斜厚みとする理由について説明する。
【００３２】
同図は、反射型スクリーン１０に対して、映像源２０を、スクリーン面の下端部分に対して水平位置に設置した場合の側面図である。この結果、同図の場合では、スクリーン面の下端部分では、映像光Ｌがスクリーン面に対して入射角θｉ＝０°で垂直に入射し、スクリーン面の上端部分では、映像光Ｌはスクリーン面に対して入射角θｉ＝７０°で入射するようになっている。
映像光Ｌのスクリーン面に対する入射角θｉには常に或る幅を有し、そのとり得る最大幅を考えると、最も入射角θｉが小さいのは垂直入射のときの入射角θｉ＝０°のときである。一方、最も入射角θｉが大きいのは、同図のように、おおよそ入射角θｉは７０°程度となる。
【００３３】
同図のように、スクリーン面を垂直乃至は略垂直にした反射型スクリーン１０に対して、垂直方向下側から映像光Ｌを投影した場合、それも特に至近距離から投影した場合では、スクリーン面の下端と上端とでは、スクリーン面に対する映像光Ｌの入射角θｉがかなり異なる。なお、垂直方向下側とは、スクリーン面の幾何学的中心であるスクリーン中心ＣｔＳよりも下側であればよい。
このため、最表面１０ｓの反射光Ｌｒ１と裏面１１ｒの反射光Ｌｒ２とが、ちょうどλ／２だけ位相がずれて打ち消し合うためには、映像光Ｌの入射角θｉの変化に応じて、裏面１１ｒの反射光Ｌｒ２がちょうどλ／２だけ位相が遅れるように反射防止層１１の厚みも変化させる必要がある。垂直入射のときよりも斜め入射のときは、反射防止層１１の層内での光路長が長くなるため、これを考慮する必要があるからである。
このため、本実施形態においては、垂直方向Ｄｖで下側よりも上側が薄い傾斜厚み、換言すると映像源２０から遠い方の厚みが薄い傾斜厚みとすることで、対応している。
【００３４】
もしも厚みが一定の場合、その位相の遅れがλ／２となる部分の反射光について、最も効果的に映り込みが改善される。さらに、厚みを、映像源２０から遠くなるほど薄くなるように設定して、位相の遅れがλ／２となる部分を、より広範囲にすれば、より広い面積で映り込みを効果的に改善できることになる。
【００３５】
次に、具体的な厚みの設定について、さらに説明する。
映像光Ｌがフルカラー表示のための光であったとき、可視光の波長帯域３８０〜７８０ｎｍの全域の光について、満足させることは難しい。しかし、人間の目には緑色が最も感じやすいために、緑色を主体に映り込みを改善することが、最も効果的である。そこで、緑色の光として波長５５０ｎｍの光を、映像光Ｌの代表光として選択し、これに合わせて反射防止層１１の厚みを設定する。
【００３６】
先ず、入射角θｉと屈折角θｒとは、下記〔式１〕のスネルの法則による関係が知られている。
【００３７】
ｎ１×ｓｉｎθｉ＝ｎ２×ｓｉｎθｒ        〔式１〕
（ただし、ｎ１は入射光側の物質の屈折率、ｎ２は屈折光側の物質の屈折率である。）
【００３８】
上記〔式１〕によって、反射防止層１１の層内を進行する映像光Ｌについ、層内での位相の遅れを考慮した厚みの設定に必要な屈折角θｒが得られる。
【００３９】
次に、層の表裏での反射光同士の干渉で、互いに打ち消し合う条件は、いわゆる多層膜の薄膜干渉条件として、下記〔式２〕が知られている。〔式２〕は、表面及び裏面での反射光が、いずれも固定端反射の場合の式である。
【００４０】
【数１】
2015079181.tif 000003
【００４１】
本発明においては、〔式２〕中、ｎは反射防止層１１の屈折率であり〔式１〕中のｎ２に該当し、ｄは反射防止層１１の厚み、θｒは屈折角θｒである。ｍ＝０のときが、最も厚みｄが薄いときである。すなわち、ｍ＝０のとき、〔式２〕は、
２ｎｄｃｏｓθｒ＝λ／２
となる。
【００４２】
よって、厚み最小値を与えるｍ＝０の条件で、入射角θｉ＝０°、入射角θｉ＝７０°のときの、最表面１０ｓでの反射光Ｌｒ１と、裏面１１ｒでの反射光Ｌｒ２とが打ち消し合う厚みｄを求めると、次のようになる。このとき、反射防止層１１の屈折率ｎは１．３５、空気の屈折率は１．００であるとする。
すると、先ず入射角θｉ＝０°の垂直入射のときは、屈折角θｒは入射角θｉと等しく、ｃｏｓθｒ＝１のときであるから、直接〔式２〕から、反射防止層１１の厚みｄ＝１０２ｎｍが得られる。
次に、入射角θｉ＝７０°に対する屈折角θｒは、〔式１〕により、４４．１°が得られ、この屈折角θｒ＝４４．１°から、〔式２〕により、反射防止層１１の厚みｄ＝７３ｎｍが得られる。
【００４３】
以上の計算結果から、反射光Ｌｒ１と反射光Ｌｒ２とが互いに打ち消し合うような、反射防止層１１の厚みは、スクリーン面下端ではおおよそ１００ｎｍ、スクリーン面の上端ではおおよそ７０ｎｍが好ましいことが分かる。
もちろん、この値は、反射防止層１１の屈折率、映像源２０と反射型スクリーン１０との位置関係、映像光Ｌの波長などの諸条件によって、値が前後するが、厚みをやみくもに変化させるよりは、おおよそは、１００〜７０ｎｍとすれば、よりよい結果が得られる。
【００４４】
そこで、本発明においては、製造設備上の制約などで傾斜厚みとできないときは、厚み下限値及び上限値に余裕を持たせて、厚みが５０〜１２０ｎｍの範囲に収まるようにし、傾斜厚みにできるときは、厚みが５０〜１２０ｎｍの範囲に収まるようにしつつ、垂直方向Ｄｖで下側よりも上側が薄い傾斜厚みとする。さらに好ましくは、本実施形態のように、垂直方向Ｄｖで下側から上側に向かって、１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化している傾斜厚みとする。
【００４５】
〔反射防止層１１の構成材料及び形成法〕
反射防止層１１は、上記特定の厚み特性及び屈折率関係を有するものであれば、本発明においては、その材料及び形成法は、特に制限されない。本実施形態においては、屈折率調整粒子を樹脂バインダ中に含む粒子含有樹脂層として形成されている。
屈折率調整粒子は、その屈折率が樹脂バインダの屈折率に比べて小さい低屈折率粒子でもある。以下、屈折率調整粒子と、樹脂バインダについて説明する。
【００４６】
（屈折率調整粒子）
屈折率調整粒子としては、例えば、シリカ、フッ化マグネシウムなどの低屈折率粒子を用いることができる。シリカ粒子としては、好ましくは多孔質シリカ粒子、空隙を有するシリカ粒子がある。また、アクリル系樹脂などを用いた多孔質ポリマー粒子、中空ポリマー粒子なども好ましい。多孔質シリカ粒子、或いは空隙を有するシリカ粒子は、粒子の屈折率を１．２０〜１．４４程度とすることができ、屈折率１．４５程度の一般的なシリカ粒子に比べて、低い屈折率を示す。
【００４７】
（樹脂バインダ）
樹脂バインダは、少なくともバインダ樹脂を含む組成物である。
バインダ樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂など特に制限はない。ただし、屈折率をバインダ樹脂自体で低くできる点で、好ましくは樹脂自体の屈折率が一般的な樹脂に比べて小さい低屈折率のバインダ樹脂が好ましい。こうした、低屈折率のバインダ樹脂としては、例えば、フッ素原子含有樹脂を用いることができる。フッ素原子含有樹脂としては、フッ素原子含有アクリル系樹脂など公知の樹脂を用いることができる。フッ素原子含有アクリル系樹脂として電離放射線硬化性樹脂などを用いるときは、そのモノマー成分として、含フッ素モノマーなども用いることもできる。例えば、含フッ素モノマーとしては、ペンタエリスリトール骨格を有するモノマーなどを用いる。
【００４８】
（バインダ樹脂以外の樹脂バインダ成分）
バインダ樹脂以外の樹脂バインダ成分としては、従来公知の各種添加剤、例えば、耐候性改善剤、耐摩耗性向上剤、重合禁止剤、架橋剤、赤外線吸収剤、接着性向上剤、酸化防止剤、レベリング剤、チクソ性付与剤、カップリング剤、可塑剤、消泡剤、充填剤、溶剤などを必要に応じて用いることができる。例えば、溶剤は、アルコール類、ケトン類などを用いることができる。
【００４９】
〔傾斜厚みの形成法〕
厚みが一定の反射防止層１１の形成法は特に制限はなく公知の塗工法によって形成することができるが、傾斜厚みを有する反射防止層１１の形成法も特に制限はないが、例えば、ダイコート法によって形成することができる。具体的には、ダイコートの塗工ヘッドにおいて、塗出口のスリット間隔を、スリット幅方向（塗工時の幅方向）で一定とせずに、幅方向の一端に対して他端は広く設定して塗工する。このとき、スリット幅方向でのスリット間隔の変化を、連続的に変化した塗工ヘッドを用いれば、反射防止層１１の厚みも連続的に変化している厚みに形成できる。また、スリット幅方向でのスリット間隔の変化を、階段状に変化した塗工ヘッドを用いれば、反射防止層１１の厚みも階段状に変化している厚みに形成できる。
【００５０】
〔他の機能との兼用〕
反射防止層１１は、本発明においては、反射防止機能を阻害しない範囲内で、反射防止機能とともに、公知の他の機能を兼用してもよい。他の機能としては、例えば、防眩機能、紫外線吸収機能、防汚機能、帯電防止機能、耐指紋機能などであり、用途に応じて必要とされる１又は複数の機能を兼用させることができる。
【００５１】
＜基材層１２＞
基材層１２は表面機能層１１、レンズ層１３など各層を支持し、反射型スクリーン１０の基材となる透明又は半透明のフィルム状乃至はシート状物として構成される層である。
基材層１２としては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体（ＭＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂を用いることができる。
基材層１２の厚みは、特に制限はないが、フィルム乃至はシート状物の場合、例えば２５〜３００μｍとすることができ、板状の場合、例えば１〜５ｍｍとすることができる。厚みが薄すぎると、剛性が低下しすぎて加工性の低下や他の層の支持機能の低下が生じることがあり、厚みが厚過ぎると剛性の点で過剰性能となることがあるからである。
基材層１２は、光拡散剤の添加によって光拡散層を兼用することもできる。
【００５２】
＜レンズ層１３＞
レンズ層１３は、フレネルレンズ作用を有する層である。レンズ層１３が有するフレネルレンズは、映像源２０から発散光束となって投影された映像光Ｌを、反射型スクリーン１０の観察者Ｖ側に向かう略平行光束となるように、光の進行方向を偏向できる機能を有する。
フレネルレンズは、同図の場合、複数の単位レンズが、その延在方向（紙面に垂直な方向）に直交する断面における断面形状が略三角形形状をしており、この三角形形状において、頂点１３ｔと、頂点１３ｔを挟んで一方の辺に対応するレンズ面１３ａと、他方の辺に対応する非レンズ面１３ｂとを有する。単位レンズの断面形状は、映像源２０からの映像光Ｌが反射されて観察者Ｖ側に向くように設定される。
単位レンズの配列ピッチは例えば２０〜２００μｍとすることができる。配列ピッチが、この範囲よりも大きいと、モアレの発生、成形型作成時の切削バイトの消耗、離型性の悪化などが生じることがあり、この範囲よりも小さいと、光の回折や、加工精度の点で製
造がしにくくなることがあるからである。
【００５３】
フレネルレンズは、用途に応じて、その柱状の単位レンズ要素が同心円状又は円弧状に配列するサーキュラーフレネルレンズでもよいし、直線状に延びる単位レンズ要素が平行に配列するリニアフレネルレンズでもよい。サーキュラーフレネルレンズの方が、リニアフレネルレンズよりも、映像光Ｌをスクリーン面全体として、より観察者Ｖ側に向けられるという光学的性能の点で好ましいが、コストの観点から、リニアフレネルレンズとしてもよい。
サーキュラーフレネルレンズの場合、フレネルレンズの光学的中心であるフレネル中心は、映像を表示可能な部分であるスクリーン面の領域外であってもよい。
レンズ層１３は、アクリル系などの電離放射線硬化性樹脂と成形型を用いて、いわゆる２Ｐ法（フォトポリマー法）によって、基材層１２上に形成することができる。
【００５４】
＜反射部１４＞
反射部１４は、映像光Ｌを反射する機能を有する層である。図２の場合、反射部１４は、レンズ層１３の少なくともレンズ面１３ａの部分に対して形成されている。反射部１４は、光反射性材料によって形成することができる。光反射性材料としては、アルミニウム、銀などの金属乃至は合金の蒸着膜、或いは、白色顔料や銀色を呈する金属顔料を樹脂バインダ中に分散させた塗料乃至はインクの塗膜を用いることができる。
【００５５】
蒸着膜はアルミニウムの場合では、厚みは、例えば６０〜８０ｎｍとすることができる。厚みがこの範囲を超えると密着性が低下することがあり、この範囲未満となると反射率が低下し、光が素抜けすることがあるからである。
白色顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などを用いることができ、銀色を呈する金属顔料としては、アルミニウム、クロム、銀などの金属粒子を用いることができる。樹脂バインダの樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを用いることができる。
反射部１４を非レンズ面１３ｂは除いてレンズ面１３ａに選択的に形成するには、蒸着法、スプレー塗装法などの、非接触で、且つ被形成面への形成材料の飛来方向に方向性を持たせることができる形成法が好ましい。ただし、スプレー塗装法では樹脂バインダを必要とし、樹脂バインダ中の光反射性材料によって光が乱反射して反射率が低下したり、拡散反射率が高くなったり、正面輝度が低下したりするため、蒸着法の方がスプレー塗装法よりも好ましい。
【００５６】
＜光吸収層１５＞
光吸収層１５は、不要な光を吸収する機能を有する層である。図２の場合、光吸収層１５は、レンズ層１３の非レンズ面１３ｂとともに、レンズ面１３ａ上の反射部１４も被覆するように形成されている。光吸収層１５は、カーボンブラックなどの黒色顔料を樹脂バインダ中に含む暗色の塗料乃至はインクの塗膜として形成することができる。樹脂バインダの樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを用いることができる。
【００５７】
＜その他の層＞
図示はしないが、反射型スクリーン１０は、上記説明した以外に、公知のその他の層を有することがある。例えば、映像光Ｌを適度に拡散させる光拡散層、両側の層を接合するための接合層、機械的強度を増す補強層などである。
【００５８】
《反射型投影表示システム１００》
本発明による反射型投影表示システム１００を説明する。
【００５９】
図１に示す実施形態のように、本発明による反射型投影表示システム１００は、スクリーン面を垂直乃至は略垂直とした上記本発明による反射型スクリーン１０と、反射型スクリーン１０に対して垂直方向下側から映像光Ｌを投影する映像源２０とを備えた構成のシステムである。
【００６０】
＜反射型スクリーン１０＞
反射型スクリーン１０は、既に説明したので、ここでは更なる説明は省略する。
【００６１】
＜映像源２０＞
映像源２０は、映像光Ｌを反射型スクリーン１０に投影できるものであれば特に制限はない。公知の市販のプロジェクタを用いることができる。とくに、短焦点型で斜めに投影できるものが、従来ならば天井３２への映り込みが生じやすかったため、好適である。
【００６２】
したかって、例えば、映像源２０の映像生成方式としては、
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）による複数のミラーを用いるＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；登録商標）方式（ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ；登録商標）方式とも呼ばれる）、
透過型液晶パネルを用いるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）方式、
反射型液晶パネルを用いるＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）方式、など特に制限はない。
また、これらは、カラー表示の場合、１つの映像生成素子を用いた単板方式の他、赤、緑、青の三原色毎に独立した合計３つの映像生成素子を用いた３板方式など、特に制限はない。
【００６３】
《Ｃ》変形形態
本発明においては、反射型投影表示システム１００は、上述した形態以外の形態を適宜採用することができる。以下、その一部を説明する。
【００６４】
＜映像源２０と反射型スクリーン１０との位置関係＞
図１に例示した実施形態では、映像源２０は、垂直方向Ｄｖにおいては、透過型スクリーン１０のスクリーン面下端よりも下側であり、水平方向Ｄｈにおいては、左右方向が透過型スクリーン１０のスクリーン中心ＣｔＳと同じであった。
しかし、本発明においては、映像源２０と透過型スクリーン１０との位置関係は、映像の天井３２への映り込みが生じるような位置関係であれば、特に限定されない。したがって、映像源２０は、垂直方向Ｄｖにおいては、スクリーン中心ＣｔＳとスクリーン面下端との間であってもよく、図４に例示のようにスクリーン面の下端と水平方向Ｄｈで同じであってもよく、また、映像源２０は水平方向Ｄｈにおいては、スクリーン中心ＣｔＳに対して右方向又は左方向にずれた位置であってもよい。
このように本発明においては、映像源２０と反射型スクリーン１０との用途に応じた多様な位置関係においても、映り込みを改善することができる。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例及び比較例によって、本発明をさらに詳述する。
【００６６】
＜実施例１＞
先ず、反射型スクリーン１０は、次のようにして作成されたものである。基材層１２として厚み５ｍｍのＭＢＳ（メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体）製の光拡散板の正面側とする面に、厚みが垂直方向となる方向で下側となる側から上側となる側に向かって、１００ｎｍから７０ｎｍに連続的に変化している傾斜厚みの反射防止層１１を、塗出口のスリット間隔が幅方向で連続的に変化している塗工ヘッドを用いたダイコート法によって形成した。次いで、この基材層１２の背面側とする面に、紫外線硬化型のアクリル系電離放射線硬化性樹脂を用いた２Ｐ法によって形成した配列ピッチ１００μｍのサーキュラーフレネルレンズを有するレンズ層１３を積層した。反射防止層１１には、屈折率調整粒子として多孔質シリカを含み、モノマーとしてペンタエリスリトール骨格を有するアクリレート系モノマーを含む紫外線硬化型のアクリル系電離放射線硬化性樹脂を用いて形成した。
【００６７】
次いで、レンズ層１３の背面側にアルミニウムを真空蒸着して厚み８０ｎｍの反射部１４を形成し、この反射部１４の背面に黒色塗料を塗布して光吸収層１５を形成して、反射型スクリーン１０を作成した。反射防止層１１の正面側の面が、反射型スクリーン１０の最表面１０ｓとなる。なお、レンズ面１３ａの反射率は８０％、拡散反射率は５％でる。スクリーン面の大きさは、１００インチ型で、縦１２５０ｍｍ、横２２００ｍｍである。
映像源２０は、映像生成素子が透過型液晶パネルの３板式でフルカラー表示可能な装置を用いた。映像源２０は、スクリーン面下端よりも垂直方向Ｄｖ下側で、水平方向Ｄｈはスクリーン中心ＣｔＳと同じとした。
この結果、映像の天井３２への映り込みが改善された。
【００６８】
＜比較例１：反射防止層１１を省略＞
実施例１において、反射型スクリーン１０から、その反射防止層１１を省略した構成の反射型スクリーンを用いた。その他は、実施例１と同様である。
この結果、映像の天井３２への映り込みが生じていた。
【００６９】
＜実施例２：反射防止層１１はあるが厚み一定＞
実施例１において、反射型スクリーン１０として、反射防止層１１を、塗出口のスリット間隔が幅方向で一定の塗工ヘッドを用いたダイコート法で形成した一定厚み１００ｎｍとした構成の反射型スクリーンを用いた。その他は、実施例１と同様である。
この結果、映像の天井３２への映り込みは一部で改善した。
【符号の説明】
【００７０】
１０    反射型スクリーン
１０ｓ  スクリーンの最表面
１１    反射防止層
１１ｒ  （反射防止層の）裏面（直下の層との境界面）
１２    基材層
１３    レンズ層
１３ａ  レンズ面
１３ｂ  非レンズ面
１３ｔ  頂点
１４    反射部
１５    光吸収層
１６    スクリーン本体部
２０    映像源
３１    床
３２    天井
３３    壁面
４０    （従来の）反射型スクリーン
４０ｓ  スクリーンの最表面
４１    表面機能層
４２    基材層
４３    レンズ層
４４    反射部
４５    光吸収層
１００    反射型投影表示システム
２００    従来の反射型投影表示システム
ＣｔＳ  スクリーン中心
Ｄｈ    水平方向
Ｄｖ    垂直方向
Ｌ      映像光
Ｌｒ    反射光
Ｌｒ１  最表面での反射光
Ｌｒ２  裏面での反射光
Ｖ      観察者
θｉ    入射角
θｒ    屈折角
【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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