(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の主面側に形成され、前記基板の主面に平行な表示平面に対して所定の角度範囲で入射する投射光に対応して同心円弧状に配列されるとともに当該配列される方向について断面鋸歯状である複数のプリズム部分と、前記複数のプリズム部分の表面部分にそれぞれ形成される複数の光反射部とを有する光反射層と、
前記光反射層の表面側に形成され、前記基板に対する傾きが所定範囲内にある第１の角度領域から入射した光を拡散透過させ、かつ、所定範囲外にある第２の角度領域から入射した光を直進透過させる光制御層と、
前記光反射層と前記光制御層との間に設けられ、前記光制御層と同一の構造を有して、前記第１の角度領域から入射した光を拡散透過させ、かつ、前記第２の角度領域から入射した光を直進透過させる方向が、前記光制御層とは直交した方向となるように配置された第２の光制御層と、
を備えるスクリーン。
【請求項２】
前記光反射層において、前記複数の光反射部の各反射面は、前記光制御層を経て入射する前記投射光の入射角に応じて、前記投射光を折り返すことで得られる反射光の傾きを前記光制御層に対して前記第１の角度領域内にするように傾いている、請求項１に記載のスクリーン。
【請求項３】
前記光制御層の前記第２の角度領域は、前記光反射層に入射する前の前記投射光に対して、当該投射光を直進透過させるように設定されている、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記第１の角度領域の臨界角度の上限と入射する前記投射光の入射角の下限との差は５°以上である、請求項３に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記光反射層において、同心円弧状に配列した前記複数のプリズム部分の同心円の中心は、前記投射光の投射点から前記表示平面を含む平面に対して垂直に下ろした線と当該表示平面を含む平面との交点に対応している、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記光反射層において、前記複数の光反射部の各反射面は、前記表示平面に対して前記投射光よりも小さい入射角で入射する光を前記第２の角度領域の角度となる方向に折り返すように傾いている、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項７】
前記複数の光反射部において、各反射面の法線方向は、前記表示平面上のスクリーン中心点と、前記投射光の投射点から前記表示平面を含む平面に対して垂直に下ろした線と当該表示平面を含む平面との交点とを通る中心線に関して対称に変化する、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項８】
前記光制御層において、前記第１の角度領域は、前記表示平面の法線方向を軸方向として略対称である、請求項７に記載のスクリーン。
【請求項９】
前記複数のプリズム部分は、フレネル形状である、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項１０】
前記複数のプリズム部分は、前記複数の光反射部の各反射面に対応する第１傾斜面と、入射する光を吸収する又は透過させる第２傾斜面とにより前記断面鋸歯状を形成する、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項１１】
前記光反射層において、円弧状に沿って配列される前記複数のプリズム部分の曲率半径の調整により、前記複数の光反射部の各反射面の傾きのスクリーン内における分布を調整する、請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項１２】
前記光反射層は、前記投射光を前記第１の角度領域の臨界角度より５°以上内側の角度とする方向に反射する、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項１３】
基板と、
前記基板に対する傾きが所定範囲内にある第１の角度領域から入射した光を拡散透過させ、かつ、所定範囲外にある第２の角度領域から入射した光を直進透過させる入射角選択性のある拡散を行う光制御層と、
前記基板の主面側かつ前記光制御層の裏面側に同心円弧状に配列されるように形成され、当該配列される方向について断面鋸歯状である複数のプリズム部分と前記複数のプリズム部分の表面部分にそれぞれ形成される複数の光反射部とを有し、前記光制御層を経て入射する投射光の角度範囲と前記光制御層の入射角選択性とに応じて当該投射光を前記第１の角度領域内の角度の反射光となるように前記光制御層に向けて折り返す光反射層と、
前記光反射層と前記光制御層との間に設けられ、前記光制御層と同一の構造を有して、前記第１の角度領域から入射した光を拡散透過させ、かつ、前記第２の角度領域から入射した光を直進透過させる方向が、前記光制御層とは直交した方向となるように配置された第２の光制御層と、
を備えるスクリーン。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載のスクリーンと、
投影画像となる前記投射光を前記スクリーン上に向けて所定の角度範囲で投射する画像投射装置と、
を備える投射システム。
【請求項１５】
前記画像投射装置は、前記投射光の投射点から表示平面を含む平面に対して垂直に下ろした線と当該表示平面を含む平面との交点と、同心円弧状に配列した前記複数のプリズム部分の同心円の中心とを一致させるように配置される、請求項１４に記載の投射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方のプロジェクター等の画像投射装置からの投射光を反射して投影画像を映し出すスクリーン及び当該スクリーンを用いた投射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター等からの投射光を反射することで投影画像を映し出すスクリーンとして、所定範囲内の角度領域から入射した光を散乱又は拡散透過させ、かつ、所定範囲外の角度領域から入射した光を直進透過させる光制御機能を有する特殊な構造の高分子膜からなる光制御層を備えるものが知られている（特許文献１参照）。また、スクリーンに、上記光制御層と同様の拡散フィルムを複数枚積層させることで拡散を可能にする角度領域を広げるものが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５６３３９７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７１５２３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、上記特許文献１のような光制御層を用いても、スクリーンの周辺側では、中央側に比較して投射光がスクリーンに大きく傾斜して入射し、拡散を可能にする角度領域から外れてしまうため、当該投射光全体として拡散が局所的に偏った状態となり、投影画像に大きな画像ムラが生じる可能性がある。また、特許文献２のように複数枚重ねた場合であっても、安定して光を拡散させることのできる入射角の範囲には制限がある。
【０００５】
そこで、本発明は、入射する投射光の角度が局所的に大きく傾いている場合であっても、当該投射光を適度に拡散された状態で反射して、画像ムラの抑制された投影画像を映し出すことのできるスクリーン及び当該スクリーンを用いた投射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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１のスクリーンは、（ａ）基板と、（ｂ１）基板の主面側に形成され、基板の主面に平行な表示平面に対して所定の角度範囲で入射する投射光に対応して同心円弧状に配列されるとともに当該配列される方向について断面鋸歯状である複数のプリズム部分と、（ｂ２）複数のプリズム部分の表面部分にそれぞれ形成される複数の光反射部とを有する（ｂ）光反射層と、（ｃ）光反射層の表面側に形成され、基板に対する傾きが所定範囲内にある第１の角度領域から入射した光を拡散透過させ、かつ、所定範囲外にある第２の角度領域から入射した光を直進透過させる光制御層と、（ｄ）光反射層と光制御層との間に設けられ、光制御層と同一の構造を有して、第１の角度領域から入射した光を拡散透過させ、かつ、第２の角度領域から入射した光を直進透過させる方向が、光制御層とは直交した方向となるように配置された第２の光制御層と、を備える。なお、表示平面には、基板の主面そのものも含まれる。
【０００７】
上記スクリーンでは、光反射層において、複数の光反射部の各反射面の傾きを決定する断面鋸歯状の複数のプリズム部分が、入射する投射光に対応して基板上において同心円弧状に配列されている。これにより、スクリーンの中央だけでなく周辺でも投射光を上記表示平面の法線に対する傾きが少ない正面側に折り返すことができる。つまり、光反射層で投射光を折り返した成分である反射光の光制御層への入射角を第１の角度領域内とすることができる。光制御層を経た当該反射光は、適度に拡散された状態で射出されるので、例えばスクリーン周辺のように入射角が局所的に大きくなる場合であっても、投射光を折り返した反射光を適度に拡散させた状態で射出させて、画像ムラの抑制された投影画像を映し出すことができる。
【０００８】
本発明の具体的な側面では、光反射層において、複数の光反射部の各反射面が、光制御層を経て入射する投射光の入射角に応じて、投射光を折り返すことで得られる反射光の傾きを光制御層に対して第１の角度領域内にするように傾いている。この場合、各反射面において折り返され光制御層に向かう反射光が、光制御層に対して第１の角度領域内の角度となるので、光制御層において確実に拡散されて射出される。
【０００９】
本発明の別の側面では、光制御層の第２の角度領域が、光反射層に入射する前の投射光に対して、当該投射光を直進透過させるように設定されている。この場合、折り返される前の投射光の入射角に応じて第２の角度領域の設定がなされており、光反射層に入射する前の投射光は、光反射層に到達するまでの間、光制御層によって拡散されることなく直進透過する。従って、光反射層での反射角度がより正確になり投射光を折り返した反射光の光制御層への入射角を確実に第１の角度領域内にすることができる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面では、第１の角度領域の臨界角度の上限と入射する投射光の入射角の下限との差は５°以上である。この場合、外部から光制御層に入射する投射光を光制御層においてより確実に直進透過させることができる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、光反射層において、同心円弧状に配列した複数のプリズム部分の同心円の中心が、投射光の投射点から表示平面を含む平面に対して垂直に下ろした線と当該表示平面を含む平面との交点に対応している。この場合、投射光の投射点を基準として複数のプリズム部分を配列するので、複数のプリズム部分の配列を投射光の正面側への折り返しに適したものとすることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、光反射層において、複数の光反射部の各反射面が、表示平面に対して投射光よりも小さい入射角で入射する光を第２の角度領域の角度となる方向に折り返すように傾いている。この場合、表示平面に対して投射光よりも小さい入射角で入射する不要な外光成分を投射光から分離して処理できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、複数の光反射部において、各反射面の法線方向が、表示平面上のスクリーン中心点と、投射光の投射点から表示平面を含む平面に対して垂直に下ろした線と当該表示平面を含む平面との交点とを通る中心線に関して対称に変化する。この場合、中心線について軸対称な状態、つまり、例えば観察者から見て左右方向について対称な状態で、投射光を拡散させることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、光制御層において、第１の角度領域が、表示平面の法線方向を軸方向として略対称である。これにより、例えば中心線の延びる方向についてバランスよく拡散された状態の光をスクリーンの正面側にいる観察者に向けて射出できる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、複数のプリズム部分が、フレネル形状である。この場合、スクリーンの中心側に入射した投射光のみならず周辺側から入射した投射光も確実に観察者のいる正面側に折り返すことができる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、複数のプリズム部分が、複数の光反射部の各反射面に対応する第１傾斜面と、入射する光を吸収する又は透過させる第２傾斜面とにより断面鋸歯状を形成する、この場合、第１傾斜面上に必要な光を反射する光反射部を形成でき、第２傾斜面において不要な光を観察者側に折り返すことなく処理できる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、光反射層において、円弧状に沿って配列される複数のプリズム部分の曲率半径の調整により、複数の光反射部の各反射面の傾きのスクリーン内における分布を調整する。この場合、各反射面の傾きを調整して、投射光をより確実に第１の角度領域内の角度となる方向に折り返すことができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、光反射層が、投射光を第１の角度領域の臨界角度より５°以上内側の角度とする方向に反射する。この場合、光反射層から光制御層に入射する反射光を光制御層においてより確実に拡散透過させることができる。
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明に係る第２のスクリーンは、（ａ）基板と、（ｂ）基板に対する傾きが所定範囲内にある第１の角度領域から入射した光を拡散透過させ、かつ、所定範囲外にある第２の角度領域から入射した光を直進透過させる入射角選択性のある拡散を行う光制御層と、（ｃ１）基板の主面側かつ光制御層の裏面側に同心円弧状に配列されるように形成され、当該配列される方向について断面鋸歯状である複数のプリズム部分と（ｃ２）複数のプリズム部分の表面部分にそれぞれ形成される複数の光反射部とを有し、（ｃ）光制御層を経て入射する投射光の角度範囲と光制御層の入射角選択性とに応じて当該投射光を第１の角度領域内の角度の反射光となるように光制御層に向けて折り返す光反射層と、（ｄ）光反射層と光制御層との間に設けられ、光制御層と同一の構造を有して、第１の角度領域から入射した光を拡散透過させ、かつ、第２の角度領域から入射した光を直進透過させる方向が、光制御層とは直交した方向となるように配置された第２の光制御層と、を備える。
【００２０】
上記スクリーンでは、光反射層において、複数の光反射部の各反射面が、投射光を第１の角度領域内の角度となるように光制御層に向けて折り返すので、折り返された当該投射光が光制御層の入射角選択性により適度に拡散された状態で射出される。従って、例えばスクリーン周辺のように入射する投射光の角度が局所的に大きく傾いている場合であっても、当該投射光を適度に拡散された状態で反射して、画像ムラの抑制された投影画像を映し出すことができる。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明に係る投射システムは、（ａ）上記いずれかに記載の
スクリーンと、（ｂ）投影画像となる投射光をスクリーン上に向けて所定の角度範囲で投射する画像投射装置と、を備える。この投射システムは、上記いずれかに記載のスクリーンに画像投射装置からの投射光を投射することにより、画像ムラの抑制された投影画像として映し出すことができる。
【００２２】
本発明の具体的な側面では、画像投射装置が、投射光の投射点から表示平面を含む平面に対して垂直に下ろした線と当該表示平面を含む平面との交点と、同心円弧状に配列した複数のプリズム部分の同心円の中心とを一致させるように配置される。この場合、投射光の入射角とスクリーンの各光反射層の傾斜角度との関係が最適化され、画像投射装置からの投射光をより確実に観察者のいる正面側へ折り返すものにできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係るスクリーン及び投射システムを示す図である。
【図２】スクリーンの正面図である。
【図３】スクリーンの構造を説明するための側断面図である。
【図４】スクリーンの動作の概要について説明するための図である。
【図５】スクリーンによる投射光の拡散について説明するための一部拡大図である。
【図６】スクリーンによる外光の処理について説明するための一部拡大図である。
【図７】変形例のスクリーンの構造を示す図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、変形例のスクリーンの位置ごとにおける反射角度分布について説明するためのグラフ及び図であり、（Ｄ）は、当該スクリーンから射出された光の反射状態を示す図である。
【図９】第２実施形態に係るスクリーンの構造を説明するための側断面図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、スクリーンによる投射光の拡散について説明するための一部拡大図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、スクリーンによる外光の処理について説明するための一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るスクリーン及びスクリーンを含む投射システムについて説明する。
【００２５】
〔Ａ．投射システムの構造〕
図１に示すように、本実施形態の投射システム１００は、スクリーン１０と、プロジェクター５０とを備える。
【００２６】
プロジェクター５０は、室内の天井に天吊り支持された状態でスクリーン１０に近接して設置されている。つまり、プロジェクター５０による投射は、上側からの近接投射即ち−Ｙ方向に偏った−Ｚ方向への近接投射となっている。
【００２７】
スクリーン１０は、図１及び図２に示すように、図中水平方向即ちＸ方向を長手方向とし、垂直方向即ちＹ方向を短手方向とする横長の長方形状を有する。スクリーン１０は、その正面側即ち略＋Ｚ側に設置されたプロジェクター５０からの投射光ＰＬを、折り返すことによって正面側即ち略＋Ｚ側に反射光として射出させる反射型スクリーンである。より具体的には、プロジェクター５０から斜め下方に射出される投射光ＰＬがスクリーン１０のＸＹ面に平行な主面１ａに向けて投射され、主面１ａ上に設けたフレネル形状を有する微細構造によって、正面側であって＋Ｚ方向からわずかに傾いた特定方向を中心として反射されることで、略＋Ｚ側にいる観察者ＥＹに投影画像が提供される。なお、主面１ａ上のフレネル形状については、後に詳述する。
【００２８】
図２に示すように、プロジェクター５０からの投射光ＰＬは、スクリーン１０の主面１ａの中央を通ってＹ方向に延びスクリーン１０を対称に２分する中心線である中心軸ＬＸを基準としてＸ方向について対称な状態で投射されている。また、プロジェクター５０による投射は近接投射であるため、プロジェクター５０からスクリーン１０の各点に入射する投射光ＰＬの入射角βのうち、スクリーン１０の中心即ちスクリーン中心点Ｏへの投射光ＰＬの入射角βは、比較的大きいものとなっている。従って、スクリーン１０の周辺側に入射する投射光ＰＬの入射角βは、一般にさらに大きなものとなる。ここで、スクリーン中心点Ｏは、主面１ａ上の点であり、Ｙ方向に延びる中心軸ＬＸとＸ方向に延びる中心軸ＭＸとの交点である。なお、主面１ａの法線方向（Ｚ方向）については、法線ＺＸにより示すものとし、投射光ＰＬの入射角βは、法線ＺＸに対する角度で規定される。
【００２９】
〔Ｂ．スクリーンの構造〕
以下、図２、図３及び図４を参照して、スクリーン１０の構造の詳細について説明する。まず、図２等に示すように、スクリーン１０は、横長の長方形状の外観を構成するシート状の基板１を備える。さらに、図３に示すように、スクリーン１０は、基板１の表面側に形成される光反射層２と、光反射層２の表面側に形成される光制御層３と、光制御層３の表面側を覆う保護層２０とを備える。
【００３０】
基板１は、＋Ｚ側の面としてスクリーン１０の基準面となる主面１ａを有する。この主面１ａは、ＸＹ面に平行で、スクリーン１０への投射光ＰＬの入射や反射の基準となる表示平面となっている。なお、基板１は、例えば光吸収性の樹脂材料で作製されており、可撓性を有する。
【００３１】
光反射層２は、基板１の主面１ａ上に形成される複数のプリズム部分２ａと、複数のプリズム部分２ａの表面部分にそれぞれ形成される複数の光反射部ＰＰと、入射した光を吸収するための光吸収部ＡＳと、これらを保護するとともに光反射層２の表面２ｃを形成する平準化層２ｂとを有する。光反射層２の表面２ｃは、ＸＹ面に平行な表示平面としての主面１ａに平行な面となっている。
【００３２】
複数のプリズム部分２ａは、図２等に示すように、同心円弧状に隙間なく配列されたフレネル形状を形成している。ここで、図３に示すように、当該同心円弧状の中心ＣＦは、主面１ａを周囲に延長した平面Ｈ１上にあり、投射光ＰＬの投射点ＳＳに対応して、スクリーン１０の中心線である中心軸ＬＸ上に設定されている。つまり、投射点ＳＳから表示平面である主面１ａに対して垂直に下ろした線Ｌ１と平面Ｈ１との交点を交点ＳＸとすると、中心ＣＦと交点ＳＸとは、ともに中心軸ＬＸ上に配置されている。
【００３３】
また、光反射層２のうち、例えば図４に示すスクリーン１０の中央部分において、隙間なく配列された各プリズム部分２ａの表面部分は、主面１ａよりも上方即ち＋Ｙ方向に傾いている面である第１傾斜面Ｓ１と、主面１ａよりも下方即ち−Ｙ方向に向けて傾いた面である第２傾斜面Ｓ２とで形成されている。各プリズム部分２ａが連続することで、各傾斜面Ｓ１，Ｓ２が交互に連なった状態となっている。これにより、複数のプリズム部分２ａは、スクリーン１０の中央部分での配列方向であるＹ方向について上端から下端までの全体として、断面鋸歯状となっている。さらに、プリズム部分２ａは、中心ＣＦを基準として同心円弧状に配列されているため、中心ＣＦを通る他の断面についても同様の形状を有している。つまり、複数のプリズム部分２ａは、スクリーン１０全体に亘って断面鋸歯状となっている。
【００３４】
両傾斜面Ｓ１，Ｓ２のうち第１傾斜面Ｓ１上には、アルミ蒸着等により光反射部ＰＰが形成されている。光反射部ＰＰの表面は、光を反射する反射面ＰＳとなっている。第１傾斜面Ｓ１の主面１ａに対する傾斜角度αは、光反射部ＰＰの傾き即ち反射面ＰＳの傾きを決定する。つまり、同心円弧状に配列される各プリズム部分２ａにおいて、傾斜角度αは、投射光ＰＬの入射角βの差に応じて異なるものとなっている。この場合、円弧状に形成される１つのプリズム部分２ａの反射面ＰＳに入射する投射光ＰＬは、略同一の入射角βを有する。傾斜角度αは、この入射角βに応じて設定されているので、当該プリズム部分２ａに入射する投射光ＰＬは、スクリーン１０の中央側だけでなく周辺側で入射するものについても確実に略＋Ｚ側の特定方向に折り返される。以上のことは、全てのプリズム部分２ａについて同様である。つまり、すべての投射光ＰＬは、各プリズム部分２ａの反射面ＰＳによって確実に略＋Ｚ側の特定方向に折り返されるものとなっている。
【００３５】
以上のように、複数のプリズム部分２ａは、同心円弧状のフレネル形状を構成し、かつ、各反射面ＰＳの傾斜角度αが投射光ＰＬの入射角βに応じてそれぞれ調整されていることにより、いずれの角度で入射する投射光ＰＬについても、正面側即ち略＋Ｚ側の特定方向を中心に確実に折り返すことが可能となっている。つまり、スクリーン１０は、中央側に入射する投射光ＰＬのみならず、大きく傾いて角度のある状態で周辺側に入射する投射光ＰＬについても、略正面側へ適切に射出させることができる。
【００３６】
なお、第２傾斜面Ｓ２である光吸収部ＡＳは、入射する不要光を基板１側に通過させる。光吸収部ＡＳを通過した不要光は、基板１で吸収される。これにより、スクリーン１０は、コントラスト低下を抑制することができる。光吸収部ＡＳは、例えば黒色塗料の塗布等で形成されるものとでき、この場合、光吸収部ＡＳ自体によって入射する不要光を吸収することができる。このほか、例えば各プリズム部分２ａ及び基板１を光透過性樹脂とし、基板１の裏面側に黒色塗料を塗布するものとしてもよい。
【００３７】
光制御層３は、平準化層２ｂの表面２ｃ上に形成されている。光制御層３は、特殊な高分子膜と透明プラスチック材料とを複合化することで構成され、内部に当該高分子膜と透明プラスチック材料とによる回折格子状の特異的な規則構造を有する。光制御層３は、光の入射する角度によって光の透過状態を拡散透過させるものとするか直進透過させるものとするかをドラスティックに変化させるという光学特性を有する（詳細については、特許文献１参照）。光制御層３は、光学特性として以上のような入射角選択性を有することにより、基板１の主面１ａに対する傾き（具体的には、主面１ａの法線方向に対するＹ方向の傾き）について、所望の範囲内の角度で入射する光を拡散透過させ、かつ、範囲外の角度で入射する光を直進透過させるものとなっている。なお、光制御層３において、表側即ち＋Ｚ側の表面３ｂは、表示平面である主面１ａに平行な面となっている。
【００３８】
保護層２０は、光制御層３の表面３ｂ上即ち＋Ｚ側に形成され、スクリーン１０の主要部をなす光反射層２及び光制御層３を保護している。なお、保護層２０が不要で省略される場合には、表面３ｂが、スクリーン１０の最表面となる。
【００３９】
〔Ｃ．スクリーンによる投射光の拡散反射の動作〕
以下、図４を用いてスクリーン１０による投射光ＰＬの拡散反射の動作の概要について説明する。
【００４０】
まず、スクリーン１０の中心軸ＬＸ上の位置において、法線ＺＸに対して＋Ｙ側から特定の入射角βで入射する投射光ＰＬは、保護層２０を通過し、さらに光制御層３においても、規定の範囲外の角度で入射する光として拡散されることなく直進透過する。次に、投射光ＰＬは、光反射層２の反射面ＰＳに入射する。ここで、反射面ＰＳは、主面１ａに対して、微小な傾斜角度αだけ＋Ｙ側を向くように傾いている。これにより、投射光ＰＬは、Ｙ方向についての入射角が変えられた反射光ＲＬとなって光制御層３に向けて折り返される。この反射光ＲＬは、往路の投射光ＰＬとは入射角が異なる状態で光制御層３に入射する。これにより、反射光ＲＬは、所望の範囲内の角度で入射する光として光制御層３を拡散透過する。つまり、反射光ＲＬは、適度に拡散された状態の投影画像光ＤＬとなってスクリーン１０から略＋Ｚ方向の特定方向を中心として射出される。
【００４１】
以下、図５により、スクリーン１０のうち光制御層３を中心に上記動作についてより詳しく説明する。ここで、図５は、一例として、スクリーン１０のうち、最も上方側即ち＋Ｙ側の部分について拡大した図である。つまり、図５は、図３の領域Ｐ１に対応しており、図５において、投射光ＰＬの入射角βは、入射角の最も小さいものを示している。
【００４２】
まず、光制御層３は、第１の角度領域ωから入射した光を所望の範囲内の角度で入射する光として拡散透過させ、かつ、これ以外の範囲である第２の角度領域ηから入射した光を直進透過させる性質を有する膜で構成されている。ここでは、第１の角度領域ωは、法線ＺＸの方向を基準の入射角０°として、Ｙ方向に関して例えば約３０°の角度範囲に亘っており、法線ＺＸを挟んで法線ＺＸから上方側即ち＋Ｙ側について角度ωＨまでの領域と、法線ＺＸから下方側即ち−Ｙ側について角度ωＬまでの領域とで構成されているものとする。この場合、角度ωＨが上方側についての拡散透過させる範囲の臨界角度を示し、角度ωＬが下方側についての拡散透過させる範囲の臨界角度を示すものとなる。なお、ここでは、法線ＺＸの方向を基準となる入射角０°として＋Ｙ側を正の角度、−Ｙ側を負の角度とする。
【００４３】
以上のような光制御層３に対し、投射光ＰＬの入射角βの値は、第１の角度領域ωのうち法線ＺＸよりも＋Ｙ側の臨界角度ωＨより角度εだけ大きいものとなっている。つまり、入射角βは、第１の角度領域ωの外側の第２の角度領域η内となっている。これにより、入射時における投射光ＰＬは、光制御層３において拡散されることなく直進透過して、光反射層２に向かうものとなる。この場合、投射光ＰＬは、光制御層３通過後においても拡散していないので、屈折により角度の変化はあっても、角度分布の広がりを持つことなく光反射層２に入射するので、投射光ＰＬの反射面ＰＳでの反射角度は、設計通りの比較的正確なものとなる。ここで、角度εは５°以上としている。つまり、投射光ＰＬのうち角度範囲の下限である入射角βの値が、第１の角度領域ωの上限である臨界角度ωＨの値より５°以上大きいものとなっている。これにより、第１の角度領域ωの臨界角度ωＨに対して十分なマージンを有し、光制御層３への外部からの通過時において、拡散されることなく、確実に直進透過するものとなる。光制御層３を経た投射光ＰＬは、光反射層２の反射面ＰＳにおいて、反射面ＰＳにより方向を変えられて光制御層３側に折り返される。この際、反射面ＰＳが表示平面に対して傾斜角度αだけ傾いている、つまり、反射面ＰＳの法線ＱＸの方向が法線ＺＸの方向に対して＋Ｚ方向を基準として時計回りの方向に角度αだけ傾いている。この傾斜角度αが入射角βと第１の角度領域ω即ち光制御層３の入射角選択性とに対応して定められていることで、投射光ＰＬを折り返した成分である反射光ＲＬは、法線ＺＸに対して＋Ｚ方向を基準として時計回りの方向に角度γだけ傾いた状態となる。つまり、反射光ＲＬは、光制御層３に対して入射角γで入射する。ここでは、入射角γは、傾斜角度αの調整により、第１の角度領域ωのうち法線ＺＸよりも＋Ｙ側の臨界角度ωＨより角度δだけ小さい即ち内側にあるものとなっている。これにより、第１の角度領域ωの臨界角度ωＨに対して十分なマージンを有し、反射光ＲＬは、光制御層３の通過時において拡散透過して正面側即ち略＋Ｚ側に射出される。つまり、投影画像光ＤＬ（図４参照）が、入射角γによる影響の分だけ＋Ｚ方向からわずかに傾いた特定方向を中心として適度に拡散された状態で射出される。
【００４４】
以下、投射光ＰＬの入射角βの値等について具体的に規定した一例を示す。例えば、入射角βが１６°である場合、臨界角度ωＨを１１°となるように光制御層３を構成するフィルムを作製する。つまり、往路におけるマージンの角度εを５°とする。また、反射光ＲＬの入射角γを６°となるように第１傾斜面Ｓ１の傾斜角度αを設定する。つまり、復路におけるマージンの角度δを５°とする。この場合、傾斜角度αは、約１０°に設定すればよい。以上の場合、入射角βは、臨界角度ωＨよりも５°大きいため、投射光ＰＬは、直線光のまま反射面ＰＳに当たり、入射角γの反射光ＲＬとなって光制御層３に入射する。ここで、入射角γは、臨界角度ωＨよりも５°小さいため、ロス無く均一に拡散透過して出射される。また、以上において、入射角γを臨界角度ωＨよりわずか５°だけ小さい６°とする、つまり、マージンの角度δを確保しつつできるだけ臨界角度ωＨ側に近いものとなるように傾斜角度αを調整することで、例えば窓からの不要光など比較的正面側からスクリーン１０に入射するものであっても、上記入射角βよりも小さい入射角で入射する不要光であれば、投射光と分離して処理することができ、コントラストの低下を抑制できる。
【００４５】
以上では、投射光ＰＬのうち入射角βが最も小さい場合、例えば図３において投射光ＰＬの入射角βが最も小さいスクリーン１０の上方の領域Ｐ１に入射する場合について説明したが、これよりも大きい入射角βの投射光ＰＬが入射する領域Ｐ２や領域Ｐ３においても、投射光ＰＬの入射角βは、いずれも光制御層３の第１の角度領域ω（図５参照）の外側となる入射角で入射するものとなる。つまり、第１の角度領域ωは、投射点ＳＳから光制御層３に入射する角度範囲で射出されるすべての投射光ＰＬについて直進透過させるものとなるように設定されていることになる。さらに、各投射光ＰＬは、同心円弧状に形成される各プリズム部分２ａに対して、同じ入射角又は略同じ入射角を有するため、スクリーン１０の中央側だけでなく周辺側においても、同様に第１の角度領域ωの外側となる入射角で入射するものとなる。以上により、光制御層３を経て光反射層２に入射した各投射光ＰＬは、拡散することなく角度分布の広がりが抑えられ、それぞれ対応する反射面ＰＳで比較的正確な角度で折り返される。領域Ｐ２，Ｐ３においても、各反射面ＰＳの傾斜角度αが入射する投射光ＰＬの入射角βに応じてそれぞれ調整されている。これにより、各反射光ＲＬは、光制御層３において拡散透過して射出される。なお、傾斜角度αを調整することで、スクリーン１０に入射する不要光を投射光と分離して処理することもできる。
【００４６】
以下、図３に戻って、光反射層２における各プリズム部分２ａの傾斜角度αの調整の詳細について即ち傾斜角度αが満たすべき具体的な条件について説明する。
【００４７】
上記のように、反射面ＰＳの傾斜角度αは、第１の入射角領域ω外の入射角βである投射光ＰＬを、第１の入射角領域ω内の入射角γの反射光ＲＬとして折り返すような角度となっている必要がある。つまり、傾斜角度αの値は、入射角βと入射角γとに応じて定まる。
【００４８】
ここで、図示のように、まず、Ｚ方向について投射光ＰＬの投射点ＳＳからスクリーン１０の主面１ａまでを距離Ｆとする。また、Ｙ方向について複数のプリズム部分２ａの同心円弧状の中心ＣＦからスクリーン１０の＋Ｙ側の上端ＴＰまでを距離ｂとし、交点ＳＸから上端ＴＰまでを距離ｄとする。また、各投射光ＰＬについてスクリーン１０上の入射位置から中心ＣＦまでを距離Ｒとする。さらに、空気中又は保護層２０の屈折率をｎ１とし、スクリーン１０内での屈折率をｎ２とする。これに伴い、上記では、投射光ＰＬの入射角を入射角β、反射光ＲＬの入射角を入射角γとのみ示しているが、ここでは、より正確に、屈折率をｎ１中での投射光ＰＬの入射角を入射角βとし、スクリーン１０内での入射角を入射角βｎ２とする。同様に、屈折率をｎ１中での反射光ＲＬの入射角を入射角γとし、スクリーン１０内での入射角を入射角γｎ２とする。
【００４９】
以上の場合、例えば、投射光ＰＬの入射角βは、
β＝ｔａｎ−１｛（Ｒ＋ｄ−ｂ）／Ｆ｝…（１）
と表される。ここで、入射角βｎ２は、入射角βと屈折率ｎ１，ｎ２により、
βｎ２＝ｓｉｎ−１｛ｓｉｎ（β）×ｎ１／ｎ２｝…（２）
となる。また、入射角γｎ２は、
γｎ２＝ｓｉｎ−１｛ｓｉｎ（γ）×ｎ１／ｎ２｝…（３）
となる。傾斜角度αは、入射角βｎ２，γｎ２により、
α＝（βｎ２＋γｎ２）／２…（４）
と表される。
ここで、入射角γが臨界角度ωＨ，ωＬに対して、
ωＬ＜γ＜ωＨ…（５）
であれば、第１の角度領ω内の角度となるための条件を満たす。従って、上式（３）、（４）を上式（５）に代入し、傾斜角度αについての不等式で表すと、
［ｓｉｎ−１｛ｓｉｎ（ωＬ）×ｎ１／ｎ２｝＋βｎ２］／２＜α，
α＜［ｓｉｎ−１｛ｓｉｎ（ωＨ）×ｎ１／ｎ２｝＋βｎ２］／２…（６）
となる。この条件を満たす範囲で傾斜角度αを定めることで、入射角βの投射光ＰＬを第１の入射角領域ω内の入射角γである反射光ＲＬとして折り返す条件を確保することができる。なお、上式（６）中の角βｎ２については、上式（１）、（２）に示す通り、距離Ｆ，ｂ，ｄ，Ｒ及び屈折率ｎ１，ｎ２によって定まる。
【００５０】
〔Ｄ．スクリーンによる外光の処理の動作〕
以下、図６等を用いてスクリーン１０による外光ＯＬの処理の動作の概要について説明する。
【００５１】
上記のようなスクリーン１０での投射において、例えば図１に示すように、窓から入る不要光である外光ＯＬがスクリーン１０で反射され観察者ＥＹ側に反射されてしまうと、投影画像のコントラストを下げる要因となる。このような外光ＯＬのうち、特に、スクリーン１０の表示平面即ち主面１ａに対して、垂直に近い方向から入射する成分がコントラスト低下の要因となる場合がある。
【００５２】
これに対して、図６に示すように、本スクリーン１０では、このような外光ＯＬを適切に処理することが可能になっている。具体的に説明すると、主面１ａに対して垂直に近い方向から入射する外光ＯＬは、光制御層３に対して第１の角度領域ω内の角度範囲で入射する。ここでは、一例として外光ＯＬは、Ｙ方向についてやや上方側から下方側に向かって入射角β２（＜ωＨ）で入射するものとする。従って、入射した外光ＯＬは、光制御層３において拡散透過し、その主要成分は、角度範囲ψで拡散された状態となって光反射層２の反射面ＰＳに向かう。ここで、角度範囲ψのＹ方向の上端を外光ＯＬ１、下端を外光ＯＬ２とする。このような外光の処理に対応するように、反射面ＰＳの傾斜角度αが上式（６）を満たす範囲で調整されている。つまり、図示のように、外光ＯＬ１，ＯＬ２は、反射面ＰＳでの反射により、いずれも＋Ｙ側に傾き、かつ、第１の角度領域ω外の角度範囲即ち第２の角度領域η内の入射角γとなって光制御層３に向かうように傾斜角度αが調整されている。従って、外光ＯＬ１，ＯＬ２に代表される外光ＯＬ全体は、光反射層２での反射後、光制御層３において拡散されることなく直進透過して＋Ｙ側即ち上方側へ射出され、観察者ＥＹ（図１等参照）に向かうことなく除去される。また、垂直に近い方向以外の方向からスクリーン１０に入射する外光ＯＬが問題となる場合においても、上式（６）を満たす範囲で傾斜角度αを調整することで、投射光ＰＬと分離することができる。
【００５３】
以下、スクリーン１０の変形例の特性について説明する。図７に示すように、スクリーン１０の変形例であるスクリーン１０'は、光反射層２と光制御層３との間に、光制御層３と同一の構造である第２の光制御層４をさらに有するものとなっている。ただし、第２の光制御層４は、主面１ａの法線方向に対するＸ方向の傾きについて入射角選択性を示す点で光制御層３と異なる。つまり、第２の光制御層４が入射角選択性を示す方向と、光制御層３が入射角選択性を示す方向とは、直交している。これにより、スクリーン１０'は、Ｘ方向についても光の拡散が可能となっている。また、この場合、第２の光制御層４は、Ｙ方向については拡散作用をほとんど示さず光を直進透過させるので、上述したスクリーン１０のＹ方向に関する光学特性は、スクリーン１０'においても同様に発揮される。
【００５４】
図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は、図7のスクリーン１０'における反射光ＲＬの反射角度分布と、比較例として直線型のプリズム反射面を有する従来型のスクリーンにおける投影画像光の反射角度分布とを示すグラフ及び図である。図８（Ａ）は、スクリーン位置ごとのＸ軸方向についての反射角度分布を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、スクリーン位置ごとのＹ軸方向についての反射角度分布を示すグラフである。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）における各観測箇所ＣＣ，ＨＣ，ＬＣ，ＨＬ，ＬＬは、図８（Ｃ）に示す位置に対応するものである。即ち、観測箇所ＣＣは、スクリーン１０'の中央位置であり、観測箇所ＨＣ，ＬＣは、中央側上方及び下方であり、観測箇所ＨＬ，ＬＬは、周辺側上方及び下方である。なお、比較例である上記従来型のスクリーンについても、図８（Ｃ）に示すように、本スクリーン１０と同様に＋Ｙ側から近接投射により投射点ＳＳから投射光ＰＬを射出しているものとする。
【００５５】
図８（Ａ）及び８（Ｂ）において、破線で示す線ＹＳは、狙いとする反射角度分布を示している。まず、図８（Ａ）では、Ｙ方向についての狙いとする反射角度である反射光ＲＬのＹ方向の入射角γの値即ち特定方向の角度を約５°としており、これに近いほど理想的な反射角度であるものとしている。また、図８（Ｂ）では、Ｘ方向についての狙いとする反射角度を約２５°以内としており、反射角度分布が小さいほどＸ方向について理想的な角度の反射状態にあるものとしている。つまり、スクリーン１０'の各観測箇所ＣＣ等において、Ｘ方向についての反射角度分布が２５°以内であることが第２の光制御層４で拡散されるために必要な条件であり、さらに、角度分布の小さいものほど理想的な角度での射出となる。図８（Ａ）においてスクリーン１０'の特性は、線Ｙ１で示され、線Ｙ１は、狙いとする反射角度が約５°である状態を示す線ＹＳと略等しい形状になっている。つまり、線Ｙ１は、上記５つの観測箇所ＣＣ，ＨＣ，ＬＣ，ＨＬ，ＬＬのいずれにおいても、Ｙ方向について略狙いとする角度通りでほとんどばらつきがないことを示している。また、図８（Ｂ）において、スクリーン１０'の特性を示す線Ｘ１は、グラフの中心に略１点に集まっており、必須条件となる線ＸＳで囲まれた範囲内となっている。つまり、Ｘ方向について角度分布にほとんどばらつきがないことを示している。このように、スクリーン１０'の各位置において反射光ＲＬが、理想的な反射角度で射出されるものとなるのは、スクリーン１０'の光反射層２において、光反射部ＰＰが、同心円弧状に配列された複数のプリズム部分２ａ上に形成された構成となっていることによる。つまり、反射層２が上記構成を有することにより、投射光ＰＬは、スクリーン１０'の中央側のみならず、比較的傾斜角度の大きい上下左右の周辺側においても、確実に正面側即ち略＋Ｚ側に理想的な角度で反射光ＲＬとして折り返されている。この結果、スクリーン１０'に投射された投射光ＰＬから得られる投影画像光ＤＬは、図８（Ｄ）に示すように、光制御層３，４での拡散によって十分な広がりのある反射分布を有する光として射出される。なお、比較例のスクリーンの特性を示す線Ｙ２，Ｘ２については、図８（Ａ）及び８（Ｂ）のいずれにおいても、特に周辺側である観測箇所ＨＬ，ＬＬにおいて狙いとする条件である線ＹＳ，ＸＳから大きく外れている。この場合、中央側と周辺側とで画像ムラが生じる可能性がある。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係るスクリーン１０，１０'では、光反射層２において、複数の光反射部ＰＰの各反射面ＰＳの傾きを決定する断面鋸歯状の複数のプリズム部分２ａが、入射する投射光ＰＬに対応して基板１上において同心円弧状に配列されている。これにより、入射した投射光ＰＬが大きく傾いていても、これを表示平面である基板１の主面１ａを基準として正面側即ち略＋Ｚ側に反射光ＲＬとして折り返すことができる。これにより、投射光ＰＬを折り返して得られた反射光ＲＬの傾き即ち光制御層３への入射角γの値を第１の角度領域ω内のものとすることができる。従って、光制御層３を経た反射光ＲＬは、適度に拡散された状態の投影画像光ＤＬとなって射出される。以上により、例えばスクリーン周辺の場合のように入射する投射光ＰＬの入射角βが局所的に大きくなる場合であっても、当該投射光ＰＬを適度に拡散させた状態で反射して、画像ムラの抑制された投影画像を映し出すことができる。また、光反射層２において、複数の光反射部ＰＰの各反射面ＰＳは、表示平面である主面１ａに対して投射光ＰＬの入射角βよりも小さい入射角β２で入射する外光ＯＬを＋Ｙ側の第２の角度領域η内の角度となる方向に折り返すように傾けている。これにより、不要な外光ＯＬを投射光ＰＬから分離して処理できる。
【００５７】
また、上記において、光制御層３の第１の角度領域ω即ち臨界角度ωＨ，ωＬの値は、傾斜角度α等についての上式（６）の条件を確保できる範囲において適宜調整してもよく、例えば、法線ＺＸについてＹ方向に正確に対称とすることも可能である。上記の例では、外光との分離性をより高める等のために、略＋Ｚ側で＋Ｚ方向から＋Ｙ方向に数度の傾きを設けた特定方向を中心に光を射出させＹ方向に略対称のものとしている。しかし、本実施形態では、これに限らず、例えば、＋Ｙ側の臨界角度ωＨの値と−Ｙ側の臨界角度ωＬの値とが等しくなるようにして、第１の角度領域ωを設定することも可能である。この場合、真正面即ち正確な＋Ｚ方向を基準とする拡散分布を持った状態にある投影画像光ＤＬを射出できる。
【００５８】
また、図３等では、中心ＣＦと交点ＳＸとは、中心軸ＬＸ上において距離ｂ−ｄだけ離間した状態のものを示している。この距離は、図１のようにプロジェクター５０を設置する環境等に対応するためのマージンに相当し、ある程度の範囲を許容している。ただし、距離ｂ−ｄが０即ち中心ＣＦと交点ＳＸとを一致させることができれば、そのような配置としてもよい。この場合、投射光ＰＬの入射角βとスクリーン１０の各光反射層２の傾斜角度αとの関係が最適化され、投射光ＰＬをより確実に観察者ＥＹのいる正面側即ち略＋Ｚ側へ折り返すことができる。
【００５９】
また、光反射層２において、円弧状に沿って配列される複数のプリズム部分２ａの曲率半径を必要により適宜調整して、複数の光反射部ＰＰの各反射面ＰＳの傾きのスクリーン１０内における分布を調整してもよい。一般に、フレネルプリズム反射面の収差の影響は、スクリーンの周辺側ほど受けやすい。このため、スクリーン１０においても、周辺側において入射角γの角度のズレが生じやすいが、曲率半径を調整することで、このずれを補正することができる。
【００６０】
なお、詳しい説明を省略するが、プロジェクター５０を室内の床側に設置して下方からの近接投射とする場合にも、同様の投射システム１００を構成することが可能である。
【００６１】
〔第２実施形態〕
以下、図９等により、第２実施形態に係るスクリーンについて説明する。なお、本実施形態に係る投射システムは、第１実施形態の投射システム１００の変形例であるので、スクリーンの構造についてのみ説明し、全体の図示を省略する。
【００６２】
図９に示すように、本実施形態に係るスクリーン１１０は、近接投射ではなく、いわゆるロングスローの投射に対応するものであり、ここでは一例として床置き即ち下方に設置する場合を想定して説明する。また、図示のように、投射光ＰＬの投射点ＳＳから表示平面である主面１ａに対して垂直に下ろした交点ＳＸと、同心円弧状に配列した複数のプリズム部分の同心円の中心ＣＦとが一致した状態でスクリーン１１０の下端側に配置されているものとする。この場合、最下端での投射は、スクリーン１１０の主面１ａに対して垂直又は略垂直な方向からの投射となる。つまり、この場合の投射光の入射角は略０°となる。なお、スクリーン１１０の中央側や上方については、投射光ＰＬは、ある程度の大きさの入射角βで入射するものとなる。
【００６３】
以下、図１０（Ａ）及び１０（Ｂ）により、スクリーン１１０による投射光ＰＬの拡散反射の動作について説明する。
【００６４】
まず、図１０（Ａ）により、投射光ＰＬがスクリーン１１０の中央側や上方に入射する場合即ち投射光ＰＬのうち比較的入射角βの値が大きい場合について説明する。この場合、投射光ＰＬの入射角βは、光制御層３の第１の角度領域ωの外側の角度となる。従って、入射時の投射光ＰＬは、光制御層３を直進透過する。この投射光ＰＬは、光反射部ＰＰにおいて傾斜角度αの反射面ＰＳにより反射され、反射光ＲＬとなって再び光制御層３に入射する。この際、傾斜角度αが適宜調整されていることにより、例えば反射光ＲＬの方向が主面１ａに対して略垂直となるように制御されている。つまり、反射光ＲＬの光制御層３への入射角は、第１の角度領域ω内の角度となっている。これにより、反射光ＲＬは、光制御層３において適度に拡散されてスクリーン１１０から略＋Ｚ方向の特定方向を中心として射出される。
【００６５】
次に、図１０（Ｂ）により、投射光ＰＬのうち入射角の値が小さい場合として、特に、入射角が０°或いは略０°である場合即ちスクリーン１１０の最下端への投射の場合について説明する。この場合、投射光ＰＬの入射角は、光制御層３の第１の角度領域ω内の角度となる。従って、光制御層３において拡散透過されて光反射層２に向かう。ここで、拡散された投射光ＰＬの主要な成分の角度範囲を角度範囲ψとする。また、角度範囲ψの上端側の成分を投射光ＰＬ１とし、下端側の成分を投射光ＰＬ２とする。この場合、投射光ＰＬ１，ＰＬ２は、光反射部ＰＰの反射面ＰＳにより反射されるが、ここでの反射面ＰＳは、傾いていない即ち傾斜角度が０°となっている。このため、投射光ＰＬ１，ＰＬ２は、その角度を保ったまま、＋Ｚ側即ち光制御層３側に折り返される。この場合、反射面ＰＳで反射された反射光ＲＬもほとんどが第１の角度領域ω内の角度で光制御層３に入射し、拡散透過されて正面側即ち略＋Ｚ側に射出される。以上により、反射光ＲＬは、適度に拡散された状態でスクリーン１１０から略＋Ｚ方向の特定方向を中心として射出される。
【００６６】
以下、図１１（Ａ）及び１１（Ｂ）により、スクリーン１１０による外光ＯＬの処理の動作について説明する。
【００６７】
まず、図１１（Ａ）により、スクリーン１１０のうち上方側（＋Ｙ側）の場合について説明する。この場合、図９に示すように、例えば窓からの光のような不要光のうち、特に、スクリーン１１０の主面１ａに対して略垂直な方向から入射する外光ＯＬが問題となる。ここで、図示のように、主面１ａに対して略垂直な入射角β２（＜ωＨ）で入射する外光ＯＬは、第１の角度領域ω内の角度で光制御層３に入射し、光制御層３において拡散透過し、例えば角度範囲ψで拡散された状態となって光反射層２の反射面ＰＳに向かう。ここでは、角度範囲ψのＹ方向の上端を外光ＯＬ１、下端を外光ＯＬ２とする。この場合、外光ＯＬ１，ＯＬ２は、いずれも−Ｙ側に傾き、かつ、第１の角度領域ω外の角度範囲で光制御層３に向かう。従って、外光ＯＬ１，ＯＬ２に代表される外光ＯＬ全体は、光反射層２での反射後、光制御層３において拡散されることなく直進透過して−Ｙ側即ち下方側へ射出され、観察者ＥＹ（図９参照）に向かうことなく除去される。
【００６８】
次に、図１１（Ｂ）により、スクリーン１１０のうち下方側（−Ｙ側）の場合として、特に、入射角が０°或いは略０°である場合即ちスクリーン１１０のうち最下端側の場合について説明する。この場合、図９に示すように、例えば窓からの光のような不要光のうち、比較的上方向から入射する外光ＯＬ'が問題となることがある。ここで、図示のように、上方向から入射する外光ＯＬは、第１の角度領域ω外の角度で光制御層３に入射するため、光制御層３において直進透過して光反射層２の反射面ＰＳに向かう。ここでの反射面ＰＳは、傾いていない即ち傾斜角度が０°となっているため、外光ＯＬ'は、その角度を保ったまま、光制御層３側へ折り返される。従って、外光ＯＬ'は、再び光制御層３に入射する際にも第１の角度領域ω外の入射角となっているため、光制御層３において拡散されることなく直進透過して−Ｙ側即ち下方側へ射出され、観察者ＥＹ（図９参照）に向かうことなく除去される。
【００６９】
なお、本実施形態においても、光反射層２と光制御層３との間に第２の光制御層４を設けて、Ｘ方向についての拡散を併せて行うことが可能である。
【００７０】
〔その他〕
以上各実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７１】
上記では、光反射層２において、複数のプリズム部分２ａは、同心円弧状に隙間なく配列されフレネル形状を有するものとしているが、投射光ＰＬを確実に正面側に折り返すものであれば、複数のプリズム部分２ａの配列や形状は、これに限らず、例えば同心円弧を変形した楕円状の曲線に沿って平行に配列されるものであってもよい。また、各プリズム部分２ａも輪帯状のもの以外でもよく、例えば複数のブロック状のプリズムを同心円弧状の曲線に沿って並べることで、１つのプリズム部分としての機能を持たせる構成としてもよい。
【００７２】
また、上記では、投射光ＰＬを正面側あるいは略正面側に観察者がいることを想定しているため、折り返すべき方向についても正面側あるいは略正面側としているが、観察者が正面側以外の位置にいる場合には、これに応じて投射光ＰＬを折り返す方向を適宜変更できる。
【００７３】
また、上記では、図７に示す変形例のスクリーン１０'において、光反射層２と光制御層３との間に第２の光制御層４を設ける構成としているが、光制御層３と第２の光制御層４とを入れ替えた構成としてもよい。
【００７４】
また、上記では、スクリーン１０等において、基板１の主面１ａ上に複数のプリズム部分２ａを設ける構成としているが、例えばプレス加工等により基板１と複数のプリズム部分２ａとを一体的に成形することもできる。
【００７５】
また、上記では、基準となる表示平面を主面１ａとしているが、例えば光反射層２の表面２ｃ等を表示平面としてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０，１０'，１１０…スクリーン、  １，１０１…スクリーン基板、  ２…光反射層、  ２ａ…プリズム部分、  ２ｂ…平準化層、  ３，４…光制御層、  ２０…保護層、  ＰＰ…光反射部、  ＰＳ…反射面、  ＡＳ…光吸収部、  ５０…プロジェクター、  １００…投射システム、  ＰＬ…投射光
【図１】
0005686406.tif 000002
【図２】
0005686406.tif 000003
【図３】
0005686406.tif 000004
【図４】
0005686406.tif 000005
【図５】
0005686406.tif 000006
【図６】
0005686406.tif 000007
【図７】
0005686406.tif 000008
【図８】
0005686406.tif 000009
【図９】
0005686406.tif 000010
【図１０】
0005686406.tif 000011
【図１１】
0005686406.tif 000012