(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過視認性を有する支持体と、
前記支持体上に積層されたスクリーンシートと、
前記スクリーンシートの前面に投射光を照射するプロジェクターとを備え、
前記スクリーンシートは、コレステリック規則性を有する偏光選択反射フィルムを含み、右回り円偏光および左回り円偏光のうち一方を選択的に透過させ他方を選択的に反射する反射波長を有し、
前記反射波長は、半値幅が４０ｎｍ以下の反射帯域が１つ又は互いに重複せずに不連続に複数あり、
前記投射光は、前記偏光選択反射フィルムが選択的に反射する円偏光の旋回方向と同じ旋回方向の円偏光であり、
前記投射光の照射帯域が、前記スクリーンシートの反射帯域と少なくとも一部で重複しており、
前記スクリーンシートの厚み方向の内部に、前記偏光選択反射フィルムと透明貼合材を介して接する凹凸が形成されている凹凸シートを有し、前記偏光選択反射フィルムは前記凹凸シートに由来する凹凸が形成されている投射装置用スクリーンシステム。
【請求項２】
前記スクリーンシートの前記反射帯域に、赤色光、緑色光および青色光の帯域を含む請求項１に記載の投射装置用スクリーンシステム。
【請求項３】
前記投射光の前記照射帯域と、前記スクリーンシートの前記反射帯域が５０％以上重複する請求項１又は２に記載の投射装置用スクリーンシステム。
【請求項４】
前記スクリーンシートの前記反射帯域内に、前記投射光の前記照射帯域が含まれる請求項１〜３のいずれかに記載の投射装置用スクリーンシステム。
【請求項５】
前記偏光選択反射フィルムの螺旋軸の方向は、前記スクリーンシート面の法線方向と一致する部分と、当該法線方向に対してチルトしている部分が存在する請求項１〜４のいずれかに記載の投射装置用スクリーンシステム。
【請求項６】
前記支持体がガラスである請求項１〜５のいずれかに記載の投射装置用スクリーンシステム。
【請求項７】
透過視認性を有する支持体と、前記支持体上に積層されたスクリーンシートと、前記スクリーンシートの前面に投射光を照射するプロジェクターとを備え、
前記スクリーンシートは、コレステリック規則性を有する偏光選択反射フィルムを含み、右回り円偏光および左回り円偏光のうち一方を選択的に透過させ他方を選択的に反射する反射波長を有し、
前記反射波長は、半値幅が４０ｎｍ以下の反射帯域が１つ又は互いに重複せずに不連続に複数あり、
前記投射光は、前記偏光選択反射フィルムが選択的に反射する円偏光の旋回方向と同じ旋回方向の円偏光であり、
前記投射光の照射帯域が、前記スクリーンシートの反射波長の前記反射帯域と少なくとも一部で重複している投射装置用スクリーンシステムに用いられる、
前記支持体と前記スクリーンシートを具備し、
前記スクリーンシートの厚み方向の内部に、前記偏光選択反射フィルムと透明貼合材を介して接する凹凸が形成されている凹凸シートを有し、前記偏光選択反射フィルムは前記凹凸シートに由来する凹凸が形成されている投射装置用スクリーン。
【請求項８】
前記スクリーンシートの前記反射帯域に、赤色光、緑色光および青色光の帯域を含む請求項７に記載の投射装置用スクリーン。
【請求項９】
前記偏光選択反射フィルムの螺旋軸の方向は、前記スクリーンシート面の法線方向と一致する部分と、当該法線方向に対してチルトしている部分が存在する請求項７又は８に記載の投射装置用スクリーン。
【請求項１０】
前記支持体がガラスである請求項７〜９のいずれかに記載の投射装置用スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射装置用スクリーンおよび投射装置用スクリーンシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代型スクリーンとして、背景の像の視認性を低下させることなく、視認性の高い像を投影できる透明スクリーンが期待されている。透明スクリーンの用途としては、スクリーンを通して前方の視認性が要求されるヘッドアップディスプレイやウェアラブルディスプレイ、或いは空間の演出を効果的に行いたい展示場における透明パーティションやショウウインドウなどがある。スクリーンは、背面投射を行う透過型スクリーンと前面投射を行う反射型スクリーンとに大別される。
【０００３】
反射型スクリーンにおいて、スクリーン背面にある景色が視認できる透明スクリーンとして、特許文献１には、樹脂層中に凝集状態で含まれる特定粒径の無機粒子を特定量含んでなる反射型スクリーン用フィルムが開示されている。また、特許文献２においては、反射型の投影スクリーンと、映像光を出射する投影機と、投影機から出射された映像光を反射して投影スクリーンへむけて映像光として投射する反射ミラーとを備えた投射システムが提案されている。反射ミラーは、偏光選択性及び波長選択性を有し、投影スクリーンの偏光選択反射層により反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光を選択的に反射するとともに、投影スクリーンの偏光選択反射層により反射される光の波長域に対応する波長域の光を選択的に反射するようになっている。
【０００４】
また、特許文献３においては、透明層の内部に、透明層の主面に対して略平行に一次元方向に延在するストライプ状の複数の光散乱部が形成された映像投射窓や、透明層の内部に、酸化チタン等の光散乱微粒子を分散させた平坦な形状を持つ映像投射窓が開示されている。また、特許文献４においては、透明基材上に凹凸構造体を形成した透明スクリーンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２１２８００号公報
【特許文献２】特開２００６−１６３１６５号公報
【特許文献３】国際公開第２０１５／１８６６３０号
【特許文献４】国際公開第２０１５／１８６６６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
透明スクリーンの開発にあたっては、その透明性を維持しつつ、簡便な構成で投射像の視認性を改善できる技術が求められている。
【０００７】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、スクリーンの背面にある背景の視認性を確保しながら、投射された映像の視認性に優れる投射装置用スクリーンおよび投射装置用スクリー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】
【０００８】
本発明は、以下［１］〜［１０］の構成を有する投射装置用スクリーンシステム、および投射装置用スクリーンを提供する。
［１］：  透過視認性を有する支持体と、前記支持体上に積層されたスクリーンシートと、前記スクリーンシートの前面に投射光を照射するプロジェクターとを備え、前記スクリーンシートは、コレステリック規則性を有する偏光選択反射フィルムまたはその薄片体を含み、右回り円偏光および左回り円偏光のうち一方を選択的に透過させ他方を選択的に反射する反射波長を有し、前記反射波長は、半値幅が４０ｎｍ以下の反射帯域が１つ又は互いに重複せずに不連続に複数あり、前記投射光は、前記偏光選択反射フィルムが選択的に反射する円偏光の旋回方向と同じ旋回方向の円偏光であり、前記投射光の照射帯域が、前記スクリーンシートの反射帯域と少なくとも一部で重複している投射装置用スクリーンシステム。
［２］：  前記スクリーンシートの前記反射帯域に、赤色光、緑色光および青色光の帯域を含む［１］に記載の投射装置用スクリーンシステム。
［３］：  前記投射光の前記照射帯域と、前記スクリーンシートの前記反射帯域が５０％以上重複する［１］又は［２］に記載の投射装置用スクリーンシステム。
［４］：  前記スクリーンシートの前記反射帯域内に、前記投射光の前記照射帯域が含まれる［１］〜［３］のいずれかに記載の投射装置用スクリーンシステム。
［５］：  前記偏光選択反射フィルムまたはその薄片体の螺旋軸の方向は、前記スクリーンシート面の法線方向と一致する部分と、当該法線方向に対してチルトしている部分が存在する［１］〜［４］のいずれかに記載の投射装置用スクリーンシステム。
［６］：  前記支持体がガラスである［１］〜［５］のいずれかに記載の投射装置用スクリーンシステム。
［７］：  透過視認性を有する支持体と、前記支持体上に積層されたスクリーンシートと、前記スクリーンシートの前面に投射光を照射するプロジェクターとを備え、前記スクリーンシートは、コレステリック規則性を有する偏光選択反射フィルムまたはその薄片体を含み、右回り円偏光および左回り円偏光のうち一方を選択的に透過させ他方を選択的に反射する反射波長を有し、前記反射波長は、半値幅が４０ｎｍ以下の反射帯域が１つ又は互いに重複せずに不連続に複数あり、前記投射光は、前記偏光選択反射フィルムが選択的に反射する円偏光の旋回方向と同じ旋回方向の円偏光であり、前記投射光の照射帯域が、前記スクリーンシートの反射波長の前記反射帯域と少なくとも一部で重複している投射装置用スクリーンシステムに用いられる、前記支持体と前記スクリーンシートを具備する投射装置用スクリーン。
［８］：  前記スクリーンシートの前記反射帯域に、赤色光、緑色光および青色光の帯域を含む［７］に記載の投射装置用スクリーン。
［９］：  前記偏光選択反射フィルムまたはその薄片体の螺旋軸の方向は、前記スクリーンシート面の法線方向と一致する部分と、当該法線方向に対してチルトしている部分が存在する［７］又は［８］に記載の投射装置用スクリーン。
［１０］：  前記支持体がガラスである［７］〜［９］のいずれかに記載の投射装置用スクリーン。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、スクリーンの背面にある背景の視認性を確保しながら、投射された映像の視認性に優れる投射装置用スクリーンおよび投射装置用スクリーンシステムを提供できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムの一例を示す模式的説明図。
【図２】第２実施形態に係る投射装置用スクリーンの一例を示す模式的説明図。
【図３】第３実施形態に係る投射装置用スクリーンの一例を示す模式的説明図。
【図４】第４実施形態に係る投射装置用スクリーンの一例を示す模式的説明図。
【図５】第５実施形態に係る投射装置用スクリーンの一例を示す模式的説明図。
【図６】第６実施形態に係る投射装置用スクリーンの一例を示す模式的説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。尚、以降の図における各部材のサイズや比率は、説明の便宜上のものであり、これに限定されるものではない。また、本明細書において特定する数値は、実施形態または実施例に開示した方法により求められる値である。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る投射装置用スクリーンの一例の模式的説明図である。投射装置用スクリーンシステム１０１は、投射装置用スクリーン１０とプロジェクター２０を有する。投射装置用スクリーン１０は、スクリーンシート１を含む。スクリーンシート１は、投射映像を映し出すシートであり、支持体２と表面保護材３に挟持されてなる。以下、投射装置用スクリーン１０における図中の観察者側の面（表面保護材３側の面）を前面、観察者側とは反対の面（支持体２側の面）を背面として説明する。
【００１３】
スクリーンシート１の投射領域は、背面の景色を視認できる透過視認性と投射映像の表示特性を兼ね備える。すなわち、投射装置用スクリーン１０の前面側にいる観察者は、スクリーンシート１越しに投射装置用スクリーン１０の背面側の景色を確認できる。また、スクリーンシート１に映し出された投射映像を視認できる。
【００１４】
支持体２は、スクリーンシート１の支持体として機能し、少なくともスクリーンの投射領域において視認透過性を有している。表面保護材３は、スクリーンシート１の保護材としての機能を有し、少なくともスクリーンの投射領域において視認透過性を有している。支持体２および表面保護材３の素材は、これらの機能を満たしていればよく特に限定されないが、ガラスやプラスチック材が好適である。機械的強度の観点からは、支持体２と表面保護材３をガラスとし、これらのガラスの内部にスクリーンシート１を挟持する合せガラスの構成が好適である。一方、機械的強度が要求されない用途においては、支持体２をガラスまたはプラスチック材とし、表面保護材３を透明保護フィルムとする態様が例示できる。ガラスを用いる場合には、ソーダライムガラス、無アルカリガラスが好ましい。耐久性を向上させるため、化学強化、ハードコーティング等を行ってもよい。プラスチック板を用いる場合には、（メタ）アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の公知の透明樹脂を好適に適用できる。また、前面側に支持体２、背面側に表面保護材３を設置してもよい。
【００１５】
投射装置用スクリーン１０は、平面であっても曲面であってもよい。背面の透過視認性を高め、空間の演出を効果的に行う観点からは、投射装置用スクリーン１０は、映像光を投射していない状態において、無色の場合には可視光帯域（４００〜７００ｎｍ）の透過率が７０％以上であることが好ましく、着色している場合にはヘイズ値が１０％以下であることが好ましい。
【００１６】
スクリーンシート１は、コレステリック規則性を有する偏光選択反射フィルムを有し、右回り円偏光および左回り円偏光のうち一方を選択的に透過させ他方を選択的に反射する反射波長を有する。この反射波長は、第１実施形態においては半値幅が４０ｎｍ以下の反射帯域が１つあり、第１実施形態に係るスクリーンシート１は、前記特性を満たすほぼモノドメインの偏光選択反射フィルム１層からなる。なお、反射波長の半値幅とは、コレステリック規則性由来の螺旋軸に対して平行な光線を入射したときの反射波長ピーク高さの２分の１におけるピークの広がり幅のことを意味する。反射波長の測定は、通常の分光光度計により行ったものである。
【００１７】
コレステリック規則性とは、一方向に揃って配向した分子が層を形成し、隣り合う分子層ごとに配向方向が僅かずつずれ、分子層が螺旋構造をなしている状態をいう。コレステリック規則性は、通常、コレステリック液晶相を固定することにより得られる。コレステリック液晶組成物の膜を硬化した高分子フィルムが好適である。
【００１８】
コレステリック規則性は、通常、棒状のネマチック液晶やスメクチック液晶に対して不斉中心等を持つカイラルドーパントを添加することによって得られる。また、螺旋軸を有する円盤状液晶は、円盤状液晶に対してカイラルドーパントを添加することによって得られる。カイラルドーパントによって、液晶分子に捩じれが生じ、旋光性が付与される。螺旋を誘起するカイラルドーパントの濃度を調整することによって、若しくは液晶性化合物やカイラルドーパントの種類を代えることによってカイラル構造の螺旋ピッチを変えることができる。螺旋ピッチを変えることによって特定の波長の光を反射させることが可能となる。コレステリック規則性を構成する構造は、フィルム主面に対してほぼ法線方向の螺旋軸を有することが好ましい。
【００１９】
コレステリック規則性を有する螺旋構造は、その螺旋軸と平行な方向より、その螺旋構造に入射する光の螺旋の旋回方向と同一方向の円偏光を反射し（選択反射という）、非同一方向の円偏光を透過する性質が知られている。この時、その反射する円偏光の中心波長λは、以下の式（１）に示すように、その螺旋構造のピッチｐ（μｍ）と螺旋軸に直交する平面での液晶の平均屈折率ｎ［ａｖ］との積で示される。
＜式（１）＞    λ＝ｐ×ｎ［ａｖ］
その反射の帯域幅Ｗは、以下の式（２）に示すように、液晶の複屈折異方性Δｎとｐの積で示される。
＜式（２）＞    Ｗ＝ｐ×Δｎ
【００２０】
偏光選択反射フィルムの反射波長の半値幅は、透明性を確保する観点から、４０ｎｍ以下であることがより好ましく、３０ｎｍ以下であることが更に好ましい。反射波長の半値幅の下限は、スクリーンとしての投影時の視認性からは１０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
第１実施形態に係るスクリーンシート１は、偏光選択反射フィルムのみからなるが、スクリーンシート１の厚みは、例えば、１μｍ〜２５μｍ程度である。
【００２２】
偏光選択反射フィルムとして、螺旋ピッチが一定のフィルムを用いることが有効である。例えば、重合性官能基を有するネマチック若しくはスメクチックの液晶性化合物と、重合性官能基を有するカイラルドーパントとを含有する硬化性液晶組成物を用いて、螺旋ピッチが一定の偏光選択反射フィルムを得る方法が得られる。また、円盤状液晶とカイラルドーパントを含有する液晶組成物を用いてもよい。
【００２３】
コレステリック規則性の形成方法としては、例えば、棒状のネマチック液晶やスメクチック液晶に対して不斉中心等を持つカイラルドーパントを添加することによって螺旋軸を有するコレステリック液晶相を形成し、これを固定化する方法がある。また、円盤状液晶に対して不斉中心等を持つカイラルドーパントを添加することによって螺旋軸を有する円盤状液晶相を形成し、これを固定化する方法もある。
【００２４】
カイラルドーパントを添加することにより、液晶分子に捩じれが生じ、旋光性が付与される。螺旋を誘起するカイラルドーパントの濃度を調整することによって、若しくは液晶性化合物やカイラルドーパントの種類を代えることによってカイラル構造の螺旋ピッチや螺旋の旋回方向を変えることができる。螺旋ピッチを変えることによって特定の波長の光を反射させることが可能となる。
【００２５】
固定化の好適な方法として、重合性官能基を有する液晶性化合物と、重合性官能基を有するカイラルドーパントとを含有する硬化性液晶組成物を用いて、活性光線照射によって重合反応を進行させ、高分子フィルムとする方法が例示できる。カイラルドーパントは、必ずしも重合性基を有していなくてもよく、また、重合性基を有するカイラルドーパントと、重合性基を有しないカイラルドーパントを併用してもよい。重合性官能基を有しない液晶性化合物を一部に用いてもよい。また、液晶性化合物は、低分子化合物のみならず、ポリマーであってもよい。また、非液晶性の重合性化合物を一部に用いてもよい。
【００２６】
硬化性液晶組成物には、通常、重合開始剤が含まれている。また、必要に応じて、コレステリック液晶相の形成に影響を与えない範囲において、重合開始剤、重合禁止剤、紫外光吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、水平配向剤、ムラ防止剤、ハジキ防止剤等を含有していてもよい。また、膜強度を高めるために、可塑剤等を添加することも可能である。
【００２７】
光安定剤としては、ヒンダードアミン類、ニッケルビス（オクチルフェニル）サルファイド、ニッケルコンプレクス−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルリン酸モノエチラート、ニッケルジブチルジチオカーバメート等のニッケル錯体が挙げられる。これらは２種以上を併用してもよい。液晶組成物中の光安定剤の含有量は、原料成分１００質量部に対して、０．０１〜１質量部であることが好ましく、０．１〜０．３質量部が特に好ましい。
【００２８】
光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、フォスフィンオキサイド類、ベンジル類、ミヒラーケトン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、及びチオキサントン類等が挙げられる。また熱重合開始剤としてアゾビス系、及び過酸化物系の重合開始剤が挙げられる。これらは２種以上を併用してもよい。液晶組成物中の光、又は熱重合開始剤の含有量は液晶組成物の全体量に対して、０．０１〜５質量％が好ましく、０．０３％〜２質量％が特に好ましい。
【００２９】
重合性官能基を有する液晶性化合物は、カイラルドーパントの添加によって螺旋軸を有する液晶相を示し、螺旋軸を有する液晶相を固定化でき、且つ可視光帯域を選択反射可能なものを用いる。
【００３０】
硬化性液晶組成物は、重合性官能基を有する液晶性化合物と重合性官能基を有するカイラルドーパントを合わせて７５質量％以上含む液晶組成物であることが好ましく、さらに、９０質量％以上を含んでいることが好ましい。液晶組成物としては、重合性液晶組成物を７５質量％以上、特に８５質量％以上含む液晶組成物が好ましい。カイラルドーパントの量は、硬化性液晶化合物に対して１〜３０モル％であることが好ましい。
【００３１】
硬化性液晶組成物を支持体２上に塗布した後、硬化性液晶組成物に溶媒が添加されている場合には、塗膜の乾燥を行う。溶媒を除去し、温度を所定の条件下にすることによって、コレステリック液晶相が発現する。この状態において重合を行う。重合は、前述したように外部エネルギーを印加することによって行う。コレステリック液晶相を安定して発現させる点からは、コレステリック液晶相−等方相相転移温度（Ｔｃ）よりも−１０℃以下の温度とすることが好ましい。重合は、ラジカル重合が好ましい。重縮合等で水等の揮発物が重合中に発生する反応や、液晶特性に悪影響を与える副生成物を発生する反応は好ましくない。円盤状液晶性分子の重合については、例えば、特開平８−２７２８４号公報などに記載された方法で行うことができる。
【００３２】
光照射に用いる光源は、特に制限されない。例えば、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ、ケミカルランンプ、水銀ランプ等を用いることができる。
【００３３】
支持体２、スクリーンシート１は、空気層を介在せずに接合され、且つ光学的に接合できる手段であれば特に限定されないが、透明貼合材が好適である。また、スクリーンシート１は、支持体２に直接塗工して接合してもよい。また、支持体２に配向膜を塗工し、その配向膜上に硬化性液晶組成物を塗工して接合してもよい。
【００３４】
透明貼合材は、液状又はペースト状の状態で接合する間隙に充填する方法、あるいは接着剤層を積層して貼り合せる方法がある。透明貼合材は、例えば、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系等の樹脂を用いた熱可塑性樹脂組成物または硬化性樹脂組成物がある。硬化性樹脂組成物を用いる場合には、一方の接合面に硬化性樹脂組成物を塗工し、他方の接合面を貼り合せた後に硬化処理を行う。光硬化性樹脂組成物の場合には活性光線を、熱硬化性樹脂組成物の場合には熱を加える。感圧性接着剤層を用いる場合には、一方の接合面に感圧性接着剤層を塗工または積層後、他方の接合面を貼り合せて圧力を加えることにより接合する。透明貼合材には、視野角を広くするために、拡散成分が入っていてもよい。図２の例においては、支持体２とスクリーンシート１を直接貼り合わされている例を示しているが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で他の光学フィルム等がこれらの間に積層されていてもよい。
【００３５】
表示光の視認性をより高める観点から、透明貼合材の屈折率は、表示光が出射される領域の支持体２の屈折率に対して０．８〜１．３倍であることが好ましく、０．９３〜１．１２倍であることがより好ましい。また、透明貼合材の２５℃におけるせん断弾性率は、１０３〜１０７Ｐａであることが好ましく、１０４〜１０６Ｐａであることがより好ましい。特に、透明貼合材の２５℃におけるせん断弾性率が１０４〜１０６Ｐａである場合には、貼り合せ時に生じ得る空隙を比較的容易に消失させることができるため好ましい。透明貼合材の２５℃におけるせん断弾性率を１０３Ｐａ以上とすることにより、塗布された透明貼合材の形状を維持しやすくなる。従って、適用された透明貼合材の厚さが厚くても、透明貼合材全体で厚さが均一に保たれ、支持体２およびスクリーンシート１と透明貼合材との界面に空隙が発生し難くなる。透明貼合材の２５℃におけるせん断弾性率を１０４Ｐａ以上にすることで変形をさらに抑制できる。さらに、透明貼合材の２５℃におけるせん断弾性率を１０７Ｐａ以下にすることにより、スクリーンシート１と支持体２との貼合密着力を高め、スクリーンシート１が支持体２から剥離するのを防止できる。
【００３６】
透明貼合材の厚みは、外力による衝撃を十分に低減する観点からは０．０３ｍｍ以上が好ましい。また、視認性の低下を抑制する観点からは、透明貼合材の厚さは２ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、０．１〜０．８ｍｍである。
【００３７】
プロジェクター２０は、スクリーンシート１に映像を投射するための投射光を出射する装置である。プロジェクター２０から出射される投射光は、反射ミラー等の光学部材を介さずに、直接、スクリーンに照射する態様が好ましい。プロジェクター２０の配置は、プロジェクター２０から出射される投影光が、スクリーンシート１に直接投射されるように、スクリーンシート１の前面側前方とする。
【００３８】
プロジェクター２０には、例えばＣＲＴプロジェクター、液晶プロジェクター、ＤＬＰプロジェクター、ＬＣＯＳプロジェクター、ＧＬＶプロジェクターが用いられる。狭帯域化するために、必要に応じて光学フィルターを用いてもよい。また、直線偏光にするための偏光板や、円偏光にするための１／４波長板を適宜、プロジェクター内に設置し、投射光を所望の照射帯域および特定の方向の円偏光とすることができる。
【００３９】
プロジェクター２０から出射される投射光は、スクリーンシート１が選択的に反射する円偏光の旋回方向と同じ旋回方向の円偏光とする。プロジェクター２０から出射される投射光の照射帯域は、スクリーンシート１の反射帯域と少なくとも一部を重複させる。
【００４０】
投射光の照射帯域の半値幅の中心波長が、スクリーンシート１の偏光選択反射フィルムの反射帯域に含まれることが好ましい。また、投射光の照射帯域とスクリーンシート１の反射帯域は、５０％以上が重複していることが好ましい。また、投射効率を高める観点からは、投射光の照射帯域が偏光選択反射フィルムの反射帯域の端部波長に対してそれぞれ＋１０ｎｍ以内であることが好ましく、投射光の照射帯域が偏光選択反射フィルムの反射帯域内に含まれることがより好ましい。なお、投射光の照射帯域とは半値幅の帯域をいい、半値幅とは、投射光の輝度ピーク高さの２分の１におけるピークの広がりの幅をいう。
【００４１】
第１実施形態のようにスクリーンシート１として偏光選択反射フィルムを単層で用いる場合には、反射帯域に対応する単色光をプロジェクター２０から出射させる態様が好ましい。例えば、スクリーンシート１が右回り円偏光の赤色（Ｒ）（４３０〜４６０ｎｍ）を選択反射する場合には、プロジェクター２０の投射光を、赤色（Ｒ）を含む右回り円偏光を所望のタイミングで出射する。これにより、スクリーンシート１において、投射光を理論的に全て反射させることができる。
【００４２】
第１実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムによれば、スクリーンシートの反射帯域に対応する光をプロジェクター２０から直接照射しているので、投射光の反射特性が高く、視認性に優れる。また、スクリーンシートの反射帯域以外、すなわち、非選択反射の円偏光および選択反射波長以外の光は透過するので、観察者は、支持体２の背面の景色を良好に視認できる。
なお、プロジェクター２０から照射する光をスクリーンシートの反射帯域に対応する光のみにすると、背面への投射光の抜けが抑制でき、プライバシーの保護がしやすくなる。
【００４３】
また、プロジェクター２０から直接的にスクリーンシート１に投射光を照射しているので、反射ミラー等の光学部材を用いる必要がなく、また、反射ミラー角度のズレ等を確認したり、調整したりする必要がないというメリットを有する。また、投射光は、偏光選択反射フィルムによって反射されるため、支持体２の背面に投射光が透過するのを防止できる。このため、背面からの投射光の漏れを防止する必要がある用途、例えば、ヘッドアップディスプレイ、ウェアラブルディスプレイなどに好適である。
【００４４】
第１実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムをヘッドアップディスプレイに用いる場合、透明貼合材等を介して自動車のフロントガラスの一部にスクリーンシート１を貼り合せ、車内にプロジェクターを設置することができる。例えば、プロジェクターにＧＰＳ機能を搭載し、左折、右折や踏切が近付いていること等の道案内をフロントガラスにマークなどを用いて表示することができる。
【００４５】
透明性が低い場合の背面側の視認性を高める方法として照明光を強くする方法があるが、第１実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムによれば、拡散板を設けていないので、透明性を高めることができる。このため、照明光の強度を必要以上に高める必要がないというメリットを有する。このため、コンビニエンスストアー等の透明な冷蔵ケースや自動販売機等のガラス板等に表示手段を設けたい場合に、本発明投射装置用スクリーンシステムは好適である。
【００４６】
さらに、投射装置用スクリーンを使用することにより、画像が空間に浮遊しているような演出を行うことができるので、展示会やショールームなどのショーケースやショーウインドウ、透明パーティション等に適用して、アイキャッチ効果を発揮することが期待できる。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、第１実施形態とは異なる投射装置用スクリーンの一例について説明する。以下、同一の要素部材は同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。第２実施形態に係る投射装置用スクリーンは、以下の点を除く基本的な構成は第１実施形態と同様である。すなわち、スクリーンシートを構成する偏光選択反射フィルムが複数層からなる点において、単層からなる第１実施形態と相違する。
【００４８】
図２に、第２実施形態に係る投射装置用スクリーン１０の模式的側面図を示す。投射装置用スクリーン１０は、第一偏光選択反射フィルム１１、第二偏光選択反射フィルム１２、第三偏光選択反射フィルム１３の３層の偏光選択反射フィルムからなるスクリーンシート１を有する。
【００４９】
偏光選択反射フィルム同士の接合手段は限定されないが、第１実施形態で説明した透明貼合材等の接着層を用いて貼り合せることができる。粘着フィルムを介して貼り合せる場合には、厚みは５０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下が特に好ましい。ドライラミネーションする場合には、２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。いずれの偏光選択反射フィルムの帯域も、半値幅が４０ｎｍ以下であり、互いに重複せずに不連続に存在する。
【００５０】
第一偏光選択反射フィルム１１は、赤色光（例えば、６１０〜６５０ｎｍ）を選択反射するフィルムであり、第二偏光選択反射フィルム１２は、緑色光（例えば、５１０〜５５０ｎｍ）を選択反射するフィルムであり、第三偏光選択反射フィルム１３は、青色光（例えば、４５０〜４９０ｎｍ）を選択反射するフィルムである。これにより、スクリーンシート１の第一偏光選択反射フィルム１１が右回り円偏光の赤色（Ｒ）の帯域を選択反射し、第二偏光選択反射フィルム１２が緑色（Ｇ）の帯域を選択反射し、第三偏光選択反射フィルム１３が青色（Ｂ）の帯域を選択反射する。
【００５１】
偏光選択反射フィルムの積層順は特に限定されないが、透明貼合材の反射を低減する観点から、短波長帯域の偏光選択反射フィルムをより投射光源側に積層することが好ましい。すなわち、第２実施形態においては、投射光源側から青色、緑色、赤色の偏光選択反射フィルムを積層することが好ましい。
【００５２】
プロジェクター２０からは、各反射帯域に対応する複数の単色光をプロジェクター２０から出射させる。第２実施形態においては、プロジェクター２０の投射光を赤色（Ｒ）の波長帯域（例えば、６２０〜６４０ｎｍ）、緑色（Ｇ）の波長帯域（例えば、５２０〜５４０ｎｍ）および青色（Ｂ）の波長帯域（４６０〜４８０ｎｍ）の右回り円偏光が任意のタイミングで任意の帯域の光が出射するようにする。これにより、スクリーンシート１において、投射光を理論的に全て反射させることができる。色を重ね合せることにより、特定の色を表現でき、光の３原色によって白色も表現できる。
【００５３】
第２実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムによれば、第１実施形態と同様の効果が得られる。更に、単色光のみならず複数の色を投影することができる。
【００５４】
なお、第２実施形態は一例であって、第一偏光選択反射フィルム〜第三偏光選択反射フィルムの帯域は任意に選定できる。すなわち、赤色光、緑色光、青色光の波長帯域の組み合わせに限定されない。また、各フィルムの帯域幅は一致している必要は無く任意に設定可能である。また、偏光選択反射フィルムの積層数は、３層に限定されず、２層でも４層以上でもよい。２層を用いる場合は、投射光以外の入射光によるスクリーンの色付きを抑える面で、青緑色と橙色のように、お互いに補色の関係となる２色を用いるのが好ましい。
【００５５】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムは、以下の点を除く基本的な構成は第１実施形態と同様である。すなわち、偏光選択反射フィルムに凹凸が形成されている点において、フラットな偏光選択反射フィルムを用いている第１実施形態と相違する。
【００５６】
図３は、第３実施形態に係る投射装置用スクリーン１０の一例を示す模式的説明図である。投射装置用スクリーン１０は、凹凸転写偏光選択反射フィルム１４と凹凸シート１５からなるスクリーンシート１を有する。スクリーンシート１は、液状の透明貼合材等を介して表面保護材３および支持体２に接合される。説明の便宜上、凹凸シートの凹凸を大きく図示しているが、実際にはナノスケールまたはマイクロスケールの凹凸であり、スクリーンシート１の螺旋軸を支持体２の基板面に対して僅かに傾ける程度である。
【００５７】
凹凸転写偏光選択反射フィルム１４を用いることにより、偏光選択反射フィルムの螺旋軸の方向を、スクリーンシート面の法線方向と一致する部分に加えて、当該法線方向に対して僅かにチルトさせることができる。
【００５８】
凹凸シート１５は、ナノオーダー若しくはミクロンオーダーの凹凸が表面に形成されている。凹凸シート１５の形成方法は特に限定されないが、ナノインプリント法、フォトレジスト法、サンドブラスト法、エッチング法などがある。スクリーンシート１の形成方法は種々の方法を採用できるが、透明貼合材を介してフラットな偏光選択反射フィルムを凹凸シート１５に添わせながら貼り付けることにより、凹凸に転写された凹凸転写偏光選択反射フィルム１４を得る方法が簡便である。
【００５９】
第３実施形態に係る投射装置用スクリーン１０によれば、反射光を拡散させ、視野角を一定の幅で広げることができる。凹凸シートの凹凸形状は、視野角のニーズに応じて適宜設計すればよい。
【００６０】
従来、スクリーンゲインを向上させる方法として拡散シートを入れる方法が常套手段であったが、透明性が落ちるという問題があった。一方、第３実施形態に係るスクリーンシステムによれば、コレステリック規則性の螺旋軸の方向を分散させることにより視野角が広がる。その結果、第１実施形態と同様の効果に加え、スクリーンゲインが向上する。
【００６１】
凹凸転写偏光選択反射フィルム１４の常分散屈折率と凹凸シート１５の屈折率を合わせることで不要な散乱を抑制できるため、２重像の発生やを抑制することができる。また、凹凸転写偏光選択反射フィルム１４の常分散屈折率と凹凸シート１５の赤外領域の屈折率を合わせることで赤外領域の反射散乱を抑制し、無偏光である近赤外光を利用したセンサーを精度よく利用することができる。例として、投射装置用スクリーン１０エッジに光源を配置した近赤外光を利用した導光型のタッチセンサーや投射装置用スクリーン１０の後方に近赤外線光源を配置したイメージ型のモーションセンサーと組み合わせて精度よくセンシングすることが可能となる後方視認が可能な映像投影システムにすることができる。
【００６２】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムは、以下の点を除く基本的な構成は第３実施形態と同様である。すなわち、第４実施形態においては、折ジワ付き偏光選択反射フィルムとフラットなシートを接合したスクリーンシートを用いている点において、フラットな偏光選択反射フィルムと凹凸シートを用いた第３実施形態と相違する。
【００６３】
図４は、第４実施形態に係る投射装置用スクリーン１０の一例を示す模式的説明図である。投射装置用スクリーン１０は、折ジワ付き偏光選択反射フィルム１６とフラットシート１７からなるスクリーンシート１を有する。スクリーンシート１は、液状の透明貼合材等を介して表面保護材３および支持体２に接合される。
【００６４】
折ジワ付き偏光選択反射フィルム１６は、まず、フラットな偏光選択反射フィルムを得、これに折ジワを付けることにより得られる。折ジワは無秩序に形成してもよいし、ミウラ折り等のように規則性を有していてもよい。得られた折ジワ付き偏光選択反射フィルム１６は、フラットシート１７と液状の透明貼合材等を介して接着される。
【００６５】
第４実施形態に係るスクリーンシステムによれば、第３実施形態と同様の効果が得られる。
【００６６】
［第５実施形態］
第５実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムは、以下の点を除く基本的な構成は第３，４実施形態と同様である。すなわち、第５実施形態においては、折ジワ付き偏光選択反射フィルムとこの折ジワ付き偏光選択反射フィルムの形状とフィットする凹凸面を有する凹凸シート１５を接合したスクリーンシートを用いている点において、第３、４実施形態と相違する。
【００６７】
図５は、第５実施形態に係る投射装置用スクリーン１０の一例を示す模式的説明図である。投射装置用スクリーン１０は、一方向に同間隔で山折りと谷折りを繰り返した折ジワ付き偏光選択反射フィルム１６と、この折ジワ付き偏光選択反射フィルム１６の形状とフィットするナノサイズまたはマイクロサイズの凹凸面を有する凹凸シート１５とを有する。スクリーンシート１は、液状の透明貼合材等を介して表面保護材３および支持体２に接合される。
【００６８】
第５実施形態に係るスクリーンシステムによれば、第３、４実施形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
［第６実施形態］
第６実施形態に係る投射装置用スクリーンシステムは、以下の点を除く基本的な構成は上記実施形態と同様である。すなわち、第６実施形態においては、偏光選択反射フィルムを薄片体とし、これをバインダー樹脂に分散させた偏光選択反射薄片体の分散シートを用いている点において第３〜５実施形態と相違する。
【００７０】
図６は、第６実施形態に係る投射装置用スクリーン１０の一例を示す模式的説明図である。投射装置用スクリーン１０は、バインダー樹脂４に、偏光選択反射薄片体５が分散された偏光選択反射薄片体の分散シート１８が用いられている。図６中における偏光選択反射薄片体５中の矢印は、説明の便宜上のものであり、後述するコレステリック規則性由来の螺旋軸の方向を示す。
【００７１】
また、分散シート１８は、凹凸形状であると好ましい。分散シート１８を凹凸形状とする方法としては、分散シート１８に折ジワをつける方法や、凹凸形状を有するシートを型にして、バインダー樹脂４と偏光選択反射薄片体５とが分散された溶液を塗布・乾燥・剥離し、シートの凹凸形状が転写された分散シート１８を得る方法などがある。
【００７２】
薄片体の厚さは凹凸形状の平均粗さＲａとは関係なく選択でき、たとえば、０．５〜２５μｍが好ましく、１〜２５μｍがより好ましい。薄片体のＴ１の法線方向の面内の最大径Ｔ２とＴ１との比、Ｔ２／Ｔ１は、０．５〜１が好ましい。
【００７３】
偏光選択反射薄片体５の螺旋軸はスクリーンシート１面の法線方向と一致する部分と、当該法線方向に対してチルトしている部分が存在する。このようなスクリーンシート１は、スクリーンシート１の厚みを薄片状の偏光選択反射薄片体５の螺旋軸方向の厚みと同程度の厚みに設計することにより容易に得られる。
【００７４】
偏光選択反射薄片体５をバインダー樹脂４に分散させる方法は特に限定されないが、バインダー樹脂４および偏光選択反射薄片体５の共通の良溶媒に溶解させて均一に混合させる方法が好適である。また、偏光選択反射フィルムを切断し、そのまま透明貼合材で接合することにより得ることができる。
【００７５】
バインダー樹脂４は、透明性の高い樹脂を用いる。バインダー樹脂は、光硬化性樹脂、熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂が好適である。透明感を維持する観点からは、バインダー樹脂のイエローインデックスは好ましくは１０以下であり、より好ましくは５以下である。バインダー樹脂の種類は、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル（メタ）アクリレート樹脂、エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ビニル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂およびフッ素樹脂等が例示できる。
【００７６】
分散シート１８には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で添加剤を加えることができる。例えば、光散乱剤、光吸収剤等を添加できる。
【００７７】
光散乱剤としては、酸化チタン（屈折率：２．５〜２．７）、酸化ジルコニウム（屈折率：２．４）、酸化アルミニウム（屈折率：１．７６）等の高屈折率材料の微粒子；、ポーラスシリカ（屈折率：１．２５以下）、中空シリカ（屈折率：１．２５以下）等の低屈折率材料の微粒子；、上記バインダー樹脂に相溶性の低い屈折率が異なる樹脂材料；、結晶化した１μｍ以下の樹脂材料等を用いることができる。このような光散乱剤を分散シート１８の透明性を損なわない範囲で用いると、映像光の視認性が改善する場合がある。
【００７８】
分散シート１８に含まれる光散乱剤の濃度は、０．０１ｖｏｌ％以上、１ｖｏｌ％以下であることが好ましく、０．０５ｖｏｌ％以上、０．２ｖｏｌ％以下であることがより好ましい。光散乱剤の濃度を前記範囲とすると、後方散乱光の強度と前方散乱光の強度を調整することができる。
【００７９】
光散乱剤は、光散乱微粒子における粒径の平均値が２５ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であることがより好ましく、更には、１００ｎｍ以上、８００ｎｍ以下であることがより好ましい。光散乱剤の平均粒径が前記範囲であると、後方散乱光の強度を前方散乱光の強度より低く調整することができる。
【００８０】
光吸収剤としては、カーボンブラックやチタンブラック等を用いることができる。バインダー樹脂４に含まれる光吸収剤の濃度は、０．０１ｖｏｌ％以上、１０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、０．１ｖｏｌ％以上、３ｖｏｌ％以下であることがより好ましい。なお、分散シート１８に光吸収剤を含めることにより、投射装置用スクリーン１０内を不要な迷光として伝搬する光の一部を吸収することができ、散乱される光が減少する。そのため、投射装置用スクリーン１０において白濁して見える現象を抑制し、投影した映像のコントラストの向上による視認性の向上や、背景においてもコントラストが向上した映像を視認することができるようになり、透明感を向上させることができる。特に、外光によって１００ルクス以上の環境が、観察者の視線の中に存在する場合には、上記の効果を得られやすい。
【００８１】
また、分散シート１８における光散乱剤と光吸収剤の含有量を上記範囲に調整することにより、後方散乱光の強度と前方散乱光の強度を調整することもできる。
【００８２】
また、偏光選択反射フィルムは、反射波長の長波長の光線に対する屈折率の異常分散性が小さい。そのため、本発明に係る投射装置用スクリーンが可視光選択反射型であると、バインダー樹脂４と、偏光選択反射薄片体５の赤外領域での屈折率が、偏光に依らずほぼ同じになるように選択することができ、赤外領域の光線は散乱や反射が起こらず良好に透過する。そのため、スクリーンに対してプロジェクターとは反対側に赤外線センサーを配置すると赤外線光源の偏光に依らない赤外線を利用した使い方も可能な後方視認が可能な投射装置用スクリーンシステムとすることができる。第６実施形態に係る投射装置用スクリーン１０の場合は、バインダー樹脂４と、偏光選択反射薄片体５の赤外領域での屈折率がほぼ同じになるように選択すると、赤外領域における透過率を偏光に依らず高くすることができる。
【００８３】
第６実施形態によれば、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、分散体の螺旋軸をスクリーンシート１の法線方向に対して僅かにチルトさせることができるので拡散性を高めてスクリーンゲインを向上させ、ワイドアングルを実現できる。
【００８４】
なお、上記実施形態は一例であって、本発明に係る投射装置用スクリーンおよび投射装置用スクリーンシステムは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。上記実施形態は互いに好適に組み合わせられる。上記実施形態においては、スクリーンシート１が支持体２と表面保護材３に挟持された投射装置用スクリーン１０を開示したが、支持体２をスクリーンシート１の前面または背面に設け、表面保護材を設置しなくてもよい。また、プロジェクターは、用途に応じて反射ミラー等の光学部材を適宜用いることができる。さらに、スクリーンシートとして、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々のフィルムを積層することができる。例えば、紫外線カットフィルム、赤外線カットフィルム、視野角向上フィルム等を偏光選択反射フィルムに積層したスクリーンシートを用いてもよい。
【００８５】
また、第６実施形態で光散乱剤や光吸収剤を含んでもよいことを記載したが、第１〜５実施形態のスクリーンシートにおいて添加してもよい。この場合、透明樹脂に光吸収剤または／および光散乱剤層を添加した層を積層させることができる。また、透明貼合材に添加させてもよい。
【００８６】
本発明に係る投射装置用スクリーンは、商品等のショーケース；美術品等の展示ケース；建物、ショールーム、車両等の窓；ガラス扉、自動扉、ホームドア等の開口部；室内の透明パーティション；テーブル等の家具類等に用いられる透明部材として有用である。具体的には、観察者側から見て透明部材の向こう側に見える光景を透視でき、且つ観察者に対して商品等の説明、各種機器の状態、行き先案内、伝達事項等の情報を伝達する際、或いは観察者に対して各種機器の操作画面等を表示する際に有用である。自動車の窓に用いる場合は、ヘッドアップディスプレイ用の画像表示部として用いることができる。また、プライバシー保護、セキュリティ等のために観察者に対して透明部材の向こう側の光景を非透過とする用途にも有用である。この場合、投影機から投射された映像光を観察者に映像として視認可能に表示すればよい。また、本発明に係る投射装置用スクリーンは、両面同時に映像を投影する用途や、映像の投影方向をケースによって切り替える用途にも有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１      スクリーンシート
２      支持体
３      表面保護材
４      バインダー樹脂
５      偏光選択反射薄片体
１０    投射装置用スクリーン
１１    第一偏光選択反射フィルム
１２    第二偏光選択反射フィルム
１３    第三偏光選択反射フィルム
１４    凹凸転写偏光選択反射フィルム
１５    凹凸シート
１６    折ジワ付き偏光選択反射フィルム
１７    フラットシート
１８    偏光選択反射薄片体の分散シート
２０    プロジェクター
１０１  投射装置用スクリーンシステム
【図１】
0006613967.tif 000002
【図２】
0006613967.tif 000003
【図３】
0006613967.tif 000004
【図４】
0006613967.tif 000005
【図５】
0006613967.tif 000006
【図６】
0006613967.tif 000007