(57)【要約】【課題】外光が観察者の方向へ進行することを低減し、高コントラストな画像を容易に得ることが可能なスクリーン等を提供すること。【解決手段】プロジェクタ１２０の投写光学系１２２からの投写光Ｌ１が投写され、投写光学系１２２のＦ値に応じて決定される所定の角度範囲で入射する投写光Ｌ１を散乱させ、かつ、投写光Ｌ１とは異なる他の光であって、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する光Ｌ２を透過させる角度特性を持つ光散乱層２０１を有する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクタの投写光学系からの投写光が投写され、
前記投写光学系のＦ値に応じて決定される所定の角度範囲で入射する前記投写光を散乱させ、かつ、前記投写光とは異なる他の光であって、前記所定の角度範囲以外の他の角度範囲で入射する光を透過させる角度特性を持つ光散乱層を有することを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記光散乱層は、前記投写光を散乱させる側に凸面又は凹面を有するアレイ形状をなすことを特徴とするスクリーン。
【請求項３】
前記光散乱層は、前記所定の角度範囲で入射する前記投写光を観察側へ透過して散乱させることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記所定の角度は、前記光散乱層の前記観察側の法線と、前記光散乱層に入射する前記投写光の光線とがなす角度であり、前記投写光を前記観察者側へ透過して散乱させる前記所定の角度範囲は、前記法線を基準として１２０度から２４０度までであって、前記他の光を透過させる前記他の角度範囲は、６０度から１２０度まで、及び２４０度から３００度までであることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記光散乱層は、前記所定の角度範囲で入射する前記投写光を観察側へ反射して散乱させることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記所定の角度は、前記光散乱層の前記観察側の法線と、前記光散乱層に入射する前記投写光の光線とがなす角度であり、前記投写光を前記観察者側へ透過して散乱させる前記所定の角度範囲は、前記法線を基準として２７０度から３６０度までであって、前記他の光を透過させる前記他の角度範囲は、０度から９０度までであることを特徴とする請求項５に記載のスクリーン。
【請求項７】
前記光散乱層を透過した光を吸収する光吸収層を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のスクリーン。
【請求項８】
光を供給する光源と、
前記光源からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置からの光を投写する投写光学系と、
前記投写光学系からの投写光が投写されるスクリーンと、
前記光源と、前記空間光変調装置と、前記投写光学系と、を収納し、観察側の面に前記スクリーンが設けられた筐体と、を有し、
前記スクリーンは、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクリーンであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項９】
前記筐体の内部に設けられ、前記観察側から、前記スクリーンを透過した光を吸収する光吸収層を有することを特徴とする請求項８に記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
光を供給する光源と、
前記光源からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置からの光を投写する投写光学系と、
前記投写光学系からの投写光が投写されるスクリーンと、を有し、
前記スクリーンは、請求項１〜７のいずれか一項に記載のスクリーンであることを特徴とするプロジェクタシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン、プロジェクタ、及びプロジェクタシステム、特に、画像信号に応じた光を投写させるスクリーンの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタのスクリーンには、画像信号に応じた光を透過させることにより画像を表示する、リア型プロジェクタ用の透過型スクリーンと、画像信号に応じた光を反射させることにより画像を表示する、フロント型プロジェクタ用の反射型スクリーンとがある。いずれのスクリーンにおいても、スクリーンで反射した外光が観察者の方向へ進行する場合、観察者は、画像信号に応じた光と、外光とを同時に観察することになる。外光が画像信号に応じた光と同時に観察されると、画像のコントラストの低下を引き起こす原因となる。このような画像のコントラストの低下を軽減するための技術は、例えば、特許文献１、２、及び非特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０７８３０号公報
【特許文献２】特開２００１−３０５３１５号公報
【非特許文献１】タカミツ・オクムラ（Takamitsu Okumura）、外３名、「ハイ−ディフィニション・プロジェクション・スクリーン（High-Definition Projection Screen）」、「ダイジェスト・オブ・テクニカル・ペイパーズ（Digest of Technical Papers）、（米国）、エスアイディー・インターナショナル・シンポジウム（SID International Symposium）、SID Digest 03、22.3/T.Okumura、２００３年、p.882-885
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に提案されている技術は、遮光層と光入射部とを交互に設けるものである。この構成では、光入射部に入射した外光が、迷光となって観察者の方向へ進行してしまう場合がある。上記特許文献２に提案されている技術は、三角形断面の微小突条の上面に遮光層を形成するものである。この構成では、画像信号に応じた光のうち微小突条で屈折して遮光層に入射した光が遮光層で吸収されてしまい、画像が暗くなる場合がある。また、上記特許文献１及び２の構成のいずれも、製造時において、型転写等による微小なレンズ構造の形成やパターニング等による遮光層の形成を行う必要があることから、製造が困難で高コストとなってしまう。
【０００５】
上記非特許文献１に提案されている技術は、光散乱材料を分散させた光散乱層によって外光を散乱させるものである。光散乱層に入射した外光のうち一部の光は、光散乱層で散乱することで観察者の方向へ進行してしまう場合がある。このように、従来の技術によると、容易かつ有効にコントラストの低下を軽減することが困難であるという問題がある。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、投写光を効率良く散乱させるとともに観察者の方向へ進行する外光を低減でき、高コントラストな画像を容易に得ることが可能なスクリーン、プロジェクタ、プロジェクタ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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、プロジェクタの投写光学系からの投写光が投写され、投写光学系のＦ値に応じて決定される所定の角度範囲で入射する投写光を散乱させ、かつ、投写光とは異なる他の光であって、所定の角度範囲以外の他の角度範囲で入射する光を透過させる角度特性を持つ光散乱層を有することを特徴とするスクリーンを提供することができる。例えば、プロジェクタからの投写光をスクリーンに入射させる場合、投写光は、スクリーンに対して、投写光学系のＦ値で定まる所定の角度範囲で入射する。光散乱層は、所定の角度範囲で入射するプロジェクタからの投写光を散乱させる。投写光を入射させる所定の角度範囲を、プロジェクタの投写光学系が有するＦ値とすることにより、光散乱層は、プロジェクタからの入射光を効率良く散乱させることが可能となる。また、光散乱層は、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する外光を透過させる。光散乱層において外光を透過させることにより、観察者の方向へ進行する外光を低減することができる。
【０００７】
光散乱層は、スクリーンの平面上に一様に設けられている。このため、光散乱層は、スクリーン面のいずれの位置であっても、所定の角度範囲で入射する投写光を散乱させることが可能である。スクリーンへの入射位置にかかわらず投写光を散乱可能であることから、投写光の損失を低減し、効率良く観察者の方向へ投写光を散乱させることができる。また、光散乱層は、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する外光についても、スクリーンに対する入射位置にかかわらず効率良く透過させることができる。光散乱層は、例えば、膜状の紫外線硬化樹脂組成物に紫外線を照射することによって製造する。紫外線硬化樹脂組成物に対する紫外線の入射角度を変化させることによって、光散乱層が散乱させる入射光の角度範囲を適宜決定することができる。このように、光散乱層の角度特性は紫外線を照射することによって決定できることから、スクリーンを容易に製造でき、低コストな構成とすることができる。これにより、投写光を効率良く散乱させるとともに観察者の方向へ進行する外光を低減でき、高コントラストな画像を容易に得ることが可能なスクリーンを得られる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、光散乱層は、投写光を散乱させる側に凸面又は凹面を有するアレイ形状をなすことが望ましい。光散乱層に凸面又は凹面を設けることにより、投写光を広い範囲に散乱させることができる。投写光を広い範囲に散乱可能であると、観察者は、広範囲において画像を観察することが可能となる。これにより、広範囲において画像を観察可能なスクリーンを得られる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、光散乱層は、所定の角度範囲で入射する投写光を観察側へ透過して散乱させることが望ましい。例えば、スクリーンの一方の面に画像信号に応じた光を入射させ、スクリーンの他方の面から画像を観察する、いわゆるリア型プロジェクタを用いる場合、光散乱層で投写光を透過して散乱させることにより画像を観察することができる。これにより、透過型スクリーンにおいて高コントラストな画像を得られる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、所定の角度は、光散乱層の観察側の法線と、光散乱層に入射する投写光の光線とがなす角度であり、投写光を観察者側へ透過して散乱させる所定の角度範囲は、法線を基準として１２０度から２４０度までであって、他の光を透過させる他の角度範囲は、６０度から１２０度まで、及び２４０度から３００度までであることが望ましい。散乱させる投写光の所定の角度範囲を１２０度から２４０度とすることにより、光散乱層は、投写光を効率良く散乱させることが可能となる。また、６０度から１２０度、及び２４０度から３００度の角度範囲で入射する外光を透過することによって、コントラストを低下させる原因である外光が反射により観察者の方向へ進行することを低減できる。これにより、投写光を効率良く散乱させるとともに観察者の方向へ進行する外光を低減でき、高コントラストな画像を得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、光散乱層は、所定の角度範囲で入射する投写光を観察者側へ反射して散乱させることが望ましい。スクリーン等に画像を投写し、プロジェクタからの投写光の入射側において画像を観察する、いわゆるフロント型プロジェクタを用いる場合、光散乱層で投写光を反射して散乱させることにより画像を観察することができる。これにより、反射型スクリーンにおいて高コントラストな画像を得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、所定の角度は、光散乱層の観察側の法線と、光散乱層に入射する投写光の光線とがなす角度であり、投写光を観察者側へ透過して散乱させる所定の角度範囲は、前記法線を基準として２７０度から３６０度までであって、他の光を透過させる他の角度範囲は、０度から９０度までであることが望ましい。ここで、法線を基準として３６０度とは、法線から右回りに回転して再び０度に戻る位置、即ち基準となる法線と同一の位置を指す。散乱させる投写光の所定の角度範囲を２７０度から３６０度とすることにより、光散乱層は、投写光を効率良く散乱させることが可能となる。また、０度から９０度の角度範囲で入射する外光を透過することによって、コントラストを低下させる原因である外光が反射により観察者の方向へ進行することを低減できる。これにより、投写光を効率良く散乱させるとともに観察者の方向へ進行する外光を低減でき、高コントラストな画像を得られる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、光散乱層を透過した光を吸収する光吸収層を有することが望ましい。光散乱層を透過した外光を光吸収層が吸収することにより、光散乱層を透過した外光が迷光となって射出されることを防止できる。このように迷光の発生を防止することにより、高コントラストな画像を得られる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、光を供給する光源と、光源からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置からの光を投写する投写光学系と、投写光学系からの投写光が投写されるスクリーンと、光源と、空間光変調装置と、投写光学系と、を収納し、観察側の面にスクリーンが設けられた筐体と、を有し、スクリーンは、上記のスクリーンであることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。リア型プロジェクタにおいて上記のスクリーンを備えることにより、投写光を効率良く散乱させるとともに観察者の方向へ進行する外光を低減でき、高コントラストな画像を得ることができる。これにより、高コントラストな画像のプロジェクタを得られる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、筐体の内部に設けられ、観察側から、スクリーンを透過した光を吸収する光吸収層を有することが望ましい。光散乱層を透過した外光を、筐体の内部に設けられた光吸収層が吸収することにより、光散乱層を透過した外光が迷光となって射出されることを防止できる。このように迷光の発生を防止することにより、高コントラストな画像を得られる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、光を供給する光源と、光源からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置からの光を投写する投写光学系と、投写光学系からの投写光が投写されるスクリーンと、を有し、スクリーンは、上記のスクリーンであることを特徴とするプロジェクタシステムを提供することができる。プロジェクタシステムにおいて、上記のスクリーンを備えることにより、投写光を効率良く散乱させるとともに観察者の方向へ進行する外光を低減でき、高コントラストな画像を得ることができる。これにより、高コントラストな画像のプロジェクタシステムを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係るスクリーン１００にプロジェクタ１２０からの投写光Ｌ１を入射させている状態を示す。プロジェクタ１２０は、スクリーン１００の第１面Ｓ１に投写光Ｌ１を投写し、スクリーン１００の第１面Ｓ１側、即ち投写光Ｌ１の入射側から画像を観察する、いわゆるフロント型プロジェクタである。プロジェクタ１２０は、光源から供給される光を空間光変調装置によって画像信号に応じて変調し、投写レンズ１２２により投写する。ここで、光源、空間光変調装置はプロジェクタ１２０の内部に設けられているものとし、図示を省略している。投写レンズ１２２からの投写光Ｌ１は、図１に示すプラスＺ方向に進行させる。スクリーン１００には、プロジェクタ１２０からの投写光Ｌ１が投写される。空間光変調装置としては、液晶型空間光変調装置や、干渉型空間光変調装置、ティルトミラーデバイス等を用いることができる。
【００１９】
図２は、スクリーン１００の概略構成と、スクリーン１００に入射する光の進行方向とを示す。スクリーン１００の第１面Ｓ１側には、光散乱層２０１が設けられている。光散乱層２０１は、スクリーン１００の第１面Ｓ１に所定の角度範囲で入射する光を反射して散乱させ、さらに、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する光を透過させるような角度特性を持つ。光散乱層２０１の、第１面Ｓ１とは反対側には、光吸収層２０３が設けられている。光吸収層２０３は、光散乱層２０１を透過した光を吸収する。
【００２０】
プロジェクタ１２０は、スクリーン１００の下側（マイナスＹ方向側）周縁部と略水平な位置に配置され、スクリーン１００の第１面Ｓ１に対して下から斜め上向きに投写光Ｌ１を入射させる。光散乱層２０１は、スクリーン１００に対して斜め上方向へ進行して入射する光を反射して散乱させる。このように、光散乱層２０１は、所定の角度範囲で入射する投写光Ｌ１を反射して散乱させるような角度特性を有する。これにより、スクリーン１００に画像が表示される。観察者は、スクリーン１００で散乱する投写光Ｌ１を、スクリーン１００に対向する位置から観察する。スクリーン１００で投写光Ｌ１を反射して散乱させることにより、広範囲に渡り画像を観察することができる。
【００２１】
これに対して、スクリーン１００には、投写光Ｌ１とは異なる他の光、例えば、図２に示す照明器具２３０からの外光Ｌ２も入射する。照明器具２３０からの外光Ｌ２がスクリーン１００に対して上から斜め下方向へ進行して入射する場合を考える。スクリーン１００において、入射光Ｌ１と同様に外光Ｌ２も反射すると、観察者は、入射光Ｌ１とともに外光Ｌ２も観察することとなる。画像信号とは関係のない外光Ｌ２が入射光Ｌ１と同時に観察されると、画像のコントラストの低下を引き起こす原因となり得る。
【００２２】
光散乱層２０１は、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する光を透過させるような角度特性をもつ。このような角度特性をもつことにより、光散乱層２０１は、投写光Ｌ１が入射する角度範囲とは異なる角度範囲の外光Ｌ２を透過させることができる。スクリーン１００は、外光Ｌ２を透過させることにより、外光Ｌ２が観察者の方向へ反射することを防止し、観察者の方向へ進行する外光Ｌ２を低減できる。このようにして、画像を高コントラストにすることができる。さらに、光散乱層２０１を透過した外光Ｌ２は、光吸収層２０３の方向へ進行し、光吸収層２０３で吸収される。光散乱層２０１を透過した外光Ｌ２を光吸収層２０３で吸収することにより、迷光の発生を防止できる。
【００２３】
ここで、光散乱層２０１の角度特性について詳細に説明する。投写光Ｌ１の角度範囲αは、投写レンズ１２２（図２参照）が有するＦ値に応じて決定される。ＦをＦ値とすると、以下の条件式を用いることができる。
α＝ｓｉｎ-1[１／（２Ｆ）]
光散乱層２０１は、この条件式で求められる角度範囲αの光を散乱させる角度特性を有することにより、投写レンズ１２２からの投写光Ｌ１を効率良く散乱させて画像表示を行うことができる。また、光散乱膜２０１は、角度範囲α以外の角度範囲の光を透過させる角度特性を有することにより、外光Ｌ２が観察者の方向へ反射することを防止することができる。
【００２４】
図３は、スクリーン１００とプロジェクタ１２０との位置関係に応じて決定した光散乱層２０１の角度特性の例を示す。図３に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ図２に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応している。また、スクリーン１００に入射する光の角度は、光散乱層２０１の観察側の法線、即ち第１面Ｓ１側のＺ軸と、入射光の光線とがなす角度として表している。投写光Ｌ１と、外光Ｌ２とは、スクリーン１００に対して第１面Ｓ１側からのみ入射する。このため、図３に示す光散乱層２０１の角度特性は、第１面Ｓ１側に入射するような光の角度範囲についてのみ表している。
【００２５】
光散乱層２０１は、２７０度から３６０度、即ち右回りに回転して０度に至るまでの角度範囲θ１に投写光Ｌ１（図２参照）を反射して散乱させる。投写光Ｌ１がスクリーン１００に対して下から斜め上方向へ進行して入射することから、角度範囲θ１を、２７０度から３６０度までの９０度の範囲と決定している。また、外光Ｌ２（図２参照）がスクリーン１００に対して上から斜め下方向へ進行して入射することから、角度範囲θ２を、０度から９０度までの範囲と決定している。光散乱層２０１の角度特性は、投写レンズ１２２０が有するＦ値と、スクリーン１００とプロジェクタ１２０との位置関係とに応じて決定することができる。
【００２６】
例えば、投写光Ｌ１が３００度から３６０度までの角度範囲でスクリーン１００に入射する場合には、光散乱層２０１が投写光Ｌ１を反射させて散乱可能な角度範囲θ１を、３００度から３６０度までの角度範囲としても良い。また、角度範囲θ１の場合と同様に、光散乱層２０１が外光Ｌ２を透過可能な角度範囲θ２も、外光Ｌ２がスクリーン１００に入射する角度範囲に応じて、適宜変更しても良い。
【００２７】
ここで、図４を用いて、所定の角度範囲に入射する投写光Ｌ１を散乱させる光散乱層２０１の構成の概略を説明する。光散乱層２０１は、屈折率が異なる層が所定の向きに積層されているような構造を有する。屈折率が異なる層が所定の向きに積層されていることから、光散乱層２０１に所定の角度範囲で入射した投写光Ｌ１の内の一部は、屈折率が異なる層の界面４０４で反射する。そして、層の界面４０４で反射した投写光Ｌ１は、散乱してスクリーン１００の第１面Ｓ１（図２参照）から観察者の方向へ進行する。界面４０４に入射した投写光Ｌ１の内の一部は、界面４０４を透過して直進する。界面４０４を直進した投写光Ｌ１は、再び屈折率が異なる層の界面４０４で、反射又は透過をくり返す。このようにして、投写光Ｌ１を、観察者の方向へ進行させることができる。これに対して、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射した外光Ｌ２は、第１面Ｓ１側へ反射されず、等しい屈折率の層の内部を透過してスクリーン１００の第１面Ｓ１とは異なる方向へ進行する。
【００２８】
図４を用いて説明したような角度特性を有する光散乱層２０１は、例えば、膜状の紫外線硬化樹脂組成物に紫外線を照射することにより製造することができる。そして、所定の角度範囲で入射する投写光Ｌ１を散乱させ、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する外光Ｌ２を透過させることが可能となるような光散乱層２０１の角度特性は、紫外線硬化樹脂組成物の膜に対する紫外線の照射角度に応じて、適宜設定することが可能である。紫外線は、図１に示すプロジェクタ１２０による投写光Ｌ１の投写と同様に、投写レンズ１２２を用いて照射することが望ましい。投写レンズ１２２を用いて紫外線を照射することによって、投写レンズ１２２のＦ値に応じた所定の角度範囲の光を散乱可能な光散乱層２０１を形成することができる。
【００２９】
このように、光散乱層２０１は、膜状の紫外線硬化樹脂組成物に所定の照射角度で紫外線を照射することによって容易に形成することができる。光散乱層２０１の角度特性は、紫外線を照射した単独の紫外線硬化樹脂組成物の膜によってのみならず、紫外線を照射した紫外線硬化樹脂組成物の膜どうしを重ね合わせることによっても決定することができる。例えば、２つの異なる角度特性の紫外線硬化樹脂組成物を重ね合わせることによって、光散乱層２０１は、それぞれの紫外線硬化樹脂組成物の角度特性を備える構成とすることができる。
【００３０】
光散乱層２０１は、スクリーン１００の平面上に一様に設けられている。このため、光散乱層２０１は、スクリーン１００面のいずれの位置であっても、所定の角度範囲で入射する投写光Ｌ１を散乱させることが可能である。スクリーン１００への入射位置にかかわらず投写光Ｌ１を散乱可能であることから、投写光Ｌ１の損失を低減し、効率良く観察者の方向へ投写光Ｌ１を散乱させることができる。また、光散乱層２０１は、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する外光Ｌ２についても、スクリーン１００に対する入射位置にかかわらず効率良く透過させることができる。
【００３１】
また、スクリーン１００は、微小なレンズ構造や、微小な間隔の遮光層を設ける必要がないことから、製造時において、型転写等によるレンズ構造の形成やパターニング等による遮光層の形成を行う必要がない。さらに、スクリーン１００に用いられる光散乱層２０１は、所定の角度から紫外線を照射することによって容易に形成可能である。このため、スクリーン１００を容易に製造でき、かつ低コストな構成とすることができる。
【００３２】
これにより、投写光Ｌ１を効率良く散乱させるとともに観察者の方向へ進行する外光Ｌ２を低減でき、高コントラストな画像を容易に得られるという効果を奏する。さらに、光散乱層２０１を透過した外光Ｌ２を光吸収層２０３が吸収することにより、光散乱層２０１を透過した外光Ｌ２が迷光となって射出されることを防止できる。このように迷光の発生を防止することにより、高コントラストな画像を得られるという効果を奏する。
【００３３】
図５は、本発明のプロジェクタシステム５１０の概略構成を示す。プロジェクタシステム５１０は、プロジェクタ１２０とスクリーン５００によって構成される。本実施例のスクリーン１００を変形して、例えば、図５に示すように、つい立状のスクリーン５００を用いることもできる。スクリーン５００は、図５に示すように、プロジェクタ１２０からの投写光Ｌ３を反射して散乱させた反射光Ｌ４によって画像を表示する構成のみならず、プロジェクタ１２０からの投写光Ｌ３を透過して散乱させた透過光Ｌ５によって画像を表示する構成としても良い。スクリーン５００は、プロジェクタ１２０とともに構成することにより、機能性及びファッション性に優れたプロジェクタシステム５１０として用いることができる。
【００３４】
スクリーン１００の光散乱層２０１（図２参照）は、光学的に透明な部材に貼り付けて使用することもできる。このため、例えば、図６に示すプロジェクタシステム６１０のように、ショウウィンドウのガラス板６００に光散乱層２０１を貼り付けることによってガラス板６００の一部にスクリーン６０４を形成することもできる。光散乱層２０１は膜状に構成されていることから、図６に示すように、曲面を有するガラス板６００に貼り付けることもできる。スクリーン６０４を設けると、例えば、ディスプレイとともに画像を表示することが可能となり、ディスプレイとしての高い演出効果も得られるプロジェクタシステム６１０を実現することができる。
【００３５】
なお、スクリーン１００は、図２に示すように、第１面Ｓ１に対して下から斜め上向きに進行する投写光Ｌ１を反射して散乱させ、第１面Ｓ１に対して上から斜め下向きに入射する外光Ｌ２を透過させるような構成に限られない。例えば、スクリーン１００の上部の位置にプロジェクタ１２０を配置することとし、第１面Ｓ１に対して上から斜め下向きに進行する投写光Ｌ１を反射して散乱させる構成としても良い。また、例えば図５に示すスクリーン５００のように、スクリーン５００の略中心位置に対して右側又は左側の横方向から斜めに投写光Ｌ３を入射させる構成にもできる。この場合、横方向における所定の角度範囲で入射する投写光Ｌ３を反射又は透過して散乱させ、横方向における所定の角度範囲以外で入射する外光を透過させる構成にできる。スクリーン１００は、図３を示して説明した角度特性を変更することによって、散乱させる投写光Ｌ１の角度範囲と、透過させる外光Ｌ２の角度範囲とを適宜設定することができる。このようにして、スクリーン１００を、プロジェクタ１２０の位置や外光Ｌ２の発生位置に対応して、高コントラストな画像を表示可能な構成とすることができる。
【００３６】
さらに、スクリーン１００を可搬性とする場合、スクリーン１００の配置位置の特定を容易にするために、スクリーン１００を配置するときの上下や、表裏等を表示することが望ましい。例えば、スクリーン１００の周辺部の一部に、スクリーン１００を配置するときの上下を示す矢印表示や、プロジェクタ１２０からの投写光Ｌ１を入射させる面の表示、プロジェクタ１２０の設置位置や照明器具２３０の位置を表示することができる。このような表示により、一見上下、表裏の判別が困難なスクリーン１００であっても容易に正確な設置を行うことを可能とし、高コントラストな画像を容易に得ることができる。
【実施例２】
【００３７】
図７は、本発明の実施例２に係るスクリーン７００の斜視構成を示す。上記実施例１のスクリーン１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のスクリーン７００は、光散乱層７０１が、投写光Ｌ７を散乱させる側に凸面を有するようなアレイ形状をなすことを特徴とする。光散乱層７０１は、Ｘ方向、言い換えると観察者から見て左右の方向に関して曲率をもつ円筒形状の一部のような曲面７０５を構成単位としている。そして、光散乱層７０１は、その曲面７０５をＸ方向に複数配列している。光散乱層７０１の曲面７０５のＸＺ面における断面は、円の一部、又は円以外の曲線、例えば楕円の一部の形状等である。なお、光散乱層７０１の曲面７０５の数は、図示しているものに限られない。
【００３８】
ここで、スクリーン７００に入射する投写光Ｌ７と、外光Ｌ８との進行方向について説明する。プロジェクタ（不図示）からの投写光Ｌ７は、上記実施例１と同様に、スクリーン７００に対して下から斜め上方向へ進行して、スクリーン７００に入射する。光散乱層７０１に入射した投写光Ｌ７は、光散乱層７０１で反射して散乱される。さらに、光散乱層７０１は、Ｘ方向について曲率を有する曲面７０５を複数配列している。光散乱層７０１による散乱作用のほか、複数の曲面７０５がＸ方向について曲率を有することにより、投写光Ｌ７は、Ｘ方向についてさらに広い範囲に渡って散乱される。投写光Ｌ７を広い範囲に散乱可能であるため、観察者は、広範囲に渡って画像を観察することができる。
【００３９】
外光Ｌ８は、上記実施例１と同様に、スクリーン７００に対して上から斜め下方向へ進行して入射する。光散乱層７０１に入射した外光Ｌ８は、光散乱層７０１を透過する。ここで、曲面７０５はＸ方向について曲率を有しているのに対して、Ｙ方向については曲率を持たず、凹凸がない。曲面７０５はＹ方向について凹凸がないことから、Ｙ方向についての角度特性は、光散乱層が平面状である上記実施例１のスクリーン１００と同様である。したがって、散乱可能な投写光Ｌ７の角度範囲と、透過可能な外光Ｌ８の角度範囲とは、上記実施例１のスクリーン１００と同様である。
【００４０】
光散乱層７０１の各曲面７０５は、曲率が大きくなるほど、Ｘ方向についてより広い範囲に投写光Ｌ７を散乱させる。投写光Ｌ７を散乱させる範囲が広くなるに従い、光線が広範囲に分散されることにより、観察者がいる各位置に進行する光線の光量は小さくなる。このため、各曲面７０５の曲率が大きくなるに従い、スクリーン７００の投写像は暗くなる。これとは逆に各曲面７０５の曲率を小さくすると、投写光Ｌ７を散乱可能な範囲が狭くなると同時にスクリーン７００の投写像は明るくなる。広い範囲で明るい画像を得るためには、各曲面７０５の曲率は、０．０００１より大きく１００未満であることが好ましい。各曲面７０５の曲率は、０．００１より大きく１０未満であることがさらに好ましく、これよりさらに好ましくは０．０１より大きく１未満であることが望ましい。これにより、広い範囲で明るい画像を観察することができる。
【００４１】
光散乱層７０１が曲面７０５から構成されることにより、投写光Ｌ７は、さらに広い範囲に散乱される。光散乱層７０１のアレイ形状は、略平面状に形成された光散乱層にプレス加工やホットプレス加工を施すことによって、容易に形成することができる。これにより、広範囲において画像を観察可能なスクリーン７００を容易に得られるという効果を奏する。また、各曲面７０５の曲率を適宜決定することにより、広範囲において明るい画像を観察することができる。
【００４２】
次に、本実施例２のスクリーン７００の変形例について説明する。ここでは実施例２のスクリーン７００と重複する説明は省略する。図８は、実施例２のスクリーン７００の変形例１であるスクリーン８００の斜視構成を示す。スクリーン８００は、光散乱層８０１が、Ｘ方向のみならずＹ方向についても曲率をもつ曲面８０５を構成単位としていることを特徴とする。光散乱層８０１は、Ｘ方向及びＹ方向に曲率をもつ複数の曲面８０５を、Ｘ方向及びＹ方向の２方向に格子状に配列した構成を有する。光散乱層８０１の曲面８０５は、球面の一部、又は楕円等の非球面の一部である。なお、図８において曲面８０５をＸ方向に５つとＹ方向に４つとの格子状に配列する構成を示しているが、曲面の数は、図示しているものに限られない。
【００４３】
光散乱層８０１は、Ｘ方向及びＹ方向に曲率を有する曲面８０５を複数配列している。光散乱層８０１を構成する曲面８０５がＸ方向に曲率を有する点は、上記実施例２のスクリーン７００の光散乱層７０１と同様である。このため、本変形例の光散乱層８０１は、上記の光散乱層７０１と同様に、広い範囲に渡って入射光を散乱させる。本変形例の光散乱層８０１の曲面８０５は、Ｘ方向のほか、Ｙ方向についても曲率を有する。このため、Ｙ方向についても広い範囲にわたって入射光を散乱させることができる。
【００４４】
図９は、実施例２のスクリーン７００の変形例２であるスクリーン９００のＹＺ面における断面構成を示す。図１０は、スクリーン９００のＸＹ平面における構成を示す。スクリーン９００は、平面状の光散乱層９０１上に、球面又は非球面の一部の形状の凸面を有する複数の曲面９０５が形成されている。光散乱層９０１の曲面９０５は、Ｘ方向及びＺ方向に曲率を有する点で、上記変形例１の光散乱層８０１の曲面８０５と共通している。光散乱層９０１の曲面９０５は、図１０に示すように、ＸＹ平面において略円形状を有する点が、上記変形例１の光散乱層８０１の曲面８０５とは異なる。光散乱層９０１の曲面９０５がＸ方向及びＺ方向に曲率を有することから、本変形例のスクリーン９００は、変形例１のスクリーン８００と同様に、Ｘ方向及びＹ方向の広い範囲に渡って入射光を散乱させることができる。
【００４５】
変形例１及び変形例２の光散乱層８０１、９０１について広い範囲で明るい画像を得るためには、それぞれの曲面８０５、９０５のＸ方向についての曲率は、０．０００１より大きく１００未満であることが好ましい。Ｘ方向についての曲率は、０．００１より大きく１０未満であることがさらに好ましく、これよりさらに好ましくは０．０１より大きく１未満であることが望ましい。また、それぞれの曲面８０５、９０５のＹ方向についての曲率は、０．０００５より大きく５０未満であることが好ましい。Ｙ方向についての曲率は、０．００５より大きく５未満であることがさらに好ましく、これよりさらに好ましくは０．０５より大きく０．５未満であることが望ましい。
【００４６】
通常、観察者は、スクリーン８００、９００に対して上下方向（Ｙ方向）よりも左右方向（Ｘ方向）に広い領域から、画像を観察することが考えられる。広い範囲の観察者が明るい画像を観察できるためには、スクリーン８００、９００は、上下方向よりも左右方向に広く入射光を進行させることが望ましい。従って、上述のように、曲面８０５、９０５は、Ｙ方向についての曲率のほうがＸ方向についての曲率に比較して大きい値とすることが望ましい。これにより、観察者の方向へ有効に投写光を進行させ、広範囲の観察者に対して明るい画像を表示することができる。
【００４７】
なお、曲面８０５、９０５を半球形状とすると、投写光を散乱させる範囲が広くなりすぎ、観察者がいる各位置に進行する光線の光量が小さくなる。このため、曲面８０５、９０５を半球形状とすると、表示される画像が暗くなってしまうと考えられる。このため、曲面８０５、９０５は、半球より厚みが小さい扁平形状とすることが望ましい。曲面８０５、９０５を半球より厚みが小さい扁平形状とすると、入射光を散乱させる範囲が広くなりすぎることを防止し、広範囲において明るい画像を得ることができる。また、本実施例、及び各変形例の光散乱層の曲面の曲率は、観察者がいる領域や投写光Ｌ８の進行方向に応じて適宜変更することができる。さらに、曲面の形状は図示したものに限られず、投写光Ｌ８及び外光Ｌ９の進行方向に応じて適宜変更することとしても良い。
【００４８】
本実施例、及び各変形例では、光散乱層は、投写光Ｌ７を散乱させる側に凸面を有するアレイ形状としているが、投写光Ｌ７を散乱させる側に凹面を有するアレイ形状としても良い。凹面を設ける場合も、凸面を設ける場合と同様に、広い範囲で画像を観察することができる。なお、光散乱層に凹面を設ける場合、屈折率が異なる界面（図４参照）によって広範囲に渡り投写光を進行可能となるように、凹面形状の条件を適宜設定することができる。
【実施例３】
【００４９】
図１１は、本発明の実施例３に係るプロジェクタ１１００の概略構成を示す。上記実施例１のスクリーン１００と重複する説明は省略する。本実施例のプロジェクタ１１００は、スクリーン１１０５の一方の面である第２面Ｓ２に画像信号に応じた光を入射させ、スクリーン１１０５の他方の面である第１面Ｓ１から画像を観察する、いわゆるリア型プロジェクタである。プロジェクタ１１００は、筐体１１０８の内部に画像信号に応じた投写光Ｌ９を供給するプロジェクション部１１２０を収納する。プロジェクション部１１２０は、上記実施例１のプロジェクタ１２０と同様、光源と空間光変調装置と（いずれも不図示）を有する。投写レンズ１１２２からの投写光Ｌ９は、反射ミラー１１０７の方向へ進行する。
【００５０】
反射ミラー１１０７は、筐体１１０８内部の面であって、スクリーン１１０５とは対向する位置に設けられる。反射ミラー１１０７は、光沢性のある金属部材、例えばアルミニウム部材から構成される。反射ミラー１１０７を反射した投写光Ｌ９は、スクリーン１１０５の方向へ進行し、スクリーン１１０５の第２面Ｓ２に入射する。スクリーン１１０５は、筐体１１０８の観察者側の面に設けられている。スクリーン１１０５は、平面状のガラス基板１１０６と、ガラス基板１１０６上の平面に接着して設けられた光散乱層１１０１とから構成される。光散乱層１１０１は、所定の角度範囲で入射する光を透過して散乱させ、さらに、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する光を透過させるような角度特性を持つ。筐体１１０８の内部には、光吸収層１１０３が設けられている。光吸収層１１０３は、光散乱層１１０１を透過した光を吸収する。
【００５１】
光散乱層１１０１は、スクリーン１１０５の第２面Ｓ２に所定の角度範囲で入射する投写光Ｌ９を第１面Ｓ１側に透過して散乱させるような角度特性をもつ。これにより、スクリーン１１０５の第１面Ｓ１に画像が表示される。観察者は、スクリーン１１０５で散乱する投写光Ｌ９を第１面Ｓ１に対向する位置から観察する。スクリーン１１０５で投写光Ｌ９を透過して散乱させることにより、広範囲に渡り画像を観察することができる。
【００５２】
これに対して、スクリーン１１０５の第１面Ｓ１には、投写光Ｌ９とは異なる他の光、例えば、外光Ｌ１０が入射する。外光Ｌ１０がスクリーン１１０５の第１面Ｓ１で反射して入射光Ｌ９と同様に観察者の方向に進行すると、観察者は、入射光Ｌ９とともに外光Ｌ１０も観察することとなる。画像信号とは関係のない外光Ｌ１０が入射光Ｌ９と同時に観察されると、画像のコントラストの低下を引き起こす原因となり得る。
【００５３】
光散乱層１１０１は、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する光を透過させるような角度特性をもつ。このような角度特性をもつことにより、光散乱層１１０１は、投写光Ｌ９が入射する角度範囲とは異なる角度範囲の外光Ｌ１０を透過させ、筐体１１０８内部へ進行させることができる。スクリーン１１０５は、外光Ｌ１０を筐体１１０８内部へ透過させることにより、外光Ｌ１０がスクリーン１１０５で反射することを防止できる。このようにして、画像のコントラスト低下を低減できる。なお、光散乱層１１０１の構成及び製造方法については、上記の実施例１のスクリーン１００の光散乱層２０１と同様である。
【００５４】
光散乱層１１０１を透過し、光吸収層１１０３の方向へ進行した外光Ｌ１０は、光吸収層１１０３で吸収される。光散乱層１１０１を透過した外光Ｌ１０を光吸収層１１０３で吸収することにより、迷光の発生を防止できる。光吸収層１１０３は、筐体１１０８の内面に設けられている。このほか、光吸収層１１０３は、プロジェクション部１１２０から入射光Ｌ９を供給する光路を空けるようにして、プロジェクション部１１２０を覆うような位置にも設けられている。このようにしてプロジェクション部１１２０を光吸収層１１０３で覆うことにより、プロジェクション部１１２０における外光Ｌ１０の乱反射を防止し、さらに迷光の発生を低減することができる。
【００５５】
ここで、光散乱層１１０１の角度特性について詳細に説明する。図１２は、図１１に示す光散乱層１１０１の角度特性を示す。図１２に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ図１１に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応している。また、スクリーン１１０５に入射する光の角度は、光散乱層１１０１の観察側の法線、即ち第１面Ｓ１側のＺ軸と、入射光の光線とがなす角度として表している。
【００５６】
光散乱層１１０１は、１２０度から２４０度までの角度範囲θ４、及び３００度から右回りに回転して０度を通過して６０度までの角度範囲θ６で入射する光を透過して散乱させる。また、光散乱層１１０１は、６０度から１２０度までの角度範囲θ３、及び２４０度から３００度までの角度範囲θ５で入射する光を透過させる。光散乱層１１０１は、このような角度特性を有する。このため、光散乱層１１０１は、所定の角度範囲θ４に入射する投写光Ｌ９を透過して散乱することができる。また、光散乱層１１０１は、筐体１１０８外部からの６０度から９０度の角度範囲、及び２７０度から３００度の角度範囲に入射する外光Ｌ１０を筐体１１０８内部へ透過させることができる。
【００５７】
光を透過させて散乱可能な角度範囲θ４が小さい範囲であるほど、筐体１１０８内部へ透過させることが可能な外光Ｌ１０の角度範囲が大きくなる。このため、スクリーン１１０５における外光Ｌ１０の反射を有効に防ぐためには、角度範囲θ４は小さい範囲であることが望ましい。反射ミラー１１０７とスクリーン１１０５との空間的距離を大きくすることにより、角度範囲θ４を小さくすることは可能となる。これに対して、反射ミラー１１０７とスクリーン１１０５との空間的距離を大きくすると、プロジェクタ１１００の筐体１１０８を大型にする必要が生じる。この場合、角度範囲θ４を小さくできるにもかかわらず、プロジェクタ１１００が大型となってしまう。
【００５８】
このため、プロジェクタ１１００に適した筐体１１０８のサイズと、画像のコントラストとを考慮すると、光散乱層１１０１が光を透過させて散乱可能な角度範囲θ４は、上述のように、１２０度から２４０度までとすることが望ましい。さらに好ましくは、角度範囲θ４は、１４５度から２２５度までとすることが望ましい。このような光散乱層１１０１の角度特性により、プロジェクタ１１００において高コントラストな画像を得ることができる。光散乱層１１０１の角度特性は、上記実施例１の説明と同様に、投写レンズ１１２２のＦ値と、スクリーン１１００とプロジェクタ１１２０との位置関係とに応じて決定することができる。
【００５９】
光散乱層１１０１は、スクリーン１１００の平面上に一様に設けられている。このため、光散乱層１１０１は、スクリーン１１００に対する入射位置にかかわらず、所定の角度範囲で入射する投写光Ｌ９を散乱させることが可能である。スクリーン１１００への入射位置にかかわらず投写光Ｌ９を散乱可能であることから、投写光Ｌ９の損失を低減し、効率良く観察者の方向へ投写光Ｌ９を散乱させることができる。また、光散乱層１１０１は、所定の角度範囲以外の角度範囲で入射する外光Ｌ１０についても、スクリーン１００に対する入射位置にかかわらず効率良く透過させることができる。
【００６０】
スクリーン１１０５は、微小なレンズ構造や、微小な間隔の遮光層を設ける必要がないことから、スクリーン１１０５を容易に製造でき、かつ低コストな構成とすることができる。これにより、外光が観察者の方向へ進行することを低減し、高コントラストな画像を容易に得ることができるという効果を奏する。さらに、光散乱層１１０１を透過した外光Ｌ１０を光吸収層１１０３が吸収することにより、光散乱層１１０１を透過した外光Ｌ１０が迷光となって射出されることを防止できる。このように迷光の発生を防止することにより、高コントラストな画像を得られるという効果を奏する。
【００６１】
次に、本実施例３のプロジェクタ１１００の変形例について説明する。実施例３のプロジェクタ１１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１３は、実施例３のプロジェクタ１１００の変形例であるプロジェクタ１３００の概略構成を示す。プロジェクタ１３００は、レーザ光を走査させることにより画像を表示するレーザプロジェクタである。筐体１１０８の内部に収納されている光源部１３２１は、レーザ光Ｌ９を、画像信号に応じて変調して供給する。
【００６２】
光源部１３２１からのレーザ光Ｌ９は、ガルバノミラー１３２２に入射する。ガルバノミラー１３２２に入射したレーザ光Ｌ９は、反射ミラー１１０７の方向へ反射される。ガルバノミラー１３２２は、互いに直交する所定の２軸を中心として回動することにより、レーザ光Ｌ９を二次元方向に走査させる。スクリーン１１０５は、ガルバノミラー１３２２により走査されたレーザ光Ｌ９を透過して散乱させることにより、画像を表示する。
【００６３】
上記実施例１において、光散乱層において投写光を散乱させる所定の角度範囲は、投写レンズのＦ値に応じて決定することとしている。これに対して、本変形例のプロジェクタ１３００は、ガルバノミラー１３２２が回動する角度範囲に応じて決定することができる。ガルバノミラー１３２２が回動する角度範囲に応じて光散乱層１１０１の角度特性を決定することにより、ガルバノミラー１３２２からのレーザ光Ｌ９を効率良く取り込むことができ、効率良く画像表示を行うことができる。また、所定の角度範囲以外の角度範囲に入射する外光Ｌ１０を透過することにより、観察者の方向へ進行する外光Ｌ１０を低減することもできる。このようにして、高コントラストな画像を得ることができる。
【００６４】
本変形例のプロジェクタ１３００においても、実施例３のプロジェクタ１１００と同様に、観察者の方向へ進行する外光Ｌ１０を低減し、高コントラストな画像を容易に得ることができる。なお、プロジェクタ１１００、１３００のスクリーン１１０５は、上記実施例２のスクリーンと同様、光散乱層１１０１が、スクリーン１１０５の第１面Ｓ１側に凸面を有するアレイ形状をなすこととしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明に係るスクリーンは、プレゼンテーションや動画を表示する場合に有用であり、特に、プロジェクタからの投写像を表示する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施例１に係るスクリーンに入射光を入射させている状態の図。
【図２】スクリーンの概略構成と入射光の進行方向とを示す図。
【図３】光散乱層の角度特性を示す図。
【図４】光散乱層の断面図。
【図５】プロジェクタシステムの概略構成図。
【図６】プロジェクタシステムの概略構成図。
【図７】実施例２に係るスクリーンの斜視構成図。
【図８】実施例２のスクリーンの変形例１の斜視構成図。
【図９】実施例２のスクリーンの変形例２の断面図。
【図１０】実施例２のスクリーンの変形例２の平面図。
【図１１】実施例３のプロジェクタの概略構成図。
【図１２】光散乱層の角度特性を示す図。
【図１３】実施例３のプロジェクタの変形例の概略構成図。
【符号の説明】
【００６７】
１００  スクリーン、１２０  プロジェクタ、１２２  投写レンズ、２０１  光散乱層、２０３  光吸収層、２３０  照明器具、４０４  界面、５００  スクリーン、５１０  プロジェクタシステム、６００  ガラス板、６０４  スクリーン、６１０  プロジェクタシステム、７００  スクリーン、７０１  光散乱層、７０５  曲面、８００  スクリーン、８０１  光散乱層、８０５  曲面、９００  スクリーン、９０１  光散乱層、９０５  曲面、１１００  プロジェクタ、１１０１  光散乱層、１１０３  光吸収層、１１０５  スクリーン、１１０６  ガラス基板、１１０７  反射ミラー、１１０８  筐体、１１２０  プロジェクション部、１１２２  投写レンズ、１３００  プロジェクタ、１３２１  光源部、１３２２  ガルバノミラー、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ９  投写光、Ｌ２、Ｌ８、Ｌ１０  外光、Ｌ４  反射光、Ｌ５  透過光、Ｓ１  第１面、Ｓ２  第２面、θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６  角度範囲
【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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