(57)【要約】  簡単な構成で、外光の影響を抑制すると共に広い視野角を得る反射型スクリーン、及び反射型スクリーンを備える前方投影システムを提供する。  反射型スクリーン１００は、光吸収部材であるベース１と透明保護層である前面シート２との間に、ベース１の長手方向に対して平行に配置された透明角柱部５を有する。透明角柱部５は、透過面３と、所定の角度で形成された拡散反射面４とを有する。拡散反射面４は、透明角柱部５の一つの面に反射膜を設けることにより形成される。投影光は拡散反射面４で拡散反射され、外光は透過面３を通過してベース１に吸収される。
2007049584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を吸収する光吸収部材と、
前記光吸収部材の光入射側に、所定の角度で形成された拡散反射面を有する複数の拡散反射部材と、
を有し、
投影光を前記拡散反射面で反射し、外光を前記光吸収部材で吸収することを特徴とする、反射型スクリーン。
【請求項２】
前記拡散反射部材は、前記光吸収部材の長手方向に対して平行に配置された透明角柱部であって、
前記拡散反射面は、前記透明角柱部の一つの面に反射膜を設けることにより形成される、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項３】
前記複数の拡散反射部材を覆う透明保護層をさらに有する、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項４】
前記拡散反射面に反射型回折格子を設ける、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項５】
前記反射型回折格子は投影光を水平方向に回折する、請求項４に記載の反射型スクリーン。
【請求項６】
前記光吸収部材に対して平行に配置された透明保護層をさらに有し、
前記拡散反射部材は、前記拡散反射面の角度が可変となるように前記光吸収部材と前記透明保護層との間に設けられ、少なくとも前記光吸収部材と前記透明保護層のいずれか一方に固定された拡散反射フィルムである、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項７】
前記透明保護層と前記光吸収部材との間の空間は気密封止されており、
前記空間内の体積を変化させる空気圧調整器をさらに備える、請求項６に記載の反射型スクリーン。
【請求項８】
前記拡散反射面を振動させる、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項９】
前記光吸収部材の表面は波形状である、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項１０】
請求項１に記載の反射型スクリーンと、
前記反射型スクリーンに投影光を照射する光源と、
を有し、
前記光源は、前記反射型スクリーンの拡散反射面に対して下方に配置される、前方投影システム。
【請求項１１】
前記投影光はレーザ光である、請求項１０に記載の前方投影システム。
【請求項１２】
レーザを前記光源とするプロジェクタを水平方向に複数台配置する、請求項１０に記載の前方投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタ等の投影光を拡散反射して観察者に表示する反射型スクリーン及び反射型スクリーンを用いた前方投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタの投影光を反射する反射型スクリーンにおいて、外光によるコントラストの低下を抑えることが要求される。特許文献１に、プロジェクタからの投影光以外の外光による反射を抑制する反射型スクリーンが開示されている。図１０に示すように、特許文献１の反射型スクリーンは、光透過性のベース部１０１と、ベース部１０１の裏面側に設けられた反射部１０２とを備えている。ベース部１０１の表面１０５に、投影光を拡散するためのマット形状が形成される。反射部１０２は、サーキュラーフレネルレンズ形状の反射面１０４を有する。プロジェクタ１０６からの投影光は、ベース部１０１を透過し、反射面１０４により観察者側に拡散反射される。反射型スクリーンの上方から入射する外光は、ベース部１０１を透過して反射面１０４で反射された後、ベース部１０１の表面１０５で全反射される。ベース部１０１は、外光を吸収するために着色されており、外光は、反射面１０４とベース部１０１の表面１０５との間で反射を繰り返すことにより、着色されたベース部１０１に吸収される。
【特許文献１】特許第３６５５９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の反射型スクリーンにおいて、ベース部１０１で吸収できる外光の入射角の範囲は、反射部１０２とベース部１０１の表面１０５で外光の多重反射を繰り返すための条件により、制限されていた。そのため、従来の反射型スクリーンは、所定の範囲の角度から入射した外光しか、十分に吸収することができなかった。【０００４】
また、ある特定の位置だけでなく、広い範囲に投影光を反射させるためには、ベース部１０１の表面１０５を粗くしてマット形状の拡散性を高め、投影光をより拡散させることが好ましいが、表面１０５でのマット形状の拡散性を高めることは、表面１０５での反射能力を低下させることになる。従来の反射型スクリーンは外光をベース部１０１の表面１０５で全反射する必要があるために、ベース部１０１の表面１０５に設けられたマット形状の拡散性を高めることはできなかった。そのため、投影光を拡散させるためには、水平方向の拡散性を高めるためのレンチキュラーレンズ１０３をベース部１０１の表面側に設ける必要があった。そのため、従来の反射型スクリーンは、構造が複雑になるという問題があった。【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で、より広範囲の外光の影響を抑制すると共に、好適な視野角を得ることを可能にする反射型スクリーン及び前方投影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】
本発明の反射型スクリーンは、光を吸収する光吸収部材と、光吸収部材の光入射側に、所定の角度で形成された拡散反射面を有する複数の拡散反射部材と、を有し、投影光を拡散反射面で反射し、外光を光吸収部材で吸収することを特徴とする。この発明によれば、投影光以外の不要な外光によるコントラストの低下を防止することができる。【０００７】
拡散反射部材は、光吸収部材の長手方向に対して平行に配置された透明角柱部であって、拡散反射面は、透明角柱部の一つの面に反射膜を設けることにより形成されても良い。上記反射型スクリーンは、複数の拡散反射部材を覆う透明保護層をさらに有しても良い。拡散反射面に反射型回折格子を設けても良い。反射型回折格子は投影光を水平方向に回折しても良い。反射型回折格子とは、本実施形態における回折格子７に反射膜６が塗布又は蒸着されたものである。【０００８】
上記反射型スクリーンは、光吸収部材に対して平行に配置された透明保護層をさらに有し、拡散反射部材は、拡散反射面の角度が可変となるように光吸収部材と透明保護層との間に設けられ、少なくとも光吸収部材と透明保護層のいずれか一方に固定された拡散反射フィルムであっても良い。透明保護層と光吸収部材との間の空間は気密封止されており、上記反射型スクリーンは、空間内の体積を変化させる空気圧調整器をさらに備えても良い。【０００９】
上記反射型スクリーンは、拡散反射面を振動させても良い。光吸収部材の表面は、波形状であっても良い。【００１０】
本発明の前方投影システムは、上記反射型スクリーンと反射型スクリーンに投影光を照射する光源とを有し、光源は反射型スクリーンの拡散反射面に対して下方に配置される。投影光はレーザ光であっても良い。前方投影システムにおいて、レーザを光源とするプロジェクタを水平方向に複数台配置しても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の反射型スクリーン及び前方投影システムは、簡単な構成で、より広範囲の外光の影響を抑制すると共に、好適な視野角を得ることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態１の反射型スクリーンの構成図
【図２】本発明の実施形態１の反射型スクリーンの断面図
【図３】本発明の実施形態１おいて、ベース１の別の構成を示す図
【図４】（ａ）は本発明の実施形態２の反射型スクリーンの透過面と拡散反射面の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図
【図５】本発明の実施形態３の反射型スクリーンの構成図
【図６】本発明の実施形態３の反射型スクリーンの断面図
【図７】本発明の実施形態４の前方投影システムの配置図
【図８】本発明の実施形態４において、１つのプロジェクタからのレーザ光を用いた時の反射型スクリーンの回折光強度分布を示す図
【図９】本発明の実施形態４において、複数のプロジェクタからのレーザ光を用いた時の反射型スクリーンの回折光の分布を示す図
【図１０】従来の前方投影システムの構成図
【符号の説明】
【００１３】
１    ベース
２    前面シート
３    透過面
４    拡散反射面
５    透明角柱部
６    反射膜
７    回折格子
８    拡散反射フィルム
９ａ、９ｂ  固定部
１０  エアーポンプ
７１、７１ａ、７１ｂ  プロジェクタ
１００  反射型スクリーン
１０１  ベース
１０２  反射部
１０３  レンチキュラーレンズ
１０４  反射面
１０５  表面
１０６  プロジェクタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。【００１５】
（実施形態１）
図１に本発明の実施形態１の反射型スクリーン１００の構成を示す。本実施形態の反射型スクリーン１００は、ＰＥＴ樹脂等に染料や顔料等を混ぜた光吸収部材からなるベース１と、ベース１の表面側に設けられた、アクリル樹脂等により形成された複数の透明角柱部５と、複数の透明角柱部５の表面側に設けられた、透明保護層からなる前面シート２とを有する。複数の透明角柱部５は、ベース１の長手方向に対して平行に配置される。ベース１と透明角柱部５との間、及び透明角柱部５と前面シート２との間には、図示しない透明接着剤が充填される。プロジェクタからの投影光は、前面シート２側から反射型スクリーン１００に入射される。【００１６】
図２に、図１に示す反射型スクリーン１００のＡ−Ａ線の断面図を示す。透明角柱部５は、表面に透過面３と拡散反射面４とを有する。拡散反射面４は、透明角柱部５に投影光の拡散性を高めるためのマット形状を成形した後、反射膜６を塗布又は蒸着することにより、形成される。【００１７】
拡散反射面４に対して下方から照射された投影光は、拡散反射面４で前方に拡散反射されて観察される。一方、天井等に備え付けられた照明による外光は上方から入射され、透過面３を透過して、ベース１に吸収される。外光反射を抑制することにより、明るい室内でもコントラストの高い反射型スクリーン１００を実現できる。【００１８】
本実施形態の反射型スクリーン１００は、外光が透過面３を通ってベース１に吸収される構成を有し、外光を多重反射しないため、外光の入射角が制限されず、従来と比較して広い範囲の入射角で入射された外光を吸収することができる。【００１９】
従来の反射型スクリーンは、図１０に示すように下方から照射される投影光と上方から入射される外光の両方がベース部１０１を通って同じ反射面１０４に入射し、反射される構成であったのに対し、本実施形態の反射型スクリーン１００はベース１の光入射側に透過面３と拡散反射面４とを有するため、投影光は拡散反射面４で反射され、外光は透過面３に入射してベース１に吸収される。本実施形態においては、投影光と外光とで光の通る路が異なるため、透明角柱部５の一方の面のみをマット形状の拡散反射面４にすることができる。これにより、広い視野角を確保するためのマット形状の拡散性を上げることができるため、従来のようなレンチキュラーレンズ１０３を設けなくても、投影光を十分に拡散させることができる。【００２０】
なお、透過面３と拡散反射面４の形状は、本実施形態に限定されない。外光が透過面３を通ってベース１に入射され、投影光が拡散反射面４で反射されるように、透明角柱部５を所望の形状に成形して、透過面３と拡散反射面４を作成すれば良い。【００２１】
なお、図３に示すように、ベース１の表面を波形状３１にしても良い。ベース１の表面積が増えるため、外光をより吸収できる。更に、ベース１の表面を粗面にしても良い。粗面にすることにより、表面積が増え、外光をより吸収できる。【００２２】
（実施形態２）
本実施形態では、透明角柱部５の別の構成を示す。図４（ａ）に本発明の実施形態２の透明角柱部５の平面図を示し、図４（ｂ）に透明角柱部５のＢ−Ｂ線の断面図であって、図４（ａ）の回折格子７に反射膜６が塗布又は蒸着された状態を示す。本実施形態において、回折格子７が拡散反射面４に形成される。回折格子７は、拡散反射面４の長手方向に周期性をもつように形成され、その周期は０．５μｍから１０μｍの間である。回折格子７は、例えばレーザを用いた干渉露光により形成される。本実施形態の拡散反射面４によれば、投影光を拡散反射面４で拡散反射すると共に、回折格子７によって投影光を水平方向に広げることができるため、水平方向の視野角を広くすることができる。なお、回折格子７を拡散反射面４に形成すること以外については、本実施形態の反射型スクリーンの構成は実施形態１の反射型スクリーン１００と同一である。【００２３】
（実施形態３）
図５に、本発明の実施形態３の反射型スクリーン１００の構成図を示す。本実施形態の反射型スクリーン１００は、ベース１と前面シート２との間に、プロジェクタからの投影光を拡散反射するための複数の拡散反射フィルム８を有する。複数の拡散反射フィルム８は、ベース１の長手方向に対して平行に配置される。【００２４】
図６に、図５に示す反射型スクリーン１００のＣ−Ｃ線の断面図を示す。拡散反射フィルム８は、実施形態１又は実施形態２と同様に、投影光を拡散反射するための拡散反射面４を有する。拡散反射フィルム８は両端に固定部９ａ及び９ｂを有し、固定部９ａ及び９ｂによりベース１と前面シート２とに固定される。ベース１と前面シート２は、間に空気を挟んで気密封止されている。本実施形態の反射型スクリーン１００は、エアーポンプ１０をさらに備える。エアーポンプ１０は、ベース１と前面シート２との間の空間の空気圧を調整し、その空間の容積を変えることにより、ベース１と前面シート２の間隔Ｗを変化させる。これにより、拡散反射フィルム８の拡散反射面４の倒れ角を調整する。【００２５】
本実施形態によれば、反射型スクリーン１００に対する外光の入射角度とプロジェクタからの投影光の照射角度に応じて、拡散反射フィルム８の拡散反射面４の倒れ角を調整することができる。拡散反射面４の倒れ角を調整することで外光の反射量を調整できる。よって、室内の照明配置に応じて拡散反射面４の倒れ角を調整することで、外光反射を低減することができ、コントラストの高い最適な画像表示が得られる。【００２６】
なお、本実施形態において、ベース１が可動であっても良いし、前面シート２が可動であっても良い。また、ベース１と前面シート２の両方が可動であっても良い。【００２７】
また、拡散反射フィルム８の拡散反射面４の角度の調整は、本実施形態のエアーポンプ１０による空気圧の調整に限定されない。例えばベース１又は前面シート２をモータで移動させても良いし、静電力によりベース１と前面シート２との間隔Ｗを変化させても構わない。【００２８】
また、本実施形態においては、拡散反射フィルム８の両端を固定したが、拡散反射フィルム８の一端を固定する構成であっても良い。この場合、拡散反射フィルム８が固定されている面と対向する面に静電気を印加して、拡散反射フィルム８の拡散反射面４の倒れ角を調整しても良い。【００２９】
（実施形態４）
図７に、本実施形態の前方投影システムの構成を示す。前方投影システムは、実施形態２に示す反射型スクリーン１００と、プロジェクタ７１とを有する。プロジェクタ７１は、投影光が反射型スクリーン１００の拡散反射面４に対して下方から投影されるように配置される。【００３０】
本実施形態によれば、上方から入射した外光は反射型スクリーン１００によって吸収され、下方から照射された投影光は反射型スクリーン１００の拡散反射面で拡散反射される。よって、外光反射を抑制し、明るい室内でもコントラストの高い前方投影システムを実現できる。【００３１】
本実施形態のプロジェクタ７１はレーザ光源を用い、レーザ光を投影光として出射する。図８に、レーザ光を用いた時の反射型スクリーン１００からの回折光強度分布を示す。図８のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｂ’、Ｃ’、及びＤ’の観察点では投影画像を観察することができるのに対し、他の場所では観察できない。図７のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｂ’、Ｃ’、及びＤ’の間隔は、図４の回折格子７のピッチを制御することにより変えられる。また、回折光の強度は、回折格子７の回折次数に応じて、回折角毎に高くなる。反射型スクリーン１００の拡散反射面４に形成した回折格子７による回折角度は離散的であるので、周期を変化させた回折格子７を重畳することにより、水平方向の回折光強度分布を制御して、水平視野角を離散的にすることができる。【００３２】
さらに、図９に示すように、それぞれの回折光が重ならないように、複数台のプロジェクタを水平方向に並べて配置しても良い。図９においては、プロジェクタ７１ａによる回折光は実線で示す観測点で観察することができ、プロジェクタ７１ｂによる回折光は破線で示す観測点で観察することができる。このように、複数台のプロジェクタを水平方向に並べて、それぞれの回折光が重ならないように配置することにより、観察点に応じて異なる映像を見せることができる。【００３３】
なお、本実施形態の前方投影システムは、実施形態２の反射型スクリーン１００を有する構成であったが、実施形態１又は実施形態３の反射型スクリーン１００を有しても良い。実施形態１又は実施形態３の反射型スクリーン１００においても拡散反射面４に回折格子を設けることにより、図８及び図９に示すように水平視野角を離散的にすることができる。【００３４】
なお、実施形態１から実施形態４において、拡散反射面４を振動させても良い。拡散反射面４を振動させることにより、レーザ光によるスペックルノイズを低減することができる。例えば、反射型スクリーン１００を上下、左右、又は前後の方向に振動させることにより、拡散反射面４を振動させても良い。また、図６の構成であれば、エアーポンプ１０により、ベース１と前面シート２との間隔Ｗを変えることにより、拡散反射面４を振動させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の反射型スクリーンは、簡単な構成で、外光の反射を抑制すると共に視野角を広くできるという効果を有し、明るい室内で用いられるような前方投影システムに有用である。
【図１】
2007049584.tif 000003
【図２】
2007049584.tif 000004
【図３】
2007049584.tif 000005
【図４】
2007049584.tif 000006
【図５】
2007049584.tif 000007
【図６】
2007049584.tif 000008
【図７】
2007049584.tif 000009
【図８】
2007049584.tif 000010
【図９】
2007049584.tif 000011
【図１０】
2007049584.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月9日(2008.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を吸収する光吸収部材と、
前記光吸収部材の光入射側に、所定の角度で形成された拡散反射面を有する複数の拡散反射部材と、
を有し、
投影光を前記拡散反射面で反射し、外光を前記光吸収部材で吸収することを特徴とする、反射型スクリーン。
【請求項２】
前記拡散反射部材は、前記光吸収部材の長手方向に対して平行に配置された透明角柱部であって、
前記拡散反射面は、前記透明角柱部の一つの面に反射膜を設けることにより形成される、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項３】
前記複数の拡散反射部材を覆う透明保護層をさらに有する、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項４】
前記拡散反射面に反射型回折格子を設ける、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項５】
前記反射型回折格子は投影光を水平方向に回折する、請求項４に記載の反射型スクリーン。
【請求項６】
前記光吸収部材に対して平行に配置された透明保護層をさらに有し、
前記拡散反射部材は、前記拡散反射面の角度が可変となるように前記光吸収部材と前記透明保護層との間に設けられ、少なくとも前記光吸収部材と前記透明保護層のいずれか一方に固定された拡散反射フィルムである、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項７】
前記透明保護層と前記光吸収部材との間の空間は気密封止されており、
前記空間内の体積を変化させる空気圧調整器をさらに備える、請求項６に記載の反射型スクリーン。
【請求項８】
前記拡散反射面を振動させる、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項９】
前記光吸収部材の表面は波形状である、請求項１に記載の反射型スクリーン。
【請求項１０】
請求項１に記載の反射型スクリーンと、
前記反射型スクリーンに投影光を照射する光源と、
を有し、
前記光源は、前記反射型スクリーンの拡散反射面に対して下方に配置される、前方投影システム。
【請求項１１】
前記投影光はレーザ光である、請求項１０に記載の前方投影システム。
【請求項１２】
レーザを前記光源とするプロジェクタを水平方向に複数台配置する、請求項１０に記載の前方投影システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタ等の投影光を拡散反射して観察者に表示する反射型スクリーン及び反射型スクリーンを用いた前方投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタの投影光を反射する反射型スクリーンにおいて、外光によるコントラストの低下を抑えることが要求される。特許文献１に、プロジェクタからの投影光以外の外光による反射を抑制する反射型スクリーンが開示されている。図１０に示すように、特許文献１の反射型スクリーンは、光透過性のベース部１０１と、ベース部１０１の裏面側に設けられた反射部１０２とを備えている。ベース部１０１の表面１０５に、投影光を拡散するためのマット形状が形成される。反射部１０２は、サーキュラーフレネルレンズ形状の反射面１０４を有する。プロジェクタ１０６からの投影光は、ベース部１０１を透過し、反射面１０４により観察者側に拡散反射される。反射型スクリーンの上方から入射する外光は、ベース部１０１を透過して反射面１０４で反射された後、ベース部１０１の表面１０５で全反射される。ベース部１０１は、外光を吸収するために着色されており、外光は、反射面１０４とベース部１０１の表面１０５との間で反射を繰り返すことにより、着色されたベース部１０１に吸収される。
【特許文献１】特許第３６５５９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の反射型スクリーンにおいて、ベース部１０１で吸収できる外光の入射角の範囲は、反射部１０２とベース部１０１の表面１０５で外光の多重反射を繰り返すための条件により、制限されていた。そのため、従来の反射型スクリーンは、所定の範囲の角度から入射した外光しか、十分に吸収することができなかった。
【０００４】
また、ある特定の位置だけでなく、広い範囲に投影光を反射させるためには、ベース部１０１の表面１０５を粗くしてマット形状の拡散性を高め、投影光をより拡散させることが好ましいが、表面１０５でのマット形状の拡散性を高めることは、表面１０５での反射能力を低下させることになる。従来の反射型スクリーンは外光をベース部１０１の表面１０５で全反射する必要があるために、ベース部１０１の表面１０５に設けられたマット形状の拡散性を高めることはできなかった。そのため、投影光を拡散させるためには、水平方向の拡散性を高めるためのレンチキュラーレンズ１０３をベース部１０１の表面側に設ける必要があった。そのため、従来の反射型スクリーンは、構造が複雑になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で、より広範囲の外光の影響を抑制すると共に、好適な視野角を得ることを可能にする反射型スクリーン及び前方投影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】
本発明の反射型スクリーンは、光を吸収する光吸収部材と、光吸収部材の光入射側に、所定の角度で形成された拡散反射面を有する複数の拡散反射部材と、を有し、投影光を拡散反射面で反射し、外光を光吸収部材で吸収することを特徴とする。この発明によれば、投影光以外の不要な外光によるコントラストの低下を防止することができる。
【０００７】
拡散反射部材は、光吸収部材の長手方向に対して平行に配置された透明角柱部であって、拡散反射面は、透明角柱部の一つの面に反射膜を設けることにより形成されても良い。上記反射型スクリーンは、複数の拡散反射部材を覆う透明保護層をさらに有しても良い。拡散反射面に反射型回折格子を設けても良い。反射型回折格子は投影光を水平方向に回折しても良い。反射型回折格子とは、本実施形態における回折格子７に反射膜６が塗布又は蒸着されたものである。
【０００８】
上記反射型スクリーンは、光吸収部材に対して平行に配置された透明保護層をさらに有し、拡散反射部材は、拡散反射面の角度が可変となるように光吸収部材と透明保護層との間に設けられ、少なくとも光吸収部材と透明保護層のいずれか一方に固定された拡散反射フィルムであっても良い。透明保護層と光吸収部材との間の空間は気密封止されており、上記反射型スクリーンは、空間内の体積を変化させる空気圧調整器をさらに備えても良い。
【０００９】
上記反射型スクリーンは、拡散反射面を振動させても良い。光吸収部材の表面は、波形状であっても良い。
【００１０】
本発明の前方投影システムは、上記反射型スクリーンと反射型スクリーンに投影光を照射する光源とを有し、光源は反射型スクリーンの拡散反射面に対して下方に配置される。投影光はレーザ光であっても良い。前方投影システムにおいて、レーザを光源とするプロジェクタを水平方向に複数台配置しても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の反射型スクリーン及び前方投影システムは、簡単な構成で、より広範囲の外光の影響を抑制すると共に、好適な視野角を得ることを可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施形態１）
図１に本発明の実施形態１の反射型スクリーン１００の構成を示す。本実施形態の反射型スクリーン１００は、ＰＥＴ樹脂等に染料や顔料等を混ぜた光吸収部材からなるベース１と、ベース１の表面側に設けられた、アクリル樹脂等により形成された複数の透明角柱部５と、複数の透明角柱部５の表面側に設けられた、透明保護層からなる前面シート２とを有する。複数の透明角柱部５は、ベース１の長手方向に対して平行に配置される。ベース１と透明角柱部５との間、及び透明角柱部５と前面シート２との間には、図示しない透明接着剤が充填される。プロジェクタからの投影光は、前面シート２側から反射型スクリーン１００に入射される。
【００１４】
図２に、図１に示す反射型スクリーン１００のＡ−Ａ線の断面図を示す。透明角柱部５は、表面に透過面３と拡散反射面４とを有する。拡散反射面４は、透明角柱部５に投影光の拡散性を高めるためのマット形状を成形した後、反射膜６を塗布又は蒸着することにより、形成される。
【００１５】
拡散反射面４に対して下方から照射された投影光は、拡散反射面４で前方に拡散反射されて観察される。一方、天井等に備え付けられた照明による外光は上方から入射され、透過面３を透過して、ベース１に吸収される。外光反射を抑制することにより、明るい室内でもコントラストの高い反射型スクリーン１００を実現できる。
【００１６】
本実施形態の反射型スクリーン１００は、外光が透過面３を通ってベース１に吸収される構成を有し、外光を多重反射しないため、外光の入射角が制限されず、従来と比較して広い範囲の入射角で入射された外光を吸収することができる。
【００１７】
従来の反射型スクリーンは、図１０に示すように下方から照射される投影光と上方から入射される外光の両方がベース部１０１を通って同じ反射面１０４に入射し、反射される構成であったのに対し、本実施形態の反射型スクリーン１００はベース１の光入射側に透過面３と拡散反射面４とを有するため、投影光は拡散反射面４で反射され、外光は透過面３に入射してベース１に吸収される。本実施形態においては、投影光と外光とで光の通る路が異なるため、透明角柱部５の一方の面のみをマット形状の拡散反射面４にすることができる。これにより、広い視野角を確保するためのマット形状の拡散性を上げることができるため、従来のようなレンチキュラーレンズ１０３を設けなくても、投影光を十分に拡散させることができる。
【００１８】
なお、透過面３と拡散反射面４の形状は、本実施形態に限定されない。外光が透過面３を通ってベース１に入射され、投影光が拡散反射面４で反射されるように、透明角柱部５を所望の形状に成形して、透過面３と拡散反射面４を作成すれば良い。
【００１９】
なお、図３に示すように、ベース１の表面を波形状３１にしても良い。ベース１の表面積が増えるため、外光をより吸収できる。更に、ベース１の表面を粗面にしても良い。粗面にすることにより、表面積が増え、外光をより吸収できる。
【００２０】
（実施形態２）
本実施形態では、透明角柱部５の別の構成を示す。図４（ａ）に本発明の実施形態２の透明角柱部５の平面図を示し、図４（ｂ）に透明角柱部５のＢ−Ｂ線の断面図であって、図４（ａ）の回折格子７に反射膜６が塗布又は蒸着された状態を示す。本実施形態において、回折格子７が拡散反射面４に形成される。回折格子７は、拡散反射面４の長手方向に周期性をもつように形成され、その周期は０．５μｍから１０μｍの間である。回折格子７は、例えばレーザを用いた干渉露光により形成される。本実施形態の拡散反射面４によれば、投影光を拡散反射面４で拡散反射すると共に、回折格子７によって投影光を水平方向に広げることができるため、水平方向の視野角を広くすることができる。なお、回折格子７を拡散反射面４に形成すること以外については、本実施形態の反射型スクリーンの構成は実施形態１の反射型スクリーン１００と同一である。
【００２１】
（実施形態３）
図５に、本発明の実施形態３の反射型スクリーン１００の構成図を示す。本実施形態の反射型スクリーン１００は、ベース１と前面シート２との間に、プロジェクタからの投影光を拡散反射するための複数の拡散反射フィルム８を有する。複数の拡散反射フィルム８は、ベース１の長手方向に対して平行に配置される。
【００２２】
図６に、図５に示す反射型スクリーン１００のＣ−Ｃ線の断面図を示す。拡散反射フィルム８は、実施形態１又は実施形態２と同様に、投影光を拡散反射するための拡散反射面４を有する。拡散反射フィルム８は両端に固定部９ａ及び９ｂを有し、固定部９ａ及び９ｂによりベース１と前面シート２とに固定される。ベース１と前面シート２は、間に空気を挟んで気密封止されている。本実施形態の反射型スクリーン１００は、エアーポンプ１０をさらに備える。エアーポンプ１０は、ベース１と前面シート２との間の空間の空気圧を調整し、その空間の容積を変えることにより、ベース１と前面シート２の間隔Ｗを変化させる。これにより、拡散反射フィルム８の拡散反射面４の倒れ角を調整する。
【００２３】
本実施形態によれば、反射型スクリーン１００に対する外光の入射角度とプロジェクタからの投影光の照射角度に応じて、拡散反射フィルム８の拡散反射面４の倒れ角を調整することができる。拡散反射面４の倒れ角を調整することで外光の反射量を調整できる。よって、室内の照明配置に応じて拡散反射面４の倒れ角を調整することで、外光反射を低減することができ、コントラストの高い最適な画像表示が得られる。
【００２４】
なお、本実施形態において、ベース１が可動であっても良いし、前面シート２が可動であっても良い。また、ベース１と前面シート２の両方が可動であっても良い。
【００２５】
また、拡散反射フィルム８の拡散反射面４の角度の調整は、本実施形態のエアーポンプ１０による空気圧の調整に限定されない。例えばベース１又は前面シート２をモータで移動させても良いし、静電力によりベース１と前面シート２との間隔Ｗを変化させても構わない。
【００２６】
また、本実施形態においては、拡散反射フィルム８の両端を固定したが、拡散反射フィルム８の一端を固定する構成であっても良い。この場合、拡散反射フィルム８が固定されている面と対向する面に静電気を印加して、拡散反射フィルム８の拡散反射面４の倒れ角を調整しても良い。
【００２７】
（実施形態４）
図７に、本実施形態の前方投影システムの構成を示す。前方投影システムは、実施形態２に示す反射型スクリーン１００と、プロジェクタ７１とを有する。プロジェクタ７１は、投影光が反射型スクリーン１００の拡散反射面４に対して下方から投影されるように配置される。
【００２８】
本実施形態によれば、上方から入射した外光は反射型スクリーン１００によって吸収され、下方から照射された投影光は反射型スクリーン１００の拡散反射面で拡散反射される。よって、外光反射を抑制し、明るい室内でもコントラストの高い前方投影システムを実現できる。
【００２９】
本実施形態のプロジェクタ７１はレーザ光源を用い、レーザ光を投影光として出射する。図８に、レーザ光を用いた時の反射型スクリーン１００からの回折光強度分布を示す。図８のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｂ’、Ｃ’、及びＤ’の観察点では投影画像を観察することができるのに対し、他の場所では観察できない。図７のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｂ’、Ｃ’、及びＤ’の間隔は、図４の回折格子７のピッチを制御することにより変えられる。また、回折光の強度は、回折格子７の回折次数に応じて、回折角毎に高くなる。反射型スクリーン１００の拡散反射面４に形成した回折格子７による回折角度は離散的であるので、周期を変化させた回折格子７を重畳することにより、水平方向の回折光強度分布を制御して、水平視野角を離散的にすることができる。
【００３０】
さらに、図９に示すように、それぞれの回折光が重ならないように、複数台のプロジェクタを水平方向に並べて配置しても良い。図９においては、プロジェクタ７１ａによる回折光は実線で示す観測点で観察することができ、プロジェクタ７１ｂによる回折光は破線で示す観測点で観察することができる。このように、複数台のプロジェクタを水平方向に並べて、それぞれの回折光が重ならないように配置することにより、観察点に応じて異なる映像を見せることができる。
【００３１】
なお、本実施形態の前方投影システムは、実施形態２の反射型スクリーン１００を有する構成であったが、実施形態１又は実施形態３の反射型スクリーン１００を有しても良い。実施形態１又は実施形態３の反射型スクリーン１００においても拡散反射面４に回折格子を設けることにより、図８及び図９に示すように水平視野角を離散的にすることができる。
【００３２】
なお、実施形態１から実施形態４において、拡散反射面４を振動させても良い。拡散反射面４を振動させることにより、レーザ光によるスペックルノイズを低減することができる。例えば、反射型スクリーン１００を上下、左右、又は前後の方向に振動させることにより、拡散反射面４を振動させても良い。また、図６の構成であれば、エアーポンプ１０により、ベース１と前面シート２との間隔Ｗを変えることにより、拡散反射面４を振動させても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の反射型スクリーンは、簡単な構成で、外光の反射を抑制すると共に視野角を広くできるという効果を有し、明るい室内で用いられるような前方投影システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態１の反射型スクリーンの構成図
【図２】本発明の実施形態１の反射型スクリーンの断面図
【図３】本発明の実施形態１おいて、ベース１の別の構成を示す図
【図４】（ａ）は本発明の実施形態２の反射型スクリーンの透過面と拡散反射面の平面図、（ｂ）は（ａ）の断面図
【図５】本発明の実施形態３の反射型スクリーンの構成図
【図６】本発明の実施形態３の反射型スクリーンの断面図
【図７】本発明の実施形態４の前方投影システムの配置図
【図８】本発明の実施形態４において、１つのプロジェクタからのレーザ光を用いた時の反射型スクリーンの回折光強度分布を示す図
【図９】本発明の実施形態４において、複数のプロジェクタからのレーザ光を用いた時の反射型スクリーンの回折光の分布を示す図
【図１０】従来の前方投影システムの構成図
【符号の説明】
【００３５】
１    ベース
２    前面シート
３    透過面
４    拡散反射面
５    透明角柱部
６    反射膜
７    回折格子
８    拡散反射フィルム
９ａ、９ｂ  固定部
１０  エアーポンプ
７１、７１ａ、７１ｂ  プロジェクタ
１００  反射型スクリーン
１０１  ベース
１０２  反射部
１０３  レンチキュラーレンズ
１０４  反射面
１０５  表面
１０６  プロジェクタ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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