(57)【要約】【課題】外光による影響を低減し、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できるとともに、入射角度のある投射光を正面方向へ適切に反射・拡散させることができ、また、薄さを保ちながらも十分な強度を有するスクリーン及びこれを用いた投射システムを提供すること。【解決手段】反射面ＲＳの形状等を入射する投射光ＰＬの散乱・反射に適したものにすることにより、下方からの投射光ＰＬを観察者側へ適切な視野角で散乱・反射させることができ、シリンドリカルレンズＣＬの表面形状を周辺側に行くほど円弧よりも緩やかな曲率となる非円弧形状とすることにより、薄さを保ちながらも十分な強度を有するものとなり、さらに、側面ＳＳや光吸収シート３により上方からの外光ＯＬは観察者側へは反射させず、明るい部屋等での使用においても、コントラストの高い画像を形成する。【選択図】図３
2009198941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン前面側の２次元平面上に配列される複数の要素レンズを有するレンズアレイと、前記レンズアレイの裏側に前記２次元平面に対して傾斜して配置される複数の反射面と、前記複数の反射面から前記スクリーン前面側に射出される光を散乱させる複数の散乱部とを有するスクリーンシートを備え、
前記複数の要素レンズのうち少なくとも１つは、前記二次元平面に対する投射光の入射角が大きい側である一方側部分の曲率が周端方向に向かって小さくなっている曲率変化レンズであり、
前記曲率変化レンズは、前記曲率変化レンズの前記一方側端点と前記一方側とは反対側の他方側端点とを結ぶ第１の線分と前記第１の線分に垂直であって前記曲率変化レンズの正面側の頂点を通る第２の線分との交点から前記一方側端点までの距離が、当該交点から前記頂点までの距離よりも大きくなるような非円弧状の断面を有する、スクリーン。
【請求項２】
前記レンズアレイは、前記複数の要素レンズとして複数のシリンドリカルレンズを含み、当該複数のシリンドリカルレンズを各シリンドリカルレンズの長手方向に対して垂直方向に配列するレンチキュラーレンズにより構成される、請求項１記載のスクリーン。
【請求項３】
前記曲率変化レンズは、レンズ中心部の屈折力より周辺部の屈折力のほうが小さい、請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項４】
前記曲率変化レンズの形状は、前記スクリーンシートでの位置に対応して複数のパターンで形成される、請求項１から請求項３までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項５】
前記スクリーンシートは、前記レンズアレイにおいて投射光を入射させる要素レンズとは異なる要素レンズから当該投射光を射出させる第１領域と、前記レンズアレイにおいて投射光を入射させる要素レンズと同一の要素レンズから当該投射光を射出させる第２領域とを有し、前記レンズアレイは、前記第２領域において前記曲率変化レンズを含む、請求項１から請求項４までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項６】
前記レンズアレイの裏側のうち、少なくとも前記反射面の周囲に、光吸収性素材により形成される光吸収面をさらに有する、請求項１から請求項５までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項７】
前記レンズアレイは、表面に反射防止コートを有する、請求項１から請求項６までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項８】
前記レンチキュラーレンズは、ロール巻き取り可能となっており、ロールする軸の方向に沿って前記複数のシリンドリカルレンズの長手方向を配置した構造を有する、請求項２から請求項７までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項記載のスクリーンと、
前記スクリーンに投影画像を投射する画像投射装置と
を備える投射システム。
【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等の投影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】
マイクロレンズと反射面とを集積したものを用いるスクリーンであって、マイクロレンズの背後に配置される反射面の向きをスクリーンの中心法線方向に傾斜させるものが知られており、特にスクリーンの中心部から周辺部に向かって傾斜角を徐々に変化させるものが知られている（特許文献１参照）。また、スクリーン表面にレンチキュラーレンズを用い、当該レンチキュラーレンズの断面形状を非円弧型としたものも知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平３−１５６４３５号公報
【特許文献２】特開平５−７２６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前方のプロジェクタ等の投影装置からの投射光を反射して投影画像を映し出す反射型のスクリーンの使用において、例えば大きな入射角度で入射する投射光に対して大きな角度をもたせて、正面方向に反射させる場合、入射した投射光を適切な視野角で、正面方向に効率よく散乱・反射させるためには、各マイクロレンズの焦点位置よりも前に反射面を置くことが望ましい等の理由から、各マイクロレンズのレンズ面に反射面を近づける必要がある。この場合、レンズ面と反射面とが近づきすぎると、一連の接近箇所において非常に薄くなる部分ができるため、製造上の問題が生じ、強度上も問題が生じる可能性がある。
【０００４】
また、別の問題として、反射型のスクリーンの使用において、不要光である外光の一部がスクリーンの観察者のいる方向へ反射されてしまう可能性があり、反射された外光が投影画像のコントラスト低下を生じさせる原因となる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、外光による影響を低減し、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できるとともに、入射角度のある投射光を正面方向へ適切に反射・拡散させることができ、また、薄さを保ちながらも十分な強度を有するスクリーン及びこれ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に、本発明に係るスクリーンは、（ａ１）スクリーン前面側の２次元平面上に配列される複数の要素レンズを有するレンズアレイと、（ａ２）レンズアレイの裏側に２次元平面に対して傾斜して配置される複数の反射面と、（ａ３）複数の反射面からスクリーン前面側に射出される光を散乱させる複数の散乱部とを有する（ａ）スクリーンシートを備え、（ｂ）複数の要素レンズのうち少なくとも１つは、二次元平面に対する投射光の入射角が大きい側である一方側部分の曲率が周端方向に向かって小さくなっている曲率変化レンズであり、（ｃ）曲率変化レンズが、曲率変化レンズの一方側端点と一方側とは反対側の他方側端点とを結ぶ第１の線分と第１の線分に垂直であって曲率変化レンズの正面側の頂点を通る第２の線分との交点から一方側端点までの距離が、当該交点から頂点までの距離よりも大きくなるような非円弧状の断面を有する。
【０００７】
まず、上記スクリーンでは、レンズアレイの裏側にレンズアレイの配列された平面に対して傾斜した反射面を設け、さらに、当該反射面から射出される光を散乱させる散乱部を有することで、スクリーンに入射する投射光を適切に散乱した状態で反射することができる。この際、曲率変化レンズが、投射光の入射角が大きい側である一方側部分の曲率が周端方向に向かって小さくなっており、また、特に、曲率変化レンズの非円弧状の断面の形状について、一方側端点と一方側とは反対側の他方側端点とを結ぶ第１の線分と第１の線分に垂直であって曲率変化レンズの正面側の頂点を通る第２の線分との交点から一方側端点までの距離が、当該交点から頂点までの距離よりも大きくなるようなものとしているので、曲率変化レンズのレンズ面に反射面を近づけても、両者の接近箇所のうち最も接近する部分の距離を大きく取りやすい。従って、曲率変化レンズのレンズ面に反射面を近づけながらも、十分な強度を有するものに保つことが可能となる。レンズ面に反射面を近づけることにより、入射した投射光を適切な方向、かつ、視野角を持たせた状態で効率的に散乱・反射させることができる。また、曲率変化レンズは、一方側部分の曲率が周端方向に向かって小さくなっていることから、投射光が曲率変化レンズから射出される際に、レンズ面において全反射することを低減でき、光を効率的に利用できる。また、併せて、外光による影響を低減することも可能であり、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できる。
【０００８】
また、本発明の具体的な態様として、レンズアレイが、複数の要素レンズとして複数のシリンドリカルレンズを含み、当該複数のシリンドリカルレンズを各シリンドリカルレンズの長手方向に対して垂直方向に配列するレンチキュラーレンズにより構成される。この場合、レンズアレイとしてレンチキュラーレンズを用いることで、簡易にスクリーンを作製できる。
【０００９】
また、本発明の具体的な態様として、曲率変化レンズは、レンズ中心部の屈折力より周辺部の屈折力のほうが小さい。この場合、レンズ中心部と周辺部とでの屈折力を調整することで、適切な視野角を持った状態で投射光の散乱・反射を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の具体的な態様として、曲率変化レンズの形状が、スクリーンシートでの位置に対応して複数のパターンで形成される。この場合、例えば投射光が下方から投射されるのに対して、スクリーンシートの上下方向に複数のパターンで曲率変化レンズの形状を適宜定めることで、投射光の入射位置に応じて適切な散乱・反射を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の具体的な態様として、スクリーンシートが、レンズアレイにおいて投射光を入射させる要素レンズとは異なる要素レンズから当該投射光を射出させる第１領域と、レンズアレイにおいて投射光を入射させる要素レンズと同一の要素レンズから当該投射光を射出させる第２領域とを有し、レンズアレイが、第２領域において曲率変化レンズを含む。この場合、第１領域と第２領域とで異なるタイプの反射態様を有することにより、それぞれに入射する投射光の入射角度に応じて効果的に無駄なく散乱・反射を行うことができる。特に、第２領域におけるレンズアレイが、曲率変化レンズを含むので、曲率変化レンズのレンズ面に反射面を近づけながらも、十分な強度を有するものに保つことができる。
【００１２】
また、本発明の具体的な態様として、レンズアレイの裏側のうち、少なくとも反射面の周囲に、光吸収性素材により形成される光吸収面をさらに有する。この場合、光吸収面により、外光等の不要光を吸収させて高コントラストな画像を形成することができる。
【００１３】
また、本発明の具体的な態様として、レンズアレイが、表面に反射防止コートを有する。これにより、スクリーン表面での反射を防止することができる。
【００１４】
また、本発明の具体的な態様として、レンチキュラーレンズが、ロール巻き取り可能となっており、ロールする軸の方向に沿って複数のシリンドリカルレンズの長手方向を配置した構造を有する。これにより、スクリーンをロールして収納した際に、複数のシリンドリカルレンズ間の境界部分が主に曲がるため、シリンドリカルレンズの本体部分の変形量を少なくすることができる。
【００１５】
また、本発明の具体的な態様として、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）スクリーンに投影画像を投射する画像投射装置とを備える。この場合、上記スクリーンを用いることにより、投射システムは、投射光を適切に散乱・反射し、かつ、有効に利用でき、また、外光による影響を低減し、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係るスクリーンについて図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るスクリーンを模式的に示す側面図である。本実施形態のスクリーン１０は、反射型のスクリーンであり、レンズアレイを設けた光透過性のスクリーンシート２と、スクリーンシート２の裏面全体に貼りつけられる光吸収シート３とを備える。
【００１７】
図示のように、投影装置等の有する投射レンズＰＯの投射光源点Ｓから投射光ＰＬがスクリーン１０上に投射されることにより、画像投影がなされる。投射光源点Ｓは、スクリーン１０に近接した下方位置に設置されている。また、ここでは、スクリーン１０の左右中央を上下に延びるスクリーン中心軸ＬＸの中央に位置する中心位置Ｏに、投射光ＰＬの光束軸ＡＸが、入射角度αとなっている状態で、下方から上方に向けて入射している。
【００１８】
図２は、スクリーン１０の構造を模式的に示す側断面図である。ここで、スクリーンシート２は、表側にシリンドリカルレンズＣＬを２次元的に配列したレンズアレイであるレンチキュラーレンズ１と、レンチキュラーレンズ１の裏面側に各シリンドリカルレンズＣＬに対応して周期的に設けられた溝ＧＴとを有する。なお、スクリーンシート２には、溝ＧＴに散乱材を塗布することで散乱部４が形成されており、光吸収シート３は、スクリーンシート２の裏面側に散乱部４が形成された後に、この散乱部４を覆うように貼りつけられる。
【００１９】
スクリーンシート２の表側に形成されたレンチキュラーレンズ１は、略半円柱状の外形を有しｘ方向に延びるシリンドリカルレンズＣＬを要素レンズとして長手方向（ｘ方向）に対して垂直なｙ方向に多数配列して連ねることにより、全体としてｘｙ面に平行に広がる表面を構成している。つまり、これらのシリンドリカルレンズＣＬは、スクリーン１０全体の表面を構成すべく２次元平面上に配置されている（図１参照）。各シリンドリカルレンズＣＬは、図１の投射レンズＰＯからの斜め上向きの投射光ＰＬを、入射させて集光させるとともに、スクリーン１０の内部で後述する反射面ＲＳによって反射され散乱部４によって散乱された投射光ＰＬを、所定の発散角で前方に射出させる。ここで、シリンドリカルレンズＣＬの表面形状についてその断面である輪郭ＣＮは、正確な半円ではなく、周辺側に行くほど、即ち隣接するシリンドリカルレンズＣＬに近づくほど緩やかな曲率を有する形状となっている。つまり、シリンドリカルレンズＣＬは、レンズ中心部の屈折力より周辺部の屈折力のほうが小さくなるように曲率の変化した曲率変化レンズである。
【００２０】
一方、スクリーンシート２の裏側には、各シリンドリカルレンズＣＬに対応してシリンドリカルレンズＣＬの長手方向即ちｘ方向に沿って溝ＧＴが形成されている。溝ＧＴには、各シリンドリカルレンズＣＬの配列されたｙ方向に対して略垂直な側面ＳＳが上面側及び下面側の双方に形成されており、溝ＧＴは、これらの側面ＳＳと、傾斜した反射面ＲＳとによって画定され、ｙｚ断面が台形状となっている。反射面ＲＳは、各シリンドリカルレンズＣＬで集光されて斜め上方向に傾いて入射する投射光ＰＬを正面方向即ち＋ｚ方向に反射する傾向を高めるべく、投射光ＰＬの入射角度が所定の傾斜角度βで傾いている。各散乱部４は、上記のような形状の各溝ＧＴを充填するものであり溝ＧＴの形状を反転した形状を有している。散乱部４は、散乱成分を主成分として含む材料からなるインクを各シリンドリカルレンズＣＬの背後に位置する溝ＧＴに沿ってスプレーすることで充填し、反射面ＲＳをくまなく覆うようにして形成されている。散乱部４は、反射面ＲＳから入射する光を＋ｚ方向に反射する際、適当な分散特性で散乱させた状態とする。これにより、近接した下方からスクリーン１０に入射した投射光ＰＬを正面に一定の広がりをもって導く効果を生じさせることができる。散乱成分としては、例えば、硫酸バリウムまたは硫酸バリウムに白色の反射性インク（例えば白色のパール系インク）を混ぜたもの等を用いる。
【００２１】
スクリーンシート２の裏面に設けた光吸収シート３は、溝ＧＴに散乱部４を充填した後、スクリーンシート２の裏面側全体を光吸収性素材で覆うことで形成されている。光吸収シート３は、散乱部４の周辺に外光等の不要光を吸収させる光吸収面ＡＳを形成する。なお、スクリーン１０全体の厚みは、好ましくは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。また、スクリーンシート２は、光透過性の樹脂等を材料としているが、その屈折率は、好ましくは１．４５〜１．６０程度である。
【００２２】
以下、図２を用いて投射光ＰＬの光路を説明することにより、スクリーン１０における動作について説明する。
【００２３】
まず、図２に示すように、各シリンドリカルレンズのうち、図中例えばｙ方向について最下に位置するシリンドリカルレンズＣＬ１に入射した投射光ＰＬ１は、集光されてシリンドリカルレンズＣＬ１の背後に位置する反射面ＲＳで散乱・反射される。反射面ＲＳで反射された投射光ＰＬ１は、シリンドリカルレンズＣＬ１を経て適度に発散された状態で前方に射出される。つまり、シリンドリカルレンズＣＬ１に入射した投射光ＰＬ１は、同一のシリンドリカルレンズＣＬ１から射出させる態様となっている。同様に、シリンドリカルレンズＣＬ１よりも上の各シリンドリカルレンズＣＬに入射した投射光ＰＬも、同一のシリンドリカルレンズＣＬから射出される。
【００２４】
図２のように、同一のシリンドリカルレンズＣＬで投射光ＰＬの散乱・反射を行う場合、光のロスを抑えるために、反射面ＲＳは、シリンドリカルレンズＣＬの１ユニット即ち１ピッチ内においてより上部側に位置させることが望ましく、反射面ＲＳの上端が、シリンドリカルレンズＣＬのレンズ面により近づく傾向となっている。反射面ＲＳの上端が一般的な形状即ち円形断面のシリンドリカルレンズＣＬに近づきすぎると、投射光ＰＬについて、上方向について十分な視野角が得られなくなる傾向や、当該箇所が薄くなりスクリーンシート２が破れやすくなる傾向が生じる。このため、シリンドリカルレンズＣＬを非円弧状の断面を有するものとしている。
【００２５】
図３（ａ）及び３（ｂ）は、シリンドリカルレンズＣＬの表面形状について説明するためにレンチキュラーレンズ１のシリンドリカルレンズＣＬ１つ分即ちスクリーン１０の１ピッチ分を示す側断面図であり、図３（ｂ）は、比較例の図である。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、本実施形態のスクリーン１０において、シリンドリカルレンズＣＬの側断面の輪郭ＣＮは、非円弧形状になっている。これに対して、図３（ｂ）の比較例では、シリンドリカルレンズＣＬｃの側断面の輪郭ＣＮｃは、円弧形状になっている。以下、図３（ａ）の輪郭ＣＮの形状についてより具体的に説明する。実施形態の輪郭ＣＮの形状は、図３（ｂ）の輪郭ＣＮｃと比較して分かるように、周辺側に行くほど、即ち不図示の隣接するシリンドリカルレンズＣＬに近づくほど円弧よりも緩やかな曲率のものとなっている。図３（ａ）の輪郭ＣＮ上の両端の点のうち、投射光ＰＬの光源Ｓに対して遠い側即ち投射光ＰＬの入射角が大きい側の端点を上端点ＵＰとし、近い側即ち反対側の端点を下端点ＤＰとする。これら上端点ＵＰと下端点ＤＰとを結んだ線を線分ＳＧとする。また、凸状である輪郭ＣＮ上の点のうち線分ＳＧに最も離れている点となる頂上部分であるスクリーン１０の正面側の頂点ＰＰから線分ＳＧに対して垂線を下ろし、当該垂線と線分ＳＧとが交わる点を交点ＣＳとする。以上において、図３（ａ）の輪郭ＣＮは、交点ＣＳから上端点ＵＰまでの距離ａが、交点ＣＳから頂点ＰＰまでの距離ｂよりも大きくなるような形状を有している。図３（ｂ）に示す輪郭ＣＮｃの場合、輪郭ＣＮｃの形状は半円形状であるから、同様に規定した交点ＣＳは、輪郭ＣＮｃを形成する円の中心であり、また、上端点ＵＰ、頂点ＰＰはいずれも当該円上の点である。従って、交点ＣＳから上端点ＵＰまでの距離と、交点ＣＳから頂点ＰＰまでの距離とは、いずれも輪郭ＣＮｃを形成する円の半径rであり、これらの距離は等しくなる。これに対して、図３（ａ）に示す実施形態の輪郭ＣＮについては、既述のように、距離ａ、ｂの関係がａ>ｂとなっている。これにより、図中往復矢印で示した最も薄くなりやすい部分である距離ｄ１、即ち反射面ＲＳの上端ＵＥからシリンドリカルレンズＣＬの表面部（図３（ａ）では上端点ＵＰ）までの距離を図３（ｂ）の比較例のような円弧形状のものに比べ大きく取ることができる。このようにスクリーンシート２のうち最も薄くなりがちな箇所を厚くすることができることで、スクリーンシート２がより破れにくくなり、結果としてスクリーン１０をより丈夫なものにすることができる。また、シリンドリカルレンズＣＬの曲率を緩くすることで、投射光ＰＬがシリンドリカルレンズＣＬから射出される際に、シリンドリカルレンズＣＬのレンズ面で全反射することを低減でき、光を効率的に利用できる。図４（ａ）及び４（ｂ）は、シリンドリカルレンズＣＬの曲率が異なる場合における反射面ＲＳでの反射光の違いを示す比較図である。つまり、図４（ａ）のシリンドリカルレンズＣＬは、図４（ｂ）のものに比べ、曲率が緩いものとなっている。一方、図４（ａ）と４（ｂ）とにおいて、反射光ＲＬは、どちらも反射面ＲＳ上の略同じ点から射出されている。図４（ａ）と４（ｂ）とでの反射光ＲＬの比較から、この場合、曲率がきつくなっている図４（ｂ）の場合のほうが全反射しやすいことが分かる。また、シリンドリカルレンズＣＬの曲率を適度に調整することで光の視野角の調整をしてもよい。
【００２７】
図５（ａ）は、例えば図３（ａ）に示す実施形態のような非円弧状のシリンドリカルレンズＣＬでの投射光ＰＬの光路について説明する図であり、図５（ｂ）は比較図である。つまり、図５（ａ）は、実施形態の投射光ＰＬの光路を示しており、図５（ｂ）は、比較として、例えば図３（ｂ）のような円弧状のシリンドリカルレンズＣＬｃ（輪郭ＣＮｃ）及び輪郭ＣＮｃから入射した投射光ＰＬの光路を示している。図５（ａ）において、シリンドリカルレンズＣＬの表面に相当する輪郭ＣＮから入射した投射光ＰＬは、反射面ＲＳにおいて散乱・反射されて反射光ＲＬとしてスクリーン１０から射出される。一方、図５（ｂ）の比較例についても同様に、輪郭ＣＮｃから入射した投射光ＰＬは反射面ＲＳにおいて散乱・反射されて反射光ＲＬｃとして射出される。図５（ａ）に示される本実施形態の構成では、シリンドリカルレンズＣＬが、中央領域の曲率より周辺領域の曲率の方が小さいので、投射光ＰＬを正面方向へ適切に反射・拡散の作用を劣化する事無く、スクリーンシート２全体の薄さを保ちつつシリンドリカルレンズＣＬの表面と反射面との距離を確保して強度を保つことができる。
【００２８】
なお、以上説明した本実施形態に係るスクリーン１０において、全体に図３（ａ）により説明した曲率を変化させたシリンドリカルレンズＣＬを用いてもよく、また、当該シリンドリカルレンズＣＬをスクリーン１０の一部にのみ用いるといった部分的に用いる態様としてもよい。
【００２９】
また、シリンドリカルレンズＣＬは、レンズ中心部の屈折力より周辺部の屈折力のほうが小さくなるように曲率の変化した曲率変化レンズとしているが、曲率の変化は、少なくとも投射光ＰＬを基準として光源Ｓに対して遠方側部分の曲率が遠方に向かって小さくなっている、即ち投射光の入射角が大きい側である一方側部分の曲率が周端方向に向かって小さくなっていればよい。つまり、例えば図３（ａ）において、輪郭ＣＮのうち、投射光ＰＬに対して遠方側の部分である頂点ＰＰより上側の部分について、頂点ＰＰから上端点ＵＰに向かって輪郭ＣＮの曲率が小さくなるものであれば距離ｄ１を大きく取ることが可能である。
【００３０】
なお、画像投影には不要である外光ＯＬを発生する照明光等は、例えば室内の天井側に設置されて室内を照明する場合が多い。このように、上方から投射される外光ＯＬは、そのほとんどが、スクリーン１０のうち、溝ＧＴの上下の側面ＳＳのうちの上方側の面或いは光吸収シート３の光吸収面ＡＳに入射する。溝ＧＴの上の側面ＳＳに入射する外光ＯＬは、上の側面ＳＳの角度から観察者のいるスクリーン１０の前方に向かうことなく反射等され、また、光吸収シート３に入射する外光ＯＬも、スクリーン１０の前方に向かうことなく吸収される。
【００３１】
また、レンチキュラーレンズ１の表面を構成する複数のシリンドリカルレンズＣＬの表面には反射防止コートであるＡＲコートＣＴが施されている。これにより、光の反射を防止している。
【００３２】
また、スクリーン１０は、図１に示す矢印ＡＷの方向にロール巻き取り可能となっている。この場合、レンチキュラーレンズ１の各シリンドリカルレンズＣＬ間を繋ぐ境界部分ＢＰが主に曲がることでシリンドリカルレンズＣＬそのものはあまり変形することなくスクリーン１０をロールして収納することができる。
【００３３】
以上のように、本実施形態に係るスクリーン１０では、反射面ＲＳの形状等を入射する投射光ＰＬの散乱・反射に適したものにすることにより、下方からの投射光ＰＬを観察者側へ適切な視野角で散乱・反射させることができる。また、スクリーン１０は、シリンドリカルレンズＣＬの表面形状を周辺側に行くほど円弧よりも緩やかな曲率となる非円弧形状とすることにより、薄さを保ちながらも十分な強度を有するものとなり、さらに、側面ＳＳや光吸収シート３により上方からの外光ＯＬは観察者側へは反射させず、明るい部屋等での使用においても、コントラストの高い画像を形成することも可能である。
【００３４】
図６（ａ）、６（ｂ）及び６（ｃ）は、本実施形態の製造方法についての変形例を説明するための図であり、それぞれシリンドリカルレンズＣＬ１つ分即ちスクリーン１０の１ピッチ分を模式的に示す側断面図である。このうち、まず、図６（ａ）に示す例では、図２の光吸収シート３に代えて、光吸収膜１０３が形成されている。つまり、散乱部４を形成した後、例えばスクリーンシート２の裏面側全体を覆うように光吸収性のインクを塗布することで光吸収膜１０３が形成されている。図６（ｂ）及び６（ｃ）は、さらに他の製造方法の例を段階的に示すものである。本変形例では、図６（ｂ）に示すように、まず、散乱部４が塗布されるよりも先にスクリーンシート２の裏面側に光吸収性のインクを塗り、光吸収膜１０３を形成する。その後、図６（ｃ）に示すように、溝ＧＴを充填するようにスクリーンシート２の裏面側全体に散乱材を塗布して、散乱部４を形成している。この場合、光吸収性のインクを塗布して光吸収膜１０３を形成した後に溝ＧＴを形成してもよい。なお、上記はいずれも製造方法の変形例の例示であり、同様の構造を有するものであればこれら以外の製造方法であっても構わない。
【００３５】
また、散乱部４については、反射面ＲＳにおいて散乱効果をもたせるものであればよく、溝ＧＴ全てを散乱材によって充填しなくてもよい。従って、例えば、溝ＧＴのうち反射面ＲＳのみに散乱材を塗布することで散乱部４を形成してもよい。また、散乱材以外にも例えば反射面ＲＳに凹凸面を形成させることで散乱効果をもたせてもよい。
【００３６】
〔第２実施形態〕
図７は、本実施形態に係るスクリーンを模式的に示す側面図である。本実施形態のスクリーン１１０は、第１実施形態の図１のスクリーン１０と同様に、反射型のスクリーンであり、レンズアレイを設けた光透過性のスクリーンシート１０２と、スクリーンシート１０２の裏面全体に貼りつけられる光吸収シート１０３とを備える。
【００３７】
図７の場合も、図１と同様にして、近接した下方位置に配置された投射レンズＰＯの投射光源点Ｓから投射光ＰＬがスクリーン１１０上に投射されるが、ここでは、特に図１の場合に比べて投射光ＰＬの入射角度が非常に大きくなっており、投射光ＰＬの光束軸ＡＸは入射角度α＝６０°に設定されている。このような場合、投射光ＰＬの入射角度の非常に大きなところと比較的小さなところとでは、スクリーン１１０上での投射光ＰＬの入射角度が入射位置によって著しく異なり、入射位置に応じて反射のタイプを異なるものにする必要が生じる。従って、スクリーン１１０では、入射角度α＝６０°を基準として、スクリーン上面側の第１領域１１０ａと、スクリーン下面側の第２領域１１０ｂとに分け、第１領域１１０ａと第２領域１１０ｂとでは、互いに異なる形状又は配置を有するものとなっている。
【００３８】
第１領域１１０ａと第２領域１１０ｂとのうち、比較的入射角度の小さな第２領域１１０ｂにおけるスクリーン１１０の構造は、第１実施形態において図２等により示したものとなっている。つまり、同一のシリンドリカルレンズＣＬで投射光ＰＬの散乱・反射を行っている。これに対して、第１領域１１０ａにおけるスクリーン１１０の構造は、第２領域１１０ｂとは異なるタイプの反射態様を有している。
【００３９】
図８は、第１領域１１０ａにおけるスクリーン１１０の構造の一例を模式的に示す側断面図である。第１領域１１０ａの場合、溝ＧＴの形状が、図２に示した構造を有する第２領域１１０ｂの溝ＧＴと異なり、各シリンドリカルレンズＣＬの配列されたｙ方向に対して略垂直な１つの側面ＳＳと、傾斜した反射面ＲＳとによって画定され、ｙｚ断面が三角形状となっている。つまり、両領域１１０ａ、１１０ｂの溝ＧＴの形状は、反射面ＲＳの深さが異なる点で相違しており、また、第１領域１１０ａの反射面ＲＳは、投射光ＰＬを正面方向即ち＋ｚ方向に反射する傾向を高めるべく、投射光ＰＬの入射角度の違いに応じて、第２領域１０ｂの傾斜角度βとは異なる所定の傾斜角度γで傾いている。
【００４０】
以下、図８を用いて第１領域１１０ａにおける投射光ＰＬの光路を説明することにより、スクリーン１１０における動作について説明する。
【００４１】
図８のように、レンチキュラーレンズ１０１を構成する各シリンドリカルレンズＣＬのうち、図中ｙ方向について最下に位置するシリンドリカルレンズＣＬ１に入射した投射光ＰＬ１は、シリンドリカルレンズＣＬ１の一つ上側に位置するシリンドリカルレンズＣＬ２から射出される。つまり、投射光ＰＬ１は、シリンドリカルレンズＣＬ１の一つ上側に位置するシリンドリカルレンズＣＬ２の背後に位置する反射面ＲＳ２で散乱・反射され、シリンドリカルレンズＣＬ２から射出される。同様に、シリンドリカルレンズＣＬ２に入射した投射光ＰＬ２は、反射面ＲＳ３を介してシリンドリカルレンズＣＬ３から射出され、シリンドリカルレンズＣＬ３に入射した投射光ＰＬ３は、シリンドリカルレンズＣＬ４から射出され、シリンドリカルレンズＣＬ４に入射した投射光ＰＬ４は、シリンドリカルレンズＣＬ５から射出される。つまり、第１領域１１０ａでは、投射光ＰＬを入射させたシリンドリカルレンズＣＬに隣接するシリンドリカルレンズＣＬから当該投射光ＰＬを射出させる態様となっている。
【００４２】
以上のように、本実施形態のスクリーン１１０では、投射光ＰＬの入射角度に応じて第１領域１１０ａと第２領域１１０ｂとに領域を分け、それぞれの領域で異なるタイプの反射態様を有しており、その一部の領域である第２領域１１０ｂにおいて円弧状に比べて曲率を緩くした非円弧状のシリンドリカルレンズＣＬを用いている。これにより、各領域１１０ａ、１１０ｂに入射する投射光に応じて効果的に無駄なく散乱・反射を行うことができ、特に、第２領域１１０ｂでは、シリンドリカルレンズＣＬのレンズ面に反射面ＲＳを近づけながらも、十分な強度を有するものに保つことができる。なお、第１領域１１０ａのシリンドリカルレンズＣＬについては、非円弧状にする必要はないが、こちらについても表面を非円弧状としても構わない。この場合、シリンドリカルレンズＣＬの曲率を緩くすることで、投射光ＰＬがシリンドリカルレンズＣＬから射出される際に、シリンドリカルレンズＣＬのレンズ面での全反射することを低減でき、光を効率的に利用することが可能となる。
【００４３】
なお、上記の第２実施形態では、入射角度α＝６０°を基準としてスクリーン１０、１１０を上下２つに分けて２パターンの異なる態様で投射光ＰＬを反射・散乱させているが、スクリーン１０、１１０の分け方は上下２つに分ける方法に限られず、入射角度α＝６０°を基準として種々の分け方を用いることが可能である。例えば、入射角度α＝６０°の付近において、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとの間に遷移領域を設け、当該遷移領域においては、第１領域１１０ａと第２領域１１０ｂとでの異なる２パターンの動作が混在した状態とし、一方のパターンから他方のパターンへ徐々に変化させていくものであってもよい。また、例えば、スクリーンの領域数についても、２パターンの２領域に限らず、３つ以上とすることができる。
【００４４】
また、上記の第２実施形態では、第１領域１０ａにおいて、投射光ＰＬを入射させるシリンドリカルレンズＣＬに隣接するシリンドリカルレンズＣＬから投射光ＰＬを射出させているが、１つとばしなどこれ以外の態様によって異なるタイプの反射態様としてもよい。
【００４５】
また、上記の第２実施形態では、中心位置Ｏにおいて入射角度α＝６０°となっているが、投射光ＰＬの入射角度α＝６０°となるのがスクリーン中心軸ＬＸ上の中心位置Ｏ以外の場所であってもよい。この場合、中心位置Ｏ以外の入射角度α＝６０°となる場所が第１領域１０ａと第２領域１０ｂとを分けるための基準となる。また、スクリーンの反射パターンの態様等に応じて、領域を分けるための基準とする入射角度を６０°以外の角度としてもよい。
【００４６】
〔第３実施形態〕
図９は、第３実施形態に係る投射システムの一例を示す図であり、第１及び第２実施形態のスクリーン１０、１１０に画像投射装置としてプロジェクタを用いた場合の投射システムを示している。図９において、プロジェクタ１００は、プロジェクタ本体５０と、投射レンズ２０と、反射ミラーＲＭとを備える。なお、プロジェクタ１００の各機構は、筐体ＳＣ内に収容されている。なお、ここでは、スクリーン１０、１１０及びプロジェクタ１００の設置環境として、室内に天吊りされた照明装置２００により、上方からの外光ＯＬによる照明がなされており、プロジェクタ１００は、スクリーン１０、１１０の下方から投射を行うものとする。
【００４７】
プロジェクタ５０での制御により形成された画像光は、投射レンズ２０から射出され、さらに、反射ミラーＲＭでの反射により、所望の角度が付けられた状態でプロジェクタ１００からの投射光ＰＬとして射出される。従って、この場合、プロジェクタ１００は、スクリーン１０、１１０の法線に対して投射光ＰＬの光束軸が傾いた斜め投射が行われる。スクリーン１０、１１０に投射された投射光ＰＬは、上述したようにスクリーン１０、１１０上で適度の発散角で正面方向に反射される。この際、上述したように、投射光ＰＬの投射角度に対応してスクリーン１０、１１０が構成されているため、投影される画像は、外光ＯＬによる影響を低減し、明るい部屋等での投影画像のコントラストを改善できるだけでなく、投射光ＰＬを適切に正面方向へ射出させることができる。
【００４８】
なお、この発明は、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。
【００４９】
まず、上記の実施形態では、レンチキュラーレンズ１によりレンズアレイを構成しているが、各スクリーン１０、１１０のレンズアレイは、これ以外にも例えばマイクロレンズを２次元平面上に配置させるものであってもよい。この場合、当該マイクロレンズの縦断面が図２等に示すようなものとなる。
【００５０】
また、上記の実施形態では、散乱成分を含むインクを塗布することにより散乱部４を形成しているが、散乱部４は、インク以外にも、例えば散乱シートを反射面ＲＳに貼り付けることにより形成してもよい。
【００５１】
また、光吸収膜１０３は、レンチキュラーレンズ１の裏面側全体を覆うものとしているが、例えばコントラストをあげるために、散乱部４の塗布された反射面ＲＳの周囲等に部分的に施すといった必要に応じて設けるものとしてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態において、溝ＧＴのピッチについては特に規定していないが、スクリーン１０、１１０の垂直方向についての溝ＧＴのピッチを投射光ＰＬの入射角度等に応じて徐々に変化させてもよい。
【００５３】
また、上記実施形態において、反射面ＲＳの各傾斜角度βは一律であるものとしているが、これについてもスクリーン１０、１１０の溝ＧＴごとに傾斜角度が異なっていてもよい。
【００５４】
上記実施形態では、一般的な投影装置等の使用環境を考慮して、投射光ＰＬについての光束軸ＡＸの方向が下方からであり、これに対応してレンチキュラーレンズ１の反射面ＲＳの形状等を構成しているが、投射光ＰＬが下方以外から入射する場合には、これに応じて、レンチキュラーレンズ１の構成を異なるものとしてもよい。つまり、例えば、プロジェクタからの投射がスクリーンの側方からなされる場合には、レンチキュラーレンズ１の構成や反射面ＲＳの傾きを投射光ＰＬの入射方向に対応させて変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態に係るスクリーンを模式的に示した側面図である。
【図２】スクリーンの構造を説明する側断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、スクリーンの形状を説明する比較図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、全反射について説明するための比較図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、投射光の光路について説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、スクリーンの他の製造方法を説明する図である。
【図７】第２実施形態に係るスクリーンを模式的に示した側面図である。
【図８】第２実施形態に係るスクリーンを説明する側断面図である。
【図９】第３実施形態に係る投射システムについての模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０、１１０…スクリーン、  １、１０１…レンチキュラーレンズ、  ２、１０２…スクリーンシート、  ３…光吸収シート、  ４…散乱部、  ＣＬ…シリンドリカルレンズ、  ＧＴ…溝、  ＲＳ…反射面、  １００…プロジェクタ、  ２００…照明装置
【図１】
2009198941.tif 000003
【図２】
2009198941.tif 000004
【図３】
2009198941.tif 000005
【図４】
2009198941.tif 000006
【図５】
2009198941.tif 000007
【図６】
2009198941.tif 000008
【図７】
2009198941.tif 000009
【図８】
2009198941.tif 000010
【図９】
2009198941.tif 000011