(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、入射角度の大きく異な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るスクリーン及び投射システムを提供すること。【解決手段】スクリーン１０において、投射光ＰＬの入射角度に応じて、スクリーン１０を異なる構造を有する第１領域１０ａと第２領域１０ｂとに分け、それぞれに入射する投射光ＰＬに適した散乱・反射を行う。また、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２
2009192874.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、
前記スクリーンシートは、投射光を入射させる要素レンズと対応する前記反射面を介して当該投射光を射出させる要素レンズとの相対的な位置関係が投射光の入射角度範囲に関連して互いに異なっている第１領域と第２領域とを有する、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】
前記スクリーンシートは、前記第１領域の前記レンズアレイにおいて、投射光を入射させた要素レンズに隣接する要素レンズから当該投射光を射出させ、前記第２領域の前記レンズアレイにおいて、投射光を入射させた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、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】
前記スクリーンシートは、前記２次元平面に対する投射光の入射角が大きい側に前記第１領域を有し、前記２次元平面に対する投射光の入射角が小さい側に前記第２領域を有する、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において、スクリーン中心軸に入射する投射光の入射角度が６０度以上である領域が前記第１領域である、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】
前記レンズアレイを構成する各要素レンズの側断面形状は、隣接する要素レンズに近づくほど曲率の小さくなる非円弧状である、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】
前記第１領域及び前記第２領域の少なくともいずれか一方に設けた前記レンズアレイは、要素レンズとして互いに偏心した２つのレンズ部分を一組として有する合併レンズを含む、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】
前記第１領域及び前記第２領域の少なくともいずれか一方に設けた前記レンズアレイのうち少なくとも一群の要素レンズは、投射光の入射角度範囲に関連してティルトしている、請求項１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】
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８までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項１０】
前記第１領域において、前記反射面が前記光吸収面より小さく、前記第２領域において、前記反射面が前記光吸収面より大きい、請求項９記載のスクリーン。
【請求項１１】
前記スクリーンシートは、前記第１領域と前記第２領域の間に遷移領域を有し、前記遷移領域において、前記反射面及び前記光吸収面の形状が徐々に変化する、請求項１０記載のスクリーン。
【請求項１２】
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１１までのいずれか一項記載のスクリーン。
【請求項１３】
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１２までのいずれか一項記載のスクリーン。
【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、非常に近接した位置から投射を行うときのように、スクリーン上での投射光の入射角度が入射位置によって著しく異なるものとなる場合がある。このように、入射位置による投射光の入射角度の差が大きくなると、スクリーン表面を形成するレンズアレイ上に入射した投射光に対応するレンズやこのレンズの背後に配置される反射面の形状や配置等を漸次変化させて調整するだけでは、投射光を適切に反射させることができない状態が生じ得る。
【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、入射角度の大きく異な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るスクリーン及び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）スクリーンシートは、投射光を入射させる要素レンズと対応する反射面を介して当該投射光を射出させる要素レンズとの相対的な位置関係が投射光の入射角度範囲に関連して互いに異なっている第１領域と第２領域とを有する。
【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設けることで、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、特に、スクリーンに入射する投射光の入射角度範囲に関連して、スクリーンシートの第１領域と第２領域において、投射光を入射させる要素レンズと当該投射光を射出させる要素レンズとの相対的な位置関係が互いに異なるものとすることで、投射光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反射のタイプを変えている。これにより、投射光の散乱・反射を適切な方向とし、かつ、適度な視野角を持たせた状態で表示を高効率に行うことができる。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。なお、第１領域と第２領域とのそれぞれで適切な投射光の散乱・反射を行うために、反射面も、投射光を入射させる要素レンズと当該投射光を射出させる要素レンズとの相対的な位置関係に対応して、第１領域と第２領域とで異なる形状を有している。
【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、スクリーンシートが、第１領域のレンズアレイにおいて、投射光を入射させた要素レンズに隣接する要素レンズから当該投射光を射出させ、第２領域のレンズアレイにおいて、投射光を入射させた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。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、それぞれの領域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。
【００１０】
また、本発明の具体的な態様として、スクリーンシートが、２次元平面に対する投射光の入射角が大きい側に第１領域を有し、２次元平面に対する投射光の入射角が小さい側に第２領域を有する。この場合、第１領域に入射する投射光の入射角度は、第２領域に入射する投射光の入射角度よりも大きなものとなっており、これに対応したスクリーンの構成となる。
【００１１】
また、本発明の具体的な態様として、スクリーンシートにおいて、スクリーン中心軸に入射する投射光の入射角度が６０度以上である領域が第１領域である。この場合、スクリーン中心軸に入射する投射光の入射角度について、６０度を基準とすることで、第１領域及び第２領域のそれぞれにおいて、投射光の入射角度に適した散乱・反射を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の具体的な態様として、レンズアレイを構成する各要素レンズの側断面形状が、隣接する要素レンズに近づくほど曲率の小さくなる非円弧状である。この場合、反射面からレンズアレイの表面までの部分を厚くして、スクリーンをより丈夫なものにすることができる。
【００１３】
また、本発明の具体的な態様として、第１領域及び第２領域の少なくともいずれか一方に設けたレンズアレイが、要素レンズとして互いに偏心した２つのレンズ部分を一組として有する合併レンズを含む。この場合、合併レンズにより、レンズ面への入射位置に応じて入射光の光路を調整することができ、スクリーン全体の厚さを薄く保たせる、あるいは反射面からレンズアレイの表面までの厚さを保ってスクリーンの強度を十分なものとすることができる。
【００１４】
また、本発明の具体的な態様として、第１領域及び第２領域の少なくともいずれか一方に設けたレンズアレイのうち少なくとも一群の要素レンズが、投射光の入射角度範囲に関連してティルトしている。この場合、第１領域及び／又は第２領域に入射した光を適切な散乱・反射させるために光路を変化させることができる。
【００１５】
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。
【００１６】
また、本発明の具体的な態様として、第１領域において、反射面が光吸収面より小さく、第２領域において、反射面が光吸収面より大きい。この場合、第１領域と第２領域とでの光の集光等の違いに応じてそれぞれにおいて適切な散乱・反射を行うことが可能となる。
【００１７】
また、本発明の具体的な態様として、スクリーンシートは、第１領域と第２領域の間に遷移領域を有し、遷移領域において、反射面及び光吸収面の形状が徐々に変化する。この場合、第１領域での散乱・反射の態様から第２領域での散乱・反射の態様への移行を徐々に行うことができる。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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】
【００２１】
〔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。
【００２２】
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の左右中央を通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。図示の例では、特に光束軸ＡＸは入射角度α＝６０°に設定されている。スクリーン１０は、入射角度α＝６０°を基準として、上側の第１領域１０ａと、下側の第２領域１０ｂとに分けられている。言い換えると、スクリーンシート２において、投射光ＰＬの入射角の大きい側が第１領域１０ａとなっており、投射光ＰＬの入射角の小さい側が第２領域１０ｂとなっている。第１領域１０ａと第２領域１０ｂとは、互いに異なる形状を有している。つまり、この例では、スクリーン１０の上半分は、第１領域１０ａに対応し、スクリーン１０の下半分は、第２領域１０ｂに対応している。
【００２３】
図２（ａ）は、第１領域１０ａにおけるスクリーン１０の構造を模式的に示す側断面図であり、図２（ｂ）は、第２領域１０ｂにおけるスクリーン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に散乱部４が形成された後に貼りつけられる。
【００２４】
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、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の内部で散乱・反射された投射光ＰＬを所定の発散角で射出させる。
【００２５】
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。各溝ＧＴのｙｚ断面の形状は、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとで大きく異なっている。まず、上側の第１領域１０ａの場合、図２（ａ）に示すように、溝ＧＴ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。一方、下側の第２領域１０ｂの場合、図２（ｂ）に示すように、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。図示のように、両領域１０ａ、１０ｂの溝ＧＴの形状は、反射面ＲＳの深さが異なる点で相違している。また、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の入射角度の違いに応じて、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとで互いに異なる所定の傾斜角度α１、α２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。
【００２６】
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。
【００２７】
以下、図２（ａ）及び２（ｂ）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の第１領域１０ａと第２領域１０ｂとにおける動作について説明する。
【００２８】
まず、図２（ａ）により、スクリーン１０の上部側に位置する第１領域１０ａでの動作について説明する。図２（ａ）に示すように、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を投射光ＰＬ１の入射用の要素レンズとして見る場合、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が射出用の要素レンズとして対応する。また、この場合、上側のシリンドリカルレンズＣＬ２の背後に位置する反射面ＲＳ２が散乱・反射を行うものとして対応する。つまり、まず、下側のシリンドリカルレンズＣＬ１に入射した投射光ＰＬ１は、集光されて反射面ＲＳ２で散乱・反射される。次に、反射面ＲＳ２で散乱・反射された投射光ＰＬ１は、上側のシリンドリカルレンズＣＬ２から適度に発散された状態で射出される。また、シリンドリカルレンズＣＬ２が投射光ＰＬ２の入射用の要素レンズとして機能する場合も同様であり、シリンドリカルレンズＣＬ２に入射した投射光ＰＬ２は、シリンドリカルレンズＣＬ２の一つ上側に位置する反射面ＲＳ３で散乱・反射され、さらに上側のシリンドリカルレンズＣＬ３から射出される。以下同様にして、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１０ａ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。
【００２９】
次に、図２（ｂ）により、スクリーン１０の下部側に位置する第２領域１０ｂでの動作について説明する。図２（ｂ）に示すように、各シリンドリカルレンズのうち、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、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ＲＳ１で散乱・反射される。反射面ＲＳ１で反射された投射光ＰＬは、シリンドリカルレンズＣＬ１から適度に発散された状態で射出される。つまり、シリンドリカルレンズＣＬ１に入射した投射光ＰＬ１は、入射した要素レンズと同一の要素レンズである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。以下同様に、シリンドリカルレンズＣＬ２〜ＣＬ５にそれぞれ入射した投射光ＰＬ２〜ＰＬ５は、シリンドリカルレンズＣＬ２〜ＣＬ５からそれぞれ射出される。
【００３０】
以上図２（ａ）を用いて説明したように、スクリーン１０のうち、投射光ＰＬの入射角度が非常に大きい第１領域１０ａでは、入射した投射光ＰＬを適切な方向かつ視野角で散乱・反射させるために、隣接する２つのシリンドリカルレンズＣＬのうち、ｙ方向について下方側のシリンドリカルレンズＣＬから入射させた投射光ＰＬを上方側の反射面ＲＳ及びシリンドリカルレンズＣＬを用いて射出させることで投射光ＰＬの散乱・反射を行っている。これに対して、図２（ｂ）を用いて説明したように、スクリーン１０のうち、投射光ＰＬの入射角度が比較的小さな第２領域１０ｂでは、１つのシリンドリカルレンズＣＬと反射面ＲＳとで入射した投射光ＰＬの射出を行うことが可能であり、同一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。このように、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとでは、異なるタイプの反射態様であるため、投射光ＰＬの入射後の光路や集光の度合い等が異なっている。従って、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとのそれぞれにおいて、投射光ＰＬを適切な方向や視野角となるように散乱・反射させるためには、反射面ＲＳの形状やシリンドリカルレンズＣＬの表面形状、あるいは散乱部４の状態等のうち少なくともいずれかを変える必要がある。特に、図２（ａ）及び２（ｂ）に示す具体例では、反射面ＲＳの断面形状即ち溝ＧＴの深さや幅等に関する形状が第１領域１０ａと第２領域１０ｂとでは大きく異なっている。
【００３１】
図２（ａ）及び２（ｂ）において、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとのそれぞれにおいて投射光ＰＬの適切な散乱・反射を行うために、既述のように、まず、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとで入射する投射光ＰＬの入射角度に応じて、反射面ＲＳを互いに異なる傾斜角度α１、α２にそれぞれ傾けている。なお、各領域１０ａ、１０ｂにおいて、傾斜角度α１、α２を一定にする必要はなく、ｙ方向の位置に応じて微調整することができる。また、図２（ａ）及び２（ｂ）では、スクリーンシート２全体の厚さＴａ、Ｔｂを、０．３ｍｍ乃至０．３５ｍｍとし、１つのシリンドリカルレンズＣＬの縦幅即ち１ピッチの長さＰＴを約０．３ｍｍとしている。これに対して、各反射面ＲＳを構成する溝ＧＴの縦幅については、第１領域１０ａにおける溝ＧＴの縦幅Ｄａを、約０．１ｍｍ、第２領域１０ｂにおける溝ＧＴの縦幅Ｄｂを約０．１６ｍｍとしている。つまり、第２領域１０ｂにおける反射面ＲＳのほうが、第１領域１０ａにおける反射面ＲＳよりも大きなものなっている。なお、この場合、第１領域１０ａの反射面ＲＳは、光吸収シート３による光吸収面ＡＳより小さいのに対し、第２領域１０ｂの反射面ＲＳは、光吸収面ＡＳより大きくなっている。また、第２領域１０ｂの反射面ＲＳは、光のロスを抑えるために、第１領域１０ａの反射面ＲＳに比べて、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し、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。この場合、反射面ＲＳの上端がシリンドリカルレンズＣＬに近づきすぎると、視野角は広がるが必要な反射面が大きくなることや、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。しかしながら、図２（ｂ）に示す具体例の場合、光のロスを抑え、適切な方向かつ視野角を持たせた散乱・反射を行い、また、反射面ＲＳの上端がシリンドリカルレンズＣＬの表面に近づきすぎて当該箇所が薄くなり破れやすくならない程度の設計となっている。一方、図２（ａ）の第１領域１０ａにおける反射面ＲＳは、シリンドリカルレンズＣＬからの距離が大きくなる傾向にあり、スクリーンシート２全体が厚くなりやすい、即ちスクリーンシート２の厚さＴａの値が大きくなりやすい。従って、厚さＴａの値と厚さＴｂの値とが一致しない場合には、第２領域１０ｂにおけるスクリーンシート２の裏側を底上げすることによって厚さＴｂを調整して第１領域１０ａの厚さＴａに合うようにしてもよい。
【００３２】
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の側面ＳＳ（図２（ｂ）では上下の側面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の側面ＳＳに入射する外光ＯＬは、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係るスクリーン１０では、投射光ＰＬの入射角度に応じて、スクリーン１０を異なる形状又は構造を有する第１領域１０ａと第２領域１０ｂとに分け、それぞれに入射する投射光ＰＬに適した散乱・反射を行うことにより、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、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。
【００３６】
図３（ａ）、３（ｂ）及び３（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つ分即ち第１領域１０ａ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３（ａ）に示す例では、図２（ａ）等の光吸収シート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が形成される。図３（ｂ）及び３（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３（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３（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。
【００３７】
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。
【００３８】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のスクリーンについて説明する。なお、本実施形態のスクリーン１１０は、第１実施形態のスクリーン１０を変形したものであり、シリンドリカルレンズＣＬの表面の形状を除いて図１等のスクリーン１０と同様であるから、他の構成については図示及び詳しい説明を省略する。図４（ａ）は、本実施形態に係るスクリーン１１０の構造のうち下側即ち図１の第２領域１０ａに相当する領域の構造を説明するものである。より詳しくは、図４（ａ）は、スクリーン１１０のレンチキュラーレンズ１０１を構成するために複数配列されるシリンドリカルレンズＣＬ１つ分即ちスクリーン１１０の第２領域１０ａに相当する領域での１ピッチ分を模式的に示す側断面図である。図４（ｂ）は、比較例の図である。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、本実施形態のスクリーン１１０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。より具体的には、比較例である図４（ｂ）のような半円による側断面の輪郭ＣＮに比べて、図４（ａ）に示すシリンドリカルレンズＣＬの表面の形状は、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。具体的な輪郭ＣＮの曲線としては、例えば双曲線形状等を用いる。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ＦＰまでの距離ｄ１を図４（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。つまり、スクリーン１１０のうち下側、即ち第２領域側において、薄くなりがちな反射面ＲＳからシリンドリカルレンズＣＬの表面までの部分を厚くすることでスクリーンシート１０２がより破れにくくなり、スクリーン１１０をより丈夫なものにすることができる。
【００４０】
なお、本実施形態に係るスクリーン１１０において、図１の第２領域１０ａに相当する領域全体に図４（ａ）により説明し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を第２領域１０ａに相当する領域のうち一部の領域にのみ用いるといった部分的に用いる態様であってもよい。
【００４１】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態のスクリーンについて説明する。なお、本実施形態のスクリーン２１０は、第１実施形態のスクリーン１０を変形したものであり、シリンドリカルレンズＣＬの表面の形状を除いて図１等のスクリーン１０と同様であるから、他の構成については図示及び詳しい説明を省略する。図５（ａ）及び６（ａ）は、本実施形態に係るスクリーン２１０の構造を説明するための側断面図であり、図５（ａ）は、スクリーン２１０のうち、上方側即ち第１領域２１０ａ、図６（ａ）は、スクリーン２１０のうち、下方側即ち第２領域２１０ｂについての図である。また、図５（ｂ）及び６（ｂ）はそれぞれの比較例の図である。
【００４２】
まず、図５（ａ）から分かるように、本実施形態のスクリーン２１０のうち、上方側即ち第１領域２１０ａの場合、図５（ｂ）に示す標準的に配置された比較例に比べ、レンチキュラーレンズ２０１の各シリンドリカルレンズＣＬは、光軸がレンズ内で上方向即ち＋ｙ方向にティルトした状態となっている。これにより、投射光ＰＬの集光方向を変化させ、スクリーンシート２０２全体をより薄くすることができる。
【００４３】
次に、図６（ａ）に示すように、スクリーン２１０のうち、下方側即ち第２領域２１０ｂの場合、レンチキュラーレンズ２０１の各シリンドリカルレンズＣＬは、光軸がレンズ内で下方即ち−ｙ方向にティルトした状態となっている。これにより、図６（ｂ）に示すようにティルトしていない場合に比べ、反射面ＲＳで散乱・反射された投射光ＰＬの上方向即ち＋ｙ方向に対する視野角を広くすることができる。また、反射面ＲＳは、依然として１つのシリンドリカルレンズＣＬ内で上部側に位置しているので、投射光ＰＬの光線ロスを抑制できる。また、図６（ａ）のさらなる変形例として、図６（ｃ）に示すように、シリンドリカルレンズＣＬの表面の輪郭ＣＮが非円弧であるものをさらにティルトさせた状態として用いることも可能である。この場合、スクリーン２１０全体の厚さを薄く保ちながらも、反射面ＲＳの上端からシリンドリカルレンズＣＬの表面部までの距離を十分な大きさに保ってスクリーン２１０の強度をより高めることができる。
【００４４】
なお、本実施形態に係るスクリーン２１０において、図５（ａ）及び図６（ａ）或いは図６（ｃ）により説明したシリンドリカルレンズＣＬを、各領域２１０ａ、２１０ｂの全てにおいて用いてもよく、また、各領域２１０ａ、２１０ｂのどちらか一方において一部の領域にのみ用いるといった部分的に用いる態様であってもよい。
【００４５】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態のスクリーンについて説明する。なお、本実施形態のスクリーン３１０は、第１実施形態のスクリーン１０を変形したものであり、シリンドリカルレンズＣＬの表面の形状を除いて図１等のスクリーン１０と同様であるから、他の構成については図示及び詳しい説明を省略する。図７（ａ）は、本実施形態に係るスクリーン３１０の構造を示すためにレンチキュラーレンズ３０１のシリンドリカルレンズＣＬ１つ分即ちスクリーン３１０の１ピッチ分を示す側断面図であり、図７（ｂ）は、スクリーン３１０のシリンドリカルレンズＣＬの表面形状を説明するための図である。
【００４６】
本実施形態のスクリーン３１０において、シリンドリカルレンズＣＬの側断面の輪郭ＣＮは、２つの円弧が組み合わされた１つの曲線により形成されている。つまり、シリンドリカルレンズＣＬは、シリンドリカルレンズＣＬの１ピッチにおける上下の中央位置ＣＰから上側を占めるレンズ部分ＵＰと下側を占めるレンズ部分ＤＰとを一組とする１つの合併レンズによって構成されている。以下、図７（ｂ）により、シリンドリカルレンズＣＬの形状についてより具体的に説明する。まず、２つのレンズ部分ＵＰ、ＤＰを形成するための基準として図中一点鎖線で示す半円状の仮想レンズＶＬを定める。仮想レンズＶＬは、中央位置ＣＰを中心即ち光軸として対称の半円形状の断面を有している。レンズ部分ＵＰは、仮想レンズＶＬを上方即ち＋ｙ方向にシフトした形状に対応している。より具体的には、仮想レンズＶＬを上方にシフトさせ中央位置ＣＰよりも上方に光軸ＵＸを有する仮想レンズＵＬ（図中点線及び実線）のうち、実線で示す中央位置ＣＰから上側を占める部分がレンズ部分ＵＰである。同様に、レンズ部分ＤＰは、仮想レンズＶＬを下方即ち−ｙ方向にシフトした形状に対応している。より具体的には、仮想レンズＶＬを下方にシフトさせ中央位置ＣＰよりも下方に光軸ＤＸを有する仮想レンズＤＬ（図中点線及び実線）のうち、実線で示す中央位置ＣＰから下側を占める部分がレンズ部分ＤＰである。以上のようにｙ方向について上下にシフトすることにより偏心した２つのレンズ部分ＵＰ、ＤＰを一組とした合併レンズの形状を得ることができ、このような合併レンズによりシリンドリカルレンズＣＬが構成されている。この場合、偏心量即ちシフト量を適宜調整することで、スクリーン２１０全体の厚さを薄く保たせる、あるいは反射面ＲＳの上端部分からシリンドリカルレンズＣＬの表面までの厚さを保ってスクリーンシート３０２を破れにくくし、スクリーン３１０の強度を十分なものとすることができる。なお、特に図７（ａ）では、中央位置ＣＰから光軸ＵＸまでの距離と中央位置ＣＰから光軸ＤＸまでの距離とが等しくなっている。つまり、レンズ部分ＵＰとレンズ部分ＤＰの中央位置ＣＰからのシフト量が等しくなっている。この場合、中央位置ＣＰを基準とする対称性を有することでシリンドリカルレンズＣＬのレンズ面が比較的作製し易くなる。
【００４７】
〔第５実施形態〕
第５実施形態では、本願発明のスクリーンを用いた投射システムについて説明する。図８は、本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乃至第４実施形態のスクリーン１０、１１０、２１０、３１０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８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１０〜３１０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１０〜３１０の下方から投射を行うものとする。
【００４８】
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１０〜３１０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１０〜３１０に投射された投射光ＰＬは、上述したようにスクリーン１０〜３１０上で反射される。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１０〜３１０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。
【００４９】
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。
【００５０】
まず、上記の実施形態では、入射角度α＝６０°を基準としてスクリーン１０〜３１０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１０〜３１０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、図２（ａ）及び２（ｂ）に示した第１領域１０ａと第２領域１０ｂ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、スクリーンのパターン数についても２パターンに限らず、３つ以上のパターンであってもよい。
【００５１】
また、上記の実施形態では、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。
【００５２】
また、上記の実施形態では、いずれも第１領域１０ａにおいては、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から射出させ、第２領域１０ｂにおいては、同一のシリンドリカルレンズＣＬから投射光ＰＬを射出させることにより、第１領域１０ａと第２領域１０ｂとで異なるタイプの反射態様としている。しかしながら、これに限らず、例えば、下方側に位置する第２領域１０ｂ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から射出させ、上方側に位置する第１領域１０ａでは、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のさらに上方にあるシリンドリカルレンズＣＬから射出させるものであってもよい。つまり、第１領域１０ａでは、例えば図２（ａ）において、シリンドリカルレンズＣＬ１から入射した投射光ＰＬ１を反射面ＲＳ２のさらに上方に位置する反射面ＲＳ３により散乱・反射させ、シリンドリカルレンズＣＬ３から射出させてもよい。
【００５３】
また、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１０〜３１０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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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１０〜３１０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。
【００５７】
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】
【００５８】
【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】（ａ）、（ｂ）は、スクリーンの構造を説明する図である。
【図３】（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４】（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態に係るスクリーンを説明する図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態に係るスクリーンを説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態に係るスクリーンを説明する図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、第４実施形態に係るスクリーンを説明する図である。
【図８】第５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】
【００５９】
１０、１１０、２１０、３１０…スクリーン、  １０ａ…第１領域、  １０ｂ…第２領域、  １、１０１、２０１、３０１…レンチキュラーレンズ、  ２、１０２、２０２、３０２…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】
2009192874.tif 000003
【図２】
2009192874.tif 000004
【図３】
2009192874.tif 000005
【図４】
2009192874.tif 000006
【図５】
2009192874.tif 000007
【図６】
2009192874.tif 000008
【図７】
2009192874.tif 000009
【図８】
2009192874.tif 000010