JP4539738B2 - スクリーン及び投射システム並びにスクリーンの製造方法 - Google Patents

Description

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並びにスクリーンの製造方法に関する。

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反射面の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）。このスクリーンは、例えば押出しロール成形により一体的に成形される（同上参照）。
特開平３−１５６４３５号公報

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において、スクリーンの中心部から周辺部に向かって反射面の傾斜角を変化させていく構造とする場合、特に傾斜角を適宜変化させながら反射面を一体的に成形するのは困難なものとなる可能性がある。また、スクリーンが大型化する場合、単純な押出しロール成形ではコストがかかる可能性もある。また、何枚かのスクリーン部分を繋げて一枚の大きなスクリーンとすることも考えられるが、この場合、スクリーン部分の継ぎ目の部分が目立つ可能性がある。

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。

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、比較的簡易かつ安価に製造できるスクリーン及びこれを用いた投射システム並びにスクリーンの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るスクリーンは、（ａ）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を含む表面構造部と、（ｂ）レンズアレイの裏側に２次元平面に対して傾斜して形成されるとともに、入射する投射光を散乱させつつスクリーン前面側に射出させる複数の散乱面を含む裏面構造部と、（ｃ）表面構造部と裏面構造部とを接着する接着層とを備え、（ｄ）裏面構造部は、複数の散乱面のパターンが互いに異なる複数の裏面形成部により構成される。

まず、上記スクリーンでは、レンズアレイを構成する各要素レンズの裏側に、レンズアレイの配列された平面に対して傾斜し、かつ、要素レンズを経た投射光を散乱させつつ反射する散乱面を設けることで、スクリーンに入射する投射光を適切に散乱した状態で要素レンズの前方に射出させることができる。この際、裏面構造部を、複数の散乱面のパターンが互いに異なる複数の裏面形成部によって構成することで、入射位置によって異なる投射光の入射角度に対応して当該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。

また、本発明の具体的な態様として、表面構造部が、一体成形品である。この場合、スクリーンの表面側を簡易に、継ぎ目のない十分な強度を有するものとできる。

また、本発明の具体的な態様として、接着層が、紫外線硬化樹脂により形成される。つまり、接着層は、紫外線照射によって硬化し、表面構造部と複数の裏面形成部とを接着する。この場合、表面構造部に対する複数の裏面形成部の位置合わせを行った後に接着する、アライメント及び接着の動作を容易に行うことができる。

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。

また、本発明の具体的な態様として、複数の裏面形成部が、互いに継ぎ合わされるように配置されて表面構造部の裏側を覆っており、複数の裏面形成部の継ぎ目が、複数のシリンドリカルレンズの長手方向に沿って延びている。この場合、複数の裏面形成部の継ぎ目が目立ちにくいものとなる。

また、本発明の具体的な態様として、裏面構造部の裏側のうち、少なくとも散乱面の周囲に、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。

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。

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。

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。

また、本発明の具体的な態様として、本発明に係るスクリーンの製造方法は、（ａ）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を含む表面構造部を製造する第１製造工程と、（ｂ）レンズアレイの裏側に２次元平面に対して傾斜して形成されるとともに、入射する投射光を散乱させつつスクリーン前面側に射出させる複数の散乱面をそれぞれ含む複数の裏面形成部を製造する第２製造工程と、（ｃ）第１製造工程により製造された表面構造部と第２製造工程により製造された複数の裏面形成部とを接着する接着工程とを備え、（ｄ）複数の裏面形成部は、複数の散乱面のパターンが互いに異なる。

まず、上記スクリーンの製造方法では、接着工程において、複数の裏面形成部単位でそれぞれに対応する複数の要素レンズに対してアライメントをしながら固定させることができる。これにより、散乱面のパターンが互いに異なる各裏面形成部をそれぞれ最適な位置にアライメントできるので、上記製造方法によって作製されるスクリーンは、入射位置によって異なる投射光の入射角度に対応して当該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。

また、本発明の具体的な態様として、第１製造工程において、表面構造部が、一体成形品として製造される。この場合、スクリーンの表面側は、簡易に継ぎ目のないものとできる。

また、本発明の具体的な態様として、接着工程において、使用時に相当する仮想光を表面構造部の表側から投射しながら複数の要素レンズに対応する複数の散乱面の位置合わせを行うことによって複数の裏面形成部のアライメントを行った後に、複数の裏面形成部を表面構造部に固定する。この場合、仮想光として、例えばプロジェクタ等の投影装置からの投射光や不要光である外光に相当する光を用いることで、最適なコントラストとなるように複数の要素レンズに対して複数の散乱面をそれぞれ位置合わせすることができる。

また、本発明の具体的な態様として、接着工程において、表面構造部と複数の裏面形成部との間に紫外線硬化樹脂を挟み、紫外線硬化樹脂に対して紫外線照射することにより表面構造部と複数の裏面形成部とを接着する。この場合、表面構造部に対する複数の裏面形成部の位置合わせを行った後に、紫外線硬化樹脂を紫外線照射することにより表面構造部と複数の裏面形成部とを接着させることで、アライメント及び接着の動作を容易に行うことができる。

〔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、スクリーン１０の前面側を構成する光透過性の表面構造部１と、表面構造部１の裏側全体を覆う裏面構造部２と、裏面構造部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。このうち、裏面構造部２は、表面構造部１の裏側全体に分割して配置される３つの裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃを含む。これら３つの裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃは、スクリーン１０の上下方向即ちｙ方向に略隙間なく配列されている。

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。ここで、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おり、投射光ＰＬは、投射光源点Ｓからスクリーン１０までの距離が投射距離ｄとなっている状態で投射されている。この結果、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において、投射光源点Ｓからの投射光ＰＬが、その光束軸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。また、図３（ａ）及び３（ｂ）は、それぞれスクリーン１０の表側及び裏側の状態を模式的に示す図である。表面構造部１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１ａを有する。一方、裏面構造部２は、レンチキュラーレンズ１ａ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を有する。表面構造部１の後面ＢＳと裏面構造部２の前面ＰＳとが、接着層ＳＲによって接着されることによりスクリーンシート５が形成されている。なお、スクリーンシート５の裏面側には、溝ＧＴに散乱材を塗布することで散乱部４が形成されている。

表面構造部１の表側に形成されたレンチキュラーレンズ１ａは、略半円柱状の外形を有し左右の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）に対して垂直な上下の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。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を入射させて適宜集光させる。また、各シリンドリカルレンズＣＬは、スクリーン１０の内部で後述する散乱面ＲＳによって散乱・反射された投射光ＰＬを、所定の発散角で前方に射出させる。

一方、裏面構造部２の裏側に形成された溝ＧＴは、シリンドリカルレンズＣＬに対応して、その長手方向即ちｘ方向に略沿って延びている。各溝ＧＴには、各シリンドリカルレンズＣＬの配列された上下のｙ方向に対して略垂直な側面ＳＳが上面側に形成されており、溝ＧＴは、この側面ＳＳと、傾斜した底面ＦＳとによって画定され、ｙｚ断面が三角形状となっている。底面ＦＳ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、所定の傾斜角度α_１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、底面ＦＳ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助長することができる。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。以上において、底面ＦＳとその背後に近接する散乱部４の薄膜部（例えば数μｍ程度の厚さ部分）とは、スクリーン１０に入射した光束を正面方向に散乱させつつ反射する機能を有しており、底面ＦＳと当該散乱部４の薄膜部とをまとめて散乱面ＲＳと呼ぶものとする。

ここで、図３（ａ）及び３（ｂ）のうち、図３（ａ）に示すように、スクリーン１０の表側を構成する表面構造部１は、一体成形されている。このため、スクリーンの表面側即ち投射光が投射されるとともに観察者に対向する表側は、継ぎ目のない一枚構成となっている。これに対して、図３（ｂ）に示すように、スクリーン１０の裏側を構成する裏面構造部２は、３つの矩形の裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃを上下方向に互いに継ぎ合わせるように配置することで表面構造部１の裏側全体を覆っており、横方向に延びる継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂが形成されている。この場合、継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂは、シリンドリカルレンズＣＬの境界に沿って延びている。一方、裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃは、縦方向には継ぎ目が存在しない。さらに、継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂの裏側には、図２に示す光吸収シート３に覆われている。以上により、継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂはほとんど目立たなくなっている。以上のような構造であることから、観察者がスクリーン１０を表側から見た場合、スクリーン１０の表側については、継ぎ目のない一枚構成であり、裏側についても継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂの部分が目立ち難くいものとなっている。

また、各裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃは、複数の散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃをそれぞれ有しており、これらの散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃは互いに異なるパターンを有する形状となっている。つまり、投射光ＰＬの入射角度の差異等に応じて、各裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃによって区分される領域単位で散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃの形状を変化させている。具体的には、例えば各散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃを形成する溝ＧＴのシリンドリカルレンズＣＬに対する位置や溝ＧＴのｙ方向についてのサイズ、あるいは底面ＦＳの傾斜角度を変化させることにより、散乱面ＲＳがスクリーン１０の各位置で投射光ＰＬを適切に捉えて、散乱・反射させる状態にできる。

図２に戻って、光吸収シート３は、スクリーンシート５の裏面側全体を光吸収性素材で覆うように形成されている。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。

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。

まず、図中５つのシリンドリカルレンズＣＬのうち、例えば真ん中に位置するシリンドリカルレンズＣＬｐに入射角度αで入射した投射光ＰＬは、集光されてシリンドリカルレンズＣＬｐの背後に位置する散乱面ＲＳで散乱・反射される。散乱面ＲＳで散乱・反射された投射光ＰＬは、同一のシリンドリカルレンズＣＬｐを経て適度に発散された状態で前方に射出される。なお、ここで、真ん中のシリンドリカルレンズＣＬｐに対応する散乱面ＲＳは、各裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃのうち上下のｙ方向について中央に位置する裏面形成部２ｂに含まれるものである。同様に、シリンドリカルレンズＣＬｐ以外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。例えば、スクリーン１０において、上端側のシリンドリカルレンズＣＬに入射角度αよりも大きな入射角度βで入射する投射光ＰＬは、各裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃのうち上側に位置する裏面形成部２ａの散乱面ＲＳによって正面方向に散乱・反射される。また、下端側のシリンドリカルレンズＣＬに入射角度αよりも小さな入射角度γで入射する投射光ＰＬは、下側に位置する裏面形成部２ｃの散乱面ＲＳによって正面方向に散乱・反射される。

以上のように、スクリーン１０上の入射位置によって投射光ＰＬの入射角度は異なっている。このため、各裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃにおける散乱面ＲＳは、それぞれ投射光ＰＬを適切に散乱・反射させるべく互いに異なる形状パターンを有している。各裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃでの異なる形状パターンについては、既述のように種々考えられるが、具体的には、例えば図２の場合、投射光ＰＬの入射角度α、β、γに応じて、シリンドリカルレンズＣＬに対する散乱面ＲＳの配置が異なっている。つまり、各裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃを比べると、上側に位置する裏面形成部２ａでの散乱面ＲＳの配置が、対応するシリンドリカルレンズＣＬに対して最も上方即ちｙ方向正の側となっており、逆に、下側に位置する裏面形成部２ｃでの散乱面ＲＳの配置が、最も下方側となっている。

なお、スクリーン１０の使用において、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。

また、レンチキュラーレンズ１ａの表面を構成する各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。

また、スクリーン１０は、図１等に示す矢印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１ａ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。

以下、本実施形態に係るスクリーン１０の製造方法の一例について説明する。図４（ａ）、４（ｂ）及び４（ｃ）は、スクリーン１０のうち、スクリーンシート５の製造方法の一例を示す図である。つまり、表面構造部１と裏面構造部２を形成する裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃとを接着する工程について説明する。なお、ここでは３つの裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃのうち、ｙ方向について最上部に位置する裏面形成部２ａについてのみ説明し、残りについては同様であるので詳しい説明を省略する。

まず、図４（ａ）に示すように、表面構造部１と裏面構造部２を形成する裏面形成部２ａとを用意する。なお、表面構造部１は、例えばベースフィルムＢＦ１の片面にレンチキュラーレンズ１ａとなるべき部分Ｐ１をベースフィルムＢＦ１と同一の材料により成形することで形成される（第１製造工程）。また、同様に、裏面形成部２ａは、例えばベースフィルムＢＦ２の片面に溝ＧＴとなるべき部分Ｐ２をベースフィルムＢＦ２と同一の材料により成形することで形成される（第２製造工程）。

次に、図４（ｂ）に示すように、表面構造部１の後面ＢＳ上に接着層ＳＲとなるべき紫外線硬化樹脂Ｐ３を塗布するとともに、仮想光ＩＬ１、ＩＬ２を照射しながら、裏面形成部２ａのアライメントを行う。より具体的には、図５に示すように、まず、光の正反射方向である＋ｚ側に反射光の測定器ＲＥを設置する。また、光源Ｓ１から外光と見立てた仮想光ＩＬ１を射出させる。一方、光源Ｓ２から投射光と見立てた仮想光ＩＬ２を射出させる。測定器ＲＥは、これら仮想光ＩＬ１、ＩＬ２の反射光の値をそれぞれ測定する。裏面形成部２ａのアライメントは、測定器ＲＥによって測定される値に基づいて行われる。つまり、光源Ｓ１から仮想光ＩＬ１を照射する場合には、測定器ＲＥで測定される仮想光ＩＬ１の反射光の値ができるだけ小さくなる即ち反射光ができるだけ暗くなる位置に裏面形成部２ａをｘｙ平面上で移動させる。一方、光源Ｓ２から仮想光ＩＬ２を照射する場合には、測定される仮想光ＩＬ２の反射光の値ができるだけ大きくなる即ち反射光ができるだけ明るくなる位置に裏面形成部２ａをｘｙ平面上で移動させる。上記動作により、散乱面ＲＳとなるべき底面ＦＳと各シリンドリカルレンズＣＬとの位置関係が、できるだけ外光は反射せず、かつ投射光は反射するようになるところで、表面構造部１と各裏面形成部２ａとを位置決めする。つまり、この場合、できるだけコントラストの高い最適な状態となったところで位置決めがなされる。

最後に、図４（ｃ）に戻って、紫外線ＵＶを照射し、アライメントされた表面構造部１と各裏面形成部２ａとに挟まれた紫外線硬化樹脂Ｐ３を硬化させる。これにより、接着層ＳＲが形成され、表面構造部１と裏面形成部２ａとが接着される。なお、他の裏面形成部２ｂ、２ｃについても、図５に示すように同様にして表面構造部１とのアライメントがなされ、それぞれ表面構造部１と接着する。以上により、スクリーンシート５が形成され、さらに、既述のように、スクリーンシート５の溝ＧＴに散乱部４及び吸収シート３が設けられ、また、シリンドリカルレンズＣＬの表面にＡＲコートＣＴを施すことにより、スクリーン１０が製造される。

以上の製造方法において、仮想光ＩＬ１、ＩＬ２としては、例えば可視光を用いる。これにより、アライメント時には接着層ＳＲとなるべき紫外線硬化樹脂Ｐ３が硬化せず、アライメント後に紫外線ＵＶを照射することで紫外線硬化樹脂Ｐ３を硬化させ表面構造部１と裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃとの接着を行う。以上のように、使用時に生じる光であるプロジェクタ等の投影装置からの投射光ＰＬや不要光である外光ＯＬといった光を想定した仮想光ＩＬ１、ＩＬ２に基づいてアライメントを行い、当該アライメントの後にスクリーンシート５の成形を行うことで、最適なコントラストとなるように各シリンドリカルレンズＣＬに対応する散乱面ＲＳを位置合わせすることができる。なお、この場合、当該アライメントによって図２あるいは図３（ａ）及び３（ｂ）に示す継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂの部分にギャップが生じる可能性があるが、既述のように継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂは、シリンドリカルレンズＣＬの境界に沿うものとなっており、さらに継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂの裏側に光吸収シート３が施されているので、継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂにおいて多少のギャップが生じても目立たないものとなっている。

以上のような方法により製造されるため、本実施形態に係るスクリーン１０は、比較的簡易かつ安価に製造できながらも、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る。

図６（ａ）、６（ｂ）及び６（ｃ）は、本実施形態のスクリーン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。なお、スクリーンシート５の製造方法については上記の例と同様であるので説明を省略する。図６（ａ）、６（ｂ）及び６（ｃ）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、散乱材を塗布することによって溝ＧＴを充填して散乱部４を形成した後、例えばスクリーンシート５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５の裏面側に光吸収性のインクを塗り、溝ＧＴの位置に開口を有する光吸収膜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５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。なお、上記はいずれも製造方法の例示であり、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。

また、散乱部４については、散乱面ＲＳとし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のうち底面ＦＳのみに散乱部４として散乱材を塗布することで散乱面ＲＳを形成してもよい。また、散乱材以外にも例えば底面ＦＳに凹凸面をランダムに形成させ散乱効果をもたせることで散乱面ＲＳを形成してもよい。

〔第２実施形態〕
図７（ａ）及び７（ｂ）は、第２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。なお、本実施形態では、図７（ａ）及び７（ｂ）にそれぞれ示すスクリーン１１０、２１０の裏面側における散乱面ＲＳの形状を除いて、第１実施形態と同様であるから、そのほかの部分の説明については省略する。

まず、図７（ａ）に示すスクリーン１１０について説明する。スクリーン１１０において、各裏面形成部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおける複数の散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃは、それぞれ対応する各シリンドリカルレンズＣＬの長手方向即ちｘ方向に略沿って延びているが、ｘ方向に完全に平行ではなく、スクリーン１１０の中心側であるスクリーン中心軸ＬＸから左右の周辺側に向かって対称に斜め下方向に直線状に延びている。これにより、各散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃは、それぞれ対応する各シリンドリカルレンズＣＬの中心位置から長手方向に沿って端部側へ離れるに従ってｘｙ平面に対する投射光ＰＬの入射角の小さくなる側である−ｙ方向にシフトした配置となっている。一般に、スクリーン１１０に入射した後の投射光ＰＬの光路について、各シリンドリカルレンズＣＬ内での中央側と周辺側とで比較すると、周辺側に入射する投射光ＰＬのほうが、中心側に入射する投射光ＰＬよりも下方側即ち−ｙ方向へ潜りこむような光路を辿る。本実施形態のスクリーン１１０では、このように投射光ＰＬが周辺側に離れるほどより下方に向かうのに合わせて、散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃの位置を周辺側に向かうに従ってより下方にシフトさせている。このように、各裏面形成部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃでは、それぞれ入射する投射光ＰＬの入射角度に応じて散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃの−ｙ方向へのシフト量を調整することによって周辺側においても散乱・反射させるべき投射光ＰＬの成分を吸収面ＡＳに吸収させてしまうことがなく、正面方向へ的確に散乱・反射させることができる。

次に、図７（ｂ）に示すスクリーン２１０について説明する。スクリーン２１０において、各裏面形成部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃにおける複数の散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃは、それぞれ対応する各シリンドリカルレンズＣＬの長手方向即ちｘ方向に略沿って延びているが、いずれも中心軸ＬＸを中心として左右対称で上側に凸の曲線状に形成されている。即ち、この場合、複数の散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃの垂直方向即ちｙ方向の位置は、スクリーン２１０に入射した投射光ＰＬの光路に合わせて徐々に変化している。これにより、散乱面ＲＳでの投射光ＰＬの反射をより適したものとすることができる。

なお、この他にも、例えば複数の散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃを、それぞれ中心軸ＬＸを中心として左右対称で階段状に変化させることで、散乱面ＲＳａ、ＲＳｂ、ＲＳｃの配置を投射光ＰＬの反射に適したものとすることもできる。

〔第３実施形態〕
図８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、２１０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１０〜２１０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１０〜２１０の下方から投射を行うものとする。

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１０〜２１０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１０〜２１０に投射された投射光ＰＬは、上述したようにスクリーン１０〜２１０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１０〜２１０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。

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。

まず、上記実施形態では、裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃを３つに分けていたが、これに限らず、例えば投射光ＰＬの入射角度の差異に応じて裏面形成部の数をもっと多くしても構わない。また、各裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃの継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂを横方向で、特にシリンドリカルレンズＣＬの境界に沿うものとしているが、スクリーン１０の観察者にとって目立たない範囲であればこれ以外に継ぎ目が生じてもよく、例えば裏面形成部を縦・横各３マスの合計９つのブロック状に構成してもよい。

また、上記の実施形態では、レンチキュラーレンズ１ａ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、２１０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。

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散乱面ＲＳに貼り付けることにより形成してもよい。

また、光吸収シート３は、レンチキュラーレンズ１ａ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の塗布された底面ＦＳの周囲や裏面形成部２ａ、２ｂ、２ｃの継ぎ目ＢＬａ、ＢＬｂ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。

また、各シリンドリカルレンズＣＬの断面形状は略円弧状としているが、これに限らず、非円弧状のものであってもよい。

また、各シリンドリカルレンズＣＬにおいて、投射光ＰＬの入射・射出を同一のシリンドリカルレンズＣＬ内で行っているが、投射光ＰＬの散乱・反射のタイプはこれに限らず、例えば投射光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てもよい。

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、これに対応して底面ＦＳ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、散乱面ＲＳ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、散乱面ＲＳの傾き等を投射光ＰＬの入射方向に対応させて変更してもよい。

第１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。 第１実施形態に係るスクリーンを模式的に示した側断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、スクリーンの表面及び裏面を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、スクリーンの製造方法を説明する図である。 スクリーン製造工程の一部を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、スクリーンの他の製造方法を説明する図である。 （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。 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

１０、１１０、２１０…スクリーン、 １…表面構造部、 １ａ…レンチキュラーレンズ、 ２…裏面構造部、 ２ａ、２ｂ、２ｃ…裏面形成部、 ３…光吸収シート、 ４…散乱部、 ５…スクリーンシート、 ＳＲ…接着層、 ＣＬ…シリンドリカルレンズ、 ＧＴ…溝、 ＲＳ…散乱面、 １００…プロジェクタ、 ２００…照明装置

Claims (13)

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シリンドリカルレンズを有するレンズアレイを含む表面構造部と、
   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形成されるとともに、入射する投射光を散乱させつつ前記スクリーン前面側に射出させる複数の散乱面をそれぞれ含む裏面構造部と、
   前記表面構造部と前記裏面構造部とを接着する接着層とを備え、
   前記裏面構造部は、前記複数の散乱面のパターンが互いに異なる複数の裏面形成部により構成され、
   前記投射光の前記シリンドリカルレンズへの入射角度が大きくなるに従って、前記散乱面の配置が、当該散乱面に対応する前記シリンドリカルレンズに対して、前記入射角度が大きくなる側にシフトした配置になっている、スクリーン。
2. 前記表面構造部は、一体成形品である、請求項１記載のスクリーン。
3. 前記接着層は、紫外線硬化樹脂により形成される、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。
4. 前記レンズアレイは、前記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から請求項３までのいずれか一項記載のスクリーン。
5. 前記複数の裏面形成部は、互いに継ぎ合わされるように配置されて前記表面構造部の裏側を覆っており、前記複数の裏面形成部の継ぎ目は、前記複数のシリンドリカルレンズの長手方向に沿って延びている、請求項４記載のスクリーン。
6. 前記裏面構造部の裏側のうち、少なくとも前記散乱面の周囲に、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４及び請求項５のいずれか一項記載のスクリーン。
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４から請求項６までのいずれか一項記載のスクリーン。
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４から請求項７までのいずれか一項記載のスクリーン。
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。
10. スクリーン前面側の２次元平面上に配列される複数のシリンドリカルレンズを有するレンズアレイを含む表面構造部を製造する第１製造工程と、
    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形成されるとともに、入射する投射光を散乱させつつ前記スクリーン前面側に射出させる複数の散乱面をそれぞれ含む複数の裏面形成部を製造する第２製造工程と、
    前記第１製造工程により製造された前記表面構造部と前記第２製造工程により製造された前記複数の裏面形成部とを接着する接着工程とを備え、
    前記複数の裏面形成部は、前記複数の散乱面のパターンが互いに異なり、
    前記投射光の前記シリンドリカルレンズへの入射角度が大きくなるに従って、前記散乱面の配置が、当該散乱面に対応する前記シリンドリカルレンズに対して、前記入射角度が大きくなる側にシフトした配置になっている、スクリーンの製造方法。
11. 前記第１製造工程において、前記表面構造部は、一体成形品として製造される、請求項１０記載のスクリーンの製造方法。
12. 前記接着工程において、使用時に相当する仮想光を前記表面構造部の表側から投射しながら前記複数のシリンドリカルレンズに対応する前記複数の散乱面の位置合わせを行うことによって前記複数の裏面形成部のアライメントを行った後に、前記複数の裏面形成部を前記表面構造部に固定する、請求項１０及び請求項１１のいずれか一項記載のスクリーンの製造方法。
13. 前記接着工程において、前記表面構造部と前記複数の裏面形成部との間に紫外線硬化樹脂を挟み、前記紫外線硬化樹脂に対して紫外線照射することにより前記表面構造部と前記複数の裏面形成部とを接着する、請求項１０から請求項１２までのいずれか一項記載のスクリーンの製造方法。

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