WO2004003661A1

WO2004003661A1 - プロジェクションスクリーン及びプロジェクションディスプレイ装置

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Publication number: WO2004003661A1
Application number: PCT/JP2003/008234
Authority: WO
Inventors: Masahiro Goto; Hitomu Watanabe; Yoshiki Yoshida; Hiroshi Sekiguchi
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2004-12-27
Also published as: US20050030620A1; EP1517174B1; KR100708877B1; EP1517174A4; DK1517174T3; EP1517174A1; CN100559265C; CN1662850A; KR20040090957A; US7072109B2

Abstract

プロジェクションスクリーン１１１は、全反射プリズムレンズ１１４と、全反射プリズムレンズ１１４の観察側に設けられたレンチキュラーレンズ１１５とを有している。全反射プリズムレンズ１１４には映像光Ｌが入射する背面側（最入光面側）に複数の単位プリズム１１３が設けられている。各単位プリズム１１３は、入射面１１３ａと全反射面１１３ｂとがなす角度に対応する頂角λを有し、各単位プリズム１１３の頂角λは、スクリーン面上での当該各単位プリズム１１３の位置に応じて変化している。特に、各単位プリズム１１３の頂角λは、３０°以上４５°以下の範囲で、同心円の中心Ｏに近い側よりも遠い側の方が大きくなるように連続的に変化している。

Description

明細書プロジェクシヨンスクリーン及び

プロジヱクシヨンディスプレイ装置技術分野

本発明は、プロジェクシヨンスクリーンに係り、とりわけ、 L C D (Liquid C rystal Display) や D MD (Digital Micro- mirror Device) 等のようなセル構造を有する映像光源から出射された映像光を斜めに投射して観察するのに適したプロジェクシヨンスクリーン及びそれを備えたプロジェクシヨンディスプレイ装置に関するものである。背景技術

従来から、背面投射型のプロジヱクシヨンディスプレイ装置（背面投射型テレビ）として、映像光源として赤色、緑色及び青色の 3本の C R Tを用い、このような映像光源から出射された映像光を透過型のプロジェクシヨンスクリーンの背面側に投射して観察側から映像を観察するプロジヱクシヨンディスプレイ装置が知られている。

ここで、このようなプロジェクシヨンディスプレイ装置で用いられるプロジェクシヨンスクリーンは一般に、フレネルレンズシート及びレンチキュラーレンズシ一トから構成されており、プロジェクシヨンスクリーン上に映像光源から出射された映像光を結像させるとともに、指向性を持つ拡散光として観察者へ向けて出射させることができるようになつている。

具体的には例えば、図 2 0に示すように、プロジェクシヨンスクリーン 3 0 0 は、出光側の表面にサ一キユラ一タイプのフレネルレンズ 3 0 2が形成されたフレネルレンズシート 3 0 1と、フレネルレンズシート 3 0 1の観察側に配置され、入光側の表面に水平拡散用のレンチキュラーレンズ 3 0 4が形成されたレンチキユラ一レンズシート 3 0 3とを備えている。なお、レンチキュラーレンズシート 3 0 3の出光側の表面には出光レンズ 3 0 5及びブラヅクストライプ 3 0 6が形成されている。

このうち、フレネルレンズシート 3 0 1に形成されたフレネルレンズ 3 0 2は、ァクリルなどの透明樹脂材に所定の角度を持つ溝を所定のピッチで形成することにより得ることができ、フレネルレンズシート 3 0 1の背面側に配置された映像光源（図示せず）から放射状に拡散された状態で出射された映像光を観察側へ向けて集光させる機能を有する。また、レンチキユラ一レンズシート 3 0 3に形成されたレンチキユラ一レンズ 3 0 4は、シリンドリカル状の単位レンズを一つの平面上で規則正しく縦方向に延びるように形成することにより得ることができ、フレネルレンズシート 3 0 1により集光された映像光を主として水平方向に拡散させて水平方向に指向性を持つ拡散光として出射させる機能を有する。

ところで、近年、上述したような、赤色、緑色及び青色の 3本の C R Tを用いるプロジェクシヨンディスプレイ装置に代えて、 L C Dや D MD等のようなセル構造を有する映像光源を用い、このような映像光源から出射された映像光を透過型のプロジヱクションスクリーンの背面側に投射して観察側から映像を観察する単レンズ方式のプロジェクシヨンディスプレイ装置に対するニーズが高まっている。

このような単レンズ方式のプロジェクシヨンディスプレイ装置においては、従来、プロジェクシヨンスクリーンの背面側からプロジェクシヨンスクリーンに対して略垂直に映像光を投射する方式が一般的であった。しかしながら、このような方式では、従来の C R T方式のプロジェクシヨンディスプレイ装置とほぼ同等の奥行きが必要であり、装置を小型化することができないという問題があった。このような状況の下で、プロジェ'クシヨンディスプレイ装置の一つとして、映像光源から出射された映像光をプロジェクシヨンスクリーンに対して斜めに投射することにより、映像の品位を損なうことなく、従来のものに比べて大幅な薄型化を実現することができるプロジェクシヨンディスプレイ装置が提案されている (特開昭 6 1— 2 0 8 0 4 1号公報及び特開 2 0 0 0— 1 8 0 9 6 7号公報参

BS) 。

このようなプロジェクシヨンディスプレイ装置においては、プロジェクシヨンスクリーンに斜めに入射した映像光を集光させるための光学手段として、入光側の表面に断面が三角形状の単位プリズム群（全反射プリズムレンズ）を設け、入射した映像光を単位プリズムの第 1の面（入射面）で屈折させた後に第 2の面 (全反射面）で全反射させて出光側の表面から出射させるようになつている。ここで、このような全反射プリズムレンズを備えたプロジェクシヨンスクリ一ンにおいて、映像光の入射角度（映像光のスクリーン面に対する角度）が小さくなる映像光源に近い側の部分（各単位プリズムがスクリーン面から外れた同心円の中心を基準にして同心円状に延びている場合には、その同心円の中心に近い側の部分）では、図 2 1に示すように、全反射プリズムレンズ 3 1 0の各単位プリズム 3 1 1の入射面 3 1 1 aに入射した映像光の一部が全反射面 3 1 l bで全反射されずに抜けて迷光となり、二重像（ゴースト）などの障害を引き起こしていた。なお、図 2 1において、符号 L 1 1は映像光のうち通常光となる成分の光路を示し、符号 L 1 2は迷光となる成分の光路を示す。なお、このようにして生じる迷光は、各単位プリズム 3 1 1の頂角（先端角度）人が大きいほど多く、小さいほど少ない。

一方、このような全反射プリズムレンズを備えたプロジヱクシヨンスクリーンにおいて、映像光の入射角度が大きくなる映像光源から遠い側の部分（各単位プリズムがスクリーン面から外れた同心円の中心を基準にして同心円状に延びている場合には、その同心円の中心から遠い側の部分）では、図 2 2に示すように、各単位プリズム 3 1 1の頂角人が小さくなり各単位プリズム 3 1 1の入射面 3 1 1 aが逆テーパー形状となるので、各単位プリズム 3 1 1の入射面 3 1 1 aから入射した映像光の一部が全反射面 3 1 1 bで全反射された後に再度入射面 3 1 1 aで反射されて迷光となり、映像光のロスが生じるという問題があった。なお、図 2 2において、符号 L 2 1は映像光のうち通常光となる成分の光路を示し、符号 L 2 2は迷光となる成分の光路を示す。また、各単位プリズム 3 1 1の入射面 3 1 1 aが逆テーパー形状になると、各単位プリズム 3 1 1を成形するための成形型の作製が難しくなり、また、レンズ成形の際にも、成形型から各単位プリズム 3 1 1を離型することが困難になるという問題があった。さらに、各単位プリズム 3 1 1を成形するための成形型を、金型材料を切削加工して作製する場合には、各単位プリズム 3 1 1の逆テーパー形状の入射面 3 1 1 aに対応する金型形状を得ることが困難であり、各単位プリズム 3 1 1の入射面 3 1 l aは切削痕がついた粗面となってしまう。この場合、各単位プリズム 3 1 1の入射面 3 1 l a が鏡面である領域と粗面である領域とがスクリーン面上に存在することとなるので、これらの領域の境界において映像の見え方が異なることとなり、映像のむらとなって観察されてしまうという問題があった。

以上のように、従来のプロジェクシヨンスクリーンでは、映像光の入射角度の許容幅が狭く、迷光などの発生による映像光のロスが生じやすいので、表面輝度の低下ゃコントラストの低下が生じやすいという問題があった。発明の開示

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、迷光などの発生による映像光のロスが生じない範囲としての映像光の入射角度の許容幅を拡げ、表面輝度の低下ゃコントラストの低下がなく、映像光源から映像光を略垂直に投射した場合に得られる映像の画質と同等のレペルの高画質な映像を表示することができる、プロジェクシヨンスクリーン及びプロジェクシヨンディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明は、背面側に配置された投射光学系から斜めに投射された映像光を観察側へ向けて出射させるプロジェクシヨンスクリーンにおいて、映像光が入射する背面側に設けられた複数の単位プリズムを有する全反射プリズムレンズであって、前記各単位プリズムが、入射した光を屈折させる第 1の面と、前記第 1の面で屈折された光を全反射する第 2の面とを有する全反射プリズムレンズを備え、前記各単位プリズムは、前記第 1の面と前記第 2の面とがなす角度に対応する頂角を有し、前記各単位プリズムの頂角は、スクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化していることを特徴とするプロジェクシヨンスクリーンを提供する。

なお、本発明において、前記各単位プリズムは、スクリーン面から外れた同心円の中心を基準にして同心円状に延びていることが好ましい。また、前記各単位プリズムの頂角は、前記同心円の中心に近い側よりも遠い側の方が大きくなるように変化していることが好ましい。さらに、前記各単位プリズムの頂角は、 3 0 ° 以上 4 5 ° 以下の範囲で変化していることが好ましい。さらにまた、前記各単位プリズムの頂角は、前記同心円の中心に近い側から遠い側へ向かうにつれて連続的に変化していることが好ましい。

また、本発明において、前記全反射プリズムレンズは、前記各単位プリズムの頂角が所定の第 1の角度で一定である第 1の頂角固定領域と、前記第 1の頂角固定領域とは異なる領域に位置し、各単位プリズムの頂角が前記第 1の角度とは異なる所定の第 2の角度で一定である第 2の頂角固定領域と、前記第 1の頂角固定領域と前記第 2の頂角固定領域との間に位置し、各単位プリズムの頂角が前記第 1の角度と前記第 2の角度との間でスクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化している頂角変化領域とを有することが好ましい。

ここで、前記頂角変化領域は、前記各単位プリズムの頂角が、スクリーン面に対する前記第 2の面の角度が変化することなくスクリーン面に対する前記第 1の面の角度のみが変化することにより変化する第 1の頂角変化部を有することが好ましい。また、前記頂角変化領域は、前記第 1の頂角変化部と前記第 1の頂角固定領域との間に位置し、各単位プリズムの頂角が、スクリーン面に対する前記第 1の面及び前記第 2の面の角度がいずれも変化することにより変化する第 2の頂角変化部と、前記第 1の頂角変化部と前記第 2の頂角固定領域との間に位置し、各単位プリズムの頂角が、スクリーン面に対する前記第 1の面及び前記第 2の面の角度がいずれも変化することにより変化する第 3の頂角変化部とをさらに有することが好ましい。

さらに、本発明において、前記各単位プリズムの前記第 1の面は、スクリーン面に対する垂線に対して 0 ° 以上の抜け勾配を有していることが好ましい。また、前記各単位プリズムの前記第 1の面は、その表面粗さがスクリーン面の全面に亘つて均一であることが好ましい。

さらに、本発明においては、前記全反射プリズムレンズの観察側に設けられ、前記全反射プリズムレンズを通過した光を拡散させるレンチキュラーレンズをさらに備えることが好ましい。

ここで、前記レンチキュラーレンズは、断面が半楕円形状の複数の単位レンズ、又は断面が台形状の複数の単位レンズを有することが好ましい。なお、断面が台形状の前記各単位レンズは、その下底部分が入光側、上底部分が出光側にくるように配置され、隣接する前記各単位レンズの間には断面が V字形状の部分が設けられ、前記各単位レンズは、所定の屈折率を有する材料で形成され、前記各単位レンズの間に設けられた部分は、前記各単位レンズの屈折率よりも低い屈折率を有する材料で形成され、前記各単位レンズとその間に設けられた部分との界面により光を全反射させることが好ましい。また、断面が V字形状の前記各部分は、観察側から入射した光を吸収する光吸収作用を有することが好ましい。さらに、断面が V字形状の前記各部分は、樹脂中に光吸収粒子を混入させることにより形成されていることが好ましい。

さらに、本発明に：^いては、前記全反射プリズムレンズと前記レンチキユラ一レンズとが 1枚のシートに一体化して形成されていることが好ましい。

さらに、本発明においては、前記全反射プリズムレンズ（又は前記レンチキュラーレンズ）の観察側に設けられ、前記全反射プリズムレンズ（又は前記全反射プリズムレンズ及び前記レンチキュラーレンズ）を通過した光を拡散させる拡散シートをさらに備えることが好ましい。

さらに、本発明においては、反射防止層、ハードコート層、帯電防止層、防眩層、防汚層及びセンサー層からなる群から選択された少なくとも一つの層を含む機能性保持層をさらに備えることが好ましい。

なお、本発明は、上述したようなプロジヱクシヨンスクリーンと、前記プロジェクシヨンスクリーンに対して映像光を斜めに投射する投射光学系とを備えたことを特徴とするプロジヱクシヨンディスプレイ装置も提供する。

本発明によれば、背面側に配置された投射光学系から映像光が斜めに投射されるプロジェクシヨンスクリーンにおいて、映像光が入射する背面側に複数の単位プリズムを有する全反射プリズムレンズを設けることにより、投射光学系から斜めに投射される映像光の光軸を入光面側（背面側）でのみ補正して観察側へ向けて映像を出射させることができる。このとき、本発明においては、各単位プリズムの頂角を、スクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化させるようにしている。具体的には例えば、各単位プリズムが、スクリーン面から外れた同心円の中心を基準にして同心円状に延びている場合において、各単位プリズムの頂角を、一定の角度範囲（例えば 3 0。以上 4 5 ° 以下の範囲）で同心円の中心に近い側よりも遠い側の方が大きくなるように変化させるようにしている。すなわち、映像光の入射角度が小さくなる投射光学.系に近い側の部分で各単位プリズムの頂角をより小さくし、映像光の入射角度が大きくなる投射光学系から遠い側の部分で各単位プリズムの頂角をより大きくするようにしている。このため、迷光などの発生による映像光のロスが生じない範囲としての映像光の入射角度の許容幅を拡げることができ、表面輝度の低下やコントラストの低下がなく、投射光学系から映像光を略垂直に投射した場合に得られる映像の画質と同等のレベルの高画質な映像を表示することができる、プロジェクシヨンスクリーン及びプロジェクシヨンディスプレイ装置を得ることができる。

また、本発明によれば、全反射プリズムレンズに、各単位プリズムの頂角が所定の第 1の角度で一定である第 1の頂角固定領域と、第 1の頂角固定領域とは異なる領域に位置し、各単位プリズムの頂角が第 1の角度とは異なる所定の第 2の角度で一定である第 2の頂角固定領域と、第 1の頂角固定領域と第 2の頂角固定領域との間に位置し、各単位プリズムの頂角が第 1の角度と第 2の角度との間でスクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化している頂角変化領域とを設けることにより、全反射プリズムレンズの各単位プリズムの頂角をスクリーン面の全面に亘つて変化させるのではなく、その一部でのみ変化させることができる。これにより、全反射プリズムレンズを成形するための成形型の作製が容易になり、高画質なプロジェクシヨンスクリーン及ぴプロジェクシヨンディスプレイ装置をより安価に得ることができる。

さらに、本発明によれば、全反射プリズムレンズの頂角変化領域に、各単位プリズムの頂角が、スクリーン面に対する第 2の面の角度が変化することなくスクリーン面に対する第 1の面の角度のみが変化することにより変化する第 1の頂角変化部と、第 1の頂角変化領域と第 1及び第 2の頂角固定領域との間に位置し、各単位プリズムの頂角が、スクリーン面に対する第 1の面及び第 2の面の角度がいずれも変化することにより変化する第 2及び第 3の頂角変化部とを設けることにより、各領域の境界をより目立たなくすることができ、さらなる高画質化を図ることができる。さらに、本発明によれば、各単位プリズムの第 1の面が、スクリーン面に対する垂線（法線）に対して 0 ° 以上の抜け勾配を有するようにすることにより、迷光をなくして映像光のロスが生じることを防止することができる。また、この場合、各単位プリズムを成形するための成形型に逆テーパー形状の部分が含まれないので、成形型の作製が容易になり、また、レンズ成形の際における成形型からの各単位プリズムの離型も容易に行うことができる。

さらにまた、本発明によれば、各単位プリズムの第 1の面の表面粗さがスクリ

—ン面の全面に亘つて均一であるようにすることにより、スクリーン面上で映像のむらが発生しないようにして高画質な映像が観察されるようにすることができる o 図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクシヨンスクリーンを備えたプロジェクシヨンディスプレイ装置を示す概略斜視図、

図 2は、図 1に示すプロジヱクシヨンスクリーンの要部を示す斜視図、図 3は、図 1に示すプロジェクシヨンスクリーンの全反射プリズムレンズにおける映像光の光路を説明するための図、

図 4は、図 1に示すプロジヱクシヨンスクリーンの全反射プリズムレンズにおける各単位プリズムの頂角と映像光の入射角度との関係を説明するための図、図 5は、図 1に示すプロジヱクシヨンスクリーンの全反射プリズムレンズにおける各単位プリズムの位置と頂角との関係を説明するための図、

図 6 A及び図 6 Bは、図 1乃至図 5に示すプロジェクシヨンスクリーンの第 1 の変形例を説明するための図、

図 7は、図 6 A及び図 6 Bに示すプロジクシヨンスクリ一ンの全反射プリズムレンズにおける各単位プリズムの位置と頂角との関係を説明するための図、図 8は、図 6 A及び図 6 Bに示すプロジクシヨンスクリ一ンの全反射プリズムレンズにおける映像光の入射角度と各単位プリズムのレンズ角度との関係を示す図、

図 9 A及び図 9 Bは、図 1乃至図 5に示すプロジェクシヨンスクリーンの第 2 の変形例を説明するための図、

図 1 0は、図 9 A及び図 9 Bに示すプロジェクシヨンスクリーンの全反射プリズムレンズにおける各単位プリズムの位置と頂角との関係を説明するための図、図 1 1は、本発明の第 2の実施の形態に係るプロジェクシヨンスクリーンを備えたプロジェクシヨンディスプレイ装置を示す概略斜視図、

図 1 2は、図 1 1に示すプロジヱクシヨンスクリーンの要部を示す斜視図、図 1 3は、図 1 2に示す XI II— XIII線に沿った断面図、

図 1 4は、本発明の第 1及び第 2の実施の形態に係るプロジェクシヨンスクリ —ンを備えたプロジェクシヨンディスプレイ装置の第 1の組立例を示す図、図 1 5は、本発明の第 1及び第 2の実施の形態に係るプロジェクシヨンスクリーンを備えたプロジェクシヨンディスプレイ装置の第 2の組立例を示す図、図 1 6は、本発明の第 1及び第 2の実施の形態に係るプロジェクシヨンスクリ —ンを備えたプロジェクシヨンディスプレイ装置の第 3の組立例を示す図、図 1 7は、実施例 1〜 3における全反射プリズムレンズの各単位プリズムの位置と頂角との関係を示す図、

図 1 8は、実施例 4及び 5における全反射プリズムレンズの各単位プリズムの位置と頂角との関係（単位プリズムの頂角が変化する領域の近傍での関係）を示す図、

図 1 9は、実施例 4及び 5における全反射プリズムレンズの各単位プリズムの位置とレンズ角度との関係（単位プリズムの頂角が変化する領域の近傍での関係）を示す図、

図 2 0は、一般的なフレネルレンズシートを備えたプロジェクシヨンスクリーンの一例を示す図、

図 2 1は、全反射プリズムレンズを備えたプロジェクションスクリーンにおいて単位プリズムの頂角が大きい場合の映像光の光路を説明するための図、図 2 2は、全反射プリズムレンズを備えたプロジェクシヨンスクリーンにおいて単位プリズムの頂角が小さく場合の映像光の光路を説明するための図である。発明の実施の形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

第 1の実施の形態

まず、図 1乃至図 1 0により、本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクシヨンスクリーン及びそれを備えたプロジェクシヨンディスプレイ装置について説明する。

図 1に示すように、本発明の第 1の実施の形態に係るプロジェクシヨンディスプレイ装置 1 0 0は、プロジェクシヨンスクリーン 1 1 1と、プロジェクシヨンスクリーン 1 1 1に対して映像光 Lを斜めに投射する投射光学系 1 1 2とを備えている。なお、投射光学系 1 1 2は、 L C Dや D MD等からなる映像光源と、映像光源から出射された映像光を拡大させるための光学系とを有している。

ここで、プロジヱクシヨンスクリーン 1 1 1は、背面側に配置された投射光学系 1 1 2から斜めに投射された映像光 Lを観察側へ向けて出射させるものであり、全反射プリズムレンズ 1 1 4と、全反射プリズムレンズ 1 1 4の観察側に設けられたレンチキュラーレンズ 1 1 5とを有している。

このうち、全反射プリズムレンズ 1 1 4は、投射光学系 1 1 2から投射された映像光 Lを屈折及び集光させるものであり、図 2に示すように、映像光 Lが入射する背面側（最入光面側）に複数の単位プリズム 1 1 3が設けられている。

各単位プリズム 1 1 3は、入射した光を屈折させる入射面（第 1の面） 1 1 3 aと、入射面 1 1 3 aで屈折された光を全反射する全反射面（第 2の面） 1 1 3 bとを有しており、斜めに入射した映像光 Lを屈折及び全反射してスクリーン面に略垂直な方向に進行させることができるようになつている。なお、各単位プリズム 1 1 3は、スクリーン面から外れた同心円の中心 0 (図 1参照）を基準にして同心円状に延びる円弧状プリズムとして形成されている。具体的には例えば、各単位プリズム 1 1 3は、プリズムピヅチが 1 0 0〜 2 0 0〃mであり、プリズム高さが 1 5 0〜3 0 0 zmであることが好ましい。

ここで、各単位プリズム 1 1 3は、入射面 1 1 3 aと全反射面 1 1 3 bとがなす角度に対応する頂角えを有し、各単位プリズム 1 1 3の頂角えは、スクリーン面上での当該各単位プリズム 1 1 3の位置に応じて変化している。特に、各単位プリズム 1 1 3の頂角えは、 3 0 ° 以上 4 5 ° 以下の範囲で、同心円の中心 0に近い側（図面下側）よりも遠い側（図面上側）の方が大きくなるように連続的に変化していることが好ましい。

一方、レンチキユラ一レンズ 1 1 5は、全反射プリズムレンズ 1 1 4を通過した光を水平方向に拡散させるものであり、映像光 Lが入射する入光面側にシリンドリカル状の複数の単位レンズ 1 1 6が設けられている。具体的には例えば、各単位レンズ 1 1 6の断面は、レンズ横径が 1 4 0 m、レンズ縦径が 1 0 0〃m の半楕円形状であり、レンズピッチが 1 4 0 zmであり、レンズ高さが 5 0 Π1 であり、水平拡散角が半値角（ある方向から観察したときの輝度が正面から観察したときの輝度の半分になる角度）で 2 0〜5 0 ° であることが好ましい。

なお、図 1及び図 2に示すように、全反射プリズムレンズ 1 1 4及びレンチキユラ一レンズ 1 1 5は別々のシート (プリズムシート及びレンチキユラ一レンズシート）に形成されている。また、図 1及び図 2では、説明を分かりやすくするため、全反射プリズムレンズ 1 1 4とレンチキユラ一レンズ 1 1 5とは実際の寸法よりも離した状態で描かれている。

次に、図 3により、図 1に示すプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1の全反射プリズムレンズ 1 1 4における映像光 Lの光路について説明する。

図 3に示すように、投射光学系（図 1の符号 1 1 2参照）から出射された映像光 Lは、スクリーン面上での位置に応じて異なった入射角度で、全反射プリズムレンズ 1 1 4の各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aに入射する。なお、映像光 Lの入射角度 6^は、スクリーン面のうち投射光学系に近い側（同心円の中心 0に近い側）の端部において、 3 5。以上（好ましくは 4 5 ° 以上）で 5 0 ° 以下となるようにすることが好ましい。

そして、このようにして各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aに入射した映像光 Lは入射面 1 1 3 aで屈折され、全反射面 1 1 3 bで全反射された後、観察側へ向けてスクリーン面に略垂直な方向に進行する。

このような映像光 Lの光路を実現するため、映像光 Lの入射角度 0 iに応じて各単位プリズム 1 1 3の形状が決められる。具体的には、各単位プリズム 1 1 3 のレンズ角度（全反射面 1 1 3 bとスクリーン面とがなす角度） φ 各単位プリズム 1 13の頂角を人、全反射プリズムレンズ 1 14の材料の屈折率を n、各単位プリズム 1 13の全反射面 1 13 bで反射された後の映像光 Lとスクリーン面の法線とがなす角度を 0₄とした場合、各単位プリズム 1 13の形状は、次式 ( 1) により決められる。

丄 , η8ΐη(λ + Q_AJ + s ( + θι ) 、

tancj) = ― … (1)

ncos( + θ₄) - co s( + θ_χ) また、全反射プリズムレンズ 1 14の出光側の表面が平坦面であるとすると、全反射プリズムレンズ 1 14内で映像光 Lが進む角度 0₄と、全反射プリズムレンズ 1 14から出射する映像光 Lの出射角度 0₅との間には、次式（2) が成立する。

ここで、各単位プリズム 1 13の入射面 1 13 aとスクリーン面の法線とがなす角度をァとすると、

γ = + λ-π/2≥ 0 … (3)

であることが好ましい。

これは、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 13 aの角度ァが負の場合には、各単位プリズム 1 13の入射面 1 13 aの形状が逆テ一パ形状となり、各単位プリズム 1 13を成形するための成形型の作製及び成形型による各単位プリズム 1 1 3の成形が困難になるからである。

なお、各単位プリズム 1 13のレンズ角度 øは映像光 Lの入射角度 0 に関して単調減少するので、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 13 aの角度ァは、スクリーン面のうち映像光 Lの入射角度 0 が大きくなる部分（同心円の中心 0から遠い側の部分）で負になりやすい。ここで、全反射プリズムレンズ 1 14内で映像光 Lが進む角度 0₄が略 0である場合において、各単位プリズム 1 13の入射面 1 1 3 aの形状が逆テーパー形状とならないようにするための条件は、次式 (4) により表される。

c o s"¹ {c o s ( θ ι ) /η} /2≤λ … （4)

一方、スクリーン面のうち映像光 Lの入射角度 0iが小さくなる部分（同心円の中心 0に近い側の部分）では、各単位プリズム 1 13の入射面"" 1 13 aに入射した映像光 Lの一部が全反射面 1 13 bで全反射されずに抜けて迷光となる。ここで、各単位プリズム 1 13での迷光の発生態様を説明するため、単位プリズム 1 13の入射面 1 1 3 aで屈折されて丁度単位プリズム 1 13の谷部へ向かう基準映像光 L。（すなわち、 1つの単位プリズム 1 13内で映像光 Lが迷光となる部分と有効光となる部分との境界の位置を通過する映像光）について考察する。

各単位プリズム 1 13の入射面 1 13 aに対する映像光 Lの入射角度を 0₂、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aでの屈折角度を 0₃、単位プリズム 1 1 3のプリズムピヅチを p、各単位プリズム 1 1 3の全反射面 1 1 3bで全反射されて有効光として好適に利用される部分の幅を、各単位プリズム 1 1 の全反射面 1 1 3 bで全反射されずに抜けて迷光となる部分の幅を e₂、各単位プリズム 1 13の高さを h、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 13 aのうち映像光 L が迷光となる部分と有効光となる部分との境界の高さを sとすると、映像光が有効光となる部分の幅 e iは、以下の式（5) により表される。

(h- s) x (t an ( + λ-π/2) +t an6>i) … (5) ここで、上式（5) において、 h及び sはそれそれ以下の式（6) (7) により表すことができる。

h = p X t an ( + λ) χ t a η / t a η ( + λ) - t a η ζ^)

… (6) s = -p x t an (0 + λ) / ( 1 + t a n (φ + λ) x

t an (φ + λ + θ₃) ) … ( 7 ) なお、

^s^s in-¹ {s in (θι+ + λ) /n} … (8) である。

図 3から明らかなように、プリズムピッチと、映像光 Lが有効光となる部分の幅との間には、

の関係がある。また、映像光 Lが有効光となる部分の幅 e _tとレンズピッチ pとの比 e は、映像光 Lの入射角度 0 が大きくなる程大きくなり、ある箇所で et = pとなる。この場合、 ei = pとなる箇所に比ベて映像光 Lの入射角度 0 iが大きくなる領域では、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aに入射した映像光 Lは全反射面 1 1 3 bで全て全反射され、迷光が存在しない。

以上に説明したように、スクリーン面のうち映像光 Lの入射角度 0 iが小さくなる部分（同心円の中心 0に近い側の部分）では、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aに入射した映像光 Lの一部が全反射面 1 1 3 bで全反射されずに抜けて迷光となるという問題があり、一方、スクリーン面のうち映像光 Lの入射角度 0 iが大きくなる部分（同心円の中心◦から遠い側の部分）では、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aの形状が逆テ一パ形状となるという問題がある。

図 4は、図 1に示すプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1の全反射プリズムレンズ 1 1 4における各単位プリズム 1 1 3の頂角えと映像光 Lの入射角度 0 iとの関係を説明するための図である。

図 4において、線 2 0 5は、全反射プリズムレンズ 1 1 4内で映像光 Lが進む角度 0 ₄が 0 (すなわち、全反射プリズムレンズ 1 1 4から出射する映像光の出射角度 6> ₅が 0 ) である場合において、上式（5 ) 〜（8 ) に従って求められた、各単位プリズム 1 1 3で迷光が発生する境界を示し、線 2 0 6は、同様の場合において、上式（4 ) に従って求められた、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aの形状が逆テーパー形状となる境界を示している。なお、線 2 0 5 , 2 0 6を求める際には、全反射プリズムレンズ 1 1 4の材料の屈折率 nを 1 . 5 5としている。

図 4において、 2本の線 2 0 5 , 2 0 6に囲まれた内側の領域は、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aに入射した映像光 Lの一部が全反射面 1 1 3 bで全反射されずに抜けて迷光となるということがなく、かつ、各単位プリズム 1 1 3 の入射面 1 1 3 aの形状が逆テ一パ形状となるということもない領域である。このため、各単位プリズム 1 1 3の頂角； Iと、スクリーン面上での各単位プリズム 1 1 3の位置に応じた映像光 Lの入射角度 6> とが、この領域内に存在している場合には、迷光の問題も逆テーパー形状の問題も発生しない。具体的には例えば、各単位プリズム 1 1 3の頂角えが 3 5 ° で一定の場合を考えると、映像光 Lの入射角度 0 iが 4 5〜6 0 ° の範囲にあれば、迷光の問題も逆テーパー形状の問題も発生しない（符号 2 0 7参照）。

しかしながら、近年、プロジェクシヨンスクリーン 1 1 1は大型化する傾向にあり、これに伴って映像光 Lの入射角度 0 iの範囲も広くなつてきているので、各単位プリズム 1 1 3の頂角えが一定であるとすると、スクリーン面のうち映像光 Lの入射角度 6>！が小さくなる部分及び映像光 Lの入射角度 0 iが大きくなる部分で、線 2 0 5 , 2 0 6に囲まれた内側の領域から外れやすくなる。

ここで、迷光の問題を解消するためには、線 2 0 5により規定される映像光 L の入射角度 6^の許容下限値を下げることが有効であり、このため、スクリーン面のうち映像光 Lの入射角度 0 が小さくなる部分（同心円の中心 0に近い側の部分）での各単位プリズム 1 1 3の頂角 λを小さくすることが好ましい。一方、逆テーパー形状の問題を解消するためには、線 2 0 6により規定される映像光 L の入射角度 0 tの許容上限値を上げることが有効であり、このため、スクリーン面のうち映像光 Lの入射角度 0 iが大きくなる部分（同心円の中心 0から遠い側の部分）での各単位プリズム 1 1 3の頂角 λを大きくすることが好ましい。

このため、本実施の形態においては、各単位プリズム 1 1 3の頂角人を、スクリーン面の全面に亘つてスクリーン面のうち同心円の中心 0に近い側よりも遠い側の方が大きくなるように連続的に変化させるようにしている（符号 2 0 1〜2 0 3参照）。これにより、映像光 Lの入射角度 0 iの許容幅を拡げることができ、スクリーン面の全面に亘つて迷光の問題及び逆テーパ形状の問題が発生しないようにすることができる。なお、図 4に示す線 2 0 1〜2 0 3は、各単位プリズム 1 1 3の頂角えの変化を映像光 Lの入射角度 0 iとの関係で示したものであるが、各単位プリズム 1 1 3の頂角人の変化を各単位プリズム 1 1 3の位置（同心円の中心 0からの距離）との関係で示すことも当然可能であり、この関係は図 5に示すようなものとなる。

なお、上述した実施の形態において、各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 a は、スクリーン面に対する垂線（法線）に対して 0 ° 以上（好ましくは、 1 Z 1 0 0 0 ° 以上）の抜け勾配（入射面 1 1 3 aとスクリーン面の法線とがなす角度ァが正である勾配）を有していることが好ましい。また、各単位プリズム 1 1 3 の入射面 1 1 3 aの表面粗さは、スクリーン面の全面に亘つて均一であることが好ましい。

(第 1の変形例）

なお、以上においては、各単位プリズム 1 1 3の頂角; をスクリーン面の全面に亘つて連続的に変化させる場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、各単位プリズム 1 1 3の頂角 λをスクリーン面内で段階的に変化させるようにしてもよい。

まず、図 6 Α、図 6 Β、図 7及び図 8により、図 1乃至図 5に示すプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1の第 1の変形例について説明する。なお、この第 1の変形例の基本的な構成は、図 1乃至図 5に示すプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1 と同一であるので、以下、図 1乃至図 5に示すプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1と異なる部分を中心に説明する。

図 6 Αは第 1の変形例に係るプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1を入光面側から見た図であり、図 6 Bは第 1の変形例に係るプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1 (及び投射光学系 1 1 2 ) を側面側から見た図である。

図 6 A及び図 6 Bに示すように、第 1の変形例に係るプロジェクシヨンスクリ —ン 1 1 1は、映像光 Lが入射する背面側（最入光面側）に複数の単位プリズムが形成された全反射プリズムレンズ 1 1 4 Aと、全反射プリズムレンズ 1 1 4 A の観察側に設けられたレンチキュラーレンズ 1 1 5とを有している。

なお、全反射プリズムシート 1 1 4 Aの各単位プリズムは、図 1乃至図 5に示すプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1の全反射プリズムレンズ 1 1 4の場合と同様に、スクリ一ン面から外れた同心円の中心 0を基準にして同心円状に延びている。また、投射光学系 1 1 2は、図 6 Bに示すように、スクリーン面から外れた同心円の中心 0と同じ高さに配置されている。

ここで、全反射プリズムレンズ 1 1 4 Aは、同心円の中心 0からの距離に応じて 3つの領域 A 1， A 2， A 3に分けられている。

このうち、領域 A 1は、同心円の中心 0からの距離 r 1よりも中心 0に近い位置にある第 1の頂角固定領域であり、各単位プリズムの頂角 λはえ 1 (第 1の角度）で一定である。

領域 A 2は、同心円の中心 0からの距離 r 2よりも中心 0から遠い位置にある第 2の頂角固定領域であり、各単位プリズムの頂角えはえ 2 (第 2の角度）で一定である。なお、え 1とえ 2とを比較すると、え 2はえ 1よりも大きな角度である（え 2 >ぇ 1 ) 。

領域 A 3は、領域 A 1と領域 A 2との間に挟まれた位置（同心円の中心 0からの距離 r 1よりも中心 0から遠く、距離 r 2よりも中心 0に近い位置）にある頂角変化領域であり、各単位プリズムの頂角えは λ 1と λ 2との間でスクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化している。

なお、図 7に、各領域 A l， Α 2 , A 3における各単位プリズムの頂角 λの変化の様子を示す。

ここで、領域 A 3においては、各単位プリズムのうちスクリーン面に対する全反射面（図 3の符号 1 1 3 b参照）の角度が変化することなくスクリーン面に対する入射面（図 3の符号 1 1 3 a参照）の角度が徐々に変化することにより、各単位プリズムの頂角；がえ 1からえ 2まで徐々に変化するようになっている。なお、仮に、領域 A 3を設けることなく領域 A 1 , A 2のみを設けたとすると、スクリーン面上のある位置において、単位プリズムの頂角えがえ 1からえ 2へと急に変化してしまうこととなる。この場合には当然、単位プリズムの頂角えだけでなく単位プリズムの全反射面の角度（レンズ角度）も急に変化することとなる。特に、単位プリズムのレンズ角度 øの変化に関しては、同心円の中心 0に近い側から遠い側へ向けて徐々にレンズ角度 øが小さくなっていたものが、その位置で急にレンズ角度 øが大きくなるので、映像を観察する際に各領域の境界が観察されてしまうおそれがある。

これに対し、上述した第 1の変形例においては、単位プリズムの頂角人がそれそれえ 1及び λ 2で一定である領域 A 1， A 2の間に、スクリーン面上での位置に応じて各単位プリズムの頂角えがえ 1と入 2との間で変化する領域 A 3を設けているので、各単位プリズムの頂角えの変化が連続的になる。また、領域 A 3での各単位プリズムの頂角えの変化を、各単位プリズムのうちスクリ一ン面に対する全反射面の角度（レンズ角度 ø ) を変化させることなくスクリーン面に対する入射面の角度を変化させることにより行っているので、全反射面の角度の変化が部分的に逆行してしまうということもない。図 8は、全反射プリズムレンズ 114 A内で映像光 Lが進む角度 04が 0 (すなわち、全反射プリズムレンズ 114 Aから出射する映像光 Lの出射角度 0₅が 0) である場合において、全反射プリズムレンズ 114 Aにおける映像光 Lの入射角度 0 iと各単位プリズムのレンズ角度との関係を具体的に示す図である。図 8に示すように、同心円の中心 0に近い側の領域 A 1において各単位プリズムの頂角えが人 1 (=35° ) であり、同心円の中心 0から遠い側の領域 A 2において各単位プリズムの頂角人が人 2 ( = 45° ) であるものとする。この場合、仮に入射角度 0 が 52. 5° のときに各単位プリズムの頂角えを急に変化させると、同心円の中心 0に近い側から遠い側へ向けて徐々に全反射面の角度（レンズ角度が小さくなつていたものが、その位置で急にレンズ角度 øが 2. 6° だけ大きくなるので（符号 208参照）、映像を観察する際にその境界が観察されてしまう可能性がある。

これに対し、上述した第 1の変形例においては、単位プリズムの頂角人を入 1 (=35° ) からえ 2 ( = 45° ) へと変化させる際に、図 8に実線で示すように、例えば、映像光 Lの入射角度 0 iが 52. 5° から 59. 2° である範囲において、各単位プリズムの全反射面の角度（レンズ角度を 57° と固定した状態で入射面の角度のみを変化させることにより、各単位プリズムの頂角 λを入 1 (=35。）から入 2 (=45° ) へと変化させているので（符号 209参照）、各単位プリズムの全反射面の角度の変化が部分的に逆行してしまうということがない。

(第 2の変形例）

次に、図 9Α、図 9 Β及び図 10により、図 1乃至図 5に示すプロジェクションスクリーン 111の第 2の変形例について説明する。なお、第 2の変形例は、上述した第 1の変形例をさらに改良したものであり、各単位プリズムの頂角; Iの変化がさらに観察されないようにするものである。なお、第 2の変形例の基本的な構成は、上述した第 1の変形例と同一であるので、以下、第 1の変形例と異なる部分を中心に説明する。

図 9 Αは第 2の変形例に係るプロジェクシヨンスクリーン 111を入光面側から見た図であり、図 9Bは第 2の変形例に係るプロジェクシヨンスクリーン 11 1 (及び投射光学系 112) を側面側から見た図である。

図 9 A及び図 9 Bに示すように、プロジェクシヨンスクリーン 111は、映像光 Lが入射する背面側（最入光面側）に複数の単位プリズムが形成された全反射プリズムレンズ 114 Bと、全反射プリズムレンズ 114 Bの観察側に設けられたレンチキユラ一レンズ 115とを有している。

なお、全反射プリズムレンズ 114Bは、図 1乃至図 5に示すプロジェクションスクリーン 111の全反射プリズムレンズ 114の場合と同様に、スクリーン面から外れた同心円の中心 0を基準にして同心円状に延びている。また、投射光学系 112は、図 9Bに示すように、スクリーン面から外れた同心円の中心〇と同じ高さに配置されている。 '

ここで、全反射プリズムレンズ 114Bは、上述した第 1の変形例における領域 Al, A2， A3に相当する領域 ΑΙ' ， Α2 ' , A3' を有している。

すなわち、領域 A1' は、同心円の中心 0からの距離 r 1よりも中心 0に近い位置にある第 1の頂角固定領域であり、各単位プリズムの頂角人は人 1 (第 1の角度）で一定である。

また、領域 A 2' は、同心円の中心 0からの距離]? 2よりも中心 0から遠い位置にある第 2の頂角固定領域であり、各単位プリズムの頂角； Uまえ 2 (第 2の角度）で一定である。なお、人 1とえ 2とを比較すると、入 2はえ 1よりも大きな角度である（入2>人 1) o

さらに、領域 A 3' は、領域 A 1と領域 A 2との間に挟まれた位置（同心円の中心 0からの距離 r 1よりも中心 0から遠く、距離 2よりも中心 0に近い位置）にある第 1の頂角変化部であり、各単位プリズムの頂角えは λ 1と人 2との間でスクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化している。

なお、領域 A1' と領域 A 3' との間の境界部分には所定の幅の領域 A 4が設けられ、領域 A 3' と領域 A 2' との間の境界部分にも所定の幅の領域 A 5が設けられている。このため、第 2の変形例における領域 A 1' ， A2' , A3' は、領域 A 4, A 5が存在する分だけ、第 1の変形例における領域 A 1, A 2, A3 よりも狭くなつている。

ここで、領域 A4は、領域 A1' と領域 A3' との間に挟まれた位置にある第 2の頂角変化部であり、各単位プリズムの頂角人はスクリ一ン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化している。

また、領域 A5は、領域 A3' と領域 A2' との間に挟まれた位置にある第 3 の頂角変化部であり、各単位プリズムの頂角 λはスクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化している。

なお、第 1の頂角変化部である領域 A 3' 、第 2の頂角変化部である領域 A4、及び第 3の頂角変化部である領域 A 5により、頂角変化領域が構成されている。ここで、図 10に、各領域 Al' , A2 ' , A3' , A4, A 5における各単位プリズムの頂角えの変化の様子を示す。

なお、上述した第 1の変形例における領域 A 3では、各単位プリズムのうちスクリーン面に対する全反射面（図 3の符号 113b参照）の角度が変化することなくスクリーン面に対する入射面（図 3の符号 113 a参照）の角度が徐々に変化することにより、各単位プリズムの頂角えが人 1から λ 2まで徐々に変化するようになつている。しかしながら、この場合であっても、領域 A 3と領域 A 1， A2との間の境界部分では、全反射面の角度（レンズ角度の変化が他の部分の変化に比べて大きいので、各単位プリズムの形状の設定の仕方によっては、映像を観察する際に各領域の境界が目立ってしまうおそれがある。

そこで、第 2の変形例においては、領域 A3と領域 Al, A2との間の境界部分に所定の幅の領域 A 4, A 5を設け、この領域 A 4， A 5において、各単位プリズムの頂角えを変化させる際に、スクリーン面に対する入射面だけでなく全反射面の角度（レンズ角度 ø) をも変化させるようにしている。これにより、全反射面の角度の変化を滑らかに行わせることができ、映像を観察する際に各領域の境界が目立ってしまうことを防止して映像を観察する際の違和感を低減することができる。

なお、第 2の変形例においては、領域 Al' , A2' , A3' におけるスクリ —ン面に対する全反射面の角度（レンズ角度の変化を数式化し、これを後述する実施例 5に示すような態様でスプライン補間することにより、領域 A4， A 5における全反射面の角度の変化量を決定することが好ましい。

第 2の実施の形態次に、図 1 1乃至図 1 3により、本発明の第 2の実施の形態に係るプロジェクシヨンスクリーンを備えたプロジェクシヨンディスプレイ装置について説明する。なお、本発明の第 2の実施の形態は、レンチキユラ一レンズの構成が異なる点、全反射プリズムレンズ及びレンチキュラーレンズを 1枚のシートに一体化して形成している点を除いて、他は上述した第 1の実施の形態と同様である。本発明の第 2の実施の形態において、上述した第 1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図 1 1に示すように、本発明の第 2の実施の形態に係るプロジェクシヨンディスプレイ装置 1 0 0 ' は、プロジェクシヨンスクリーン 1 1 1 ' と、プロジェクシヨンスクリーン 1 1 1 ' に対して映像光 Lを斜めに投射する投射光学系 1 1 2 とを備えている。

ここで、プロジヱクシヨンスクリーン 1 1 1 ' は、背面側に配置された投射光学系 1 1 2から斜めに投射された映像光 Lを観察側へ向けて出射させるものであり、全反射プリズムレンズ 1 1 4 ' と、全反射プリズムレンズ 1 1 4 ' の観察側に設けられたレンチキユラ一レンズ 1 1 5 ' とを有している。

このうち、全反射プリズムレンズ 1 1 4 ' は、投射光学系 1 1 2から投射された映像光 Lを屈折及び集光させるものであり、図 1 2に示すように、ベースシート 2 3と、ベースシート 2 3の入光側の表面（映像光 Lが入射する最入光面）に形成された複数の単位プリズム 1 1 3とを有している。.なお、上述した第 1の実施の形態と同様に、各単位プリズム 1 1 3は、入射した光を屈折させる入射面 (第 1の面） 1 1 3 aと、入射面 1 1 3 aで屈折された光を全反射する全反射面 (第 2の面） 1 1 3 bとを有している。また、各単位プリズム 1 1 3は、スクリーン面から外れた同心円の中心 0 (図 1 1参照）を基準にして同心円状に延びる円弧状プリズムとして形成されており、各単位プリズム 1 1 3の頂角えは、スクリーン面上での当該各単位プリズム 1 1 3の位置に応じて変化している。特に、各単位プリズム 1 1 3の頂角えは、 3 0。以上 4 5 ° 以下の範囲で、同心円の中心 0に近い側（図面下側）よりも遠い側（図面上側）の方が大きくなるように連続的に変化していることが好ましい。なお、各単位プリズム 1 1 3の頂角えの変化の態様としては、上述した第 1の実施の形態の場合と同様の各種の態様（図 5、図 7及び図 1 0等）をとることができる。

一方、レンチキユラ一レンズ 1 1 5 ' は、図 1 2及び図 1 3に示すように、ベ —スシート 2 3の出光側の表面に形成されており、断面が台形状の複数の台形状部分（単位レンズ） 2 5を有している。

ここで、各台形状部分 2 5は、その下底部分が入光側、上底部分が出光側にくるように配置されており、隣接する各台形状部分 2 5の間には断面が V字形状の V字形状部分 2 6が設けられている。なお、各台形状部分 2 5は、所定の屈折率を有する材料で形成されている。また、各 V字形状部分 2 6は、各台形状部分 2 5の屈折率よりも低い屈折率を有する材料が各 V字形状部分 2 6の間に充填されることにより形成され、各台形状部分 2 5とその間に設けられた V字形状部分 2 6との界面により光を全反射させて映像光 Lを拡散させることができるようになつている（図 1 2及び図 1 3参照）。

また、各 V字形状部分 2 6は、観察側から入射した光を吸収する光吸収作用を有していることが好ましい。なお、各 V字形状部分 2 6の材料は特に限定されないが、例えば、低屈折率の合成樹脂中に、染料、顔料又は着色された樹脂微粒子等からなる光吸収粒子を混入させることにより形成することが好ましい。

なお、図 1 1乃至図 1 3に示すプロジェクシヨンスクリーン 1 1 1 ' において、投射光学系 1 1 2から斜めに投射された映像光 Lは、全反射プリズムレンズ 1 1 4 ' の各単位プリズム 1 1 3の入射面 1 1 3 aに入射する。

その後、このようにして全反射プリズムレンズ 1 1 4 ' から出射された映像光 Lは、レンチキユラ一レンズ 1 1 5 ' の台形状部分 2 5の下底部分側から入射し、その一部の光がそのまま透過する一方で、残りの光は台形状部分 2 5と V字形状部分 2 6との界面で全反射され、最終的に全ての光が台形状部分 2 5の上底部分側から観察側へ向けて出射される。

このように本発明の第 1及び第 2の実施の形態によれば、背面側に配置された投射光学系 1 1 2から映像光 Lが斜めに投射されるプロジヱクシヨンスクリーン 111， 111' において、映像光 Lが入射する背面側に設けられた全反射プリズムレンズ 114， 114A, 114B, 114 ' の複数の単位プリズム 113 の頂角; Iを、一定の角度範囲（例えば 30°以上 45° 以下の範囲）で同心円の中心 0に近い側よりも遠い側の方が大きくなるように変化させるようにしている。これにより、映像光 Lの入射角度 0!が小さくなる投射光学系 112に近い側の部分で各単位プリズム 113の頂角えをより小さくし、映像光 Lの入射角度 0i が大きくなる投射光学系 112から遠い側の部分で各単位プリズム 113の頂角人をより大きくすることができる。このため、迷光などの発生による映像光のロスが生じない範囲としての映像光 Lの入射角度 0 の許容幅を拡げることができ、表面輝度の低下やコントラストの低下がなく、投射光学系 112から映像光 Lを略垂直に投射した場合に得られる映像の画質と同等のレベルの高画質を映像を表示することができる、プロジェクシヨンスクリーン 111， 111' 及びプロジェクシヨンディスプレイ装置 100, 100' を得ることができる。

また、本発明の第 1及び第 2の実施の形態によれば、第 1の変形例として、全反射プリズムレンズ 114 Aに、各単位プリズム 113の頂角 λが所定の第 1の角度え 1で一定である第 1の頂角固定領域 A 1と、第 1の頂角固定領域 A 1とは異なる領域に位置し、各単位プリズム 113の頂角えが所定の第 1の角度え 1とは異なる所定の第 2の角度入 2で一定である第 2の頂角固定領域 A 2と、第 1の頂角固定領域 A 1と第 2の頂角固定領域 A 2との間に位置し、各単位プリズム 1 13の頂角人が第 1の角度人 1と第 2の角度人2との間でスクリーン面上での当該各単位プリズム 113の位置に応じて変化している頂角変化領域 A 3とを設けるので、全反射プリズムレンズ 114 Aの各単位プリズム 1 13の頂角人をスクリーン面の全面に亘つて変化させるのではなく、その一部でのみ変化させることができる。これにより、全反射プリズムレンズ 114 Aを成形するための成形型の作製が容易になり、高画質なプロジヱクシヨンスクリーン 111, 111'及びプロジェクシヨンディスプレイ装置 100, 100' をより安価に得ることができる。

さらに、本発明の第 1及び第 2の実施の形態によれば、第 2の変形例として、全反射プリズムレンズ 114 Bの頂角変化領域に、各単位プリズム 113の頂角えが、スクリーン面に対する全反射面 113bの角度が変化することなくスクリーン面に対する入射面 113 aの角度のみが変化することにより変化する第 1の頂角変化部 A 3' と、第 1の頂角変化部 A3' と第 1及び第 2の頂角固定領域 A 1' , A2' との間に位置し、各単位プリズム 113の頂角人が、スクリーン面に対する入射面 113 a及び全反射面 113 bの角度がいずれも変化することにより変化する第 2及び第 3の頂角変化部 A 4, A5とを設けているので、各領域の境界をより目立たなくすることができ、第 1の変形例に比べて、さらなる高画質化を図ることができる。

さらに、本発明の第 1及び第 2の実施の形態によれば、各単位プリズム 113 の入射面 113aが、スクリーン面に対する垂線（法線）に対して 0° 以上の抜け勾配を有しているので、各単位プリズム 113を成形するための成形型に逆テ —パー形状の部分が含まれることがなく、成形型の作製が容易になり、また、レンズ成形の際における成形型からの各単位プリズム 113の離型も容易に行うことができる。

さらにまた、本発明の第 1及び第 2の実施の形態によれば、各単位プリズム 1 13の入射面 113 aの表面粗さがスクリーン面の全面に亘つて均一であるので、スクリーン面上で映像のむらが発生しないようにして高画質な映像が観察されるようにすることができる。

(他の実施の形態）

なお、本発明は、上述した第 1及び第 2の実施の形態に限定されるものではなく、下記の（1) 〜（6) に述べるような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。

(1) 上述した第 1及び第 2の実施の形態においては、全反射プリズムレンズ及びレンチキュラーレンズとして、全反射プリズムレンズ 114， 114 A, 1

14 B, 114'及びレンチキユラ一レンズ 115 , 115' を用いているが、全反射プリズムレンズ及びレンチキュラーレンズ等の具体的な形状としては、上述した本発明の特徴を持つものであれば、これに限らず、任意の構成をとることができる。

(2) 上述した第 1の実施の形態においては、全反射プリズムレンズ 114, 1 14 A, 1 14 B, 1 14' 及びレンチキユラ一レンズ 1 15を別々のシート (プリズムシート及びレンチキュラーレンズシート）に形成しているが、これに限らず、全反射プリズムレンズ 1 14, 1 14A, 1 14B及びレンチキユラ一レンズ 1 15を 1枚のシートに一体化して形成してもよい。一方、上述した第 2 の実施の形態においては、全反射プリズムレンズ 1 14' 及びレンチキユラ一レンズ 1 15' を 1枚のシートに一体ィ匕して形成しているが、これに限らず、全反射プリズムレンズ 1 14' 及びレンチキユラ一レンズ 1 1 5 ' を別々のシ一ト (プリズムシート及びレンチキュラーレンズシ一ト）に形成してもよい。

(3) 上述した第 1及び第 2の実施の形態において、レンチキュラーレンズ 1 15, 1 15 ' の観察側（レンチキュラーレンズ 1 1 5, 1 1 5' がない場合には、全反射プリズムレンズ 1 14, 1 14 A, 1 14B, 1 14' の観察側）には、図 1及び図 1 1の符号 1 17の位置に、全反射プリズムレンズ 1 14 , 1 1 4A， 1 14B， 1 14' やレンチキユラ一レンズ 1 15， 1 15' を通過した映像光 Lを拡散させる拡散シートを設けるようにしてもよい。なお、拡散シートとしては、拡散剤などが混入されることにより拡散作用が与えられたものであることが好ましい。

(4) 上述した第 1及び第 2の実施の形態においては、全反射プリズムレンズ 1 14， 1 1 4 A， 1 14B， 1 14 ' の観察側にレンチキユラ一レンズ 1 1 5： 1 1 5' を設けているが、レンチキュラーレンズ 1 1 5, 1 1 5' の代わりに、拡散剤などにより光を拡散させる拡散シートや、光の屈折により光を拡散させる複数のビーズがコーティングされたビーズスクリーン等を用いることもできる。

(5) 上述した第 1及び第 2の実施の形態において、レンチキユラ一レンズ 1 15, 1 1 5 ' の観察側（レンチキユラ一レンズ 1 1 5, 1 1 5' がない場合には、全反射プリズムレンズ 1 14, 1 14 A, 1 14B₅ 1 14 ' の観察側）には、図 1及び図 1 1の符号 1 17の位置に、機能性保持層を設けるようにしてもよい。なお、機能性保持層としては、各種のものを用いることができるが、例えば、反射防止層 (AR層) 、ハードコート層（HC層）、帯電防止層（AS層）、防眩層（AG層）、防汚層及びセンサ一層などが挙げられる。

ここで、反射防止層（AR層）は、プロジェクシヨンスクリーン 100， 10 0' の表面での光の反射を抑えるための層であり、光の反射率を抑える機能を有するフィルムをレンズ表面にラミネートしたり、レンズ表面に反射防止処理を直接施すことにより得られる。ハードコート層（HC層）は、プロジェクシヨンスクリーン 100, 100' の表面を保護して傷付きを防止するための層であり、強度を増加させる機能を有する耐摩耗性フイルムをレンズ表面にラミネートしたり、レンズ表面にハードコート処理を直接施すことにより得られる。帯電防止層

(AS層）は、プロジェクシヨンスクリーン 100, 100 ' で生じる静電気を除去するための層であり、帯電防止機能を有するフィルムをレンズ表面にラミネートしたり、レンズ表面に帯電防止処理を直接施すことにより得られる。防眩層

(AG層）は、プロジェクシヨンスクリーン 100 , 100' のぎらつきなどを防止するための層であり、防眩性機能を有するフィルムをレンズ表面にラミネ一トしたり、レンズ表面に防眩処理を直接施すことにより得られる。防汚層は、プロジェクシヨンスクリーン 100 , 100' の表面への汚れの付着を防止するための層であり、汚れの付着を防止する機能を有するフイルムをレンズ表面にラミネートしたり、レンズ表面に防汚処理を直接施すことにより得られる。センサ一層は、夕ツチセンサ一等の機能を有する層である。

(6) 上述した第 1及び第 2の実施の形態に係るプロジェクシヨンディスプレィ装置 100， 100' においては、投射光学系 112から出射された映像光 L をプロジェクシヨンスクリーン 111 , 111' へ向けて上方へ投射する打ち上げ方式が採用されているが、これに限らず、投射光学系 112から出射された映像光 Lをプロジェクシヨンスクリーン 111, 111' へ向けて下方へ投射する打ち下ろし方式を採用するようにしてもよい。

ここで、プロジェクシヨンディスプレイ装置 100, 100' において打ち上げ方式が採用される場合には、プロジェクシヨンスクリーン 111, 111'及び投射光学系 112は例えば、図 14に示すような位置関係でキヤビネット 15

1内に収納される。具体的には例えば、投射光学系 112の映像光源として LC Dライトバルブを用い、 50インチのプロジェクシヨンスクリーン 111 , 11

\' に対して、スクリーン面の下端部に入射する映像光 Lの入射角度 0ηが 45 ° 、スクリーン面の上端部に入射する映像光 Lの入射角度が 60° となるような態様で、プロジェクシヨンスクリーン 111 , 111' の下方から映像を投射するようにすることができる。なお、この場合、プロジェクシヨンスクリーン 111, 11 1' と投射光学系 112との水平距離は略 80 Ommである。

一方、プロジェクシヨンディスプレイ装置 100， 100' において打ち下ろし方式が採用される場合には、プロジェクシヨンスクリーン 111， 111' 及び投射光学系 112は例えば、図 15に示すような位置関係でキヤビネット 15 2内に収納される。具体的には例えば、投射光学系 112の映像光源として DM Dを用い、 50インチのプロジェクシヨンスクリーン 111， 111' に対して、スクリーン面の上端部に入射する映像光 Lの入射角度 0₂Qが 45°、スクリーン面の下端部に入射する映像光 Lの入射角度 0₂₁が 70。となるような態様で、プロジェクシヨンスクリーン 111, 111' の上方から映像を投射するようにすることができる。なお、この場合、プロジェクシヨンスクリーン 111， 111 ' と投射光学系 112との水平距離は略 700mmとなる。

なお、図 14及び図 15に示すプロジェクシヨンディスプレイ装置 100, 1 00' では、投射光学系 112から出射された映像光 Lがプロジェクシヨンスクリーン 111, 111' に直接投射されているが、これに限らず、図 16に示すような位置関係でキャビネット 153内に収納し、投射光学系 112から出射された映像光 Lが折り返しミラ一 155を介してプロジェクシヨンスクリーン 11 1, 111' に投射されるようにしてもよい。実 ―施 ―例

次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。

(実施例 1 )

実施例 1に係るプロジェクシヨンスクリーンとして、プリズムシート及びレンチキユラ一レンズシートを有する、 50インチの背面投射型テレビ用のプロジェクシヨンスクリーンを製造した。なお、実施例 1に係るプロジェクシヨンスクリ —ンは、上述した第 1の実施の形態に対応するものである。

まず、 NC旋盤により切削加工して得られる金型を用い、厚さ 1. 8 mmのァクリル製のベースシート上にて紫外線硬化性樹脂（硬化後の屈折率が 1. 55) を硬化して成形加工することにより、一方の表面に全反射プリズムレンズが形成された、全体として厚さ 2 mmのプリズムシートを得た。

ここで、プリズムシ一トに形成された全反射プリズムレンズは、スクリーン面から外れた同心円の中心を基準にして同心円状に延びる複数の円弧状プリズム (単位プリズム）を有するようにした。なお、各単位プリズムの円弧の半径（同心円の中心からの距離）はスクリーン面の下端部中央で 8 0 O mm、プリズムピツチは 1 0 0 //m、プリズム高さは約 1 5 0〃mとした。また、各単位プリズムの頂角えは、スクリーン面の下端部（最も同心円の中心に近い側の部分）で 3 7 ° 、スクリーン面の上端部（最も同心円の中心から遠い側の部分）で 4 0 ° とし、 3 7〜4 0 ° の範囲で変化させた（図 1 7参照）。なお、各単位プリズムからの映像光の出射角度 S ₅は 0 (垂直出射）とした。

次に、円筒状のロール金型を用い、耐衝撃性アクリル樹脂を押し出し成形することによりレンチキユラ一レンズシートを製造した。

ここで、レンチキュラーレンズシートに形成されたレンチキュラーレンズは、断面が半楕円形状の複数の単位レンズを有するようにした。なお、各単位レンズのレンズ横径は 1 4 0 m、レンズ縦径は 1 0 0 zmとした。また、各単位レンズのレンズピッチは 1 4 0 m、レンズ高さは 5 O mとした。これにより、水平拡散角が半値角で 3 5 ° 、垂直拡散角が半値角で 1 5 ° の拡散特性が得られた c なお、このようにしてレンチキユラ一レンズシートを押出し成形する際に、耐衝撃性ァクリル樹脂に極微量の黒色染料及び拡散剤を混合した。このようにして製造されたレンチキユラ一レンズシートの透過率は 7 0 %となり、外光等の反射防止効果及び拡散効果が得られた。

以上のようにして製造されたプリズムシー卜とレンチキュラーレンズシ一トとを組み合わせ、プロジェクシヨンスクリーンを製造した。また、このようにして製造されたプロジェクシヨンスクリーンを、図 1 4に示すような打ち上げ方式のプロジヱクシヨンディスプレイ装置（背面投射型テレビ）に組み込んだ。なお、プロジヱクシヨンスクリーンの画面サイズは 5 0インチであり、投射光学系の映像光源としては、 L C Dライトバルブを用いた。ここで、投射光学系は、スクリ —ン面の下端部より 8 0 O mm下方の高さに配置し、プロジェクシヨンスクリ一ンと投射光学系との水平距離（投射距離）は 8 0 0 mmとした。また、スクリーン面の下端部に入射する映像光の入射角度 0 Mを 4 5 ° 、スクリーン面の上端部中央に入射する映像光の入射角度 0 。を 6 0 ° とした。

(実施例 2 )

実施例 2に係るプロジェクシヨンスクリーンとして、全反射プリズムレンズ及びレンチキユラ一レンズが一体ィ匕して形成された、 5 0インチの背面投射型テレビ用のプロジェクシヨンスクリーンを製造した。なお、実施例 2に係るプロジェクシヨンスクリーンは、上述した第 2の実施の形態に対応するものである。

まず、 N C旋盤により切削加工して得られる金型を用い、厚さ 1 . 8 mmのァクリル製のベースシート上にて紫外線硬化性樹脂（硬化後の屈折率が 1 . 5 5 ) を硬化して成形加工することにより、一方の表面に全反射プリズムレンズが形成された、全体として厚さ 2 mmのプリズムシートを得た。

ここで、プリズムシートに形成された全反射プリズムレンズは、スクリ一ン面から外れた同心円の中心を基準にして同心円状に延びる複数の円弧状プリズム (単位プリズム）を有するようにした。なお、各単位プリズムの円弧の半径（同心円の中心からの距離）はスクリーン面の下端部中央で 8 0 0 mm、プリズムピヅチは 1 0 0〃m、プリズム高さは約 1 5 0〃mとした。また、各単位プリズムの頂角えは、スクリーン面の下端部（最も同心円の中心に近い側の部分）で 3 7 ° 、スクリーン面の上端部（最も同心円の中心から遠い側の部分）で 4 0 ° とし、 3 7〜4 0。の範囲で連続的に変化させた（図 1 7参照）。なお、各単位プリズムからの映像光の出射角度 0 ₅は 0 (垂直出射）とした。

次に、以上のようにして製造されたプリズムシートの反対側の表面に、断面が台形状の複数の台形状部分（単位レンズ）を形成し、次いで、隣接する各台形状部分の間に、光吸収粒子を含有する低屈折率樹脂を充填し、 V字形状部分を形成した。なお、各台形状部分の材料としては、高屈折率のエポキシァクリレートを用いた。また、各 V字形状部分の材料としては、低屈折率のウレ夕ンァクリレートを用い、光吸収粒子としては、大日精化工業（株）製のラブコロール（登録商標）を用いた。なお、ラブコロールの平均粒径は 8 mであり、添加量は 4 5重量％とした。ここで、各台形状部分のレンズピッチは 5 Ο ΠΚ 屈折率は 1 . 5 7とした。また、各 V字形状部分の屈折率は 1 . 4 8とした。なお、各台形状部分の上底部分の長さと各 V字形状部分の三角形の底辺部分の長さとが互いに等しくなるようにし、いわゆるブラックストライプ率を 5 0 %とした。また、各 V字形状部分の頂角は 2 0 ° とした。

以上のようにして全反射プリズムレンズとレンチキユラ一レンズとが 1枚のシ —トの表裏に一体化して形成されたプロジェクシヨンスクリーンを製造した。また、このようにして製造されたプロジェクシヨンスクリーンを、実施例 1と同様に、図 1 4に示すような打ち上げ方式のプロジヱクシヨンディスプレイ装置（背面投射型テレビ）に組み込んだ。なお、プロジェクシヨンスクリーンの画面サイズは 5 0インチであり、投射光学系の映像光源としては、 L C Dライトバルブを用いた。ここで、投射光学系は、スクリーン面の下端部より 8 0 O mm下方の高さに配置し、プロジェクシヨンスクリーンと投射光学系との水平距離（投射距離）は 8 0 0 mmとした。また、スクリーン面の下端部に入射する映像光の入射角度0 _{1 1}を4 5 ° 、スクリーン面の上端部中央に入射する映像光の入射角度 0 _{1 0} を 6 0 ° とした。

(実施例 3 )

実施例 3に係るプロジェクシヨンスクリーンとして、実施例 2に係るプロジェクシヨンスクリーンのレンチキユラ一レンズの前側（最観察側）に、厚さが 0 . 1 mmの A Rコートフィルムをラミネ一トした。

(実施例 4 )

実施例 4に係るプロジェクシヨンスクリーンとして、実施例 1に係るプロジェクシヨンスクリーンのプリズムシートにおいて、主として全反射プリズムレンズの各単位プリズムの頂角えの変化の態様を変更したものを製造した。なお、実施例 4に係るプロジェクシヨンスクリーンは、上述した第 1の実施の形態の第 1の変形例に対応するものである。

具体的には、実施例 4.に係るプロジェクシヨンスクリーンのプリズムシートに形成された全反射プリズムレンズは、スクリーン面から外れた同心円の中心を基準にして同心円状に延びる複数の円弧状プリズム（単位プリズム）を有するようにした。なお、各単位プリズムの円弧の半径（同心円の中心からの距離）はスクリーン面の下端部中央で 250mm、プリズムピッチは 100 zmとした。また、各単位プリズムの頂角えは、スクリーン面の下端部（最も同心円の中心に近い側の部分）で 35° 、スクリーン面の上端部（最も同心円の中心から遠い側の部分）で 40° とし、同心円の中心からの距離 r 1 = 529. 6 mm (入射角度 5 7. 3° ) から Γ 2-605. 9mm (入射角度 60. 7。）まで、 35〜40 ° の範囲で変化させた。なお、単位プリズムの頂角人が変化する領域の近傍での各単位プリズムの位置と頂角 λとの関係を、図 18に実線で示す。

ここで、各単位プリズムのレンズ角度 øは、図 19に実線で示すように、同心円の中心からの距離 r 1二 529. 6 mm (入射角度 57. 3° ) から r 2 = 6 05. 9 mm (入射角度 60. 7。）まで、 55. 25。で一定とした。なお、各単位プリズムからの映像光の出射角度 05は 0 (垂直出射）とした。

そして、このようにして製造されたプリズムシートを、実施例 1に係るレンチキュラーレンズシ一トと同様のレンチキユラ一レンズシ一トと組み合わせ、プロジェクシヨンスクリーンを製造した。また、このようにして製造されたプロジェクシヨンスクリーンを、図 14に示すような打ち上げ方式のプロジヱクシヨンデイスプレイ装置（薄型背面投射型テレビ）に組み込んだ。なお、プロジェクションスクリーンの画面サイズは 55インチ（16 ： 9)であり、投射光学系の映像光源としては、 LCDライトバルブを用いた。ここで、投射光学系は、スクリ一ン面の下端部より 250mm下方の高さに配置し、プロジェクシヨンスクリーンと投射光学系との水平距離（投射距離）は 340mmとした。また、スクリーン面の下端部中央（同心円の中心からの距離 250mm) に入射する映像光の入射角度6>₁を36. 3°、スクリーン面の上端部隅（同心円の中心からの距離 11 16mm) に入射する映像光の入射角度を 73. 0° とした。

(実施例 5)

実施例 5に係るプロジェクシヨンスクリーンとして、実施例 4に係るプロジェクシヨンスクリーンのプリズムシートにおいて、全反射プリズムレンズの各単位プリズムの頂角えの変化の態様を変更したものを製造した。なお、実施例 4に係るプロジヱクシヨンスクリーンは、上述した第 1の実施の形態の第 2の変形例に対応するものである。

実施例 5に係るプロジェクシヨンスクリーンとしては、プリズムシートに形成された全反射プリズムレンズの各単位プリズムのレンズ角度 øを同心円の中心からの距離が 5 0 O mmから 6 5 0 mmの間で 5ノードのスプライン補間関数を用いて決定した以外は、実施例 4に係るプロジェクシヨンスクリーンと同一のものを製造した。

ここで、単位プリズムの頂角えが変化する領域の近傍での各単位プリズムの位置と頂角えとの関係を、図 1 8に破線で示す。また、単位プリズムの頂角 λが変化する領域の近傍での各単位プリズムの位置とレンズ角度との関係を、図 1 9 に破線で示す。

なお、実施例 5で用いたスプライン補間関数の式は次式（9 ) のとおりとした c

で、

A, = Φ₂一 Φι Φΐ,₊1一 ^>k Φΐ,一 Φΐ,-1

a. a k一] r一 r,,

ただし、 a_k =

r5一 ^rl また、上式（9 ) 中のパラメ一夕は、以下の表に示すとおりとした。

m= 3 2

k 1 2 3 4 5 r 475 500 530 605 640 a 0 0.15152 0.33333 0.78788 1

Φ 56.3 55.807 55.25 55.25 54.745

Δ -3.2538 0.1903 3.0635 -2.3807 そして、上式（9) のスプライン補間関数によって各単位プリズムの全反射面の角度（レンズ角度を決定した後、次式（10) により各単位プリズムの入射面の角度ァ及び頂角人を計算した。

βίηθ^ΐ ηφ · βΐηφ + οοβφ) - 2η sin φ

λ = π/2 + γ- φ そして、このようにして製造されたプリズムシートを、実施例 1に係るレンチキユラ一レンズシートと同様のレンチキユラ一レンズシートと組み合わせ、プロジェクシヨンスクリーンを製造した。また、このようにして製造されたプロジェクシヨンスクリーンを、実施例 4と同様に、図 14に示すような打ち上げ方式のプロジヱクシヨンディスプレイ装置（薄型背面投射型テレビ）に組み込んだ。なお、プロジェクシヨンスクリーンの画面サイズは 55インチ（16 ： 9) であり、投射光学系の映像光源としては、 LCDライトバルブを用いた。ここで、投射光学系は、スクリーン面の下端部より 250mm下方の高さに配置し、プロジェクシヨンスクリーンと投射光学系との水平距離（投射距離）は 340mmとした。また、スクリーン面の下端部中央（同心円の中心からの距離 250mm) に入射する映像光の入射角度 0iを 36. 3° 、スクリーン面の上端部隅（同心円の中心からの距離 1116mm) に入射する映像光の入射角度 0！を 73. 0° とした。

(比較例 1 )

比較例 1に係るプロジェクシヨンスクリーンとして、実施例 4に係るプロジェクシヨンにおいて、全反射プリズムレンズの各単位プリズムの頂角； Iを 40° で一定としたものを製造した。

(比較例 2)

比較例 2に係るプロジェクシヨンスクリーンとして、実施例 4に係るプロジェクシヨンにおいて、同心円の中心からの距離が 544mm (入射角度 58. 0 ° ) よりも内側の領域で、全反射プリズムレンズの各単位プリズムの頂角えが 3 5° で一定とした。

なお、比較例 2に係る全反射プリズムレンズでは、同心円の中心からの距離が 544 mmよりも外側の領域では、上述した全反射プリズムレンズの式（ 1 ) 〜 (3) によれば、ァ<0となる。このため、この位置よりも外側の領域において、映像光を垂直方向に出射させるため、各単位プリズムの入射面を垂直とし、フレネルレンズの角度 øを次式（ 1 1) により決定した。

φ二 {s in-¹ (c o s θι/η) +ττ/2} /2 ··· (11) この場合、比較例 2に係るプロジヱクシヨンスクリーンの全反射プリズムレンズは、同心円の中心からの距離 544mmよりも外側の領域では、各単位プリズムの頂角えは 35° より徐々に大きくなり、各単位プリズムの入射面に、金型材料を切削したときに形成される切削痕がついた粗面となる。

(評価結果）

実施例 1に係るプロジヱクシヨンスクリーンでは、入射角度の許容幅が広く、表面輝度の低下やコントラストの低下もなく、高画質の映像が得られた。また、透過率が 60%、反射率が 5%、ゲインが 3であった。また、垂直拡散角（垂直視野角）（半値角）は 10° 、水平拡散角（水平視野角）（半値角）は 25° でめった。

実施例 2に係るプロジェクシヨンスクリーンでは、実施例 1と同様に、入射角度の許容幅が広く、表面輝度の低下やコントラストの低下もなく、高画質の映像が得られた。また、透過率が 80%、反射率が 5%、ゲインが 4であった。また、垂直拡散角（垂直視野角）（半値角）は 12° 、水平拡散角（水平視野角）（半値角）は 25 ° であった。

実施例 3に係るプロジェクシヨンスクリーンでは、実施例 2と同様に、入射角度の許容幅が広く、表面輝度の低下やコントラストの低下もなく、高画質の映像が得られた。また、反射率は、実施例 2に比べて 1. 5%改善した。

実施例 4及び実施例 5に係るプロジヱクシヨンスクリーンはいずれも、入射角度の許容幅が広く、表面輝度の低下やコントラストの低下もなく、高画質の映像が得られた。特に、画質がスクリーン面の全面に亘つて均一であり、非常に良好な高画質の映像が得られた。一方、比較例 1に係るプロジヱクシヨンスクリーンでは、スクリーン面の下部中央付近が、実施例 1〜 4に係るプロジェクシヨンスクリーンに比べてやや暗く、また、ゴーストが観察された。

比較例 2に係るプロジェクシヨンスクリーンでは、同心円の中心からの距離が 5 4 4 mmである箇所において、各単位プリズムの入射面の角度が変わる境界付近が目立って観察された。

Claims

請求の範囲

1 . 背面側に配置された投射光学系から斜めに投射された映像光を観察側へ向けて出射させるプロジェクシヨンスクリーンにおいて、

映像光が入射する背面側に設けられた複数の単位プリズムを有する全反射プリズムレンズであって、前記各単位プリズムが、入射した光を屈折させる第 1の面と、前記第 1の面で屈折された光を全反射する第 2の面とを有する全反射プリズムレンズを備え、

前記各単位プリズムは、前記第 1の面と前記第 2の面とがなす角度に対応する頂角を有し、前記各単位プリズムの頂角は、スクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化していることを特徴とするプロジェクシヨンスクリーン。

2 . 前記各単位プリズムは、スクリーン面から外れた同心円の中心を基準にして同心円状に延びていることを特徴とする、請求項 1に記載のプロジェクションスクリーン。

3 . 前記各単位プリズムの頂角は、前記同心円の中心に近い側よりも遠い側の方が大きくなるように変化していることを特徴とする、請求項 2に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

4 . 前記各単位プリズムの頂角は、 3 0 ° 以上 4 5 ° 以下の範囲で変化していることを特徴とする、請求項 1乃至 3のいずれか一項に記載のプロジェクションスクリーン。

5 . 前記各単位プリズムの頂角は、前記同心円の中心に近い側から遠い側へ向かうにつれて連続的に変化していることを特徴とする、請求項 1乃至 4のいずれか一項に記載のプロジヱクシヨンスクリーン。

6 . 前記全反射プリズムレンズは、前記各単位プリズムの頂角が所定の第 1の角度で一定である第 1の頂角固定領域と、前記第 1の頂角固定領域とは異なる領域に位置し、各単位プリズムの頂角が前記第 1の角度とは異なる所定の第 2 の角度で一定である第 2の頂角固定領域と、前記第 1の頂角固定領域と前記第 2 の頂角固定領域との間に位置し、各単位プリズムの頂角が前記第 1の角度と前記第 2の角度との間でスクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化している頂角変化領域とを有することを特徴とする、請求項 1乃至 5のいずれか一項に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

7 . 前記頂角変化領域は、前記各単位プリズムの頂角が、スクリーン面に対する前記第 2の面の角度が変化することなくスクリーン面に対する前記第 1の面の角度のみが変化することにより変化する第 1の頂角変化部を有することを特徴とする、請求項 6に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

8 . 前記頂角変化領域は、前記第 1の頂角変化部と前記第 1の頂角固定領域との間に位置し、各単位プリズムの頂角が、スクリーン面に対する前記第 1の面及び前記第 2の面の角度がいずれも変化することにより変化する第 2の頂角変化部と、前記第 1の頂角変化部と前記第 2の頂角固定領域との間に位置し、各単位プリズムの頂角が、スクリーン面に対する前記第 1の面及び前記第 2の面の角度がいずれも変化することにより変化する第 3の頂角変化部とをさらに有することを特徴とする、請求項 7に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

9 . 前記各単位プリズムの前記第 1の面は、スクリーン面に対する垂線に対して 0 ° 以上の抜け勾配を有していることを特徴とする、請求項 1乃至 8のいずれか一項に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

1 0 . 前記各単位プリズムの前記第 1の面は、その表面粗さがスクリーン面の全面に亘つて均一であることを特徴とする、請求項 1乃至 9のいずれか一項に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

1 1 . 前記全反射プリズムレンズの観察側に設けられ、前記全反射プリズムレンズを通過した光を拡散させるレンチキュラーレンズをさらに備えたことを特徴とする、請求項 1乃至 1 0のいずれか一項に記載のプロジヱクシヨンスクリーン。

1 2 . 前記レンチキユラ一レンズは、断面が半楕円形状の複数の単位レンズを有することを特徴とする、請求項 1 1に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

1 3 . 前記レンチキュラーレンズは、断面が台形状の複数の単位レンズを有することを特徴とする、請求項 1 1に記載のプロジヱクシヨンスクリーン。

1 4 . 断面が台形状の前記各単位レンズは、その下底部分が入光側、上底部分が出光側にくるように配置され、隣接する前記各単位レンズの間には断面が V 字形状の部分が設けられ、前記各単位レンズは、所定の屈折率を有する材料で形成され、前記各単位レンズの間に設けられた部分は、前記各単位レンズの屈折率よりも低い屈折率を有する材料で形成され、前記各単位レンズとその間に設けられた部分との界面により光を全反射させることを特徴とする、請求項 1 3に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

1 5 . 断面が V字形状の前記各部分は、観察側から入射した光を吸収する光吸収作用を有することを特徴とする、請求項 1 4に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

1 6 . 断面が V字形状の前記各部分は、樹脂中に光吸収粒子を混入させることにより形成されていることを特徴とする、請求項 1 5に記載のプロジェクションスクリーン。

1 7 . 前記全反射プリズムレンズと前記レンチキユラ一レンズとが 1枚のシ —卜に一体化して形成されていることを特徴とする、請求項 1 1乃至 1 6のいずれか一項に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

1 8 . 前記全反射プリズムレンズの観察側に設けられ、前記全反射プリズムレンズを通過した光を拡散させる拡散シートをさらに備えたことを特徴とする、請求項 1乃至 1 0のいずれか一項に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

1 9 . 前記レンチキユラ一レンズの観察側に設けられ、前記全反射プリズムレンズ及び前記レンチキユラ一レンズを通過した光を拡散させる拡散シートをさらに備えたことを特徴とする、請求項 1 1乃至 1 7のいずれか一項に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

2 0 . 反射防止層、ハードコート層、帯電防止層、防眩層、防汚層及びセンサ一層からなる群から選択された少なくとも一つの層を含む機能性保持層をさらに備えたことを特徴とする、請求項 1乃至 1 9のいずれか一項に記載のプロジェクシヨンスクリーン。

2 1 . 請求項 1乃至 2 0のいずれか一項に記載のプロジェクシヨンスクリ一ンと、

前記プロジヱクシヨンスクリーンに対して映像光を斜めに投射する投射光学系とを備えたことを特徴とするプロジヱクシヨンディスプレイ装置。

2 2 . 背面側に配置された投射光学系から斜めに投射された映像光を観察側へ向けて出射させるプロジェクシヨンスクリーンで用いられる全反射プリズムシートにおいて、

前記各単位プリズムは、前記第 1の面と前記第 2の面とがなす角度に対応する頂角を有し、前記各単位プリズムの頂角は、スクリーン面上での当該各単位プリズムの位置に応じて変化していることを特徴とする全反射プリズムシ一ト。