(57)【要約】【課題】外光反射の低減、広い視野角の確保、高精細な表示が可能で、容易に製造可能なスクリーン等を提供すること。【解決手段】凸部２１２を有し、アレイ状に設けられた複数の光学素子２１０と、光学素子２１０からの光を通過させる開口部２０６と、開口部２０６どうしの間に設けられた遮光部２０８と、を備える遮光パターン層２０４と、を有し、光学素子２１０は、遮光パターン層２０４が設けられている側に凸部２１２を向けて設けられ、開口部２０６は、光学素子２１０の焦点位置の近傍に設けられ、遮光部２０８は、光学素子２１０の焦点位置の近傍以外の位置に設けられる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸部を有し、アレイ状に設けられた複数の光学素子と、
前記光学素子からの光を通過させる開口部と、前記開口部どうしの間に設けられた遮光部と、を備える遮光パターン層と、を有し、
前記光学素子は、前記遮光パターン層が設けられている側に前記凸部を向けて設けられ、
前記開口部は、前記光学素子の焦点位置の近傍に設けられ、
前記遮光部は、前記光学素子の焦点位置の近傍以外の位置に設けられることを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
前記光学素子と前記遮光パターン層との間に、透明層を有することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン。
【請求項３】
前記遮光パターン層に対して、前記光学素子がある側とは反対側に保護層を有し、
前記保護層は、光を拡散させる光拡散層であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記透明層は、光を拡散させる光拡散層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項５】
前記光学素子の、前記遮光パターン層がある側の面に、接着層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項６】
前記遮光部は、感光性部材により構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクリーン。
【請求項７】
凸部を有し、アレイ状に設けられた複数の光学素子を形成する光学素子形成工程と、
前記光学素子の前記凸部を向けた側に、感光性部材を有する感光層を形成する感光層形成工程と、
前記光学素子を介して前記感光層に光を入射させ、前記感光層のうち前記光学素子により光を集光させた部分を露光する露光工程と、
前記感光層のうち前記露光工程で露光した部分に開口部、前記露光工程で露光した部分以外の部分に遮光部、を有する遮光パターン層を形成する遮光パターン層形成工程と、
を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法。
【請求項８】
前記感光層形成工程において、前記光学素子の上にシート状の感光性部材を積層することで前記感光層を形成することを特徴とする請求項７に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項９】
前記感光層形成工程において、前記光学素子の上に液状の感光性部材を塗布することで前記感光層を形成することを特徴とする請求項７に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１０】
前記光学素子の前記凸部を向けた側に接着層を形成する接着層形成工程を含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のスクリーンの製造方法。
【請求項１１】
光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のスクリーンと、を有するプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン、スクリーンの製造方法及びプロジェクタ、特に、画像信号に応じた光を透過させることにより画像を表示するプロジェクタに好適なスクリーン、そのスクリーンの製造方法、及びそのスクリーンを用いるプロジェクタの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像信号に応じた光を透過させることにより画像を表示する、いわゆるリアプロジェクタには、光を透過させる透過型のスクリーンが用いられる。透過型スクリーンで反射した外光が観察者の方向へ進行すると、観察者は、画像信号に応じた光と、外光とを同時に観察することになる。画像信号に応じた光と同時に外光が観察者の眼に入ると、画像のコントラストの低下を引き起こす原因となる。このような画像のコントラストの低下を軽減するために、外光を吸収するための遮光パターン層であるブラックストライプ又はブラックマトリクスをスクリーンに形成する技術が提案されている。遮光パターン層を設けることで外光の反射を低減する技術は、例えば、特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−８３０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スクリーンに遮光パターン層を設ける場合、スクリーンには、マイクロレンズアレイやレンチキュラーシート等の光学素子アレイが併せて設けられる。スクリーンに設けられる光学素子は、遮光部の周辺に設けられた開口部から画像信号に応じた光を透過させる役割と、スクリーンから観察者側へ射出する光を広い範囲へ進行させる役割とを有する。近年、表示する画像が高精細になるに従い、スクリーンに設けられる光学素子を小さくする必要が生じている。また、光学素子の小型化により、画像のぎらつきであるシンチレーションを低減することも可能になる。微小な光学素子を用いる場合、光学素子に正確に整合させて遮光パターン層を設けることが非常に困難となる。また、光学素子を介して感光性樹脂層に光を照射することで遮光パターン層を形成する方法が提案されている。遮光パターン層は、感光性樹脂層のうち、光学素子を介して露光した位置に開口部、それ以外の位置に遮光部を形成することで得られる。
【０００５】
光学素子による集光を利用して遮光パターン層を形成する場合、光学素子の焦点距離に合わせて光学素子アレイの厚みを設定する必要がある。これに対して、広い視野角を維持しながら光学素子を小さくすると、光学素子の焦点距離は必然的に短くなる。このため、光学素子を小さくするほど、焦点距離以下の厚みの光学素子アレイを製造しなければならない。このような極薄型の光学素子アレイを製造することは困難である。また、極薄型の光学素子アレイを用いることで、スクリーンの強度を十分に確保することが困難となる。以上のように、外光反射の低減、広い視野角の確保、高精細な表示を同時に実現可能なスクリーンを製造することは困難であるため問題である。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、外光反射の低減、広い視野角の確保、高精細な表示が可能で、容易に製造可能なスクリーン、そのスクリーンの製造方法、及びそのスクリーンを用いるプロジェクタ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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、凸部を有し、アレイ状に設けられた複数の光学素子と、光学素子からの光を通過させる開口部と、開口部どうしの間に設けられた遮光部と、を備える遮光パターン層と、を有し、光学素子は、遮光パターン層が設けられている側に凸部を向けて設けられ、開口部は、光学素子の焦点位置の近傍に設けられ、遮光部は、光学素子の焦点位置の近傍以外の位置に設けられることを特徴とするスクリーンを提供することができる。
【０００８】
本発明のスクリーンは、遮光パターン層が設けられている側に凸部を向けた光学素子を有する。遮光パターン層に凸部を向けて光学素子アレイを配置すると、光学素子の焦点距離に関わらず光学素子アレイの厚みを決定できる。光学素子アレイの厚みを自由に設定可能であることから、高精細な表示やシンチレーションの低減のために光学素子を小さくしても、十分な厚みの光学素子アレイを形成することができる。このため、光学素子アレイの製造を容易にできるほか、十分な強度を確保可能なスクリーンを製造することができる。また、光学素子アレイと遮光パターン層との間隔を、光学素子の焦点距離と略同一とすることが容易になるため、小型の光学素子を用いる場合であっても、光学素子の焦点位置の近傍に容易に開口部を形成できる。
【０００９】
焦点距離が短くかつ微小な光学素子をスクリーンに用いることが可能であると、視野角特性に優れ、かつ高精細な画像を表示することができる。さらに、遮光パターン層は、光学素子の焦点位置の近傍の位置に感光性部材を形成した後、光学素子を介して感光性部材を露光することにより容易に形成できる。精密な位置合わせをしながら光学素子と遮光パターン層とを貼り合わせる工程が不要になることから、微小な光学素子を設ける場合であってもスクリーンを容易に製造することができる。本発明のスクリーンは、光学素子側から入射する光を遮光パターン層側から観察すると、遮光部で外光の反射を低減することにより、高コントラストな画像を得られる。これにより、外光反射の低減、広い視野角の確保、高精細な表示が可能で、容易に製造可能なスクリーンを得られる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、光学素子と遮光パターン層との間に、透明層を有することが望ましい。光学素子と遮光パターン層との間に透明層を設けることにより、光学素子の焦点位置の近傍に遮光パターン層を配置するように、光学素子アレイと遮光パターン層との位置決めをすることができる。光学素子からの光を集光して開口部に入射させる構成とすることにより、遮光部の面積を大きくし、外光の反射を有効に低減することが可能となる。また、焦点距離と略同一の厚みを持たせた光学素子を形成することは非常に困難であるのに対し、焦点距離と略同一の厚みを持たせた透明層を形成することは容易である。このため、光学素子の焦点近傍に容易に開口部を形成できる。これにより、外光反射を有効に低減し、かつ容易に製造可能なスクリーンを得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、遮光パターン層に対して、光学素子がある側とは反対側に保護層を有し、保護層は、光を拡散させる光拡散層であることが望ましい。保護層は、スクリーンの遮光パターン層を保護するために設けられる層である。さらに、保護層として光拡散層を用いると、開口部を透過した光を拡散させることができる。これにより、光拡散効果を向上させ、さらに視野角特性に優れたスクリーンを得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、透明層は、光を拡散させる光拡散層であることが望ましい。透明層として光拡散層を用いると、スクリーンによる光拡散効果を向上させることができる。これにより、さらに視野角特性に優れたスクリーンを得られる。なお、スクリーンの射出側に設けられる保護層、透明層の双方を光拡散層で構成しても良い。例えば、光学素子と遮光パターン層との間の透明層のみによって光拡散性を確保しようとすると、スクリーンの製造時において、感光層の露光を十分に行えないことがあると考えられる。また、スクリーンの射出側の保護層のみによって光拡散性を確保しようとすると、外光の拡散も増加させることから、画像が白くぼけて見える場合があると考えられる。このため、保護層と透明層との双方に光拡散機能を持たせることにより、映像光の光拡散性を維持しながら、感光性部材の露光、外光の拡散の不具合を低減することが可能になる。さらに、映像光を２段階で拡散することにより、拡散光が干渉し合うことを低減し、シンチレーションを低減することも可能となる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子の、遮光パターン層がある側の面に、接着層を有することが望ましい。光学素子と遮光パターン層との間、又は光学素子と透明層との間に接着層を設けることにより、光学素子と遮光パターン層とのずれを防止することができる。これにより、広い視野角の確保と高精細な表示とを継続して行うことが可能で、信頼性の高いスクリーンを得られる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、遮光部は、感光性部材により構成されることが望ましい。遮光部として感光性部材を用いる構成とすると、光学素子を介して感光性部材に光を照射する方法により遮光パターン層を形成することが可能である。このため、光学素子と遮光部との位置合わせを不要とし、微小な光学素子を設ける場合であってもスクリーンを容易に製造することができる。これにより、容易に製造可能なスクリーンを得られる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、凸部を有し、アレイ状に設けられた複数の光学素子を形成する光学素子形成工程と、光学素子の凸部を向けた側に、感光性部材を有する感光層を形成する感光層形成工程と、光学素子を介して感光層に光を入射させ、感光層のうち光学素子により光を集光させた部分を露光する露光工程と、感光層のうち露光工程で露光した部分に開口部、露光工程で露光した部分以外の部分に遮光部、を有する遮光パターン層を形成する遮光パターン層形成工程と、を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法を提供することができる。感光層を用いて遮光パターン層を形成すると、光学素子を介して感光層に光を照射する方法により遮光パターン層を形成することが可能である。このため、光学素子と遮光部との位置合わせを不要とし、微小な光学素子を設ける場合であってもスクリーンを容易に製造することができる。これにより、外光反射の低減、広い視野角の確保、高精細な表示が可能なスクリーンを容易に製造することができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、感光層形成工程において、光学素子の上にシート状の感光性部材を積層することで感光層を形成することが望ましい。また、本発明の好ましい態様としては、感光層形成工程において、マイクロレンズアレイの上に液状の感光性部材を塗布することで感光層を形成することが望ましい。これにより、遮光パターン層を形成することができる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、光学素子の凸部を有する面に、接着層を形成する接着層形成工程を含むことが望ましい。これにより、光学素子と遮光パターン層との間、又は光学素子と透明層との間に、光学素子と遮光パターン層とのずれを防止可能な接着層を形成することができる。
【００１８】
さらに、本発明によれば、光を供給する光源部と、光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、上記のスクリーンと、を有するプロジェクタを提供することができる。上記のスクリーンを有することから、外光反射の低減、広い視野角の確保、高精細な表示が可能で、容易に製造可能なプロジェクタを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１０の概略構成を示す。本発明のプロジェクタ１０は、画像信号に応じて変調された光をスクリーン４０に透過させることによってスクリーン４０に画像を表示する、いわゆるリアプロジェクタである。光源部である超高圧水銀ランプ１１は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。
【００２１】
インテグレータ１２は、超高圧水銀ランプ１１からの光の照度分布を略均一にする。照度分布が均一化された光は、偏光変換素子１３にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１４Ｒに入射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１４Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１４Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１５に入射する。反射ミラー１５は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１７Ｒに入射する。空間光変調装置１７Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、空間光変調装置１７Ｒに入射するＲ光は、ｓ偏光光のままの状態である。
【００２２】
空間光変調装置１７Ｒに入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換された後、不図示の液晶パネルに入射する。液晶パネルは、２つの透明基板の間に、画像表示のための液晶層を封入している。液晶パネルに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調によりｓ偏光光に変換される。空間光変調装置１７Ｒは、変調によりｓ偏光光に変換されたＲ光を射出する。このようにして、空間光変調装置１７Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１８に入射する。
【００２３】
Ｒ光透過ダイクロイックミラー１４Ｒで反射されたＧ光及びＢ光は、光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光及びＢ光は、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇで反射されたＧ光は、Ｇ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１７Ｇに入射する。空間光変調装置１７ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。
【００２４】
空間光変調装置１７Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。空間光変調装置１７Ｇに入射したｓ偏光光は、そのまま液晶パネルに入射する。液晶パネルに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調によりｐ偏光光に変換される。空間光変調装置１７Ｇは、変調によりｐ偏光光に変換されたＧ光を射出する。このようにして、空間光変調装置１７Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１８に入射する。
【００２５】
Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１６と、２枚の反射ミラー１５とを経由して、Ｂ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１７Ｂに入射する。空間光変調装置１７Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、Ｂ光にリレーレンズ１６を経由させるのは、Ｂ光の光路の長さがＲ光及びＧ光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ１６を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇを透過したＢ光を、そのまま空間光変調装置１
７Ｂに導くことができる。
【００２６】
空間光変調装置１７Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。空間光変調装置１７Ｂに入射したｓ偏光光は、ｐ偏光光に変換された後液晶パネルに入射する。液晶パネルに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調によりｓ偏光光に変換される。空間光変調装置１７Ｂは、変調によりｓ偏光光に変換されたＢ光を射出する。このようにして、空間光変調装置１７Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１８に入射する。色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１４ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１４Ｇとは、超高圧水銀ランプ１１から供給される光を、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に分離する。
【００２７】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１８は、２つのダイクロイック膜１８ａ、１８ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１８ａは、Ｂ光を反射し、Ｒ光、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１８ｂは、Ｒ光を反射し、Ｂ光、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１８は、空間光変調装置１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。
【００２８】
なお、上述のように、空間光変調装置１７Ｒ及び空間光変調装置１７Ｂからクロスダイクロイックプリズム１８に入射される光は、ｓ偏光光となるように設定される。また、空間光変調装置１７Ｇからクロスダイクロイックプリズム１８に入射される光は、ｐ偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム１８に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム１８において各色光用空間光変調装置から射出される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜１８ａ、１８ｂは、通常、ｓ偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜１８ａ、１８ｂで反射されるＲ光及びＢ光をｓ偏光光とし、ダイクロイック膜１８ａ、１８ｂを透過するＧ光をｐ偏光光としている。
【００２９】
投写レンズ２０は、クロスダイクロイックプリズム１８で合成された光を反射ミラー２１の方向へ投写する。反射ミラー２１は、投写レンズ２０からの投写光をスクリーン４０の方向へ反射する。スクリーン４０は、フレネルレンズ３１及びスクリーン本体部３０を有する。フレネルレンズ３１は、入射する光を略平行な光に変換して射出する。フレネルレンズ３１で平行光に変換された光は、スクリーン本体部３０に入射する。スクリーン４０は、投写光を透過させることにより観察者ＯＢＳ側の面に投写像を表示する透過型スクリーンである。フレネルレンズ３１は、同心円状の周期構造を有している。
【００３０】
図２は、スクリーン４０のうちスクリーン本体部３０の要部斜視構成を示す。以下、スクリーン４０のうち、本発明の特徴部分であるスクリーン本体部３０について説明する。スクリーン本体部３０は、投写レンズ２０からの投写光が入射する面に、マイクロレンズアレイ２０１を有する。マイクロレンズアレイ２０１は、光学素子であるマイクロレンズ素子２１０が複数設けられている。マイクロレンズアレイ２０１は、マイクロレンズ素子２１０の凸部２１２を、射出方向であるＺ方向に向けて設けられている。
【００３１】
マイクロレンズアレイ２０１の射出側には、接着層２０２が設けられている。接着層２０２は、マイクロレンズアレイ２０１と透明層２０３とを接着する。透明層２０３の射出側には、遮光パターン層２０４が設けられている。遮光パターン層２０４は、マイクロレンズ素子２１０からの光を透過させる開口部２０６と、開口部２０６どうしの間に設けられた遮光部２０８とを備える。透明層２０３は、マイクロレンズアレイ２０１と遮光パターン層２０４との間に設けられている。接着層２０２は、マイクロレンズアレイ２０１の、遮光パターン層２０４がある側の面に設けられている。遮光部２０８は、感光性部材である感光性樹脂により構成されている。
【００３２】
図３は、マイクロレンズアレイ２０１と遮光パターン層２０４との対応を説明するものである。ここではスクリーン本体部３０のうちマイクロレンズアレイ２０１及び遮光パターン層２０４のみを図示し、接着層２０２及び透明層２０３の図示を省略している。マイクロレンズアレイ２０１は、Ｙ方向に長手方向を有するマイクロレンズ素子２１０を、Ｘ方向に並列する。このように、複数のマイクロレンズ素子２１０はアレイ状に設けられている。各マイクロレンズ素子２１０は、遮光パターン層２０４が設けられている側に凸部２１２を向けて設けられている。
【００３３】
遮光パターン層２０４の開口部２０６は、マイクロレンズアレイ２０１のマイクロレンズ素子２１０に対応して設けられている。遮光部２０８は、開口部２０６どうしの間に設けられている。マイクロレンズ素子２１０と同様に、開口部２０６及び遮光部２０８のいずれもＹ方向に長手方向を有し、かつＸ方向に並列されている。
【００３４】
図４は、スクリーン本体部３０内における入射光Ｌｉｎの進行を説明するものである。ここではマイクロレンズ素子２１０による入射光Ｌｉｎの屈折作用を主に説明するために、接着層２０２における屈折作用の図示を省略する。フレネルレンズ３１からスクリーン本体部３０に入射する入射光Ｌｉｎは、まずマイクロレンズアレイ２０１に入射する。入射光Ｌｉｎは、マイクロレンズアレイ２０１のうち、マイクロレンズ素子２１０の凸部２１２がある側とは反対側の面から入射する。マイクロレンズアレイ２０１に入射した入射光Ｌｉｎは、マイクロレンズ素子２１０の凸部２１２側の面を通過するときに屈折作用を受ける。
【００３５】
開口部２０６は、マイクロレンズ素子２１０の焦点位置の近傍に設けられている。マイクロレンズ素子２１０の凸部２１２側の面を通過した光は、開口部２０６で集光される。そして、開口部２０６で集光された光は、射出光Ｌｏｕｔとなってスクリーン４０から射出する。遮光パターン層２０４は、マイクロレンズ素子２１０の焦点位置の近傍に開口部２０６を設ける。このため、遮光部２０８は、マイクロレンズ素子２１０の焦点位置の近傍以外の位置に設けられている。
【００３６】
マイクロレンズアレイ２０１を射出した光は、接着層２０２に入射するときも接着層２０２の屈折率に応じて屈折作用を受ける。ここで、接着層２０２としては、マイクロレンズアレイ２０１を構成する部材より屈折率が低い部材により構成することが望ましい。マイクロレンズアレイ２０１より屈折率が低い部材で構成される接着層２０２を設けることで、入射光Ｌｉｎを開口部２０６において集光することができる。
【００３７】
このように開口部２０６で入射光Ｌｉｎを集光する構成とすると、画像信号に応じた光が遮光部２０８へ入射することを低減できる。また、遮光パターン層２０４において遮光部２０８が占める部分を大きくすることができることから、観察者ＯＢＳ側からの外光が観察者ＯＢＳの方向へ反射することを低減できる。画像信号に応じた光の損失を減らし、かつ外光の反射を低減できることから、プロジェクタ１０は、高コントラストな画像を表示できる。また、マイクロレンズアレイ２０１は、射出光Ｌｏｕｔを観察者ＯＢＳ側の広い範囲へ進行させる。マイクロレンズアレイ２０１は、観察者ＯＢＳ側の広い範囲で画像を観察するための広い視野角を確保する目的も果たす。
【００３８】
近年、表示する画像が高精細になるに従い、マイクロレンズ素子２１０を小さくする必要が生じている。また、マイクロレンズ素子２１０を微小にすることで、画像のぎらつきであるシンチレーションを低減することも可能になる。入射光Ｌｉｎの入射側に凸部を向けてマイクロレンズアレイを形成する従来の構成では、マイクロレンズ素子の焦点距離に合わせてマイクロレンズアレイの厚みを設定する必要がある。広い視野角を維持しながらマイクロレンズ素子を小さくすると、マイクロレンズ素子の焦点距離は必然的に短くなる。このため、マイクロレンズ素子を小さくするほど、焦点距離以下の厚みのマイクロレンズアレイを製造しなければならないことになる。このような極薄型の光学素子アレイを製造することは困難である。また、極薄型の光学素子アレイを用いることで、スクリーンの強度を十分に確保することが困難となる。
【００３９】
本実施例のスクリーン本体部３０は、遮光パターン層２０４が設けられている側に凸部２１２を向けたマイクロレンズ素子２１０を有する。遮光パターン層２０４に凸部２１２を向けてマイクロレンズアレイ２０１を配置すると、マイクロレンズ素子２１０の焦点距離に関わらずマイクロレンズアレイ２０１の厚みを決定できる。高精細な表示やシンチレーションの低減のためにマイクロレンズ素子２１０を小型にしても、十分な厚みのマイクロレンズアレイ２０１を形成することができる。
【００４０】
マイクロレンズアレイ２０１の厚みを十分に確保できることから、マイクロレンズアレイ２０１の製造を容易にできるほか、十分な強度を確保可能なスクリーン４０を製造することができる。また、マイクロレンズアレイ２０１と遮光パターン層２０４との間に透明層２０３を設けることによって、マイクロレンズアレイ２０１と遮光パターン層２０４との間の距離は、容易に調整することができる。このため、マイクロレンズ素子２１０の焦点位置の近傍に遮光パターン層２０４を設けることが容易となる。
【００４１】
本実施例のスクリーン４０は小型のマイクロレンズ素子２１０を用いることが可能であるから、視野角特性に優れた画像を表示することができる。さらに、遮光パターン層２０４は、マイクロレンズ素子２１０の焦点位置の近傍の位置に感光性部材を形成した後、マイクロレンズ素子を介して感光性部材を露光することで容易に形成できる。これにより、外光反射の低減、広い視野角の確保、高精細な表示が可能で、容易に製造可能なスクリーン４０を得られるという効果を奏する。
【００４２】
ここで、図５−１及び図５−２を用いて、スクリーン４０の製造手順を説明する。まず、図５−１に示す工程ａ、ｂにおいて、基板５０１に複数のマイクロレンズ素子２１０を形成することで、マイクロレンズアレイ２０１を形成する。工程ａ、ｂは、複数のマイクロレンズ素子２１０を形成する光学素子形成工程である。マイクロレンズ素子２１０は、凸部を有し、アレイ状に設けられている。マイクロレンズアレイ２０１は、例えば、機械加工により金型を形成し、金型の形状を樹脂部材に型転写する方法、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程とを組み合わせて形成する方法により形成できる。フォトリソグラフィ工程においては、まずスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法などによりフォトマスクを作成する。基板５０１には、予めレジスト層を形成する。そして、フォトマスクのパターンをレジスト層に転写した後、エッチング工程により等方性エッチングを行う。このようにして基板５０１にマイクロレンズアレイ２０１が形成される。また、エッチングした基板５０１を型としてレプリカを作成しても良い。
【００４３】
次に、図５−１に示す工程ｃにおいて、マイクロレンズ素子２１０の上に接着層５０２を載せる。工程ｃは、マイクロレンズ素子２１０の凸部を向けた側に接着層５０２を形成する接着層形成工程である。接着層５０２は、例えば光硬化性樹脂を用いて形成できる。そして、工程ｄにおいて、接着層５０２の上に透明層２０３を載せた後接着層５０２を固化させる。このようにして、マイクロレンズアレイ２０１と透明層２０３との間に接着層２０２を形成する。透明層２０３は、接着層２０２によってマイクロレンズ素子２１０の凸部に固定される。
【００４４】
次に、図５−２に示す工程ｅにおいて、透明層２０３の上に、感光性部材を有する感光層５０４を形成する。工程ｅは、透明層２０３を介して、マイクロレンズ素子２１０の凸部を向けた側に感光層５０４を形成する感光層形成工程である。感光層５０４は、透明層２０３を介してマイクロレンズ素子２１０の上にシート状の感光性部材を積層することで形成できる。シート状の感光性部材としては、透明樹脂からなるシート基材に、光吸収性の顔料あるいは染料を含有させたポジ型感光性樹脂を用いることができる。感光層５０４は、透明層２０３の厚みを調整することで、マイクロレンズ素子２１０の焦点位置近傍の位置に配置する。なお、感光層形成工程において、シート状の感光性部材を積層する場合に限らず、透明層２０３を介してマイクロレンズ素子２１０の上に液状の感光性部材を塗布することで感光層５０４を形成することとしても良い。液状の感光性部材を用いる場合、塗布された感光性部材をプリベイクすることで、感光層５０４を形成する。
【００４５】
次に、図５−２に示す工程ｆにおいて、マイクロレンズ素子２１０を介して感光層５０４に光を入射する。工程ｆは、感光層５０４を露光する露光工程である。マイクロレンズアレイ２０１の、凸部とは反対側の面から入射した光は、マイクロレンズ素子２１０、接着層２０２、透明層２０３を透過し、感光層５０４上の位置に集光する。このようにして、露光工程では、感光層５０４のうちマイクロレンズ素子２１０の焦点位置近傍の位置を露光する。
【００４６】
さらに、図５−２に示す工程ｇにおいて、感光層５０４を現像液に浸すことにより現像を行う。感光層５０４を現像液に浸すと、感光層５０４のうち露光した部分のみが溶解する。このようにして、感光層５０４のうち露光工程で露光した部分に開口部２０６が形成される。また、露光工程で露光した部分以外の部分には遮光部２０８が形成される。工程ｇは、マイクロレンズ素子２１０に対応するパターンの開口部２０６及び遮光部２０８を有する遮光パターン層２０４を形成する遮光パターン層形成工程である。以上のようにして形成したスクリーン本体部３０にフレネルレンズ３１を貼り合わせることで、スクリーン４０の製造が完了する。
【００４７】
マイクロレンズアレイ２０１と遮光パターン層２０４とを有するスクリーン４０を製造する方法としては、別個に製造されたマイクロレンズアレイ２０１と遮光パターン層２０４とを貼り合せることが考えられる。この場合、マイクロレンズ素子２１０を小さくするに従い、開口部２０６の位置とマイクロレンズ素子２１０とを正確に整合させて遮光パターン層２０４を形成することが非常に困難となる。本実施例のスクリーン４０は上記の手順で製造可能であるから、精密な位置合わせによってマイクロレンズ素子２１０と遮光パターン層２０４とを貼り合わせる工程が不要である。従って、微小なマイクロレンズ素子２１０を設ける場合であってもスクリーン４０を容易に製造することができる。
【００４８】
本実施例では、マイクロレンズ素子２１０と遮光パターン層２０４との間に接着層２０２及び透明層２０３を設ける構成としているが、これに限られない。マイクロレンズ素子２１０の焦点位置近傍に開口部２０６を形成可能であれば、接着層２０２を設けず、マイクロレンズアレイ２０１と透明層２０３とを直接重ね合わせる構成としても良い。さらに、マイクロレンズ素子２１０と遮光パターン層２０４の間に、接着層２０２及び透明層２０３以外の他の層を設ける構成としても良い。
【００４９】
図６は、スクリーン４０の変形例を説明するものである。マイクロレンズアレイ６０１は、マイクロレンズ素子６１０を、Ｘ方向及びＹ方向にマトリクス状に配列する。複数のマイクロレンズ素子６１０は、遮光パターン層６０４が設けられている側に凸部６１２を向けて設けられている。遮光パターン層６０４の開口部６０６は、マイクロレンズアレイ６０１のマイクロレンズ素子６１０に対応してマトリクス状に設けられている。遮光部６０８は、開口部６０６どうしの間を取り囲むように設けられている。このようにマイクロレンズ素子６１０及び開口部６０６をマトリクス状に配置する場合であっても、外光反射の低減、広い視野角の確保、高精細な表示が可能で、容易に製造可能なスクリーン４０を得られる。なお、本実施例では、光学素子としてマイクロレンズ素子２１０を用いる構成を説明しているが、これに限らず、レンチキュラーレンズやマイクロプリズム素子等屈折作用を有する他の光学素子を用いることとしても良い。
【実施例２】
【００５０】
図７は、本発明の実施例２に係るスクリーン本体部７３０の要部断面構成を示す。本実施例のスクリーン本体部７３０は、上記のスクリーン４０に適用することができる。スクリーン本体部７３０は、保護層７０７を有することを特徴とする。保護層７０７は、画像信号に応じた光を観察者側へ拡散させる光拡散層である。保護層７０７は、スクリーン本体部７３０の観察者側の面、言い換えると、遮光パターン層２０４に対して、マイクロレンズアレイ２０１がある側とは反対側に設けられている。
【００５１】
光拡散層としては、透明部材に、透明部材とは屈折率が異なる微粒子を含有させたシートや、表面に光拡散処理を施したシートなどを用いることができる。保護層７０７として光拡散層を用いると、開口部２０６を透過した光を拡散させることができる。これにより、光拡散効果を向上させ、さらに視野角特性に優れたスクリーン４０を得られるという効果を奏する。
【００５２】
図８は、実施例２の変形例に係るスクリーン本体部８３０の要部断面構成を示す。本変形例のスクリーン本体部８３０は、さらに透明層８０３が光拡散層であることを特徴とする。透明層８０３として光拡散層を用いると、開口部２０６へ入射する光を拡散させることができる。これにより、さらに光拡散効果を向上させることができる。スクリーン本体部８３０は、透明層８０３と保護層７０７との両方を光拡散層で構成している。透明層８０３と保護層７０７との両方を光拡散層で構成する以外に、透明層８０３のみを光拡散層とし、保護層７０７に光拡散機能を持たせない構成としても良い。
【００５３】
ここで、透明層８０３と保護層７０７との両方を光拡散層で構成する利点について説明する。例えば、透明層８０３のみによって光拡散性を確保しようとすると、スクリーン４０の製造時において、感光層５０４の露光を十分に行えないことがあると考えられる（図５−２参照）。また、保護層７０７のみによって光拡散性を確保しようとすると、外光の拡散も増加させることから、画像が白くぼけて見える場合があると考えられる。
【００５４】
このため、保護層７０７と透明層８０３との双方に光拡散機能を持たせることにより、映像光の光拡散性を維持しながら、感光層５０４の露光、外光の拡散の不具合を低減することが可能になる。さらに、映像光を２段階で拡散することにより、拡散光が干渉し合うことを低減し、シンチレーションを低減することも可能となる。感光層５０４の露光、外光の拡散の不具合を低減するためには、保護層７０７のヘイズ値と透明層８０３のヘイズ値とを略同一とするか、保護層７０７のヘイズ値を透明層８０３のヘイズ値より大きい値とすることが望ましい。
【００５５】
なお、上記各実施例のプロジェクタは、光源部として超高圧水銀ランプを用いているが、これに限られない。例えば、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）等の固体発光素子を用いても良い。また、３つの透過型液晶表示装置を設けたいわゆる３板式のプロジェクタに限らず、例えば、反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタやティルトミラーデバイスを用いたプロジェクタであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明に係るスクリーンは、プレゼンテーションや動画を表示する場合に有用であり、特に、プロジェクタからの投写像を表示する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】スクリーン本体部の要部斜視構成図。
【図３】マイクロレンズアレイと遮光パターン層との対応の説明図。
【図４】スクリーン本体部内における入射光の進行を説明する図。
【図５−１】スクリーンの製造手順を示す図。
【図５−２】スクリーンの製造手順を示す図。
【図６】スクリーン本体部の変形例の説明図。
【図７】本発明の実施例２に係るスクリーン本体部の要部断面構成図。
【図８】実施例２の変形例に係るスクリーン本体部の要部断面構成図。
【符号の説明】
【００５８】
１０  プロジェクタ、１１  超高圧水銀ランプ、１２  インテグレータ、１３  偏光変換素子、１４Ｒ  Ｒ光透過ダイクロイックミラー、１４Ｇ  Ｂ光透過ダイクロイックミラー、１５  反射ミラー、１６  リレーレンズ、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ  空間光変調装置、１８  クロスダイクロイックプリズム、１８ａ、１８ｂ  ダイクロイック膜、２０  投写レンズ、２１  反射ミラー、３０  スクリーン本体部、３１  フレネルレンズ、４０  スクリーン、２０１  マイクロレンズアレイ、２０２  接着層、２０３  透明層、２０４  遮光パターン層、２０６  開口部、２０８  遮光部、２１０  マイクロレンズ素子、２１２  凸部、５０１  基板、５０２  接着層、５０４  感光層、６０１  マイクロレンズアレイ、６０４  遮光パターン層、６０６  開口部、６０８  遮光部、６１０  マイクロレンズ素子、６１２  凸部、７０７  保護層、７３０  スクリーン本体部、８０３  透明層、８３０  スクリーン本体部
【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５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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