(57)【要約】【課題】【解決手段】投影スクリーンは、ほぼ平らな前面を有している基板と、夫々マイクロレンズを形成し、ほぼ等しく離間された複数の凹型形状が形成された拡散層と、この拡散層の後面上に堆積された反射性材料層とを有している。拡散層は、反射性材料層が拡散層と基板との間に挟まれるように、基板の前面に積層されている。
2005523472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平らな前面を規定している基板と、
夫々がマイクロレンズを形成し、ほぼ等しく離間された複数の凹型形状体が形成された拡散層と、
この拡散層の後面上に堆積されている反射材料層とを具備し、
前記拡散層は、反射材料層がこの拡散層と前記基板との間に挟まれるように基板の前面上に積層されている、投影スクリーン。
【請求項２】
前記マイクロレンズは、半球形状である、請求項１の投影スクリーン。
【請求項３】
前記マイクロレンズは、プリズムの形状である、請求項１の投影スクリーン。
【請求項４】
前記マイクロレンズは、平面で見ると円形である、請求項１の投影スクリーン。
【請求項５】
前記基板を提供する工程と、
前記拡散層の後面上に反射材料を堆積させる工程と、
この反射材料の層が前記拡散層と基板との間に挟まれるように、この反射材料層に基板の前面を積層させる工程とを具備する方法によって形成された、請求項１の投影スクリーン。
【請求項６】
前面を有している支持材と、
複数のマイクロレンズを規定している拡散層と、
この拡散層の内面上に堆積されている反射フィルムとを具備し、
前記マイクロレンズは、等しく離間された複数の円形凸状突起部を有し、
前記反射フィルムは、マイクロレンズを有している前記拡散層の内面の輪郭に一致するように拡散層上に堆積されている、投影スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射タイプの投影スクリーン、特に、水平方向と垂直方向とに優れた反射指向性を有するが、優れたゲインコントラストを有する反射画像を形成する、反射タイプの投影スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
適当なコントラストを備え、広い反射角度を有する反射タイプの投影スクリーンを製造することの必要性は、よく知られている。映画館や家庭用表示画面などにおいて、視聴者は、プロジェクターから反射画像の方向に対して、即ち、射し込まれる投射光の方向に対して有効な角度で位置付けられることが多い。かくして、スクリーンは、所定の反射性媒体が単独で使用されている場合に実施可能であるよりも大きい有効な視覚を有さなくてはならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この問題を解決するために多くの試みがなされてきた。Oguraに対する米国特許Ｎｏ．３、６５３、７４０（”’740 Patent”’）は、支持部材に取着された二重圧延アルミニウムフォイルシートと、引っかき傷や指紋などから保護する保護コーティングとしてこのフォイルを覆うけば立て加工の樹脂フィルムとを有する投影スクリーンを開示している。用いられるけば立て加工技術、もしくは、けば立て加工後の樹脂フィルムの最終的な表面特性については、言及されない。
【０００４】
Orikasaへの米国特許Ｎｏ．６、１４４、４９１（”’491 Patent”’）は、基板と、光反射性材料の片が分散されている透過性樹脂でできた光反射層と、水晶のような粒子や色素が分散された透過性樹脂でできた透過性光拡散層とを有する反射タイプの投影スクリーンを開示している。‘491 Patentのフィルムは、複雑で、効果で、特に実施が困難だった。
【０００５】
Miwaへの米国特許Ｎｏ．６、０４０、９４１（”’941 Patent”’）は、定まった方向性を有する光吸収スリット即ち“ひび割れ（crazes）”が堆積された光透過性ポリマー層上に積層された光反射基板を有している反射タイプの投影スクリーンを開示している。スリットには、黒色色素や染料などの光吸収物質が充填されている。
【０００６】
Niwaへの米国特許Ｎｏ．６、２３３、０９５（”’095 Patent”’）は、基板の表面上の内側反射層と一体形成された第１の層と、この第１の層の表面に接着された偏向フィルムでできた第２の層とを有する反射性タイプのスクリーンを開示している。‘095 Patentのスクリーンは、そらされ得る、例えば使用されない時には巻き上げられるスクリーンの使用を容易にするように開発されてきた。アクリルもしくはシリコンビードなどのビードが、いっそう複雑な金属反射層を取着させる工程を与える金属反射層の堆積前に、基板の表面に付着され得る。
【０００７】
Nezuへの米国特許Ｎｏ．５、４５６、９６７（”’967 Patent”’）は、ロール形状に巻き上げ可能で、必要に応じて巻きが解かれ得る反射タイプのスクリーンを開示している。このスクリーンは、高密度光拡散反射層と、光を拡散する繊細なでこぼこパターンの表面を備えている、柔らかい塩化ビニールシートを含む透過性光拡散層とが積層された基板シートを有している。
【０００８】
Matsudaへの米国特許Ｎｏ．５、３６１、１６３（”’163 Patent”’）は、暗い色の透明な基板と、ガラス繊維でできた繊維シートと、白の不透明な基板（base material）シートと、光沢のある色素即ち方解石パウダーが組み込まれている半透明プラスチックの光拡散層とを有している反射タイプの投影スクリーンを開示している。光拡散層の外面はエンボス加工されている。光吸収ストリップが、光拡散層に隣接している基板シートの表面上のエンボス加工の凹部に対応する位置に、夫々設けられている。
【０００９】
Yamadaへの米国特許Ｎｏ．５、１４８、３０９（”’309 Patent”’）は、反射表面層と、この反射表面層の前の所定位置にある偏光プレート層と、この偏光プレート層の前に配置された拡散層と有している反射タイプのスクリーンを開示している。反射表面層と、偏光プレート層と、拡散層とは、一体構造を成すように接着剤を用いて共に積層されている。更なる実施形態が、‘309 Patentに開示されており、これら全てが、非標準的な投影像の応用例をスクリーン上に適合させ得る偏光層を必要とする。
【００１０】
Kikuchiへの米国特許Ｎｏ．４、２３２、９３９（”’939 Patent”’）は、一側面上にアルミニウム鏡面が、他側面に低拡散機能を有する拡散鏡面反射層（diffusing specular layer）が取着された透過性ベースプレートを開示している。拡散鏡面反射層の拡散機能は、鏡面の反射機能が一定であるのに対して、望みに応じて調節され得る。拡散鏡面反射層は、視聴者に面した凸面を有する複数の長手方向円柱状レンティクル（lenticles）で形成されている。これらレンティクルの曲率は、スクリーンと視聴者との間の距離によって決定されている。レンティクルの外側凸面は、サンドブラスト加工されている。レンティクルは、垂直方向に長いパターンに配置されており、垂直方向の指向性を犠牲にしている。
【００１１】
Campionへの米国特許Ｎｏ．４、２０１、４４９（”’449 Patent”’）は、基板と、この基板の表面に施された反射性アルミニウムインクコーティングと、反射フィルムを保護する目的でつや仕上げを有する好ましくは透明なアクリルでできた保護用コーティングとを有する前面投影スクリーンを教示している。この開示は、コーティングがスクリーンの反射効率を幾分か滅減させることを明記している。かくして、このようなスクリーンの方向性は、極めて狭くなる傾向がある。
【００１２】
Ferroへの米国特許Ｎｏ．４、１９０、３２０（”’320 Patent”’）は、光透過性層によって分離された２つの反射層と、最も前面の反射層上に設けられた光拡散表面コーティングと、を有している前面投影スクリーンを教示している。このスクリーンは、これの前面を横切るエンボス加工パターンを形成している。
【００１３】
Schudelへの米国特許Ｎｏ．４、０８９、５８７（”’587 Patent”’）は、部分的に変形可能な弾性材料で構成されたフィルムを有している投影スクリーンを開示している。フィルムの一表面は、ランダムなつや消しのテクスチャと、実質的に単方向線状の、即ち、溝付きのテクスチャとを組み合わせて有している。反射材料層は、高いゲインのダメージ耐性反射面を与えるように、上述されたフィルムの表面上に堆積されている。’587 Patentのスクリーンは、所定の領域内で反射画像に焦点を合わせるように、二重カバータイプに、即ち、少なくとも軸の周りで曲線状にされるように意図されている。’587 Patentの他の実施形態は、平面スクリーンを開示している。光条が与えられており、この光条は、通常は、反射性フィルムの反射光を乱すように垂直方向に整列されている。垂直の溝としての光条もしくはレンティクルの構成が、上部から底部へ、もしくは、対角線状ではない、ほぼ並んだ視界への方向性を制限する。
【００１４】
かくして、本発明の目的は、上述された欠点と短所とを克服する前面投影スクリーンを提供することである。
【００１５】
また、本発明の目的は、投影スクリーンの中心を垂直に通る法線に対する水平軸だけでなく垂直軸に沿っても、同じ方向性、即ち指向性を提供する前面投影スクリーンを提供することである。
【００１６】
本発明の更なる目的は、これまでになかった指向性の特徴を与え、製造が容易かつ安価で、軽量の投影スクリーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これらの目的及び他の目的に係われば、本発明は、反射性フィルムを有し、このフィルムは、接着剤や金属堆積や当分野の当業者が思いつく方法で、拡散層に一側面で積層され、接着剤や当分野の当業者が思いつく他の技術によって、基板に他側面で積層されている投影スクリーンを教示している。基板は、堅くても可撓性であっても、平面でも曲面でもよい。
【００１８】
反射性フィルムは、真空金属化された(vacuum  metalized)銀か、真空金属化されたアルミニウムか、高い反射率を示す所定の他のフィルムであってよい。光拡散層の特徴は、望む効果や、投影像の光の強度や、周囲の環境などによって調節され得る。拡散層の１つの形態は、エンボス加工されたフィルムである。このようなエンボス加工されたフィルムの１つの形態は、フィルムにエンボス加工された複数の凹面を含み、これら凹面は、マイクロレンズとして機能する。表面特性、例えば、凹面は、光拡散層と関連して、熱間圧延打ち抜き（hot roll stamping）やウルトラエッチング（ultra-etching）などの技術によって形成され得る。
【００１９】
反射層は、基板か、光拡散層の、基板に面する内面かに接着され得る。
【００２０】
かくして、本発明の一実施形態が、ほぼ平らな前面を備えた基板と、夫々がマイクロレンズを形成し、ほぼ均等に離間された複数の凹型形状が形成された拡散層と、この拡散層の後面上に堆積された反射性材料層とを有し、拡散層は、反射性材料層が拡散層と基板との間に挟まれるように基板の後面上に積層されている投影スクリーンに関することが、理解されるだろう。
【００２１】
これらの目的及び他の目的と、本発明の特徴とは、添付図面を参照した以下の詳細な説明を考慮することによってより容易に理解されるだろう。この説明では、対応する部品が、対応する参照符号で示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図面を参照すると、本発明の第１の実施形態のスクリーンが、参照符号１で示されており、これは、特定の応用例の必要性に応じて平面もしくは曲面にされ得る基板１５を有している。この基板は、好ましい実施形態では、剛性のためにプラスチックシートのパネルを両側面に有する硬質フォーム・コアである。本発明のスクリーンは、所定の前方投影像のために使用されるが、このスクリーンは、特に、ＬＣＤ投影システムか、ＤＬＰ及び同様の投影システムと共に使用されるのに適している。基板は、一般に、好ましくは、１／４インチ（０．６３５ｃｍ）と２インチ（５．０８ｃｍ）との間の厚さ範囲内にある。基板１５の厚さは、所定のサイズのスクリーンのために必要な強度やそのスクリーンが使用される環境などのパラメータによって、決定される。基板は、前向きの面、即ち、前面１７を規定している。
【００２３】
反射性で、好ましくは金属化されたフィルム層２０が、含まれ、これは、前向きの反射面２２と、基板１５の前面１７に接続されているか隣接して配置されている面２４とを規定している。
【００２４】
光拡散層３０が、この光反射層３０と基板１５の前面１７との間に反射層２０を挟むように用いられている。この層３０は、前面３２と、後面３４とを規定している。後面３４は、反射層２０の前面２２に隣接するように配置されている。
【００２５】
反射層２０は、金属堆積や透明な接着剤の使用などの所定の適当な手段によって、光拡散層３０の後面３４に接着され得る。接着剤が使用される場合は、これは、光を通す光透過性配合接着剤（optically transparent formulated adhesive）でなくてはならない。反射層２０は、代わって、真空金属化によって、光拡散層の後面３４か、基板１５の前面１７かに付着されてもよい。この層２０を構成するのに好ましい材料は、銀もしくはアルミニウムである。また、反射層２０は、アルミニウムなどの金属フィルムであってもよく、高研磨鏡面仕上げか、つや消し仕上げか、当分野の当業者によって好ましいとされる他の表面処理を有し得る。
【００２６】
光拡散層３０は、ポリエチレンや、ポリプロピレンや、他の材料などの樹脂で二次加工されていると好ましい。この光拡散層３０によって、光エネルギーが、前面３２を通り抜けた後、反射層２０によって再び光拡散層３０を通り抜けるように反射され得る。この場合、スクリーン１０に投影される投影像の光線や光波を示すラインＩに対して広い角度から画像が見られ得るように、反射された画像の視覚が広くされる。
【００２７】
拡散角度が大きくなるにつれて、スクリーンによって反射される画像を見る者によって認知される視覚が広くなる。通常は、拡散角度を大きくすると、反射光の輝度が低くなる。光拡散層３０の構造と物理的輪郭（make-up and physical contouring）とは、反射光の輝度を最大にしながら拡散角度も最大にするように選択されている。同時に、反射された画像のコントラストが、より良い像の明瞭さのために可能な限り高く維持されなくてはならない。光拡散層３０の望ましい厚さの範囲は、２ミルから8ミルの間である。
【００２８】
投影像の光強度だけでなく、周囲の光の特徴がまた、光拡散層３０のために選択される特別な特徴を決定付けている。視覚が良くある必要がないなど、拡散が比較的必要とされない状況では、ポリエチレンが、光拡散層３０の構成材料として使用され得る。拡散角度が大きいことが望ましい場合は、ポリプロピレンが、光拡散層３０の構成材料として使用され得る。光拡散層３０の前面３２か、後面３４か、もしくはこれら両方が、図１に参照符号３５で示されているように、ランダムなエンボス加工、マイクロレンズ化（micro lensing）、サンドブラスト、もしくは、同様の方法で、処理され、並びに／もしくは、輪郭付けされ得る。この処理３５は、光拡散層を出る反射画像の拡散の大きさに効果を与える。
【００２９】
図２乃至４に示されているように、本発明の異なる実施形態、即ち、第２の実施形態が、図１に示されているものと等しく、前面４７を規定している基板４５が設けられている前面の投影スクリーン４０を有している。反射層５０が、図１に関連して開示されているように用いられており、これは、前向きの反射面５２を有する。光拡散層６０が用いられており、これは、前面６２と、後面６４とを規定している。この異なる実施形態では、層６０は、複数のマイクロレンズＭを規定している。これらマイクロレンズＭは、好ましくは、半球形、プリズム、パラバロイド（parabaloids）、もしくは、射し込んでくる光に対してレンズもしくはプリズムとして機能する他の隆起構造といった形状の凹面である。層５０は、透明な接着剤（図示されず）や、真空堆積や、当分野の当業者が思いつく所定の他の技術を利用して、光拡散層６０の内面６４上に（もしくは基板４５の前面４７上に）積層されている。層５０は、図１の層２０に関連して挙げられた構成材料のいずれかで形成され得る。マイクロレンズＭは、また、ウルトラエッチング、エンボス加工、熱間圧延堀削、もしくは、小さいレンズの形状の凹面もしくは硬いエンボス加工された光屈折部材を与える所定の他の成形技術によって、光拡散層６０に形成され得る。マイクロレンズＭは、また、Reflexsite Corporationによって製造されているものに類似したマイクロプリズムなど、他の形状に形成されてもよい。
【００３０】
マイクロプリズムが使用されている場合の、曲面レンズＭの曲率半径や側面の高さや勾配などといったマイクロレンズのディメンションは、拡散層６０の拡散特性に効果を与えるように変えられ得る。曲率半径が大きくなるか、勾配が緩くなるのに従って、夫々に、拡散角度が小さくなり、曲率半径が小さくなるか、プリズムの勾配が急になるのに従って、夫々に、拡散角度が大きくなる。家庭用投影型テレビ（home projection television）の場合は、比較的大きな拡散角度が望ましいが、映画館では、比較的小さな拡散で、比較的高集中の光反射率が許容され得る。
【００３１】
反射層２０、５０の反射光の輝度、即ち、ゲイン（gain）は、家庭用テレビの場合は低くされるが、スクリーン１０、４０の同特徴は、商業目的、例えば映画館の場合には、夫々に大きくされ得る。
【００３２】
本明細書に示されている特別な表面処理並びに／もしくは拡散層３０、６０の輪郭形成は、当分野の当業者が思いつくような所定の適当な手段によって行われることが理解されるだろう。保護フィルム（図示されず）を光拡散層３０、６０の外面３２、６２の上方に設けることが、望ましい場合には、夫々に、本発明の範囲内で考えられる。
【００３３】
本明細書に開示されているスクリーンは、暗い中、もしくは、昼間の使用に適しており、これまで知られていない視覚的機能特性（visual performance characteristics）を与えている。材料及びディメンションの変化は、本発明の精神を逸脱することなく本発明の範囲内で考えられることが理解されるだろう。
【００３４】
また、図５に概略的に示されている方法は、本発明のスクリーンを作るために開示されている。この方法は、適当な拡散層を提供する工程と、この拡散層にマイクロレンズを形成する工程と、この上に反射層を堆積させる工程と、この拡散層／反射層の合成材を基板にくっつける工程とを有する。このようにして、本発明の非常に安価だが高性能の投影スクリーンが、提供され得る。
【００３５】
本発明の様々の修正例や変形例が、本発明の範囲と精神とを逸脱することなく、当分野の当業者には明らかになるだろう。また、本発明は、上述された実施形態に限定されるものではないことが、理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一般の実施形態の断面立面分解図である。
【図２】本発明の異なる実施形態の断面立面分解図である。
【図３】図２に示された異なる実施形態の一部を切り取った斜視図である。
【図４】図２及び３に示された異なる実施形態の一部を切り取った斜視図である。
【図５】本発明の方法のフローチャートである。
【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】
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【国際調査報告】
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