(57)【要約】【課題】反射スクリーンを利用してユーザーに必要な情報を提供する。【解決手段】スクリーン基板１０の観察面の法線に対して垂直方向にずれた方向から前記観察面に向けて斜めに投射された投影光を観察面側に反射する反射スクリーンであって、スクリーン基板１０の垂直方向および水平方向に規則的に配置された投影光を反射する第１反射部１２と、隣り合う第１反射部１２の形成領域の少なくとも一部を包含し、第１反射部１２とは異なる規則で配置された投影光を反射する第２反射部２２と、を備え、第１反射部１２および第２反射部２２は半球状の凹部または凸部にて形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン基板の観察面の法線に対して垂直方向にずれた方向から前記観察面に向けて斜めに投射された投影光を観察面側に反射する反射スクリーンであって、
前記スクリーン基板の垂直方向および水平方向に規則的に配置された前記投影光を反射する第１反射部と、
隣り合う前記第１反射部の形成領域の少なくとも一部を包含し、前記第１反射部とは異なる規則で配置された前記投影光を反射する第２反射部と、を備え、
前記第１反射部および前記第２反射部は半球状の凹部または凸部にて形成されていることを特徴とする反射スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、
前記第２反射部における半球状の径が、前記第１反射部の径と同等または小さいことを特徴とする反射スクリーン。
【請求項３】
請求項１または２に記載の反射スクリーンにおいて、
前記第２反射部が規則に従い配置され、文字、図形、絵柄、模様が形成されることを特徴とする反射スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光を入射させて用いる反射スクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターなどから出射される投影光を受け、その投影光を反射させて拡大画像を映し出す反射スクリーンが知られている。その中で、近接型プロジェクター用の反射スクリーンとして、スクリーン基板の観察面に複数の凹部または凸部を形成し、投影光が入射する凹部または凸部の一部に反射面を有する反射スクリーンが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近接型プロジェクター用の反射スクリーンでは、反射スクリーンに対して斜め方向から投影光を入射させ、反射スクリーンの前方の観察側に投影光を反射させるように構成されている。
しかしながら、このような反射スクリーンにおいては、拡大された画像を映すのみであり、他の目的での利用は図られていない。発明者は、この反射スクリーンを利用してユーザーに必要な情報を提供することを考えた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる反射スクリーンは、スクリーン基板の観察面の法線に対して垂直方向にずれた方向から前記観察面に向けて斜めに投射された投影光を、観察面側に反射する反射スクリーンであって、前記スクリーン基板の垂直方向および水平方向に規則的に配置された前記投影光を反射する第１反射部と、隣り合う前記第１反射部の形成領域の少なくとも一部を包含し、前記第１反射部とは異なる規則で配置された前記投影光を反射する第２反射部と、を備え、前記第１反射部および前記第２反射部は半球状の凹部または凸部にて形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この反射スクリーンの構成によれば、観察面の斜め方向から投射された投影光を反射する規則的に配置された第１反射部と、第１反射部とは異なる規則で配置された第２反射部とを備えている。
規則的に配置された第１反射部の配列の中に第２反射部を形成すると、配置された配列の違いから、平面視において一つの第２反射部を一つのドットとして認識することが可能である。このことから、第２反射部を一つのドットとして文字、図形、絵柄、模様などとして構成すれば、これらを目視することが可能である。
このように、通常の反射スクリーンとして投影光を反射して画像を映し出す機能に加え、反射スクリーンの平面視において第２反射部の配置により形成された文字、図形、絵柄、模様などを組み合わせて反射スクリーンに情報として表示することができ、ユーザーに必要な情報を提供することが可能である。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる反射スクリーンにおいて、前記第２反射部における半球状の径が、前記第１反射部の径と同等または小さいことが望ましい。
【０００９】
この構成によれば、第２反射部における半球形状の径が、第１反射部の径と同等または小さいことから、スクリーン基板の第１反射部が配置された中に第２反射部を形成しやすい。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる反射スクリーンにおいて、前記第２反射部が規則に従い配置され、文字、図形、絵柄、模様が形成されることが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、第２反射部をスクリーン基板に規則に従って配置して文字、図形、絵柄、模様などを形成することができ、目視または拡大鏡にてこの文字、図形、絵柄、模様などを視認することができる。このことから、第２反射部の配置により形成された文字、図形、絵柄、模様などを組み合わせてユーザーに必要な情報を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態における反射スクリーンと光源との位置関係を示す断面図。
【図２】本実施形態における反射スクリーンの構成を模式的に示す平面図。
【図３】本実施形態における反射スクリーンの第１反射部および第２反射部を説明する説明図。
【図４】第２反射部を配置して文字を形成した反射スクリーンの一部の平面図。
【図５】本実施形態における反射スクリーンの観察面に対して斜めからの投影光の反射状態を示す説明図。
【図６】本実施形態の反射スクリーンの製造方法を説明する模式工程図。
【図７】本実施形態の反射スクリーンの製造方法を説明する模式工程図。
【図８】他の反射スクリーンの製造方法を説明する模式工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。また、以下の説明においては直交座標系を設定して各部材の位置関係について説明する。鉛直面内における所定方向をＸ軸方向、鉛直面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向をＺ軸方向とする。
（実施形態）
【００１４】
図１は本実施形態の反射スクリーンと光源との位置関係を示す断面図である。また、図２は反射スクリーンにおける第１反射部の配置を模式的に示す平面図である。
図１に示すように、反射スクリーン１００は、反射スクリーン１００の観察面１００ａの中心点Ｃを通る法線ＮＬに対して垂直方向（Ｙ軸方向）にずれた位置に配置されたプロジェクターなどの光源Ｐから、観察面１００ａに向けて斜めに投射された投影光Ｌｐを、反射スクリーン１００の観察側（Ｚ軸正方向側）に反射するものである。この反射スクリーン１００は、法線ＮＬがＺ軸と平行に配置されている。
【００１５】
図２および図３に示すように、反射スクリーン１００はスクリーン基板１０の観察面１００ａ側に半球状の凹部にて形成された第１反射部１２が複数備えられている。第１反射部１２は、略同一径の半球状に形成され規則的に配置されている。
第１反射部１２の配列は、横に一列に並んだ第１反射部１２に対して、その上下に並ぶ第１反射部１２がそれぞれ半球面の半径分ずれた配列である。なお、半球の直径としては、例えば２０μｍ〜２００μｍ程度に形成されている。
スクリーン基板１０は、樹脂等の可撓性を有する材料によって形成され、染色等によって全体が黒色の光吸収材によって着色され、可視光を吸収可能に形成されている。
【００１６】
そして、第１反射部１２の内壁面には観察面１００ａの斜め方向から投射された投影光があたる部分に反射面１３が形成されている。反射面１３は第１反射部１２の内壁面の一部分に形成され、この反射面１３は光源Ｐからの距離が大きくなるに従い、形成面積が小さくなっている。つまり、スクリーン基板１０の上方側（光源Ｐから遠ざかった部分）では、スクリーン基板１０の下方側（光源Ｐに近い部分）に比べて、反射面１３の形成面積は小さい。
この反射面１３には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の反射性を有する材料が、スパッタ法または蒸着法により膜厚が１０ｎｍ〜５μｍとなるように成膜されている。
【００１７】
また、第１反射部１２の内壁面には、光源Ｐからの投影光Ｌｐが照射される範囲外に、光吸収面１４が形成されている。光吸収面１４は、スクリーン基板１０の基材を黒色にすること、または第１反射部１２の内壁面にブラックカーボン粉末などの光吸収性材料を塗布するなどの方法で得られる。
【００１８】
上記の第１反射部１２の配列に加え、図３で示すような第２反射部２２がスクリーン基板１０に形成されている。
図３は本実施形態における反射スクリーンの第１反射部および第２反射部を説明する説明図であり、図３（ａ）は拡大平面図、図３（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
図３（ａ）に示すように、反射スクリーンには第１反射部１２が規則的に配置され、その配列の中に第２反射部２２が形成されている。第２反射部２２は、第１反射部１２の形成領域の一部を包含して重なるように形成されている。図３（ａ）では、３つの第１反射部１２の一部を包含するように形成されているが、２つの第１反射部１２の一部を包含するように形成してもよい。この第２反射部２２は、投影光を反射する反射面２３または外光を吸収する光吸収面２４の少なくともどちらか一方を備えている。
図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２反射部２２が形成された凹部は、第１反射部１２と第２反射部２２が重なった状態にあり、一つの凹部として機能する。
【００１９】
そして、このような第２反射部２２を第１反射部１２とは異なる規則で配置して文字、図形、絵柄、模様を形成させることができる。また、第２反射部２２の配置は、反射スクリーン１００のどの場所でもよい。
例えば、図４は第２反射部を配置して文字を形成した反射スクリーンの一部の平面図である。なお、図４では投影光を反射する反射面については図示していない。
スクリーン基板１０には、規則的に第１反射部１２が配置され、第１反射部１２とは異なる規則で配置された第２反射部２２が形成されている。そして、一つの第２反射部２２を一つのドットとし、文字（Ａ、Ｂ、Ｃ）が構成されている。
【００２０】
さらに、図示しないが、スクリーン基板１０の観察面１００ａ上には、第１反射部１２および第２反射部２２を充填するように保護層が形成されても良い。保護層は、例えば、樹脂などの可撓性を有する材料で形成することができる。
そして、保護層の上でスクリーン基板１０の観察面１００ａ側の最表面には、反射防止膜が形成されても良い。反射防止膜は、保護層と同様な材料で形成され、保護層の表面での投影光または外光などの反射を防止するように保護層との間で屈折率が調整されていることが好ましい。
【００２１】
このように第２反射部２２を規則的に配置された第１反射部１２の配列の中に形成すると、平面視において配置された配列の違いから、一つの第２反射部２２を一つのドットとして認識することが可能である。
このことから、第２反射部２２を一つのドットとして文字、図形、絵柄、模様などとして構成すれば、これらを反射スクリーン１００の平面視において目視することが可能である。
このようにして、第２反射部２２の配置により形成された文字、図形、絵柄、模様などを組み合わせて反射スクリーンに情報を表示することができ、ユーザーに必要な情報を提供することができる。
【００２２】
図５は反射スクリーンにおける、観察面に対して斜めからの投影光の反射状態を示す説明図である。
図１で説明したように、反射スクリーン１００の観察面１００ａの中心点Ｃを通る法線ＮＬに対して垂直方向（Ｙ軸方向）にずれた位置に配置されたプロジェクターなどの光源Ｐから、観察面１００ａに向けて斜めに投影光Ｌｐが投射され、反射スクリーン１００に映像が映しだされる。
【００２３】
このような、観察面１００ａに対して斜めに入射した投影光Ｌｐは、図５に示すように、第１反射部１２の反射面１３に入射する。投影光Ｌｐは反射面１３により反射し反射スクリーン１００の観察側に反射光Ｌｒが反射される。なお、投影光Ｌｐの一部は第１反射部１２の縁に遮られる。
同様に、図示しないが第２反射部２２に形成された反射面２３に投影光Ｌｐが入射して反射スクリーン１００の観察側に反射光Ｌｒが反射される。
【００２４】
一方、反射スクリーン１００の観察面には、投影光Ｌｐのほかに反射スクリーン１００の上方から外光Ｌｏが入射する。観察面に入射した外光Ｌｏは、第１反射部１２および第２反射部２２の光吸収面１４，２４に入射する。そして、第１反射部１２および第２反射部２２の光吸収面１４，２４に到達した外光Ｌｏは光吸収面１４，２４に吸収される。なお、外光Ｌｏは第１反射部１２および第２反射部２２の凹部の縁に遮られて、反射面１３，２３に入射することはない。
このように、第２反射部２２の存在は、反射スクリーン１００のスクリーン特性に影響を与えることはない。
【００２５】
以上のように、本実施形態の反射スクリーン１００は、投影光Ｌｐを入射させた場合には通常の反射スクリーンとして機能し、反射スクリーンの平面視において、ユーザーに情報を提供することが可能である。
【００２６】
次に、本実施形態の反射スクリーンの製造方法の一例について説明する。
図６、図７は反射スクリーンの製造方法を説明する模式工程図である。
図６（ａ）に示すように、ソーダガラスなどのガラス基板３０の上にマスク３１を形成する。マスク３１は、酸化クロム（ＣｒＯ）膜を下地として、その上にクロム（Ｃｒ）膜をスパッタ法などにより成膜したものである。なお、マスク３１を成膜する前に、ガラス基板３０の表面をサンドブラスト加工し、ガラス基板３０の表面を粗く形成してマスク３１の密着力を向上させてもよい。
そして、マスク３１に対して第１反射部の凹部を形成する位置に数μｍ程度の開口部３２ａを形成する。開口部３２ａはフォトエッチングまたはレーザー加工を用いて形成する。
【００２７】
続いて、図６（ｂ）に示すように、第２反射部の凹部を形成する位置に数μｍ程度の開口部３２ｂを形成する。
なお、マスク３１に形成する開口部３２ａおよび開口部３２ｂを同じ工程で加工しても良い。
【００２８】
次に、図６（ｃ）に示すように、マスク３１に開口部３２ａ，３２ｂが形成されたガラス基板３０をエッチング液に所定の時間だけ浸漬して、ガラス基板３０に半球状に半球凹部３３ａ，３３ｂを形成する。エッチング液により開口部３２を介してガラス基板３０が等方にエッチングされ、断面形状がほぼ半球状にエッチングされる。
エッチング液としては、一水素二フッ化アンモニウム系のエッチング液が用いられる。
続いて、図６（ｄ）に示すように、ガラス基板３０からマスク３１を剥離して、ガラス基板３０は元転写型として完成する。
【００２９】
次に、図７（ａ）に示すように、元転写型としてのガラス基板３０を用いて、ニッケル（Ｎｉ）などの金属材料で電鋳型３８を製作する。
続いて、図７（ｂ）に示すように、電鋳型３８の形状をポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シートなどのスクリーン基板１０に熱および圧力を加えて転写する。ここではスクリーン基板１０は光吸収材料を含む黒色のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シートが用いられる。
そして、図７（ｃ）に示すように、第１反射部１２および第２反射部２２の凹部の一部にアルミニウム膜（Ａｌ膜）などの反射膜を形成して反射面１３，２３とする。反射膜は、スクリーン基板１０の斜方から蒸着またはスパッタリングすることで、凹部の一部に成膜することができる。なお、反射材料を凹部にスプレーして反射膜を形成してもよい。
【００３０】
このようにして、反射スクリーンが製作されるが、さらに、スクリーン基板１０の凹部を充填するように樹脂などの可撓性を有する材料で保護層を形成し、その上に反射防止膜を形成しても良い。
また、上記の反射スクリーンの製造方法では元転写型としてのガラス基板３０を用いて電鋳型を形成したが、このガラス基板３０を用いて樹脂転写によって樹脂型を形成し、この樹脂型から光硬化性樹脂を用いた２Ｐ転写法によりポリエチレンテレフタートシート（ＰＥＴシート）またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シートに形状を転写しても良い。
【００３１】
上記の反射スクリーンの製造方法では、第１反射部１２および第２反射部２２の凹部を同等の大きさで形成する場合について説明した。
次に、第２反射部２２を第１反射部１２よりも小さい大きさで形成する製造方法の一例について説明する。
図８は他の反射スクリーンの製造方法を説明する模式工程図である。
図８（ａ）に示すように、ソーダガラスなどのガラス基板４０の上にマスク４１を形成する。マスク４１は、酸化クロム（ＣｒＯ）膜を下地として、その上にクロム（Ｃｒ）膜をスパッタ法などにより成膜したものである。
そして、マスク４１に対して第１反射部の凹部を形成する位置に数μｍ程度の開口部４２ａを形成する。開口部４２ａはフォトエッチングまたはレーザー加工を用いて形成する。
【００３２】
次に、図８（ｂ）に示すように、マスク４１に開口部４２ａが形成されたガラス基板４０をエッチング液に所定の時間だけ浸漬して、ガラス基板４０に半球状に半球凹部４３ａを形成する。エッチング液により開口部４２ａを介してガラス基板４０が等方にエッチングされ、断面形状がほぼ半球状にエッチングされる。
エッチング液としては、一水素二フッ化アンモニウム系のエッチング液が用いられる。
【００３３】
続いて、図８（ｃ）に示すように、第２反射部の凹部を形成する位置に数μｍ程度の開口部４２ｂを形成する。開口部４２ｂはフォトエッチングまたはレーザー加工を用いて形成する。
次に、マスク４１に開口部４２ａ，４２ｂが形成されたガラス基板４０をエッチング液に所定の時間だけ浸漬してエッチングする。
エッチングにより、図８（ｄ）に示すように、前工程において形成された半球凹部４３ａは開口部４２ａから再度エッチングされて拡大し、半球凹部４３ｃとなる。また、新たに形成した開口部４２ｂからガラス基板４０がエッチングされて半球凹部４３ｂが形成される。
続いて、図８（ｅ）に示すように、ガラス基板４０からマスク４１を剥離して、ガラス基板４０は元転写型として完成する。
【００３４】
その後は、図７で説明したのと同様に、ガラス基板４０の元転写型から電鋳型をつくる。そして、電鋳型の形状をスクリーン基板に転写し、第１反射部１２および第２反射部２２の凹部の一部に反射面を形成することで反射スクリーンが完成する。
このように、第２反射部を第１反射部よりも小さい大きさで形成することが可能であり、第１反射部が配置された中に第２反射部を形成しやすい。そして、第２反射部の大きさを適宜選択することで、投影光の反射に影響を与えず、かつ平面視で文字などを視認しやすい構成を得ることができる。
【００３５】
なお、上記の実施形態では、第１反射部および第２反射部の凹部内に投影光を反射する反射面と、外光を吸収する光吸収面を設けたが、第１反射部および第２反射部を凸部として構成し、この凸部に投影光を反射する反射面と、外光を吸収する光吸収面を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０…スクリーン基板、１２…第１反射部、１３…反射面、１４…光吸収面、２２…第２反射部、２３…反射面、２４…光吸収面、３０…ガラス基板、３１…マスク、３２ａ，３２ｂ…開口部、３３ａ，３３ｂ…半球凹部、３８…電鋳型、４０…ガラス基板、４１…マスク、４２ａ，４２ｂ…開口部、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…半球凹部、１００…反射スクリーン、１００ａ…観察面、Ｌｏ…外光、Ｌｐ…投影光、Ｌｒ…反射光、Ｐ…光源。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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