(57)【要約】【課題】プロジェクターを反射スクリーンの斜め方向に配置した場合であっても、斜め方向からの光を反射スクリーンの前方の観察側により多く反射させ、投影画像のコントラストを向上させることができる反射スクリーンを提供する。【解決手段】スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の観察面側の法線に対して垂直方向にずれた位置から、前記観察面側に斜めに投射された投射光を、観察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前記観察面側に複数個の凹部が形成され、前記凹部の凹面の少なくとも前記投射光が投射される部位（範囲）に形成される反射部と、前記凹面の前記反射部の非形成領域に形成される低反射率部と、前記凹面の前記反射部と前記低反射率部との間に前記反射部と前記低反射率部とのいずれも形成されない基板露出部とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の観察面側の法線に対して垂直方向にずれた位置から、前記観察面側に斜めに投射された投射光を、観察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前記観察面側に複数個の凹部が形成され、
前記凹部の凹面の少なくとも前記投射光が投射される部位（範囲）に形成される反射部と、
前記凹面の前記反射部の非形成領域に形成される低反射率部と、
前記凹面の前記反射部と前記低反射率部との間に前記反射部と前記低反射率部とのいずれも形成されない基板露出部と、を備える、
ことを特徴とする反射スクリーン。
【請求項２】
前記凹部の一部個数もしくは全個数が、前記基板露出部を備えていない、
ことを特徴とする請求項１に記載の反射スクリーン。
【請求項３】
前記スクリーン基板は、少なくとも前記反射部の非形成領域が光を吸収可能に形成されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の反射スクリーン。
【請求項４】
前記反射部がＡｌ膜で形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の反射スクリーン。
【請求項５】
前記低反射率部が酸化ケイ素膜で形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の反射スクリーン。
【請求項６】
前記低反射率部を形成する前記酸化ケイ素膜が５０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の反射スクリーン。
【請求項７】
スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の観察面側の法線に対して垂直方向にずれた位置から、前記観察面側に斜めに投射された投射光を、観察側に反射する反射スクリーンの製造方法であって、
前記観察面側に複数の凹部が形成された前記スクリーン基板の前記凹部の凹面に反射膜を成膜し、反射部を形成する反射部形成工程と、
前記凹面の前記反射部の非形成領域に低反射率膜を成膜し低反射率部を形成する低反射率部形成工程と、を含み、
前記反射部形成工程は、前記スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の前記観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に前記反射膜の蒸着源を載置し、
前記低反射率部形成工程は、前記スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の前記観察面の法線に対して垂直方向の、前記反射膜の前記蒸着源の載置部とは前記スクリーン基板の中心に対して反対方向にずれた位置に前記低反射率膜の蒸着源を載置する、
ことを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射スクリーンおよび反射スクリーンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、投影画像を反射させて観察可能にする反射スクリーンが知られている。このような反射スクリーンとして、スクリーン基板の前面側に同一形状の多数の凸状の単位形状部が２次元的に規則的に配置され、凸状の単位形状部の投影光入射方向に向かう一部の表面部分にのみに反射面が形成されている反射スクリーンが開示されている（例えば、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２００６−２１５１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の反射スクリーンは、単位形状部が反射スクリーンの垂直方向に一直線に隣接して設けられているため、例えば、プロジェクターをスクリーンの前方の斜め下方側に配置し、プロジェクターからスクリーンに向けて斜め上方に投影画像を照射した場合、投影画像のコントラストが低下するという課題がある。
上記のように、プロジェクターからスクリーンに向けて斜め方向に投影画像を照射した場合、プロジェクターからの投影光が、プロジェクターに近い単位形状部よって遮られ、プロジェクターに遠い単位形状部に十分な光が到達しない。このため、プロジェクターからの投影光が反射スクリーン前方の観察者側に十分に反射されず、投影画像のコントラストが低下してしまう。
【０００５】
そこで、この発明は、プロジェクターを反射スクリーンの斜め方向に配置した場合であっても、斜め方向からの光を反射スクリーンの前方の観察側により多く反射させ、投影画像のコントラストを向上させることができる反射スクリーンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくとも上述の課題の一つを解決するように、下記の形態または適用例として実現され得る。
【０００７】
〔適用例１〕本適用例の反射スクリーンは、スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の観察面側の法線に対して垂直方向にずれた位置から、前記観察面に斜めに投射された投射光を、観察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前記観察面側に複数個の凹部が形成され、前記凹部の凹面の少なくとも前記投射光が投射される部位に形成される反射部と、前記凹面の前記反射部の非形成領域に形成される低反射率部と、前記凹面の前記反射部と前記低反射率部との間に前記反射部と前記低反射率部とのいずれも形成されない基板露出部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上述の適用例によれば、低反射率部は反射部の非形成領域に形成される、すなわち投射光の投射方向とは異なる方向から入射される光を観察側に反射することを抑制することができる。すなわち、投射光の投射側とは反対方向の光、例えば室内照明などが反射スクリーンに入っても、室内照明光などが入り込む反射スクリーンの凹部には低反射率部が形成されているため、反射部により観察側へ反射される投射画像の反射光への不要な反射光の混在が抑制され、コントラストの高い鮮明な投射画像を見せることができる反射スクリーンを得ることができる。
【０００９】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記凹部の一部個数もしくは全個数が、前記基板露出部を備えていないことを特徴とする。
【００１０】
上述の適用例によれば、反射部の非形成領域の全てを低反射率部としても、上述の作用効果を発揮することができる。従って、低反射率部の形成において、製造方法の自由度を高めることができる。
【００１１】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記スクリーン基板は、少なくとも前記反射部の非形成領域が光を吸収可能に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
上述の適用例によれば、投射される画像投射光以外を観察側に反射することを抑制し、鮮明な画像投射光を観察側に反射することができる。
【００１３】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記反射部がＡｌ膜で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上述の適用例によれば、安価で様々な素材との密着性能が高く、反射性能の優れた反射膜を備える反射スクリーンを得ることができる。
【００１５】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記低反射率部が酸化ケイ素膜で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
〔適用例６〕上述の適用例において、前記低反射率部を形成する前記酸化ケイ素膜が５０ｎｍ以上１１５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
上述の適用例によれば、低反射率の透明且つ高硬度の皮膜を得ることができ、５０ｎｍ〜１１５ｎｍの範囲で酸化ケイ素膜を形成することで、スクリーン基板との密着性に優れた低反射率膜を備える反射スクリーンを得ることができる。また、反射部まで上述の低反射率膜を形成すれば、反射部の鏡面部分の保護膜として機能し、反射部表面の埃を含む汚れを除去する際の傷つき防止の効果を得ることができる。
【００１８】
〔適用例７〕本適用例の反射スクリーンの製造方法は、スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の観察面側の法線に対して垂直方向にずれた位置から、前記観察面側に斜めに投射された投射光を、観察側に反射する反射スクリーンの製造方法であって、前記観察面側に複数の凹部が形成された前記スクリーン基板の前記凹部の凹面に反射膜を成膜し反射部を形成する反射部形成工程と、前記凹面の前記反射部の非形成領域に低反射率膜を成膜し低反射率部を形成する低反射率部形成工程と、を含み、前記反射部形成工程は、前記スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の前記観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に前記反射膜の蒸着源を載置し、前記低反射率部形成工程は、前記スクリーン基板の中心より、前記スクリーン基板の前記観察面の法線に対して垂直方向の、前記反射膜の前記蒸着源の載置部とは前記スクリーン基板の中心に対して反対方向にずれた位置に前記低反射率膜の蒸着源を載置することを特徴とする。
【００１９】
上述の適用例によれば、スクリーン基板の凹部における投射光の投射される範囲に選択的に反射膜素材を蒸着することができる。すなわち、投射光が投射されない範囲には、反射膜が形成されない部位が生じるが、実質的に投射光が到達しない範囲であり、観察側への投射画像への影響を及ぼさない。よって、最小必要限度の反射膜原料を用いることで、上述の高いコントラストの投射画像を実現する反射スクリーンを得ることができる。
【００２０】
さらに、低反射率膜の蒸着においては、反射膜素材の蒸着源の載置位置とは反対側に低反射率膜の蒸着源を載置することで、反射部の非形成部に選択的に低反射率部を形成することができ、一般的に反射スクリーンの下斜め位置に設置されるプロジェクターに対して上方に設置されている室内照明からの投射光を観察側に反射することが抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態にかかる反射スクリーンと光源との位置関係を示す模式図。
【図２】実施形態における反射スクリーンの正面図。
【図３】実施形態における反射スクリーンの（ａ）は断面図、（ｂ）は部分拡大図。
【図４】実施形態における低反射率部の反射率と低反射率膜の膜厚の関係を示すグラフ。
【図５】実施形態における蒸着装置を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００２３】
（実施形態）
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、図面においても指示するが、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ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。
【００２４】
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光源Ｐから、観察面１００ａに向けて斜めに射出された投射光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。反射スクリーン１００は、法線ＮＬがＺ軸と平行になるように配置されている。
【００２５】
図２および図３に示すように、反射スクリーン１００のスクリーン基板１０は、観察面１００ａ側に半球状の凹部１１が複数備えられている。凹部１１は、スクリーン基板１０の厚み方向（Ｚ方向）に窪み、略同一径の球状面に形成されている。凹部１１の直径としては、例えば２０μｍ〜２００μｍ程度に形成されている。また、凹部の形状は球状面を有するものであれば、半球状ではなく、半楕円球状、円錐状、扇型、またはこれらの組み合わせであってもよい。
【００２６】
スクリーン基板１０は、例えば、樹脂等の可撓性を有する材料によって形成されている。また、スクリーン基板１０は、例えば、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。
【００２７】
また、図２に示すように、スクリーン基板１０の垂直方向（Ｙ方向）に隣接する凹部１１、１１は、スクリーン基板１０の水平方向（Ｘ方向）にずれた状態で配置され、複数の凹部１１が格子状に配列されていることが好ましい。
【００２８】
本実施例の反射スクリーンの断面図を示す図３（ａ）、および図３（ａ）のＡ部の部分拡大を模式的に示す図３（ｂ）のように、凹部１１の内壁面には観察面１００ａのＹ方向斜め方向に配置される光源Ｐからの投射光Ｌｐが到達する部位に反射部１２が形成されている。この反射部１２は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の反射性を有する材料によって、膜厚が１０ｎｍ〜５μｍとなるように成膜されている。
【００２９】
反射部１２は凹部１１の内壁面の一部分に形成され、この反射部１２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の上部側（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、反射部１２の形成面積は小さい。すなわち、光源Ｐからの投射光Ｌｐは、凹部１１の縁部１１ａの光源Ｐ側に遮られ、投射光Ｌｐ到達する領域がスクリーンの上方（光源Ｐから遠い部分）で少なくなるためである。
【００３０】
従って、反射部１２は光源Ｐからの投射光Ｌｐが、凹部１１において到達する領域に形成されていることで、効率よく投射光Ｌｐを反射することができる。
【００３１】
凹部１１の反射部１２の非形成領域には低反射率部１３が形成されている。本実施形態における低反射率部１３は金属酸化物の薄膜を成膜して形成されている。金属酸化膜としては低屈折率の金属酸化物を成膜することが好ましく、特に酸化ケイ素を成膜することが好ましい。また、金属窒化物の適用も可能であり、例えば窒化ケイ素を低反射率部１３として形成しても良い。
【００３２】
酸化ケイ素膜を成膜する場合には、反射率の低い領域の膜厚に成膜することが好ましい。スクリーン基板１０に塩化ビニルを用いた場合の酸化ケイ素の膜厚と反射率の関係を示す図４から、５０ｎｍ〜１３０ｎｍの膜厚に成膜することが好ましい。さらに６５ｎｍ〜１１５ｎｍの範囲で成膜することがなお好ましく、膜厚の狙い値を９０ｎｍにすることで後述する外部光の観察側への反射を抑制することができる。
【００３３】
また、凹部１１の内壁面には、反射部１２の形成範囲外に、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、または凹部１１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。光吸収面１４は図３（ｂ）にも示すように、凹部１１の内壁面における反射部１２の非形成範囲（波型矢印範囲）である。
【００３４】
さらに、光吸収面１４内には、反射部１２および低反射率部１３のいずれも形成されていない、基板露出部１４ａを含んでいる。但し、基板露出部１４ａが無く反射部１２の非形成範囲全面に低反射率部１３が形成されても良い。この時、反射スクリーン１００に形成されている複数の凹部１１の全てに基板露出部１４ａを備える場合と、凹部１１の全てに基板露出部１４ａを備えない場合があっても良い。さらに、一つの反射スクリーン１００の中の複数の凹部１１に、基板露出部１４ａを備える凹部と、基板露出部１４ａを備えない凹部とが混在していても良く、また、その配置も限定されない。
【００３５】
次に、図３によって、映像を映し出す反射スクリーンの作用について説明する。反射スクリーン１００の観察面１００ａの法線に対して垂直方向（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が投射される。
【００３６】
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、反射防止層１６に入射し、反射防止層１６を透過して保護層１５に入射する。このとき、反射防止層１６は保護層１５との間で屈折率が調整されているので、反射防止層１６を透過した投影光Ｌｐが保護層１５の表面での反射が防止される。
【００３７】
保護層１５に入射した投影光Ｌｐは、保護層１５を透過して凹部１１内に形成された反射部１２に到達する。反射部１２に到達した投影光Ｌｐは、反射部１２によって反射スクリーン１００の観察側（Ｚ方向）に反射光Ｌｒが反射される。
【００３８】
一方、反射スクリーン１００の観察面１００ａには、投影光Ｌｐのほかに反射スクリーン１００の上方の外部光源Ｒから外光Ｌｏが入射する。観察面１００ａに入射した外光Ｌｏは、反射防止層１６に入射して、反射防止層１６を透過して保護層１５に入射する。外光Ｌｏは反射防止層１６が形成されているため、保護層１５の表面で観察側に反射することが防止される。
【００３９】
そして、保護層１５の表面に到達した外光Ｌｏは、保護層１５を透過して凹部１１に入射し、凹部１１の低反射率部１３に到達する。そして、凹部１１の低反射率部１３に到達した外光Ｌｏは観察側への反射光を抑制し、光吸収面１４に入射され、吸収される。このように、本実施形態の反射スクリーン１００は、観察面１００ａに対して斜めからの光源Ｐから画像を含む投射光Ｌｐが入射し、観察側に反射光Ｌｒとして投射するとき、同時に外部光源Ｒからの入射する外光Ｌｏを、低反射率部１３でその多くを反射せず光吸収面１４へ入射させることができる。従って、反射光Ｌｒを投射画像として観察側から観察した場合でも、コントラストの高い映像を映し出すことができる。
【００４０】
次に、本実施形態の反射スクリーンの製造方法、特に反射部１２および低反射率部１３を構成する薄膜の成膜方法について説明する。本実施形態における反射部１２、および低反射率部１３の形成を蒸着法により成膜する方法を説明するが、その他の成膜方法としてスパッタリング、ＣＶＤ等により成膜することも可能である。
【００４１】
図５は本実施形態のすでに凹部１１を複数形成したスクリーン基板１０を収納した、蒸着装置を模式的に現した断面図である。蒸着装置２００は内部を減圧状態にし、被蒸着物を収納するドーム２０と、図示しない真空ポンプ、電源装置等を備える基台３０とを備える。
【００４２】
ドーム２０の内部には反射部１２に蒸着により成膜される蒸着源のＡｌ、および低反射率部１３に蒸着により成膜される蒸着源の酸化ケイ素を収納し、蒸着源を過熱溶融する第１るつぼ４０ａと第２るつぼ４０ｂとを備える。また第１るつぼ４０ａ、あるいは第２るつぼ４０ｂが後述のように蒸着源を蒸散させるとき、不要部位への蒸散を防ぐ遮蔽板５０を備える。但し、遮蔽板５０を備えなくても被蒸着物への蒸着は可能である。
【００４３】
被蒸着物のスクリーン基板１０は、蒸着装置２００の容量によって複数個が同時にラック６０に固定され、ラック６０は図示しない駆動装置によって蒸着中は回転し、蒸着膜を均一に形成する。スクリーン基板１０は回転装置７０ａとスクリーン固定部７０ｂを備えるラック治具７０によりラック６０に固定されている。このとき、スクリーン基板１０が蒸着源を収納した第１るつぼ４０ａ、あるいは第２るつぼ４０ｂをスクリーン基板１０の法線に対して垂直方向にずれた位置、すなわち図３（ａ）におけるＹ方向にずれた位置となるように、ラック６０の位置、形状を設定する。
【００４４】
蒸着時は、先ず反射部１２を形成する部材、例えばアルミニウムを第１るつぼ４０ａに、低反射率部１３を形成する部材の酸化ケイ素を第２るつぼ４０ｂに収納する。次にドーム２０内を減圧し、真空状態とする。次に、初めに蒸着する素材、本実施形態では反射部１２を初めに形成するので、第１るつぼ４０ａを加熱し蒸着源のＡｌを溶融し、蒸散させスクリーン基板１０に蒸着する。
【００４５】
反射部１２のＡｌ蒸着の終了を確認し、次に第２るつぼ４０ｂを図示しない移動装置により所定の位置、すなわち先の第１るつぼ４０ａが載置された位置に移動させる。このとき、第１るつぼ４０ａは退避している。
【００４６】
次に、ラック６０に固定されているラック治具７０の回転装置７０ａを稼動し、スクリーン固定部７０ｂを、スクリーン基板１０を固定した状態で１８０度回転させる。これにより、蒸着装置２００内部のスクリーン基板１０は、反射部１２のＡｌ蒸着時とは上下を逆にして設置される。
【００４７】
そして、同様に次に蒸着する第２るつぼ４０ｂを加熱し蒸着源の酸化ケイ素を溶融し、蒸発させ先に蒸着した反射部１２の反射膜上に保護膜として酸化ケイ素膜を蒸着する。このようにして、反射部１２の非形成部に低反射率部１３を形成することができる。
【００４８】
上述の蒸着方法は、いわゆる斜方蒸着であり、斜め方向からの蒸着により、本実施形態の斜め方向からの投射光Ｌｐを効率よく反射する反射部１２の反射膜を、投射光Ｌｐの投射範囲に効率よく形成することができる。
【００４９】
さらに、同一の蒸着装置２００内部において、スクリーン基板１０を反転させるだけで、低反射率部１３の形成も斜方蒸着により行うことができる。従って、光源Ｐとは反対方向からの外部光源Ｒの外光Ｌｏの観察側への反射を抑制する低反射率部１３を合理的に形成することができ、生産性の向上とコストダウンを図ることが可能となる。
【００５０】
なお、低反射率部１３の形成における蒸着方法は、上述の方法装置に限定されるものではない。例えば、反射部１２形成用の蒸着装置と低反射率部１３形成用の蒸着装置を準備し、それぞれの装置にスクリーン基板１０を入れ替えて形成することも可能である。
【００５１】
また、低反射率部１３の形成は斜方蒸着でなく、反射スクリーン１００の観察面１００ａの法線方向に蒸着源を載置してスクリーン基板１０の凹部１１に蒸着することもできる。この場合には、低反射率部１３は反射部１２に重なって形成されることとなる。この場合、低反射率部１３が酸化ケイ素膜であれば、反射部１２を形成するＡｌ蒸着膜を保護することもできる。
【００５２】
次に、上述の蒸着により反射部１２と低反射率部１３が形成されたスクリーン基板１０に、保護層１５と、保護層１５上に反射防止層１６を形成して、反射スクリーン１００が完成する。保護層１５と反射防止層１６は、原料樹脂成分を溶剤により溶解した原料液をスピンコート法、スプレー法などにより積層し、乾燥工程を経て形成することができる。
【００５３】
上述の通り、本実施形態の反射スクリーンは、斜方蒸着により光源Ｐからの投射光を効率よく反射する反射部を形成することができ、しかも同じく斜方蒸着により低反射率部を形成したことで、光源Ｐとは反対側の外部光源からの投射光を観察側へ反射することを抑制することができる。従って、高いコントラストの反射光を観察側に反射させるものであり、光源Ｐとなるプロジェクターを通常室内照明下においても鮮明な画像を観察者に提供する。
【００５４】
なお、上述の実施形態の説明における図３（ａ）および（ｂ）の、反射部１２を形成するＡｌ膜、ならびに低反射率部１３を形成する酸化ケイ素膜は凹部１１の凹面内において端面を備えるように作図されているが、説明上の各部の位置関係を明確にするためのものである。実際の各部の成膜においては、凹面内の端部近傍において、膜厚が略ゼロになるように徐々に薄くなる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…スクリーン基板、１１…凹部、１２…反射部、１３…低反射率部、１４…光吸収面、１５…保護層、１６…反射防止層、１００…反射スクリーン。
【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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