(57)【要約】【課題】反射スクリーンのぎらつきを防止する反射スクリーンおよび反射スクリーンの製造方法を提供する。【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および水平方向に凹部１１からなる単位形状部が複数形成され、凹部１１は、投影光を反射する反射部１２と、外光を吸収する外光吸収部１３と、を備え、スクリーン基板１０の観察面に向けて投射された投影光を反射部１２にて観察面側に反射する反射スクリーンであって、凹部１１の反射部１２と外光吸収部１３との境界部が、反射部１２側から外光吸収部１３側に向かい表面粗さが粗くなるように形成する。【選択図】図５
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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および水平方向に凹部からなる単位形状部が複数形成され、前記単位形状部は、投影光を反射する反射部と、外光を吸収する外光吸収部と、を備え、前記スクリーン基板の観察面に向けて投射された投影光を前記反射部にて観察面側に反射する反射スクリーンであって、
前記単位形状部の前記反射部と前記外光吸収部との境界部が、前記反射部側から前記外光吸収部側に向かい表面粗さが粗くなるように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、
前記境界部にブラスト加工が施されていることを特徴とする反射スクリーン。
【請求項３】
請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、
前記外光吸収部の全面にブラスト加工が施されていることを特徴とする反射スクリーン。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
前記反射部の最表面に保護膜が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５】
スクリーン基板の観察面の法線に対して垂直方向および水平方向に凹部からなる単位形状部が複数形成され、前記単位形状部は、投影光を反射する反射部と、外光を吸収する外光吸収部と、を備え、前記スクリーン基板の観察面に向けて投射された投影光を前記反射部にて観察面側に反射する反射スクリーンの製造方法であって、
光吸収性を有する前記スクリーン基板に複数の前記単位形状部を形成する単位形状部形成工程と、
前記単位形状部に反射層を形成する反射層形成工程と、
前記反射層の一部にブラスト加工により前記反射層を剥離して前記反射部を形成する反射層剥離工程と、を含むことを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の反射スクリーンの製造方法において、
前記反射層剥離工程が、前記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位置から斜めにブラスト材を放出することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の反射スクリーンの製造方法において、
前記ブラスト材がアルミナを主成分とする材料であ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、投影光を入射させて用いる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】
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。その反射スクリーン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凸部または凹部からなる単位形状部において、投影光を反射する反射部と外光を吸収する外光吸収部を有する反射スクリーンが知られている（例えば、特許文献１参照）。一般に、この反射部には光の反射率の高い金属膜を形成して、反射部としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
単位形状部における反射部と外光吸収部の境界において、反射部を形成する金属膜の端部では、角を有して形成されたり曲面で形成されたりするため、入射した光が散乱しやすい。
図８は従来の単位形状部を示す模式図である。スクリーン基板１１０に形成された単位形状部としての凹部１１１には反射部１１２と外光吸収部１１３が形成されている。反射部１１２は金属膜１１６で形成されており、反射部１１２と外光吸収部１１３の境界部では反射部１１２に角部を有している。この角部に投影光ＬＰが入射すると反射光が散乱するため、他の部分の反射光と重なって光の強度に差が生ずることがある。このため、この現象は反射スクリーンのぎらつきの原因となり、反射スクリーンに映し出される画像の品位を低下させるという問題がある。
【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および水平方向に凹部からなる単位形状部が複数形成され、前記単位形状部は、投影光を反射する反射部と、外光を吸収する外光吸収部と、を備え、前記スクリーン基板の観察面に向けて投射された投影光を前記反射部にて観察面側に反射する反射スクリーンであって、前記単位形状部の前記反射部と前記外光吸収部との境界部が、前記反射部側から前記外光吸収部側に向かい表面粗さが粗くなるように形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、単位形状部の反射部と外光吸収部との境界部が、反射部側から外光吸収部側に向かい表面粗さが粗くなるように形成されている。
このように、反射部における境界部の表面粗さが他の反射部に比べて粗く形成されていることから、この境界部での反射率を低下させることができる。このことから、投影光がこの反射部の境界部に入射しても反射光が散乱するのを防止でき、反射スクリーンのぎらつきを抑制できる。
さらに、外光吸収部における境界部も表面粗さが粗く形成されているため、外光吸収部で外光を充分に吸収でき、コントラストの高い画像を映し出す反射スクリーンを得ることができる。
【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、前記境界部にブラスト加工が施されていることが望ましい。
【０００９】
ブラスト加工を単位形状部の境界部に施すことで反射部と外光吸収部との境界部が、反射部側から外光吸収部側に向かい表面粗さが粗くなる状態を容易に形成することができる。
【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、前記外光吸収部の全面にブラスト加工が施されていることが望ましい。
【００１１】
単位形状部の外光吸収部の全面にブラスト加工がなされ、外光吸収部で外光を充分に吸収でき、室内の照明などの外光が存在する中においても、コントラストの高い画像を映し出す反射スクリーンを得ることができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる反射スクリーンにおいて、前記反射部の最表面に保護膜が形成されていることが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、反射部を保護膜により保護して耐候性を向上させ、反射部の光の反射率を長期間維持することができる。
【００１４】
［適用例５］本適用例にかかる反射スクリーンの製造方法は、スクリーン基板の観察面の法線に対して垂直方向および水平方向に凹部からなる単位形状部が複数形成され、前記単位形状部は、投影光を反射する反射部と、外光を吸収する外光吸収部と、を備え、前記スクリーン基板の観察面に向けて投射された投影光を前記反射部にて観察面側に反射する反射スクリーンの製造方法であって、光吸収性を有する前記スクリーン基板に複数の前記単位形状部を形成する単位形状部形成工程と、前記単位形状部に反射層を形成する反射層形成工程と、前記反射層の一部にブラスト加工により前記反射層を剥離して前記反射部を形成する反射層剥離工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
この反射スクリーンの製造方法によれば、反射層にブラスト加工を施すことにより反射層の一部を剥離して反射部を形成する。このため、反射部と外光吸収部との境界部ではブラスト材が反射部に回り込み、反射部の境界部において表面粗さが粗くなり反射率を低下させることができる。このことから、投影光がこの境界部に入射しても反射光が散乱するのを防止でき、反射スクリーンのぎらつきを抑制できる。
さらに、凹部の反射層を剥離した部分が外光吸収部となり、ブラスト加工により表面粗さが粗く形成されるため、外光吸収部で外光を充分に吸収でき、コントラストの高い画像を映し出す反射スクリーンを得ることができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例にかかる反射スクリーンの製造方法において、前記反射層剥離工程が、前記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位置から斜めにブラスト材を放出することが望ましい。
【００１７】
この反射スクリーンの製造方法によれば、スクリーン基板に対して斜めにブラスト材を放出することで、凹部の投影光が照射される部分とは反対の部分（外光を吸収する部分）に合わせて、部分的に反射層を剥離することが容易である。
【００１８】
［適用例７］上記適用例にかかる反射スクリーンの製造方法において、前記ブラスト材がアルミナを主成分とする材料であることが望ましい。
【００１９】
この反射スクリーンの製造方法によれば、ブラスト材にアルミナを主成分とする材料を用いることで、スクリーン基板の金属膜などで形成された反射層を容易に剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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側面図。
【図２】実施形態における反射スクリーンの正面図。
【図３】実施形態におけるスクリーン基板に形成された凹部の形状を示す平面図。
【図４】実施形態における反射スクリーンの垂直方向の断面を示す断面図。
【図５】実施形態における凹部の反射部と外光吸収部との境界部における表面粗さの変化を示す説明図。
【図６】実施形態の反射スクリーンの製造方法を説明する工程図。
【図７】実施形態の反射スクリーンの製造方法を説明する工程図。
【図８】従来の反射スクリーンの単位形状部としての凹部を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
（実施形態）
＜反射スクリーンの構成＞
図１は本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側面図である。また、図２は本実施形態における反射スクリーンの正面図である。
図１、図２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に向けて斜めに投射された投影光Ｌｐを、反射スクリーン１００の観察面側（Ｚ軸正方向側）に反射するものである。そして、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。
スクリーン基板１０は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの樹脂を用いて形成され可撓性を有している。また、スクリーン基板１０は、黒色の顔料などの光吸収材が含有され、可視光を吸収可能に形成されている。
【００２２】
また、反射スクリーン１００はスクリーン基板１０の観察面１００ａ側に単位形状部としての凹部が複数備えられている。
図３はスクリーン基板に形成された凹部の形状を示し、図２のＡ部拡大図である。図４は反射スクリーンの垂直方向の断面を示す断面図であり、図３のＢ−Ｂ断線に沿う概略断面図である。図５は凹部の反射部と外光吸収部との境界部における表面粗さを示す説明図であり、図５（ａ）は凹部の模式拡大図、図５（ｂ）は境界部の表面粗さの変化を示すグラフである。
【００２３】
スクリーン基板１０には凹部１１が格子状にそれぞれが互いに接して配置されている。凹部１１の半球の直径としては例えば２０μｍ〜２００μｍ程度に形成されている。
凹部１１は、図３、図４に示すように、半球状に形成され投影光を反射する反射部１２と、外光を吸収する外光吸収部１３を備えている。
この反射部１２には効率よく投影光を反射させるためにアルミニウム（Ａｌ）等の反射性を有する金属材料によって、反射膜１６が形成されている。反射膜１６は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。
【００２４】
そして、凹部１１の反射部１２を除き、照明光などの外光が入射する部分に外光吸収部１３が形成されている。
この外光吸収部１３は、スクリーン基板１０の基材を黒色にすることなどの方法にて、光を吸収できるように構成されている。
【００２５】
また、図５（ａ）に示すように、単位形状部としての凹部１１の反射部１２から境界ｄを超えて外光吸収部１３に至る経路の表面粗さの変化を測定すると、図５（ｂ）に示すようなグラフとなる。
ここでは、境界ｄ付近の反射部１２側および外光吸収部１３側の領域を境界部と呼ぶ。
【００２６】
境界部における表面の表面粗さは、反射部１２側から外光吸収部１３側に向かい表面粗さが粗くなるように形成されている。そして、それぞれ境界部から離れると一定の表面粗さとなっている。
また、反射部は反射膜１６にて構成され、その膜厚は境界ｄに近づくに従い薄くなるように形成されている。また、図５（ｂ）に示す表面粗さについては、境界ｄにおける段差を除外して表している。
【００２７】
なお、図示しないが、凹部１１の反射膜１６上に、反射膜１６の劣化を防ぐためにＳｉＯ2膜などの保護膜を設けて反射部を構成しても良い。また、ＳｉＯ2膜に限らず、透明な撥水膜を形成しても良い。
【００２８】
＜反射スクリーンの作用＞
次に、反射スクリーンの作用について説明する。
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。
【００２９】
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４に示すように、凹部１１内に形成された反射部１２に入射する。反射部１２には反射膜１６が形成されており、投影光Ｌｐは反射スクリーン１００の観察面側に反射光Ｌｒが反射される。なお、投影光Ｌｐは凹部１１の縁に遮られて、凹部１１の全面には投影光Ｌｐは入射しない。
【００３０】
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、凹部１１の外光吸収部１３に入射する。そして、凹部１１の外光吸収部１３に到達した外光Ｌｏは外光吸収部１３に吸収される。なお、外光は凹部１１の縁に遮られて、反射部１２に入射することはない。
【００３１】
そして、本実施形態の反射スクリーン１００は、反射部１２における境界部の表面粗さが他の反射部１２に比べて粗く形成されていることから、この境界部での光の反射率を低下させることができる。このことから、投影光Ｌｐがこの反射部１２の境界部に入射しても反射光が散乱するのを防止でき、反射スクリーン１００のぎらつきを抑制できる。
【００３２】
＜反射スクリーンの製造方法＞
次に上記のような構成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示す工程図である。
図６（ａ）に示すように、ソーダガラスなどのガラス基板２０の上にマスク２１を形成する。マスク２１は、酸化クロム（ＣｒＯ）膜を下地として、その上にクロム（Ｃｒ）膜をスパッタリング法などにより成膜したものである。なお、マスク２１を成膜する前に、ガラス基板２０の表面をサンドブラスト加工し、ガラス基板２０の表面を粗く形成してマスク２１の密着力を向上させてもよい。
そして、マスク２１に対して凹部を形成する位置に数μｍ程度の開口部２２を形成する。開口部２２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。
【００３３】
次に、図６（ｂ）に示すように、マスク２１に開口部２２が形成されたガラス基板２０をエッチング液に所定の時間だけ浸漬して、ガラス基板２０に半球状の凹部２３を形成する。エッチング液により開口部２２を介してガラス基板２０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、ガラス基板２０からマスク２１を剥離することで、ガラス基板２０は元転写型として完成する。
【００３４】
次に、図６（ｃ）に示すように、元転写型としてのガラス基板２０を用いて、ニッケル（Ｎｉ）などの金属材料で電鋳型２５を製作する。
そして、図６（ｄ）に示すように、電鋳型２５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。このようにして、スクリーン基板１０に単位形状部である凹部１１が複数形成される（単位形状部形成工程）。
ここではスクリーン基板１０として光吸収材料を含み、光吸収性を有する黒色のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シートが用いられる。
【００３５】
次に、図７（ａ）に示すように、電鋳型２５とスクリーン基板１０とを分離する。
そして、図７（ｂ）に示すように、スクリーン基板１０表面の全面にアルミニウム（Ａｌ）膜などの反射層２６を形成する（反射層形成工程）。
反射層２６は、スクリーン基板１０に反射材料を蒸着またはスパッタリングすることで形成することができる。また、必要に応じて、反射層２６とスクリーン基板１０との密着力を確保するために、成膜の前にスクリーン基板１０の表面をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）による洗浄や大気プラズマ、コロナ放電などを用いて表面改質を行ってもよい。さらに、反射層２６の表面にＳｉＯ2などの保護膜を設けてもよい。
【００３６】
続いて、図７（ｃ）に示すように、スクリーン基板１０に対して斜めの位置からブラスト装置を用いてブラストノズル２７から、圧縮空気とともにブラスト材を放出して反射層２６にブラスト加工を施す。ここで、スクリーン基板１０に対して斜めの位置とは、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位置であり、投影光を照射する方向とは逆の方向に相当する。ブラストノズルの角度はスクリーン基板の垂直方向に対して１５°〜５０°である。
反射層２６にブラスト材を当てることで反射層２６が剥離し、スクリーン基板１０の基材が露出する（反射層剥離工程）。
このようにして、図７（ｄ）に示すように、凹部１１の反射層２６を剥離した部分が外光吸収部１３となり、残された反射層２６が反射部１２となった反射スクリーン１００が製造される。
【００３７】
ブラスト加工が施された凹部１１の外光吸収部１３の表面は、ブラスト材の硬さ、粒子の大きさなどに応じて表面粗さが粗く加工され、外光の吸収を向上させる効果が生じる。
また、反射層２６を剥離するブラスト加工により、反射部１２の境界部ではブラスト材が回り込んで反射膜１６をたたき、この部分の反射膜１６を削りながら表面粗さが粗く形成される。このようにして、図５で説明したように、境界部における表面の表面粗さは、反射部１２側から外光吸収部１３側に向かい表面粗さが粗くなるように形成される。そして、それぞれ境界部から離れると一定の表面粗さとなる。また、反射部１２は反射膜１６にて構成され、その膜厚は境界に近づくに従い薄くなるように形成される。
【００３８】
なお、ブラスト材としては、白色アルミナ質研磨材（ＷＡ）を用いることができ、ＷＡ＃２０００〜ＷＡ＃４０００の番手を採用するのが好ましい。
また、凹部１１に対して斜めからブラスト材を当てることで、ブラスト材は、凹部１１の縁に遮られて反射部１２とする部分には入射しないため、確実に反射部１２を残すことが可能である。このように、ブラスト材を斜めから放出することで、反射層２６の選択的な剥離を容易に制御できる。
【００３９】
また、上記の反射スクリーン１００の製造方法では元転写型としてのガラス基板２０を用いて電鋳型２５を形成したが、このガラス基板２０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（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。
【００４０】
以上、本実施形態の反射スクリーン１００は、凹部１１の反射部１２と外光吸収部１３との境界部が、反射部１２側から外光吸収部１３側に向かい表面粗さが粗くなるように形成されている。
このように、反射部１２の境界部での反射率を低下させることができ、投影光がこの境界部に入射しても反射光が散乱するのを防止でき、反射スクリーン１００のぎらつきを抑制できる。
さらに、外光吸収部１３における境界部も表面粗さが粗く形成されているため、外光吸収部１３で外光を充分に吸収でき、コントラストの高い画像を映し出す反射スクリーン１００を得ることができる。
【００４１】
また、本実施形態における反射スクリーン１００の製造方法によれば、反射層２６の一部にブラスト加工を施すことにより反射層２６を剥離して反射部１２を形成する。このため、反射部１２と外光吸収部１３との境界部ではブラスト材が反射部１２に回り込み、反射部１２の境界部において表面粗さが粗くなり反射率を低下させることができる。このことから、投影光がこの境界部に入射しても反射光が散乱するのを防止でき、反射スクリーン１００のぎらつきを抑制できる。
さらに、外光吸収部１３における境界部も表面粗さが粗く形成されているため、外光吸収部１３で外光を充分に吸収でき、コントラストの高い画像を映し出す反射スクリーン１００を得ることができる。
【００４２】
また、本実施形態における反射スクリーン１００の製造方法によれば、スクリーン基板１０に対して斜めにブラスト材を放出することで、凹部１１の投影光が照射される部分とは反対の部分（外光を吸収する部分）に合わせて、部分的に反射層２６を剥離することが容易である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…スクリーン基板、１１…凹部、１２…反射部、１３…外光吸収部、１６…反射膜、２０…ガラス基板、２１…マスク、２２…開口部、２３…半球状の凹部、２５…電鋳型、２６…反射層、２７…ブラストノズル、１００…反射スクリーン、１００ａ…観察面、１１０…スクリーン基板、１１１…凹部、１１２…反射部、１１３…外光吸収部、１１６…金属膜、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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