(57)【要約】【課題】視野角を広くでき、コントラストの低下を抑制できるスクリーン、及びスクリーン製造用型の製造方法を提供すること。【解決手段】スクリーン１には、画像を形成する光が入射される入射面１１Ａに凹曲面２Ａを有する凹部２が複数配列される。凹部２は、入射面１１Ａ及び入射面１１Ａの延長面のいずれかの面上に設定された基準点を中心とする略同心円状の複数の列に沿ってそれぞれ形成される。基準点からの放射方向に沿う凹部２の断面視において、凹部２の開口端２１と凹曲面２Ａを円弧とする仮想円の中心点とを結ぶ２つの直線Ｌがなす角度である凹曲面２Ａの中心角θは、基準点と凹部２との距離が大きくなるに従って小さくなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成する光が入射される入射面に凹曲面を有する凹部が複数配列されたスクリーンであって、
前記凹部は、前記入射面及び前記入射面の延長面のいずれかの面上に設定された基準点を中心とする略同心円状の複数の列に沿ってそれぞれ形成され、
前記基準点からの放射方向に沿う前記凹部の断面視において、当該凹部の開口端と前記凹曲面を円弧とする仮想円の中心点とを結ぶ２つの直線がなす角度である前記凹曲面の中心角は、前記基準点と前記凹部との距離が大きくなるに従って小さくなる
ことを特徴とするスクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリーンにおいて、
前記中心角は、６０度以上１６０度以下の範囲に設定されている
ことを特徴とするスクリーン。
【請求項３】
画像を形成する光が入射される入射面に凹曲面を有する凹部が複数配列されたスクリーンの製造に用いられるスクリーン製造用型の製造方法であって、
基板の一方の面に、前記入射面に形成される前記凹部に応じた凹状のレンズ型を形成して母型を製造する母型製造工程と、
形成された母型を用いて、前記レンズ型が転写された樹脂型を前記スクリーン製造用型として製造する樹脂型製造工程とを有し、
前記母型製造工程では、前記一方の面及び当該面の延長面のいずれかの面上に設定された基準点と前記レンズ型との距離が大きくなるに従って、前記基準点からの放射方向に沿う前記レンズ型の断面視における当該凹部の開口端と前記凹曲面を円弧とする仮想円の中心点とを結ぶ２つの直線がなす角度である中心角が小さくなるように、前記基準点を中心とする略同心円状の複数の列に沿って前記レンズ型を複数形成する
ことを特徴とするスクリーン製造用型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン、及びスクリーン製造用型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターから投射された画像を表示するスクリーンとして、当該画像を形成する光が入射される入射面に複数の凹部が形成されたスクリーンが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載のスクリーンでは、各凹部の表面に、プロジェクターからの光の入射領域に応じて反射膜が形成されている。これら反射膜により、スクリーンの正面側下方から斜方入射される光をスクリーンの正面側に反射させて、当該正面側に位置する観察者は、画像を観察することができる。
【０００３】
ところで、このようなスクリーンは、例えば、前記凹部に対応するレンズ型をエッチングにより形成したガラス基板を母型として用い、当該母型に樹脂等を注入して樹脂型を製造した後、当該樹脂型を用いてスクリーン基材に凹部を形成することで製造される。この他、当該スクリーンは、例えば、当該樹脂型からニッケル電鋳加工により製造された最終型をスクリーン基材に押し当てて、凹部を当該スクリーン基材に形成することでも製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した方法では、母型に樹脂等を注入して凸部を有する樹脂型を製造する際に、母型と樹脂との間に気泡が生じるおそれがある他、母型から樹脂型を剥離する際、当該樹脂型が破損するおそれがある。このため、樹脂型を良好に製造できないため、このような樹脂型を用いて、スクリーンを製造すると、スクリーン基材に凹部を良好に形成できない。これにより、視野角が狭くなったり、スクリーンに表示される画像のコントラストが低下したりするという問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、視野角を広くでき、コントラストの低下を抑制できるスクリーン、及びスクリーン製造用型の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスクリーンは、画像を形成する光が入射される入射面に凹曲面を有する凹部が複数配列されたスクリーンであって、前記凹部は、前記入射面及び前記入射面の延長面のいずれかの面上に設定された基準点を中心とする略同心円状の複数の列に沿ってそれぞれ形成され、前記基準点からの放射方向に沿う前記凹部の断面視において、当該凹部の開口端と前記凹曲面を円弧とする仮想円の中心点とを結ぶ２つの直線がなす角度である前記凹曲面の中心角は、前記基準点と前記凹部との距離が大きくなるに従って小さくなることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、凹部の凹曲面の中心角は、基準点と凹部との距離が大きくなるに従って小さくなるように形成される。これによれば、このような凹部を形成するために、上述した母型に樹脂等を注入して凸部を有する樹脂型を製造する際に、母型と樹脂との間に気泡が生じることを防止できる。また、前記母型から樹脂型を剥離する際、樹脂型を良好に剥離でき、樹脂型の破損を防止できる。このように、樹脂型を良好に形成でき、スクリーン基材に凹部を良好に形成できる。従って、視野角を広くでき、スクリーンに表示される画像のコントラストの低下を抑制できる。
【０００９】
本発明のスクリーンでは、前記中心角は、６０度以上１６０度以下の範囲に設定されていることが好ましい。
ところで、中心角が６０度未満に形成される場合では、上述した樹脂型を形成する際に、母型と樹脂との間に気泡が生じ易く、良好な樹脂型を製造できない。さらに、中心角が６０度未満に形成された場合では、凹部への入射光が凹部の底面近傍に入射して、入射光の多くが適切に観察者側に反射されないため、ぎらつきが生じる。
一方、中心角が１６０度より大きく形成される場合では、凹部の開口端から底部までの寸法が大きくなるため、樹脂型を母型から剥離する際、樹脂型を母型から剥離し難くなる他、樹脂型が破損し易い。このため、良好な樹脂型を製造できない。
【００１０】
これに対し、本発明によれば、中心角は、６０度以上１６０度以下の範囲に設定される。これによれば、母型から樹脂型を製造する際に、母型と樹脂との間に気泡が生じることを確実に防止でき、さらに、母型からの樹脂型の剥離を容易に行うことができる他、当該樹脂型の破損を確実に防止できる。これにより、良好な樹脂型を製造できる。そして、良好な樹脂型を用いて製造されたスクリーンでは、画像のぎらつきを防止できる。
【００１１】
本発明のスクリーン製造用型の製造方法は、画像を形成する光が入射される入射面に凹曲面を有する凹部が複数配列されたスクリーンの製造に用いられるスクリーン製造用型の製造方法であって、基板の一方の面に、前記入射面に形成される前記凹部に応じた凹状のレンズ型を形成して母型を製造する母型製造工程と、形成された母型を用いて、前記レンズ型が転写された樹脂型を前記スクリーン製造用型として製造する樹脂型製造工程とを有し、前記母型製造工程では、前記一方の面及び当該面の延長面のいずれかの面上に設定された基準点と前記レンズ型との距離が大きくなるに従って、前記基準点からの放射方向に沿う前記レンズ型の断面視における当該凹部の開口端と前記凹曲面を円弧とする仮想円の中心点とを結ぶ２つの直線がなす角度である中心角が小さくなるように、前記基準点を中心とする略同心円状の複数の列に沿って前記レンズ型を複数形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、母型に形成される凹状のレンズ型の凹部の凹曲面の中心角は、基準点と凹部との距離が大きくなるに従って小さくなるように形成される。これによれば、このような凹部を形成するために、上述した母型に樹脂等を注入して凸部を有する樹脂型を製造する際に、母型と樹脂との間に気泡が生じることを防止できる。また、前記母型から樹脂型を剥離する際、樹脂型を良好に剥離でき、樹脂型の破損を防止できる。このように、樹脂型を良好に形成でき、スクリーン基材に凹部を良好に形成できる。従って、視野角を広くでき、スクリーンに表示される画像のコントラストの低下を抑制できる。
また、例えば、凹部の凹曲面の中心角を６０度以上１６０度以下の範囲に設定すれば、上述したように、母型から樹脂型を製造する際に、母型と樹脂との間に気泡が生じることを確実に防止でき、さらに、母型からの樹脂型の剥離を容易に行うことができる他、当該樹脂型の破損を確実に防止できる。これにより、良好な樹脂型を製造できるので、視野角を広くでき、スクリーンに表示される画像のコントラストの低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクリーンを示す正面図。
【図２】前記実施形態におけるスクリーンを示す部分断面図。
【図３】前記実施形態における凹曲面の中心角を説明するための模式図。
【図４】前記実施形態におけるスクリーン上の原点からの距離と凹曲面の中心角との関係を示すグラフ。
【図５】前記実施形態における母型製造工程、樹脂型製造工程、及びスクリーン製造工程を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔スクリーンの全体構成〕
図１は、本実施形態に係るスクリーン１を示す正面図である。
本実施形態に係るスクリーン１は、当該スクリーン１の正面側の下方（図１を図面視した際における手前側下方）に配置されたプロジェクター（図示略）から斜方入射される画像をスクリーン１の正面側に主に反射して、当該画像を表示するものである。このスクリーン１は、図１に示すように、正面視略矩形状のスクリーン基材１１を有する。
【００１５】
図２は、スクリーン１の断面図を部分的に示す部分断面図である。
このスクリーン１の正面側の入射面１１Ａは、プロジェクターから入射された光（画像を形成する光）を反射させる面である。
このような入射面１１Ａには、図１及び図２に示すように、当該入射面１１Ａの延長面上に設定された基準点Ｃを中心とする同心円に沿って、所定の曲率の凹曲面２Ａを有する凹部２（レンズ要素）が複数形成され、これにより、入射面１１Ａには、当該基準点Ｃを中心とする同心円状に、凹部２の列が複数形成される。なお、同心円には、中心を共有する２以上の「円（真円、正円）」の他にも、「円」を基準として変形させた形状（例えば、中心を共有する２以上の「楕円」や「自由曲線」によるもの、並びに、これらの組合せ）も含まれる。更には、「楕円」及び「自由曲線」を構成する曲線（例えば、円弧）と直線との組合せ等も含まれる。
【００１６】
これら凹部２の凹曲面２Ａには、入射された光（例えば投射光）を反射させる反射膜１１Ａ１（図２の白抜き部分）と、入射された光（例えば蛍光灯等の外光）を吸収する光吸収膜１１Ａ２（図２の黒塗り部分）とが成膜されている。これらのうち、反射膜１１Ａ１は、凹部２における基準点Ｃからの放射方向先端側に形成されており、当該反射膜１１Ａ１の形成範囲内には、入射された光を観察者側に主に反射させる有効反射領域が含まれる。一方、光吸収膜１１Ａ２は、当該放射方向基端側に形成されている。
【００１７】
図３は、前述の放射方向に沿う凹部２の断面を示し、当該凹部２の凹曲面２Ａの中心角θを説明する模式図である。
凹曲面２Ａの中心角θは、図３に示すように、入射面１１Ａに沿い、基準点Ｃからの放射方向に沿う方向に凹部２を見る断面視において、凹部２の開口端２１と凹曲面２Ａの円弧を形成する仮想円（前記円弧の曲率半径から導き出される仮想円）の中心点Ｏとを結ぶ２つの直線Ｌがなす角度である。なお、凹曲面２Ａの形成工程によっては、凹曲面２Ａの底部に平坦面が形成される場合があるが、当該平坦面は考慮せずに、仮想円を導き出す。
【００１８】
図４は、スクリーン１における原点ＳＰからの距離と凹曲面２Ａの中心角θとの関係を示すグラフである。なお、原点ＳＰは、図１に示すように、基準点Ｃと入射面１１Ａの中心点とを通る仮想直線ＳＬ上に位置し、入射面１１Ａにおいて、基準点Ｃに最も近い点である。換言すると、入射面１１Ａにおいて前記プロジェクターに最も近い点である。
この凹部２は、図２及び図４に示すように、原点ＳＰから遠ざかるにしたがって中心角θが小さくなるように形成される。具体的に、中心角θは、原点ＳＰにおいて、最も大きい１６０度となり、原点ＳＰから最も遠い位置において、最も小さい６０度となるように、各凹部２は形成され、入射面１１Ａ全体では、当該中心角θは６０度以上１６０度以下に設定される。
【００１９】
〔スクリーンの製造方法〕
次に、スクリーン１の製造方法の一例について、図５を参照して説明する。
スクリーン１は、ガラス基板Ｐをエッチングして母型Ｂを製造する工程（母型製造工程）と、製造した母型Ｂに樹脂等を注入して凸部を有する樹脂型Ｆを製造する工程（樹脂型製造工程）と、当該樹脂型Ｆを用いてスクリーン基材１１に凹部２を形成する工程（転写工程）と、当該凹部２に前述の反射膜１１Ａ１及び光吸収膜１１Ａ２を形成する工程（膜形成工程）とを経ることで製造される。なお、必要に応じて、製造された樹脂型Ｆからニッケル電鋳加工により最終型を製造して、当該最終型を用いた転写工程及び膜形成工程を実施して、スクリーン１を製造してもよい。
【００２０】
まず、母型Ｂを製造する母型製造工程について説明する。
図５（Ａ）に示すように、研磨されたガラス基板Ｐの一方の面に金属膜であるマスク層Ｍを成膜する。そして、図５（Ｂ）に示すように、マスク層Ｍにレーザー照射等により、孔Ｈを形成する。この孔Ｈは、エッチングにより凹部２（図５（Ｆ）参照）に対応した凹状のレンズ型ＰＣ（図５（Ｃ）参照）を形成するためのものである。
次に、孔Ｈにエッチング液を注入する。これにより、図５（Ｃ）に示すように、ガラス基板Ｐが下方に向かって浸食されるとともに、当該孔Ｈの周縁から外側に凹曲面状に広がるようにガラス基板Ｐが浸食されて、凹部２に応じたレンズ型ＰＣが形成される。この際、レンズ型ＰＣは、前述の凹部２と同様に、当該レンズ型ＰＣが形成されるガラス基板Ｐの面の延長面上に設定された基準点Ｃを中心とする同心円状の複数の列に沿って複数形成され、レンズ型ＰＣの中心角θは、基準点Ｃと当該レンズ型ＰＣとの距離が大きくなるに従って小さくなるように、６０度以上１６０度以下の範囲で設定される（図３参照）。
そして、図５（Ｄ）に示すように、ガラス基板Ｐからマスク層Ｍを除去することで、母型Ｂが製造される。
【００２１】
次に、製造された母型Ｂから樹脂型Ｆを製造する樹脂型製造工程について説明する。
２Ｐ法（Photo‐polymerization法)を用いて、製造された母型Ｂに樹脂を注入して、注入された樹脂に放射線を照射して樹脂を硬化させる。なお、樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル等を用いることができる。
そして、母型Ｂから、硬化した樹脂を剥離することで、凸状のレンズ型ＦＣを有する樹脂型Ｆが製造される。
【００２２】
次に、製造された樹脂型Ｆからスクリーン１を製造するスクリーン製造工程（転写工程及び膜形成工程）について説明する。
図５（Ｆ）に示すように、製造された樹脂型Ｆをスクリーン基材１１に押し当てて、当該樹脂型Ｆのレンズ型ＦＣを転写することで、凹部２を当該スクリーン基材１１に形成する。
膜形成工程では、図５（Ｇ）に示すように、凹部２に蒸着等により反射膜１１Ａ１及び光吸収膜１１Ａ２を形成し、これら膜１１Ａ１，１１Ａ２上に必要に応じて保護膜を形成する。
以上により、凹部２を有するスクリーン１が製造される。
【００２３】
〔実施例〕
以下の表１は、実施例、及び比較例１，２の型形成の結果をそれぞれ示すものである。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
実施例では、凹部２の凹曲面２Ａの中心角θが６０度以上１６０度以下となるスクリーンを製造するための樹脂型を製造した。
比較例１では、凹部の凹曲面の中心角θが４０度以上６０度未満となるスクリーンを製造するための樹脂型を製造した。
比較例２では、凹部の凹曲面の中心角θが１６０度より大きく、１８０度以下となるスクリーンを製造するための樹脂型を製造した。
なお、実施例及び比較例１、２では、母型への樹脂の注入は基準点に応じた位置から実施し、母型から樹脂型を剥離する際には中心角θが小さい側から剥離させている。
【００２６】
実施例では、前述の母型から樹脂型を製造する際、母型と樹脂との間に気泡が生じることがなかった。また、母型から樹脂型を剥離する際、樹脂型が破損することがなかった。
比較例１では、前述の母型から樹脂型を製造する際、母型と樹脂との間に気泡が生じることがわかり、転写不良を生じることがわかった。また、母型から樹脂型を剥離する際の剥離性が悪いことがわかった。
比較例２では、母型から樹脂型を剥離する際、樹脂型が破損することがわかった。
【００２７】
以上のように、中心角θが６０度以上１６０度以下となる場合には、母型から樹脂型を良好に形成でき、中心角θが４０度以上６０度未満、及び１６０度より大きく、１８０度以下となる場合に樹脂型を良好に形成できないことがわかった。
【００２８】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果がある。
凹部２の凹曲面２Ａの中心角θは、基準点Ｃと凹部２との距離が大きくなるに従って小さくなるように形成される。これによれば、このような凹部２を形成するために、上述した母型に樹脂等を注入して凸部を有する樹脂型を製造する際に、母型と樹脂との間に気泡が生じることを防止できる。また、前記母型から樹脂型を剥離する際、樹脂型を良好に剥離でき、樹脂型の破損を防止できる。このように、樹脂型を良好に形成でき、スクリーン基材１１に凹部２を良好に形成できる。従って、視野角を広くでき、スクリーン１に表示される画像のコントラストの低下を抑制できる。
【００２９】
また、中心角θは、６０度以上１６０度以下の範囲に設定される。これによれば、母型から樹脂型を製造する際に、母型と樹脂との間に気泡が生じることを確実に防止でき、さらに、母型からの樹脂型の剥離を容易に行うことができる他、当該樹脂型の破損を確実に防止できる。これにより、良好な樹脂型を製造できる。そして、良好な樹脂型を用いて製造されたスクリーン１では、画像のぎらつきを防止できる。
【００３０】
[実施形態の変形]
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、スクリーン１は、正面側下方に位置するプロジェクターから斜方入射される光を反射させて、当該光により形成される画像を表示するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、プロジェクターの位置は、正面側上方に位置していてもよい。このような場合、スクリーン１の上方に基準点Ｃ及び原点ＳＰを設定し、当該基準点Ｃ及び原点ＳＰから遠ざかるにしたがって凹曲面２Ａの中心角θが小さくなるように、凹部２を形成すればよい。
【００３１】
前記実施形態では、中心角θが６０度以上１６０度以下の範囲となるように形成したが、当該範囲内で形成すればよく、中心角θが、例えば、７０度以上１５０度以下となるように形成してもよい。更に、原点ＳＰ近傍の凹部２の中心角θを１６０度とし、基準点Ｃからの距離が最も長くなる凹部２の中心角θを６０度としたが、本発明はこれに限らない。すなわち、原点ＳＰから遠ざかるに従って、６０度以上１６０度以下の範囲で中心角θが小さくなるように各凹部２が形成されていればよく、当該範囲より狭い範囲で中心角θが小さくなるように各凹部２が形成されていてもよい。
【００３２】
前記実施形態では、凹部２は、入射面１１Ａに基準点Ｃを中心とする同心円の一部を構成する列に沿って形成されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、当該同心円には、中心を共有する２以上の「円（真円、正円）」の他にも、「円」を基準として変形させた形状（例えば、中心を共有する２以上の「楕円」や「自由曲線」によるもの、並びに、これらの組合せ）も含まれ、更には、「楕円」及び「自由曲線」を構成する曲線（例えば、円弧）と直線との組合せ等も含まれる。
【００３３】
また、隣り合う凹部２の列間の距離は、例えば、基準点Ｃから離れるに従って大きくなるように設定されていてもよく、当該凹部２の中心及び基準点Ｃを通る仮想の直線と、仮想直線ＳＬとの角度が大きくなるに従って、凹部２の列間の距離を大きくしてもよい。
また、同列上の隣り合う２つの凹部２間の距離は、当該列が基準点Ｃから離れるに従って大きくなるように設定されていてもよい。更には、当該２つの凹部２間の距離は、当該仮想の直線と仮想直線ＳＬとの角度が４５度の時に最大となり、４５度から増減するに従って小さくなるように設定してもよい。
このような場合には、入射される投射光を正面側に反射させる反射領域（有効反射領域）を確保したままで凹部２を小さく形成でき、これにより、スクリーン１の高輝度化を図ることができる。
【００３４】
前記実施形態では、全ての凹部２に反射膜１１Ａ１及び光吸収膜１１Ａ２が形成されているとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、光吸収膜１１Ａ２は形成されていなくてもよい。また、基準点Ｃを中心とする円弧状の凹部２の列間に、当該基準点Ｃからの放射方向に位置する凹部２に投射光を入射させるための他の凹部を形成してもよい。このような凹部が形成されていれば、入射面１１Ａの法線に対する投射光の入射角が大きい位置に形成された凹部２において、入射された光を正面側に効率よく反射可能な領域に、当該投射光を適切に入射させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、プロジェクター等から投射された画像を表示するスクリーンとして利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…スクリーン、２…凹部、２Ａ…凹曲面、１１Ａ…入射面、２１…開口端、Ｂ…母型、Ｃ…基準点、Ｆ…樹脂型、ＦＣ，ＰＣ…レンズ型、Ｌ…直線、Ｏ…中心点、ＳＬ…仮想直線。
【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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