(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ部材のアレイを有しており、前記アレイ中のそれぞれのレンズ部材が、プロジェクションスクリーンの像点に光を焦点調節するようにした像スクリーンにおいて、該像スクリーンによって反射される周囲光を減少させる光吸収層を形成する方法であって、
アレイからなるレンズ部材を介して光を照射して前記プロジェクションスクリーンの前側を通過させて投影された光のパターンを形成する工程と、
投影された光の前記パターンを用いて前記光吸収層の透過領域のパターンを形成するとともに、前記像点に対する一次光路の外側にある前記スクリーンの領域にのみ前記スクリーン上に前記光吸収層をパターン化する工程とを含み、
前記光吸収層をパターン化する工程が、
チャージング装置により、前記像スクリーンの前側に電荷を付着する工程と、
前記アレイからなるレンズ部材を介しての光の照射により、光不透過性材料によって被覆すべき領域とプロジェクション光に対して透過性を備えるべき領域との間を区別するように前記スクリーン上のプロジェクション光に対して透過性を備えるべき領域の電荷を放電する工程を含み、かつ、
前記方法がさらに、レンズ部材を介して光が照射されなかった部分に残ったチャージに対応した位置において光不透過性材料を塗布する工程と、
前記スクリーンを介して光を透過させるために用いられる領域を除いた前記スクリーンの全領域を被覆するように前記材料を形成する工程とを含む方法。
【請求項２】
像スクリーンにおいて、
レンズアレイであって、アレイとしてのそれぞれのレンズが、前記像スクリーンに対して観察角度内で観察者に光を分散させる分散部材を備えているようにしたレンズアレイと、
前記レンズアレイ上に配設された光透過性の金属層と、
前記光透過性の金属層上に配設された光導電層と、
前記光導電層上に配置され、透過性部分以外を被覆する光吸収層とを含み、
その際前記光吸収層が、前記レンズアレイにより導かれた光を用いてパターン化され、前記像スクリーンの透過性部分が、レンズアレイにされたそれぞれのレンズから一次光路に対してほぼ同じ広がりを備え、
前記光吸収層が、前記透過性部分以外の前記像スクリーンのほぼすべての部分で光の透過を阻止し、
前記光吸収層が、前記レンズアレイの光学的パターンに従って前記光導電層に生じたチャージされた領域でスクリーンに接着される層により構成されている像スクリーン。
【請求項３】
前記光吸収層が、前記レンズアレイからの光を用いてパターン化され、前記透過性部分が、前記光吸収層におけるピンホールとして構成されることを特徴とする請求項２に記載の像スクリーン。
【請求項４】
前記光吸収層が、前記像スクリーンの像観察領域全体の９０％を超える部分をカバーしていることを特徴とする請求項２に記載の像スクリーン。
【請求項５】
プロジェクション光を収斂させるレンズのアレイと、前記レンズのアレイのプロジェクション光が分散する側に配設された光透過性の金属層と、前記光透過性の金属層上に配設された光導電層と、前記光導電層上にプロジェクションスクリーンの観察者側から反射される外部光を少なくする光吸収層とを備えたリヤプロジェクションスクリーンにおいて、
前記レンズのアレイの光学的パターンを用いて、入射する光が通過するプロジェクションスクリーンの透過性部分が形成されているとともに、光吸収層が形成され、前記透過性部分以外のスクリーンのほぼ全体にコートされており、
前記光吸収層が、アレイからなるレンズを介して透過されたプロジェクション光を受けない前記スクリーンの部分において前記スクリーンに接着しかつアレイからなるレンズを介して透過されたプロジェクション光を受ける前記スクリーンの部分において前記スクリーンに接着しない光不透過性材料を含むリヤプロジェクションスクリーン。
【請求項６】
さらに加えて、前記レンズのアレイによって形成される光学的なパターンを用いて前記光吸収層によって被覆されていない前記プロジェクションスクリーンの透過性部分を形成する手段を含み、
前記透過性部分が、前記レンズのアレイからなる個々のレンズからの光の光路とほぼ同一の広がりを備えていることを特徴とする請求項５に記載のリヤプロジェクションスクリーン。
【請求項７】
さらに加えて、透過性部分のパタ−ンを含むものであって、そのそれぞれがピンホールであり、かつ、前記ピンホールにより占められる領域の前記プロジェクションスクリーンの全画像観察領域に対する比が、１０％を下回るようにした透過性部分のパタ−ンからなることを特徴とする請求項５に記載のリヤプロジェクションスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像スクリーンに関するものであり、より詳しくは、光吸収層を備えるリヤプロジェクションスクリーンを提供するとともに、光吸収層をつくり且つ整合させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
像スクリーンは、リヤプロジェクションスクリーン、像発生スクリーンおよびフロントプロジェクションスクリーンなど種々存在する。特に、リヤプロジェクションスクリーンは、後方から照明されて、プロジェクションスクリーンの前方にいる観察者に可視像がスクリーンそれ自身によって分散させられる。像発生スクリーンも同様にリヤプロジェクションスクリーンであって、通常、光はスクリーンの前面背後に発生させられて所定の観察角度内にいる観察者にスクリーンの前面から分散させられる。最後に、フロントプロジェクションスクリーンは、プロジェクションスクリーンの前方から照明され、すなわち、観察者およびプロジェクション装置は、スクリーンの同じ側に配置されている。
【０００３】
しばしば、像スクリーンは、像スクリーンに対して反射を行うとともに画質を損なう可能性のある光の存在下に観察される。例えば、テレビジョンスクリーンは、周囲光を反射するとともに像のコントラストを低下させるガラスあるいはプラスチック部材を含んでいる。それらの問題のために、最近の設計努力は、この周囲光の反射特性を小さくしたプロジェクションスクリーンの開発に焦点が合わせられている。
【０００４】
スクリーン表面の反射率を下げるやり方、つまり、スクリーンのコントラストを上げるやり方は、プロジェクションスクリーンの不透明部分を構成して周囲光の反射を少なくするブラックストライプの使用を含んでいる。リヤプロジェクションスクリーンに関連して、プロジェクション像は、スクリーンの後方にあるレンズアレイを介して再び導かれて、スクリーンの透過性領域に、ほぼブラックストライプの回りにプロジェクション光を収斂させる。ブラックストライプは、比較的薄いものであり、および、スクリーンに投影された像の観察者の知覚をほとんど妨げない。
【０００５】
上述された解決の方法はその意図によく適合しているとはいえ、多くの欠点がある。例えば、ブラックストライプあるいはその他の光不透過性材料のパターンは、透過性領域に精密に整合させられてスクリーンの輝度を低下させるようなことがあってはならないが、このような整合は困難である。また、このブラックストライプは、特に、プロジェクションスクリーンの全領域の小さな領域しか被覆していない。例えば、典型的なテレビジョンスクリーンは、スクリーンの全領域の４０％程度しか被覆していない。この後者の欠点は、ブラックストライプが存在していながら好ましくないスクリーン反射率の増加を招いている。
【０００６】
図１〜図３は、これらの欠点をほぼ説明するものである。特に、図１は、プロジェクションテレビジョン（ＴＶ）スクリーン１１の断面を示し、このスクリーンは、像源１３および必要な観察視野内にいる観察者に像光を分散させるプロジェクションスクリーン１５からなる。このプロジェクションスクリーンは、フレネルレンズ１７を含んでおり、このレンズは、像源から光束２７を受けてスクリーンに直交する方向に横断するようにこの光束を導く。このフレスネルレンズを通過した光は、次いで、プロジェクションスクリーン１５の内部に上下に張られた半円筒形の円柱レンズとして図１に示されているレンズアレイ１９に入射する。それらのレンズは、像源からの光をスクリーンのメインボディ２１に取り付けられた「ブラックストライプ」領域２３の回りに形成されている透過性の円柱に導かれる。このスクリーンはまた、末端における観察のためにレンズアレイにより焦点調節された光を上下に分散させる分散部材（図１には図示せず）を備えているのが普通である。
【０００７】
図２は、図１のＴＶスクリーンの観察者側からの斜視図である。特に、スクリーン１５は、ブラックストライプ２３がスクリーンの上部から下部に向かって上下に配置されるように構成されている。光源（図２には図示せず）は、スクリーンの後側３０に対して像を形成する。図２はまた、ライトバルブ３１を示しており、これは、プロジェクションスクリーンの観察者側２８に対しての周囲光の光源３３を示すものである。ブラックストライプは、像のコントラストを劣化させる反射光３５を除去するためのものである。
【０００８】
図３に示されるように、レンズ１９は、理想的にはブラックストライプ２３の回りにある開口と焦点領域に向けて光を焦点調節する。しかしながら、ブラックストライプをそれらの光路に精密に整合させることは難しいので、このブラックストライプはしばしば比較的遠くに配置されて、光不透過性材料（"Ｃ"／"Ｃ"＋"Ｂ"）によって被覆されるスクリーンの一部分はしばしば、全スクリーン領域の５０％を越えることはない。さらにまた、光路に対してのブラックストライプおよび透明領域は、整合を容易にするためにしばしば比較的大きくつくられるので、この透過領域を非常に小さくしたときに得られるであろう光吸収効果を得ることを難しくしている。この整合の問題は、分散層３７あるいは円筒形レンズ３８の観察側アレイが光の分散のために用いられるときいっそう大きくなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
像のコントラストを高く維持するという明確なニーズが、像スクリーンに存在する。特に、スクリーンの観察者側で周囲光の反射を大きく減らすというニーズが、像スクリーンに存在する。さらにまた、光吸収層を構成してスクリーンの非透過性領域に効率的に整合させる方法に対するニーズが、理想的には、この光吸収層が、スクリーンの輝度を大きく劣化させることなくあるいは像コントラストを低下させることなく全スクリーン領域の大部分を占めるというニーズが存在する。この発明は、それらのニーズを満足させるとともにさらにその上の利益を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スクリーンそれ自身の光学的パターンを用いて形成された光吸収層を備えた像スクリーンを提供することによって上述のニーズに応えようとするものである。光吸収および透過性領域の形状を定めるためにプロジェクション光を用いることにより、この発明は、精密な「ブラックストライプ」あるいは「ブラック層」整合メカニズムを構成し、スクリーンのほとんどすべてが、像の輝度を維持しながら光吸収層で被覆される。さらにまた、スクリーンの９９％以上が、光吸収特性を備え、周囲光との干渉をほとんど生じることなく像コントラストを改善すると期待される。この発明は、プロジェクションテレビジョンあるいはそれに類似するシステムに広く応用されると考えられる。
【００１１】
本発明の一形態は、像スクリーン内にあるいはその上に光吸収層を形成する方法を提供する。この方法は、スクリーンの前面を光で照射するスクリーンのレンズ部材の使用を必要とする。これにより形成された光学的なパターンは、スクリーンを透過するプロジェクション光の一次光路にほぼ対応したスクリーンのそれらの部分以外は、すべての位置においてスクリーンに光不透過性材料を設けるように用いられる。この発明のこの形態のさらに詳細な構成において、この材料は、フォトレジストを用い、これが、スクリーンに接着され、次いでレンズ部材を介して投影されることによって露光され、現像されて、プロジェクション光を受けないスクリーン位置において除去され、次いで、黒の光吸収層がスクリーンの上部に付着され、露光されたフォトレジストは、順次、非透過性領域に光吸収層を残して除去されることによって、スクリーンが作り出される。あるいは、プロジェクション光は、光に透過性を有してはならない領域に相対的なチャージを与えるように使用され、および、次いで、材料が、スクリーンのチャージされた領域に付着するように塗布されて、この材料が、透過性部分以外のスクリーンのすべての部分に残留する。この発明のそれらのより詳細なアスペクトのそれぞれにおいて、スクリーンの透過性部分は、スクリーンの正常な使用中、像スクリーンを透過すべき光の一次光路にほとんど整合している。
【００１２】
本発明の第２の形態は、スクリーンの焦点パターンを用いて作り出される光吸収層を備えた像スクリーンを提供し、この発明の第３の形態は、スクリーン製造における改善に寄与する。
【００１３】
この発明のさらに詳細な構成において、光吸収層は、投影された光が通過するピンホールを備えるように形成され、このピンホールは、プロジェクション光にほとんど整合しているので、この光吸収層は、光を透過させないスクリーンのほとんどすべてを精密に被覆するように形成できる。このようにして、スクリーンの表面の９０％以上が、周囲光に対して光吸収特性を備えるように構成することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、詳細な説明および添付の図面を参照することによって、より一層理解することができよう。
【００１５】
上述されかつ技術的な範囲に順序だててまとめられたこの発明は、詳細な説明および添付の図面を参照することにより理解することができる。この発明の一つの特定の展開を行うことができるように以下に述べられている特定の実施例についての詳細な説明は、この発明の順序だててまとめられた技術的な範囲を限定しようとするものではなく、特定の例として記載されているものである。以下に説明されている特定の例は、入射光によるコントラストの低下を少なくする透過性のピンホールあるいはギャップを備えたブラック表面を有するリヤプロジェクションスクリーンの好ましい特定の展開である。この発明は、しかしながら、同様にその他のタイプのシステムにも適用が可能である。
【００１６】
この発明の原理により、像スクリーンは、スクリーンを透過する光によって形成される一次光路に精密に整合している透過性部分を備えた光吸収層を有している。制限されたスクリーンの透過性部分を切り取られてスクリーン光学系の製造時に定められたそれらの光路を用いて、この発明による製造方法は、ほとんどすべての観察者側が周囲光源の反射光を防止してコントラストの低下を少なくする高度に効率化されたスクリーンを提供する。
【００１７】
図４〜図１１は、スクリーンの透過性領域がピンホールにより構成されている像スクリーンの基本的な構造およびその製造を示すものである。図１２〜図１３は、厚さおよび透過性／不透過性の境界の形状が、好ましい観察角度「α」の外側からのすべての入射光をカットオフするという特定の目的のために調節可能である他のスクリーンを示している。図１４は、スクリーンの透過性および不透過性部分が円柱として構成され、別個の分散部材が上下方向の光分散を行うようにした他のスクリーンを示している（図４〜図１１のバブルレンズは水平方向および上下方向の両方に機能する）。図１５は、不透過性領域が、スクリーンの観察者側の分散バブルレンズの周囲に形成されている実施例を示している。図１６および図１７は、上述のスクリーンのいずれにも適用できる光吸収層のその他の製造方法を示すものである。
【００１８】
図４に示すように、スクリーンは、それぞれ光に対して不透過性および透過性を備える領域により被覆されているリヤプロジェクションスクリーン３９である（ＴＶスクリーンのような）。不透過性領域４１は、テレビジョンスクリーンの前面４４にあるいはその付近に配置された黒い光吸収層４３からなり、周囲光の反射を低くしている。この光吸収層内には、透過性領域４５がピンホールとして形成されて、理想的にはスクリーンの９９％以上が不透過性を備えた光吸収ブラック層により被覆されているＴＶスクリーンの小部分のみを理想的には占めている。この場合、「Ｂ」は、図４に示すピンホールの直径あり、「Ｃ」は、隣接するピンホール間の平均的な距離である。用語「光吸収」は、周囲光のスクリーンによる総反射率を低下させる材料という意味に使用される。
【００１９】
好ましい実施例におけるピンホールの形状は、プロジェクションスクリーンそれ自身の光学系を用いることにより得ることができる。この場合、フレネルレンズ４８が、平行光をプロジェクションスクリーン３９に導く。スクリーン内のレンズは、ついで、必要な観察角度内において観察者にそれらの光線を分散させる。スクリーンのメインボディは、その後（あるいは内部プロジェクション）側４６にバブルレンズ４９のアレイを備えていることが好ましく、これは、スクリーンに形成されていて、スクリーンを透過しおよび観察角度に分散するためにそれぞれの点（あるいは画素）を通過して像光を導く。それらのレンズはまた、光吸収層４３の透過性の領域を切り取る実施例において使用される。それぞれの画素に対するそれぞれのレンズの使用は、像スクリーンのＸおよびＹ方向の大きさのそれぞれの開口サイズの独立した調節を可能にする。以下に述べるように、レンズおよび得られた「ピンホール」は、ほぼ対称であると考えられ、例えば、図５に示されるような円形、四角形、六角形あるいは類似の形状、これらは決定的なものではない、であり、および、以下に示される実施例においては円筒形のレンズアレイおよび得られた透過性の円柱が使われる。また、用語「画素」は、プロジェクションスクリーンにおける透過性材料の最小の大きさを示し、「画像画素」は、最小の明確な画面要素を示すのに用いられる。ここで述べられるすべての実施例において、それぞれの画像画素に対して少なくとも１個、好ましくは、４個あるいはそれ以上であるべきである。
【００２０】
不透過性の光吸収層によって被覆されるスクリーンの相対的な部分は、およそ以下の式により定義される。
【００２１】
【数１】
0004224547.tif 000002
【００２２】
上に示される式および図４〜図１１に示される構造は、光吸収層の透過性領域のパターンがピンホールとして構成されるが、この構成は、レンズ４９により生じさせられる一次光パターンの結果にしか過ぎない。事実、六角形、四角形、楕円あるいは透過性の円柱などの幾何学的なすべての構成が、使用可能である（この円柱は、ブラックストライプにより分離され、および、図１３を参照してさらに以下に述べるようにスクリーンの全高さ方向に配置される）。
【００２３】
図５は、ピンホールパターンの好ましい形状を示すものである。図５に示されるスクリーンにおける不透過性領域のピンホールの相対的な寸法は、図示のためにしか過ぎず、事実、市販のＴＶスクリーンのように、ピンホールは、全スクリーン領域の１％未満に形成されて、スクリーンの９９％以上が光吸収層により被覆される。
【００２４】
図６〜図１１は、プロジェクションスクリーン上に光吸収層を形成するとともにその層をスクリーンの光学的なパターンに整合させる処理方法を示すものである。特に、図６は、スクリーンメインボディ５７の後側にバブルアレイ５５を備えたレンズ４９を有するスクリーンの一部分を示している。スクリーンメインボディ５７は、ガラスあるいは透明なプラスチックからなる。それぞれのレンズ４９は、光を受けて焦点を通過するようにこれを導いて、スクリーンの表面を通過して観察者にこの光を分散させる。あるいは、バブルレンズアレイが、図６に示すようには使われないときは、分散部材が、スクリーンの観察者側でレンズアレイの外側に形成され、光を分散させるメインボディ内の層、あるいは、光を分散させるその他の光学系が形成される。
【００２５】
図７に示されるように、光吸収層を形成するとともに整合させる好ましい方法が、メインボディの観察者側にフォトレジストを付着させることにより実行される。図７に示されている相対的な構成は、図示のためのみのものであり、実際のところ、ほぼ１５mmの深さまでフォトレジストがスクリーンに層状に付着させられることが好ましい。
【００２６】
フォトレジスト層が一旦付着させられると、図８に示されるように露光が行われ、その後現像が行われる。図８から明らかなように、光源６４は、スクリーンの正規の使用中と同じようにスクリーンを介して光線６３を照射する。リヤプロジェクションにおいては、例えば、フレネルレンズ（図８には示されていない）が、スクリーン後方側レンズアレイ内のそれぞれのバブルレンズ４９に向けて光線６３を導く。このような処理は最終的なスクリーンアセンブリに施されることが好ましいかもしれないが、フレネルレンズとの組み合わせ以前（特別な適用が必要なときは）あるいは直後のいずれかをスクリーンメインボディそれ自身に施すことが好ましい。バブルレンズ４９は、焦点あるいは領域６５に向けてそれらの光線６３を収斂させるように構成されていることが好ましい。
【００２７】
焦点あるいは領域６５（およびプロジェクション光のための関連する開口）が、フォトレジスト材料６１のほぼ中央に配置されて図８に示されている。通常、バブルレンズ４９は、それらの焦点がスクリーンに関して所定の位置を占めるように構成されているが、これは必要条件ではない。例えば、別のレンズアレイが使用されるときは（例えば、図１４に示されるような円筒柱のアレイ）、分散部材が、メインボディ５７の分散層に用いられるとともに焦点あるいは領域６５が、それらの間のインターフェースに比較的接近して配置され、他方、分散部材が、プロジェクションスクリーンの観察者側でバブルレンズのアレイにより構成されるときは、焦点あるいは領域は、それぞれのバブルそれ自身に接近することになる。
【００２８】
図９は、像スクリーンとの関係での透過性のピンホールの構成を示すものである。フォトレジスト材料を介しての光の投影は、ピンホールを形成するために一時的に保持される露光された領域６８と、バブルレンズ４９から光を受けていない未露光領域６７をフォトレジストに生じさせる。この未露光領域６７は、フォトレジストが現像されるとき除去される。例えば、スクリーンの製造時に、フォトレジストは、AmericanHoechstCompanyによって製造された「Az1512」、あるいは、Dupontによって製造された「Riston」などのようなフォトレジスト材料から選ばれる。それぞれの材料は、製造業者の使用説明書に書かれたそれぞれ自身の処理説明および最適な厚さを有している。材料は、それらの処理説明に従って現像され、例えば、適切な一連の浴および／あるいは熱処理により硬化させられる。
【００２９】
図１０に明らかなように、アセンブリは、カーボンブラックのような不透過性の光吸収層６６による被覆が行われる。スクリーンの透過性領域においてカーボンブラックは、現像されたフォトレジスト材料の表面に付着している。図１０に示すように、フォトレジストは、次いで、製造業者の説明書に従ってあるいは使用される材料から最適と思われる水洗あるいはエッチング処理によりアセンブリから完全に除去される。図１１に示されている光吸収層６６は、しかしながら、比較的薄いが、この厚さは、図１２および図１３に関連して説明されるように周囲光の反射を少なくするために変化させることが可能である。
【００３０】
光吸収層６６は、摩擦や引っ掻きを受けるので、現像されると、スクリーンアセンブリ全体が、数ミクロンの追加の厚さを加えられ、好ましくはほぼ１００ミクロンの厚さを備える非反射透明プラスチック材料である薄い保護層６９により被覆されることができ（好ましくは被覆され）る。適当な保護層の選択は、在来のプロジェクションスクリーン製造に関係する当業者には容易なことであろう。図１１に明らかなように、光吸収層の透過性領域は、スクリーンを通過するように投影される光の通路付近に、正確には通路に形成される。
【００３１】
図１２〜図１３は、他の実施例を示すものであり、光吸収層の厚さは、反射される周囲光のさらなる減少のために特に設定されるものである。別に述べられたように、反射光を妨げるための光吸収層は、この発明の原理を用いてスクリーンの９９％あるいはそれ以上となるスクリーンのほとんど全部を被覆する。しかしながら、図１２〜図１３の実施例を用いることによって、必要な観察角度の外で生じた光に関して１００％をカバーする光吸収層を提供できる可能性がある。このその他の実施例は、非常に微細なピンホールとこのピンホールのサイズと同じ次元の光吸収層厚さを用いるものである。
【００３２】
図１２に明らかなように、この実施例７０は、スクリーンの後側に、近似的な直径「Ａ」を備えた同一のレンズアレイ４９を有している。それぞれのピンホールは、幅「Ｂ′」と、ピンホールの間の典型的な距離「Ｃ′」を備えている。光吸収層７１は、厚さ「Ｄ」とピンホール間の外側の距離「Ｅ」を備えた図１２に示されるピラミッド型断面構造のような特定の形状を有するように調節されている。厚さと外側の距離は、特に、ピンホール幅「Ｂ′」と、必要な観察角度「α」とに対応して設定されている。
【００３３】
この関係はさらに図１３に示されており、最大の入射角度でスクリーンの透過性領域によって反射される出入する入射光線７５および７６を示している。例えば、図１３に示される実施例において１２０度の観察角度が必要であればピンホール周囲のスクリーンの不透過性領域の特定な形状の配置は、以下の式から選択される。
【００３４】
【数２】
0004224547.tif 000003
【００３５】
図１２および図１３に示されている光吸収層７１の形状および傾斜は、図示のためのものにしか過ぎず、必要な配置を使用することが可能である。
【００３６】
図１４は、さらにその他のスクリーン８１の一部分の拡大図を示すもので、前に述べたようなバブルレンズアレイの代わりに、スクリーンの後側に焦点調節を行うのに半円筒形の円柱レンズアレイを使用する。半円筒形のレンズは、プロジェクションスクリーンの全高さ方向に延びており、図１２および図１３におけるバブルレンズで指摘されたのと同じ水平方向の断面を備えている。しかしながら、焦点あるいは画素に光を焦点調節する代わりに、それぞれのレンズは、プロジェクションスクリーンの水平の方向（Ｘ）にのみ光を焦点調節しかつ分散させる。前に述べたように、フォトレジスト層の露光および現像において、アレイにされたレンズのための一次光路は、透過性の円柱を構成し、結果的に、フォトレジスト層から露光後に除去される。この製造処理の結果、透過性の円柱８３は、レンズアレイの一次光路に精密に整合し、この処理によって生じた黒い不透過性の光不透過性材料は、スクリーンのほとんどすべての不透過領域を被覆するような形状にされる。このその他の実施例８０において、像スクリーンのほとんどの部分は、光不透過性材料によってなお被覆されているが、上述したピンホール形状のものとまったく同じというわけではない。この場合、円柱実施例８０は、Ｂ"の透過性円柱幅と、Ｃ"の円柱間距離を備え、ほぼＣ"／（Ｃ"＋Ｂ"）によって定められるスクリーンのパーセンテージは、黒い不透過性の光不透過性材料によって被覆されることになる。この実施例においても同様に、上下方向に光を分散させることが通常必要であり、典型的な分散層が、プロジェクションスクリーンのガラスあるいはプラスチックのメインボディ内に配置される。
【００３７】
図１５は、分散部材として使われる別のレンズセットを備えたさらに他の実施例である像スクリーン９１を示している。前に述べた実施例と同様に、光は、フレネルレンズ（図１４には示されていない）からスクリーンの後側９９から与えられる。光は焦点あるいは領域に向けて導かれ、そこで光はスクリーンの観察者側１０１にバブルレンズ９５によって分散される。図１５に示されるレンズ９３および９５は、図１５との関連において述べられたように半円筒形の円柱として構成されても良い。
【００３８】
この実施例において、プロジェクション光の一次光路に密接に整合する光吸収層１０５の形成が、これまでに述べた他の実施例と正確に同様に好ましい製造方法を用いて実行され、フォトレジスト材料がスクリーンの観察者側１０１の全体にわたって付着され、レンズの光路を用いて露光されて除去される。この場合、観察者側レンズ９５の一部分は、光不透過性材料によって被覆されることになるが、プロジェクション光の一次光路とは干渉しないように被覆が行われる。その結果、光吸収層は、透過性領域（それぞれが幅あるいは直径Ｂ′を備える）および不透過性領域（それぞれが隣接する透過領域との間に距離Ｃ′を備える）を有している。
【００３９】
図１６および図１７は、この発明によるスクリーンを製造するためのその他の方法を説明するためのものであり、プロジェクション光に用いられる光路は、ここでもスクリーンの制限された透過性領域の形成のために用いられるが、フォトレジストは用いられない。その代わりに、可視光線あるいは非可視光線の光源１０７が、メインスクリーンボディ１０８に向けて光１０９を照射する。この光は、弧１１１内に導かれ、および、フレネルレンズ１１２が、メインスクリーンボディの後側１２１のバブルレンズあるいは円柱レンズ１１９に向けて光束を導く。光は、レンズ光学系により焦点調節され、メインボディの観察者側１０６にチャージされた領域１１７を形成するために用いられ、これは、レーザプリンタの操作と同じようなものである。
【００４０】
この場合、スクリーンの観察者側は（弧の実施例においては）、インジュウム酸化スズのような薄い透過性の金属層１１０によりまず被覆され、透明な光導電層１１２により被覆され、次いでその上にレーザプリンティング処理により電荷が付着される。光導電層は、光に露光されるときその部分を除いては絶縁体であり、一旦露光されると、未露光の領域は、それらの上に電荷を維持しており、露光された領域は、インジュウム酸化スズ層から電荷を失う。
【００４１】
用いられる特定の手続きがどのようなものであろうとも、スクリーンは、チャージに基づいて、不透過性となるべき領域１１７においてスクリーンに付着し、光に透過性であることが意図されている領域１１５には付着しないような材料で被覆されることが好ましい。トナーおよび関連する処理のようなレーザプリンタ材料が、光導電層１１２にわたってこの黒い光不透過性材料層を付着するように用いられることが好ましい。Hewlett-PackardCompanyによって製造されているような市販のレーザトナーの使用は、スクリーン製造のこの変形実施例においては適切な選択ではあるが、このような処理に適した不透過性の材料を選択することは、当業者にとってその技量の範囲内であろう。
【００４２】
図１６は、このような材料１２３の付着を示しており、材料に添付されている説明書に従って硬化が行われる。市販のトナーを用いて、上に述べたように、硬化が、約１時間数百℃の温度にアセンブリを加熱することによって行われる。もし必要ならば、保護シール材料をスクリーンの観察者側に塗布して図１１の実施例において説明されたようにこの処理を完成させることもできる。
【００４３】
この発明は、いくつかの実施例に基づいて説明されたが、種々の変形、修正、および改善を行うことができることは明らかであろう。いくつかの実施例において、スクリーンそれ自身の光学特性を利用して像スクリーンに光不透過性材料を付着させる手続きが考えられ、それらは、感光性の染料や写真フィルムを用いることである。このような変形、修正、および改善のすべてが説明されたわけではないが、この発明の観点および技術的な範囲に属するものであることは明らかである。従って、前述の議論はあくまでも説明のためのものであり、この発明は、以下の特許請求の範囲の記載によってのみ限定され、定められるべきものである。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、像のコントラストを高く維持することができ、特に、スクリーンの観察者側で周囲光の反射を大きく減らすことができる。また、光吸収層を構成してスクリーンの非透過性領域に効率的に整合させる方法を提供し、この光吸収層が、スクリーンの輝度を大きく劣化させることなく、あるいは像コントラストを低下させることなく全スクリーン領域の大部分を占める。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプロジェクションシステム１１、例えば、テレビジョン（ＴＶ）セットに用いられるプロジェクションスクリーンの水平断面図である。特に、プロジェクションスクリーンの後側を横切る光を導く光源を示すものであって、このスクリーンは、フレネルレンズ１５、レンズアレイ１９、固体のガラスあるいはプラスチックスクリーンベース２１およびスクリーンの前方の観察者側２８にある黒い光吸収片２３からなる。
【図２】図１に示すスクリーンの前方側２８の斜視図であり、観察者側の反射３５を少なくするのに用いられるブラックストライプを示している。また、スクリーンの後側３０にプロジェクション像を形成するさまを示している。図２における大きさおよび関連する矢印「Ｗ」は、図１の大きさおよび関連する矢印「Ｗ」に対応している。
【図３】水平方向の断面を取って、図１のアレイからの２個のレンズ１９からなるスクリーンを拡大したものである。
【図４】図３の拡大図に類似のものであるが、本発明による好ましいスクリーン３９の形状を代わりに示している。
【図５】スクリーンの前方側５１から観察される図４に示される構造を拡大して示した斜視図である。より詳細には、スクリーンの透過性領域４５が、光吸収層４３においてピンホールにより構成されている様子を示すものである。
【図６】図６〜図１１は、図４および図５の像スクリーンを製造する方法を説明するものであり、図６はプロジェクションスクリーンの最初の実施例の拡大断面図であり、アレイにされたレンズ４９、および、レンズから観察者に光を伝えるのに用いられる固体のガラスあるいはプラスチックスクリーンメインボディ５７を示す。
【図７】図６と同様な拡大図であるが、フォトレジスト材料が、図６のアセンブリの上に既に付着されている様子を示している。
【図８】図７に類似の図であり、光源６４が、アレイにされたレンズを介して対応する焦点６５に向けて光線６３を投影し、フォトレジスト材料の一部分を露光する。焦点は、図７においては、フォトレジスト材料の中間に直接配置されているが、実際とは相違する。
【図９】図８と類似の図であるが、ここではフォトレジスト層が、既に未露光部分６７および露光部分６８を備えている。
【図１０】図９のアセンブリを示すものであるが、未露光部分は除去されており、露光部分はスクリーンの透過性の領域をまだ被覆している。この図はまた、スクリーン全体にわたって黒い材料層６６（例えば、カーボンブラック）の追加を示している。
【図１１】図１０のアセンブリを示すもので、スクリーンはすべてのフォトレジストを除去するために水洗されており、スクリーンの透過性の領域における黒い材料層を除去している。スクリーンは、非反応性および非反射性の透明層６９を任意に使用してシールすることもできる。
【図１２】図１２および図１３では、黒い光吸収層７１のその他の実施例７０が、透過性領域に入射する必要な観察角度「α」外からのいかなる光も阻止するように計算された考慮された厚さを持つように構成されている。図１２は、図４に類似の構成であるが、フォトレジスト層７１の厚さ「Ｄ」が、幅「Ｂ′」と必要な観察角度「α」に関係して設定されて透過性領域に入射する必要な観察角度「α」外からのいかなる光も阻止する。
【図１３】図１２に類似の構成であり、スクリーンの透過性領域で反射できる入射光の狭い範囲を示しており、角度「α」外からのすべての光が、黒い光吸収層のみに入射することを示している。
【図１４】透過性領域８１が、ピンホールではなく上下の円柱８３として構成されているその他の実施例である。
【図１５】スクリーンの分散部材が、多数の観察者側のバブルレンズ９５として構成されているその他の実施例９１を示している。
【図１６】図１６および図１７では、光吸収層を露光して形成するのに用いられるその他の光学的な処理を示している。図１６は、非透過性の領域にのみスクリーンの観察者側１０６に相対的なチャージを発生させるプロジェクションシステム１０７が、示されている。スクリーンの観察者側には、第１の透過性材料層１１０と、および、第２の光導電層１１２が含まれている。
【図１７】図１６に類似の構成が示されているが、光不透過性材料１２３が追加されている。この材料は、プロジェクションシステム（図１６において１１７と付番されている）により影響されない領域におけるスクリーンにのみ付着することが示されている。この場合、光導電層は、レーザプリンティングに用いられるようなチャージング装置に通され、露光されると（例えば、スクリーンの透過性領域が）、光導電層はそれらの領域においてスクリーンの電荷を放電させ、光吸収層を受け入れる領域にのみ電荷を残す。それらの領域における光不透過性材料は、硬化される。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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