JP2009186873A - 反射スクリーンとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品質の低下を抑制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１の観察面に複数の反射部２を有し、観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に配置された投影部ＰＶから、観察面に向けて斜めに射出された投影光Ｌｐを、観察側に反射する。反射部は、凹または凸の球状面を有し、不規則的な配置で設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、反射スクリーンとその製造方法に関するものである。

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）。
特開２００６−２１５１６２号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
同一形状の多数の単位形状部が規則的に配置された場合、単位形状部、及びその間のスクリーン基板表面で反射した光により干渉縞が生じて表示品質を低下させる可能性がある。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、表示品質の低下を抑制できる反射スクリーンとその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の反射スクリーンは、スクリーン基板の観察面に複数の反射部を有し、前記観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に配置された投影部から、前記観察面に向けて斜めに射出された投影光を、観察側に反射する反射スクリーンであって、前記反射部は、凹または凸の球状面を有し、不規則的な配置で設けられていることを特徴とするものである。
従って、本発明の反射スクリーンでは、反射部で反射した投影光の反射特性が不規則的になるため、干渉縞が生じづらくなる。そのため、本発明では、干渉縞に起因して表示品質が低下することを抑制できる。

また、上記の反射スクリーンにおいては、前記反射部が、略同一の曲率半径をする凸の球状面を有し、且つ前記スクリーン基板の表面からの高さが不規則的に形成されている構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、反射部について平面的な配置のみならず、スクリーン基板表面からの高さ方向についても、反射部で反射した投影光の反射特性が不規則的になるため、一層干渉縞が生じづらくなる。

また、上記の反射スクリーンにおいては、前記反射部が、略同一の曲率半径をする凹の球状面を有し、且つ前記スクリーン基板の表面からの深さが不規則的に形成されている構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、反射部について平面的な配置のみならず、スクリーン基板表面からの深さ方向についても、反射部で反射した投影光の反射特性が不規則的になるため、一層干渉縞が生じづらくなる。

また、本発明における前記反射部としては、前記投影部からの距離が大きくなるに従って、密から疎となる分布で配置される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、投影部からの距離が大きい位置における反射部の数が減るため、投影光を観察側に反射する箇所も減ることになる。そのため、本発明では、投影部からの距離が大きい位置の反射部からの観察側への反射光が減り、投影部からの距離が小さい位置の反射部からの反射光と同等とすることができ、投影光を反射スクリーンの前方の観察側に均一に反射させることが可能になる。

上記構成を有する反射スクリーンにおいては、前記反射部の配置分布が、前記観察面からの前記投影光の反射分布に応じて調整される構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、例えば反射スクリーンの端縁部等、投影光の反射が少ない箇所には反射部の配置分布を密にして反射部の数を増やし、反射量を大きくするように調整することができる。

また、上記構成を有する反射スクリーンにおいては、複数の前記反射部が規則性をもって配置された反射部群を有し、複数の前記反射部群が不規則的な配置で設けられている構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、例えば同一のローラによる転写で反射部群を形成することが可能となり、不規則的な配置の反射部を効率よく形成することが可能になる。

上記構成を有する反射スクリーンにおいては、前記反射部が前記投影部を臨む面に反射膜を有するとともに、前記反射膜の非形成領域に光吸収面を有する構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、投影部から投影された投影光を反射膜によってスクリーン基板の観察側に反射させると共に、反射膜の非形成領域で外光を吸収し、投影画像のコントラストを向上させることができる。また、反射部が凹の球状面を有する場合には、反射膜が凹状に形成されているので、反射スクリーンの外縁部に照射された投影光を反射スクリーンの法線方向により近い方向に反射させ、投影画像のコントラストを向上させることができる。

また、上記構成を有する反射スクリーンにおいては、前記スクリーン基板の前記観察面側に保護層が設けられている構成を好適に採用できる。
このように構成することで、反射膜の損傷や劣化を防止することができる。

また、上記構成を有する反射スクリーンにおいては、前記スクリーン基板が光透過性を有する材料によって形成され、前記凹の球状面が、前記スクリーン基板の前記観察面と反対側の面に設けられた凹部に形成される構成も好適に採用できる。
このように構成することで、観察側から見て反射膜は凸状に形成される。投影光は、スクリーン基板を透過し、凸状の反射膜で反射して観察側に反射される。また、スクリーン基板自体を反射スクリーンの観察面側に対して反射膜の保護層として機能させることができる。

また、本発明では、前記スクリーン基板は光透過性を有する材料によって形成され、前記凸の球状面は、前記スクリーン基板の前記観察面と反対側の面に設けられた凸部に形成される構成も好適に採用できる。
このように構成することで、観察側から見て反射膜は凹状に形成される。投影光は、スクリーン基板を透過し、凹状の反射膜で反射して観察側に反射される。これにより、反射スクリーン外縁部に照射された投影光をより法線方向に近い方向に反射させ、反射スクリーンの投影画像のコントラストを向上させることができる。
また、光透過性を有するスクリーン基板を反射膜の保護層として機能させることができる。

また、本発明の反射スクリーンは、前記スクリーン基板の前記観察面側に反射防止層が設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、投影光および外光が反射膜以外で反射することを防止して、投影画像のコントラストを向上させることができる。

また、本発明の反射スクリーンは、前記スクリーン基板が、可撓性を有する材料によって形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、可撓性を有する反射スクリーンを形成することができ、反射スクリーンの巻き取り収納が可能となる。

一方、本発明の反射スクリーンの製造方法は、スクリーン基板の観察面に複数の反射部を有し、前記観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に配置された投影部から、前記観察面に向けて斜めに射出された投影光を、観察側に反射する反射スクリーンの製造方法であって、凹または凸の球状面を有する前記反射部を不規則的な配置で設ける工程を有することを特徴とするものである。
従って、本発明の反射スクリーンの製造方法では、反射部で反射した投影光の反射特性が不規則的になるため、干渉縞が生じづらくなる。そのため、本発明では、干渉縞に起因して表示品質が低下することを抑制できる。

上記構成を有する反射スクリーンの製造方法においては、凸の球状面を有する前記反射部を、略同一の曲率半径に、且つ前記スクリーン基板の表面からの高さを不規則的に形成する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、反射部について平面的な配置のみならず、スクリーン基板表面からの高さ方向についても、反射部で反射した投影光の反射特性が不規則的になるため、一層干渉縞が生じづらくなる。

また、上記構成を有する反射スクリーンの製造方法においては、凹の球状面を有する前記反射部を、略同一の曲率半径に、且つ前記スクリーン基板の表面からの深さを不規則的に形成する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、反射部について平面的な配置のみならず、スクリーン基板表面からの高さ方向についても、反射部で反射した投影光の反射特性が不規則的になるため、一層干渉縞が生じづらくなる。

また、上記の反射スクリーンの製造方法においては、前記反射部を、前記投影部からの距離が大きくなるに従って、密から疎となる分布で配置する構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、投影部からの距離が大きい位置における反射部の数が減るため、投影光を観察側に反射する箇所も減ることになる。そのため、本発明では、投影部からの距離が大きい位置の反射部からの観察側への反射光が減り、投影部からの距離が小さい位置の反射部からの反射光と同等とすることができ、投影光を反射スクリーンの前方の観察側に均一に反射させることが可能になる。

また、前記反射スクリーンの製造方法における前記反射部の配置分布としては、前記観察面からの前記投影光の反射分布に応じて調整される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、例えば反射スクリーンの端縁部等、投影光の反射が少ない箇所には反射部の配置分布を密にして反射部の数を増やし、反射量を大きくするように調整することができる。

また、前記反射スクリーンの製造方法においては、複数の前記反射部が規則性をもって配置された反射部群を設定し、複数の前記反射部群を不規則的な配置で設ける構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、例えば同一のローラによる転写で反射部群を形成することが可能となり、不規則的な配置の反射部を効率よく形成することが可能になる。

また、前記反射スクリーンの製造方法においては、少なくとも前記スクリーン基板の前記観察面側に光吸収面を形成する工程と、前記反射部の前記投影部を臨む面に反射膜を形成する工程とを有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、投影部から投影された投影光を反射膜によってスクリーン基板の観察側に反射させると共に、反射膜の非形成領域で外光を吸収し、投影画像のコントラストを向上させることができる。また、反射部が凹の球状面を有する場合には、反射膜が凹状に形成されているので、反射スクリーンの外縁部に照射された投影光を反射スクリーンの法線方向により近い方向に反射させ、投影画像のコントラストを向上させることができる。

上記反射スクリーンの製造方法の手順においては、ターゲットを有する蒸着源を前記投影部に配置し、前記ターゲットを前記反射部の前記投影部を臨む面に蒸着することが好ましい。
これにより、本発明では、反射部において投影光が投影される箇所にターゲットを蒸着して容易に反射面を形成することができる。

また、本発明では、前記スクリーン基板の前記観察面側に保護層を設ける工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、反射膜の損傷や劣化を防止することができる。

以下、本発明の反射スクリーンとその製造方法の実施の形態を、図１ないし図９を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、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。

（第１実施形態）
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Ｐから、観察面１００ａに向けて斜めに射出された投影光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。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。

プロジェクタＰは投影光Ｌｐを反射スクリーン１００の観察面１００ａに向けて反射するミラーＭを備えている。ここで、投影光ＬｐがミラーＭを備えていないプロジェクタＰから射出されたと仮定した場合のプロジェクタＰの位置を仮想光源位置（投影部）ＰＶとする。仮想光源位置ＰＶもプロジェクタＰと同様に、反射スクリーン１００の観察面１００ａの法線ＮＬに対して垂直方向にずれた位置となる。

プロジェクタＰは、仮想光源位置ＰＶと観察面１００ａとの距離Ｄを約９００ｍｍとし、仮想光源位置ＰＶから反射スクリーン１００の中心点Ｃに向かう投影光Ｌｐと法線ＮＬのなす角度θを約３６°としたときに、反射スクリーン１００に垂直方向の寸法Ｈが約９９６ｍｍ、水平方向（図のＸ軸方向）の寸法Ｗが１７７１ｍｍの画像を投影可能に構成されている。すなわち、反射スクリーン１００は８０インチの投影画像を表示可能な大きさとなっている。

図２および図３に示すように、スクリーン基板１の観察面１ａには、略同一径の半球状に形成された凹の球状面６を有する凹部（反射部）２が複数配列されている。これら凹部２は、図２に示すように、平面的に不規則的に配置されている。
凹部２における球状面６の直径としては、例えば約２００μｍ以下かつ２０μｍ以上に形成されている。スクリーン基板１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１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。

図３に示すように、凹部２の内壁面２ａの、プロジェクタＰからの投影光Ｌｐが照射される部分に沿って、投影光Ｌｐを反射する反射膜３が形成されている。すなわち、凹部２の内壁面２ａの仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐが照射される部分にのみ、反射膜３が形成され、凹部２の内壁面２ａのその他の部分には反射膜３が形成されず、スクリーン基板１の光吸収材によって形成された光吸収面７が露出した状態となっている。

凹部２の内壁面２ａに形成された反射膜３は、観察側から見て凹状に形成されている。
反射膜３の面積は、スクリーン基板１の観察面１ａの垂直方向上方（Ｙ軸正方向）側に近づくにつれて徐々に小さくなるように形成されている。反射膜３は、例えば、アルミニウム等の反射性を有する材料によって、後述する蒸着により膜厚が１０ｎｍ以上かつ５μｍ以下となるように形成されている。

スクリーン基板１の観察面１ａ上には、反射膜３およびスクリーン基板１の観察面１ａを覆う保護層４が形成されている。保護層４は、例えば樹脂等の、可撓性を有する透明な材料によって形成されている。保護層４の上層側でスクリーン基板１の観察面１ａ側の最表面には、反射防止層５が形成されている。反射防止層５は、保護層４と同様の材料によって形成され、保護層４の表面４ａでの投影光Ｌｐや外光等の反射を防止するように、保護層４との間で屈折率が調整されている。この反射防止層５の表面が反射スクリーン１００の観察面１００ａとなっている。

上記構成のスクリーン基板１を製造するには、平板状のスクリーン基板１に対して、ショットピーニング法により鋳鉄や鋳鋼等の金属、あるいはアルミナ、炭化ケイ素等のセラミックからなる球状粒子を投射材としてスクリーン基板１の表面に吹き付けたり、あるいは水に上記投射材を混合してスクリーン基板１の表面に吹き付ける湿式ブラスト法を実施する。投射材の粒径としては、例えば０．０１ｍｍ〜２ｍｍの範囲から選択することができ、また選択した粒径の標準偏差の３倍値は、０．００５ｍｍ以内に管理された投射材を用いる。
これにより、スクリーン基板１の表面には、投射材の粒径に対応する曲率半径を有する凹部２が形成される。

なお、上記投射材を吹き付けることにより、スクリーン基板１の表面には、不規則的（ランダム）に凹部２が形成されるが、実際には凹部２同士が平面的に重なっても形成されるが、図２乃至図４では便宜上、平面的に離間している状態で図示している。

次に、凹部２を形成したスクリーン基板１全体を、例えば、染色等により黒色に着色する。
続いて、凹部２に反射膜３を形成する。
図３に示すように、スクリーン基板１の観察側（Ｚ軸正方向側）で、スクリーン基板１の観察面１ａの法線ＮＬに対して垂直方向下方側（Ｙ軸負方向側）にずれた位置の仮想光源位置ＰＶに蒸着源Ｓを配置する。そして、蒸着法により反射膜材料を観察面１ａに対して斜めに蒸着させ、凹部２の内壁面２ａに反射膜３を形成する。反射膜材料としては、例えば、アルミニウム等の反射性に優れた金属材料を用いることができる。

蒸着法により反射膜３を形成する際には、観察面１ａの各凹部２に対する反射膜材料の蒸着の角度θｓが、観察面１ａの各凹部２に対する仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐの入射角度θｐと等しくなるようにターゲットとしてアルミニウム等を有する蒸着源Ｓを配置して、投影光Ｌｐの入射方向から各凹部２に反射膜材料を蒸着させる。
なお、観察面１ａについては、反射膜が成膜されないように、マスクを配しておくことが好ましい。

これにより、凹部２における仮想光源位置ＰＶを臨む位置の内壁面２ａの投影光Ｌｐが照射される部分に沿って、観察側（Ｚ軸正方向側）から見て凹状の反射膜３が、蒸着源Ｓを中心に、観察面１ａに放射状に形成される。このとき、反射膜３の膜厚は、例えば約１０ｎｍ以上かつ約５μｍ以下程度に形成される。
また、このように斜め方向から蒸着法により反射膜３を形成することで、反射膜３の膜厚が反射膜３の非形成領域側の外縁３ｅに近づくに従って徐々に薄くなるように形成される。
また、反射膜３を蒸着法により形成することで、スプレーコート方法、印刷方法等よりも薄く高品質な反射膜３を形成することができる。

また、蒸着源Ｓを上述のように配置して反射膜材料を投影光Ｌｐの入射方向から斜めに蒸着させることで、スクリーン基板１がマスクとして機能し、凹部２の投影光Ｌｐが照射される部分に合わせて、部分的に反射膜３を形成することができる。また、蒸着源Ｓからの距離が遠くなるほど、凹部２の内壁面２ａの反射膜３が形成される部分の面積が縮小し、反射膜３の非形成領域（光吸収面７）が拡大する。
また、観察面１ａに対する反射膜材料の蒸着の角度θｓを仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐの入射角度θｐと等しくなるようにすることで、蒸着源Ｓから各凹部２までの投影光Ｌｐの入射方向の距離の差による反射膜３の面積の差を小さくすることができる。
また、蒸着による反射膜３形成時の真空度は、例えば、約１×１０^−４Ｔｏｒｒ〜約１×１０^−５Ｔｏｒｒの範囲であることが望ましい。このようにすることで、形成された反射膜３の表面３ａの粗度を上昇させ、より明るい投影画像を得ることができる。

次に、図３に示したように、凹部２の内壁面２ａ（球状面６）を含むスクリーン基板１の観察面１ａに保護層４を形成する。保護層４は、例えば、透明な樹脂等、光透過性を有する材料により形成する。さらに保護層４の表面に、反射防止層５を形成する。反射防止層５は、保護層４と同様の材料により形成され、反射防止層５に入射する投影光Ｌｐや外光が保護層４の表面で反射しないように、保護層４との間で屈折率が調整されている。
以上、本実施形態の反射スクリーン１００の製造方法によれば、図３に示すような反射スクリーン１００を製造することができる。

次に、上記の反射スクリーン１００の作用について説明する。
図１に示すように、プロジェクタＰはミラーＭに向けて投影光Ｌｐを射出する。ミラーＭに向けて射出された投影光Ｌｐは、ミラーＭによって反射され、仮想光源位置ＰＶから射出されたと仮定した投影光Ｌｐと同様に、スクリーン基板１の観察面１ａに対して斜めに入射する。このとき、反射スクリーン１００の中心点Ｃに入射する投影光Ｌｐと、反射スクリーン１００の観察面１００ａとのなす角度θは、約３６°となっている。

反射スクリーン１００の観察面１００ａに到達した投影光Ｌｐは、図４に示すように、反射防止層５に入射する。反射防止層５に入射した投影光Ｌｐは、反射防止層５を透過して保護層４に入射する。このとき、反射防止層５は保護層４との間で屈折率が調整されているので、反射防止層５を透過した投影光Ｌｐが保護層４の表面４ａで反射することが防止される。
保護層４に入射した投影光Ｌｐは、保護層４を透過して凹部２の内壁面２ａに形成された反射膜３に到達する。反射膜３に到達した投影光Ｌｐは、反射膜３によって反射スクリーン１００の観察側に反射される。

ここで、図２及び図３に示したように、凹部２は、不規則的なランダム配置となっているため、凹部２の間のスクリーン基板１の表面の面積も不規則となる。そのため、凹部２で反射した投影光Ｌｐの反射特性、及び凹部２の間のスクリーン基板１の表面で反射した投影光Ｌｐの反射特性も不規則的となり、干渉縞の発生が抑制される。

一方、反射スクリーン１００の観察面１００ａには、投影光Ｌｐ以外に、図５に示すように、スクリーン基板１の垂直方向の上方（Ｙ軸正方向側）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５に入射して、反射防止層５を透過し、保護層４の表面４ａに到達する。
ここで、反射スクリーン１００には、反射防止層５が形成されているので、観察面１００ａの上方から観察面１００ａに入射した外光Ｌｏが、保護層４の表面４ａで観察側に反射することが防止される。

そして、保護層４の表面４ａに到達した外光Ｌｏは、保護層４を透過して凹部２に入射する。凹部２に入射した外光Ｌｏは、凹部２の図示下方側の反射膜３の非形成領域に位置する光吸収面７に到達する。
ここで、スクリーン基板１は、上述のように可視光を吸収可能な光吸収面７を有しているので、凹部２の内壁面２ａの反射膜３の非形成領域にある光吸収面７に到達した外光Ｌｏは、スクリーン基板１（光吸収面７）によって吸収される。また、スクリーン基板１の凹部２の非形成領域に到達した外光Ｌｏも、同様にスクリーン基板１によって吸収される。さらに、反射膜３は凹部２の上方側の、投影光Ｌｐが入射する部分のみに形成されているので、外光Ｌｏは反射膜３に入射しない。
したがって、反射スクリーン１００の観察面１００ａに入射した外光Ｌｏが、観察側に反射されることが防止できる。

このように、反射防止層５は、プロジェクタＰから反射スクリーン１００の観察面１００ａに入射する投影光Ｌｐに対しては、投影光Ｌｐを反射膜３により確実に到達させ、投影光Ｌｐの反射率を向上させる効果がある。一方、観察面１００ａに入射する外光Ｌｏに対しては、外光Ｌｏを保護層４によって観察側に反射させず、スクリーン基板１に吸収させる効果がある。したがって、上述のように反射防止層５を形成することで、反射スクリーン１００のコントラストを向上させることができる。

以上のように、本実施形態では、凹部２が不規則的に配置されているため、干渉縞の発生を抑制することが可能となり、干渉縞に起因する表示品質の低下を抑制することができる。また、本実施形態では、反射部が凹で形成されているため、凸のように投影光Ｌｐが遮られることなく、凹部２に到達することができ、全体的に輝度を向上させることができる。

また、本実施形態では、仮想光源位置ＰＶに蒸着源Ｓを配置し、凹部２の仮想光源位置ＰＶに臨む位置に反射膜３を形成するため、投影光Ｌｐが照射される位置にのみ反射膜３を形成し、外光Ｌｏが入射するその他の凹部２については光吸収面７に設定できるため、外光Ｌｏが、観察側に反射されることを効果的に防止でき、投影品質を向上させることが可能になる。

加えて、本実施形態では、反射膜３を覆うように保護層４が形成されているので、反射膜３の損傷や劣化を防止することができる。
さらに、スクリーン基板１が可撓性を有する材料によって形成されているので、可撓性を有する反射スクリーン１００を形成することができ、反射スクリーン１００の巻き取りを可能とし、反射スクリーン１００をコンパクトに収納することができる。

（第２実施形態）
続いて、反射スクリーン１００の第２実施形態について、図５乃至図７を参照して説明する。
本実施形態では上述の第一実施形態で説明した反射スクリーン１００と、スクリーン基板１１に凹部２ではなく凸部２１が高さについても不規則的に形成されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
図５に示す反射スクリーン２００は、プロジェクタＰに対して、図１に示す第一実施形態の反射スクリーン１００と同様に配置されている。反射スクリーン２００のスクリーン基板１１は、第一実施形態のスクリーン基板１と同様に、可視光を吸収可能に形成されている。

スクリーン基板１１の観察面１１ａには、図５に示すように、図２に示す凹部２と同様に、スクリーン基板１１の垂直方向（Ｙ軸方向）および水平方向（Ｘ軸方向）に不規則的に複数配列された凸部（反射部）２１が形成されている（平面的な配置は、図２に示した凹部２と同様である）。また、凸部２１は、観察面１１ａの法線方向に延びており、頂部が略同一径の半球状に形成された凸の球状面２６を有している。これら凸部２１は、観察面１１ａからの高さについても不規則的に形成されている。
また、凹部２と同様に、凸部２１の頂部は、直径が約２００μｍ以下かつ２０μｍ以上の範囲の略同一径に形成されている。

図６に示すように、凸部２１の表面２１ａの、プロジェクタＰからの投影光Ｌｐが照射される部分に沿って、第一実施形態の反射膜３と同様の反射膜３１が形成されている。反射膜３１は凸部２１の表面２１ａの、投影光Ｌｐが照射される部分のみに形成され、凸部２１の表面２１ａのその他の部分には反射膜３１が形成されず、スクリーン基板１１の一部である凸部２１の表面２１ａが露出した光吸収面２７となっている。また、凸部２１の表面２１ａに形成された反射膜３１は、観察側（Ｚ軸正方向側）から見て凸状に形成されている。

スクリーン基板１１の観察面１１ａ側には、反射膜３１およびスクリーン基板１１の観察面１１ａを覆うように、第一実施形態と同様の保護層４が形成されている。また、保護層４の上層側で、スクリーン基板１１の観察面１１ａ側の最表面には、第一実施形態と同様に、反射防止層５が形成されている。

上記のスクリーン基板１１に凸部２１を形成する方法としては、公知のものを用いることができる。例えば、特開２００４−２８６９０６号公報に記載されているように、凸部２１を形成するための型に、凸部２１に対応する凹部を形成し、型の凹部が形成された面に熱可塑性の樹脂等を、熱を加えながら押し当てることにより、凸部２１を形成することができる。

以下、凸部２１に対応する凹部を有し、凸部２１を形成するための型の製造方法について説明する。
（製造方法の第１実施形態）
まず、図６（ａ）に示すように、金属基板からなる平板状の型基板Ｐ上にマスクＭを形成する。このマスクＭとしては、例えばクロム（Ｃｒ）を、スパッタ等により成膜して形成されたものである。金属基板としては、真鍮やアルミニウム等を用いることができる。

続いて、このように型基板Ｐ上に形成されたマスクＭに対して、凸部２１を形成する位置に開口部Ｋを形成する。開口部Ｋは、フォトエッチングやレーザ加工等により形成することができ、本実施形態では、不規則的な配置で開口部Ｋを形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、開口部Ｋを有するマスクＭが形成された型基板Ｐに対して、ショットピーニング法により鋳鉄や鋳鋼等の金属、あるいはアルミナ、炭化ケイ素等のセラミックからなる球状粒子を投射材Ｒとして型基板Ｐの表面に吹き付けたり、あるいは水に上記投射材Ｒを混合して型基板Ｐの表面に吹き付ける湿式ブラスト法を実施する。投射材Ｒの粒径としては、例えば０．０１ｍｍ〜２ｍｍの範囲から選択することができ、また選択した粒径の標準偏差の３倍値は、０．００５ｍｍ以内に管理された投射材Ｒを用いる。

マスクＭの開口部Ｋを介して型基板Ｐに投射材Ｒが衝突すると、投射材Ｒの運動エネルギーにより、型基板Ｐの表面には投射材Ｒの粒径と同等の曲率半径で凹部ＰＲが形成される。投射材Ｒはランダムに吹き付けられるため、型基板Ｐの表面に衝突する投射材Ｒの個数や衝突時の速度は開口部Ｋ毎に異なる（一様とはならない）。そのため、投射材Ｒの衝突により型基板Ｐに形成される凹部ＰＲの深さは一様とはならずに不規則的に形成される。従って、凹部ＰＲは、型基板Ｐに対して平面方向の配置及び深さが不規則に形成されることになる。
そして、このように形成された型基板Ｐを用いて、上述したように、熱可塑性の樹脂等を、熱を加えながら型基板Ｐの表面に押し当てることにより、図５に示した複数の凸部２１を有するスクリーン基板１１を形成することができる。

（製造方法の第２実施形態）
次に、型基板Ｐを製造する方法の第２実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、型基板Ｐに対してエッチング処理を実施するため、型基板Ｐの材質としては、金属であってもよいが、樹脂等を用いてもよい。

上記製造方法の第１実施形態と同様に、型基板ＰにマスクＭを形成した後に、図７（ａ）に示すように、レーザ加工により、マスクＭ及び型基板Ｐに連通する開口部Ｋを略同一径で形成する。
ここでは、レーザ出力を調整（不規則と）することにより、型基板Ｐに形成される開口部Ｋの深さを不規則とする。

続いて、マスクＭが形成された型基板Ｐに対して開口部Ｋを介してエッチング処理を所定時間施す。エッチング処理としてはドライエッチング、ウェットエッチングのいずれの方法を採ってもよく、ウェットエッチング処理を行う場合には、例えば一水素二フッ化アンモニウム系のものを用いることができる。

エッチング処理された型基板Ｐは、開口部Ｋが略同一径であり、深さが不規則的に形成されているため、エッチングレート及びエッチング時間に応じた略同一径で、深さ及び平面配置が不規則の複数の凹部ＰＲが形成される。
そして、このように形成された型基板Ｐを用いて、上述したように、熱可塑性の樹脂等を、熱を加えながら型基板Ｐの表面に押し当てることにより、図５に示した複数の凸部２１を有するスクリーン基板１１を形成することができる。

次に、上記第１実施形態と同様に、スクリーン基板１１全体を、例えば、染色等により黒色に着色する。
次いで、上記と同様に、仮想光源位置ＰＶに蒸着源Ｓを配置し、蒸着法により反射膜材料を観察面１１ａに対して斜めに蒸着させ、凸部２１の表面に反射膜３１を形成する。
この後の工程は、上記第１実施形態と同様である。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
図５に示す仮想光源位置ＰＶから射出されたと仮定した投影光Ｌｐは、反射スクリーン２００の観察面２００ａに対して斜めに入射する。
観察面２００ａに到達した投影光Ｌｐは、反射防止層５に入射する。反射防止層５に入射した投影光Ｌｐは、反射防止層５を透過して保護層４に入射する。
このとき、第１実施形態と同様に、反射防止層５によって投影光Ｌｐが保護層４の表面４ａで反射することが防止される。
保護層４に入射した投影光Ｌｐは、保護層４を透過して凸部２１に形成された反射膜３１に到達する。反射膜３１に到達した投影光Ｌｐは、凸状の反射膜３１によって反射スクリーン２００の観察側に反射される。

ここで、凸部２１は、不規則的なランダム配置となっているため、凹部２の間のスクリーン基板１の表面の面積も不規則となる。そのため、凸部２１で反射した投影光Ｌｐの反射特性、及び凸部２１の間のスクリーン基板１１の表面で反射した投影光Ｌｐの反射特性も不規則的となり、干渉縞の発生が抑制され、上記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、凸部２１の高さも不規則であることから、凸部２１で反射する投影光Ｌｐの反射特性もさらに不規則的となり、干渉縞の発生をさらに効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、反射膜３１が半球状の凸部２１の表面２１ａの、投影光Ｌｐが照射される部分に沿って形成されている。これにより、反射膜３１の形状は、反射スクリーン２００の観察面２００ａ側からみて凸面状に形成されるので、反射膜３１が凹面状に形成されている場合と比較して、投影光Ｌｐをより広い角度に反射させて投影画像の視野角を拡大することができる。

（第３実施形態）
続いて、反射スクリーンの第３実施形態について、図８を参照して説明する。
本実施形態では上述の第１実施形態で説明した反射スクリーン１００に対して、スクリーン基板１２が光透過性を有する材料によって形成され、スクリーン基板１２の観察面１２ａ側とは反対側の面１２ｂに凹部２２が形成されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
図８に示す反射スクリーン３００は、プロジェクタＰに対して、図１に示す第１実施形態の反射スクリーン１００と同様に配置されている。

図８に示すように、反射スクリーン３００のスクリーン基板１２は、例えば、樹脂等の光透過性および可撓性を備えた材料によって形成されている。スクリーン基板１２の観察面１２ａとは反対側の面１２ｂには、底部が半球状に形成された凹の球状面３６を有する凹部（反射部）２２が略同一径に複数形成されている。凹部２２は、図２に示す凹部２と同様に、平面的に不規則的に配置され、また反対側の面１２ｂからの深さについても不規則に形成されている。

凹部２２の内壁面２２ａの、プロジェクタＰからの投影光Ｌｐが照射される部分に沿って、投影光Ｌｐを反射する反射膜３２が形成されている。凹部２２の内壁面２２ａの投影光Ｌｐが照射される部分のみに反射膜３２が形成され、凹部２２の内壁面２２ａのその他の部分には反射膜３２が形成されず、スクリーン基板１２の光吸収材によって形成された光吸収面３７が露出した状態となっている。凹部２２の内壁面２２ａに形成された反射膜３２は、観察側（Ｚ軸正方向側）から見て凸状に形成されている。また、反射膜３２は、第１実施計態の反射膜３と同様の材質および膜厚で形成されている。

スクリーン基板１２の観察面１２ａ側には、スクリーン基板１２の観察面１２ａでの光の反射を防止するように屈折率が調整された反射防止層５１が形成されている。
一方、スクリーン基板１２の観察面１２ａとは反対側の面１２ｂには、光を吸収する材料によって光吸収層１６が形成されている。光吸収層１６は、例えば、染色等によって黒色に着色された樹脂や、黒色の顔料を含有する樹脂等を用いて形成する。光吸収層１６は、凹部２２の内側を含むスクリーン基板１２の観察面１２ａとは反対側の面１２ｂに、反射膜３２を覆うように形成されている。

なお、上記の凹部２２を有するスクリーン基板１２は、第２実施形態におけるスクリーン基板１１（図５参照）を製造するための型基板Ｐを形成する手順（図６及び図７参照）と同様の工程を採ることにより形成できる。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
図１に示すようにプロジェクタＰからミラーＭに向けて投影光Ｌｐが射出され、図８に示す仮想光源位置ＰＶから射出されたと仮定した投影光Ｌｐと同様に、反射スクリーン３００の観察面３００ａに対して斜めに入射する。
観察面３００ａに到達した投影光Ｌｐは、図８に示すように、反射防止層５１に入射する。反射防止層５１に入射した投影光Ｌｐは、反射防止層５１を透過してスクリーン基板１２に入射する。このとき、反射防止層５１によって投影光Ｌｐがスクリーン基板１２の観察面１２ａで反射することが防止される。
スクリーン基板１２に入射した投影光Ｌｐは、スクリーン基板１２を透過して凹部２２に形成された反射膜３２に到達する。反射膜３２に到達した投影光Ｌｐは、観察側から見て凸状に形成された反射膜３２によって反射スクリーン３００の観察側に反射される。

ここで、凹部２２は、平面的な配置及び面１２ｂからの深さが不規則的に形成され、また、上述のように、スクリーン基板１２の観察面１２ａとは反対側の面１２ｂの凹部２２の内壁面２２ａに反射膜３２および光吸収層１６が形成されている。このため、反射膜３２は、反射スクリーン３００の観察面３００ａ側から見て凸状に形成され、上述の第２実施形態で説明した凸部２１および反射膜３１と略同様の構成となっている。
すなわち、凹部２２の反射膜３２の非形成領域に入射した外光Ｌｏを、凹部２２に充填された光吸収層１６によって吸収し、外光Ｌｏが反射スクリーン３００の観察側に反射することを防止することができる。また、反射スクリーン３００の水平方向に隣接する凹部２２，２２（観察面３００ａ側から見て凸部）の間に投影光Ｌｐを通過させて、垂直方向に隣接する凹部２２の反射膜３２に入射させることができる。

したがって、本実施形態によれば、上述の第２実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、スクリーン基板１２自体が第２実施形態における保護層４と同様に機能するので、保護層４を形成する必要がなく、反射スクリーン３００の製造工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。

なお、第３実施形態では、光透過性を有する材料で形成されたスクリーン基板１２の観察面１２ａ側とは反対側の面１２ｂに凹部２２が形成される構成について説明したが、高さが不規則の複数の凸部を形成することにより、観察側（Ｚ軸正方向側）から見て凹形状の反射部を形成する構成としてもよい。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図９を用いて説明する。
本実施形態では上述の第１実施形態で説明した反射スクリーン１００に対して、凹部２の形成方法が異なっている。
その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。図９に示す反射スクリーン４００は、プロジェクタＰに対して、図１に示す第１実施形態の反射スクリーン１００と同様に配置されている

反射スクリーン４００のスクリーン基板１３には、図９中の部分拡大図に示されるように、複数（ここでは３つ）の凹部２が規則的に配置された凹部群（反射部群）５２が複数、不規則的な配置で設けられている。これら複数の凹部群５２は、例えば凹部２に対応する凸部を有するローラを用いた転写によりスクリーン基板１３に形成することができる。
本実施形態では、例えば同一のローラによる転写で反射部群を形成することが可能となり、不規則的な配置の反射部を効率よく形成することが可能になる。

なお、上記第４実施形態では、凹部２をローラ転写により形成する構成としたが、第２実施形態で示した凸部２１を有する凸部群（反射部群）をローラ転写で形成したり、凸部群を形成するための型基板に、凸部群に対応する凹部群をローラ転写で形成することも可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、凹部または凸部の形状は、球状面を有するものであれば、上述した実施形態で説明したような半球状ではなく、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く、これらの形状も球状面に含まれる。

また、上記第１実施形態では、凹部２の深さは略同一である構成として説明したが、これに限定されるものではなく、他の実施形態で説明したように、深さについても不規則的に形成する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、反射部としての凹部、凸部が単に平面的に不規則的に配置されるとして説明したが、これに限られず、例えば仮想光源位置ＰＶからの距離に応じて疎となる分布で配置されように、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きくなるに従って、配置分布が順次大きく（密度が小さく）なるように段階的に配置し、それぞれ同様の配置分布となる反射部群において、反射部が不規則的に配置される構成としてもよい。
これにより、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の反射部は距離が小さい位置の反射部よりも分布が疎になって個数が少なくなっているため、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の反射部については、観察側への反射に寄与する面積がトータルで仮想光源位置ＰＶからの距離が小さい位置の反射部に比べて減ることになる。その結果、仮想光源位置ＰＶからの距離が小さい位置の反射部で反射した投影光Ｌｐが、観察側ではなく＋Ｙ側へ抜ける割合が大きく輝度が低下しやすい状況であっても、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の反射部についても輝度を抑えることができ、斜め方向からの投影光Ｌｐを反射スクリーン１００の前方の観察側に均一に反射させて、投影画像のコントラストを向上させることが可能になる。

さらに、反射部としては、一様に不規則的に配置する必要はなく、例えば観察面からの投影光Ｌｐの反射分布に偏りが生じている場合には、当該偏りを有する領域の配置分布を調整（例えば反射スクリーンの端縁部等、投影光の反射が少ない箇所には反射部の配置分布を密にして反射部の数を増やし、反射量を大きく）することにより、反射分布（輝度分布）を補正してもよい。この場合、密に配置する反射部については、不規則的に配置する。

また、上記実施形態で説明したように、スクリーン基板の全体を染色によって着色するのではなく、観察面側の一部だけを着色したり、観察面のみを黒色に塗装し光吸収用の膜を設けたりしてもよい。

また、上記実施形態では、反射膜を形成する際に蒸着源を仮想光源位置ＰＶに配置して放射状に蒸着する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば矩形の蒸着源をスクリーン基板の−Ｙ側の端縁に沿って平行に配置し、ライン状に蒸着する構成としてもよい。

本発明の第１実施形態に係る反射スクリーンとプロジェクタの位置関係を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る反射スクリーンの正面図である。 本発明の第１実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。 型基板を製造する手順を示す図である。 型基板を製造する手順を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る反射スクリーンの正面図である。

符号の説明

１、１１、１２、１３…スクリーン基板、 ２、２２…凹部（反射部）、 ３、３１、３２、３３…反射膜、 ４…保護層、 ５、５１…反射防止層、 ５２…凹部群（反射部群）、 ６、２６、３６、４６…球状面、 ７、２７、３７…光吸収面、 ２１、２３…凸部（反射部）、 １００、２００、３００…反射スクリーン、 １００ａ、２００ａ…観察面、 Ｌｐ…投影光、 ＮＬ…法線、 ＰＶ…仮想光源位置（投影部）

Claims (21)

1. スクリーン基板の観察面に複数の反射部を有し、前記観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に配置された投影部から、前記観察面に向けて斜めに射出された投影光を、観察側に反射する反射スクリーンであって、
   前記反射部は、凹または凸の球状面を有し、不規則的な配置で設けられていることを特徴とする反射スクリーン。
2. 請求項１記載の反射スクリーンにおいて、
   前記反射部は、略同一の曲率半径をする凸の球状面を有し、且つ前記スクリーン基板の表面からの高さが不規則的に形成されていることを特徴とする反射スクリーン。
3. 請求項１記載の反射スクリーンにおいて、
   前記反射部は、略同一の曲率半径をする凹の球状面を有し、且つ前記スクリーン基板の表面からの深さが不規則的に形成されていることを特徴とする反射スクリーン。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記反射部は、前記投影部からの距離が大きくなるに従って、密から疎となる分布で配置されることを特徴とする反射スクリーン。
5. 請求項４記載の反射スクリーンにおいて、
   前記反射部の配置分布は、前記観察面からの前記投影光の反射分布に応じて調整されることを特徴とする反射スクリーン。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
   複数の前記反射部が規則性をもって配置された反射部群を有し、
   複数の前記反射部群が不規則的な配置で設けられていることを特徴とする反射スクリーン。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記反射部は、前記投影部を臨む面に反射膜を有するとともに、前記反射膜の非形成領域に光吸収面を有することを特徴とする反射スクリーン。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記スクリーン基板の前記観察面側に保護層が設けられていることを特徴とする反射スクリーン。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
   前記スクリーン基板は光透過性を有する材料によって形成され、
   前記凹の球状面は、前記スクリーン基板の前記観察面と反対側の面に設けられた凹部に形成されることを特徴とする反射スクリーン。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記スクリーン基板は光透過性を有する材料によって形成され、
    前記凸の球状面は、前記スクリーン基板の前記観察面と反対側の面に設けられた凸部に形成されることを特徴とする反射スクリーン。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記スクリーン基板の前記観察面側に反射防止層が設けられていることを特徴とする反射スクリーン。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の反射スクリーンにおいて、
    前記スクリーン基板が、可撓性を有する材料によって形成されていることを特徴とする反射スクリーン。
13. スクリーン基板の観察面に複数の反射部を有し、前記観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に配置された投影部から、前記観察面に向けて斜めに射出された投影光を、観察側に反射する反射スクリーンの製造方法であって、
    凹または凸の球状面を有する前記反射部を不規則的な配置で設ける工程を有することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
14. 請求項１３記載の反射スクリーンの製造方法において、
    凸の球状面を有する前記反射部を、略同一の曲率半径に、且つ前記スクリーン基板の表面からの高さを不規則的に形成することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
15. 請求項１３記載の反射スクリーンの製造方法において、
    凹の球状面を有する前記反射部を、略同一の曲率半径に、且つ前記スクリーン基板の表面からの深さを不規則的に形成することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
16. 請求項１３から１５のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
    前記反射部を、前記投影部からの距離が大きくなるに従って、密から疎となる分布で配置することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
17. 請求項１６記載の反射スクリーンの製造方法において、
    前記反射部の配置分布を、前記観察面からの前記投影光の反射分布に応じて調整することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
18. 請求項１３から１７のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
    複数の前記反射部が規則性をもって配置された反射部群を設定し、
    複数の前記反射部群を不規則的な配置で設けることを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
19. 請求項１３から１８のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
    少なくとも前記スクリーン基板の前記観察面側に光吸収面を形成する工程と、
    前記反射部の前記投影部を臨む面に反射膜を形成する工程とを有することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
20. 請求項１９記載の反射スクリーンの製造方法において、
    ターゲットを有する蒸着源を前記投影部に配置し、前記ターゲットを前記反射部の前記投影部を臨む面に蒸着することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
21. 請求項１３から２０のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
    前記スクリーン基板の前記観察面側に保護層を設ける工程を有することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。

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