JP2010186115A - スクリーン成形型の製造方法、スクリーン成形型、スクリーンの製造方法およびスクリーン - Google Patents
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Abstract
【課題】大型のスクリーンを容易に製造でき、作製されるスクリーンをスジやムラが発生しない良好なものとすることができるスクリーン成形型の製造方法、スクリーン成形型、スクリーンの製造方法およびスクリーンを提供する。
【解決手段】成形型31,32の隣接端部側に成型面の形状が共通となる共通部分を設けておき、成形型31の少なくとも共通部分の成型面を転写して転写部材41を成形し、成形型31,32を、各共通部分が間隙を介して隣接するように配置するとともに、各共通部分に転写部材41の転写面を嵌合することによって成形型31,32を転写部材41を用いて位置決めし、位置決めされた成形型31,32に、転写部材41の上から材料を塗布して硬化させることによって、転写部材41と一体化した転写部材42を成形し剥離することにより、スクリーン成形型4を製造する。
【選択図】図10
【解決手段】成形型31,32の隣接端部側に成型面の形状が共通となる共通部分を設けておき、成形型31の少なくとも共通部分の成型面を転写して転写部材41を成形し、成形型31,32を、各共通部分が間隙を介して隣接するように配置するとともに、各共通部分に転写部材41の転写面を嵌合することによって成形型31,32を転写部材41を用いて位置決めし、位置決めされた成形型31,32に、転写部材41の上から材料を塗布して硬化させることによって、転写部材41と一体化した転写部材42を成形し剥離することにより、スクリーン成形型4を製造する。
【選択図】図10
Description
本発明は、スクリーン成形型の製造方法、スクリーン成形型、スクリーンの製造方法およびスクリーンに関する。
近年、プロジェクターなどにおける大型スクリーンの需要が伸びてきており、それに伴いスクリーン成形型も大型となるため、巨額な設備投資が必要となっている。これは、大型のスクリーン成形型は製造が困難であり高価であることなどに起因する。このような設備投資を抑えるために、複数個のスクリーン成形型を貼り合わせて大型のスクリーン成形型とし、この大型のスクリーン成形型を用いて大型のスクリーンを作製することが考えられる(例えば、特許文献1参照)。
また、光学特性を向上させるためのマイクロレンズなどの微細形状を備えたスクリーンにおいても同様にして大型のスクリーンを作製することが考えられる。
また、光学特性を向上させるためのマイクロレンズなどの微細形状を備えたスクリーンにおいても同様にして大型のスクリーンを作製することが考えられる。
図15は、従来における貼り合わせ成形型によるスクリーンの作製を説明するための断面図である。成形型901,902を貼り合わせた成形型90を用いて転写物を得ることにより、1枚の大型のスクリーン91を作製することができる。
また、図16は、従来における貼り合わせ成形型によるマイクロレンズを備えたスクリーンの作製を説明するための断面図である。成形型941,942を貼り合わせた成形型94を用いて転写物を得ることにより、1枚の大型のスクリーン95を作製することができる。
また、図16は、従来における貼り合わせ成形型によるマイクロレンズを備えたスクリーンの作製を説明するための断面図である。成形型941,942を貼り合わせた成形型94を用いて転写物を得ることにより、1枚の大型のスクリーン95を作製することができる。
しかしながら、複数個のスクリーン成形型を貼り合わせて1つのスクリーン成形型とする場合、以下のような課題があった。
通常のスクリーン成形型の製造精度では、スクリーン成形型同士を貼り合わせた部分に少なからず隙間(例えば図15に示す間隙92)ができてしまうため、そのスクリーン成形型を用いて作製されるスクリーンに貼り合わせ部の隙間が転写されてしまう。その結果、その部分に目的としない凹凸(例えば図15に示す突起93)が形成されてしまい、これが、完成したスクリーンに像を表示した際にスジやムラとなって現れて見栄えを損なってしまう。これを解消するためには、スクリーン成形型の貼り合わせ部に、非常に高精度な加工技術(例えば、スクリーンの表面形状にもよるが、隙間を20μm以下とする加工技術)が必要となり非常に難易度が高いという課題があった。この点は、図16に示したようなスクリーンの場合であっても同じである。
通常のスクリーン成形型の製造精度では、スクリーン成形型同士を貼り合わせた部分に少なからず隙間(例えば図15に示す間隙92)ができてしまうため、そのスクリーン成形型を用いて作製されるスクリーンに貼り合わせ部の隙間が転写されてしまう。その結果、その部分に目的としない凹凸(例えば図15に示す突起93)が形成されてしまい、これが、完成したスクリーンに像を表示した際にスジやムラとなって現れて見栄えを損なってしまう。これを解消するためには、スクリーン成形型の貼り合わせ部に、非常に高精度な加工技術(例えば、スクリーンの表面形状にもよるが、隙間を20μm以下とする加工技術)が必要となり非常に難易度が高いという課題があった。この点は、図16に示したようなスクリーンの場合であっても同じである。
また、マイクロレンズなどの微細形状を備えたスクリーンにおいては、貼り合わせ部の微細構造がずれて貼り合わされると、その部分に不要な段差(例えば図16に示す段差96)ができてしまう。その結果、そのスクリーン成形型を転写して作製されるスクリーンにも目的としない凹凸(例えば図16に示す凹凸97)が形成され、これが、完成したスクリーンに像を表示した際にスジやムラとなって現れて見栄えを損なってしまうという課題があった。
また、スクリーン成形型の材料としては、様々なものが用いられているが、ガラス材料や樹脂材料など材質によっては、加工により貼り合わせ部に、いわゆるチッピング(割れ)やバリなどが発生しやすくなるため、現状の加工技術では加工精度を満足できず、スクリーン成形型の材質が制限されてしまうという課題があった。
また、スクリーン成形型の材料としては、様々なものが用いられているが、ガラス材料や樹脂材料など材質によっては、加工により貼り合わせ部に、いわゆるチッピング(割れ)やバリなどが発生しやすくなるため、現状の加工技術では加工精度を満足できず、スクリーン成形型の材質が制限されてしまうという課題があった。
また、スクリーン成形型同士を貼り合わせる場合、樹脂などの接着材料で接着する必要がある。しかし、スクリーン成形型の接着性が著しく悪い場合やスクリーン成形型が薄く接着面が小さいため貼り合わせるのが困難な場合、逆に厚すぎて接着材料の塗布が困難な場合など、スクリーン成形型の特性によっては良好な大型のスクリーン成形型の作製が難しいといった課題があった。
したがって、本発明の目的は、大型のスクリーンを容易に製造でき、作製されるスクリーンをスジやムラが発生しない良好なものとすることができるスクリーン成形型の製造方法、スクリーン成形型、スクリーンの製造方法およびスクリーンを提供することにある。
本発明のスクリーン成形型の製造方法は、間隙を介して互いに隣接させる第1の成形型および第2の成形型の隣接端部側に成型面の形状が共通となる共通部分を設けておき、前記第1の成形型の少なくとも共通部分の成型面を転写して、前記共通部分と反転する転写面を備えた第1の転写部材を成形する第1の転写部材成形工程と、前記第1の成形型と前記第2の成形型とを、前記各成形型の共通部分が間隙を介して隣接するように配置するとともに、前記各成形型の共通部分に前記第1の転写部材の前記転写面を嵌合することによって、前記第1の成形型と前記第2の成形型とを前記第1の転写部材を用いて位置決めする位置決め工程と、前記位置決め工程によって位置決めされた前記第1の成形型および前記第2の成形型に、前記第1の転写部材の上から材料を塗布して硬化させることによって、前記第1の転写部材と一体化した第2の転写部材を成形する第2の転写部材成形工程と、前記第1の成形型および前記第2の成形型から、前記第1の転写部材および前記第2の転写部材を剥離する剥離工程とを有し、前記第1の転写部材と前記第2の転写部材とで構成されるスクリーン成形型を製造することを特徴とするスクリーン成形型の製造方法である。
本発明によれば、製造されるスクリーン成形型は、第1の転写部材と第2の転写部材によって構成され、第1の成形型および第2の成形型を構成要素としないため、これら成形型の特性に影響されずにスクリーン成形型を製造することができる。
また、第1の転写部材によって位置決めされた第1の成形型および第2の成形型に、第1の転写部材の上から材料を塗布して硬化させることによって、第1の転写部材と一体化されるとともに、各成形型において第1の転写部材が配置されていない部分の成型面が転写された第2の転写部材を成形するため、スクリーン成形型を構成する第1の転写部材と第2の転写部材とを隙間なく貼り合わすことができる。
さらに、第1の成形型と第2の成形型とは、第1の転写部材によって間隙を介して位置決めされ、各成形型同士が直接接触するものではないため、各成形型の隣接部の加工精度を所定レベル以上にする必要がなく、容易に加工できる。
また、位置決めによる間隙部分の第1の転写部材における各成形型との嵌め合わせ側には、共通部分と反転する転写面が形成される。共通部分を転写した第1の転写部材の転写面は、位置決めの際に、第1および第2の成形型の共通部分の成型面と隙間なく密着して嵌め合わされるため、第1の成形型および第2の成形型が第1の転写部材を基準に正確かつ段差なく位置決めされ、第1の成形型と第2の成形型の成型面を第1の転写部材および第2の転写部材に転写した際に、第1の転写部材と第2の転写部材の転写面が連続したものとなり、接合部に不要な段差が形成されることを防ぐことができる。
また、第1の転写部材によって位置決めされた第1の成形型および第2の成形型に、第1の転写部材の上から材料を塗布して硬化させることによって、第1の転写部材と一体化されるとともに、各成形型において第1の転写部材が配置されていない部分の成型面が転写された第2の転写部材を成形するため、スクリーン成形型を構成する第1の転写部材と第2の転写部材とを隙間なく貼り合わすことができる。
さらに、第1の成形型と第2の成形型とは、第1の転写部材によって間隙を介して位置決めされ、各成形型同士が直接接触するものではないため、各成形型の隣接部の加工精度を所定レベル以上にする必要がなく、容易に加工できる。
また、位置決めによる間隙部分の第1の転写部材における各成形型との嵌め合わせ側には、共通部分と反転する転写面が形成される。共通部分を転写した第1の転写部材の転写面は、位置決めの際に、第1および第2の成形型の共通部分の成型面と隙間なく密着して嵌め合わされるため、第1の成形型および第2の成形型が第1の転写部材を基準に正確かつ段差なく位置決めされ、第1の成形型と第2の成形型の成型面を第1の転写部材および第2の転写部材に転写した際に、第1の転写部材と第2の転写部材の転写面が連続したものとなり、接合部に不要な段差が形成されることを防ぐことができる。
本発明では、前記位置決め工程の前に、前記各成形型を、前記共通部分の範囲内で切断する切断工程を有することが好ましい。
通常、成形型の成型面の最外周部には、型のキャビティ部分を区画するために、対向する型と密着する面が設けられる。従って、成型面に凹凸等の微細加工を施している成形型同士を隣接させても、その隣接部分には微細加工が施されていない部分が残ってしまう。
これに対し、本発明では、各成形型を共通部分の範囲内で切断し、各成形型の共通部分を間隙を介して隣接させて第1の転写部材で連結しているので、各成形型の隣接部分にも微細形状を設けることができる。
通常、成形型の成型面の最外周部には、型のキャビティ部分を区画するために、対向する型と密着する面が設けられる。従って、成型面に凹凸等の微細加工を施している成形型同士を隣接させても、その隣接部分には微細加工が施されていない部分が残ってしまう。
これに対し、本発明では、各成形型を共通部分の範囲内で切断し、各成形型の共通部分を間隙を介して隣接させて第1の転写部材で連結しているので、各成形型の隣接部分にも微細形状を設けることができる。
本発明では、前記第1の成形型と前記第2の成形型のどちらか一方の成形型を共通部分の範囲内で切断し、他方の成形型を、共通部分の範囲内かつ前記一方の成形型の切断位置に対応する位置よりも内側の位置で切断することが好ましい。
ここで、他方の成形型において、共通部分の範囲内かつ前記一方の成形型の切断位置に対応する位置よりも内側の位置とは、各成形型を、前記共通部分を平面的に位置合わせして上下に配置した場合に、一方の成形型の切断位置に対し、他方の成形型の切断位置がその他方の成形型の内側つまり成形型の中心側の位置を示す。従って、各成形型の共通部分において、切断された後に残った領域同士を並べても、切断前の一方の共通領域よりも小さな面積になり、各成形型間に隙間が形成されることになる。
このような本発明によれば、間隙を介して各成形型を配置した際に、一方の成形型の共通部分の端縁から他方の成形型の共通部分の端縁までの幅寸法を、切断前の成形型の共通部分と一致させることができる。このため、共通部分が成形型の隣接方向(幅方向)においてその表面の微細形状やサイズが異なる場合であっても、切断前の成形型の共通部分を転写した第1の転写部材を、切断後の各成形型の共通部分と隙間なく密着して嵌め合わせることができる。そして、第1の転写部材を嵌め合わせた状態で第1の転写部材ごと第1の成形型および第2の成形型の成型面を転写することによって、各成形型の隣接部に対応した部分に、切断前の共通部分を完全に再現することができ、スクリーンにおける光学特性を考慮して共通部分の形状を設計することができる。
本発明では、前記各成形型の成型面には光学機能のための表面形状が形成され、当該表面形状を前記各成形型の共通部分として用いることが好ましい。
共通部分は、第1の転写部材によって各成形型を位置決めすることができる表面形状とすれば良いため、その表面形状は第1の転写部材を嵌合して位置決めできるものであればよい。
これに対し、本発明によれば、位置決めのためだけに光学機能のための表面形状と異なる形状をわざわざ成型面に設けなくても、第1の転写部材による第1および第2の成形型の位置決めを行うことができ、かつ、各成形型の接合部分にも必要な光学機能を設けることができる。
共通部分は、第1の転写部材によって各成形型を位置決めすることができる表面形状とすれば良いため、その表面形状は第1の転写部材を嵌合して位置決めできるものであればよい。
これに対し、本発明によれば、位置決めのためだけに光学機能のための表面形状と異なる形状をわざわざ成型面に設けなくても、第1の転写部材による第1および第2の成形型の位置決めを行うことができ、かつ、各成形型の接合部分にも必要な光学機能を設けることができる。
本発明では、前記各成形型に、前記第1の転写部材および前記第2の転写部材との離型性を良好にする離型処理を施しておくことが好ましい。
これにより、前記第1の転写部材成形工程や剥離工程において、各成形型と各転写部材とが剥離しやすくなり、各転写部材への成型面の転写を良好に行うことができる。
これにより、前記第1の転写部材成形工程や剥離工程において、各成形型と各転写部材とが剥離しやすくなり、各転写部材への成型面の転写を良好に行うことができる。
本発明では、前記第1の転写部材に、前記第2の転写部材との接着性を良好にする接着処理を施しておくことが好ましい。
これにより、前記第2の転写部材成形工程において、第1の転写部材と第2の転写部材との一体性が強固なものとなり、各転写部材が接合された状態を安定して保つことができる。
これにより、前記第2の転写部材成形工程において、第1の転写部材と第2の転写部材との一体性が強固なものとなり、各転写部材が接合された状態を安定して保つことができる。
本発明のスクリーン成形型は、前記各スクリーン成形型の製造方法によって製造されたことを特徴とする。
また、本発明のスクリーンの製造方法は、前記各スクリーン成形型の製造方法によってスクリーン成形型を製造するスクリーン成形型製造工程と、前記スクリーン成形型製造工程で製造されたスクリーン成形型を用いてスクリーンを製造するスクリーン製造工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明のスクリーンの製造方法は、前記各スクリーン成形型の製造方法によってスクリーン成形型を製造するスクリーン成形型製造工程と、前記スクリーン成形型製造工程で製造されたスクリーン成形型を用いてスクリーンを製造するスクリーン製造工程と、を有することを特徴とする。
本発明のスクリーン成形型によれば、前述の各発明と同じ作用効果を奏することができ、大型のスクリーン成形型を精度良くかつ安価に製造することができる。
また、本発明のスクリーンの製造方法によれば、前述の各発明と同じ作用効果を奏することができ、大型のスクリーン成形型を精度良くかつ安価に製造することができるため、意図しない凹凸形状などが形成されることがない大型のスクリーンを安価に製造でき、スクリーンに像を投影した際にもスジやムラが生じることを防止でき、高品質の映像を投影表示できる。
また、本発明のスクリーンの製造方法によれば、前述の各発明と同じ作用効果を奏することができ、大型のスクリーン成形型を精度良くかつ安価に製造することができるため、意図しない凹凸形状などが形成されることがない大型のスクリーンを安価に製造でき、スクリーンに像を投影した際にもスジやムラが生じることを防止でき、高品質の映像を投影表示できる。
本発明のスクリーンの製造方法は、間隙を介して互いに隣接させる第1の成形型および第2の成形型の隣接端部側に成型面の形状が共通となる共通部分を設けておき、前記第1の成形型の少なくとも共通部分の成型面を転写して、前記共通部分と反転する転写面を備えた第1の転写部材を成形する第1の転写部材成形工程と、前記第1の成形型と前記第2の成形型とを、前記各成形型の共通部分が間隙を介して隣接するように配置するとともに、前記各成形型の共通部分に前記第1の転写部材の前記転写面を嵌合することによって、前記第1の成形型と前記第2の成形型とを前記第1の転写部材を用いて位置決めする位置決め工程と、前記位置決め工程によって位置決めされた前記第1の成形型および前記第2の成形型に、前記第1の転写部材の上から材料を塗布して硬化させることによって、前記第1の転写部材と一体化した第2の転写部材を成形する第2の転写部材成形工程と、前記第1の成形型および前記第2の成形型から、前記第1の転写部材および前記第2の転写部材を剥離する剥離工程とを有し、前記第1の転写部材と前記第2の転写部材とで構成されるスクリーンを製造することを特徴とするスクリーンの製造方法である。
本発明によれば、製造されるスクリーンは、第1の転写部材と第2の転写部材によって構成され、第1の成形型および第2の成形型を構成要素としないため、これら成形型の特性に影響されずにスクリーンを製造することができる。
また、第1の転写部材によって位置決めされた第1の成形型および第2の成形型の成型面に、第1の転写部材の上から材料を塗布して硬化させることによって、第1の転写部材と一体化した第2の転写部材を成形するため、スクリーンを構成する第1の転写部材と第2の転写部材とを隙間なく貼り合わすことができる。
さらに、第1の成形型と第2の成形型とは、第1の転写部材によって間隙を介して位置決めされるので、各成形型同士が直接接触するものではないため、各成形型の隣接部の加工精度を所定レベル以上にする必要がなく、容易に加工できる。
また、位置決めによる間隙部分の第1の転写部材における各成形型との嵌め合わせ側には、共通部分と反転する転写面が形成される。共通部分を転写した第1の転写部材の転写面は、位置決めの際に、第1および第2の成形型の共通部分の成型面と隙間なく密着して嵌め合わされるため、第1の成形型および第2の成形型が第1の転写部材を基準に正確かつ段差なく位置決めされ、第1の成形型と第2の成形型の成型面を第1の転写部材ごと転写した際に、第1の転写部材と第2の転写部材の転写面が連続したものとなり、接合部に不要な段差が形成されることを防ぐことができる。
また、第1の転写部材によって位置決めされた第1の成形型および第2の成形型の成型面に、第1の転写部材の上から材料を塗布して硬化させることによって、第1の転写部材と一体化した第2の転写部材を成形するため、スクリーンを構成する第1の転写部材と第2の転写部材とを隙間なく貼り合わすことができる。
さらに、第1の成形型と第2の成形型とは、第1の転写部材によって間隙を介して位置決めされるので、各成形型同士が直接接触するものではないため、各成形型の隣接部の加工精度を所定レベル以上にする必要がなく、容易に加工できる。
また、位置決めによる間隙部分の第1の転写部材における各成形型との嵌め合わせ側には、共通部分と反転する転写面が形成される。共通部分を転写した第1の転写部材の転写面は、位置決めの際に、第1および第2の成形型の共通部分の成型面と隙間なく密着して嵌め合わされるため、第1の成形型および第2の成形型が第1の転写部材を基準に正確かつ段差なく位置決めされ、第1の成形型と第2の成形型の成型面を第1の転写部材ごと転写した際に、第1の転写部材と第2の転写部材の転写面が連続したものとなり、接合部に不要な段差が形成されることを防ぐことができる。
本発明のスクリーンは、前記スクリーンの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
本発明のスクリーンによれば、前記スクリーンの製造方法と同じ作用効果を奏することができ、大型のスクリーンを精度良くかつ安価に製造することができる。
本発明のスクリーンによれば、前記スクリーンの製造方法と同じ作用効果を奏することができ、大型のスクリーンを精度良くかつ安価に製造することができる。
以上説明したように、本発明によれば、複数個のスクリーン成形型を用いてスクリーンの大型化を図る場合であっても、接合部の成形型の高い加工精度を必要とせず、幅広い材質の材料をスクリーン成形型に用いることができ、使用するスクリーン成形型の特性に影響されることなく、接合部に隙間および不要な段差のないものを作成することができる。また、それによって、大型で高品質のスクリーンを製造することができる。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態によるスクリーンを備えた画像投影システムの一例である。この画像投影システムは、スクリーン1とプロジェクター2とを備えた構成とされている。スクリーン1は、プロジェクター2からの投射像を表示するものである。スクリーン1は、例えば100インチなど大型サイズの反射型スクリーンである。プロジェクター2は、スクリーン1との距離が短くてよい(例えば投射距離が60cm程度)、近接投射型のプロジェクターである。
プロジェクター2から出射された投射像は、スクリーン1で反射され、これによってスクリーン1の正面方向にいる視聴者は、スクリーン1の投影像を見ることができる。なお、スクリーン1は、プロジェクター2からの投射像を視聴者側に効率よく反射させて、視認性よくスクリーン1に映し出すための光学機能を有している。この光学機能を実現するため、スクリーン1のプロジェクター2からの投射光が入射される投影面には略半球の凹部が所定の配列で複数個形成されている。なお、スクリーン1は、以下に説明するスクリーン成形型を用いて作製される。
<スクリーン成形型>
図2は、スクリーン成形型の作製に用いる第1および第2の成形型の構成を示す。この図は、成型面側の構成を示している。本実施形態では、第1の成形型31と第2の成形型32の2つを間隙を介して隣接させた状態で転写することによって、1つの大型のスクリーン成形型を作製する。この転写については後述する。
図2は、スクリーン成形型の作製に用いる第1および第2の成形型の構成を示す。この図は、成型面側の構成を示している。本実施形態では、第1の成形型31と第2の成形型32の2つを間隙を介して隣接させた状態で転写することによって、1つの大型のスクリーン成形型を作製する。この転写については後述する。
第1の成形型31(以下、成形型31と称する。)および第2の成形型32(以下、成形型32と称する。)の材料は、特に限定されるものではなく、通常型として使用される材質を用いることができる。ただし、成形型31,32の材料としては、たわみが生じにくく、傷つきにくいものが好ましく、具体的には、各種金属、各種ガラス、プラスチックに代表される各種樹脂などが挙げられる。
成形型31,32の成型面には複数の微細な凹部33が形成されている。凹部33は、前述したスクリーン1の凹部形状と同じ形状、サイズおよび配列とされている。
ここで、プロジェクター2は、スクリーン1の左右方向中心軸線上に配置され、かつ、スクリーン1の下端部近傍に配置されるため、スクリーン1に入射する光の方向や角度は、スクリーン1の下端の左右方向中心から放射線状に変化することになる。
このため、凹部33は、成形型31と成形型32とで隣接部を軸として対称となるように形成されており、成形型31と成形型32を隣接させた状態でプロジェクター2の投射方向に応じて略放射状に配列されるように形成されている。
また、各々の成型面の隣接部側の端部には、それぞれ共通部分341,342が設けられている。したがって、凹部33の配列は、隣接部においては共通部分34(共通部分341,342)を介する構成とされる。なお、共通部分34の成型面についても微細な形状を有するように加工が施されている。凹部33および共通部分34についての詳細な説明は後述する。
ここで、プロジェクター2は、スクリーン1の左右方向中心軸線上に配置され、かつ、スクリーン1の下端部近傍に配置されるため、スクリーン1に入射する光の方向や角度は、スクリーン1の下端の左右方向中心から放射線状に変化することになる。
このため、凹部33は、成形型31と成形型32とで隣接部を軸として対称となるように形成されており、成形型31と成形型32を隣接させた状態でプロジェクター2の投射方向に応じて略放射状に配列されるように形成されている。
また、各々の成型面の隣接部側の端部には、それぞれ共通部分341,342が設けられている。したがって、凹部33の配列は、隣接部においては共通部分34(共通部分341,342)を介する構成とされる。なお、共通部分34の成型面についても微細な形状を有するように加工が施されている。凹部33および共通部分34についての詳細な説明は後述する。
成形型31,32は、ともにスクリーン成形型を成形するために用いられる成形型である。本実施形態では、成形型31については、共通部分341の範囲内で切断(図中A−A)したもの、成形型32については、共通部分342の範囲内で切断(図中B−B)したものを隣接させる。後述する位置決めによって隣接された成形型31,32の成型面を転写することによって、スクリーン成形型が作製される。
図3は、スクリーン成形型の構成を説明するための図である。図3(A)はスクリーン成形型の成型面側を示し、図3(B)は、その側面の断面構成を示している。スクリーン成形型4は、図3(A)中左側部分の第1の転写部材41(以下、転写部材41と称する。)と右側部分の第2の転写部材42(以下、転写部材42と称する。)によって構成されている。転写部材41は、共通部分341を含む成形型31側の成型面を転写して形成されたものである。転写部材42は、共通部分342を含まない成形型32側の成型面を転写して形成されたものである。よって、スクリーン成形型4の成型面には成形型31,32の成型面の凹部33に対応した凸部43が形成されている。
図3(B)に示すように、スクリーン成形型4において、成形型32側を転写した方は、転写部材42だけの単層構造であるが、成形型31側を転写した方は、転写部材41と転写部材42の2層構造となっている。
スクリーン成形型4の成型面は、後述する製造方法によってスクリーン成形型4を作製することにより、転写部材41と転写部材42の接合部においても隙間および不要な段差がないように形成されている。
スクリーン成形型4の成型面は、後述する製造方法によってスクリーン成形型4を作製することにより、転写部材41と転写部材42の接合部においても隙間および不要な段差がないように形成されている。
ここで、前述した各成形型31,32の凹部33について説明する。図4は、成形型31の表面形状を説明するための斜視図である。なお、成形型32も同様の構成とされている。凹部33は、それぞれドライエッチングなどの周知の加工技術によって予め成形型31,32の成型面に複数形成されているものである。これら凹部33は、それぞれ略半球の凹形状で構成されている。凹部33の直径L1は、解像度保持、生産性の観点などから、例えば80〜400μmとされる。これら凹部33の配列は、図示した状態ではわかりにくいが、実際は前述したような略放射状とされている。具体的には、図2に示す内周側の凹部33のサイズを小さく形成し、外周側の凹部33のサイズを大きく形成することによって放射状とされる。これにより、凹部33は、共通部分341,342に沿った方向(図2中の縦方向)においては大きさが次第に変化する。また、成形型31,32の共通部分341,342を挟んで対称位置に配置される凹部33は同じサイズとなる。
次に図5を参照して前述した共通部分341,342について説明する。図5は、成形型31,32において共通部分341,342を示す断面図である。図5において、成形型31の右端部側および成形型32の左端部側がそれぞれの隣接部側である。なお、以下では、成形型31,32において、この隣接部側を外側とし、隣接部側でない側(成形型31,32の中心側)を内側として説明する。前述したように、成形型31,32は、それぞれ成型面に凹部33が形成され、かつ、隣接側の端部には共通部分341,342を有している。
共通部分341,342の領域は、特に限定されるものではないが、加工精度と作業性ならびに実効性を考慮すると、成型面を平面視した場合に隣接部が直線的である場合には、例えば、幅L2を、5mm〜30mmとすることが好ましい。
なお、隣接部が直線的でない形状の場合は、共通部分として、その形状に合わせて適切な範囲を設定すればよい。例えば、ジグザグ、波形状など互い違いの形状の場合などは、隣接部に沿って一定幅で共通部分341,342を設けてもよいし、隣接部形状に合わせて共通部分341,342もジグザグ、波形状に設けてもよい。
なお、隣接部が直線的でない形状の場合は、共通部分として、その形状に合わせて適切な範囲を設定すればよい。例えば、ジグザグ、波形状など互い違いの形状の場合などは、隣接部に沿って一定幅で共通部分341,342を設けてもよいし、隣接部形状に合わせて共通部分341,342もジグザグ、波形状に設けてもよい。
共通部分341,342は、成形型31と成形型32とで表面形状が完全に一致している領域部分である。共通部分341,342には、微細な表面加工によって、凹部33と同様の略半球の凹形状が所定の配列で複数形成されている。なお、この凹形状の配列は、特に限定されるものではなく、正方格子状や千鳥格子状の配列などであってもよい。
本実施形態では、共通部分341,342の各凹部33の形状(例えば凹面の曲率等)やサイズは、共通部分341,342の幅方向(各成形型31,32の隣接側端部から型中心に向かう方向)に異なるように構成している。
具体的には、成形型31の共通部分341において、成形型31の内側から外側に向かう方向に並んだ各凹部34A,34B,34C,34Dは形状やサイズが徐々に異なるように設計されている。
一方、成形型32の共通部分342において、成形型32の外側から内側に向かう方向に並んだ各凹部34A,34B,34C,34Dは、前記成形型31の各凹部34A〜34Dとそれぞれ同じ形状・サイズに設計されている。
具体的には、成形型31の共通部分341において、成形型31の内側から外側に向かう方向に並んだ各凹部34A,34B,34C,34Dは形状やサイズが徐々に異なるように設計されている。
一方、成形型32の共通部分342において、成形型32の外側から内側に向かう方向に並んだ各凹部34A,34B,34C,34Dは、前記成形型31の各凹部34A〜34Dとそれぞれ同じ形状・サイズに設計されている。
つまり、図示するように、成形型31において共通部分341と成形型31に固有の凹部33との境界を境界Cとし、成形型32において共通部分342と成形型32に固有の凹部33との境界を境界Dとする。この場合において、成形型31の境界Cから境界D方向への共通部分341の成型面の表面形状(凹部34A〜34Dの並びの形状)と、成形型32の境界Cから境界D方向への共通部分342の成型面の表面形状(凹部34A〜34Dの並びの形状)とが同じとなるように加工する。成形型31,32の凹部34A〜34Dにおいて、符号が同じものは、同一形状および同一サイズを示している。
このように成形型31と成形型32とで共通の加工を予め施しておくことにより、隣接方向で共通部分34の凹部の形状やサイズが異なる場合であっても、後述する位置決めを正確に行うことができる。
このように成形型31と成形型32とで共通の加工を予め施しておくことにより、隣接方向で共通部分34の凹部の形状やサイズが異なる場合であっても、後述する位置決めを正確に行うことができる。
なお、本実施形態では、各凹部34A〜34Dは、各成形型31,32の隣接部に沿った方向(図2の縦方向)には同一形状、サイズのものが並ぶように形成している。但し、隣接部に沿った方向に並んだ各凹部34A〜34D同士でも形状やサイズが異なるように設計してもよい。
また、各凹部34A〜34Dをすべて同じ形状、サイズに設計してもよい。この場合、隣接部に沿った方向に並んだ各凹部34A〜34Dにおいては、形状、サイズが異なるようにしてもよいし、共通部分341,342のすべての凹部34A〜34Dが同一形状、サイズとなるように設計してもよい。
そして、これらの各凹部34A〜34Dは、共通部分341,342に隣接配置された各凹部33と同様のピッチ、形状、サイズで形成されていることが好ましい。このように、凹部33の配列と近似させることによって、共通部分341,342における光学特性を、共通部分341,342周囲の光学特性と類似させることができる。
また、各凹部34A〜34Dをすべて同じ形状、サイズに設計してもよい。この場合、隣接部に沿った方向に並んだ各凹部34A〜34Dにおいては、形状、サイズが異なるようにしてもよいし、共通部分341,342のすべての凹部34A〜34Dが同一形状、サイズとなるように設計してもよい。
そして、これらの各凹部34A〜34Dは、共通部分341,342に隣接配置された各凹部33と同様のピッチ、形状、サイズで形成されていることが好ましい。このように、凹部33の配列と近似させることによって、共通部分341,342における光学特性を、共通部分341,342周囲の光学特性と類似させることができる。
<スクリーン成形型の製造方法>
次に、図6から図10を参照してスクリーン成形型4の製造方法について説明する。本実施形態では、「第1の転写部材の成形工程」、「成形型の切断工程」、「位置決め工程」、「第2の転写部材の成形工程」および「転写部材の離型工程」を経て、スクリーン成形型4が作製される。以下、これら各工程について順次説明する。
次に、図6から図10を参照してスクリーン成形型4の製造方法について説明する。本実施形態では、「第1の転写部材の成形工程」、「成形型の切断工程」、「位置決め工程」、「第2の転写部材の成形工程」および「転写部材の離型工程」を経て、スクリーン成形型4が作製される。以下、これら各工程について順次説明する。
<転写部材の成形工程>
図6は、第1の転写部材の成形工程を説明するための断面図である。この工程では、まず、転写部材41を作製するため、成形型31の共通部分341の成型面に、型取りに用いる材料を、周知かつ適切な方法により塗布して、塗布材料に共通部分341の成型面の形状を転写する。これによって、塗布材料には、共通部分341の凹形状と反転した凸形状の転写面が形成される。
図6は、第1の転写部材の成形工程を説明するための断面図である。この工程では、まず、転写部材41を作製するため、成形型31の共通部分341の成型面に、型取りに用いる材料を、周知かつ適切な方法により塗布して、塗布材料に共通部分341の成型面の形状を転写する。これによって、塗布材料には、共通部分341の凹形状と反転した凸形状の転写面が形成される。
塗布材料は、共通部分341などの成型面の形状を十分に転写することができ、成形型31から離型した後も形状を保持できるもので、かつ、離型時に成形型31を傷めないものであれば、特に限定されるものではない。なお、良好な転写面を得るために、塗布材料は、液状かつ硬化できるものが好ましい。具体的には、各種ゴム(特に、耐久性、加工性などを考慮するとシリコーンゴムが望ましい。)、紫外線硬化樹脂などの光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などが挙げられる。
なお、成形型31,32と接着しにくい材料を転写部材41の材料として選定することが好ましい。例えば、樹脂材料による成形型31,32の場合、転写部材41の材料としてシリコーンゴムを選定することができる。また、接着しやすい材料を選定した場合などでは、前もって成形型31,32に離型処理を施しておくことが好ましい。例えば、成形型31,32の材料がガラス材料であり、転写部材41の材料がシリコーンゴムである場合には、それらの材料に応じた離型剤(例えば、フッ素系の離型剤)を成形型31,32の成型面に塗布しておく。これによって、後述する転写部材41の離型処理を容易に行うことができるとともに良好な転写を行うことができる。
次に、塗布材料を硬化させて転写部材41を形成する。そして、形成した転写部材41を成形型31から離型する。以上によって、共通部分341を含む成形型31側の成型面の形状が転写された転写部材41が作製される。なお、ニッケルなどの導電材料を用いて電鋳法によって転写部材41を作製してもよい。
<成形型の切断工程>
図7は、成形型の切断工程を説明するための断面図である。この工程では、前述した通り、成形型31を共通部分341の範囲内で切断し、成形型32を共通部分342の範囲内で切断する。通常、成形型の最外周部には微細形状の成型面は設けられていない。そこで、前記成形型31,32を切断することで、後述する位置決めの際に共通部分341および共通部分342を間隙を介して隣接させることができるようにしている。成形型31,32の切断精度は、切断面が共通部分341,342内からはみ出すことがない程度でよいが、例えば、切断面の幅方向のズレを表す真直度が10mm以下となるように切断することが好ましい。
図7は、成形型の切断工程を説明するための断面図である。この工程では、前述した通り、成形型31を共通部分341の範囲内で切断し、成形型32を共通部分342の範囲内で切断する。通常、成形型の最外周部には微細形状の成型面は設けられていない。そこで、前記成形型31,32を切断することで、後述する位置決めの際に共通部分341および共通部分342を間隙を介して隣接させることができるようにしている。成形型31,32の切断精度は、切断面が共通部分341,342内からはみ出すことがない程度でよいが、例えば、切断面の幅方向のズレを表す真直度が10mm以下となるように切断することが好ましい。
なお、成形型31の幅方向の切断位置Aは、共通部分341の幅方向中心よりも境界Cに近く、かつ、少なくとも1つの凹部34Aは残すような位置で切断することが好ましい。例えば、図7の例では、凹部34Bの位置で切断することが好ましい。
・ また、成形型32の幅方向の切断位置Bは、共通部分342の幅方向中心よりも境界Dに近く、かつ、少なくとも1つの凹部34Dは残すような位置で切断することが好ましい。従って、図7に示すように、各成形型31,32を各凹部34A〜34Dの平面位置が一致するように上下に配置した場合、成形型32の切断位置Bは、切断位置Aに対応する位置よりも成形型32における内側、すなわち切断位置Aに対応する位置と境界Dとの間にすることが好ましい。これによって、共通部分341,342の各凹部34A〜34Dの形状やサイズが隣接方向において異なっている場合であっても、後述する位置決めにおいて、成形型32を成形型31と干渉せず成形型31と32とを位置決めすることができる。
次に、切断加工によって成形型31,32に形成されたバリなどの突起物を除去し、切削屑、異物などのゴミを除去する。これは、後述する位置決め工程において、切断加工後の成形型31,32に、先ほど作製した転写部材41を隙間なく密着して嵌め合わせるためである。
・ また、成形型32の幅方向の切断位置Bは、共通部分342の幅方向中心よりも境界Dに近く、かつ、少なくとも1つの凹部34Dは残すような位置で切断することが好ましい。従って、図7に示すように、各成形型31,32を各凹部34A〜34Dの平面位置が一致するように上下に配置した場合、成形型32の切断位置Bは、切断位置Aに対応する位置よりも成形型32における内側、すなわち切断位置Aに対応する位置と境界Dとの間にすることが好ましい。これによって、共通部分341,342の各凹部34A〜34Dの形状やサイズが隣接方向において異なっている場合であっても、後述する位置決めにおいて、成形型32を成形型31と干渉せず成形型31と32とを位置決めすることができる。
次に、切断加工によって成形型31,32に形成されたバリなどの突起物を除去し、切削屑、異物などのゴミを除去する。これは、後述する位置決め工程において、切断加工後の成形型31,32に、先ほど作製した転写部材41を隙間なく密着して嵌め合わせるためである。
<位置決め工程>
図8は、位置決め工程を説明するための断面図である。この工程では、成形型31の共通部分341と成形型32の共通部分342とが、間隙を介して隣接するように配置するとともに、以下のように、共通部分341,342の成型面のそれぞれに、転写部材41の転写面を嵌合させることによって位置決めを行う。
図8は、位置決め工程を説明するための断面図である。この工程では、成形型31の共通部分341と成形型32の共通部分342とが、間隙を介して隣接するように配置するとともに、以下のように、共通部分341,342の成型面のそれぞれに、転写部材41の転写面を嵌合させることによって位置決めを行う。
第1に、成形型31の凹部34A〜34Dと転写部材41の転写面の凸部43A〜43Dとを隙間なく密着するように嵌め合わせ、成形型31と転写部材41とを嵌合させる。共通部分341の各凹部34A〜34Dの形状やサイズが隣接方向において異なっている場合には、隙間なく密着して嵌め合わせるため、転写したときと同じ位置に嵌め合わせる。例えば、凹部34Aから転写した凸部43Aは凹部34Aへ嵌合すればよい。
第2に、成形型31と同様に、成形型32の凹部34A〜34Dと転写部材41の転写面における凸部43A〜43Dの他の部分とを隙間なく密着するように嵌め合わせ、成形型32と転写部材41とを嵌合させる。共通部分342の各凹部の形状やサイズが隣接方向において異なっている場合には、隙間なく密着して嵌め合わせるため、転写したときと同じ位置に嵌め合わせる。例えば、凹部34Dから転写した凸部43Dは凹部34Dへ嵌合すればよい。
なお、各凹部34A〜34Dがすべて同じ形状、サイズの場合には、転写部材41の凸部43A〜43Dをその凸部を転写した凹部とは異なる凹部に嵌合させてもよい。すなわち、少なくとも各成形型31,32の切断位置A,B間に間隙を設けて各成形型31,32を配置し、これらの成形型31,32に転写部材41を嵌合させて各成形型31,32を位置合わせできればよい。
なお、位置決めの際、成形型31,32と転写部材41の上下関係を逆にするなどして、それぞれの位置を調節してもよい。これによって、成形型31と成形型32の隙間が大きく、かつ転写部材41の材質が柔らかいことなどの理由によって、隙間の部分で転写部材41がたわんで、転写部材41が成形型32から浮いてしまうようなことを防ぐことができる。
また、転写部材41がシリコーンゴムなど柔軟性のある材料であり、取り扱いが困難な場合などにおいては、位置決めの際、転写部材41を金属材料、ガラス材料などの硬い材質からなる基板に固定してもよい。これによって、転写部材41の取り扱いが容易となり、位置決めがしやすくなる。
また、転写部材41がシリコーンゴムなど柔軟性のある材料であり、取り扱いが困難な場合などにおいては、位置決めの際、転写部材41を金属材料、ガラス材料などの硬い材質からなる基板に固定してもよい。これによって、転写部材41の取り扱いが容易となり、位置決めがしやすくなる。
<第2の転写部材の成形工程>
図9は、第2の転写部材の成形工程を説明するための断面図である。この工程では、転写部材41で位置決めされた成形型31,32の成型面を、転写部材41ごと転写して、転写部材41と一体化した転写部材42を成形する。すなわち、転写部材41に重ねて成形型31と成形型32の成型面の全体に、型取りに用いる材料を、周知かつ適切な方法により塗布する。これによって、塗布材料には、転写部材41に転写した成型面(主として成形型31側の成型面)以外の部分の成型面(主として成形型32側の成型面)が転写される。
図9は、第2の転写部材の成形工程を説明するための断面図である。この工程では、転写部材41で位置決めされた成形型31,32の成型面を、転写部材41ごと転写して、転写部材41と一体化した転写部材42を成形する。すなわち、転写部材41に重ねて成形型31と成形型32の成型面の全体に、型取りに用いる材料を、周知かつ適切な方法により塗布する。これによって、塗布材料には、転写部材41に転写した成型面(主として成形型31側の成型面)以外の部分の成型面(主として成形型32側の成型面)が転写される。
塗布材料は、転写部材41と同様のものを用いることができる。また、転写部材42の材料としては、成形型31,32と接着しにくい材料を選定することが好ましい。この点についても転写部材41と同様である。
また、転写部材42の材料として転写部材41に対して密着力のある材料を選定することが好ましい。具体的には、転写部材42と転写部材41の材料を同じにすることが好ましい。これによって、転写部材同士の接合部が見た目にも分かりにくくなり、かつ転写部材41,42の特性を同じとすることができる。なお、同系の材料とすることに限らず、一方をシリコーンゴムとし他方を紫外線硬化樹脂としてもよい。
また、接着力を高めるために、転写部材41における各成形型と嵌合しない側、つまり転写部材42が積層される側の表面に、転写部材42との接着性を良好にする接着処理を施しておいてもよい。接着処理は、特に限定されるものではないが、プライマー処理、大気圧プラズマによる表面の活性化処理などが挙げられる。これにより、転写部材41と転写部材42とを剥がれにくくすることができる。
また、転写部材42の材料として転写部材41に対して密着力のある材料を選定することが好ましい。具体的には、転写部材42と転写部材41の材料を同じにすることが好ましい。これによって、転写部材同士の接合部が見た目にも分かりにくくなり、かつ転写部材41,42の特性を同じとすることができる。なお、同系の材料とすることに限らず、一方をシリコーンゴムとし他方を紫外線硬化樹脂としてもよい。
また、接着力を高めるために、転写部材41における各成形型と嵌合しない側、つまり転写部材42が積層される側の表面に、転写部材42との接着性を良好にする接着処理を施しておいてもよい。接着処理は、特に限定されるものではないが、プライマー処理、大気圧プラズマによる表面の活性化処理などが挙げられる。これにより、転写部材41と転写部材42とを剥がれにくくすることができる。
次に、塗布材料を硬化させて転写部材42を形成する。以上によって、成形型32側の成型面の形状が転写された転写部材42が作製される。なお、転写部材42は、上述した材料の選定などにより転写部材41と隙間なく接合され、転写部材41と一体化したものとなる。つまり、位置決めに用いた領域を除き成形型32側では転写部材42だけの単層構造となるが、成形型31側では転写部材41,42の2層構造となる。
<転写部材の離型工程>
図10は、転写部材の離型工程を説明するための断面図である。この工程では一体化された転写部材41,42を成形型31,32から剥離する。これによって、転写部材41と転写部材42によって構成されるスクリーン成形型4が作製される。作製されたスクリーン成形型4は、位置決めの際に共通部分341を転写した転写部材41の転写面を、成形型31,32の共通部分341,342の成型面と隙間なく密着して嵌め合わせているため、転写部材41と転写部材42の成型面側の形状が位置ずれすることなく連続したものとなり、接合部に不要な段差が形成されることのない良好なものとなる。
なお、必要に応じて転写部材42の底面に金属板などの基板を取り付けるなどして補強したものをスクリーン成形型4としてもよい。これにより、転写部材41,42が固定され安定したスクリーン成形型4とすることができる。
図10は、転写部材の離型工程を説明するための断面図である。この工程では一体化された転写部材41,42を成形型31,32から剥離する。これによって、転写部材41と転写部材42によって構成されるスクリーン成形型4が作製される。作製されたスクリーン成形型4は、位置決めの際に共通部分341を転写した転写部材41の転写面を、成形型31,32の共通部分341,342の成型面と隙間なく密着して嵌め合わせているため、転写部材41と転写部材42の成型面側の形状が位置ずれすることなく連続したものとなり、接合部に不要な段差が形成されることのない良好なものとなる。
なお、必要に応じて転写部材42の底面に金属板などの基板を取り付けるなどして補強したものをスクリーン成形型4としてもよい。これにより、転写部材41,42が固定され安定したスクリーン成形型4とすることができる。
<スクリーンの製造工程>
次に、スクリーンの製造方法について説明する。図11は、スクリーンの製造工程を説明するための断面図である。この工程では、前述した製造方法によって作製された、転写部材41,42によって構成されるスクリーン成形型4の成型面側を転写することによってスクリーン1を作製する。まず、スクリーン成形型4の成型面上にスクリーン1の材料を塗布する。なお、この材料としては、通常スクリーン1の材料として用いられるものであればよく、特に限定されるものではない。この材料としては、具体的には、紫外線硬化樹脂、シリコーンゴムなどが挙げられる。
次に、スクリーンの製造方法について説明する。図11は、スクリーンの製造工程を説明するための断面図である。この工程では、前述した製造方法によって作製された、転写部材41,42によって構成されるスクリーン成形型4の成型面側を転写することによってスクリーン1を作製する。まず、スクリーン成形型4の成型面上にスクリーン1の材料を塗布する。なお、この材料としては、通常スクリーン1の材料として用いられるものであればよく、特に限定されるものではない。この材料としては、具体的には、紫外線硬化樹脂、シリコーンゴムなどが挙げられる。
次に、塗布した材料を硬化させてスクリーン1を形成する。そして、スクリーン1をスクリーン成形型4から離型する。以上によって、スクリーン1が作製される。なお、このスクリーン成形型4から離型したスクリーン1に対しては必要に応じて表面処理を施してもよい。例えば、スクリーン1の投影面に白色系の塗料を塗布するなどといった周知の技術によって反射面を形成してもよい。
前述したように、接合部に隙間および不要な段差のないスクリーン成形型4の成型面側を転写してスクリーン1を作製するため、作製されるスクリーン1についても目的としない凹凸が形成されることを防ぐことができる。
前述したように、接合部に隙間および不要な段差のないスクリーン成形型4の成型面側を転写してスクリーン1を作製するため、作製されるスクリーン1についても目的としない凹凸が形成されることを防ぐことができる。
<実施形態の作用効果>
以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、スクリーン成形型4は、転写部材41,42によって構成され、成形型31,32を構成要素としないため、これら成形型の特性に影響されずにスクリーン成形型4を製造することができる。
また、成形型31と成形型32とは、転写部材41によって間隙を介して位置決めされるので、各成形型同士が直接接触するものではないため、各成形型の隣接部の加工精度を所定レベル以上にする必要がなく、容易に加工できる。
また、位置決めによる間隙部分の転写部材41における各成形型との嵌め合わせ側には、共通部分341と反転する転写面が形成される。この転写面は、位置決めの際に、各成形型の共通部分34の成型面と隙間なく密着して嵌め合わされるため、成形型31,32が転写部材41を基準に正確かつ段差なく位置決めされ、成形型31,32の成型面を転写部材41ごと転写した際に、転写部材41,42の転写面が連続したものとなり、接合部に不要な段差が形成されることを防ぐことができる。
以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、スクリーン成形型4は、転写部材41,42によって構成され、成形型31,32を構成要素としないため、これら成形型の特性に影響されずにスクリーン成形型4を製造することができる。
また、成形型31と成形型32とは、転写部材41によって間隙を介して位置決めされるので、各成形型同士が直接接触するものではないため、各成形型の隣接部の加工精度を所定レベル以上にする必要がなく、容易に加工できる。
また、位置決めによる間隙部分の転写部材41における各成形型との嵌め合わせ側には、共通部分341と反転する転写面が形成される。この転写面は、位置決めの際に、各成形型の共通部分34の成型面と隙間なく密着して嵌め合わされるため、成形型31,32が転写部材41を基準に正確かつ段差なく位置決めされ、成形型31,32の成型面を転写部材41ごと転写した際に、転写部材41,42の転写面が連続したものとなり、接合部に不要な段差が形成されることを防ぐことができる。
本発明では、成形型31,32を共通部分341,342の範囲内で切断し、共通部分341,342を間隙を介して隣接させて転写部材41で連結しているので、各成形型の隣接部分に対応する箇所にも微細形状を設けることができる。
また、成形型31を共通部分341の範囲内で切断し、成形型32を、共通部分342の範囲内かつ成形型31の切断位置に対応する位置よりも内側の位置で切断しているため、各成形型間に隙間が形成されることになる。これにより、間隙を介して成形型31,32を配置した際に、共通部分341の端縁から共通部分342の端縁までの幅寸法を、切断前の成形型の共通部分34と一致させることができる。このため、共通部分341が成形型の隣接方向(幅方向)においてその表面の微細形状やサイズが異なる場合であっても、切断前の共通部分341を転写した転写部材41を、切断後の共通部分341,342と隙間なく密着して嵌め合わせることができる。そして、転写部材41を嵌め合わせた状態で転写部材41ごと成形型31,32の成型面を転写することによって、各成形型の隣接部に対応した部分に、切断前の共通部分を完全に再現することができ、スクリーン1における光学特性を考慮して共通部分の形状を設計することができる。
また、成形型31を共通部分341の範囲内で切断し、成形型32を、共通部分342の範囲内かつ成形型31の切断位置に対応する位置よりも内側の位置で切断しているため、各成形型間に隙間が形成されることになる。これにより、間隙を介して成形型31,32を配置した際に、共通部分341の端縁から共通部分342の端縁までの幅寸法を、切断前の成形型の共通部分34と一致させることができる。このため、共通部分341が成形型の隣接方向(幅方向)においてその表面の微細形状やサイズが異なる場合であっても、切断前の共通部分341を転写した転写部材41を、切断後の共通部分341,342と隙間なく密着して嵌め合わせることができる。そして、転写部材41を嵌め合わせた状態で転写部材41ごと成形型31,32の成型面を転写することによって、各成形型の隣接部に対応した部分に、切断前の共通部分を完全に再現することができ、スクリーン1における光学特性を考慮して共通部分の形状を設計することができる。
また、成形型31,32に、転写部材41との離型性を良好にする離型処理を施しておくことにより、第1の転写部材の成形工程や剥離工程において、成形型31,32と転写部材41,42とが剥離しやすくなり、転写部材41,42への成型面の転写を良好に行うことができる。
また、転写部材41に、転写部材42との接着性を良好にする接着処理を施しておくことにより、第2の転写部材の成形工程において、転写部材41,42を強固に一体化させることができる。
また、転写部材41に、転写部材42との接着性を良好にする接着処理を施しておくことにより、第2の転写部材の成形工程において、転写部材41,42を強固に一体化させることができる。
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、スクリーン1は、前述したように近接投射型プロジェクター用のものとすることが好ましいが、これに限らず、通常の照射距離のプロジェクター用のものであってもよい。また、プロジェクター2の投射方向も、図1に示すようにスクリーン1の下側中央からの投射に限らず、例えばスクリーン1の上部中央から投射したり、側面から投射する構成であってもよい。
また、スクリーン1を反射型スクリーンとして説明したが、これに限ったものではなく例えば、リア型プロジェクターで用いられる透過型スクリーンに関して適用してもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、スクリーン1は、前述したように近接投射型プロジェクター用のものとすることが好ましいが、これに限らず、通常の照射距離のプロジェクター用のものであってもよい。また、プロジェクター2の投射方向も、図1に示すようにスクリーン1の下側中央からの投射に限らず、例えばスクリーン1の上部中央から投射したり、側面から投射する構成であってもよい。
また、スクリーン1を反射型スクリーンとして説明したが、これに限ったものではなく例えば、リア型プロジェクターで用いられる透過型スクリーンに関して適用してもよい。
また、凹部33の配列は放射状に限ったものではなく、正方格子状、千鳥格子状などであってもよい。なお、正方格子状の配列などであって、成形型31,32の凹部33がそれぞれ前述した共通部分34の条件を満たすものであれば、成形型31,32の凹部33を、共通部分34の凹部形状として使用することができる。共通部分34は、転写部材41によって成形型31,32を位置決めすることができる表面形状とすれば良いため、その表面形状は転写部材41を嵌合して位置決めできるものであればよい。そのため、このように成形型31,32の光学機能のための表面形状である凹部33を、共通部分341,342の凹部として用いることにより、位置決めのためだけに光学機能のための表面形状と異なる形状をわざわざ成型面に設けなくても、転写部材41による成形型31,32の位置決めを行うことができ、かつ、成形型31,32の隣接部分にも必要な光学機能を設けることができる。
また、凹部33は、前述したような目的でスクリーン成形型4の成型面に凸形状を形成するためのものに限ったものではない。例えば、転写によりマイクロレンズの凹形状をスクリーンに成形するための凸形状をスクリーン成形型の成型面に形成するためのものであってもよい。また、スクリーン1の投影面に凹部でなく凸部を形成したい場合には、成形型31,32の成型面の表面形状を凸部によって構成してもよい。
また、凹部33の形状は、略半球の凹形状に限ったものではない。図12および図13は、他の凹部形状を示す断面斜視図である。図12に示すように、前述した成形型31(成形型32についても同様)の凹部33を凹溝状の凹部35とすることによって、レンチキュラーレンズのための蒲鉾状の凸形状を転写により作製する構成としてもよい。
また、図13に示すように、前述した成形型31(成形型32についても同様)の凹部33を、断面鋸歯状の凹部36とすることによって、フレネルレンズのための鋸歯状の凸形状を転写により作製する構成としてもよい。なお、これらの場合、成形型の隣接は、凹部35、36に沿って行ってもよいし、そうでなくてもよい。
また、凹部33の形状は、略半球の凹形状に限ったものではない。図12および図13は、他の凹部形状を示す断面斜視図である。図12に示すように、前述した成形型31(成形型32についても同様)の凹部33を凹溝状の凹部35とすることによって、レンチキュラーレンズのための蒲鉾状の凸形状を転写により作製する構成としてもよい。
また、図13に示すように、前述した成形型31(成形型32についても同様)の凹部33を、断面鋸歯状の凹部36とすることによって、フレネルレンズのための鋸歯状の凸形状を転写により作製する構成としてもよい。なお、これらの場合、成形型の隣接は、凹部35、36に沿って行ってもよいし、そうでなくてもよい。
また、共通部分341,342が成形型31,32の端面まで設けられており、さらに、共通部分341,342が成形型31,32の少なくとも隣接方向においてその表面の微細形状およびサイズが共通に加工されている場合には、成形型31,32を切断しなくても前述した位置決めにおいて、各共通部分34の成型面と転写部材41の転写面とを隙間なく密着させることができる。よって、この場合には、前述した切断工程による成形型31,32の切断を省略してもよい。
また、前記実施形態では、2つの成形型を用いる場合について説明したが、これに限らず、3つ以上の成形型を用いてスクリーン成形型4を作製してもよい。この場合、各成形型同士の隣接部に本発明を適用してスクリーン成形型4を製造すればよい。これにより、より同じ大きさの成形型を使ってより大きなスクリーン成形型4を得ることができる。
また、前述した実施形態では作業性を考慮して成形型31の成型面全体を転写して転写部材41を形成したが、この転写は、少なくとも共通部分341の成型面を転写するものであればよい。例えば、共通部分341の成型面の転写だけで第1の転写部材を構成してもよい。
図14は、成形型31の成型面を部分的に転写した場合のスクリーン成形型の構成を示す。図14(A)は、スクリーン成形型の成型面側の構成を示し、図14(B)は、その側面の断面構成を示す。このように、第1の成形型の共通部分と他の一部分とを含む成型面を転写して第1の転写部材45を形成し、第1および第2の成形型の残りの成型面を転写して第2の転写部材46を構成して、スクリーン成形型44を作製してもよい。
図14は、成形型31の成型面を部分的に転写した場合のスクリーン成形型の構成を示す。図14(A)は、スクリーン成形型の成型面側の構成を示し、図14(B)は、その側面の断面構成を示す。このように、第1の成形型の共通部分と他の一部分とを含む成型面を転写して第1の転写部材45を形成し、第1および第2の成形型の残りの成型面を転写して第2の転写部材46を構成して、スクリーン成形型44を作製してもよい。
また、前記実施形態では、転写部材41と転写部材42を接合したものをスクリーン成形型4とし、このスクリーン成形型4を用いてスクリーン1を作製すると説明したが、この接合したもの自体をスクリーン1としてもよい。この場合、前記「第1の転写部材の成形工程」、「成形型の切断工程」、「位置決め工程」、「第2の転写部材の成形工程」および「転写部材の離型工程」を経て、前記実施形態のスクリーン1とは表面形状が反転したスクリーンが作製されることになる。なお、この場合も必要に応じて表面処理を施してもよい。
前述した実施形態のように、転写部材41,42を接合したものをスクリーン成形型4とした場合には、スクリーン成形型4を用いてスクリーンを作製でき、効率よくスクリーンを作製することができる。一方、転写部材41,42を接合したものをスクリーンとした場合には、前述したスクリーンの製造工程を省略できるため、試作品などの少量生産品の作製の際に効率よくスクリーンを作製することができる。
前述した実施形態のように、転写部材41,42を接合したものをスクリーン成形型4とした場合には、スクリーン成形型4を用いてスクリーンを作製でき、効率よくスクリーンを作製することができる。一方、転写部材41,42を接合したものをスクリーンとした場合には、前述したスクリーンの製造工程を省略できるため、試作品などの少量生産品の作製の際に効率よくスクリーンを作製することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について説明する。本実施例では、前述した一実施形態に基づいて実際にスクリーン成形型4を作製し、作製したスクリーン成形型4を用いてスクリーン1を作製した。
成形型31および成形型32の材質として、ガラス、アクリル系樹脂、ニッケル基板の3種類を用いてそれぞれ作製した。共通部分34の各凹部のサイズは、すべて直径がφ160μmのものを使用した。また、共通部分34における各凹部の形状がすべて同じであり、正方格子状に配列されたものを用いた。また、各共通部分341,342の幅L2は50mmとした。なお、この実施例では凹部33は、共通部分34と同じ配列で同じ形状および同じサイズとした。
以下、本発明の一実施例について説明する。本実施例では、前述した一実施形態に基づいて実際にスクリーン成形型4を作製し、作製したスクリーン成形型4を用いてスクリーン1を作製した。
成形型31および成形型32の材質として、ガラス、アクリル系樹脂、ニッケル基板の3種類を用いてそれぞれ作製した。共通部分34の各凹部のサイズは、すべて直径がφ160μmのものを使用した。また、共通部分34における各凹部の形状がすべて同じであり、正方格子状に配列されたものを用いた。また、各共通部分341,342の幅L2は50mmとした。なお、この実施例では凹部33は、共通部分34と同じ配列で同じ形状および同じサイズとした。
転写部材41の材料は、シリコーンゴム(商品名:KE−1300T、信越化学工業社製)、樹脂材料(商品名:UV硬化樹脂NT−01UV、日東電工社製)の2種類を使用し、成形型31,32と異なる材料を選定した。また、ニッケル電鋳によっても転写部材41を作製した。ガラスとシリコーンゴムとは接着性がよいことを考慮し、材質がガラス材料とシリコーンゴムとなる組み合わせの場合には、離型剤(商品名:デュラサーフ、ハーベス社製)を成形型31,32の成型面に塗布することによって離型処理を施しておいた。なお、アクリル系樹脂、ニッケル基板とシリコーンゴムとの離型性はよいため、これらの材質の組み合わせについては、離型処理を施さなかった。
成形型31,32の切断部の加工については、フライス加工によるものとレーザ溶断加工によるものの2種類を行った。成形型31の切断は、共通部分341のほぼ中心の位置で行い、成形型32の切断は、共通部分342の範囲内で、かつ切断部分よりも成形型32において内側で行った。
成形型31と成形型32の間隙は、1mm以下とした。また、成形型31、成形型32および転写部材41の位置調整は、拡大映像を視認することによりモアレの有無を確認し、モアレの少ない方向に成形型31,32および転写部材41を移動させることなどにより行った。転写部材41を成形型32に載せた後、成形型31と成形型32の位置がずれないように、成形型31,32をガラス板に固定した。
転写部材42の材料としては、転写部材41と同じものを用いた。なお、3種類のシリコーンゴム(1.商品名:KE−1300T、信越化学工業社製、2.商品名:KE−1603、信越化学工業社製、3.商品名:KE−108、信越化学工業社製)と、2種類の紫外線硬化樹脂(1.商品:ハードロックOP−3010などの紫外線硬化樹脂、電気化学工業社製、2.商品:オプトマーシリーズの紫外線硬化樹脂、JSR社製)の組み合わせすべて(同じ種類を含む。)についての接着性も確認したところ、これらすべての組み合わせにおいて、転写部材41と転写部材42は十分な接着性を有していた。
また、転写部材42としてシリコーンゴムを硬化させる際は、当該シリコーンゴムの上にアクリル製の基板を載せることにより、硬化後の転写部材42の裏面(転写面の反対面)の平坦性を得た。硬化後、転写部材41と42は密着しており、一体のスクリーン成形型4として扱うことができた。
また、転写部材42としてシリコーンゴムを硬化させる際は、当該シリコーンゴムの上にアクリル製の基板を載せることにより、硬化後の転写部材42の裏面(転写面の反対面)の平坦性を得た。硬化後、転写部材41と42は密着しており、一体のスクリーン成形型4として扱うことができた。
このようにして作製されたスクリーン成形型4をそれぞれ用いて、紫外線硬化樹脂、シリコーンゴムをそれぞれ材料としてスクリーン1を形成し、形成したスクリーン1の投影面に白色塗料をスプレー塗布することによってスクリーン1を作製した。以上のようにして作製したすべてのスクリーン1について、1m離れた距離から目視してもスジやムラは確認されず、良好な画像を見ることができた。
1…スクリーン、2…プロジェクター、4…スクリーン成形型、31…第1の成形型、32…第2の成形型、33…凹部、34…共通部分、34A〜34D…凹部、41…第1の転写部材、42…第2の転写部材、43A〜43D…凸部、341…第1の成形型の共通部分、342…第2の成形型の共通部分。
Claims (10)
- 間隙を介して互いに隣接させる第1の成形型および第2の成形型の隣接端部側に成型面の形状が共通となる共通部分を設けておき、
前記第1の成形型の少なくとも共通部分の成型面を転写して、前記共通部分と反転する転写面を備えた第1の転写部材を成形する第1の転写部材成形工程と、
前記第1の成形型と前記第2の成形型とを、前記各成形型の共通部分が間隙を介して隣接するように配置するとともに、前記各成形型の共通部分に前記転写部材の前記転写面を嵌合することによって、前記第1の成形型と前記第2の成形型とを前記第1の転写部材を用いて位置決めする位置決め工程と、
前記位置決め工程によって位置決めされた前記第1の成形型および前記第2の成形型に、前記第1の転写部材の上から材料を塗布して硬化させることによって、前記第1の転写部材と一体化した第2の転写部材を成形する第2の転写部材成形工程と、
前記第1の成形型および前記第2の成形型から、前記第1の転写部材および前記第2の転写部材を剥離する剥離工程とを有し、
前記第1の転写部材と前記第2の転写部材とで構成されるスクリーン成形型を製造することを特徴とするスクリーン成形型の製造方法。 - 請求項1に記載のスクリーン成形型の製造方法において、
前記位置決め工程の前に、前記各成形型を、前記共通部分の範囲内で切断する切断工程を有することを特徴とするスクリーン成形型の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載のスクリーン成形型の製造方法において、
前記第1の成形型と前記第2の成形型のどちらか一方の成形型を共通部分の範囲内で切断し、
他方の成形型を、共通部分の範囲内かつ前記一方の成形型の切断位置に対応する位置よりも内側の位置で切断することを特徴とするスクリーン成形型の製造方法。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のスクリーン成形型の製造方法において、
前記各成形型の成型面には光学機能のための表面形状が形成され、当該表面形状を前記各成形型の共通部分として用いることを特徴とするスクリーン成形型の製造方法。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のスクリーン成形型の製造方法において、
前記各成形型に、前記第1の転写部材および前記第2の転写部材との離型性を良好にする離型処理を施しておくことを特徴とするスクリーン成形型の製造方法。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載のスクリーン成形型の製造方法において、
前記第1の転写部材に、前記第2の転写部材との接着性を良好にする接着処理を施しておくことを特徴とするスクリーン成形型の製造方法。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載のスクリーン成形型の製造方法によって製造されたことを特徴とするスクリーン成形型。
- 請求項1から請求項6のいずれかに記載のスクリーン成形型の製造方法によってスクリーン成形型を製造するスクリーン成形型製造工程と、
前記スクリーン成形型製造工程で製造されたスクリーン成形型を用いてスクリーンを製造するスクリーン製造工程と、
を有することを特徴とするスクリーンの製造方法。 - 間隙を介して互いに隣接させる第1の成形型および第2の成形型の隣接端部側に成型面の形状が共通となる共通部分を設けておき、
前記第1の成形型の少なくとも共通部分の成型面を転写して、前記共通部分と反転する転写面を備えた第1の転写部材を成形する第1の転写部材成形工程と、
前記第1の成形型と前記第2の成形型とを、前記各成形型の共通部分が間隙を介して隣接するように配置するとともに、前記各成形型の共通部分に前記転写部材の前記転写面を嵌合することによって、前記第1の成形型と前記第2の成形型とを前記第1の転写部材を用いて位置決めする位置決め工程と、
前記位置決め工程によって位置決めされた前記第1の成形型および前記第2の成形型に、前記第1の転写部材の上から材料を塗布して硬化させることによって、前記第1の転写部材と一体化した第2の転写部材を成形する第2の転写部材成形工程と、
前記第1の成形型および前記第2の成形型から、前記第1の転写部材および前記第2の転写部材を剥離する剥離工程とを有し、
前記第1の転写部材と前記第2の転写部材とで構成されるスクリーンを製造することを特徴とするスクリーンの製造方法。 - 請求項9に記載のスクリーンの製造方法によって製造されたことを特徴とするスクリーン。
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Cited By (1)
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US20120243082A1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-09-27 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing screen and partial screen |
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JPH02132426A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-05-21 | Dainippon Printing Co Ltd | 透過形スクリーンの製造方法 |
-
2009
- 2009-02-13 JP JP2009031012A patent/JP2010186115A/ja not_active Withdrawn
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