JP2011090045A - スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト化が図れるスクリーンを提供する。
【解決手段】画像を表示するスクリーン１００について、一面に凸条部１２０を有する基材１１０（基材１１１）を備えた構成とする。そして、基材１１０（基材１１１）は、塩化ビニール樹脂製とする。このように基材１１０（基材１１１）を塩化ビニール製とすることで、基材１１０（基材１１１）の材料費を抑えることができ、スクリーン１００の低コスト化を図ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、スクリーンに関する。

従来、スクリーンに対して近距離の斜め方向から画像光を投射する近接投射型のプロジェクターが知られている。そして、このようなプロジェクターに利用されるスクリーンとして、プロジェクターから斜方投射される画像光を正面に反射して投影画像を表示するスクリーンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のスクリーンは、フィルムの一面に、フレネルレンズが設けられた構成のフレネルレンズシートを備えている。そして、フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムで作製し、フレネルレンズは、紫外線硬化性樹脂で作製することが記載されている（段落[００４３]参照）。
例えば、このようなシートは、以下のようにして作製される。具体的に、先ず、転写する形状が形成されている成形型（平型）の一面上に紫外線硬化性樹脂を流し込む。そして、透明なＰＥＴフィルムを紫外線硬化性樹脂の上に被せ、その状態でＰＥＴフィルムを介して紫外線（ＵＶ光）を紫外線硬化性樹脂に照射する。これにより、紫外線硬化性樹脂に成形型の形状を転写して、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）形状やプリズム形状等の所望の形状が形成されたシートを作製する。

特開２００７−２６４５７０号公報

しかしながら、ＰＥＴフィルム、紫外線硬化性樹脂は、ともに値段が高価であるため、スクリーンの材料費が高くなるという問題がある。

本発明の目的は、低コスト化が図れるスクリーンを提供することにある。

本発明のスクリーンは、画像を表示するスクリーンであって、一面に立体形状を有するスクリーン部材を備え、前記スクリーン部材は、塩化ビニール樹脂製であることを特徴とする。

本発明では、スクリーン部材は塩化ビニール樹脂製である。塩化ビニール樹脂は、通常、スクリーンの材料とされるＰＥＴや紫外線硬化性樹脂等と比べて価格が低廉であり、難燃性にも優れる。このため、スクリーン部材の材料費を抑えることができ、スクリーンの低コスト化を図ることができる。また、難燃性に優れたスクリーンとすることができる。
塩化ビニール樹脂は、ＰＥＴや紫外線硬化性樹脂への型の転写と同じように転写性が良好である。従って、スクリーン部材が一面に有する立体形状（例えば、ＭＬＡ形状、プリズム形状）を、型を用いた転写により形成する場合であっても、良好な転写を行うことができる。

本発明のスクリーンでは、前記塩化ビニール樹脂は、硬質塩化ビニール樹脂であることが好ましい。
ここで、硬質塩化ビニール樹脂とは、可塑剤を加えず成形された塩化ビニール樹脂のことをいう。また、可塑剤を加えて成形された塩化ビニール樹脂を軟質塩化ビニール樹脂という。
硬質塩化ビニール樹脂は、可塑剤が含まれていないため軟質塩化ビニール樹脂よりも硬く、クリープ特性に優れる。すなわち、荷重をかけた状態で放置した際における時間経過にともなう変形（クリープ歪み）が小さい。このため、スクリーン部材に継続的に荷重が加わった場合であっても、スクリーン部材の形状を良好な状態に保つことができる。例えば、スクリーンを巻回して収納する場合であっても、スクリーン部材が一面に有する立体形状が変形しにくいものとすることができる。

硬質塩化ビニール樹脂は可塑剤を含まないため、可塑剤がスクリーン部材から滲み出す可能性もゼロであり、環境に良いスクリーンとすることができる。また、可塑剤を含まないことで、スクリーン部材から可塑剤の揮発による気泡が発生しない。これにより、例えばスクリーン部材上に光反射膜等の膜を形成した場合にあっては、スクリーン部材と当該膜の密着性が高まり（例えば、光反射膜を蒸着法で形成した場合には蒸着性が高まる）、安定した良質な膜を形成することができる。
硬質塩化ビニールは軟質塩化ビニールよりも価格が安いため、スクリーンの材料費を更に抑えることができる。

本発明のスクリーンでは、前記塩化ビニール樹脂は、軟質塩化ビニール樹脂であることが好ましい。
軟質塩化ビニール樹脂は、硬質塩化ビニール樹脂よりも転写性が優れている。従って、スクリーン部材が一面に有する立体形状を型の転写により形成する場合に、周面に転写する形状が形成されているロール状の成形型（ロール型）を用いた転写（例えば、ロールエンボス加工機を用いた転写）により形成することができる。これにより、平型を用いる場合と異なり、設備台数を増やさなくても製造処理能力を高めることができる。

本発明のスクリーンでは、前記スクリーンは外部から入射される光を反射する反射型のスクリーンであり、前記光を反射する光反射膜を前記立体形状の表面に部分的に備え、前記塩化ビニール樹脂は、黒色の塩化ビニール樹脂であることが好ましい。
本発明では、スクリーン部材が一面に有する立体形状及び光反射膜を適切に配置することで、特定方向から入射される光を所定方向に反射させることができ、かつ、他の光を黒色の塩化ビニール樹脂製のスクリーン部材で吸収させることができる。例えば、スクリーンに対してプロジェクターから画像光が斜方投射される場合に、画像光は、スクリーンの正面方向（視聴者方向）へ反射させ、他の光は、スクリーン部材で吸収させることができる。これにより、スクリーンに表示される画像のコントラストを向上することができる。また、プロジェクター本体は、画像光の輝度を抑えることができ、プロジェクターの光源による消費電力を低減できる。

前述したＰＥＴ及び紫外線硬化性樹脂を用いたシートの作製では、紫外線硬化性樹脂を硬化させるためにＰＥＴフィルム基材を光透過性にする必要があり、前述した他の光を吸収させるには、ＰＥＴフィルム基材を黒色に塗る等で光吸収膜を別途形成する必要があった。これに対し、本発明では、紫外線硬化性樹脂を使用しないため、スクリーン部材を光透過性にする必要がなく、前述した他の光を吸収するための光吸収膜を別途設ける必要がない。これにより、スクリーンの製造工程の短縮化、製造コストの低廉化を図ることができる。

第１実施形態におけるスクリーンの使用状態を模式的に示す図。 第１実施形態におけるスクリーンの構成を模式的に示す図。 第１実施形態におけるスクリーンの構成を模式的に示す図。 第１実施形態におけるスクリーンの成形装置の構成を模式的に示す図。 第１実施形態におけるスクリーンの反射層を形成する蒸着装置の構成を模式的に示す図。 第２実施形態におけるスクリーンの成形装置の構成を模式的に示す図。 スクリーンの変形例を示す図。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔スクリーンの構成〕
図１は、スクリーン１００の使用状態を模式的に示す図である。
図２及び図３は、スクリーン１００の構成を模式的に示す図である。具体的に、図２はスクリーン１００の平面図であり、図３はスクリーン１００の縦断面図である。
スクリーン１００は、図１または図２に示すように、横長矩形状の反射型スクリーンで構成され、斜め下方に配設された近接投射型のプロジェクターＰＪ（図１）からの画像光を正面に反射し、投影画像を表示する。

このスクリーン１００は、図２に示すように、その前面側に基材１１０（本発明に係るスクリーン部材に相当）を備えており、この基材１１０の表面には、水平方向に沿う円弧形状を有する凸条部１２０（本発明に係る立体部に相当）が繰り返し多数配置されている。すなわち、基材１１０は、一面に凸条部１２０を有する。
これら凸条部１２０は、図２に示すように、基材１１０に対して下方側に位置する仮想的な位置Ｃを中心とする同心円状に形成されたものであり、鉛直方向（縦方向）に沿って並設されている。
具体的に、凸条部１２０は、図３に示すように、プロジェクターＰＪからの画像光の入射方向Ｒｉ（本実施形態では斜め下方）に向く入射対向面１２１と、画像光の非入射方向（本実施形態では斜め上方）に向く非入射面１２２とを有する断面三角形状（プリズム形状）で形成されている。

本実施形態では、上述した基材１１０は、光を吸収する黒色の塩化ビニール（ＰＶＣ）樹脂で構成されている。すなわち、基材１１０の材料として、黒色に着色されている塩化ビニール樹脂を用いている。
ここで、基材１１０を構成する塩化ビニールについて詳述する。
塩化ビニールは、ＰＥＴ、紫外線硬化性樹脂等と比べ、非常に高い難燃性を有する。また、ＰＥＴ、紫外線硬化性樹脂等と比べ、価格が低廉である。
なお、本実施形態では、基材１１０は、硬質塩化ビニール樹脂で構成されている。硬質塩化ビニール樹脂とは、可塑剤を加えないで成形された塩化ビニール樹脂のことをいう。一方、可塑剤を加えて成形された塩化ビニール樹脂を軟質塩化ビニール樹脂という。可塑剤は、塩化ビニール樹脂のポリマーの分子間に入り込み分子間を広げた構造にするものであり、例えば、アジピン酸ポリエステル、フタル酸ジ-２-エチルヘキシル、アジピン酸ジ-２-エチルヘキシル等が挙げられる。
硬質塩化ビニール樹脂は、可塑剤が含まれていないため軟質塩化ビニール樹脂よりも硬く、クリープ特性に優れる。すなわち、荷重をかけた状態で放置した際における時間経過にともなう変形（クリープ歪み）が小さい。

また、基材１１０における入射対向面１２１の表面上には、反射層１２１Ａ（本発明に係る光反射膜に相当）が形成されている。つまり、基材１１０は、凸条部１２０の表面に、部分的（入射対向面１２１の表面）に光を反射する反射層１２１Ａを備えている。
スクリーン１００は、上述した構造を有することで、プロジェクターＰＪからの画像光を反射層１２１Ａにより正面に反射し、投影画像を表示する。また、スクリーン１００は、反射層１２１Ａで反射されない他の光（画像光以外の光）を基材１１０で吸収する。

〔スクリーンの製造方法〕
図４は、スクリーン１００の成形装置の構成を模式的に示す図である。
具体的に、スクリーン１００は、以下に示すように形成される。
先ず、黒色の硬質塩化ビニール樹脂で構成される基材１１０を成形装置２００の支持材２１０上に載置する。次いで、プリズム成形型（平型）２２０を用い、成形型２２０の一面２２１に形成されている基材１１０の一面に転写する形状、すなわち前述したプリズム形状を反転した形状を基材１１０に押し当て、熱転写成形を行うことにより、基材１１０を成形する。
以上のような成形により、図２に示すように、矩形状の投影領域１１０Ａに多数の凸条部１２０が形成された基材１１０が形成される。

図５は、スクリーン１００の反射層１２１Ａを形成する蒸着装置の構成を模式的に示す図である。
前述したように基材１１０を形成後、凸条部１２０の表面に、部分的（入射対向面１２１の表面）にアルミニウム（Ａｌ）を斜方蒸着させることで、入射対向面１２１に反射層１２１Ａを形成する。
具体的に、図５に示すように、蒸着装置３００の蒸着源３１０を、下方から上方に向けて蒸着するように設置し、基材１１０は立てて配置する。このとき基材１１０は、ハーフパイプ状の治具３２０に固定する。なお、基材１１０は、治具３２０に固定されている金属等で構成される帯状部材３２１により長手方向を挟持することで固定する。なお、入射対向面１２１は下方（蒸着源３１０の方向）を向くようにする。このような状態でアルミニウムを蒸着させることで、入射対向面１２１に反射層１２１Ａが形成される。
なお、本実施形態では、この蒸着を行う前に、基材１１０のアルミニウムを蒸着させる表面にプラズマ放電処理等の表面処理を行うことで、当該表面の改質処理を行う。これにより、表面の油脂を除去し、表面を粗くして反射層１２１Ａの密着性を上げることができる。

上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、基材１１０が塩化ビニール樹脂製であるため、難燃性に優れたスクリーン１００とすることができる。また、スクリーン１００の材料費を抑えることができる。本実施形態では、基材１１０を硬質塩化ビニール樹脂製としているため、特にスクリーン１００の材料費を抑えることができる。
基材１１０を塩化ビニール樹脂製とすることで、成形型２２０による転写により、良好な凸条部１２０を形成することができる。

スクリーン１００に対してプロジェクターＰＪから斜方投射される画像光を、反射層１２１Ａによりスクリーン１００の正面方向（視聴者方向）へ反射させ、他の光を黒色の基材１１０で吸収させることができる。従って、スクリーン１００に表示される画像のコントラストを向上させることができる。これにより、プロジェクターＰＪは、画像光の輝度を抑えることができ、プロジェクターＰＪの光源による消費電力を低減できる。
紫外線硬化性樹脂を使用しないため、基材１１０を光透過性にする必要がない。そして、黒色の塩化ビニール樹脂を用いているため、前述した他の光を吸収するための光吸収膜を別途設ける必要がない。このため、スクリーン１００の製造工程の短縮化、製造コストの低廉化を図ることができる。

基材１１０が硬質塩化ビニール樹脂製であるため、スクリーン１００を巻回して収納する場合等、基材１１０に継続的に荷重が加わっても、凸条部１２０等の基材１１０の形状が変形しにくいものとすることができる。
硬質塩化ビニール樹脂は可塑剤を含まないため、可塑剤が基材１１０から滲み出す可能性もゼロであり、環境に良いスクリーン１００とすることができる。可塑剤を含まないことで、基材１１０から可塑剤の揮発による気泡が発生しないため、基材１１０と反射層１２１Ａの蒸着性及び密着性が高まり、安定した良質な反射層１２１Ａを形成することができる。特に、蒸着前に基材１１０の表面改質を行っているため、この蒸着性及び密着性を非常に良好なものとすることができる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。

〔スクリーンの構成〕
本実施形態は、第１実施形態における基材１１０の材質及びスクリーン１００の製造方法が第１実施形態と相違する。他の点は、基本的に第１実施形態と同様である。
本実施形態における基材１１１（図２、図３及び図５）は、軟質塩化ビニール樹脂で構成されている。軟質塩化ビニール樹脂は、硬質塩化ビニール樹脂よりも転写性が優れている。このため、本実施形態のスクリーン１００は、以下の製造方法によって製造することができる。

〔スクリーンの製造方法〕
図６は、スクリーン１００の成形装置の構成を模式的に示す図である。
具体的に、スクリーン１００は、以下に示すように形成される。
成形装置４００は、ロールエンボス加工機であり、繰り出しローラー４１０、加熱装置４２０、押圧ローラー４３０、成形型としての転写ローラー４４０及び巻き取りローラー４５０を備える。
本実施形態では、黒色の軟質塩化ビニール樹脂で構成されるロール状の基材１１１を繰り出しローラー４１０にセットする。そして、セットした基材１１１の一端を引き延ばし、押圧ローラー４３０と転写ローラー４４０の間を介して巻き取りローラー４５０に固定し、成形装置４００を駆動する。

繰り出しローラー４１０は、基材１１１をシート状に繰り出す。加熱装置４２０は、繰り出しローラー４１０によって繰り出された基材１１１を加熱する。押圧ローラー４３０は、転写ローラー４４０に対して基材１１１を押圧する。転写ローラー４４０は、基材１１１に対して転写する形状をローラーの周面４４１に備え、基材１１１の一面に前述したプリズム形状を形成する。巻取りローラー４５０は、基材１１１をロール状に巻き取る。
従って、ローラー４１０によってシート状に繰り出された基材１１１は、加熱装置４２０で加熱され、押圧ローラー４３０と転写ローラー４４０の間を通過してプリズム形状が形成された後、ローラー４５０によって巻き取られる。
以上のような成形により、図２に示すように、矩形状の投影領域１１０Ａに多数の凸条部１２０が形成された基材１１１が形成される。

反射層１２１Ａの形成については、前述した第１実施形態と同様である。
但し、本実施形態では、前記第１実施形態とは異なり、基材１１１に対してプラズマ放電処理等による表面の改質処理を行うのではなく、基材１１１の蒸着を施す面に表面コートを施す。この表面コートは、基材１１１にアルミニウムを蒸着させるためのものである。具体的に、この表面コートは有機物による表面コートであり、例えば、グラビアコートでコーティングする。表面コートを施すことで、基材１１１にアルミニウムを蒸着させることができる。なお、予めこの表面コートが施されている基材１１１を用いてもよい。

上述した第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果（塩化ビニール樹脂製の基材の効果）の他、以下の効果がある。
本実施形態では、基材１１１が軟質ビニール樹脂製であるため、基材１１１が有する凸条部１２０を、転写ローラー４４０の型の転写により形成することができる。これにより、成形型（平型）２２０を用いる場合と異なり、設備台数を増やさなくても製造処理能力を高めることができる。
軟質ビニール樹脂は、硬質ビニール樹脂よりも柔軟性が高いため、厚く形成しても巻き取ることができる。薄く形成した場合には、可撓性を十分に備えたものとなるため、取り扱いを容易なものとすることができる。

なお、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。
前記各実施形態において、スクリーン１００は、基材１１０，１１１の一面に凸条部１２０を形成したが、基材の一面に形成する形状はこれに限定されない。
図７は、スクリーンの変形例を示す図である。なお、図７では、説明の便宜上、スクリーン１００の一部の領域の断面を図示している。
図７に示すスクリーン１００は、前記各実施形態で説明した各凸条部１２０とは異なる形状を有する平面視で円状または楕円状の曲面部１４０が複数設けられている。この曲面部１４０としては、図７（Ａ）に示す凹曲面形状（マイクロレンズ形状）を有する構成としてもよく、あるいは、図７（Ｂ）に示す凸曲面形状（マイクロレンズ形状）を有する構成としても構わない。
図７（Ａ）に示すように曲面部１４０を凹曲面形状で形成した場合には、曲面部１４０において、上方側の領域が入射対向面１４１として機能し、下方側の領域が非入射面１４２として機能する。一方、図７（Ｂ）に示すように曲面部１４０を凸曲面形状で形成した場合には、曲面部１４０において、上方側の領域が非入射面１４２として機能し、下方側の領域が入射対向面１４１として機能する。そして、入射対向面１４１上には、反射層１２１Ａを形成する。

前記各実施形態では、プロジェクターＰＪを、近接投射型のプロジェクターとしたが、これに限らず、通常の焦点距離を有するプロジェクターであってもよい。また、プロジェクターＰＪの投射方向もスクリーン１００の正面側下方からの斜方入射に限らない。
前記各実施形態において、スクリーン１００は、基材１１０，１１１に凸条部１２０が同心円状に形成され、鉛直方向に並設されたものとしたが、これに限定されない。例えば、各凸条部１２０が水平方向に直線状に延び、鉛直方向に並設されているスクリーンであってもよい。

前記各実施形態では、基材１１０，１１１を黒色の塩化ビニール樹脂製としたが、これに限らない。例えば、基材を透明の塩化ビニール樹脂製とし、基材を黒色に着色することで光を吸収する光吸収膜を形成してもよい。
前記各実施形態では、図３に示すように、入射対向面１２１にのみ反射層１２１Ａが形成されていたが、これに限らない。例えば、投影領域１１０Ａ全体に亘って（入射対向面１２１のみならず非入射面１２２上にも）反射層１２１Ａを形成してもよい。全体に反射層１２１Ａを形成した後、その反射層１２１Ａ上に光吸収膜を形成してもよい。
前記各実施形態では、反射層１２１Ａは、アルミニウムの蒸着により形成したが、これに限定されない。例えば、アルミニウムをスプレーコートすることで形成してもよい。
前記各実施形態において、反射層１２１Ａ上に反射層１２１Ａを保護するための保護膜を形成してもよい。

前記各実施形態では、第１実施形態において硬質塩化ビニール製の基材１１０の凸条部１２０を成形型２２０（平型）で成形し、第２実施形態において軟質塩化ビニール製の基材１１１の凸条部１２０を押圧ローラー４３０（ロール型）で成形するとしたが、これに限らない。例えば、基材１１１の凸条部１２０を第１実施形態と同様に成形型２２０で成形してもよい。

本発明のスクリーンは、近接投射型のプロジェクターに用いられるスクリーンに利用できる。

１００・・・スクリーン、１１０，１１１・・・基材（スクリーン部材）、１２０・・・凸条部（立体部）、１２１Ａ・・・反射層（光反射膜）、１４０・・・曲面部。

Claims (4)

1. 画像を表示するスクリーンであって、
   一面に立体部を有するスクリーン部材を備え、
   前記スクリーン部材は、塩化ビニール樹脂製である
   ことを特徴とするスクリーン。
2. 請求項１に記載のスクリーンにおいて、
   前記塩化ビニール樹脂は、硬質塩化ビニール樹脂である
   ことを特徴とするスクリーン。
3. 請求項１に記載のスクリーンにおいて、
   前記塩化ビニール樹脂は、軟質塩化ビニール樹脂である
   ことを特徴とするスクリーン。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクリーンにおいて、
   前記スクリーンは外部から入射される光を反射する反射型のスクリーンであり、
   前記光を反射する光反射膜を前記立体部の表面に部分的に備え、
   前記塩化ビニール樹脂は、黒色の塩化ビニール樹脂である
   ことを特徴とするスクリーン。

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