JP2020106743A - 反射型スクリーン - Google Patents

Abstract

【課題】鮮やかな映像を観察でき、かつ、ヌレ現象が発生しない、反射型スクリーンを提供する。【解決手段】空間結像アイリス面方式の反射型スクリーンであって、基板１と、レンズ層２と、反射層３と、透明な保護層１０と、表面形状拡散フィルム５と、透明平板１１と、をこの順に具備し、レンズ層2の表面は、フレネルレンズ形状面2Aであり、反射層3は、フレネルレンズ形状面2A上の金属被覆層であり、金属被覆層の表面は、フレネルレンズ形状面2Aに倣った形状であり、透明な保護層10の表面は、反射層3の表面に倣った形状または平坦な形状である。【選択図】図１

Description

本発明は、空間結像アイリス面方式のディスプレイに用いる反射型スクリーン（空間結像アイリス面方式の反射型スクリーン）において、容易にかつ安価に製造できる反射型スクリーンに関する。

特許文献１には、従来の空間結像アイリス面方式の反射型スクリーンが開示されている（図１１参照）。この従来の反射型スクリーンによれば、スクリーンの観察者側に表面形状に依存する異方性拡散を起こす表面形状異方性拡散層を基板上に形成し、前記観察者側と反対側に表面がフレネルレンズ形状面であるレンズ層を金型による紫外線硬化性樹脂の成形により形成し、前記レンズ層の表面を高反射率の金属からなる反射層で覆うことにより前記反射層の前記レンズ層との界面をフレネルレンズ形状面とし、該フレネルレンズ形状面のレンズ面（非レンズ面を除いた残り）を反射面とした反射型スクリーンを構成できるとしている。

そして、従来の反射型スクリーンを用いて映像表示システムを構成するためには、スクリーン面をほぼ平坦に保持しなければならないので、金属で覆ったフレネルレンズ形状面側（詳しくは、フレネルレンズ形状面を覆った金属を保護層で覆って、表面形状異方性拡散層から保護層までを１枚のシート状物体とした当該シート状物体の保護層側）に、保持板やマグネットシートを貼合する（図１１の（ｅ）の工程による）必要がある。

特許第５９７１７４２号公報

上述の従来の反射型スクリーンでは、スクリーン面をほぼ平坦に保持しなければならないので、金属で覆ったフレネルレンズ形状面側に、保持板やマグネットシートを貼合する必要があり、製造面およびコスト面で課題があることが判明した。図１１において、基板を、スクリーンがほぼ平坦に保持できる程度に剛性を保持させるため厚くする方法もあるが、この方法では、基板を挟んでいる表面形状異方性拡散層と反射面の間の距離が大きくなってしまい、映像の解像度が低下するという問題が生ずる。

一方、製造面の課題としては、前記貼合する前の反射型スクリーンは１枚のシート状物体であり、スクリーンサイズが大きくなるにつれ、製造工程間の搬送が困難となる。例えば１００インチサイズになると、作業員４人でスクリーンの角を持って次工程に搬送しなければならなくなり、作業工数の増大となる。

コスト面の別の課題としては、金属で覆ったフレネルレンズ形状面側に、保持板やマグネットシートを貼合するためには、保持板やマグネットシートを貼合する工程への大画面のスクリーンの輸送、保持板やマグネットシートなど新たな部材の発生、及び貼合機による貼合圧の調整ズレに起因したフレネルレンズ形状面の損傷による歩留まりの悪化などにより、さらに大幅なコスト増大をもたらすことが懸念される。

本発明者は、上記従来の反射型スクリーンにおける問題点に鑑み、解像度の低下を伴わずに剛性を高め、搬送が容易化し、かつ保持板の貼合工程が不要であって、容易にかつ安価に製造できる反射型スクリーンについて検討を重ねた。その結果、特許文献１の空間結像アイリス面方式の反射型スクリーン（図１１参照）の基板を保持板として使用し、製造工程で薄くて搬送が困難なシート状物体を、曲がらないようにシート状から剛性を有する厚板状にした。さらに、本発明者は、映像の解像度の低下の問題の解決策として、基板の観察者側の表面をフレネルレンズ形状面とすることで、解像度の低下を伴わずに剛性を高め、搬送が容易化し、かつ保持板の貼合工程が不要であって、容易にかつ安価に製造できる反射型スクリーンが実現することに想到し出願した（出願番号；特願２０１７−１３９６１１。以下、この出願を参考出願といい、参考出願に記載の発明を参考発明という。）。

この参考発明の要旨は、焦点距離ｆの反射面からほぼａの距離離れた画像投影装置からの映像光が前記反射面で反射して、前記反射面からほぼｂの距離離れた空間結像アイリス面を作る、(１／ａ)＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす前記反射面を有する反射型スクリーンであって、例えば図１０に示すように、基板１と、基板１の観察者側の表面を覆ったレンズ層２の表面が、レンズ面２ａと非レンズ面２ｂを備える単位レンズが複数配列したフレネルレンズ形状面２Ａである、前記レンズ層２と、前記フレネルレンズ形状面２Ａにおけるレンズ面２ａを覆った、高反射率の金属からなる反射層３のレンズ面被覆部の表面が反射面３Ａになる、前記反射層３と、気体層４を介して、前記反射面３Ａと表面形状異方性拡散層５０_１の表面形状面５０Ａがほぼ密着した前記表面形状異方性拡散層５０_１と、前記表面形状異方性拡散層５０_１の観察者側の表面を覆ったアンチグレアハードコート層６と、を具備した反射型スクリーン、である。

なお、表面形状異方性拡散層５０_１は実際には拡散層形成用透明基板５０_０の、観察者側の表面の反対側の表面を被覆しており、拡散層形成用透明基板５０_０と表面形状異方性拡散層５０_１とが一体化して、表面形状異方性拡散フィルム５０をなしている。したがって、アンチグレアハードコート層６は、実際には、表面形状異方性拡散フィルム５０の、観察者側の表面を覆っている。

前記参考出願によれば、参考発明の効果として、解像度の低下を伴わずに厚くできて搬送が容易化し、かつ保持板との貼合工程が不要であって、容易にかつ安価に製造できる、空間結像アイリス面方式の反射型スクリーンが実現するという効果がある。

その後、本発明者は、前記参考発明の反射型スクリーンについてさらに検討を重ね、以下の知見を得た。
（あ）参考発明の前記アンチグレアハードコート層に代えて、透明平板（例えばアクリル板またはガラス板からなる。）とすると、参考発明と同様の効果があることに加え、さらに映像がより鮮やかになる。
（い）しかし、前記透明平板を用い、反射層３の反射面３Ａ（レンズ層２のフレネルレンズ形状面２Ａに倣った形状である。）に、表面形状異方性拡散フィルム５０の表面形状面５０Ａが重なり合うと、拡散特性が局所的に異なり、水でぬれたかのように見える部分が不均一に存在するのが視認される現象（以下、ヌレ現象という。）が発生して、画質が劣化する場合がある。

そこで、本発明は上述の知見（あ）、（い）に鑑み、前記ヌレ現象の発生を防止することを課題とし、参考発明の場合と同様の効果を維持しつつ、参考発明よりも鮮やかな映像を観察でき、かつ、前記ヌレ現象が発生しない、反射型スクリーンを提供することを目的とする。

本発明者は、上述の課題を解決するために検討を重ね、その結果、以下の知見を得た。
（ア） 表面形状異方性拡散フィルムの表面形状面が、反射層の反射面（フレネルレンズ形状面に倣った形状である。）と重なり合わない構造とすることにより、前記ヌレ現象の発生を防止できる。
（イ） この構造として、反射面を透明な保護層で被覆した構造が挙げられる。なお、この透明な保護層は、反射面を形成する金属が空気等の酸化性気体に曝されて酸化するのを防止するために必要である。この場合、表面形状異方性拡散フィルムの表面形状面は、透明な保護層を対面相手としており、この対面相手とは局所的に接触した状態とし、非接触の部分は気体層とする。その理由は次のとおりである。すなわち、前記表面形状異方性拡散フィルムの表面形状面を対面相手と局所的に接触した状態とするのは両者の対向面間の間隔を可及的に小さくし映像の解像度を高めるためであり、前記非接触の部分を気体層とするのは、前記表面形状面の拡散特性を十分発現させるためである。
（ウ） また、上記（ア）の重なり合わない構造として、上記（イ）において表面形状異方性拡散フィルムの表面形状面を透明平板側に向けた構造が挙げられる。この場合、表面形状異方性拡散フィルムの表面形状面は、透明平板を対面相手としており、この対面相手とは局所的に接触した状態とし、非接触の部分は気体層とする。その理由は、（イ）の場合と同様である。
（エ） 上記（ア）の重なり合わない構造において、表面形状異方性拡散フィルムに代えて、表面形状等方性拡散フィルムとした場合であっても、ヌレ現象の発生を防止でき、かつ、表面形状異方性拡散フィルムの場合と同等の鮮やかな映像が得られる。つまり、この構造において、表面形状異方性拡散フィルムと表面形状等方性拡散フィルムとは、同等の効果を奏する。
ここで、以下、表面形状異方性拡散フィルムと表面形状等方性拡散フィルムとを総称して、「表面形状拡散フィルム」という。また、前記表面形状面とは、拡散に関与する凹凸を有する表面を意味する。
（オ） 前記表面形状拡散フィルムとして、両面とも表面形状面とした表面形状拡散フィルムを用いることによっても、前記ヌレ現象の発生を防止する効果がある。

本発明は、上述の知見（ア）〜（オ）に基づき、さらに検討を加えてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
［１］ 焦点距離ｆの反射面からほぼａの距離離れた画像投影装置からの映像光が前記反射面で反射して、前記反射面からほぼｂの距離離れた空間結像アイリス面を作る、(１／ａ)＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす前記反射面を有する反射型スクリーンであって、
基板と、
レンズ層と、
反射層と、
透明な保護層と、
透明平板と、
をこの順に具備し、
さらに、前記透明な保護層と前記透明平板との間に、表面形状拡散フィルムを具備し、
前記レンズ層の表面は、フレネルレンズ形状面であり、
前記反射層は、前記フレネルレンズ形状面上の金属被覆層であり、該金属被覆層の表面は、前記フレネルレンズ形状面に倣った形状であり、
前記透明な保護層の表面は、前記反射層の表面に倣った形状または平坦な形状である、
ことを特徴とする反射型スクリーン。
［２］ ［１］において、前記表面形状拡散フィルムは、拡散層形成用透明基板と表面形状拡散層とからなり、
前記表面形状拡散層の表面形状面が前記透明な保護層と対面かつ局所的に接触している、
ことを特徴とする反射型スクリーン。
［３］ ［１］において、前記表面形状拡散フィルムに代えて、表面形状拡散層とし、
該表面形状拡散層の表面形状面が前記透明な保護層と対面かつ局所的に接触している、
ことを特徴とする反射型スクリーン。
［４］ ［１］において、前記表面形状拡散フィルムは、拡散層形成用透明基板と表面形状拡散層とからなり、
該表面形状拡散層の表面形状面が前記透明平板と対面かつ局所的に接触している、
ことを特徴とする反射型スクリーン。
［５］ ［２］において、前記表面形状拡散フィルムは、拡散層形成用透明基板と該拡散層形成用透明基板の両面上の表面形状拡散層とからなり、
前記両面上のいずれか一方の面側の表面形状面が前記透明な保護層と対面かつ局所的に接触し、他方の面側の表面形状面は、前記透明平板と対面かつ局所的に接触している、
ことを特徴とする反射型スクリーン。

本発明によれば、解像度の低下を伴わずに基板を厚くできて搬送が容易化し、かつ保持板との貼合工程が不要であって、容易かつ安価に製造できる空間結像アイリス面方式の反射型スクリーンが得られ、さらに、この反射型スクリーンにおいて、映像の鮮やかさが向上し、かつ、ヌレ現象の発生を防止できるという優れた効果を奏する。

本発明の反射型スクリーンにおいて、拡散層形成用透明基板とその片面上の表面形状拡散層とからなる表面形状拡散フィルムの両面のうちのいずれか一方の面が表面形状面、他方の面が平坦面であり、前記表面形状面が基板側を向いた実施形態の一例を示す模式図であり、（ａ）は透明な保護層の表面が反射層の表面形状に倣った形状である場合、（ｂ）は透明な保護層の表面が平坦な形状である場合をそれぞれ示す。 図１（ａ）の反射型スクリーンの製造工程を示す模式図である。 本発明の反射型スクリーンにおいて、表面形状拡散層が透明平板の基板側に形成された実施形態の一例を示す模式図であり、（ａ）は透明な保護層の表面が反射層の表面形状に倣った形状である場合、（ｂ）は透明な保護層の表面が平坦な形状である場合をそれぞれ示す。 図３（ａ）の反射型スクリーンの製造工程を示す模式図である。 本発明の反射型スクリーンにおいて、拡散層形成用透明基板とその片面上の表面形状拡散層とからなる表面形状拡散フィルムの両面のうちのいずれか一方の面が表面形状面、他方の面が平坦面であり、前記表面形状面が透明平板側を向いた実施形態の一例を示す模式図であり、（ａ）は透明な保護層の表面が反射層の表面形状に倣った形状である場合、（ｂ）は透明な保護層の表面が平坦な形状である場合をそれぞれ示す。 図５（ａ）の反射型スクリーンの製造工程の一例を示す模式図である。 本発明の反射型スクリーンにおいて、拡散層形成用透明基板とその両面上の表面形状拡散層とからなる表面形状拡散フィルムの両面のうちのいずれか一方の表面形状面が基板側を向き、他方の表面形状面が透明平板側を向いた実施形態の一例を示す模式図であり、（ａ）は透明な保護層の表面が反射層の表面形状に倣った形状である場合、（ｂ）は透明な保護層の表面が平坦な形状である場合をそれぞれ示す。 図７（ａ）の反射型スクリーンの製造工程の一例を示す模式図である。 本発明の前提を説明するための画像投影装置とスクリーンの相互の配置の一例を示す模式図である。 参考発明の反射型スクリーンの一例を示す模式図である。 従来の反射型スクリーンおよびその製造方法の一例を示す模式図である。

本明細書では、前記［１］〜［５］のそれぞれの発明を総称し、本発明という。
本発明の反射型スクリーンは、焦点距離ｆの反射面からほぼａの距離離れた画像投影装置からの映像光が前記反射面で反射して、前記反射面からほぼｂの距離離れた空間結像アイリス面を作る、(１／ａ)＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす前記反射面を有する反射型スクリーン（これを、空間結像アイリス面方式の反射型スクリーンともいう。）であることを前提としており（図６参照）、この点では従来（特許文献１）と共通する。なお、ここで、「ほぼａ」とは、０．５＜Ａ／ａ＜１．５を満たすＡのことであり、「ほぼｂ」とは、０．５＜Ｂ／ｂ＜１．５を満たすＢのことである。

本発明の特徴は、本発明の反射型スクリーンが従来にない断面構造を有することにある。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、前記［１］および［２］の発明の実施形態の一例を示している。図１の反射型スクリーンは、観察者と反対の側から、基板１と、レンズ層２と、反射層３と、透明な保護層１０と、透明平板１１と、をこの順に具備し、さらに、透明な保護層１０と透明平板１１との間に、表面形状拡散フィルム５を具備している。つまり、レンズ層２は基板１を下地とし、反射層３はレンズ層２を下地とし、透明な保護層１０は反射層３を下地として、それぞれ存在する。

図１（ａ）は、透明な保護層１０の表面が反射面の形状に倣った形状である場合（この場合の透明な保護層１０を、以下、倣い形状の透明な保護層１０_１ともいう。）を示しており、図１（ｂ）は、透明な保護層１０の表面が平坦な形状である場合（この場合の透明な保護層１０を、以下、平坦表面の透明な保護層１０_２ともいう。）を示している。

ここで、レンズ層２の表面は、レンズ面２ａと非レンズ面２ｂを備える単位レンズが複数配列したフレネルレンズ形状面２Ａである。

本発明では、このフレネルレンズ形状面２Ａが観察者側を向いている。
反射層３は、前記フレネルレンズ形状面２Ａ上の金属被覆層である。金属被覆層の存在部位は少なくともレンズ面２ａとし、レンズ面２ａの直上の被覆部の表面が前記フレネルレンズ形状面２Ａに倣った形状で前記反射面（反射面３Ａ）になる。

そして、図１の実施形態では、表面形状拡散フィルム５の両表面のうちいずれか一方の表面が拡散に関与する表面形状面５Ａ，他方の表面が平坦面であり、表面形状面５Ａが透明な保護層１０と対面し、この対面相手とは局所的に接触している。なお、非接触の部分（隙間）は通常、空気が内在する気体層４になる。

図１の反射型スクリーンは、焦点距離ｆの反射面３Ａから観察者側にほぼａの距離離れた画像投影装置（図９参照）からの映像光が入射すると、透明平板１１から表面形状拡散フィルム５を経て気体層４へ出射時に、表面形状面５Ａで拡散し、次いで気体層４から透明な保護層１０を経て反射層３の反射面３Ａで反射し、次いで再び透明な保護層１０および気体層４を経て表面形状拡散フィルム５への入射時に表面形状面５Ａで拡散し、次いで再び表面形状拡散フィルム５から透明平板１１を経て観察者側へ出射するという光学的制御を行って、（１／ａ）＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす反射面３Ａからほぼｂの距離離れた位置に空間結像アイリス面（図９参照）を作る。
（基板について）
基板１としては、一方の平坦面に紫外線硬化性樹脂を塗布し、フレネルレンズ形状の金型を押し付け、反対側の平坦面から紫外線を照射して紫外線硬化が行える、紫外線の透過性を有し、使用時の本発明スクリーン全体を平坦に保持し、かつ設置が容易になる、適度な剛性かつ軽量の平板が好ましく、例えば、板厚が１〜５ｍｍのアクリル製の、紫外線吸収剤を含まない平板が挙げられる。また、映像の高画質を確保するために基板１用の平板の平坦度は、例えばＪＩＳ Ｇ３１４１：２０１１に規定される冷延鋼板の平たん度の場合に準じ、例えば定盤上の平板の板面内の縦方向１０個以上の等分点×横方向１０個以上の等分点における、「定盤から平板上面までの高さ−平板の板厚」の測定データの最大値で５００μｍ以下が好ましい。
（レンズ層について）
レンズ層２は、基板１の表面（観察者側に向かせる面を意味する。以下同じ）を被覆したＵＶ硬化樹脂（紫外線硬化後の紫外線硬化樹脂）からなる層である。レンズ層２の表面は、レンズ面２ａと非レンズ面２ｂを備える単位レンズが複数配列したフレネルレンズ形状面２Ａ（以下、単に、「フレネルレンズ形状面２Ａ」ともいう。）である。なお、前記単位レンズは円弧状に延在し、同心円状に複数配列している。ここで、フレネルレンズ形状面２Ａにおいて、レンズ面２ａとはレンズ層２の厚み方向（以下、「ｚ方向」ともいう。）に対し傾斜した面（ただし、中央部ではｚ方向に垂直な面）のことであり、非レンズ面２ｂとはｚ方向にほぼ平行（ｚ軸に対して０°〜２０°傾斜）な面のことである。

レンズ層２形成用の樹脂は、製造容易性の観点から、例えばウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化性樹脂が好ましく、レンズ層２の厚みは最小厚み箇所で５μｍ以上、最大厚み箇所で３００μｍ以下が好ましい。
（反射層について）
反射層３は、高反射率（反射率が６０％以上、９８％以下が好ましい。）の金属からなる金属被覆層である。図１の例では、反射層３がフレネルレンズ形状面２Ａにおけるレンズ面２ａおよび非レンズ面２ｂを被覆した場合を示したが、本発明では反射層がレンズ面２ａのみを被覆する場合（図示せず）もある。

前記高反射率の金属は、映像の明るさを確保するために必要である。反射層３のレンズ面被覆部（レンズ面２ａを被覆した区域）の表面が前記反射面（焦点距離ｆの反射面）になる反射面３Ａである。反射面３Ａが焦点距離ｆの反射面であるためには、反射面３Ａの表面形状がフレネルレンズ形状面２Ａの表面形状とほぼ同一形状であることが好ましい。反射層３の厚みは反射層形成法により異なるがおおむね０．５〜１０μｍ程度が好ましい。

反射層３である前記金属被覆層としては、アルミ蒸着層、アルミ塗装層（高輝度アルミニウム顔料を塗装してなる層）などが挙げられる。
（透明な保護層について）
反射層３を形成している高反射率の金属は通常、気体に曝されており、この気体が酸素を含む場合、この気体中の酸素により金属が酸化し、反射率が低下する。よって、この酸化を防止するため、透明な保護層１０を反射層３の観察者側の表面に形成することとした。透明な保護層１０の材料としては、例えば透過率が９０％以上の、クリアハードコート剤が挙げられる。形成方法は、例えば塗装が挙げられる。

なお、透明な保護層１０を形成するための塗装方法としては、ハケ塗り、ローラー塗り、吹付塗装、エアレススプレー、ロールコーター、電着塗装、静電塗装、紛体塗装、紫外線硬化塗装が挙げられる（以下同じ）。

図１（ａ）のように、透明な保護層１０を、フレネルレンズ形状面２Ａとほぼ同じ形状の、反射層３の表面の、山谷の段差よりも薄く形成した場合は、反射層３の観察者側の表面形状に倣った、倣い表面の透明な保護層１０_１になる。倣い表面の透明な保護層１０_１の観察者側の表面形状が反射層３の観察者側の表面形状に良く倣っていれば、レンズ層２の集光特性に悪影響を及ぼすことはない。

一方、倣い形状の透明な保護層１０_１の厚みを増していくと、反射層３の観察者側の表面の山と谷を埋めた凹凸（倣い形状から大きく外れた凹凸）が透明な保護層１０の表面に発生し、余分な屈折によるレンズ層２の集光特性の悪化を引き起こしてしまう。

よって、透明な保護層１０は、図１（ａ）のように薄く形成して、反射層３の観察者側の表面形状に倣った透明な保護層１０の観察者側の表面形状にするか、あるいは図１（ｂ）のように厚く形成し、反射面３Ａの山谷の形状を完全に埋めてしまい、透明な保護層１０の観察者側の表面を平坦にする（すなわち、透明な保護層１０を平坦形状の透明な保護層１０_２とする）ことが望ましい。図１（ｂ）の場合、平坦形状の透明な保護層１０_２の厚み（前記平坦形状の表面から反射層３の観察者側の表面の山頂までの距離で表す。）は、平坦形状の透明な保護層１０_２の強度維持の観点から、１〜１０μｍ程度が好ましい。
（表面形状拡散フィルムについて）
表面形状拡散フィルム５は、拡散層形成用透明基板５_０の片面上に表面形状拡散層５_１を具備してなる。つまり、前記［１］および［２］の発明において、表面形状拡散層５_１は、拡散層形成用透明基板５_０を下地として存在する。

表面形状拡散フィルム５における、光の拡散に関与する凹凸形状の表面である表面形状面５Ａは、表面形状拡散フィルム５の片面のみに存在することから、表面形状拡散フィルム５は、片面拡散型の表面形状拡散フィルムという場合もある。

表面形状拡散フィルム５の表面形状面５Ａは、対面相手（図１では透明な保護層１０）と局所的に接触しており、非接触の部分は気体層４である。ここで、表面形状拡散フィルム５の拡散特性は、異なる二方向の拡散領域同士間の拡散角度差が比較的小さい（例えば±５°以内である）等方性拡散、前記拡散角度差が比較的大きい（例えば±５°以内を外れる）異方性拡散のいずれであってもよい。等方性拡散の好ましい拡散角度としては例えば１５°〜２０°が挙げられる。異方性拡散の好ましい拡散角度としては縦横いずれか一方向の側で例えば１５°〜４０°、他方向の側で例えば５°〜２０°が挙げられる。

表面形状拡散フィルム５の材質は、製造容易性の観点から、例えばウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等の紫外線硬化性樹脂とするのが好ましい。表面形状拡散特性の十分な発現のためには、表面形状面５Ａの凹凸形状の凸部高さ（凹部底位置から凹部頂位置までの距離）は１〜３０μｍ程度が好ましい。

また、表面形状拡散フィルム５の厚さは、強度と経済性の観点から、０．１〜０．３ｍｍ程度が好ましい。

また、映像の明るさを確保するために、表面形状拡散フィルム５の透過率は７０％以上が好ましい。ここで、透過率とは、空気の透過率を１とした相対比である（以下同じ）。
（表面形状拡散フィルムの表面形状面と対面相手との間の隙間について）
表面形状拡散フィルム５の表面形状面５Ａと対面相手との隙間間隔はできるだけ小さくしたほうが映像の解像度が高くなるため、表面形状面５Ａと対面相手とは、表面形状面５Ａの凹凸形状が維持されながら局所的に接触した状態とする。なお、表面形状面５Ａの対面相手との局所的な接触部位としては、例えば表面形状面５Ａの凹凸形状の凸頂部のうち表面形状拡散フィルム５の厚み中心線からの距離が最大になる凸頂部としてもよい。

なお、前記隙間をなす気体層４は、表面形状拡散フィルム５の表面形状面５Ａで十分な拡散外界の屈折率がほぼ１であるという条件、を満たすことが好ましい。したがって、気体層４の気体は、空気、窒素など屈折率が１に近い気体であればいかなる気体でもよい。また、真空の屈折率は１なので、気体層に代えて真空層としてもよい。
（透明平板について）
最表面部材である透明平板１１は、スクリーン表面の傷つきを防止するとともに、映像の鮮やかさを向上させる効果を有する。透明平板１１の素材は、透過率９０％以上のガラスまたはアクリルが好適である。透明平板１１の板厚は、衝撃によるスクリーンの破損防止と軽量化の観点から１〜５ｍｍが好ましい。

図１の実施形態によれば、透明平板１１により映像の鮮やかさを向上でき、反射層３と表面形状面５との間に介在する透明な保護層１０によりヌレ現象の発生を防止できる。
（図１の実施形態の反射型スクリーンの製造方法）
図１（ａ）の反射型スクリーンは、例えば図２に示すように、以下の工程で製造される。
（Ａ工程） 基板１の表面にレンズ層２を、レンズ層２の表面がフレネルレンズ形状面２Ａとなるように、レンズ層形成用の紫外線硬化性樹脂による金型成形で形成する（Ａ_１）。ここで、紫外線硬化性樹脂による金型成形とは、基板１の片面上に紫外線硬化性樹脂を塗布し、この塗布物を上方から、フレネルレンズ形状面２Ａの凹凸模様の雌型を前記塗布物との当接面に設けた金型（図示せず）で、押圧して前記塗布物の表面にフレネルレンズ形状面２Ａの凹凸模様を付与し、その状態で基板１を通して前記塗布物に紫外線を照射して前記塗布物を硬化させ、その後金型を取り外すという方法である（以下同じ）。

次に、この形成したフレネルレンズ形状面２Ａ上に、高反射率の金属層からなる反射層３を形成する（Ａ_２）。この反射層３の形成方法としては、アルミ蒸着、アルミ塗装などが挙げられる。次に、反射層３の観察者側の表面に倣い形状の透明な保護層１０_１を形成し、Ａ工程による成品（Ａ成品ともいう。）とする。倣い形状の透明な保護層１０_１の形成方法としてクリアハードコート剤の塗装が挙げられる。
（Ｂ工程） Ａ工程と併行して、別途、透明平板１１と表面形状拡散フィルム５とを、拡散層形成用透明基板５_０側が透明平板１１と対面するように、重ね合わせて、Ｂ工程による成品（以下、Ｂ成品ともいう。）とする（Ａ_３）。

ここで、表面形状拡散フィルム５は、予め、拡散層形成用透明基板５_０上へ表面形状拡散層５_１を、前述の紫外線硬化性樹脂による金型成形に準じた方法（ここでは、前述の紫外線硬化性樹脂による金型成形において基板１に代えて拡散層形成用透明基板５_０とし、フレネルレンズ形状面２Ａの凹凸模様に代えて表面形状面５Ａの凹凸模様とした方法である。）により形成することで、準備しておくことができる。

なお、拡散層形成用透明基板５_０の材質は、透明平板１１のそれと同じでよい。
（Ｃ工程） Ａ成品とＢ成品とを、Ａ成品の、倣い形状の透明な保護層１０_１をＢ成品の表面形状面５Ａと対向させて、重ね合わせ、さらに両者の対向面間の間隔を可及的に小さくする（前述のとおり、映像の解像度を高めるため）ようにする。これを「密着積層」と称する。密着積層の方式として、対向面間の気体層を真空引きして周縁を密封する方式や、Ｂ成品の厚さが２５０μｍ程度と薄い場合、Ｂ成品をＡ成品に、覆い被せるように重ね、周縁部を枠で固定する方法などが挙げられる。
かくして、最終的に、気体層４を内蔵する反射型スクリーンが得られる。
また、図１（ｂ）の反射型スクリーンは、図２において、倣い形状の透明な保護層１０_１に代えて、平坦形状の透明な保護層１０_２とした製造工程（図示せず）で製造できる。
上記の製造工程には、基板１（従来の保持板に相当する）と、基板１で保持するスクリーン部材との貼合工程はない。

上述のように、前記［１］および［２］の発明の反射型スクリーンは、貼合工程なしで製造できる。この点は、後述される前記［３］〜［５］の発明においても同様である。したがって、本発明に係る反射型スクリーンを製造する際は、貼合工程への輸送の必要はなく、貼合工程における歩留まり低下も発生しない。

また、従来では、スクリーンを曲げずに搬送できるように基板を厚くすると基板を挟み込んだ表面形状異方性拡散層と反射層の間隔が広がって解像度が低下するのに対し、本発明では基板１を厚くしても表面形状拡散層５と反射層３の間隔（気体層４の厚み）に影響しないから解像度が低下することはない。さらに、前記密着積層により表面形状拡散層５と反射層３を局所的に接触させる（気体層４の厚みを可及的に薄くする）ことで解像度を向上させることができる。したがって、本発明によれば、従来よりも解像度が改善し、製造しやすくかつ安価な反射型スクリーンが得られる。

また、最表層部材として具備した透明平板により、表面反射による外光の低減で黒輝度が下がり、映像の鮮やかさを向上できる。また、反射層の被覆部材として具備した透明な保護層により、表面形状拡散層と反射層との重なり合い状態がなくなり、ヌレ現象の発生を防止できる。

次に、前記［３］の発明について図３を参照して説明する。図３は、前記［３］の発明の実施形態の一例を示している。

図３の形態は、図１において、拡散層形成用透明基板５_０を除去し、表面形状拡散フィルム５の表面形状拡散層５_１を透明平板１１の基板側の表面に直接形成したものである。すなわち、図３の形態は、透明平板１１の、基板１側の表面を直接被覆した表面形状拡散層５_１を具備し、その表面形状面５Ａが基板１側を向いた形態である。つまり、前記［３］の発明において、表面形状拡散層５_１は透明平板１１を下地として存在する。この図３の形態でも、図１の形態の場合と同様の効果が得られる。

図３の反射型スクリーンは、図１の場合と同様の光学的制御を行って、（１／ａ）＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす反射面３Ａからほぼｂの距離離れた位置に空間結像アイリス面（図９参照）を作る。

図３の反射型スクリーンは、例えば図４に示すＡ，Ｂ，Ｃの各工程からなる製造工程で製造できる。ここで、Ｂ工程では、図２の場合の重ね合わせに代えて、前述の紫外線硬化性樹脂による金型成形に準じた方法（ここでは、前述の紫外線硬化性樹脂による金型成形において基板１に代えて透明平板１１とし、フレネルレンズ形状面２Ａの凹凸模様に代えて表面形状面５Ａの凹凸模様とした方法である。）として、図２の場合とは異種のＢ成品を製造し、Ａ工程およびＣ工程は、Ｃ工程のＢ成品が図２の場合とは異種であること以外は図２の場合と同様としている。なお、図４は、透明な保護層１０が倣い形状の透明な保護層１０_１である場合の反射型スクリーン（図３（ａ）参照）の製造工程を示しているが、透明な保護層１０が平坦形状の透明な保護層１０_２である場合の反射型クリーン（図３（ｂ）参照）は、図４において倣い形状の透明な保護層１０_１に代えて平坦形状の透明な保護層１０_２とした製造工程（図示せず）で製造することができる。

次に、前記［４］の発明について図５を参照して説明する。図５は前記［４］の発明の実施形態の一例を示している。

図５の形態は、図１において、表面形状拡散フィルム５を上下反転（表裏反転）した形態であり、すなわち、図５のように、表面形状面５Ａが、図１の場合とは逆に、透明平板１１側を向いた形態である。この図５の形態でも、図１の形態の場合と同様のヌレ現象の発生を防止する効果が得られる。

これによれば、表面形状面５Ａの対面相手が透明平板１１であるから、透明な保護層１０がない場合でも、表面形状面５Ａと反射面３Ａとが重なり合うことはなく、したがって、ヌレ現象の発生を防止できる。しかし、前記［４］の発明では透明な保護層１０を具備することとしたのは、気体層４の気体が酸素を含んでいてもそれによる反射面３Ａの酸化を透明な保護層１０で防止するという観点、および、表面形状面５Ａが透明平板１１側に向いたことによるヌレ現象の発生防止効果と透明な保護層１０の存在自体によるヌレ現象の発生防止効果が重畳されて好ましいという観点からである。

図５の反射型スクリーンは、焦点距離ｆの反射面３Ａから観察者側にほぼａの距離離れた画像投影装置（図９参照）からの映像光が入射すると、透明平板１１を経て気体層４から表面形状拡散フィルム５へ入射時に、形状面５Ａで拡散して、表面形状拡散フィルム５から出射し、次いで、表面形状拡散フィルム５と透明な保護層１０の間の隙間（空気）を通り、透明な保護層１０を経て反射層３の反射面３Ａで反射し、次いで再び透明な保護層１０から前記隙間（空気）を通り、表面形状拡散フィルム５から気体層４への出射時に形状面５Ａで拡散し、次いで透明平板１１を経て観察者側へ出射するという光学的制御を行って、（１／ａ）＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす反射面３Ａからほぼｂの距離離れた位置に空間結像アイリス面（図９参照）を作る。

図５の反射型スクリーンは、例えば図６に示すＡ，Ｂ，Ｃの各工程からなる製造工程で製造できる。ここで、Ｂ工程では、透明平板１１と重ね合わせる表面形状拡散フィルム５の向きを、図２の場合とは逆の向き、すなわち表面形状面５Ａが透明基板１１と対面する向きとして、図２の場合とは異種のＢ成品を製造し、Ａ工程およびＣ工程は、Ｃ工程のＢ成品が図２の場合とは異種であること以外は図２の場合と同様としている。なお、図６は、透明な保護層１０が倣い形状の透明な保護層１０_１である場合の反射型スクリーン（図５（ａ）参照）の製造工程を示しているが、透明な保護層１０が平坦形状の透明な保護層１０_２である場合の反射型クリーン（図５（ｂ）参照）は、図４において倣い形状の透明な保護層１０_１に代えて平坦形状の透明な保護層１０_２とした製造工程（図示せず）で製造することができる。

次に前記［５］の発明について図７を参照して説明する。図７は前記［５］の発明の実施形態の一例を示している。
図７の形態は、図１において、片面拡散型の表面形状拡散フィルム５に代えて、図７の両面拡散型の表面形状拡散フィルム５^＋（以下、単に、「表面形状拡散フィルム５^＋」ともいう。）とした形態である。
前記両面拡散型の表面形状拡散フィルムとは、その両面（表裏面）がともに表面形状面である表面形状拡散フィルムを意味する。

表面形状拡散フィルム５^＋は、図７のように、拡散層形成用透明基板５_０と、この拡散層形成用透明基板５_０の両面のうちの一方の面上の表面形状拡散層５_１と、他方の面上の表面形状拡散層５_２とからなる。そして、例えば表面形状拡散層５_１が透明な保護層１０と対面し、表面形状拡散層５_２が透明平板１１と対面し、それぞれ対面相手とは局所的に接触し、非接触の部分は気体層４_１，４_２である。

これによれば、透明な保護層１０がない場合でも、反射面３Ａ側を向いた形状面５_１Ａとは反対側の形状面５_２Ａの拡散がある程度（±１５°）以上の大きさであれば、ヌレ現象が発生しなくなることが、本発明者の実験で確認された。その理由は、透明な保護層１０がない場合、反射面３Ａ側を向いた表面形状面５_１Ａが反射面３Ａと重なり合うことで拡散特性の局所的な相違が生じる（前述のようにこれがヌレ現象を発生させる。）が、そのような拡散特性の局所的な相違は、反対側の形状面５_２Ａから気体層４_２へ出射時の形状面５_２Ａでの拡散により打ち消されるためであろうと推察される。つまり、前記［５］の発明では、透明な保護層１０を除去しても、ヌレ現象は生じない。しかし、前記［５］の発明では透明な保護層１０を具備することとしたのは、気体層４_１の気体が酸素を含んでいてもそれによる反射面３Ａの酸化を防止するという観点、および、両面拡散型の表面形状拡散フィルム５^＋を用いたことによるヌレ現象の発生防止効果と透明な保護層１０の存在自体によるヌレ現象の発生防止効果が重畳されて好ましいという観点からである。

図７の反射型スクリーンは、焦点距離ｆの反射面３Ａから観察者側にほぼａの距離離れた画像投影装置（図９参照）からの映像光が入射すると、透明平板１１を経て気体層４_２から表面形状拡散フィルム５^＋へ入射時に、形状面５_２Ａで拡散して、表面形状拡散フィルム５^＋から出射時に、形状面５_１Ａで拡散し、気体層４_１から透明な保護層１０を経て反射層３の反射面３Ａで反射し、次いで再び透明な保護層１０を経て空気層４_１から表面形状拡散フィルム５^＋へ入射時に形状面５_１Ａで拡散し、さらに表面形状拡散フィルム５^＋から空気層４_２へ出射時に形状面５_２Ａで拡散し、次いで透明平板１１を経て観察者側へ出射するという光学的制御を行って、（１／ａ）＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす反射面３Ａからほぼｂの距離離れた位置に空間結像アイリス面（図９参照）を作る。

図７の反射型スクリーンは、例えば図８に示すＡ，Ｂ，Ｃの各工程からなる製造工程で製造できる。ここで、Ｂ工程では、透明平板１１と重ね合わせる相手部材を図２の場合の表面形状拡散フィルム５（片面拡散型）に代えて、表面形状拡散フィルム５^＋（両面拡散型）として、図２の場合とは異種のＢ製品を製造し、Ａ工程およびＣ工程は、Ｃ工程のＢ成品が図２の場合とは異種であること以外は図２の場合と同様としている。

また、表面形状拡散フィルム５^＋は、予め、拡散層形成用透明基板５_０の両面のうちの一方の面上へ表面形状拡散層５_１を、前述の紫外線硬化性樹脂による金型成形に準じた方法（ここでは、前述の紫外線硬化性樹脂による金型成形において基板１に代えて拡散層形成用透明基板５_０とし、フレネルレンズ形状面２Ａの凹凸模様に代えて表面形状面５_１Ａの凹凸模様とした方法である。）で形成し、次いで他方の面上へ表面形状拡散層５_２を、前述の紫外線硬化性樹脂による金型成形に準じた方法（ここでは、前述の紫外線硬化性樹脂による金型成形において基板１に代えて拡散層形成用透明基板５_０とし、フレネルレンズ形状面２Ａの凹凸模様に代えて表面形状面５_２Ａの凹凸模様とした方法である。）で形成することで、準備しておくことができる。なお、図８は、透明な保護層１０が倣い形状の透明な保護層１０_１である場合の反射型スクリーン（図７（ａ）参照）の製造工程を示しているが、透明な保護層１０が平坦形状の透明な保護層１０_２である場合の反射型クリーン（図７（ｂ）参照）は、図８において倣い形状の透明な保護層１０_１に代えて平坦形状の透明な保護層１０_２とした製造工程（図示せず）で製造することができる。

ところで、前述のように、前記［４］の発明（図５参照）または前記［５］の発明（図７参照）では透明な保護層１０がない場合でも、ヌレ現象の発生を防止できる。しかし、図５および図７において透明な保護層１０が存在しないと、透明な保護層１０の表面と接していた気体（図５では拡散層形成用透明基板５０と透明な保護層１０との間の隙間の気体であり、図７では気体層４_１の気体である。）が反射面３Ａと接することとなり、この気体が酸素を含む場合は、反射面３Ａの金属が酸化されて反射率が低下し、映像の画質が劣化する虞がある。そこで、図５および図７において透明な保護層１０が存在しない場合は、反射面３Ａと表面形状拡散フィルム５との間の空間を非酸化性ガス雰囲気または真空とした形態とすることが好ましい。ここで、前記非酸化性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素の少なくとも１種からなるガスが挙げられる。

上述の、図５および図７において透明な保護層１０をなくし、反射面３Ａと表面形状拡散フィルム５との間の隙間を非酸化性ガス雰囲気または真空とした形態の反射型スクリーンは、以下の［６］の反射型スクリーンである。
［６］ 焦点距離ｆの反射面からほぼａの距離離れた画像投影装置からの映像光が前記反射面で反射して、前記反射面からほぼｂの距離離れた空間結像アイリス面を作る、(１／ａ)＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす前記反射面を有する反射型スクリーンであって、
基板と、
レンズ層と、
反射層と、
表面形状拡散フィルムと、
透明平板と、
をこの順に具備し、
前記レンズ層の表面は、フレネルレンズ形状面であり、
前記反射層は、前記フレネルレンズ形状面上の金属被覆層であり、該金属被覆層の表面は、前記フレネルレンズ形状面に倣った形状であり、
前記表面形状拡散フィルムと前記反射層の間の隙間は、非酸化性ガス雰囲気または真空であり、
下記の（Ａ）または（Ｂ）を満たす、
ことを特徴とする反射型スクリーン。
（Ａ）前記表面形状拡散フィルムは、拡散層形成用透明基板と該拡散層形成用透明基板の片面上の表面形状拡散層とからなり、該表面形状拡散層の表面形状面が前記透明平板と対面かつ局所的に接触している、という条件
（Ｂ）前記表面形状拡散フィルムは、拡散層形成用透明基板と該拡散層形成用透明基板の両面上の表面形状拡散層とからなり、前記両面のいずれか一方の面側の表面形状面が前記透明な保護層と対面かつ局所的に接触し、他方の面側の表面形状面は、前記透明平板と対面かつ局所的に接触している、という条件
前記［６］の反射型スクリーンの製造工程としては、例えば図６または図８において、Ａ工程のＡ_３段階を省略し、Ｃ工程のＡ成品としてＡ工程のＡ_２段階までの工程で得られた成品を充当し、さらにＣ工程でＡ成品とＢ成品の両者を重ね合わせる際に、両者間の隙間に非酸化性ガスを封入し、あるいはこの隙間を真空にするという製造工程（図示せず）が挙げられる。

図１（ａ）に例示した形態の、前記［１］の発明に係る１００インチサイズの反射型スクリーンを本発明例とした。なお、気体層４は空気層とした。前記本発明例において透明な保護層１０をなくした形態を比較例とした。また、前記比較例において透明平板１１に代えてアンチグレアハードコート層６とした形態を参考例とした。

前記本発明例、比較例および参考例は、図１１に例示した従来の反射型スクリーンの製造上の難点（反射面と表面形状異方性拡散層が基板を挟んでいるから解像度確保のために基板厚みを薄く（０．２５ｍｍ程度）し、それによる剛性不足を補うために保持板を貼合するという負荷の大きい工程が必要となるという難点）がない。すなわち、本発明例、比較例および参考例は、基板は、反射面と表面形状拡散フィルムが基板を挟んでいないため、基板を厚く（３ｍｍ程度）して剛性を確保しても、解像度が低下せず、従って保持板を貼合するという負荷の大きい工程は不要であった。その結果、本発明例、比較例および参考例では、従来と比べ、製造工程の所要時間が従来の約３０％に短縮し、製造コストが従来の約５０％に低減し、解像度が従来の約２倍に向上した。

そして、本発明例、比較例および参考例の三者を比較すると、本発明例および比較例は、参考例のアンチグレアハードコート層６に代えて透明平板１１を具備する形態としたことで、参考例の場合と比べて、映像の鮮やかさが向上した。なお、本発明例の映像と比較した比較例および参考例の映像は、反射層３の反射面３Ａが前記空気層中の酸素で酸化されて反射面３Ａの反射率が６０％未満に低下する前の映像である。

しかも、本発明例では、透明な保護層１０の介在により、反射面３Ａと表面形状拡散フィルム５の表面形状面５Ａとの重なり合いのない状態としたことで、前記ヌレ現象の発生はなく、高画質の映像が得られた。一方、比較例および参考例では、反射面３Ａと表面形状拡散フィルム５の表面形状面５Ａとが重なり合った状態となったことで、前記ヌレ現象が発生し、画質が劣化した。

１ 基板
２ レンズ層
２Ａ フレネルレンズ形状面
２ａ レンズ面
２ｂ 非レンズ面
３ 反射層
３Ａ 反射面
４，４_１，４_２ 気体層
５ 表面形状拡散フィルム（片面拡散型）
５^＋ 表面形状拡散フィルム（両面拡散型）
５_０ 拡散層形成用透明基板
５_１，５_２ 表面形状拡散層
５Ａ，５_１Ａ，５_２Ａ 表面形状拡散フィルムの表面形状面
６ アンチグレアハードコート層
６Ａ アンチグレアハードコート層６の表面形状面
１０ 透明な保護層
１０_１ 倣い形状の透明な保護層
１０_２ 平坦形状の透明な保護層
１１ 透明平板
５０ 表面形状異方性拡散フィルム
５０_１ 表面形状異方性拡散層
５０_０ 拡散層形成用透明基板
５０Ａ 表面形状異方性拡散フィルムの形状面

Claims (5)

1. 焦点距離ｆの反射面からほぼａの距離離れた画像投影装置からの映像光が前記反射面で反射して、前記反射面からほぼｂの距離離れた空間結像アイリス面を作る、(１／ａ)＋（１／ｂ）＝１／ｆの関係を満たす前記反射面を有する反射型スクリーンであって、
   基板と、
   レンズ層と、
   反射層と、
   透明な保護層と、
   透明平板と、
   をこの順に具備し、
   さらに、前記透明な保護層と前記透明平板との間に、表面形状拡散フィルムを具備し、
   前記レンズ層の表面は、フレネルレンズ形状面であり、
   前記反射層は、前記フレネルレンズ形状面上の金属被覆層であり、該金属被覆層の表面は、前記フレネルレンズ形状面に倣った形状であり、
   前記透明な保護層の表面は、前記反射層の表面に倣った形状または平坦な形状である、
   ことを特徴とする反射型スクリーン。
2. 前記表面形状拡散フィルムは、拡散層形成用透明基板と表面形状拡散層とからなり、
   前記表面形状拡散層の表面形状面が前記透明な保護層と対面かつ局所的に接触している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
3. 前記表面形状拡散フィルムに代えて、表面形状拡散層とし、
   該表面形状拡散層の表面形状面が前記透明な保護層と対面かつ局所的に接触している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
4. 前記表面形状拡散フィルムは、拡散層形成用透明基板と表面形状拡散層とからなり、
   該表面形状拡散層の表面形状面が前記透明平板と対面かつ局所的に接触している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の反射型スクリーン。
5. 前記表面形状拡散フィルムは、拡散層形成用透明基板と該拡散層形成用透明基板の両面上の表面形状拡散層とからなり、
   前記両面のいずれか一方の面側の表面形状面が前記透明な保護層と対面かつ局所的に接触し、他方の面側の表面形状面は、前記透明平板と対面かつ局所的に接触している、
   ことを特徴とする請求項２に記載の反射型スクリーン。

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