JP3280275B2 - プロジェクションスクリーンの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクション
スクリーンの製造方法に関し、特に、コヒーレント光干
渉によってフォーマットされたプロジェクションスクリ
ーンの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プルダウン型のプロジェクショ
ンスクリーンは、反射率を改善するために白いニスある
いは金属層で被覆されたプラスチックで作られている。
プロジェクションスクリーンの散乱モードは円形対称で
ある。すなわち、図１に示すように光源１がプロジェク
ションスクリーン10上にビーム５を投射するとき、この
ビームは均一に散乱される。このようなプロジェクショ
ンスクリーンは投射された映像を水平方向及び垂直方向
に沿って均一に散乱させるので、映画館のように多数の
観客を収容し、幅広く分散された観察位置を提供する場
所に適している。しかしながら、プロジェクションスク
リーンの水平散乱角及び垂直散乱角が大きいため映像が
それほど明るくならず、室内を暗くしないとよく見えな
いという欠点を有している。

【０００３】より集中された観察位置を提供できる場合
もあることから、均一な円形対称散乱を有するプロジェ
クションスクリーンは、全ての場合に適しているとは言
えない。例えば、会議室内に分散された聴衆位置はより
集中されており、したがってプロジェクションスクリー
ンは、特定の位置にビームを再分布させることができれ
ば十分である。このように、散乱ビームの分布がより集
中されると、投射された映像の輝度は改善される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による特殊な
プロジェクションスクリーンを製造する方法には、以下
のものがある。図２に示す第１の方法では、フレネルレ
ンズ20はビームを平行にし、レンチキュラーレンズ25は
成形効果を得るために単一方向に沿ってビームを拡大す
る。しかしながら、この方法は、以下の欠点、すなわ
ち、高コスト、製造の複雑さ及び成形を制御する際の柔
軟性の無さを有している。

【０００５】図３に示す第２の方法は、米国特許第5,36
5,354 号に対応する従来技術を開示している。この第２
の方法では、プレート35内に微小な構造30を注入し、こ
のプレートが表面に垂直な方向において徐々に変化する
屈折率を有するようにプレート内にスペックルを形成し
ている。しかしながら、この従来方法は、高い製造コス
トを有し、大量生産することが非常に困難であるととも
に、産業上の利用には適していない。

【０００６】図４に示す第３の方法は、台湾特許第2285
77号に対応する第３の従来技術を開示している。この第
３の方法では、スクリーンの表面上に高密度のライン41
を発生させるために、金属プレート40を種々の機械的手
順によって加工処理している。上記加工処理によって形
成されたスクリーンの反射表面はざらざらである。入射
光は、垂直方向に限定されるとともに水平方向に拡大さ
れた観察領域に反射することができる。さらに、スクリ
ーンの形状は、スクリーン表面上の輝度分布がさらにい
っそう均一になり、周囲光干渉が防止されるように、垂
直方向に沿って曲げられている。この第３の方法では、
スクリーンを大量生産するためのコストは機械的な加工
処理の使用によってより低いレベルに減少させることが
できるが、マスター鋳型は容易に生成することができ
ず、したがってかなり高価である。さらに、スクリーン
の成形は、一連の機械的処理を用いて制御することが困
難である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明の目
的は、従来技術の欠点を解決するためにコヒーレント光
干渉によってフォーマットされたプロジェクションスク
リーンの製造方法を提供することにある。

【０００８】上記目的のため、本発明のプロジェクショ
ンスクリーンの製造方法は、コヒーレント光干渉によっ
てフォーマットされたプロジェクションスクリーンの製
造方法において、適切な露光を得るためにシャッタによ
って露光時間を制御するように、該シャッタを介してレ
ーザビームを透過または遮断させるステップと、前記レ
ーザビームを垂直及び水平に拡大して円形から楕円形に
変換するとともに前記露光時間を短縮するために、該レ
ーザビームの経路にそれぞれ垂直及び水平に配置された
第１及び第２のシリンドリカルレンズを使用するステッ
プと、一般のつや消しガラスを通過するように楕円形に
変換された前記レーザビームを指向させ、それによって
楕円形に変換された前記レーザビームを散乱させて前記
一般のつや消しガラスの後方のフィルムに露光するため
の複数の楕円光スペックルを形成するステップと、前記
フィルムを現像し、それによって複数のざらざらした楕
円粒子を形成するステップと、前記フィルムを電鋳して
金属プレート上に複写し、次いで該金属プレート上のパ
ターンを熱可塑性プレート上にフォーマットするステッ
プとから成ることを特徴とする。

【０００９】上記方法によれば、感光材料であるフィル
ム上にコヒーレント光干渉が記録されることによって鋳
型のフォーマットが形成され、現像後に微小な楕円形の
ざらざらした構造が形成される。このような鋳型から本
発明のプロジェクションスクリーンを製造することがで
きる。このプロジェクションスクリーンは、高輝度、幅
広い観察角及び高効率を示す。このプロジェクションス
クリーンは、反射スクリーンあるいは透過スクリーンと
しての役割を果たすことができる。このプロジェクショ
ンスクリーンは、オーバーヘッドプロジェクタ、ＬＣＤ
プロジェクションテレビジョン、スライドプロジェク
タ、動画プロジェクタ、ＬＥＤ照明ディスプレイ、ＬＣ
ＤバックライトあるいはＡＴＭ（現金自動預け払い機）
のセキュリティスクリーンのためのスクリーンに適用す
ることができる。

【００１０】本発明の他の目的は、コヒーレント光干渉
で形成されたプロジェクションスクリーンの製造方法を
提供することにある。上記方法によれば、まず鋳型が形
成され、次いで、その鋳型が、ホットプレスによってプ
ロジェクションスクリーンを大量生産するために使用さ
れる。この加工処理は簡単で、かつ低コストである。

【００１１】本発明のさらに他の目的は、コヒーレント
光干渉で形成されたプロジェクションスクリーンの製造
方法を提供することにある。上記方法によれば、異なる
観察比を備えたスクリーンを製作するために露出のモー
ドを任意に調節することができ、したがってこのような
プロジェクションスクリーンは、異なる仕様及び異なる
場合に適している。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図５は本発明方法によるプロ
ジェクションスクリーンを製造する装置を示すシステム
図である。図５に示す装置は感光性基板上にコヒーレン
ト光干渉パターンを記録するためのものであり、レーザ
ー光源50と、シャッタ52と、第１のシリンドリカルレン
ズ54と、第２のシリンドリカルレンズ56と、マスク58
と、一般のつや消しガラス（以下、単に、つや消しガラ
スという）60と、フィルム（例えばフォトレジストを塗
布したガラス）62とを光軸上に順次配置して成る。この
装置においては、シャッタ52を用いてフィルム62が露光
される時間を制御し、ビームの円形口径を楕円形口径に
変換するために第１のシリンドリカルレンズ54及び第２
のシリンドリカルレンズ56を使用し、複数の微小な楕円
光スペックルを形成するように楕円光ビームを散乱する
ためにつや消しガラス60を使用するとともに、ビームの
周囲の余分なノイズをシールドするためにマスク58を使
用している。

【００１３】本発明によるプロジェクションスクリーン
を製造する装置の好適な実施例では、第１のシリンドリ
カルレンズ54の焦点距離は75mmであり、第２のシリンド
リカルレンズ56の焦点距離は25.4mmであり、つや消しガ
ラス60、第１のシリンドリカルレンズ54、第２のシリン
ドリカルレンズ56及びフィルム62の配列に関しては、つ
や消しガラス60及び第１のシリンドリカルレンズ54間、
つや消しガラス60及び第２のシリンドリカルレンズ56
間、つや消しガラス60及びフィルム62間の距離はそれぞ
れ、60cm、47cm、26.5cmである。

【００１４】前述した図５の装置及び後述する方法は、
本発明によるプロジェクションスクリーンを製造するた
めに使用され、この方法は以下のステップを含んでい
る。すなわち、（１）適切な露光を得るためにシャッタ
52によって露光時間を制御するように、シャッタ52を介
してレーザビームを透過または遮断させるステップと、
（２）レーザビームを垂直及び水平に拡大して円形から
楕円形に変換するとともに前記露光時間を短縮するため
に、レーザビームの経路にそれぞれ垂直及び水平に配置
された第１のシリンドリカルレンズ54及び第２のシリン
ドリカルレンズ56を使用するステップと、第１及び第２
のシリンドリカルレンズを使用するステップと、（３）
長方形のマスク58で覆われたつや消しガラス60を通過す
るように楕円形に変換されたレーザビームを指向させ、
それによって楕円形に変換されたレーザビームを散乱さ
せて複数の微小な楕円光スペックルを形成し、その楕円
光スペックルをつや消しガラス60の後方のフィルム62に
露光するステップと、（４）露光されたフィルム62を現
像し、それによって図６（ａ）、（ｂ）に示すような複
数のざらざらした微小な楕円粒子64を形成するステップ
と、（５）フィルム62を電鋳して金属プレート（例えば
ニッケルプレート、図示せず）上に複写し、次いで該ニ
ッケルプレート上のパターンを支持プレートである熱可
塑性プレート（例えばプラスチック、図示せず）上にエ
ンボス（例えばプレートエンボス）、ローラあるいは射
出成形によって電鋳するステップである。

【００１５】上記電鋳を行うステープで鋳型が完成した
後には、大量生産に移行することができる。この場合の
加工処理は容易であり、低コストである。この大量生産
によって、図６（ａ）、（ｂ）に示すような、投射映像
の散乱方向を制御するように複数の微小な楕円を不均一
に配列した構造を形成したプロジェクションスクリーン
が得られる。その際、上記複数の微小な楕円を不均一に
配列した構造は同一方向に沿ってランダムに配置され
る。

【００１６】上記において、反射形スクリーンを製造す
る場合には、ステップ（５）のエンボスあるいは射出成
形のステップの前後の何れか一方において、熱可塑性プ
レート上に金属コーティングを形成すればよく、また、
透過形スクリーンを製造する場合には、熱可塑性プレー
トを透明物質で形成する。

【００１７】さらに、前述した方法によれば、異なる散
乱角を有する種々のスクリーンを形成するために、第１
のシリンドリカルレンズ54、第２のシリンドリカルレン
ズ56及びつや消しガラス60の粗さの組合せを調整するこ
とによって、前記楕円粒子の形状を変化させることがで
き、それによって異なる場合及び異なる仕様に適した種
々のスクリーンを作成することができる。

【００１８】上述した本発明によるプロジェクションス
クリーンを製造する装置の好適な実施例を用いた場合の
散乱光の分布を、前述したステップ（５）により形成さ
れたニッケルプレートから測定し、その測定結果を、従
来のスクリーン（ここでは、３Ｍ社製のウォールスクリ
ーンを用いた）の散乱光の分布と比較した。なお、上記
測定には照度計（例えばセコニックのディジライトモデ
ルＬ−318 Ｂ）を使用し、ニッケルプレートの中心から
約１ｍの半径の円弧上で測定を行った。さらに、投射領
域は有効散乱領域内に制限されるべきものとし、ニッケ
ルプレート上に投射される光量は上記ウォールスクリー
ンに関する測定量と同ーであるべきものとした。

【００１９】図７は上記測定結果を比較して示す図であ
り、図中曲線Ａ及びＢはそれぞれ、本発明のニッケルプ
レート上の散乱光の水平分布及び垂直分布を示し、曲線
Ｃは従来のスクリーン上の散乱光の分布を示している。
図７において、水平方向に沿っての本発明のプロジェク
ションスクリーンの散乱光の分布は、十分幅広い観察の
角度を提供する約100 °の観察角（輝度のピーク値の10
分の１での全角度）を有している。また、垂直方向に沿
っての本発明のプロジェクションスクリーンの散乱光の
分布は、散乱光がより集中されるような約40°の観察角
を有しており、その輝度のピーク値は従来のスクリーン
の輝度のピーク値の約５倍の大きさになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるプルダウン型のプロジェクショ
ンスクリーンの散乱光の分布を示す図である。

【図２】従来技術によるプロジェクションスクリーンの
一例の構造を示す図である。

【図３】従来技術によるプロジェクションスクリーンの
他の例の構造を示す図である。

【図４】従来技術によるプロジェクションスクリーンの
さらに他の例の構造を示す図である。

【図５】本発明によるプロジェクションスクリーンを製
造する装置を示すシステム図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明方法により
製造されたプロジェクションスクリーンを概略的に示す
図である。

【図７】本発明によるプロジェクションスクリーンの散
乱光分布及び従来のスクリーンの散乱光分布を比較して
示す図である。

【符号の説明】

50 光源 52 シャッタ 54 第１のシリンドリカルレンズ 56 第２のシリンドリカルレンズ 58 マスク 60 つや消しガラス 62 フィルム 64 楕円粒子

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−11348（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−29875（ＪＰ，Ａ)

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コヒーレント光干渉によってフォーマッ
   トされたプロジェクションスクリーンの製造方法におい
   て、 （ａ）適切な露光を得るためにシャッタによって露光時
   間を制御するように、該シャッタを介してレーザビーム
   を透過または遮断させるステップと、 （ｂ）前記レーザビームを垂直及び水平に拡大して円形
   から楕円形に変換するとともに前記露光時間を短縮する
   ために、該レーザビームの経路にそれぞれ垂直及び水平
   に配置された第１及び第２のシリンドリカルレンズを使
   用するステップと、 （ｃ）一般のつや消しガラスを通過するように楕円形に
   変換された前記レーザビームを指向させ、それによって
   楕円形に変換された前記レーザビームを散乱させて前記
   該つや消しガラスの後方のフィルムに露光するための複
   数の楕円光スペックルを形成するステップと、 （ｄ）前記フィルムを現像し、それによって複数のざら
   ざらした楕円粒子を形成するステップと、 （ｅ）前記フィルムを電鋳して金属プレート上に複写
   し、次いで該金属プレート上のパターンを熱可塑性プレ
   ート上にフォーマットするステップとから成ることを特
   徴とするプロジェクションスクリーンの製造方法。
2. 【請求項２】 種々のスクリーンを形成するために前記
   第１及び第２のシリンドリカルレンズの配置並びに前記
   つや消しガラスの粗さを調整することによって前記楕円
   粒子の形状を変化させることができ、それによって異な
   る散乱角を有する種々のスクリーンを形成することを特
   徴とする請求項１記載のプロジェクションスクリーンの
   製造方法。
3. 【請求項３】 前記金属プレート上のパターンを射出成
   形法によって前記熱可塑性プレート上にエンボスした
   後、エンボスされた前記熱可塑性プレート上に金属性コ
   ーティングを形成することを特徴とする請求項１記載の
   プロジェクションスクリーンの製造方法。
4. 【請求項４】 前記金属プレート上のパターンをローラ
   によって前記熱可塑性プレート上にエンボスした後、エ
   ンボスされた前記熱可塑性プレート上に金属性コーティ
   ングを形成することを特徴とする請求項１記載のプロジ
   ェクションスクリーンの製造方法。
5. 【請求項５】 前記金属プレート上のパターンをプレー
   トエンボスによって前記熱可塑性プレート上にエンボス
   した後、エンボスされた前記熱可塑性プレート上に金属
   性コーティングを形成することを特徴とする請求項１記
   載のプロジェクションスクリーンの製造方法。
6. 【請求項６】 前記熱可塑性プレート上に金属性コーテ
   ィングを形成し、次いで前記金属プレート上のパターン
   を前記金属性コーティング及び前記熱可塑性プレート上
   にローラによってエンボスすることを特徴とする請求項
   １記載のプロジェクションスクリーンの製造方法。
7. 【請求項７】 前記熱可塑性プレート上に金属性コーテ
   ィングを形成し、次いで前記金属プレート上のパターン
   を前記金属性コーティング及び前記熱可塑性プレート上
   にプレートエンボスによってエンボスすることを特徴と
   する請求項１記載のプロジェクションスクリーンの製造
   方法。
8. 【請求項８】 前記熱可塑性プレートが透明物質から成
   ることを特徴とする請求項１記載のプロジェクションス
   クリーンの製造方法。
9. 【請求項９】 前記金属プレート上のパターンを射出成
   形法によって前記熱可塑性プレート上にエンボスするこ
   とを特徴とする請求項８記載のプロジェクションスクリ
   ーンの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記金属プレート上のパターンをロー
    ラによって前記熱可塑性プレート上にエンボスすること
    を特徴とする請求項８記載のプロジェクションスクリー
    ンの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記金属プレート上のパターンをプレ
    ートエンボスによって前記熱可塑性プレート上にエンボ
    スすることを特徴とする請求項８記載のプロジェクショ
    ンスクリーンの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記金属プレートがニッケルプレート
    であることを特徴とする請求項１記載のプロジェクショ
    ンスクリーンの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記フィルムがフォトレジストを塗布
    したガラスであることを特徴とする請求項１記載のプロ
    ジェクションスクリーンの製造方法。