JP4779393B2 - 反射型スクリーン - Google Patents
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Description
このような反射型スクリーンには、多数の凹部が設けられた基板と、基板の凹部に形成された金属層(反射部)と、金属層に積層された透明な保護層とを有するものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この反射型スクリーンにおいては、当該反射型スクリーンに向けて光を投射する(入射させる)と、反射光のなかには、反射型スクリーンの幅よりも大きく広がって、すなわち、反射型スクリーンの中心部から遠ざかる方向(外方)に広がって出射する光があるため、画像のコントラストが低下するという問題があった。
本発明の反射型スクリーンは、光を入射させて用いる反射型スクリーンであって、
光の入射側に多数の凸レンズが設けられたマイクロレンズ基板と、
前記マイクロレンズ基板の前記凸レンズが形成されている側と反対側の面に設けられ、前記マイクロレンズ基板に入射した光の一部を遮光するブラックマトリックスと、
前記マイクロレンズ基板の前記凸レンズが形成されている側と反対側に配置され、前記ブラックマトリックスの複数の開口部を透過した光を反射する複数の反射部と、
前記マイクロレンズ基板と前記複数の反射部との間に配置されたフレネルレンズとを備え、
前記複数の反射部は、それぞれ、前記マイクロレンズ基板の法線方向に対して傾斜し、互いに同心的に設けられており、当該各反射部で反射し、かつ、前記マイクロレンズ基板を透過した光が、前記反射型スクリーンの中心部から外方に向けて広がるのを防止または抑制する機能を有することを特徴とする。
これにより、コントラストに優れた画像を得ることが可能な反射型スクリーンを提供することができる。
これにより、反射型スクリーンの構造の簡素化に寄与する。
本発明の反射型スクリーンでは、前記マイクロレンズ基板は、入射した光を拡散する機能を有する拡散材が含まれたものであることが好ましい。
これにより、マイクロレンズ基板に入射した光を好適に拡散させることができ、よって、反射型スクリーンをコントラストがより優れたものとすることができる。
図1は、本発明の反射型スクリーンを示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の右側を「表側」または「表」、左側を「裏側」または「裏」と言う。また、本発明においては、特に断りのない限り、「入射」、「出射」とは、それぞれ、画像光(映像光)を得るための光の「入射」、「出射」のことを指し、外光等の「入射」、「出射」のことを指すものではない。また、本明細書で参照する各図に示すものの大きさは、実際の寸法を反映するものではない。
また、必要に応じてマイクロレンズ基板2の中には、光源200からの入射光Laを拡散させたり、反射部4からマイクロレンズ基板2に入射した反射光Lcを拡散させたりするために、拡散材13として、例えばポリスチレンビーズ、ガラスビーズ、有機架橋ポリマー等が含まれていてもよい。なお、拡散材13は樹脂の全体(マイクロレンズ基板2全体)に含まれるものであってもよいし、一部にのみ含まれるものであってもよい。
マイクロレンズ基板2の構成材料は、特に限定されないが、主として樹脂材料(通常、光の屈折率が空気よりも大きい)で構成され、均一な屈折率を有する透明な材料で構成されている。
また、ブラックマトリックス3は、遮光性を有する材料で構成され、層状に形成されたものである。このようなブラックマトリックス3を有することにより、当該ブラックマトリックス3に、外光(画像を形成する上で好ましくない外光)を吸収させることができ、反射型スクリーン10に投影される画像を、さらにコントラストに優れたものとすることができる。
開口部31の大きさは、特に限定されないが、その直径が、9〜500μmであるのが好ましく、9〜450μmであるのがより好ましく、20〜90μmであるのがさらに好ましい。これにより、反射型スクリーン10に投影される画像を、よりコントラストに優れたものとすることができる。
各反射部4は、フレネルレンズ5の裏面52の傾斜した各面521に接合して設けられている。これにより、各反射部4は、マイクロレンズ基板2の法線方向に対して傾斜し、かつ、互いに同心的に設けられた状態となる。
支持板12は、フレネルレンズ5を支持するものである。この支持板12は、例えば、フレネルレンズ5の端部(縁部)に接合されている。
反射した光(反射光Lc)は、フレネルレンズ5を再度透過(通過)し、さらにマイクロレンズ基板2を透過するが、フレネルレンズ5(反射型スクリーン10)の中心部51から外方に向けて広がる(出射する)のが確実に防止または抑制されている(図1参照)。
また、前述したように反射光Lcがフレネルレンズ5の中心部51から外方に向けて広がるのが防止または抑制されるため、観測される平面画像は、コントラストに優れたものとなる。
まず、マイクロレンズ基板2の製造方法の一例について説明する。
図2は、マイクロレンズ基板の製造に用いるマイクロレンズ用凹部付き基板を示す模式的な縦断面図、図3は、図2に示すマイクロレンズ用凹部付き基板の製造方法を示す模式的な縦断面図である。図4および図5は、それぞれ、図1に示す反射型スクリーンが有するマイクロレンズ基板の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図、図6は、図1に示す反射型スクリーンが有する反射部の製造方法の一例を示す模式的な縦断面図である。なお、以下の説明では、図3〜図6中の下側を「(光の)入射側」、上側を「(光の)出射側」と言う。
まず、マイクロレンズ基板の製造方法の説明に先立ち、マイクロレンズ基板の製造に用いるマイクロレンズ用凹部付き基板の構成について説明する。
そして、このようなマイクロレンズ用凹部付き基板6を用いることにより、前述したような、マイクロレンズ21がランダムに配されたマイクロレンズ基板2を得ることができる。
まず、マイクロレンズ用凹部付き基板6を製造するに際し、基板7を用意する。
この基板7は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。また、基板7は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
マスク8は、レーザ光の照射等により、後述する初期孔81を形成することができるとともに、後述するエッチング工程におけるエッチングに対する耐性を有するものが好ましい。換言すれば、マスク8は、エッチングレートが、基板7と略等しいか、または、基板7に比べて小さくなるように構成されるのが好ましい。
マスク8の形成方法は特に限定されないが、マスク8をCr、Au等の金属材料(合金を含む)や金属酸化物(例えば酸化Cr)から構成する場合、マスク8は、例えば、蒸着法やスパッタリング法等により、好適に形成することができる。また、マスク8をシリコンから構成する場合、マスク8は、例えば、スパッタリング法やCVD法等により、好適に形成することができる。
裏面保護膜89は、次工程以降で基板7の裏面を保護するためのものである。この裏面保護膜89により、基板7の裏面の侵食、劣化等が好適に防止される。この裏面保護膜89は、例えば、マスク8と同様の材料で構成されている。このため、裏面保護膜89は、マスク8の形成と同時に、マスク8と同様に設けることができる。
初期孔81は、いかなる方法で形成されるものであってもよいが、物理的方法またはレーザ光の照射により形成されるのが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に凹部を形成することができる。
形成された初期孔81は、マスク8の全面に亘って偏りなく形成されているのが好ましい。また、形成された初期孔81は、後述する工程[A3]でエッチングを施した際に、基板7の表面の平らな面がなくなり、ほぼ隙間なく凹部61が形成される程度に、小さい孔がある程度の間隔で配されているのが好ましい。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。以下の説明では、ウェットエッチングを用いる場合を例に挙げて説明する。
また、ウェットエッチング法を用いると、凹部61を好適に形成できる。そして、エッチング液として、例えば、フッ酸(フッ化水素)を含むエッチング液(フッ酸系エッチング液)を用いると、基板7をより選択的に食刻することができ、凹部61を好適に形成することができる。
マスク8が主としてCrで構成されたものである場合、マスク8の除去は、例えば、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸とを含む混合物を用いたエッチングにより行うことができる。
次に、上述したマイクロレンズ用凹部付き基板6を用いて、マイクロレンズ基板2を製造する方法について説明する。なお、マイクロレンズ基板2(樹脂23)には、拡散材13が含まれているが、図4〜図6中では、拡散材13を省略して描いている。
樹脂23の固化を硬化(重合)により行う場合、その方法としては、例えば、紫外線等の光の照射、電子線の照射、加熱等の方法が挙げられる。
まず、図4(c)に示すように、マイクロレンズ基板2の裏面27に、遮光性を有するポジ型のフォトポリマー32を付与する。フォトポリマー32の付与方法としては、例えば、ディップコート、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター等の各種塗布法等を用いることができる。フォトポリマー32は、遮光性を有する樹脂で構成されたものであってもよいし、(遮光性の低い)樹脂材料に、遮光性の材料が分散または溶解したものであってもよい。フォトポリマー32の付与後、必要に応じて、例えば、プレベーク処理等の熱処理を施してもよい。
また、現像後、必要に応じて、例えば、ポストベーク処理等の熱処理を施してもよい。
その後、ブラックマトリックス3が設けられたマイクロレンズ基板2と、反射部4が設けられたフレネルレンズ5と、支持板12とを、図1に示す配置のように組立てることにより、反射型スクリーン10が得られる。
以上、本発明の反射型スクリーンを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、反射型スクリーンを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
Claims (3)
- 光を入射させて用いる反射型スクリーンであって、
光の入射側に多数の凸レンズが設けられたマイクロレンズ基板と、
前記マイクロレンズ基板の前記凸レンズが形成されている側と反対側の面に設けられ、前記マイクロレンズ基板に入射した光の一部を遮光するブラックマトリックスと、
前記マイクロレンズ基板の前記凸レンズが形成されている側と反対側に配置され、前記ブラックマトリックスの複数の開口部を透過した光を反射する複数の反射部と、
前記マイクロレンズ基板と前記複数の反射部との間に配置されたフレネルレンズとを備え、
前記複数の反射部は、それぞれ、前記マイクロレンズ基板の法線方向に対して傾斜し、互いに同心的に設けられており、当該各反射部で反射し、かつ、前記マイクロレンズ基板を透過した光が、前記反射型スクリーンの中心部から外方に向けて広がるのを防止または抑制する機能を有することを特徴とする反射型スクリーン。 - 前記各反射部は、前記フレネルレンズに接合して設けられている請求項1に記載の反射型スクリーン。
- 前記マイクロレンズ基板は、入射した光を拡散する機能を有する拡散材が含まれたものである請求項1または2に記載の反射型スクリーン。
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