JP5040713B2 - 反射スクリーンの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、反射スクリーンの製造方法に関するものである。

従来から、投影画像を反射させて観察可能にする反射スクリーンが知られている。このような反射スクリーンとして、スクリーン基板の前面側に同一形状の多数の凸状の単位形状部が２次元的に規則的に配置され、凸状の単位形状部の投影光入射方向に向かう一部の表面部分にのみに反射面が形成されている反射スクリーンが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２１５１６２号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
例えば蒸着により反射面を形成する場合、真空装置等の高価な設備が必要になり、製造コストが増加するという問題が生じる。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、製造コストの増加を抑制できる反射スクリーンの製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の反射スクリーンの製造方法は、スクリーン基板の観察面に複数の反射部を有し、前記観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に配置された投影部から、前記観察面に向けて斜めに射出された投影光を、観察側に反射する反射スクリーンの製造方法であって、前記反射部を形成する工程では、凹または凸の球状面を形成する工程と、
光硬化性材料及び光反射性材料を用いて前記球状面の表面に光反射層を形成する工程と、前記球状面に向けて露光した領域の前記光反射層を除去する工程と、を順次行うことを特徴とするものである。
従って、本発明の反射スクリーンの製造方法では、光硬化性材料及び光反射性材料を用いて前記球状面の表面に形成された光反射層について、前記球状面に向けて露光した領域の前記光反射層を除去することにより、未露光領域に反射層を形成することができる。そのため、本発明では、蒸着法を用いた場合のように高価な設備が不要になり、製造コストの増加を防ぐことが可能になる。
また、本発明では、このように特定の領域に光反射層を形成できるため、その他の領域については、外光等の反射に起因した不要な映り込みのない画像を表示できる。

また、上記の反射スクリーンの製造方法においては、前記球状面に対して、前記投影部の位置とは異なる位置から露光光を照射する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、球状面のうち、投影光で照射される領域には光反射層を残存して形成でき、効果的に投影光を観察側に反射させることが可能になる。

また、上記の反射スクリーンの製造方法を採用する場合には、前記スクリーン基板と前記露光光の照射部とを前記法線回りに相対的に回転させる手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、前記球状面に対して投影光が照射される領域以外の領域を連続的に露光することが可能になる。

また、上記の製造方法では、前記光反射層を形成する工程において、前記光反射性材料を含む前記光硬化性材料を前記球状面の表面に配置し、前記光反射層を除去する工程は、当該光反射層の所定範囲を露光する工程を含む手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、露光範囲の光反射性材料をエッチング等により除去することで、光反射性材料も併せて除去することができ、また、露光範囲外は、光反射性材料を含む光硬化性材料が残存して反射層として機能させることができる。

また、上記の製造方法では、前記光反射層を形成する工程が、前記球状面の表面に前記光硬化性材料を配置する工程と、前記光硬化性材料の所定範囲を露光して硬化させる工程と、前記スクリーン基板に前記光反射性材料を塗布する工程とを有し、前記光反射層を除去する工程において、露光により前記光硬化性材料が硬化した範囲の前記光反射層を除去する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、スクリーン基板に塗布した光反射性材料のうち、露光範囲に塗布された光反射性材料は、予め露光範囲の光硬化性材料が露光されて硬化しているため、当該露光範囲（例えば投影部からの投影光が照射されない範囲）には付着せず、未露光範囲（すなわち光反射面）で未硬化の光硬化性材料に付着することになる。そのため、本発明では、例えばエアーブロー等の除去手段で光反射性材料を除去することにより、露光範囲の光反射性材料を容易に除去することができ、また未露光範囲の光反射性材料を残存させて光反射層を形成することができる。

また、上記スクリーン基板に前記光反射性材料を塗布する工程としては、前記スクリーン基板に前記光反射性材料を塗布する工程は、第１電位の前記スクリーン基板に、前記第１電位とは逆電位の第２電位を付与した前記光反射性材料を静電塗布する工程を有し、
前記光反射層を除去する工程は、前記光反射性材料を静電塗布した前記スクリーン基板に前記第２電位を付与して、前記光硬化性材料が硬化した範囲の前記光反射性材料を除去する工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、スクリーン基板の電位を第１電位、第２電位に切り換えることにより、スクリーン基板への光反射性材料の塗布、及び未露光範囲の光反射性材料の除去を容易に実施できる。また、本発明では、エアーブロー等を用いた場合のように、粉体の光反射性材料の粉塵が飛散せず、環境にも配慮した塗布・除去作業を実現できる。

前記光反射性材料としては、金属粉とビーズ体との少なくとも一つを有する構成を採用できる。
これにより、本発明では、金属粉の表面、またはビーズ体の表面で反射した投影光を観察側に導くことが可能となる

また、上記の製造方法では、前記スクリーン基板は光吸収性を有する構成も好適に採用できる。
これにより、本発明では、光反射層以外の領域に入射した外光等の光を吸収し観察側へ反射することを抑制できるため、表示特性が低下することを防止できる。

また、上記光吸収性材料を用いる場合には、未露光範囲の前記光硬化性材料及び前記光反射性材料を定着硬化させる工程を有する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、光反射性材料の定着固定を確実に行うことが可能になる。
上記未露光範囲の前記光硬化性材料及び前記光反射性材料を定着硬化させる工程を有する場合には、前記光硬化性材料が、熱硬化性を有することが好ましい。
これにより、本発明では、光反射性材料に覆われた光硬化性材料に光を照射することが困難であるが、熱を付与することにより、光硬化性材料を容易に硬化させることが可能になる。

以下、本発明の反射スクリーンの製造方法の実施の形態を、図１ないし図９を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。鉛直面内における所定方向をＸ軸方向、鉛直面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向をＺ軸方向とする。

（第１実施形態）
図１に示すように、反射スクリーン１００は、反射スクリーン１００の観察面１００ａの中心点Ｃを通る法線ＮＬに対して垂直方向（Ｙ軸方向）にずれた位置に配置されたプロジェクタＰから、観察面１００ａに向けて斜めに射出された投影光Ｌｐを、反射スクリーン１００の観察側（Ｚ軸正方向側）に反射するものである。反射スクリーン１００は、法線ＮＬがＺ軸と平行になるように配置されている。

プロジェクタＰは投影光Ｌｐを反射スクリーン１００の観察面１００ａに向けて反射するミラーＭを備えている。ここで、投影光ＬｐがミラーＭを備えていないプロジェクタＰから射出されたと仮定した場合のプロジェクタＰの位置を仮想光源位置（投影部）ＰＶとする。仮想光源位置ＰＶもプロジェクタＰと同様に、反射スクリーン１００の観察面１００ａの法線ＮＬに対して垂直方向にずれた位置となる。

プロジェクタＰは、仮想光源位置ＰＶと観察面１００ａとの距離Ｄを約９００ｍｍとし、仮想光源位置ＰＶから反射スクリーン１００の中心点Ｃに向かう投影光Ｌｐと法線ＮＬのなす角度θを約３６°としたときに、反射スクリーン１００に垂直方向の寸法Ｈが約９９６ｍｍ、水平方向（図のＸ軸方向）の寸法Ｗが１７７１ｍｍの画像を投影可能に構成されている。すなわち、反射スクリーン１００は８０インチの投影画像を表示可能な大きさとなっている。

図２および図３に示すように、スクリーン基板１の観察面１ａには、略同一径の半球状に形成された凹の球状面６を有する凹部（反射部）２が複数配列されている。凹部２の直径としては、例えば約２００μｍ以下かつ２０μｍ以上に形成されている。スクリーン基板１は、例えば、樹脂等の可撓性を有する材料によって形成されている。また、スクリーン基板１は、例えば、染色等によって全体が黒色の光吸収材によって着色され、露出する表面は光吸収面７となっている。可視光を吸収可能に形成されている。

また、凹部２は、仮想光源位置ＰＶからの距離に応じて疎となる分布で配置されように、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きくなるに従って、配置ピッチが大きくなるように配置されている。より詳細には、凹部２は、矩形のスクリーン基板１の長辺（Ｘ方向に延びる辺）に沿う方向、及び短辺（Ｙ方向に延びる方向）に沿う方向に複数配列されており、Ｘ方向のピッチＰＸ及びＹ方向のピッチＰＹが仮想光源位置ＰＶからの距離が大きくなるに従って、順次大きくなるように形成されている。

図３に示すように、スクリーン基板１には、球状面６及び観察面１ａを全面的に覆う光硬化性材料（感光性樹脂）で形成された光硬化層４０が形成されている。光硬化層４０としては、嫌気性光硬化樹脂前駆体膜、または熱併用光硬化型樹脂前駆体膜等の公知の膜体を用いることができる。光硬化性材料としては、例えばＪＳＲ株式会社製デソライトＫＺシリーズ等のハードコート剤や、株式会社スリーボンド製のＴＢ３０６０、ＴＢ３０６７等の嫌気付与型紫外線硬化樹脂等を用いることができる。
本実施形態では、熱硬化性を有する光硬化性材料を用いる。また、ブラックカーボン等の光吸収性材料を含む光硬化性材料を用いて光硬化層４０を形成する。

凹部２の内壁面２ａ（球状面６）には、プロジェクタＰからの投影光Ｌｐが照射される範囲に反射層（光反射層）３が形成されている。より詳細には、球状面６のうち、投影光Ｌｐが照射されない範囲に対して後述する露光光を照射した範囲以外の領域に、反射層３が形成されている。反射層３は、例えば、マグネシウムや酸化チタン等の金属粉を用いて膜厚が１０ｎｍ以上かつ５μｍ以下程度で形成されている。

スクリーン基板１の観察面１ａ上には、反射層３及び光硬化層４０を覆う保護層４が形成されている。保護層４は、例えば樹脂等の、可撓性を有する透明な材料によって形成されている。保護層４の上層側でスクリーン基板１の観察面１ａ側の最表面には、反射防止層５が形成されている。反射防止層５は、保護層４と同様の材料によって形成され、保護層４の表面４ａでの投影光Ｌｐや外光等の反射を防止するように、保護層４との間で屈折率が調整されている。この反射防止層５の表面が反射スクリーン１００の観察面１００ａとなっている。

次に、上記構成のスクリーン基板１を製造する方法について、図４及び図５を参照して説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、平板状のスクリーン基板１上にマスクＭを形成する。このマスクＭとしては、例えばクロム（Ｃｒ）を、スパッタ等により成膜して形成されたものである。
続いて、このようにスクリーン基板１上に形成されたマスクＭに対して、図４（ｂ）に示すように、凹部２を形成する位置に開口部Ｋを形成する。開口部Ｋは、フォトエッチングやレーザ加工等により形成することができる。

次に、図４（ｃ）に示すように、開口部Ｋを有するマスクＭが形成されたスクリーン基板１に対して、所定時間エッチング処理を施すことにより、スクリーン基板１の表面に凹部２を形成する。エッチング処理としてはドライエッチング、ウェットエッチングのいずれの方法を採ってもよく、ウェットエッチング処理を行う場合には、例えば一水素二フッ化アンモニウム系のものを用いることができる。
この後、スクリーン基板１からマスクＭを除去することにより、図４（ｄ）に示すように、凹部２を有するスクリーン基板１を得ることができる。

次に、凹部２を形成したスクリーン基板１全体を、例えば、染色等により黒色に着色する。なお、必ずしも黒色に着色する必要はない。
続いて、図５（ａ）に示すように、スプレー塗布により、スクリーン基板１の観察面１ａ側の表面全面に光硬化性材料を塗布して付着させ光硬化層４０を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、球状面６のうち、仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐが照射されない位置に露光光ＥＬを照射可能で、仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐが照射される位置については露光光ＥＬが照射されない位置に配置した光源４３から露光光ＥＬを照射して露光する。具体的には、図２に示すように、例えば光源４３をスクリーン基板１の＋Ｙ側に配置するとともに、スクリーン基板１を光源４３に対して法線ＮＬ回りにおよそ２７０°回転させ（図５（ｂ）参照）、図２で示されるスクリーン基板１の＋Ｘ側から、＋Ｙ側から及び−Ｘ側から観察面１ａに向けて連続的に露光光ＥＬを照射する。露光光ＥＬとしては、光硬化層４０が硬化する波長を有する紫外光等を用いる。

露光光ＥＬを照射して光硬化性材料を硬化させる際には、観察面１ａの各凹部２に対する露光光ＥＬの照射角度θｓが、観察面１ａの各凹部２に対する仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐの入射角度θｐと等しくなるように光源４３を配置して、投影光Ｌｐの入射方向から各凹部２に露光光ＥＬを照射する。

これにより、光硬化層４０は、ほぼ投影光Ｌｐが照射される範囲についてはスクリーン基板１がマスクとなって影となり未露光状態で硬化せずに粘着性が残存し、投影光Ｌｐが照射されない範囲（露光範囲）については露光されて硬化する。

次に、図５（ｃ）に示すように、スクリーン基板１の観察面側にマグネシウム、酸化チタン等の金属の粉末ＰＤを堆積させ押さえる。これにより、露光範囲に位置して硬化した光硬化層４０と接触する金属粉末ＰＤは光硬化層４０に付着せず、一方、未露光範囲に位置して粘着性を有する光硬化層４０と接触する金属粉末ＰＤは光硬化層４０に付着する。

この後、エアブロー等によりスクリーン基板１の観察面側をエアーで吹くことにより、光硬化層４０に付着していない金属粉末ＰＤを除去する。
これにより、未露光範囲に位置する金属粉末ＰＤが残存し、図３に示した反射層３が形成される。

続いて、未露光範囲に位置する反射層３及び未硬化の光硬化層４０を定着硬化させる。未露光範囲に位置する未硬化の光硬化層４０については、反射層３に覆われているため、露光光ＥＬを照射しても、金属粉末ＰＤの粒子間からしか露光されず、長時間の露光処理が必要となってしまう。本実施形態では、光硬化層４０を構成する光硬化性材料が熱硬化性を有しているため、少なくとも未露光範囲に熱を付与（加熱）することにより、光硬化層４０を硬化させて反射層３をスクリーン基板１に定着させることができる。

これにより、凹部２における仮想光源位置ＰＶを臨む位置の内壁面２ａの、投影光Ｌｐが照射される部分に沿って、観察側（Ｚ軸正方向側）から見て凹面状の反射層３が、仮想光源位置ＰＶを中心に、観察面１ａに放射状に露出して形成される。このとき、反射層３の膜厚は、例えば約１０ｎｍ以上かつ約５μｍ以下程度に形成される。

また、光源４３を上述のように配置して露光光ＥＬを斜めに照射させることで、スクリーン基板１がマスクとして機能し反射層３を形成する領域を未露光状態とできるため、凹部２の投影光Ｌｐが照射される部分に合わせて、部分的に反射層３を露出形成することができる。また、仮想光源位置ＰＶからの距離が遠くなるほど、凹部２の内壁面２ａの反射層３が形成される部分の面積が縮小し、反射層３の非形成領域（光吸収面７）が拡大することになる。

次に、図３に示したように、凹部２の内壁面２ａ（球状面６）を含むスクリーン基板１の観察面１ａに保護層４を形成する。保護層４は、例えば、透明な樹脂等、光透過性を有する材料により形成する。さらに保護層４の表面に、反射防止層５を形成する。反射防止層５は、保護層４と同様の材料により形成され、反射防止層５に入射する投影光Ｌｐや外光が保護層４の表面で反射しないように、保護層４との間で屈折率が調整されている。
以上、本実施形態の反射スクリーン１００の製造方法によれば、図３に示すような反射スクリーン１００を製造することができる。

次に、上記の反射スクリーン１００の作用について説明する。
図１に示すように、プロジェクタＰはミラーＭに向けて投影光Ｌｐを射出する。ミラーＭに向けて射出された投影光Ｌｐは、ミラーＭによって反射され、仮想光源位置ＰＶから射出されたと仮定した投影光Ｌｐと同様に、スクリーン基板１の観察面１ａに対して斜めに入射する。このとき、反射スクリーン１００の中心点Ｃに入射する投影光Ｌｐと、反射スクリーン１００の観察面１００ａとのなす角度θは、約３６°となっている。

反射スクリーン１００の観察面１００ａに到達した投影光Ｌｐは、図３及び図６に示すように、反射防止層５に入射する。反射防止層５に入射した投影光Ｌｐは、反射防止層５を透過して保護層４に入射する。このとき、反射防止層５は保護層４との間で屈折率が調整されているので、反射防止層５を透過した投影光Ｌｐが保護層４の表面４ａで反射することが防止される。
保護層４に入射した投影光Ｌｐは、保護層４を透過して凹部２の内壁面２ａに形成された反射層３に到達する。反射層３に到達した投影光Ｌｐは、反射層３によって反射スクリーン１００の観察側に反射される。また、保護層４を透過して観察面１ａに到達した投影光Ｌｐは、光硬化層４０に含まれる光吸収性材料により吸収される。

ここで、図２に示すように、凹部２は、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の凹部２は距離が小さい位置の凹部２よりも分布が疎になって個数が少なくなっているため、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の凹部２については、観察側への反射に寄与する面積がトータルで仮想光源位置ＰＶからの距離が小さい位置の凹部２に比べて減ることになる。その結果、仮想光源位置ＰＶからの距離が小さい位置の凹部２で反射した投影光Ｌｐが、観察側ではなく＋Ｙ側へ抜ける割合が大きく輝度が低下しやすい状況であっても、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の凹部２についても輝度を抑えることができる。

一方、反射スクリーン１００の観察面１００ａには、投影光Ｌｐ以外に、図６に示すように、スクリーン基板１の垂直方向の上方（Ｙ軸正方向側）から外光Ｌｏが入射する。観察面１００ａに入射した外光Ｌｏは、反射防止層５に入射して、反射防止層５を透過し、保護層４の表面４ａに到達する。
ここで、反射スクリーン１００には、反射防止層５が形成されているので、観察面１００ａの上方から観察面１００ａに入射した外光Ｌｏが、保護層４の表面４ａで観察側に反射することが防止される。

そして、保護層４の表面４ａに到達した外光Ｌｏは、保護層４を透過して凹部２に入射する。凹部２に入射した外光Ｌｏは、凹部２の図示下方側の反射層３の非形成領域に位置する光吸収面７に到達する。
ここで、スクリーン基板１は、上述のように可視光を吸収可能な光吸収面７を有しているので、凹部２の内壁面２ａの反射層３の非形成領域にある光吸収面７に到達した外光Ｌｏは、スクリーン基板１（光吸収面７）または光硬化層４０に含まれる光吸収性材料により吸収される。また、スクリーン基板１の凹部２の非形成領域に到達した外光Ｌｏも、同様にスクリーン基板１（または光硬化層４０に含まれる光吸収性材料）によって吸収される。さらに、反射層３は凹部２の上方側の、投影光Ｌｐが入射する部分のみに形成されているので、外光Ｌｏは反射層３に入射しない。
したがって、反射スクリーン１００の観察面１００ａに入射した外光Ｌｏが、観察側に反射されることが防止できる。

このように、反射防止層５は、プロジェクタＰから反射スクリーン１００の観察面１００ａに入射する投影光Ｌｐに対しては、投影光Ｌｐを反射層３により確実に到達させ、投影光Ｌｐの反射率を向上させる効果がある。一方、観察面１００ａに入射する外光Ｌｏに対しては、外光Ｌｏを保護層４によって観察側に反射させず、スクリーン基板１に吸収させる効果がある。したがって、上述のように反射防止層５を形成することで、反射スクリーン１００のコントラストを向上させることができる。

以上のように、本実施形態では、光硬化性材料に対する露光処理と光反射性材料とを用いて、反射層３を形成するため、反射層３を蒸着法等で形成する場合のように、高価な設備が不要になり、製造コストの増加を抑制することができる。
また、本実施形態では、仮想光源位置ＰＶとは異なる位置から露光光ＥＬを照射することにより、凹部２の仮想光源位置ＰＶを臨む位置に反射層３を形成するため、投影光Ｌｐが照射される位置にのみ反射層３を形成し、外光Ｌｏが入射するその他の凹部２（球状面６）については光吸収面７を設定できるため、外光Ｌｏが、観察側に反射されることを効果的に防止でき、投影品質を向上させることが可能になる。

特に、本実施形態では、光源４３とスクリーン基板１とを観察面１ａの法線回りに回転させるため、反射層３を形成しない光硬化層４０の領域を上記法線回りに連続的に均一に露光することができる。
しかも、本実施形態では、金属粉で反射層３を形成しているため、これら金属粉の材質、大きさ等を調整することにより、投影光Ｌｐの反射特性を容易に調整することも可能になる。
加えて、本実施形態では、光硬化層４０が熱硬化性を有しているため、反射層３に覆われた未露光（未硬化）の光硬化層４０を容易に定着硬化させることが可能である。

また、本実施形態では、凹部２が仮想光源位置ＰＶからの距離に応じて疎となる分布で配置されているため、仮想光源位置ＰＶからの距離が小さい位置の凹部２で反射した投影光Ｌｐが、観察側ではなく＋Ｙ側へ抜ける割合が大きく輝度が低下しやすい状況であっても、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の凹部２についても輝度を抑えることができ、斜め方向からの投影光Ｌｐを反射スクリーン１００の前方の観察側に均一に反射させて、投影画像のコントラストを向上させることが可能になる。特に、本実施形態では、凹部２が球状面６を有しており、投影光Ｌｐを反射スクリーン１００の前方の観察側に反射させる面積がその一部であることから、配置分布の粗密を調整することにより、反射光の輝度分布を容易に調整することが可能になる。
しかも、本実施形態では、反射部が凹で形成されているため、凸のように投影光Ｌｐが遮られることなく、凹部２に到達することができ、全体的に輝度を向上させることができる。

加えて、本実施形態では、反射層３を覆うように保護層４が形成されているので、反射層３の損傷や劣化を防止することができる。
さらに、スクリーン基板１が可撓性を有する材料によって形成されているので、可撓性を有する反射スクリーン１００を形成することができ、反射スクリーン１００の巻き取りを可能とし、反射スクリーン１００をコンパクトに収納することができる。

（第２実施形態）
続いて、反射スクリーンの第２実施形態について、図７を参照して説明する。
本実施形態では上述の第一実施形態で説明した反射スクリーン１００に対して、スクリーン基板１１に凹部２ではなく凸部２１がされている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略、または簡略化する。
図７に示す反射スクリーン２００は、プロジェクタＰに対して、図１に示す第一実施形態の反射スクリーン１００と同様に配置されている。反射スクリーン２００のスクリーン基板１１は、第一実施形態のスクリーン基板１と同様に、可視光を吸収可能に形成されている。

スクリーン基板１１の観察面１１ａには、図７に示すように、複数の半球状の凸部（反射部）２１が形成されている。凸部２１は、図２に示す凹部２と同様に、半球状に形成された凸の球状面２６を有し、スクリーン基板１１の垂直方向（Ｙ軸方向）および水平方向（Ｘ軸方向）に複数配列されている。また、凹部２と同様に、凸部２１は、直径が約２００μｍ以下かつ２０μｍ以上の範囲の略同一径に形成され、且つ仮想光源位置ＰＶからの距離に応じて疎となる分布で配置されように、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きくなるに従って、配置ピッチが大きくなるように配置されている（平面的な配置は、図２に示した凹部２と同様である）。

図７に示すように、スクリーン基板１１には、球状面２６及び観察面１１ａを全面的に覆う光吸収性材料を含む光硬化性材料（感光性樹脂）で形成された光硬化層４０が形成されている。
凸部２１の表面２１ａ上の光硬化層４０には、プロジェクタＰからの投影光Ｌｐが照射される範囲に反射層（光反射層）３１が形成されている。より詳細には、球状面２６のうち、投影光Ｌｐが照射されない範囲に対して後述する露光光を照射した範囲以外の領域に、反射層３１が形成されている。反射層３１は、例えば、マグネシウムや酸化チタン等の金属粉を用いて膜厚が１０ｎｍ以上かつ５μｍ以下程度で形成されている。
また、球状面２６のうち、反射層３１が形成されていない領域は、スクリーン基板１１の光吸収性及び光硬化層４０の光吸収性による光吸収面２７となっている。
他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

上記のスクリーン基板１１に凸部２１を形成する方法としては、公知のものを用いることができる。例えば、特開２００４−２８６９０６号公報に記載されているように、凸部２１を形成するための型基板に、凸部２１に対応する凹部をエッチング等により形成した後に型基板の凹部が形成された面に熱可塑性の樹脂等を、熱を加えながら押し当てて転写することにより、凸部２１を形成することができる。

型基板に凸部２１に対応する凹部を形成する工程としては、第１実施形態における図４（ａ）〜（ｄ）で示した、スクリーン基板１に凹部２を形成する手順と同様である。
そして、凸部２１が形成されたスクリーン基板１１に対しては、上記第１実施形態と同様に、凸部２１の表面２１ａ及び観察面１１ａに対してスプレー塗装により全面的に光硬化性材料を塗布して付着させ光硬化層４０を形成する。

次に、第１実施形態と同様に、仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐが照射されない位置に露光光を照射して露光する。このときも、観察面１１ａに対する露光光ＥＬの照射角度θｓが、観察面１ａの各凹部２に対する仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐの入射角度θｐと等しくした状態で露光光の光源とスクリーン基板１１とを法線回り相対的に回転させればよい。

これにより、光硬化層４０は、ほぼ投影光Ｌｐが照射される範囲についてはスクリーン基板１１がマスクとなって影となり未露光状態で硬化せずに粘着性が残存し、投影光Ｌｐが照射されない範囲（露光範囲）については露光されて硬化する。
そして、スクリーン基板１１の観察面側にマグネシウム、酸化チタン等の金属の粉末を堆積させ押さえた後に、エアブロー等によりスクリーン基板１１の観察面側をエアーで吹くことにより、光硬化層４０に付着していない金属粉末を除去する。
これにより、未露光範囲に位置する金属粉末が残存し、図７に示した反射層３１が形成される。
この後の工程は、上記第１実施形態と同様である。

次に、この実施の形態の作用について説明する。
図７に示す仮想光源位置ＰＶから射出されたと仮定した投影光Ｌｐは、反射スクリーン２００の観察面２００ａに対して斜めに入射する。
観察面２００ａに到達した投影光Ｌｐは、反射防止層５に入射する。反射防止層５に入射した投影光Ｌｐは、反射防止層５を透過して保護層４に入射する。
このとき、第１実施形態と同様に、反射防止層５によって投影光Ｌｐが保護層４の表面４ａで反射することが防止される。
保護層４に入射した投影光Ｌｐは、保護層４を透過して凸部２１に形成された反射層３１に到達する。反射層３１に到達した投影光Ｌｐは、凸状の反射層３１によって反射スクリーン２００の観察側に反射される。また、保護層４を透過して観察面１１ａに到達した投影光Ｌｐは、光硬化層４０に含まれる光吸収性材料により吸収される。

ここで、凸部２１は、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の凸部２１が、距離が小さい位置の凸部２１よりも分布が疎になって個数が少なくなっているため、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の凸部２１については、観察側への反射に寄与する面積がトータルで仮想光源位置ＰＶからの距離が小さい位置の凸部２１に比べて減ることになる。その結果、仮想光源位置ＰＶからの距離が小さい位置の凸部２１で反射した投影光Ｌｐが、観察側ではなく＋Ｙ側へ抜ける割合が大きく輝度が低下しやすい状況であっても、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きい位置の凸部２１についても輝度を抑えることができ、上記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。

また、本実施形態では、反射層３１が半球状の凸部２１の表面２１ａの、投影光Ｌｐが照射される部分に沿って形成されている。これにより、反射層３１の形状は、反射スクリーン２００の観察面２００ａ側からみて凸面状に形成されるので、反射層３１が凹面状に形成されている場合と比較して、投影光Ｌｐをより広い角度に反射させて投影画像の視野角を拡大することができる。
このように、本実施形態でも反射層３１は、光硬化性材料に対する露光処理と光反射性材料とを用いて形成されるため、高価な設備が不要になり、製造コストの増加を抑制することができ、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

（第３実施形態）
続いて、反射スクリーンの第３実施形態について、図８を参照して説明する。
本実施形態では上述の第１実施形態で説明した反射スクリーン１００に対して、反射層３が光反射性材料を含む光硬化性材料によって形成されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図８に示すように、凹部２の球状面６にはプロジェクタＰからの投影光Ｌｐが照射される範囲に反射層３が形成されている。この反射層３は、上述した光反射性材料を含む光硬化性材料によって形成されている。

上記構成のスクリーン基板１を製造するには、上記第１実施形態と同様に、スクリーン基板１に凹部２を形成した後に、上記光反射性材料を含む光硬化性材料を観察面１ａに塗布して光硬化層を形成する。この場合、観察面１ａに全面的に塗布しても、球状面６（凹部２）のみに塗布してもよい。
そして、第１実施形態と同様に、光硬化層における仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐが照射されない位置に露光光を照射して露光する。このときも、観察面１１ａに対する露光光ＥＬの照射角度θｓが、観察面１ａの各凹部２に対する仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐの入射角度θｐと等しくした状態で、露光光の光源とスクリーン基板１１とを法線回り相対的に回転させればよい。

この後、スクリーン基板１を現像、エッチング処理して露光範囲の光硬化層を除去し、さらに残存した光硬化層４０を上述した定着硬化処理することにより、未露光範囲に反射層３を形成することができる。

上記構成のスクリーン基板１では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、光硬化性材料と光反射性材料とを個別に配置する必要がなくなるため、生産性が向上するという効果も得ることができる。

なお、光吸収性材料を含む光硬化性材料によって反射層を形成する構成は、反射部が凹部２である場合に限られず、図９に示すように、反射部として凸部２１を有する場合であっても同様に適用可能であり、この場合、凸部２１において仮想光源位置ＰＶからの投影光Ｌｐが照射される位置に、光反射性材料を有する反射層３１をコスト増を招くことなく形成することが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、光硬化層上に堆積した光反射性材料である金属粉をエアーブロー等により除去するものとして説明したが、例えばスクリーン基板１、１１を＋電位（第１電位）とし、これとは逆電位の−電位（第２電位）を付与した光反射性材料を吐出して、光反射性材料を観察面１ａ、１１ａ及び光硬化層４０上に静電塗布し、逆に光硬化層４０を覆う光反射性材料を除去する際には、スクリーン基板１、１１を−電位として投影部ＰＶを臨む範囲外の光反射性材料を取り除く手順としてもよい。
これにより、スクリーン基板１、１１の電位を逆電位に切り換えることにより、スクリーン基板１、１１への光反射性材料の塗布、及び未露光範囲の光反射性材料の除去を容易に実施でき、エアーブロー等を用いた場合のように、粉体の光反射性材料の粉塵が飛散せず、環境にも配慮した塗布・除去作業を実現できる。

また、上記実施形態では、光反射性材料として金属粉を用いる構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば金属製や透明樹脂製、樹脂の表面にメッキ処理を施したビーズ体を用いる構成や、金属粉とビーズ体との混合物を用いる構成としてもよい。
この場合、ビーズ体の粒径としては、５〜１００μｍ程度のものを用いることが好ましい。

また、上記実施形態で説明したように、スクリーン基板の全体を染色によって着色するのではなく、観察面側の一部だけを着色したり、観察面のみを黒色に塗装し光吸収用の膜を設けたりしてもよい。さらに、上記第１、第２実施形態で示されるように、光吸収性材料を含む光硬化層４０が全面的に成膜される場合には、スクリーン基板が光吸収性を有していなくてもよい。

例えば、凹部または凸部の形状は、球状面を有するものであれば、上述した実施形態で説明したような半球状ではなく、半楕円球状、円錐状、扇型、またはこれらの組み合わせであってもよく、これらの形状も球状面に含まれる。

また、凹部または凸部は、仮想光源位置ＰＶからの距離に応じて疎となる分布で配置されように、仮想光源位置ＰＶからの距離が大きくなるに従って、配置ピッチが大きくなるように配置されていれば、平面的な配置は、仮想光源位置ＰＶを中心として放射状に延びる直線上に配置される構成や、スクリーン基板の−Ｙ側の端縁から順次配列される構成、扁平千鳥状に配置したものであってもよい。
さらに、仮想光源位置ＰＶからの距離に応じて疎となる分布で配置されていれば、一様に配置する必要はなく、例えば観察面からの投影光Ｌｐの反射分布に偏りが生じている場合には、当該偏りを有する領域の配置分布を調整することにより、反射分布（輝度分布）を補正してもよい。

また、上記実施形態では、プロジェクタＰから投影光Ｌｐを観察面１００ａに向けて斜めに射出する近接型プロジェクタの例を用いて説明したが、これに限られず、観察面の正面にプロジェクタを配置するフロント型プロジェクタにも適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る反射スクリーンとプロジェクタの位置関係を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る反射スクリーンの正面図である。 本発明の第１実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。 スクリーン基板１を製造する手順を示す図である。 スクリーン基板１を製造する手順を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。 他の実施形態に係る反射スクリーンの垂直方向の断面図である。

符号の説明

１、１１、１２、１３…スクリーン基板、 ２、２２…凹部（反射部）、 ３、３１、３２、３３…反射層（光反射層）、 ４…保護層、 ５、５１…反射防止層、 ６、２６、３６、４６…球状面、 ７、２７、３７…光吸収面、 ２１、２３…凸部（反射部）、 ４１…光吸収層、 １００、２００、３００…反射スクリーン、 １００ａ、２００ａ…観察面、 Ｌｐ…投影光、 ＮＬ…法線、 ＰＶ…仮想光源位置（投影部）

Claims (9)

1. スクリーン基板の観察面に複数の反射部を有し、前記観察面の法線に対して垂直方向にずれた位置に配置された投影部から、前記観察面に向けて斜めに射出された投影光を、観察側に反射する反射スクリーンの製造方法であって、
   前記反射部を形成する工程では、
   凹または凸の球状面を形成する工程と、
   光硬化性材料及び光反射性材料を用いて前記球状面の表面に前記投影光を前記観察側へ反射させる光反射層を形成する工程と、
   前記球状面に形成された少なくとも前記光硬化性材料を含む層の露光された領域に対応する前記光反射層を除去する工程と、
   を順次行うことを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
2. 請求項１記載の反射スクリーンの製造方法において、
   前記球状面に対して、前記投影部の位置とは異なる位置から露光光を照射することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
3. 請求項２記載の反射スクリーンの製造方法において、
   前記スクリーン基板と前記露光光の照射部とを前記法線回りに相対的に回転させることを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
   前記光反射層を形成する工程では、前記光反射性材料を含む前記光硬化性材料を前記球状面の表面に配置し、
   前記光反射層を除去する工程は、当該光反射層の所定範囲を露光する工程を含むことを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
5. 請求項１から３のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
   前記光反射層を形成する工程は、前記球状面の表面に前記光硬化性材料を配置する工程と、前記光硬化性材料の所定範囲を露光して硬化させる工程と、前記スクリーン基板に前記光反射性材料を塗布する工程とを有し、
   前記光反射層を除去する工程では、露光により前記光硬化性材料が硬化した範囲の前記光反射層を除去することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
6. 請求項５記載の反射スクリーンの製造方法において、
   前記スクリーン基板に前記光反射性材料を塗布する工程は、第１電位の前記スクリーン基板に、前記第１電位とは逆電位の第２電位を付与した前記光反射性材料を静電塗布する工程を有し、
   前記光反射層を除去する工程は、前記光反射性材料を静電塗布した前記スクリーン基板に前記第２電位を付与して、前記光硬化性材料が硬化した範囲の前記光反射性材料を除去する工程を有することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
   前記光反射性材料は、金属粉とビーズ体との少なくとも一つを有することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
   前記スクリーン基板は光吸収性を有することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の反射スクリーンの製造方法において、
   前記光硬化性材料は、さらに熱硬化性を有することを特徴とする反射スクリーンの製造方法。

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