JPH0566478A - 反射型スクリーン及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで製造でき、且つ周辺まで明るく適
視範囲の広い反射型スクリーンを得る。 【構成】 実質的に透明な基板１２の一方の面に反射面
１６を形成し、他方の面にサーキュラーフレネルレンズ
の同心円の中心を含まない面よりなるフレネルレンズ１
８を形成して、反射型スクリーン１０を構成する。フレ
ネルレンズ１８を形成する金型は、円錐台ロールの外側
に剥離層を介して被切削層を形成し、この被切削層にリ
ニアフレネルの切削を行った後、剥離して平板にする。
フレネルレンズ１８はフレネル中心を有していないた
め、反射光が平行となり、明るさが均一のスクリーンが
得られる。又、円錐台ロールの外層を剥離して金型を作
るので、簡単に且つ低コストでフレネル中心を有しない
部分フレネル金型を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプロジェクシ
ョンテレビにおいて、反射性又は光拡散性のスクリーン
面に、スクリーン前面から映像光を投射して、これをス
クリーン前面より観察する反射型スクリーンに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の反射型スクリーンの１種として、
フレネルレンズを使用しないものがある。

【０００３】一方、フレネルレンズを用いた反射型スク
リーンとしては、例えば実公平２−７８９４０号公報に
開示されるような、透光性基板の背面に凸サーキュラー
フレネルレンズ面を形成し、この凸サーキュラーフレネ
ルレンズ面に光反射層を形成してなる反射型スクリーン
がある。この場合、観察面側にレンチキュラーレンズが
形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前者は、スクリーンの
明るさの均一性を出すために、スクリーン面を湾曲させ
る必要があり、このため重量が増大し、壁に掛けるのが
困難であると共に、巻き取り状にできないため位置を固
定しなければならないという問題点があった。

【０００５】後者の実公平２−７８９４０号公報に開示
される反射型スクリーンは、フレネルレンズ面に光反射
層が形成されているため、フレネルレンズ面の角度が大
きくなり、切削刃物の先端角度を小さくしなければなら
ないので、欠け等が起り易く、又、フレネルレンズ面に
フレネル中心があるため、金型切削は、平板上の被切削
材を回転させてレンズ形状を形成する必要があり、切削
速度の遅い中心部に欠陥が出易く、金型が高価となると
いう問題点がある。

【０００６】更に、前記反射型スクリーンにおいては、
フレネル中心の光軸上に光源を配置すると、スクリーン
の観察の邪魔になるので、光軸上に光源を置くことがで
きず、従って、スクリーンの周辺に近い程光軸が傾き、
画面が均一な明るさにならないという問題点がある。

【０００７】更に又、フレネルレンズの凹凸面が、反射
型スクリーンの裏側面となっているので、ここに埃等が
付着し易いという問題点があった。

【０００８】又、サーキュラーフレネルレンズ面の形成
方法としては、例えば特開昭５２−１０６７５０号公報
に開示されるフレネルレンズの成形方法並びに成形用金
型に示されるように、円錐形状のフレネル金型ロールを
用いたものがある。

【０００９】しかしながら、円錐形状のフレネル金型ロ
ールが高価であると共に、成形装置が複雑となり、又成
形された板状材料から不要部分を大きくとらなければな
らず無駄が多いという問題点がある。

【００１０】更に又、この特開昭５２−１０６７５０号
に開示された方法及び金型によって成形されたフレネル
レンズは、フレネル中心を有しているため、前述の如
く、スクリーンの周辺に近い程光軸が傾き画面の明るさ
が不均一となるという問題点がある。

【００１１】この発明は、上記従来の問題点に鑑みてな
されたものであって、低コストで製造でき、且つ周辺ま
で明るく、適視範囲の広い反射型スクリーン及びその製
造方法を提供することを目的とする。

【００１２】又、表面にごみ、埃、疵が付き難い反射型
スクリーン及びその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１３】更に又、軽量で巻き取り状にすることがで
きると共に、壁掛けができる反射型スクリーン及びその
製造方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、実質的に透
明な基板の一方の面にフレネルレンズを備えると共に、
他方の面又は前記フレネルレンズと前記透明基板と前記
他方の面との間のいずれかの位置に反射面を備え、且
つ、前記フレネルレンズは、サーキュラーフレネルレン
ズの同心円の中心を含まない面よりなることを特徴とす
る反射型スクリーンにより、上記目的を達成するもので
ある。

【００１５】前記フレネルレンズは、その溝部が、該フ
レネルレンズの材料の屈折率よりも小さい屈折率の樹脂
により充填され、表面が実質的に平面とされるようにし
てもよい。

【００１６】又、前記基板は拡散成分を有するようにし
てもよい。

【００１７】更に又、前記基板は、少なくとも水平方向
拡散能を有するレンチキュラー面を備え、前記反射面は
該レンチキュラー面に設けられるようにしてもよい。

【００１８】又、製造方法の発明は、円錐又は円錐台状
のロール表面に、被切削面を剥離可能に設ける工程と、
該被切削面に、前記円錐又は円錐台の面と平行に、鋸歯
状溝を切削形成する工程と、該鋸歯状溝が形成された前
記被切削面を、前記ロール表面から剥離展開してサーキ
ュラーフレネルレンズ金型を形成する工程と、該サーキ
ュラーフレネルレンズ金型を平板化する工程と、該平板
化されたサーキュラーフレネルレンズ金型から転写し
て、フレネルレンズを形成する工程と、を有してなる反
射型スクリーンの製造方法により、上記目的を達成する
ものである。

【００１９】前記フレネルレンズを、前記フレネルレン
ズ金型とプラスチックシート表面間に、放射線硬化型樹
脂を挾み込んで形成し、巻き取り可能なシート状にして
もよい。

【００２０】

【作用及び効果】請求項１によれば、フレネルレンズ
は、サーキュラーフレネルレンズの同心円の中心を含ま
ない面より構成されているので、スクリーンの明るさを
均一にして、適視範囲を広くすることができると共に、
金型を欠陥が少なく、安価に形成できる。又、基板にお
ける、フレネルレンズと反対側の面又はフレネルレンズ
と前記反対側の面との間のいずれかの位置に反射面が設
けられているので、投射光が入射する時と反射されて出
射する時にフレネルレンズ面の作用を２度受けるため、
これによって光軸曲げ効果を小さくすることなくフレネ
ル角度を小さくでき、金型切削時の刃物の欠損を防止す
ることができる。又、フレネル裏面側が反射層となって
いるため、蒸着フィルム等によって容易に反射層を形成
することができる。

【００２１】請求項２によれば、フレネル面の溝が樹脂
により充填され平面状となっているので、疵、埃等が付
き難くなる。反射面をフレネルレンズと透明基板の間に
設けた場合は、更に疵等に強くなる。

【００２２】請求項３によれば、前記基板は拡散成分を
有しているので、スクリーンの明るさを更に均一化する
ことができる。

【００２３】請求項４によれば、前記基板は少なくとも
水平方向拡散能を有するレンチキュラー面を備えている
ので、スクリーンの明るさが更に均一となると共に、こ
のレンチキュラー面に反射面が設けられているので、反
射面の形成が容易であるという効果がある。

【００２４】請求項５によれば、金型の切削は、円錐台
又は円錐ロールを回転しながら行うので、切削が容易で
あり、更に、被切削面をロール表面から剥離した後平板
化し、必要な部分を裁断するので、製品に無駄が出ない
という効果がある。

【００２５】請求項６によれば、フレネルレンズ金型と
プラスチックシート表面間に放射線硬化型樹脂を挾み込
むことによってフレネルレンズが形成されるので、軽量
で且つ巻き取りが可能な反射型スクリーンを得ることが
できる。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００２７】図１に示される、本発明の第１実施例に係
る反射型スクリーン１０は、実質的に透明であって、拡
散材を練り込んだポリカーボネートシートからなる基板
１２と、この基板１２のレンチキュラーレンズ面１４に
アルミ蒸着により形成された反射面１６と、前記基板１
２の、反射面１６と反対側の面に、金型（図示省略）に
よって、屈折率１．４９のウレタンアクリレート系紫外
線硬化型樹脂により形成されたフレネルレンズ１８と、
から構成されている。

【００２８】ここで、基板１２は０．２mmの厚さであ
り、又フレネルレンズ１８は、サーキュラーフレネルレ
ンズの同心円の中心を含まない面から構成されている。

【００２９】前記反射型スクリーン１０は、図２〜図４
に示されるように、フレネル中心１８Ａからずれた位置
に配置されている。光源２０は、フレネル中心１８Ａ上
に配置されている。

【００３０】図２〜図４において、実線の矢印は反射型
スクリーン１０（ＡＢＣＤ）からの反射光を示し、破線
は、投射光を示す。なお、基板１２には拡散材が含まれ
ているので、反射型スクリーン１０からの実際の反射光
は、実線の矢印を中心として均等に拡散される。

【００３１】又、図３は反射型スクリーン１０の上方か
ら、光の投射及び反射状態を見た図、図４は反射型スク
リーン１０の側方から光の投射及び反射方向を見た図で
ある。

【００３２】これらの図から、反射型スクリーン１０へ
の光源２０からの投射光は、該反射型スクリーン１０に
よって均一に同一方向に反射されていることが判る。

【００３３】従って、スクリーンの明るさは均一にな
り、周辺まで明るくなるので、適視範囲が広い反射スク
リーンが得られる。

【００３４】図２〜４に対応して図１１〜１３に示され
るように、従来の、反射型スクリーン１は、フレネル中
心２がスクリーン中心と一致しているので、第１実施例
と同一位置にある光源３からの投射光に対する反射光
は、スクリーンの高さ方向で反射方向が変化し、更に、
スクリーンの幅方向でも反射方向が上下方向に変化す
る。

【００３５】特に、スクリーンの下側では投射光が下向
きに反射されるので暗くなり易く、スクリーン上の場所
により反射方向が異なることになって、明るさが不均一
になる。

【００３６】第１実施例においては、図５に示されるよ
うに、光源２０からの投射光と反射面１６における反射
光が、フレネルレンズ面１８Ｂを２度使用する（入光フ
レネルと出光フレネルに対応する）ので、フレネル角度
θを小さくし、且つフレネルレンズ面１８Ｂの屈折率を
小さくしても、光軸曲げ効果を大きくすることができ
る。従って、フレネル角度を小さくして、フレネル面の
溝を埋めることができ、傷、埃等に強い製品とすること
ができる。

【００３７】又、前述の如く、フレネルレンズにフレネ
ル中心がある場合は、金型切削時に切削速度の遅い中心
部に欠陥が出易く、金型が高価となるが、上記実施例の
ように、フレネル中心を有しないフレネルレンズ１８の
場合は、このような欠陥が出難く、又金型を安価に製造
することができる。

【００３８】更に、これと合せて、前述の如く、フレネ
ルレンズ１８の背面に反射面１６を形成することによっ
て、フレネルレンズ面１８Ｂを２度使用でき、フレネル
角度を小さくできるので、切削刃物の先端角度を小さく
することによる欠けが生じ難いという利点がある。

【００３９】次に図６に示される、本発明の第２実施例
に係る反射型スクリーン２２について説明する。

【００４０】この反射型スクリーン２２は、厚さ０．５
mmのポリエステルシートからなる基板２４と、この基板
２４の一方の面にアルミペーストを含む塗料をコーティ
ングして形成された拡散反射層２６と、塩化ビニル酢酸
ビニル共重合体系樹脂からなるプライマーを介して一体
化されたフレネルレンズ３０と、このフレネルレンズ３
０の溝面をシラン処理した後、ドクターブレード法によ
り、該溝を充填するようにして形成されたシリコン系樹
脂からなる平滑面層３２とから構成されている。

【００４１】ここで、前記フレネルレンズ３０は、屈折
率１．６２のポリエステル系アクリレートからなり、又
平滑面層３２を構成するシリコン系樹脂は、屈折率１．
４５であって、フレネルレンズ３０の屈折率よりも小さ
くされている。

【００４２】この実施例においても、フレネルレンズ３
０は、図１の第１実施例のフレネルレンズ１８と同様
に、サーキュラーフレネルレンズの同心円の中心を含ま
ない面より構成されている。

【００４３】又、使用時は、前記図１の実施例の場合と
同様に、フレネルレンズ１８外にあるサーキュラーフレ
ネルレンズの同心円の中心軸上に光源を配置して用い
る。

【００４４】この第２実施例においても、光源２０から
の投射光に対する反射光が、図１の実施例の場合と同様
に平行になるので、スクリーン各位置における明るさが
均一となる。

【００４５】又、図１の第１実施例と同様に、フレネル
角度を小さくすることができる。

【００４６】特に、この第２実施例では、フレネル面の
溝を平滑面層３２で埋めているので、図７に示されるよ
うに、光軸曲げ効果を大きく出せるので、第１実施例よ
りも更にフレネル角度を小さくすることができる。

【００４７】又、フレネル面の溝が平滑面層３２によっ
て埋められているので、フレネル面に疵、埃等が付き難
くなるという利点がある。

【００４８】又、平滑面層３２に黒板代りに直接情報を
書き込むこともできる。

【００４９】なお、上記第２実施例においては、拡散反
射層２６が平板状となっているが、本発明はこれに限定
されるものでなく、図１の実施例のようにレンチキュラ
ーレンズ面に反射面を形成したものであってもよい。

【００５０】又、拡散反射面は第１及び第２実施例にお
いて、基板を挾んでフレネルレンズと反対側に形成され
ているが、この拡散反射面は、基板とフレネルレンズ間
に設けるようにしてもよい。

【００５１】この場合は、一層疵等に強いものとなる。

【００５２】次に、前記のような反射型スクリーン１０
及び２２を製造する方法の実施例について説明する。

【００５３】まず、図８に示されるように、円錐台ロー
ル３４に銀メッキにより剥離層３６を形成し、この上に
更に厚さ２mmの銅の被切削層３８を持つバラードメッキ
を施し、この被切削層３８に対して、旋盤による定法の
リニアフレネルの切削を行う。図１１の符号４０は旋盤
のバイトを示す。

【００５４】ここでフレネル切削角度は、図５に示され
る角度θ、θ1 〜θ4 、φ、フレネルレンズの屈折率n
から、次の各式に基づいて得られる。

【００５５】 sin θ＝n sin θ1 ………（１） θ2 ＝θ−θ1 ………（２） θ3 ＝θ＋θ2 ………（３） n sin θ3 ＝sin θ4 ………（４） φ＝θ4 −θ ………（５）

【００５６】旋盤によるリニアフレネルの切削を行った
後（図９参照）は、前記剥離層３６から被切削層３８を
剥離し、これを図１０に示されるように平板化した後、
同図１０に二点鎖線で示されるように裁断をして、長方
形の部分フレネル金型４２を得る。

【００５７】ここで、前記円錐台ロール３４を、上面の
直径が１７０mm、下面の直径が３４０mm、長さを１００
０mmとすると、その表面を展開した場合は、同心円上の
フレネルで考えたとき、外側半径が２０００mm、内側半
径１０００mmに相当するものとなる。

【００５８】従って、平板化された被切削層３８から
は、アスペクト比が３対４の場合は、５０インチサイズ
のスクリーンに相当する金型が得られることになる。

【００５９】ここで、フレネルレンズの屈折率n ＝１．
４９、焦点距離３０００mmとした場合は、フレネルレン
ズとして使用する部分は、フレネル角度が１７°から始
まることになる。

【００６０】平板化され、且つ裁断された長方形の部分
フレネル金型４２は、図１に示されるような、レンチキ
ュラーレンズ面１４に反射面１６が形成された基板１２
の、反射面１６と反対側の面に、例えば屈折率１．４９
のウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を介して対
向させ、定法により、紫外線による硬化を行い、フレネ
ルレンズ１８を形成し、これによって、反射型スクリー
ン１０を完成させる。

【００６１】図６に示される反射型スクリーン２２を製
造する場合は、前記部分フレネル金型４２を、ポリエス
テルシートからなる基板２４の裏面に、塩化ビニル酢酸
ビニル共重合体系樹脂のプライマー及びポリエステル系
アクリレートからなるフレネル用樹脂を介して対向さ
せ、定法により、紫外線による硬化を行って、フレネル
レンズ３０を基板２４と一体に形成する。

【００６２】フレネルレンズ３０の表面は溝があるの
で、接着性向上のためのシラン処理を施した後、これを
平面化用のシリコン系樹脂で、ドクターブレード法によ
り、フレネルの溝面を埋めるようにして平滑面層３２を
形成し、反射型スクリーン２２を完成させる。

【００６３】ここで、被切削層３８のフレネル切削角度
は、図７に示される符号θ、θ1 〜θ5 、φ、フレネル
用樹脂の屈折率n2、平面化用樹脂の屈折率をn1としたと
きは、次の（６）式〜（１１）式によって決定される。

【００６４】 n1 sinθ＝n2 sinθ1 ………（６） θ2 ＝θ−θ1 ………（７） θ3 ＝θ＋θ2 ………（８） n2 sinθ3 ＝n1 sinθ4 ………（９） θ5 ＝θ4 −θ ……（１０） sin φ＝n1 sinθ5 ……（１１）

【００６５】部分フレネル金型４２のサイズを前述と同
一とし、且つ焦点距離が３０００mmで、n1＝１．４５、
n2＝１．６２とした場合は、実際に用いる部分は、フレ
ネル角度が４０°から始まる。

【００６６】上記のように、円錐台ロール３４の剥離層
３６を介して被切削層３８を形成し、これを旋盤による
定法のリニアフレネルの切削を行った後、剥離して平板
化、裁断を経て部分フレネル金型４２を得る方法におい
ては、次のような利点がある。

【００６７】まず、フレネル中心を使わないフレネルレ
ンズを容易に得ることができる。

【００６８】フレネルの切削は、円錐台ロール３４を回
転することによって行われるので、切削が容易であり、
又、剥離された被切削層３８から必要な部分を裁断して
部分フレネル金型４２を得るので、無駄が少ない。

【００６９】なお、上記実施例において、円錐台ロール
３４が用いられているが、これは円錐形のロールであっ
てもよい。又、剥離層３６は、銀メッキであり、被切削
層３８は２mmの厚さの銅のバラードメッキであるが、こ
れらは実施例に限定されるものでなく、他の材料からな
る剥離層、あるいは被切削層であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る反射型スク
リーンの一部を示す斜視図である。

【図２】図２は、同実施例に係る反射型スクリーンの入
反射光特性図である。

【図３】図３は、図２の反射型スクリーンへの入射光及
び反射光を上方から見た状態を示す入反射光特性図であ
る。

【図４】図４は、同側方から見た入反射光特性図であ
る。

【図５】図５は、図１の第１実施例におけるフレネルレ
ンズ面及びこのフレネルレンズ面への入射光及び反射光
を示す断面図である。

【図６】図６は、本発明の第２実施例に係る反射型スク
リーンの一部を示す斜視図である。

【図７】図７は、第２実施例に係る反射型スクリーンの
フレネル面及び入射光と反射光の状態を示す断面図であ
る。

【図８】図８は、本発明に係る反射型スクリーンの製造
方法に用いる円錐台ロール及びその切削状態を示す斜視
図である。

【図９】図９は、円錐台ロールにフレネルを切削した状
態を示す平面図である。

【図１０】図１０は、円錐台ロールから被切削層を剥離
し、且つ平面に展開した状態を示す平面図である。

【図１１】図１１は、従来の反射型スクリーンにおける
反射光の状態を示す、図２と同様の入反射光特性図であ
る。

【図１２】図１２は、同従来の反射型スクリーンの入射
光と反射光の関係を示す、図３と同様の入反射光特性図
である。

【図１３】図１３は、同従来の反射型スクリーンの入射
光と反射光の関係を示す、図４と同様の入反射光特性図
である。

【符号の説明】 １０、２２…反射型スクリーン、 １２、２４…基板、 １４…レンチキュラーレンズ面、 １６…反射面、 １８、３０…フレネレンズ、 １８Ａ…フレネル中心、 ２０…光源、 ２６…拡散反射層、 ２８…プライマー、 ３２…平滑面層、 ３４…円錐台ロール、 ３６…剥離層、 ３８…被切削層、 ４０…バイト、 ４２…部分フレネル金型。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に透明な基板の一方の面にフレネル
   レンズを備えると共に、他方の面又は前記フレネルレン
   ズと前記透明基板と前記他方の面との間のいずれかの位
   置に反射面を備え、且つ、前記フレネルレンズは、サー
   キュラーフレネルレンズの同心円の中心を含まない面よ
   りなることを特徴とする反射型スクリーン。
2. 【請求項２】請求項１において、前記フレネルレンズ
   は、その溝部が、該フレネルレンズの材料の屈折率より
   も小さい屈折率の樹脂により充填され、表面が実質的に
   平面とされたことを特徴とする反射型スクリーン。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記基板は拡散
   成分を有することを特徴とする反射型スクリーン。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３において、前記基板
   は、少なくとも水平方向拡散能を有するレンチキュラー
   面を備え、前記反射面は該レンチキュラー面に設けられ
   たことを特徴とする反射型スクリーン。
5. 【請求項５】円錐又は円錐台状のロール表面に、被切削
   面を剥離可能に設ける工程と、該被切削面に、前記円錐
   又は円錐台の面と平行に、鋸歯状溝を切削形成する工程
   と、該鋸歯状溝が形成された前記被切削面を、前記ロー
   ル表面から剥離展開してサーキュラーフレネルレンズ金
   型を形成する工程と、該サーキュラーフレネルレンズ金
   型を平板化する工程と、該平板化されたサーキュラーフ
   レネルレンズ金型から転写して、フレネルレンズを形成
   する工程と、を有してなる反射型スクリーンの製造方
   法。
6. 【請求項６】請求項５において、前記フレネルレンズ
   を、前記フレネルレンズ金型とプラスチックシート表面
   間に、放射線硬化型樹脂を挾み込んで形成し、巻き取り
   可能なシート状にすることを特徴とする反射型スクリー
   ンの製造方法。