JPH06138549A - 反射型スクリーンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フレネルレンズのカットパターンのごとくに複
数の反射部を配列して、そして反射部の傾斜している反
射面が全体としてアールを構成するようにしたスクリー
ンを、しかも凹凸を実現できる印刷方式で得ることがで
きるようにし、巻き取ることができて使用勝手のよい反
射型スクリーンを低コストで製造する。 【構成】反射型スクリーンの反射部２それぞれを、イン
キを重ね刷りして設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射型スクリーンの製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、会議や映写会などにおいてＯ
ＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）、１６ｍｍや８ｍ
ｍフィルムを用いる映写機などの機器が用いられている
ととに、近年のビデオプロジェクタの普及により一般家
庭においてもホームシアターと称して映画などを映写に
て鑑賞する機会が多くなってきている。

【０００３】これらの機器に対して被投影側のスクリー
ンとしては、従来からつぎのものが用意されており、用
途に応じて選択されて使用されていた。 ホワイトスクリーン：軟質ＰＶＣ製であり、反射面と
して白色のＰＶＣが使用されている。その表面にエンボ
ス加工が施されているものもある。 シルバースクリーン：のホワイトスクリーンより明
るい像が得られるのが特長であり、軟質の白色ＰＶＣシ
ート上にシルバーインキを塗布したものである。 高輝度スクリーン：軟質のＰＶＣシート上にアルミ蒸
着フィルム層を設けたり、アルミ板そのものを反射面と
したものであって、、、の内で一番明るい像が得
られる。 ビーズスクリーン：軟質の白色ＰＶＣシート上に０．
１ｍｍφ程度のガラスビーズが一面に均一にして接着さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１は上記のスクリー
ンそれぞれの反射特性を示していて、図中ａはスクリー
ン、ｂは映写機などの投影装置である。そして観察者は
投影装置ｂの周りにいるものとする。（Ａ）において
は、、、のスクリーンの反射特性を表していて、
図に示すように鏡面反射が主になるため、特にスクリー
ンａの周縁部では、観察者の方向に戻る光が少なく、観
察者側からスクリーンａ全体を見たとき、スクリーンａ
の中心部が明るく、周縁部では暗いものとなっている。
これは、投影装置の投影角度が大きいほど、そしてスク
リーンへの投影範囲が大きければ大きいほど顕著に現れ
てくるものである。特に家庭用として用いられるビデオ
プロジェクタなどの機器では投影角度が大きく、また投
影範囲も大きいことから、前述した点が現れ易い。

【０００５】（Ｂ）においては、のスクリーンの反射
特性を表していて、図に示すように、再帰性反射による
ため上述した問題は生じない。観察者にとって投影装置
のレンズのワイド化（投影角度の拡大）や投影面の拡大
に関係無く、投影面全体が明るい状態の画像を得ること
ができる。しかし、製造の困難さなどからこのビーズス
クリーンは高価であり、大量生産することができないと
いう問題がある。

【０００６】上記した点から（Ｃ）に示すスクリーンａ
が案出できる。すなわち、（Ｃ）は、のスクリーンに
おいて裏面側に補強板を配して裏面側に凸とし、反射面
にアールを設けたものを表している。このように凹面鏡
のごとくにすることによって、鏡面反射ではあるが再帰
性反射と同じ特性を持たせることができるようになる。
この場合、反射面に付けるアールは一方向（投影装置か
ら左右に広がる光に対して再帰性を持たせるようにする
場合）でもよく、また二方向（投影装置から上下左右に
広がる光に対して再帰性を持たせるようにする場合）で
もよい。

【０００７】このように比較的安価に提供されている
のスクリーンでもビーズスクリーンに近しい特性を持た
せるようにすることができる。しかしながら、従来から
使用されている、、、のスクリーンが何れも巻
き取ることができるのに対して、このアールを付けた
のスクリーンではその形状が固定されて巻き取ることが
できず、作り付けとする場合以外には使用できず、ま
た、製造コストを引き上げるという問題も発生する。

【０００８】そこで本発明者らは板状でありながら光束
制御できるフレネルレンズに着目したものであり、本発
明は上記した事情に鑑み、フレネルレンズのカットパタ
ーンのごとくに複数の反射部を配列して、そして反射部
の傾斜している反射面が全体として断面アールを呈する
反射面を構成するようにしたスクリーンを、しかも凹凸
を実現できる印刷方式で得ることができるようにするこ
とを課題とし、巻き取ることができて使用勝手のよいス
クリーンを低コストで製造することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
考慮してなされたもので、スクリーンの基体に、傾斜し
た反射面を有して断面略三角状の複数の反射部がフレネ
ルカット状パターンにして、前記スクリーン中央から辺
部に向けて順に配設された反射型スクリーンであって、
該反射型スクリーンの前記反射部それぞれを、インキを
重ね刷りして設けることを特徴とする反射型スクリーン
の製造方法を提供して、上記課題を解消するものであ
る。

【００１０】

【作用】シート状物の片面に形成される反射面を凹凸状
とする方法としては、エンボス加工が採用できる。しか
し、上述したスクリーンが得られるような大型の、しか
もフレネルレンズのカットパターンの如くに反射面をパ
ターン化するエンボス型は、現状の技術では作成するこ
とができない（なお、４０〜５０インチサイズ位まで
は、そのエンボス型が切削加工にて得ることができる
が、それ以上のサイズのものは不可能である）。そして
さらにスクリーンを効率良く生産する上で反射面を凹凸
状にしようとすると、押し出し成形などで採用されるエ
ンボスロールが必要となってくるが、そのエンボスロー
ル表面にフレネルレンズのカットパターンのような切削
を行うことは非常に困難、或いは不可能である。

【００１１】これを、凹面鏡、およびその反射面をフレ
ネルカット状に分割する点から説明すると、図２におい
ては凹面鏡および反射鏡の断面を表していて、（Ａ）は
反射面ｄが連続している凹面鏡ｃであり、（Ｂ）、
（Ｃ）は（Ａ）の反射面ｄと同機能を有するようにフレ
ネルカット状に同心として分割された反射面ｅを有する
板状の反射鏡ｆである。（Ｂ）、（Ｃ）の違いは、
（Ｂ）では厚さが一定となる反射鏡であり、（Ｃ）では
カットによる谷部分の高さを一定にした反射鏡である。
図に示されているように、傾斜した反射面ｅを有する各
反射部の断面は三角形となっているが、反射鏡ｆの中心
から周囲にかけてその形状は均一ではなく変化してお
り、中心部分は反射面ｅの傾斜が０度となり、その中心
部分から離れるにしたがって傾斜がきつくなっていく
（理論的には９０度まであり得ることになる）。このよ
うなフレネルカット状に分割されている反射面を得るこ
とは機械的に困難で、大体４０インチサイズまでの反射
鏡が得られるに留まっており、スクリーンとして要求さ
れるような８０インチサイズから１２インチサイズ、ま
たはそれ以上のサイズの反射鏡は実際上、不可能であ
る。

【００１２】そこで本発明では、反射面の作成に際して
上記エンボスロールを用いることなく、反射面が全体と
してアールを形成するようなパターンで反射部を設けよ
うとするものであり、光反射性塗料の重ね刷りにて反射
部を形成することにより、前記反射面が得られるように
なる。

【００１３】

【実施例】つぎに本発明を図３から図７に示す実施例に
基づいて詳細に説明する。本発明は光反射性塗料の重ね
刷りにて反射部を設けようとするものであり、スクリー
ンの基体に、傾斜した反射面を有して断面略三角状の複
数の反射部を帯状にして、スクリーン中央から周縁に向
けて順に配設し、前記反射面をフレネルカット状のパタ
ーンにして反射面全体として所望の凹面反射面が形成さ
れるようにする。採用できる印刷方式は活版（凸版）印
刷、オフセット印刷など色々あるが、インキの盛りを多
くできる印刷方式がよく、その印刷方式の一つであるシ
ルク印刷はスクリーン版の厚さのインキを被印刷体上へ
転移させることができることから、一回の印刷で１０μ
ｍ程度の厚さでインキを盛ることが容易である。

【００１４】フレネルカット状のパターンにおけるピッ
チは観察者がスクリーン上の画像を観て目立たないよう
にすればよく、そのピッチはスクリーンから観察者まで
の距離の１／１７００〜１／３４００、そしてそれより
小さければよいことが生理光学的に分かっている。例え
ば、観察距離が約３ｍである場合、前記ピッチは約１ｍ
ｍ以下であればよいことになる。しかしながら、スクリ
ーン周辺部ではその表面の角度が投影光に対して４５度
位になることがある。もし、ピッチを１ｍｍと設定する
と反射部の高さも１ｍｍとなり、上述した一回のシルク
印刷により１０μｍでインキを盛っても、高さ１ｍｍを
満足させるには（高さ１ｍｍの反射部を得るには）その
印刷を１００回することになり、煩雑なものとなる。よ
って後述するように製版上（フィルム作成上）、許され
る可能な範囲でピッチを小さくする方が印刷回数を減ら
せることが分かる。

【００１５】図３はフレネルカット状のパターンで反射
面が配列する複数の反射部を得る方法を示す。図３にお
いて（Ａ）は光学的設計値から設定できる反射面１を有
する反射部２の断面を概略的に示している。（Ｂ）は前
記反射部２を印刷で形成する上での盛り量を、等高線３
を書き込むことにより模式図的に示している。（Ｃ）は
前記（Ｂ）にて示された同一高さごとの各反射部２の盛
り幅４を得るための印刷用フィルム５（印刷版形成用の
もの）を示しており、各フィルム５において６はフィル
ムベースであり、７は画線部を表現している。このフィ
ルム５から版が形成され、画線部７に対応した部分にイ
ンキが盛られることになる。

【００１６】図３の（Ｄ）は上記フィルム５から得られ
た版を用いてシルク印刷により作成されたスクリーン８
を示している。すなわち、各反射部２の等高位置が上が
るに従がい盛り幅が順に小さくなるようにしてインキ９
をスクリーンの基体１０に盛り重ねて、所定の配列とさ
れた複数の断面三角形の反射部２を得るようにしたもの
である。盛られるインキ９のエッヂ形状の実際は角が垂
れているため図のような階段状とはならず、上記（Ａ）
にて示した断面が再現できる。そして各反射部２では重
ね盛りされたインキのエッヂが垂れて連続し、そしてイ
ンキとして光反射性塗料が用いられているため斜面が反
射面となる。上記シルク印刷の被印刷体、すなわちスク
リーンの基体１０は軟質ＰＶＣで代表される軟質フィル
ムとし、シルク印刷のインキは硬化後も軟らかい材質の
ものを選択する。これによって、凹面鏡と同機能を有す
る反射面を備え、巻き取ることのできるスクリーンとな
る。

【００１７】分割された複数の反射面の配列パターンを
一方向性円筒状とする場合（反射面全体で凹面鏡と同じ
光反射特性を形成するようにして、その想定される凹面
鏡が円柱面としたもの。例えば、投影装置からスクリー
ンに対して左右に広がる光が投影装置側に戻るようにす
る場合）、図４の（Ａ）に示すように印刷用フィルム５
はその画線部７が直線である万線パターンとなる。ま
た、分割された複数の反射面の配列パターンを多方向性
（上下左右の二方向）球面状（反射面全体で凹面鏡と同
じ光反射特性を形成するようにして、その想定される凹
面鏡を球面とする）とする場合、図４の（Ｂ）に示すよ
うに、前記画線部７が同心円状のパターンとなる。

【００１８】つぎに現状の機械切削による型を用いた場
合では実現できない大型のスクリーンの製造について具
体的に述べる。得ようとするスクリーンのサイズが１０
０インチサイズである場合（縦横比３：４の場合、縦１
５２４ｍｍ、横２０３２ｍｍ）、印刷機においては２ｍ
幅のものもあり、スクリーン基体への印刷は可能であ
る。ここで問題となるのは印刷用フィルムをどのように
して作成するかである。現状では、ＩＣのフォトマスク
においてその精細化が急速に進んでおり、マスクパター
ンを検版するための２ｍ幅のフィルムが存在する。そし
て、５インチサイズのフォトマスクを得るための技術手
法を使用すると、約１００ｍｍサイズで前記スクリーン
を得るための画線パターンが形成できる。縮小率１／２
０である。反射面の配列ピッチを０．５ｍｍとすると、
フォトマスク上のピッチは２５μｍとなるが、フォトマ
スクの加工精度上に何の問題もなく作画することができ
る（現状のフォトマスク技術では０．１μｍ以下で加工
できる）。

【００１９】上記図３においての（Ａ）から（Ｂ）の過
程で何枚の印刷用フィルムを作成すればよいかを求める
ことができる。そして、印刷部における等高位置ごとに
対応した画線パターンをフォトマスクに作成し、これを
カメラにて大版フィルムに拡大し、位置合わせ用のマー
ク（トンボなど）を入れて、画線パターンを有する印刷
用原版を形成する。上記印刷用原版から得られた印刷用
フィルムを作成し、この印刷用フィルムを用いて印刷版
を作成する。そして各印刷版を用いてインキを重ね盛り
して所定の反射部が形成される。反射面１を設ける上で
二種類の方法が可能である。一つは反射率のよいシルバ
ーインキを用いて、そのインキのエッヂ部分の連続をそ
のまま反射面とするものである。前記シルバーインキに
代えて白色インキを用いることも可能であるが、白色イ
ンキの場合では再帰性が弱くなる。もう一つは色彩に関
係なく印刷を行って断面三角形状の反射部を設け、その
全面にアルミ蒸着を施す方法であり、もし、ギラギラす
るような場合には必要に応じてマット材（拡散材）を表
面にコートすることも可能である。

【００２０】図５のＡに標準的なスクリーンの反射特性
の一例を示した。そして図５の（Ｂ）に示すように、投
影装置ｂから照射された光（画像）はスクリーンａ上で
反射して上下左右に広がる。通常、反射特性上、左右に
広がる度合い（角度）ｈと上下に広がる度合い（角度）
ｉは同じであり、スクリーンの製造上、このように方向
性が無いと安価に製造できる。しかしながら、実際、観
察者の顔の位置は複数人の場合、左右に並ぶことが多
く、上下に並ぶことは極めて少ない。すなわち、投影装
置から照射された光を有効に反射させ、観察者側にとっ
て少しでも明るい画像を得られるスクリーンとするに
は、反射特性として左右に広く上下に狭く反射する特性
が実際的なものとなる。そして、標準的と言われている
値は、 左右の反射角＝２×上下の反射角 である。また、反射特性を表すには二つの数値が使われ
ている。反射光の強さを表すスクリーンゲイン（ＳＧ）
であり、角度０度における反射光で表される。もう一つ
は半値角と言われ、ＳＧ値／２となる角度で表される。
図５の（Ａ）で表されたスクリーンの場合、ＳＧ値＝
６、半値角は左右の反射の広がりで±３０度、上下の反
射の広がりで±１５度を示している。なお、グラフにお
いて実線は左右の特性を表し、破線は上下の特性を表し
ている。

【００２１】そこで他の実施例として図５の（Ａ）に示
された反射特性を得ることができるようにする点を示
す。このような反射特性を得るために二つの手段があ
る。一つは、図４の（Ｃ）に示すように、それぞれ画線
部７が横長の楕円状となっているパターンの印刷用フィ
ルム５を用いて上述した方法によりスクリーンを得る。
なお、この図４における画線部７は一部のみが示されて
いる。またもう一つは、反射面全体で想定されている凹
面鏡を非球面とする方法である。図６は反射面全体で想
定される凹面鏡１１を表していて、（Ａ）においては上
述してきた実施例の場合であり、球面形状の反射面１２
を有する凹面鏡１１を示している。そして、（Ｂ）が非
球面形状とした反射面１２を有する凹面鏡１１を示して
いる。すなわちこの（Ｂ）において示されているよう
に、スクリーンの中央部側およびその周辺側では反射面
１（反射部２における反射面）の傾斜が緩やかであり、
スクリーンの辺部側において反射面１の傾斜を大きくし
ている。そして、非球面となっている前記凹面鏡１１の
断面の設定としては、図７の（Ａ）に示すように楕円１
３における短軸側線分１３ａの形状としたり、図７の
（Ｂ）に示すように楕円１３における長軸側線分１３ｂ
の形状とすればよい。

【００２２】そして反射面全体が非球面の凹面鏡を想定
する上記のスクリーンを作成する上で、反射面１の設計
としては、上記図４の（Ｃ）に示されたパターンとする
か、また、図６の（Ｂ）に基づいて説明したように配列
パターンは同心円状として辺部側の反射面の傾斜を大き
くするか、或いは、この両方を組み合わせるようにすれ
ばよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スクリーンの基体に、傾斜した反射面を有して断面略三
角状の複数の反射部がフレネルカット状パターンにし
て、前記スクリーン中央から辺部に向けて順に配設され
た反射型スクリーンにおいて、該反射型スクリーンの前
記反射部それぞれを、インキを重ね刷りして設けること
を特徴とするものである。これによって、再帰性のある
反射面を有したスクリーン、しかも巻き取ることのでき
るスクリーンを、印刷手法によって製造することができ
るようになり、大型の反射型スクリーンを安価にて提供
できるなど、実用性に優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】反射型スクリーンの反射特性を示す説明図で
（Ａ）は主に鏡面反射を行うスクリーンの反射特性を示
し、（Ｂ）は主に再帰性反射を行うスクリーンの反射特
性を示し、（Ｃ）は凹面とすることにより再帰性反射を
行うスクリーンの反射特性を示す。

【図２】フレネルカット状のパターンで分割される反射
面の説明図で（Ａ）は凹面鏡の断面を示し、（Ｂ）は反
射部先端の高さを揃えた反射鏡の反射面の配列パターン
を示し、（Ｃ）は反射部間の谷部分の高さを揃えた反射
鏡の反射面の配列パターンを示す。

【図３】本発明にかかる反射型スクリーンの製造方法に
おいて想定される反射部の断面形状からスクリーンを作
成するまでの過程を示す説明図で（Ａ）は光学的に想定
される配列された反射部の断面を示し、（Ｂ）は想定さ
れた反射部の等高位置を示し、（Ｃ）は反射部の等高位
置における反射部配列パターンを画線部として備える印
刷用フィルムを示し、（Ｄ）は作成されたスクリーンの
断面を概略的に示す。

【図４】印刷用フィルムにおける画線部のパターンを示
す説明図で（Ａ）は複数の反射面の配列パターンを一方
向性円筒状とする場合における画線部のパターンを示
し、（Ｂ）は複数の反射面の配列パターンを多方向性球
面状とする場合における画線部のパターンを示し、
（Ｃ）は複数の反射面の配列パターンを多方向性非球面
状とする場合における画線部のパターンを示す。

【図５】標準的な反射型スクリーンの反射光の強さを示
す説明図で（Ａ）はその反射光の強さをグラブにて示
し、（Ｂ）は計測方法を示す。

【図６】本発明において複数に分割される反射面を設定
する上で想定される凹面鏡の断面を示す説明図で（Ａ）
は球面状の凹面鏡を示し、（Ｂ）は非球面状の凹面鏡を
示す。

【図７】想定される非球面の凹面鏡における反射面形状
の設定方法を示す説明図で（Ａ）は設定基の基になる楕
円における短軸側線分を示し、（Ｂ）は長軸側線分を示
す。

【符号の説明】

１…反射面 ２…反射部 ５…印刷用フィルム ８…スクリーン １０…基体 １１…凹面鏡 １２…凹面鏡の反射面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 晶 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリーンの基体に、傾斜した反射面を有
   して断面略三角状の複数の反射部がフレネルカット状パ
   ターンにして、前記スクリーン中央から辺部に向けて順
   に配設された反射型スクリーンであって、 該反射型スクリーンの前記反射部それぞれを、インキを
   重ね刷りして設けることを特徴とする反射型スクリーン
   の製造方法。
2. 【請求項２】上記反射部にはアルミ蒸着が施される請求
   項１に記載の反射型スクリーンの製造方法。
3. 【請求項３】フレネルカット状パターンにして配設され
   る複数の反射部の反射面は、凹面鏡と同じ光反射特性を
   形成するように設けられている請求項１または２に記載
   の反射型スクリーンの製造方法。
4. 【請求項４】前記凹面鏡は円柱面形状のものである請求
   項３に記載の反射型スクリーンの製造方法。
5. 【請求項５】前記凹面鏡は球面形状のものである請求項
   ３に記載の反射型スクリーンの製造方法。