JPH1184105A - 平面型レンズの製造方法 - Google Patents

平面型レンズの製造方法

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JPH1184105A
JPH1184105A JP9248413A JP24841397A JPH1184105A JP H1184105 A JPH1184105 A JP H1184105A JP 9248413 A JP9248413 A JP 9248413A JP 24841397 A JP24841397 A JP 24841397A JP H1184105 A JPH1184105 A JP H1184105A
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寛隆 伊藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロガラスビーズを２次元配列して構成し
た透過型スクリーンにおいて、コントラスト向上のため
の光吸収層を正確且つ簡便に形成する。 【解決手段】透明粘着層５に保持させたガラスビーズ２
の上に、例えば、トナーからなる光吸収層３を、ガラス
ビーズ２を覆う厚さまで形成する。透明基板４の側から
平行光６１を照射し、各ガラスビーズ２で収斂した光の
エネルギーにより、各ガラスビーズ２の光出射部位上の
光吸収層３ｂのみを溶融させて除去する。光吸収層３の
材料を適宜に選択して、収斂光による燃焼、昇華又はア
ブレーションにより、光吸収層３に開口部３ａを形成す
ることもできる。更に、感光性材料を利用して、各ガラ
スビーズ２の光出射部位上にのみ開口部３ａを有する光
吸収層３を形成することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、背面投射
型プロジェクタ用スクリーンに用いて特に好適な平面型
レンズの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば、ＨＤＴＶ（ハイビジョ
ン）用やシアター用等の大画面ディスプレイとして、液
晶ライトバルブやＣＲＴを用いた背面投射型プロジェク
タの開発が活発化している。
【０００３】図３０に、従来の背面投射型プロジェクタ
の概略構成を示す。
【０００４】図示の例はボックスタイプのプロジェクタ
で、映像投射部１０１からの投射映像光Ｌは、例えば、
反射ミラー１０２で反射されて透過型スクリーン１０５
に導かれる。透過型スクリーン１０５は、フレネルレン
ズ１０３と、通常、垂直方向に延びるレンチキュラーレ
ンズ１０４とで構成されている。そして、透過型スクリ
ーン１０５の背面から入射した投射映像光Ｌは、フレネ
ルレンズ１０３でほぼ平行光となった後、レンチキュラ
ーレンズ１０４により主として水平方向に拡散される。
【０００５】図３１（ａ）及び（ｂ）に示すように、レ
ンチキュラーレンズ１０４には、その背面側（光出射
側）に、垂直方向に延びる突条部１０４ａが設けられ、
この突条部１０４ａに、外光を吸収して画面コントラス
トを向上させるためのブラックストライプ１０４ｂが設
けられている。例えば、押し出し成形により、アクリル
樹脂を、突条部１０４ａを含むレンチキュラーレンズ１
０４の形状に成形した後、突条部１０４ａのみに黒色印
刷を施し、ブラックストライプ１０４ｂを形成する。
【０００６】図３１（ｂ）に示すように、ブラックスト
ライプ１０４ｂの幅ｗは、通常、レンチキュラーレンズ
１０４のピッチｐの０．３〜０．４倍である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなレンチキュラーレンズを用いた透過型スクリー
ンでは、例えば、水平方向では光が広く拡散するために
広い視野角が得られるが、垂直方向では狭い範囲にしか
光が拡散しないため、垂直方向での視野角が狭いという
欠点が有った。この欠点を克服するために、垂直方向に
延びるレンチキュラーレンズと水平方向に延びるレンチ
キュラーレンズを組み合わせた構造のものも有るが、部
品点数が増えるために部品コスト及び製造コストが高く
なるという問題が有り、また、スクリーンの積層数が増
えるためにスクリーンの厚みが大きくなり、更に、各層
間での多重反射の影響も増えるという問題が有った。
【０００８】また、上述した如く、コントラスト向上の
ためにブラックストライプを設ける場合、レンチキュラ
ーレンズの光出射側に黒色印刷のための突条部を形成す
る必要が有り、且つ、その突条部を出射光の邪魔になら
ない幅に形成する必要が有るため、ブラックストライプ
による外光吸収部の面積率が、通常、３０〜４０％程度
に留まっていた。このため、コントラスト向上の効果が
比較的悪かった。
【０００９】そこで、レンチキュラーレンズの代わり
に、透明微小球体を２次元配列して構成した平面型レン
ズによる透過型スクリーンが注目され（例えば、米国特
許第２，３７８，２５２号、同第３，５５２，８２２
号、日本国実用新案登録第２５１３５０８号公報参
照）、大画面高精細ディスプレイでの実用化に向けた研
究開発が行われている。
【００１０】例えば、本出願人が先に特願平９−１００
５９０号（平成９年４月１７日出願）として提案した構
成を、図３２〜図３４を参照して説明する。
【００１１】図３２は、オープンタイプの背面投射型プ
ロジェクタの主要構成を示すもので、映像投射部２１か
らの投射映像光Ｌは、フレネルレンズ２２と平面型レン
ズ２３とからなる透過型スクリーン１０を介して前方に
拡散される。平面型レンズ２３は、図示の如く、ガラス
ビーズのような透明微小球体２を２次元的に最密充填配
列して構成している。従って、１層の透明微小球体２に
より、投射映像光Ｌを水平方向及び垂直方向の夫々広い
範囲に拡散させることができる。
【００１２】図３３は、ボックスタイプの背面投射型プ
ロジェクタで、筐体２５内に配された映像投射部２１か
らの投射映像光Ｌは、反射ミラー２４で反射されて、や
はり、フレネルレンズ２２と、透明微小球体２により構
成された平面型レンズ２３とからなる透過型スクリーン
１０を介し前方に拡散される。
【００１３】図３４に、平面型レンズ２３の構成の一例
を示す。
【００１４】この平面型レンズ２３では、例えば、ガラ
スビーズのような多数の透明微小球体２が、光入射側の
透明基板４上に形成された透明粘着層５に、各透明微小
球体２の直径の５０％程度が埋め込まれて保持されてい
る。各透明微小球体２間の間隙には、例えば、カーボン
トナー等からなる光吸収層（着色層）３が形成され、各
透明微小球体２の光出射側の頂部近傍領域が、その光吸
収層３から露出している。また、透明微小球体２の光出
射側には、透明粘着層６を介して透明基板１が積層さ
れ、これにより、透明微小球体２と光吸収層３が外部か
ら保護されている。
【００１５】図示省略したフレネルレンズを経て入射し
た入射光Ｌinは、図示の如く、入射側の透明基板４及び
透明粘着層５を透過して、各透明微小球体２により収斂
され、その収斂光が、各透明微小球体２の光出射側の頂
部近傍領域を透過して、出射側の透明粘着層６及び透明
基板１を透過し、出射光Ｌout として拡散、出射する。
一方、透明基板１側から入射した外光Ｌexは、その殆ど
が光吸収層３により吸収され、従って、外光Ｌexの反射
によるコントラストの低下が低減する。
【００１６】この時、この平面型レンズ２３では、光出
射側での光吸収層３の面積率を、例えば、８０％程度以
上にすることができ、従って、外光Ｌexの反射によるコ
ントラストの低下を大幅に低減することができて、外光
の影響を受け難いコントラストの高いスクリーンを実現
することができる。
【００１７】この平面型レンズ２３は、例えば、次のよ
うにして製造される。
【００１８】まず、光入射側の透明基板４上に透明粘着
層５を形成し、その上に多数の透明微小球体２を散布す
る。しかる後、透明微小球体２を上から加圧して、その
直径の半分程度まで透明粘着層５内に埋め込む。次に、
全面に散布したカーボントナー等の粉状の光吸収材料
を、例えば、加圧ロールで加圧して各透明微小球体２間
の間隙に充填し、光吸収層３を形成する。次に、各透明
微小球体２の光出射側の頂部近傍領域上の光吸収材料を
拭き取り、各透明微小球体２に光出射部を形成する。し
かる後、光出射側に、透明粘着層６を介して透明基板１
を積層する。
【００１９】しかしながら、この製造方法では、元来、
透明微小球体２の球径や埋め込み高さには多少のばらつ
きが有るので、各透明微小球体２の光出射部位上の光吸
収材料を正確に除去することが難しく、このため、従来
の平面型レンズ２３を用いた透過型スクリーン１０で
は、その輝度及びコントラストのムラが比較的大きいと
いう欠点が有った。
【００２０】また、光吸収材料の拭き取りには、多大の
労力と作業時間を必要とするという問題も有った。
【００２１】そこで、本発明の目的は、各透明微小球体
の光出射部位上の光吸収材料を簡便且つ正確に除去する
ことができる平面型レンズの製造方法を提供することで
ある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明の平面型レンズの製造方法は、透明基板の上に透
明粘着層を形成する工程と、前記透明粘着層の上に複数
の透明微小球体を供給し、所定深さまで前記透明粘着層
に埋め込む工程と、前記透明粘着層から露出した部分の
前記複数の透明微小球体間の間隙に、前記複数の透明微
小球体を埋め込む厚さまで、光吸収層を形成する工程
と、前記透明基板の側から平行光を照射して、前記各透
明微小球体により収斂された前記光のエネルギーによ
り、前記各透明微小球体の光出射部位上の前記光吸収層
を溶融させる工程と、溶融した部分の前記光吸収層を除
去する工程と、を有する。
【００２３】また、本発明の別の態様による平面型レン
ズの製造方法は、透明基板の上に透明粘着層を形成する
工程と、前記透明粘着層の上に複数の透明微小球体を供
給し、所定深さまで前記透明粘着層に埋め込む工程と、
前記透明粘着層から露出した部分の前記複数の透明微小
球体間の間隙に、前記複数の透明微小球体を埋め込む厚
さまで、光吸収層を形成する工程と、前記透明基板の側
から平行光を照射して、前記各透明微小球体により収斂
された前記光のエネルギーにより、前記各透明微小球体
の光出射部位上の前記光吸収層を、燃焼、昇華又はアブ
レーションにより除去する工程と、を有する。
【００２４】また、本発明の更に別の態様による平面型
レンズの製造方法は、透明基板の上に第１の透明粘着層
を形成する工程と、前記第１の透明粘着層の上に複数の
透明微小球体を供給し、所定深さまで前記第１の透明粘
着層に埋め込む工程と、前記第１の透明粘着層から露出
した部分の前記複数の透明微小球体間の間隙に、前記複
数の透明微小球体を埋め込む厚さまで、光に感じて粘着
性を失う第２の透明粘着層を形成する工程と、前記透明
基板の側から平行光を照射して、前記各透明微小球体に
より収斂された前記光によって、前記各透明微小球体の
光出射部位上の前記第２の透明粘着層を感光させる工程
と、感光しなかった部分の前記第２の透明粘着層の上に
光吸収層を形成する工程と、を有する。
【００２５】また、本発明の更に別の態様による平面型
レンズの製造方法は、透明基板の上に透明粘着層を形成
する工程と、前記透明粘着層の上に複数の透明微小球体
を供給し、所定深さまで前記透明粘着層に埋め込む工程
と、前記透明粘着層から露出した部分の前記複数の透明
微小球体間の間隙に、前記複数の透明微小球体を埋め込
む厚さまで、光に感じて特定の溶剤に可溶となる光吸収
層を形成する工程と、前記透明基板の側から平行光をに
照射して、前記各透明微小球体により収斂された前記光
によって、前記各透明微小球体の光出射部位上の前記光
吸収層を感光させる工程と、感光した部分の前記光吸収
層を前記溶剤に溶解させて除去する工程と、を有する。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を好ましい実施の形
態に従い説明する。
【００２７】なお、以下の実施の形態において、図３２
〜図３４に示した構成と対応する部位には、図３２〜図
３４と同一の符号を付す。
【００２８】〔第１の実施の形態〕まず、図３〜図６を
参照して、本発明の第１の実施の形態による平面型レン
ズの製造方法を説明する。
【００２９】まず、図３（ａ）に示すように、光入射側
の透明基板４の上に透明粘着層５を形成する。例えば、
保護フィルム５ａの付いたアクリル系の紫外線（ＵＶ）
硬化樹脂を、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭ
ＭＡ）等のアクリル樹脂からなる透明基板４の上に貼り
付ける。４ａは、透明基板４の裏面側を保護する保護フ
ィルムである。
【００３０】なお、上述した基板４や粘着層５等は、目
的とする光の大部分を透過し得るものであれば、必ずし
も完全な透明体でなくても良く、従って、本明細書にお
いては、「透明」という用語を、所謂、半透明程度まで
の透明度を含めた意味で用いる。
【００３１】透明基板４としては、上述したＰＭＭＡ等
のアクリル樹脂以外に、例えば、剛性を有するガラス基
板や、剛性又は可撓性を有する種々のプラスチック基板
を用いることができる。上述したアクリル樹脂やガラス
以外では、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフ
ィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエ
チレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリ
エーテルスルホン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン
テレフタレート樹脂等を用いることができる。
【００３２】透明粘着層５は、多数の透明微小球体が埋
め込まれて、それらを確実に固定保持する必要性から、
光硬化前は適度な軟らかさを有するために透明微小球体
の埋め込みが容易で、且つ、光硬化後は、それらの透明
微小球体を確実に固定保持するアクリル系の紫外線硬化
樹脂で構成するのが特に好ましい。しかしながら、これ
以外のアクリル樹脂や、例えば、ポリカーボネート樹
脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアリレ
ート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シリコーン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等で構成しても勿
論良い。
【００３３】次に、図３（ｂ）に示すように、除電ブロ
ー４１を行って静電気を中和させるとともに、吸引ごみ
取りを行いながら、保護フィルム５ａを透明粘着層５か
ら剥離する。
【００３４】次に、図３（ｃ）に示すように、例えば、
ガラスビーズからなる多数の透明微小球体２を、ホッパ
ー４２から透明粘着層５上に供給する。
【００３５】各透明微小球体２は、上述したガラス以外
に、例えば、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等のプラ
スチックで構成することもできる。
【００３６】各透明微小球体２の屈折率は、少なくと
も、光入射側で透明微小球体２に接する透明粘着層５の
屈折率よりも大きく、例えば、１．４以上とする。
【００３７】各透明微小球体２の大きさは、例えば、直
径ｄ＝５０〜１００〔μｍ〕とする。この大きさがあま
り大きいものを用いると、特に背面投射型プロジェクタ
用スクリーンを構成した時に、透明微小球体２間の間隙
が大きくなり過ぎて、解像度が低下する虞が有る。
【００３８】また、透明微小球体２の大きさのばらつき
は、例えば、その平均直径の１０％以下とする。このば
らつきがあまり大き過ぎると、透明微小球体２を均一に
分布させることが困難になる虞が有る。
【００３９】次に、図４（ａ）に示すように、例えば、
ドクタープレート３９によりスキージンクを行って、透
明微小球体２の高さを均一化する。
【００４０】次に、図４（ｂ）に示すように、例えば、
シリコーンゴム等の加圧ロール３１により透明微小球体
２を上から押圧し、最下層の透明微小球体２を透明粘着
層５に埋め込む。
【００４１】この透明微小球体２の透明粘着層５への埋
め込み量は、例えば、その直径の３０％以上、より好ま
しくは５０％程度とする。これにより、透明粘着層５に
よる各透明微小球体２の固定保持が確実になるととも
に、各透明微小球体２への光の入射量が大きくなり、例
えば、背面投射型プロジェクタ用スクリーンに用いた時
に、その輝度が高くなる。
【００４２】次に、図４（ｃ）に示すように、透明粘着
層５に埋め込まれて保持されなかった余剰の透明微小球
体２を、例えば、真空吸引手段４３により吸引して除去
する。
【００４３】次に、図４（ｄ）に示すように、例えば、
カメラ４４により、透明微小球体２の充填状態をチェッ
クした後、紫外線照射４５を行って、紫外線硬化樹脂か
らなる透明粘着層５を硬化させ、各透明微小球体２を固
定する。
【００４４】次に、図５（ａ）に示すように、例えば、
電子写真等に用いられるのと同様の黒色トナーからなる
光吸収層３を透明微小球体２間の間隙に充填し、更に、
その光吸収層３を、各透明微小球体２を実質的に完全に
覆う厚さまで形成する。しかる後、透明基板４の側か
ら、ハロゲンランプ、キセノンフラッシュランプ、レー
ザー光等による平行光（若しくは、それに準ずる光）６
１を照射する。
【００４５】すると、図１（ａ）に拡大して明示するよ
うに、光６１は、各透明微小球体２のレンズ作用により
収斂され、各透明微小球体２の光出射側では、実質的
に、その光出射部位上の光吸収層３の特定の部分３ｂの
みに照射される。そして、その凝集された光のエネルギ
ーにより、光吸収層３のその部分３ｂのみが局所的に加
熱され、溶融する。
【００４６】そこで、図５（ｂ）に示すように、例え
ば、光６１の照射直後又は照射途中に、紙等のトナー吸
収シート６２を、例えば、加圧ロール６３で加圧しなが
ら、光吸収層３に押し当て、その後、図５（ｃ）に示す
ように、トナー吸収シート６２を剥がすことにより、光
吸収層３の溶融した部分３ｂのみを、トナー吸収シート
６２に吸収させて除去する。なお、トナー吸収シート６
２を予め光吸収層３に押し当てた状態で、光６１を照射
しても良い。
【００４７】これにより、図１（ｂ）の平面図に示すよ
うに、各透明微小球体２の光出射部位上にのみ開口部３
ａが形成された光吸収層３を得ることができる。ｓは、
開口部３ａの径である。
【００４８】ここで、透明微小球体２及びその周辺にお
ける光線追跡シミュレーションの結果を、図２を参照し
て説明する。
【００４９】例えば、直径ｄ＝５０〔μｍ〕、屈折率ｎ
＝１．９のガラスビーズからなる透明微小球体２に、空
気及び屈折率ｎ＝１．５の透明粘着層５を経て平行光６
１が入射する場合を考える。なお、実際には、透明粘着
層５と空気との間に透明基板４が存在するが、この透明
基板４は、多くの場合、透明粘着層５とほぼ同じ屈折率
の材料で構成されるので、ここでは無視して考える。
【００５０】図示の如く、透明微小球体２の直径ｄ＝５
０〔μｍ〕に相当する光束の平行光６１が有効光として
透明微小球体２に入射した時、その光は、透明微小球体
２の反対側（光出射側）では、直径ｓ≒２０〔μｍ〕の
範囲に収斂され、その後、拡散していく。この直径ｓ≒
２０〔μｍ〕の範囲は、透明微小球体２の光出射側の頂
点からの厚みｔ≒２〔μｍ〕に相当する。
【００５１】この時、透明微小球体２の光入射側と光出
射側での光束の面積比は、５０：２０の２乗の２５：
４、約６．１となる。従って、平行光６１の単位面積当
たりのエネルギーをＡ〔Ｊ／ｍ2 〕とすると、光出射側
では、その約６倍の６Ａ〔Ｊ／ｍ2 〕のエネルギー密度
で光が照射されることになる。また、透明微小球体２に
入射する有効光の光束が直径４０〔μｍ〕、出射側が直
径２０〔μｍ〕だとしても、出射側では、入射側の４倍
の４Ａ〔Ｊ／ｍ2 〕のエネルギー密度で光が照射され
る。
【００５２】そこで、例えば、エネルギー密度Ａ〔Ｊ／
ｍ2 〕では光吸収層３は殆ど溶融しないが、エネルギー
密度４Ａ〜６Ａ〔Ｊ／ｍ2 〕では光吸収層３が溶融する
ような組み合わせで、光吸収層３の材料の選択、並び
に、平行光６１の照射エネルギー、照射時間等の設定を
行えば、各透明微小球体２の光出射部位上の光吸収層３
のみを、他の部分に殆ど影響を与えること無く、溶融さ
せることができる。
【００５３】以上のようにして光吸収層３を形成する
と、例えば、透明微小球体２の球径やその埋め込み高さ
に多少のばらつきが有る場合でも、各透明微小球体２の
実際の光出射部位上に正確且つ簡便に開口部３ａを形成
することができる。従って、この製造方法による平面型
レンズを、例えば、透過型スクリーンに用いることによ
り、輝度及びコントラストのムラの少ない優れた透過型
スクリーンを得ることができる。
【００５４】次に、図６（ａ）に示すように、例えば、
カメラ（不図示）により、光吸収層３の形成状態をチェ
ックした後、光出射側の透明基板１を、その上に形成し
た透明粘着層６の保護フィルム６ａを剥がし、光吸収層
３の上に積層する。１ａは、透明基板１の裏側に設けた
保護フィルムである。
【００５５】なお、光出射側の透明基板１及び透明粘着
層６としては、上述した光入射側の透明基板４及び透明
粘着層５と夫々同じものを用いることができる。例え
ば、透明基板１をアクリル板で、透明粘着層６をアクリ
ル系の紫外線硬化樹脂で夫々構成する。
【００５６】しかる後、図６（ｂ）に示すように、例え
ば、加圧ロール３７により加圧して、透明基板４上に形
成した透明微小球体２及び光吸収層３の上に、透明粘着
層６を介して透明基板１を圧着する。
【００５７】この後、図６（ｃ）に示すように、紫外線
照射５１を行い、透明粘着層６を硬化させて、その接着
を強化する。
【００５８】なお、光入射側の透明粘着層５が、紫外線
硬化前でも充分に透明微小球体２を固定保持するもので
あれば、その透明粘着層５の最終的な紫外線硬化を、こ
の工程で同時に行うようにしても良い。
【００５９】この後、保護フィルム１ａ、４ａを夫々剥
離して、平面型レンズを得る。
【００６０】以上のようにして製造された平面型レンズ
では、例えば、図１に示すように、各透明微小球体２の
光出射部位上の光吸収層３の開口部３ａは、多少厚みの
有る孔状に形成される。
【００６１】〔第２の実施の形態〕図７に、本発明の第
２の実施の形態による平面型レンズの製造方法を示す。
【００６２】この第２の実施の形態では、例えば、上述
した第１の実施の形態の図４（ｄ）までの工程で、各透
明微小球体２を透明粘着層５に埋め込み固定した後、図
７（ａ）に示すように、光吸収層３を、各透明微小球体
２を実質的に完全に覆う厚さまで形成する。
【００６３】しかる後、図７（ｂ）に示すように、透明
基板４の側から、平行光（若しくは、それに準ずる光）
６４を照射し、各透明微小球体２により収斂された光の
エネルギーにより、各透明微小球体２の光出射部位上の
光吸収層３を、燃焼、昇華又はアブレーション（ablati
on：溶発）により除去して、開口部３ａを形成する。
【００６４】例えば、主として燃焼により開口部３ａを
形成する場合には、光吸収層３として、例えば、カーボ
ン（カーボンブラック）とニトロセルロースを主成分と
した黒色樹脂層を、例えば、コーティングにより形成
し、これに、例えば、エキシマレーザー、半導体レーザ
ー等による平行光（若しくは、それに準ずる光）６４を
照射する。この時、上述したニトロセルロースによる燃
焼は爆発的に起こるため、燃焼滓は殆ど残らないが、他
の燃焼助剤を用いた場合で、燃焼滓が残るような場合に
は、それを、洗浄等により除去すれば良い。
【００６５】一方、主として昇華により開口部３ａを形
成する場合には、例えば、昇華性トナーや昇華性インク
等からなる光吸収層３を、例えば、加圧による充填、若
しくは、コーティングにより形成し、これに、例えば、
キセノンフラッシュランプによる平行光（若しくは、そ
れに準ずる光）６４を照射する。この時、昇華したトナ
ーやインク等を、対向配置した印刷用紙等に吸着させて
確実に除去するのが望ましい。
【００６６】また、アブレーションは、溶融した液体
が、急激な体積膨張により、粒子状の塊となって爆発的
に飛散する現象であるが、これは、上述した燃焼や昇華
と同時に起こって良い。また、上述した燃焼と昇華も、
同時に起こっても良い。
【００６７】要するに、この構成では、収斂光が当たっ
た部分の光吸収層３が、燃焼や昇華による気化又はアブ
レーションにより飛散して除去されれば、その主因とな
る現象は問わない。
【００６８】ここで、主として燃焼により開口部３ａを
形成する場合の照射光のエネルギーについて考察する。
【００６９】カーボンブラック約１０wt％、ニトロセル
ロース約２０wt％、その他の樹脂成分約７０wt％の黒色
シートにレーザー光を照射したところ、エネルギー密度
０〜２ｍＪ／ｍ2 までは、燃焼深さが０μｍと変化が無
く（ニトロセルロース等の発熱にのみエネルギーが使わ
れていると考えられる。）、２ｍＪ／ｍ2 近辺をしきい
値として、そこからエネルギー密度が増えるのに比例し
て、燃焼深さが増していき、５ｍＪ／ｍ2 で約１μｍ、
１０ｍＪ／ｍ2 で約３μｍ、２０ｍＪ／ｍ2 で約７μｍ
となった。
【００７０】そこで、図２において説明したように、透
明微小球体２の光出射部位上の直径ｓ≒２０〔μｍ〕の
開口部３ａが、透明微小球体２の光出射側の頂点からの
厚みｔ≒２〔μｍ〕に相当することを考えると、照射光
のエネルギー密度Ａの条件としては、例えば、エネルギ
ー密度Ａで燃焼深さ０μｍ、エネルギー密度６Ａで燃焼
深さ２μｍ以上となり、この条件を満たす照射光のエネ
ルギー密度Ａは、１．２５〜２ｍＪ／ｍ2 となる。
【００７１】但し、実際には、各透明微小球体２の上の
光吸収層３の厚みが、上述したよりも若干厚いこと、及
び、透明微小球体２間の部分の光吸収層３が多少燃焼し
ても、その部分は元々光吸収層３が厚く形成されている
ので、使用上問題は無いということを考慮して、更に、
透明微小球体２の埋め込み深さのばらつきや大きさのば
らつきに対応できるよう、上述の範囲より多少強めの光
を当てて、光出射部位を確実に燃焼除去することが考え
られる。
【００７２】以上のようにして光吸収層３に開口部３ａ
を形成した後は、既述した第１の実施の形態の図６
（ａ）〜（ｃ）の工程と同様にして、平面型レンズを製
造する。
【００７３】この第２の実施の形態の製造方法によって
も、各透明微小球体２の実際の光出射部位上に正確且つ
簡便に開口部３ａを形成することができ、その開口部３
ａは、図７（ｂ）に示すように、多少厚みの有る孔状に
形成される。
【００７４】〔第３の実施の形態〕図８に、本発明の第
３の実施の形態による平面型レンズの製造方法を示す。
【００７５】この第３の実施の形態では、例えば、上述
した第１の実施の形態の図４（ｄ）までの工程で、各透
明微小球体２を透明粘着層５に埋め込み固定した後、図
８（ａ）に示すように、例えば、紫外線に感光して粘着
性を失うようなＵＶ感光樹脂（フォトポリマー）（例え
ば、エポキシアクリレート及びα，α−ジメトキシ−α
−フェニルアセトフェノン等の光重合開始剤を主成分と
し、その他、増感剤、熱重合禁止剤等を適宜混合したも
の）からなる透明粘着層８を、各透明微小球体２を実質
的に完全に覆う厚さまで形成する。
【００７６】しかる後、図８（ｂ）に示すように、透明
基板４の側から、紫外線による平行光（若しくは、それ
に準ずる光）６５を照射し、各透明微小球体２により収
斂された光に、各透明微小球体２の光出射部位上の透明
粘着層８の部分８ａを感光させて、その部分８ａの粘着
性を失わせる。この時、８ａ以外の部分の透明粘着層８
には、光が殆ど当たらず、また、当たったとしても、光
が弱いので、その８ａ以外の部分の透明粘着層８は粘着
性を保持する。
【００７７】そこで、次に、図８（ｃ）に示すように、
透明粘着層８の上に、例えば、トナー粉又はインクシー
トを接触させ、トナー粉又はインクによる光吸収層３を
形成する。すると、透明粘着層８の８ａ以外の部分は粘
着性を有しているので、そこには、トナー粉又はインク
が比較的強固に付着し、透明粘着層８の８ａの部分で
は、粘着性が殆ど無いので、トナー粉又はインクの付着
力が弱い。
【００７８】従って、図８（ｄ）に示すように、例え
ば、洗浄等により、透明粘着層８の８ａの部分の光吸収
層３のみを容易に除去することができ、その部分、即
ち、各透明微小球体２の光出射部位上にのみ、光吸収層
３の開口部３ａを形成することができる。
【００７９】この後は、既述した第１の実施の形態の図
６（ａ）〜（ｃ）の工程と同様にして、平面型レンズを
製造する。
【００８０】この第３の実施の形態の製造方法によって
も、各透明微小球体２の実際の光出射部位上にのみ正確
且つ簡便に光吸収層３の開口部３ａを形成することがで
き、その開口部３ａは、図８（ｄ）に示すように、多少
厚みの有る孔状に形成される。
【００８１】〔第４の実施の形態〕図９に、本発明の第
４の実施の形態による平面型レンズの製造方法を示す。
【００８２】この第４の実施の形態では、例えば、上述
した第１の実施の形態の図４（ｄ）までの工程で、各透
明微小球体２を透明粘着層５に埋め込み固定した後、図
９（ａ）に示すように、例えば、紫外線に感光して特定
の溶剤に可溶となるＵＶ感光樹脂（フォトポリマー）
（例えば、ノボラック樹脂とｏ−ナフトキノンジアジド
スルホン酸エステルとの２成分系のポジ型フォトレジス
ト）に、例えば、カーボン（カーボンブラック）等を混
入して着色した有色樹脂組成物からなる光吸収層３を、
各透明微小球体２を実質的に完全に覆う厚さまで形成す
る。
【００８３】しかる後、図９（ｂ）に示すように、透明
基板４の側から、紫外線による平行光（若しくは、それ
に準ずる光）６６を照射し、各透明微小球体２により収
斂された光に、各透明微小球体２の光出射部位上の光吸
収層３の部分３ｃのみを感光させる。この時、透明微小
球体２間の部分の光吸収層３に光が当たらないように、
光吸収層３を形成する前に、予め、透明微小球体２間の
部分に薄くトナー層を形成しておいても良い。
【００８４】次に、図９（ｃ）に示すように、溶剤６７
を光吸収層３に接触させ、光吸収層３の感光した部分３
ｃのみを洗い流して、光吸収層３に開口部３ａを形成す
る。
【００８５】この後は、既述した第１の実施の形態の図
６（ａ）〜（ｃ）の工程と同様にして、平面型レンズを
製造する。
【００８６】この第４の実施の形態の製造方法によって
も、各透明微小球体２の実際の光出射部位上にのみ正確
且つ簡便に光吸収層３の開口部３ａを形成することがで
き、その開口部３ａは、図９（ｃ）に示すように、多少
厚みの有る孔状に形成される。
【００８７】図１０〜図２９に、本発明の方法により製
造される平面型レンズ２３の種々の態様を示す。
【００８８】図１０の例は、光入射側の透明基板４と透
明粘着層５と透明微小球体２と光吸収層３とからなる最
も基本的な構造の平面型レンズ２３である。光出射側に
おける透明微小球体２及び光吸収層３の保護を特に必要
としない場合には、このままの形でも充分に使用可能で
ある。
【００８９】図１１の例は、図１０に示した最も基本的
な構造において、光出射側に透明粘着層６を設け、光出
射側における透明微小球体２及び光吸収層３の保護を図
ったものである。
【００９０】図１２の例は、図１０に示した最も基本的
な構造において、光出射側に透明基板１を設け、光出射
側における透明微小球体２及び光吸収層３の、より強固
な保護を図ったものである。この構造は、光吸収層３と
して、それ自体に接着機能を有するものを用いた場合に
可能である。
【００９１】図１３の例は、図１０に示した最も基本的
な構造において、光出射側に透明粘着層６を介して透明
基板１を設けたものであり、例えば、図３〜図６で説明
した製造工程により製造される構造である。
【００９２】図１４の例は、図１１に示した構造におい
て、光入射側の透明基板４を省略したものである。この
構造は、例えば、光入射側の透明基板４の代わりに剥離
可能な基板を用いて図１１の構造を製造し、その過程の
適当な時期にその基板を剥離すれば、製造することがで
きる。
【００９３】図１５の例は、同様に、図１２に示した構
造において、光入射側の透明基板４を省略したものであ
る。
【００９４】図１６の例は、図１４に示した構造を製造
後、その平面型レンズ２３の光入射側にフレネルレンズ
２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１０を構成
したものである。
【００９５】図１７の例は、同様に、図１５に示した構
造を製造後、その平面型レンズ２３の光入射側にフレネ
ルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリーン１
０を構成したものである。
【００９６】図１８の例は、図１０に示した構造におい
て、透明基板４の代わりに剥離基板を用いて平面型レン
ズ２３を製造し、剥離基板を剥離後、その光入射側にフ
レネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型スクリー
ン１０を構成したものである。このように、平面型レン
ズ２３自体に基板を設けなくても、フレネルレンズ２２
と接合することにより、その形状安定性を確保すること
が可能である。
【００９７】図１９の例は、同様に、図１１に示した構
造において、透明基板４の代わりに剥離基板を用いて平
面型レンズ２３を製造し、剥離基板を剥離後、その光入
射側にフレネルレンズ２２を接合して、一体型の透過型
スクリーン１０を構成したものである。
【００９８】図２０の例は、図１４に示した構造の平面
型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々酸化シリコ
ン（ＳｉＯ2 ）膜等の反射防止膜７を設けたものであ
る。
【００９９】図２１の例は、同様に、図１５に示した構
造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反
射防止膜７を設けたものである。
【０１００】図２２の例は、同様に、図１０に示した構
造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反
射防止膜７を設けたものである。
【０１０１】図２３の例は、同様に、図１１に示した構
造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反
射防止膜７を設けたものである。
【０１０２】図２４の例は、同様に、図１２に示した構
造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反
射防止膜７を設けたものである。
【０１０３】図２５の例は、同様に、図１３に示した構
造の平面型レンズ２３の光入射側及び光出射側に夫々反
射防止膜７を設けたものである。
【０１０４】図２６の例は、図１６に示した構造におい
て、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型レンズ２
３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたものである。
【０１０５】図２７の例は、同様に、図１７に示した構
造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型
レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたもの
である。
【０１０６】図２８の例は、同様に、図１８に示した構
造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型
レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたもの
である。
【０１０７】図２９の例は、同様に、図１９に示した構
造において、フレネルレンズ２２の光入射側及び平面型
レンズ２３の光出射側に夫々反射防止膜７を設けたもの
である。
【０１０８】以上に説明した平面型レンズ２３は、例え
ば、図３２又は図３３に示す背面投射型プロジェクタ用
の透過型スクリーン１０に用いて特に好適なものであ
る。
【０１０９】なお、以上に説明した実施の形態において
は、透明微小球体２を平面状に配置したが、透明微小球
体２は、例えば、僅かに湾曲した透明基板に沿って曲面
状に配置されても良い。
【０１１０】
【発明の効果】本発明においては、複数の透明微小球体
からなる平面型レンズを製造するに際し、平面型レンズ
の実際の使用形態と実質的に同じ経路で光を透過させ、
各透明微小球体の光出射部において、その光の当たった
部分の光吸収層のみを選択的に除去して、各透明微小球
体の光出射部位上に光吸収層の開口部を形成する。
【０１１１】従って、例えば、透明微小球体の球径等に
多少のばらつきが有る場合でも、各透明微小球体の実際
の光出射部位上にのみ正確且つ簡便に光吸収層の開口部
を形成することができる。この結果、この本発明による
平面型レンズを、例えば、透過型スクリーンに用いた時
に、輝度及びコントラストのムラの少ない優れた透過型
スクリーンを得ることができる。
【０１１２】また、本発明による製造方法は、例えば、
各透明微小球体の光出射部位上の光吸収層を拭き取って
除去する場合に比し、大幅な労力削減及び工程時間の短
縮が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による平面型レンズ
の製造方法を示す概略断面図及び平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による平面型レンズ
の光線追跡シミュレーションの結果を示す模式図であ
る。
【図３】本発明の第１の実施の形態による平面型レンズ
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による平面型レンズ
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による平面型レンズ
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による平面型レンズ
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による平面型レンズ
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態による平面型レンズ
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態による平面型レンズ
の製造方法を工程順に示す概略断面図である。
【図１０】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図１１】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図１２】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図１３】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図１４】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図１５】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図１６】本発明により製造される平面型レンズを用い
た背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す
概略断面図である。
【図１７】本発明により製造される平面型レンズを用い
た背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す
概略断面図である。
【図１８】本発明により製造される平面型レンズを用い
た背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す
概略断面図である。
【図１９】本発明により製造される平面型レンズを用い
た背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す
概略断面図である。
【図２０】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図２１】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図２２】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図２３】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図２４】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図２５】本発明により製造される平面型レンズの一態
様を示す概略断面図である。
【図２６】本発明により製造される平面型レンズを用い
た背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す
概略断面図である。
【図２７】本発明により製造される平面型レンズを用い
た背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す
概略断面図である。
【図２８】本発明により製造される平面型レンズを用い
た背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す
概略断面図である。
【図２９】本発明により製造される平面型レンズを用い
た背面投射型プロジェクタ用スクリーンの一態様を示す
概略断面図である。
【図３０】従来の背面投射型プロジェクタを示す概略図
である。
【図３１】従来の背面投射型プロジェクタにおけるレン
チキュラーレンズの構成を示す概略図及び断面図であ
る。
【図３２】透明微小球体による平面型レンズを用いたオ
ープンタイプの背面投射型プロジェクタを示す概略図で
ある。
【図３３】透明微小球体による平面型レンズを用いたボ
ックスタイプの背面投射型プロジェクタを示す概略図で
ある。
【図３４】透明微小球体による平面型レンズの構成を示
す概略断面図である。
【符号の説明】
１、４…透明基板、２…透明微小球体、３…光吸収層、
３ａ…開口部、５、６…透明粘着層、７…反射防止膜、
８…透明粘着層、１０…透過型スクリーン、２１…映像
投射部、２２…フレネルレンズ、２３…平面型レンズ、
２４…反射ミラー、２５…筐体、６１…平行光、６２…
トナー吸収シート、６３…加圧ロール、６４…レーザー
光、６５、６６…紫外線、６７…溶剤、Ｌ…投射映像
光、Ｌin…入射光、Ｌout …出射光、Ｌex…外光

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板の上に透明粘着層を形成する工
    程と、 前記透明粘着層の上に複数の透明微小球体を供給し、所
    定深さまで前記透明粘着層に埋め込む工程と、 前記透明粘着層から露出した部分の前記複数の透明微小
    球体間の間隙に、前記複数の透明微小球体を埋め込む厚
    さまで、光吸収層を形成する工程と、 前記透明基板の側から平行光を照射して、前記各透明微
    小球体により収斂された前記光のエネルギーにより、前
    記各透明微小球体の光出射部位上の前記光吸収層を溶融
    させる工程と、 溶融した部分の前記光吸収層を除去する工程と、を有す
    る、平面型レンズの製造方法。
  2. 【請求項２】 溶融した部分の前記光吸収層を、シート
    部材に吸収させて除去する、請求項１に記載の平面型レ
    ンズの製造方法。
  3. 【請求項３】 前記光吸収層を除去する工程の後、その
    上に、第２の透明粘着層を介して、第２の透明基板を積
    層する工程を更に有する、請求項１に記載の平面型レン
    ズの製造方法。
  4. 【請求項４】 透明基板の上に透明粘着層を形成する工
    程と、 前記透明粘着層の上に複数の透明微小球体を供給し、所
    定深さまで前記透明粘着層に埋め込む工程と、 前記透明粘着層から露出した部分の前記複数の透明微小
    球体間の間隙に、前記複数の透明微小球体を埋め込む厚
    さまで、光吸収層を形成する工程と、 前記透明基板の側から平行光を照射して、前記各透明微
    小球体により収斂された前記光のエネルギーにより、前
    記各透明微小球体の光出射部位上の前記光吸収層を、燃
    焼、昇華又はアブレーションにより除去する工程と、を
    有する、平面型レンズの製造方法。
  5. 【請求項５】 カーボン及びニトロセルロースを含有し
    た樹脂組成物からなる光吸収層を形成する、請求項４に
    記載の平面型レンズの製造方法。
  6. 【請求項６】 前記光吸収層を除去する工程の後、その
    上に、第２の透明粘着層を介して、第２の透明基板を積
    層する工程を更に有する、請求項４に記載の平面型レン
    ズの製造方法。
  7. 【請求項７】 透明基板の上に第１の透明粘着層を形成
    する工程と、 前記第１の透明粘着層の上に複数の透明微小球体を供給
    し、所定深さまで前記第１の透明粘着層に埋め込む工程
    と、 前記第１の透明粘着層から露出した部分の前記複数の透
    明微小球体間の間隙に、前記複数の透明微小球体を埋め
    込む厚さまで、光に感じて粘着性を失う第２の透明粘着
    層を形成する工程と、 前記透明基板の側から平行光を照射して、前記各透明微
    小球体により収斂された前記光によって、前記各透明微
    小球体の光出射部位上の前記第２の透明粘着層を感光さ
    せる工程と、 感光しなかった部分の前記第２の透明粘着層の上に光吸
    収層を形成する工程と、を有する、平面型レンズの製造
    方法。
  8. 【請求項８】 前記第２の透明粘着層を感光させる光と
    して、紫外線を用いる、請求項７に記載の平面型レンズ
    の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記光吸収層を形成する工程の後、その
    上に、第３の透明粘着層を介して、第２の透明基板を積
    層する工程を更に有する、請求項７に記載の平面型レン
    ズの製造方法。
  10. 【請求項１０】 透明基板の上に透明粘着層を形成する
    工程と、 前記透明粘着層の上に複数の透明微小球体を供給し、所
    定深さまで前記透明粘着層に埋め込む工程と、 前記透明粘着層から露出した部分の前記複数の透明微小
    球体間の間隙に、前記複数の透明微小球体を埋め込む厚
    さまで、光に感じて特定の溶剤に可溶となる光吸収層を
    形成する工程と、 前記透明基板の側から平行光をに照射して、前記各透明
    微小球体により収斂された前記光によって、前記各透明
    微小球体の光出射部位上の前記光吸収層を感光させる工
    程と、 感光した部分の前記光吸収層を前記溶剤に溶解させて除
    去する工程と、を有する、平面型レンズの製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記光吸収層を感光させる光として、
    紫外線を用いる、請求項１０に記載の平面型レンズの製
    造方法。
  12. 【請求項１２】 前記光吸収層を除去する工程の後、そ
    の上に、第２の透明粘着層を介して、第２の透明基板を
    積層する工程を更に有する、請求項１０に記載の平面型
    レンズの製造方法。
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