JP2004240159A - スクリーン及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】広視野角と高コントラストとが両立したスクリーン及びその製造方法を提供する。
【解決手段】スクリーン基板１１上の選択反射層１２と拡散板１７との間に複数の集光レンズが平面に配置されてなる集光レンズ群１５を備え、前記集光レンズ群１５と選択反射層１２との間で、かつ当該集光レンズのプロジェクター光と光軸が異なる外光の射出領域に吸収層パターン１４を備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、明光下において高コントラストの画像を広視野角で見ることができるスクリーン及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、会議等において発言者が資料を提示する方法としてオーバヘッドプロジェクターやスライドプロジェクターが広く用いられている。また、一般家庭においても液晶を用いたビデオプロジェクターや動画フィルムプロジェクターが普及しつつある。これらのプロジェクターの映写方法は光源から出力された光をライトバルブによって光変調して画像光を形成し、この画像光をレンズ等の光学系を通して出射してスクリーン上に映写するものである。
【０００３】
この種のプロジェクターとしては、カラー画像を表示させることができるものがあり、光源として三原色である赤色（Ｒｅｄ＝Ｒ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ＝Ｇ）、青色（Ｂｌｕｅ＝Ｂ）を含んだ白色光を発するランプが用いられ、ライトバルブとしては透過型の液晶パネルが用いられている。このプロジェクターでは、光源から出射された白色光が、照明光学系によって赤色光、緑色光および青色光の各色の光線に分離され、これら光線が所定の光路に収束される。これら光束が液晶パネルにより画像信号に応じて空間的に変調され、変調された光束が光合成部によってカラー画像光として合成され、合成されたカラー画像光が投影レンズによりスクリーンに拡大投射される。
【０００４】
また、最近、カラー画像を表示させることが可能なプロジェクターとして、光源に狭帯域三原色光源、例えばＲＧＢ三原色の各色の狭帯域光を発するレーザ発振器を用い、ライトバルブに回折格子型ライトバルブ（ＧＬＶ：Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）を用いた装置が開発されている。このプロジェクターでは、レーザ発振器により出射された各色の光束が、画像信号に応じてＧＬＶにより空間的に変調される。このように変調された光束は、前述したプロジェクターと同様にして、光合成部によってカラー画像光として合成され、この合成されたカラー画像光が投影レンズによりスクリーンに拡大投射される。
【０００５】
このようなプロジェクターに用いられるスクリーンとしては、例えば、スクリーン前方のプロジェクター（フロントプロジェクター）から照射される画像光を反射して反射光により投影画像を見ることができるようにしたものがあるが、良好な視認性を得るために、広視野角、高コントラスト、高輝度の画像を表示することが求められている。
【０００６】
ここで、視野角とは、スクリーン中央での反射輝度が１／２となる角度で、実用的には１５度以上が必要とされている。このような視野角は、反射画像光を散乱させることによって大きくすることができるため、通常スクリーン表面に光を散乱させる拡散層が設けられ、この拡散層の拡散角を大きくすることによって、広視野角が図られている。
【０００７】
一方、白色映像輝度（白レベル）と黒色映像輝度（黒レベル）との比で表されるコントラストは、いかにして外光の反射を抑えて黒レベルを下げるかがポイントであるが、従来のスクリーンでは部屋を暗くしないとプロジェクターで投影された映像がよく見えないほどコントラスト性能に問題があった。
【０００８】
この問題を解決し部屋が明るい状態でもコントラストの高い映像を表示することが可能なスクリーンとして、投影光の通る部分を透明とし、それ以外の部分を可視光が吸収されるように着色したビーズをスクリーン基板上に複数個貼り付けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−１３７００９号公報（段落［００１５］〜［００１６］、図３、図４）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記スクリーンでは、広視野角を確保するために屈折率の異なるビーズを適度に混在させる必要があり、さらにビーズの材料に感光性材料を用いて着色ビーズに透明層を形成しており、材料の選定や品質の安定性など実用上問題があった。
【００１１】
これに対して、本出願人と同一の出願人により、波長領域に応じて選択的に光を反射する選択反射層を用いて、プロジェクターから投影される画像光を主に反射し、プロジェクター以外の例えば蛍光灯や太陽等からの光、すなわち外光は反射しないようにしたスクリーン（特願２００２−０７０７９９号等）が提案されている。図５は、このスクリーンの構成例を示すもので、スクリーン基板９１上に選択反射層９２が形成され、選択反射層９２の前面に反射光を散乱させる拡散層９３が、さらに選択反射層９２の背後に透過光を吸収する吸収層９８が設けられている。このスクリーンにおいては、外光の影響を大幅に低減することができるため、部屋が明るい状態でもスクリーンゲインを下げることなく黒レベルを下げることができ、コントラストの高い鮮明な映像を表示することができる。
【００１２】
しかしながら、このスクリーンにおいても、視野角を広げるためには拡散層９３の拡散角を大きくする必要があり、一般にスクリーン上方から入射する外光は、拡散層９３の拡散角が小さい場合には拡散層９３を透過する割合が少ないが、拡散角を大きくすると、拡散層９３を透過する割合が多くなるため選択反射層９３で反射される外光の量も多くなり、黒レベルを上げることになって結果的にコントラストを低下させてしまう。これは、選択反射層９２が、図６にその反射特性を示すように、画像光の波長領域以外の例えば波長ａでも、すべて透過するわけではなく少し反射するためである。
【００１３】
本発明は、上記問題点に対処してなされたもので、拡散層の拡散角を大きくしても、外光の影響を抑制することができ、明光下において広視野角と高コントラストと高輝度を実現することができる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】
請求項１の発明は、画像光の照射により画像を表示するスクリーンにおいて、画像光を反射する反射層と、反射層で反射した光を散乱させる拡散層と、拡散層と反射層の間に設けられ、拡散層を介して入射する光を集光する集光レンズが複数配列されてなる集光レンズ群と、集光レンズ群と反射層の間に設けられ、画像光と異なる方向から入射する光を吸収する吸収層パターンとを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１の発明においては、所定の入射角範囲内で入射する画像光は拡散層を透過して各集光レンズにより収束され、反射層にて反射して逆の経路を辿って拡散層により拡散される。一方、天井の照明等の画像光の入射角範囲よりも大きな角度で入射する外光は、拡散層の拡散角を大きくした場合には拡散層を透過する割合が多くなるが、透過しても各集光レンズの背後に形成されている吸収層パターンにより吸収され、反射層により反射されない。したがって、拡散層の拡散角を大きくして広視野角化を図っても、外光の拡散層透過による黒レベルの上昇を防ぐことができ、広視野角でかつ高コントラストのスクリーンを実現することが可能となる。なお、反射層は、画像光を反射するものであればよく、例えばアルミニウム等の金属材料や光輝性顔料など反射率の高い材料を用いることで、高輝度のスクリーンが得られる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１のスクリーンにおいて、拡散層と集光レンズ群の間、及び集光レンズ群と反射層の間に、それぞれの構成材料よりも屈折率の低い層を有することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２のスクリーンにおいて、屈折率の低い層が接着剤を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項２、３の発明においては、拡散層、集光レンズ群及び反射層の光学特性のみを考慮すればよく、スクリーン設計が容易となる。なお、拡散層と集光レンズ群との間、及び集光レンズ群と反射層との間に設けられる層は、可視波長領域の光を透過するもので、拡散層、集光レンズ及び反射層を構成する材料よりも屈折率の低いものであればよく、それらを接着するものであればなおよい。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１のスクリーンにおいて、集光レンズ群がレンチキュラレンズであることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１のスクリーンにおいて、集光レンズ群がマイクロレンズアレイであることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１のスクリーンにおいて、集光レンズが透明な円柱形のロッドあるいは球形のビーズであることを特徴とする。
【００１９】
請求項４〜６の発明においては、拡散層を介して入射する光を集光することが可能となる。なお、レンチキュラレンズは、かまぼこ型レンズがその長手方向と直交する方向に連なった形態を有し、レンチキュラレンズの背面に形成される吸収層パターンはストライプ状となる。かまぼこ型レンズの長手方向がスクリーンの横方向となっている場合には、スクリーンに対して上方から入射する外光、例えば天井の照明からの光を吸収層パターンに吸収させることが可能となる。一方、かまぼこ型レンズの長手方向がスクリーンの縦方向となっている場合には、スクリーンに対して横方向から入射する外光、例えば窓から入射する太陽光を吸収層パターンに吸収させることが可能となる。透明な円柱形のロッドを配列しても、レンチキュラレンズと同様の作用効果が得られる。また、集光レンズ群としてマイクロレンズアレイを用いた場合には、上下左右から入射する外光を吸収層パターンに吸収させることが可能となる。マイクロレンズアレイの代わりに多数のビーズを用いても同様の効果が得られる。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１のスクリーンにおいて、集光レンズの配列ピッチが１画素より小さいことを特徴とする。これにより、画質の良好なスクリーンを得ることが可能となる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１のスクリーンにおいて、反射層が、画像光に対応する特定波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも前記特定波長領域を除く可視波長領域の光に対して高透過特性を有することを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項８のスクリーンにおいて、反射層が、高屈折率層とこれより屈折率の低い低屈折率層を交互に積層した光学多層膜からなることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８のスクリーンにおいて、反射層を透過した光を吸収する吸収層を備えたことを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項８のスクリーンにおいて、特定波長領域が、赤色光の波長領域、緑色光の波長領域及び青色光の波長領域を含むことを特徴とする。
【００２２】
請求項８〜１１の発明においては、画像光と略同じ方向から外光が入射しても、反射層が画像光の波長領域、例えばＲＧＢ三原色波長領域を除く波長領域の外光成分をほとんど反射しないため、反射層が可視波長領域のすべての光を反射する場合と比較して、よりいっそう外光の影響を低減して黒レベルを下げることができ、明光下においてさらに高コントラストの画像を表示することが可能となる。
【００２３】
請求項１２の発明は、画像光の照射により画像を表示するスクリーンの製造方法において、集光レンズが複数配列されてなる集光レンズ群の収束する光の入射側に拡散層を形成する拡散層形成工程と、集光レンズ群の収束する光の射出側に光吸収剤を含有する感光性樹脂層を形成する工程と、感光性樹脂層に拡散層及び集光レンズ群を介して光を所定の位置から照射して露光する露光工程と、感光性樹脂層の露光された部分を除去して吸収層パターンを形成する工程と、集光レンズ群の吸収層パターンが形成された面に反射層を形成する反射層形成工程とを含むことを特徴とする。
【００２４】
請求項１３の発明は、請求項１２のスクリーンの製造方法において、拡散層形成工程が、集光レンズ群及び拡散層の構成材料より屈折率の低い接着剤を用いて、集光レンズ群に拡散層となる拡散板を貼り合わせる工程を含むことを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１２のスクリーンの製造方法において、露光工程での前記所定の位置が、画像光の照射位置に合わせて設定されることを特徴とする。
請求項１５の発明は、請求項１２のスクリーンの製造方法において、反射層形成工程が、集光レンズ群及び反射層の構成材料より屈折率の低い接着剤を用いて、集光レンズ群に反射層が形成された基板を貼り合わせる工程を含むことを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項１２のスクリーンの製造方法において、集光レンズ群が、レンチキュラレンズあるいはマイクロレンズアレイであることを特徴とする。
【００２５】
請求項１２〜１６の発明においては、広視野角、高コントラスト、高輝度の性能を備えたスクリーンを容易に製造することが可能となる。
【００２６】
請求項１７の発明は、請求項１２のスクリーンの製造方法において、反射層が、画像光に対応する特定波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも前記特定波長領域を除く可視波長領域の光に対して高透過特性を有することを特徴とする。
請求項１８の発明は、請求項１７のスクリーンの製造方法において、反射層が、高屈折率層とこれより屈折率の低い低屈折率層を交互に積層した光学多層膜からなることを特徴とする。
請求項１９の発明は、請求項１７のスクリーンの製造方法において、反射層が、吸収層を備えた基板上に形成されることを特徴とする。
【００２７】
請求項１７〜１９の発明においては、さらに高コントラストの性能に優れたスクリーンを容易に製造することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態における構成を示す断面図である。図１に示すように、スクリーン１０は、スクリーン基板１１上に選択反射層１２と、接着層１３と、吸収層パターン１４と、レンチキュラレンズ１５と、接着層１６と、拡散板１７とを備え、スクリーン基板１１の裏面に吸収層１８を備えている。
【００２９】
スクリーン基板１１は、スクリーンの支持体となるものであり、スクリーンとしての強度を有するものであれば、種々の材料を用いることができるが、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリオレフィン（ＰＯ）等のポリマーにより構成することができる。
【００３０】
選択反射層１２は、プロジェクター光の波長領域、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色波長領域の光を反射し、三原色波長領域以外の波長領域の光を透過する特性を有する光学薄膜であり、例えば本出願人と同一の出願人により提案された光学多層膜（特願２００２−０７０７９９号等）が用いられる。この光学多層膜は高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層されてなり、図６に示すように三原色波長領域のような特定波長領域の光を選択的に反射するように設計されている。
【００３１】
なお、選択反射層１２に代えてアルミニウム等の反射率の高い金属材料や光輝性顔料などの光を反射する材料を用いた可視光領域の反射層としても、本発明による広視野角化と高コントラスト化とを両立させる効果は得られる。このような反射層は、スクリーン基板１１の表面に蒸着法や塗布法等により形成することができる。また、この他にも、金属薄膜や金属板、もしくは金属蒸着フィルムをスクリーン基板１１に貼着してもよい。また、スクリーン基板１１を反射性材料で構成してもよい。
【００３２】
吸収層パターン１４は、可視光を吸収する特性をもった層であり、レンチキュラレンズ１５の平坦面（裏側）に所定のマージンで設けられたストライプ状の光吸収膜である。それぞれのストライプはレンチキュラレンズ１５のかまぼこ型レンズの長手方向に平行で所定の幅をもった直線の帯状膜であり、レンチキュラレンズ１５のおもて面凹凸形状の凹部ほぼ直下に位置する。詳しくは、この吸収層パターン１４の幅及び位置は、スクリーン１０使用時にプロジェクター光と光軸が異なる外光がレンチキュラレンズ１５から射出される領域であり、この外光は吸収層パターン１４によって吸収される。また、逆に光吸収膜が存在しない部分はスクリーン１０正面からの光がレンチキュラレンズ１５で集光され射出される領域であり、当該光は選択反射層１２に到達する。
【００３３】
また、プロジェクターからの光Ｌ１は実際には投射レンズを通して投射されるため、スクリーンへの入射角度は図１のようにスクリーン１０に対して垂直入射ばかりでなく、ある角度範囲をもっている。そのため、その角度範囲に合わせて吸収層パターン１４を決定することが望ましい。すなわち、スクリーン１０へのプロジェクター光の入射角度に応じて吸収層パターン１４を形成するとよく、例えばスクリーン１０の中央部から周辺部にいくにしたがって吸収層パターンが徐々にずれていくようにすればよい。あるいは、吸収層パターンを一定としてプロジェクター光の入射角度範囲を考慮した適正なマージン寸法とするパターン設計を行ってもよい。
【００３４】
レンチキュラレンズ１５は、微小半円筒型レンズ（かまぼこ型レンズ）がその長手方向に対して直角方向に連なった形態を有する集光レンズ群であり、スクリーン基板１１上の選択反射層１２を覆うように配置されている。また、材質としてはプロジェクターで使用する波長域の光を透過する性質のものであれば特に制約はなく、ガラスやプラスチックなど通常のレンズ構成材料であればよく、このレンズのピッチは１画素よりも狭くなっている。
【００３５】
レンチキュラレンズ１５のスクリーン１０上の配置として、外光の入射方向に対応させると効率的に高コントラスト化が図れる。例えば、外光がスクリーン１０に対して上方から入射してくる場合には、前記かまぼこ型レンズの長手方向（図１において紙面垂直方向）がスクリーン１０上において横方向とし、外光がスクリーン１０に対して横方向から入射してくる場合には、前記かまぼこ型レンズの長手方向がスクリーン１０上において縦方向となるようにするとよい。
なお、レンチキュラレンズ１５に代えて、マイクロレンズアレイとしても本発明と同様の効果を得ることができる。この場合、スクリーン１０に対して上下左右どの方向からの外光の入射があっても画像光への影響を排除できる。
【００３６】
拡散板１７は片面の表面が凹凸形状となっており、その構成材料はプロジェクターで使用する波長域の光を透過する性質のものであれば特に制約はなく、拡散板として通常使用されるガラスやプラスチックなどでよい。例えばエポキシ樹脂からなる。選択反射層１２で反射された光は拡散板１７を透過して射出される際に拡散し、視聴者はこの拡散した反射光を観察することで自然な画像を視認することができるようになる。拡散板１７における拡散角はその視認性を決める重要な要因であり、拡散板を構成する材料の屈折率や表面の凹凸形状などを調整することによってその拡散角を増大させる。
また、プロジェクターの光源がレーザである場合にはスクリーン上のぎらつきであるスペックルパターンの発生を防止するために拡散板１７の表面形状パターンをランダムにするとよい。
【００３７】
接着層１３は、選択反射層１２とレンチキュラレンズ１５とを貼り合わせる層であり、選択反射層１２及びレンチキュラレンズ１５を構成する材料よりも低屈折率の層である。また、接着層１６は、レンチキュラレンズ１５と拡散板１７とを貼り合わせる層であり、レンチキュラレンズ１５及び拡散板１７を構成する材料よりも低屈折率の層である。接着層１３、１６は同じ材質でもよく、低屈折率の透明接着剤により必要な構成部分を貼り合わせた後に硬化させて形成すればよい。
【００３８】
なお、接着層１３、１６は、選択反射層１２とレンチキュラレンズ１５、あるいはレンチキュラレンズ１５と拡散板１７とが実用上はがれない程度にくっつける粘着層であってもよい。
また、選択反射層１２とレンチキュラレンズ１５、あるいはレンチキュラレンズ１５と拡散板１７との間は必ずしも前記接着剤（粘着剤も含む）で充填されている必要はなく、一部分の貼り合わせまたは他の手段で接着力が確保されていれば、その部分を空気層としてもよい。
【００３９】
吸収層１８は、選択反射層１２を透過した光を吸収させるためのもので、例えば、スクリーン基板１１の選択反射層１２を成膜する面とは反対の裏面に黒色の樹脂フィルムを貼り合わせる、もしくはスクリーン基板１１の表面または裏面に黒色塗料を塗布する、あるいはスクリーン基板１１中にカーボン粉末等の黒色微粒子を分散させる、などの方法により形成することができる。なお、この吸収層１８は、選択反射層１２の代わりに可視光を均一に反射する反射層を用いた場合には不要となる。
【００４０】
つぎに、本発明に係るスクリーン１０の製造方法について図２を参照して説明する。
（ｓ１）スクリーン基板としてＰＥＴフィルムからなるスクリーン基板１１を用意し、当該スクリーン基板１１の一方の表面に選択反射層１２を蒸着やスパッタリング等の真空薄膜形成方法や、溶剤を用いた塗布方法等により成膜する。真空薄膜形成方法による場合には、例えば、ＡＣスパッタリング法により高屈折率層としてＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５等の高屈折率材料と、低屈折率層としてＳｉＯ_２、ＭｇＦ_２等の低屈折率材料とを交互に積層して形成する。またこのとき、使用される光の波長域に応じて各層の膜厚設計を行っておく。あるいは、塗布方法による場合には、高屈折率層及び低屈折率層として、例えば、屈折率の異なる熱硬化性樹脂を用いるようにする。また、スクリーン基板１１の裏面に黒色塗料も塗布して吸収層１８を形成する。
【００４１】
（ｓ２）レンチキュラレンズ１５の凹凸の有る面（おもて面）に低屈折率の透明接着剤（ＥＰＯＸＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製ＥＰＯＴＥＫ３９６）を塗布し、その上に拡散板１７の凹凸の有る面とは反対面を接触面として搭載した後に当該接着剤を硬化させてレンチキュラレンズ１５と拡散板１７とを貼り合わせる接着層１６とする（図２（ａ））。
【００４２】
（ｓ３）レンチキュラレンズ１５の裏面に黒色の光吸収剤を含有した感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂層１９を形成する（図２（ｂ））。
（ｓ４）スクリーン正面のプロジェクター照射位置から所定の光を拡散板１７側からレンチキュラレンズ１５に照射することにより、当該光はレンチキュラレンズ１５により集光され、レンチキュラレンズ１５の射出領域の感光性樹脂層１９を露光させる（図２（ｃ））。
（ｓ５）所定の現像液で現像することにより感光性樹脂層１９の露光部分は除去され、吸収層パターン１４が形成される（図２（ｄ））。
【００４３】
（ｓ６）ステップｓ２と同じ方法によりレンチキュラレンズ１５裏面（一部吸収層パターン１４）と選択反射層１２とを貼り合わせる接着層１３を形成し、本発明に係るスクリーン１０とする。
なお、ステップｓ４の露光の際には、想定されるプロジェクター照射位置の範囲内で露光用の照射位置を前後させればよい。
【００４４】
上記スクリーン１０によって、例えば、グレーティング・ライト・バルブ（ＧＬＶ）を用いた回折格子型プロジェクターのようなＲＧＢ光源からの光を投射した場合にスクリーン１０上で広視野角で、かつコントラストが高く、外光の映り込みのない良好な映像が鑑賞できるようになる。
【００４５】
すなわち、図１において、拡散板１７の拡散角の増大（広視野角化）に伴って当該拡散板１７を透過する外光Ｌ９１の量は増加するが、上記の通り、レンチキュラレンズ１５のスクリーン１０上の配置、及び吸収層パターン１４のレンチキュラレンズ１５に対する配置を工夫することにより当該外光を効率的に吸収することが可能となる。
その結果、スクリーン１０の正面からの光Ｌ１は、拡散板１７を透過し、レンチキュラレンズ１５で集光されて選択反射層１２に到達し、当該選択反射層１２にて光Ｌ１に含まれる外光成分の大部分は透過されつつ映像に関わる特定波長領域の光のみ選択的に反射され、その反射光は再びレンチキュラレンズ１５を透過し、拡散板１７表面にて拡散され視野角の広い画像光として視聴者に供される。一方、照明など上方からスクリーン１０に照射する外光Ｌ９１は、拡散板１７を透過し、レンチキュラレンズ１５で集光されるが、光Ｌ１と光軸が異なるため吸収層パターン１４に到達し、当該吸収層パターン１４にて吸収される。したがって、上記反射光である画像光への外光の影響を高いレベルで排除することができ、従来にない広視野角化と高コントラスト化との両立が可能となる。
【００４６】
図３は、本発明の第２の実施の形態における構成を示す断面図である。第２の実施の形態のスクリーン２０の構成は、図１においてレンチキュラレンズ１５を円柱ロッド形状の集光レンズ群２５としたもので、それ以外は第１の実施の形態における構成と同じで、スクリーン基板２１上に選択反射層２２と、接着層２３と、吸収層パターン２４と、集光レンズ群２５と、接着層２６と、拡散板２７とを備え、スクリーン基板２１の裏面に吸収層２８を備えている。
【００４７】
集光レンズ群２５は、円柱ロッド形状の集光レンズがその長手方向に対して直角方向に連なった形態を有する集光レンズ群であり、スクリーン基板２１上の選択反射層２２を覆うように配置されている。また、材質としてはガラスやプラスチックなど通常のレンズ構成材料であればよく、このレンズのピッチは１画素よりも狭くなっている。
【００４８】
また、スクリーン２０上の配置は、第１の実施の形態のレンチキュラレンズ１５と同様であり、外光がスクリーン２０に対して上方から入射してくる場合には、前記円柱ロッド形状の集光レンズの長手方向（図３において紙面垂直方向）がスクリーン２０上において横方向とし、外光がスクリーン２０に対して横方向から入射してくる場合には、前記円柱ロッド形状の集光レンズの長手方向がスクリーン２０上において縦方向となるようにするとよい。
なお、円柱ロッド形状の集光レンズに代えて、ビーズ状の集光レンズとしても本発明と同様の効果を得ることができる。この場合、スクリーン２０に対して上下左右どの方向からの外光の入射があっても画像光への影響を排除できる。
【００４９】
また、吸収層パターン２４は、第１の実施の形態と同様に可視光を吸収する特性をもった層であり、集光レンズ群２５の選択反射層２２側で、集光レンズが円柱ロッド形状である場合には当該集光レンズ群２５を構成する集光レンズ間に設けられたストライプ状の光吸収膜である。また、集光レンズがビーズ形状である場合には当該ビーズの頂点付近以外の領域が光吸収膜となる。詳しくは、この光吸収膜の幅及び位置は、スクリーン２０使用時にプロジェクター光と光軸が異なる外光が集光レンズ群２５から射出される領域であり、この外光は光吸収膜によって吸収される。また、逆に光吸収膜が存在しない部分はスクリーン２０正面からの光が集光レンズ群２５で集光され射出される領域であり、当該光は選択反射層２２に到達する。
【００５０】
つぎに、本発明に係るスクリーン２０の製造方法について図４を参照して説明する。なお、以下には第１の実施の形態の製造工程とは内容が異なる工程、すなわちレンチキュラレンズ１５に代えて集光レンズ群２５とする工程についてのみ説明する。それ以外の工程は第１の実施の形態における製造工程（ステップｓ１、ｓ６）と同様である。また、ここでは円柱ロッド形状の集光レンズを例にとり説明するが、ビーズ形状の集光レンズの場合も同様の製造方法である。
【００５１】
（ｓ２２）円柱ロッド形状の集光レンズを平面上に隙間なく並べて集光レンズ群２５とし、その上面（おもて面）に低屈折率の透明接着剤（ＥＰＯＸＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製ＥＰＯＴＥＫ３９６）を塗布し、その上に拡散板２７の凹凸の有る面とは反対面を接触面として搭載した後に当該接着剤を硬化させて集光レンズ群２５と拡散板２７とを貼り合わせる接着層２６とする（図４（ａ））。
（ｓ２３）集光レンズ群２５の裏面に黒色の光吸収剤を含有した感光性樹脂を塗布し、感光性樹脂層２９を形成する（図４（ｂ））。
（ｓ２４）スクリーン正面のプロジェクター照射位置から所定の光を拡散板２７側から集光レンズ群２５に照射することにより、当該光は集光レンズ群２５により集光され、集光レンズ群２５の射出領域の感光性樹脂層２９を露光させる（図４（ｃ））。
（ｓ２５）所定の現像液で現像することにより感光性樹脂層２９の露光部分は除去され、所定パターンの吸収層パターン２４が形成される（図４（ｄ））。
【００５２】
上記スクリーン２０によって、第１の実施の形態のスクリーン１０と同様の効果が得られる。
すなわち、図３において、拡散板２７の拡散角の増大（広視野角化）に伴って当該拡散板２７を透過する外光Ｌ９２の量は増加するが、集光レンズ群２５のスクリーン２０上の配置、及び吸収層パターン２４の集光レンズ群２５に対する配置を工夫することにより当該外光を効率的に吸収することが可能となり、従来にない広視野角化と高コントラスト化との両立が可能となる。
【００５３】
【発明の効果】
上述したように、請求項１の発明によれば、集光レンズ群のスクリーン上の配置、及び吸収層パターンの集光レンズ群に対する配置を調整することにより、スクリーン正面以外の角度からスクリーンに入射する光を吸収層パターンで吸収することができ、広視野角化と高コントラスト化との両立ができる。
【００５４】
請求項２、３の発明によれば、拡散板、集光レンズ群、反射層それぞれを介する層を相対的に低屈折率層とすることにより、スクリーン設計が容易となる。
【００５５】
請求項４〜６の発明によれば、集光レンズ群としてレンチキュラレンズ、マイクロレンズアレイ、円柱形ロッド列、あるいはビーズ群を用いることにより、拡散層を介して入射する光を集光し、その集光位置によって、画像光と外光を分別することができる。
【００５６】
請求項７の発明によれば、集光レンズの配列ピッチを１画素より小さくすることにより、画質の良好なスクリーンを得ることができる。
【００５７】
請求項８〜１１の発明によれば、画像光の波長領域の光を主に反射し、それ以外の波長領域の光を透過する選択反射層を備えることにより、可視波長領域のすべての光を反射する反射層を備えた場合と比較して、よりいっそう外光の影響を低減して黒レベルを下げることができ、明光下においてさらに高コントラストの画像を表示することができる。
【００５８】
請求項１２〜１６の発明によれば、集光レンズ群のスクリーン上の配置、及び吸収層パターンの集光レンズ群に対する配置を調整することにより広視野角化と高コントラスト化との両立が可能なスクリーンを簡便に作製できる。
【００５９】
請求項１７〜１９の発明のよれば、反射層として選択反射層とすることにより、画像光への外光の影響を高いレベルで排除することができ、従来にない高視野角化と高コントラスト化とが両立したスクリーンを作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のスクリーンにおける構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるスクリーンの製造工程図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態のスクリーンにおける構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるスクリーンの製造工程図である。
【図５】選択反射層を有するスクリーンの構成例を示す断面図である。
【図６】選択反射層の反射特性を示す概略図である。
【符号の説明】
１０，２０，９０…スクリーン、１１，２１，９１…スクリーン基板、１２，２２，９２…選択反射層、１３，１６，２３，２６…接着層、１４，２４…吸収層パターン、１５…レンチキュラレンズ、１７，２７，９３…拡散板、１８，２８，９８…吸収層、２５…集光レンズ群、１９，２９…感光性樹脂層、Ｌ１，Ｌ２…プロジェクター光、Ｌ９１，Ｌ９２…外光、ＵＶ…紫外光

Claims (19)

1. 画像光の照射により画像を表示するスクリーンにおいて、
   前記画像光を反射する反射層と、
   前記反射層で反射した光を散乱させる拡散層と、
   前記拡散層と反射層の間に設けられ、前記拡散層を介して入射する光を集光する集光レンズが複数配列されてなる集光レンズ群と、
   前記集光レンズ群と反射層の間に設けられ、前記画像光と異なる方向から入射する光を吸収する吸収層パターンと
   を備えたことを特徴とするスクリーン。
2. 前記拡散層と集光レンズ群の間、及び集光レンズ群と反射層の間に、それぞれの構成材料よりも屈折率の低い層を有することを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
3. 前記屈折率の低い層が接着剤を含むことを特徴とする請求項２記載のスクリーン。
4. 前記集光レンズ群がレンチキュラレンズであることを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
5. 前記集光レンズ群がマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
6. 前記集光レンズが透明な円柱形のロッドあるいは球形のビーズであることを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
7. 前記集光レンズの配列ピッチが１画素より小さいことを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
8. 前記反射層が、画像光に対応する特定波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも前記特定波長領域を除く可視波長領域の光に対して高透過特性を有することを特徴とする請求項１記載のスクリーン。
9. 前記反射層が、高屈折率層とこれより屈折率の低い低屈折率層を交互に積層した光学多層膜からなることを特徴とする請求項８記載のスクリーン。
10. 前記反射層を透過した光を吸収する吸収層を備えたことを特徴とする請求項８記載のスクリーン。
11. 前記特定波長領域が、赤色光の波長領域、緑色光の波長領域及び青色光の波長領域を含むことを特徴とする請求項８記載のスクリーン。
12. 画像光の照射により画像を表示するスクリーンの製造方法において、
    集光レンズが複数配列されてなる集光レンズ群の収束する光の入射側に拡散層を形成する拡散層形成工程と、
    前記集光レンズ群の収束する光の射出側に光吸収剤を含有する感光性樹脂層を形成する工程と、
    前記感光性樹脂層に前記拡散層及び集光レンズ群を介して光を所定の位置から照射して露光する露光工程と、
    前記感光性樹脂層の露光された部分を除去して吸収層パターンを形成する工程と、
    前記集光レンズ群の吸収層パターンが形成された面に反射層を形成する反射層形成工程と
    を含むことを特徴とするスクリーンの製造方法。
13. 前記拡散層形成工程が、前記集光レンズ群及び拡散層の構成材料より屈折率の低い接着剤を用いて、前記集光レンズ群に拡散層となる拡散板を貼り合わせる工程を含むことを特徴とする請求項１２記載のスクリーンの製造方法。
14. 前記露光工程での前記所定の位置が、画像光の照射位置に合わせて設定されることを特徴とする請求項１２記載のスクリーンの製造方法。
15. 前記反射層形成工程が、前記集光レンズ群及び反射層の構成材料より屈折率の低い接着剤を用いて、前記集光レンズ群に反射層が形成された基板を貼り合わせる工程を含むことを特徴とする請求項１２記載のスクリーンの製造方法。
16. 前記集光レンズ群が、レンチキュラレンズあるいはマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１２記載のスクリーンの製造方法。
17. 前記反射層が、画像光に対応する特定波長領域の光に対して高反射特性を有し、少なくとも前記特定波長領域を除く可視波長領域の光に対して高透過特性を有することを特徴とする請求項１２記載のスクリーンの製造方法。
18. 前記反射層が、高屈折率層とこれより屈折率の低い低屈折率層を交互に積層した光学多層膜からなることを特徴とする請求項１７記載のスクリーンの製造方法。
19. 前記反射層が、吸収層を備えた基板上に形成されることを特徴とする請求項１７記載のスクリーンの製造方法。

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