CN115857270A - 反射屏幕和影像显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种反射屏幕和影像显示装置，反射屏幕与影像源的相对位置的自由度高，并且能够显示出良好的影像。反射屏幕(10)将从影像源(Ls)投射出的影像光的一部分反射来显示影像，其中，该反射屏幕(10)具有：第1光学形状层(12)，其具有透光性，并且在背面侧的面上排列有多个单位光学形状(121)；以及反射层(13)，其形成于单位光学形状(121)的至少一部分，将入射光的一部分反射，并使入射光的其他至少一部分透射，光在单位光学形状(121)的排列方向上的扩散作用大于光在与排列方向垂直的方向上的扩散作用。

Description

反射屏幕和影像显示装置
本申请是分案申请，其原申请的申请号为201980041952.9，申请日为2019年7月18日，发明名称为“反射屏幕和影像显示装置”。
技术领域
本发明涉及反射屏幕以及具备该反射屏幕的影像显示装置。
背景技术
以往，作为使从影像源投射出的影像光反射来进行显示的反射屏幕，开发有各种各样的屏幕(例如，参照专利文献1)。其中，半透射型的反射屏幕由于美观性高等而需求高涨，其中，关于该半透射型的反射屏幕，其能够贴在像窗玻璃等那样透光性高的部件上等，并且投射影像光而能够作为可良好地视觉确认影像的反射屏幕来使用，在不投射影像光的非使用时等，能够透过屏幕而观察屏幕的另一侧的景色。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-114003号公报
发明内容
发明要解决的课题
在这样的半透射型的反射屏幕中，具有以下这样的反射屏幕：形成菲涅尔透镜形状等，使影像光偏转(会聚)，使得在规定的位置易于观察到影像光。然而，为了提高影像光的偏转效果，需要严格设定反射屏幕与影像源的相对位置，有时反射屏幕和影像源的设置作业的难度很高。
本发明的课题在于提供这样的反射屏幕和影像显示装置：反射屏幕与影像源的相对位置的自由度高并且能够显示出良好的影像。
用于解决课题的手段
本发明通过以下这样的解决手段来解决上述课题。另外，为了易于理解，标注了与本发明的实施方式对应的标号进行说明，但不限于此。
第1发明是一种反射屏幕(10)，其将从影像源(LS)投射出的影像光的一部分反射来显示影像，其中，该反射屏幕(10)具有：光学形状层(12)，其具有透光性，且在背面侧的面上排列有多个单位光学形状(121)；以及反射层(13)，其形成于所述单位光学形状(121)的至少一部分，将入射光的一部分反射，并使入射光的其他至少一部分透射。
第2发明是一种反射屏幕(10)，其将从影像源(LS)投射出的影像光的一部分反射来显示影像，其中，该反射屏幕(10)具有：光学形状层(12)，其具有透光性，且在背面侧的面上排列有多个单位光学形状(121)；以及反射层(13)，其形成于所述单位光学形状(121)的至少一部分，将入射光的一部分反射，并使入射光的其他至少一部分透射，光在所述单位光学形状(121)的排列方向上的扩散作用大于光在与所述排列方向垂直的方向上的扩散作用。
第3发明是反射屏幕(10)，在第1发明或第2发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，在测量了按照在画面中央正面成为最大亮度的条件投影影像光的状况下的角亮度分布的情况下，所述单位光学形状(121)的排列方向上的半值角比与排列方向垂直的方向上的半值角大5％以上。
第4发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第3发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述光学形状层(12)具有：第1面(121a)，其供影像光入射；第2面(121b)，其与所述第1面(121a)对置；以及由曲面构成的连接面(121c)，其连接所述第1面(121a)和所述第2面(121b)。
第5发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第3发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述单位光学形状(121)在沿排列方向切断的截面形状中具有向与影像源侧相反的一侧最突出的顶点部(T)和向影像源侧最凹陷的谷底部(V)，所述光学形状层(12)以所述顶点部(T)和所述谷底部(V)为界而具有：宽度大的一侧的第1面(121a)；以及与所述第1面(121a)对置的一侧的第2面(121b)，至少所述第1面(121a)的沿排列方向切断的截面形状弯曲。
第6发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第5发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述反射层的至少影像源侧的面为粗糙面，将入射光的一部分扩散反射。
第7发明是反射屏幕(10)，在第6发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述单位光学形状(121)在其表面上具有微细的凹凸形状，所述凹凸形状为所述单位光学形状(121)的排列方向上的光扩散效果高于与所述单位光学形状(121)的排列方向垂直的方向上的光扩散效果的形状，所述反射层的至少所述单位光学形状(121)侧的面具有与所述凹凸形状对应的凹凸形状。
第8发明是反射屏幕(10)，在第5发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述单位光学形状(121)在其表面上具有微细且不规则的凹凸形状，所述反射层的至少所述单位光学形状(121)侧的面具有与所述凹凸形状对应的凹凸形状。
第9发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第8发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，将在所述单位光学形状(121)的排列方向上从该反射屏幕(10)的反射光成为峰值亮度的出射角度至亮度成为1/2的出射角度为止的角度变化量设为+αV1、-αV2，并将其绝对值的平均值设为αV时，5°≤αV≤45°。
第10发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第9发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，将在所述单位光学形状(121)的排列方向上从该反射屏幕(10)的反射光成为峰值亮度的出射角度至亮度成为1/2的出射角度为止的角度变化量设为+αV1、-αV2，将其绝对值的平均值设为αV，并将所述第1面和与屏幕面平行的面所成的角度设为θ1时，在该反射屏幕(10)的至少一部分区域中满足αV＜arcsin(n×sin(2×(θ1)))这一关系。
第11发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第10发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述反射屏幕(10)具有光吸收层(60)，该光吸收层(60)在该反射屏幕(10)的厚度方向上设置于比所述反射层(13)靠背面侧的位置。
第12发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第11发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述反射屏幕(10)具有使透射率变化的调光层(20、40、210)，该调光层(20、40、210)在该反射屏幕(10)的厚度方向上设置于比所述反射层(13)靠背面侧的位置。
第13发明是反射屏幕(10)，在第12发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述调光层(20)具有：透明的第1电极(22A)；透明的第2电极(22B)，其与所述第1电极(22A)对置地配置；以及调光材料(26、27)，其配置在所述第1电极(22A)与所述第2电极(22B)之间，根据所述第1电极(22A)与所述第2电极(22B)之间的电位差而使透射率变化。
第14发明是反射屏幕(10)，在第13发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述调光材料(26、27)为具有双色性色素的液晶。
第15发明是反射屏幕(10)，在第12发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述调光层(40)包含感光物质。
第16发明是反射屏幕(10)，在第15发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述感光物质会由于接收紫外线作为激发光而使得透射率发生变化，所述反射屏幕(10)具有将激发光向所述感光物质引导的导光层(214)。
第17发明是反射屏幕(10)，在第16发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述调光层(210)具有遮蔽所述激发光的至少一部分的遮蔽层(212、213)，该遮蔽层(212、213)配置在从两侧夹着所述感光物质和所述导光层(214)的位置。
第18发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第17发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述反射层(13)在所述单位光学形状(121)的所述影像光入射的位置形成为多个岛状。
第19发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第18发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述反射层(13)包含至少一层电介质膜。
第20发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第19发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述光学形状层(12)具有所述单位光学形状(121)呈同心圆状排列多个而成的圆形菲涅耳透镜形状。
第21发明是反射屏幕(10)，在第20发明所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述圆形菲涅耳透镜形状的中心被设置在该反射屏幕(10)之外。
第22发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第21发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述反射屏幕(10)在该反射屏幕(10)的厚度方向上比所述反射层(13)靠背面侧的位置具有第2光学形状层(14)，该第2光学形状层(14)具有透光性，且以填充所述单位光学形状(121)之间的谷部的方式层叠。
第23发明是反射屏幕(10)，在第1发明至第22发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，所述反射屏幕(10)不具有这样的光扩散层：该光扩散层含有具有使光扩散的功能的扩散粒子。
第24发明是反射屏幕(100)，在第1发明至第23发明中的任意一项所述的反射屏幕(10)中，特征在于，在该反射屏幕(10)的厚度方向上隔开规定的间隔设置有多层所述反射层(13)。
第25发明是一种影像显示装置(1)，其具有：第1发明至第24发明中的任意一项所述的反射屏幕(10、100)；以及影像源(LS)，其对所述反射屏幕(10、100)投射影像光。
发明效果
根据本发明，能够提供这样的反射屏幕和影像显示装置：反射屏幕与影像源的相对位置的自由度高，并且能够显示出良好的影像。
附图说明
图1是示出第1实施方式的影像显示装置1的立体图。
图2是从侧面观察影像显示装置1的图。
图3是示出第1实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
图4是对实施方式的第1光学形状层12进行说明的图。
图5是放大了图3中的由单点划线的圆所包围的区域A的图。
图6是对1/2角αV与影像光的入射角φ及第1斜面121a的角度θ1之间的关系进行说明的图。
图7是示出本实施方式的屏幕10上的影像光和外部光的状况的图。
图8是以与图3相同的截面来示出第1实施方式的变形方式的图。
图9是示出第2实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
图10是汇总示出实施例1和实施例2的透射率的图。
图11是示出第3实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
图12是示出从车内侧观察将第2实施方式的影像显示装置1配置于汽车的前窗的例子时的、汽车VC的驾驶席周边的图。
图13是图12中的前窗2的沿b-b线的剖视图。
图14是示出第4实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
图15是示出第5实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
图16是示出第5实施方式的反射层13的图，
图17是示出第5实施方式的反射层13的另一方式的图。
图18是示出第5实施方式的反射层13的制造方法的一例的图。
图19是对第6实施方式的屏幕100的层结构进行说明的图。
图20是对第6实施方式的屏幕100的另一方式进行说明的图。
图21是对第6实施方式的屏幕100的另一方式2进行说明的图，并且是从画面上下方向的上侧观察屏幕100的图。
图22是对第6实施方式的屏幕100的另一方式2进行说明的图，并且是从画面左右方向的右侧观察屏幕100的图。
图23是示出第7实施方式的影像显示装置1的立体图。
图24是从上表面观察第7实施方式的影像显示装置1的图。
图25是示出第8实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
图26是示出单位光学形状121的变形方式的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图等对用于实施本发明的最优方式进行说明。另外，包括图1在内的以下所示的各图是示意性表示的图，为了易于理解，适当地对各部的大小、形状进行了夸张或简化。
在本说明书中，所记载的各部件的尺寸等数值以及材料名等是作为实施方式的一例，不限于此，可以适当选择使用。
在本说明书中，对于确定形状或几何学条件的用语、例如“平行”或“垂直”等用语，除了严格意义上的状态，也包含可实现同样的光学功能、且具有看起来平行或垂直的程度的误差的状态。
在本说明书中，使用了“板”、“片”、“膜”等词语，但关于这些词语，作为一般的使用方法，是按照厚度从厚到薄的顺序，以板、片、膜的顺序来使用的，在本说明书中也这样使用。但是，这样的使用区分并没有技术上的含义，因此这些词语是能够适当替换的。
在本说明书中，“片面”表示在各片中作为该片的整体来观察时的、处于片的平面方向上的面。另外，对于板面、膜面也是同样的。
(第1实施方式)
图1是示出第1实施方式的影像显示装置1的立体图。
图2是从侧面观察影像显示装置1的图。
影像显示装置1具有屏幕10、影像源LS等。本实施方式的屏幕10是将从影像源LS投影的影像光L反射而在画面上显示影像的反射屏幕。后文描述该屏幕10的详细内容。
在本实施方式中，作为一例，影像显示装置1应用于由室内用的透明板所构成的隔板，列举屏幕10固定于该透明板的例子进行说明。另外，作为这样的透明板，能够使用玻璃制或树脂制等的透明性高的板状的部件。
这里，为了易于理解，在包括图1和图2在内的以下示出的各图中，适当地设计XYZ垂直坐标系来示出。在该坐标系中，将屏幕10的画面的水平方向(左右方向)设为X方向，将铅直方向(上下方向)设为Y方向，将屏幕10的厚度方向设为Z方向。屏幕10的画面与XY面平行，屏幕10的厚度方向(Z方向)与屏幕10的画面垂直。
此外，将从位于屏幕10的影像源侧的正面方向上的观察者O1观察时的水平方向的朝向右侧的方向设为+X方向，将铅直方向的朝向上侧的方向设为+Y方向，将厚度方向中的从背面侧(后面侧)朝向影像源侧的方向设为+Z方向。
并且，在以下的说明中，除非另有说明，否则画面上下方向、画面左右方向、厚度方向是指在该屏幕10的使用状态下的画面上下方向(铅直方向)、画面左右方向(水平方向)、厚度方向(进深方向)，且分别与Y方向、X方向、Z方向平行。
影像源LS是将影像光L向屏幕10投影的影像投射装置，例如是短焦点型的投影仪。
在影像显示装置1的使用状态下，在从正面方向(屏幕面的法线方向)观察屏幕10的画面(显示区域)的情况下，该影像源LS位于屏幕10的画面左右方向的中央，且位于比屏幕10的画面靠铅直方向下方侧的位置。
相比于现有的位于屏幕的画面正面方向上的通用投影仪，影像源LS能够从在进深方向(Z方向)上与屏幕10的表面的距离大幅减小的位置处斜着投影影像光L。因此，与现有的通用投影仪相比，影像源LS到屏幕10的投射距离短，投射出的影像光L入射到屏幕10的入射角度大，入射角度的变化量(从入射角度的最小值至最大值的变化量)也大。
屏幕10是这样的半透射型的反射屏幕：其能够将影像源LS所投射出的影像光L朝向位于影像源侧(+Z侧)的正面方向上的观察者O1侧反射而对观察者O1显示影像，并且具有能够观察到屏幕10的另一侧的景色的透明性。
屏幕10的画面(显示区域)在使用状态下呈现出从观察者O1侧观察时长边方向为画面左右方向的大致矩形形状。此外，屏幕10的画面尺寸为对角40英尺～100英尺左右，画面的纵横比为16：9。
另外，不限于此，关于屏幕10，例如，从观察者O1侧观察到的形状也可以是其他形状，该屏幕10的画面尺寸也可以是40英尺以下的大小，能够根据使用目的和使用环境等而适当选择该屏幕10的大小和形状。
在屏幕10为树脂制的薄层的层叠体等的情况下，单独的话，不具备足以维持平面性的刚性。因此，如图1和图2等所示，本实施方式的屏幕10在其背面侧经由具有透光性的接合层51而一体地接合(或者部分固定)于支承板50，从而维持了画面的平面性。
支承板50是具有透光性并且刚性高的平板状的部件，能够采用丙烯酸树脂或PC(聚碳酸酯)树脂等树脂制、玻璃制等的板状部件。本实施方式的支承板50是室内用隔板的玻璃制的透明板。
另外，不限于此，屏幕10也可以是利用由未图示的框部件等来支承该屏幕10的四边等以维持其平面性的方式。当然，基材也能够使用刚性高的透明片。
图3是示出第1实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。在图3中，示出了通过屏幕10的画面中央(画面的几何学中心)即点A(参照图1和图2)的、与画面上下方向(Y方向)平行并且与屏幕面垂直(与Z方向平行)的截面。另外，在图3中，仅示出了屏幕10，省略图示了支承板50等。
图4是对实施方式的第1光学形状层12进行说明的图。图4是从背面侧(-Z侧)观察第1光学形状层12的图，为了易于理解，省略图示反射层13等。
如图3所示，在厚度方向(Z方向)上，屏幕10从其影像源侧(+Z侧)依次具有基材层11、第1光学形状层12、反射层13、第2光学形状层14、保护层15等。
基材层11是具有透光性的片状的部件，在其背面侧(-Z侧)一体地形成有第1光学形状层12。该基材层11是作为形成第1光学形状层12的基材(base)的层。
基材层11例如由具有高透光性的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等聚酯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、丙烯酸·苯乙烯树脂、PC(聚碳酸酯)树脂、脂环式聚烯烃树脂、TAC(三乙酰纤维素)树脂等形成。
可以根据屏幕10的画面尺寸等而适当设定基材层11的厚度。
第1光学形状层12是形成于基材层11的背面侧(-Z侧)的具有透光性的层。在第1光学形状层12的背面侧(-Z侧)的面上排列设置有多个单位光学形状121。
如图4所示，单位光学形状121为正圆的局部形状(圆弧状)，并且以位于屏幕10的画面(显示区域)外的点C作为中心而呈同心圆状排列有多个。即，第1光学形状层12在其背面侧具有以点C作为中心(菲涅尔中心)的所谓的偏移构造的圆形菲涅耳透镜形状。
在本实施方式中，如图4所示，从屏幕面的法线方向背面侧观察第1光学形状层12时，点C位于画面左右方向的中央，且位于画面外下方，点C和点A位于与Y方向平行的同一直线上。
图5是放大了图3中的以单点划线的圆所包围的区域A的图。
如图3和图5所示，在平行于与屏幕面垂直的方向(Z方向)并且平行于单位光学形状121的排列方向的截面上，单位光学形状121为顶点带有圆角的大致三角形形状的截面形状。
单位光学形状121具有：向背面侧(-Z侧)凸出并供影像光入射的第1斜面(第1面)121a；与该第1斜面121a对置的第2斜面(第2面)121b；以及由连接第1斜面121a和第2斜面121b的曲面构成的连接面121c。在一个单位光学形状121中，第1斜面121a隔着形成于顶点a的部位的连接面121c而位于第2斜面121b的上侧(+Y侧)。
第1斜面121a和与屏幕面平行的面所成的角度为θ1。第2斜面121b和与屏幕面平行的面所成的角度为θ2。角度θ1、θ2满足θ2＞θ1的关系。
在该单位光学形状121的第1斜面121a、第2斜面121b以及连接面121c上形成有微细且不规则的凹凸形状。该微细的凹凸形状是凸形状和凹形状在二维方向上不规则地排列而形成的，凸形状和凹形状的大小、形状、高度等是不规则的。
关于连接面121c，在本实施方式中，图5所示的截面形状在刨除微细的凹凸形状(宏观上来看)的情况下构成为大致圆弧形状的大致圆筒面。通过设置该连接面121c，后述的反射层13对影像光进行反射的部位不仅只有第1斜面121a，该连接面121c也对影像光的一部分进行反射。连接面121c由从第1斜面121a平滑地连向第2斜面121b的曲面构成。因此，与仅由第1斜面121a对影像光进行反射的情况下的光路相比，形成于连接面121c上的反射层13能够在上下方向上扩大影像光的有效光路。由此，光在单位光学形状121的排列方向上的扩散作用大于光在与排列方向垂直的方向上的扩散作用。
另外，在图5中，为了易于理解地表示连接面121c，将连接面121c表示成了准确的圆弧，但与第1斜面121a和第2斜面121b同样地，在连接面121c上设置有微细的凹凸形状。另外，虽然该微细的凹凸形状和反射层也设置于连接面121c上，但也可以采用不设置在连接面121c上的结构。
单位光学形状121的排列间距为P，单位光学形状121的高度(从顶点a至单位光学形状121之间的谷底即点b的在厚度方向上的尺寸)为h。
为了易于理解，在图2中，示出了单位光学形状121的排列间距P1、角度θ1、θ2在单位光学形状121的排列方向上固定的例子。但是，在本实施方式的单位光学形状121中，实际上，虽然排列间距P是固定的，但角度θ1随着在单位光学形状121的排列方向上远离作为菲涅尔中心的点C而逐渐增大。
此外，角度θ1、θ2、排列间距P等也可以根据来自影像源LS的影像光的投射角度(影像光朝向屏幕10入射的入射角度)、影像源LS的像素(pixel)的大小、屏幕10的画面尺寸、各层的折射率等而适当设定。例如，也可以采用排列间距P和角度θ1等沿着单位光学形状121的排列方向而发生变化的方式。
在本实施方式中，示出了在第1光学形状层12的背面侧的面上形成有圆形菲涅耳透镜形状的例子。但不限于此，也可以采用在第1光学形状层12的背面侧的面上形成有线性菲涅尔透镜形状的方式，其中，在该线性菲涅尔透镜形状中，单位光学形状121以画面左右方向(X方向)作为长度方向，并沿画面上下方向(Y方向)排列。此外，也可以采用这样的方式：柱状的单位棱镜以画面左右方向(X方向)作为长度方向并在画面上下方向(Y方向)上具有多个。
第1光学形状层12由透光性高的聚氨酯丙烯酸酯系、聚酯丙烯酸酯系、环氧丙烯酸酯系、聚醚丙烯酸酯系、多硫醇系、丁二烯丙烯酸酯系等的紫外线硬化型树脂形成。
另外，在本实施方式中，作为构成第1光学形状层12的树脂，以紫外线硬化型树脂举例进行了说明，但不限于此，例如，也可以由电子射线硬化型树脂等其他的电离放射线硬化型树脂形成。
反射层13形成在单位光学形状121上(第1斜面121a、第2斜面121b以及连接面121c上)。该反射层13是使入射的光的一部分反射并使其他的光透射的半透射型的反射层、即所谓的半反射镜。
如上所述，在第1斜面121a、第2斜面121b以及连接面121c之上(单位光学形状121的表面上)形成有微细的凹凸形状，反射层13追随着该微细的凹凸形状而形成，并且以在与单位光学形状121侧相反的一侧的面上也维持有该微细且不规则的凹凸形状的状态成膜。因此，反射层13的影像源侧的面(第1光学形状层12侧的面)和背面侧的面(第2光学形状层14侧的面)为具有微细且不规则的凹凸形状的漫射面(粗糙面)。
该反射层13具有以下功能：利用反射面的微细的凹凸形状使入射的光的一部分发生扩散并反射，使未反射的其他光不扩散地透射。
在本实施方式中，对于反射层13，制作了使用金属的结构、使用电介质多层膜的结构以及使用单层的电介质膜的结构这三种。此外，对于反射层13，能够将金属膜、电介质膜以单层或多层的形式适当组合来使用。
关于反射层13，在使用金属的情况下，由光反射性高的金属例如铝、银、镍等形成，其厚度为数
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左右。反射层13不限于此，例如，也可以对上述那样的光反射性高的金属进行溅射来形成。
在本实施方式中使用金属所构成的反射层13是通过对铝进行蒸镀而形成的，其呈这样的半反射镜状：仅反射层13的透射率为大约70％、反射率为大约5％、吸收率为大约25％。
此外，关于反射层13，在使用电介质多层膜的情况下，能够实现比金属蒸镀膜等高的透明性和反射率。电介质多层膜是折射率高的电介质膜(以下，称作高折射率电介质膜)和折射率低的电介质膜(以下，称作低折射率电介质膜)交替地层叠多层而形成的。
高折射率电介质膜例如由TiO2(二氧化钛)、Nb2O5(五氧化二铌)、Ta2O5(五氧化二钽)等形成。高折射率电介质膜的折射率为2.0～2.6左右。
比由铝等的金属蒸镀膜等形成的反射层相比，由电介质多层膜形成的反射层13具有高透明性，此外，光的吸收损失小，能够实现高反射率。
此外，关于反射层13，在使用单层的电介质膜的情况下，例如，由ZnS(硫化锌)、TiO2(二氧化钛)、Nb2O5(五氧化二铌)、Ta2O5(五氧化二钽)、SiO2(二氧化硅)、MgF2(氟化镁)等形成。电介质膜的膜厚为大约20nm～100nm。
对于可见光波长区域的光，该反射层13的反射率为大约5％～20％，透射率为大约80％～95％。另外，在整体上看待屏幕10的情况下，由于也存在屏幕10的表面上的反射成分(大约10％)，因此屏幕10整体上的透射率为大约70％～85％。
与由铝等的金属蒸镀膜等形成的反射层相比，使用单层的电介质膜的反射层13具有高透明性，此外，光的吸收损失小，能够实现高反射率，光的利用效率高。本实施方式的反射层13是由ZnS(硫化锌)的电介质膜形成的。
另外，在使用任何材料的情况下，反射层13的厚度都可以根据其材质和期望的光学性能等而适当设定。
第2光学形状层14是设置于第1光学形状层12的背面侧(-Z侧)的具有透光性的层。
第2光学形状层14以填埋单位光学形状121之间的谷部的方式被填充，使得第1光学形状层12的背面侧(-Z侧)的面平坦化。该第2光学形状层14的影像源侧(+Z侧)的面是将第1光学形状层12的单位光学形状121的大致逆型的形状排列多个而形成的，并且使用折射率与第1光学形状层12相同的材料。
通过设置这样的第2光学形状层14，能够确保屏幕10的透明性，且能够保护反射层13。此外，通过设置这样的第2光学形状层14，易于在屏幕10的背面侧层叠保护层15等。
第2光学形状层14的折射率优选与第1光学形状层12大致等同(具有小到可以看作等同的程度的折射率差的状态)，期望为等同。此外，第2光学形状层14可以使用与上述的第1光学形状层12相同的树脂来形成，也可以使用不同的树脂来形成。
本实施方式的第2光学形状层14由与第1光学形状层12相同的紫外线硬化型树脂形成。
保护层15是形成于第2光学形状层14的背面侧(-Z侧)的具有透光性的层，具有保护该屏幕10的背面侧(-Z侧)的功能。
保护层15能够使用透光性高的树脂制的片状部件。保护层15例如可以采用使用与上述的基材层11相同的材料而形成的片状部件。另外，也可以省略保护层15。
在本实施方式的屏幕10中，反射层13形成于具有微细的凹凸形状的第1斜面121a和第2斜面121b，并且其作为反射面的第1光学形状层12侧的面是漫射面(粗糙面)。因此，入射到第1斜面121a的光的一部分被扩散反射。
这里，相对于在单位光学形状121的排列方向上从第1斜面121a入射到反射层13而发生扩散反射并从屏幕10射出的光(反射光)的峰值亮度的角度K来说，将在单位光学形状121的排列方向(在本实施方式中为画面上下方向)上亮度为1/2的角度设为K1、K2，将从峰值亮度的角度K至亮度为1/2的角度K1、K2的角度变化量设为+αV1(其中，K+αV1＝K1)、-αV2(K-αV2＝K2)，将从峰值亮度至亮度变为1/2的角度变化量的绝对值的平均值设为αV(以下，将其称作1/2角αV)，此时，该1/2角αV优选为5°以上且45°以下(5°≤αV≤45°)。
在αV＜5°的情况下，视角过窄，变得难以观察到影像，因此不优选。此外，在αV＜5°的情况下，在反射光中，镜面反射成分增加，产生光源的映入等，因此不优选。
在αV＞45°的情况下，虽然视角变大，但影像的明亮度降低，或影像的模糊度增强，或由于外部光在屏幕10的表面上的反射而导致影像的对比度降低，因此不优选。因此，1/2角αV优选位于上述范围。
此外，第1斜面121a中的不是粗糙面的区域即没有形成微细的凹凸形状的区域、也就是反射层13的反射面呈镜面状而使得入射的影像光发生镜面反射的镜面区域在形成于第1斜面121a上的反射层13的每单位面积中为5％以下，为了使影像光充分扩散并取得良好的视角，所述镜面区域为0％是最理想的。
如果在第1斜面121a的每单位面积中不是粗糙面的镜面区域超过5％，则会由于不扩散地反射并到达观察者O侧的影像光的成分而产生亮线、或者视角降低，因此不优选。
图6是对1/2角αV与影像光的入射角φ及第1斜面121a的角度θ1之间的关系进行说明的图。
在图6中，为了易于理解，简化了屏幕10内的结构，省略图示基材层11和保护层15。在图6中，关于角度αV、φ，相对于屏幕面的法线将画面上侧表示为+，将画面下侧表示为-。
第1斜面121a的角度θ1是以如下方式基于各层的折射率等而设计的：影像光向位于屏幕10的正面方向上的观察者最高效地反射影像，即反射光的成为峰值亮度的角度K为0°。此外，-αV至+αV的范围是假定位于屏幕正面的观察者能够良好地观察到影像的范围。
这里，当在画面上下方向(单位光学形状121的排列方向)上的某个点处，影像光L从屏幕10的下方以入射角φ入射，在折射率n的第1光学形状层12中行进，入射到与屏幕面成角度θ1的第1斜面121a并在反射层13上发生反射，从屏幕10沿与屏幕面垂直的方向(出射角度为0°)射出时，角度θ1用以下的式1表示。
θ1＝1/2×arcsin((sinφ)/n)···(式1)
在像本实施方式那样从影像源LS投射影像光并在屏幕10上使其反射以显示影像时，有时会产生以下问题：投射影像光的影像源LS的光源映入，导致影像的对比度下降。关于该影像源的映入，主要原因是：在屏幕的表面上反射的影像光传播到了观察者。
为了防止这样的影像源的映入，优选为，在屏幕的表面上反射后的影像光在屏幕10的表面上，在使观察者主要良好地观察影像的范围、即角度范围(-αV～+αV)之外行进。在以入射角φ入射的影像光L的一部分Lr在屏幕表面上发生反射的情况下，其反射角为φ。因此，为了防止影像源映入，优选αV＜φ。
由此，根据上述的(式1)，为了防止影像源映入，优选为，在画面上下方向(单位光学形状121的排列方向)上，1/2角αV相对于第1斜面121a的角度θ1至少在屏幕10的一部分的区域(例如，屏幕中央)中满足以下的式2。
αV＜arcsin(n×sin(2×(θ1))) · · · (式2)
此外，为了防止影像源映入，更优选为，1/2角αV相对于第1斜面121a的角度θ1在屏幕10的整个区域中满足上述式2。
通过采用角度θ1相对于1/2角αV满足上述式2的方式，由此，向屏幕10入射时在屏幕10的表面上发生反射的光所主要朝向的方向(+φ的方向)比在反射层13上发生了反射的影像光从屏幕10射出而行进的范围(-αV～+αV)靠外侧。由此，能够在-αV至+αV的范围内减少影像源LS的映入，从而能够显示出对比度高的良好影像。
此外，如果将单位光学形状121的延伸方向上的从峰值亮度至亮度变为1/2为止的角度变化量的绝对值的平均值设为αH(以下，将其称作1/2角αH)的话，在本实施方式的屏幕10中，满足αV＞αH的关系。
屏幕10例如是通过以下这样的制造方法而形成的。
准备基材层11，在该基材层11的一个面上，以在赋形单位光学形状121的成型模中填充有紫外线硬化型树脂的状态进行层叠，通过照射紫外线以使树脂硬化的UV成型法来形成第1光学形状层12。此时，在赋形单位光学形状121的成型模的、赋形第1斜面121a、第2斜面121b以及连接面121c的面上，形成有微细的凹凸形状。该微细的凹凸形状能够通过对成型模的赋形第1斜面121a、第2斜面121b以及连接面121c的面组合电镀或蚀刻、喷丸等而形成。
在基材层11的一个面上形成了第1光学形状层12之后，通过蒸镀等而在第1斜面121a、第2斜面121b以及连接面121c上形成反射层13。
然后，从反射层13的上方，以填充单位光学形状121之间的谷部而成为平面状的方式涂敷紫外线硬化型树脂，并层叠保护层15，使紫外线硬化型树脂硬化，一体地形成第2光学形状层14和保护层15。之后，通过剪裁成规定的大小等，屏幕10完成。
基材层11和保护层15可以为单片状，也可以为网状。在基材层11和保护层15为网状的情况下，能够连续地制造剪裁前的状态的屏幕10，能够提高屏幕10的生产效率，降低生产成本。
图7是示出本实施方式的屏幕10上的影像光和外部光的状况的图。在图7中，放大示出了与单位光学形状121的排列方向(Y方向)和屏幕的厚度方向(Z方向)平行的截面上的一部分截面。此外，在图7中，为了易于理解，示出了这样的情况：在包括粘接层30和调光层20在内的屏幕10内的各层的界面上，不存在折射率差。
从位于屏幕10的下方的影像源LS被投射而入射到屏幕10的影像光L1中的一部分的影像光L2入射到该单位光学形状121的第1斜面121a和连接面121c，被反射层13扩散反射而向观察者O1侧射出。
入射到第1斜面121a和连接面121c的影像光中的未发生反射的其他影像光L3透过反射层13而从屏幕10的背面侧(-Z侧)射出。此时，影像光L3向屏幕10的上方射出，不到达位于屏幕10的背面侧的正面方向上的观察者O2。
此外，从影像源LS投射出的影像光L1中的一部分的影像光L4在屏幕10的影像源侧表面上发生反射，但朝向屏幕10上方，因此不会妨碍观察者O1视觉确认影像。
另外，在本实施方式中，影像源LS位于比屏幕10靠下方的位置，影像光L1是从屏幕10的下方投射的，并且第2斜面121b的角度θ2(参照图3)大于影像光在屏幕10的画面上下方向上的各点处的入射角度，因此影像光不会直接入射到第2斜面121b，第2斜面121b对影像光的反射几乎没有影响。
接下来，对从背面侧(-Z侧)或影像源侧(+Z侧)入射到屏幕10的影像光以外的太阳光等来自外界的光(以下，称作外部光)进行说明。
如图7所示，入射到屏幕10的外部光G1、G5中的一部分的外部光G2、G6在屏幕10的表面上发生反射而朝向屏幕下方侧。此外，一部分的外部光G3、G7在反射层13上发生反射，例如，外部光G3在屏幕10的影像源侧(+Z侧)的表面上发生全反射而朝向屏幕10内的下方，外部光G7向背面侧(-Z侧)的屏幕外上方侧射出。此外，在反射层13上未发生反射的其他外部光G4、G8透过反射层13而分别向背面侧、影像源侧射出。此时，向影像源侧射出的外部光G2、G3、G8未到达观察者O，因此能够抑制影像的对比度降低。
此外，入射到屏幕10的外部光的一部分在屏幕10的影像源侧和背面侧的表面上发生全反射而朝向屏幕内部下方侧并衰减。
此外，其他外部光G9、G10透过反射层13而分别向背面侧、影像源侧射出。由于屏幕10不包含含有扩散粒子的扩散材料等，因此透过该屏幕10的外部光G9、G10不扩散。因此，在透过屏幕10而观察到屏幕10的另一侧的景色的情况下，屏幕10的另一侧的景色不会模糊或发白，能够具有高透明性地进行观察。
这里，如上所述，本实施方式的屏幕10不具备包含具有扩散作用的粒子等扩散材料的光扩散层，具有扩散作用的是反射层13的微细凹凸形状。
在现有的具备包含扩散粒子的扩散层的半透射型的反射屏幕中，影像光在反射层的反射前后扩散两次，因此，一方面能够取得良好的视角，另一方面存在影像的分辨率低下的问题。此外，由于外部光也会被扩散粒子扩散，因此屏幕的另一侧的景色会被观察为模糊或发白，从而透明性降低。
但是，在本实施方式的屏幕10中，反射层13的影像源侧的面具有微细的凹凸形状，因此影像光仅在反射时被扩散。此外，在本实施方式的屏幕10中，只有在反射层13上发生反射的光被扩散，透射光不扩散。因此，本实施方式的屏幕10能够显示出具有良好的视角和分辨率的影像，并且观察者O1能够良好地视觉确认屏幕10的另一侧的景色而不会发白或模糊，能够实现高透明性。此外，在本实施方式的屏幕10中，即使在影像光被投射到屏幕10的状态下，观察者O1也能够部分地视觉确认屏幕10的另一侧(背面侧)的景色。而且，在本实施方式的屏幕10中，不论有无投射影像光，位于背面侧的观察者O2都能够透过屏幕10而具有高透明性并且良好地视觉确认影像源侧(+Z侧)的景色。
此外，在测量了按照在画面中央正面成为最大亮度的条件投影影像光的状况下的角亮度分布的情况下，单位光学形状121的排列方向上的半值角优选比与排列方向垂直的方向上的半值角大5％以上，更优选大20％至100％。由此，能够增大设置影像源LS的位置的自由度。
像以上所说明的那样，在第1实施方式的屏幕10中，通过设置连接面121c，由此单位光学形状121的排列方向上的光的扩散作用大于与排列方向垂直的方向上的光的扩散作用。由此，在第1实施方式的屏幕10中，屏幕10与影像源LS的相对位置的自由度高，并且能够显示良好的影像。
此外，屏幕10在第1光学形状层12和反射层13的背面侧的面上具有第2光学形状层14，其中，该第2光学形状层14具有透光性，并且填埋了所排列的多个单位光学形状121之间的凹凸，因此，能够保护背面侧的反射层13。此外，由于能够使屏幕10的背面侧的面平坦，因此，例如在使构成夹层玻璃的两块玻璃板夹着屏幕10、或者将屏幕10粘贴在玻璃板上的情况下，能够相对于玻璃板无间隙地配置屏幕10。
而且，第1实施方式的屏幕10为第1光学形状层12的单位光学形状121呈同心圆状排列多个而成的圆形菲涅耳透镜形状，其光学中心C1位于该反射屏幕的显示区域外。由此，在屏幕10中，即使是从位于屏幕10的显示区域外的画面上下方向下侧的短焦点型的影像源LS投射的、入射角度大的影像光，也能够显示出明亮度的面均匀性高的良好影像，而画面左右方向上的影像不会变暗。
此外，在反射层13由电介质膜形成的情况下，屏幕10能够极力抑制入射到反射层13的光被吸收，而使入射光的一部分发生反射，并且使另一部分透到屏幕10的背面侧，能够提高入射光的利用效率。
(第1实施方式的变形方式)
在上述第1实施方式中，示出了采用以下结构的例子：通过在单位光学形状121的第1斜面121a与第2斜面121b之间设置由曲面构成的连接面121c，由此使得单位光学形状121的排列方向上的光的扩散作用大于与排列方向垂直的方向上的光的扩散作用。
不限于此，作为更积极地控制影像光的配光特性以对光的扩散(偏转)作用赋予各向异性的结构，以下对变形方式进行说明。
图8是以与图3相同的截面示出第1实施方式的变形方式的图。另外，在图8中，为了易于理解第1面121d和第2面121e的形状，不表现反射层13的厚度地用一根线来表示。此外，出于同样的理由，在图8中，也省略图示了设置于单位光学形状121的微细的凹凸形状。
图8所示的变形方式的单位光学形状121在沿排列方向切断的截面形状中具有：向与影像源侧相反的一侧最突出的顶点部T；和向影像源侧最凹陷的谷底部V。此外，单位光学形状121以顶点部T和谷底部V为界而在排列方向上具有宽度大的一侧的第1面121d和宽度小的一侧的第2面121e，第1面121d与第2面121e对置。在图8所示的例子中，第1面121d和第2面121e双方均为沿排列方向切断的截面形状弯曲的结构。此外，光学形状层12的曲面在谷底部V连续，在顶点部T不连续。即，在上述截面形状中，谷底部V为弯曲形状，顶点部T为锐角状。通过这样构成，能够更积极地控制影像光的配光特性，能够使单位光学形状121的排列方向上的光的扩散作用大于与排列方向垂直的方向上的光的扩散作用。
(第2实施方式)
图9是示出第2实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
第2实施方式的屏幕10为设置有粘接层30和调光层20来代替第1实施方式的保护层15的方式，这之外的结构与第1实施方式的屏幕10相同。由此，对实现与上述的第1实施方式相同的功能的部分标注相同的标号而适当省略重复的说明。
第2实施方式的屏幕10隔着粘接层30设置有调光层20，由此能够选择性地使透过的光的透射率发生变化。
图9所示的调光层20是能够通过使施加电压变化来控制透射光的光量的膜。
该调光层20经由粘接层30而接合于第2光学形状层14的背面侧，能够控制透射光的光量。在本实施方式的屏幕10中，不分别设置反射屏幕部分(11～14)和调光层20而是将它们接合在一起，因此，对于入射光而言，空气界面减少一个，相应地成为了对提高透射率有利的结构。
调光层20是使用了双色性色素的宾主型(guest-host type)的液晶单元，并且是利用对液晶施加的电场而使透射光量发生变化的液晶单元。调光层20是由膜状的液晶用第2层叠体20B和液晶用第1层叠体20A夹持液晶层26而构成的。
液晶用第2层叠体20B是在基材21B上层叠透明电极22B、取向层23B、珠状间隔件24而形成的。
液晶用第1层叠体20A是在基材21A上层叠透明电极22A、取向层23A而形成的。
通过设置于该液晶用第1层叠体20A和液晶用第2层叠体20B的透明电极22B、22A的驱动，调光层20使由设置于液晶层26的宾主液晶组合物所构成的液晶材料的取向发生变化，由此使透射光的光量发生变化。
另外，图9所示的调光层20的结构的构成例如也能由日本特开2017-187810号公报所公开的构成来代替，其具体结构能够适当变更。
接下来，例示两种本实施方式的屏幕10的更具体的实施例，对其透射率和效果进行说明。
(实施例1)
在实施例1的屏幕10中，调光层20为图9所示的宾主型。
单位光学形状121的排列间距P为100μm。
反射层13由铝的蒸镀膜形成，厚度为大约
Figure BDA0004043984800000191
透射率为70％，反射率为5％。
基材层11是PET树脂制的层，厚度t11＝100μm。
第1光学形状层12和第2光学形状层14以聚氨酯丙烯酸酯系的紫外线硬化型树脂(折射率为1.52)作为原材料。
第1光学形状层12、反射层13以及第2光学形状层14的总厚度t121314＝100μm。
从第2光学形状层14的背面侧的面至反射层13的最短距离t14＝300μm。
粘接层30的厚度t30＝10μm。
基材21A、21B以聚碳酸酯膜作为原材料，厚度t21＝100μm。
透明电极22A、22B以ITO作为原材料，厚度t22＝100μm。
取向层23A、23B以聚酰亚胺树脂作为原材料，厚度t23＝0.1μm。
液晶层26是采用了使用双色性色素组合物的宾主液晶组合物的液晶，厚度t26＝6.2μm。液晶层26为常白(normally clear)的结构。
根据以上的结构，反射层13与液晶层26之间的最短距离为0.1mm，被控制在0.5mm以下。
(实施例2)
对于实施例2的屏幕10，仅对与实施例1不同的点进行说明。
在实施例2的屏幕10中，调光层20为非宾主型。
反射层13由电介质多层膜构成，具体而言，采用了层叠TiO2和SiO2的结构。
直线偏光板29A、29B的厚度t29＝200μm，该直线偏光板29A、29B是通过以下方式制作的：使碘等浸渍到聚乙烯醇(PVA)之后，进行延伸而形成实现作为直线偏光板的光学功能的光学功能层，并使用基于TAC(三乙酰纤维素)等透明膜材料的基材来夹持光学功能层。
液晶层27是使用了介电常数各向异性为负的液晶的液晶，厚度t27＝3.5μm。
另外，液晶层27与实施例1不同，为常黑(normally dark)的结构。
根据以上的结构，反射层13与液晶层26之间的最短距离为0.3mm，在实施例2中也被控制在0.5mm以下。
在实施例1和实施例2中均是反射层13与液晶层26之间的最短距离为0.5mm以下，因此能够容易地进行制造时的贴合，并且能够容易地确保厚度的均匀性。
图10是汇总示出了实施例1和实施例2的透射率的图。图10中的调光层部分栏中的“接通”、“断开”表示接通、断开对调光层20的通电，在实施例1的常白和实施例2的常黑中，动作相反地构成。
如图10所示，在实施例1中，如果对调光层20通电，则能够将屏幕10整体的透射率下调至14％，对于不投影影像的区域，使得仅能够稍微视觉确认出背景，并且在投影影像的区域中，能够抑制背景的影响而观察到对比度高的影像。此外，也能够抑制朝向背景侧的漏光。
此外，在实施例2中，如果断开对调光层20的通电，则能够大致全部遮断来自背景的透射光，能够大致完全地排除背景的影响而观察到影像。另外，在实施例2中，虽然反射层13的反射率降低，但由于没有背景的影响，因此能够观察到特别好的影像，如果提高影像源LS的光量，则能够观察到更好的影像。
如图10所示，通过以适当的条件组合反射层13的结构和调光层20的结构，作为调光层20而例示的光吸收层的透射率为最高的状态下的、屏幕10整体的透射率能够设定在10％以上、50％以下的范围内。由此，能够充分地进行背景的观察。此外，在光吸收层(调光层20)的透射率为最低的状态下，也能够设为背景大致上不会透出的状态，能够几乎不受背景的影响地观察影像。
此外，在实施例1和实施例2双方中均是：调光层20与具有反射层的层接合而一体化，因此在两者之间不存在空气间隔部分。由此，如图10所示，能够实现高透射率。
此外，调光层20遍布设置于屏幕10的整个面，能够使屏幕10整体的透射率发生变化。而且，调光层20能够不受外部光等来自外部的影响地使透射率发生变化。
而且，根据实施例2的方式，通过使光源的偏光状态一致，能够利用直线偏光板29A、29B来防止产生漏光。
像以上的说明那样，根据第2实施方式，屏幕10具有调光层20，因此能够通过切换对调光层20的通电而选择性地变更光的透射率。由此，能够采用这样的使用方法：在想要透过背景进行观察的情况下设为透射率高的状态，在想要易于观察影像的情况下设为透射率低的状态，从而使用方便。
(第3实施方式)
图11是示出第3实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
第3实施方式的屏幕10是采用了将第2实施方式的调光层20进一步简化而得到的调光层40的方式，该调光层40以外的结构与第2实施方式的屏幕10相同。由此，对实现与上述的第2实施方式相同的功能的部分标注相同的标号并适当省略重复说明。
第3实施方式的调光层40是包含感光物质的层，光的透射率根据到达调光层40的紫外线量而变化。具体而言，调光层40例如可以为包含卤化银的调光玻璃层，也可以为包含螺恶嗪的调光树脂层，能够适当使用现有公知的感光物质。
像以上所说明的那样，根据第3实施方式，调光层40是包含感光物质的结构，因此能够通过更简单的结构来构成调光层。
(第2实施方式和第3实施方式的透射率)
上述的第2实施方式和第3实施方式的调光层20、40的透射率能够根据使用用途而适当设定。这里，例示了具体的使用方式，并且例示了该情况下的调光层20、40的优选的透射率。
图12是示出从车内侧观察将第2实施方式的影像显示装置1配置于汽车的前窗的例子时的汽车VC的驾驶席周边的图。
图13是图12中的前窗2的沿b-b线的剖视图。
另外，在图13中，例示了使用第2实施方式的屏幕10的例子，但也能够同样地配置第3实施方式的屏幕10来使用。
在图12和图13所示的使用例中，影像显示装置1配置于汽车VC的前窗2及其附近。具体而言，在影像显示装置1中，屏幕10配置于汽车VC的前窗2的整个面，影像源LS配置于汽车VC的内装面板3的内部。驾驶员坐在方向盘4的近前侧。由此，本实施方式的影像显示装置1能够将汽车的速度、方向指示器的状态、障碍物接近等的提醒等显示表示在前窗2的不妨碍驾驶员的视野的位置，在汽车VC的乘员中，主要是驾驶员能够不大幅偏移视线地确认各种信息。
另外，设置于前窗2的屏幕10通过对从影像源LS(投影仪)投射的影像光进行扩散反射来显示影像。因此，即使从液晶显示器件、有机EL器件等影像源投射影像光，也无法在屏幕10上显示清晰的影像。
如图13所示，前窗2以所谓的夹层玻璃的形式构成，该夹层玻璃从车内侧依次层叠有第1玻璃板61、第1中间层62、屏幕10、第2中间层63、第2玻璃板64。
第1玻璃板61是前窗2中的配置于最靠近驾驶员侧(车内侧)的透明部件。作为第1玻璃板61，例如，能够使用钠钙玻璃(蓝板玻璃)、硼硅酸玻璃(白板玻璃)、石英玻璃、钠玻璃、钾玻璃等材料。此外，第1玻璃板61的厚度例如优选为2mm～3mm的范围。
第1中间层62是设置于第1玻璃板61与屏幕10之间的层。第1玻璃板61和屏幕10通过第1中间层62而接合。第1中间层62是为了在前窗2破损时防止第1玻璃板61的碎片飞散而设计的。作为第1中间层62，例如，能够使用PVB(聚乙烯醇缩丁醛酯)。第1中间层62的厚度优选为0.3mm～0.8mm的范围。此外，第1中间层62的折射率优选与第1玻璃板61、屏幕10的第1光学形状层12等同。
第2中间层63是设置于第2玻璃板64与屏幕10之间的层。第2玻璃板64和屏幕10通过第2中间层63而接合。第2中间层63是为了在前窗2破损时防止第2玻璃板64的碎片飞散而设置的。第2中间层63与第1中间层62同样地例如能够使用PVB(聚乙烯醇缩丁醛酯)，第2中间层63的厚度优选为0.3mm～0.8mm的范围。此外，第2中间层63的折射率优选与第2玻璃板64、屏幕10的第2光学形状层14等同。
第2玻璃板64是前窗2中的配置于最靠近车外侧的透明部件。第2玻璃板64与第1玻璃板61同样地例如能够使用钠钙玻璃(蓝板玻璃)、硼硅酸玻璃(白板玻璃)、石英玻璃、钠玻璃、钾玻璃等材料。此外，第2玻璃板64的厚度例如优选为2mm～3mm的范围。
另外，对于本实施方式的屏幕10，像上述那样以内设于前窗2的例子进行说明，其中，前窗2以由两块玻璃板(31、34)隔着中间层(32、33)夹持屏幕10的夹层玻璃的形式构成，但不限于此。屏幕10也可以经由接合层而粘贴于前窗的车内侧的面或车外侧的面上。
通过以上那样的结构，汽车VC的乘员(驾驶员)能够在未投射影像光的情况下透过前窗2的整个面来观察车外的景色，在影像光被投射于前窗2(屏幕10)的至少一部分的情况下，能够在投射有影像光的部分视觉确认影像光，能够在这之外的部分观察车外的景色。此外，对于投射有影像光的部分，也能够稍微观察到车外的景色，即以所谓透视的状态确认影像。
这里，在这样的将屏幕10应用于汽车等车辆的窗户的情况下，调光层20、40的光吸收率优选为以下这样的范围。
首先，如果屏幕10整体的光吸收率过低，则有时会由于来自车外的外部光而导致屏幕10看起来白浊。如果使调光层的光吸收率固定以抑制该白浊现象，则光吸收率优选为50％以上。
此外，为了满足在不投射影像光时前方的视野良好、以及在投射影像光时能够容易地识别影像等所有需求，优选满足以下的条件。
在不投射影像光时，调光层20、40的光吸收率优选较低，最优选为0％。
在投射影像光时，调光层20、40的光吸收率优选为50％以上，更优选为70％以上。
调光层20、40的光吸收率可变，优选满足上述两个条件中的至少一方，更优选满足双方。
(第4实施方式)
图14是示出第4实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
第4实施方式的屏幕10为将第3实施方式的调光层20进一步简化而得到的光吸收层60的方式，该光吸收层60以外的结构与第3实施方式的屏幕10相同。由此，对实现与上述的第3实施方式相同的功能的部分标注相同的标号而省略重复说明。
第4实施方式的光吸收层60被灰色、黑色等染料或颜料等着色材料等实施着色，并且具有光吸收性。光吸收层60的着色浓度和层的厚度被设定为使屏幕10的光的透射率成为规定的值。而且，光吸收层60具有以下功能：吸收入射到屏幕10的照明光等不需要的外部光和杂散光，提高影像的对比度。另外，使第1实施方式的保护层15具有光吸收功能的话也能够得到同样的效果。
像以上所说明的那样，根据第4实施方式，由于具有光吸收层60，因此能够通过更简单的结构来提高影像的对比度。
(第5实施方式)
图15是示出第5实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
图16是示出第5实施方式的反射层13的图。
图17是示出第5实施方式的反射层13的另一方式的图。
在第5实施方式的屏幕10中，除了反射层13的结构与第1实施方式不同之外，采用了与第1实施方式的屏幕10相同的结构。由此，除了对反射层13进行说明之外，对实现与第1实施方式相同的功能的部分标注相同的标号而省略重复说明。
如图16所示，第5实施方式的反射层13在第1斜面121a上形成为多个岛状。这里，“多个岛状”是指圆形、椭圆、矩形等多边形、其他的任意形状规则或不规则地在第1斜面121a上配置有多个的状态。
在本实施方式的反射层13中，多个圆形形状的反射膜13a沿着第1斜面121a规则地配置。第1斜面121a上的未形成反射层13(多个圆形形状的反射膜13a)的部分为使入射的光透射的透光部。
第1实施方式等所示的透射型的屏幕的反射层设置于第1斜面的整个面上，因此在电介质膜的情况下，反射率和透射率的调整能够通过变更所使用的材料等来进行。但是，仅变更材料的话，有时无法将反射率和透射率调整成充分期望的值。
与此相对，本实施方式的屏幕10能够通过调整多个圆形形状的反射膜13a所占的面积与第1斜面121a的面积的比例来调整入射到屏幕10的光的反射率和透射率。由此，不需要上述那样的变更电介质膜的材料等的调整，能够更高效地调整反射层的反射率和透射率。
另外，在图16中，示出了圆形形状的反射膜13a的直径小于单位光学形状121的排列间距P(在第1斜面121a的排列方向上的宽度)、且在第1斜面121a上形成有多个圆形形状的反射膜13a的例子，但不限于此。例如，也可以如图17所示那样形成为：圆形形状的反射膜13a的直径大于单位光学形状121的排列间距P1(在第1斜面121a的排列方向上的宽度)，并且圆形形状的反射膜13a跨设于相邻的第1斜面121a上。另外，与图17所示的方式相比，在采用图16所示的方式的情况下，岛状的反射膜能够分别形成得更小，因此观察者不容易视觉确认出反射膜的形状，并且也不容易产生摩尔纹。
此外，虽然在图15中省略了，但是在第4本实施方式的屏幕10中也是：在第1斜面121a中的形成有反射层13(多个圆形形状的反射膜13a)的部位形成有微细且不规则的凹凸形状，反射层13追随着该微细且不规则的凹凸形状而形成，并且在维持了该凹凸形状的状态下成膜。因此，反射层13的第1光学形状层12侧(影像源侧)的面和第2光学形状层14侧(背面侧)的面为具有微细且不规则的凹凸形状的粗糙面。由此，反射层13借助微细且不规则的凹凸形状使入射的光的一部分扩散并反射，使未反射的其他光不扩散地透射。
这里，岛状的反射膜13a的大小(俯视时的面积，以下相同)构成为大于微细且不规则的凹凸形状的一个凸部的大小和一个凹部1的大小。因此，岛状的反射膜13a构成为包含多个凸部和凹部。这是因为，假设岛状的反射膜13a小于凸部和凹部，则被反射膜13a反射的光的朝向的分布不均变大，无法充分地取得基于第1斜面121a的光的偏转作用，从而无法观察到适当的影像。
另外，该凹凸形状是微细的凸形状和凹形状在二维方向上不规则地排列而形成的，凸形状和凹形状的大小和形状、高度等是不规则的。
反射层13也可以与第1实施方式同样地为使用金属的结构、使用电介质多层膜的结构以及使用单层的电介质膜的结构这三种结构中的任意结构。此外，反射层13能够将金属膜、电介质膜以单层或多层的形式适当组合来使用。
关于反射层13，示出了多个圆形形状的反射膜13a规则地配置在第1斜面121a上的例子，但不限于此，也可以不规则地配置，或者可以是圆形以外的形状的反射膜规则或不规则地配置。
另外，在本实施方式中，由于不直接作用于影像光的朝向观察者侧的反射，因此示出了反射层13不设置在第2斜面121b上的例子，但不限于此，反射层13也可以设置在第2斜面121b上。
与第1实施方式同样地，第2光学形状层14是设置于第1光学形状层12和反射层13的背面侧(-Z侧)的具有透光性的层。
如上所述，反射层13由多个岛状(圆形形状的反射膜13a)构成，在第1光学形状层12的第1斜面121a中的未形成圆形形状的反射膜13a的部分(透光部)处，第1光学形状层12与第2光学形状层14直接接触，能够使第2光学形状层14相对于第1光学形状层12的紧密贴合更牢固。
第5实施方式的屏幕10例如是通过以下这样的制造方法来制造的。
图18是示出第5实施方式的反射层13的制造方法的一例的图。
首先，准备基材层11，在该基材层11的一个面上，以在赋形单位光学形状121的成型模中填充有紫外线硬化型树脂的状态进行层叠，通过照射紫外线以使紫外线硬化型树脂硬化的UV成型法来形成第1光学形状层12。此时，在赋形单位光学形状121的成型模的、赋形第1斜面121a的面上，形成有微细且不规则的凹凸形状。该微细且不规则的凹凸形状能够通过在成型模的赋形第1斜面121a的面上进行一次以上的电镀处理或蚀刻处理、喷丸处理等而形成。
然后，准备形成接下来的反射层13，如图18所示，将在与构成反射层13的多个圆形形状的反射膜13a对应的位置设置有贯通孔H的掩模M，层叠配置于第1光学形状层12上。
另外，在由制作出的基材层11和第1光学形状层12所构成的层叠体呈网状时，存在该层叠体在反射层13的形成工序之前被卷绕成卷筒体的情况。在这样的情况下，如果将上述层叠体与掩模M一同卷绕，则能够抑制第1光学形状层12污损或损伤，能够在之后的反射层13的形成工序中极力防止产生反射膜的蒸镀不良等不良情况。
接着，在将掩模M配置于单位光学形状121上的状态下，例如，通过对电介质膜进行蒸镀或溅射加工等而在第1斜面121a上形成规定的厚度的反射层13(多个圆形形状的反射膜13a)。
此外，反射层13不限于此，例如，也可以通过蒸镀铝、铬(Cr)、银、镍等光反射性高的金属、或者溅射光反射性高的金属、或者转印金属箔等来形成反射层13。例如，在反射层13使用铝的情况下，通过使膜厚足够厚(0.1μm以上)，入射光的反射率为70％～80％左右，入射光的吸收率为大约20％左右。在该情况下，在将第1斜面121a上的反射层13的面积所占的比例设为20％时，第1斜面121a的整个面上的基于反射层13的反射率为14％～16％，吸收率为大约4％，除了能够极力抑制反射层13上的入射光的吸收之外，也能够调整入射光的反射和透射的比例。此外，通过这样使反射层13的膜厚足够厚，能够防止因膜厚的变动而产生斑点图案等。
另外，由金属材料形成的反射层13的反射率(透射率)能够通过使其膜厚变化来调整。具体而言，如果减小膜厚，则透射率提高，但反射率降低，如果增加膜厚，则反射率提高，但透射率降低。
接着，从反射层13之上，以填充单位光学形状121之间的谷部而成为平面状的方式涂敷紫外线硬化型树脂，照射紫外线而使紫外线硬化型树脂硬化，形成第2光学形状层14。通过以上内容，屏幕10完成。
另外，由于在单位光学形状121的第1斜面121a上像上述那样形成有微细的凹凸形状，因此在形成于第1斜面121a上的反射层13的两个面形成有微细的凹凸形状。此外，第1斜面121a上的未形成反射层13的部分的凹凸形状因填充第2光学形状层14的树脂而变得几乎看不出来，在完成的屏幕10中，能够使入射到第1斜面121a的未形成反射层13的部分的光不扩散地透射。
像以上所说明的那样，第5实施方式的屏幕10在单位光学形状121中的影像光入射的位置(第1斜面121a)形成有呈多个岛状的反射层13即多个圆形形状的反射膜13a。由此，能够利用反射层13使从影像源LS投射出的影像光向观察者O1侧反射，并且使屏幕10的背面侧的景色等的外部光的一部分不扩散地透过反射层和单位光学形状的未形成反射层的部分(透光部)而向观察者O1侧射出。因此，能够对观察者O1显示影像源LS的影像，并且使观察者O1更鲜明地观察到屏幕10的背面侧的景色。
(第6实施方式)
图19是对第6实施方式的屏幕100的层结构进行说明的图。在图19中，示出了通过屏幕100的画面中央即点A并且与画面上下方向(Y方向)和厚度方向(Z方向)平行的截面。
第6实施方式的屏幕100是这样的方式：除了两块第5实施方式的屏幕10(以下，称作第1屏幕部10A、第2屏幕部10B)经由接合层17接合在一起这一点之外，与上述的第5实施方式的屏幕10相同。因此，对实现与第1实施方式相同的功能的部分标注相同的标号或在末尾标注相同的标号，适当省略重复的说明。
如图19所示，第6实施方式的屏幕100具有第1屏幕部10A和位于第1屏幕部10A的背面侧的第2屏幕部10B，它们通过接合层17而接合为一体。更具体而言，第1屏幕部10A的背面侧的第2光学形状层14与第2屏幕部10B的影像源侧的基材层11通过接合层17而接合。
接合层17是由透光性高的粘合剂或粘接剂形成的层，在屏幕100的厚度方向上设置于第1屏幕部10A与第2屏幕部10B之间。该接合层17将第1屏幕部10A和第2屏幕部10B接合为一体。
本实施方式的屏幕100的第1屏幕部10A和第2屏幕部10B以各自的光学中心一致的方式彼此接合。
此外，第1屏幕部10A和第2屏幕部10B的各单位光学形状形成为同一形状。因此，各屏幕部的焦点位置(聚光点)大致一致。
这里，在通过投射瞳径小的影像源等来投射高亮度的影像光的情况下，具有透明性的屏幕具有易于产生闪烁(散斑)的倾向。
但是，在本实施方式的屏幕100中，第1屏幕部10A和第2屏幕部10B在相同的显示区域显示相同的影像，并且显示相同的影像的光经由不同的两个光路从屏幕10射出，因此减少了闪烁(散斑)。
由此，能够成为可减少影像的闪烁(散斑)、显示明亮并且良好的影像的屏幕100和影像显示装置1。
此外，本实施方式的屏幕100能够实现与上述的第5实施方式的屏幕10相同的效果。
(第6实施方式的另一方式1)
在上述的第6实施方式中，示出了第1屏幕部10A和第2屏幕部10B的焦点位置(聚光点)大致一致的例子，但不限于此，也可以采用以下这样的方式。
图20是对第6实施方式的屏幕100的另一方式进行说明的图。图20是示出另一方式的屏幕100的第1屏幕部10A和第2屏幕部10B的焦点位置(聚光点)的图。在图20中，示出了从画面左右方向的右侧(+X侧)观察屏幕100时的情形。
在屏幕100中，也可以是，第1屏幕部10A和第2屏幕部10B的焦点位置(聚光点)在厚度方向(Z方向)上不同。
在本实施方式中，如图20所示，第2屏幕部10B的聚光点F2位于比第1屏幕部10A的聚光点F1在厚度方向(Z方向)上更远离屏幕100的一侧(+Z侧)的位置。即，在本实施方式的屏幕100中，第2屏幕部10B的第1光学形状层12所具有的圆形菲涅耳透镜形状与第1屏幕部10A的第1光学形状层12所具有的圆形菲涅耳透镜形状是以下设计：它们的形状或光学设计不同，且聚光点的位置不同。
因此，第2屏幕部10B的第1光学形状层12的形成单位光学形状121的第1斜面、第2斜面的角度θ1、θ2等是对应于该聚光点F2而设计的。因此，在位于距光学中心(C1)的距离r相等的点的第1屏幕部10A的单位光学形状121和第2屏幕部10B的单位光学形状121中，各自的角度θ1不同。
此外，在该方式中，第2屏幕部10B的单位光学形状121的排列间距P2的值与第1屏幕部10A的单位光学形状121的排列间距P1的值不同，例如，为排列间距P1的值的1.4倍。这样，通过使第1屏幕部10A的单位光学形状121的排列间距P1与第2屏幕部10B的单位光学形状121的排列间距P2不同，能够改善由于第1屏幕部10A所显示的影像的影像光与第2屏幕部10B所显示的影像的影像光发生干涉而产生的摩尔纹。为了改善摩尔纹，优选使一方的排列间距为另一方的排列间距的1.4倍或2.4倍。
另外，在该方式中，示出了排列间距P1与排列间距P2为不同的值的例子，但不限于此，也可以为相同的值。
通过采用这样的方式，能够使第1屏幕部10A和第2屏幕部10B所显示的相同的影像会聚在不同的位置，从而能够对不同位置的观察者显示良好的影像。
因此，根据该另一方式，除了上述的第6实施方式所取得的效果之外，还能够朝向不同的两个位置会聚影像光，从而能够对不同的两个位置的观察者显示良好的影像。
另外，在像上述那样向不同的两个位置会聚影像光的情况下，优选为，在第1屏幕部10A和第2屏幕部10B的反射光的亮度分布(视角分布)中，相对于峰值亮度的半峰全宽αH为20°以下。由此，能够提高影像光的会聚性，对位于聚光点的观察者显示更加明亮且清晰的影像。
(第6实施方式的另一方式2)
图21是对第6实施方式的屏幕100的另一方式2进行说明的图，并且是从画面上下方向的上侧观察屏幕100的图。
可以如图21所示那样为：第1屏幕部10A和第2屏幕部10B的焦点位置(聚光点)F1、F2在画面左右方向(X方向)上不同。通过采用这样的方式，能够扩大画面左右方向的视角。此外，这样的方式例如适合画面左右方向上的尺寸大于画面上下方向上的尺寸的横长屏幕。
图22是对第6实施方式的屏幕100的另一方式2进行说明的图，并且是从画面左右方向的右侧观察屏幕100的图。
可以如图22所示那样为：第1屏幕部10A的聚光点F1和第2屏幕部10B的聚光点F2在画面上下方向(Y方向)上不同。通过采用这样的方式，能过扩大画面上下方向的视角。此外，这样的方式例如适合画面上下方向上的尺寸大于画面左右方向上的尺寸的纵长屏幕。
此外，聚光点F1、F2也可以在画面左右方向(X方向)和厚度方向(进深方向，Z方向)上不同，也可以在画面上下方向(Y方向)和进深方向(Z方向)上不同，也可以在画面上下方向(Y方向)和画面左右方向(X方向)上不同。
此外，聚光点F1、F2中的任意一方可以为无限远。
在这样使聚光点F1、F2不同情况下，与此相应地设计第1屏幕部10A的第1光学形状层12和第2屏幕部10B的第1光学形状层12的圆形菲涅耳透镜形状。因此，作为菲涅尔中心的光学中心可以根据该设计而在从屏幕面的法线方向观察时一致，也可以不一致。
例如，第1屏幕部10A的第1光学形状层12和第2屏幕部10B的第1光学形状层12可以是：圆形菲涅耳透镜形状相同，但从屏幕面的法线方向观察时，作为该菲涅尔中心的点(光学中心)位于不同的位置。此外，第1屏幕部10A的第1光学形状层12和第2屏幕部10B的第1光学形状层12也可以是以下方式：圆形菲涅耳透镜形状不同，而且从屏幕面的法线方向观察时，作为其菲涅尔中心的点(光学中心)位于不同的位置。
还可以是以下方式：例如，聚光点F1、F2的位置一致(或者大致一致)，但各屏幕部的第1斜面的角度θ1的角度分布或光学中心的位置不同。
另外，在第6实施方式中，例示了两块第5实施方式的屏幕10(第1屏幕部10A和第2屏幕部10B)经由接合层17而接合在一起的方式，但与设置多块屏幕相同的结构例如也可以作为如下方式来实现：反射层在该反射屏幕的厚度方向上隔开规定的间隔而设置有多层。这里，“反射层隔开规定的间隔独立地层叠有多层”不是像多层膜反射层那样的方式，而是指设置多层针对影像光作为反射层发挥作用的独立的反射层。
(第7实施方式)
图23是示出第7实施方式的影像显示装置1的立体图。另外，在图23中，为了易于理解，在屏幕10的表面上一并标记了与单位光学形状121的圆形菲涅耳透镜形状相当的圆弧形状。
图24是从上表面观察第7实施方式的影像显示装置1的图。
另外，第7实施方式的屏幕10适当地利用了与上述的各实施方式的屏幕10相同的结构。由此，省略屏幕10的具体形态的说明。
在上述的各实施方式中，例示了将单位光学形状121的排列方向作为上下方向来使用屏幕10的方式进行说明。在第7实施方式中，将单位光学形状121的排列方向作为左右方向(水平方向)来使用屏幕10。由此，在第7实施方式中，影像源LS配置于屏幕10的斜侧方。在屏幕10中，单位光学形状121的排列方向上的光的扩散作用大于与排列方向垂直的方向上的光的扩散作用。因此，在第7实施方式中，能够扩大即使在观察者O1的位置在左右方向上发生了偏移的情况下也能够提供良好影像的范围。
(第8实施方式)
图25是示出第8实施方式的屏幕10的层结构的一例的图。
第8实施方式的屏幕10是采用了对第3实施方式中的调光层40进行改良而得到的调光层210的方式，该屏幕10除了具有该调光层210的结构和激发光源220之外，与第3实施方式的屏幕10相同。由此，对实现与上述的第3实施方式相同的功能的部分标注相同标号而适当省略重复说明。
调光层210和激发光源220构成了调光部200，该调光部200构成为通过由未图示的控制部对激发光源220进行控制而能够调整光致变色层211的透射率。
调光层210具有光致变色层211、第1遮蔽层212、第2遮蔽层213以及导光层214。
光致变色层211是具有光响应性的层，该光响应性是指在接收到特定的波长区域的激发光时透射率发生变化。关于本实施方式的光致变色层211，在通常时可见光的透射率高，相对于可见光大致透明，通过接收紫外光而变成灰色或黑色，成为可见光的透射率降低的状态。此外，接收到紫外光的光致变色层211在紫外光的接收结束时，使可见光的透射率逐渐上升而恢复为透明状态。
光致变色层211由含有光致变色材料(感光物质)的树脂构成。作为光致变色材料，例如，能够列举出二芳基乙烯系化合物、螺吡喃系化合物、螺哌啶系化合物、俘精酸酐系化合物、六芳基双咪唑系化合物、萘并吡喃系化合物等，但不限于此，能够适当使用现有公知的光致变色材料。
关于本实施方式的光致变色层211，在未因紫外光而变色的状态下的、垂直入射的可见光的最大透射率在430nm～700nm的范围为80％，在因紫外光而变色为最浓的状态下的最小透射率在430nm～700nm的范围为20％。
第1遮蔽层212是配置于光致变色层211的影像源侧并将作为激发光的紫外光的透射遮蔽的层。更具体而言，第1遮蔽层212可以构成为紫外线吸收层，也可以构成为紫外线反射层。第1遮蔽层212使要遮断的紫外光以外的波段的光透射(透射率足够高)，因此相对于可见光是大致透明的。在本实施方式中，第1遮蔽层212配置于调光层210的影像源侧的最表面(与粘接层30相接的位置)。
第2遮蔽层213是配置于光致变色层211的背面侧并遮蔽作为激发光的紫外光的透射的层。更具体而言，第2遮蔽层213可以构成为紫外线吸收层，也可以构成为紫外线反射层。第2遮蔽层213使要遮断的紫外光以外的波段的光透射(透射率足够高)，因此相对于可见光是大致透明的。在本实施方式中，第2遮蔽层213配置于调光层210的背面侧的最表面。
在本实施方式中，第1遮蔽层212和第2遮蔽层213为相同的结构，构成为紫外线吸收层，将垂直入射的280nm～380nm的紫外光的90％以上遮蔽(吸收)。更优选为，第1遮蔽层212和第2遮蔽层213将垂直入射的280nm～380nm的紫外光的95％以上遮蔽(吸收)。
通过构成为由第1遮蔽层212和第2遮蔽层213夹着光致变色层211，由此，从影像源侧和背面侧到达调光层210的紫外光大部分被第1遮蔽层212和第2遮蔽层213遮蔽而没有到达光致变色层211。由此，光致变色层211不会因外来光或影像光而产生透射率的变化。
导光层214配置于第1遮蔽层212与第2遮蔽层213之间，对从调光层210的端部入射的光进行引导而使至少一部分的光向光致变色层211侧射出。在本实施方式中，导光层214配置在比光致变色层211靠影像源侧的位置。
导光层214具有高折射率层215、第1低折射率层216以及第2低折射率层217。
高折射率层215是对被引导的激发光(在本实施方式中为紫外光)进行引导的区域，折射率高于第1低折射率层216和第2低折射率层217的折射率。此外，高折射率层215优选使用可见光以及作为激发光的紫外光的透射率高的材料来形成。
第1低折射率层216与高折射率层215的影像源侧相邻地配置，折射率低于高折射率层215。
第2低折射率层217与高折射率层215的背面侧相邻地配置，折射率低于高折射率层215。
第1低折射率层216和第2低折射率层217均优选使用可见光以及作为激发光的紫外光的透射率高的材料来形成。在本实施方式中，第1低折射率层216和第2低折射率层217由相同的材料构成。
通过使导光层214采用上述那样的结构、即由第1低折射率层216和第2低折射率层217夹着高折射率层215的结构，由此，在高折射率层215与第1低折射率层216的界面、以及高折射率层215与第2低折射率层217的界面上，以大于临界角的角度到达这些界面的来自激发光源220的激发光发生全反射。由此，激发光被向导光方向(图25中的从下朝上的方向)引导。
此外，导光层214具有改变被引导的光的一部分的行进方向的行进路线变更部215a。本实施方式的行进路线变更部215a构成为设置于高折射率层215的影像源侧的槽形状。该行进路线变更部215a的槽形状在与导光方向垂直的方向即画面左右方向上维持相同的形状延伸。此外，行进路线变更部215a沿着导光方向隔着间隔而配置有多个。关于本实施方式的行进路线变更部215a，图25所示的截面形状为矩形形状，但截面形状也可以是三角形形状，也可以是半圆形形状或椭圆形状的一部分形状等，其形状可以适当变更。
此外，可以采用在行进路线变更部215a的槽形状的内部填充有例如形成第1低折射率层216的树脂的结构，也可以填充其他树脂。但是，如果行进路线变更部215a的槽形状的内部为空隙，则有可能发生结露等而变得容易视觉确认到行进路线变更部215a，因此优选使用某种树脂进行填充。
激发光源220被配置于调光层210的端部210a，发出作为激发光的紫外光，向端部210a照射激发光。向端部210a照射的激发光从端部210a入射到高折射率层215内，并沿导光方向行进。在本实施方式中，激发光源220配置有多个作为点光源的LED(发光二极管)光源。
关于端部210a，虽然没有图示，但优选针对高折射率层215的端部以外的端部、尤其是光致变色层211的端部配置遮光膜或遮光部件等，以免激发光直接入射。此外，针对与端部210a对置的一侧的端部210b和沿着调光层210的导光方向延伸的画面左右的端部，例如，可以配置反射激发光的紫外光反射材料以使激发光返回，也可以配置吸收激发光的紫外光反射材料。
当激发光源220发光时，激发光从端部210a入射，像图25中的箭头那样行进。在高折射率层215内行进的激发光像之前所说的那样以比临界角大的角度到达高折射率层215与第1低折射率层216的界面以及高折射率层215与第2低折射率层217的界面时，在这些界面上发生全反射。通过重复这些步骤，激发光被向导光方向引导。此外，到达了行进路线变更部215a的激发光的行进方向被大幅变更。这里，被行进路线变更部215a变更的激发光的行进方向多种多样，但一部分的光会以比临界角小的角度入射到高折射率层215与第2低折射率层217的界面。该激发光通过该界面并从导光层214射出，到达光致变色层211，从而光致变色层211的透射率降低。
如上所述，行进路线变更部215a通过变更激发光的行进路线而使激发光向光致变色层211前进。由此，朝向光致变色层211的激发光的分布情况根据激发光向行进路线变更部215a照射的程度而改变。为了使光致变色层211整体的透射率均匀，优选适当对行进路线变更部215a的配置进行最优化。另外，导光层214能够被看作是激发光的面光源，因此能够将与现有公知的面光源装置相同的结构适当用作行进路线变更部215a的具体结构。例如，也可以使导光层14内包含光扩散粒子来代替行进路线变更部215a。
在本实施方式那样的行进路线变更部215a的方式的情况下，通过根据场所来改变行进路线变更部215a的槽的深度，能够使激发光的出射光量的分布均匀化。具体而言，可以使接近激发光源220的一侧的行进路线变更部215a的槽的深度小于远离激发光源220的一侧的行进路线变更部215a的槽的深度。另外，多个行进路线变更部215a的槽的深度可以沿着导光方向以一个行进路线变更部215a作为单位而变化，也可以沿着导光方向，以多个行进路线变更部215a作为单位而阶段性地变化。
另外，通过改变行进路线变更部215a的宽度(导光方向上的宽度)及其排列间距，也能够使激发光的出射光量的分布均匀化。但是，行进路线变更部215a的宽度及其排列间距优选为固定。这是为了防止行进路线变更部215a被看到。
当激发光源220发出激发光时，光致变色层211的透射率降低，能够发挥所谓的调光作用。光致变色层211的透射率降低是与激发光源220发出激发光大致同时产生的，因此透射率变化的响应速度很快。此外，如上所述，光致变色层211的最大透射率为80％，最小透射率为20％，因此与使用液晶等的调光层相比，透射率的动态范围高，透射时和调光时(透射率降低时)之差大，利用价值高。
此外，调光层210构成为由第1遮蔽层212和第2遮蔽层213夹着光致变色层211。由此，光致变色层211不会因影像光或外来光而产生透射率的变化。此外，也能够防止激发光从调光层210射出。
另外，在上述第8实施方式中，仅设置有激发光源220，但也可以是：例如，还设置有向导光层14入射具有提高光致变色层211的透射率的作用的光(例如，可见光)的光源。
(变形方式)
不限于以上所说明的实施方式，能够进行各种变形和变更，这些也在本发明的范围内。
(1)在各实施方式中，列举了在截面中第1斜面121a(第1面)和第2斜面121b(第2面)为直线(第1斜面和第2斜面为平面)、连接面121c为曲线的例子进行说明。但不限于此，例如，第1斜面(第1面)也可以在截面中为曲线，即第1斜面(第1面)为曲面，第2斜面(第2面)也可以在截面中为曲线，即第2斜面(第2面)为曲面。
(2)在各实施方式中，也可以在屏幕10的正面或背面设置用于防止损伤的硬涂层。硬涂层例如是通过在屏幕10的面上涂敷具有硬涂层功能的紫外线硬化型树脂(例如，聚氨酯丙烯酸酯等)等而形成的。
此外，不限于硬涂层，可以根据屏幕10的使用环境和使用目的等而对屏幕10选择性地设置一层或多层具有例如防反射功能、紫外线吸收功能、防污功能以及防静电功能等适当的所需功能的层。还可以在基材层11的影像源侧设置触摸面板层等。
尤其是，当在屏幕10的影像源侧的表面上设置有防反射层的情况下，能够防止如下情况：被反射层13反射后的影像光在影像源侧的与空气的界面发生反射而从背面侧射出，从而显示为影像在背面侧泄露。
(3)在第6实施方式中，列举了重叠配置第5实施方式的屏幕10(第1屏幕部10A和第2屏幕部10B)的例子进行说明。不限于此，例如，也可以重叠配置第1实施方式的屏幕10。
(4)在各实施方式中，示出了反射层13的表面(单位光学形状121的表面)的微细的凹凸形状的大小、形状、排列等不规则的例子，但也可以是，大小、形状、排列中的任意项具有规则性。
(5)在各实施方式中，列举了影像源LS位于屏幕10的画面左右方向的中央、且位于画面外的下方的例子进行说明，但不限于此，例如，也可以采用以下方式：影像源LS配置于屏幕10的斜下侧等，在画面左右方向上从斜向光对屏幕10投射影像光。
在该情况下，单位光学形状121的排列方向采用对应于影像源LS的位置而倾斜的方式。通过采用这样的方式，能够自由地设定影像源LS的位置等。
(6)在各实施方式中，示出了第1斜面121a、第2斜面121b以及连接面121c形成有微细且不规则的凹凸形状的例子，但不限于此，例如，也可以为仅在第1斜面121a上形成有微细且不规则的凹凸形状的方式。
此外，示出了反射层13形成于单位光学形状121的整个面的例子，但不限于此，例如，也可以为反射层13形成于第1斜面121a的至少一部分的方式。
(7)在各实施方式的说明中，主要对影像显示装置1配置于室内用的隔板的例子进行了说明，但在第2实施方式和第3实施方式中也例示了配置于汽车的窗户上的例子。不限于此，对于任何实施方式，例如，都可以应用于展示会等的影像显示或店铺等的橱窗等，不限于汽车，可以应用于各种交通工具(例如，飞机、铁路车辆、船舶等)的窗户(前窗、侧窗、后窗等)等。
(8)在第2实施方式中，列举了调光层20使用液晶的例子进行说明。不限于此，例如，调光层也可以使用液晶以外的材料，例如，也可以是EC方式、SPD方式、PDLC方式调光膜等、明暗(透射率)根据电极间的电位差而变化的器件。
使用了EC方式(Electro chromic：电致变色)的调光膜具有以一对电极夹着调光层(电解质层)的构造。根据电极间的电位差，利用氧化还原反应，使调光层的颜色在透明与深蓝色之间变化。
使用了SPD方式(Suspended Particle Device：悬浮粒子装置)的调光膜利用微粒子的取向而通常着色为深蓝色，但在被施加电压时，变化为透明，当电位被切断时，恢复为原来的深蓝色，能够通过电压来调整浓淡。
使用了PDLC方式(Polymer Dispersed Liquid Crystal：聚合物分散液晶)的调光膜在液晶层中形成有由特殊的聚合物形成的网络构造体，通过聚合物网络的作用，诱发液晶分子的排列为不规则的状态而使光散射。并且，当通过施加电压而使液晶分子在电场方向上排列时，光不散射，成为透明状态。
(9)在各实施方式中，对屏幕10的单位光学形状121形成为圆形菲涅耳透镜形状的例子进行了说明，但不限于此，也可以为线性菲涅尔透镜形状。此外，对将圆形菲涅耳透镜形状的光学中心配置于屏幕10的画面区域外的例子进行了说明，但不限于此，光学中心也可以存在于屏幕10的画面区域内。
(10)在第6实施方式中，列举示出了从屏幕100的正面方向观察时第1屏幕部10A的显示区域和第2屏幕部10B的显示区域与屏幕100的画面(显示区域)一致的例子，但不限于此，例如，也可以为以下方式：第1屏幕部10A的显示区域和第2屏幕部10B的显示区域的一部分重复，从屏幕100的正面方向(Z方向，屏幕面的法线方向)观察时，该重复的区域的面积比屏幕100的画面(显示区域)的面积的50％大。采用这样的方式也能够期待改善闪烁。
另外，从减少在屏幕10的画面上显示的影像的闪烁以显示出良好影像的观点出发，更优选为，第1屏幕部的显示区域与第2屏幕部的显示区域所重复的区域的面积为屏幕100的画面(显示区域)的面积的90％以上。
(11)在第6实施方式中，对层叠两块屏幕10的例子进行了说明，但不限于此，也可以层叠三块以上。三块屏幕各自的聚光点可以一致，也可以不同。
(12)在各实施方式中，对在影像显示装置1中影像源LS为投影仪、屏幕10具有使入射光扩散反射的反射层13的例子进行了说明，但不限于此，也可以是以下这样的所谓HUD(平视显示器)的方式：影像源为LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等微型显示器，屏幕由使入射光进行镜面反射的反射层构成。
(13)在第1实施方式中，列举了下述例子进行说明：利用单位光学形状121的形状而使单位光学形状121的排列方向上的光的扩散作用大于与排列方向垂直的方向上的光的扩散作用。不限于此，例如，也可以通过使在单位光学形状121的表面上形成的微细的凹凸形状具有规则性和各向异性来对光的扩散作用赋予各向异性，也可以在赋予凹凸时使反射面弯曲。
(14)在第1实施方式的变形方式中，如图8所示，关于单位光学形状121的形状，例示了曲面在谷底部V连续且曲面在顶点部T不连续的例子。不限于此，单位光学形状121的形状能够采用各种的变形方式。
图26是示出单位光学形状121的变形方式的一例的图。
也可以如图26所示，采用曲面在顶点部T处连续、且曲面在谷底部V处不连续的方式。此外，虽然未图示，但也可以采用曲面在顶点部T和谷底部V双方都连续的方式。此外，关于曲面凸出的方向，可以像图8所示那样像观察者侧凸出，也可以像图26所示那样向观察者侧凹陷。
另外，能够适当组合各实施方式和变形方式来使用，但省略详细说明。此外，本发明不限于以上所说明的各实施方式。
标号说明
1：影像显示装置；2：前窗；3：内装面板；4：方向盘；10：屏幕；10A：第1屏幕部；10B：第2屏幕部；11：基材层；12：第1光学形状层；13：反射层；13a：反射膜；14：第2光学形状层；15：保护层；17：接合层；20：调光层；20A：液晶用第1层叠体；20B：液晶用第2层叠体；21A、21B：基材；22A、22B：透明电极；23A、23B：取向层；24：珠状间隔件；25：密封材料；26、27：液晶层；28：间隔件；29A、29B：直线偏光板；30：粘接层；40：调光层；50：支承板；60：光吸收层；51：接合层；61：第1玻璃板；62：第1中间层；63：第2中间层；64：第2玻璃板；100：屏幕；121：单位光学形状；121a：第1斜面；121b：第2斜面；121c：连接面；200：调光部；210：调光层；210a、210b：端部；211：光致变色层；212：第1遮蔽层；213：第2遮蔽层；214：导光层；215：高折射率层；215a：行进路线变更部；216：第1低折射率层；217：第2低折射率层；220激发光源。

Claims (24)

1.一种反射屏幕，其将从影像源投射出的影像光的一部分反射来显示影像，其中，
该反射屏幕具有：
光学形状层，其具有透光性，且在背面侧的面上排列有多个单位光学形状；以及
反射层，其形成于所述单位光学形状的至少一部分，将入射光的一部分反射，并使所述入射光的其他至少一部分透射，
在测量了投影所述影像光的状况下的角亮度分布的情况下，所述单位光学形状的排列方向上的半值角比与所述排列方向垂直的方向上的半值角大5％以上。
2.根据权利要求1所述的反射屏幕，其特征在于，
在画面中央，正面为最大亮度。
3.根据权利要求1或2所述的反射屏幕，其特征在于，
所述光学形状层具有：
第1面，其供影像光入射；
第2面，其与所述第1面对置；以及
由曲面构成的连接面，其连接所述第1面和所述第2面。
4.根据权利要求1或2所述的反射屏幕，其特征在于，
所述单位光学形状在沿所述排列方向切断的截面形状中具有向与影像源侧相反的一侧最突出的顶点部和向影像源侧最凹陷的谷底部，
所述光学形状层以所述顶点部和所述谷底部为界而具有：
第1面；以及
与所述第1面对置且宽度比所述第1面窄的第2面，
至少所述第1面的沿所述排列方向切断的所述截面形状弯曲。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
所述反射层的至少影像源侧的面为粗糙面，将所述入射光的一部分扩散反射。
6.根据权利要求5所述的反射屏幕，其特征在于，
所述单位光学形状在其表面上具有微细的凹凸形状，
所述凹凸形状为所述单位光学形状的排列方向上的光扩散效果高于与所述单位光学形状的排列方向垂直的方向上的光扩散效果的形状，
所述反射层的至少所述单位光学形状侧的面具有与所述凹凸形状对应的凹凸形状。
7.根据权利要求5所述的反射屏幕，其特征在于，
所述单位光学形状在其表面上具有微细且不规则的凹凸形状，
所述反射层的至少所述单位光学形状侧的面具有与所述凹凸形状对应的凹凸形状。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
将在所述单位光学形状的排列方向上从该反射屏幕的反射光成为峰值亮度的出射角度至亮度成为1/2的出射角度为止的角度变化量设为+αV1、-αV2，并将其绝对值的平均值设为αV时，5°≤αV≤45°。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
将在所述单位光学形状的排列方向上从该反射屏幕的反射光成为峰值亮度的出射角度至亮度成为1/2的出射角度为止的角度变化量设为+αV1、-αV2，将其绝对值的平均值设为αV，并将所述第1面和与屏幕面平行的面所成的角度设为θ1时，在该反射屏幕的至少一部分区域中满足αV＜arcsin(n×sin(2×(θ1)))这一关系。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
所述反射屏幕具有光吸收层，该光吸收层在该反射屏幕的厚度方向上设置于比所述反射层靠背面侧的位置。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
所述反射屏幕具有使透射率变化的调光层，该调光层在该反射屏幕的厚度方向上设置于比所述反射层靠背面侧的位置。
12.根据权利要求11所述的反射屏幕，其特征在于，
所述调光层具有：
透明的第1电极；
透明的第2电极，其与所述第1电极对置地配置；以及
调光材料，其配置在所述第1电极与所述第2电极之间，根据所述第1电极与所述第2电极之间的电位差而使透射率变化。
13.根据权利要求12所述的反射屏幕，其特征在于，
所述调光材料为具有双色性色素的液晶。
14.根据权利要求11所述的反射屏幕，其特征在于，
所述调光层包含感光物质。
15.根据权利要求14所述的反射屏幕，其特征在于，
所述感光物质会由于接收紫外线作为激发光而使得透射率发生变化，
所述反射屏幕具有将激发光向所述感光物质引导的导光层。
16.根据权利要求15所述的反射屏幕，其特征在于，
所述调光层具有遮蔽所述激发光的至少一部分的遮蔽层，该遮蔽层配置在从两侧夹着所述感光物质和所述导光层的位置。
17.根据权利要求1至16中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
所述反射层在所述单位光学形状的所述影像光入射的位置形成为多个岛状。
18.根据权利要求1至17中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
所述反射层包含至少一层电介质膜。
19.根据权利要求1至18中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
所述光学形状层具有所述单位光学形状呈同心圆状排列多个而成的圆形菲涅耳透镜形状。
20.根据权利要求19所述的反射屏幕，其特征在于，
所述圆形菲涅耳透镜形状的中心被设置在该反射屏幕之外。
21.根据权利要求1至20中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
所述反射屏幕在该反射屏幕的厚度方向上比所述反射层靠背面侧的位置具有第2光学形状层，该第2光学形状层具有透光性，且以填充所述单位光学形状之间的谷部的方式层叠。
22.根据权利要求1至21中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
所述反射屏幕不具有这样的光扩散层：该光扩散层含有具有使光扩散的功能的扩散粒子。
23.根据权利要求1至22中的任意一项所述的反射屏幕，其特征在于，
在该反射屏幕的厚度方向上隔开规定的间隔设置有多层所述反射层。
24.一种影像显示装置，其具有：
权利要求1至23中的任意一项所述的反射屏幕；以及
影像源，其对所述反射屏幕投射所述影像光。
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