JP2018163193A - 透過型加飾スクリーン、及び透過型投射システム - Google Patents

Abstract

【課題】加飾部の影響を小さくし投射された光を高い質で観察者に提供することができる透過型加飾スクリーンを提供する。【解決手段】絵柄層１８と、入射した光の方向をスクリーン法線方向に近づけるように変更する方向変更シート１１と、絵柄層と方向変更シートとの間に配置された、光を散乱して透過する光拡散層１５と、を有し、絵柄層には、厚さ方向に貫通した孔又はスリットである光透過部２０が層面方向に複数配列されており、方向変更シートは、絵柄層側とは反対側に突出する単位光学要素１４が複数配列されてなり、単位光学要素は光を単位光学要素内に入射させる入射面１４ａと、入射面から入射した光を反射して絵柄層側に向ける反射面１４ｂと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、加飾されているとともに、光源からの光を透過しつつ提供する透過型加飾スクリーン、及び、この透過型加飾スクリーンを備える透過型投射システムに関する。

透過型スクリーンは、プロジェクターや発光源等の光源からの投射光を透過させる過程で、投射された映像を観察者が見えるように表示したり、面状の光で周囲を照らす照明として機能したりする。そして透過型スクリーンでは観察者側に達する光の質を高めるための各種機能を有する層が積層されている。例えばプロジェクターからの映像を表示する透過型スクリーンでは、外光を吸収して映像のコントラストを向上させるためにスモーク色系の透明着色層を設けることが一般的である。

ところが、このような透過型スクリーンでは光源から光が投射されていないときにはその外観が半透明の黒色調になり、周囲との調和を考えたときに、表面に絵柄等で加飾された層を有する透過型加飾スクリーンが望まれていた。

例えば特許文献１には、光を透過する部分と隠蔽性を有する部分とが混在してなり、隠蔽性を有する部分には広告等の画像（絵柄層）を配置する技術が開示されている。これによれば映像の非投射時には広告等の加飾された部位にかかる画像を見せることができ、映像の投射時には映像源からの映像光を表示することができる。そして周囲との調和を考えてデザイン性の高いスクリーンとすることが可能となる。

特開２００５−３７８１８号公報

近年、スクリーンに映像光等の光を投射する光源として、至近距離からの投写で大画面表示を実現する短焦点型の光投射装置（短焦点型のプロジェクター等）が広く利用されている。このような短焦点型の光投射装置は、透過型加飾スクリーンに対して、上方下方、又は中央から、従来の光源よりも大きな入射角度で映像光等の光を投射することができる。そのため、光投射装置をスクリーンに近づけて設置できるためスクリーンを用いた投射システムの省スペース化に寄与している。

ところが短焦点型の光源では、光源と透過型加飾スクリーンとの距離が近いため、透過型加飾スクリーンに入射する光の角度がスクリーン面法線方向に対して大きくなる。このとき、光源から離隔するにつれてその角度が大きくなるため、スクリーンの部位によっても光の透過量が大きく変わり、輝度ムラが顕著となる。

このように光の入射角度が大きくなると、例えば特許文献１のような透過型加飾スクリーンでは、単に画面に輝度ムラを生じるだけでなく、部位によっては加飾されたデザイン部分が思いがけず視認されてしまう問題がある。

そこで本発明は、上記の問題に鑑み、短焦点型の光源が用いられた場合にも、加飾部分の影響を小さくし投射された光を高い質で観察者に提供することができる透過型加飾スクリーンを提供することを課題とする。また、このような透過型加飾スクリーンを用いた透過型投射システムを提供する。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の１つの態様は、光源（２）から投射された光を観察者側に透過させる透過型加飾スクリーン（１０、１１０）であって、絵柄層（１８）と、入射した光の方向をスクリーン法線方向に近づけるように変更する方向変更シート（１１、１１１）と、絵柄層と方向変更シートとの間に配置された、光を散乱して透過する光拡散層（１５）と、を有し、絵柄層には、厚さ方向に貫通した孔又はスリットである光透過部（２０）が層面方向に複数配列されており、方向変更シートは、絵柄層側とは反対側に突出する単位光学要素（１４、１１４）が複数配列されてなり、単位光学要素は光を単位光学要素内に入射させる入射面（１４ａ、１１４ａ）と、入射面から入射した光を反射して絵柄層側に向ける反射面（１４ｂ、１１４ｂ）と、を備える、透過型加飾スクリーン（１０、１１０）である。

上記透過型加飾スクリーン（１０、１１０）では、光拡散層（１５）と絵柄層（１８）との間に、光を吸収する光遮蔽層（１６）を備え、光透過部（２０）は光遮蔽層も貫通している構成としてもよい。

本発明の他の態様は、光源（２）と、上記した透過型加飾スクリーン（１０、１１０）と、を備える透過型投射システム（１、１０１）である。

上記透過型投射システム（１、１０１）では、光源（２）の出光面と、透過型加飾スクリーン（１０、１１０）の表面との距離が１ｍ以内であるように構成できる。

本発明によれば、短焦点型の光源を用いたり、発光源がスクリーンに近い位置に配置されたときに光を投射しても、スクリーン面の位置によらず加飾された部位の影響を抑え、高い質の光を提供することができる。

１つの形態を説明する図で、透過型投射システム１の斜視図である。 透過型投射システム１の断面図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）は光透過部２０の形状及びパターンの例を説明する図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）は光透過部２０の形状及びパターンの例を説明する図である。 透過型投射システム１０１の断面図である。

以下、適宜示す図面を参照しつつ、本発明を形態例に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。
なお、以下に説明する透過型加飾スクリーンに具備される各構成の形状は実際には非常に微小であったり、薄いシート状であったりする。従って、以下に示す各図では見易さのため各形状を誇張、変形して表している。また、図面において繰り返しとなる符号はその一部のみに付して他は省略することがある。

図１は１つの形態を説明するための透過型投射システム１の斜視図である。図１には、透過型投射システム１が使用されている姿勢における向きを併せて表した。図２には、透過型投射システム１に具備される透過型加飾スクリーン１０の鉛直方向に沿った厚さ方向断面図を示した。

図１、図２からわかるように、透過型投射システム１は、映像源２及び透過型加飾スクリーン１０を備えている。以下にそれぞれについて説明する。

映像源２は、光源の一態様として機能し、映像情報を伴った光源として透過型加飾スクリーン１０に向けて映像光を投射する装置であり、いわゆる短焦点型と呼ばれる映像源である。図１、図２からわかるように、本形態では映像源２は透過型加飾スクリーン１０の画面中央より下方側から映像光を透過型加飾スクリーン１０に向けて投射する。すなわち、図１、図２にＢで示した映像源２の映像光出射面（最も外側のレンズ面）と透過型加飾スクリーン１０の表面（厚さ方向において映像源２に最も近い点）との距離を短くすることができる。短焦点型の映像源２では、具体的にはＢの大きさは１ｍ以下であり、さらに０．５ｍ以下であってもよい。短焦点型の映像源２を用いた透過型投射システム１によれば、映像源と透過型加飾スクリーンとの距離を非常に短くすることができるので、設置場所を大きく取る必要がなく省スペース化が可能となる。例えば会議室等では機器が邪魔になり難くなる。また自動車や電車等の車両に表示機器として設置する場合には、もともと限られたスペースに多くの機器を配置する必要があることを考えると省スペース化による利便性はより顕著である。
ここで「短焦点」は投影される映像の大きさによっても異なるが、例えば８０インチサイズの映像を投射したときにＢの値が１ｍ以下、好ましくは０．６５ｍ以下である。他の例としてカーナビゲーションの表示装置のような８インチ（縦横比、９：１６）の場合にはスクリーンの縦×横が１００ｍｍ×１７７ｍｍであり、これに映像を投射したときにＢの値が０．１ｍ以下、好ましくは０．０６５ｍ以下である。一方、Ｂの値の下限は、これよりも短いものであれば短焦点に分類することができるが、Ｂの値は少なくとも０ｍより大きい。

また、本形態では光源として映像源（プロジェクター）が適用された例を説明するが光源として他の形態を適用することもできる。
例えば透明なフィルムに対して固定画像を透明性の高い印刷を施したもの（ＯＨＰシートのようなもの）や、遮光部を設けて明暗表示するもの（マスキング）に対して単色の光源（単色光源）で背面から照らして透過させ、この透過光を透過型加飾スクリーン１０に向けて投射する態様でもよい。このときには単色光源の色を変えると異なる色の画像を表示できる。
また、光源として、映像や画像の情報を含まずに、照明や点灯表示としての役割を果たすような光源であってもよい。例えば照明装置の光源、避難経路灯の光源、火災報知機のランプ、警告灯の光源を挙げることができる。

透過型加飾スクリーン１０は、複数の層が積層されてなる全体として薄いシート状であり、本形態では少なくとも使用時には展開された状態でシート面が鉛直方向又はそれに近い姿勢に立てられるように設置される。また、透過型加飾スクリーンは使用していないときにはロール状に巻いてコンパクトにすることができるように可撓性を有するように構成してもよい。
本形態ではスクリーン面が略鉛直となるように用いられる例で説明するが、これに限定されることはない。例えば現金自動預払機（ＡＴＭ）の操作画面のようにスクリーン面が水平に近い姿勢で設置されることもある。かかる場合でも本発明を適用することができる。

そして透過型加飾スクリーン１０は、巻けるか否かを問わず、展開の姿勢で、映像源２から投射された映像光を観察者Ａ（図１、図２参照）の側に透過して出射することによりスクリーンとして機能する。
また、透過型加飾スクリーン１０は、映像源２から映像光が投射されていないときには絵柄層１８に描写されたデザインを視認するこができ、デザイン性の高いスクリーンとなる。

本形態の透過型加飾スクリーン１０は、映像源２側から、方向変更シート１１、光拡散層１５、光遮蔽層１６、着色絵柄遮蔽層１７、絵柄層１８、及び透明保護層１９を有して構成されている。さらに、透過型加飾スクリーン１０は、少なくとも光遮蔽層１６、着色絵柄遮蔽層１７、絵柄層１８を厚さ方向に貫通する光透過部２０が複数形成されている。以下、各々について説明する。

方向変更シート１１は、背面側（観察者側とは反対側）に配置された映像源２から斜めに投射された光の向きを変え、光の向きを透過型加飾スクリーン１０の法線方向（厚さ方向）に近づけるように方向を変更する機能を有している。そのため、図２に良く表れているように、方向変更シート１１は、基部１２及び光学要素部１３を具備し、光学要素部１３には複数の単位光学要素１４が含まれている。

基部１２は、光学要素部１３を形成する基材となる部位であり、光学要素部１３の変形を防止できるように支持する。かかる観点から、基部１２を構成する材料の具体例として、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂を挙げることができる。

光学要素部１３は、複数の単位光学要素１４を有してなる部位である。本形態で各単位光学要素１４は断面が略三角形である部位を有し、その稜線が絵柄層１８（観察者側）とは反対側に突出するように配置されている。そして各単位光学要素１４は、その斜辺を形成する面が入射面１４ａ及び反射面１４ｂとされている。
入射面１４ａは映像源２からの光を屈折させ単位光学要素１４内に入射させる面であり、映像源２に面した側の面である。
一方、反射面１４ｂは、入射面１４ａから入射した光を反射して観察者側に向きを変える面であり、映像源２側とは反対側の面である。
このような光学要素部は上記のように作用する形態を備えてればよく、特に限定されることはないが、例えばフレネルレンズ層、プリズムレンズ層もこれに含まれる。

また、図１からわかるように、本形態では各単位光学要素１４はその稜線が水平方向に延び、複数の単位光学要素１４は鉛直方向に並べられて配置されている、いわゆるリニア形状である。これにより生産性の高い方向変更シート１１とすることができる。
ただし、このような形態の他、各単位光学要素の稜線が円弧状に延び、複数の単位光学要素がある点を中心として同心円状に並べられている、いわゆるサーキュラー形状であってもよい。

光学要素部１３をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、スクリーンに組み込まれるシート用の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることが好ましい。これには例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）が挙げられる。

方向変更シート１１は、入射した光の向きを変え、光の進行方向をスクリーンの法線方向に近づける機能を有する。方向変更シート１１に対しては、背面側に配置された映像源２から斜め方向から光が投射されるので、各単位光学要素１４には異なった角度で光が入射する。そのため、方向変更シート１１に備えられる各単位光学要素１４はその形状が同じであっても、異なっていてもよい。すなわち、配置される位置によって形状が異なるように構成することもできる。具体的には、単位光学要素のピッチ、単位光学要素の突出高さ（厚さ方向の大きさ）、入射面１４ａ及び反射面１４ｂの傾斜角等を単位光学要素ごとに規定することもできる。

このような方向変更シート１１は押し出し成型により、または、基部１２の上に光学要素部１３を賦型又は貼付することにより、製造することができる。押し出し成型で製造された方向変更シート１１では、基部１２と光学要素部１３とが一体的に形成され得る。また、賦型又は貼付によって方向変更シート１１を製造する場合には基部１２をなす材料と光学要素部１３をなす材料とは異なっていても良いし、同一であってもよい。

このような方向変更シート１１は、本形態のように粘着剤により光拡散層１５に積層されてもよいが、光拡散層１５との間に間隙を設けて配置してもよい。
本形態のように方向変更シート１１を他の層（本形態では光拡散層１５）に積層して一体化すると、空気界面がなくなり、界面反射を防止して光の利用効率を高めることができる。
一方、方向変更シート１１を他の層と別体として間隙を設けると、接着剤や粘着剤による層がないため、光学的な歪の発生を抑制することができ、透明性を高めることができる。

光拡散層１５は、映像源２からの映像光を観察者側に散乱して観察者が映像を視認できるようにする層である。光を散乱する具体的手段は公知の通りであるが、例えば透明樹脂に光拡散粒子を分散させた形態を挙げることができる。

光拡散粒子を分散させる透明樹脂としては、光透過性を有するとともに光拡散粒子を保持できるものであればよく特に限定されることはない。これには例えばポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを挙げることができる。

光拡散粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、タルク、ジルコニア、酸化亜鉛、二酸化チタンなどの無機粒子、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ベンゾグアナミン、シリコーン樹脂の有機粒子を挙げることができる。

光拡散粒子の平均粒径は、６μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは８μｍ以上である。当該平均粒径を６μｍ以上とすることにより、充分な光拡散性を得ることができる。当該平均粒径を１０μｍより大きくすると粒子の凝集による層の白化が顕著になり、映像がぼやける虞がある。
粒子の平均粒径は、例えば、断面電子顕微鏡（ＴＥＭ、ＳＴＥＭ等の透過型電子顕微鏡）による光拡散層１５の断面画像から、画像処理ソフトウェアを用いて求めることができる。また、断面電子顕微鏡の画像を用い、縮尺を考慮し、手動にて平均値を算出することによって粒子の平均粒径を求めてもよい。また、粒子が単体で存在する場合、光拡散粒子が透明樹脂に分散される前の段階であれば、粒子の平均粒径はレーザー散乱法によって測定することができる。
酸化チタンなどの微粒子の光拡散材を用いた場合には、その平均粒子径は１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。

光拡散層１５の厚さは、１μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１４μｍ以上２０μｍ以下、さらに好ましくは１６μｍ以上１８μｍ以下である。光拡散層１５の厚さが１μｍ未満であると、光拡散効果が十分に得られない虞がある。また光拡散層１５の厚さが５０μｍを超えると、表示される映像の解像性が劣化し、映像がぼやけて観察されてしまう虞がある。

光遮蔽層１６は、光を吸収するように構成された層である。これにより映像光のコントラストを向上させることができる。光を吸収させる層の具体的構成は公知の通りであるが、例えば透明樹脂に、光吸収粒子、光吸収性の顔料や染料などの光吸収材料を含有させた形態を挙げることができる。

光遮蔽層１６のための透明樹脂も特に限定されないが、例えばポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂などを挙げることができる。

光吸収材料として光吸収粒子を用いる場合には、カーボンブラック等の光吸収性の着色粒子が好ましく用いられるがこれらに限定されるものではない。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩、染料、顔料等で着色した有機微粒子や着色したガラスビーズ等を挙げることができる。特に、着色した有機微粒子が、コスト面、品質面、入手の容易さ等の観点から好ましく用いられる。

光遮蔽層１６の厚さは特に限定されることはないが、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。厚い方が光を遮蔽しやすく、薄い方が曲げや延伸等の変形に対して耐久性が高いので、上記範囲の厚さとすることによりバランスがとれた層となる。より好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下である。
また、光遮蔽層１６の光遮蔽性は光透過率で１０％以下が好ましく、さらに好ましくは１％以下、より好ましくは０．１％以下である。

着色絵柄遮蔽層１７は、ここに絵柄層１８が積層されて絵柄層１８に描かれたデザイン等の加飾を観察者に見易く表示する。絵柄層１８が薄く、絵柄層１８が光を透過するような場合には、着色絵柄遮蔽層１７が、絵柄層１８の下地として機能するため、着色絵柄遮蔽層１７は下地として適切な色を有する不透明な層である。
着色絵柄遮蔽層１７を所定の色を有する不透明な層とする具体的構成は公知の通りであるが、例えば透明樹脂に白色、又は必要な色の顔料や染料などを含有させた形態を挙げることができる。従ってここでいう所定の色には白色も含む概念である。

着色絵柄遮蔽層１７の厚さは特に限定されることはないが、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。厚い方が色を濃くなり光を透過し難くなり、薄い方が曲げや延伸等の変形に対して耐久性が高いので、上記範囲の厚さとすることによりバランスがとれた層となる。より好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下である。

絵柄層１８は、加飾（デザイン）が施された層であり、各種の模様、色彩パターン、写真、絵画、図画等特に限定されることなくここに配置することができる。このような絵柄層１８のデザインは例えば基材に印刷により形成したり、着色絵柄遮蔽層に印刷したりすることで形成することができる。

絵柄層１８の厚さは特に限定されることはないが、０．１μｍ以上５０μｍであることが好ましい。厚い方が色を濃くなり光を透過し難く、薄い方が曲げや延伸等の変形に対して耐久性が高いので、上記範囲の厚さとすることによりバランスがとれた層となる。より好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下である。

透明保護層１９は、絵柄層１８及び透過型加飾スクリーン１０を汚染や傷等から保護する層であり、透明樹脂、又は透明ガラスなどで構成することができる。
透明樹脂を用いる場合には、例えば、熱可塑性樹脂、硬化樹脂による層を挙げることができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート等のアクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル樹脂等が挙げられる。なお、「（メタ）アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。

硬化樹脂による層は、硬化性樹脂組成物が硬化した層であり、硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂を含有する組成物である。硬化性樹脂組成物としては、例えば、熱硬化性樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物、電離放射線硬化性樹脂を含有する電離放射線硬化性樹脂組成物等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂（２液硬化型ポリウレタンも含む。）、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、珪素樹脂、ポリシロキサン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、熱硬化性樹脂の硬化反応に関与する成分、例えば、触媒、硬化剤（架橋剤、重合開始剤、重合促進剤等を含む）等を含有してもよい。
電離放射線硬化性樹脂は、電離放射線の照射により架橋重合反応を生じ、３次元の高分子構造に変化する樹脂である。電離放射線は、電磁波及び荷電粒子線のうち、分子を重合又は架橋し得るエネルギー量子を有するものであり、紫外線（ＵＶ）及び電子線（ＥＢ）の他、Ｘ線、γ線等の電磁波、α線、イオン線等の荷電粒子線も包含するが、通常、紫外線（ＵＶ）又は電子線（ＥＢ）が使用される。電離放射線硬化性樹脂の中でも、電子線硬化性樹脂は、無溶剤化が可能であり、光重合用開始剤を必要とせず、安定な硬化特性が得られる。
電離放射線硬化性樹脂としては、例えば、電離放射線の照射により架橋可能な重合性不飽和結合、エポキシ基等を分子中に有するモノマー、オリゴマー、プレポリマー等の１種以上を使用することができる。

透明保護層１９の厚さは特に限定されることはないが、０．１μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。薄いと曲げ等による耐久性は高いが耐擦傷性では弱く、厚いと耐擦傷、傷には強いが曲げ等の変形に弱く割れ等が発生するため、上記範囲の厚さとすることによりバランスのよい透明保護層１９とすることができる。より好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下である。

光透過部２０は、映像光を透過させて観察者側に映像を提供するための部位であり、本形態では孔やスリット等の空洞により形成されている。光透過部２０は、少なくとも光遮蔽層１６、着色絵柄遮蔽層１７、絵柄層１８を厚さ方向に貫通する孔やスリットであり、このような光透過部２０が透過型加飾スクリーン１０の層面内方向に複数設けられている。図３、図４には、光透過部２０の形状及び配列パターンの例を説明する図を示した。

図３（ａ）は断面が円形である孔状の光透過部２０が層面内の縦横に格子状に配列された例である。
図３（ｂ）は断面が正方形である孔状の光透過部２０が層面内の縦横に格子状に配列された例である。
このように光透過部２０を層面内に縦横に配列されたパターンとすることができる。配列パターンは上記例示した格子状であることに限らず互い違いにオフセットされた配列（千鳥配列）や、その他所定の規則に沿った配列、ランダムな配列等、適宜採用することができる。
また、各光透過部２０の断面形状は円形、三角形、四角形、その他適切な形状を採用することができ、大きさも特に限定されることはない。また１つの透過型加飾スクリーン１０内で断面形状及び／又は大きさは一定である必要もない。

図４（ａ）は、スリット状の光透過部２０が配列されたパターンであり、光透過部２０は水平方向に延び、複数の光透過部２０が鉛直方向に配列された形態である。
図４（ｂ）は、スリット状の光透過部２０が配列されたパターンであり、光透過部２０は鉛直方向に延び、複数の光透過部２０が水平方向に配列された形態である。
このように光透過部をスリット状に形成することもできる。

光透過部のより具体的な形状は特に限定されることはないが、平面視で円形である場合にはその直径が３００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは１μｍ以上２００μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以上１００μｍ以下、最も好ましくは１０μｍ以上５０μｍ以下である。直径が小さいほど、光透過部を視認し難くなるが、小さ過ぎると光の透過量が減り透過光量が減るため、上記範囲によりバランスのよい光透過部となる。
光透過部が平面視で四角形の場合には上記直径に相当する大きさとして長辺の長さに置き換えればよく、光透過部が平面視で楕円の場合には上記直径に相当する大きさとして長軸の長さを置き換えればよい。

本形態では光透過部２０は空洞であり、その内側は空気で満たされているが、これに限らず、光透過部内が透明樹脂により満たされていても良い。

また、本形態では光透過部２０は光遮蔽層１６、着色絵柄遮蔽層１７、絵柄層１８を厚さ方向に貫通するものであったが、これに加えて透明保護層１９も貫通するように形成してもよい。

以上のような構成を備える透過型加飾スクリーン１０は例えば次のように作製できる。
粘着剤により積層された光遮蔽層１６、着色絵柄遮蔽層１７、絵柄層１８に対して、所望の形状及びパターンで光透過部２０を形成する。これは公知の孔開け工程により行うことができる。
このように形成された光遮蔽層１６、着色絵柄遮蔽層１７、絵柄層１８の積層体の面のうち、光遮蔽層１６の面に光拡散層１５を粘着剤により貼り付ける。さらに、絵柄層１８の面に透明保護層１９を粘着剤で貼り付ける。
そして、さらに光拡散層１５に方向変更シート１１を粘着剤で積層することで、透過型加飾スクリーン１０となる。

次に、透過型加飾スクリーン１０の作用について、光路例を示しながら説明する。ただし、図に表した光路例は概念的に光の進路を表したものであり、屈折の程度や反射の角度を厳密に表したものではない。

映像源２から、透過型加飾スクリーン１０に映像光が投射されると映像源２から出光した光は図２に一点鎖線で示したように、放射状に広がりながら方向変更シート１１に達する。そして図２に映像光Ｌ１、映像光Ｌ２で示したように、映像光は入射面１４ａから入射し、反射面１４ｂで全反射してその方向がスクリーン面の法線方向に近づくように進行方向が変えられる。反射面１４ｂにより反射した映像光Ｌ１、映像光Ｌ２は光拡散層１５に達する。

光拡散層１５に達した映像光Ｌ１は、拡散光となって映像として視認できる光となるとともに、光透過部２０を透過して観察者Ａに届くため、映像光として観察者に視認される。
一方、光拡散層１５に達した映像光Ｌ２は、拡散光となって映像として視認できる光となるが、光遮蔽層１６に達するためにここで吸収される。このように観察者に届かない映像光は光遮蔽層１６で適切に吸収されるため、他の映像光に影響を与えず観察者に届く映像光のコントラストを高めることができる。

このように、透過型加飾スクリーン１０によれば、コントラストの高い映像を提供することができるため、映像源２から映像光を投射している際には、観察者は絵柄層１８の絵柄でなく、適切な質の映像を見ることができる。
そして、透過型加飾スクリーン１０によれば、短焦点型の映像源２による映像の投射であっても、映像源２から離れた部位においても方向変更シート１１の作用により映像源２からの光を適切に観察者Ａ側に向けることができ、スクリーンの位置によらず均質な映像を提供することができる。映像情報や画像情報を有しない光源を用いた場合にも、例えば照明光として、スクリーンの位置によらず均質な輝度の光を提供することができ、観察者側に質の良い光を提供することができる。
また、透過型加飾スクリーン１０では、映像源２からの映像光を効率よく観察者に提供することもできる。例えば、方向変更シート１１が配置されていない場合、光源からの光の一部が入射面で反射してしまい、光の一部がスクリーンを透過することなく天井に達してしまうことがある。透過型加飾スクリーン１０によればこのような光を抑制して観察者に提供できるため、効率よく明るい映像を提供することも可能である。

一方、映像源２から映像光が投射されていないときには、光透過部２０を通しての映像光の提供がないため、観察者は絵柄層１８に現れているデザインを視認することができる。このとき、光遮蔽層１５により背面側（観察者側とは反対側）の光の少なくとも一部が吸収されるため、背面側が若干明るくても適切に絵柄層１８のデザインを見ることができる。

従って、このような透過型加飾スクリーンは、優れた外観が求められる広い用途に適用することができる。例えば自動車の内装及び外装の用途、住宅及び商業用施設の用途、並びに家具の用途を挙げることができる。
自動車の内装及び外装の用途については、例えば自動内のディスプレイ表示器や警告ランプ、ルームランプ、フットランプ、イルミネーションランプ、車幅灯、ヘッドライト、テールランプ、及びウインカー等を挙げることができる。
住宅及び商業用施設の用途については、案内板、広告、看板等のディスプレイや、照明器具、窓、ショーウインドウなどの採光、照明、壁、扉、仕切り等に配置する埋め込みディスプレイ等を挙げることができる。
家具の用途については、例えばテレビや、キッチン、浴室、寝室、ドアホン等のディスプレイや、表示器を埋め込んだ家具、家電、机、椅子、棚、間仕切り、タンス、ゲタ箱、ベッド等、掃除機、冷蔵庫、炊飯器、電子レンジ、洗濯機等を挙げることができる。

図５は他の形態を説明するための図であり、透過型投射システム１０１の断面図で、図２に相当する図である。図５からわかるように、透過型投射システム１０１は、映像源２及び透過型加飾スクリーン１１０を備えている。

透過型投射システム１０１では、短焦点型の映像源２が透過型加飾スクリーン１１０の鉛直方向中央と同じ高さ位置に配置されたシステムである。そのため、透過型加飾スクリーン１１０は、上記した透過型加飾スクリーン１０の光学要素部１３の代わりに光学要素部１１３が適用された例である。従ってここでは方向変更シート１１１における光学要素部１１３について説明する。他の部分は透過型加飾スクリーン１０と同じ符号を付して説明を省略する。

光学要素部１１３は、複数の単位光学要素１１４を有してなる。本形態でも各単位光学要素１１４は断面が略三角形である部位を有し、その斜辺を形成する面が入射面１１４ａ及び反射面１１４ｂである。
入射面１１４ａは映像源２からの光を屈折させ単位光学要素１１４内に入射させる面であり、映像源２に面した側の面である。
一方、反射面１１４ｂは、入射面１１４ａから入射した光を全反射して観察者側に向きを変える面であり、映像源２側とは反対側の面である。
このような単光学要素部は上記のように作用する面を備えてればよく、特に限定されることはないが、例えばフレネルレンズ層、プリズムレンズ層もこれに含まれる。

本形態では透過型加飾スクリーン１１０の鉛直方向中央を挟んで上方に配置される単位光学要素１１４の入光面１１４ａと、当該中央を挟んで下方に配置される単位光学要素１１４の入光面１１４ａと、が向き合う方向に単位光学要素１１４が構成されている。
これにより、短焦点型の映像源２が透過型加飾スクリーン１１０の鉛直方向中央と同じ高さ位置に配置されたシステムであっても、上記した効果を奏するものとなる。

１ 透過型投射システム
２ 映像源（光源）
１０、１１０ 透過型加飾スクリーン
１１、１１１ 方向変更シート
１２ 基部
１３ 光学要素部
１４ 単位光学要素
１５ 光拡散層
１６ 光遮蔽層
１７ 着色絵柄遮蔽層
１８ 絵柄層
１９ 透明保護層
２０ 光透過部

Claims (4)

1. 光源から投射された光を観察者側に透過させる透過型加飾スクリーンであって、
   絵柄層と、
   入射した前記光の方向をスクリーン法線方向に近づけるように変更する方向変更シートと、
   前記絵柄層と前記方向変更シートとの間に配置された、光を散乱して透過する光拡散層と、を有し、
   前記絵柄層には、
   厚さ方向に貫通した孔又はスリットである光透過部が層面方向に複数配列されており、
   前記方向変更シートは、
   前記絵柄層側とは反対側に突出する単位光学要素が複数配列されてなり、
   前記単位光学要素は前記光を前記単位光学要素内に入射させる入射面と、前記入射面から入射した光を反射して前記絵柄層側に向ける反射面と、を備える、
   透過型加飾スクリーン。
2. 前記光拡散層と前記絵柄層との間に、光を吸収する光遮蔽層を備え、
   前記光透過部は前記光遮蔽層も貫通している、請求項１に記載の透過型加飾スクリーン。
3. 光源と、
   請求項１又は２に記載の透過型加飾スクリーンと、を備える
   透過型投射システム。
4. 前記光源の出光面と、前記透過型加飾スクリーンの表面との距離が１ｍ以内である請求項３に記載の透過型投射システム。

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