JP2019135533A - 反射スクリーン及び映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透明性が高く、良好な映像を表示できる反射スクリーンを提供する。【解決手段】反射スクリーン１は、観察者側に配置されるガラス支持体１０と、ガラス支持体１０の観察者側と反対側に配置され、映像源から投影される映像光の一部を反射し、その他を透過させる光学シート２０と、ガラス支持体１０と光学シート２０との間に配置される接合層１１と、光学シート２０に隣接して配置される基材層１５と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、投射される映像光の一部を反射して表示する反射スクリーンと、この反射スクリーンを備えた映像表示装置に関する。

従来、映像源から投射される映像光を反射して表示する反射スクリーンとして、様々なものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。なかでも、透明性を有する半透過型の反射スクリーンは、反射スクリーンの向こう側の景色を見ることができ、意匠性の高さ等から需要が高まっている。

特開平９−１１４００３号公報

しかし、このような半透過型の反射スクリーンにおいて、光を拡散する作用を有する拡散粒子等を含有する光拡散層を備えていると、反射スクリーンの向こう側の景色が白っぽくぼやけて観察され、意匠性の低下を招くため、透明性の向上が課題となっていた。また、各種スクリーンにおいて、薄型化や、コントラストの高い良好な映像を表示することは、常々求められることである。

本発明の課題は、透明性が高く、良好な映像を表示できる反射スクリーンと、これを備えた映像表示装置とを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されない。
第１の発明は、観察者側に配置されるガラス支持体（１０）と、前記ガラス支持体の観察者側と反対側に配置され、映像源から投影される映像光の一部を反射し、その他を透過させる光学シート（２０）と、前記ガラス支持体と前記光学シートとの間に配置される接合層（１１）と、前記光学シートに隣接して配置される基材層（１５）と、を備える反射スクリーン（１）である。
第２の発明は、第１の発明の反射スクリーン（１）であって、前記基材層は、厚み方向において、前記光学シートの観察者側と反対側（−Ｚ側）に配置される反射スクリーンである。
第３の発明は、観察者側に配置される第１ガラス支持体（１６）と、前記第１ガラス支持体の観察者側と反対側に配置され、映像源から投影される映像光の一部を反射し、その他を透過させる光学シート（２０）と、前記第１ガラス支持体と前記光学シートとの間に配置される第１中間層（１７）と、前記光学シートの観察者側と反対側に配置される第２ガラス支持体（１８）と、前記光学シートと前記第２ガラス支持体との間に配置される第２中間層（１９）と、前記光学シートに隣接して配置される基材層（２１）と、を備える反射スクリーン（１Ａ）である。
第４の発明は、第３の発明の反射スクリーン（１Ａ）であって、前記基材層は、厚み方向において、前記光学シートと前記第２中間層との間に配置される反射スクリーンである。
第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の反射スクリーン（１，１Ａ）と、観察者側から前記反射スクリーンに向けて映像光を投射する映像源（ＬＳ）と、を備える映像表示装置（１００，１００Ａ）に関する。

本発明によれば、透明性が高く、良好な映像を表示できる反射スクリーンと、これを備えた映像表示装置とを提供することができる。

第１実施形態の映像表示装置１００を示す図である。 第１実施形態のスクリーン１の層構成を説明する図である。 第１実施形態の第１光学形状層１２を背面側から見た図である。 第１実施形態のスクリーン１での映像光及び外光の様子を示す図である。 第２実施形態の映像表示装置１００Ａを備えた自動車２００の運転席周辺を示す図である。 第２実施形態のスクリーン１Ａの層構成を説明する図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。

本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
本明細書中において、板、シート等の言葉を使用している。一般的に、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
本明細書中において、スクリーン面とは、スクリーン全体として見たときにおける、スクリーンの平面方向となる面を示すものであり、スクリーンの画面（表示面）に平行であるとする。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の映像表示装置１００を示す図である。図１（ａ）は、映像表示装置１００の斜視図である。図１（ｂ）は、映像表示装置１００を側面から見た図である。
図１に示すように、映像表示装置１００は、スクリーン１（反射スクリーン）、映像源ＬＳ等を備える。第１実施形態のスクリーン１は、映像源ＬＳから投影される映像光Ｌを反射して、その映像源側の画面（表示面）に映像を表示可能である。スクリーン１の詳細に関しては、後述する。

図１を含め以下に示す各図においては、適宜にＸＹＺの直交座標系を示している。この座標系では、スクリーン１の画面左右方向（水平方向）をＸ方向、画面上下方向（鉛直方向）をＹ方向とし、スクリーン１の厚み方向をＺ方向とする。スクリーン１の画面は、ＸＹ面に平行であり、スクリーン１の厚み方向（Ｚ方向）は、スクリーン１の画面に直交する。

また、スクリーン１の映像源側の正面方向に位置する観察者Ｏ１から見て、画面左右方向の右側に向かう方向を＋Ｘ方向、画面上下方向の上側に向かう方向を＋Ｙ方向、厚み方向において背面側（裏面側）から映像源側に向かう方向を＋Ｚ方向とする。
更に、以下の説明中において、画面上下方向、画面左右方向、厚み方向とは、特に断りが無い場合、このスクリーン１の使用状態における画面上下方向（鉛直方向）、画面左右方向（水平方向）、厚み方向（奥行き方向）に相当する。これら各方向は、それぞれ、Ｙ方向、Ｘ方向、Ｚ方向に平行である。

映像源ＬＳは、映像光Ｌをスクリーン１へ投影する映像投射装置（プロジェクタ）である。第１実施形態の映像源ＬＳは、短焦点型のプロジェクタである。
この映像源ＬＳは、映像表示装置１００の使用状態において、スクリーン１の画面（表示領域）を映像源側（＋Ｚ側）の正面方向（スクリーン面の法線方向）から見た場合に、スクリーン１の画面左右方向の中央であって、スクリーン１の画面よりも鉛直方向下方側（−Ｙ側）に位置している。

映像源ＬＳは、奥行き方向（Ｚ方向）において、スクリーン１の映像源側（＋Ｚ側）の表面からの距離が従来の汎用プロジェクタに比べて大幅に近い位置から、斜めに映像光Ｌを投影できる。したがって、映像源ＬＳは、従来の汎用プロジェクタに比べて、スクリーン１までの投射距離が短く、投射される映像光がスクリーン１に入射する入射角度が大きく、入射角度の変化量（最小値から最大値までの変化量）も大きい。

スクリーン１は、映像源ＬＳが投射した映像光Ｌの一部を映像源側（＋Ｚ側）に位置する観察者Ｏ１側へ向けて反射して映像を表示する反射スクリーンである。また、スクリーン１は、映像光を投射しない不使用時等において、スクリーン１の向こう側（−Ｚ側）の景色を観察できる透明性を有する。すなわち、第１実施形態のスクリーン１は、半透過型の反射スクリーンである。

スクリーン１の画面（表示領域）は、使用状態において、映像源側（＋Ｚ側）の観察者Ｏ１側から見て長辺方向が画面左右方向となる略矩形状である。
スクリーン１は、その画面サイズが対角４０〜１００インチ程度であり、画面の横縦比が１６：９である。なお、これに限らず、スクリーン１は、例えば、画面サイズを４０インチ以下としてもよく、使用目的や使用環境等に応じて、その大きさや形状は、適宜選択できる。

一般的に、スクリーン１は、樹脂製の薄い層の積層体等であり、それ単独では平面性を維持するだけの十分な剛性を有していない場合が多い。そのため、第１実施形態のスクリーン１は、画面の平面性が維持されるように、接合層１１を介してガラス１０（後述）に一体に接合されている。

第１実施形態の映像表示装置１００において、スクリーン１は、例えば、店舗等のショーウィンドウに適用される。この場合、ショーウィンドウの窓ガラス（ガラス板）がスクリーン１のガラス１０となる。図１に示すように、ショーウィンドウ（スクリーン１）の手前側の下方に映像源ＬＳを配置することによって、観察者Ｏ１に対して、店舗の外側からショーウィンドウに展示される商品を見せるとともに、映像源ＬＳから商品の映像、広告情報等を表示することができる。
以下、映像の表示機能を備えたショーウィンドウを「スクリーン１」として説明する。

図２は、第１実施形態のスクリーン１の層構成を説明する図である。図２では、スクリーン１の映像源側（＋Ｚ側）の画面中央（画面の幾何学的中心）となる点Ａ（図１参照）を通り、画面上下方向（Ｙ方向）に平行であって、スクリーン面に垂直（厚み方向であるＺ方向に平行）な断面の一部を拡大して示している。
図３は、第１実施形態の第１光学形状層１２を背面側（−Ｚ側）から見た図である。理解を容易にするために、スクリーン１の反射層１３、第２光学形状層１４、基材層１５等を省略している。

スクリーン１は、図２に示すように、その映像源側（＋Ｚ側）から順に、ガラス１０（ガラス支持体）、接合層１１、第１光学形状層１２、反射層１３、第２光学形状層１４及び基材層１５を備えている。本実施形態において、第１光学形状層１２、反射層１３及び第２光学形状層１４は、光学シート２０を構成する。光学シート２０は、ガラス１０を介して入射した光の一部を観察者Ｏ１側に反射し、その他を透過させる機能を有する。光学シート２０を構成する各層については、後述する。

ガラス１０は、スクリーン１の観察者Ｏ１側に配置される透明な部材である。ガラス１０としては、例えば、ソーダライムガラス（青板ガラス）、硼珪酸ガラス（白板ガラス）、石英ガラス、ソーダガラス、カリガラス等の材料を用いることができる。ガラス１０の厚みは、例えば、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

接合層１１は、ガラス１０と光学シート２０とを接合するための層である。接合層１１は、ガラス１０と第１光学形状層１２（光学シート２０）との間に配置される。接合層１１としては、例えば、ブチラール樹脂等を用いることができる。接合層１１の厚みは、例えば、０．２〜１ｍｍ程度としてもよい。接合層１１の屈折率は、ガラス１０、第１光学形状層１２と同等であることが望ましい。

第１光学形状層１２は、接合層１１の背面側（−Ｚ側）に形成される、光透過性を有する層である。図２に示すように、第１光学形状層１２の背面側の面には、単位光学形状（単位レンズ）１２１が複数配列するように設けられている。

単位光学形状部１２１は、図３に示すように、第１光学形状層１２をスクリーン面の法線方向背面側から見たときに、真円の一部形状（円弧状）であり、スクリーン１の画面（表示領域）外に位置する点Ｃを中心として、同心円状に複数配列されている。すなわち、第１光学形状層１２は、点Ｃを中心（フレネルセンター）とする、いわゆるオフセット構造のサーキュラーフレネルレンズ形状を背面側に有している。
この点Ｃは、図３に示すように、画面左右方向の中央であって画面下方に位置している。したがって、スクリーン１を正面方向から見た場合、点Ｃと点Ａとは、画面上下方向（Ｙ方向）に平行な同一直線上に位置している。

単位光学形状部１２１は、図２に示すように、スクリーン面に直交する方向（Ｚ方向）に平行であって、単位光学形状部１２１の配列方向に平行な断面における断面形状が、略三角形状（プリズム形状）である。
この単位光学形状部１２１は、背面側（−Ｚ側）に凸であり、映像光が入射する第１斜面（レンズ面）１２１ａと、これに対向する第２斜面（非レンズ面）１２１ｂとを有している。

図２に示す断面では、１つの単位光学形状部１２１において、第２斜面１２１ｂは、頂点ｔを挟んで第１斜面１２１ａの下側（−Ｙ側）に位置している。
第１斜面１２１ａがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ１である。第２斜面１２１ｂがスクリーン面に平行な面となす角度は、θ２である。角度θ１，θ２は、θ２＞θ１という関係を満たしている。

単位光学形状部１２１の第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂは、その表面に微細かつ不規則な凹凸形状を有する粗面である。この微細な凹凸形状は、凸形状と凹形状とが２次元方向に不規則に配列されて形成されている。凸形状及び凹形状は、その大きさや形状、高さ等は不規則である。

単位光学形状部１２１の配列ピッチは、Ｐであり、単位光学形状部１２１の高さ（厚み方向における頂点ｔから単位光学形状部１２１間の谷底となる点ｖまでの寸法）は、ｈである。
理解を容易にするために、図２では、単位光学形状部１２１の配列ピッチＰ、角度θ１，θ２は、単位光学形状部１２１の配列方向において一定である例を示している。しかし、本実施形態の単位光学形状部１２１は、実際には、配列ピッチＰは一定であるが、角度θ１が単位光学形状部１２１の配列方向においてフレネルセンターとなる点Ｃから離れるにつれて次第に大きくなっている。

角度θ１，θ２、配列ピッチＰ等は、映像源ＬＳからの映像光の投射角度（スクリーン１への映像光の入射角度）や、映像源ＬＳの画素（ピクセル）の大きさ、スクリーン１の画面サイズ、各層の屈折率等に応じて、適宜設定してよい。例えば、単位光学形状部１２１の配列方向に沿って、配列ピッチＰが変化し、角度θ１，θ２が変化する形態としてもよい。

第１光学形状層１２は、光透過性の高いウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリチオール系、ブタジエンアクリレート系等の紫外線硬化型樹脂により形成されている。
なお、本実施形態では、第１光学形状層１２を構成する樹脂として、紫外線硬化型樹脂を例に挙げて説明するが、これに限らず、例えば、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により形成してもよい。

なお、第１実施形態では、第１光学形状層１２の背面側（−Ｚ側）の面には、サーキュラーフレネルレンズ形状が形成される例を示したが、これに限らず、第１光学形状層１２の背面側の面には、単位光学形状部１２１が画面左右方向（Ｘ方向）を長手方向とし、画面上下方向（Ｙ方向）に配列されたリニアフレネルレンズ形状が形成される形態としてもよい。

反射層１３は、光を反射する機能を有する層であり、単位光学形状部１２１上（第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂ上）に形成されている。
反射層１３は、入射した光の一部を反射し、入射したその他の光の少なくとも一部を透過する半透過型の反射層、いわゆるハーフミラーである。

前述のように、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂには、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されており、反射層１３は、この凹凸形状に追従して形成され、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂの凹凸形状が維持されたまま成膜されている。そのため、反射層１３の第１光学形状層１２側（映像源側）の面及び第２光学形状層１４側（背面側）の面は、微細かつ不規則な凹凸形状を有する粗面となっている。
この反射層１３は、入射した光の一部を微細かつ不規則な凹凸形状により拡散反射し、入射したその他の光の少なくとも一部を拡散しないで透過する機能を有する。

反射層１３の反射率及び透過率は、所望する光学性能に合わせて適宜に設定できるが、映像光を良好に反射させるとともに、映像光以外の光（例えば、太陽光等の外界からの光）を良好に透過させる観点から、透過率が約３０〜７０％、反射率が約５〜６０％の範囲であることが望ましい。
反射層１３は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル等により形成される薄膜である。本実施形態の反射層１３は、アルミニウムを蒸着することにより形成されている。
なお、反射層１３は、これに限らず、例えば、光反射性の高い金属をスパッタリングする等により形成されてもよい。また、反射層１３は、誘電体多層膜を蒸着する等により形成されてもよい。

第２光学形状層１４は、第１光学形状層１２及び反射層１３よりも背面側（−Ｚ側）に設けられた光透過性を有する層である。第２光学形状層１４は、第１光学形状層１２の背面側の面を平坦にするために設けられており、単位光学形状部１２１間の谷部を埋めるように形成されている。したがって、第２光学形状層１４の映像源側（＋Ｚ側）の面は、第１光学形状層１２の単位光学形状部１２１の略逆型となる単位光学形状が複数配列されて形成されている。
このような第２光学形状層１４を設けることにより、反射層１３を保護でき、スクリーン１の背面側の面に基材層１５等を積層しやすくなる。

第２光学形状層１４の屈折率は、第１光学形状層１２の屈折率と等しい又は略等しい（等しいとみなせる程度に屈折率差が小さい）ことが望ましい。また、第２光学形状層１４は、前述の第１光学形状層１２と同じ紫外線硬化型樹脂を用いて形成することが好ましいが、異なる材料により形成してもよい。
本実施形態の第２光学形状層１４は、前述の第１光学形状層１２と同じ材料により形成され、その屈折率が第１光学形状層１２の屈折率に等しい。

基材層１５は、光学シート２０を製造する際のベースとなる平板状の部材である。基材層１５は、第２光学形状層１４の背面側（−Ｚ側）に形成される光透過性を有する層であり、スクリーン１の背面側を保護する保護層としても機能する。

基材層１５としては、光透過性の高い樹脂製のシート状の部材が用いられる。基材層１５は、例えば、高い光透過性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂等により形成される。

上述のように構成された第１実施形態のスクリーン１は、光を拡散する拡散作用を有する粒子等の拡散材を含有した光拡散層を備えておらず、映像光等は、反射層１３での反射時に、その表面の微細かつ不規則な凹凸形状によって拡散される。

第１実施形態の光学シート２０は、例えば、以下のような手法により製造される。
まず、基材層１５を用意し、その一方の面に、単位光学形状部１２１を賦形する成形型に紫外線硬化型樹脂を充填した状態で積層する。そして、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させることにより、第２光学形状層１４を形成する。このとき、単位光学形状部１２１を賦形する成形型の第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂを賦形する面には、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている。この微細かつ不規則な凹凸形状は、成形型の第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂを賦形する面に、表面加工を複数回行うことにより形成できる。この表面加工は、例えば、めっき加工や、エッチング加工、ブラスト加工等である。また、表面加工は、各種条件等を変更して複数回行ってもよい。

第２光学形状層１４を基材層１５の一方の面に形成した後、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂに、光反射性の高い部材により反射層１３を形成する。
その後、反射層１３の上から、単位光学形状部１２１による凹凸の谷部を充填して平面状となるように紫外線硬化型樹脂を塗布し、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、第１光学形状層１２を一体に形成する。その後、所定の大きさに裁断する等により、光学シート２０が得られる。この光学シート２０を接合層１１を介してガラス１０の背面側（−Ｚ側）に貼り付けることにより、スクリーン１が完成する。なお、光学シート２０は、枚葉状としてもよいし、ウェブ状としてもよい。

反射層１３の表面に微細かつ不規則な凹凸形状を形成する方法として、例えば、第１斜面１２１ａ，第２斜面１２１ｂ上に拡散粒子等を塗布してその上から反射層１３を形成したり、第２光学形状層１４を形成後に第１斜面１２１ａ，第２斜面１２１ｂにブラスト加工を行った後に、反射層１３を形成したりする方法等が従来知られている。しかし、このような製法では、個々のスクリーン１での拡散特性や品質等のばらつきが大きく、安定した製造が行えない。
これに対して、上述のように、単位光学形状部１２１の第１斜面１２１ａ，第２斜面１２１ｂの微細かつ不規則な凹凸形状を成形型によって賦形した後、反射層１３を成膜することにより、多数のスクリーン１を製造する場合にも、品質のばらつきが少なく、安定して製造できる。

図４は、第１実施形態のスクリーン１での映像光及び外光の様子を示す図である。図４では、スクリーン１の画面中央となる点Ａ（図１参照）を通り、単位光学形状部１２１の配列方向（Ｙ方向）及びスクリーンの厚み方向（Ｚ方向）に平行な断面での断面の一部を拡大して示している。また、図４では、理解を容易にするために、スクリーン１内の各層の界面における屈折率差はないものとして示している。

スクリーン１の下方に位置する映像源ＬＳから投射され、スクリーン１に入射した映像光Ｌ１のうち、一部の映像光Ｌ２は、その単位光学形状部１２１の第１斜面１２１ａに入射し、反射層１３によって拡散反射され、観察者Ｏ１側へ出射する。
第１斜面１２１ａに入射した映像光のうち反射しなかった他の映像光Ｌ３は、反射層１３を透過し、スクリーン１の背面側（−Ｚ側）から出射する。このとき、映像光Ｌ３は、スクリーン１の上方へと出射し、スクリーン１の背面側の正面方向に位置する観察者Ｏ２には到達しない。

また、映像源ＬＳから投射された映像光Ｌ１うち、一部の映像光Ｌ４は、スクリーン１の表面で反射するが、スクリーン１上方へ向かうので、観察者Ｏ１には届かず、映像の視認の妨げにはならない。
なお、第１実施形態の映像表示装置１００では、映像源ＬＳがスクリーン１よりも下方に位置し、映像光Ｌ１がスクリーン１の下方から投射され、かつ、第２斜面１２１ｂの角度θ２（図２参照）がスクリーン１の画面上下方向の各点における映像光の入射角度よりも大きい。そのため、スクリーン１において、映像光が第２斜面１２１ｂに直接入射することはなく、第２斜面１２１ｂは、映像光の反射にはほとんど影響しない。

次に、背面側（−Ｚ側）又は映像源側（＋Ｚ側）からスクリーン１に入射する映像光以外の太陽光等の外界からの光（以下、外光という）について説明する。
図４に示すように、スクリーン１に上方から入射する外光Ｇ１，Ｇ５のうち、一部の外光Ｇ２，Ｇ６は、スクリーン１の表面で反射し、スクリーン下方側へ向かう。また、一部の外光Ｇ３，Ｇ７は、反射層１３で反射する。そして、例えば、外光Ｇ３の一部は、スクリーン１の映像源側（＋Ｚ側）の表面で全反射してスクリーン１内下方へ向かう。外光Ｇ３の他の一部（不図示）は、スクリーン１の下方へ向けて出射する。また、外光Ｇ７は、背面側（−Ｚ側）のスクリーン外上方側へ出射する。また、反射層１３で反射しなかった他の外光Ｇ４，Ｇ８は、反射層１３を透過して、それぞれ背面側、映像源側へ出射する。このとき、映像源側へ出射する外光Ｇ２，Ｇ３，Ｇ８は、観察者Ｏ１には到達しないので、映像のコントラスト低下を抑制できる。
また、スクリーン１に入射した外光の一部は、スクリーン１の映像源側及び背面側の表面で全反射して、スクリーン内部下方側へ向かい、減衰する。

また、スクリーン１に小さな入射角度で入射する外光Ｇ９，Ｇ１０は、反射層１３を透過して、それぞれ背面側、映像源側へ出射する。スクリーン１は、光を拡散する拡散粒子を含有する光拡散層を備えていないので、このスクリーン１を透過する外光Ｇ９，Ｇ１０は、拡散されない。したがって、スクリーン１を通して、スクリーン１の向こう側の景色を観察した場合に、スクリーン１の向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりすることなく、高い透明性で観察できる。

光を拡散する作用を有する拡散粒子等を含有する光拡散層を備えた従来の半透過型の反射スクリーンでは、映像光は、反射層での反射前後の２回拡散されるので、良好な視野角が得られる一方で映像の解像度が低下するという問題がある。また、拡散粒子等によって外光も拡散されるため、スクリーンの向こう側の景色がぼやけたり、白くにじんだりして観察され、透明性が低下する。

しかし、第１実施形態のスクリーン１は、拡散粒子等を含有する光拡散層を備えていないため、スクリーン１の向こう側の景色が白っぽくぼやけて観察されることがない。また、映像光は、反射層１３の表面が微細かつ不規則な凹凸形状により反射時のみ拡散され、透過光が拡散されることはない。

したがって、第１実施形態のスクリーン１は、上述のように、良好な視野角及び解像度を有する映像を表示でき、かつ、スクリーン１の向こう側の景色が白くにじんだり、ぼけたりすることがなく観察者Ｏ１に良好に視認され、高い透明性を実現できる。また、第１実施形態のスクリーン１では、スクリーン１に映像光が投射された状態においても、観察者Ｏ１が、スクリーン１の向こう側（背面側）の景色を一部視認することができる。更に、第１実施形態のスクリーン１において、背面側に位置する観察者Ｏ２は、映像光の投射の有無に関わらず、スクリーン１越しに映像源側（＋Ｚ側）の景色を高い透明性により良好に視認できる。

また、第１実施形態のスクリーン１において、ガラス１０は、樹脂層に比べて表面の平坦性に優れている。また、ガラス１０は、配向性がないため、映像源ＬＳから投射される映像光が、例えば、レーザ光のように配向を持つ光であっても、映像に色ムラが生じることがない。したがって、第１実施形態のスクリーン１は、映像源側（＋Ｚ側）に樹脂層を設けた構成と比べて、映像の視認性に優れている。

第１実施形態のスクリーン１は、光学シート２０の映像源側（＋Ｚ側）に基材層を備えていないため、厚みを薄くできる。そのため、光学シート２０は、ガラス１０への貼り付けが容易となる。とくに、ガラス１０が曲面ガラスの場合、厚みのある光学シートでは、貼り付けそのものが難しいが、第１実施形態の光学シート２０は厚みが薄いため、容易に貼り付けることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態の映像表示装置１００Ａにおいて、スクリーン１Ａ（反射スクリーン）は、例えば、自動車のフロントガラス２に適用される。この場合、フロントガラス２の合わせガラスがスクリーン１Ａの第１ガラス１６及び第２ガラス１８（後述）となる。以下、フロントガラス２において、映像の表示機能を有する部分を「スクリーン１Ａ」として説明する。

図５は、第２実施形態の映像表示装置１００Ａを備えた自動車２００の運転席周辺を示す図である。図６は、第２実施形態のスクリーン１Ａの層構成を説明する図である。
以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を適宜に付して、重複する説明を適宜に省略する。また、第２実施形態において、映像表示装置１００Ａとしての基本的な構成は第１実施形態と同じであるため、主にスクリーン１Ａの構成について説明する。

第２実施形態において、自動車２００は、図５に示すように、車内側から見て、フロントガラス２の右側（＋Ｘ側）に運転席が設けられ、フロントガラス２の下方側（−Ｙ側）に内装パネル３が設けられている。また、自動車２００において、スクリーン１Ａは、フロントガラス２において、右側（＋Ｘ側）かつ下方側（−Ｙ側）に設けられている。

内装パネル３は、フロントガラス２の下方側に配置される化粧パネルである。内装パネル３の右側には、操縦桿となるハンドル４、速度計等の計器類５等が配置されている。また、内装パネル３には、映像表示装置１００Ａの映像源ＬＳ等が配置されている。
映像表示装置１００Ａは、自動車２００の速度、方向指示器の状態等を、運転者の視線上に表示することができる装置、いわゆるヘッドアップディスプレイ装置であり、自動車２００を運転する運転者が視線を反らすことなく、自動車２００の速度等の状態を把握することができる。

映像表示装置１００Ａは、スクリーン１Ａ、映像源ＬＳを備えている。映像表示装置１００Ａは、映像源ＬＳから投影された速度情報等の映像光を、光学シート２０（スクリーン１Ａ）を介して表示する。具体的には、映像表示装置１００Ａは、映像源ＬＳで結像された映像光を光学シート２０に投影し、光学シート２０において運転者側に反射させて、映像として表示する。なお、第２実施形態では、映像表示装置１００Ａを、自動車２００の運転席に搭載されるヘッドアップディスプレイとして説明するが、これに限定されるものでなく、他の乗り物、例えば、航空機や、鉄道等に搭載されるヘッドアップディスプレイであってもよい。

第２実施形態の映像源ＬＳは、映像光を表示するディスプレイであり、例えば、透過型の液晶表示デバイスや、反射型の液晶表示デバイス、有機ＥＬ等を使用できる。なお、図５では、光学シート２０に対する映像源ＬＳの配置を分かり易くするため、映像源ＬＳを、光学シート２０の下方側かつ光学シート２０よりも左側に図示しているが、映像源ＬＳは、光学シート２０の左右方向の中央であって、下方に位置している。

第２実施形態のスクリーン１Ａは、図６に示すように、第１ガラス１６（第１ガラス支持体）、第１中間層１７、光学シート２０、基材層２１、第２ガラス１８（第２ガラス支持体）及び第２中間層１９を備えている。第２実施形態のスクリーン１Ａは、光学シート２０及び基材層２１を間に挟んで、第１ガラス１６と第２ガラス１８との間を第１中間層１７及び第２中間層１９により接合した、一般的な合わせガラスとして構成されている。
光学シート２０は、運転者の視界を妨げない観点から、フロントガラス２を通して運転席から見える自動車の進行方向の光の一部を、光学シート２０の背面側から運転者側へ透過させて、その光と映像光とを重ねて見せる、いわゆるシースルー機能を備えている。

なお、フロントガラス２を自動車２００に取り付けた場合、スクリーン１Ａは、厚み方向（Ｚ方向）において傾斜して配置されるが、ここでは、第１実施形態と同じくスクリーン１Ａを画面上下方向（Ｙ方向）に対して平行に配置した状態で説明する。
光学シート２０の単位光学形状部１２１において、第１斜面１２１ａがスクリーン面（ＸＺ面）に平行な面となす角度θ１（図２参照）及び第２斜面１２１ｂがスクリーン面に平行な面となす角度θ２（図２参照）は、スクリーン１Ａ（光学シート２０）が設けられたフロントガラス２を自動車１に取り付けたときの傾斜角度、映像源ＬＳからの映像光の投射角度等に応じて適宜に設定すればよい。

図６において、第１ガラス１６は、スクリーン１Ａの運転者側（＋Ｚ側）に配置される透明な部材である。第１ガラス１６は、前述した第１実施形態のガラス１０と同じ材料を用いることができる。また、第１ガラス１６の厚みは、例えば、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

第１中間層１７は、第１ガラス１６と光学シート２０（第１光学形状層１２）との間に配置される層である。第１ガラス１６及び光学シート２０は、第１中間層１７により接合されている。第１中間層１７は、フロントガラス２の破損時に、第１ガラス１６の破片が飛散するのを防止するために配置されている。第１中間層１７としては、例えば、ＰＶＢ（ポリビニルブリラール）を用いることができる。第１中間層１７の厚みは、例えば、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、第１中間層１７の屈折率は、第１ガラス１６、第１光学形状層１２（光学シート２０）と同等であることが望ましい。

第２ガラス１８は、スクリーン１Ａの最も背面側（−Ｚ側）に配置される透明な部材である。第２ガラス１８としては、第１ガラス１６と同じ材料を用いることができる。また、第２ガラス１８の厚みは、例えば、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

第２中間層１９は、第２ガラス１８と光学シート２０（基材層２１）との間に配置される層である。第２ガラス１８及び光学シート２０は、第２中間層１９により接合されている。第２中間層１９は、フロントガラス２の破損時に、第２ガラス１８の破片が飛散するのを防止するために配置されている。第２中間層１９としては、第１中間層１７と同じく、ＰＶＢを用いることができる。第２中間層１９の厚みは、例えば、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、第２中間層１９の屈折率は、第１ガラス１６、第１光学形状層１２（光学シート２０）と同等であることが望ましい。

光学シート２０の基本的な構成は、第１実施形態と同じである。第２実施形態の光学シート２０は、運転者の前方視界をよりクリアにするため、透過率をより大きくすることが求められる。そのため、反射層１３は、金属膜の代わりに、光反射性の高い部材、例えば、ＺｎＯ、ＺｎＳ等による単相膜又は多層膜、誘電体多層膜、高屈折率層等により形成することが望ましい。このうち、誘電体多層膜は、屈折率の高い誘電体膜と屈折率の低い誘電体膜とが交互に積層される膜である。

基材層２１は、第２実施形態の光学シート２０を製造する際のベースとなる平板状の部材である。基材層２１は、光学シート２０において、最も背面側（−Ｚ側）に設けられる。基材層２１は、例えば、高い光透過性を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）樹脂等により形成される。

上述した第２実施形態の層構成を有するスクリーン１Ａにおいても、第１実施形態のスクリーン１と同様の効果を得ることができる。
なお、第２実施形態のスクリーン１Ａは、フロントガラス２に限らず、サイドウィンドウ、リアウィンドウ等に配置されてもよい。更に、第２実施形態のスクリーン１Ａを、第１実施形態のように、店舗等のショーウィンドウに適用してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態（第１及び第２実施形態）に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載した効果に限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態の構成は、適宜に組み合わせることもできるが、詳細な説明は省略する。以下の説明においては、スクリーン１（第１実施形態）、１Ａ（第２実施形態）を総称して「スクリーン１」ともいう。

（変形形態）
実施形態において、スクリーン１の映像源側（＋Ｚ側）の面に、傷つき防止を目的としたハードコート層を設けてもよい。また、ハードコート層に限らず、スクリーン１の使用環境や使用目的等に応じて、例えば、反射防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能、帯電防止機能等、適宜必要な機能を有する層を１つ又は複数選択して設けてもよい。

例えば、スクリーン１の映像源側の表面に反射防止層を設けた場合には、スクリーン１表面での反射を低減してスクリーン１への入射光量を増大させ、映像の明るさを向上させる効果に加え、反射層１３で反射した光の一部が、映像源側表面で反射して背面側から出射することにより、背面側の観察者Ｏ２に映像が一部見えてしまうことを防止できる。

実施形態において、反射層１３よりも映像源側（＋Ｚ側）に、黒、灰色等の暗色系の着色材等で着色され、光を透過するだけでなく、光吸収性を有する光吸収層を備える形態としてもよい。このような形態とした場合、映像の黒輝度の低減や映像源側からの外光吸収を図り、映像のコントラスト向上を図ることができる。
また、実施形態において、反射層１３よりも背面側（−Ｚ側）に、上述のような光吸収層を設けて、背面側から入射する外光を吸収し、映像のコントラスト向上を図ってもよい。なお、上述の光吸収層は、着色材を含有せず、透明な層であって光吸収作用を有する層としてもよい。

実施形態において、単位光学形状部１２１の第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂは、平面により形成される例を示したが、これに限らず、例えば、曲面と平面とが組み合わされる形態としてもよいし、折れ面状としてもよい。
また、単位光学形状部１２１は、３つ以上の複数の面によって形成される多角形形状としてもよい。
また、反射層１３は、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂに形成される例を示したが、これに限らず、例えば、第１斜面１２１ａの少なくとも一部に形成される形態としてもよい。
また、第１斜面１２１ａ及び第２斜面１２１ｂは、微細な凹凸形状を有する例を示したが、これに限らず、第１斜面１２１ａのみ微細な凹凸形状を有する形態としてもよい。

実施形態では、第１光学形状層１２を、単位光学形状部１２１がＹ方向に複数配列されるリニアフレネルレンズ形状として構成した例について説明したが、単位光学形状部１２１が同心円状に複数配列されるサーキュラーフレネルレンズ形状として構成してもよい。

実施形態では、光学シート２０において、単位光学形状部１２１の厚み方向の断面が三角形状（プリズム形状）である例について説明したが、単位光学形状部１２１の厚み方向の断面は、多角形、半球形、レンズ形等によるプリズム形状であってもよい。また、プリズム形状は、断面が奥行方向に延在していてもよいし、ディンプル形、ピラミッド形（三角錐、四角錐等）であってもよい。

１，１Ａ スクリーン
１０ ガラス
１１ 接合層
１２ 第１光学形状層
１３ 反射層
１４ 第２光学形状層
１５，２１ 基材層
１６ 第１ガラス
１７ 第１中間層
１８ 第２ガラス
１９ 第２中間層
２０ 光学シート
１００，１００Ａ 映像表示装置
ＬＳ 映像源

Claims (5)

1. 観察者側に配置されるガラス支持体と、
   前記ガラス支持体の観察者側と反対側に配置され、映像源から投影される映像光の一部を反射し、その他を透過させる光学シートと、
   前記ガラス支持体と前記光学シートとの間に配置される接合層と、
   前記光学シートに隣接して配置される基材層と、
   を備える反射スクリーン。
2. 請求項１に記載の反射スクリーンであって、
   前記基材層は、厚み方向において、前記光学シートの観察者側と反対側に配置される反射スクリーン。
3. 観察者側に配置される第１ガラス支持体と、
   前記第１ガラス支持体の観察者側と反対側に配置され、映像源から投影される映像光の一部を反射し、その他を透過させる光学シートと、
   前記第１ガラス支持体と前記光学シートとの間に配置される第１中間層と、
   前記光学シートの観察者側と反対側に配置される第２ガラス支持体と、
   前記光学シートと前記第２ガラス支持体との間に配置される第２中間層と、
   前記光学シートに隣接して配置される基材層と、
   を備える反射スクリーン。
4. 請求項３に記載の反射スクリーンであって、
   前記基材層は、厚み方向において、前記光学シートと前記第２中間層との間に配置される反射スクリーン。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の反射スクリーンと、
   観察者側から前記反射スクリーンに向けて映像光を投射する映像源と、
   を備える映像表示装置。

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