JP6424966B2 - 映像投影構造体および映像投影方法 - Google Patents
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Description
本発明は、背景の像も視認可能な映像投影構造体に関する。
一般的な映写機から投射された映像光を視認可能に表示するスクリーンは、映写機から投射された映像光を表示することを目的とし、観察者からみてスクリーンの反対側（背面側）の像を観察することができない。例えば透過型のスクリーンでは背面側から投射された映像光を観察者側（正面側）に透過することにより映像を表示するため背面側からの光を透過させることは可能である。しかし、このような一般的な透過型のスクリーンは、光を透過させることは可能であるが、背面側の様子を観察することはできない。
背面の像を観察可能な反射型のスクリーンとして、透明基材の表面に周期性のある凹凸が形成され、形成された凹凸の上に薄い金属膜が成膜され、さらに金属膜の上に、凹凸を埋めるように透明な材料が充填された構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、特許文献２に、凹凸を有し厚さが均一である中心層が２つの外層に挟まれ、２つの外層の屈折率は実質的に同じであり、中心層の屈折率は外層の屈折率と異なるように形成された層状部材が記載されている。
特許文献１に記載されている構成のスクリーンが使用される場合、表示させるべき映像光の表示や背面側の様子を観察する際に映像の明るさが不足するため、映像の視認性は高くない。
窓の活用として、室内等に設けられた窓に映像等を投影する用途が求められている。すなわち、映像を投影していないときには、透明な窓として機能し、室内から外の景色を見ることができ、室内の投影装置が映像を投影しているときには、窓がスクリーンとして機能し、映し出された映像を室内において見ることができる映像投影窓が求められている。しかし、特許文献１には、どのようにすれば、反射型のスクリーンにおいて、映像の視認性と背景の視認性の両立が図れるのかということは開示されていない。
図２９〜図３２は、映像投影構造体の使用状況を説明するための説明図である。なお、図２９〜図３２において、一人の観察者２００が例示されているが、観察者２００が複数存在することもある。
図２９に示されるように、観察者２００が、投射機１１０から投射された光の映像投影構造体１０１の反射による正反射光の位置に存在するときには、投影面（画面）の視認性が高い。図３０に示されるように、映像投影構造体１０１の端部で反射される光については、正反射光による像を視認できる観察者２００は少ない。すなわち、画面の端部の視認性は、多くの観察者２００にとって低い。また、通常投射機１１０は映像投影構造体１０１に対して端部に設置するので、画面が大きくなるほど映像投影構造体１０１の端部で反射される光の反射角度が小さくなり、正反射光による像の視認性が低くなる観察者２００がより多くなる。
また、投射機１１０が短焦点プロジェクタである場合には、図３１および図３２に示されるように、投射機１１０の設置位置と映像投影構造体１０１との間の距離が短いので、画面の視認性が低くなる観察者２００がより多くなる。
上記のような映像投影構造体１０１に対する観察者２００の位置に応じて画面の視認性がばらつくことを防止するために、換言すれば、多くの観察者２００に対してある程度以上の視認性を提供するために、広い視野角の映像投影構造体が望まれる。
なお、特許文献２には、層状部材は、背面側の様子が視認可能であって正面側からの光に対して高い拡散反射率を呈するので、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）等に好適に適用されることが記載されている。しかし、ＨＵＤ等の用途では、大きな視野角は求められず、また、特許文献２には、視野角が大きい層状部材を得ることに関する開示や示唆はない。
本発明は、視野角が広く、投影された映像の視認性が高い映像投影構造体を提供することを目的とする。
本発明による映像投影構造体は、表面に凹凸が形成された第１の透明層と、第１の透明層における凹凸が形成された面に形成された反射膜と、反射膜の上に形成された第２の透明層とを有し、可視光における透過率が５〜９５％であり、ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値が０．１以上１以下であり、凹凸が形成された面のＩＳＯ ２５１７８で規定されるコア部のレベル差Ｓｋが０．１μｍ以上であり、最短の自己相関長さＳａｌをコア部のレベル差Ｓｋで除した値が１．２以上１９０以下であることを特徴とする。
本発明による映像投影方法は、上記の映像投影構造体に、投影機からの映像を投影することを特徴とする。
本発明によれば、視野角が広く、投影面全体の視認性を向上させることができる。
本明細書の以下の用語の意味は、以下の通りである。
「凹凸構造」とは、複数の凸部およびまたは複数の凹部からなる凹凸形状を意味する。
「可視光透過率」は、映像投影構造体の一方の面から入射角０゜で入射した入射光に対する、反対の面側に透過した全透過光の割合（百分率）を意味する。すなわち、ＪＩＳ Ｋ ７３６１：１９９７（ＩＳＯ １３４６８−１：１９９６）に記載された方法によって測定される、通常の全光線透過率である。
「ヘイズ」とは、映像投影構造体の一方の面から入射し、反対の面に透過した透過光のうち、前方散乱によって、入射光から０．０４４ｒａｄ（２．５°）以上それた透過光の百分率を意味する。すなわち、ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００（ＩＳＯ １４７８２：１９９９）に記載された方法によって測定される、通常のヘイズである。
「拡散反射率」は、入射した光に対し、後方方向へ反射、散乱される光の合計の光量の比を百分率とした値である。拡散反射率は映像投影構造体の一方の面から入射角０゜で入射した入射光に対する、反対の面側に反射した正反射光から０．０４４ｒａｄ（２．５°）以上それた反射光の割合（百分率）を意味する。拡散反射率を測定する際には、測定対象の面側とは反対側の面側から映像投影構造体に光が入射しないように反対側の面に暗幕を被せる。また、入射光の径と同程度のアパーチャーを測定対象に密着させてセットする。ＪＩＳ Ｋ５６０２に基づき波長３００〜１２８０ｎｍにおける分光拡散反射率を測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０６に準拠して、ＪＩＳ Ｚ８７２０に規定されるＣＩＥ標準の光Ｄ６５に対する、ＣＩＥ明順応の比視感度による可視光反射率を求める。
凹凸の自己相関長さＳａｌ、コア部のレベル差Ｓｋ、クルトシス（尖度）Ｓｋｕ、突出山部高さＳｐｋは、国際標準化機構（ＩＳＯ：International Organization for Standardization）２５１７８に記載された方法によって、１３０μｍ角の領域を測定し、三次元表面粗さプロファイルより算出された時の値である。
可視光透過率、ヘイズ、拡散反射率は、光源としてＩＳＯ／ＣＩＥ １０５２６（またはＪＩＳ Ｚ８７２０（２０１２））に規定するＣＩＥ標準のＤ６５光源を用いて室温で測定したときの値である。
「凹凸構造」とは、複数の凸部およびまたは複数の凹部からなる凹凸形状を意味する。
「可視光透過率」は、映像投影構造体の一方の面から入射角０゜で入射した入射光に対する、反対の面側に透過した全透過光の割合（百分率）を意味する。すなわち、ＪＩＳ Ｋ ７３６１：１９９７（ＩＳＯ １３４６８−１：１９９６）に記載された方法によって測定される、通常の全光線透過率である。
「ヘイズ」とは、映像投影構造体の一方の面から入射し、反対の面に透過した透過光のうち、前方散乱によって、入射光から０．０４４ｒａｄ（２．５°）以上それた透過光の百分率を意味する。すなわち、ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００（ＩＳＯ １４７８２：１９９９）に記載された方法によって測定される、通常のヘイズである。
「拡散反射率」は、入射した光に対し、後方方向へ反射、散乱される光の合計の光量の比を百分率とした値である。拡散反射率は映像投影構造体の一方の面から入射角０゜で入射した入射光に対する、反対の面側に反射した正反射光から０．０４４ｒａｄ（２．５°）以上それた反射光の割合（百分率）を意味する。拡散反射率を測定する際には、測定対象の面側とは反対側の面側から映像投影構造体に光が入射しないように反対側の面に暗幕を被せる。また、入射光の径と同程度のアパーチャーを測定対象に密着させてセットする。ＪＩＳ Ｋ５６０２に基づき波長３００〜１２８０ｎｍにおける分光拡散反射率を測定し、ＪＩＳ Ｒ３１０６に準拠して、ＪＩＳ Ｚ８７２０に規定されるＣＩＥ標準の光Ｄ６５に対する、ＣＩＥ明順応の比視感度による可視光反射率を求める。
凹凸の自己相関長さＳａｌ、コア部のレベル差Ｓｋ、クルトシス（尖度）Ｓｋｕ、突出山部高さＳｐｋは、国際標準化機構（ＩＳＯ：International Organization for Standardization）２５１７８に記載された方法によって、１３０μｍ角の領域を測定し、三次元表面粗さプロファイルより算出された時の値である。
可視光透過率、ヘイズ、拡散反射率は、光源としてＩＳＯ／ＣＩＥ １０５２６（またはＪＩＳ Ｚ８７２０（２０１２））に規定するＣＩＥ標準のＤ６５光源を用いて室温で測定したときの値である。
以下、好ましい映像投影構造体１００の形状を説明する際に、前述したもの以外にもＩＳＯ ２５１７８で規定される三次元表面形状パラメータを使用する。主な三次元表面形状パラメータを以下の表１に示す。三次元表面粗さパラメータにおける、Ｓｐ、Ｓｖ、Ｓｚ、Ｓａ、Ｓｑ、Ｓａｌは、二次元表面粗さパラメータにおけるＲｐ、Ｒｖ、Ｒｚ、Ｒａ、Ｒｑ、ＲＳｍを三次元に拡張したものである。
図１は、本発明による映像投影構造体の構造を示す説明図である。図１には、映像投影構造体の一断面が例示されている。図１に示されるように、映像投影構造体１００は、透明基材１０と、透明基材１０の上に形成された、表面に微細な凹凸が形成されている第１の透明層２１と、第１の透明層における凹凸が形成された面に形成された反射膜３０と、反射膜３０の上に形成された第２の透明層２２とを有する。第２の透明層２２は、凹凸を埋め込むように、反射膜３０の上に形成されている。
透明基材１０は、例えば、ガラスまたは透明樹脂である。透明基材１０としてガラスを用いる場合には、ソーダライムガラス、無アルカリガラスを用いることが好ましい。ガラスは、耐久性を向上させるために、化学強化、ハードコーティング等が行われたものであってよい。透明基材１０として透明樹脂を用いる場合には、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、シクロオレフィンポリマー等を用いることが好ましい。透明基材１０は、複屈折がないものであることが好ましい。
透明基材１０として、基材としての耐久性が保たれる厚さのものを選択できる。透明基材１０の厚さは、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．０５ｍｍ以上がより好ましく、０．１ｍｍ以上がさらに好ましい。また、１０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、０．５ｍｍ以下がさらに好ましい。特に、０．３ｍｍ以下が好ましく、０．１５ｍｍ以下がより好ましい。
第１の透明層２１は、透明樹脂層であることが好ましい。透明樹脂として、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。前記樹脂は光硬化樹脂、熱硬化樹脂、熱可塑性樹脂のいずれかの種類であることが好ましい。室内等に設けられた窓に映像投影構造体１００が形成される場合、窓としての機能が損なわれないように、透明感を維持するために、透明樹脂のイエローインデックスが１０以下であると好ましく、５以下がより好ましい。第１の透明層２１の透過率は、５０％以上であると好ましく、７５％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。
第２の透明層２２は、透明樹脂層であることが好ましい。透明樹脂は、第１の透明層２１における透明樹脂と同様のものであってよい。第２の透明層２２は、第１の透明層２１と同一の材料で形成されても異なる材料で形成されてもよいが、同一の材料により形成されることが好ましい。第１の透明層２１の場合と同様に、第２の透明層２２の透過率は、５０％以上であると好ましく、７５％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。
第１の透明層２１と第２の透明層２２において、凹凸部分以外の厚みは、例えば、０．５μｍ以上５０μｍ以下である。
反射膜３０は、金属膜もしくは誘電体の単層もしくは多層膜、または、それらの組み合わせにより形成される。反射膜３０に入射した光の一部は透過し、他の一部は反射する。反射膜３０は、金属、金属酸化物、金属窒化物および半導体からなる群から選択される一以上の材料により形成されていることが好ましい。反射膜３０は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）を含む金属材料により形成されていることがより好ましい。一例として、反射膜３０は、金属薄膜、または、酸化物膜、金属薄膜および酸化物膜の順に積層された多層膜である。前記酸化物膜は金属および半導体の酸化物の膜を意味する。金属薄膜の厚みは１〜１００ｎｍ以下が好ましく、４〜２５ｎｍ以下がより好ましい。その範囲であると、第１の透明層２１の表面に形成される凹凸による機能を妨げずに、上記の反射膜としての好ましい機能を活かすことができるからである。
本発明の第１の透明層２１の表面に形成される凹凸の作用を説明する。
平滑な面（投影面）に入射する光はほとんど拡散せず、正反射率が大きく、正反射角度からずれると反射光強度は急激に減衰する。映像投影構造体１００内の場所および観察者の位置角度に関わらず反射光強度を強くし、視野角を広くするには、反射層３０が形成される第１の透明層２１の凹凸表面の、透明基材１０の表面に対する角度が様々であることが好ましい。
例えば、透明基材１０の表面との角度が、滑らかなサインカーブのような形状の面で形成されることが望ましい。
平滑な面（投影面）に入射する光はほとんど拡散せず、正反射率が大きく、正反射角度からずれると反射光強度は急激に減衰する。映像投影構造体１００内の場所および観察者の位置角度に関わらず反射光強度を強くし、視野角を広くするには、反射層３０が形成される第１の透明層２１の凹凸表面の、透明基材１０の表面に対する角度が様々であることが好ましい。
例えば、透明基材１０の表面との角度が、滑らかなサインカーブのような形状の面で形成されることが望ましい。
また、角度が滑らかに変化しなくても、凹凸を構成する各々の面の基材１０の表面に対する角度が３６０°中の様々な角度になっていると、より具体的には、各々の面の角度の集合が実質的に３６０°の中の全ての角度を包含する場合には、拡散反射光の角度が全ての角度を包含する。ただし、実際には、３６０°の中の全ての角度は、離散的な角度（例えば、２°おきの角度）である。
しかし、凹凸が大きいなどの理由で、凹凸面での多重反射の程度が大きくなると、ヘイズが増大して反射光が減衰する。その結果、投影面で画像の視認性が低下する。よって、凹凸面は、単に様々な角度を呈するように形成されるだけでなく、多重反射が抑制されるように制御された形状に形成されることが求められる。
背面の像を観察可能な反射型のスクリーンとしての映像投影構造体１００に求められる可視光の透過率は、背景の存在が視認可能な５％以上であり、また、投影映像が視認可能であるような９５％以下である。また、透過背景の視認性がより高く、かつ、高い映像視認性を得るため、かつ、より高い映像視認性を得るために、可視光の透過率は、２０〜８０％であることがより好ましい。さらに、背景が透過する窓としての機能を十分に発揮させ、かつ、より高い映像視認性を得るために、可視光の透過率は、４０〜８０％であることがさらに好ましい。可視光の透過率は、反射膜３０の材料を変えたり、反射膜３０の膜厚を変えることで調整できる。
また、より高い映像視認性を得るために、拡散反射率はより高く、同時にヘイズはより低いことが好ましい観点から、ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値（以下、ヘイズ／Ｒｖとも記す。）が０．１以上１以下であり、０．１以上０．５以下が好ましく、０．１以上０．３以下がより好ましい。この範囲であると背景と、投映像の視認性を良好にできる。
また、コア部のレベル差Ｓｋ（以下、Ｓｋとも記す。）は、０．１μｍ以上である。Ｓｋは凹凸コア部のレベル差を表し、基材垂直方向の振幅に関係するパラメータである。Ｓｋが小さいほど、基材垂直方向に、より微細な凹凸であることを示し、Ｓｋが大きいほど、振幅の大きい荒れた形状であることを示す。凹凸のない平滑面は、Ｓｋが無限小であり（０に近く）、視野角は狭くなる。可視光の波長が０．３８μｍ〜０．７８μｍであることを考慮すると、Ｓｋは０．１μｍ以上が必要となる。Ｓｋ値が大きくなるに従い、視野角が広くなる傾向を示す。Ｓｋの上限は最短の自己相関長さＳａｌとの関係で決めればよいが、ヘイズが大きすぎない範囲とするには、２０以下が好ましく、１０以下がより好ましい。
また、前記表面の凹凸がＩＳＯ ２５１７８で規定される最短の自己相関長さＳａｌ（以下、Ｓａｌとも記す。）をＳｋで除した値（以下、Ｓａｌ／Ｓｋとも記す。）は１．２以上１９０以下である。Ｓａｌ／Ｓｋの下限は１．５であることが好ましく、Ｓａｌ／Ｓｋの上限は９５が好ましく、１２がより好ましい。Ｓａｌ／Ｓｋの範囲としては、１．５以上１９０以下が好ましく、１．５以上９５以下がより好ましく、１．５以上１２以下がさらに好ましい。最短の自己相関長さＳａｌは最短の自己相関長さを表し、基材面内方向の周期に関係するパラメータである。Ｓａｌの値が小さいほど、基材面内方向に、より微細な凹凸形状であることを示し、このため多重散乱が多くなりヘイズが増加する傾向を示す。Ｓａｌの値が大きいほど、基材面内方向により長周期の形状であることを示し、多重散乱は減少しヘイズが減少する傾向を示す。Ｓｋは粗さ（二次元）パラメータのプラトー構造表面の潤滑性評価パラメータＲｋを三次元に拡張したパラメータであり、凹凸のコア部の上限レベルと下限レベルの差を表す。
Ｓａｌ／Ｓｋは、凹凸断面形状のアスペクト比に関係する値であり上記範囲であると、低ヘイズでありながら広い視野角とすることができる。
第１の透明層２１の表面形状の凹凸を評価した場合、具体的には、基材１０の表面と直交する一断面における二次元断面プロファイルにおける変曲点の数を計数した場合、１０μｍあたりの変曲点の個数は、０．１個以上で、かつ、２８個以下が好ましく、１個以上で２０個以下がより好ましい。この範囲であると、ヘイズが適度な範囲に調節でき、投影像の視認性が良好になる。
クルトシスＳｋｕ（以下Ｓｋｕとも記す。）は粗さ（二次元）パラメータの粗さ曲線のクルトシスＲｋｕを三次元に拡張したパラメータであり、高さ分布のとがり（鋭さ）を表す。Ｓｋｕ＝３であると表面凹凸は正規分布を示し、Ｓｋｕ＜３であると表面凹凸の高さ分布がつぶれているような形状になり、Ｓｋｕ＞３であると高さ分布が尖っているとされる。本発明の第１の透明層２１の表面凹凸は、これらの凹凸が複合した形状であってよい。
Ｓｋｕが３．５以下であるような凹凸である場合、コア部のレベル差Ｓｋが０．１μｍ以上であり、Ｓａｌ／Ｓｋは１．２以上１９０以下であることが好ましく、１．５以上１９０以下であるとより好ましい。この範囲にすることで、低ヘイズでありながら、特に視野角が広い映像投影構造体としやすい。
凹凸のクルトシスＳｋｕが３．５を超えているような凹凸の場合、高さ分布は正規分布よりも尖っており、尖った凹凸形状が多いことを示す。Ｓｋｕが３．５を超えているような凹凸である場合、コア部のレベル差Ｓｋが０．１μｍ以上であり、Ｓｐｋが０．０１μｍ以上３μｍ以下であり、Ｓａｌ／Ｓｋは３以上１９０以下であることが好ましい。この範囲にすることで、低ヘイズでありながら、視野角が広い映像投影構造体としやすい。
突出山部高さＳｐｋは粗さ（二次元）パラメータのプラトー構造表面の潤滑性評価パラメータＲｐｋを三次元に拡張したパラメータであり、コア部の上にある突出山部の平均高さを表す。なお、粗さ（二次元）パラメータのプラトー構造表面の潤滑性評価パラメータＲｖｋを三次元に拡張したパラメータである、コア部の下にある突出谷部の平均深さの指標Ｓｖｋとの関係において、Ｓｐｋ、ＳｋおよびＳｖｋの和をとると、凹凸構造の谷部から山部までの高さとなる。
凹凸のクルトシスＳｋｕが３．５を超えているような凹凸である場合、ランプ反射光強度減衰率の絶対値をより低減する条件と、より低いヘイズを得る条件は、トレードオフの傾向を示す。Ｓａｌ／Ｓｋがより大きい値の場合、すなわち、基板垂直方向の振幅に関係するパラメータであるＳｋ値に対する、基板面内方向の周期に関係するパラメータであるＳａｌ値の比がより大きな値の場合、ヘイズの上昇は抑制されるが、ランプ反射光強度減衰率の絶対値はより大きい値となる。Ｓｋ値に対するＳａｌ値の比がより小さい値の場合、すなわち、基板面内方向の周期に対して基板垂直方向の振幅が大きくなるにつれ、ランプ反射光強度減衰率の絶対値はより低減し視野角は拡大するが、ヘイズは上昇する（図２７（Ａ）、（Ｂ）、図２４）。このため、Ｓｋｕが３．５を超える場合、Ｓａｌ／Ｓｋは３以上かつ１２以下が好ましく、特に低ヘイズを重視する場合には、Ｓａｌ／Ｓｋ比は８以上かつ１２以下が好ましく、特に広い視野角を重視する場合はＳａｌ／Ｓｋ比は３以上かつ５以下が好ましく、低ヘイズと広視野角の両特性を重視する場合はＳａｌ／Ｓｋ比は５以上かつ８以下であることが好ましい。またＳｋｕが３．５を超える場合、Ｓｑ、Ｓａの増加とともに、ランプ反射光強度の減衰率の絶対値が減少するすなわち視野角が拡大する傾向があるが、ヘイズ／Ｒｖの値は上昇する傾向であり、トレードオフの傾向となる。
高さに関する算術平均Ｓａは、０．１μｍ以上で、２０μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以上で１０μｍ以下であることがより好ましい。この範囲に調整することで、よりヘイズを低くかつ視野角を広くすることができる。
高さに関する二乗平均平方根Ｓｑは、０．１μｍ以上で、１０μｍ以下であることが好ましい。この範囲に調整することで、より視野角を広くすることができる。
Ｓｑ、Ｓａの増加とともに、ランプ反射光強度の減衰率の絶対値が減少するすなわち視野角が拡大する傾向がある。
ランプ反射強度減衰率は、視野角が広くなるよう改善するために、−２０ｄＢ（絶対値で）以下あることが好ましい。
Ｓｐｋは、突出山部の高さ、すなわちコア部の上にある突出山部の平均高さである。Ｓｋｕが３．５を超える尖った凹凸が多い表面形状の場合、Ｓｐｋの増加は多重散乱の増加を招き、ヘイズを上昇させる。低ヘイズを得る観点から、Ｓｋｕが３．５を超える場合Ｓｐｋ値は３μｍ以下であることが好ましく、さらには１μｍ以下がより好ましい。なお、最大ピーク（頂上）高さＳｐ値はＳｐｋ値と概ね相関が認められると考えられる。
Ｓｖｋ値は、突出谷部の深さ、すなわちコア部の下にある突出谷部の平均深さである。
突出山部とコア部を分離する負荷面積率ＳＭｒ１、突出谷部とコア部を分離する負荷面積率ＳＭｒ２、Ｓｐｋ、Ｓｋ、Ｓｖｋの関係を、全測定点の深さ方向における確率密度に関連する負荷曲線（最頂部を０％、最谷部を１００％とする）を用いて説明する。
全測定点の深さ方向における確率密度に関連する負荷曲線において（最頂部を０％、最谷部を１００％とする）において、突出山部とコア部を分離する負荷面積率ＳＭｒ１は突出山部とコア部を分離する負荷面積率であり、突出谷部とコア部を分離する負荷面積率ＳＭｒ２は突出谷部とコア部を分離する負荷面積率である。すなわち、ＳＭｒ１の値が大きいことは、突出山部の割合が多いこと、ＳＭｒ２の値が大きいことは突出谷部の割合が少ないことを示す。Ｓｋｕが同程度の値となる形状の似た凹凸においては、Ｓｐｋ値とＳＭｒ１値は概ね同様の挙動（Ｓｐｋ増の場合はＳＭｒ１増）を示し、Ｓｖｋ値とＳＭｒ２値は逆の挙動を示す（Ｓｖｋ増の場合はＳＭｒ２が減少する。）。
図２は、本発明の映像投影構造体の構造の他の例における映像投影構造体１００の断面図である。図２に示されるように、透明フィルム４０の上に、第１の透明層２１、反射膜３０、第２の透明層２２が形成されており、透明フィルム４０側に透明基材１０を張り合わせ、第２の透明層２２側に透明基材１１を張り合わせた構造のものである。この構造において、ガラス等により形成されている透明基材１０の上に第１の透明層２１を直接形成することなく、透明フィルム４０の上に第１の透明層２１、反射膜３０、第２の透明層２２を形成する。このため、ロールツーロール等の低コストな製造方法により映像投影構造体を製造することができる。図２では、透明フィルム４０と透明基材１０を便宜上別のものとして表示しているが、透明フィルム４０は透明基材１０の一態様としてとらえることができる。従って透明フィルム４０は透明基材１０において説明したのと同じ素材のものを用いることができる。
図３は、本発明の映像投影構造体の構造の他の例における映像投影構造体１００の断面図である。図３に示されるように、第１の透明層２１、反射層３０および第２の透明層２２のみで構成された構造体である。透明基材１０および透明基材１１が存在しない場合であっても、第１の透明層２１の表面に形成されている凹凸の表面形状が下記の実施例１〜１０で例示されるような特性を有し、第１の透明層２１、反射層３０および第２の透明層２２で構成され映像投影構造体１００が、実施例１〜１０で例示されるような光学特性を有するときには、視野角が広く、投影面全体の視認性を向上させることができる。
図４は、本発明の映像投影構造体の構造の他の例における映像投影構造体１００の断面図である。図４に示されるように、第１の透明フィルム４０の上に、第１の透明層２１、反射膜３０、第２の透明層２２が形成され、第２の透明層２２の上に第２の透明フィルム４１を貼り合せ、第１の透明フィルム４０側に第１の透明基材１０、第２の透明フィルム４１側に第２の透明基材１１が貼り合せた構造のものである。この構造において、第１の透明フィルム４０、第１の透明層２１、反射膜３０、第２の透明層２２、第２の透明フィルム４１からなる層状部材は、取扱いが容易である。また第２の透明層２２を光硬化する前に第２の透明フィルムを第２の透明層２２の上に貼り合せると、第２の透明層２２の硬化が促進しやすい。
（映像投影構造体の製造方法）
映像投影構造体１００の製造方法の一例を説明する。図５および図６は、映像投影構造体１００の製造方法を示す断面図である。
映像投影構造体１００の製造方法の一例を説明する。図５および図６は、映像投影構造体１００の製造方法を示す断面図である。
図５（Ａ）に示されるように、表面に凹凸９０ａが形成されている成形型９０を準備する。成形型９０は、例えば表面に凹凸が形成されている樹脂フィルムであるが、白色や黒色のフィルムで表面が艶消しされたもの、光沢があるもの、離型フィルムであってもよく、表面に凹凸が形成されている金型であってもよい。表面に凹凸が形成されているフィルムは、易接着処理がなされていないことが好ましい。表面に凹凸が形成されている金型、またはフィルムは、例えば、凹凸が形成される材料の表面が切削されたもの、ドライエッチング、ウェットエッチング、サンドブラスト、押し出し成型による表面成型がなされたもの、微粒子等の混合部材を成型した際に生じる表面構造が利用されたもの、または、自己組織化材料の塗布等により凹凸を形成したものである。金型の素材は、例えば、Ｎｉ系材料、ステンレス、Ｃｕ系材料、石英、ガラス等である。形成された凹凸の表面には、離型処理がなされていてもよい。また、成形型９０の凹凸面９０ａの表面の凹凸面の三次元形状において、適宜好ましい成形型９０を選択することにより、第１の透明層２１の表面形状Ｓａｌ、Ｓｋ、Ｓｐｋ、Ｓａ、Ｓａｌ／Ｓｋ、Ｓｑを調整することができる。
次に、ガラス基板等の透明基材１０を準備し、透明基材１０の上に、第１の透明層２１を形成するための樹脂材料であるＵＶ硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂）を、ダイコート、スピンコート、インクジェット塗布、スプレーコート等で塗布する。次いで、図５（Ｂ）に示されるように、透明基材１０の上に塗布されているＵＶ硬化性樹脂の上に成形型９０を載置する。成形型９０は、成形型９０の凹凸９０ａが形成されている面が、ＵＶ硬化性樹脂の上になるように載置される。その後、ＵＶ硬化性樹脂に２００〜１００００ｍＪのＵＶ光（紫外光）を照射することによってＵＶ硬化性樹脂を硬化させ、第１の透明層２１を形成する。なお、第１の透明層２１を熱硬化性樹脂で形成する場合には、熱硬化性樹脂の上に成形型９０を載置した後、加熱により熱硬化性樹脂を硬化させる。また、第１の透明層２１を熱可塑性樹脂で形成する場合は、熱可塑性樹脂を加熱して成形型９０を載置した後、冷却して熱可塑性樹脂を固化させる。
次に、成形型９０を第１の透明層２１から剥がす。その結果、第１の透明層２１の表面に形成されている凹凸の表面が露出する。
次いで、図６（Ｃ）に示されるように、第１の透明層２１において、凹凸が形成されている面に反射膜３０を形成する。反射膜３０は、凹凸が形成されている面に、真空蒸着またはスパッタリングによって、一例としてＡｌ膜を成膜することによって形成される。
反射膜３０は、好ましくは５％以上、より好ましくは１５％以上、さらに好ましくは３０％以上の反射率となるように形成される。また、反射膜３０は、反射率が色によって急激に変化しないことが好ましい。ＲＧＢそれぞれの代表的な光の波長を６３０ｎｍ、５３０ｎｍ、４６５ｎｍとしたとき、それぞれの反射率のＬｏｇ（常用対数）の値の比が、０．５〜２の範囲内であると好ましい。
そして、図６（Ｄ）に示されるように、反射膜３０の上に、第２の透明層２２を形成する。具体的には、反射膜３０の上に、第２の透明層２２を形成するためのＵＶ硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂）をダイコートによって塗布する。その後、ＵＶ硬化性樹脂にＵＶ光（紫外光）を照射することによって、ＵＶ硬化性樹脂を硬化させ、第２の透明層２２を形成する。なお、第２の透明層２２を、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂で形成してもよい。
第１の透明層２１および第２の透明層２２において、凹凸部分以外の厚みは、０．５μｍ以上であればよいが、ロールツーロールプロセスで作成することを考慮すると５０μｍ以下であると好ましい。また、凹凸のＲａ（算術平均粗さ）の２倍以下であれば、樹脂の量を削減して低コスト化をはかりつつ、成型時の引け等を抑制するのに十分な厚みになるので、好ましい。
以下、実施例と比較例を示す。
以下で説明する各実施例および比較例において、透明フィルムとしてポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム（０．１ｍｍ厚）、光硬化樹脂としてＵＶ硬化樹脂のオグソール（登録商標）ＥＡ−Ｆ５００３（大阪ガスケミカル（株）社製）を用いた。
凹凸面の表面形状（具体的には、三次元表面形状パラメータ）を共焦点レーザー顕微鏡（オリンパス（株）製レーザー顕微鏡ＬＥＸＴ ＯＬＳ４０００）を用いて計測し、カットオフ値は８０μｍとした。
また、作製された映像投影構造体１００の光学特性（可視光透過率、ヘイズ、可視光反射率等）を、Ｄ６５光源を用いて測定した。
作製された映像投影窓の反射視野角の広さを比較する方法として、高輝度光源（超高圧水銀ランプなど）の光を映像投影窓に照射し、検出角度を変えながら分光放射輝度計（例えばコニカミノルタ製 ＣＳ−１０００など）を用いて反射光強度を測定する方法で行った。すなわち、映像投影窓の法線方向から光を入射させ、同窓で反射し後方散乱した光強度を、検出角度５°〜７０°まで変え測定する（映像投影窓の法線方向を０°、同窓に平行な方向を９０°とする）。白色校正板についても、同様に検出角度を変えて反射光強度を測定し、各検出角度において、白色校正板による反射光強度を１とした場合の映像投影窓による反射光強度相対値を求めた。さらに、検出角度７０°および５°での反射光強度相対値から求めた減衰率（１０ｌｏｇ１０（検出角度７０°での反射光強度相対値／検出角度５°での反射光強度相対値）をランプ反射光強度減衰率（ｄＢ）とした。
以下の実施例および比較例において、映像投影構造体１００として、室内等に設けられた窓において使用される構造体を想定し、映像投影構造体１００を、映像投影窓と表現する。ただし、以下の実施例における映像投影構造体１００は、映像投影窓に限定されない。
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの上に、ＵＶ硬化樹脂をダイコートにより塗布し、この上に成形型９０を載置した。成形型９０は凹凸９０ａが形成されている面が、ＵＶ硬化樹脂の上になるように置き、成形型９０の側から１０００ｍＪのＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化した。成形型９０を剥がし、凹凸面の表面形状を測定した。次いで凹凸面にスパッタリング法によりＡｇ膜を１２ｎｍ製膜した。Ａｇ膜の上にＵＶ硬化樹脂をダイコートにより塗布し、ＵＶ硬化樹脂の側から１０００ｍＪのＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化した。
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの上に、ＵＶ硬化樹脂をダイコートにより塗布し、この上に成形型９０を載置した。成形型９０は凹凸９０ａが形成されている面が、ＵＶ硬化樹脂の上になるように置き、成形型９０の側から１０００ｍＪのＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化した。成形型９０を剥がし、凹凸面の表面形状を測定した。次いで凹凸面にスパッタリング法によりＡｇ膜を１２ｎｍ製膜した。Ａｇ膜の上にＵＶ硬化樹脂をダイコートにより塗布し、ＵＶ硬化樹脂の側から１０００ｍＪのＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化した。
図７は、実施例１の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。
なお、図７（Ａ）には、第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状が示されている。なお実施例１では、図７（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
表２および表３には、計測された１３０μｍ角の三次元表面形状パラメータが示されている。表２には、測定された光学特性（可視光の透過率、ヘイズ、可視光の拡散反射率（Ｒｖ））も示されている。表２には、ランプ反射光強度減衰率も示されている。ランプ反射光強度減衰率については後述する。表２には、二次元断面プロファイルにおける１０μｍあたりの変曲点の個数が示されている。表２には、１０μｍあたりの変曲点の個数とともに、ヘイズおよびヘイズを可視光の拡散反射率で除した値も示されている。また、表２および表３では、比較例３の場合を除き、小数点以下２桁目の値は四捨五入されている。
なお、表２および表３には、実施例２、３および比較例１〜３の三次元表面形状パラメータおよび光学特性等も示されている。
表２に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４９．０％、ヘイズは５．０％であった。また、作製された映像投影窓の反射強度の視野角を調べるために、映像投影窓の法線方向から光を入射させ、映像投影窓で反射し後方散乱した光強度を、検出角度を変えて測定した。映像投影窓の法線方向を０°、映像投影窓に平行な方向を９０°とし、検出角度７０°および５°での反射強度から求めた減衰率（１０ｌｏｇ１０（検出角度７０°での反射強度／検出角度５°での反射強度）：ランプ反射光強度減衰率）は、−４．９ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として小さい値（０ｄＢに近い値）が得られている。その結果、低ヘイズと広視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例２］
図８は、実施例２の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例２では、図８（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
図８は、実施例２の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例２では、図８（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
表２に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４４．９％、ヘイズは６．１％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−４．１ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として小さい値（０ｄＢに近い値）が得られている。その結果、低ヘイズと広視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例３］
図９は、実施例３の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状の負荷曲線を示す説明図である。
図９は、実施例３の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状の負荷曲線を示す説明図である。
表２に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は５１．２％、ヘイズは１．７％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−２．１ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として小さい値（０ｄＢに近い値）が得られている。その結果、低ヘイズと広視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［比較例１］
図１０は、比較例１の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。比較例１では、図１０（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
図１０は、比較例１の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。比較例１では、図１０（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
表２および表３に示されているように、かつ、図１０（Ａ）、（Ｂ）からわかるように、ＳｐｋおよびＳｖｋの値が大きい。
表２に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４５．５％、ヘイズは１９．３％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−１０．２ｄＢであった。実施例１および実施例２に比べて、ヘイズが大きく、映像投影窓として良好な特性が得られなかった。
［比較例２］
図１１は、比較例２の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。比較例２では、図１１（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
図１１は、比較例２の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。比較例２では、図１１（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
表２および表３に示されているように、かつ、図１１（Ａ）、（Ｂ）からわかるように、比較例１と同様、ＳｐｋおよびＳｖｋの値が大きい。
また、表２に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４０．５％、ヘイズは１７．７％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−４．３ｄＢであった。実施例１および実施例２に比べて、ランプ反射光強度減衰率の程度はさほど変わらないが、ヘイズが大きく、映像投影窓として良好な特性が得られなかった。
［比較例３］
図１２は、比較例３の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する２つの断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。比較例３では、図１２（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
図１２は、比較例３の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する２つの断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。比較例３では、図１２（Ａ）に示す転写面を作製可能な凹凸を有する成形型９０を使用した。
表２および表３に示されているように、かつ、図１２（Ａ）、（Ｂ）からわかるように、表面形状はほぼ平坦であるが、クルトシス（尖度）Ｓｋｕの値が大きい。
また、表２に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は５１．１％、ヘイズは２．８％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−２５．１ｄＢであった。実施例１および実施例２に比べて、ヘイズは小さいが、ランプ反射光強度減衰率が大きく、映像投影窓として良好な特性が得られなかった。
［実施例４］
図１３は、実施例４の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例４では、転写面が図１３（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
図１３は、実施例４の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例４では、転写面が図１３（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
表４および表５には、計測された三次元表面形状パラメータが示されている。表４には、測定された光学特性（可視光の透過率、ヘイズ、可視光の拡散反射率（Ｒｖ））も示されている。表４には、ランプ反射光強度減衰率も示されている。表４には、１０μｍあたりの変曲点の個数が示されている。表４には、変曲点の個数とともに、ヘイズおよびヘイズを可視光の拡散反射率で除した値も示されている。
なお、表４および表５には、実施例５〜１０の三次元表面形状パラメータおよび光学特性等も示されている。
表４に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は５０．１％、ヘイズは５．０％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−１６．９ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として大きくはない値（０ｄＢに近い値）が得られている。その結果、低ヘイズと比較的広い視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例５］
図１４は、実施例５の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例５では、転写面が図１４（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
図１４は、実施例５の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例５では、転写面が図１４（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
表４に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４８．６％、ヘイズは６．５％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−１５．５ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として大きくはない値が得られている。その結果、低ヘイズと比較的広い視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例６］
図１５は、実施例６の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例６では、転写面が図１５（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
図１５は、実施例６の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例６では、転写面が図１５（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
表４に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４７．５％、ヘイズは８．２％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−１４．０ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として大きくはない値が得られている。その結果、低ヘイズと比較的広い視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例７］
図１６は、実施例７の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例７では、転写面が図１６（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
図１６は、実施例７の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例７では、転写面が図１６（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
表４に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４５．９％、ヘイズは８．２％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−９．６ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として小さい値が得られている。その結果、低ヘイズと広視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例８］
図１７は、実施例８の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例８では、転写面が図１７（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
図１７は、実施例８の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例８では、転写面が図１７（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
表４に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４４．９％、ヘイズは１１．５％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−８．０ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして比較的小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として小さい値が得られている。その結果、低ヘイズと広視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例９］
図１８は、実施例９の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例９では、転写面が図１８（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
図１８は、実施例９の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例９では、転写面が図１８（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
表４に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は３９．７％、ヘイズは１１．９％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−６．０ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして比較的小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として小さい値が得られている。その結果、低ヘイズと広視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例１０］
図１９は、実施例１０の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例１０では、転写面が図１９（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
図１９は、実施例１０の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。実施例１０では、転写面が図１９（Ａ）に示される凹凸となる成形型９０を使用した。
表４に示されるように、Ｄ６５光源における透過率は４０．３％、ヘイズは１３．０％であった。また、ランプ反射光強度減衰率は、−４．４ｄＢであった。
すなわち、ヘイズとして比較的小さい値が得られ、かつ、ランプ反射光強度減衰率として小さい値が得られている。その結果、低ヘイズと広視野角とが両立され、映像投影窓として良好な特性が得られた。
［実施例１１］
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの上に、アクリル微粒子（平均粒子径３μｍ）を分散させた熱可塑性樹脂をダイコートにより塗布することで、表面に凹凸９０ａが形成されている成型型９０を作製した。次に、別途用意したポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの上に、ＵＶ硬化樹脂をダイコートにより塗布し、この上に成形型９０を載置した。成形型９０は凹凸９０ａが形成されている面が、ＵＶ硬化樹脂の上になるように置き、成形型９０の側から１０００ｍＪのＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化した。成形型９０を剥がし、凹凸面の表面形状を測定した。次いで凹凸面にスパッタリング法によりＡｇ膜を１２ｎｍ製膜した。Ａｇ膜の上にＵＶ硬化樹脂をダイコートにより塗布し、ＵＶ硬化樹脂の側から１０００ｍＪのＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化した。
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの上に、アクリル微粒子（平均粒子径３μｍ）を分散させた熱可塑性樹脂をダイコートにより塗布することで、表面に凹凸９０ａが形成されている成型型９０を作製した。次に、別途用意したポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの上に、ＵＶ硬化樹脂をダイコートにより塗布し、この上に成形型９０を載置した。成形型９０は凹凸９０ａが形成されている面が、ＵＶ硬化樹脂の上になるように置き、成形型９０の側から１０００ｍＪのＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化した。成形型９０を剥がし、凹凸面の表面形状を測定した。次いで凹凸面にスパッタリング法によりＡｇ膜を１２ｎｍ製膜した。Ａｇ膜の上にＵＶ硬化樹脂をダイコートにより塗布し、ＵＶ硬化樹脂の側から１０００ｍＪのＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化した。
図２０は、実施例１１の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。
［実施例１２］
実施例１１に使用したアクリル微粒子とは平均粒子径が異なるアクリル微粒子（平均粒子径１μｍ）を分散させた熱可塑性樹脂を用いる以外は実施例１１と同様に成形型９０を作製した。
図２１は、実施例１２の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。
実施例１１に使用したアクリル微粒子とは平均粒子径が異なるアクリル微粒子（平均粒子径１μｍ）を分散させた熱可塑性樹脂を用いる以外は実施例１１と同様に成形型９０を作製した。
図２１は、実施例１２の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。
［実施例１３］
実施例１１に使用したアクリル微粒子とは平均粒子径が異なるアクリル微粒子（平均粒子径０．８μｍ）を分散させた熱可塑性樹脂を用いる以外は実施例１１と同様に成形型９０を作製した。
図２２は、実施例１３の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。
実施例１１に使用したアクリル微粒子とは平均粒子径が異なるアクリル微粒子（平均粒子径０．８μｍ）を分散させた熱可塑性樹脂を用いる以外は実施例１１と同様に成形型９０を作製した。
図２２は、実施例１３の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。
［比較例４］
実施例１１に使用したアクリル微粒子とは平均粒子径が異なるアクリル微粒子（平均粒子径５μｍ）を分散させた熱可塑性樹脂を用いる以外は実施例１１と同様に成形型９０を作製した。
図２３は、比較例４の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。
実施例１１に使用したアクリル微粒子とは平均粒子径が異なるアクリル微粒子（平均粒子径５μｍ）を分散させた熱可塑性樹脂を用いる以外は実施例１１と同様に成形型９０を作製した。
図２３は、比較例４の映像投影窓の一部における第１の透明層２１の凹凸面の三次元形状（Ａ）、および基材１０の表面と直交する一断面における二次元表面形状（二次元断面プロファイル）（Ｂ）および負荷曲線（Ｃ）を示す説明図である。
実施例１１〜１３、比較例４における、表４および表５と同様の三次元表面形状パラメータおよび光学特性等が表６および表７に示される。
なお、背景が透過する窓としての十分な機能を得るためにヘイズが１７％以下であることが好ましいが、実施例１〜１３の映像投影窓のヘイズは、いずれも１７％以下になっている。背景の視認性をより良好にするには、ヘイズが１０％以下であることが好ましいが、実施例１〜７の映像投影窓のヘイズが１０％以下になっている。ヘイズが７％以下であると、背景の視認性をさらに良好にするために好ましいが、実施例１〜５の映像投影窓のヘイズが７％以下になっている。
表２、表４および表６から明らかなように、実施例１〜１３の映像投影窓の可視光の透過率は、いずれも、好ましい範囲に入っている。
図２４には、実施例１〜１３および比較例１〜４について、視野角に関係する指標であるランプ反射光強度減衰率と、ヘイズに関係する指標であるヘイズ／可視光拡散反射率の比とがプロットされている。両特性がトレードオフになる実施例４〜１３のラインに対し、実施例１〜３はその内側の領域、すなわち、ランプ反射光強度減衰率・ヘイズともに低い領域にプロットされ、これらがより好ましいことがわかる。これに対し比較例１〜４は、実施例４〜１３のラインの外側の領域にプロットされ、好ましくない例であることがわかる。
図２５は、実施例１、２、４〜１０の映像投影窓における第１の透明層２１の表面形状に関する最短の自己相関長さＳａｌとヘイズを可視光の拡散反射率で除した値との関係が示された説明図である。図２６は、コア部のレベル差Ｓｋとランプ反射強度減衰率との関係が示された説明図である。
図２４および図２５に示されるように、実施例では、ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値は、０．１以上になっている。また、比較例では、０．０８および１．０６以上になっていることから（表２参照）、ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値の好ましい値は、ほぼ０．１以上１．０以下であるといえる。
背景の視認性をより良好にするには、ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値は、０．１以上０．５以下が好ましい（実施例１〜７が該当）。また、背景の視認性をさらに良好にするには、ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値は、０．１以上０．３以下が好ましい（実施例１〜５が該当）。
広い視野角を確保するにはランプ反射強度減衰率の値が小さい（絶対値で）ことが好ましいが、図２４および図２６に示されるように、実施例１〜１３の場合には、−１８ｄＢよりも小さい（絶対値で）。
なお、ランプ反射強度減衰率に着目すると、比較例３と比較して、視野角が広くなるよう改善するために、その値は、−２０ｄＢ以下（絶対値で）あることが好ましい。より広い視野角を得るには、ランプ反射強度減衰率は、−１０ｄＢ以下（絶対値で）あることがより好ましい（実施例１〜３、７〜１３が該当）。さらに広い視野角を得るために、ランプ反射強度減衰率は、−５ｄＢ以下（絶対値で）あることがさらに好ましい（実施例１〜３、１０〜１２が該当）。
図２７は、クルトシスＳｋｕが４以上である（表４参照）実施例４〜１０の場合の最短の自己相関長さＳａｌをコア部のレベル差Ｓｋで除した値（Ｓａｌ／Ｓｋ）と、ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値との関係（Ａ）およびランプ反射強度減衰率との関係（Ｂ）が示された説明図である。
実施例１〜１３および比較例１〜４の映像投影構造体１００における第１の透明層２１の表面形状の凹凸を評価した。具体的には、面分解能０．１２μｍおよび高さ分解能０．０１μｍにて測定された１３０μｍ角の領域の三次元表面形状プロファイルを、基材１０の表面と直交する断面で１０２４分割することで得られた、二次元断面プロファイル（測定長さ１３０μｍ×１０２４本）における、変曲点の数を計数した。基材１０の表面と直交する一断面における二次元断面プロファイル（具体的には、第１の透明層２１の法線方向に平行な断面における断面曲線）における変曲点の数を計数した。図２８は、測定長さ１０μｍあたりの変曲点の個数と、ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値との関係が示された説明図である。
図２８において、変曲点の数が０．１個／１０μｍ以上、２８個/１０μｍ以下は視認性が良好であった。
図２８において、変曲点の数が０．１個／１０μｍ以上、２８個/１０μｍ以下は視認性が良好であった。
実施例１〜１３における二次元表面粗さパラメータが表８に示される。
実施例１〜１３の二次元表面粗さパラメータにおいて、粗さ曲線要素の平均長さを表わすＲｓｍは、三次元表面粗さパラメータにおいて最短の自己相関長さであるＳａｌと、概ね正の相関を示した（表２、４、６、８参照）。また、ＲｑとＳｑおよびＲａとＳａは、各々、概ね正の相関を示した。実施例１〜１３において、Ｒｋｕは、概ねＳｋｕと正の相関を示した。実施例１〜１３において、ＲΔｑは粗さ曲線の傾きを表わし、Ｓａｌ／Ｓｑと概ね負の相関が見られた。また、実施例１〜１３において、ヘイズ／Ｒｖと正の相関があり、ＲΔｑの値が小さい場合に、ヘイズ／Ｒｖの値が小さいものが得られた。
実施例１〜１３の二次元表面粗さパラメータにおいて、粗さ曲線要素の平均長さを表わすＲｓｍは、三次元表面粗さパラメータにおいて最短の自己相関長さであるＳａｌと、概ね正の相関を示した（表２、４、６、８参照）。また、ＲｑとＳｑおよびＲａとＳａは、各々、概ね正の相関を示した。実施例１〜１３において、Ｒｋｕは、概ねＳｋｕと正の相関を示した。実施例１〜１３において、ＲΔｑは粗さ曲線の傾きを表わし、Ｓａｌ／Ｓｑと概ね負の相関が見られた。また、実施例１〜１３において、ヘイズ／Ｒｖと正の相関があり、ＲΔｑの値が小さい場合に、ヘイズ／Ｒｖの値が小さいものが得られた。
さらにＲｐ、Ｒｚ、Ｒｔ、Ｒａ、Ｒｑについても、ヘイズ／Ｒｖと概ね正の相関がみられた（実施例２、４〜１３）。また、Ｒｐ、Ｒｚ、Ｒｔ、Ｒａ、Ｒｑの値が大きいほど、ランプ反射光強度の減衰率が概ね小さくなる、すなわち視野角が広くなる傾向が見られた（実施例１〜１３）。
次に、上記の実施の形態および実施例の映像投影構造体１００の用途を説明する。
建物等の構造物における構造体の使い方として、以下の用途が挙げられる。
・ショーケース、展示ケース、ショールーム、ドア・パーティション・壁等のインテリア等に用い、映像を投影して展示品の情報や教育情報などの各種情報を表示させる
・建物等の外壁に用い、映像を投影してＣＭなどの各種情報やプロジェクションマッピングを表示させる。
・ショーケース、展示ケース、ショールーム、ドア・パーティション・壁等のインテリア等に用い、映像を投影して展示品の情報や教育情報などの各種情報を表示させる
・建物等の外壁に用い、映像を投影してＣＭなどの各種情報やプロジェクションマッピングを表示させる。
テーブルトップ、ケーシング等における用途として、以下の用途が挙げられる。
・テーブルトップ、カウンター、机（デスクトップ）、キッチンカウンター、自動販売機の窓
・テーブルトップ、カウンター、机（デスクトップ）、キッチンカウンター、自動販売機の窓
また、本発明の透明スクリーンの背後に別の表示装置を配置すると、奥行きのある映像が表示できたり、異なる動きをする映像を重ねて表示させることができる。
また、車両における用途として、以下の用途が挙げられる。
鉄道車両においては、
・運転席の背面の窓ガラス、鉄道用側窓ガラス、広告中吊り
自動車等においては、
・フロントガラスのシェード部分、自動車用フロントガラス自動車用サイドガラス自動車用サンバイザー、車内パーティション、メーター周囲
鉄道車両においては、
・運転席の背面の窓ガラス、鉄道用側窓ガラス、広告中吊り
自動車等においては、
・フロントガラスのシェード部分、自動車用フロントガラス自動車用サイドガラス自動車用サンバイザー、車内パーティション、メーター周囲
反射光の拡散機能を利用するものとして、防眩ガラス、防眩ミラーが挙げられる。また、その他、特殊用途として、信号機カバーガラス（種々の信号表示の統合）等が挙げられる。また、自動車、電車等において、ヘッドアップディスプレイおよび透明スクリーンの両方に利用できる。
なお、２０１５年９月３０日に出願された日本特許出願２０１５−１９２５７６号の明細書、特許請求の範囲、要約書および図面の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
なお、２０１５年９月３０日に出願された日本特許出願２０１５−１９２５７６号の明細書、特許請求の範囲、要約書および図面の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
１０、１１：透明基材、２１：第１の透明層、２２：第２の透明層、３０：反射層、４０：第１の透明フィルム（透明フィルム）、４１：第２の透明フィルム、９０：成形型、１００：映像投影構造体、２００：観察者。
Claims (11)
- 表面に凹凸が形成された第１の透明層と、
前記第１の透明層における凹凸が形成された面に形成された反射膜と、
前記反射膜の上に形成された第２の透明層とを有する映像投影構造体であって、
前記映像投影構造体の可視光における透過率が５〜９５％であり、
ヘイズを可視光の拡散反射率で除した値が０．１以上１以下であり、
前記凹凸が形成された面のＩＳＯ ２５１７８で規定されるコア部のレベル差Ｓｋが０．１μｍ以上であり、
最短の自己相関長さＳａｌをコア部のレベル差Ｓｋで除した値が１．２以上１９０以下である
ことを特徴とする映像投影構造体。 - 前記凹凸の形状を表わす二次元断面プロファイルにおいて、１０μｍあたり０．１以上２８個以下の変曲点が含まれ、
前記第１の透明層における凹凸の最短の自己相関長さＳａｌをコア部のレベル差Ｓｋで除した値が９５以下である、
請求項１に記載の映像投影構造体。 - 前記第１の透明層における凹凸のクルトシス（尖度）Ｓｋｕが３．５以下である、請求項１または請求項２に記載の映像投影構造体。
- 前記第１の透明層における凹凸のクルトシス（尖度）Ｓｋｕが３．５よりも大きく、
突出山部高さＳｐｋが０．０１μｍ以上３μｍ以下であり、
最短の自己相関長さＳａｌをコア部のレベル差Ｓｋで除した値が３以上である、
請求項１または請求項２に記載の映像投影構造体。 - 前記第１の透明層における凹凸のＳａｌ／Ｓｋが１２以下である、請求項３または請求項４に記載の映像投影構造体。
- 前記第１の透明層における凹凸の算術平均Ｓａが０．１μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の映像投影構造体。
- 前記第１の透明層における凹凸の二乗平均平方根Ｓｑが０．１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の映像投影構造体。
- 前記反射膜は、金属、金属酸化物、金属窒化物、半導体からなる群から選択される一以上の材料により形成されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の映像投影構造体。
- 表面の法線方向を０°、表面に平行な方向を９０°とし、検出角度７０°および５°での反射強度から求めた減衰率の絶対値が２０ｄＢ以下である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の映像投影構造体。
- 前記凹凸面の表面形状パラメータが、カットオフ値：８０μｍにおける計測値である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の映像投影構造体。
- 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の映像投影構造体に、投影機からの映像を投影することを特徴とする映像投影方法。
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