JP6806082B2 - 透明スクリーンシート、透明スクリーン、および映像表示システム - Google Patents
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Description
本発明は、透明スクリーンシート、透明スクリーン、および映像表示システムに関する。
通常のスクリーンは、前方または後方から投映される映像を前方のユーザに表示するが、映像の表示に特化しているため、後方の背景をユーザに視認させることはできない（例えば特許文献１参照）。
透明スクリーンの開発が行われている。透明スクリーンは、透明スクリーンシートと、透明スクリーンシートを支持する透明板とを有する。透明スクリーンシートは、前方または後方から投映される映像を前方のユーザに表示し、かつ後方の背景を前方のユーザに視認させる。透明スクリーンシートは、映像を表示する映像表示層と、映像表示層を支持する樹脂フィルムとを備える。
従来の透明スクリーンに対し映像を投映したときに、虹色の縞模様が生じることがあった。この問題は、映像を投映するプロジェクタとして、短焦点プロジェクタを用いた場合に顕著であった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、虹色の縞模様の発生を抑制した、透明スクリーンシートの提供を主な目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
前方から投映される映像を前方のユーザに表示し、かつ後方の背景を前方のユーザに視認させる反射型の透明スクリーンシートであって、
前記映像を表示する映像表示層と、前記映像表示層を支持する樹脂フィルムとを有し、
前記映像表示層は、前側から後側に向けて、凹凸層と、凹凸層の凹凸に沿ってジグザグ状に形成される光透過拡散反射層と、前記光透過拡散反射層を被覆する被覆層とをこの順番で含み、
前記光透過拡散反射層は、その前面に凹凸を有し、前記前方から投映される前記映像の光を前方に拡散反射することで、前方のユーザに対し前記映像を表示し、
前記樹脂フィルムの主表面の前記映像表示層と重なる領域内において、前記樹脂フィルムの主表面に対し垂直に波長４６０ｎｍの光を照射して測定される前記樹脂フィルムのリタデーションの最大値と最小値との差が前記光の波長の１／４以下である、透明スクリーンシートが提供される。
前方から投映される映像を前方のユーザに表示し、かつ後方の背景を前方のユーザに視認させる反射型の透明スクリーンシートであって、
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前記映像表示層は、前側から後側に向けて、凹凸層と、凹凸層の凹凸に沿ってジグザグ状に形成される光透過拡散反射層と、前記光透過拡散反射層を被覆する被覆層とをこの順番で含み、
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前記樹脂フィルムの主表面の前記映像表示層と重なる領域内において、前記樹脂フィルムの主表面に対し垂直に波長４６０ｎｍの光を照射して測定される前記樹脂フィルムのリタデーションの最大値と最小値との差が前記光の波長の１／４以下である、透明スクリーンシートが提供される。
本発明の一態様によれば、虹色の縞模様の発生を抑制した、透明スクリーンシートが提供される。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
（映像表示システム）
図１は、一実施形態による映像表示システムの側面図である。透明スクリーン２０を基準としてユーザ１０側（図１では左側）を前方、透明スクリーン２０を基準としてユーザ１０とは反対側（図１では右側）を後方と呼ぶ。図２〜図５において同様である。映像表示システムは、プロジェクタ１２と、透明スクリーン２０とを有する。
図１は、一実施形態による映像表示システムの側面図である。透明スクリーン２０を基準としてユーザ１０側（図１では左側）を前方、透明スクリーン２０を基準としてユーザ１０とは反対側（図１では右側）を後方と呼ぶ。図２〜図５において同様である。映像表示システムは、プロジェクタ１２と、透明スクリーン２０とを有する。
（プロジェクタ）
プロジェクタ１２は、透明スクリーン２０に映像を投映する。プロジェクタ１２から投映する映像の光は、偏光を有する光（以下、「偏光光」とも呼ぶ）である。偏光光の偏光は、直線偏光、円偏光、楕円偏光などのいずれでもよい。偏光状態は電場などの振動方向の分布が一様でない部分偏光でも完全偏光でもよい。プロジェクタ１２は、透明スクリーン２０の前方または／および後方に設けられる。
プロジェクタ１２は、透明スクリーン２０に映像を投映する。プロジェクタ１２から投映する映像の光は、偏光を有する光（以下、「偏光光」とも呼ぶ）である。偏光光の偏光は、直線偏光、円偏光、楕円偏光などのいずれでもよい。偏光状態は電場などの振動方向の分布が一様でない部分偏光でも完全偏光でもよい。プロジェクタ１２は、透明スクリーン２０の前方または／および後方に設けられる。
（透明スクリーン）
透明スクリーン２０は、前方または／および後方から投映される映像を前方のユーザ１０に表示し、かつ後方の背景を前方のユーザ１０に視認させる。後方の背景は、映像の非投映時に視認可能であればよく、映像の投映時に視認可能でも視認不能でもよいが好ましくは視認不能である。
透明スクリーン２０は、前方または／および後方から投映される映像を前方のユーザ１０に表示し、かつ後方の背景を前方のユーザ１０に視認させる。後方の背景は、映像の非投映時に視認可能であればよく、映像の投映時に視認可能でも視認不能でもよいが好ましくは視認不能である。
透明スクリーン２０は、平面スクリーン、曲面スクリーンのいずれでもよい。曲面スクリーンは、ユーザ１０に向けて凸の形状を有するもの、ユーザ１０に向けて凹の形状を有するもの、のいずれでもよい。
透明スクリーン２０は、例えば、複数の透明板３０、４０と、複数の透明板３０、４０の間に設けられる透明スクリーンシート５０とで構成される合わせ板を有する。透明スクリーンシート５０は、透明板３０に対し接着層３１によって接着されると共に、透明板４０に対し接着層４１によって接着される。
（透明板）
複数の透明板３０、４０は、透明スクリーンシート５０を前後両側から挟むことで、透明スクリーンシート５０を前後両側から支持する。複数の透明板３０、４０は、それぞれ、例えばガラス板である。この場合、合わせ板として、合わせガラスが得られる。
複数の透明板３０、４０は、透明スクリーンシート５０を前後両側から挟むことで、透明スクリーンシート５０を前後両側から支持する。複数の透明板３０、４０は、それぞれ、例えばガラス板である。この場合、合わせ板として、合わせガラスが得られる。
透明スクリーンシート５０を挟む複数のガラス板は、それぞれ、未強化ガラス、強化ガラスのいずれでもよい。未強化ガラスは、溶融ガラスを板状に成形し、徐冷したものである。成形方法としては、フロート法、フュージョン法などが挙げられる。強化ガラスは、物理強化ガラス、化学強化ガラスのいずれでもよい。物理強化ガラスは、均一に加熱したガラス板を軟化点付近の温度から急冷し、ガラス表面とガラス内部との温度差によってガラス表面に圧縮応力を生じさせることで、ガラス表面を強化したものである。化学強化ガラスは、イオン交換法などによってガラス表面に圧縮応力を生じさせることで、ガラス表面を強化したものである。
尚、本実施形態の透明板３０、４０は、それぞれ、ガラス板であるが、樹脂板でもよい。また、複数の透明板３０、４０のうち、一方がガラス板、他方が樹脂板でもよい。また、合わせ板に含まれる透明板の数は３つ以上でもよい。
複数の接着層３１、４１は、透明スクリーンシート５０を挟んで設けられ、透明スクリーンシート５０を複数の透明板３０、４０に接着する。接着層３１、４１の厚みは、それぞれ、限定されるものではないが、例えば０．０１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．３〜０．８ｍｍである。
（接着層）
複数の接着層３１、４１は、異なる材料で形成されてもよいが、好ましくは同じ材料で形成される。接着層３１、４１は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化性樹脂などで形成される。
複数の接着層３１、４１は、異なる材料で形成されてもよいが、好ましくは同じ材料で形成される。接着層３１、４１は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化性樹脂などで形成される。
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の場合、熱処理によって接着が行われる。一方、紫外線硬化性樹脂の場合、紫外線照射によって接着が行われる。
熱可塑性樹脂としては、たとえば、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、可塑化ポリビニルアセタール、可塑化ポリ塩化ビニル、可塑化飽和熱可塑性ポリエステル、熱可塑性ポリウレタン、エチレン−エチルアクリレートコポリマー等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、アクリル系熱硬化性樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、ポリウレタン系硬化性樹脂等が挙げられる。
紫外線硬化性樹脂としては、アクリル系光硬化性樹脂、光硬化性エポキシ樹脂、ウレタンアクリレート系光硬化性樹脂等が挙げられる。
（透明スクリーンシート）
透明スクリーンシート５０は、複数の透明板３０、４０の間に挟んで用いられる。透明スクリーンシート５０は、可撓性を有しなくてもよいが、可撓性を有することが好ましい。透明スクリーンシート５０の厚みは、透明スクリーンシート５０の製造方法や投映像の視認性などに応じて任意に設定できるが、例えば０．０２〜１．５ｍｍが好ましい。
透明スクリーンシート５０は、複数の透明板３０、４０の間に挟んで用いられる。透明スクリーンシート５０は、可撓性を有しなくてもよいが、可撓性を有することが好ましい。透明スクリーンシート５０の厚みは、透明スクリーンシート５０の製造方法や投映像の視認性などに応じて任意に設定できるが、例えば０．０２〜１．５ｍｍが好ましい。
透明スクリーンシート５０は、映像表示層６０と、樹脂フィルム７０とを有する。映像表示層６０は、プロジェクタ１２から投映された映像を表示する。映像表示層６０の主表面の大きさは、樹脂フィルム７０の主表面の大きさと同じであるが、樹脂フィルム７０の主表面の大きさよりも小さくてもよい。樹脂フィルム７０は、映像表示層６０を支持する。樹脂フィルム７０は、当該樹脂フィルム７０よりも小さい主表面の映像表示層６０を間隔をおいて複数支持してもよい。
樹脂フィルム７０は映像表示層６０を前後両側から支持しており、一方が基材フィルム、他方が保護フィルムとして用いられる。基材フィルムは、映像表示層６０の形成に用いられる基材である。保護フィルムは、映像表示層６０を保護する。
映像表示層６０を挟んで前後両側に樹脂フィルム７０が配設される場合、前側の樹脂フィルム７０と後側の樹脂フィルム７０とは同種でも異種でもよいが、好ましくは同種である。また、樹脂フィルム７０が接着性を有する場合、接着層３１、４１を兼ねてよい。
尚、樹脂フィルム７０は映像表示層６０を片側のみから支持してもよく、基材フィルムと保護フィルムのいずれか一方がなくてもよい。基材フィルムがない場合、映像表示層６０は、複数の透明板３０、４０のいずれか一方の表面に形成される。保護フィルムがない場合、映像表示層６０は、複数の透明板３０、４０で保護される。
（反射型の透明スクリーン）
図２は、反射型の透明スクリーンの一例の側面図である。図２に示す反射型の透明スクリーンは、反射型の映像表示層６０Ａを有する。この映像表示層６０Ａは、凹凸層６１Ａ、光透過拡散反射層６２Ａ、および被覆層６３Ａをこの順で有する。この映像表示層６０Ａと樹脂フィルム７０とで、反射型の透明スクリーンシート５０Ａが構成される。
図２は、反射型の透明スクリーンの一例の側面図である。図２に示す反射型の透明スクリーンは、反射型の映像表示層６０Ａを有する。この映像表示層６０Ａは、凹凸層６１Ａ、光透過拡散反射層６２Ａ、および被覆層６３Ａをこの順で有する。この映像表示層６０Ａと樹脂フィルム７０とで、反射型の透明スクリーンシート５０Ａが構成される。
凹凸層６１Ａは、基材フィルムの表面に形成され、基材フィルムとは反対側の表面に凹凸を有する。凹凸層６１Ａは、樹脂により形成されてよい。樹脂としては、接着層３１または接着層４１に用いられる樹脂を用いることができる。凹凸層６１Ａの形成方法としては、例えばインプリント法などが用いられる。インプリント法の樹脂材料としては、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれが用いられてもよい。
光透過拡散反射層６２Ａは、凹凸層６１Ａの表面の凹凸に沿ってジグザグ状に形成される。光透過拡散反射層６２Ａは、前方および後方からの光の一部を反射し、前方および後方からの光の他の一部を透過する。光透過拡散反射層６２Ａは、その前面に凹凸を有し、前方から投映される映像の光を前方に拡散反射することで、映像を表示する。
光透過拡散反射層６２Ａは、光を反射する材料、例えばアルミニウムや銀などの金属、金属酸化物、または金属窒化物などにより形成されてよい。光透過拡散反射層６２Ａは、単層構造、複層構造のいずれでもよい。光透過拡散反射層６２Ａの形成方法としては、例えば真空蒸着法またはスパッタリング法などが用いられる。
被覆層６３Ａは、光透過拡散反射層６２Ａの表面の凹凸を埋める。被覆層６３Ａは、樹脂により形成されてよく、好ましくは凹凸層６１Ａと同一の樹脂により形成される。
また、光透過拡散反射層６２Ａの拡散反射率が高い方が、虹色の縞模様が顕著にみられる。
（反射型の透明スクリーンの変形例）
図３は、反射型の透明スクリーンの変形例の側面図である。図３に示す反射型の透明スクリーンは、反射型の映像表示層６０Ｂを有する。この映像表示層６０Ｂは、光透過拡散反射層６２Ｂを有する。この映像表示層６０Ｂと樹脂フィルム７０とで、反射型の透明スクリーンシート５０Ｂが構成される。
図３は、反射型の透明スクリーンの変形例の側面図である。図３に示す反射型の透明スクリーンは、反射型の映像表示層６０Ｂを有する。この映像表示層６０Ｂは、光透過拡散反射層６２Ｂを有する。この映像表示層６０Ｂと樹脂フィルム７０とで、反射型の透明スクリーンシート５０Ｂが構成される。
光透過拡散反射層６２Ｂは、基材フィルムの表面に形成される。光透過拡散反射層６２Ｂは、複数の光反射粒子６４Ｂと、その光反射粒子６４Ｂを保持する樹脂などの透明材料６５Ｂとを含む。複数の光反射粒子６４Ｂは前後方向視で隙間をおいて並ぶ。光透過拡散反射層６２Ｂは、前方および後方からの光の一部を反射し、前方および後方からの光の他の一部を透過する。光透過拡散反射層６２Ｂは、前後方向視で隙間をおいて並ぶ複数の光反射粒子６４Ｂを有し、前方から投映される映像の光を前方に拡散反射することで、映像を表示する。
光透過拡散反射層６２Ｂに含まれる光反射粒子６４Ｂは、光を反射する材料、例えばアルミニウムや銀、金などの金属、ＩＴＯ、ＡＴＯ、チタニア、ジルコニアなどの金属酸化物、またはＳｉ３Ｎ４、ＴａＮなどの金属窒化物、ダイヤモンドなどの鉱物などにより形成されてよい。また、光反射粒子６４は、コーティングされていてもよい。
尚、光透過拡散反射層は、図２に示す光透過拡散反射層６２Ａ、図３に示すマイクロアレイ型の光透過拡散反射層６２Ｂに限定されず、例えばホログラム型の光透過拡散反射層でもよい。ホログラム型の光透過拡散反射層は、光を複数の次数に回折する。
（透過型の透明スクリーン）
図４は、透過型の透明スクリーンの一例の側面図である。図４に示す透過型の透明スクリーンは、透過型の映像表示層６０Ｃを有する。この映像表示層６０Ｃは、光透過散乱層６６Ｃを有する。この映像表示層６０Ｃと樹脂フィルム７０とで、透過型の透明スクリーンシート５０Ｃが構成される。
図４は、透過型の透明スクリーンの一例の側面図である。図４に示す透過型の透明スクリーンは、透過型の映像表示層６０Ｃを有する。この映像表示層６０Ｃは、光透過散乱層６６Ｃを有する。この映像表示層６０Ｃと樹脂フィルム７０とで、透過型の透明スクリーンシート５０Ｃが構成される。
光透過散乱層６６Ｃは、基材フィルムの表面に形成される。光透過散乱層６６Ｃは、前方および後方からの光の一部を散乱し、前方および後方からの光の他の一部を透過する。光透過散乱層６６Ｃは、後方から投映される映像の光を散乱させることで、前方のユーザ１０に対し映像を表示する。
光透過散乱層６６Ｃは、透明材料６７Ｃと、透明材料６７Ｃ中に分散する光散乱材料６８Ｃとを含む。透明材料６７Ｃとしては、例えば透明樹脂が用いられる。その透明樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。一方、光散乱材料６８Ｃは、透明材料６７Ｃとは異なる屈折率を有する材料が用いられる。例えば、光散乱材料６８Ｃとしては、無機材料の微粒子、有機材料の微粒子、空隙などが用いられる。無機材料としては、酸化チタン（屈折率：２．５〜２．７）、酸化ジルコニウム（屈折率：２．４）、酸化アルミニウム（屈折率：１．７６）、ダイヤモンド（屈折率：２．４）、ダイヤモンドライクカーボン等の高屈折率材料や、ポーラスシリカ（屈折率：１．２５以下）、中空シリカ（屈折率：１．２５以下）等の低屈折率材料が用いられる。
光透過散乱層６６Ｃは、その内部に光吸収材料をさらに含んでもよい。光吸収材料としては、カーボンブラックやチタンブラック等を用いることができる。光吸収材料は、光透過散乱層６６Ｃの内部を伝搬する光の一部を吸収することで、透明スクリーンの内部における光の反射の繰り返しによる光の伝搬を抑制する。これにより、映像の表示に寄与しない不要な光を吸収でき、映像のコントラストを向上できる。
光透過散乱層６６Ｃは、例えば基材フィルムの表面に透明材料６７Ｃと光散乱材料６８Ｃとを含む液体を塗布し、熱処理することで形成される。基材フィルムの表面に塗布する液体は、透明材料６７Ｃや光散乱材料６８Ｃの他に、光吸収材料をさらに含んでもよい。尚、透明材料６７Ｃが熱可塑性樹脂である場合、加熱溶融させた熱可塑性樹脂に光散乱材料６８Ｃを混練して分散し、シート状に成形することでも、光透過散乱層６６Ｃを形成できる。
尚、光透過散乱層６６Ｃは、透明材料６７Ｃで形成されたシートの表面に光散乱材料６８Ｃを埋め込んだり焼結したりすることで形成されてもよい。この場合、基材フィルムが不要である。この場合、光散乱材料６８Ｃは、光透過散乱層６６Ｃの前面付近に埋め込んだり焼結したりすることが好ましい。さらに、この場合、透明板３０がなく、光透過散乱層６６Ｃが最外層であってもよい。光透過散乱層６６Ｃの前面付近に光散乱材料６８Ｃがあると、プロジェクタ１２からの光の正反射光を抑制することが出来る。
また、光透過散乱層６６Ｃのヘーズが高い方が、虹色の縞模様が顕著にみられる。
（透過型の透明スクリーンの変形例）
図５は、透過型の透明スクリーンの変形例の側面図である。図５に示す透過型の透明スクリーンは、透過型の映像表示層６０Ｄを有する。この映像表示層６０Ｄは、光透過散乱層６６Ｄを有する。この映像表示層６０Ｄと樹脂フィルム７０とで、透過型の透明スクリーンシート５０Ｄが構成される。
図５は、透過型の透明スクリーンの変形例の側面図である。図５に示す透過型の透明スクリーンは、透過型の映像表示層６０Ｄを有する。この映像表示層６０Ｄは、光透過散乱層６６Ｄを有する。この映像表示層６０Ｄと樹脂フィルム７０とで、透過型の透明スクリーンシート５０Ｄが構成される。
光透過散乱層６６Ｄは、基材フィルムの表面に形成される。光透過散乱層６６Ｄは、前方および後方からの光の一部を散乱し、前方および後方からの光の他の一部を透過する。光透過散乱層６６Ｄは、後方から投映される映像の光を散乱させることで、前方のユーザ１０に対し映像を表示する。光透過散乱層６６Ｄは、凹凸層６７Ｄと、被覆層６８Ｄとを有する。
凹凸層６７Ｄは、基材フィルムの表面に形成され、基材フィルムとは反対側の表面に凹凸を有する。凹凸層６７Ｄは、樹脂により形成されてよい。凹凸層６７Ｄの形成方法としては、例えばインプリント法などが用いられる。インプリント法の樹脂材料としては、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれが用いられてもよい。
被覆層６８Ｄは、凹凸層６７Ｄの表面の凹凸を埋める。被覆層６８Ｄは、凹凸層６７Ｄとは屈折率の異なる樹脂により形成されている。被覆層６８Ｄと凹凸層６７Ｄとの界面で光が散乱される。
光透過散乱層６６Ｄは、その内部に光吸収材料をさらに含んでもよい。光吸収材料は、凹凸層６７Ｄおよび被覆層６８Ｄの少なくとも一方に含まれる。光吸収材料としては、カーボンブラックやチタンブラック、有機染料等を用いることができる。光吸収材料は、光透過散乱層６６Ｄの内部を伝搬する光の一部を吸収することで、透明スクリーンの内部における光の反射の繰り返しによる光の伝搬を抑制する。これにより、映像の表示に寄与しない不要な光を吸収でき、映像のコントラストを向上できる。
（樹脂フィルム）
少なくとも１つの樹脂フィルム７０は、樹脂フィルム７０の主表面の映像表示層６０と重なる領域内において、リタデーションの最大値と最小値との差が１１５ｎｍ以下である。リタデーションは、樹脂フィルム７０の主表面に対し垂直に波長４６０ｎｍの光を照射して測定する。尚、樹脂フィルム７０が当該樹脂フィルム７０よりも小さい主表面の映像表示層６０を間隔をおいて複数支持する場合、樹脂フィルム７０の主表面の映像表示層６０と重なる領域ごとに、前記差が前記光の波長の１／４以下（つまり１１５ｎｍ以下）であればよい。
少なくとも１つの樹脂フィルム７０は、樹脂フィルム７０の主表面の映像表示層６０と重なる領域内において、リタデーションの最大値と最小値との差が１１５ｎｍ以下である。リタデーションは、樹脂フィルム７０の主表面に対し垂直に波長４６０ｎｍの光を照射して測定する。尚、樹脂フィルム７０が当該樹脂フィルム７０よりも小さい主表面の映像表示層６０を間隔をおいて複数支持する場合、樹脂フィルム７０の主表面の映像表示層６０と重なる領域ごとに、前記差が前記光の波長の１／４以下（つまり１１５ｎｍ以下）であればよい。
前記差が前記光の波長の１／４以下（つまり１１５ｎｍ以下）であれば、偏光光である映像の投映時に、樹脂フィルム７０を通ることで変化する偏光状態（例えば電場の振動方向などを含む）の場所によるばらつきが小さい。よって、樹脂フィルム７０から出射する偏光光の光量の場所によるばらつきが小さく、虹色の縞模様の発生が抑制できる。
この効果は、プロジェクタ１２として、短焦点プロジェクタを用いた場合に顕著である。短焦点プロジェクタは、透明スクリーン２０の映像投映面（反射型の場合には前面、透過型の場合には後面）と映像の各光線との交点を通り映像投映面に垂直な法線と、映像の各光線とのなす角θ（不図示）の最大値θｍａｘ（図１参照）が４５°以上になるように配置される。上記なす角θは、法線と光線とが一致する場合を０°とする。θｍａｘが大きいほど、樹脂フィルム７０を通る光の経路が長く、偏光状態の変化が大きいので、虹色の縞模様の発生を抑止する効果が顕著に得られる。
短焦点プロジェクタから映像を投映するスクリーンとしては、例えば自動車のフロントウィンドが挙げられる。この場合、短焦点プロジェクタは、ダッシュボードなどに設置される。
少なくとも１つの樹脂フィルム７０は、樹脂フィルム７０の主表面の映像表示層６０と重なる領域内の任意の位置において、リタデーションが前記光の波長の１／４以下（つまり１１５ｎｍ以下）であることが好ましい。リタデーションのばらつきをより抑制することで、虹色の縞模様の発生をより抑制できる。
少なくとも１つの樹脂フィルム７０は、樹脂フィルム７０の主表面の映像表示層６０と重なる領域内の任意の位置において、リタデーションが前記光の波長の１／８以下（つまり、５７．５ｎｍ以下）であることがより好ましく、リタデーションが前記光の波長の１／１６以下（つまり、２８．７５ｎｍ以下）であることがさらに好ましい。
樹脂フィルム７０としては、リタデーションのばらつきを抑制する観点から、非晶性樹脂のフィルムが用いられる。非晶性樹脂としては、例えば環状オレフィン構造を持った材料、具体的にはシクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマーが挙げられる。その他の非晶性樹脂としては、トリアセチルセルロース、低リタデーション処理がされたポリカーボネート、ポリビニルブチラール、エチレン・ビニルアセテートコポリマー、ポリ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。非晶性樹脂のフィルムは、延伸フィルム、無延伸フィルムのいずれでもよい。
尚、本実施形態では、樹脂フィルム７０として、非晶性樹脂のフィルムが用いられるが、無延伸フィルムであれば、結晶性樹脂のフィルムが用いられてもよい。結晶性樹脂の無延伸フィルムであれば、リタデーションのばらつきを抑制することができる。
樹脂フィルム７０が結晶性樹脂の延伸フィルムである場合、リタデーションのばらつきが大きい。但し、この場合でも、プロジェクタ１２から投映される映像の光が直線偏光の光であれば、延伸フィルムの向きを調整することで縞模様の発生を抑制することも可能である。
一般的に、延伸フィルムとしては、例えば二軸延伸フィルム、縦一軸延伸フィルムなどが用いられる。二軸延伸フィルムは、縦方向に搬送されながら、縦方向（MD: Machine Direction）と横方向（TD: Transverse Direction）の両方向に延伸され、帯状に成形される。縦一軸延伸フィルムは、縦方向に搬送されながら、縦方向に延伸され、帯状に成形される。
樹脂フィルム７０が結晶性樹脂の延伸フィルムである場合、縦方向と横方向のうち、一方が進相軸に一致する傾向にあり、他方が遅相軸に一致する傾向にある。この場合、延伸フィルムの主表面の法線方向から見たときに、延伸フィルムの縦方向と直線偏光の電場の振動方向とのなす角α（不図示）の大きさが１０°以下であると、縞模様の発生を抑制できる。αの大きさは、好ましくは５°、より好ましくは３°以下である。αは、延伸フィルムの縦方向と直線偏光の電場の振動方向とが一致する場合を０°とする。
但し、光学軸（進相軸や遅相軸）のムラが生じる場合があるため、樹脂フィルム７０は非晶性樹脂のフィルムまたは結晶性樹脂の無延伸フィルムであることが好ましい。
［実施例１］
実施例１では、図２に示す反射型の透明スクリーンを作製した。
実施例１では、図２に示す反射型の透明スクリーンを作製した。
先ず、基材フィルム、凹凸層、光透過拡散反射層、被覆層、および保護フィルムをこの順で有する透明スクリーンシートを作製した。凹凸層、光透過拡散反射層、および被覆層で映像表示層を構成した。
基材フィルムおよび保護フィルムには、それぞれ、厚み１００μｍのＣＯＣフィルムを用意した。ＣＯＣは、シクロオレフィンコポリマーの略称であり、エチレンとノルボルネンのコポリマーである。各ＣＯＣフィルムには、表面に易接着処理が施されたものを用いた。各ＣＯＣフィルムは、各ＣＯＣフィルムの主表面の映像表示層と重なる領域内において、リタデーションの最大値と最小値との差は３ｎｍであった。また、各ＣＯＣフィルムは、各ＣＯＣフィルムの主表面の映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、リタデーションが４〜７ｎｍであった。
凹凸層は、インプリント法により作製した。具体的には、凹凸層は、基材フィルムとモールドとの間にＵＶ硬化モノマーを挟み、モールドの凹凸パターンをＵＶ硬化モノマーに転写し、ＵＶ硬化モノマーをＵＶ硬化させることで作製した。ＵＶ硬化モノマーは、モールドを押し付ける前に、基材フィルムの易接着処理面にダイコート法によって塗布し、厚さ１０μｍの層にした。モールドとしては、サンドブラスト処理によって凹凸パターンを形成したポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を用いた。ＵＶ硬化は、ＵＶ光（波長３６５ｎｍ）を１０００ｍＪほど照射することで行った。
光透過拡散反射層は、凹凸層の凹凸面にスパッタリング法によりＡｌ膜を成膜することで作製した。Ａｌ膜は、透過率が５０％となる様に成膜した。
被覆層は、凹凸層の作製に用いたＵＶ硬化モノマーと同一のＵＶ硬化モノマーを用いて作製した。具体的には、被覆層は、光透過拡散反射層の凹凸面にＵＶ硬化モノマーを充填し、その上に易接着処理面を下に向けた保護フィルムを載せ、ＵＶ硬化モノマーをＵＶ硬化させることで作製した。ＵＶ硬化は、ＵＶ光を１０００ｍＪほど照射することで行った。
次いで、作製した透明スクリーンシートに加え、２枚の透明板および２枚の接着層を用いて、反射型の透明スクリーンを作製した。各透明板には厚さ２ｍｍのガラス板を、各接着層には厚さ０．４ｍｍのＰＶＢフィルムを予め用意した。各ＰＶＢフィルムには表裏両面にエンボス加工が施されたものを用いた。
透明スクリーンは、脱気工程、第１熱処理工程、および第２熱処理工程により製造した。脱気工程では、透明板、接着層、透明スクリーンシート、接着層、および透明板をこの順で積層し、得られた積層体を真空バックの内部に入れ、真空バックの内部を脱気した。第１熱処理工程では、真空バックごと積層体を大気炉で加熱処理した。第２熱処理工程では、第１熱処理工程の後に、真空バックから取り出した積層体をオートクレーブで加圧加熱処理した。
作製した透明スクリーンに対し正面から映像を投映したところ、虹色の縞模様は認められず、良好な映像が得られた。また、透明スクリーンに対し斜めから映像を投映したところ、虹色の縞模様は認められず、良好な映像が得られた。尚、映像を投映するプロジェクタとしては、短焦点プロジェクタ（ＥＳｐｌｕｓ社製、レーザープロジェクターｓｅｅｓｅｒ）を用いた。
［比較例１］
比較例１では、基材フィルムおよび保護フィルムとしてＣＯＣフィルムの代わりにＰＥＴフィルムを用いた以外、実施例１と同一条件で反射型の透明スクリーンを作製した。各ＰＥＴフィルムは、各ＰＥＴフィルムの主表面の映像表示層と重なる領域内において、リタデーションの最大値と最小値との差が４００ｎｍであった。また、各ＰＥＴフィルムは、各ＰＥＴフィルムの主表面の映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、リタデーションが２８００〜３２００ｎｍであった。各ＰＥＴフィルムは、結晶性樹脂の二軸延伸フィルムであった。その二軸延伸フィルムの主表面の法線方向から見たときに、二軸延伸フィルムの縦方向と直線偏光の電場の振動方向とのなす角αの大きさが４５°であった。
比較例１では、基材フィルムおよび保護フィルムとしてＣＯＣフィルムの代わりにＰＥＴフィルムを用いた以外、実施例１と同一条件で反射型の透明スクリーンを作製した。各ＰＥＴフィルムは、各ＰＥＴフィルムの主表面の映像表示層と重なる領域内において、リタデーションの最大値と最小値との差が４００ｎｍであった。また、各ＰＥＴフィルムは、各ＰＥＴフィルムの主表面の映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、リタデーションが２８００〜３２００ｎｍであった。各ＰＥＴフィルムは、結晶性樹脂の二軸延伸フィルムであった。その二軸延伸フィルムの主表面の法線方向から見たときに、二軸延伸フィルムの縦方向と直線偏光の電場の振動方向とのなす角αの大きさが４５°であった。
作製した透明スクリーンに対し正面から映像を投映したところ、一部に虹色の縞模様が認められ、良好な映像が得られなかった。また、透明スクリーンに対し斜めから映像を投映したところ、虹色の縞模様がより顕著であった。尚、映像を投映するプロジェクタには、実施例１と同じ短焦点プロジェクタを用いた。
［実施例２］
実施例２では、図４に示す透過型の透明スクリーンを作製した。
実施例２では、図４に示す透過型の透明スクリーンを作製した。
先ず、基材フィルム、光透過散乱層、および保護フィルムをこの順で有する透明スクリーンシートを作製した。光透過散乱層で映像表示層を構成した。
基材フィルムおよび保護フィルムには、実施例１と同じ厚み１００μｍのＣＯＣフィルムを用意した。各ＣＯＣフィルムには、表面に易接着処理が施されたものを用いた。各ＣＯＣフィルムは、各ＣＯＣフィルムの主表面の映像表示層と重なる領域内において、リタデーションの最大値と最小値との差が３ｎｍであった。また、各ＣＯＣフィルムは、各ＣＯＣフィルムの主表面の映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、リタデーションが４〜７ｎｍであった。
光透過散乱層は、基材フィルムの易接着処理面に塗布した塗工液を１００℃で乾燥することで作製した。光透過散乱層の厚さは４μｍであった。塗工液としては、メチルエチルケトンを９２．９ｗｔ％、粒径２５０ｎｍのチタニア粒子を０．１ｗｔ％、およびポリビニルブチラールを７ｗｔ％含む混合液を予め用意した。
保護フィルムは、塗工液の乾燥前に、塗工液の上に易接着処理面を下に向けて載せた。
次いで、作製した透明スクリーンシートに加え、２枚の透明板および２枚の接着層を用いて、透過型の透明スクリーンを作製した。透明スクリーンは、透明スクリーンシートの種類以外、実施例１と同一条件で作製した。
作製した透明スクリーンに対し正面から映像を投映したところ、虹色の縞模様は認められず、良好な映像が得られた。また、透明スクリーンに対し斜めから映像を投映したところ、虹色の縞模様は認められず、良好な映像が得られた。尚、映像を投映するプロジェクタには、実施例１と同じ短焦点プロジェクタを用いた。
［比較例２］
比較例２では、基材フィルムおよび保護フィルムとしてＣＯＣフィルムの代わりにＰＥＴフィルムを用いた以外、実施例２と同一条件で透過型の透明スクリーンを作製した。各ＰＥＴフィルムは、各ＰＥＴフィルムの映像表示層と重なる領域内において、リタデーションの最大値と最小値との差が４００ｎｍであった。また、各ＰＥＴフィルムは、各ＰＥＴフィルムの映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、リタデーションが２８００〜３２００ｎｍであった。各ＰＥＴフィルムは、結晶性樹脂の二軸延伸フィルムであった。その二軸延伸フィルムの主表面の法線方向から見たときに、二軸延伸フィルムの縦方向と直線偏光の電場の振動方向とのなす角αの大きさが４５°であった。
比較例２では、基材フィルムおよび保護フィルムとしてＣＯＣフィルムの代わりにＰＥＴフィルムを用いた以外、実施例２と同一条件で透過型の透明スクリーンを作製した。各ＰＥＴフィルムは、各ＰＥＴフィルムの映像表示層と重なる領域内において、リタデーションの最大値と最小値との差が４００ｎｍであった。また、各ＰＥＴフィルムは、各ＰＥＴフィルムの映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、リタデーションが２８００〜３２００ｎｍであった。各ＰＥＴフィルムは、結晶性樹脂の二軸延伸フィルムであった。その二軸延伸フィルムの主表面の法線方向から見たときに、二軸延伸フィルムの縦方向と直線偏光の電場の振動方向とのなす角αの大きさが４５°であった。
作製した透明スクリーンに対し正面から映像を投映したところ、一部に虹色の縞模様が認められ、良好な映像が得られなかった。また、透明スクリーンに対し斜めから映像を投映したところ、虹色の縞模様がより顕著であった。尚、映像を投映するプロジェクタには、実施例１と同じ短焦点プロジェクタを用いた。
以上、透明スクリーンの実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
例えば、透明スクリーン２０は、不図示の機能層をさらに有してもよい。機能層としては、例えば光の反射を低減させる光反射防止層、光の一部を減衰させる光減衰層、および赤外線の透過を抑える赤外線遮蔽層、などが挙げられる。さらに、透明スクリーン２０が有する機能層としては電圧を印加して振動し、スピーカーとして機能する振動層、音の透過を抑制する遮音層などの機能層が挙げられる。機能層の数、機能層の位置は特に限定されない。
また、透明スクリーン２０は、複数の透明板３０、４０のいずれか一方のみを有してもよい。この場合、透明スクリーンシート５０は、複数の透明板３０、４０のいずれか一方のみに貼り付けて用いられる。
また、透明スクリーン２０は、反射型の映像表示層と、透過型の映像表示層とを両方有してもよく、前方および後方から投映される映像を前方のユーザ１０に表示してもよい。反射型の映像表示層と、透過型の映像表示層とは、同一の樹脂フィルム７０によって支持されてもよいし、異なる樹脂フィルム７０によって支持されてもよい。
本出願は、２０１５年１２月１日に日本国特許庁に出願した特願２０１５−２３５２３６号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１５−２３５２３６号の全内容を本出願に援用する。
１０ ユーザ
１２ プロジェクタ
２０ 透明スクリーン
３０ 透明板
４０ 透明板
５０ 透明スクリーンシート
６０ 映像表示層
６０Ａ 反射型の映像表示層
６１Ａ 凹凸層
６２Ａ 光透過拡散反射層
６３Ａ 被覆層
６０Ｂ 反射型の映像表示層
６２Ｂ 光透過拡散反射層
６０Ｃ 透過型の映像表示層
６６Ｃ 光透過散乱層
６０Ｄ 透過型の映像表示層
６６Ｄ 光透過散乱層
７０ 樹脂フィルム
１２ プロジェクタ
２０ 透明スクリーン
３０ 透明板
４０ 透明板
５０ 透明スクリーンシート
６０ 映像表示層
６０Ａ 反射型の映像表示層
６１Ａ 凹凸層
６２Ａ 光透過拡散反射層
６３Ａ 被覆層
６０Ｂ 反射型の映像表示層
６２Ｂ 光透過拡散反射層
６０Ｃ 透過型の映像表示層
６６Ｃ 光透過散乱層
６０Ｄ 透過型の映像表示層
６６Ｄ 光透過散乱層
７０ 樹脂フィルム
Claims (9)
- 前方から投映される映像を前方のユーザに表示し、かつ後方の背景を前方のユーザに視認させる反射型の透明スクリーンシートであって、
前記映像を表示する映像表示層と、前記映像表示層を支持する樹脂フィルムとを有し、
前記映像表示層は、前側から後側に向けて、凹凸層と、凹凸層の凹凸に沿ってジグザグ状に形成される光透過拡散反射層と、前記光透過拡散反射層を被覆する被覆層とをこの順番で含み、
前記光透過拡散反射層は、その前面に凹凸を有し、前方から投映される前記映像の光を前方に拡散反射することで、前方のユーザに対し前記映像を表示し、
前記樹脂フィルムの主表面の前記映像表示層と重なる領域内において、前記樹脂フィルムの主表面に対し垂直に波長４６０ｎｍの光を照射して測定される前記樹脂フィルムのリタデーションの最大値と最小値との差が前記光の波長の１／４以下である、透明スクリーンシート。 - 前記樹脂フィルムの主表面の前記映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、前記樹脂フィルムの前記リタデーションが前記光の波長の１／４以下である、請求項１に記載の透明スクリーンシート。
- 前記樹脂フィルムの主表面の前記映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、前記樹脂フィルムの前記リタデーションが前記光の波長の１／８以下である、請求項１または２に記載の透明スクリーンシート。
- 前記樹脂フィルムの主表面の前記映像表示層と重なる領域内の任意の位置において、前記樹脂フィルムの前記リタデーションが前記光の波長の１／１６以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明スクリーンシート。
- 前記樹脂フィルムは、前記映像表示層を前側から支持する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明スクリーンシート。
- 前記樹脂フィルムは、前記映像表示層を挟んで両側に設けられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の透明スクリーンシート。
- 前記樹脂フィルムは、シクロオレフィンポリマーまたはシクロオレフィンコポリマーを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の透明スクリーンシート。
- 請求項１〜７のいずれか１項に記載の透明スクリーンシートと、
前記透明スクリーンシートを支持する透明板とを備える、透明スクリーン。 - 請求項８に記載の透明スクリーンと、前記透明スクリーンに映像を投映するプロジェクタとを備え、
前記プロジェクタから投映する映像の光は偏光を有する光である、映像表示システム。
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