JP7282174B2 - 情報表示システム - Google Patents

Description

本発明は、情報表示システムに関する。

情報表示システムとして、一般的に、透明または反射型スクリーンを用いて映像を表示することは既に知られており、例えば、以下の特許文献１および特許文献２によれば、バインダや微粒子を含む光拡散層を備えた透明または反射型スクリーンは、既に知られている。

一方、車両用途の情報映像装置とそれを利用した情報表示システムについては、自動車のフロントガラスやコンバイナに映像光を投射して虚像を形成し、ルート情報や渋滞情報などの交通情報や燃料残量や冷却水温度等の自動車情報を表示する、いわゆる、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ－Ｕｐ－Ｄｉｓｐｌａｙ）装置が、例えば、以下の特許文献３などにより既に知られている。なお、この種の情報表示装置においては、一般的に、運転者の視点の移動を低減することを目的として小型の映像表示素子に表示された映像情報を拡大し虚像として監視可能とするため、映像表示装置に表示された映像を、凹面ミラー（凸レンズの作用）を含む光学系を用いて運転者の視点に投射するものが多く採用されている。

特許第６１３３５２２号公報 特許第６１９９５３０号公報 特開２０１５－１９４７０７号公報

しかしながら、上述した従来技術である投影型の情報表示システムや装置では、例えば、液晶表示パネルからの映像光が直接監視者の眼に入ること等による安全性や視認性が不十分な場合があった。そこで、本発明は、安全で視認性にも優れた情報表示システムとそれに用いる映像光制御フィルムを提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、空間を構成する透明な被投写部材を介して映像を前記空間の内部または外部に対して表示する情報表示システムであって、前記空間の内部に配置され、光源からの光束を変調して映像光を生成して投写する映像投写装置と、前記被投写部材の一部に設定された表示領域の内側面に設けられた透明シートと、前記映像投写装置からの前記映像光の方向を前記表示領域の前記透明シートに向ける光方向変換手段と、を備え、前記映像投写装置は、前記映像投写装置を構成する前記光源からの映像光を、拡散角度が狭くかつ特定の偏波成分からなる映像光へ変換するための映像光特性変換手段を備え、前記映像投写装置の上面に設けられ、前記映像光の出射方向を規制して監視者に直接前記映像光が向かわずに前記透明シートで反射して監視者が認識できるようにする映像光制御フィルムを備えている。

また、前記情報表示システムにおいて用いる映像光制御フィルムであって、透明シリコンからなる透明部と黒色シリコンからなる黒色部を交互に配置して光入出射面に合成樹脂を配置したサンドウィッチ構造を有する。

本発明によれば、安全で視認性にも優れた情報表示システムとそれに用いる映像光制御フィルムを提供できる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施例に係る情報表示システムの全体構成の一例を示す図である。 情報表示システムの映像投写装置を構成する光源装置の具体的な構成の一例を示す図である。 映像投写装置において偏光変換する光源の構成例とその作用を説明するための断面配置図である。 映像投写装置において偏光変換する光源の構成例とその作用を説明するための断面配置図である。 映像投写装置の構成例とその作用を説明するための配置図である。 映像投写装置において偏光変換する光源の構成例とその作用を説明するための断面配置図である。 映像投写装置において偏光変換する光源の構成例とその作用を説明するための上面配置図である。 映像表示装置を構成する光源装置の具体的な構成例を示す図である。 情報表示システムの映像投写装置を構成するレンチキュラーレンズの構成の一例を示す図である。 映像表示装置の映像光拡散特性を示すグラフを含む図である。 映像表示装置の映像光拡散特性を示すグラフを含む図である。 情報表示システムの映像投写装置を構成する光方向変換パネルの原理を説明するための断面図である。 情報表示システムの映像投写装置を構成する保護カバーの概略構成の一例を示す断面図である。 液晶パネルの視覚特性を測定する座標系を示す図である。 一般的な液晶パネルの輝度角度特性（上下方向）を示す図である。 一般的な液晶パネルのコントラストの角度特性（上下方向）を示す図である。 一般的な液晶パネルの輝度角度特性（左右方向）を示す図である。 一般的な液晶パネルのコントラストの角度特性（左右方向）を示す図である。 映像光制御フィルムの一例を示す断面図である。 情報表示システムの映像投写装置を構成する一方向性の透明シート（反射型）（例１）の構成を示す断面図である。 情報表示システムの映像投写装置を構成する一方向性の透明シート（反射型）（例２）の構成を示す断面図である。 情報表示システムの映像投写装置を構成する一方向性の透明シート（透過型）（例１）の構成を示す断面図である。 情報表示システムの映像投写装置を構成する一方向性の透明シート（透過型）（例２）の構成を示す断面図である。 情報表示システムを乗用車に適用した例を示す図である。 情報表示システムの映像表示装置を車両である乗用車の天井部分に設置した例を示す図である。 車両である乗用車の窓に映像を表示した例を示す図である。 情報表示システムの映像表示装置に設けた光方向規制パネルを映像表示装置と共に車両に設置した例を示す図である。 情報表示システムを車両であるバスに適用した例を示す図である。 情報表示システムを車両である電車に適用した例を示す図である。 情報表示システムの映像表示装置に設けた光方向規制パネルを映像表示装置と共に車両に設置した例を示す図である。 太陽光などの自然光の波長分布を示すグラフを含む図である。 太陽光などの自然光のｐ偏光とｓ偏光に対するガラスの反射率を示すグラフを含む図である。 乗用車に車両用情報表示システムを搭載した例を示す図である。 自動車のコックピット内の配置の一例を示す図である。 車両を構成するリアガラスを介して車両の外部にいる歩行者等に対して情報を表示する例を示す図である。 ＨＵＤ装置型の車両用映像表示システムにおいて、虚像が見える距離をパラメータとして、ウィンドガラスに見える反射像（虚像）の相対サイズを計算により求めた結果を示す図である。 本発明の情報表示システムを船舶のデッキ（操舵室）において利用する一例を示す図である。

以下の実施例は、例えば、ショーウインドウのガラス等の空間を仕切る透明な部材を介して反射または透過して店舗（空間）の内部または外部に映像を表示することが可能な情報表示システム等に関し、更には、かかる情報表示システム等により自動車や電車や航空機等（以下では、総称して「車両」と言う）のフロントガラスやリアガラスやサイドガラス、または、コンバイナなどに大面積な映像発光源からの映像光を投射して、ショーウインドウや車両の内部または外部に表示することが可能な情報表示システム等に関する。

上述した従来技術においては、例えば、映像光を観察者に対して効率良く届けて光の利用効率を向上することに関しては考慮されておらず、その結果、システムや装置の光源を含む映像投写装置による消費電力を低減することが難しいという課題があった。また、ヘッドアップディスプレイ等に代表される車両用の情報表示装置では、運転者から車両外部の視界を妨げることのないよう、虚像であるＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ－Ｒｅａｌｉｔｙ＝拡張現実）情報を表示するが、例えば、地図などの情報を表示する場合には、高解像度で視認性が高いことも要求されている。そのため、高品位な映像が容易に得られ、かつ、安価であることから、液晶表示素子（液晶表示パネル）が用いられることが多いが、一方で、セットの小型化のためには、小型の液晶表示素子が用いられることから、得られる投写画像の解像度が不足し、例えばスマートフォンなどに表示される高解像度な映像を表示するには不向きであるという課題があった。

更に、例えば、従来のヘッドアップディスプレイ方式の車両用の情報表示装置では、フロントガラスの傾斜角度が大きい（垂直に近い）場合には、映像装置を配置する場所がステアリングとフロントガラスの間に限られているため、映像装置からの映像光がフロントガラスで反射後に運転者の眼に届かない方向に反射しシステムが成立しないという、設置できる車両の構造要件に制約があるという課題があった。また、従来のヘッドアップディスプレイ方式の車両用の情報表示装置は、車両の外部に対して映像情報を表示することを目的とするものではない。そのため、車両の外部に対して映像情報を表示しようとする場合、車両の内部にディスプレイ等の映像表示装置等を搭載し、車両のガラス越しに当該映像情報を表示することが行われる。しかしながら、その場合、これらの映像表示装置が運転者の視界を妨害することとなり、安全運転上も好ましくない。

なお、従来技術である特許文献１および特許文献２では、情報表示装置において利用されるバインダや微粒子を含む光拡散層を備えた反射型スクリーンまたは透明スクリーンが開示されているが、映像光を観察者に対して効率良く届けること即ち、光の利用効率を向上することに関しては考慮されておらず、また、車両における応用やそのための具体的な方法や形態や構成については何ら教示されていない。

以下の実施例では、従来の情報表示システムや装置に代え、例えば、ショーウインドウのガラス面などでも高解像度な映像情報が表示可能であり、情報表示装置から出射する映像光の発散角を小さく、即ち鋭角とし更に特定の偏波に揃えることで映像光を観察者に対して効率良く届けて光の利用効率を向上することによって、光源や映像投写装置を含むシステムや装置による消費電力を大幅に低減することが可能な、鋭角な拡散特性を有する情報表示システム等とそれに用いる映像光制御フィルムを提供する。

以下の実施例によれば、例えば、ショーウインドウのガラス面などでも高解像度な映像情報が表示可能であり、映像光を観察者に対して効率良く届けて光の利用効率を向上することによって消費電力を大幅に低減することが可能で、更には、液晶表示パネルからの映像光が直接監視者の眼に入ることはないため安全で視認性にも優れた新規で利用性に優れた情報表示システムを提供できると共に、それに用いる映像光制御フィルムが提供される。

以下、図面等を用いて、本発明の実施例について詳細に説明する。なお、本発明は実施例の説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものには、同一の符号を付与し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

＜情報表示システム＞
図１は、本発明の一実施例に係る情報表示システムの全体構成を示している。例えば、店舗等においては、ガラス等の透光性の部材であるショーウインドウ（「ウィンドガラス」とも言う）２２０により空間が仕切られており、本実施例の情報表示システムによれば、かかる透明な部材を介して反射または透過して、映像を店舗（空間）の内部または外部に対して一方向に表示することが可能である。なお、この図１では、ショーウインドウ２２０の内側（店舗内）を奥行方向にしてその外側（例えば、歩道）が手前になるように示している。

より具体的には、図１に示すように、ガラス等の透明な部材であるショーウインドウ２２０の上方には、以下に詳述するが、光源を備えて表示すべき映像光を生成して投写する映像表示装置４８が配置されており、当該映像表示装置４８により生成された映像光は、やはり以下に詳述する光方向変換パネル５４やショーウインドウ２２０に貼着された透明シート（フィルム）５１の働きにより、選択的に、内部または外部に対して一方向に表示される。このことによれば、ショーウインドウ２２０を利用して、その内部または外部に対して様々な情報を表示することが可能となり、ショーウインドウの利用効率を著しく向上することが可能となる。

次に、図２には、上述した情報表示システムの、より具体的な構成が示されており、上記の映像表示装置４８を構成する映像表示素子５２は、例えば、画面サイズが６インチを超える比較的大型な液晶表示パネルにより構成されている。また、歪補正によって実用上問題のないレベルの補正を行うためには、パネルの解像度は１２８０×７２０ドット以上が好ましい。

また、映像表示装置４８は、上述した液晶表示パネル５２と共に、その光源を構成する光源装置１０１を備えており、図２では、当該光源装置１０１を、上記液晶表示パネル５２と共に展開斜視図として示している。

この液晶表示パネル（素子）５２は、以下にも詳細に説明するが、図２に矢印３０で示すように、バックライト装置である光源装置１０１からの光により挟角な拡散特性を有する即ち、指向性（直進性）が強く、かつ、偏光面を一方向に揃えたレーザ光に似た特性の照明光束を得て、入力される映像信号に応じて変調をかけた映像光を、ウィンドガラス２２０の表面に設けた透明シート５１に向かって出射する。また、この図２では、情報表示システムは、映像表示装置４８を構成する液晶表示パネル５２と共に示されているが、更に、以下にも示すように、光源装置１０１からの出射光束の指向特性を制御する光方向変換パネル５４、および、必要に応じて挟角拡散板（図示せず）を備えて構成されている。即ち、液晶表示パネル５２の両面には偏光板が設けられ、特定の偏波の映像光が映像信号により光の強度を変調して出射する（図２の矢印３０を参照）構成となっている。これにより、所望の映像を、指向性（直進性）の高い特定偏波の光として、光方向変換パネル５４を介して、ウィンドガラス２２０に向けて投写し、その表面に設けた透明シート５１を介して、店舗（空間）の内部または外部の監視者の眼（図示せず）に向けて反射または透過する。なお、上述した光方向変換パネル５４の表面には保護カバー（図示せず）を設けることもある。

本発明では、光源装置１０１からの出射光束３０の利用効率を向上させ消費電力を大幅に低減するため、光源装置１０１と液晶表示パネル５２を含んで構成される映像表示装置４８において、以下に述べるように、当該光源装置１０１からの光（図２の矢印３０を参照）であって、ウィンドガラス２２０の表面に設けた透明シート５１を透過しまたは拡散する映像光の輝度に対して、以下に述べるレンチキュラーレンズや透明パネル等の光学部品によって高い指向性を付与する。このことによれば、映像表示装置４８からの映像光は、レーザ光のように、ショーウインドウ２２０の内側（店舗内）にいる観察者、または、その外側（例えば、歩道）にいる観察者に対して高い指向性（直進性）で効率良く届くこととなり、その結果、高品位な映像を高解像度で表示すると共に、光源であるＬＥＤ素子２０１を含む映像表示装置４８による消費電力を著しく低減することが可能となる。

＜映像表示装置の実施例＞
図３は、上述した光源装置１０１の具体的な構成を示す。但し、この図３では、図２の光源装置１０１を含んだ映像表示装置４８の上に液晶表示パネル５２と光方向変換パネル５４を配置して示す。この光源装置１０１は、図２に示したケース状に、例えば、プラスチックなどにより形成され、その内部に後に詳述するＬＥＤ素子２０１、導光体２０３を収納して構成されており、導光体２０３の端面には図２に示したようにそれぞれのＬＥＤ素子２０１からの発散光を略平行光束に変換するために、受光部に対して対面に向かって徐々に断面積が大きくなる形状を有し、内部を伝搬する際に複数回全反射することで発散角を徐々に小さくなるような作用を有するレンズ形状を設けている。その上面には、映像投写装置４８を構成する液晶表示パネル５２が取り付けられている。また、光源装置１０１のケースの１つの側面（本例では左側の端面）には、半導体光源であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子２０１や、その制御回路を実装したＬＥＤ基板２０２が取り付けられると共に、当該ＬＥＤ基板２０２の外側面には、上記ＬＥＤ素子および制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンクを取り付けることもある。

他方、光源装置１０１のケースの上面に取り付けられる液晶表示パネルのフレーム（図示せず）には、当該フレームに取り付けられた液晶表示パネル５２と、更に、当該液晶表示パネルに電気的に接続されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ：フレキシブル配線基板）（図示せず）などが取り付けられて構成される。即ち、液晶表示素子である液晶表示パネル５２は、後に詳細に説明するが、固体光源であるＬＥＤ素子２０１と共に、電子装置を構成する制御回路（ここでは図示せず）からの制御信号に基づいて透過光の強度を変調することによって表示映像を生成する。この時、生成される映像光は拡散角度が狭く特定の偏波成分のみとなるため、映像信号により駆動された面発光レーザ映像源に近い、従来にない新しい映像表示装置が得られることとなる。なお、現状では、レーザ装置により、上述した映像表示装置４８で得られる画像と同等のサイズのレーザ光束を得ることは、技術的にも安全上からも不可能である。そこで、本実施例では、例えば、ＬＥＤ素子を備えた一般的な光源からの光束から、上述した面発光レーザ映像光に近い光を得る。

＜映像表示装置の光源装置の実施例＞
続いて、光源装置１０１のケース内に収納されている光学系の構成について、以下に、上記の図３と共に、図４を参照しながら、詳細に説明する。

図３および図４は断面図であるため、光源を構成するＬＥＤ素子２０１が１つだけ示されており、これらは前述したように導光体２０３の受光端面２０３ａの形状により略コリメート光に変換される。このため導光体端面の受光部とＬＥＤ素子は所定の位置関係を保って取り付けられている。なお、この導光体２０３は、各々、例えば、アクリル等の透光性の樹脂により形成されている。そして、この導光体端部のＬＥＤ受光面は、例えば、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面有し、その頂部では、その中央部に凸部（即ち、凸レンズ面）を形成した凹部有し、その平面部の中央部には、外側に突出した凸レンズ面（あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でも良い）有するものである（図示せず）。なお、ＬＥＤ素子２０１を取り付ける導光体の受光部外形形状は円錐形状の外周面を形成する放物面形状をなし、ＬＥＤ素子から周辺方向に出射する光をその内部で全反射することが可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。

他方、ＬＥＤ素子２０１は、その回路基板であるＬＥＤ基板２０２の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。このＬＥＤ基板２０２は、ＬＥＤコリメータ（受光端面２０３ａ）に対して、その表面上のＬＥＤ素子２０１が、それぞれ、前述した凹部の中央部に位置するように配置されて固定される。

かかる構成によれば、上述した導光体２０３の受光端面２０３ａの形状によって、ＬＥＤ素子２０１から放射される光は略平行光として取り出すことが可能となり、発生した光の利用効率を向上することが可能となる。

以上述べたように、光源装置１０１は、導光体２０３の端面に設けた受光部である受光端面２０３ａに、光源であるＬＥＤ素子２０１を複数並べた光源ユニットを取り付けて構成され、当該ＬＥＤ素子２０１からの発散光束を導光体端面の受光端面２０３ａのレンズ形状によって、略平行光として矢印で示すように、導光体２０３内部を導光し（図面に平行な方向）、光束方向変換手段２０４によって、導光体に対して略平行に配置された液晶表示パネル５２に向かって（図面から手前に垂直な方向）出射する。導光体内部または表面の形状によってこの光束方向変換手段の分布（密度）を最適化することで液晶表示パネル５２に入射する光束の均一性を制御することができる。上述した光束方向変換手段２０４は、導光体表面の形状や導光体内部に例えば屈折率の異なる部分を設けることで、導光体内を伝搬した光束を導光体に対して略平行に配置された液晶表示パネル５２に向かって（図面から手前に垂直な方向）出射する。この時、液晶表示パネル５２を画面中央に正対し画面対角寸法と同じ位置に視点を置いた状態で画面中央と画面周辺部の輝度を比較した場合の相対輝度比は２０％以上あれば実用上問題なく、３０％を超えていれば更に優れた特性となる。

なお、図３は、上述した導光体２０３とＬＥＤ素子２０１を含む光源装置１０１において偏光変換する本実施例の光源の構成とその作用を説明するための断面配置図である。図３において、光源装置１０１は、例えば、プラスチックなどにより形成される表面または内部に光束方向変換手段２０４を設けた導光体２０３、光源としてのＬＥＤ素子２０１、反射シート２０５、位相差板２０６、レンチキュラーレンズ８００などから構成されており、その上面には、映像投写装置４８として、光源光入射面と映像光出射面に偏光板を備える液晶表示パネル５２が取り付けられている。

また、光源装置１０１に対応した液晶表示パネル５２の光源光入射面（図の下面）には、フィルムまたはシート状の反射型偏光板４９を設けており、ＬＥＤ光源２０１から出射した自然光束２１０のうち片側の偏波（例えばＰ波）２１２を選択的に反射させ、導光体２０３の一方（図の下方）の面に設けた反射シート２０５で反射して、再度、液晶表示パネル５２に向かうようにする。そこで、反射シート２０５と導光体２０３の間もしくは導光体２０３と反射型偏光板４９の間に位相差板（λ／４板）を設けて反射シート２０５で反射させ、２回通過させることで反射光束をＰ偏光からＳ偏光に変換し、映像光としての光源光の利用効率を向上する。液晶表示パネル５２で映像信号により光強度を変調された映像光束は（図３の矢印２１３）、図１に示したように、ウィンドガラス２２０に大きな入射角で入射するため、透明シート５１での反射率が大きくなり、店舗（空間）の内部または外部で監視するためには良好な拡散特性を得ることができる。

図４は、図３と同様に、導光体２０３とＬＥＤ２０１を含む光源装置１０１において偏光変換する本実施例の光源の構成と作用を説明するための断面配置図である。光源装置１０１も、同様に、例えば、プラスチックなどにより形成される表面または内部に光束方向変換手段２０４を設けた導光体２０３、光源としてのＬＥＤ素子２０１、反射シート２０５、位相差板２０６、レンチキュラーレンズ８００などから構成されており、その上面には、映像投写装置４８として、光源光入射面と映像光出射面に偏光板を備える液晶表示パネル５２が取り付けられている。

また、光源装置１０１に対応した液晶表示パネル５２の光源光入射面（図の下面）にはフィルムまたはシート状の反射型偏光板４９を設け、ＬＥＤ光源２０１から出射した自然光束２１０うち片側の偏波（例えばＳ波）２１１を選択的に反射させ、導光体２０３の一方（図の下方）の面に設けた反射シート２０５で反射して再度液晶表示パネル５２に向かう。反射シート２０５と導光体２０３の間もしくは導光体２０３と反射型偏光板４９の間に位相差板（λ／４板）を設けて反射シート２０５で反射させ、２回通過させることで反射光束をＳ偏光からＰ偏光に変換し映像光として光源光の利用効率を向上する。液晶表示パネル５２で映像信号により光強度変調された映像光束は（図の矢印２１４）図１に示すように、ウィンドガラス２２０に大きな入射角で入射しても表面での反射が軽減され、透明シート５１で効率良く室外に映像光を拡散させることができる。

上述した図３および図４に示す光源装置においては、対応する液晶表示パネル５２の光入射面と出射面に設けた偏光板の作用の他に、反射型偏光板で片側の偏光成分を反射するために、理論上得られるコントラスト比は反射型偏光板のクロス透過率の逆数と液晶表示パネルに付帯した２枚の偏光板により得られるクロス透過率の逆数を乗じたものとなるため高いコントラスト性能が得られる。実際には、液晶表示パネルで得られる表示画像のコントラスト性能が１０倍以上向上することを実験により確認した。この結果、自発光型の有機ＥＬに比較しても遜色ない高品位な映像が得られた。

＜映像表示装置の他の実施例＞
図５には、上述した光源装置１０１の具体的な構成を示すが、図５では、図６に示すような光源装置１０１を示す。この光源装置１０１は、図にも示すように、そのケース（図５参照）内に、例えば、プラスチックなどにより形成され、その内部に後にも詳述するＬＥＤ、コリメータ、合成拡散ブロック、導光体等を収納して構成されており、その上面には、映像投写装置４８を構成する上記液晶表示パネル５２が取り付けられている。また、光源装置１０１のケースの１つの側面には、半導体光源であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子１４ａ、１４ｂや、その制御回路を実装したＬＥＤ基板１０２が取り付けられると共に、当該ＬＥＤ基板１０２の外側面には、上記ＬＥＤ素子および制御回路で発生する熱を冷却するための部材であるヒートシンク１０３が取り付けられている（図５参照）。

他方、光源装置ケース１０１の上面に取り付けられた液晶表示パネルフレームには、当該フレームに取り付けられた液晶表示パネル５２と、更に、当該パネルに電気的に接続されたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ：フレキシブル配線基板）４０３（図５参照）などが取り付けられて構成されている。即ち、液晶表示素子である液晶表示パネル５２は、後にも詳細に説明するが、固体光源であるＬＥＤ素子１４ａ、１４ｂと共に、電子装置を構成する制御回路（ここでは図示せず）からの制御信号に基づいて透過光の強度を変調することによって表示映像を生成する。

＜光源装置の実施例＞
続いて、上記光源装置１０１のケース内に収納されている光学系の構成について、以下に、上記の図６と共に、図７（ａ）および（ｂ）を参照しながら、詳細に説明する。

図６および図７には、光源を構成するＬＥＤ１４ａ、１４ｂが示されており、これらはＬＥＤコリメータ１５に対して所定の位置に取り付けられている。なお、このＬＥＤコリメータ１５は、各々、例えば、アクリル等の透光性の樹脂により形成されている。そして、このＬＥＤコリメータ１５は、図７（ｂ）にも示すように、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面１５６を有すると共に、その頂部では、その中央部に凸部（即ち、凸レンズ面）１５７を形成した凹部１５３を有する。また、その平面部の中央部には、外側に突出した凸レンズ面（あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でも良い）１５４を有している。なお、ＬＥＤコリメータ１５の円錐形状の外周面を形成する放物面１５６は、ＬＥＤ１４ａから周辺方向に出射する光をその内部で全反射することが可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。

他方、ＬＥＤ１４ａ、１４ｂは、その回路基板であるＬＥＤ基板１０２の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。このＬＥＤ基板１０２は、ＬＥＤコリメータ１５に対して、その表面上のＬＥＤ１４ａまたは１４ｂが、それぞれ、その凹部１５３の中央部に位置するように配置されて固定される。

かかる構成によれば、上述したＬＥＤコリメータ１５によって、ＬＥＤ１４ａまたは１４ｂから放射される光のうち、特に、その中央部分から上方（図の右方向）に向かって放射される光は、ＬＥＤコリメータ１５の外形を形成する２つの凸レンズ面１５７、１５４により集光されて平行光となる。また、その他の部分から周辺方向に向かって出射される光は、ＬＥＤコリメータ１５の円錐形状の外周面を形成する放物面によって反射され、同様に、集光されて平行光となる。換言すれば、その中央部に凸レンズを構成すると共に、その周辺部に放物面を形成したＬＥＤコリメータ１５によれば、ＬＥＤ１４ａまたは１４ｂにより発生された光のほぼ全てを平行光として取り出すことが可能となり、発生した光の利用効率を向上することが可能となる。

なお、当該ＬＥＤコリメータ１５の光の出射側には、以下にも詳述する偏光変換素子２１が設けられている。この偏光変換素子２１は、図からも明らかなように、断面が平行四辺形である柱状（以下、平行四辺形柱）の透光性部材と、断面が三角形である柱状（以下、三角形柱）の透光性部材とを組み合わせ、ＬＥＤコリメータ１５からの平行光の光軸に対して直交する面に平行に、複数、アレイ状に配列して構成されている。更に、これらアレイ状に配列された隣接する透光性部材間の界面には、交互に、偏光ビームスプリッタ膜（以下、「ＰＢＳ膜」と省略する）２１１と反射膜２１２とが設けられており、また、偏光変換素子２１へ入射してＰＢＳ膜２１１を透過した光が出射する出射面には、λ／２位相板２１３が備えられている。

この偏光変換素子２１の出射面には、更に、図７（ａ）にも示す矩形状の合成拡散ブロック１６が設けられている。即ち、ＬＥＤ１４ａまたは１４ｂから出射された光は、ＬＥＤコリメータ１５の働きにより平行光となって合成拡散ブロック１６へ入射し、出射側のテクスチャー１６１により拡散された後、以下に述べる導光体１７に到る。

導光体１７は、例えば、アクリル等の透光性の樹脂により断面が略三角形（図７（ｂ）参照）の棒状に形成された部材であり、そして、図６からも明らかなように、上記合成拡散ブロック１６の出射面に第１の拡散板１８ａを介して対向する導光体光入射部（面）１７１と、斜面を形成する導光体光反射部（面）１７２と、第２の拡散板１８ｂを介して上記液晶表示素子の液晶表示パネル５２と対向する導光体光出射部（面）１７３とを備えている。

この導光体１７の導光体光反射部（面）１７２には、その一部拡大図である図７にも示すように、多数の反射面１７２ａと連接面１７２ｂとが交互に鋸歯状に形成されている。そして、反射面１７２ａ（図では右上がりの線分）は、図において一点鎖線で示す水平面に対してαｎ（ｎ：自然数であり、本例では、例えば、１～１３０である）を形成しており、その一例として、ここでは、αｎを４３度以下（但し、０度以上）に設定している。

導光体入射部（面）１７１は、光源側に傾斜した湾曲の凸形状に形成されている。これによれば、合成拡散ブロック１６の出射面からの平行光は、第１の拡散板１８ａを介して拡散されて入射し、図からも明らかなように、導光体入射部（面）１７１により上方に僅かに屈曲（偏向）しながら導光体光反射部（面）１７２に達し、ここで反射して図の上方の出射面に設けた液晶表示パネル５２に至る。

以上に詳述したように、上述した映像投写装置４８によれば、光利用効率やその均一な照明特性をより向上すると同時に、モジュール化されたＳ偏光波の光源装置を含め、小型かつ低コストで製造することが可能となる。なお、上記の説明では、偏光変換素子２１をＬＥＤコリメータ１５の後に取り付けるものとして説明したが、本発明はそれに限定されることなく、液晶表示パネルに至る光路中に設けることによっても同様の作用・効果が得られることは、当業者であれば明らかである。

なお、導光体光反射部（面）１７２には、多数の反射面１７２ａと連接面１７２ｂとが交互に鋸歯状に形成されており、照明光束は、各々の反射面１７２ａ上で全反射されて上方に向かい、更には、導光体光出射部（面）１７３には挟角拡散板を設けて略平行な拡散光束として指向特性を制御する光方向変換パネル５４に入射し斜め方向から液晶表示パネル５２へ入射する。本実施例では光方向変換パネル５４を導光体出射面１７３と液晶表示パネル５２の間に設けたが、液晶表示パネル５２の出射面に設けても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

＜光源装置の他の実施例＞
光源装置の他の実施例を図８に示す。図８には、光源を構成する複数（本例では、２個）のＬＥＤ１４ａ、１４ｂが示されており、これらはＬＥＤコリメータ１５に対して所定の位置に取り付けられている。なお、このＬＥＤコリメータ１５は、各々、例えば、アクリル等の透光性の樹脂により形成されている。そして、このＬＥＤコリメータ１５は、放物断面を回転して得られる円錐凸形状の外周面１５６を有すると共に、その頂部では、その中央部に凸部（即ち、凸レンズ面）１５７を形成した凹部１５３を有する。また、その平面部の中央部には、外側に突出した凸レンズ面（あるいは、内側に凹んだ凹レンズ面でも良い）１５４を有している。なお、ＬＥＤコリメータ１５の円錐形状の外周面を形成する放物面１５６は、ＬＥＤ１４ａから周辺方向に出射する光をその内部で全反射することが可能な角度の範囲内において設定され、あるいは、反射面が形成されている。

他方、ＬＥＤ１４ａ、１４ｂは、その回路基板であるＬＥＤ基板１０２の表面上の所定の位置にそれぞれ配置されている。このＬＥＤ基板１０２は、ＬＥＤコリメータ１５に対して、その表面上のＬＥＤ１４ａまたは１４ｂが、それぞれ、その凹部１５３の中央部に位置するように配置されて固定される。

かかる構成によれば、上述したＬＥＤコリメータ１５によって、ＬＥＤ１４ａまたは１４ｂから放射される光のうち、特に、その中央部分から上方（図の右方向）に向かって放射される光は、ＬＥＤコリメータ１５の外形を形成する２つの凸レンズ面１５７、１５４により集光されて平行光となる。また、その他の部分から周辺方向に向かって出射される光は、ＬＥＤコリメータ１５の円錐形状の外周面を形成する放物面によって反射され、同様に、集光されて平行光となる。換言すれば、その中央部に凸レンズを構成すると共に、その周辺部に放物面を形成したＬＥＤコリメータ１５によれば、ＬＥＤ１４ａまたは１４ｂにより発生された光のほぼ全てを平行光として取り出すことが可能となり、発生した光の利用効率を向上することが可能となる。

なお、当該ＬＥＤコリメータ１５の光の出射側には第一の拡散板１８aを介して導光体１７０が設けられている。導光体１７０は、例えば、アクリル等の透光性の樹脂により断面が略三角形の棒状に形成された部材であり、そして、図８（ａ）からも明らかなように、拡散ブロック１６の出射面に第１の拡散板１８ａを介して対向する導光体１７０の光入射部（面）１７１と、斜面を形成する導光体光反射部（面）１７２と、反射式偏光板２００を介して液晶表示素子の液晶表示パネル５２と対向する導光体光出射部（面）１７３とを備えている。

この反射型偏光板２００は、例えばＰ偏光を反射（Ｓ偏光は透過）させる特性を有する物を選択すれば、光源であるＬＥＤから発した自然光のうちＰ偏光を反射し、図８（ｂ）に示した導光体光反射部１７２に設けたλ／４板２０２を通過して反射面２０１で反射し再びλ／４板２０２を通過することでＳ偏光に変換され、液晶表示パネル５２に入射する光束は全てＳ偏光に統一される。

同様に、前述した反射型偏光板２００をＳ偏光反射（Ｐ偏光は透過）させる特性を有する物を選択すれば、光源であるＬＥＤから発した自然光のうちＳ偏光を反射し、図８（ｂ）に示した導光体光反射部１７２に設けたλ／４板２０２を通過して反射面２０１で反射し再びλ／４板２０２を通過することでＰ偏光に変換され、液晶表示パネル５２に入射する光束は全てＰ偏光に統一される。以上述べた構成でも同様に偏光変換が実現できる。

＜レンチキュラーレンズ＞
液晶表示パネル５２からの映像光の拡散分布を制御するためには、前述した光源装置１０１と液晶表示パネル５２の間、あるいは、液晶表示パネル５２の表面に、図９に示すようなレンチキュラーレンズ８００を設けてレンズ形状を最適化することで、一方向（図ではＸ軸方向の映像光）の出射特性を制御できる。更に、マイクロレンズアレイをマトリックス状に配置することで映像投写装置４８からの映像光束をＸ軸およびＹ軸方向に出射特性を制御することができ、この結果、所望の拡散特性を有する映像表示装置を得ることができる。

ここで、図９に示したレンチキュラーレンズ８００による作用について説明する。このレンチキュラーレンズ８００は、レンズ形状を最適化することで、上述した映像表示装置４８から出射されてウィンドガラス２２０上の透明シート５１上で効率良く反射または拡散させることを可能とする。即ち、映像投写装置４８からの映像光に対し、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、例えば、２枚のレンチキュラーレンズを組み合わせまたはマイクロレンズアレイをマトリックス状に配置して拡散特性を制御するシートを設けて、Ｘ軸およびＹ軸方向において、映像光の輝度（相対輝度）をその反射角度（垂直方向を０度）に応じて制御することができる。本実施例では、このようなレンチキュラーレンズ８００により、従来に比較し、図１０（ｂ）に示すように垂直方向の輝度特性を急峻にし、更に上下（Ｙ軸の正負方向）方向の指向特性のバランスを変化させることで反射や拡散による光の輝度（相対輝度）を高めることにより、面発光レーザ映像源からの映像光のように、拡散角度が狭く（高い直進性）かつ特定の偏波成分のみの映像光とし、効率良く監視者の眼に届くようにしている。

また上述した光源装置により図１０の（ａ）（ｂ）に示した一般的な液晶パネルからの出射光拡散特性（図中では従来と表記）に対して、実施例１および実施例２に示すようにＸ軸方向およびＹ軸方向ともに大幅に挟角な指向特性とすることで特定方向に対して平行に近い映像光束を出射する特定偏波の光を出射する映像表示装置が実現できる。

図１１には、本実施例で採用するレンチキュラーレンズの特性の一例を示している。この例では、特に、Ｘ方向（垂直方向）における特性を示しており、特性Ｏは、光の出射方向のピークが垂直方向（０度）から上方に３０度付近の角度であり上下に対称な輝度特性を示している。また、図の特性ＡやＢは、更に、３０度付近においてピーク輝度の上方の映像光を集光して輝度（相対輝度）を高めた特性の例を示している。このため、これらの特性ＡやＢでは、３０度を超えた角度において、特性Ｏに比較して、急激に光の輝度（相対輝度）が低減する。

即ち、上述したレンチキュラーレンズを含んだ光学系によれば、映像投写装置４８からの映像光を、ウィンドガラス２２０上の透明シート５１を介して、特定の方向において、その輝度を増大（強調）して反射または拡散させることができる。これにより、映像投写装置４８からの映像光を、面発光レーザ映像源からの映像光のように、拡散角度が狭く（高い直進性）かつ特定の偏波成分のみの光として効率良く室外または室内の監視者の眼に届くようにすることが可能となる。このことによれば、映像投写装置４８からの映像光の強度（輝度）が低減しても、監視者は映像光を正確に認識して情報を得ることができる。換言すれば、映像投写装置４８の出力をより低減することにより、より消費電力の低い情報表示システムを実現することが可能となる。

＜光方向変換パネル＞
図１２は、本実施例の情報表示システムの一部を構成し、上述した映像表示装置４８の上面に設けられる光方向変換パネル５４の原理を説明するための概略説明図である。上述した光源装置１０１の導光体２０３からの光束は、光方向変換パネル５４の入射面（図の下面）から入射し、出射面（図の上面）に設けられたリニアフレネルレンズのレンズ作用によりに所望の方向θ３に光束を屈折させる。この時、所望の方向θ３は光束のフレネルレンズへの入射角θ２とフレネルレンズのフレネル角θ0と基材の屈折率ｎによりスネルの法則から一義的に導き出される。この結果、導光体からの略平行光束に対して所望の方向に指向性を与えることができる。即ち、映像表示装置４８を構成する液晶表示パネル５２からの高い直進性を有し、特定の偏波成分のみの光である映像光は、店舗（空間）の内部または外部の監視者により視認されることなく、以下に述べるウィンドガラス２２０に設けられた透明シート５１へ向かう。その後、映像光は透明シート５１によって一方向に反射、拡散されて、その反射像が監視者により視認される。即ち、この光方向変換パネル５４により、映像表示装置４８（図１参照）からの映像光は、それ自体が、直接、空間内から視認されることはなく、そのため店舗内の監視者の邪魔になることはなく、その反射光による反射像のみが監視者によって監視されることとなる。なお、フレネルレンズの繋ぎ面８８には光吸収性の塗料や顔料を設けることで所望の方向に進む光束以外の光の発生を抑制する。この結果、ウィンドガラス２２０で反射した映像光に不要な光が混入することがなくなるので結像性能を損ねることがなくなる。

＜保護カバー＞
図１３は、上述した光方向変換パネル５４の上面に設けられる保護カバー５０の概略構成を示す横断面図である。略透明な基材５６の光出射側の一部にはブラックストライプ５９を設ける。太陽光を含めた外光の表面反射を低減するために、ブラックストライプ５９は黒色塗料としてカーボンブラックを含んだ塗料を用いると良い。またブラックストライプを設けない部分には、表面反射を抑えるため反射防止膜を設けることにより保護カバー５０の表面での外光反射が大幅に軽減され、外光反射による支障が軽減される。一方、太陽光に対する遮光性能を強化するためには近赤外光および赤外光を反射する特性を反射防止膜に持たせると良い。

他方、略透明な基材５６の光入射側（図の下側）には、太陽光束のうちＰ波成分を吸収または反射する膜またはフィルム５０ａを、成膜または粘着する。この結果、太陽光のＰ波成分等が映像投写装置４８に入射することがないため、耐光性や耐熱性に関する信頼性が大幅に向上する。一方、映像投写装置４８からの出力されるＳ偏光の映像光を選択的に透過するフィルターの特性も併せ持つため、得られる映像のコントラスト性能が大幅に向上する。

ところで、一般的なＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶パネルは光の出射方向によって液晶と偏光板相互の特性により輝度、コントラスト性能が異なる。図１４に示した測定環境での評価では、パネル上下方向での輝度と視野角の特性は図１５に示すようにパネル面に垂直（出射角度０度）な出射角より少しずれた角度での特性（本実施例では＋５度）が優れている。これは液晶の上下方向では光をねじる特性が印加電圧最大の時に０度とならないためである。

他方、上下方向のコントラスト性能は図１６に示すように、－１５度から＋１５度の範囲が優れており、輝度特性と合わせると５度を中心にして±１０度の範囲での使用が最も優れた特性を得ることとなる。

また、パネル左右方向での輝度と視野角の特性は図１７に示すようにパネル面に垂直（出射角度０度）な出射角での特性が優れている。これは液晶の左右方向では光をねじる特性が印加電圧最大の時に０度となるためである。

同様に、左右方向のコントラスト性能は図１８に示すように、－５度から－１０度の範囲が優れており、輝度特性と合わせると－５度を中心にして±５度の範囲での使用が最も優れた特性を得ることとなる。このため液晶パネルから出射する映像光の出射角度は前述した光源装置１０１の導光体２０３に設けた光束方向変換手段２０４により最も優れた特性が得られる方向から液晶パネルに光を入射させ映像信号により光変調することが映像表示装置４８の画質と性能を向上させることになる。

映像表示素子としての液晶パネルからの映像光を所望の方向に曲げるためには、液晶パネルの出射面に光方向変換パネル５４を設けると良い。

＜映像光制御フィルム＞
図１９は、映像光の出射方向を規制する作用を持つ映像光制御フィルム７０の断面図である。この映像光制御フィルム７０は、例えば映像表示装置４８の上面に設けられて液晶表示パネル５２からの映像光を特定方向（図１９では白抜きの矢印方向）に出射し、一部の光は黒色部７０ｂで遮られるために直接監視者の眼に入ることはないため、映像表示装置４８からの直接光が監視者の眼に入って支障となることを防止する。この映像光制御フィルム７０は監視者に直接映像光が向かわないようにする作用を持ち、他方映像光は透明部分７０ａを通過してフロントガラス６で反射し監視者である運転者が認識できる。この映像光制御フィルム７０としては、例えば信越ポリマー（株）の視野角制御フィルム（ＶＣＦ：Ｖｉｅｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｉｌｍ）が適しており、その構造は透明シリコンと黒色シリコンを交互に配置し光入出射面に合成樹脂を配置してサンドウィッチ構造としているため本実施例の映像光制御フィルム７０と同様の効果が期待できる。以上述べた視野角制御フィルムの透明部７０ａと黒色部７０ｂのピッチｈは表示する映像の画素に対して１／３以下であることが望ましい。この時、厚さＷは視野角αを９０度より大きく取りたい場合にはｈ／ｗを１．０より大きく、視野角αを９０度より小さくしたい場合にはｈ／ｗを１．０より小さくすれば良い。一方、透明シート５１の拡散透過率と平行光線透過率の比率により定義される曇度（ＨＡＺＥ）は１０％以下であれば実用上問題ないが、望ましくは４％以下であれば良い。

＜一方向性の透明シート：反射型の例１＞
次に、情報表示システムの全体構成において、特に透明シート５１の構成と作用について図２０により説明する。ここで、ウィンドガラス２２０に斜め方向から入射する太陽光は、そのＳ偏光は反射され、Ｐ偏光が透過して透明シート５１に向かう。透明シート５１はＳ波を透過する偏光板５７と透明拡散シート材５５および位相差板５８で構成されている。この透明シート５１は、屈折率の大きいナノ粒子ジルコニウムやナノ粒子ダイヤモンドを分散させた熱可塑性高分子を溶かしながら延伸したフィルム、例えば、ＪＸＴＧエネルギー社製「カレイドスクリーン」を用いることで（上述した特許文献３を参照）、映像を表示していない場合には透明であり、監視者が外界（店外）の風景を監視する妨げとならず、他方、映像表示時には、映像光を拡散、反射させ、これにより、店舗（空間）の内部または外部の監視者に映像情報を視認させる、いわゆる、一方向性の表示を実現することが可能となる。この時、透明シート５１の拡散透過率と平行光線透過率の比率により定義される曇度（ＨＡＺＥ）は１０％以下であれば実用上問題ないが、望ましくは４％以下であれば良い。

映像投写装置４８からの映像光はＳ偏光であるため斜め入射した場合の反射率が高い状態で、前述した透明拡散シート材５５の内部で散乱し監視者に向かって出射する。一方、映像光の一部は散乱により偏光方向が乱れ、透明拡散シート材５５を拡散透過してウィンドガラス２２０に向かって出射する。ウィンドガラス２２０の入射面では屈折率差が小さいため、反射光で発生する二重像のレベルは低い。これに対して、ウィンドガラス２２０の出射面（外界に接する面）で発生する反射光の強度はＳ偏光成分が大部分であるため反射率が大きい。この面で反射した映像光は、反射後再び偏光板５７を通過して吸収されるため、監視者側に戻ることがない。このためウィンドガラス２２０の反射映像により生じる二重像の光強度を大幅に軽減できるので画質が大幅に向上した。なお、同様に、映像の反射面としてウィンドガラス２２０の代わりにコンバイナに前述した透明シート５１を貼っても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上に述べた透明シート５１により、昼間の所定条件化においてウィンドガラス２２０を通過したＰ偏光の太陽光成分（コンバイナ方式では、その後コンバイナも通過）を情報表示システムやその上面に設けられる光方向変換パネル５４や保護カバー５０の手前で吸収することで、液晶表示パネルと偏光板に戻らないようにすることが可能となる。

＜一方向性の透明シート：反射型の例２＞
一方向性の透明シートの反射型の他の例について図２１により説明する。この例では、上述した透明シート５１上に、更に、図１９で示した映像光制御フィルム７０を加えて外光制御フィルム（以下、参照符号７０で示す）としている。

ウィンドガラス２２０に斜め方向から入射する太陽光は、上述したようにそのＳ偏光は反射され、Ｐ偏光が透過して透明シート５１に向かう。この時、外光制御フィルム７０に設けた黒色領域７０ｂ（図２０ではグレー表示）に吸収され映像表示装置を配置した室内または車内には到達しない。また、映像表示装置４８からの映像光に混合することもないため画質の低下も防止する。透明シート５１は透明拡散シート材５５で構成されている。この透明シート５１は、屈折率の大きいナノ粒子ジルコニウムやナノ粒子ダイヤモンドを分散させた熱可塑性高分子を溶かしながら延伸したフィルム、例えば、ＪＸＴＧエネルギー社製「カレイドスクリーン」を用いることで（上述した特許文献３を参照）、映像を表示していない場合には透明であり、監視者が外界（店外）の風景を監視する妨げとならず、他方、映像表示時には、映像光を拡散、反射させ、これにより、店舗（空間）の内部または外部の監視者に映像情報を視認させる、いわゆる、一方向性の表示を実現することが可能となる。

また、前述した外光制御フィルム７０は、監視者が外界の風景を監視する場合には外界の光は透明部分７０ａを通過するため、外界の風景環視の妨げにならない。この外光制御フィルム７０として、例えば信越ポリマー（株）の視野角制御フィルム（ＶＣＦ）が適しており、その構造は透明シリコンと黒色シリコンを交互に配置し光入出射面に合成樹脂を配置してサンドウィッチ構造としているため本実施例の外光制御フィルムと同様の効果が期待できる。

以上述べた視野角制御フィルムの透明部７０ａと黒色部７０ｂのピッチｈは表示する映像の画素に対して１／３以下であることが望ましい。この時、厚さＷは視野角αを９０度より大きく取りたい場合にはｈ／ｗを１．０より大きく、視野角αを９０度より小さくしたい場合にはｈ／ｗを１．０より小さくすれば良い。一方、透明シート５１の拡散透過率と平行光線透過率の比率により定義される曇度（ＨＡＺＥ）は１０％以下であれば実用上問題ないが、望ましくは４％以下であれば良い。またトータルの透過率は車載用のフロントガラスに貼り付け使用する場合には７５％以上必要となる。

映像投写装置４８からの映像光はＳ偏光であるため斜め入射した場合の反射率が高い状態で、前述した透明拡散シート材５５の内部で散乱し監視者に向かって出射する。一方、映像光の一部は散乱により偏光方向が乱れ、透明拡散シート材５５を拡散透過してウィンドガラス２２０に向かって出射する。ウィンドガラス２２０の入射面では屈折率差が小さいため、反射光で発生する二重像のレベルは低い。これに対して、ウィンドガラス２２０の出射面（外界に接する面）で発生する反射光の強度はＳ偏光成分が大部分であるため反射率が大きい。この面で反射した映像光は、反射後再び外光制御フィルム７０を通過して黒色領域７０ｂに吸収されるため、監視者側に戻ることがない。このためウィンドガラス２２０の反射映像により生じる二重像の光強度を大幅に軽減できるので画質が大幅に向上した。なお、同様に、映像の反射面としてウィンドガラス２２０の代わりにコンバイナに前述した透明シート５１を貼っても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上に述べた一方向性透明シート５１により、昼間の所定条件化においてウィンドガラス２２０を通過したＰ偏光の太陽光成分（コンバイナ方式では、その後コンバイナも通過）を情報表示システムやその上面に設けられる光方向変換パネル５４や保護カバー５０の手前で吸収することで、液晶表示パネルと偏光板に戻らないようにすることが可能となる。

＜一方向性の透明シート：透過型の例１＞
図２２には映像光束を車外または室外に拡散させる透明シート５１’の構成を示す。透明拡散シート材５５の映像光束入射面にはＰ波を透過する偏光板５７と位相差板５８が設けられ、透明拡散シート材５５で反射した映像光束が室内（情報表示装置が設置してある空間）に戻ることを阻止する。この結果、ウィンドガラス２２０’に映し出された映像により監視者に支障をきたすことがない。偏光板５７と透明拡散シート材５５の間に設けた位相差板５８の最適な位相差は、透明拡散シートの拡散特性に合わせて最適な値を選ぶと良く、拡散角が大きい場合はλ／４に近いほうが良く、拡散角が小さい場合にはλ／８板などと組み合わせたほうが良好な変換性能を得ることができる。

また、上述した透明拡散シート材５５に代えて特定の偏波の反射率を高めた増反射コーティングを施したシートを前述の偏光板の代用として、または、増反射コートを偏光板の表面に設けることで映像光束の反射率が大きくでき、同時に、ウィンドガラス２２０の反射映像により生じる二重像の強度も大幅に軽減できることが確認でき、即ち、上述した技術と同様の効果が得られることを確認した。

更に、上述した透明拡散シート材５５に代えて、例えばサンテックディスプレイ(株)のＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）を使用し、映像表示状態では電圧を印加せず映像光を分散させ、映像非表示状態では電圧を印加して透明な状態とすることで透明シートの代用とすると良い。また、発明者たちは実験により前述のＰＤＬＣに印加する電圧を可変させて分散特性を可変、映像信号のＯＮ／ＯＦＦまたは強弱に同期させて印加電圧を変調させることで、映像に合わせて透過率を可変できる新たな機能を執するスクリーンが実現できることを明らかにした。

＜一方向性の透明シート：透過型の例２＞
図２３には映像光束を車外または室外に拡散させる透明シート５１’に加え、更に、図１９で示した映像光制御フィルム７０を外光制御フィルム（以下、参照符号７０で示す）とした構成を示す。ウィンドガラス２２０に斜め方向から入射する太陽光は、上述したようにそのＳ偏光は反射され、Ｐ偏光が透過して透明シート５１’に向かう。この時、外光制御フィルム７０に設けた黒色部分７０ｂ（図２３ではグレー表示）に吸収され映像表示装置を配置した室内または車内には到達しない。また映像表示装置４８からの映像光に混合することがなく画質の低下も防止する。

透明シート５１’は透明拡散シート材５５で構成されている。この透明シート５１は、屈折率の大きいナノ粒子ジルコニウムやナノ粒子ダイヤモンドを分散させた熱可塑性高分子を溶かしながら延伸したフィルム、例えば、ＪＸＴＧエネルギー社製「カレイドスクリーン」を用いることで（上述した特許文献３を参照）、映像を表示していない場合には透明であり、監視者が外界（店外）の風景を監視する妨げとならず、他方、映像表示時には、映像光を拡散、反射させ、これにより、店舗（空間）の外部の監視者に映像情報を視認させる、いわゆる、一方向性の表示を実現することが可能となる。また前述した外光制御フィルム７０ではウィンドガラス２２０に斜め方向から入射する映像光は黒色部分７０ｂでほとんど遮蔽されることなく、透明部分７０ａを通過するため透明シート５１’で拡散されるため外界（車外また店外）に向けての映像表示が可能となる。この外光制御フィルム７０として、例えば信越ポリマー（株）の視野角制御フィルム（ＶＣＦ：Ｖｉｅｗ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ Ｆｉｌｍ）が適しており、その構造は透明シリコンと黒色シリコンを交互に配置し光入出射面に合成樹脂を配置してサンドウィッチ構造としているため本実施例の外光制御フィルムと同様の効果が期待できる。以上述べた視野角制御フィルムの透明部７０ａと黒色部７０ｂのピッチｈは表示する映像の画素に対して１／３以下であることが望ましい。この時、厚さＷは視野角αを９０度より大きく取りたい場合にはｈ／ｗを１．０より大きく、視野角αを９０度より小さくしたい場合にはｈ／ｗを１．０より小さくすれば良い。また黒色部分の傾斜角γは映像表示装置４８とウィンドガラスの取り付け位置で決まる映像光入射角度と一致させることでエネルギー損失を低減できる。

一方、透明シート５１の拡散透過率と平行光線透過率の比率により定義される曇度（ＨＡＺＥ）は１０％以下であれば実用上問題ないが、望ましくは４％以下であれば良い。また、上述した透明拡散シート材５５に代えて特定の偏波の反射率を高めた増反射コーティングを施したシートを設けることで映像光束の反射率が大きくでき、同時に、ウィンドガラス２２０の反射映像により生じる二重像の強度も大幅に軽減できることが確認でき、即ち、上述した技術と同様の効果が得られることを確認した。

更に、上述した透明拡散シート材５５に代えて、例えばサンテックディスプレイ(株)のＰＤＬＣを使用しても、映像表示状態では電圧を印加せず映像光を分散させ、映像非表示状態では電圧を印加して透明な状態とすることで透明シートの代用とすると良い。また、発明者たちは実験により前述のＰＤＬＣに印加する電圧を可変させて分散特性を可変、映像信号のＯＮ／ＯＦＦまたは強弱に同期させて印加電圧を変調させることで、映像に合わせて透過率を可変できる新たな機能を執するスクリーンが実現できることを明らかにした。

なお、上述した映像投写装置４８を構成する映像源が液晶パネルであるため、監視者が偏光サングラスを着用している場合には、特定の偏波が遮蔽されて映像が見えない不具合が発生する。これを防ぐために、上述したように映像投写装置４８の光出射側に設けた保護カバー５０の光入射側面の、膜またはフィルム５０ａと基材５６の間に、太陽光束のうちＰ波成分を吸収または反射するために、λ／４板またはλ／８板またはλ／１６板などの波長板５０ｂが配置されている。波長板５０ｂを設けることにより、光束の偏光方向を特定の方向に揃え、映像光を最適な偏光角として、偏光サングラスの偏光方向と所望量偏光軸をずらすと良い。

一方、同一偏光でも吸収軸を回転させ、例えば偏光サングラスの吸収軸に対して液晶パネル出射側偏光板の吸収軸を３０度以上ずらすことで吸収が５０％程度となるため、映像が見えない不具合を解消することができる。

また、偏光軸を回転させて円偏光に近づけると情報表示システムからの映像光はＳ偏光から偏光軸が回転する。このため、ウィンドガラス２２０による反射率が低下し映像の明るさが低下するので、両者のバランスを取って選択すると良い。

以上に詳述した情報表示システムの実施例によれば、映像投写装置４８からの映像光は、面発光レーザ映像源からの映像光のように、拡散角度が狭く（高い直進性）かつ特定の偏波成分のみの光であることから、例えば空間を構成するショーウインドウ２２０を利用して、空間の内部または外部に対して様々な情報を表示することができ、ショーウインドウの利用効率を著しく向上することが可能となり、かつ、高品位な映像を高解像度で表示すると共に、光源からの出射光の利用効率を向上して消費電力を大幅に低減することが可能な情報表示システムが実現される。また、より大きな映像を表示する場合には、光源装置１０１と共に映像投写装置４８を構成する映像表示素子である液晶表示パネル５２として、比較的安価な液晶表示パネルを複数枚組み合わせて接合部を連続的にして一体とした大型の液晶表示パネル５２を採用することも可能である。この場合、上述した光源装置１０１からの光束を平行にウィンドガラス２２０に設けられた透明シート５１へ向け、当該透明シート５１によって一方向に反射・拡散させることによっても、消費電力を大幅に低減しながらも、より拡大した映像情報を表示することが可能となる。

なお、以上の説明では、情報表示システムをガラス等の透明な部材であるショーウインドウにより仕切られる空間である店舗に適用し、当該ショーウインドウ２２０を利用してその内部または外部に対して一方向に表示する例について述べたが、本発明はかかる例にのみ限定されるものではない。即ち、本発明の情報表示システムは、ガラス等の透明な部材を利用して仕切られる所定の空間であれば、当該空間を仕切る透明な部材を利用して内部または外部に対して一方向に表示することが可能であり、以下では、情報表示システムの他の例について説明する。

＜車両用情報表示システム＞
上述した情報表示システムによれば、映像投写装置４８から発生して被投写部材であるショーウインドウ２２０に向けて出射する映像光を、（１）面発光レーザ映像源からの映像光のような拡散角度が狭く（高い直進性）かつ特定の偏波成分のみの映像光とし、これにより高品位な映像を高解像度で表示すると共に出射光の利用効率を向上して消費電力を大幅に低減することを可能とし、同時に、（２）上述した構成部品からも明らかなように、装置の全体外形を平面（パネル）状に構成することが可能となっている。そこで、これらの特徴を利用して、上述した情報表示システムを、上述した店舗などの空間に代え、自動車や電車や航空機等の車両に適用した、いわゆる、車両用情報表示システムの様々な例について、以下に詳細に説明する。

図２４は、普通の乗用車に車両用情報表示システムを搭載した例を示しており、この例では、車両用情報表示パネル１００により、フロントガラス６の一部（ステアリング４３の上部）、リアガラス、および、サイドガラス６”等の一部（グレー部分）または全部に映像情報を表示する。

自動車の（一部または全部の）ウィンドガラスに映像を表示する具体的な手段としては、例えば、図２５に示すように、大型の液晶パネル５２ａ（図２の符号５２も参照）を含む映像投写装置４８が車体１の天井部分に設置され、当該液晶パネルの裏面の一部には、光源装置１０１を構成する複数の導光体２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄ、２０３ｅ、２０３ｆ、２０３ｇ（図２の符号１０１、２０３も参照）が光源装置１０１として設けられ、それぞれ、図に白抜きの矢印で示すように、面発光レーザ光源からの光のような拡散角度が狭く（高い直進性）かつ偏光面の揃った映像光が得られる。これらの光束は、更に、これらの導光体２０３ａ～２０３ｇのそれぞれに対応して設けられた光方向変換パネル（ここでは図示せず。図２の符号５４を参照）により、映像情報の被投写面であるフロントガラス６、リアガラス６’、および、サイドガラス６”に向けて投射され、映像が車両１の内部または外部に向けて一方向に表示される。なお、この時、図２５に示すように、映像投写装置４８を構成する液晶パネル５２の位置には、それぞれに対応する映像を分割して表示する。この時、映像表示装置からそれぞれのウィンドガラスまでの距離とウィンドガラスの形状が異なるため投写映像が正しい形状で表示されるように元画像を歪ませる。大型液晶パネル５２ａの解像度としては８ｋ相当でも十分であった。

または、図２６に示すように、上述した大型の液晶パネル５２ａからなる映像投写装置４８に代えて、複数の映像表示装置４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇを車体の天井部分に設置することにより、それぞれのウィンドガラスに向けて映像を表示することも可能である。この時も、映像表示装置からそれぞれのウィンドガラスまでの距離とウィンドガラスの形状が異なるため投写映像が正しい形状で表示されるように元画像を歪ませると良い。

なお、上記においては、各種の映像を、車両用情報表示システムにより、ウィンドガラス６に透明シート５１を貼り付けた画像表示領域に表示する例について説明した。しかしながら、本発明はそれのみに限定されることなく、上述した透明拡散シート材に代えて特定の偏波の反射率を高めた増反射コーティングを前述の偏光板の表面に設けることで映像光束の反射率が大きくでき、同時にウィンドガラス６の反射映像により生じる二重像の強度も大幅に軽減できるので上述した技術と同様の効果が得られることを確認した。

図２７は図２に示した映像表示装置４８を自動車のダッシュボードに配置しその上部に図１９で示した映像光の出射光制御フィルム７０を設けたものである。液晶表示パネル５２からの映像光をフロントガラス６側に出射し、一部の光は黒色部７０ｂで遮られるために直接運転者の眼に入ることはないため、映像表示装置４８からの直接光が監視者の眼に入って支障となることを防止する。この映像光制御フィルム７０は監視者に直接映像光が向かわないようにする作用を持ち、他方映像光は透明部分７０ａを通過してフロントガラス６で反射し監視者である運転者が認識できる。

図２８および図２９は、車両用情報表示システムを、特に、バスや電車などの商用車両に搭載した場合の外観図である。車両本体１の運転席前部には、映像光を投射して表示するための透光性の被投写部材としてのフロントガラス６、リアガラス６’(図示せず)、サイドガラス６”等（総称して「シールドガラス」とも言う）が存在する。特に、フロントガラス６は車両のタイプによって車体に対する傾斜角度が異なる。発明者らは最適な虚像光学系を実現するためこの曲率半径も調査した。その結果、バス、鉄道車両などのフロントガラス６は、車両の接地面に対して水平な水平方向の曲率半径Ｒｈと水平軸に対して垂直方向の曲率半径Ｒｖは、以下の関係にあり水平方向の曲率半径Ｒｈは平面に近いものが多いことが判った。
Ｒｈ＞Ｒｖ

この車両用情報表示システムは、車内の空間を仕切る透光性部材であり、かつ、車両の一部を構成する被投写部材としてのフロントガラス６、リアガラス６’、および／または、サイドガラス６”を利用して、映像情報を車両の内部または外部に一方向に表示するものであり、運転者が自車を運転する際には、車両内の運転者や同乗者に映像情報を監視させ、他方、車両の外部に対しても映像情報を表示することが可能なシステムに関する。その結果、運転者や同乗者は、必要な情報をフロントガラス６などの表示領域に適宜表示して、車両内で監視することができるが、他方、車両の外部からは、当該情報を監視することはできない。あるいは、リアガラス６’やサイドガラス６”（フロントガラス６を含んでも良い）を介して、車両の外部に対しても映像情報を表示することができ、この表示した情報は外部からは監視可能であるが、車内からは監視できず、運転者や同乗者が外部の景観を監視することを妨げることなく、運転の妨げとはならない。

また、車両用情報表示システムでは、車両自体が太陽光を含む自然光の下に晒されることから、かかる太陽光に対する対応が必要となるが、太陽光などの自然光は、図３１に示すように、紫外線から赤外線までの幅広い波長領域の光であるばかりでなく、偏光方向も光の進行方向に垂直な振動方向の光と水平方向の光である２種類の偏光方向（以下Ｓ偏光とＰ偏光と記載）の光とが混ざった状態で存在する。特に、フロントガラス６への入射角度が５０度を超えるような領域では図３２に示すように、ガラス面上での反射率は、Ｓ偏光やＰ偏光、更には、入射角によりそれぞれ異なる。

そこで、本実施例では、上述した発明者による知見に基づき、即ち、フロントガラス６を通して侵入する太陽光の多くはＰ偏光成分であることを考慮し、情報表示装置内に侵入する太陽光を含む外光を抑制するためには、特に、Ｐ波成分の低減が有効であること、加えて、情報表示装置から出射され車内に反射して監視者である運転者や同乗者に認識されるべき映像光としては、Ｓ波成分を利用することが効果的であることを確認した。

＜車両用情報表示システムの他の具体的な構成１＞
続いて、図２７および図３０を参照しながら、本実施例に係る情報表示システムを車両に適用したその他の車両用情報表示システムとその具体的な構成について、詳細に説明する。

図２７および図３０は、本実施例に係る情報表示システムを車両に適用して、映像情報を車両の一部を構成する透明な被投写部材であるフロントガラス６を介して、運転者が監視する外部景観の一部に表示する車両用情報表示システムの全体構成を示している。ここでは、フロントガラス６を複数の領域に分割してその一部の領域（本例では、フロントガラス６の上部）に映像投写装置４８からの映像光をフロントガラス６で拡散、反射させ、その反射像を、直接、運転者や同乗者が一方向に監視する。この結果、運転者や同乗者は、必要な情報をフロントガラス６の表示領域に、適宜、表示して監視することができるが、他方、車両の外部からは、当該情報を視認することはできない。

この車両用情報表示システムでは、映像投写装置４８は、図３０に示すように、例えば、スマートフォン３００等からの高解像度の地図情報（大型高解像度の映像表示装置の映像）を、以下に詳述するが、光方向変換パネル５４や保護カバー５０を介して（以下、本実施例の情報表示システムを構成するバックライト装置である光源装置１０１、映像投写装置４８、光方向変換パネル５４、保護カバー５０は、これらを総称して「情報表示装置」１００と言う）、フロントガラス６の内側表面に投射し、当該フロントガラス６の表面に設けた透明シート５１を介して監視者（運転者）の眼８に向かって反射させることで、フロントガラス６上に映像を表示する。

なお、この例では、地図情報等を提供するナビゲーション機能を搭載した高性能の携帯端末装置であるスマートフォン３００を利用する場合の一例を示しており、スマートフォン３００からの表示画面が、有線の接続端子を介して、または、Bluetooth（登録商標）やＷｉｆｉ（登録商標）等の無線によって入力されてその映像を表示することが可能となっており、これにより、運転者は、車両用情報表示システムを利用して、高解像度の映像情報を監視することができる。なお、ここでは図示しないが、スマートフォンは、上記した映像投写装置４８と同様、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ワークメモリや情報蓄積・記憶手段としての機能を有するＲＡＭやＲＯＭ等の各種の固体メモリ等により構成された制御部を備えており、必要な映像を生成してその表示装置（液晶ディスプレイ）に表示する機能を備えている。

更に、車両用情報表示システムのより具体的な構成について説明する。情報表示装置１００の映像投写装置４８を構成する映像表示素子５２は、例えば、画面サイズが６インチを超える比較的大型な液晶表示パネルにより構成される。一般的に、フロントガラス６の曲率半径は部分的に異なることが多いため、映像を反射させる場所によって表示映像に不均一（縦方向と横方向）な歪が発生する。このため監視方向から反射像を見た場合に正しい映像を得るために歪補正が必要となる。この歪補正によって実用上問題のないレベルの補正を行うにはパネルの解像度は１２８０×７２０ドット以上が必要となる。

また、映像投写装置４８は、上述した液晶表示パネル５２と共に、その光源を構成する光源装置１０１を備えており、図３０では、当該光源装置１０１を、上記液晶表示パネル５２の上方に示している。

この液晶表示パネル（素子）５２は、図３０に示すように、バックライト装置である光源装置１０１により指向性の強い照明光束を得て、入力される映像信号に応じて変調をかけた映像光を、フロントガラス６に設けた透明シート５１に向かって出射する。また、この図では、車両用情報表示システムは、光源装置１０１や液晶表示パネル５２を含む映像投写装置４８と共に、更に、光源装置１０１からの出射光束３０の指向特性を制御する光方向変換パネル５４、および、必要に応じて挟角拡散板（図示せず）を備えて構成されている。即ち、液晶表示パネル５２の両面には偏光板が設けられ、特定の偏波の映像光が映像信号により光の強度を変調して出射する構成となっている。これにより、スマートフォン３００等からの高解像度の映像（大型高解像度の映像表示装置の映像）を、光方向変換パネル５４を介してフロントガラス６に向けて出射し、その表面に設けた透明シート５１を介して、監視者（運転者）の眼８に向けて反射させる。

なお、車両用情報表示システムを構成する映像投写装置４８は、図に示すように、光源装置１０１や液晶表示パネル５２等を備えており、当該映像投写装置４８の光源装置１０１を含めた構成や作用については、既に上記において映像表示装置の実施例として示しており、ここでは詳述しないが、ＬＥＤにより発生された光のほぼ全てを平行光として取り出すことができ、発生した光の利用効率を向上することが可能であり、更に、その均一な照明特性をより向上すると同時に、モジュール化された液晶パネルで光強度を変調した上でＳ偏光の映像光が取り出せるような光源装置を含め、小型かつ低コストで製造することが可能となる。この時必要な光源光の偏光方向は液晶パネルの特性により異なり、無電加で黒表示の場合はＰ偏光、加電状態で黒表示の場合はＳ偏光とすることで効率良くウィンドガラスの反射像を観察することが可能となる。

なお、ここでは図示しないが、図９～図１１に示したレンチキュラーレンズやマイクロレンズアレイシート（図示せず）を採用することにより得られる、面発光レーザ映像源からの映像光のように拡散角度が狭く（高い直進性）かつ特定の偏波成分のみの映像光によれば、映像投写装置４８からの映像光を効率良く室外または室内の監視者の眼８に届くようにすることにより、高品位な映像を高解像度で表示すると共に映像投写装置４８の出力をより低減した消費電力の低い車両用情報表示システムを実現することが可能となる。

また、上述した映像投写装置４８の下面に設けられる光方向変換パネル５４も、上記の図１２およびそれに関連する記載で既に述べたのと同様であり、ここではその構成や作用については詳述しないが、車両用情報表示システムの映像投写装置４８を構成する液晶表示パネル５２からの光である映像光を、車両内部の運転者や同乗者によって視認されることなく、フロントガラス６に設けられた透明シート５１へ向かわせ、その後、映像光は透明シート５１によって一方向に反射、拡散されて、その反射像が運転者により視認される。即ち、この光方向変換パネル５４により、映像投写装置４８からの映像光は、それ自体が、直接、車内から視認されることはなく、そのため運転の邪魔にはなることはなく、その反射光による反射像のみが運転者や同乗者によって監視されることとなる。

また、図３０に示した車両の天井面に接して配置され、上述した光方向変換パネル５４の上面に設けられる保護カバー５０についても、上記の図１３およびそれに関連する記載で既に述べたと同様であり、ここではその構成や作用については詳述しないが、車両用情報表示システムでは、特に、ドライバが自車を運転する際に外光反射による支障が軽減されることとなる。

加えて、フロントガラス６に斜め方向から入射する太陽光は、そのＳ偏光は反射し、Ｐ偏光が透過して透明シート５１に向かう。この透明シート５１は、上記図２０およびそれに関連する記載でも既に述べたように、Ｓ波を透過する偏光板５７と透明拡散シート材５５で構成されており、映像を表示していない場合には透明であり、運転者が外界（車外）の風景を監視する妨げとならず、他方、映像表示時には、映像光を拡散・反射させ、これにより、運転者や同乗者に映像情報を視認させる一方向性の表示を実現することが可能となる。また、図２１に示した構成でも同様な効果が得られることも既に述べている。この時、透明シート５１の拡散透過率と平行光線透過率の比率により定義される曇度（ＨＡＺＥ）は１０％以下であれば実用上問題ないが、望ましくは４％以下であれば良い。一方、自動車用のウィンドガラスのＨＡＺＥは２％以下である。

他方、車両用情報表示システムを構成する映像投写装置４８からの映像光はＳ偏光であるため、斜め入射した場合の反射率が高い状態で、前述した透明シート５１を構成する透明拡散シート材５５の内部で散乱し監視者に向かって出射する。一方、映像光の一部は散乱により偏光方向が乱れ、透明拡散シート材５５を拡散透過してフロントガラス６に向かって出射する。フロントガラス６の入射面では屈折率差が小さいため、反射光で発生する二重像のレベルは低い。これに対して、フロントガラス６の出射面（外界に接する面）で発生する反射光の強度はＳ偏光成分が大部分であるため反射率が大きい。この面で反射した映像光は反射後、再び、偏光板５７を通過して吸収されるため監視者側に戻ることがない。このためフロントガラス６の反射映像により生じる二重像が発生しなくなるので画質が大幅に向上した。なお、同様に、映像の反射面としてフロントガラス６の代わりにコンバイナに前述した透明シート５１を貼っても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上に述べた透明シート５１によれば、上記の図２０や図２１からも明らかなように、昼間の所定条件化においてフロントガラス６を通過したＰ偏光の太陽光成分（コンバイナ方式ではその後コンバイナも通過）を、車両用情報表示システムを構成する光源装置１０１や液晶表示パネル５２を含む映像投写装置４８や、更には、光方向変換パネル５４等を含めた装置やその上面に設けられる光方向変換パネル５４や保護カバー５０の手前で吸収することで、液晶表示パネルと偏光板に戻らないようにすることが可能となる。

なお、上記の例では、フロントガラス６に設けられる一方向性の透明シート５１として反射型の透明シート５１を採用するものについて述べたが、これに代えて、上記図２２等で説明した透過型の透明シート５１’を採用することにより、映像光束を一方向に、即ち、車両の外部に拡散させることも可能である。その場合、透明シート５１’を構成する透明拡散シート材５５の映像光束入射面にはＰ波を透過する偏光板と位相差板が設けられ、透明拡散シート材５５で反射した映像光束が車内（車両用情報表示システムが設置された空間）に戻ることを阻止する。この結果、運転者がフロントガラス６に映し出された映像により運転に支障をきたすことがない。偏光板５７と透明拡散シート材５５の間に設けた位相差板５８の最適な位相差は、透明拡散シートの拡散特性に合わせて最適な値を選ぶと良く、拡散角が大きい場合はλ／４に近いほうが良く、拡散角が小さい場合にはλ／８板などと組み合わせたほうが良好な変換特性を得ることができる。更に、図２３で説明した一方向性の透明シートの例でも同様の効果を得ることができる。

以上に詳細に述べた光源装置１０１や液晶表示パネル５２を含む映像投写装置４８や光方向変換パネル５４等を含んで構成された車両用情報表示システムでは、図３０において矢印で示すように、車内空間を仕切る透明部材であるフロントガラス６の上部領域の映像表示領域に対応した位置（図の天井面）に大型高解像度の映像投写装置４８を設け、その表示映像をフロントガラスで反射させることにより、その反射像を、直接、運転者や同乗者に監視させることが可能となる。その際、面発光レーザ映像源からの映像光のような拡散角度が狭く（高い直進性）かつ特定の偏波成分のみの映像光により高品位な映像を高解像度で表示すると共に出射光の利用効率を向上して消費電力を大幅に低減することが可能となる。

＜車両用情報表示システムの他の具体的な構成２＞
なお、上記では、車両空間を仕切るフロントガラス６やサイドガラス６”を含むウィンドガラスを利用して、映像投写装置４８や光方向変換パネル５４等により映像を表示する車両用情報表示システムについて述べたが、本発明はこれに限定されることなく、更に、リアガラスを利用して映像を表示し、あるいは、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）型の情報表示装置（以下、「ＨＵＤ装置」と言う）も同時に搭載して利用することも可能であり、以下にはその例について述べる。

続いて、図３３は、上述した大型の車両に代えて図２４に外観を示した普通の乗用車に車両用情報表示システムを搭載した例を示しており、フロントガラス６の一部（ステアリング４３の上部）、および、サイドガラス６”の一部に、上述した映像投写装置４８や光方向変換パネル５４に替えて設けられた、ＨＵＤ装置７００の映像表示装置７０４や光源装置７１０により映像を表示車両の内部または外部に向けて一方向に表示する。

ここでＨＵＤ装置としては、既知の一般的な装置を採用することができるが、ここでは、その一例として、以下にその概略を説明する。

図３３は、ＨＵＤ装置７００をその周辺機器構成を含めて示す概略構成図であり、ここでは、運転者の視線（アイポイント）８において自車両の前方に虚像Ｖ１を形成するため、被投影部材６（フロントガラスの内面）にて反射された各種情報をフロントガラス６に設けた透明シート５１で車内に拡散反射させ実像として表示する。

上述したＨＵＤ装置７００では、上記映像投写装置４８に対応して表示する情報の映像光を生成する映像表示装置７０４と、上記光源装置１０１に対応して当該映像表示装置７０４に光を供給する光源装置７１０を備えている。映像表示装置７０４からの映像光の拡散分布を制御するためには、前述したものと同様に、映像表示装置７０４の一部の表面にレンチキュラーレンズを設け、レンズ形状を最適化することで一方向に制御できる。更に、ＨＵＤ装置７００からの映像光束は開口部（図示せず）からフロントガラス６に向かって出射する。即ち、車両用情報表示システムを構成するＨＵＤ装置７００において上述したレンチキュラーレンズやマイクロレンズアレイシートを採用することにより得られる面発光レーザ映像源からの映像光のように拡散角度が狭く（高い直進性）かつ特定の偏波成分のみの映像光を適用することにより、同様に、映像光を効率良く室外または室内の監視者の眼８に届くようにし、もって、高品位な映像を高解像度で表示すると共に、ＨＵＤ装置７００の出力をより低減した消費電力の低い車両用情報表示システムを実現することが可能となる。

また、上記ＨＵＤ装置７００はそのバックライトを制御する制御装置７４０を備えている。なお、上記映像表示装置７０４やバックライトなどを含む光学部品は映像表示装置７０４の表示映像をフロントガラス６に貼付した透明シート５１に反射させ同時に拡散させることで運転者の視線８へと向かう。なお、映像表示装置７０４としては、例えば、バックライトを有するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。

かかるＨＵＤ装置を構成する図示の制御装置７４０は、ナビゲーションシステム７６１から、自車両が走行している現在位置に対応する道路の制限速度や車線数、ナビゲーションシステム７６１に設定された自車両の移動予定経路などの各種の情報を、前景情報（即ち、上記虚像により自車両の前方に表示する情報）として取得する。また、運転支援ＥＣＵ７６２は、周辺監視装置７６３での監視の結果として検出された障害物に従って駆動系や制御系を制御することで、運転支援制御を実現するための制御装置である。かかる運転支援制御としては、例えば、クルーズコントロール、アダプティブクルーズコントロール、プリクラッシュセーフティ、レーンキーピングアシストなどの周知技術を含む。図示の周辺監視装置７６３は、自車両の周辺の状況を監視する装置であり、一例としては、自車両の周辺を撮影した画像に基づいて自車両の周辺に存在する物体を検出するカメラや、探査波を送受信した結果に基づいて自車両の周辺に存在する物体を検出する探査装置などである。

上述したＨＵＤ装置の制御装置７４０は、このような運転支援ＥＣＵ７６２からの情報（例えば、先行車両までの距離および先行車両の方位、障害物や標識が存在する位置など）を前景情報として取得する。更に、この制御装置７４０には、イグニッション（ＩＧ）信号、および、自車状態情報が入力される。これらの情報のうち、自車状態情報とは、車両情報として取得される情報であり、解像度の高い表示を必要としない、例えば、内燃機関の燃料の残量や冷却水の温度など、予め規定された異常状態となったことを表す警告情報を含んでいる。また、方向指示器の操作結果や、自車両の走行速度、更には、シフトポジション情報なども含まれている。以上述べた制御装置７４０は、イグニッション信号が入力されると起動する。なお、被投影部材６は、情報が投影される部材であれば良く、前述したフロントガラスだけではなく、その他、コンバイナであっても良く、運転者の視線８において自車両の前方に実像を形成して運転者に視認させるものであれば良い。

続いて、上述した映像投写装置４８や透明シート５１、および／または、ＨＵＤ装置７００を搭載した自動車のコックピット内の配置の一例を図３４に示す。図３４（ａ）は左側にステアリングを配置した自動車に対応したシステムの配置を、図３４（ｂ）は右側にステアリングを配置した自動車に対応したシステムの配置を示す。図のＨＵＤ画像表示領域（１ａ）には、上記に示したＨＵＤ装置７００を用いて映像情報をフロントガラス６で反射させて表示し、画像表示領域（１ｂ）（透明シート５１の貼付領域に対応する）には、上記光源装置１０１や液晶表示パネル５２を含む映像投写装置４８や光方向変換パネル５４等を含んで構成された装置（ここでは「車両情報表示装置」として符号１００で示す）を用いて映像情報をフロントガラス６で反射させ、その反射像を運転者に監視させる。その際、図にも示すように、画像表示領域（１ｂ）はフロントガラス６の上部に、ＨＵＤ画像表示領域（１ａ）は、例えば、自車両のボンネットが監視される範囲など、運転者にとって車外の景観の監視に邪魔とならない範囲や領域に設定することが好ましい。

上述した車両情報表示装置１００は、図３４に示すように、車両の天井面に、他方、ＨＵＤ装置７００はフロントガラス６とステアリング４３の間のダッシュボード４７の内部において、フロントガラス６に続く位置に、ステアリング４３に向け配置される。この結果、運転者が自車を運転する際には、フロントガラス６を介して監視する外部の景観、即ち、フロントガラス６の一部領域には、車両情報表示装置１００により、大型高解像度の映像表示装置の映像をフロントガラス６で反射させることにより、当該反射像を運転者や同乗者が監視可能であり、または、必要に応じてＨＵＤ装置７００からの情報をも表示可能な車両用情報表示システムを提供することができる。

即ち、透明シート５１をウィンドガラス６に貼り付けた画像表示領域（１ｂ）には、車両情報表示装置１００からの映像光を反射させて運転者に監視させる。その際、画像表示領域（１ｂ）は、例えば、運転者が運転中に監視する景観に重畳することで拡張現実を疑似的に実現できる。この時映し出す映像は、運転者にとって車外の景観の監視に邪魔とならない範囲や領域に設定することが好ましい。

なお、図３４に示すルームミラー７１には運転者の状態監視と自動車内様子をモニタするカメラ７２を設け、例えば運転者の目の高さに適合して前述した車両情報表示装置１００からの映像光の出射方向を制御することも可能である。

＜車両用情報表示システムのその他の変形例：外部への表示＞
以上に詳述した実施例によれば、運転者が自車を運転する際に、車両を構成するシールドガラスである被投射部材としてのフロントガラス６を介して、必要な映像情報を、車両内部の運転者や同乗者に対して、一方向に、高解像度で表示して監視させることが可能となる。なお、その際、車両の外部からは、当該情報を監視することはできない。しかしながら、本発明に係る車両用情報表示システムは上述した実施例に限定されるものではなく、その他、映像情報を車両の外部に対しても表示することも可能である。即ち、上述したフロントガラス６だけではなく、更には、シールドガラスであるリアガラス６’やサイドガラス６”を介しても、上記と同様にして、映像情報を車両内部へ、または、外部に対して表示することが可能である。

例えば、本実施例のシステムでは、「空車」などの車両の状態を示す情報を、タクシーのフロントガラス６の一部に、更には、リアガラス６’やサイドガラス６”に表示することも可能であり、あるいは、その他の情報宣伝・広告等の情報を、車両の外部に対して表示することも可能である。また、バスや電車などの車両においても、その路線や行先などの情報をフロントガラスやリアガラスやサイドガラスなどに、一方向に、車外に対して表示することも可能である。以下には、情報を外部に対して表示する場合の車両用情報表示システムの構成について述べる。

図３４には、被投射部材としてのフロントガラス６を介して、必要な映像情報を、車両の外部に対して、一方向に、高解像度で表示して監視させるシステム、より具体的には、ここでは、タクシーのフロントガラスにタクシーの状態（「空車」など）を表示する例について示す。なお、この例では、上記図３３に示した構成において、フロントガラス６の表面に設けた透明シート５１’（図２２を参照）として、車両情報表示装置１００’からの映像光をフロントガラス６で拡散・透過させ、その映像を、車両の外部に透過して表示し、例えば、歩行者等が監視可能とするものである。その結果、運転者や同乗者は、必要な情報をフロントガラス６上に車外に対して比較的大きく表示することができるが、その表示が車内から監視する車外の景観の監視を妨害することはなく、運転者の運転を妨げることはない。

また、上述した透明シート５１’の透明拡散シート材５５に代えて特定の偏波の反射率を高めた増反射コーティングを前述の偏光板の裏面に設けることで映像光束の反射率が大きくでき、同時にフロントガラス６の反射映像により生じる二重像の強度も大幅に軽減できる。即ち、上述した技術と同様の効果が得られることを確認した。

更に、上述した透明シート５１’の透明拡散シート材５５に代えて、例えばサンテックディスプレイ(株)のＰＤＬＣを使用し、映像表示状態では電圧を印加せず映像光を分散させ、映像非表示状態では電圧を印加して透明な状態とすることで透明シートの代用としても良い。

なお、透明シート５１’は、上記と同様、Ｓ波を透過する偏光板５７と透明拡散シート材５５で構成されており、なお、ここでは、屈折率の大きいナノ粒子ジルコニウムやナノ粒子ダイヤモンドを分散させた熱可塑性高分子を溶かしながら延伸したフィルム、例えば、ＪＸＴＧエネルギー社製「カレイドスクリーン」（特許文献３を参照）を用いることで、映像を表示していない場合には透明であり、他方、映像表示時には、映像光を拡散、透過させる。これにより、運転者や同乗者には映像情報を視認させずに車外の風景の監視を妨げず、外部に映像情報を表示可能となる。

この場合の透明シート５１’による作用について述べる。透明シート５１’は、偏光板５７と透明拡散シート材５５および位相差板５８で構成されており、上記と同様に、斜め方向から入射する太陽光を、そのＳ偏光は反射し、他方、Ｐ偏光を透過することにより太陽光の照度を軽減する。この時、位相差板５８によってＰ偏光の偏光軸を回転させることで一部の太陽光を偏光板で吸収させる。この結果、映像投写装置４８が太陽光により受けるダメージを分散できる。

一方、透明拡散シート材５５（図２２を参照）の作用によって車外に拡散する映像光はリアガラス６’で反射し車内に戻る。この光はドライバの視界を遮るために運転上支障となり得る。そこで本実施例ではリアガラス６’と偏光板５７の間に位相差板５８を配置し反射光を偏光板で吸収させることで映像光による情報は、車内の運転者や同乗者に視認されることなく、一方向に、車両の外部へ向かって表示される。図２３に示す一方向性透明シートの例でも同様の効果を得ることができることは言うまでもない。その際、当該映像光による情報が、車内の運転手や同乗者による車外の景観の監視を妨げて運転を妨害することもない。以上述べた透明シート５１の拡散透過率と平行光線透過率の比率により定義される曇度（ＨＡＺＥ）は１０％以下であれば実用上問題ないが望ましくは４％以下であれば良い。一方、自動車用のウィンドガラスのＨＡＺＥは２％以下である。

なお、上記のように、フロントガラス６、更には、リアガラスやサイドガラス等のシールドガラスの一部を利用した車両外部への情報の表示は、特に、上述したタクシーの空車状態を示す「空車」等の情報を路上の歩行者等に対して表示するのに適している。また、本実施例に係る車両用情報表示システムは、上述したように、映像情報を、一方向に、フロントガラス上に表示するだけではなく、更に、例えば、バスや電車などの大型の車両においても、その車両を構成するシールドガラスであるリアガラス６’やサイドガラス６”（図２５、図２６等を参照）などの被投射部材を利用して、宣伝、広告や通知等を含む各種の情報を表示することも可能である。以下には、情報を車両の外部に対して表示する場合の車両用情報表示システムの構成やその作用について述べる。

図３５は、他の例として、車両の一部を構成する被投射部材として、車両を構成するリアガラス６’を介して、例えば、車両の外部にいる歩行者等に対して情報を表示するものである。その結果、運転者や同乗者は、必要な情報を、上述したフロントガラス６上に監視することができるが（図２５等を参照）、同時に、リアガラス６’によっても車外に情報を表示できる。なお、運転者や同乗者は、外部に対して表示した情報については、これを監視することはできず、そのため、運転者の視野を妨害することもない。即ち、車外への情報の表示によって車内の運転者や同乗者が外部の景観を監視することの妨げとはならない。

この例では、車両の一部を構成する被投射部材であるリアガラス６’の上方に車両情報表示装置１００’を配置し、その映像光をリアガラス６’の全面または一部に設定した画像表示領域（１ｅ）に向けて投射することにより、映像情報の表示を行う。

なお、この例でも、リアガラス６’の画像表示領域には上述した図２２および図２３に示した透明シート５１’が設けられる。加えて、映像情報を車外へ向けて一方向に表示する被投射部材として、上述したフロントガラス６やリアガラス６’に限定されることはなく、その他、例えば、車両の側面を構成するサイドガラス６”（図２８や図２９等を参照）を利用することも可能であり、その場合、ここでは図示しないが、サイドガラス６”の近傍の部材（例えば、隣接する天井面や窓の枠組の一部など）に車両情報表示装置１００’を配置すると共に、当該サイドガラス６”の画像表示領域（１ｄ）には、上記図２２および図２３に示した透明シート５１’が設けられる。かかるサイドガラス６”への情報の表示は、例えば、タクシーにおいて、「お待たせしました」または「ご乗車ください」等のメッセージを路上の乗客等に対して表示するのに適している。

加えて、以上に述べた例では、表示する映像情報を、車両を構成する被投写部材であるフロントガラス６やリアガラス６’やサイドガラス６”を介して、一方向に、車両の外部、または、内部に表示する車両情報表示装置１００および１００’について述べた。しかしながら、本発明はこれらに限定されることなく、例えば、情報を車両の内部に表示する車両情報表示装置１００と共に、情報を車両の外部に対して表示する車両情報表示装置１００’を、適宜、組み合わせることも可能である。このことによれば、例えば、公共の交通機関であるバスや電車などに適用した場合、そのリアガラス６’やサイドガラス６”を介して、車外の公衆に対して宣伝・広告や通知等を含む各種の情報を表示することが可能であり（但し、車内からは視認されないように制御可能）、公衆への有効な情報の表示ができる。また、上述したように、車両情報表示装置としてヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）７００も同時に搭載して利用することも可能である。

更に、上述した透明拡散シート材５５（図２２を参照）に代えて、例えばサンテックディスプレイ(株)のＰＤＬＣを使用し映像光入射側に特定の偏波を吸収または反射するシートまたは膜を成膜することで映像表示状態では電圧を印加せず白色状態とすることで映像光を車内外に映像表示が可能となる。映像非表示状態では電圧を印加して透明な状態とすることで透明シートの代用とすると良い。運転者が後部景観を観る必要がある例えば後進ギアにシフトした場合やリアミラーやルームミラーに視点を移動させたことを運転者監視カメラで確認した場合にはＰＤＬＣの一部に電圧を印加してＰＤＬＣ全面や一部を透明として後方視認性を確保する。上述したシートまたは膜により運転者側に映像光が戻ることを軽減し運転の支障とならないようにする。

更には、上述したＨＵＤ装置７００からの映像を、上述した映像投写装置４８や光方向変換パネル５４を含む表示装置を利用してウィンドガラス６に表示することも可能であり、その一例は上記図３０や図３３に示した。なお、ＨＵＤ装置７００の構成や動作は上記と同様であり、また、車両情報表示装置１００の構成や動作も上記と同様である。なお、この場合においても、上記と同様に、発生した光の利用効率を向上することが可能であり、更に、その均一な照明特性をより向上すると同時に、モジュール化されたＳ偏光波の光源装置等を含め、小型かつ低コストで製造することが可能となる。

加えて、車両を構成する被投射部材であるフロントガラス６やリアガラス６’やサイドガラス６”を介してより大きな映像を表示する場合には、上述した車両情報表示装置１００および１００’において光源装置１０１と共に映像投写装置４８を構成する映像表示素子５２として、比較的安価な液晶表示パネルを複数枚組み合わせて接合部を連続的にして一体とした大型の液晶表示パネル５２を採用することも可能である。この場合、上述した光源装置１０１からの光束を平行にウィンドガラス６に設けられた透明シート５１へ向けて当該透明シート５１によって一方向に反射、拡散させることによっても、消費電力を大幅に低減しながら、より拡大した映像情報を表示することが可能な車両用情報表示システムを、比較的、簡単かつ安価に実現することができる。

以上述べた本発明のＨＵＤ装置型の車両用映像表示システムによれば、映像表示装置４８からの映像光が平行であれば、例えばウィンドガラスから監視者の眼８までの距離を８０ｃｍとし、虚像が見える距離（ウィンドガラスに反射する位置）をパラメータとして、映像表示装置４８の画面水平寸法を１０インチおよび２０インチとした場合のウィンドガラスに見える反射像（虚像）の相対サイズを計算により求めた。結果を図３６に示す。監視者の眼に対して水平な軸Ｌ－Ｌ’に対して虚像が上部に成立すると空中に虚像が現れ、自動車が上下に変動すると監視者が乗り物酔いを起こす。このため、虚像は水平線Ｌ－Ｌ‘の上または下方に表示するのが良く、発明者らの実験の結果、虚像と水平軸とがなす角度βは0度から8度までの範囲が好適であり、拡張現実を実現する場合には0度から４度の範囲が更に良好であることが判明した。βが４度の場合の虚像距離は２０ｍで、映像表示装置の水平サイズが１０インチの場合、ウインドで反射して得られる虚像は２５０インチ相当、２０インチの場合は５００インチ相当となる。

以上、本実施例に係る情報表示システムを車両に適用した様々な車両用情報表示システムとその具体的な構成について詳細に述べたが、本発明の情報表示システムはこれらに限定されることなく、更に、例えば、船舶のデッキ（操舵室）において航行に必要な情報を船長や操舵員に表示するための情報表示システムとして利用することも可能である。例えば、図３７（ａ）や（ｂ）にも示すように、船舶のデッキ（操舵室）の内部（例えば、天井面）に表示システムを構成する映像表示装置４８’を配置し、必要な情報である映像を、当該デッキ（操舵室）を構成するフロントガラス６の一部に投射して反射して（図の矢印を参照）監視者に虚像として視認させることは上記の車両用情報表示システムと同様である。なお、図では、操舵輪を符号４３’で示す。これらの図からも明らかなように、船舶のデッキ（操舵室）は車両の運転室に比較して広く、そのフロントガラス６は、乗用車のように大きく傾斜することなく、ほぼ垂直、または、図にも示すように、その上部ほど前方に傾斜して配置されたものが多い。そのため、当該船舶用の情報表示システムは、車両用情報表示システムに比較して、容易に設置することが可能である。

以上、種々の実施例について詳述したが、しかしながら、本発明は、上述した実施例のみに限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためにシステム全体を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

以下に、本発明における好ましい態様について付記する。
［付記１］
映像表示装置に特定偏波光を供給する光源装置であって、
自然光を発散する点または面光源と、
前記自然光を発散する点または面光源からの発散光の発散角を低減する光学手段と、
前記発散光を反射させ、映像表示装置に伝搬する反射面を備え、
前記反射面と反射面を繋ぐ、繋ぎ面は前記映像表示装置と対向して配置され、前記映像表示装置と反射面の間には反射型偏光板が配置されており、
前記繋ぎ面に対して対向するもう一方に位相差板を介して反射面を配置し、
前記反射型偏光板で反射した他方の偏波を偏光変換して前記反射型偏光板を通過させることで前記映像表示装置に特定の偏波のみを選択的に伝搬させ、前記面光源から前記映像表示装置に入射する光束の発散角の一部は前記面光源に設けた反射面の形状と面粗さによって制御する、光源装置。

［付記２］
付記１に記載の光源装置において、
前記発散角が±３０度以内である、光源装置。

［付記３］
付記２に記載の光源装置において、
前記発散角が±１０度以内である、光源装置。

［付記４］
付記１に記載の光源装置において、
水平拡散角と垂直拡散角が異なる、光源装置。

［付記５］
付記１に記載の光源装置において、
前記映像表示装置を画面中央に正対し画面対角寸法と同じ位置に視点を置いた状態での画面全面の相対輝度比は画面中央と画面周辺部で２０％以上である、光源装置。

［付記６］
付記５に記載の光源装置において、
画面周辺の相対輝度が３０％以上である、光源装置。

［付記７］
付記１に記載の光源装置において、
前記映像表示装置は液晶パネル素子であり、光入射面と出射面に設けた偏光板の特性により得られるコントラストに前記反射型偏光板のクロス透過率の逆数を乗じた高いコントラスト性能が得られる、光源装置。

［付記８］
付記１～７の何れか１項に記載の光源装置を利用した情報表示システムであって、
空間を構成する透明な被投写部材を介して映像を前記空間の内部または外部に対して一方向に表示する情報表示装置として鋭角な拡散特性を有する特定偏波の光の強度を映像信号に合わせて変調して映像光を生成して投写する前記映像表示装置と、
前記被投写部材の一部に設定された表示領域の内側面に設けられた透明シートと、
前記映像表示装置からの前記映像光の方向を前記表示領域の前記透明シートに向ける光方向変換手段と、を備え、
前記映像表示装置は、前記映像表示装置を構成する前記点または面光源からの映像光を、拡散角度が狭くかつ特定の偏波成分からなる映像光へ変換するための映像光特性変換手段を備えている、情報表示システム。

［付記９］
付記８に記載の情報表示システムにおいて、
前記光源装置は、１つの映像表示素子に対して複数の面発光光源を併設した、情報表示システム。

［付記１０］
付記９に記載の情報表示システムにおいて、
前記光源装置は、１つの映像表示素子に対して光の出射方向が異なる複数の面発光光源を併設した、情報表示システム。

［付記１１］
映像表示装置に特定偏波光を供給する光源装置であって、
自然光を発散する点または面光源と、
前記自然光を発散する点または面光源からの発散光の発散角を低減する光学手段と、
第一の偏光変換手段を備え、
前記第一の偏光変換手段からの出射光束は、前記第一の偏光変換手段の光出射面に近接配置した導光体に入射し、前記導光体の反射面において反射し、前記反射面に対向する位置に配置した映像表示装置に伝搬する構成とし、
前記導光体の反射面と反射面とを繋ぐ繋ぎ面は前記映像表示装置と対向して配置され、前記映像表示装置と反射面の間には反射型偏光板を配置して構成されており、
前記反射面と繋ぎ面に対して対向するもう一方の面に位相差板を介して、反射面を配置してよりなる第二の偏光変換手段により、前記反射型偏光板で反射した他方の偏波を変換して前記反射型偏光板を通過させることで前記映像表示装置に特定の偏波を選択的に伝搬させ、前記面光源から前記映像表示装置に入射する光束の発散角の一部は、前記面光源に設けた反射面の形状と面粗さによって制御する、光源装置。

［付記１２］
付記１１に記載の光源装置において、
前記発散角が±３０度以内である、光源装置。

［付記１３］
付記１１に記載の光源装置において、
前記発散角が±１０度以内である、光源装置。

［付記１４］
付記１１に記載の光源装置において、
水平拡散角と垂直拡散角が異なる、光源装置。

［付記１５］
付記１１に記載の光源装置において、
前記映像表示装置を画面中央に正対し画面対角寸法と同じ位置に視点を置いた状態での画面全面の相対輝度比は画面中央と画面周辺部で２０％以上である、光源装置。

［付記１６］
付記１５に記載の光源装置において、
画面周辺の相対輝度が３０％以上である、光源装置。

［付記１７］
付記１１に記載の光源装置において、
前記映像表示装置は、液晶パネル素子であり光入射面と出射面に設けた偏光板の特性により得られるコントラストに前記反射型偏光板のクロス透過率の逆数を乗じた高いコントラスト性能が得られる、光源装置。

［付記１８］
付記１１～１７の何れか１項に記載の光源装置を利用した情報表示システムであって、
空間を構成する透明な被投写部材を介して映像を前記空間の内部または外部に対して一方向に表示する情報表示装置として鋭角な拡散特性を有する特定偏波の光の強度を映像信号に合わせて変調して映像光を生成して投写する前記映像表示装置と、
前記被投写部材の一部に設定された表示領域の内側面に設けられた透明シートと、
前記映像表示装置からの前記映像光の方向を前記表示領域の前記透明シートに向ける光方向変換手段と、を備え、
前記映像表示装置は、当該映像表示装置を構成する前記点または面光源からの映像光を、拡散角度が狭くかつ特定の偏波成分からなる映像光へ変換するための映像光特性変換手段を備えている、情報表示システム。

［付記１９］
付記１８に記載の情報表示システムにおいて、
前記光源装置は、１つの映像表示素子に対して複数の面発光光源を併設した、情報表示システム。

［付記２０］
付記１８に記載の情報表示システムにおいて、
前記光源装置は、１つの映像表示素子に対して光の出射方向が異なる複数の面発光光源を併設した、情報表示システム。

［付記２１］
空間を構成する透明な被投写部材を介して映像を前記空間の内部または外部に対して表示する情報表示システムであって、
前記空間の内部に配置され、光源からの光束を変調して映像光を生成して投写する映像投写装置と、
前記被投写部材の一部に設定された表示領域の内側面に設けられた透明シートと、
前記映像投写装置からの前記映像光の方向を前記表示領域の前記透明シートに向ける光方向変換手段と、を備え、
前記映像投写装置は、前記映像投写装置を構成する前記光源からの映像光を、拡散角度が狭くかつ特定の偏波成分からなる映像光へ変換するための映像光特性変換手段を備え、
前記透明シートは、前記映像投写装置からの映像光を反射または透過することにより前記映像を前記空間の内部または外部に対して一方向に表示する、鋭角な拡散特性を有する、情報表示システム。

［付記２２］
付記２１に記載の情報表示システムにおいて、
前記空間の内部に映像を表示する場合には、前記映像投写装置からの映像光束はＳ偏光とし、被投写部材の内部に設けた一方向性映像表示透明シートとして被投写部材から前記空間の内部に向かって位相差板、Ｓ偏光を透過する偏光板、透明拡散シート材の順に重ねて配置した一方向性映像表示透明シートを設けた、情報表示システム。

［付記２３］
付記２１に記載の情報表示システムにおいて、
前記空間の外部に映像を表示する場合には、前記映像投写装置からの映像光束はＰ偏光とし、被投写部材の内部に設けた一方向性映像表示透明シートとして被投写部材から前記空間の内部に向かって透明拡散シート材、位相差板、Ｐ偏光を透過する偏光板の順に重ねて配置した一方向性映像表示透明シートを設けた、情報表示システム。

［付記２４］
付記２１に記載の情報表示システムにおいて、
前記空間の内部に映像を表示する場合には、前記映像投写装置からの映像光束はＳ偏光とし、被投写部材の内部に設けた一方向性映像表示透明シートとして被投写部材から前記空間内部に向かって映像光制御フィルム、透明シート、透明拡散シート材の順に重ねて配置した一方向性映像表示透明シートを設けた、情報表示システム。

［付記２５］
付記２１に記載の情報表示システムにおいて、
前記空間の外部に映像を表示する場合には、前記映像光投写装置からの映像光束はＰ偏光とし、被投写部材の内部に設けた一方向性映像表示透明シートとして被投写部材から前記空間内部に向かって透明拡散シート材、映像光制御フィルム、透明シート、透明拡散シート材の順に重ねて配置した一方向性映像表示透明シートを設けた、情報表示システム。

［付記２６］
付記２１～２５のいずれか１項に記載の情報表示システムに用いる一方向性映像表示透明シートであって、
前記一方向性映像表示透明シートは、偏光板と透明シートと位相差板から構成され、
前記一方向性映像表示透明シートは、屈折率の大きいナノ粒子を分散させた熱可塑性高分子を延伸したフィルムであり、映像を表示していない場合には透明であり、映像を表示している場合には映像光を拡散、反射させて、空間の内部または外部の監視者に映像情報を視認させる、一方向性映像表示透明シート。

［付記２７］
付記２６に記載の一方向性映像表示透明シートにおいて、
前記一方向性映像表示透明シートの拡散透過率と平行光線透過率の比率により定義される曇度は、１０％以下である、一方向性映像表示透明シート。

［付記２８］
付記２６に記載の一方向性映像表示透明シートにおいて、
前記一方向性映像表示透明シートの拡散透過率と平行光線透過率の比率により定義される曇度は、４％以下である、一方向性映像表示透明シート。

１…自動車（車両）本体、６…フロントガラス、６’…リアガラス、６”…サイドガラス、１００…車両情報表示装置、１０１…光源装置、４８…映像投写装置、４９…反射型偏光板、５２…液晶表示パネル（素子）、５０…保護カバー、５１…一方向性の透明シート、５４…光方向変換パネル、５５…透明拡散シート材、５７…偏光板、５８…位相差板、７０ａ…透明部分、７０ｂ…黒色部分、２０２…ＬＥＤ基板、２０３…導光体、反射シート…２０５…反射シート、２２０…ショーウインドウ（ウィンドガラス）、３００…スマートフォン。

Claims (4)

1. 空間を仕切る透明な被投写部材を介して映像を前記空間の内部または外部に対して表示する情報表示システムであって、
   映像投写装置と、透明シートと、光方向変換手段と、映像光制御フィルムとを備え、
   前記映像投写装置は、
   前記空間の内部に配置され、
   自然光を発散する点または面光源と、前記自然光を発散する点または面光源からの発散光の発散角を狭くする光学手段と、前記光学手段からの光束を導光する導光体と、を含む面光源装置と、
   前記導光体からの光束を変調し映像光を生成して投写する映像表示素子と、
   前記導光体と前記映像表示素子との間に、前記映像表示素子と対向して設けられ、特定の偏波成分を有する光束を通過させ、該特定の偏波成分とは異なる偏波成分を有する光束を反射させる反射型偏光板と、を備え、
   前記導光体は、複数の反射面部と、反射面部どうしを繋ぐ複数の繋ぎ面部とを含む導光体光反射部を有し、
   前記導光体光反射部の繋ぎ面部は、前記導光体に入射された光束を前記映像表示素子に向けて反射するように配置され、
   前記導光体光反射部の反射面部は、前記映像表示素子と対向して配置された反射面と、該反射面の上に設けられた位相差板とを有し、
   前記導光体および前記反射型偏光板は、前記反射型偏光板で反射した光束を、前記反射面部の反射面および位相差板により、該光束の偏波成分を変換して反射させ、前記反射型偏光板を通過させることにより、前記映像表示素子に前記特定の偏波成分を有する光束を選択的に伝搬させるように構成されており、
   前記透明シートは、前記被投写部材の一部に設定された表示領域の内側面に設けられ、
   前記光方向変換手段は、前記映像投写装置からの前記映像光の投写方向を前記表示領域の前記透明シートに向けるものであり、
   前記映像光制御フィルムは、前記映像投写装置の上面に設けられ、前記映像光の出射方向を規制して監視者に直接当該映像光が向かわずに前記透明シートで反射して監視者が認識できるようにする、
   情報表示システム。
2. 請求項１に記載の情報表示システムであって、
   前記映像光制御フィルムは、透明シリコンからなる透明部と黒色シリコンからなる黒色部を交互に配置して光入出射面に合成樹脂を配置したサンドウィッチ構造を有する、
   情報表示システム。
3. 請求項２に記載の情報表示システムであって、
   前記映像光制御フィルムは、前記透明部と前記黒色部のピッチｈが、表示する映像の画素に対して１／３以下である、
   情報表示システム。
4. 請求項１に記載の情報表示システムにおいて、
   前記反射型偏光板は、Ｐ偏光を反射させＳ偏光を透過させる特性、または、Ｓ偏光を反射させＰ偏光を透過させる特性を有し、
   前記位相差板は、λ／４板である、
   情報表示システム。

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