JPWO2017057564A1 - 映像投影構造体および映像投影方法 - Google Patents
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Abstract
映像投影構造体(100)は、表面に凹凸が形成された第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、反射膜の上に形成された第2の透明層(22)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。
Description
「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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
・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、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
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
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。
Claims (10)
- 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。
- 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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