JPWO2019123896A1 - 透明スクリーン、映像投影合わせ板、及び映像表示システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、映像表示システムの一実施形態を示す模式図である。図1において、透明スクリーン20の構造が拡大して示されている。
映像投影合わせ板11は、前方から投影される映像を前方の観察者13に表示し、かつ後方の背景を前方の観察者13に視認させる。後方の背景は、映像の非投影時に視認可能であればよく、映像の投影時に視認可能でも視認不能でもよい。
第1の透明板21及び第2の透明板22として、例えばガラス板が用いられる。この場合、映像投影合わせ板11として、合わせガラスが得られる。合わせガラスの製造方法は、例えば、次の(1)〜(3)のステップを有する。(1)第1の透明板21としてのガラス板、第1の接着層23、透明スクリーン20、第2の接着層24、及び第2の透明板22としてのガラス板をこの順で重ねた積層体を、真空バックの内部に入れる。重ねる順序は逆でもよい。(2)積層体を入れた真空バックの内部を脱気しながら、真空バックを大気炉などで加圧及び加熱する。(3)真空バックから取出した積層体を、オートクレーブで加圧、加熱する。
第1の接着層23は、第1の透明板21と透明スクリーン20とを接着する。第2の接着層24は、第2の透明板22と透明スクリーン20とを接着する。第1の接着層23及び第2の接着層24の厚みは、それぞれ、限定されないが、例えば、0.01mm〜1.5mm、好ましくは0.3mm〜0.8mmである。
透明スクリーン20のヘイズ(Haze)値が10%以下、好ましくは0.1%〜2%であると、十分な透明度が得られ、背景が良好に視認できるので好ましい。なお、第1の透明板21や第2の透明板22として用いられるガラス板のヘイズ値は、通常、1%以下である。
透明スクリーン20は、可とう性を有しなくてもよいが、様々な形状に変形できるように可とう性を有してもよい。
第1の透明層32は、断面視がのこぎり歯状に形成されている。第1の透明層32は、第1の透明層32の反射層34とは反対側の面を基準面41とするとき、基準面41に対し傾斜する斜面42を複数有する。複数の斜面42は、基準面41の法線方向から見たとき縞状に形成される。縞の線は、直線でもよく、曲線でもよい。曲線の場合は、同心円パターン、楕円パターンであってもよい。
なお、後で詳述するように、複数の斜面42のそれぞれの傾斜角θ1は同じであるとは限らない。本実施形態では、複数の斜面42のそれぞれの傾斜角θ1の大きさはばらついている。
このとき、x方向における段差面43の高さPV1と、ピッチP1との比(PV1/P1)は0.6以下であることが好ましい。PV1は、傾斜角θ1の中心角度から算出される。中心角度は、複数の斜面42の傾斜角θ1をばらつかせたときの基準角度である。
PV1/P1が0.6以下であると、大部分の斜面42の傾斜角θ1の絶対値を45°以下にすることができ、前方散乱を抑制でき、ノイズを低減できる。PV1/P1は、好ましくは0.01以上であり、より好ましくは0.05以上であり、さらに好ましくは0.1以上であることが、視認性の良好な映像を得やすいため好ましい。
凹凸層33に占める粒子37の割合(体積)は、例えば、1%〜80%、好ましくは5%〜60%である。
凹凸層33の凹凸形状の規則性に関して、粒子37の粒径のばらつきを小さくすると規則性を出しやすい。粒子37の粒径のばらつきを大きくすると規則性を崩し、ランダムな凹凸とすることができる。また、粒子37の合計の体積を、マトリックス38の体積に対して、小さくすることによって、ランダムな凹凸とすることができる。特に、粒子37の体積をマトリックス38の体積の100%以下にすることによって、規則性を小さくすることができる。
一方、凹凸層33の凹凸形状に規則性を付与することによって、光の散乱方向が揃いやすいので輝度をより高くできる。
試験例1〜9での条件及び視認性が表1に示されている。
すなわち、図6に示されているように、約0.7゜ごとに強い回折光強度が生じている。その結果、観察者13に、背景が多重に見えてしまう現象が生じる。
試験例3では、図8に示されているように、試験例1及び2の場合よりも弱いものの、約0.7゜ごとに強い回折光強度が生じている。
図9に示されているように、試験例1〜3の場合よりも弱いものの、試験例4でも約0.7゜ごとに強い回折光強度が生じている。
試験例5では、図10に示されているように、約0.7゜ごとに強い回折光強度が生じている。その結果、観察者13に、背景が多重に見えてしまう現象が生じる。
図11に示されているように、試験例5の場合よりも弱いものの、試験例6でも約0.7゜ごとに強い回折光強度が生じている。
図12に示されているように、試験例7でも、試験例5及び6に比べて、相対的に強い回折光強度と相対的に弱い回折光強度との差が小さくなっている。その結果、相対的に強い回折光と次に発生していた強い回折光との間に相対的に弱い回折光が入るため、多重像として観測され難くなり、視認性が改善されている。
図13に示されているように、試験例8では、試験例5〜7に比べて、相対的に強い回折光強度と相対的に弱い回折光強度との差が小さくなっている。その結果、相対的に強い回折光と次に発生していた強い回折光との間に相対的に弱い回折光が入るため、多重像として観測され難くなり、視認性が改善されている。
図14に示されているように、試験例9では、試験例5〜8に比べて、相対的に強い回折光強度と相対的に弱い回折光強度との差が小さくなっている。その結果、相対的に強い回折光と次に発生していた強い回折光との間に相対的に弱い回折光が入り、多重像として観測され難くなり、視認性が改善されている。
更に、図4及び図5においては段差面46をx方向に平行としたが、段差面46の傾斜角度を変調させることによって、回折を抑制し、多重像を軽減させることも可能である。
図15は、映像投影合わせ板11が車両の前部の窓(フロントウインドウ)に設置された場合、車両の前方から見た、映像投影合わせ板11の透明スクリーン20と、プロジェクタ12と、観察者13との位置関係の一例を示す図である。映像投影合わせ板11は、車両の前部の窓に取付けられている。透明スクリーン20は、その窓の下部に設けられている。プロジェクタ12は、その窓よりも下方に設けられている。観察者13の目は、その窓の上下方向中央部に位置している。この場合、図15に示すように、複数の反射斜面45は、水平方向に細長い横縞を形成してよい。観察者13は、ホットスポットが観察されない位置で、明るい映像を観察できる。
図18は、一実施形態の透明スクリーン20の製造方法を示すフローチャートである。図18に示すように、透明スクリーンの製造方法は、第1の透明層32に複数の斜面42を縞状に形成するステップS101と、複数の斜面42のそれぞれに凹凸を形成するステップS102と、凹凸に接する反射層34を形成するステップS103と、反射層34の凹凸を埋める第2の透明層35を形成するステップS104との工程を有する。
型押し法は、型60の凹凸パターンを第1の透明層32に転写する方法である。型押し法は、インプリント法を含む。インプリント法は、第1の透明層32となる樹脂材料を型60と基材シート31との間に挟み、型60の凹凸パターンを樹脂材料に転写し、樹脂材料を固化させる方法である。
以上、透明スクリーンの実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
第1の透明層32、32Aとして、第1の透明板21が用いられてもよい。第1の透明板21がガラス板である場合、プレス成形によって、曲げ成形と型押しとを同時に行ってもよい。
第2の透明層35、35Aとして第2の接着層24が用いられ、かつ、保護シート36の代わりに第2の透明板22が用いられてもよい。
Claims (17)
- 第1の透明層と、投影される映像の光を反射する反射層と、前記反射層を基準として前記第1の透明層とは反対側に設けられる第2の透明層とを有し、背景を視認可能な透明スクリーンであって、
前記反射層は、前記第1の透明層の前記反射層とは反対側の面を基準面とするとき前記基準面に対して傾斜し、前記映像の光を反射する反射斜面を複数有し、
複数の前記反射斜面は、それぞれ凹凸を有し、前記基準面の法線方向から見たときに縞状に形成され、
前記基準面に対する角度が所定の中心角度に対して所定量の範囲内でランダムな変化量を有するように複数の前記反射斜面が形成されていることを特徴とする透明スクリーン。 - 前記変化量は、前記所定量の範囲内における離散的な値である、請求項1に記載の透明スクリーン。
- 前記第1の透明層は、前記基準面に対し同じ向きに傾斜する複数の斜面を有し、
複数の前記斜面は、前記基準面の法線方向から見たときに縞状に形成され、
透明スクリーンは、前記第1の透明層と前記反射層との間において、前記第1の透明層の前記斜面に凹凸を形成する凹凸層を更に有し、
前記凹凸層は、粒子及びマトリックスを含み、前記反射層と接する面に凹凸を有し、
前記反射斜面は、前記凹凸層の凹凸に沿って形成される、請求項1又は2に記載の透明スクリーン。 - 前記第1の透明層は、前記基準面に対し同じ向きに傾斜する複数の斜面を有し、
複数の前記斜面は、それぞれ凹凸を有し、前記基準面の法線方向から見たときに縞状に形成され、
前記反射斜面は、前記斜面の凹凸に沿って形成される、請求項1又は2に記載の透明スクリーン。 - 隣り合う複数の前記斜面の間に、複数の前記斜面を連結する段差面を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の透明スクリーン。
- 前記基準面の法線方向における前記段差面の高さPV1と、複数の前記斜面が並ぶ方向におけるピッチP1との比(PV1/P1)が0.6以下である、請求項5に記載の透明スクリーン。
- 前記反射層は、金属層と誘電体層との少なくとも一方を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の透明スクリーン。
- 透明スクリーンのヘイズが10%以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の透明スクリーン。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の透明スクリーンと、前記透明スクリーンの片側に設けられる第1の透明板と、前記透明スクリーンの反対側に設けられる第2の透明板と、を有する映像投影合わせ板。
- 車両の窓板として用いられる、請求項9に記載の映像投影合わせ板。
- 請求項1〜8のいずれか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影するプロジェクタと、を有する映像表示システム。
- 第1の透明層と、投影される映像の光を反射する反射層と、前記反射層を基準として前記第1の透明層とは反対側に設けられる第2の透明層とを有し、背景を視認可能な透明スクリーンの製造方法であって、
前記第1の透明層の前記反射層とは反対側の面を基準面とすると、前記第1の透明層の前記基準面とは反対側の面に、前記基準面に対し傾斜する複数の斜面を、前記基準面の法線方向から見て縞状に形成するステップと、
複数の前記斜面のそれぞれに凹凸を形成するステップと、
前記凹凸に接する前記反射層を形成するステップと、
前記反射層の凹凸を埋める第2の透明層を形成するステップとを有し、
前記基準面に対する角度が所定の中心角度に対して所定量の範囲内でランダムな変化量を有するように複数の前記反射斜面を形成することを特徴とする透明スクリーンの製造方法。 - 前記変化量は、前記所定量の範囲内における離散的な値である、請求項12に記載の透明スクリーンの製造方法。
- 前記斜面に凹凸を形成する方法が、前記斜面に粒子及びマトリックスを含む液体を塗布して乾燥する成膜法である、請求項12又は13に記載の透明スクリーンの製造方法。
- 前記斜面に凹凸を形成する方法が、前記斜面をエッチングするエッチング法である、請求項12〜14のいずれかに記載の透明スクリーンの製造方法。
- 前記斜面を形成する方法が、型の凹凸パターンを前記第1の透明層に転写する型押し法である、請求項12〜15のいずれかに記載の透明スクリーンの製造方法。
- 前記斜面を形成する方法が、前記第1の透明層を切削工具で切削する切削法である、請求項12〜16のいずれかに記載の透明スクリーンの製造方法。
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