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WO2018131684A1 - 透明スクリーン、映像投影合わせ板、映像表示システム、および透明スクリーンの製造方法 - Google Patents

透明スクリーン、映像投影合わせ板、映像表示システム、および透明スクリーンの製造方法 Download PDF

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WO2018131684A1
WO2018131684A1 PCT/JP2018/000682 JP2018000682W WO2018131684A1 WO 2018131684 A1 WO2018131684 A1 WO 2018131684A1 JP 2018000682 W JP2018000682 W JP 2018000682W WO 2018131684 A1 WO2018131684 A1 WO 2018131684A1
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WO
WIPO (PCT)
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transparent
layer
transparent screen
reflective
slope
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/000682
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English (en)
French (fr)
Inventor
恒生 一松
幸宏 垰
成紀 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of WO2018131684A1 publication Critical patent/WO2018131684A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23Head-up displays [HUD]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/54Accessories
    • G03B21/56Projection screens
    • G03B21/60Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62Translucent screens
    • G03B21/625Lenticular translucent screens
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/74Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

Definitions

  • the direction in which a hot spot is observed is the same as the direction in which a bright image is observed.
  • the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the brightness of the image is the brightest can be separated.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of steps for forming a plurality of inclined surfaces in a striped pattern in the first transparent layer.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of steps for forming irregularities on the slope of the first transparent layer.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of steps for forming the reflective layer.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a step of forming the second transparent layer. It is a figure which shows the video display system by a modification. It is a figure which shows the conventional transparent screen.
  • FIG. 18A is a semilogarithmic graph showing the luminance characteristics of the image projection laminated board according to Example 1.
  • FIG. FIG. 18B is a linear graph illustrating the luminance characteristics of the image projection laminated plate according to the first example.
  • FIG. 19A is a semilogarithmic graph showing the luminance characteristics of the image projection laminated board according to Example 2.
  • FIG. 19B is a linear graph showing luminance characteristics of the image projection laminated plate according to the second example.
  • FIG. 20A is a semilogarithmic graph showing the luminance characteristics of the image projection laminated board according to Example 3.
  • FIG. 20B is a linear graph illustrating the luminance characteristics of the image projection laminated plate according to the third example.
  • FIG. 21A is a semilogarithmic graph showing the luminance characteristics of the image projection laminated board according to Comparative Example 1.
  • FIG. 21B is a linear graph showing luminance characteristics of the image projection laminated plate according to Comparative Example 1.
  • FIG. 22A is a semilogarithmic graph showing the luminance characteristics of the image projection laminated plate according to Comparative Example 2.
  • FIG. 22B is a linear graph showing the luminance characteristics of the image projection laminated board according to Comparative Example 2.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a video display system according to an embodiment. In FIG. 1, the structure of the transparent screen 20 is shown enlarged.
  • the video display system 10 includes a video projection matching plate 11 that can visually recognize the background, and a projector 12 that projects a video on the video projection matching plate 11.
  • a general projector is used as the projector 12.
  • the video projection matching plate 11 displays a video projected from the front to the front user 13 and makes the front user 13 visually recognize the back background.
  • the background behind the screen may be visible when the image is not projected, and may be visible or not visible when the image is projected.
  • the video projection matching plate 11 has a video projection surface 11a in contact with the atmosphere.
  • a hot spot is generated by the regular reflection of the incident light IL on the image projection surface 11a and the surface in contact with the air on the opposite side.
  • the hot spot is observed at a position in the regular reflection direction (for example, the position of the user 14 indicated by a broken line) and is not observed at other positions (for example, the position of the user 13 indicated by a solid line).
  • the use of the image projection laminated board 11 is not particularly limited, but for example, a window plate of a vehicle such as an automobile or a train, a window plate of a building, a window plate of a show window, a window plate of a refrigerated showcase, an interior of a vehicle or a building For example, a partition that separates the rooms.
  • the image projection alignment plate 11 includes a transparent screen 20, a first transparent plate 21 provided on one side (for example, the rear side) of the transparent screen 20, and a second transparent plate provided on the opposite side (for example, the front side) of the transparent screen 20. Plate 22.
  • Examples of glass of the glass plate include soda lime glass, aluminosilicate glass, alkali-free glass, and borosilicate glass.
  • the glass may be either untempered glass or tempered glass. Untempered glass is obtained by forming molten glass into a plate shape and slowly cooling it. Examples of the molding method include a float method and a fusion method.
  • the tempered glass may be either physically tempered glass or chemically tempered glass. Physically tempered glass strengthens the glass surface by rapidly cooling a uniformly heated glass plate from a temperature near the softening point and generating a compressive stress on the glass surface due to the temperature difference between the glass surface and the inside of the glass. . Chemically tempered glass is obtained by strengthening the glass surface by generating a compressive stress on the glass surface by an ion exchange method or the like.
  • the transparent screen 20 may not have flexibility, but may have flexibility so that it can be deformed into various shapes.
  • FIG. 2 is a diagram showing a transparent screen according to an embodiment.
  • the transparent screen 20 includes a base sheet 31, a first transparent layer 32, a reflective layer 34, a second transparent layer 35, a protective sheet 36, and the like in this order from the rear side to the front side.
  • the first transparent layer 32 is formed on the surface of the base sheet 31 and has irregularities on the surface opposite to the base sheet 31.
  • the first transparent layer 32 is made of, for example, a transparent resin.
  • the resin may be any of a photocurable resin, a thermoplastic resin, and a thermosetting resin, and is formed by, for example, an imprint method.
  • the reflective layer 34 is formed in a zigzag shape along the irregularities on the surface of the first transparent layer 32.
  • the reflection layer 34 has projections and depressions on the front surface thereof, and displays an image by diffusely reflecting the image light projected from the front.
  • the reflective layer 34 allows the background to be visually recognized by transmitting a part of the light from the rear to the front.
  • the irregularities are preferably irregular irregularities.
  • the first transparent layer 32 is formed in a sawtooth shape in a sectional view.
  • the first transparent layer 32 has a plurality of inclined surfaces 42 that are inclined in the same direction with respect to the reference surface 41 when the surface 41 of the first transparent layer 32 opposite to the reflective layer 34 is the reference surface 41.
  • Each inclined surface 42 is inclined so as to be separated from the reference surface 41 from one end (for example, the lower end) toward the other end (for example, the upper end).
  • the plurality of slopes 42 are formed in stripes when viewed from the normal direction of the reference surface 41.
  • the stripe line may be a straight line or a curved line.
  • the inclination angle of each inclined surface may have a distribution within about ⁇ 30% with respect to the average value of the inclination angles of the plurality of inclined surfaces as long as the inclination direction is the same with respect to the reference surface 41.
  • the distribution refers to a graph of the plurality of slopes 42 in which the horizontal axis represents the inclination angle and the vertical axis represents the count number.
  • the width W of the slope 42 may have a distribution within about ⁇ 30% with respect to the average value of the width W of each slope 42.
  • the distribution refers to a graph of the width W of the slope 42 in which the horizontal axis is the width and the vertical axis is the count number.
  • the inclination angle ⁇ of the inclined surface 42 is, for example, 2 ° or more and 45 ° or less, and preferably 5 ° or more and 20 ° or less.
  • the inclination angle ⁇ of the inclined surface 42 is measured in a cross section perpendicular to the y direction (for example, the cross section shown in FIG. 2).
  • the inclination angle ⁇ of the inclined surface 42 is 0 ° when the inclined surface 42 is parallel to the reference surface 41, and 90 ° when the inclined surface 42 is perpendicular to the reference surface 41.
  • the matrix 38 includes at least one of an inorganic material and an organic material.
  • the inorganic material include silicon dioxide, titanium oxide, zirconia oxide, and sodium silicate.
  • the organic material include polyvinyl alcohol resin, polyvinyl butyral resin, epoxy resin, acrylic resin, polyester resin, polycarbonate resin, melamine resin, polyurethane resin, urethane acrylate resin, and silicone resin.
  • the organic material may be a thermosetting resin, a photocurable resin, or a thermoplastic resin.
  • the ratio of the particles 37 in the uneven layer 33 is, for example, 1% or more and 80% or less, preferably 5% or more and 60% or less.
  • the height difference h between the adjacent convex portion 33a and the concave portion 33b is, for example, 1/3 or less of the height difference H of the slope 42.
  • the height difference h between the adjacent convex portion 33a and concave portion 33b is measured in a direction perpendicular to the slope 42 in a cross section perpendicular to the y direction.
  • the interval w between the plurality of adjacent convex portions 33a is 1/3 or less of the dimension (W / cos ⁇ ) in the inclination direction of the inclined surface 42.
  • the interval w between the plurality of adjacent convex portions 33a is measured in a direction parallel to the slope 42 in a cross section perpendicular to the y direction.
  • the interval w between the plurality of adjacent convex portions 33a can be adjusted, for example, by controlling the particle size or particle size distribution of the particles 37, the volume ratio of the particles 37 and the matrix 38, the charging state of the particles 37, or the like.
  • regularity can be easily obtained when the particle size variation of the particles 37 is reduced, and regularity is lost when the particle size variation of the particles 37 is increased, thereby forming random irregularities. it can. Further, by making the total volume of the particles 37 smaller than the volume of the matrix 38, random irregularities can be formed. In particular, the regularity can be reduced by setting the volume of the particles 37 to 100% or less of the volume of the matrix 38.
  • the light scattering direction can be easily aligned, so that the luminance can be further increased.
  • Each reflecting slope 45 extends linearly in the y direction, and is displaced from one side in the x direction to the opposite side in the x direction as it goes from one end in the z direction to the other end in the z direction (for example, as it goes in the negative Z direction).
  • the inclination angle of the reflective slope 45 can be represented by the inclination angle ⁇ of the slope 42, and is 2 ° or more and 45 ° or less.
  • the inclination angle of the reflective slope 45 is measured in a cross section perpendicular to the y direction.
  • the inclination angle of the reflective slope 45 is 0 ° when the reflective slope 45 is parallel to the reference plane 41, and 90 ° when the reflective slope 45 is perpendicular to the reference plane 41.
  • the inclination angle of the reflective slope 45 is set based on the positional relationship between the projector 12, the user 13, and the transparent screen 20, the refractive index of the transparent screen 20, and the like.
  • the reason why the refractive index of the transparent screen 20 is taken into account is that the incident light IL and the reflected light RL are refracted at the boundary between the transparent screen 20 and the atmosphere.
  • the width of the reflective slope 45 can be represented by the width W of the slope 42, and is 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the width of the reflective slope 45 is the dimension of the reflective slope 45 in the z direction in a cross section perpendicular to the y direction.
  • the width W is preferably 15 to 400 ⁇ m, more preferably 20 to 150 ⁇ m.
  • the width W is 500 ⁇ m or less, it is possible to prevent the reflective slope from being seen by an observer.
  • the width W is 10 ⁇ m or more, it is easy to process the reflective slope.
  • the height difference of the reflective slope 45 can be represented by the height difference H of the slope 42, and is 2 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the difference in height of the reflective slope 45 is the dimension of the reflective slope 45 in the x direction in a cross section perpendicular to the y direction.
  • the height difference H is preferably 2 to 100 ⁇ m, more preferably 2 to 50 ⁇ m.
  • a step surface 46 connecting the plurality of adjacent reflecting slopes 45 is formed between the plurality of adjacent reflecting slopes 45.
  • the step surface 46 is perpendicular to the reference surface 41 in FIG. 2, but may be inclined.
  • a parallel surface parallel to the reference surface 41 may be formed between the plurality of adjacent reflective inclined surfaces 45.
  • the reflective inclined surface 45 has irregularities, and has a structure in which convex portions 45a and concave portions 45b are alternately arranged in a cross section perpendicular to the y direction.
  • the “surface roughness Ra” is an arithmetic average roughness described in Japanese Industrial Standard (JIS B0601).
  • the surface roughness Ra of the reflective slope 45 is measured in the y direction.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the reflective slope 45 is not in the z direction but in the y direction so that noise does not occur due to the first transparent layer 32 being formed in a sawtooth shape in a cross section perpendicular to the y direction. taking measurement.
  • Ra is preferably 0.03 ⁇ m to 5 ⁇ m, more preferably 0.05 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the interval between the plurality of adjacent convex portions 45a can be represented by the interval w between the plurality of adjacent convex portions 33a, and is 1/3 or less of the dimension (W / cos ⁇ ) in the inclination direction of the reflective inclined surface 45.
  • the interval between the plurality of adjacent convex portions 45a is measured in a direction parallel to the least square line of the reflecting slope 45 in a cross section perpendicular to the y direction.
  • the reflective layer 34 of the present embodiment is inclined in the same direction with respect to the reference plane 41 and has a plurality of reflective inclined surfaces 45 that reflect the light of the projected image.
  • the plurality of reflective inclined surfaces 45 are formed in a stripe shape when viewed from the normal direction of the reference surface 41.
  • Each reflective slope 45 has irregularities and displays an image. Therefore, the reflective inclined surface 45 that displays the image is inclined with respect to the image projection surface 11a that generates the hot spot.
  • the direction in which a bright image is observed is the regular reflection direction of the reflecting slope 45
  • the direction in which the hot spot is observed is the regular reflection direction of the image projection surface 11a.
  • the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the bright image is observed can be separated, and the position where the bright image is observed without observing the hot spot (for example, the position of the user 13 indicated by a solid line in FIG. 1). Can produce.
  • the luminance reaches the maximum value when the incident angle ⁇ 1 is 0 °, so the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the bright image is observed are separated. I understand that I can't.
  • the luminance becomes the maximum value when the incident angle ⁇ 1 is 45 °, so that the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the bright image is observed can be separated. Recognize.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a measuring apparatus that measures the relationship between the outgoing angle of reflected light and the brightness of the transparent screen while keeping the incident angle of incident light constant.
  • the luminance meter 51 is fixed.
  • the projector 12 can turn along the arcuate path 52 so that the emission angle ⁇ 2 of the reflected light RL can be changed.
  • the transparent screen 20 is rotated simultaneously with the turning of the projector 12 so that the incident angle ⁇ 1 (see FIG. 3) of the incident light IL is maintained constant (for example, ⁇ 45 °).
  • the full width at half maximum ⁇ (see FIG. 6) of the reflected light RL of the transparent screen 20 is preferably at least twice the angle of view ⁇ of the projector 12 (see FIG. 7).
  • the intensity of incident light is uniform in the display area of the transparent screen 20, the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance can be suppressed to half or less of the maximum value.
  • the angle of view ⁇ of the projector 12 is defined by two straight lines L1 and L2 that connect both ends P1 and P2 of the image I displayed on the transparent screen 20 and the center P3 of the lens of the projector 12. This is the angle formed by Both ends P1 and P2 of the image I are set so that the line connecting the both ends P1 and P2 passes through the center of the image I and is parallel to the stripes of the reflective slope 45.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a positional relationship between the transparent screen of the video projection matching plate, the projector, and the user as viewed from the front of the vehicle.
  • the image projection matching plate 11 is attached to a window at the front of the vehicle.
  • the transparent screen 20 is provided in the lower part of the window.
  • the projector 12 is provided below the window.
  • the eyes of the user 13 are located at the center in the vertical direction of the window.
  • the plurality of reflective inclined surfaces 45 may form elongated horizontal stripes in the horizontal direction. The user 13 can observe a bright image at a position where the hot spot is not observed.
  • FIG. 9 is a diagram showing another example of the positional relationship between the transparent screen of the image projection laminated board, the projector, and the user as seen from the front of the vehicle.
  • the image projection matching plate 11 is attached to a window at the front of the vehicle.
  • the transparent screen 20 is provided in the upper part of the window.
  • the projector 12 is provided below the window.
  • the eyes of the user 13 are located at the center in the vertical direction of the window. Also in this case, as shown in FIG. 9, the plurality of reflective inclined surfaces 45 may form elongated horizontal stripes in the horizontal direction. The user 13 can observe a bright image at a position where the hot spot is not observed.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a transparent screen according to an embodiment.
  • the method for manufacturing a transparent screen includes a step S101 of forming a plurality of inclined surfaces 42 inclined in the same direction with respect to the reference surface 41 in the first transparent layer 32, and a step S101 of the plurality of inclined surfaces 42.
  • Each includes step S102 for forming irregularities, step S103 for forming the reflective layer 34 in contact with the irregularities, and step S104 for forming the second transparent layer 35 that fills the irregularities of the reflective layer 34.
  • the embossing method is a method of transferring the concave / convex pattern of the mold 60 to the first transparent layer 32.
  • the embossing method includes an imprint method.
  • the imprint method is a method in which a resin material to be the first transparent layer 32 is sandwiched between the mold 60 and the base sheet 31, the uneven pattern of the mold 60 is transferred to the resin material, and the resin material is solidified.
  • the cutting method is a method of cutting the first transparent layer 32 with a cutting tool.
  • the cutting tool may be a common one.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a step of forming irregularities on the slope of the first transparent layer (step S102).
  • a spray method is used as a method for forming irregularities on the slope 42.
  • the spray method is a method of forming the uneven layer 33 by spraying a coating liquid onto the slope 42 and solidifying the sprayed liquid.
  • the coating liquid includes particles 37 and a matrix 38, and may further include a solvent that dissolves the matrix 38.
  • the uneven layer 33 forms unevenness on the slope 42.
  • the spray method is suitable for forming the uneven layer 33 having a large area and a uniform area as compared with the spin coating method.
  • a film forming method may be used in which the coating liquid is applied to the inclined surface 42 and the coating film of the coating liquid is dried and solidified.
  • a film forming method a spin coating method, a gravure coating method, or the like may be used.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of steps for forming a reflective layer.
  • a method for forming the reflective layer 34 for example, a vacuum deposition method or a sputtering method is used.
  • the reflective layer 34 is formed along the unevenness of the uneven layer 33.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of steps for forming the second transparent layer.
  • the second transparent layer 35 is obtained by sandwiching and solidifying a resin material to be the second transparent layer 35 between the reflective layer 34 and the protective sheet 36.
  • FIG. 16 is a diagram showing a video display system according to a modification.
  • the video display system 10A of this modification is different from the video display system 10 of the above embodiment in that it includes a transparent screen 20A.
  • the difference will be mainly described.
  • the first transparent layer 32A has a plurality of inclined surfaces 42A inclined in the same direction with respect to the reference surface 41A.
  • Each inclined surface 42A is inclined so as to be away from the reference surface 41A from one end (for example, the lower end) toward the other end (for example, the upper end).
  • the plurality of inclined surfaces 42A are formed in a stripe shape when viewed from the normal direction of the reference surface 41A.
  • Each slope 42A has irregularities.
  • an etching method or an imprint method is used as a method for forming irregularities on the inclined surface 42A.
  • the etching method is a method of forming irregularities on the slope 42A by etching the slope 42A formed by a stamping method or a cutting method.
  • the etching method may be either a physical etching method or a chemical etching method.
  • the physical etching method includes a blast method.
  • the blast method may be either a drive blast method or a wet blast method.
  • irregularities are formed on the slope 42A by spraying particles onto the slope 42A.
  • the particles for example, alumina particles, silicon carbide particles, zircon particles and the like are used.
  • the wet blast method irregularities are formed on the slope 42A by spraying a mixed fluid of particles and liquid onto the slope 42A.
  • the reflective layer 34A is inclined in the same direction with respect to the reference surface 41A, and has a plurality of reflective inclined surfaces 45A that reflect the light of the projected image.
  • Each reflective inclined surface 45A is inclined so as to be away from the reference surface 41A from one end (for example, the lower end) to the other end (for example, the upper end).
  • the plurality of reflective inclined surfaces 45A are formed in a stripe shape when viewed from the normal direction of the reference surface 41A.
  • the reflective layer 34A has a thickness of, for example, 5 nm or more and 5000 nm or less, and is formed along the unevenness of the inclined surface 42A. Therefore, each reflective slope 45A has irregularities. The unevenness of the reflective layer 34A is filled with the second transparent layer 35A.
  • the reflective inclined surface 45A for displaying an image is inclined with respect to the image projection surface 11Aa that generates a hot spot.
  • the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the bright image is observed can be separated, and the position where the bright image is observed without observing the hot spot (for example, the position of the user 13 shown in FIG. 16). Can be produced.
  • a resin layer is used as the first transparent layers 32 and 32A, but a glass layer may be used.
  • a stamping method is used as a method for forming a plurality of slopes in the glass layer in a striped pattern.
  • the embossing method is a method of transferring a concave / convex pattern of a mold onto a glass layer softened at a high temperature.
  • the first transparent plate 21 may be used as the first transparent layers 32 and 32A.
  • bending and stamping may be performed simultaneously by press molding.
  • the uneven layer 33 and the reflective layer 34 are formed on the first transparent plate 21.
  • the first transparent plate 21 is used as the first transparent layer 32 ⁇ / b> A
  • the reflective layer 34 ⁇ / b> A is formed on the first transparent plate 21.
  • the second adhesive layer 24 may be used as the second transparent layers 35 and 35 ⁇ / b> A, and the second transparent plate 22 may be used instead of the protective sheet 36.
  • a transparent resin material having a ring structure and / or a polyfunctional group may be used as the second transparent layers 35 and 35A.
  • the transparent resin material since the rigidity and hardness can be imparted to the transparent layer, the handleability of the transparent screen 20 is improved, which is preferable.
  • a transparent resin material containing 10% or more of one or more structures selected from an adamantane skeleton, a tricyclodecane skeleton, and a fluorene skeleton is preferably used.
  • the transparent resin material which provided the hard-coat layer and the anti-reflective film on PET resin as the 2nd transparent layers 35 and 35A. Furthermore, you may provide the half mirror for virtual image formation of a head-up display on PET resin.
  • the transparent resin material having sufficient surface hardness and transparency as described above is used as the second transparent layer 35, 35A
  • the second transparent layer 35, 35A made of the transparent resin material is used for the transparent screen 20.
  • a configuration in which the protective sheet 36, the second adhesive layer 24, and the second transparent plate 22 are not provided may be provided in the outermost layer.
  • the step of forming the plurality of inclined surfaces 42 in a striped pattern and the step of forming irregularities on the inclined surfaces 42 are performed in this order, but may be performed simultaneously.
  • the uneven pattern surface of the die 60 is roughened by an etching method in advance, it can be performed simultaneously.
  • Example 1 the transparent screen 20A shown in FIG. 16 was produced by the following method.
  • a PET film having a thickness of 0.075 mm was prepared as the base sheet 31 and the protective sheet 36. Further, as the mold 60, a mold (made of nickel chrome) having a plurality of sawtooth-like slopes in cross section on the surface facing the PET film is used, and laser ablation is performed to form unevenness on the slopes. Carried out. In the mold to be the mold 60, when the surface opposite to the surface facing the PET film is a reference surface, all the inclined surfaces are inclined in the same direction at the same angle with respect to the reference surface. When viewed from the normal direction, the slope was striped.
  • the first transparent layer 32A had an inclination angle ⁇ of 14 °, a width W of about 40 ⁇ m, and a height difference H of about 10 ⁇ m, and had a saw-shaped slope in cross-sectional view.
  • Ra of the slope 42A was 0.39 ⁇ m.
  • a coating solution containing an adhesive layer resin and a diluting solvent was placed on the reflective layer 34A by a die coating method.
  • the resin for the adhesion layer was a cycloolefin resin.
  • the thickness of the adhesion layer was 1.5 ⁇ m.
  • a second transparent layer precursor containing a UV curable resin type acrylic resin is applied on the reflective layer 34A on which the adhesion layer is formed by a die coating method.
  • a layer was obtained.
  • a PET film having a thickness of 0.075 mm is stacked as the protective sheet 36, and in this state, 1000 mJ UV light is applied from the PET film side to the second transparent layer precursor with reference to the second transparent layer precursor layer.
  • the layer was irradiated to cure the UV curable resin type acrylic resin in the second transparent layer precursor layer to form the second transparent layer 35A.
  • a transparent screen 20A was obtained.
  • the image projection laminated plate 11A shown in FIG. 16 was produced using the transparent screen 20A by the following method.
  • first transparent plate 21 and the second transparent plate 22 2 mm thick soda lime glass was prepared as the first transparent plate 21 and the second transparent plate 22. Further, as the first adhesive layer 23 and the second adhesive layer 24, PVB films having a thickness of 30 mil (thickness of about 750 ⁇ m) were prepared.
  • Example 2 The transparent screen 20 shown in FIG. 1 was created by the following method.
  • the mold 60 a mold (made of nickel chrome) in which a plurality of sawtooth-like inclined surfaces having the same cross-sectional view as in Example 1 was formed was used in a state where unevenness formation by laser ablation was not performed.
  • the mold to be the mold 60 when the surface opposite to the surface facing the PET film is a reference surface, all the inclined surfaces are inclined in the same direction at the same angle with respect to the reference surface. When viewed from the normal direction, the slope was striped.
  • the 1st transparent layer 32 was formed on the 1st substrate sheet 31 (PET film) like Example 1 except having used the metallic mold in the state where unevenness formation is not performed as type 60.
  • the first transparent layer 32 had an inclination angle ⁇ of 14 °, a width W of about 40 ⁇ m, and a height difference H of about 10 ⁇ m, and had a saw-shaped slope in cross-sectional view.
  • a spray liquid for forming an uneven layer on the first transparent layer 32 was prepared.
  • a dispersion liquid silica particles: 20 wt%, acrylic monomer: 40 wt%, PGMEA solvent: 40 wt% in which silica particles having an average particle diameter of 1.6 ⁇ m are dispersed in an acrylic resin composition
  • MEK is added as a dilution solvent.
  • spray coating was performed on the first transparent layer 32. After coating, the substrate was dried in an oven at 80 ° C. for 5 minutes, and then irradiated with 1000 mJ of UV light to cure the acrylic resin containing the silica particles, thereby forming an uneven layer.
  • the thickness of the uneven layer 33 was 3 ⁇ m, and its Ra was 0.33 ⁇ m.
  • the transparent screen 20A shown in FIG. 16 was created by the following method.
  • a mold made of nickel chrome in which a plurality of sawtooth-like inclined surfaces having the same cross-sectional view as in Example 1 was formed was used in a state where unevenness formation by laser ablation was not performed.
  • the mold to be the mold 60 when the surface opposite to the surface facing the PET film is a reference surface, all the inclined surfaces are inclined in the same direction at the same angle with respect to the reference surface. When viewed from the normal direction, the slope was striped.
  • a mixed liquid mixed with ultrapure water so that the content of alumina particles having an average particle diameter of 3 ⁇ m is 13 wt% is prepared as a blast liquid, and is sprayed on the first transparent layer 32A having the slope 42A. Then, irregularities were formed on the slope 42A by a physical etching method using wet blasting. Ra of the slope 42A after the blast treatment was 0.11 ⁇ m.
  • the reflective layer 34A was a layer made of Al, and its thickness was 15 nm.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the first transparent layer 132 was formed on the first base sheet in the same manner as in Example 1 except that a sand blast film in which random irregularities were formed on a flat surface by sand blasting was used as the mold 60. (See FIG. 17). Ra of the surface of the first transparent layer 132 to which the unevenness was transferred was about 0.2 ⁇ m. Then, the process similar to Example 1 was implemented and the transparent screen 120 shown in FIG. 17 was obtained. Thereafter, using the transparent screen 120, an image projection laminated plate was produced in the same manner as in Example 1.
  • the horizontal axis represents the emission angle ⁇ 2 of the reflected light RL
  • the vertical axis represents the value Y ′ obtained by dividing the measured value Y (cd / m 2 ) of the luminance meter 51 by the maximum value.
  • Y 'shown in these figures removes the component reflected in the front surface of the transparent screen.
  • the emission angle ⁇ 2 is 0 ° (that is, when the luminance meter 51 is located in front of the image projection laminated plate)
  • the luminance becomes the maximum value. It was. Therefore, it was found that the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the bright image is observed can be separated.
  • Comparative Example 1 As shown in FIG. 21, when the exit angle ⁇ 2 is the same value as the incident angle ⁇ 1 (for example, ⁇ 45 °), the luminance becomes the maximum value. Therefore, it was found that the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the bright image is observed cannot be separated. In Comparative Example 2, bright lines were generated in a line shape, and no image was seen. According to Comparative Example 2, as shown in FIG. 22, when the emission angle ⁇ 2 is 0 ° (that is, when the luminance meter 51 is located in front of the image projection laminated plate), the luminance becomes the maximum value. Therefore, it was found that the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the bright image is observed can be separated.
  • the emission angle ⁇ 2 when the emission angle ⁇ 2 is 0 ° (that is, when the luminance meter 51 is located in front of the image projection laminated plate), the luminance becomes the maximum value. Therefore, it was found that the direction in which the hot spot is observed and the direction in which the bright image
  • Table 1 shows experimental conditions and experimental results.
  • “A” means that the direction in which the hot spot is observed can be separated from the direction in which the bright image is observed
  • B means that the direction in which the hot spot is observed is bright. This means that the direction in which the image is observed could not be separated.

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Abstract

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、前記基準面に対し同じ向きに傾斜し、且つ前記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る、透明スクリーン。

Description

透明スクリーン、映像投影合わせ板、映像表示システム、および透明スクリーンの製造方法
 本発明は、透明スクリーン、映像投影合わせ板、映像表示システム、および透明スクリーンの製造方法に関する。
 特許文献1に記載の映像投影構造体は、表面にランダムな凹凸が形成されている第1の透明層と、第1の透明層におけるランダムな凹凸が形成されている面に形成された反射膜と、反射膜の上に形成された第2の透明層とを有する。この映像投影構造体は、映像を投影していない場合には透明な窓として機能し、映像を投影している場合にはスクリーンとして機能する。
国際公開第2015/186668号
 図17は、従来の透明スクリーンを示す図である。従来の透明スクリーン120は、プロジェクタ112から投影された映像をユーザ113に表示する。透明スクリーン120は、第1の透明層132と、投影される映像の光を反射する反射層133と、反射層133を基準として第1の透明層132とは反対側に設けられる第2の透明層135とを有する。第1の透明層132は、反射層133と接する平坦面に、凹凸を有する。この凹凸に沿って、反射層133が形成されている。
 ところで、ホットスポットと呼ばれる現象が生じることがある。ホットスポットは、プロジェクタからスクリーンに映像が投影されたときにスクリーンの中心部などが明るく光って見える現象である。ホットスポットは、スクリーンの大気と接する映像投影面で入射光が正反射することで生じ、正反射方向で観察される。
 従来、ホットスポットが観察される方向と、明るい映像が観察される方向とが同じであった。
 本開示の目的は、ホットスポットが観察される方向と、明るい映像が観察される方向とを分離できる透明スクリーンを提供することである。
 本開示の一態様によれば、
 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、前記基準面に対し同じ向きに傾斜し、且つ前記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る、透明スクリーンが提供される。
 本開示の透明スクリーンによれば、ホットスポットが観察される方向と、映像の明るさが最も明るい方向とを分離できる。
図1は、一実施形態による映像表示システムを示す図である。 図2は、一実施形態による透明スクリーンを示す図である。 図3は、反射光の出射角を一定に維持しながら、入射光の入射角と透明スクリーンの輝度との関係を測定する測定装置の一例を示す図である。 図4は、図3の測定装置の測定結果の一例を示す図である。 図5は、入射光の入射角を一定に維持しながら、反射光の出射角と透明スクリーンの輝度との関係を測定する測定装置の一例を示す図である。 図6は、図5の測定装置の測定結果の一例を示す図である。 図7は、一実施形態によるプロジェクタの画角を示す図である。 図8は、車両の前方から見た、映像投影合わせ板の透明スクリーンと、プロジェクタと、ユーザとの位置関係の一例を示す図である。 図9は、車両の前方から見た、映像投影合わせ板の透明スクリーンと、プロジェクタと、ユーザとの位置関係の別の一例を示す図である。 図10は、車両の前方から見た、映像投影合わせ板の透明スクリーンと、プロジェクタと、ユーザとの位置関係のさらに別の一例を示す図である。 図11は、一実施形態による透明スクリーンの製造方法を示すフローチャートである。 図12は、第1の透明層に複数の斜面を縞状に形成するステップの一例を示す図である。 図13は、第1の透明層の斜面に凹凸を形成するステップの一例を示す図である。 図14は、反射層を形成するステップの一例を示す図である。 図15は、第2の透明層を形成するステップの一例を示す図である。 変形例による映像表示システムを示す図である。 従来の透明スクリーンを示す図である。 図18Aは、実施例1にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す片対数グラフである。 図18Bは、実施例1にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す線形グラフである。 図19Aは、実施例2にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す片対数グラフである。 図19Bは、実施例2にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す線形グラフである。 図20Aは、実施例3にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す片対数グラフである。 図20Bは、実施例3にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す線形グラフである。 図21Aは、比較例1にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す片対数グラフである。 図21Bは、比較例1にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す線形グラフである。 図22Aは、比較例2にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す片対数グラフである。 図22Bは、比較例2にかかる映像投影合わせ板の輝度特性を示す線形グラフである。
 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。本明細書において、透明スクリーンを基準としてユーザ側を前方、透明スクリーンを基準としてユーザとは反対側を後方と呼ぶ。
 (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を示す図である。図1において、透明スクリーン20の構造を拡大して示す。
 映像表示システム10は、背景を視認可能な映像投影合わせ板11と、映像投影合わせ板11に映像を投影するプロジェクタ12とを備える。プロジェクタ12としては、一般的なものが用いられる。
 (映像投影合わせ板)
 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ユーザ13に表示し、かつ後方の背景を前方のユーザ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。
 映像投影合わせ板11は、大気と接する映像投影面11aを有する。映像投影面11aや、その反対側の大気と接する面で入射光ILが正反射することでホットスポットが生じる。ホットスポットは、正反射方向の位置(例えば破線で示すユーザ14の位置)で観察され、その他の位置(例えば実線で示すユーザ13の位置)では観察されない。
 映像投影合わせ板11は、平面板、曲面板のいずれでもよい。曲面板は、ユーザ13に向けて凸の形状を有するもの、ユーザ13に向けて凹の形状を有するもの、のいずれでもよい。
 映像投影合わせ板11の用途は、特に限定されないが、例えば自動車や列車などの乗り物の窓板、建物の窓板、ショーウィンドーの窓板、冷蔵ショーケースの窓板、乗り物の室内や建物の室内を区切るパーティションなどが挙げられる。
 映像投影合わせ板11は、透明スクリーン20と、透明スクリーン20の片側(例えば後側)に設けられる第1の透明板21と、透明スクリーン20の反対側(例えば前側)に設けられる第2の透明板22とを有する。
 透明スクリーン20は、前方から投影される映像を前方のユーザ13に表示し、かつ後方の背景を前方のユーザ13に視認させる。透明スクリーン20の構造については後述する。
 (透明板)
 第1の透明板21および第2の透明板22としては、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、下記(1)~(3)のステップを有する。(1)第1のガラス板21、第1の接着層23、透明スクリーン20、第2の接着層24、および第2のガラス板22をこの順で重ねた重合体を、真空バックの内部に入れる。重ねる順序は逆でもよい。(2)重合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、加熱する。(3)真空バックから取出した重合体を、オートクレーブで加圧、加熱する。
 ガラス板のガラスとしては、例えばソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスなどが挙げられる。また、ガラスは、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。
 ガラス板は、平面板、曲面板のいずれでもよい。平面板を曲面板に曲げる曲げ成形としては、重力成形、またはプレス成形などが用いられる。曲げ成形では、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てもよい。物理強化ガラスが得られる。尚、化学強化ガラスは、曲げ成形の後、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得られる。
 ガラス板の板厚は、特に限定されないが、例えば0.1mm以上、20mm以下である。
 尚、第1の透明板21および第2の透明板22としては、樹脂板が用いられてもよい。また、第1の透明板21および第2の透明板22のうち、一方がガラス板で、他方が樹脂板でもよい。また、映像投影合わせ板に含まれる透明板の数は3つ以上でもよい。
 (接着層)
 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。また、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、第2の接着層24の厚みは、それぞれ、限定されるものではないが、例えば0.01mm以上1.5mm以下、好ましくは0.3mm以上0.8mm以下である。
 第1の接着層23、第2の接着層24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。第1の接着層23、第2の接着層24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、好ましくは、ビニル系ポリマー、エチレン‐ビニル系モノマー共重合体、スチレン系共重合体、シクロオレフィン系共重合体、ポリウレタン樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂から選択される一種類以上で形成される。
 熱可塑性樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)が典型的である。熱硬化性樹脂としては、ウレタンアクリレート樹脂が典型的である。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。ウレタンアクリレート樹脂は紫外線硬化も可能である。
 (透明スクリーン)
 透明スクリーン20は、前方から投影される映像を前方のユーザ13に表示し、かつ後方の背景を前方のユーザ13に視認させる。透明スクリーン20のヘイズ(Haze)値が10%以下であると、十分な透明度が得られ、背景が良好に視認できる。尚、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。
 ヘイズ値は、日本工業規格(JIS K7136)に準拠して測定され、測定対象の試験板を板厚方向に透過する透過光のうち、前方散乱によって入射光から2.5°以上それた透過光の百分率として求められる。ヘイズ値の測定に用いる光源としては、日本工業規格(JIS Z8720:2012)に記載のD65光源を用いる。
 透明スクリーン20は、可撓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撓性を有してよい。
 図2は、一実施形態による透明スクリーンを示す図である。図2において、反射層34の反射斜面45の凹凸を誇張して示す。透明スクリーン20は、後側から前側に向けて、基材シート31、第1の透明層32、反射層34、第2の透明層35、および保護シート36などをこの順で有する。
 基材シート31は、透明ガラスシート、透明樹脂シートのいずれでもよいが、可撓性の観点から、透明樹脂シートであることが好ましい。透明樹脂シートは、例えば、ポリカーボネート、PET、PEN、シクロオレフィンポリマー、またはポリエステルで形成される。
 第1の透明層32は、基材シート31の表面に形成され、基材シート31とは反対側の表面に凹凸を有する。第1の透明層32は、例えば透明な樹脂により形成される。その樹脂は、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、例えばインプリント法などで成形される。
 反射層34は、第1の透明層32の表面の凹凸に沿って、ジグザグ状に形成される。反射層34は、その前面に凹凸を有し、前方から投影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。また、反射層34は、後方からの光の一部を前方に透過させることで、背景を視認させる。前記凹凸は不規則な凹凸であると好ましい。
 反射層34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。反射層34は、単層構造、複層構造のいずれでもよく、金属層および誘電体層の少なくとも一方を含んでよい。反射層34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。
 反射層34は、誘電体多層膜を含んでもよい。誘電体多層膜は、屈折率が異なる複数の誘電体を積層する方法により形成できる。高屈折率の誘電体としては例えばSi、AlN、NbN、SnO、ZnO、SnZnO、Al、MoO、NbO、TiOおよびZrOが挙げられる。高屈折率の誘電体より低屈折率の誘電体としては例えばSiO、MgF、およびAlFが挙げられる。
 第2の透明層35は、反射層34の凹凸を埋める。第2の透明層35は、第1の透明層32と同様に透明な樹脂により形成されてよく、好ましくは第1の透明層32と略同一の屈折率を備えた樹脂により形成される。
  ここで、第1の透明層32および/または第2の透明層35と反射層34との間に、図示しない密着層を設けてもよい。当該密着層は、第1の透明層32および/または第2の透明層35に密着性を付与できる材料で構成され、樹脂材料が好ましい。当該樹脂としては、主鎖が直鎖状の重合体が好ましい。また、密着性の観点から、密着層は吸水性が低いことが好ましい。具体的には、直鎖状の、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレタンアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シクロオレフィン樹脂ポリマー、シクロオレフィン共重合樹脂、およびエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂などが挙げられる。
 保護シート36は、基材シート31と同様に形成されてよく、好ましくは基材シート31と同一の材料により形成される。尚、基材シート31および保護シート36は任意の構成であって、透明スクリーン20は基材シート31および保護シート36の少なくとも一方を有しなくてもよい。
 (透明スクリーンの詳細)
 第1の透明層32は、断面視ノコギリ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41を基準面41とするとき、基準面41に対し同じ向きに傾斜する斜面42を複数有する。各斜面42は、一端(例えば下端)から他端(例えば上端)に向けて基準面41から離れるように傾斜する。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、直線でもよいし、曲線でもよい。各傾斜面の傾斜角度は、基準面41に対して傾斜方向が同じであれば、複数の斜面の傾斜角度の平均値に対して、±30%程度以内の分布を持っていても良い。ここで、分布とは、複数の斜面42について、横軸が傾斜角度、縦軸がカウント数としてグラフ化したものを指す。また、斜面42の幅Wについても、各斜面42の幅Wの平均値に対して、±30%程度以内の分布を持っていても良い。ここで、分布とは、斜面42の幅Wについて、横軸が幅、縦軸がカウント数としてグラフ化したものを指す。
 なお、傾斜面はカーブした形状であってもよい。傾斜面がカーブした形状の場合の傾斜角度は、斜面42の成す角度を積分し、積分したプロファイルの長さで割ったものである。
 次に、各斜面42の寸法などについて説明する。以下の説明では、基準面41の法線方向をx方向、x方向に垂直な方向であって各斜面42の延在方向をy方向、x方向およびy方向に垂直な方向であって複数の斜面42が並ぶ方向をz方向とも呼ぶ。各斜面42は、y方向に直線状に延びており、z方向一端からz方向他端に向うほど(例えばZ負方向に向かうほど)、x方向片側からx方向反対側に変位する(例えばX正方向に変位する)ように傾斜する。
 斜面42の傾斜角θは、プロジェクタ12とユーザ13と透明スクリーン20との位置関係、透明スクリーン20の屈折率などに基づいて設定される。透明スクリーン20の屈折率を考慮するのは、透明スクリーン20と大気との境界で入射光ILや反射光RLが屈折するためである。
 斜面42の傾斜角θは、例えば2°以上、45°以下であり、好ましくは5°以上20°以下である。斜面42の傾斜角θは、y方向に垂直な断面(例えば図2に示す断面)において計測する。斜面42の傾斜角θは、斜面42が基準面41に対し平行な場合を0°、斜面42が基準面41に対し垂直な場合を90°とする。
 斜面42の幅Wは、10μm以上、500μm以下である。斜面42の幅Wとは、y方向に垂直な断面において、斜面42のz方向の寸法のことである。
 斜面42の高低差Hは、2μm以上、500μm以下である。斜面42の高低差Hとは、y方向に垂直な断面において、斜面42のx方向の寸法のことである。H、W、θは、H/W=tanθの関係を有する。
 隣り合う複数の斜面42の間には、隣り合う複数の斜面42を連結する段差面43が形成されている。段差面43は、図1では基準面41に対し垂直とされているが、斜めとされてもよい。尚、隣り合う複数の斜面42の間には、段差面43の他に、基準面41に対し平行な平行面が形成されていてもよい。
 透明スクリーン20は、第1の透明層32と反射層34との間において、第1の透明層32の斜面42に凹凸を形成する凹凸層33をさらに有する。凹凸層33は、粒子37およびマトリックス38を含む。
 粒子37は、無機粒子、有機粒子の少なくとも一方を含む。無機粒子の材料としては、二酸化ケイ素、二酸化ケイ素の部分窒化物、酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素と酸化アルミニウムの混晶材料、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。有機粒子の材料としては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。
 マトリックス38は、無機材料、有機材料の少なくとも一方を含む。無機材料としては、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニア、ケイ酸ナトリウムなどが挙げられる。有機材料としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。有機材料は、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれであってもよい。
 粒子37とマトリックス38との屈折率の差の絶対値は、小さいほど好ましく、例えば0.1以下、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.02以下である。また、粒子37と第1の透明層32との屈折率の差の絶対値は、小さいほど好ましく、例えば0.1以下、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.02以下である。さらに、マトリックス38と第1の透明層32との屈折率の差の絶対値は、小さいほど好ましく、例えば0.1以下、好ましくは0.05以下、より好ましくは0.02以下である。
 凹凸層33に占める粒子37の割合は、例えば体積1%以上、体積80%以下、好ましくは体積5%以上、体積60%以下である。
 凹凸層33は、反射層34と接触する面に凹凸を有し、y方向に垂直な断面において凸部33aと凹部33bとが交互に並ぶ構造を有する。
 隣り合う凸部33aと凹部33bとの高低差hは、例えば斜面42の高低差Hの1/3以下である。隣り合う凸部33aと凹部33bとの高低差hは、y方向に垂直な断面において、斜面42に対し垂直な方向に計測する。
 隣り合う複数の凸部33aの間隔wは、斜面42の傾斜方向における寸法(W/cosθ)の1/3以下である。隣り合う複数の凸部33aの間隔wは、y方向に垂直な断面において、斜面42に対し平行な方向に計測する。隣り合う複数の凸部33aの間隔wは、例えば、粒子37の粒径や粒径分布、粒子37とマトリックス38の体積比、粒子37の帯電状況の制御等により調節することができる。
 凹凸層33の凹凸形状の規則性に関しては、粒子37の粒径のバラツキを小さくすると規則性を出しやすく、粒子37の粒径のバラツキ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、小さくすることで、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%以下にすることで、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で、光の散乱方向が揃いやすいので輝度をより高く出来る。
 反射層34は、例えば5nm以上5000nm以下の厚さを有し、凹凸層33の凹凸に沿って形成される。そのため、反射層34は、基準面41に対し同じ向きに傾斜すると共に、投影される映像の光を反射する反射斜面45を複数有する。各反射斜面45は、一端(例えば下端)から他端(例えば上端)に向けて基準面41から離れるように傾斜する。複数の反射斜面45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、直線でもよいし、曲線でもよい。各反射斜面45は、y方向に直線状に延びており、z方向一端からz方向他端に向うほど(例えばZ負方向に向かうほど)、x方向片側からx方向反対側に変位する(例えばX正方向に変位する)ように傾斜する。
 反射斜面45の傾斜角は、斜面42の傾斜角θで代表することができ、2°以上、45°以下である。反射斜面45の傾斜角は、y方向に垂直な断面において計測する。反射斜面45の傾斜角は、反射斜面45が基準面41に対し平行な場合を0°、反射斜面45が基準面41に対し垂直な場合を90°とする。
 反射斜面45の傾斜角は、プロジェクタ12とユーザ13と透明スクリーン20との位置関係、透明スクリーン20の屈折率などに基づいて設定される。透明スクリーン20の屈折率を考慮するのは、透明スクリーン20と大気との境界で入射光ILや反射光RLが屈折するためである。
 反射斜面45の幅は、斜面42の幅Wで代表することができ、10μm以上、500μm以下である。反射斜面45の幅とは、y方向に垂直な断面において、反射斜面45のz方向の寸法のことである。幅Wは、好ましくは15~400μm、より好ましくは20~150μmである。幅Wが500μm以下であることで、反射斜面が観察者から見えてしまうことを防止できる。一方、幅Wが10μm以上であることで、反射斜面の加工が容易となる。
 反射斜面45の高低差は、斜面42の高低差Hで代表することができ、2μm以上、500μm以下である。反射斜面45の高低差とは、y方向に垂直な断面において、反射斜面45のx方向の寸法のことである。高低差Hは、好ましくは2~100μm、より好ましくは2~50μmである。
 隣り合う複数の反射斜面45の間には、隣り合う複数の反射斜面45を連結する段差面46が形成されている。段差面46は、図2では基準面41に対し垂直とされているが、斜めとされてもよい。尚、隣り合う複数の反射斜面45の間には、段差面46の他に、基準面41に対し平行な平行面が形成されていてもよい。
 反射斜面45は、凹凸を有し、y方向に垂直な断面において凸部45aと凹部45bとが交互に並ぶ構造を有する。
 隣り合う凸部45aと凹部45bとの高低差は、隣り合う凸部33aと凹部33bとの高低差hで代表でき、例えば反射斜面45の高低差の1/3以下である。隣り合う凸部45aと凹部45bとの高低差hは、y方向に垂直な断面において、反射斜面45の最小二乗直線に対し垂直な方向に計測する。本明細書では、高低差hは反射斜面45の算術平均粗さRaで表されるものとする。
  反射斜面45の表面粗さRaは、反射斜面45の傾斜方向における長さL(L=|W/cosθ|)よりも十分に短く、例えば0.01μm以上10μm以下である。本明細書において、「表面粗さRa」とは、日本工業規格(JIS B0601)に記載の算術平均粗さのことである。反射斜面45の表面粗さRaは、y方向に測定する。y方向に垂直な断面において第1の透明層32がノコギリ歯状に形成されていることが原因でノイズが生じないように、反射斜面45の算術平均粗さRaはz方向ではなくy方向に測定する。Raは、好ましくは0.03μm以上5μm以下、より好ましくは0.05μm以上3μm以下である。
 隣り合う複数の凸部45aの間隔は、隣り合う複数の凸部33aの間隔wで代表でき、反射斜面45の傾斜方向における寸法(W/cosθ)の1/3以下である。隣り合う複数の凸部45aの間隔は、y方向に垂直な断面において、反射斜面45の最小二乗直線に対し平行な方向に計測する。
 以上説明したように、本実施形態の反射層34は、基準面41に対し同じ向きに傾斜すると共に、投影される映像の光を反射する反射斜面45を複数有する。複数の反射斜面45は、基準面41の法線方向から見たとき縞状に形成される。各反射斜面45は、凹凸を有し、映像を表示する。よって、映像を表示する反射斜面45が、ホットスポットを生じさせる映像投影面11aに対し傾斜している。明るい映像が観察される方向は反射斜面45の正反射方向になり、ホットスポットが観察される方向は映像投影面11aの正反射方向になる。従って、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離でき、ホットスポットが観察されずに明るい映像が観察される位置(例えば、図1に実線で示すユーザ13の位置)を作り出すことができる。
 図3は、反射光の出射角を一定に維持しながら、入射光の入射角と透明スクリーンの輝度との関係を測定する測定装置の一例を示す図である。入射角とは、映像投影面の法線方向に対する入射光の入射方向の傾斜角をいう。入射光の入射方向が映像投影面の法線方向に一致する場合、入射角は0°である。また、出射角とは、映像投影面の法線方向に対する出射光の出射方向の傾斜角をいう。出射光の出射方向が映像投影面の法線方向に一致する場合、出射角は0°である。
 図3に示すように、輝度計51は、透明スクリーン20に入射する入射光ILの反射光RLを受光して透明スクリーン20の輝度を計測する。輝度計51は、透明スクリーン20の正面で固定されている。透明スクリーン20も、固定されている。一方、プロジェクタ12は、入射光ILの入射角θ1を変更できるように、円弧状の経路52に沿って旋回自在とされている。このとき、反射光RLの出射角θ2は一定(例えば0°)に維持される。
 図4は、図3の測定装置の測定結果の一例を示す図である。図4において、横軸は入射光ILの入射角θ1、縦軸は輝度計51の計測値Y(cd/m)をその最大値で割った値Y´を示す。また、図4において、実線は図2に示す本実施形態の透明スクリーン20の測定結果を示し、破線は図17に示す従来の透明スクリーン120の測定結果を示す。
 図4から明らかなように、従来の透明スクリーン120の場合、入射角θ1が0°のとき輝度が最大値になるので、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できないことがわかる。これに対し、本実施形態の透明スクリーン20の場合、入射角θ1が45°のとき輝度が最大値になるので、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できることがわかる。
 図5は、入射光の入射角を一定に維持しながら、反射光の出射角と透明スクリーンの輝度との関係を測定する測定装置の一例を示す図である。輝度計51は、固定されている。一方、プロジェクタ12は、反射光RLの出射角θ2を変更できるように、円弧状の経路52に沿って旋回自在とされている。入射光ILの入射角θ1(図3参照)が一定(例えば-45°)に維持されるように、プロジェクタ12の旋回と同時に透明スクリーン20が回転される。
 図6は、図5の測定装置の測定結果の一例を示す図である。図6において、横軸は反射光RLの出射角θ2、縦軸は輝度計51の計測値Y(cd/m)をその最大値で割った値Y´を示す。また、図6において、実線は図2に示す本実施形態の透明スクリーン20の測定結果を示し、破線は図17に示す従来の透明スクリーン120の測定結果を示す。
 図6から明らかなように、従来の透明スクリーン120の場合、出射角θ2が入射角θ1と同じ値(例えば-45°)のとき輝度が最大値になるので、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できないことがわかる。これに対し、本実施形態の透明スクリーン20の場合、出射角θ2が0°のとき(つまり、透明スクリーン20の正面に輝度計51が位置するとき)輝度が最大値になるので、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できることがわかる。
 透明スクリーン20の反射光RLの半値全角α(図6参照)は、プロジェクタ12の画角β(図7参照)の2倍以上であることが好ましい。透明スクリーン20の表示領域において入射光の強度が均一である場合に、輝度の最大値と最小値との差を、最大値の半値以下に抑えることができる。
 ここで、反射光RLの半値全角αとは、図3に示す測定装置を用いて出射角θ2を0°に固定しながら輝度の計測値が最大となる入射角θ1maxを予め求め、図5に示す測定装置を用いて入射角θ1をθ1maxに固定しながら輝度を計測したときの、計測値Yが最大値の半値以上になる出射角θ2の幅をいう。尚、図6においては、入射角θ1maxが-45°であり、出射角θ2が0°のときに輝度が最大値になる。
 また、プロジェクタ12の画角βとは、図7に示すように、透明スクリーン20に表示された映像Iの両端P1、P2と、プロジェクタ12のレンズの中心P3とを結ぶ2つの直線L1、L2のなす角をいう。映像Iの両端P1、P2は、両端P1、P2を結ぶ線が映像Iの中心を通り、且つ反射斜面45の縞に平行となるように設定する。
 (透明スクリーンの配置)
 図8は、車両の前方から見た、映像投影合わせ板の透明スクリーンと、プロジェクタと、ユーザ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。ユーザ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8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。ユーザ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9は、車両の前方から見た、映像投影合わせ板の透明スクリーンと、プロジェクタと、ユーザとの位置関係の別の一例を示す図である。映像投影合わせ板11は、車両前部の窓に取付けられている。透明スクリーン20は、その窓の上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。ユーザ13の目は、その窓の上下方向中央部に位置している。この場合も、図9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。ユーザ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10は、車両の前方から見た、映像投影合わせ板の透明スクリーンと、プロジェクタと、ユーザとの位置関係のさらに別の一例を示す図である。映像投影合わせ板11は、車両前部の窓に取付けられている。透明スクリーン20は、その窓の車幅方向端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。ユーザ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10に示すように、複数の反射斜面45は、上下方向に細長い縦縞を形成してよい。ユーザ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。
 (透明スクリーンの製造方法)
 図11は、一実施形態による透明スクリーンの製造方法を示すフローチャートである。図11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に基準面41に対し同じ向きに傾斜する複数の斜面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とを有する。
 図12は、第1の透明層に複数の斜面を縞状に形成するステップの一例を示す図である。第1の透明層32に複数の斜面42を縞状に形成する方法としては、図12に示すように例えば型押し法が用いられる。
 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。
 本明細書において、固化は、硬化を含む。固化の方法は、樹脂材料の種類に応じて適宜選択される。樹脂材料の種類は、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。光硬化性樹脂は、光を照射することで硬化する。熱可塑性樹脂は、加熱によって溶融し、冷却によって固化する。熱硬化性樹脂は、加熱によって液体から固体に変化する。これらの樹脂材料は、液体の状態で、基材シート31に塗布されてもよいし、型60に塗布されてもよい。塗布方法としては、特に限定されないが、例えばスプレーコート法、スピンコート法、グラビアコート法などが用いられる。
 尚、インプリント法の代わりに、切削法が用いられてもよい。切削法は、第1の透明層32を切削工具で切削する方法である。切削工具は、一般的なものであってよい。
 図13は、第1の透明層の斜面に凹凸を形成するステップ(ステップS102)の一例を示す図である。斜面42に凹凸を形成する方法としては、例えば、スプレー法が用いられる。
 スプレー法は、斜面42にコート液を吹き付け、吹き付けた液体を固化させることで、凹凸層33を形成する方法である。コート液は、粒子37およびマトリックス38を含み、マトリックス38を溶かす溶媒をさらに含んでもよい。凹凸層33は、斜面42上に凹凸を形成する。スプレー法は、スピンコート法などに比べて、大面積で均一な凹凸層33の形成に適している。
 尚、スプレー法の代わりに、コート液を斜面42に塗布し、コート液の塗布膜を乾燥させて固化させる成膜法が用いられてもよい。成膜法としては、スピンコート法、グラビアコート法などが用いられてもよい。
 図14は、反射層を形成するステップの一例を示す図である。反射層34を形成する方法としては、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。反射層34は、凹凸層33の凹凸に沿って形成される。
 図15は、第2の透明層を形成するステップの一例を示す図である。第2の透明層35は、第2の透明層35となる樹脂材料を、反射層34と保護シート36との間に挟み、固化させることで得られる。
 尚、本実施形態の透明スクリーン20は、図1および図2に示すように後側から前側に向けて、第1の透明層32、凹凸層33、反射層34、および第2の透明層35をこの順で有するが、順番は逆でもよい。つまり、透明スクリーン20は、後側から前側に向けて、第2の透明層35、反射層34、凹凸層33、および第1の透明層32をこの順で有してもよい。反射層34は、凹凸層33との接触面と、第2の透明層35との接触面とが、同じ形状を有する。そのため、反射層34は、凹凸層33との接触面と、第2の透明層35との接触面のどちらの面で、投影される映像の光を反射してもよい。
 (変形、改良)
 以上、透明スクリーンなどの実施形態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、特許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。
 図16は、変形例による映像表示システムを示す図である。本変形例の映像表示システム10Aは、透明スクリーン20Aを有する点で、上記実施形態の映像表示システム10と異なる。以下、相違点について主に説明する。
 本変形例の透明スクリーン20Aは、反射層34Aが第1の透明層32Aに接する点で、上記実施形態の透明スクリーン20とは異なる。透明スクリーン20Aと、第1の透明板21と、第2の透明板22とで、映像投影合わせ板11Aが構成される。
 第1の透明層32Aは、基準面41Aに対し同じ向きに傾斜する斜面42Aを複数有する。各斜面42Aは、一端(例えば下端)から他端(例えば上端)に向けて基準面41Aから離れるように傾斜する。複数の斜面42Aは、基準面41Aの法線方向から見たとき縞状に形成される。各斜面42Aは、凹凸を有する。斜面42Aに凹凸を形成する方法としては、例えばエッチング法、インプリント法が用いられる。
 エッチング法は、型押し法や切削法などで形成された斜面42Aをエッチングして、斜面42Aに凹凸を形成する方法である。エッチング法は、物理エッチング法、化学エッチング法のいずれでもよい。
 物理エッチング法は、ブラスト法を含む。ブラスト法は、ドライブラスト法、ウェットブラスト法のいずれでもよい。ドライブラスト法の場合、斜面42Aに粒子を吹き付けることで、斜面42Aに凹凸を形成する。粒子としては、例えばアルミナ粒子、炭化珪素粒子、ジルコン粒子などが用いられる。ウェットブラスト法の場合、斜面42Aに粒子と液体との混合流体を吹き付けることで、斜面42Aに凹凸を形成する。
 反射層34Aは、基準面41Aに対し同じ向きに傾斜すると共に、投影される映像の光を反射する反射斜面45Aを複数有する。各反射斜面45Aは、一端(例えば下端)から他端(例えば上端)に向けて基準面41Aから離れるように傾斜する。複数の反射斜面45Aは、基準面41Aの法線方向から見たとき縞状に形成される。
 反射層34Aは、例えば5nm以上5000nm以下の厚さを有し、斜面42Aの凹凸に沿って形成される。そのため、各反射斜面45Aは、凹凸を有する。反射層34Aの凹凸は、第2の透明層35Aによって埋められる。
 本変形例によれば、上記実施形態と同様に、映像を表示する反射斜面45Aが、ホットスポットを生じさせる映像投影面11Aaに対し傾斜している。その結果、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離でき、ホットスポットが観察されずに明るい映像が観察される位置(例えば、図16に示すユーザ13の位置)を作り出すことができる。
 上記実施形態および上記変形例では、第1の透明層32、32Aとして、樹脂層が用いられるが、ガラス層が用いられてもよい。ガラス層に複数の斜面を縞状に形成する方法としては、例えば型押し法が用いられる。型押し法は、高温で軟化したガラス層に、型の凹凸パターンを転写する方法である。
 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1の透明層32として第1の透明板21が用いられる場合、第1の透明板21の上に凹凸層33および反射層34が形成される。また、第1の透明層32Aとして第1の透明板21が用いられる場合、第1の透明板21の上に反射層34Aが形成される。
 第2の透明層35、35Aとして第2の接着層24が用いられ、且つ、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。
  なお、第2の透明層35、35Aとして、環構造及び/又は多官能性基を有する透明樹脂材料が用いられてもよい。当該透明樹脂材料が用いられる場合、透明層に剛直性及び硬度を付与できるため、透明スクリーン20の取り扱い性が向上し、好ましい。
  当該透明樹脂材料としては、具体的には、アダマンタン骨格、トリシクロデカン骨格及びフルオレン骨格から選ばれる1種以上の構造を10%以上含む透明樹脂材料が用いられることが好ましい。
  また、第2の透明層35、35Aとして、PET樹脂上にハードコート層や反射防止膜を設けた透明樹脂材料を用いてもよい。さらには、PET樹脂上にヘッドアップディスプレイの虚像形成用ハーフミラーを設けてもよい。
  上記したような、充分な表面硬度及び透明性を有する透明樹脂材料を第2の透明層35、35Aとして用いる場合、当該透明樹脂材料からなる第2の透明層35、35Aを、透明スクリーン20の最外層に配置し、保護シート36、第2の接着層24および第2の透明板22を有しない構成とすることも可能である。
 上記実施形態および上記変形例では、複数の斜面42を縞状に形成するステップと、斜面42に凹凸を形成するステップとは、この順で行われるが、同時に行われてもよい。例えば、型押し法の場合、型60の凹凸パターン面を予めエッチング法で粗面化しておけば、同時に行うことができる。
 映像投影合わせ板11、11Aなどは、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、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。
 (実施例1)
 先ず、以下の方法により、図16に示す透明スクリーン20Aを作製した。
 まず、基材シート31および保護シート36として、厚さ0.075mmのPETフィルムを準備した。また、型60として、PETフィルムと対向する表面に断面視がノコギリ歯状の斜面が複数形成された金型(ニッケルクロム製)を用い、さらに複数の斜面に凹凸を形成するためにレーザーアブレーションを実施した。型60となる金型において、PETフィルムと対向する面とは反対側の面を基準面とすると、この基準面に対し、いずれの斜面も同じ向きに同じ角度で傾斜しており、基準面の法線方向から見たときにその斜面は縞状に形成されていた。
 次に、基材シート31(PETフィルム)の上に、ダイコート法によりUV硬化型のアクリル系の樹脂を含有する第1の透明層形成用組成物を塗布し、第1の透明層前駆層を得た。
 次に、第1の透明層前駆層の上に、前述の型60を、斜面の形成されている側が第1の透明層前駆層と接するように配置した。この状態で、第1の透明層前駆層を基準として型60とは反対側から1000mJのUV光を第1の透明層前駆層に照射して、第1の透明層前駆層中のUV硬化型のアクリル系の樹脂を硬化させ、第1の透明層32Aを形成した。
 その後、型60を除去することにより、基材シート31上に、斜面42Aを有する第1の透明層32Aが形成された積層体が得られた。ここで、この斜面42A上には、金型の斜面の凹凸が転写されていた。この第1の透明層32Aは傾斜角θが14°であり、幅Wが約40μm、高低差Hが約10μmであり、その断面視はノコギリ形状の斜面を有していた。斜面42AのRaは0.39μmであった。
 次に、この凹凸を有する斜面42A上にスパッタリング法により、反射層34Aを形成した。具体的には、反射層34Aとして、InZnO層(厚さ10nm)、AgBiNd層(厚さ10nm)、InZnO層(厚さ50nm)をこの順番で形成した。反射層34Aの総厚は70nmであった。
 次に、反射層34Aの上に、ダイコート法により、密着層用樹脂と希釈溶媒を含む塗布液を設置した。密着層用樹脂は、シクロオレフィン樹脂とした。
 その後、110℃で5分間加熱を行い、希釈溶媒を乾燥させ、密着層を形成した。密着層の厚さは、1.5μmであった。
 次に、密着層を形成した反射層34Aの上に、ダイコート法によりUV硬化性樹脂型のアクリル系の樹脂を含有する第2の透明層形成用組成物を塗布し、第2の透明層前駆層を得た。さらにこの上に、保護シート36として厚さ0.075mmのPETフィルムを積載し、この状態で、第2の透明層前駆層を基準としてPETフィルム側から1000mJのUV光を第2の透明層前駆層に照射して、第2の透明層前駆層中のUV硬化性樹脂型のアクリル系の樹脂を硬化させ、第2の透明層35Aを形成した。これにより透明スクリーン20Aを得た。
 次に、以下の方法により、透明スクリーン20Aを用いて、図16に示す映像投影合わせ板11Aを作製した。
 まず、第1の透明板21、第2の透明板22として、厚さ2mmのソーダライムガラスを準備した。また、第1の接着層23、第2の接着層24として、厚さ30mil(厚さ約750μm)のPVBフィルムを準備した。
 次に、第1の透明板21、第1の接着層23、透明スクリーン20、第2の接着層24、第2の透明板22をこの順に積層して、積層体を構成した。
 次に、この積層体を真空パックした状態で、120℃で1時間加熱した。これにより、映像投影合わせ板11Aを作製した。
 (実施例2)
 以下の方法により、図1に示す透明スクリーン20を作成した。
  型60として、実施例1と同様の断面視がノコギリ歯状の斜面が複数形成された金型(ニッケルクロム製)を、レーザーアブレーションによる凹凸形成を行わない状態で用いた。型60となる金型において、PETフィルムと対向する面とは反対側の面を基準面とすると、この基準面に対し、いずれの斜面も同じ向きに同じ角度で傾斜しており、基準面の法線方向から見たときにその斜面は縞状に形成されていた。
 凹凸形成を行わない状態の金型を型60として用いた以外は実施例1と同様にして、第1の基材シート31(PETフィルム)の上に、第1の透明層32を形成した。この第1の透明層32は傾斜角θが14°であり、幅Wが約40μm、高低差Hが約10μmであり、その断面視はノコギリ形状の斜面を有していた。
 次に、前記第1の透明層32上に凹凸層を形成するためのスプレー液を調製した。平均粒径1.6μmのシリカ粒子がアクリル樹脂組成物に分散された分散液(シリカ粒子:20wt%、アクリルモノマー:40wt%、PGMEA溶媒:40wt%)を用い、さらに希釈溶媒としてMEKを添加し、5倍に希釈した液を用いて、前記第1の透明層32上にスプレー塗布した。塗布後、80℃のオーブンで5分乾燥させたのち、1000mJのUV光を照射して、前記シリカ粒子が含有されたアクリル系の樹脂を硬化させ、凹凸層を形成させた。凹凸層33の膜厚は3μmであり、そのRaは0.33μmであった。
 次に、実施例1と同様にして、凹凸層33上に反射層34、密着層、第2の透明層35を順に形成した。これにより透明スクリーン20を得た。その後、透明スクリーン20を用いて、実施例1と同様にして、映像投影合わせ板11を作製した。
 (実施例3)
 以下の方法により、図16に示す透明スクリーン20Aを作成した。
  型60として、実施例1と同様の断面視がノコギリ歯状の斜面が複数形成された金型(ニッケルクロム製)を、レーザーアブレーションによる凹凸形成を行わない状態で用いた。型60となる金型において、PETフィルムと対向する面とは反対側の面を基準面とすると、この基準面に対し、いずれの斜面も同じ向きに同じ角度で傾斜しており、基準面の法線方向から見たときにその斜面は縞状に形成されていた。
 凹凸形成を行わない状態の金型を型60として用いた以外は実施例1と同様にして、第1の基材シート31(PETフィルム)の上に、第1の透明層32Aを形成した。この第1の透明層32Aは傾斜角θが14°であり、幅Wが約40μm、高低差Hが約10μmであり、その断面視はノコギリ形状の斜面を有していた。
 次に、ブラスト液として、平均粒径3μmのアルミナ粒子の含有量が13wt%となるように超純水に混合された混合液を準備し、斜面42Aを有する第1の透明層32A上に吹きつけ、ウェットブラストによる物理エッチング法により斜面42Aに凹凸を形成した。ブラスト処理実施後における斜面42AのRaは0.11μmであった。
 次に、この凹凸を有する斜面42A上にスパッタリング法により、反射層34Aを形成した。反射層34AはAlからなる層とし、その厚さは15nmであった。
 次に、反射層34の上に、実施例1と同様にして第2の透明層35Aを形成した。これにより透明スクリーン20Aを得た。その後、透明スクリーン20Aを用いて、実施例1と同様にして、映像投影合わせ板11Aを作製した。
 (比較例1)
 比較例1では、型60として、サンドブラスト処理によって平坦面にランダムな凹凸を形成したサンドブラストフィルムを用いた以外は、実施例1と同様に、第1の基材シート上に第1の透明層132(図17参照)を形成した。この第1の透明層132の上記凹凸が転写された面のRaは約0.2μmであった。その後、実施例1と同様のプロセスを実施して、図17に示す透明スクリーン120を得た。その後、透明スクリーン120を用いて、実施例1と同様にして、映像投影合わせ板を作製した。
 (比較例2)
 比較例2では、実施例3とはウェットブラストによる凹凸の形成を省略した以外、実施例3と同様にして透明スクリーンを得た。得られた透明スクリーンを用いて、実施例1と同様にして、映像投影合わせ板を作製した。
 (評価)
 実施例1~3、比較例1、2に係る映像投影合わせ板を用いて、以下に示す各種評価を実施した。
 (ヘイズの測定)
 実施例1~3及び比較例1、2に係る映像投影合わせ板のヘイズの測定を行った。測定は、JIS K7136に準拠したヘイズメーターを用い、JIS Z8720:2012に記載のD65光源を用いて実施した。
 (映像投影合わせ板の輝度特性の測定)
 実施例1~3及び比較例1、2に係る映像投影合わせ板の輝度特性は、図5に示す測定装置を用いて入射角θ1をθ1maxに固定しながら測定した。なお、θ1maxにばらつきがあるのは、透明スクリーンの作製方法の違いによる。測定結果を図18A、図18B、図19A、図19B、図20A、図20B、図21A、図21B、図22Aおよび図22Bに示す。これらの図において、横軸は反射光RLの出射角θ2、縦軸は輝度計51の計測値Y(cd/m)をその最大値で割った値Y´を示す。なお、これらの図に示すY´は、透明スクリーンの前面にて反射した成分を除去したものである。
  実施例1~3によれば、図18~図20に示すように出射角θ2が0°のとき(つまり、映像投影合わせ板の正面に輝度計51が位置するとき)輝度が最大値になった。従って、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できることがわかった。
  一方、比較例1によれば、図21に示すように出射角θ2が入射角θ1と同じ値(例えば-45°)のとき輝度が最大値になった。従って、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できないことがわかった。
  比較例2においては、ライン状に輝線が発生し、映像は見えなかった。なお、比較例2によれば、図22に示すように出射角θ2が0°のとき(つまり、映像投影合わせ板の正面に輝度計51が位置するとき)輝度が最大値になった。従って、ホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できることがわかった。
 (映像投影合わせ板の半値全角αの測定)
 図18~図22に示す輝度特性から、半値全角αを求めた。この値が7°以上であると、スクリーンとしての視野角を確保でき、使用上好ましい。
 (実験のまとめ)
 実験条件および実験結果を表1に示す。なお、表1において、「A」とはホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できたことを意味し、「B」とはホットスポットが観察される方向と明るい映像が観察される方向とを分離できなかったことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本出願は、2017年1月13日に日本国特許庁に出願された特願2017-004308号に基づく優先権を主張するものであり、特願2017-004308号の全内容を本出願に援用する。
10 映像表示システム
11 映像投影合わせ板
12 プロジェクタ
13 ユーザ
20 透明スクリーン
21 第1の透明板
22 第2の透明板
31 基材シート
32 第1の透明層
33 凹凸層
34 反射層
35 第2の透明層
36 保護シート
37 粒子
38 マトリックス
41 基準面
42 斜面
45 反射斜面

 

Claims (14)

  1.  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、前記基準面に対し同じ向きに傾斜し、且つ前記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る、透明スクリーン。
  2.  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さらに有し、
     前記凹凸層は、粒子およ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に記載の透明スクリーン。
  3.  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に記載の透明スクリーン。
  4.  前記反射層は、金属層および誘電体層の少なくとも一方を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の透明スクリーン。
  5.  透明スクリーンのヘイズが10%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の透明スクリーン。
  6.  請求項1~5のいずれか1項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。
  7.  前記映像投影合わせ板は、車両の窓板として用いられる、請求項6に記載の映像投影合わせ板。
  8.  請求項1~5のいずれか1項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。
  9.  前記透明スクリーンの反射光の半値全角が、前記プロジェクタの画角の2倍以上である、請求項8に記載の映像表示システム。
  10.  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の透明層に、基準面に対し同じ向きに傾斜する複数の斜面を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する、透明スクリーンの製造方法。
  11.  前記斜面に凹凸を形成する方法が、前記斜面に粒子およびマトリックスを含む液体を吹き付けるスプレー法である、請求項10に記載の透明スクリーンの製造方法。
  12.  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10に記載の透明スクリーンの製造方法。
  13.  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10~12のいずれか一項に記載の透明スクリーンの製造方法。
  14.  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10~12のいずれか一項に記載の透明スクリーンの製造方法。

     
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