(57)【要約】【課題】良好な視界を確保できる反射スクリーンを提供する。【解決手段】透明性を有し、映像源ＬＳから投射される映像光の一部を拡散反射により表示する反射スクリーン２０であって、光透過性を有し、単位光学形状部が複数配列された光学形状層を備え、前記光学形状層は、入射する光の一部を拡散反射し、その他を透過する反射領域１００と、入射した光を透過する透過領域２００とが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性を有し、映像源から投射される映像光の一部を拡散反射により表示する反射スクリーンであって、
光透過性を有し、単位光学形状部が複数配列された光学形状層を備え、
前記光学形状層は、入射する光の一部を拡散反射し、その他を透過する反射領域と、入射した光を透過する透過領域とが設けられている反射スクリーン。
【請求項２】
請求項１に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光学形状層は、前記単位光学形状部が複数配列されたフレネルレンズ形状である反射スクリーン。
【請求項３】
請求項２に記載の反射スクリーンにおいて、
前記光学形状層は、前記単位光学形状部が同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状である反射スクリーン。
【請求項４】
請求項３に記載の反射スクリーンにおいて、
前記サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心は、前記反射スクリーンの外形よりも内側であって、前記光学形状層の前記透過領域に設けられる反射スクリーン。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の反射スクリーンと、
前記反射スクリーンの観察者側に配置される第１ガラス支持体と、
前記第１ガラス支持体と前記反射スクリーンとの間に設けられる第１中間層と、
前記反射スクリーンの観察者側と反対側に配置される第２ガラス支持体と、
前記反射スクリーンと前記第２ガラス支持体との間に設けられる第２中間層と、
を備える合わせガラス。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の反射スクリーンと、
観察者側から前記反射スクリーンに向けて映像光を拡大して投射する映像源と、
を備える映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射スクリーン、合わせガラス及び映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像源から投射される映像光を反射して表示する反射スクリーンとして、様々なものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。中でも、透明性を有する半透過型の反射スクリーンは、反射スクリーンの向こう側の景色を見ることができるため、意匠性に優れる等の理由により需要が高まっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−４０８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような半透過型の反射スクリーンを車両のフロントウィンドウに設けて、プロジェクタから映像光を投射することにより、運転者に対して各種の情報を表示することが提案されている。しかし、従来の反射スクリーンでは、プロジェクタから投射される映像光の一部が運転者の視界を遮ることがあり、良好な視界を確保できるようにすることが要望されている。
【０００５】
本発明の課題は、良好な視界を確保できる反射スクリーン、合わせガラス及び映像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されない。
第１の発明は、透明性を有し、映像源（ＬＳ）から投射される映像光の一部を拡散反射により表示する反射スクリーンであって、光透過性を有し、単位光学形状部が複数配列された光学形状層（２２，２３，２４）を備え、前記光学形状層は、入射する光の一部を拡散反射し、その他を透過する反射領域（１００）と、入射した光を透過する透過領域（２００）とが設けられている反射スクリーン（２０）に関する。
第２の発明は、第１の発明の反射スクリーン（２０）において、前記光学形状層を、前記単位光学形状部が複数配列されたフレネルレンズ形状とした反射スクリーンである。
第３の発明は、第２の発明の反射スクリーン（２０）において、前記光学形状層を、前記単位光学形状部が同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状とした反射スクリーンである。
第４の発明は、第３の発明の反射スクリーン（２０）において、前記サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心が、前記反射スクリーンの外形よりも内側であって、前記光学形状層の前記透過領域に設けられる反射スクリーンである。
第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の反射スクリーン（２０）と、前記反射スクリーンの観察者側に配置される第１ガラス支持体（１０）と、前記第１ガラス支持体と前記反射スクリーンとの間に設けられる第１中間層（３０）と、前記反射スクリーンの観察者側と反対側に配置される第２ガラス支持体（４０）と、前記反射スクリーンと前記第２ガラス支持体との間に設けられる第２中間層（５０）と、を備える合わせガラスに関する。
第６の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の反射スクリーン（２０）と、観察者側から前記反射スクリーンに向けて映像光を拡大して投射する映像源（ＬＳ）と、を備える映像表示装置（１，１Ａ）に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、良好な視界を確保できる反射スクリーン、合わせガラス及び映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の映像表示装置１を備えた自動車ＶＣの運転席周辺を示す図である。
【図２】フロントウィンドウ２の部分断面図である。
【図３】反射スクリーン２０を＋Ｚ側から見たときの平面図である。
【図４】反射スクリーン２０の他の構成例を示す平面図である。
【図５】反射スクリーン２０の製造方法を説明する図である。
【図６】フロントウィンドウ２の製造方法を説明する図である。
【図７】第２実施形態の映像表示装置１Ａを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜に誇張している。
本明細書中において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加えて、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態をも含むものとする。
本明細書中において、記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の映像表示装置１を備えた自動車ＶＣの運転席周辺を示す図である。図１（Ａ）は、自動車ＶＣの運転席からフロントウィンドウ２の方向（自動車ＶＣの進行方向）を見た状態を示す図である。図１（Ｂ）は、映像表示装置１の構成を示す概略断面図である。
【００１１】
図１を含めた各図（図５及び図６を除く）には、ＸＹＺ（ｘｙｚ）の直交座標系を示している。この座標系では、自動車ＶＣの左右方向（幅方向）をＸ方向、上下方向（鉛直方向）をＹ方向、自動車ＶＣの進行方向をＺ方向とする。Ｘ方向においては、右方向を＋Ｘ方向とし、左方向を−Ｘ方向とする。Ｙ方向においては、上方向を＋Ｙ方向とし、下方向を−Ｙ方向とする。Ｚ方向においては、自動車ＶＣの後方方向を−Ｚ方向とし、自動車ＶＣの前方方向を＋Ｚ方向とする。なお、「方向」は、適宜に「側」ともいう。
【００１２】
また、フロントウィンドウ２の画面左右方向（水平方向）をｘ方向、画面上下方向をｙ方向、厚み方向をｚ方向とする。ｘ方向においては、画面右方向を＋ｘ方向とし、画面左方向を−ｘ方向とする。ｙ方向においては、画面上方向を＋ｙ方向とし、画面下方向を−ｙ方向とする。ｚ方向においては、自動車ＶＣの車内側を−ｚ方向とし、自動車ＶＣの車外側を＋ｚ方向とする。なお、フロントウィンドウ２の「画面」とは、内部に設けられた反射スクリーン２０（後述）の表示領域を指している。本実施形態では、フロントウィンドウ２と反射スクリーン２０の大きさがほぼ同じであるため、反射スクリーン２０の表示領域を、適宜に「フロントウィンドウ２の画面」ともいう。
【００１３】
フロントウィンドウ２の厚み方向（ｚ方向）は、自動車ＶＣの進行方向（Ｚ方向）に対して所定の角度で傾斜している。それに伴い、フロントウィンドウ２の画面上下方向（ｙ方向）も、自動車ＶＣの上下方向（Ｙ方向）に対して所定の角度で傾斜する。
なお、本実施形態では、フロントウィンドウ２の画面は、平面形状であるものとして説明するが、これに限定されるものでなく、例えば、車外（＋Ｚ）側に向けて全体が凸となる三次元の湾曲形状に形成されるようにしてもよい。
【００１４】
本実施形態の自動車ＶＣは、図１（Ａ）に示すように、後方側（−Ｚ側）から見て、フロントウィンドウ２の右側に運転席が設けられ、フロントウィンドウ２の下方側に内装パネル３が設けられている。
内装パネル３は、フロントウィンドウ２の下方側に設けられた化粧パネルである。内装パネル３の右側には、自動車ＶＣの操縦桿となるハンドル４、速度計等の計器類５が配置されている。また、内装パネル３には、後述する映像表示装置１を構成するプロジェクタＬＳが内装される。
【００１５】
自動車ＶＣは、図１（Ｂ）に示すように、映像表示装置１を備える。映像表示装置１は、フロントウィンドウ２に各種の情報を表示する装置である。
フロントウィンドウ２の内部に設けられた反射スクリーン２０は、プロジェクタＬＳ（後述）から投射された映像光を拡散反射することにより映像を表示する。そのため、ヘッドアップディスプレイ装置用の映像源（例えば、液晶表示デバイス、有機ＥＬデバイス等）から映像光を投射しても、反射スクリーン２０に映像を表示することはできない。
【００１６】
映像表示装置１は、反射スクリーン２０と、プロジェクタ（映像源）ＬＳと、を備える。
反射スクリーン２０は、プロジェクタＬＳから投射される映像光の一部を、−Ｚ側に位置する運転者へ向けて拡散反射により表示する光学部材である。反射スクリーン２０は、図１（Ｂ）に示すように、フロントウィンドウ２の内部に設けられている。
フロントウィンドウ２は、後述する一対のガラス板（１０、４０）の間に、飛散防止用の中間層（３０、５０）及び反射スクリーン２０を挟み込んだ合わせガラスとして構成されている。
反射スクリーン２０は、映像光を投射しない使用状態において、運転者がフロントウィンドウ２の外側（＋Ｚ側）の景色を観察できる透明性を有する。すなわち、反射スクリーン２０は、半透過型の反射スクリーンとして構成される。
【００１７】
本実施形態において、反射スクリーン２０の表示領域は、フロントウィンドウ２の大きさとほぼ同一である。なお、反射スクリーン２０の表示領域は、プロジェクタＬＳから投射された映像を表示可能な領域であり、フロントウィンドウ２の全面に映像が表示されるわけではない。実際の映像の表示領域は、プロジェクタＬＳの投射範囲により異なる。
図１（Ａ）では、フロントウィンドウ２の内部に設けられた反射スクリーン２０の表示領域を斜線で示している。反射スクリーン２０において、斜線が付された領域は、反射領域１００（後述）を示している。斜線が付されていない矩形の領域は、透過領域２００（後述）を示している。フロントウィンドウ２の詳細な構成については、後述する。
【００１８】
プロジェクタＬＳは、映像光Ｌをフロントウィンドウ２（反射スクリーン２０）へ投射する映像源である。本実施形態のプロジェクタＬＳは、短焦点型のプロジェクタとして構成されている。本実施形態において、プロジェクタＬＳは、内装パネル３上又は内装パネル３内、すなわち、フロントウィンドウ２を運転者側（−Ｚ側）から見たときに、フロントウィンドウ２の画面右方向（＋Ｘ方向）であって、フロントウィンドウ２の画面下方向（−Ｙ方向）に配置されている。なお、プロジェクタＬＳを配置する位置は、上記に限定されるものでなく、自動車ＶＣの内装のデザインや、表示内容、表示位置に基づいて、適宜に変更してもよい。
【００１９】
プロジェクタＬＳは、従来の汎用プロジェクタに比べて、反射スクリーン２０の運転者側（−Ｚ側）からの距離が大幅に短い位置から、斜め上方に向けて映像光Ｌを投射できる。そのため、プロジェクタＬＳは、従来の汎用プロジェクタに比べて、フロントウィンドウ２（反射スクリーン２０）までの投射距離が短い。また、プロジェクタＬＳは、投射される映像光Ｌが反射スクリーン２０に入射する角度が大きく、入射する角度の変化量（最小値から最大値までの変化量）も大きい。
【００２０】
次に、フロントウィンドウ２の構成について説明する。
図２は、フロントウィンドウ２の部分断面図であり、図１（Ｂ）のα部に相当する範囲の拡大図である。
図２は、図１（Ｂ）と同じく、フロントウィンドウ２を＋ｘ側から−ｘ側に見たときの断面であり、反射領域１００となる領域の断面を示している。また、図２では、フロントウィンドウ２を鉛直方向（Ｙ方向）と平行に描いている。図３は、反射スクリーン２０を＋ｚ側から見たときの平面図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、反射スクリーン２０の他の構成例を示す平面図である。
【００２１】
図２に示すように、フロントウィンドウ２は、第１ガラス板（第１ガラス支持体）１０と、反射スクリーン２０と、第１中間層３０と、第２ガラス板（第２ガラス支持体）４０と、第２中間層５０と、を備える。
第１ガラス板１０は、フロントウィンドウ２の最も運転者側（−Ｚ側）に配置される透明な部材である。第１ガラス板１０としては、例えば、ソーダライムガラス（青板ガラス）、硼珪酸ガラス（白板ガラス）、石英ガラス、ソーダガラス、カリガラス等の材料を用いることができる。また、第１ガラス板１０の厚みは、例えば、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００２２】
反射スクリーン２０は、第１ガラス板１０の背面側（＋Ｚ側）に設けられる層である。反射スクリーン２０は、図１（Ｂ）に示すように、第１ガラス板１０を介して入射した光の一部を運転者側（−Ｚ側）に拡散反射し、その他を背面側（＋Ｚ側）に透過する反射領域１００と、入射した光を背面側（＋Ｚ側）に透過する透過領域２００と、を有する。
【００２３】
図２に示すように、反射スクリーン２０は、基材層２１と、第１光学形状層２２と、第２光学形状層２３と、反射層２４と、を備える。このうち、第１光学形状層２２、第２光学形状層２３及び反射層２４は、光学形状層を構成する。なお、反射層２４は、透過領域２００（後述）には設けられていない。
また、反射スクリーン２０には、入射した光の一部を拡散反射し、その他を透過する反射領域１００と、入射した光をそのまま透過する透過領域２００とが設けられている。
本実施形態において、透過領域２００は、フロントウィンドウ２（反射スクリーン２０）の運転席側（＋ｘ側）に形成された矩形状の領域である。透過領域２００には、反射層２４が設けられていない。反射領域１００は、フロントウィンドウ２（反射スクリーン２０）において、透過領域２００を除いた領域である。反射領域１００には、反射層２４が設けられている。なお、反射領域１００、透過領域２００において、「領域」とは、少なくとも単位光学形状部２２ａの配列ピッチＰ（図２参照）よりも大きな寸法で構成される範囲をいう。
【００２４】
また、本実施形態において、反射スクリーン２０の光学形状層は、サーキュラーフレネルレンズ形状に形成されている。そして、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃは、透過領域２００内に配置されている。
基材層２１は、反射スクリーン２０を形成する際のベースとなる平板状の部材であり、反射スクリーン２０の最も運転者側（−Ｚ側）に設けられている。基材層２１は、例えば、光透過性の高いＰＥＴ等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリルスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂等から形成される。
【００２５】
第１光学形状層２２は、基材層２１の背面側（＋Ｚ側）に設けられた層である。第１光学形状層２２としては、光透過性の高いウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリチオール系、ブタジエンアクリレート系等の紫外線硬化樹脂を用いることができる。なお、本実施形態では、第１光学形状層２２を構成する樹脂として、紫外線硬化樹脂を例に挙げて説明するが、例えば、電子線硬化樹脂で構成してもよい。
【００２６】
第１光学形状層２２の運転者側（−Ｚ側）の面には、単位光学形状部２２ａが複数設けられている。
単位光学形状部２２ａは、図３に示すように、同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状となるように形成されている。サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃは、反射スクリーン２０の外形よりも内側であって、第１光学形状層２２の透過領域２００に設けられる。なお、図３では、反射スクリーン２０（フロントウィンドウ２）の外形を矩形状で示している。
【００２７】
ここで、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃとは、単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ（後述）の角度がフロントウィンドウ２の上下方向（ｙ方向）に対してゼロになる部分をいう。反射スクリーン２０を厚み方向（ｚ方向）から見た平面視において、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃは、第１光学形状層２２の透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１と一致する。また、透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１は、図３に示すように、反射スクリーン２０の外形を横長の矩形状とした場合、反射スクリーン２０の幾何学的中心Ａに対して右側（＋ｘ側）にずれた位置に配置される。本実施形態において、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃを通る、上下方向（ｙ方向）と平行な線分の画面下方向（−ｙ方向）がプロジェクタＬＳからの映像光の出射位置となる。なお、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃは、透過領域２００内に含まれていることが望ましい。特に、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃを、透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１と一致させることがより望ましい。このような構成とした場合、映像光は反射スクリーン２０全体において、サーキュラーフレネルレンズ形状で反射して、運転者の方向に進むので、反射スクリーン２０全体において明るい映像が視認できる。なお、透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１とサーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃとは、必ずしも互いに一致した位置としなくてもよい。
【００２８】
なお、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃは、図３に示す位置に限らず、例えば、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、反射スクリーン２０の外形よりも外側に位置していてもよい。
図４（Ａ）は、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃが、反射スクリーン２０の画面左右方向（ｘ方向）の中央であって、外形よりも外側の画面下側（−ｙ側）に位置する例を示している。本形態では、反射スクリーン２０を厚み方向（ｚ方向）から見た平面視において、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃと透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１とを結ぶ線分が、上下方向（ｙ方向）に平行な直線上に位置している。本形態において、前記線分の画面下方向（−ｙ方向）がプロジェクタＬＳからの映像光の出射位置となる。
【００２９】
図４（Ｂ）は、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃが、反射スクリーン２０の画面左側（−ｘ側）であって、外形よりも外側の画面下側（−ｙ側）に位置する例を示している。本形態では、反射スクリーン２０を厚み方向（ｚ方向）から見た平面視において、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃと透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１とを結ぶ線分が、上下方向（ｙ方向）に平行な直線に対して斜めに傾斜している。本形態において、前記線分の画面下側（−ｙ側）がプロジェクタＬＳからの映像光の出射位置となる。なお、図示していないが、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃが、反射スクリーン２０の画面右側（＋ｘ側）であって、外形よりも外側の画面下側（−ｙ側）に位置していてもよい。
【００３０】
なお、上述の図４の各図の例では、透過領域の幾何学的中心Ｃ１と、反射スクリーンの幾何学的中心Ａとが一致する例を示したが、これに限定されるものでなく、各中心が相違する位置に配置されるようにしてもよい。例えば、透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１を、図３に示すように、反射スクリーン２０の幾何学的中心Ａに対して右側（＋ｘ側）にずれた位置に配置してもよい。
【００３１】
再び図２に戻って、反射スクリーン２０の構成について説明する。
単位光学形状部２２ａは、断面形状が三角形状に形成されている。単位光学形状部２２ａは、映像光が直接入射する第１傾斜面２２ｂと、映像光が直接入射しない第２傾斜面２２ｃと、を備える。一つの単位光学形状部２２ａにおいて、第１傾斜面２２ｂは、頂点ｔを挟んで第２傾斜面２２ｃと隣接する位置に設けられている。
【００３２】
単位光学形状部２２ａにおいて、第１傾斜面２２ｂが、ｘｙ面に平行な面となす角度は、αである。また、第２傾斜面２２ｃがｘｙ面に平行な面となす角度は、β（β＞α）である。単位光学形状部２２ａの配列ピッチは、Ｐである。単位光学形状部２２ａの高さ（厚み方向における頂点ｔから単位光学形状部２２ａ間の谷底となる点ｖまでの寸法）は、ｈである。これらの角度、寸法は、フロントウィンドウ２を自動車ＶＣに取り付けたときの傾斜角度、プロジェクタＬＳからの映像光の投射角度等に応じて設定される。
【００３３】
なお、図示していないが、単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ及び第２傾斜面２２ｃの表面は、微細且つ不規則な凹凸形状を有する粗面となっている。この微細な凹凸形状は、凸形状と凹形状とが２次元方向に不規則に形成されている。凸形状及び凹形状の大きさ、形状、高さ等は、不規則である。
【００３４】
第２光学形状層２３は、第１光学形状層２２の背面側（＋ｚ側）に設けられる層である。第２光学形状層２３は、反射スクリーン２０の背面側の面を平坦にするために設けられている。第２光学形状層２３としては、先に説明した第１光学形状層２２と同じ紫外線硬化樹脂を用いることができる。第２光学形状層２３の屈折率は、第１光学形状層２２と同等であることが望ましい。
【００３５】
反射層２４は、複数の単位光学形状部２２ａのうち、反射領域１００に対応する位置の単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂに形成される層である。反射層２４は、入射した光の一部を拡散反射し、その他を透過する半透過型の拡散反射層である。反射層２４の反射率と透過率の割合は、適宜に設定できるが、映像光を良好に拡散反射させると共に、自動車ＶＣの前方側（＋Ｚ側）から入射する光を十分に透過させて、運転者の良好な視界を確保する観点から、透過率が７０％以上であることが望ましい。
【００３６】
前述したように、第１傾斜面２２ｂ及び第２傾斜面２２ｃには、微細かつ不規則な凹凸形状が形成されている。反射層２４は、第１傾斜面２２ｂ及び第２傾斜面２２ｃの凹凸形状が維持されたまま成膜される。そのため、反射層２４の第１光学形状層２２側（映像源側）の面及び第２光学形状層２３側（背面側）の表面は、第１傾斜面２２ｂ及び第２傾斜面２２ｃと同じく、微細かつ不規則な凹凸形状を有する粗面となっている。
この反射層２４は、入射した光の一部を微細かつ不規則な凹凸形状により拡散反射し、入射したその他の光の少なくとも一部を拡散しないで透過する機能を有する。
【００３７】
反射層２４は、光反射性の高い金属、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル等により形成される。本実施形態において、反射層２４は、アルミニウムを蒸着することにより形成される。また、これに限らず、反射層２４は、光反射性の高い金属をスパッタリングしたり、金属箔を転写したり、金属薄膜を含有した塗料を塗布したりする等により形成してもよい。
【００３８】
反射スクリーン２０は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、入射した光の一部を運転者側に拡散反射し、その他を透過する反射領域１００と、入射した光を透過する透過領域２００と、を有する。
透過領域２００となる領域は、反射スクリーン２０を厚み方向（ｚ方向）から見た平面視において、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃを含む矩形領域である。
【００３９】
透過領域２００となる領域の単位光学形状部２２ａには反射層２４が形成されていないため、反射スクリーン２０の透過領域２００に入射した光は、第１光学形状層２２、第２光学形状層２３（後述）を透過した後、更に第２中間層５０、第２ガラス板４０を透過して、フロントウィンドウ２の背面側（＋Ｚ側）から出射する。
【００４０】
透過領域２００は、フロントウィンドウ２の画面を−ｚ側から見たときに、フロントウィンドウ２の運転者側（＋ｘ側）であって、フロントウィンドウ２の中間よりもやや画面上側（＋ｙ側）に形成されている。この位置は、運転者が視線を前方（自動車ＶＣの進行方向）に向けたときに、視線をそらすことなしに視認可能な位置である。透過領域２００には反射層２４が形成されていないので、透過率が高くなり、運転者は、良好な視界を確保できる。
【００４１】
透過領域２００の大きさは、例えば、車載用であれば、４０〜７０ｍｍ×５０〜９０ｍｍ程度の範囲に設定される。透過領域２００の形状は、横長の矩形に限らず、例えば、円形、楕円形、正方形、台形等であってもよいし、他の形状であってもよい。また、透過領域２００の位置は、図１（Ａ）に示すようなフロントウィンドウ２の運転者側（＋Ｘ側）に限らず、例えば、フロントウィンドウ２の中央付近でもよいし、左側（−Ｘ側）であってもよい。
【００４２】
第１中間層３０は、第１ガラス板１０と反射スクリーン２０（基材層２１）との間に設けられる層である。第１ガラス板１０及び反射スクリーン２０は、第１中間層３０により接合される。第１中間層３０は、フロントウィンドウ２の破損時に、第１ガラス板１０の破片が飛散するのを防止するために設けられている。第１中間層３０としては、例えば、ＰＶＢ（ポリビニルブリラール）を用いることができる。第１中間層３０の厚みは、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、第１中間層３０の屈折率は、第１ガラス板１０、第１光学形状層２２（反射スクリーン２０）と同等であることが望ましい。
第２ガラス板４０は、フロントウィンドウ２の最も背面側（＋Ｚ側）に設けられる透明な部材である。第２ガラス板４０としては、第１ガラス板１０と同じ材料を用いることができる。また、第２ガラス板４０の厚みは、２〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００４３】
第２中間層５０は、第２ガラス板４０と反射スクリーン２０（第２光学形状層２３）との間に設けられる層である。第２ガラス板４０及び反射スクリーン２０は、第２中間層５０により接合される。第２中間層５０は、フロントウィンドウ２の破損時に、第２ガラス板４０の破片が飛散するのを防止するために設けられている。第２中間層５０としては、第１中間層３０と同じく、ＰＶＢを用いることができる。第２中間層５０の厚みは、０．３〜０．８ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、第２中間層５０の屈折率は、第１ガラス板１０、第１光学形状層２２（反射スクリーン２０）と同等であることが望ましい。
【００４４】
次に、本実施形態のフロントウィンドウ２に入射する映像光Ｌ及び車外から入射する光Ｇの光路について説明する。
図１（Ｂ）に示すように、プロジェクタＬＳから投射された映像光Ｌは、フロントウィンドウ２の運転者側（車内側、−ｚ側）の面へ入射する。フロントウィンドウ２に入射した映像光Ｌは、反射スクリーン２０の基材層２１を透過して第１光学形状層２２の運転者側の面に入射する。なお、図１（Ｂ）では、理解を容易にするために、運転者の眼Ｅをフロントウィンドウ２の近傍に示しているが、運転者の眼Ｅは、実際にはフロントウィンドウ２から更に離れた位置にあるため、後述する光Ｌ２、Ｌ６等は、すべて運転者の眼Ｅに届けられる。
【００４５】
映像光Ｌのうち、主に画面上側（＋ｙ側）の反射領域１００へ投射される光Ｌ１の一部は、第１光学形状層２２に形成された単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂに入射した後、反射層２４（図２参照）において拡散反射して、光Ｌ２として運転者側（−ｚ側）へ届き、運転者の眼Ｅに到達する。また、映像光Ｌ１のうち他の一部の光は、半透過型の拡散反射層として形成された反射層２４を透過した後、第２光学形状層２３、第２中間層５０、第２ガラス板４０を透過して、光Ｌ３としてフロントウィンドウ２の背面側（＋Ｚ側）の面から車外へ出射する。
更に、映像光Ｌ１のその他（Ｌ２、Ｌ３以外）の光は、フロントウィンドウ２の第１ガラス板１０の表面で界面反射するが、その光Ｌ４は、フロントウィンドウ２の斜め上側（＋ｙ側）へ反射するため、そのほとんどが運転者の眼Ｅには届くことはない。
【００４６】
また、映像光Ｌのうち、主に画面下側（−ｙ側）の反射領域１００へ投射される光Ｌ５の一部は、第１光学形状層２２に形成された単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂに入射した後、反射層２４（図２参照）において拡散反射して、光Ｌ６として運転者側（−ｚ側）へ届き、運転者の眼Ｅに到達する。また、映像光Ｌ５のうち他の一部の光は、半透過型の拡散反射層として形成された反射層２４を透過した後、第２光学形状層２３、第２中間層５０、第２ガラス板４０を透過して、光Ｌ７としてフロントウィンドウ２の背面側（＋Ｚ側）の面から車外へ出射する。なお、映像光Ｌの一部の光Ｌ５は、フロントウィンドウ２の第１ガラス板１０の表面で界面反射するが、光Ｌ５が入射する第１ガラス板１０と反射層２４（反射スクリーン２０）とは平行ではないため、第１ガラス板１０の表面で界面反射して光Ｌ９が運転者の眼Ｅの方向に進むことはない。
【００４７】
また、映像光Ｌのうち、主に透過領域２００へ投射される光Ｌ８は、第１傾斜面２２ｂに反射層２４が形成されていないので、第１ガラス板１０、第１中間層３０、第１光学形状層２２、第２光学形状層２３、第２中間層５０、第２ガラス板４０を順次透過して、フロントウィンドウ２の背面側（＋Ｚ側）の面から車外へ出射する。
【００４８】
前述したように、反射領域１００に入射する映像光は、反射層２４で反射されるが、反射層２４はサーキュラーフレネルレンズの第１傾斜面２２ｂに形成されているので、入射側、すなわち運転者側（−ｚ側）に集光される。そして、集光される位置は、映像光がサーキュラーフレネルレンズの光学的中心Ｃで反射された場合に進行する方向上となるので、サーキュラーフレネルレンズの光学的中心Ｃは運転者の前方に位置していることが好ましい。前に述べたように、運転者の前方は、良好な視界を得るために透過領域２００とすることが好ましい、したがって、サーキュラーフレネルレンズの光学的中心Ｃと透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１が一致することが好ましい。
【００４９】
一方、図示していないが、自動車の車外から入射する景色等の光は、フロントウィンドウ２の背面側（車外側、＋ｚ側）の面から入射し、その一部の光は、反射層２４（図２参照）を透過して運転者側（−ｚ側）へ届く。また、別な一部の光は、第２傾斜面２２ｃ（図２参照）を通過して運転者側へ届く。更に、他の光は、反射層２４において反射して車外側（＋ｚ側）へ出射する。
【００５０】
上述したように、第１実施形態のフロントウィンドウ２は、反射層２４によりプロジェクタＬＳから投射された映像を運転者側へ反射させると共に、フロントウィンドウ２越しに見える景色等の光を透過できる。これによれば、自動車ＶＣの運転者は、前方（自動車ＶＣの進行方向）から大きく目をそらせることなしに各種の情報を視認できるので、自動車ＶＣを安全に運転できる。
また、運転者が視線を前方に向けたときに、フロントウィンドウ２（反射スクリーン２０）の透過領域２００を通して外界を視認できる。したがって、運転者は、良好な視界を確保できる。
【００５１】
特に、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃを透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１、すなわち運転者の視線の前方と一致させた場合、映像光は反射スクリーン２０全体において、サーキュラーフレネルレンズ形状で反射して、運転者の方向に進むので、反射スクリーン２０全体において明るい映像が視認できる。また、透過領域２００に映像光を表示しなければ、第１ガラス板１０の表面で界面反射して運転者にスポット的に見える光も生じないのでより好ましい。なお、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃが透過領域２００の幾何学的中心Ｃ１と一致している場合に限らず、サーキュラーフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃが透過領域２００の内側に位置している場合においも上記効果が得られる。
【００５２】
また、反射スクリーン２０の透過領域２００は、反射層２４が形成されていない点を除いて反射領域１００と同じ構造であるため、屈折率差が小さくなり、反射領域１００と透過領域２００との境界を目立ちにくくできる。なお、反射領域が全面に形成された反射スクリーンから、透過領域に相当する領域を切り抜き、ガラス板で挟み込んだ構造にした場合、反射領域と透過領域に相当する領域（切り抜いた領域）との構造が異なるため、屈折率差が大きくなり、境界が目立ちやすくなる。
【００５３】
次に、反射スクリーン２０の製造方法について説明する。
図５は、反射スクリーン２０の製造方法を説明する図である。図５（Ａ）〜（Ｃ）は、反射スクリーン２０が製造されるまでの過程を示す図である。
図５（Ａ）に示すように、長尺状の長尺基材２１’を筒状の巻取体Ｒから引き出しながら、第１光学形状層２２（図２参照）を形成する樹脂をノズル１１０から長尺基材２１’の上に充填する。続いて、長尺基材２１’を、単位光学形状部２２ａ（図２参照）に対応する凹凸形状を有する成形ロール１２０により押圧して、長尺基材２１’の上に第１光学形状層２２が連続する第１光学形状帯２２’を形成する。そして、第１光学形状帯２２’を硬化させた後、長尺基材２１’を巻取体Ｒに巻き取る。本実施形態の第１光学形状層２２は、ロール状に巻かれた長尺基材２１’に連続的に第１光学形状層２２を形成した後、再びロール状に巻き取る、いわゆるロールツーロール方式により、効率良く製造できる。
【００５４】
次に、図５（Ｂ）に示すように、巻取体Ｒに巻き取られた長尺基材２１’を、真空蒸着装置１３０内に配置すると共に、蒸着源１４０を所定の位置に配置する。蒸着源１４０は、蒸着金属１４０ａ（例えば、アルミニウム）と、その蒸着金属１４０ａを加熱する加熱体１４０ｂとから構成される。
そして、第１光学形状帯２２’が形成された長尺基材２１’を巻取体Ｒから引き出しながら、蒸着源１４０において、蒸着金属１４０ａを加熱体１４０ｂにより加熱、溶融させて蒸発させる。蒸発した蒸着金属１４０ａは、第１光学形状帯２２’に形成された単位光学形状部２２ａの第１傾斜面２２ｂ（図２参照）上に付着して、反射層２４となる。反射層２４は、反射領域１００（図１参照）対応する領域に形成される。
【００５５】
一方、反射スクリーン２０において、透過領域２００（図１参照）に対応する領域が蒸着源１４０の位置に達したときには、ステンシルマスクＭが配置される。ステンシルマスクＭを配置することにより、蒸着金属１４０ａが第１光学形状帯２２’の上に蒸着されなくなるため、反射層２４が形成されない透過領域２００を形成できる。なお、反射領域１００（図１参照）対応する領域に蒸着金属１４０ａを蒸着する場合、ステンシルマスクＭは、長尺基材２１’から離れた位置に退避している。このような蒸着工程を経ることにより、長尺基材２１’上に第１光学形状帯２２’、反射層２４が順に形成された領域（反射領域１００）と、第１光学形状帯２２’のみが形成された領域（透過領域２００）とを有する積層体Ｆ１が得られる。次に、この積層体Ｆ１を巻取体Ｒに巻き取り、真空蒸着装置１３０から取り出す。
【００５６】
次に、図５（Ｃ）に示すように、積層体Ｆ１を巻取体Ｒから引き出しながら、積層体Ｆ１の単位光学形状部２２ａ（図２参照）が形成された側の面に、第２光学形状層２３（図２参照）を形成するための樹脂をノズル１５０から充填する。続いて、積層体Ｆ１を、平坦面を形成する成形ロール１６０により押圧して、積層体Ｆ１上に第２光学形状層２３が連続する第２光学形状帯２３’を形成する。これにより、長尺基材２１’上に、第１光学形状帯２２’、反射層２４、第２光学形状帯２３’が順に積層された領域（反射領域１００）と、第１光学形状帯２２’、第２光学形状帯２３’が順に積層された領域（透過領域２００）とを有する積層体Ｆ２が得られる。透過領域２００の領域では、第１光学形状帯２２’と第２光学形状帯２３’との間が密着しているため、入射光が界面で反射することはない。
そして、第２光学形状帯２３’を十分に硬化させた後、積層体Ｆ２を裁断部１７０へ移動させる。裁断部１７０において、積層体Ｆ２を所定の大きさに裁断することにより、反射スクリーン２０が完成する。
【００５７】
次に、フロントウィンドウ２の製造方法について説明する。
図６は、フロントウィンドウ２の製造方法を説明する図である。図６（Ａ）及び（Ｂ）は、フロントウィンドウ２が製造されるまでの過程を示す図である。なお、図６は、反射層２４が形成されている領域（反射領域１００）の断面を示している。
まず、図６（Ａ）に示すように、反射スクリーン２０の基材層２１側の面に第１中間層３０を形成し、その上に第１ガラス板１０を積層する。次に、図６（Ｂ）に示すように、反射スクリーン２０の第２光学形状層２３側の面に第２中間層５０を形成し、その上に第２ガラス板４０を積層する。そして、不図示の押圧ロールに挟み込んで仮圧着することにより、積層体Ｆ３が得られる。
【００５８】
続いて、積層体Ｆ３をオートクレーブ圧力釜（不図示）内に配置して、所定の温度、圧力の環境下において、反射スクリーン２０と、第１ガラス板１０及び第２ガラス板４０とを、第１中間層３０及び第２中間層５０によって密着させる。これにより、反射スクリーン２０と、第１ガラス板１０及び第２ガラス板４０とは、第１中間層３０及び第２中間層５０によって接合され、フロントウィンドウ２が完成する。
【００５９】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態の映像表示装置１Ａを説明する図である。
第２実施形態の映像表示装置１Ａは、反射スクリーン２０をフロントウィンドウ２Ａの運転者側に備える点が第１実施形態と相違する。第２実施形態の映像表示装置１Ａにおいて、その他の構成は、第１実施形態と同じである。そのため、図７においては、フロントウィンドウ２Ａ及び反射スクリーン２０のみを図示し、プロジェクタＬＳの図示を省略する。また、第２実施形態の説明及び図面において、第１実施形態と同等の部材等には、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００６０】
第２実施形態の映像表示装置１Ａにおいて、反射スクリーン２０は、フロントウィンドウ２Ａの運転者側（−Ｚ側）の面に貼り付けられている。
フロントウィンドウ２Ａは、第１ガラス板１０、第２ガラス板４０及び中間層６０を備える。本実施形態のフロントウィンドウ２Ａは、第１ガラス板１０と第２ガラス板４０との間を中間層６０により接合した、一般的な合わせガラスとして構成されている。
【００６１】
反射スクリーン２０の構成は、第１実施形態と同じである。反射スクリーン２０の表示領域は、フロントウィンドウ２Ａの大きさとほぼ同一である。すなわち、反射スクリーン２０は、フロントウィンドウ２Ａのほぼ全面を覆っている。第２実施形態の反射スクリーン２０は、第２光学形状層２３のフロントウィンドウ２Ａ側（＋Ｚ側）の面において、接合層７０を介してフロントウィンドウ２Ａの第１ガラス板１０に貼り付けられている。接合層７０としては、光透過性を有する粘着材又は接着材を用いることができる。具体的には、接合層７０として、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。
【００６２】
第２実施形態の反射スクリーン２０及びこれを備えたフロントウィンドウ２Ａにおいても、運転者が視線を前方に向けたときに、フロントウィンドウ２Ａに貼り付けられた反射スクリーン２０の透過領域２００では、入射した光が反射層２４で反射することがない。これにより、反射スクリーン２０で反射した光により運転者の視界が遮られないため、透過光の損失が少なくなり、良好な視界を確保できる。
また、第２実施形態において、反射スクリーン２０を貼り付けるフロントウィンドウ２Ａは、一般的な構成の合わせガラスでよいため、映像表示装置１Ａを、より多くの車種に搭載できる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内に含まれる。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形形態は、適宜に組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
【００６４】
（変形形態）
（１）上記実施形態では、反射スクリーン２０をフロントウィンドウ２（２Ａ）の全面を覆うように設ける例について説明したが、これに限定されない。反射スクリーン２０を、運転者の前方となる一部の領域のみを覆う大きさとしてもよい。
上記構成によれば、フロントウィンドウ２（２Ａ）において、映像の表示に寄与しない領域まで反射層２４が形成されることを回避できる。これにより、車外から入射する景色等の光をより多く且つ鮮明に車内側へ透過させることができるので、運転者の視界をより良好に保つことができる。また、上記実施形態の反射スクリーン２０に比べて、反射層２４を形成する領域を少なくできるので、反射スクリーン２０の製造コストを低減できる。更に、上記構成においても、反射スクリーン２０の透過領域２００は、反射層２４が形成されていない点を除いて反射領域１００と同じ構造であるため、反射領域１００と透過領域２００との境界を目立ちにくくできる。
【００６５】
（２）上記実施形態では、反射スクリーン２０の単位光学形状部２２ａを、同心円状に複数配列されたサーキュラーフレネルレンズ形状（図３参照）とした例について説明したが、これに限定されない。反射スクリーン２０の単位光学形状部２２ａが平行に複数配列されたリニアフレネルレンズ形状としてもよい。その場合も、リニアフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃは、反射スクリーン２０の外形よりも内側であってもよいし、外側であってもよい。なお、リニアフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃを反射スクリーン２０の外形よりも内側にした場合、リニアフレネルレンズ形状の光学的中心Ｃを透過領域２００の幾何学的中心と一致させることが望ましい。この様な構成とすることにより、映像光は反射スクリーン２０全体において、リニアフレネルレンズ形状で反射して、運転者の方向に進むので、反射スクリーン２０全体において明るい映像が視認できる。
（３）上記実施形態では、フロントウィンドウ２（２Ａ）に対して、一つのプロジェクタＬＳから映像光を投射する例について説明したが、これに限定されない。フロントウィンドウ２（２Ａ）に対して、複数のプロジェクタＬＳから映像光を投射するように構成してもよい。
【００６６】
（４）上記実施形態では、映像表示装置１（１Ａ）を自動車のフロントウィンドウ２（２Ａ）に適用した例について説明したが、これに限定されない。映像表示装置１（１Ａ）は、自動車のサイドウィンドウ、リアウィンドウ等に適用してもよいし、自動車以外の他の乗り物のウィンドウに適用してもよい。また、映像表示装置１（１Ａ）は、例えば、室内用のパーテーションに映像を表示する映像表示装置に適用してもよいし、背景等の外界の光を透過する店舗等のショーウィンドウに広告等の映像を表示する映像表示装置に適用してもよい。
【００６７】
（５）上記実施形態では、反射領域１００において、反射層２４を第１傾斜面２２ｂ（図２参照）の全面に形成する例について説明したが、これに限定されない。反射領域１００において、反射層２４を第１傾斜面２２ｂ（図２参照）の一部に形成してもよい。この構成によれば、プロジェクタＬＳから投射された映像光を反射領域１００の反射層２４で拡散反射しつつ、車外から入射する光を第１傾斜面２２ｂの反射層２４が形成されていない部位から車内側へ透過させることができる。そのため、フロントウィンドウ２（２Ａ）越しに見える景色等の光を、より鮮明な状態で透過させることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ  映像表示装置
２，２Ａ  フロントウィンドウ
１０  第１ガラス板
２１  光学形状層
２２  第１光学形状層
２３  第２光学形状層
２４  反射層
３０  第１中間層
４０  第２ガラス板
５０  第２中間層
１００  反射領域
２００  透過領域
ＬＳ  プロジェクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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