(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーンであって、
三次元曲面をなすように曲がった積層板を備え、
前記積層板は、硬化された電離放射線硬化型樹脂を含む第１電離放射線硬化型樹脂層と、前記第１電離放射線硬化型樹脂層よりも入光側に配置され、硬化された電離放射線硬化型樹脂を含む第２電離放射線硬化型樹脂層と、前記第１電離放射線硬化型樹脂層および前記第２電離放射線硬化型樹脂の間に配置された中間層と、を含み、
前記中間層は、樹脂材料からなるベース部のみからなる、或いは、樹脂材料からなるベース部とベース部中に分散された粒子状成分とからなり、
前記中間層の前記ベース部のヤング率は、前記第１電離放射線硬化型樹脂層をなす硬化された電離放射線硬化型樹脂のヤング率および前記第２電離放射線硬化型樹脂硬化された電離放射線硬化型樹脂のヤング率のいずれよりも低い、
ことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項２】
前記第１電離放射線硬化型樹脂層は、ハードコート層であり、
前記第２電離放射線硬化型樹脂層は、光吸収性を有した複数の単位光吸収部と、硬化された電離放射線硬化型樹脂からなり光透過性を有する複数の単位光透過部と、を有し、前記単位光透過部と前記単位光吸収部とが交互に配置され、
前記中間層は、前記ベース部と、前記粒子状成分からなる拡散成分と、を含み、透過光を拡散する機能を有する層である、
ことを特徴とする請求項１に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
前記ベース部は、熱可塑性樹脂からなる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
前記積層板は、三次元曲面をなすように曲がった透明基材層を含み、
前記透明基材層は、３ｍｍ以上の厚みを有する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
前記積層板は、フレネルレンズを形成する複数の単位レンズを有したフレネルレンズ層を含む、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の透過型スクリーン。
【請求項６】
前記積層板よりも入光側に設けられ、三次元曲面をなすように曲がった偏向光学板を、さらに備え、
前記偏向光学板は、フレネルレンズを形成する複数の単位レンズを有したフレネルレンズ層を含む、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の透過型スクリーン。
【請求項７】
前記偏向光学板は、三次元曲面をなすように曲がった透明基材層をさらに含み、
前記透明基材層は、１ｍｍ以上の厚みを有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の透過型スクリーン。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンに映像光を投射する映像光源と、を備える、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記透過型スクリーンに赤外光を投射する赤外光源と、
赤外光を検出する検出手段と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記透過型スクリーンに照射された赤外光を検出する検出手段を、さらに備える、
ことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーン、および、この透過型スクリーンを有した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多様な映像を表示可能な表示装置が種々のシステムに組み込まれてきた。昨今では、表示装置が適用されるシステムの分野がさらに広がり、広く生活に関連するシステムにも表示装置が組み込まれるようになってきている。とりわけ、例えば自動車やアミューズメント機器といった、意匠性が非常に重要視される分野にも、表示装置が適用されるようになってきた。このような分野に適用される表示装置には、単に映像を表示する機能が期待されているだけでなく、システム全体との意匠面における調和も要求される。
【０００３】
特許文献１では、近年において表示装置の主流となりつつある液晶表示装置の表示面を湾曲させることが検討されている。しかしながら、特許文献１の段落０００４にも記載されているように、液晶表示装置の液晶表示パネルは、通常、ガラスを含んで構成されており、わずかに湾曲させるだけでも相当の工夫が必要となる。このような実情から、実際に使用に供されている表示装置については、専ら、その表示面を取り囲む枠体または筐体に特徴を付与することによって、意匠性を向上させることが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６３７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、枠体や筐体を工夫するだけでは表示装置に十分な意匠性を付与することは困難である。本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、表示装置の意匠性を向上させることを目的とする。
【０００６】
ところで、昨今においては、表示装置が適用される分野の拡大にともない、単に情報を表示する機能だけでなく、外部情報を入力する手段としての機能も表示装置に付与されるようになってきている。一例として、券売機やＡＴＭ等に使用された表示装置は、その表示面を介して情報を読み取る機能、典型的には、被検出体に接触または接近を検出するタッチパネル機能を付与されている。
【０００７】
タッチパネル機能を発現させるための構成、すなわちタッチパネル機構として、これまで、静電容量方式や抵抗膜方式と呼ばれるタイプが普及してきた。一方、昨今では、例えば特開２００９−１５１０３９号公報に開示されているように、光センサ方式のタッチパネル機構の開発も急速に進められてきている。光センサ方式のタッチパネル機構は、受光量に応じた量の電流を出力する多数の光センサを含んで構成される。具体例としては、液晶表示パネルのＴＦＴ基板内にＴＦＴとともに光センサを形成することにより、タッチパネル機構を表示装置内に組み入れることが可能となる。ただし、光センサ方式のタッチパネル機構では多数の光センサを作製する必要が生じるため、製造コストが上昇するとともにセンサ配列や回路構成も複雑化し、さらには、センサ配列や回路構成の複雑化にともなって検出精度の信頼性が低下してしまう、といった不具合もある。
【０００８】
以上のことを鑑み、本発明による表示装置に対して、簡易な構成からなる外部情報の読み取り機能を特別の工夫を行うことなく適用することができれば、極めて都合がよい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による透過型スクリーンは、
入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーンであって、
三次元曲面をなすように曲がった積層板を備える。
【００１０】
本発明による透過型スクリーンにおいて、
積層板は、硬化された電離放射線硬化型樹脂を含む第１電離放射線硬化型樹脂層と、前記第１電離放射線硬化型樹脂層よりも入光側に配置され、硬化された電離放射線硬化型樹脂を含む第２電離放射線硬化型樹脂層と、前記第１電離放射線硬化型樹脂層および前記第２電離放射線硬化型樹脂の間に配置された中間層と、を含み、
前記中間層は、樹脂材料からなるベース部のみからなる、或いは、樹脂材料からなるベース部とベース部中に分散された粒子状成分とからなり、
前記中間層の前記ベース部のヤング率は、前記第１電離放射線硬化型樹脂層をなす硬化された電離放射線硬化型樹脂のヤング率および前記第２電離放射線硬化型樹脂硬化された電離放射線硬化型樹脂のヤング率のいずれよりも低いようにしてもよい。
【００１１】
このような本発明による透過型スクリーンにおいて、前記第１電離放射線硬化型樹脂層は、ハードコート層であり、前記第２電離放射線硬化型樹脂層は、光吸収性を有した複数の単位光吸収部と、硬化された電離放射線硬化型樹脂からなり光透過性を有する複数の単位光透過部と、を有し、前記単位光透過部と前記単位光吸収部とが交互に配置され、前記中間層は、前記ベース部と、前記粒子状成分からなる拡散成分と、を含み、透過光を拡散する機能を有する層であるようにしてもよい。
【００１２】
また、このような本発明による透過型スクリーンにおいて、前記ベース部は、熱可塑性樹脂からなるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明による透過型スクリーンにおいて、前記積層板は三次元曲面をなすように曲がった透明基材層を含み、前記透明基材層が３ｍｍ以上の厚みを有するようにしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明による透過型スクリーンにおいて、前記積層板はフレネルレンズを形成する複数の単位レンズを有したフレネルレンズ層を含むようにしてもよい。
【００１５】
あるいは、本発明による透過型スクリーンが、前記積層板よりも入光側に設けられ、三次元曲面をなすように曲がった偏向光学板を、さらに備え、前記偏向光学板がフレネルレンズを形成する複数の単位レンズを有したフレネルレンズ層を含むようにしてもよい。
【００１６】
ここで、フレネルレンズは、単位レンズが同心円をなす円または円弧上を延びるように配列されたサーキュラーフレネルレンズでもよいし、直線状に延びる単位レンズが平行となるように配列されたリニアフレネルレンズでもよい。
【００１７】
さらに、本発明による透過型スクリーンにおいて、
前記積層板は、出光側に向けて凸または凹となるように曲がっており、
前記フレネルレンズ層の複数の単位レンズは、同心円をなす円または円弧上を延びるように配列され、
前記積層板は、光透過性を有する複数の単位光透過部と、光吸収性を有した複数の単位光吸収部と、を有する光制御層を含み、
前記単位光透過部および前記単位光吸収部は、それぞれ線状に延び、且つ、その長手方向と交差する方向に沿って交互に配置され、
例えば前記積層板の出光面のうちの最も出光側に向けて突出した位置又は最も入光側にへこんだ位置における法線方向から観察した場合に、前記単位光吸収部の長手方向は、前記複数の単位レンズの配列に関する前記同心円の中心と、前記複数の単位レンズのうちの前記中心から最も離間した円弧と、を結ぶ方向に対して傾斜していることが好ましく、４５°以上１３５以下の角度をなして傾斜していることがより好ましく、直交していることがさらに好ましい。
【００１８】
さらに、本発明による透過型スクリーンにおいて、
前記積層板は、出光側に向けて凸または凹となるように曲がっており、
前記フレネルレンズ層の複数の単位レンズは、それぞれ直線状に延び、且つ、その長手方向と交差する配列方向に配列され、
前記積層板は、光透過性を有する複数の単位光透過部と、光吸収性を有した複数の単位光吸収部と、を有する光制御層を含み、
前記単位光透過部および前記単位光吸収部は、それぞれ線状に延び、且つ、その長手方向と交差する方向に沿って交互に配置され、
前記単位光吸収部の長手方向は、前記複数の単位レンズの配列方向に対して傾斜していることが好ましく、４５°以上１３５°以下の角度をなして傾斜していることがより好ましく、直交していることがさらに好ましい。
【００１９】
さらに、本発明による透過型スクリーンにおいて、前記偏向光学板は三次元曲面をなすように曲がった透明基材層をさらに含み、前記透明基材層が１ｍｍ以上の厚みを有するようにしてもよい。
【００２０】
本発明による表示装置は、上述した本発明による透過型スクリーンのいずれかと、前記透過型スクリーンに映像光を投射する映像光源と、を備える。
【００２１】
本発明による表示装置は、前記透過型スクリーンに赤外光を投射する赤外光源と、赤外光を検出する検出手段と、をさらに備えるようにしてもよい。
【００２２】
本発明による表示装置は、透過型スクリーンに照射された赤外光を検出する検出手段をさらに備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、表示装置の意匠性を極めて効果的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態における表示装置を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の表示装置を、筐体を取り除いた状態で、示す斜視図である。
【図３】図３は、図１の表示装置に組み込まれた透過型スクリーンを示す斜視図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を示す図であって、透過型スクリーンの作用を説明するための図である。
【図５】図５は、図３の透過型スクリーンに含まれる偏向光学板を示す斜視図である。
【図６】図６は、図５の偏向光学板を出光側から示す平面図である。
【図７】図７は、図３の透過型スクリーンに含まれる積層板の光制御層を示す斜視図である。
【図８】図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面を示す図である。
【図９】図９は、偏向光学板の一変形例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、透過型スクリーン一変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２６】
図１〜図８は本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は表示装置を示す縦断面図であり、図２は表示装置の概略構成を示す斜視図であり、図３は透過型スクリーンを示す斜視図であり、図４は透過型スクリーンの縦断面図である。
【００２７】
以下に説明する実施の形態において、表示装置１０は、入光側から投射された映像光を出光側に透過させる透過型スクリーン２０と、透過型スクリーン２０に映像光を投射する映像光源１５と、を有している。また、表示装置１０は、透過型スクリーン２０を支持する開口部を有した筐体１１をさらに有しており、映像光源１５は筐体１１の内部に配置されている。すなわち、以下に説明する表示装置２０は、いわゆる背面投射型表示装置として構成されている。
【００２８】
加えて、表示装置１０は、詳しくは後述するように、透過型スクリーン２０に赤外光を投射する赤外光源１２と、赤外光の入射を検出する検出手段１３と、をさらに有している。そして、これらの赤外光源１２および検出手段１３により、指や専用の道具（例えば専用ペン）等からなる被検出体が透過型スクリーン２０の出光面２０ｂ、すなわち、表示装置１０の表示面へ接触または接近したこと、さらには、出光面２０ｂ（表示面）上のどの位置に被検出体が接触または接近したかも検出することができるようになっている。このような機能に基づき、表示装置１０は、映像を表示する表示機能を有するだけでなく、表示された映像に関連して情報を入力する入力手段（タッチパネル）としても機能するようになる。
【００２９】
なお、透過型スクリーン２０に関する「入光側」とは、映像光源１５の側のことであり、透過型スクリーン２０に関する「出光側」とは、観察者側のことである。
【００３０】
映像光源１５は、筐体１１内に配置されており、照射領域がしだいに広がっていく発散光束（拡大投影された光束）として透過型スクリーン２０の入光面２０ａの全域に映像光を照射する。このような映像光源１５としては、従来公知な光源、例えばＤＭＤを用いた単管方式の光源を用いることができる。なお、図１に示す例において、映像光源１５は、透過型スクリーン２０の鉛直方向における下側に配置されている。
【００３１】
次に、透過型スクリーン２０について説明する。図３および図４によく示されているように、透過型スクリーン２０は、積層板２１と、積層板２１の入光側に配置された偏向光学板２２と、を有している。積層板２１および偏向光学板２２は、互いに対面するようにして配置されている。図示する例において、積層板２１および偏向光学板２２は、略矩形状の平面形状を有している。また、積層板２１および偏向光学板２２は、いずれも、自立可能な程度以上の剛性を有している。
【００３２】
なお、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「板」はシートやフィルムとも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
【００３３】
図２によく示されているように、積層板２１および偏向光学板２２は、それぞれ、三次元曲面をなすように曲がっている。ここで三次元曲面をなすように曲がっているとは、単一の軸を中心として二次元的に曲がった二次元曲面、或いは、互いに平行な複数の軸を中心として異なる曲率で二次元的に曲がった二次元曲面とは区別されるものである。すなわち、三次元曲面をなすように曲がっているとは、互い対して傾斜した複数の軸をそれぞれ中心として、部分的または全体的に曲がっていることを意味する。本実施の形態において、積層板２１および偏向光学板２２は、略同様に曲がっており、概ね重なり合うようになっている。そしてこの結果、積層板２１および偏向光学板２２からなる透過型スクリーン２０は、全体として、三次元曲面をなすように曲がっている。
【００３４】
上述したように、本実施の形態においては、積層板２１および偏向光学板２２は、平坦面状に広げると略矩形状となる形状を有している。そして、一例としての本実施の形態においては、図２に示すように、積層板２１および偏向光学板２２は、概ね、一方の対角線と平行で透過型スクリーン２０の背面側（入光側）に位置する第１の軸Ａ１を中心とした方向ｄ１に曲がるとともに、他方の対角線と平行で透過型スクリーン２０の背面側（入光側）に位置する第２の軸Ａ２を中心とした方向ｄ２にも曲がっている。この結果、透過型スクリーン２０は観察者側へ凸となるように曲がっており、透過型スクリーン２０の平面形状をなす矩形状の一対の対角線が交わる中央位置Ｐａにおいて、透過型スクリーン２０の出光面２０ｂ（表示面）は観察者側に最も突出している。なお、図４においては、後述する透過型スクリーン２０の光学作用の理解についての便宜を図り、透過型スクリーン２０を平坦化して示している。
【００３５】
なお、図示する例に限られず、透過型スクリーン２０は観察者側へ凹となるように曲がっていてもよい。
【００３６】
図示された本実施の形態では、透過型スクリーン２０は、概ね鉛直方向に延びるように、筐体１１に支持されている。とりわけ、透過型スクリーン２０の出光面２０ｂのうちの最も出光側に向けて突出した位置（本実施の形態では、透過型スクリーン２０の中央位置Ｐａに相当）における法線方向（以下においては、正面方向とも呼ぶ）ｎｄａに直交する面（すなわち、最も出光側に向けて突出した位置での出光面２０ａへの接面）が、鉛直方向と平行となっている。そして、図１に示すように、本実施の形態では、映像光源１５は、筐体１１内において、透過型スクリーン２０の鉛直方向下端よりも下方に配置されている。
【００３７】
なお、本明細書において用いる、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、厳密な意味に縛られることなく、目視での判断において区別不可能な程度に同様な光学的機能を期待し得る範囲内の誤差を含めて解釈することとする。
【００３８】
次に、積層板２１および偏向光学板２２の層構成について説明する。図３および図４によく示されているように、偏向光学板２２は、入光側から順に、入光側透明基材層３５と、フレネルレンズ層３０と、を有している。積層板２１は、入光側から順に、出光側透明基材層４５と、光制御層（第２電離放射線硬化型樹脂層）４０と、光拡散層（中間層）４７と、ハードコート層４９と、を有している。
【００３９】
積層板２１および偏向光学板２２に含まれる各層は、概ね同様の形体の三次元曲面をなすように、曲がっている。また、積層板２１内に含まれた各層は、粘着剤や接着剤等からなる接合層を介して互いに接合されており、通常の使用において分離され得ない状態となっている。同様に、偏向光学板２２内に含まれた各層は、粘着剤や接着剤等からなる接合層を介して互いに接合されており、通常の使用において分離され得ない状態となっている。また、積層板２１と偏向光学板２２との間には、例えばシリコンオイル等からなる潤滑剤が塗布されており、積層板２１と偏向光学板２２との間での擦傷に関する不具合の発生を防止するようになっている。
【００４０】
以下、まず、入光側に配置されて入光面２０ａをなす偏向光学板２２の各構成要素について説明し、その後、出光側に配置されて出光面２０ｂをなす偏向光学板２２の各構成要素について説明する。
【００４１】
偏向光学板２２は、上述したように、最も入光側に配置され透過型スクリーン２０の入光面２０ａを形成する入光側透明基材層３５と、入光側透明基材層３５の出光側の面に積層されたフレネルレンズ層３０と、を有している。
【００４２】
上述したように、本実施の形態に係る表示装置１０はタッチパネルとして機能し、透過型スクリーン２０は被検出体によって押圧され得るタッチ面を構成する。そして、後述するように映像光の進行方向を偏向させるフレネルレンズ層３０が、被検出体からの押圧によって大きく変形すると、透過型スクリーン２０によって表示される映像も歪んでしまう。このような不具合を回避するため、入光側透明基材層３５は、フレネルレンズ層３０の変形を防止し得るようにしてフレネルレンズ層３０を支持することを意図されている。すなわち、入光側透明基材層３５は、フレネルレンズ層３５を支持する支持基材として機能するようになっている。
【００４３】
支持基材として機能し得る入光側透明基材層３５の具体例として、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリルースチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる層が挙げられる。また、支持基材として機能する入光側透明基材層３５の厚みは、１ｍｍ〜３ｍｍであることが好ましい。入光側透明基材層３５の厚みが１ｍｍ未満であると、入光側透明基材層３５に十分な剛性を付与することができなくなる。その一方で、入光側透明基材層３５が３ｍｍを越えると、後述するゴースト像（二重像）の発生といった不具合が目立ちやすくなる。
【００４４】
次に、フレネルレンズ層３０について説明する。図５によく示されているように、フレネルレンズ層３０は、フレネルレンズ３１を形成する複数の単位レンズ３２を有している。単位レンズ３２によって構成されるフレネルレンズ３１は、映像光源１５から発散光束として透過型スクリーン２０に投射される映像光の進行方向を偏向させる機能を有している。具体的には、フレネルレンズ３１は、発散光束として入射した映像光を、入光側から出光側へ向けて進む平行光束、例えば正面方向ｎｄａへ進む平行光束に変換する。このようにフレネルレンズ３１を用いて映像光をいったん平行光化させておくことにより、観察者に観察される映像、とりわけ、観察者によって斜め方向から観察される映像の明るさの面内ばらつきを効果的に緩和させることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、図４および図５に示すように、フレネルレンズ３１は、いわゆるサーキュラーフレネルレンズとして構成される例を示したが、これに限られず、いわゆるリニアフレネルレンズとして構成されていてもよい。リニアフレネルレンズでは、複数の単位レンズの各々が直線状に延び、且つ、複数の単位レンズがその長手方向と交差する配列方向に配列されるようになる。また、本実施の形態におけるフレネルレンズ３１は、いわゆる屈折型のフレネルレンズであって、偏向光学板２２の出光側の面をなす位置に形成されている。ただし、これに限られず、フレネルレンズ層３０が、入光側透明基材層３５の入光側の面に積層されるとともに、全反射型のフレネルレンズを偏向光学板２２の入光側の面をなす位置に形成するようにしてもよい。
【００４６】
フレネルレンズ３１をなす複数の単位レンズ３２は、フレネルレンズ層３０を平面状に広げた状態において、同心円をなす円の弧上を延びるように配列されている。すなわち、図６に示すように、本実施の形態において、フレネルレンズ３１は、いわゆるサーキュラーフレネルレンズとして構成されている。そして、図６に示すように、単位レンズ３２の配列に関する同心円の中心Ｏは、フレネルレンズ層３０（積層板２１、透過型スクリーン２０）から鉛直方向における下側にずれた位置に配置されている。その一方で水平方向における単位レンズ３２の構成（形状および配列）は、図６に示すように、水平方向における中心位置を通る鉛直方向と平行な軸Ａａを中心として、線対称となっている。
【００４７】
映像光源１５からの発散光束を平行光束に変換するフレネルレンズ３１におけるこのような単位レンズ３２の構成は、透過型スクリーン２０（フレネルレンズ３１）に対する映像光源１５の配置に基づいて設計され得る。具体的には、この単位レンズ３２の配列に関する同心円の中心Ｏは、正面方向ｎｄａから表示装置１０を観察した場合において、映像光源の配置位置に対応する位置に配置される。また、単位レンズ３２の配列に関する同心円の中心Ｏは、フレネルレンズ３１の光学中心と呼ばれることもある。
【００４８】
単位レンズ３２の配列に関する同心円の中心Ｏを、フレネルレンズ層３０の中心（本実施の形態においては、矩形状からなる平面形状における一対の対角線が交わる位置）Ｐａから偏心させることにより、さらには、フレネルレンズ層３０の表面から外方にずらすことにより、透過型スクリーン２０（フレネルレンズ層３０）に対して映像光源１５を近接配置したとしても、映像光源１５からの発散光束を平行光束化することが可能となる。
【００４９】
このようなフレネルレンズ層３０は、基材シート上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、作製され得る。なお、電離放射線硬化型樹脂としては、電子線、紫外線等の電離放射線を照射されることによって硬化する特徴を有した例えばエポキシアクリレート等の、樹脂が挙げられる。なお、フレネルレンズ層３０の作製方法の詳細については、例えばＷＯ１９９８／２３９７８を参照されたい。
【００５０】
次に、積層板２１について説明する。積層板２１は、上述したように、最も入光側に配置される出光側透明基材層４５と、出光側透明基材層４５の出光側の面に積層された光制御層４０と、光制御層４０の出光側の面に積層された光拡散層４７と、光拡散層４７の出光側の面に積層されたハードコート層４９と、を有している。
【００５１】
出光側基材層４５は、入光側基材層３５と同様に、光制御層４０、光拡散層４７およびハードコート層４９を支持する支持基材として機能するようになっている。したがって、出光側基材層４５は、光制御層４０、光拡散層４７およびハードコート層４９の変形を抑えて透過型スクリーン２０によって表示される映像の歪みの発生を防止し得る程度の剛性を付与されている。
【００５２】
なお、透過型スクリーン２０は、出光側基材層４５を含む積層板２１とともに、入光側基材層３５およびフレネルレンズ層３０を含む偏向光学板２２を含んでいる。そして、上述したように、偏向光学板２２の入光側基材層３５は、その厚みを厚くすると、詳しくは後述する別の不具合を引き起こしてしまいやすくなる。したがって、出光側基材層４５は、積層板２１のみに十分な剛性を付与するだけでなく、透過型スクリーン２０全体に十分な剛性を付与すべく、その材質および厚みを設計されることが好ましい。
【００５３】
以上の観点から、出光側基材層４５の具体例として、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリルースチレン共重合体樹脂等の透明樹脂からなる層が挙げられる。また、出光側透明基材層４５の厚みは、３ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましい。出光側透明基材層４５の厚みが３ｍｍ未満であると、出光側透明基材層４５に十分な剛性を付与することができなくなる。その一方で、出光側透明基材層４５の厚みが５ｍｍを越えると、透過型スクリーン２０自体の厚みが大きくなってしまい、また、映像光の透過率に対しても悪影響を与えかねない。
【００５４】
次に、光制御層４０について説明する。光制御層４０は、フレネルレンズ層３０で平行光化された映像光を或る程度の透過率で入光側から出光側へ透過させるとともに、不要な光を吸収する層である。
【００５５】
図７および図８に示すように、光制御層４０は、シート状の基部４１と、基部４１上に設けられ光透過性を有した複数の単位光透過部４２と、基部４１上に設けられ光吸収性を有した複数の単位光吸収部４３と、を有している。単位光透過部４２および単位光吸収部４３は、基部４１上に交互に並べて配置されている。そして、単位光透過部４２および単位光吸収部４３は、その配列方向と交差する方向に線状に延びている。とりわけ本実施の形態においては、単位光透過部４２および単位光吸収部４３は、その配列方向と直交する方向に直線状に延びている。
【００５６】
図７に示すように、単位光透過部４２および単位光吸収部４３は、正面方向ｎｄａからの観察において、鉛直方向に配列され且つ水平方向に延びている。すなわち、透過型スクリーン２０を正面方向ｎｄａから観察した場合、光制御層４０の単位光透過部４２および単位光吸収部４３は、フレネルレンズ層３０の単位レンズ３２の配列に関する同心円の中心Ｏと、フレネルレンズ層３０の中心（本実施の形態においては、矩形状からなる平面形状における一対の対角線が交わる位置）Ｐａと、を結ぶ第１方向（図６参照）に沿って配列され、当該第１方向に直交する第２方向へ延びている。このような配列によれば、後述するように、表示されるべき映像とともに、当該映像が表示される位置からずれた位置に略略同一の意図しない映像（ゴースト）が薄く表示されるといった不具合（二重像の発生）を、効果的に抑制することが可能となる。
【００５７】
図７に示すように、単位光透過部４２は、その配列方向と正面方向ｎｄａとの両方に沿った断面において、台形形状となっている。そして、各単位光透過部４２は、その長手方向（第２方向）に沿って、一定の断面形状を有している。本実施の形態において、単位光透過部４２がなす断面台形形状は、いわゆる等脚台形である。そして、下底が入光側に位置するとともに、下底よりも短い上底が出光側に位置して光制御層４０の出光側面をなすように、各単位光透過部４２が配置されている。一例として、単位光透過部４２の配列方向と正面方向ｎｄａとの両方に沿った断面において、光制御層４０の出光側面上における単位光透過部４２の上底の幅Ｗａ１を３２μｍとし、光制御層４０の出光側面に沿った単位光透過部４２の下底の幅Ｗａ２を６０μｍとし、光制御層４０の出光側面に直交する方向に沿った単位光透過部４２の高さＨａを１７０μｍとすることができる。
【００５８】
単位光透過部４２は、一例として、基部４１をなすようになる基材シート上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、作製され得る。なお、電離放射線硬化型樹脂としては、電子線、紫外線等の電離放射線を照射されることによって硬化する特徴を有した例えばエポキシアクリレート等の、樹脂が挙げられる。なお、このような単位光透過部４２の作製方法を含む光制御層４０の製造方法の詳細については、例えばＷＯ２００６／０９０７８４を参照されたい。
【００５９】
一方、図７に示すように、各単位光吸収部４３は、配列方向（第１方向ｄ１）に沿って隣り合う二つの単位光透過部４２の間の領域に形成されている。したがって、単位光吸収部４３は、二つの単位光透過部４２に隣接するようにして形成され、その配列方向と正面方向ｎｄａとの両方に沿った断面において三角形形状または台形形状となっている。一例として、単位光吸収部４３の配列方向と正面方向ｎｄａとの両方に沿った断面（図８参照）において、光制御層４０の出光側面上における単位光吸収部４３の幅Ｗｂを２８μｍとし、光制御層４０の出光側面に直交する方向に沿った単位光吸収部４３の高さＨｂを１７０μｍとすることができる。また、光制御部４０の出光側面上における単位光吸収部４３が占めている領域の割合を、４６．７％とすることができる。
【００６０】
単位光吸収部４３は、一例として、光吸収材等を含有した電離放射線硬化型樹脂を、賦型された複数の単位光透過部上に塗布し、次に、スキージ等の手段によって複数の単位光透過部４２間に充填し、その後、電離放射線を照射して硬化させることによって、作製され得る。なお、光吸収材等を分散される電離放射線硬化型樹脂自体は、透明樹脂とすることができる。このような単位光吸収部４３の基部４１上への作製方法の詳細については、例えば、ＷＯ２００６／０９０７８４を参照されたい。
【００６１】
光吸収材等を分散される電離放射線硬化型樹脂は、単位光透過部４２を構成する透明樹脂の屈折率より小さい屈折率を有する樹脂材料であることが好ましい。この場合、単位光透過部４２を進み単位光透過部４２と単位光吸収部４３との界面に入射した映像光が、この界面において反射しやすくなり、これにより、映像光を拡散させ視野角を広げることができる。電離放射線硬化型樹脂として用いられる樹脂材料は特に限定されないが、例えば、電子線、紫外線等の電離放射線により硬化する特徴を有するウレタンアクリレート系、エポキシエクリレート系等のアクリレート系樹脂が用いられ得る。
【００６２】
光吸収材は、可視光である迷光や外光等の不要光を吸収する機能を有すればよく、光吸収材としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化鉄等の金属塩等、顔料または染料、顔料または染料で着色された樹脂粒子等が挙げられる。
【００６３】
また本実施の形態においては、詳しくは後述するように、表示装置１０は、被検出体によって反射された赤外光を検出することによって、透過型スクリーン２０への被検出体の接触または接近を検出する機能を有している。そして、被検出体の検出精度を向上させる観点から、光吸収材は、可視光を吸収する一方で赤外光を透過するものであることが好ましい。具体的には、光制御層４０の赤外光透過率が７０％以上となっていることが好ましく、より厳密に表現すると、光制御層４０が、波長８３０〜９００ｎｍの光において７０％以上の赤外光透過率を示すことが好ましい。
【００６４】
なお、ここで用いる「透過率」とは、分光透過率測定器に光制御層を置かない状態で測定した値を基準値とし、映像光入射面側から光が入射するように光制御層を置いて測定した値の基準値に対する割合(%)を意味している。透過率の測定には、島津製作所製ＭＰＣ−２２００を使用することができる。
【００６５】
赤外光を透過し得る光吸収剤として、顔料または染料を混ぜたインキからなるものが用いられ得る。ここで用いられる顔料としては、ペリレンブラック顔料、アニリンブラック顔料、フォーマット墨（イエロー、マゼンダ、シアン顔料の混合顔料）、フタロシアニンブルー、ブリリアントカーミン等が挙げられる。さらに、光吸収材が顔料または染料で着色された樹脂粒子である場合、樹脂粒子の具体例として、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリルースチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ等のプラスチックビーズが挙げられるが、これらの中でもアクリルビーズが好適に用いられ得る。
【００６６】
次に、光拡散層４７について説明する。光拡散層４７は、本実施の形態において、透過光を等方拡散させる層として構成されている。具体的には、図４に示すように、光拡散層４７は、透明樹脂からなるベース部４７ａと、ベース部４７ａ中に分散された拡散成分４７ｂと、を有している。そして、光拡散層４７は、例えば、ベース部４７ａと拡散成分４７ｂとの間の屈折率差に起因して、或いは、拡散成分４７ｂ自体が有する反射性に起因して、光を等方的に拡散する機能を発現する。光拡散層４７の光拡散能によって、光制御層４０を透過した映像光が拡散され、観察者は、光拡散層４７の光拡散能に応じた視野角の範囲内で映像を観察することができる。
【００６７】
このような光拡散層４７は、一例として、粒子状成分からなる拡散成分４７ｂを分散させた熱可塑性樹脂を、押し出し成型によって、板状に成形することによって、作製され得る。ベース部４７ａをなす透明樹脂として、例えば、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等を用いることができる。また、粒子状成分からなる拡散成分４７ｂとしては、プラスチックビーズ等の有機フィラーが好適であり、特に透明度が高いものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリルースチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩ビビーズ等が挙げられるが、これらの中でもアクリルビーズが好ましい。あるいは、拡散成分４７ｂは気泡であってもよい。
【００６８】
光拡散層４７の厚みは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。光拡散層４７の厚みが０．１mm未満であると、光拡散効果が十分に得られないおそれがあり、その一方で、光拡散層４７の厚みが２ｍｍを超えると、表示装置１０によって表示される映像の解像性が劣化し、映像がぼやけて観察されてしまう。また、光拡散層４７の厚みが２ｍｍを超えると、後述する被検出体を検出する際における検出手段１３による赤外線の検出精度が低下してしまう。
【００６９】
次に、ハードコート層４９について説明する。ハードコート層４９は、積層板２１の最も出光側に配置されており、透過型スクリーン２０の出光面２０ｂおよび表示装置１０の表示面を構成する。したがって、ハードコート層４９は、外部との接触に起因した擦傷に対する耐性を付与されている。とりわけ本実施の形態に係る表示装置１０は、タッチパネルとして機能し、透過型スクリーン２０の表示面は被検出体によって押圧され得るタッチ面を構成する。したがって、透過型スクリーン２０の表示面をなすハードコート層４９には、優れた耐擦傷性が要求される。そして、電離放射線硬化型樹脂を硬化させて形成された層からなるハードコート層４９によれば、優れた耐擦傷性を呈することができる。ハードコート層４９をなす電離放射線硬化型樹脂としては、一例として、アクリルウレタン系の電離放射線硬化型樹脂を用いることができる。
【００７０】
また、ハードコート層４９は表示装置１０の表示面をなすため、このハードコート層４９に防眩機能を付与することが好ましい。防眩性を有したハードコート層４９によれば、表示装置１０の表示面での外光の反射や外部像の写り込みを防止して、表示装置１０によって表示される映像の視認性を向上させることができる。
【００７１】
次に、以上のような構成からなる透過型スクリーン２０の製造方法の一例を説明する。以上の透過型スクリーン２０は、同様の三次元曲面をなすように曲がった積層板２１および偏向光学板２２を重ね合わせることによって、作製され得る。
【００７２】
三次元曲面をなすように曲がった偏向光学板２２は、例えば、次のようにして得られる。まず、フレネルレンズ層３０をなすようになるフレネルレンズシートを準備する。一例として、フレネルレンズ層３０をなすようになるフレネルレンズシートは、ＷＯ１９９８／２３９７８に開示されているように、基材シート上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって作製され得る。
【００７３】
次に、得られたフレネルレンズシートを、三次元曲面をなすように互いに傾斜した複数の軸を中心として曲げて、プレフォーミングする。フレネルレンズシートの曲げ加工は、予めフレネルレンズシートを１２０℃〜１８０℃程度に加熱しておき、加熱されたフレネルレンズシートを、所定の三次元曲面形状を有した型面に何らかの方法によって押しつけることにより、実施され得る。フレネルレンズシートの型面への押しつけは、例えば、押圧部材を用いてフレネルレンズシートを型面に向けて押しつけることによって実現され得り、或いは、気体圧力を用いた加圧により、非接触で、フレネルレンズシートを型面に向けて押しつけることによっても実現され得る。この曲げ加工中、好ましくは、フレネルレンズシートと型面との間の雰囲気が減圧した状態に保たれ、より好ましく、は概ね真空状態に保たれる。
【００７４】
その後、三次元曲げされた（本実施の形態では、二軸曲げされた）フレネルレンズシートの外部の不要な部分を取り除き（トリミング）し、外輪郭を整える。
【００７５】
その後、所望の三次元曲面形状を有したキャビティ内に、三次元曲げされたフレネルレンズシートを配置した状態で、透明樹脂３５をなすようになる透明樹脂を射出する。すなわち、インサート成型によって、フレネルレンズシートと積層された入光側透明基材層３５を形成する。この結果、透明樹脂からなる入光側透明基材層３５と、入光側透明基材層３５に積層されたフレネルレンズシートからなるフレネルレンズ層３０と、を有し、三次元曲面をなすように曲がった偏向光学板２２が得られる。
【００７６】
なお、以上の製造方法において、フレネルレンズ層３０（フレネルレンズシート）は、プレフォーミングにおいて、最終的な三次元曲面まで変形している必要はなく、インサート成型時の加熱（２００℃〜２５０℃程度）および加圧（１００ｋｇ／ｃｍ２〜１５００ｋｇ／ｃｍ２程度）によって、入光側基材層３５と積層された状態で最終的な三次元曲面まで変形すればよい。
【００７７】
また、他の製造方法として、以下のようにして、三次元曲面をなすように曲がった偏向光学板２２を作製することもできる。まず、射出成型によって、所望の三次元曲面をなすように成型された入光側基材層３５を作製する。次に、加熱されたフレネルレンズシートを、三次元曲面をなすように成型された入光側基材層３５上に、必要に応じて接着剤や粘着剤からなる接合層を介し、三次元ラミネートする。好ましくは、三次元ラミネート加工は、入光側基材層３５とフレネルレンズシートとの間を減圧した状態、より好ましくは概ね真空に保った状態で行われる。これにより、三次元曲面をなすように曲がった偏向光学板２２が得られる。
【００７８】
一方、三次元曲面をなすように曲がった積層板２１は、例えば、次のようにして得られる。まず、拡散成分４７ｂを含有しベース部４７ａをなすようになる熱可塑性樹脂を、押し出し成型装置によって、板状に押し出し、光拡散層４７をなすようになる光拡散シートを作製する。作製された光拡散シート上に、ハードコート層４９をなすようになる電離放射線硬化型樹脂を塗布し、さらに、塗布された電離放射線硬化型樹脂を硬化させる。これにより、ハードコート層４９および光拡散層４７をなすようになる予備積層シートが形成される。
【００７９】
予備積層シートの作製とは別途に、光制御層４０をなすようになる光制御シートを作製する。光制御シートは、例えば、ＷＯ２００６／０９０７８４に開示された方法で作製され得る。具体的には、まず、基部４１をなすようになる基材シート上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、複数の単位光透過部４２を基部４１上に形成する。次に、光吸収材等を含有し単位光吸収部４３をなすようになる電離放射線硬化型樹脂を、賦型された複数の単位光透過部４２上に塗布し、次に、スキージ等の手段によって複数の単位光透過部間に充填する。その後、単位光吸収部４３をなすようになる電離放射線硬化型樹脂を硬化させて、単位光透過部４２間に単位光吸収部４３を作製する。これにより、基部４１と、複数の単位光透過部４２と、複数の単位光吸収部４３と、を有する光制御シートが得られる。
【００８０】
次に、予備積層シート上に光制御シートを積層し、ハードコート層４９、光拡散層４７および光制御層４０をなすようになる積層シートが得られる。次に、得られた積層シートを、上述した偏向光学板２１の作製時におけるフレネルレンズシートと同様にして、プリフォーミングする。その後、上述した偏向光学板２１の作製方法と同様にして、三次元曲げされた積層シートから、必要に応じて、不要な部分を取り除き（トリミングし）、さらに、インサート成型により、積層シートと積層された出光側透明基材層４５を作製する。この結果、透明樹脂からなる出光側透明基材層４５と、出光側透明基材層４５に積層された積層シートからなる光制御層４０、光拡散層４７およびハードコート層４９と、を有し、三次元曲面をなすように曲がった積層板２１が得られる。
【００８１】
また、偏向光学板２２と同様に、三次元曲面をなすように成型された出光側基材層４５上に、必要に応じて接着剤や粘着剤からなる接合層を介し、積層シートを三次元ラミネートすることによっても、三次元曲面をなすように曲がった積層板２１を作製することができる。
【００８２】
ところで、一般的に、硬化された電離放射線硬化型樹脂を含む第１電離放射線硬化型樹脂層と、硬化された電離放射線硬化型樹脂を含む第２電離放射線硬化型樹脂層と、を含む積層板を曲げる場合、とりわけ、三次元曲面をなすように曲げる場合、安定して所望の程度に曲げることが極めて難しい。さらには、第１電離放射線硬化型樹脂層と第２電離放射線硬化型樹脂層とを含む積層体を、三次元曲面をなすように曲げる場合、第１電離放射線硬化型樹脂層および第２電離放射線硬化型樹脂層が互いから剥がれてしまうといった不具合も頻繁に生じる。
【００８３】
この点について、本件発明者らが鋭意実験を繰り返したところ、第１電離放射線硬化型樹脂層をなす硬化された電離放射線硬化型樹脂のヤング率および第２電離放射線硬化型樹脂層をなす硬化された電離放射線硬化型樹脂のヤング率のいずれよりも低いヤング率を有した樹脂ベース部を含む中間層を、第１電離放射線硬化型樹脂層および第２電離放射線硬化型樹脂層の間に介在させることにより、第１電離放射線硬化型樹脂層と第２電離放射線硬化型樹脂層とを含む積層体を、三次元曲面をなすように安定して曲げ得ることが確認された。
【００８４】
そして、本実施の形態においては、電離放射線硬化型樹脂からなるハードコート層（第１電離放射線硬化型樹脂層に相当）４９と、電離放射線硬化型樹脂からなる光制御層（第２電離放射線硬化型樹脂層に相当）４０と、の間に、光拡散層４７が配置されている。そして、光拡散層（中間層に相当）４７のベース部４７ａのヤング率は、ハードコート層４９をなす樹脂材料のヤング率よりも低く、光制御層４０の単位光透過部４２をなす樹脂材料のヤング率よりも低く、且つ、光制御層４０の単位光吸収部４３をなす樹脂材料のヤング率よりも低くなっている。したがって、上述した積層板２１の製造方法におけるプレフォーミングにおいて、ハードコート層４９、光拡散層４７および光制御層４０をなすようになる積層シートを安定して三次元曲げすることができる。
【００８５】
とりわけ、上述した実施の形態において、光拡散層（中間層に相当）４７のベース部をなす樹脂材料は、熱可塑性樹脂からなっている。したがって、光拡散層（中間層に相当）４７は上述した積層板２１の製造方法におけるプレフォーミング中に軟化し、ハードコート層４９および光制御層４０の変形に追従して変形する。この結果、プレフォーミング中にハードコート層４９および光制御層４０が互いから剥離してしまうことを防止しながら、ハードコート層４９、光拡散層４７および光制御層４０をなすようになる積層シートを極めて安定して三次元曲げすることができる。
【００８６】
次に、以上のような構成からなる表示装置１０の作用について説明する。
【００８７】
まず、図１および図２に示すように、映像光源１５で発光される映像光（図１における光束Ｌａ）は、発散光束として、透過型スクリーン２０の入光面２０ａの全域に投射される。透過型スクリーン２０の偏向光学板２２に入射した映像光（図４における光Ｌ１，Ｌ２）は、入光側透明基材層３５を透過し、フレネルレンズ層３０に入射する。映像光源１５で発散光束として発光された映像光は、フレネルレンズ層３０の単位レンズ３２によって構成されるフレネルレンズ３１によって、平行光化される。平行光束となった映像光は、偏向光学板２２から積層板２１へ入射する。
【００８８】
図４に示すように、積層板２１へ入射した映像光Ｌ１，Ｌ２は、出光側透明基材層４５および光制御層４０の単位光透過部４２を透過し、光拡散層４７で拡散された後に、ハードコート層４９によって形成された表示面（出光面２０ｂ）を介して、表示装置１０から出射する。光拡散層４７によって拡散された映像光Ｌ１，Ｌ２は、正面方向ｎｄａを中心とした或る程度の角度域内から観察され得るようになる。とりわけ、本実施の形態による表示装置１０では、映像光は、フレネルレンズ層３０によっていったん平行光束化された後に光拡散層４７で拡散される。したがって、各方向から表示された映像を観察した場合、明るさの面内ばらつきが緩和された高品質の映像が観察されるようになる。
【００８９】
また、透過型スクリーン２０の光制御層４０は、図８に示すように光制御層４０の出光側面から入光側へ向けて延びる複数の単位光吸収部４３を有している。図３に示すように、この単位光吸収部４３は、透過型スクリーンの出光面２０ｂ（表示面）から入射してくる環境光等の外光Ｌ３を、吸収する。このような単位光吸収部４３を有した光制御層４０によれば、表示装置１０によって表示される映像のコントラストを向上させることができる。とりわけ本実施の形態において、複数の単位光吸収部４３は、水平方向に延びるとともに、鉛直方向に並べられている。したがって、光制御層４０の出光側面から入光側へ向けて延びる複数の単位光吸収部４３は、鉛直方向に傾斜した光を極めて効果的に吸収するようになる。このため、通常表示装置１０より鉛直方向上方に位置する室内照明からの照明光や、太陽光等の、鉛直方向に傾斜した方向から表示装置１０へ入射する環境光を、極めて効果的に吸収することができる。
【００９０】
さらに、従来の透過型スクリーン２０では、表示された映像と同様の映像（いわゆるゴースト像）が、表示面上のずれた位置にうっすらと視認される、といった不具合（いわゆる二重像の発生）が生じていた。本件発明者は、鋭意研究を重ねた結果として、本実施の形態にかかる透過型スクリーン２０および表示装置１０によれば、ゴースト像を極めて効果的に目立たなくさせることができることを確認した。
【００９１】
本件発明者らは、まず、この不具合の発生が目立つようになる傾向がある表示面上の位置を調査した。その結果、フレネルレンズ３１における単位レンズ３２の配列中心Ｏ（図６参照）、すなわち、フレネルレンズ３１の光学中心Ｏから離間した領域に対面する表示面上の領域で、ゴースト像が目立ちやすくなることを確認した。
【００９２】
図４には、単位レンズ３２の配列中心Ｏから離間した位置にて透過型スクリーン２０に入射する光Ｌ１の光路と、単位レンズ３２の配列中心Ｏに近接した位置にて透過型スクリーン２０に入射する光Ｌ２の光路と、が示されている。二つの光路の比較から、単位レンズ３２の配列中心Ｏから離間するにしたがって、透過型スクリーン２０の入光面２０ａに入射する光の入射角度が大きくなり、また、単位レンズ３２のレンズ面への入射角度も大きくなることが理解される。このため、単位レンズ３２のレンズ面で反射される映像光の反射率は、単位レンズ３２の配列中心Ｏから離間するにしたがって大きくなることが理解され得る。
【００９３】
真偽は不明であるが、本発明者らは、このようなフレネルレンズ３１での反射光Ｌ４であって、その後、入光側透明基材層３５の入光側面での反射によって進行方向を反転させる光Ｌ４（図４参照）が、ゴースト像を形成する一要因となっているものと推定した。この推定は、入光側透明基材層５０の厚みが厚くなった場合に、ゴースト像が表示される位置と本来表示されるべき映像の表示位置との表示面上でのずれ量が大きくなり（図４における、光Ｌ４ａの光路参照）、二重像の不具合が顕著となってしまう現象とも合致している。そして、この推定によれば、ゴースト像は、図６に示すように正面方向ｎｄａから透過型スクリーン２０を観察した場合において、本来表示されるべき映像の位置が配列中心Ｏから離間するにつれて、ゴースト像が明るく出現して目立つことになる。また、この推定によれば、ゴースト像は、正面方向ｎｄａから透過型スクリーン２０を観察した場合において、本来表示されるべき映像の位置と、単位レンズ３２の配列中心Ｏと、を結ぶ方向（図６における第１方向）に沿って、配列中心に接近する側に向けてずれた位置に発生することになる。
【００９４】
図６に示すように、本実施の形態では、正面方向ｎｄａから透過型スクリーン２０を観察した場合において、単位レンズ３２の配列中心Ｏと透過型スクリーン２０の中心Ｐａとを結ぶ第１方向（図６及び図７参照）に沿って単位光吸収部４３が配列されるとともに、単位光吸収部４３は第１方向に直交する第２方向に沿って延びている。この結果、単位光吸収部４１は、ゴースト像を形成すると推定される反射光Ｌ４を効果的に吸収することができ、これにより、二重像の発生といった不具合を効果的に防止することができる。
【００９５】
また、この観点からすると、本実施の形態のようにフレネルレンズ３１がサーキュラーフレネルレンズとして構成されている表示装置においては、積層板２１の出光面のうちの最も出光側に向けて突出した表示面上の位置における表示面への法線方向ｎｄａから観察した場合に、単位光吸収部４３の長手方向は、複数の単位レンズ３１の配列に関する同心円の中心Ｏと、複数の単位レンズのうちの中心Ｏから最も離間した円弧（例えば図６の例では、単位レンズ３２ａ）と、を結ぶ方向に対し、傾斜していることが好ましく、４５°以上１３５°以下の角度をなして交差していることがより好ましく、直交していることがさらに好ましい。一方、フレネルレンズ３１がリニアフレネルレンズとして構成されている表示装置においては、単位光吸収部の長手方向が、複数の単位レンズの配列方向に対して傾斜していることが好ましく、４５°以上１３５以下の角度をなして傾斜していることがより好ましく、直交していることがさらに好ましい。
【００９６】
なお、本件発明者は、種々の実験を繰り返し、以上の推定が実際におきている現象と合致していること、並びに、本実施の形態による表示装置１０および透過型スクリーン２０によって二重像の発生を効果的に防止し得ること、を確認した。したがって、以上に説明した本発明者らによる推定は、二重像発生メカニズムの少なくとも一要因になるものと考えられるが、本件発明は以上の推定に拘束されるものではない。
【００９７】
以上が、表示装置１０が映像を表示する際における作用である。その一方で、本実施の形態による表示装置１０は、上述したように且つ図１および図２に示すように、透過型スクリーン２０に赤外光を投射する赤外光源１２と、赤外光の入射を検出する検出手段１３と、をさらに有している。これらの赤外光源１２および検出手段１３は、表示装置１０の筐体１１内に、配置されている。
【００９８】
赤外光源１２は、例えばＬＥＤ等から構成され、図２および図３に示すように、映像光源１５の近傍に配置されている。そして、図１に示すように、赤外光源１２で発光された赤外光Ｌｂは、映像光源１５から透過型スクリーン２０の入光面２０ａに向けた映像光Ｌａの発散光路と略同様の光路をたどり、透過型スクリーン２０の入光面２０ａの全域に入射するようになっている。すなわち、図１に示すように、映像を表示するための構成を何ら変更することなく、赤外光源１３を表示装置１０に組み込むことができるとともに、赤外光源１３から発光された赤外光Ｌｂを透過型スクリーンの全域に投射する光路を確保することができる。
【００９９】
透過型スクリーン２０に投射された赤外光は、映像光と同様に、透過型スクリーン２０を透過し、表示面を介して表示装置１０から出光する。そして、人間の指や専用の道具等からなる被検出体が透過型スクリーン２０の出光面（表示装置１０の表示面）に接触または接近した場合、表示面から出射した赤外光あるいは表示面を介して出射しようとしている赤外光は、被検出体で反射して、再び、透過型スクリーン２０内を入光側（光源側）へ向けて進むようになる。
【０１００】
一方、検出手段１３は、例えば赤外光を選択的に検出可能なＣＣＤカメラによって構成され、透過型スクリーン２０内を入光側へ進んでくる赤外光を透過型スクリーン２０の入光面２０ａの側から検出するようになっている。より具体的には、この検出手段１３は、図２および図１３に示すように映像光源１５および赤外光源１２の近傍に配置されており、概ね、赤外光源１２から透過型スクリーン２０の入光面２０ａに向けた赤外光の発散光路の逆向きの光路をたどって進む赤外光を受光するようになっている。
【０１０１】
すなわち、この表示装置１０では、赤外光が、赤外光源１２で発光され、透過型スクリーン２０内を出光側に進む。そして、この赤外光が被検出体によって反射されて透過型スクリーン２０内を入光側へ進むことを、検出手段１３が検出することができる。つまり、表示装置１０は、被検出体によって反射された赤外光を検出することにより、被検出体の透過型スクリーン２０への接触または接近を検出することができる。さらに、この検出手段１３は、例えばＣＣＤカメラから構成されることによって、被検出体の接触または接近だけでなく、透過型スクリーンの出光面２０上のどの位置に被検出体が接触または接近したかも検出することができる。これにより、表示装置１０は、外部からの情報を入力することができる入力手段（この使用例ではタッチパネル）として機能する。
【０１０２】
このような本実施の形態によれば、表示装置１０の映像を表示するための構成を大きく変更することなく、赤外光源１２および検出手段１３を表示装置１０に組み込むことによって、表示装置１０にタッチパネル機能を付与している。したがって、例えば、液晶表示パネル内に多数の光センサと光センサに対応した回路配線とを組み込んで、光センサ方式のタッチパネル機能を表示装置に付与することと比較して、本実施の形態によれば、極めて単純な構成で信頼性の高いタッチパネル機能を、極めて安価に、表示装置１０に組み込むことができる。
【０１０３】
そしてさらに、本実施の形態における透過型スクリーン２０は、三次元曲面をなすように曲がっている。したがって、表示装置１０に極めて多様な意匠性を付与することができる。このため、表示装置１０が設置される場所（位置）や、表示装置１０が用いられる用途等に対応して求められるデザインを表示装置１０に付与することが可能となる。とりわけ、昨今においては、例えば自動車やアミューズメント機器といった、意匠性が非常に重要視される分野にも、表示装置１０が適用されるようになってきた。このような分野に適用される表示装置１０には、単に、映像を表示する機能が期待されているだけでなく、システム全体との意匠面における調和も強く要望されている。そして、本実施の形態による表示装置１０によれば、三次元曲面をなすように曲がった透過型スクリーン２０に起因して、表示装置に付与し得るデザインが格段に広がる。このように多様な意匠性を表現し得る本実施の形態に係る表示装置によれば、表示装置１０が適用されるべきシステム全体との意匠面での十分な調和を図ることも可能となり、調和の取れた優れた意匠性を呈する当該システムの需要を効果的に拡大させることもできる。
【０１０４】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を適宜参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。
【０１０５】
上述した実施の形態においては、図２を参照しながら、透過型スクリーン２０が互いに傾斜した二つの軸Ａ１，Ａ２を中心として曲がっている例を示したが、これに限られない。例えば、透過型スクリーン２０が、三以上の互いに傾斜した軸を中心として曲がっていてもよい。
【０１０６】
また、上述した実施の形態において、透過型スクリーン２０が略矩形状の出光面２０ｂを有する例を示したが、これに限られない。透過型スクリーン２０の出光面２０ｂは、例えば、四角形以外の多角形形状であってもよいし、また、出光面２０ｂの外輪郭の一部または全部が弧を含んでいてもよい。透過型スクリーン２０および映像光源１５を含んで構成される表示装置１０によれば、表示装置の表示面（透過型スクリーン２０の出光面２０ｂ）の形状を容易に変更することができる。そして、透過型スクリーン２０の出光面２０ｂの形状（外輪郭）を適宜変更することによれば、表示装置１０にさらに多様な意匠性を付与することができる。
【０１０７】
さらに、上述した実施の形態において、フレネルレンズ３１の単位レンズ３２の配列中心Ｏが、フレネルレンズ層３１の出光側面の中心Ｐａからずれており、さらには、フレネルレンズ層３１の出光側面の外部にある例を示したが、これに限られない。フレネルレンズ３１の単位レンズ３２の配列中心Ｏは、フレネルレンズ層３１の出光側面内に位置していてもよいし、フレネルレンズ層３１の出光側面の中心Ｐａ上に位置していてもよい。
【０１０８】
さらに、上述した実施の形態において、フレネルレンズ層３０のフレネルレンズ３１が、屈折型のフレネルレンズとして構成されている例を示したが、これに限られず、図９に示すように、フレネルレンズ層３０のフレネルレンズ３３が、全反射型のフレネルレンズとして構成されていてもよい。図９に示すように、全反射型のフレネルレンズ３３は、入射する映像光を屈折して入射させる入射面３４ａと、入射面３４ａから入射した光を全反射させて、映像光出射側に向ける全反射面３４ｂと、を有する複数の単位プリズム３４を有している。全反射型のフレネルレンズ３３は、入光側に向けて形成されるようになるので、上述した実施の形態とは逆に、偏向光学板２１におけるフレネルレンズ層３０が透明基材層３５の入光側に配置されるようにしてもよい。
【０１０９】
さらに、上述した実施の形態において、透過型スクリーン２０が積層板２１および偏向光学板２２とからなる例を示したが、これに限られない。例えば、偏向光学板２２を省いてもよい。また、偏向光学板２２を省く場合には、図１０に示すように、積層板２１の入光側面にフレネルレンズ３１を形成してもよい。また、積層板２１の層構成および偏向光学板２２の層構成も一例に過ぎず、適宜変更することが可能である。
【０１１０】
なお、図１０に示す積層板は、一例として、上述の実施の形態で説明した積層板２１の製造方法において射出成型によって三次元曲面をなすように曲がった入光側透明基板層４５を形成する際に、入光側透明基板層４５の入光側面に複数の単位レンズ３１を射出成型によって一体的に形成することによって、作製され得る。
【０１１１】
さらに、上述した実施の形態において、赤外光源１２から透過型スクリーン２０に赤外光が発光され、検出手段１３が被検出体によって反射された赤外光を受光することによって、被検出体の検出を行うようにした例を説明したが、この例に限られない。例えば、被検出体が発光機能を有した発光ペン等であり、検出手段１３が被検出体から発光される赤外光を、透過型スクリーン２０を介して、受光し、被検出体の透過型スクリーン２０への接触または接近、並びに、赤外光を照射する被検出体の透過型スクリーン２０上の位置を検出するようにしてもよい。あるいは、表示装置が、タッチパネルとして外部情報の読み取りを行うのではなく、ポインター等の発光体から透過型スクリーン２０への赤外光の照射を、その赤外光が照射されている透過型スクリーン２０上の位置とともに、検出手段１３によって検出することによって、外部情報の読み取りを行うようにしてもよい。これらの変形例では、赤外光源１２を省略することも可能である。
【０１１２】
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  表示装置
１１  筐体
１２  映像光源
１３  赤外光源
１４  検出手段
２０  透過型スクリーン
２０ａ  入光面
２０ｂ  出光面
２１  積層板
２２  偏向光学板
３０  フレネルレンズ層
３１  フレネルレンズ
３２  単位レンズ
３３  フレネルレンズ
３４  単位レンズ
３５  透明基材層（入光側透明基材層）
４０  光制御層（電離放射線硬化型樹脂層）
４１  基部
４２  単位光透過部
４３  単位光吸収部
４５  透明基材層（出光側透明基材層）
４７  光拡散層（中間層）
４７ａ  ベース部
４７ｂ  粒子状成分、拡散成分、
４９  ハードコート層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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