(57)【要約】【課題】設計や製造が容易であって良好な映像を表示できる車両用映像表示システムを提供する。【解決手段】車両用映像表示システム１は、インストルメントパネル７０内に配置された映像源１１と、インストルメントパネル７０のフロントガラス８０側となる上面部の開口部に配置されたフレネルレンズシート１４とを備え、映像源１１が発する映像光Ｌ１を、フロントガラス８０の表示領域Ｄ１に投射するヘッドアップディスプレイ部１０と、インストルメントパネル７０内に配置された映像源３１と、インストルメントパネル７０の座席側面部に設けられた表示領域Ｄ２に配置され、映像源３１が発する映像光Ｌ２が背面側から投射される透過型スクリーン３２とを備えるリアプロジェクションディスプレイ部３０とを備え、映像光Ｌ１の光路と、映像光Ｌ２の光路とは、少なくとも一部が交差し、インストルメントパネル７０内の空間の一部を共有しているものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内において映像を表示する車両用映像表示システムであって、
インストルメントパネル内に配置された第１映像源と、前記インストルメントパネルのフロントガラス側となる上面部の開口部に配置された光学シートとを備え、前記第１映像源が発する第１映像光を、前記光学シートを透過させて前記フロントガラスの第１表示領域に投射するヘッドアップディスプレイ装置部と、
前記インストルメントパネル内に配置された第２映像源と、前記インストルメントパネルの座席側面部に設けられた第２表示領域に配置され、前記第２映像源が発する第２映像光が背面側から投射される透過型スクリーンとを備える背面投射型表示装置部と、
を備え、
前記インストルメントパネル内において、前記第１映像光が進む第１光路と、前記第２映像光が進む第２光路とは、少なくとも一部が交差し、前記インストルメントパネル内の空間の一部を共有していること、
を特徴とする車両用映像表示システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用映像表示システムにおいて、
前記背面投射型表示装置部の前記透過型スクリーンは、湾曲形状を有していること、
を特徴とする車両用映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に用いられる車両用映像表示システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用の映像表示システムとして、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が知られている。このヘッドアップディスプレイは、インストルメントパネル内に配置された映像源から投射された映像光を拡大する等してフロントガラスに投影し、運転手に運転に関する各種情報を表示する（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、映像光を透過型スクリーンの背面側から投射して表示する背面投射型表示装置が様々な環境で使用されている（例えば、特許文献２参照）。近年、この背面投射型表示装置を車両用の映像表示システムに使用するための開発もなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−７７６５８号公報
【特許文献２】特開２００８−２６５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヘッドアップディスプレイでは、太陽光等の明るい外光が入射するフロントガラスに映像を投影するため、細かな文字や情報量の多い映像を表示すると見え難くなり、運転手が情報を正しく読み取れない可能性があった。また、映像を運転席前方のフロントガラスに投影するために、映像が表示される領域を大きくすることができず、表示される情報量に限りがあった。
【０００５】
そこで、インストルメントパネル（ダッシュボード）に背面投射型表示装置を配置し、一部の情報を、背面投射型表示装置により表示するという方法が考えられる。この場合、背面投射型表示装置には、表示装置としての映像の良好さに加え、透過型スクリーンと車両内の各システムのデザインとの意匠面での調和も要求される。さらに、映像光の投射スペースを削減するために、映像光の入射角度が大きく、投射距離が短い短焦点型のプロジェクタやこれに対応する透過型スクリーン等を使用する必要がある。そのため、透過型スクリーンは、高精度かつ複雑な光学設計が要求され、製造が困難であるという問題があった。
特許文献１，２には、上述のような課題の解決に関する対策等については、一切開示されていない。
【０００６】
本発明の課題は、設計や製造が容易であって良好な映像を表示できる車両用映像表示システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、車両内において映像を表示する車両用映像表示システムであって、インストルメントパネル（７０）内に配置された第１映像源（１１）と、前記インストルメントパネルのフロントガラス（８０）側となる上面部の開口部に配置された光学シート（１４）とを備え、前記第１映像源が発する第１映像光（Ｌ１）を、前記光学シートを透過させて前記フロントガラスの第１表示領域（Ｄ１）に投射するヘッドアップディスプレイ装置部（１０）と、前記インストルメントパネル内に配置された第２映像源（３１，４１）と、前記インストルメントパネルの座席側面部に設けられた第２表示領域（Ｄ２）に配置され、前記第２映像源が発する第２映像光（Ｌ２）が背面側から投射される透過型スクリーン（３２，４２）とを備える背面投射型表示装置部（３０，４０）と、を備え、前記インストルメントパネル内において、前記第１映像光が進む第１光路と、前記第２映像光が進む第２光路とは、少なくとも一部が交差し、前記インストルメントパネル内の空間の一部を共有していること、を特徴とする車両用映像表示システム（１，２）である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用映像表示システムにおいて、前記背面投射型表示装置部（３０，４０）の前記透過型スクリーン（３２，４２）は、湾曲形状を有していること、を特徴とする車両用映像表示システム（１，２）である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、設計や製造が容易であって良好な映像を表示できる車両用映像表示システムとすることができるという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態の車両用映像表示システム１を説明する図である。
【図２】実施形態のヘッドアップディスプレイ部１０を説明する図である。
【図３】実施形態の透過型スクリーン３２の斜視図である。
【図４】実施形態の透過型スクリーン３２の層構成を説明する図である。
【図５】実施形態の光制御層３２２を説明する図である。
【図６】実施形態の他の例の車両用映像表示システム２を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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、適宜誇張している。
また、板、シート等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、板、シート、フィルムの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
さらに、本明細書中に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。
【００１１】
（実施形態）
図１は、本実施形態の車両用映像表示システム１を説明する図である。
図１（ａ）は、車内前方のインストルメントパネル７０及びフロントガラス８０と、車両用映像表示システム１の表示領域Ｄ１，Ｄ２の位置を説明する図である。図１（ｂ）は、インストルメントパネル７０内部の車両用映像表示システム１の各部の配置を側面側から見た様子を模式的に示した図である。図１（ｃ）は、インストルメントパネル７０内部の車両用映像表示システム１の各部の配置を上方から見た様子を模式的に示した図である。なお、図１及び後述の図２、図６では、理解を容易にするために、車両の横方向（幅方向）をＸ方向（Ｘ１−Ｘ２方向）、前後方向をＹ方向（Ｙ１−Ｙ２方向）、高さ方向をＺ方向（Ｚ１−Ｚ２）とする。
本実施形態の車両用映像表示システム１は、ヘッドアップディスプレイ部１０と、リアプロジェクションディスプレイ部３０とを備えている。
【００１２】
まず、ヘッドアップディスプレイ部１０について説明する。
図２は、本実施形態のヘッドアップディスプレイ部１０を説明する図である。図２では、前述の図１（ｂ）の一部を拡大し、理解を容易にするために、リアプロジェクションディスプレイ部３０は省略して示している。
ヘッドアップディスプレイ部１０は、図１に示すように、映像源１１と、第１拡大反射鏡１２、第２拡大反射鏡１３と、フレネルレンズシート１４とを備えている。これらは、インストルメントパネル７０内に配置されている。
このヘッドアップディスプレイ部１０は、フロントガラス８０の運転席正面の表示領域Ｄ１に、映像を投影する。フロントガラス８０の表示領域Ｄ１には、透明性のある反射シート（不図示）が配置されており、この映像は、フロントガラス８０よりも前方（Ｙ１側）で結像され、虚像Ｅとして運転手Ｏ等に視認される。
【００１３】
映像源１１は、映像を表示する透過型の液晶パネルとこれを背面側から照明する光源部等を備える液晶プロジェクタである。なお、これに限らず、例えば、映像源１１として、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）と光源部とを備えたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：登録商標）方式のプロジェクタ等を用いてもよい。
【００１４】
第１拡大反射鏡１２及び第２拡大反射鏡１３は、映像源１１が投射した映像光Ｌ１を拡大して反射する作用を有している。この２つの拡大反射鏡は、所謂、凹面鏡であり、その反射面が凹曲面状となっている。なお、第１拡大反射鏡１２及び第２拡大反射鏡１３としては、汎用のものを使用でき、その表面が凹曲面を有していない平面状のものを使用してもよい。
第１拡大反射鏡１２は、映像源１１から投射された映像光Ｌ１を、第２拡大反射鏡１３へ向けて反射する。このとき、映像光Ｌ１の表示する映像は、所定の倍率に拡大される。
第２拡大反射鏡１３は、第１拡大反射鏡１２からの映像光Ｌ１を、フレネルレンズシート１４へ向けて反射する。このとき、映像光Ｌ１の表示する映像は、所定の倍率に拡大される。
【００１５】
フレネルレンズシート１４は、インストルメントパネル７０の上部に配置され、第２拡大反射鏡１３からの映像光Ｌ１を透過し、その進行方向を制御し、映像を拡大する機能を有する光学シートである。
フレネルレンズシート１４を透過した映像光Ｌ１は、フロントガラス８０の表示領域Ｄ１に到達する。このフレネルレンズシート１４は、映像光の入光側に屈折型のフレネルレンズ形状を有している。このフレネルレンズシート１４に形成されるフレネルレンズ形状としては、サーキュラーフレネルレンズ形状としてもよいし、リニアフレネルレンズ形状としてもよい。なお、上記のフレネルレンズシート１４に限らず、例えば、拡散ビーズ等を含有した透明拡散板や、マイクロレンズが形成されたマイクロレンズシート等を用いてもよい。
【００１６】
映像源１１から出射した映像光Ｌ１は、第１拡大反射鏡１２及び第２拡大反射鏡１３で反射され、フレネルレンズシート１４を透過して、フロントガラス８０の表示領域Ｄ１に投射される。このとき、フロントガラス８０に投影される映像は、第１拡大反射鏡１２及び第２拡大反射鏡１３、フレネルレンズシート１４により、所定の大きさに拡大されている。
【００１７】
本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、インストルメントパネル７０内において、最も運転席側（Ｙ２側）に映像源１１が位置し、映像源１１よりも車両先頭側（Ｙ１側）かつ上方（Ｚ２側）に第１拡大反射鏡１２が配置されている。第２拡大反射鏡１３は、第１拡大反射鏡１２のよりも車両先頭側（Ｙ１側）かつ下方（Ｚ１側）に配置され、フレネルレンズシート１４は、第２拡大反射鏡１３の上方（Ｚ２側）であり、インストルメントパネル７０の上面部であってフロントガラス８０の表示領域Ｄ１の下方（Ｚ１側）に配置されている。
しかし、これに限らず、例えば、インストルメントパネル７０内の空間の形状や大きさ等に合わせて、映像源１１等の各部材の位置や向き等を適宜選択して配置してよい。また、拡大反射鏡の数は１つとしてもよいし、３つ以上としてもよい。
【００１８】
次に、リアプロジェクションディスプレイ部３０について説明する。
リアプロジェクションディスプレイ部３０は、インストルメントパネル７０の運転席正面となる表示領域Ｄ２に映像を表示する背面投射型表示装置部であり、図１に示すように、映像源３１と、透過型スクリーン３２とを有している。このリアプロジェクションディスプレイ部３０の映像光Ｌ２の光路は、インストルメントパネル７０内において、ヘッドアップディスプレイ部１０の映像光Ｌ１の光路と一部交差しており、インストルメントパネル７０内の空間の一部を共有しているが、互いの映像の視認には影響を与えないように映像源等が配置されている。
【００１９】
映像源３１は、インストルメントパネル７０内に配置されおり、透過型スクリーン３２に対して、その背面側（Ｙ１側）から映像光Ｌ２を投射する。この映像源３１は、プロジェクタを用いることができ、例えば、前述のようなＤＬＰ方式のプロジェクタや、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やレーザを利用したピコプロジェクタ等の小型のプロジェクタ等、各種プロジェクタを適宜選択して用いることができる。
映像源３１は、後述する透過型スクリーン３２の背面側の中心を通り、その中心での接平面の法線方向に平行な直線上、若しくは、直線近傍に位置しており、上述のように、ヘッドアップディスプレイ部１０とリアプロジェクションディスプレイ部３０との光路が一部交差するように配置されることにより、映像源３１から透過型スクリーン３２への投射距離は、十分に確保されている。
【００２０】
透過型スクリーン３２は、インストルメントパネル７０の座席側の面の表示領域Ｄ２に相当する位置に設けられた開口部に配置され、映像源３１が投射した映像光Ｌ２を透過し、その映像を表示する。
この透過型スクリーン３２の表面は、インストルメントパネル７０の外形と滑らかに接続される等により一体化しており、車両の内装の意匠性を高めている。
【００２１】
図３は、本実施形態の透過型スクリーン３２の斜視図である。図３では、理解を容易にするために、透過型スクリーン３２のみを簡略化して示している。
本実施形態の透過型スクリーン３２は、図３に示すように、映像源側（映像光の入光側）に凹であり、観察者側（映像光の出光側）に凸となる湾曲形状を有している。この透過型スクリーン３２の湾曲形状は、その全体を見た場合、スクリーン面（表示面）が三次元曲面をなしている。なお、透過型スクリーン３２は、スクリーン面（表示面）が二次元曲面をなすような湾曲形状としてもよい。
ここで、「二次元曲面」とは、単一の軸を中心として二次元的に湾曲しているもの、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湾曲しているものを意味するものとし、「三次元曲面」とは、互いに対して角度をなす複数の軸をそれぞれ中心として、部分的に又は全体的に湾曲しているもの意味するものとする。
【００２２】
本実施形態の透過型スクリーン３２は、図３に示すように、正面方向から見た場合の対角線の一方と平行で透過型スクリーン３２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Ｂ１に観察者側（出光側）に凸となるように湾曲し、かつ、他方の対角線と平行で透過型スクリーン３２の背面側に位置する第２の軸Ａ２を中心とした方向Ｂ２に観察者側に凸となるように湾曲している。そして、透過型スクリーン３２の表面（出光面）において、その表示領域の幾何学的中心となる点Ｃ（透過型スクリーン３２の平面形状をなす矩形状の一対の対角線が交わる点）が最も観察者側に突出する形態となっている。
この透過型スクリーン３２は、映像源側の面（入光面）の最も観察者側に凸となっている点Ｃにおける法線方向Ｎに直交する平面（即ち、最も映像源側に凸となった点Ｃでの接面）が、鉛直方向（画面上下方向）に平行となっている。
このような透過型スクリーン３２において、湾曲形状の曲率半径は、画面サイズにもよるが、２０００ｍｍ以下であることが好ましく、２５０ｍｍ以上であり１５００ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２３】
なお、上述の例に限らず、透過型スクリーン３２は、最も観察者側に突出している点が、上記点Ｃとは異なる点である形態としてもよい。
また、本実施形態では、透過型スクリーン３２は、観察者側（出光側）に凸となる湾曲形状を有する例を示したが、これに限らず、例えば、映像源側（入光側）に凸（即ち、観察者側へ凹）となるような湾曲形状を有するものとしてもよい。また、透過型スクリーン３２は、観察者側に凸となる部分と映像源側に凸となる部分とを組み合わせた形状としてもよい。
さらに、本実施形態では、湾曲形状の軸となる第１の軸Ａ１，第２の軸Ａ２は、透過型スクリーン３２を正面方向から見た場合の観察画面の矩形形状の対角線にそれぞれ平行である例を示したが、これに限らず、透過型スクリーン３２を正面方向から見た場合に、観察画面の幾何学的中心となる点Ｃを通り画面上下方向に平行な方向と、画面左右方向に平行な方向とをそれぞれ第１の軸、第２の軸としてもよい。
【００２４】
図４は、本実施形態の透過型スクリーン３２の層構成を説明する図である。図４では、透過型スクリーン３２の点Ｃを通り画面上下方向及び厚み方向に平行な断面の一部を拡大して示している。
この透過型スクリーン３２は、その厚み方向において、入光側（映像源側）から順に、基板層３２１、光制御層３２２、光拡散層３２７、着色層３２８、表面機能層３２９等を有し、接合層ａ等により一体に積層されている。
【００２５】
基板層３２１は、透過型スクリーン３２の剛性を高める機能を有する層であり、入光側に配置される。この基板層３２１は、光透過性を有する板状の部材である。
基板層３２１を形成する材料としては、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（ＰＣ）樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂等が挙げられる。
また、基板層３２１の厚さは、約１．５〜５．０ｍｍとすることが、十分な剛性を有し、湾曲形状を付与する曲面加工を容易とし、かつ、湾曲形状を安定して維持する観点等から好ましい。
【００２６】
図５は、本実施形態の光制御層３２２を説明する図である。図５（ａ）は、光制御層３２２の断面の一部（透過型スクリーン３２の画面上下方向に平行であって厚み方向に平行な断面の一部）を拡大して示している。図５（ｂ）は、光制御層３２２を観察者側（出光側）の正面方向から見た一部を拡大して示している。なお、図５では、理解を容易にするために、光制御層３２２は、略平板状として示している。
光制御層３２２は、基材部３２３と、光学形状部３２４とを備えており、図４に示すように、接合層ａを介して基板層３２１の出光側（観察者側）に一体に積層されている。
【００２７】
基材部３２３は、光透過性を有し、この光制御層３２２のベースとなる層である。この基材部３２３は、光透過性を有する樹脂製のシート状の部材を用いることができる。
基材部３２３の材料としては、ＰＣ樹脂や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン（ＭＢＳ）樹脂、メチルメタクリレート・スチレン（ＭＳ）樹脂等が挙げられる。また基材部３２３の厚みは、７５〜２００μｍとすることが好ましい。
【００２８】
光学形状部３２４は、基材部３２３の出光側の面に一体に積層されており、複数の光透過部３２５及び光吸収部３２６を有している。
光透過部３２５は、図５（ｂ）に示すように、画面左右方向に延在し、基材部３２３の出光側の面に沿って画面上下方向に複数配列されている。光透過部３２５の配列方向に平行であって透過型スクリーン３２の厚み方向に平行な断面形状は、図５（ａ）に示すように、出光側を上底とし、入光側を上底よりも寸法の大きい下底とする略台形形状である。本実施形態の光透過部３２５の断面形状は、等脚台形であり、画面上下方向（光透過部３２５の配列方向）において対称な形状である。
光透過部３２５は、ウレタンアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や、電子線硬化型樹脂等の他の電離放射線硬化型樹脂により、基材部３２３の出光側の面に一体に形成されている。なお、これに限らず、光透過部３２５は、ＰＥＴ樹脂等の熱可塑性樹脂等を用いて熱溶融押出成形により形成されてもよく、この場合、十分な厚みを有するならば、前述の基材部３２３を設けない形態としてもよい。
【００２９】
光吸収部３２６は、図５（ａ）に示すように、隣り合う光透過部３２５の間の谷状の部分に形成され、光を吸収する作用を有する部分である。
この光吸収部３２６は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、画面左右方向に延在し、光制御層３２２の出光側の面に沿って光透過部３２５と画面上下方向に交互に配置される形態となっている。本実施形態では、光透過部３２５の出光側の面と光吸収部３２６の出光側の面とで光制御層３２２の出光側の面が形成されている。
光吸収部３２６は、その配列方向に平行であって透過型スクリーンの厚み方向に平行な断面における断面形状が楔形形状である。ここでいう楔形形状とは、一方の端部の幅が広く、他方に向けて次第に幅が狭くなる形状をいい、三角形形状や台形形状等を含む。光吸収部３２６は、図５（ａ）に示すように、その断面形状が、出光側を下底、入光側を上底とする略台形形状としてもよいし、入光側を頂点とし、出光側を底辺とする略三角形形状としてもよい。
【００３０】
この光吸収部３２６の屈折率が光透過部３２５の屈折率よりも小さい場合、光透過部３２５と光吸収部３２６との界面に入射する光の少なくとも一部を全反射させて出光側へ向かわせることができる。従って、光吸収部３２６の屈折率が光透過部３２５の屈折率よりも小さくすることが、映像光の光線制御の観点から好ましい。
しかし、上記の例に限らず、所望する光学性能等に応じて、例えば、光吸収部３２６の屈折率は、光透過部３２５の屈折率と同じものとしてもよいし、光透過部３２５の屈折率よりも大きいものとしてもよい。
【００３１】
この光吸収部３２６は、例えば、光吸収材等を含有する樹脂を、光透過部３２５間の谷部にワイピング（スキージング）して充填し、硬化させる等により形成される。
光吸収部３２６に用いられる光吸収材等を含有する樹脂（母材となる樹脂）は、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂等の電離放射線硬化型樹脂を用いることができる。なお、前述のように、光吸収部３２６の屈折率を、光透過部３２５の屈折率よりも小さくする場合には、この母材となる樹脂は、光透過部３２５を形成する光透過性を有する樹脂よりも屈折率が小さいものが好ましい。
光吸収部３２６に用いられる光吸収材は、可視光領域の光を吸収する機能を有する粒子状等の部材であり、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、顔料や染料、顔料や染料で着色された樹脂粒子等である。顔料や染料で着色された樹脂粒子を用いる場合には、その樹脂粒子は、アクリル系樹脂や、ＰＣ樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ＰＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＭＳ樹脂等により形成されたものを用いることができる。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、この光透過部３２５（光吸収部３２６）の配列ピッチは、Ｐであり、光学形状部３２４の厚み（光透過部３２５の厚み）は、Ｄであり、光透過部３２５及び光吸収部３２６の配列方向における光吸収部３２６の上底の寸法がＷ３であり、下底の寸法がＷ２（Ｗ２＞Ｗ３）であり、光透過部３２５の上底の寸法がＷ１である。
また、透過型スクリーン３２の厚み方向における光吸収部３２６の寸法（高さ）は、Ｈであり、光透過部３２５と光吸収部３２６との界面が、透過型スクリーン３２の厚み方向となす角度は、θである。
【００３３】
図４に戻って、光拡散層３２７は、光制御層３２２よりも出光側に設けられ、光を拡散する作用を有する層である。光拡散層３２７は、接合層ａを介して、光制御層３２２の出光側に一体に積層されている。この光拡散層３２７は、粒子状等の光拡散材を含有する光透過性を有する樹脂製のシート状の部材を用いている。本実施形態の光拡散層３２７は、等方的に光を拡散する層である。
光拡散層３２７の母材となる光透過性を有する樹脂としては、例えば、ＭＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂等が挙げられる。
【００３４】
また、光拡散材としては、プラスチックビーズ等の有機フィラーであり、特に、透明度の高いものが好ましい。プラスチックビーズとしては、メラミン樹脂製、アクリル樹脂製、ＡＳ樹脂製、ＰＣ樹脂製等のものを適用可能である。また、シリコン系ビーズも光拡散材として使用可能である。さらに、所望する拡散性能等に合わせて、これらの光拡散材を適宜選択し、所定の割合で組み合わせる等して使用可能である。
光拡散層３２７の厚さは、０．０５〜１．５ｍｍとすることが好ましい。光拡散層３２７の厚みが、０．０５ｍｍ未満となると、光拡散効果が不十分となり、明るさの均一性や十分な視野角を得られない可能性があり、また、１．５ｍｍを超えると、透過型スクリーン３２に表示される映像がぼやけ、解像度が低下する可能性がある。
【００３５】
着色層３２８は、光拡散層３２７よりも観察者側（出光側）に設けられ、所定の色及び濃度で着色され、所定の光透過率（光吸収率）を有する層である。着色層３２８は、観察者側（出光側）から透過型スクリーン３２に入射する外光を吸収する機能や、透過型スクリーン３２内で発生した迷光等を吸収する機能を有する。
着色層３２８は、暗色系の光吸収材や着色剤を含有する透明樹脂により形成されたシート状の部材である。着色層３２８の母材となる透明樹脂としては、ＭＢＳ樹脂や、アクリル樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂等が挙げられる。また、光吸収材は、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が用いられ、着色剤としては、グレー系や黒色系等の暗色系の染料や顔料等を用いることができる。
着色層３２８の厚さは、約１０〜２００μｍとすることが好ましい。着色層３２８の厚みが１０μｍ未満であると、外光等を吸収する作用が不十分となる可能性があり、２００μｍを超えると、映像光の透過率が低下して映像が暗くなり、好ましくない。
【００３６】
本実施形態の着色層３２８と光拡散層３２７とは、共押し出し成形することにより一体に形成されている。しかし、これに限らず、例えば、着色層３２８と光拡散層３２７をそれぞれ別体として成形し、着色層３２８と光拡散層３２７とを接合層を介して一体に積層してもよい。
また、着色層３２８は、光拡散層３２７の入光側に設けられていてもよいし、着色層３２８と光拡散層３２７の透過型スクリーン３２内における位置は、上述の例に限定されず、適宜選択して配置してよい。さらに、光拡散層３２７が、光吸収材等を含有し、着色層３８を兼ねる形態としてもよい。
【００３７】
表面機能層３２９は、着色層３２８よりも出光側に配置され、ハードコート機能や、防眩機能、反射防止機能、帯電防止機能、紫外線吸収機能、防汚機能等の少なくとも１つの機能を有する層である。
本実施形態の表面機能層３２９は、ハードコート機能を有しており、ＪＩＳ  Ｋ  ６００−５−４（１９９４）で規定される鉛筆硬度試験で「ＨＢ」以上の硬度を有している。この表面機能層３２９は、着色層３２８の出光側の面に、光透過性を有し、かつ、ハードコート機能を有する塗料をスプレー塗布して形成されている。
【００３８】
接合層ａは、透過型スクリーン３２を構成する各層を一体に接合する層である。本実施形態の接合層ａは、基板層３２１と光制御層３２２との間、光制御層３２２と光拡散層３２７との間に設けられている。
この接合層ａは、紫外線硬化型のアクリル系樹脂や、圧力により粘着性が顕在化する感圧粘着型のアクリル系樹脂等を用いることができる。また、接合層ａの厚さは、透過型スクリーン３２の大きさや使用環境、接合する各層の樹脂の特性や、接合層として使用する樹脂の特性等に合わせて、約１０〜１００μｍとすることができる。
【００３９】
本実施形態の透過型スクリーン３２において、映像源３１から投射された映像光Ｌ２は、図１及び図４に示すように、透過型スクリーン３２の背面側から入射する。このとき、前述のように、映像源３１から透過型スクリーン３２までの投射距離が十分確保されているので、図４等に示すように、透過型スクリーン３２に対して映像光Ｌ２が小さな入射角度で入射する。
映像光Ｌ２は、基板層３２１を透過して光制御層３２２に入射し、一部はそのまま正面方向へ出射し、一部は光透過部３２５と光吸収部３２６との界面で全反射する等して画面上下方向へ拡散される（図５（ａ）参照）。このとき、画面上下方向への拡散の度合いは小さいので、正面輝度の低下や画面上下方向への必要以上の拡散を招くことはない。そして、映像光Ｌ２は、光拡散層３２７で等方的に拡散し、着色層３２８及び表面機能層３２９を透過して出射する。
【００４０】
一方、観察者側から透過型スクリーン３２へ入射する太陽光や照明光等の外光Ｇ（図４，図５参照）は、着色層３２８及び光吸収部３２６で吸収されるので、反射して観察者Ｏ側へ戻される光量が大幅に低減される。従って、外光によるコントラストの低下を大幅に改善することができ、映像のコントラストが向上する。
以上のことから、透過型スクリーン３２を備えるリアプロジェクションディスプレイ部３０は、車両内等の明室環境下であっても、明るく、コントラストが高く、視認性が高い良好な映像を表示できる。
【００４１】
本実施形態の車両用映像表示システム１では、インストルメントパネル７０内において、リアプロジェクションディスプレイ部３０の映像光Ｌ２の光路と、ヘッドアップディスプレイ部１０の映像光Ｌ１の光路とは、交差しており、インストルメントパネル７０内の空間の一部を共有しているが、互いの映像の視認には影響を与えないように各映像源等が配置されている。
このような配置とすることにより、本実施形態によれば、ヘッドアップディスプレイ部１０及びリアプロジェクションディスプレイ部３０のための空間を大幅に増大させることなく、リアプロジェクションディスプレイ部３０の映像光Ｌ２の投射距離を十分確保することができるので、リアプロジェクションディスプレイ部３０は、短焦点型のプロジェクタに対応した設計等が複雑な透過型スクリーンを用いなくともよい。
【００４２】
従って、短焦点型のプロジェクタに対応した透過型スクリーンで入光側に用いられ、映像光の向きを正面方向へ偏向するフレネルレンズシート等が不要となり、部材数を低減でき、生産コストの低減や透過型スクリーンの軽量化、薄型化を実現できる。
また、映像光Ｌ２の投射距離を長くとることができるので、透過型スクリーン３２において、短焦点型のプロジェクタに対応させるための複雑かつ高精度な設計が不要となり、意匠性が高く良好な映像を表示できる透過型スクリーン３２の設計及び作製が容易となり、生産コストを抑えることができる。
【００４３】
図６は、実施形態の他の例の車両用映像表示システム２を説明する図である。図６（ａ）は、車内前方のインストルメントパネル７０及びフロントガラス８０と、車両用映像表示システム２の表示領域Ｄ１，Ｄ２の位置を説明する図である。図６（ｂ）は、インストルメントパネル７０内部の車両用映像表示システム１の各部の配置を上方から見た様子を模式的に示した図である。
この車両用映像表示システム２は、ヘッドアップディスプレイ部１０と、リアプロジェクションディスプレイ部４０とを備えている。
車両用映像表示システム２は、リアプロジェクションディスプレイ部４０の透過型スクリーン４２及び映像源４１の位置等が異なる以外は、前述の実施形態の車両用映像表示システム１と同様の形態である。従って、前述の実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００４４】
図６（ｂ）に示すように、リアプロジェクションディスプレイ部４０は、映像源４１と、透過型スクリーン４２と、反射鏡４３とを備えている。
この映像源４１は、前述の映像源３１と同様のプロジェクタであり、インストルメントパネル７０内であって、車両端部側（Ｘ２側：本実施形態では右側）に設けられている。
透過型スクリーン４２は、前述の透過型スクリーン３２と同様のスクリーンであるが、前述の実施形態の透過型スクリーン３２とは異なり、インストルメントパネル７０の運転席と助手席との間（インストルメントパネル７０の座席側面のＸ方向の中央）に位置する表示領域Ｄ２に相当する位置に配置されている。
反射鏡４３は、映像源４１の投射した映像光を、透過型スクリーン４２側へ向けて反射する部材である。本実施形態では、反射鏡４３は、平面鏡である例を挙げて説明するが、これに限らず、必要に応じて凹面鏡等、映像を拡大して反射する拡大反射鏡を用いてもよい。
【００４５】
この車両用映像表示システム２では、ヘッドアップディスプレイ部１０の映像光Ｌ１の光路と、リアプロジェクションディスプレイ部４０の映像光Ｌ２の光路とが交差しており、かつ、インストルメントパネル７０内の空間の一部を共有している。
このような形態とした場合にも、製造や設計が容易であり良好な映像を表示できる車両用映像表示システム２とすることができる。
【００４６】
なお、上述の実施形態の車両用映像表示システム１，２において、ヘッドアップディスプレイ部１０の表示する映像、リアプロジェクションディスプレイ部３０，４０の表示する映像は、適宜設定してよい。
例えば、車両用映像表示システム１では、ヘッドアップディスプレイ部１０は、車両の速度と、エンジンの回転数、車両の進行方向等の矢印等を表示し、リアプロジェクションディスプレイ部３０は、タコメータ、ガソリン残量等の情報を表示してもよい。
また、車両用映像表示システム２のリアプロジェクションディスプレイ部４０では、例えば、カーナビゲーションシステムの映像や、車内に配置された不図示のＤＶＤプレイヤー等の再生映像、テレビ映像等を表示可能としてもよいし、センターメーターとして車両速度やエンジンの回転数等の各種情報を表示してもよい。
各ディスプレイ部の表示する情報は、適宜選択し、自由に設定してよい。
【００４７】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）実施形態において、透過型スクリーン３２，４２は、光制御層３２２を備える例を示したが、これに限らず、光制御層３２２を備えない形態としてもよい。即ち、基板層３２１と、光拡散層３２７と、着色層３２８と、表面機能層３２９とが一体に積層された形態としてもよい。このような形態とした場合にも良好な映像を表示でき、かつ、さらに安価で製造が容易となる。
【００４８】
（２）実施形態において、光透過部３２５及び光吸収部３２６の断面形状は、略等脚台形状である例を示したが、これに限らず、例えば、１つの光透過部３２５の画面上下方向において、光吸収部３２６との界面がシートの厚み方向となす角度θが、上側の角度θと下側の角度θとが異なる大きさのもの、即ち、光透過部及び光吸収部が、画面上下方向において非対称な形状のものとしてもよい。
また、角度θは、光透過部３２５及び光吸収部３２６の配列方向（画面上下方向）において、変化する形態としてもよい。
さらに、光吸収部３２６は、厚み方向において、その上底を映像源側、下底を観察者側とする例を記載したが、これに限らず、例えば、上底を観察者側、下底を映像源側とする形態としてもよい。
さらに、透過型スクリーン３２は、光制御層３２２を２つ備える形態とし、正面方向から見て、一方の光透過部３２５及び光吸収部３２６の配列方向と他方の光透過部３２５及び光吸収部３２６の配列方向とが直交又は略直交するように配置してもよい。
【００４９】
（３）実施形態において、透過型スクリーン３２の接合層ａは、着色剤や拡散材を含有していない例を挙げて説明したが、これに限らず、適宜拡散材や着色剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。
【００５０】
（４）実施形態において、透過型スクリーン３２は、基板層３２１を備えている例を示したが、これに限らず、透過型スクリーン３２の湾曲形状や画面サイズ、使用環境等に応じて、基板層３２１を備えない形態としてもよい。
【００５１】
（５）実施形態において、リアプロジェクションディスプレイ部３０，４０は、タッチパネル機能等を備えていない例を示したが、これに限らず、例えば、タッチパネル機能を備えていてもよい。タッチパネル機能としては、汎用のものを適宜使用でき、例えば、透過型スクリーン３２の背面側から赤外光を投射する赤外光投射装置と、透過型スクリーン３２の背面側に配置され、赤外光を検出可能な赤外光検出装置とを備える赤外線方式のタッチパネル等を用いることも可能である。
【００５２】
なお、上述の実施形態及び変形形態は、適宜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。また、本発明は以上説明した実施形態等によって限定されることはない。
【符号の説明】
【００５３】
１，２    車両用映像表示システム
１０    ヘッドアップディスプレイ部
１１    映像源
１２    第１拡大反射鏡
１３    第２拡大反射鏡
１４    フレネルレンズ
３０，４０    リアプロジェクションディスプレイ部
３１，４１    映像源
３２，４２    透過型スクリーン
４３    反射鏡
【図１】
2014043205.tif 000003
【図２】
2014043205.tif 000004
【図３】
2014043205.tif 000005
【図４】
2014043205.tif 000006
【図５】
2014043205.tif 000007
【図６】
2014043205.tif 000008