(57)【要約】【課題】製造が容易で意匠性に優れた透過型スクリーンを提供する。【解決手段】入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させる、複数の層が積層された積層体を有する透過型スクリーンであって、積層体は一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有しており、積層体が、出光面側から、ハードコート層およびレンチキュラーレンズ層を備え、レンチキュラーレンズ層が、シート状の基部と、該基部の入光面側に並列された複数の柱状の単位レンズからなるレンチキュラーレンズ部と、を有し、隣り合う単位レンズ間に間隔を有する、透過型スクリーンとする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させる、複数の層が積層された積層体を有する透過型スクリーンであって、
前記積層体は一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有しており、
前記積層体が、前記出光面側から、ハードコート層およびレンチキュラーレンズ層を備え、
前記レンチキュラーレンズ層が、シート状の基部と、該基部の入光面側に並列された複数の柱状の単位レンズからなるレンチキュラーレンズ部と、を有し、
隣り合う前記単位レンズ間に間隔を有する、透過型スクリーン。
【請求項２】
前記積層体が、前記ハードコート層と前記レンチキュラーレンズ層との間に、光を散乱させる光散乱層を備えている、請求項１に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
前記レンチキュラーレンズ層のうち、隣り合う前記単位レンズ間の前記間隔に対向する前記出光面側に、光を吸収する光吸収部が形成されている、請求項１または２に記載の透過型スクリーン。
【請求項４】
前記積層体の前記入光面側に、フレネルレンズ部を有するフレネルレンズシートを備えている、請求項１乃至３のいずれかに記載の透過型スクリーン。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の透過型スクリーンと、
前記透過型スクリーンの前記入光面側に配置された映像光源と、を備えた、リアプロジェクション表示装置。
【請求項６】
前記レンチキュラーレンズ部の前記単位レンズが鉛直方向に並列されている、請求項５に記載のリアプロジェクション表示装置。
【請求項７】
前記レンチキュラーレンズ部の前記単位レンズが水平方向に並列されている、請求項５に記載のリアプロジェクション表示装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれかに記載のリアプロジェクション表示装置を備え、
前記リアプロジェクション表示装置が、出光面を車内から視認可能なように配置されている、自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背面側から投射された映像光を観察者側に透過して提供するための曲面を有する透過型スクリーン、該透過型スクリーンを備えるリアプロジェクション表示装置、及び該リアプロジェクション表示装置を備えた自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像を表示可能な多様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。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るだけでなく、システム全体との意匠性の観点からの調和も要求される。
【０００３】
特許文献１には、三次元曲面をなすように形成することで意匠性を向上した透過型スクリーンの製造方法が開示されている。ここには光を透過する複数の部位と、当該光を透過する部位の間に形成された光を吸収する部位と、が交互に配置された層（光学機能層）を有する透過型スクリーンが記載されている。これにより光を透過する部位と光を吸収する部位との界面で光を偏向して観察者に明るい映像光を提供するとともに、光を吸収する部位で外光を吸収してコントラストを向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５９６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された透過型スクリーンのように三次元曲面をなすように形成することによって、意匠性を向上させることができると考えられる。しかしながら、特許文献１に開示されている透過型スクリーンは、該透過型スクリーンに備えられた光学機能層が複雑な構造を有していることによって、透過型曲面スクリーンの製造工程が複雑になるという問題があった。また、当該光学機能層が複雑な構造を有していることによって、曲面をなすように透過型スクリーンを曲げることが容易ではないという問題もあった。
【０００６】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、製造が容易で意匠性に優れた透過型スクリーン、該透過型スクリーンを備えたリアプロジェクション表示装置、及び該リアプロジェクション表示装置を備えた自動車を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、入光面側から入射した映像光を出光面側に透過させる、複数の層が積層された積層体を有する透過型スクリーンであって、積層体は一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有しており、積層体が、出光面側から、ハードコート層およびレンチキュラーレンズ層を備え、レンチキュラーレンズ層が、シート状の基部と、該基部の入光面側に並列された複数の柱状の単位レンズからなるレンチキュラーレンズ部と、を有し、隣り合う単位レンズ間に間隔を有する、透過型スクリーンである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の透過型スクリーンにおいて、積層体が、ハードコート層とレンチキュラーレンズ層との間に、光を散乱させる光散乱層を備えている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の透過型スクリーンにおいて、レンチキュラーレンズ層のうち、隣り合う単位レンズ間の間隔に対向する出光面側に、光を吸収する光吸収部が形成されている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の透過型スクリーンにおいて、積層体の入光面側に、フレネルレンズ部を有するフレネルレンズシートを備えている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の透過型スクリーンと、透過型スクリーンの入光面側に配置された映像光源と、を備えた、リアプロジェクション表示装置である。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のリアプロジェクション表示装置において、レンチキュラーレンズ部の単位レンズが鉛直方向に並列されている。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のリアプロジェクション表示装置において、レンチキュラーレンズ部の単位レンズが水平方向に並列されている。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項５乃至７のいずれかに記載のリアプロジェクション表示装置を備え、リアプロジェクション表示装置が、出光面を車内から視認可能なように配置されている、自動車である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、製造が容易で意匠性に優れた透過型スクリーン、該透過型スクリーンを備えたリアプロジェクション表示装置、及び該リアプロジェクション表示装置を備えた自動車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】１つの実施形態を説明する図であり、リアプロジェクション表示装置の構造を概念的に表した図である。
【図２】透過型スクリーンの斜視図である。
【図３】透過型スクリーンの層構成を説明する水平方向の断面図である。
【図４】フレネルレンズ部を説明する透過型スクリーンの正面図である。
【図５】透過型スクリーンの鉛直方向の断面図である。
【図６】他の実施形態にかかる透過型スクリーンの水平方向の方向断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。なお、以下に示す図面では分かりやすさのため部材の大きさや比率を誇張して記載することがある。また、見やすさのため繰り返しとなる符号は省略することがある。
【００１９】
図１は、１つの実施形態を説明する図であり、リアプロジェクション表示装置１（以下、「表示装置１」と記載することがある。）の内部構造の一部を概念的に表した図ある。
【００２０】
表示装置１は、透過型スクリーン１０を有しており、映像光源３から出射された映像光Ｉが透過型スクリーン１０を通じて観察者側に提供される。例えば表示装置１は、自動車のダッシュボード部に内蔵され、透過型スクリーン１０の観察者側面が車内に露出して配置され、観察者に映像を提供する。すなわち、透過型スクリーン１０の出光面を車内から視認可能なように表示装置１が配置される。
【００２１】
図１からわかるように、表示装置１は、筐体２、映像光源３、及び透過型スクリーン１０を備えている。その他、図示は省略するが、表示装置１には表示装置として機能するための各種構成部材が備えられている。
【００２２】
筐体２は表示装置１の外殻を形成し、表示装置１を構成する部材の大部分をその内側に収める部材である。また筐体２は透過型スクリーン１０を支持可能な開口を有しており、該開口に透過型スクリーン１０が嵌め込まれて取り付けられている。
【００２３】
映像光源３は、筐体２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として透過型スクリーン１０の入光面のほぼ全域に映像光を照射する。このような映像光源３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、本実施形態において、映像光源３は、透過型スクリーン１０の背面側（観察者側とは反対側）で、該透過型スクリーン１０の中央より下方に配置されている。
ここで、透過型スクリーン１０の入光面とは、透過型スクリーン１０の面のうち、映像光源３が配置された側の面を意味する。一方、透過型スクリーン１０の出光面とは、観察者側に向けられた面を意味する。
【００２４】
次に透過型スクリーン１０について説明する。図２は透過型スクリーン１０の斜視図、図３は図２にＩＩＩ−ＩＩＩで示した線に沿った水平方向における透過型スクリーン１０の厚さ方向断面で、層構成を模式的に表した図である。図１、図２からわかるように、透過型スクリーン１０は全体として板状であるが、その中央が観察者側に突出するような凸状の曲面に形成されている。これにより外観に優れたスクリーン、及びこれを備える表示装置を提供することができる。なお、図３は本来湾曲して表されるべきであるが、湾曲させる前の平板状で表した。
【００２５】
本実施形態では観察者側に凸となる曲面を有する透過型スクリーン１０により説明する。ただし、凸となる位置は特に限定されることない。また、凸となる向きも限定されることなく背面側に凸（すなわち観察者側からみると凹）であってもよい。さらに、１つの透過型スクリーンで部位により凹凸の向きが変わるように構成されていてもよい。
【００２６】
図２、図３からわかるように、透過型スクリーン１０は、複数の層が積層されており、積層体１１及びフレネルレンズシート２１が厚さ方向に配列されている。以下詳しく説明する。
【００２７】
積層体１１は、出光面側から、ハードコート層１２、光散乱層１８およびレンチキュラーレンズ１３層を備えている。
【００２８】
ハードコート層１２は、表面保護を目的として、透過型スクリーン１０のうち観察者側の最表面に設けられる層である。ハードコート層１２は透明な樹脂層として形成することができ、擦り傷、表面汚染に対する耐性の観点から、硬化性樹脂が硬化してなる樹脂硬化層として形成することが好ましい。
具体的には電離放射線硬化性樹脂、その他公知の硬化性樹脂等を要求性能に応じて適宜採用すればよい。電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、オキセタン系、シリコーン系等が挙げられる。例えば、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂は、単官能（メタ）アクリレートモノマー、２官能（メタ）アクリレートモノマー、３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーなどの（メタ）アクリル酸エステルモノマー、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルオリゴマー乃至は（メタ）アクリル酸エステルプレポリマーなどからなる。さらに３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーを例示すれば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等がある。
【００２９】
また、ハードコート層１２には、耐汚染性向上の機能を追加してもよい。これは例えばシリコーン系化合物、フッ素系化合物などを添加することにより可能となる。さらにその他の機能として帯電防止性向上、撥水性向上の機能を有するものとしてもよい。
帯電防止性向上のために用いることができる材料としては、電子伝導タイプではＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ＰＥＤＯＴ（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）；３，４−エチレンジオキシチオフェンポリマー）とＰＳＳ（ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）；スチレンスルホン酸ポリマー）とを共存）などが挙げられ、イオン導電タイプではリチウム塩系材料等が挙げられる。
また、撥水性向上のために用いることができる材料としては、フッ素系化合物等が挙げられる。
【００３０】
レンチキュラーレンズ１３層は、シート状の基部１４と、基部１４上に所定の間隔を有して並列された複数の柱状の単位レンズ１６からなるレンチキュラーレンズ部１５と、を有している。
【００３１】
基部１４は、レンチキュラーレンズ部１５を形成するためのベースとなる部分である。従って、基部１４は透光性を有し、レンチキュラーレンズ部１５を形成及び保持することができる程度に強度を有するように構成されている。このような基部１４を構成する材料の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、エチレン−α−オレフィン共重合体エラストマー、酸変性ポリオレフィン、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、ポリフェニレンオキシド、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート（略称として「ＰＥＴ」と記載することがある。）、ポリブタジエンテレフタレート、ナイロン等の単体、又は混合体（共押出フィルム等）、及びラミネート品等を挙げることができる。
【００３２】
レンチキュラーレンズ部１５は、基部１４の入光面側（光源側）に配置される。そして、該光源側を凸に、垂直方向を長手方向にした複数の柱状の単位レンズ１６が水平方向に並列されている。単位レンズ１６は通常のレンチキュラーレンズを用いることができる。本実施形態では厚さ方向断面（図３に現れる断面）が半円状である単位レンズを例示している。
【００３３】
単位レンズ１６の高さ（厚さ）ｈ（図３参照）は、５μｍ以上１００μｍ以下程度であることが好ましい。レンチキュラーレンズ部１５の形成のし易さの観点からは、レンチキュラーレンズ部１５を押出成形で作製する場合は高さｈが２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、レンチキュラーレンズ部１５を紫外線硬化樹脂で形成する場合は高さｈが５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
また、単位レンズ１６の幅ｗ（図３参照）は、３０μｍ以上６００μｍ以下程度であることが好ましい。レンチキュラーレンズ部１５を押出成形で作製する場合は、幅ｗが１００μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。幅ｗを１００μｍ以上とすることによって、金型形状を正確に賦型しやすくなる。また、幅ｗを６００μｍ以下とすることによって、ぎらつきやモアレなどの画質劣化を抑制することができる。レンチキュラーレンズ部１５を紫外線硬化樹脂で形成する場合は、幅ｗが３０μｍ以上１５０μｍであることが好ましい。幅ｗを３０μｍ以上とすることによって、単位レンズ１６の形状に誤差が生じた場合、誤差の絶対値が同じであってもその割合を小さく抑えることができるため、光学特性の誤差に与える影響を抑えることができる。また、紫外線硬化樹脂が泡かみし難くなる。幅ｗを１５０μｍ以下とすることによって、レンズ厚みが厚くなりすぎることによって金型離型性が悪くなる、材料使用量が増えてコストアップになる、などの問題が生じることを抑制できる。
【００３５】
レンチキュラーレンズ部１５は上記のような単位レンズ１６を所定の間隔を設けて並列することにより、形成することができる。隣り合う単位レンズ１６間に間隔がない場合、積層体１１を湾曲される際に隣り合う単位レンズ１６がぶつかって湾曲させ難くなる虞がある。一方、隣り合う単位レンズ１６間の間隔が広すぎると、基部１４上に配置できる単位レンズ１６の数が少なくなり、透過型スクリーン１０全体として単位レンズ１６に入射される映像光が少なくなるため、後述するようにして映像光を透過させつつ拡散させる効果を得難くなる。したがって、隣り合う単位レンズ１６間の隙間の大きさは、積層体１１を湾曲させた後に隣り合う単位レンズ１６が接する程度であることが好ましい。隣り合う単位レンズ１６間の間隔ｄ（図３参照）は、例えば３μｍ以上５０μｍ以下程度であることが好ましい。なお、隣り合う単位レンズ１６間の間隔とは、図に示したように単位レンズ１６の根元間の間隔を意味する。単位レンズ１６の根元が明確でない場合、例えば、隣り合う単位レンズ１６間の間隔が平坦でなく曲面になっている場合などは、単位レンズ１６が延在する方向に垂直な断面における単位レンズ１６の根元付近の外形線の変曲点を単位レンズ１６の根元とすることができる。すなわち、単位レンズ１６が延在する方向に垂直な断面では、単位レンズ１６の外形線は外側に凸となり、隣り合う単位レンズ１６間の間隔では外形線が内側に凸となるので、この変曲点を単位レンズ１６の根元とすることができる。
【００３６】
単位レンズ１６には光を透過させることできる材料が適用される。これには例えばポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ等）、ポリスチレン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂や、不飽和ポリエステル、メラミン、エポキシ、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、トリアジン系アクリレート等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。また、それぞれ単独、又は上記熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを混合して使用することができる。
このような単位レンズ１６の屈折率は、１．４以上１．６以下程度であることが好ましい。
【００３７】
以上のような構成のレンチキュラーレンズ層１３を備えることによって、後述するようにフルネルレンズシート２１を透過して観察者側（正面方向）に平行または平行に近づくように収束された映像光がレンチキュラーレンズ部１５によって結像されるとともに単位レンズ１６の並列方向（本実施形態では水平方向）に拡散され、視野角が広がった映像を観察者に提供することができる。
【００３８】
次に、光吸収部１７について説明する。光吸収部１７は光を吸収する機能を有する部位である。光吸収部１７は、レンチキュラーレンズ層１３のうち、隣り合う単位レンズ１６間の間隔に対向する出光面側（観察者側）に形成されている。光吸収部１７を備えた形態とすることによって、後に説明するように光吸収部１７において外光を吸収し、透過型スクリーン１０に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。
【００３９】
光吸収部１７が形成された部位は、レンチキュラーレンズ層１３の観察者側の面のうち、単位レンズ１６によって集光された光が透過しない部分である。かかる形態とすることによって、映像光が光吸収部１７によって吸収されることを防止しつつ、外光を光吸収部１７によって吸収できるので、透過型スクリーン１０に表示される映像のコントラストを向上させやすくなる。
【００４０】
また、光吸収部１７が形成された部位は、観察者側に突出している。このように突出させることによって、光吸収部１７を形成することが容易になる。レンチキュラーレンズ層１３は、例えば光吸収部１７以外の部分を押出成形で形成した後、ダイコーティングによって光吸収部１７を形成する組成物を塗布および硬化させることによって作製できる。
【００４１】
光吸収部１７を構成する材料としては、例えば光を透過する樹脂や接着剤に、黒色や赤、青、緑等の必要な色の顔料、染料を混ぜた組成物を挙げることができる。光を透過する樹脂としては上記基部１４を構成する材料として例示した材料を挙げることができる。また接着剤としては、公知の粘着剤、接着剤、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。その中では例えばアクリル系の粘着剤を用いることができ、さらに具体的にはアクリル系共重合体とイソシアネート化合物とを組み合わせた粘着剤を挙げることができる。
一方、黒色の顔料や染料としてはカーボン、アニリン系等の黒色染料を挙げることができる。
【００４２】
次に、光散乱層１８について説明する。光散乱層１８は透過する光を散乱させることができる層である。光散乱層１８は、母材中に光を散乱させる光散乱材を混入させることによって構成できる。光散乱層１８により、映像光の視野角を拡大して画面内の輝度の均一性を向上させることができる。上記母材を構成する材料は特に限定されることはないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン（ＭＢＳ）、アクリル系、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の樹脂を挙げることができる。一方、上記光散乱材の例としては、平均粒径が１μｍ〜１００μｍ程度であるシリカ（二酸化珪素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂等の透明物質からなる粒子を挙げることができる。上記のような母材と光散乱剤とを組み合わせて光散乱層１８を構成することによって、母材と光散乱剤との屈折率差により、界面反射を利用して光を散乱させることができる。
【００４３】
光散乱層１８とレンチキュラーレンズ１３層とは、縁部を固定して一体に保持されてもよく、接着剤を用いて接着させてもよい。当該接着剤としては、光散乱層１８とレンチキュラーレンズ１３層とを接着できるものであれば特に限定されず、公知の粘着剤、接着剤、紫外線などの光によって硬化する光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。より具体的な例としては、アクリル系の粘着剤を用いることができ、さらに具体的にはアクリル系共重合体とイソシアネート化合物とを組み合わせた粘着剤を挙げることができる。ただし、上記接着剤を構成する材料は、透過型スクリーン１０の性質上、透光性に優れた材料によることが好ましい。
【００４４】
次にフレネルレンズシート２１について説明する。フレネルレンズシート２１は、積層体１１の入光面側に配置されており、積層体１１と同じ方向に凸となるように湾曲していることが好ましい。また、フレネルレンズシート２１は基部２２、および基部２２の表面に形成されたフレネルレンズ部２３を備えている。図４にはフレネルレンズ部２３を説明するために透過型スクリーン１０を正面視したときの形態を模式的に示した。
【００４５】
基部２２はフレネルレンズ部２３を形成するためのベースとなる部分である。従って、基部２２は透光性を有し、フレネルレンズ部２３を形成及び保持することができる程度に強度を有するように構成されている。基部２２を構成する材料の具体例としては、ポリカーボネートやシクロオレフィン、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ））などのフィルムを挙げることができる。これらの中で、入手の容易性、コスト等の観点から、ポリカーボネートが好ましい。ここでいうポリカーボネートは、ポリカーボネートを主ポリマーとするもので、たとえば劣化防止剤、可塑剤、軟化剤等の充填剤を含む、あるいはメタアクリル樹脂等との複合体であっても良い。
【００４６】
基部２２の厚さ（フレネルレンズシート２１のフレネルレンズ部２３を除いた部分の厚さ。すなわちフレネルレンズシート２１の最も薄い部分の厚さ。）は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。基部２２の厚さを１ｍｍ以上とすることによって、フレネルレンズシート２１に十分な剛性を付与しやすくなる。一方、基部２２の厚さを５ｍｍ以下とすることによって、透過型スクリーン１０の厚さが厚くなり過ぎる、映像光の透過率が低下する、ゴースト（二重像）が発生する等の不具合を防止しやすくなる。
【００４７】
フレネルレンズ部２３は、映像光源３から発散光束として透過型スクリーン１０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、フレネルレンズ部２３は、発散光束として入射した映像光を、映像光入射側から映像光出射側へ向けて進む平行光束、例えば正面方向へ進む平行光束に変換する。このようにフレネルレンズ部２３を用いて映像光を一旦平行光束にしておくことにより、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内面ばらつきを効果的に緩和させることができる。
【００４８】
図４からわかるように、本実施形態のフレネルレンズ部２３はいわゆるサーキュラーフレネルレンズである。図４は、フレネルレンズ部２３を説明する透過型スクリーン１０の正面図である。従って、複数の単位レンズ２４のそれぞれの長手方向は、所定の半径を有した円弧状に延びており、隣接する単位レンズ２４とは同心円をなすように配列されている。各単位レンズ２４の断面形状はその目的に応じて適宜公知のものを用いることができる。
本実施形態では、単位レンズ２４は水平方向に関しては該水平方向における中心位置を通る鉛直方向線Ａに対して線対称となっている。一方、鉛直方向に関しては単位レンズ２４が配列される同心円の中心Ｏが、鉛直方向線Ａ上で透過型スクリーン１０より下方となるような形態である。このように中心Ｏをフレネルレンズ部２３の中心から鉛直方向下方に偏心させることにより、透過型スクリーン１０の下方から映像光を投射したとしても、映像光源３からの発散光束を効率よく平行光束にすることができる。また、このように透過型スクリーンの下方から映像光を照射する構成によって、映像光源３を観察者側に近付けることができ、表示装置１を薄くすることができる。
【００４９】
ただし、これに限定されることはなく、同心円の中心がフレネルレンズ部内に存在するサーキュラーフレネルレンズや、単位レンズが水平又は鉛直に直線状に延び、当該延びる方向とは異なる方向に複数の単位レンズが配列されるリニアフレネルレンズを適用することを妨げるものではない。
【００５０】
フレネルレンズ部２３を構成する樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル−スチレン共重合体樹脂等の透明樹脂を挙げることができる。
また、透過型スクリーン１０のサイズが大きい場合には成形性の観点からエポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を用いることができる。
【００５１】
以上説明した透過型スクリーン１０は例えば次のように作製することができる。フレネルレンズシート２１は、公知の方法により作製することができる。すなわち、上記した基部２２となるシート状部材と、フレネルレンズ部２３を成形できる凹凸形状を有する金型との間に、フレネルレンズ部２３となるべき硬化前の材料を充填する。そして当該硬化前の材料を適切な硬化手段を用いて硬化させる。これにより、湾曲する前の状態のフレネルレンズシートを得ることができる。
【００５２】
次に上記湾曲する前のフレネルレンズシートを加熱して、軟化させ、例えばフレネルレンズ部２３側が凸となるように曲面を成形する。具体的には、湾曲する前のフレネルレンズシートを構成する樹脂のガラス転移温度以上に加熱することで軟化させる。この温度は用いられた樹脂により決められるが６０℃以上２５０℃以下が好ましく、より好ましくは７０℃以上２００℃以下である。そして、この軟化したフレネルレンズシートを、所定の曲面形状を有した不図示の金型に、例えば押圧部材や気体圧力を用いて押し付ける。この状態でフレネルレンズシートを冷却することにより曲面を有するフレネルレンズシート２１を得ることができる。
【００５３】
積層体１１を作製するには、まずレンチキュラーレンズ層１３を構成するシートおよび光散乱層１８を構成するシートをそれぞれ作製し、両者を接着する。光散乱層１８を構成するシートは、例えば押出成形等の公知の方法によって作製できる。レンチキュラーレンズ層１３を構成するシートは、例えば押出成形で基部１４およびレンチキュラーレンズ部１５を形成した後、光吸収部１７となるべき材料をダイコート等の公知の方法によって塗工および硬化させることによって作製できる。なお、レンチキュラーレンズ層１３は、基部１４となるシート上にレンチキュラーレンズ部１５を紫外線硬化樹脂で形成した後、光吸収部１７となるべき材料をダイコート等の公知の方法によって塗工および硬化させることによっても作製できる。
【００５４】
次に上記湾曲する前の光散乱層１８およびレンチキュラーレンズ層１３を備えた積層シートを加熱して、軟化させ、例えば光散乱層１８側が凸となるように曲面を成形する。具体的には、湾曲する前の当該積層シートを構成する樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱することで軟化させる。この温度は用いられた樹脂により決められるが６０℃以上２５０℃以下が好ましく、より好ましくは７０℃以上２００℃以下である。そして、この軟化した積層シートを、所定の曲面形状を有した不図示の金型に、例えば押圧部材や気体圧力を用いて押し付ける。この状態で積層シートを冷却することにより曲面を有する積層シートを作製することができる。このとき、積層シートを構成する各層は簡単な構成のため、破損することなく湾曲させることが容易であり、大きく湾曲させることも容易である。その後、光散乱層１８の表面にハードコート層１２を構成する樹脂をスプレーなどで塗布および硬化させることによって、ハードコート層１２を形成することができる。
上記のようにして、湾曲した積層体１１を作製することができる。
【００５５】
以上のように形成した湾曲したフレネルレンズシート２１のフレネルレンズ部２３側に湾曲した積層体１１を配置し、両者の外縁を互いに固定する等して位置決めを行い、曲面を有する透過型スクリーン１０を得ることができる。
【００５６】
上記のように、透過型スクリーン１０は複雑な工程を経ることなく容易に製造することができる。また、透過型スクリーン１０は湾曲した部分を備えていることによって、意匠性に優れた透過型スクリーンとすることができる。
【００５７】
以上説明した透過型スクリーン１０を備える表示装置１によれば、例えば次のように観察者に映像光を提供することができる。光路例を示しつつ説明する。ただし、ここで示す光路例は概念的なものであり、反射角や屈折角等を厳密に表したものではない。
【００５８】
図１に示したように、映像光源３から出射した映像光Ｌ１は、透過型スクリーン１０の入光面側に達する。
このようにして透過型スクリーン１０の入光面側に達した映像光は、図３および図５に映像光Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ５１、Ｌ５２で示したように、フレネルレンズシート２１のフレネルレンズ部２３の作用により観察者側（正面方向）に平行となるように偏向される。なお、図５は透過型スクリーン１０の鉛直方向の断面図である。図５は、本来湾曲して表されるべきであるが、図３と同様に見易さのため湾曲を省略して平坦に表した。
【００５９】
フレネルレンズシート２１内で偏向された映像光は、レンチキュラーレンズ層１３に達する。レンチキュラーレンズ層１３の単位レンズ１６に達した映像光Ｌ３１、Ｌ３２は、図３に示したように単位レンズ１６の並列方向に拡散され、正面に対して視野角を広げる向きで映像光が出射される。このようにしてレンチキュラーレンズ層１３を透過した映像光は光散乱層１８に達し、不規則に（指向性なく）散乱され、視野角を拡大することができる。
【００６０】
一方、図３に光Ｌ３３で示したように観察者側から透過型スクリーン１０に入射した外光（太陽光や室内灯等による光）の少なくとも一部は、光吸収部１７によって吸収され、観察者側に反射されない。したがって、透過型スクリーン１０に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。
【００６１】
なお、図示した形態では、レンチキュラーレンズ部１５の単位レンズ１６が水平方向に並列されているため、上記のように映像光を水平方向に拡散させて水平方向の視野角を広げることができるが、レンチキュラーレンズ部の単位レンズが鉛直方向に並列されている形態とすれば、映像光を鉛直方向に拡散させて鉛直方向の視野角を広げることができる。このように、レンチキュラーレンズ部の単位レンズの並列方向は、映像の視野角を広げたい方向によって適宜決定することができる。
【００６２】
ただし、リアプロジェクション表示装置を自動車に搭載する場合は、レンチキュラーレンズ部の単位レンズが水平方向に並列されていることが好ましい。リアプロジェクション表示装置は、出光面を車内から視認可能なように自動車に搭載することができる。例えば、リアプロジェクション表示装置を自動車のダッシュボードに搭載することができる。このとき、リアプロジェクション表示装置の映像光が鉛直方向に拡散されると、フロントガラスなどに写り込むなどの不具合を生じる虞がある。一方、運転席や助手席からダッシュボードに搭載されたリアプロジェクション表示装置の映像光を視認するためには、リアプロジェクション表示装置の映像光が水平方向に拡散されて水平方向の視野角が広げられていることが好ましい。したがって、リアプロジェクション表示装置を自動車に搭載する場合は、レンチキュラーレンズ部の単位レンズが水平方向に並列されていることが好ましい。
【００６３】
次に、他の実施形態にかかる透過型スクリーン１１０について説明する。図６は透過型スクリーン１１０の厚さ方向断面で、図３に相当する図である。図６において、透過型スクリーン１０と同様の構成のものには同符号を付し、説明を適宜省略する。
【００６４】
透過型スクリーン１１０は、積層体１１にかえて積層体１１１を備えている点で、透過型スクリーン１０と異なる。より詳細には、レンチキュラーレンズ層１１３の基部１１４および光吸収部１１７の形状が、レンチキュラーレンズ層１３の基部１４および光吸収部１７の形状と異なる。レンチキュラーレンズ層１１３の基部１１４および光吸収部１１７は、レンチキュラーレンズ層１３の基部１４および光吸収部１７と形状が異なるが、構成する材料は同じなので、以下には基部１１４および光吸収部１１７の形状について説明する。
【００６５】
光吸収部１１７は、隣り合う単位レンズ１６、１６間の間隔に対向する出光面側に形成されている。より具体的には、基部１１４のうち隣り合う単位レンズ１６、１６間の間隔に対向する出光面側に断面が略三角形状（台形でもよい。）の溝が形成されており、当該溝に光吸収部１１７を構成する材料が充填されることにより、光吸収部１１７が形成されている。
【００６６】
レンチキュラーレンズ層１１３は、基部１１４およびレンチキュラーレンズ部１５を有するシートを押出成形等の公知の方法で作製した後、上記溝に光吸収部１１７を構成する材料が充填および硬化させることによって作製できる。
【００６７】
このような透過型スクリーン１１０も、上述した透過型スクリーン１０と同様に、製造が容易であり、コントラストを向上させることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  リアプロジェクション表示装置（表示装置）
２  筐体
３  映像光源
１０、１１０  透過型スクリーン
１１  基材層
１２  ハードコート層
１３、１１３  レンチキュラーレンズ層
１４、１１４  基部
１５  レンチキュラーレンズ部
１６  単位レンズ
１７、１１７  光吸収部
１８  光散乱層
２１  フレネルレンズシート
２２  基部
２３  フレネルレンズ部
２４  単位レンズ
【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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