(57)【要約】【課題】従来よりもコストを抑え、かつ前景の視認性を向上可能なスクリーンを提供する。【解決手段】本発明に係るスクリーン１００は、透過性の基材１１０と、基材１１０に対してスクリーン１００に画像を投影する側に、画像の画素ピッチ以下の層ピッチＰｖ及びＰｈで配列され、配列方向に垂直な縦寸法Ｍｖ及び水平な横寸法Ｍｈがそれぞれ層ピッチＰｖ及びＰｈよりも短く、投影光を拡散反射する複数の拡散反射層１２０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過性の基材と、
該基材に対して当該スクリーンに画像を投影する側に、前記画像の画素ピッチ以下の層ピッチで配列され、当該配列方向に垂直な縦寸法及び水平な横寸法がそれぞれ前記層ピッチよりも短く、投影光を拡散反射する複数の拡散反射層と
を備えるスクリーン。
【請求項２】
前記拡散反射層の縦寸法及び横寸法がそれぞれ前記層ピッチの半分以下である、請求項１に記載のスクリーン。
【請求項３】
前記基材と前記各拡散反射層との間に、前記基材側からの入射光を遮断する遮光層をさらに備える、請求項１又は請求項２に記載のスクリーン。
【請求項４】
前記各拡散反射層は、互いに異なる複数の層ピッチの組合せにより前記基材上に配列される、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーンの裏側の前景の視認性を向上可能なスクリーンに関する。
【０００２】
従来、ユーザに、スクリーンの裏側の光景を視認させ、かつスクリーンに画像を投影することによって投影画像を視認させることが可能なスクリーンが知られている。例えば、特許文献１には、ホログラム素子を使用したスクリーンが記載されており、このスクリーンは、スクリーンの裏側の背景光を透過するとともに、発信手段から発信された直線偏光光をホログラム素子上で結像する。そのため、ユーザは、背景を視認できるとともに、ホログラム素子上に投影された画像を視認することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０１７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたスクリーンは、ホログラム素子を使用しているため、材料コスト及び製造コストが高価である。また、ホログラムは有機物であるため、耐久性が低く、長期にわたって使用できない。さらに、ホログラム素子で構成したスクリーンは、背景光を透過するものの、背景光の透過率が低いと、ユーザが前景を視認することが困難となる。
【０００５】
かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、従来よりもコストを抑え、かつ前景の視認性を向上可能なスクリーンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明に係るスクリーンは、
透過性の基材と、
該基材に対して当該スクリーンに画像を投影する側に、前記画像の画素ピッチ以下の層ピッチで配列され、当該配列方向に垂直な縦寸法及び水平な横寸法がそれぞれ前記層ピッチよりも短く、投影光を拡散反射する複数の拡散反射層と
を備える
ことを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明に係るスクリーンは、
前記拡散反射層の縦寸法及び横寸法がそれぞれ前記層ピッチの半分以下である
ことを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明に係るスクリーンは、
前記基材と前記各拡散反射層との間に、前記基材側からの入射光を遮断する遮光層を更に備える
ことを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明に係るスクリーンは、
前記各拡散反射層は、互いに異なる複数の層ピッチの組合せにより前記基材上に配列される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明に係るスクリーンによれば、拡散反射層は、従来よりも材料コストを抑え、製造コストを抑えた方法で製造できる。また、投影光を反射する拡散反射層を、スクリーン全体ではなく、離散的に配列するため、スクリーンのコストをさらに抑えることができる。また、スクリーン上において拡散反射層が配列されない部分は透過性を有するため、前景の視認性が向上する。
【００１１】
また、第２の発明に係るスクリーンによれば、スクリーンの縦寸法及び横寸法のいずれも半分以上が透過性を有する基材となるため、前景の視認性がさらに向上する。
【００１２】
また、第３の発明に係るスクリーンによれば、遮光層が前景からの入射光を遮断するため、ユーザは、前景から光が入射しても、スクリーンに投影された画像の視認性を損ないにくい。
【００１３】
また、第４の発明に係るスクリーンによれば、基材に配列された拡散反射層の層ピッチと、プロジェクタから投影される画像の画素ピッチとをずらすことができ、両ピッチの干渉によるモアレを回避することができる。そのため、ユーザは、スクリーンに投影された画像の視認性を損ないにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスクリーンを車のフロントウインドウの一部の領域に実装した例を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るスクリーンの構成例の一部を模式的に示す拡大図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るスクリーンの使用例を模式的に示す図である。
【図４】スクリーンに投影される画像の例を示す図である。
【図５】拡散反射層の変形例を示すスクリーンの構成例の一部を示す模式図である。
【図６】拡散反射層の配列の変形例を示すスクリーンの構成例の一部を模式的に示す正面図である。
【図７】スクリーンを備える合わせガラスの構成例を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係るスクリーンを車のフロントウインドウの一部の領域に実装した例を示す図である。図１に示すように、車のフロントウインドウ１４０は、その一部の領域に、本実施の形態に係るスクリーン１００を備える。車は、車室内の前部に、例えば樹脂製のインストルメントパネル１５０を備える。インストルメントパネル１５０は、運転席側に計器を備え、計器の上側に計器を保護するメータフード１５２を備える。また、インストルメントパネル１５０は、プロジェクタ１３０を備える。プロジェクタ１３０は、例えば、液晶方式のプロジェクタであり、インストルメントパネル１５０に設けられた穴１５１から、液晶ディスプレイにより生成される画像の投影光１３１をスクリーン１００に投影することによって、画像を拡大してスクリーン１００に表示する。本実施の形態において、スクリーン１００のユーザはドライバ１６０であり、ドライバ１６０は、プロジェクタ１３０により投影された画像を、スクリーン１００上で見ることができる。
【００１７】
図２は、本発明の一実施の形態に係るスクリーンの構成例の一部を模式的に示す拡大図である。図２（ａ）は、スクリーン１００の正面図を示し、図２（ｂ）は、スクリーン１００の側面図を示す。図２に示すように、スクリーン１００は、基材１１０と、基材１１０上に配列される複数の拡散反射層１２０とを備える。拡散反射層１２０は、基材１１０に対して、画像を投影する側（表側）、すなわちユーザが画像を視認する側に設けられる。
【００１８】
基材１１０は、透過性の材料により構成される。本実施の形態においては、透過性を有するフロントウインドウ１４０の一部の領域が、スクリーン１００の基材１１０として使用される。
【００１９】
拡散反射層１２０は、プロジェクタ１３０の投影光１３１を拡散反射する層である。拡散反射層１２０は、画像の画素ピッチ以下の層ピッチで互いに配列される。本実施の形態において、拡散反射層１２０は、基材１１０の車室内側の表面上に、垂直方向及び水平方向に、それぞれ層ピッチＰｖ及びＰｈで等間隔に設けられる。本実施の形態において、拡散反射層１２０は、例えば配列方向に垂直な縦寸法及び水平な横寸法がそれぞれＭｖ及びＭｈの矩形である。縦寸法Ｍｖ及び横寸法Ｍｈは、それぞれ層ピッチＰｖ及びＰｈよりも短い。このように、拡散反射層１２０を画素ピッチ以下で配列することにより、投影光１３１に含まれる全ての画素が、複数の拡散反射層１２０のいずれかによって漏れなく拡散反射される。また、拡散反射層１２０の縦寸法Ｍｖ及び横寸法Ｍｈを、それぞれ層ピッチＰｖ及びＰｈよりも短くすることにより、拡散反射層１２０間に隙間ができる。そのため、ユーザは、この隙間から、透過性の基材１１０を通してスクリーン１００の裏側の前景を視認可能となる。
【００２０】
各拡散反射層１２０の縦寸法Ｍｖ及び横寸法Ｍｈは、例えば、それぞれ層ピッチＰｖ及びＰｈの半分以下とすることができる。これにより、スクリーン１００の縦寸法Ｍｖ及び横寸法Ｍｈのいずれも半分以上が透過性を有する基材１１０となるため、前景の視認性がさらに向上する。また、拡散反射層１２０の縦寸法Ｍｖ及び横寸法Ｍｈは、特に、ユーザの目の分解能に対して十分小さいことが好ましい。これにより、ユーザは、スクリーン１００を見る際に、拡散反射層１２０の存在を意識することがない。
【００２１】
また、本実施の形態においては、スクリーン１００をフロントウインドウ１４０の一部の領域に設けているため、拡散反射層１２０の縦寸法Ｍｖ及び横寸法Ｍｈ、並びに拡散反射層１２０間の層ピッチＰｖ及びＰｈは、例えば、フロントウインドウ１４０の透過率に関する法規において規定される要件を満たすように決定する。
【００２２】
上述した条件に基づき、層ピッチＰｖ及びＰｈは、例えば５０μｍから３００μｍの範囲とすることが好ましい。本実施の形態においては、拡散反射層１２０は、例えば、縦寸法Ｍｖ及び横寸法Ｍｈが、それぞれ１００μｍの正方形であり、層ピッチＰｖ及びＰｈが、それぞれ３００μｍで等間隔に配列される。図２（ａ）には、拡散反射層１２０が９個並んだ図が示されているが、図２（ａ）はスクリーン１００の一部を示したにすぎず、実際には、スクリーン１００の大きさに合わせて、図２（ａ）に示す拡散反射層１２０のパターンが連続的に広がる。
【００２３】
拡散反射層１２０は、スクリーン１００上に、例えば不透明の白色、銀色又は黒色のインク等の材料を、印刷、塗布又は噴霧等することによって形成される。すなわち、拡散反射層１２０は、従来よりも材料コストを抑え、製造コストを抑えた方法で製造できる。また、拡散反射層１２０を、スクリーン１００全体ではなく、離散的に配列するため、スクリーン１００の製造コストを抑えることができる。
【００２４】
本実施の形態に係るスクリーン１００は、図２に示すように、基材１１０と各拡散反射層１２０との間に、遮光層１２１をさらに備える。遮光層１２１は、スクリーン１００の基材１１０側（裏側）からの入射光を遮断する層である。遮光層１２１の大きさ及び形状は任意に決定できるが、スクリーン１００の裏側から拡散反射層１２０への光の入射を防ぐためには、少なくとも拡散反射層１２０よりも大きくすることが好ましい。一方、ユーザは、スクリーン１００において遮光層１２１を設けた部分からは、裏側の前景を視認することができないため、遮光層１２１は、小さくすることが好ましい。従って、遮光層１２１は、拡散反射層１２０を覆いつつ、できる限り小さくすることが好ましい。
【００２５】
遮光層１２１は、不透明の黒色のインク等の材料を、印刷、塗布又は噴霧等することによって形成される。
【００２６】
遮光層１２１をスクリーン１００に設けることにより、スクリーン１００の裏側から光が入射した場合であっても、拡散反射層１２０は裏側からの入射光の影響を受けないため、ユーザは、スクリーン１００に投影された画像の視認性を損ないにくい。
【００２７】
図３は、本発明の一実施の形態に係るスクリーンの使用例を模式的に示す図である。ここで、図３を参照してスクリーン１００の機能について説明する。図３において、ドライバ１６０は、フロントウインドウ１４０の一部の領域にスクリーン１００を備える車を使用して走行している。なお、図３においては、フロントウインドウ１４０の図示を省略している。また、説明のため、スクリーン１００を拡大して図示している。
【００２８】
スクリーン１００に画像を投影させない場合、ドライバ１６０は、スクリーン１００において拡散反射層１２０が設けられていない部分を通して、スクリーン１００の裏側の前景を視認することができる。例えば、図３に示すように、スクリーン１００の裏側に木２１０がある場合、ドライバ１６０は、透過性の基材１１０を通して、スクリーン１００越しに木２１０を視認することができる。
【００２９】
一方、スクリーン１００に画像を投影させる場合、プロジェクタ１３０から投影された投影光１３１が、拡散反射層１２０に投影される。拡散反射層１２０では、投影光１３１を拡散反射光１３２として拡散反射する。ドライバ１６０は、視界に入射する拡散反射光１３２を視認することによって、スクリーン１００に投影された画像を認識することができる。このとき、スクリーン１００の裏側から、例えば太陽光２２０がスクリーン１００に入射しても、遮光層１２１が太陽光２２０の拡散反射層１２０への入射を遮断するため、ドライバ１６０は、太陽光２２０の影響によらず、スクリーン１００に投影された画像の視認性を損ないにくい。
【００３０】
図４は、スクリーンに投影される画像の例を示す図である。ドライバ１６０は、スクリーン１００を見ることにより、例えば、図４（ａ）に示すように、カーナビが示す案内表示、車の走行速度及び走行中の道路の制限速度等、運転中に必要な走行情報を確認できる。
【００３１】
運転中のドライバ１６０は、前方を確認しつつ、走行情報を確認する必要がある。上述のようにフロントウインドウ１４０が備えるスクリーン１００上に走行情報を表示させることにより、例えばインストルメントパネル１５０の計器等に走行情報を表示させる場合と比較して、走行情報は、ドライバ１６０の前方の視点に近い位置に表示される。そのため、ドライバ１６０は、走行情報を確認するための視点の移動を少なくすることができ、その結果、より安全に運転を行うことができる。また、ドライバ１６０の前方の視点に近い位置に走行情報が表示されるため、ドライバ１６０は、走行情報を示すスクリーン１００に視点を移動させた場合に、スクリーン１００への焦点を合わせやすく、より早く走行情報を確認することができる。
【００３２】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。
【００３３】
例えば、拡散反射層１２０は、上述の実施の形態で示したものに限定されない。図５は、拡散反射層の変形例を示すスクリーンの構成例の一部を示す模式図である。上述の実施の形態においては、基材１１０上に拡散反射層１２０と遮光層１２１との異なる２つの層が設けられるとして説明したが、例えば、図５（ａ）の側面図に示すように、これらの２つの層の機能を有する遮光拡散反射層１２２を基材１１０上に設けてもよい。遮光拡散反射層１２２は、プロジェクタ１３０の投影光１３１を拡散反射するとともに、スクリーン１００の裏側からの入射光を遮断する。遮光拡散反射層１２２を使用することにより、スクリーン１００全体の厚さを薄くすることができる。
【００３４】
また、上述の実施の形態においては、拡散反射層１２０は、縦寸法及び横寸法が同一の正方形であるとして説明したが、例えば、縦寸法Ｍｖ及び横寸法Ｍｈが異なる長方形等の矩形であってもよい。また、例えば、拡散反射層１２０の形状は、矩形に限定されるものではなく、例えば図５（ｂ）の正面図に示すように、円形又は他の任意の形状とすることができる。さらに、基材１１０上に、異なる形状の拡散反射層１２０が混在していてもよい。
【００３５】
また、拡散反射層１２０の配列は、上述の実施の形態で示したものに限定されない。例えば、拡散反射層１２０は、互いに異なる複数の層ピッチの組合せにより基材１１０上に配列されてもよい。図６は、拡散反射層１２０の配列の変形例を示すスクリーンの構成例の一部を模式的に示す正面図である。拡散反射層１２０は、例えば、図６に示すように、それぞれ長さが異なる層ピッチＰｈ１、Ｐｈ２及びＰｈ３の３つの層ピッチを組み合わせて、規則的又は不規則的に配列されてもよい。これにより、基材１１０に配列された拡散反射層１２０の層ピッチと、プロジェクタ１３０から投影される画像の画素ピッチとをずらすことができる。その結果、両ピッチの干渉によるモアレを回避することができ、ユーザは、スクリーン１００に投影された画像の視認性を損ないにくい。
【００３６】
なお、拡散反射層１２０の配列は、上述の３つの層ピッチの組合せに限定されるものではなく、２以上の任意の数の層ピッチの組合せとしてもよい。また、層ピッチの間隔を設定せずに、互いに任意の間隔で拡散反射層１２０を配列してもよい。また、拡散反射層１２０は、水平方向だけでなく、垂直方向に不等間隔で配列してもよい。
【００３７】
また、上述の実施の形態においては、単層ガラスを基材１１０として使用してスクリーン１００を構成した例を説明したが、スクリーン１００が構成されるのは、単層ガラス上に限定されない。例えば合わせガラスにおいても、スクリーン１００を構成することができる。図７は、スクリーンを備える合わせガラスの構成例を模式的に示す側面図である。図７を参照すると、合わせガラスは、２枚のガラスと、その間の透過性の接着層１７０とを備える。ここで、図７（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のいずれにおいても、図の右側から画像が投影されるものとして説明する。つまり、ユーザは、図７（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のスクリーン１００を右側から見ることによって、投影された画像を見ることができる。図７（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のスクリーン１００を上述の実施の形態と同様に、車のフロントウインドウ１４０の一部の領域に構成した場合、合わせガラスの２枚のガラスのうち、左側のガラスが車室外側のガラスとなり、右側のガラスが車室内側のガラスとなる。
【００３８】
図７（ａ）は、車室外側のガラスの車室内側の表面上に、拡散反射層１２０を設けることにより構成したスクリーン１００を示す。この場合、車室外側のガラスがスクリーン１００の基材１１０となり、基材１１０上の接着層１７０内に、遮光層１２１と拡散反射層１２０とが順に設けられる。
【００３９】
図７（ｂ）は、車室内側のガラスの車室外側の表面上に、拡散反射層１２０を設けることにより構成したスクリーン１００を示す。この場合、車室外側のガラスがスクリーン１００の基材１１０となるが、拡散反射層１２０は、車室内側のガラスの車室外側の表面上の接着層１７０内に設けられる。遮光層１２１は、拡散反射層１２０に接触して、拡散反射層１２０の車室外側に設けられる。
【００４０】
図７（ｃ）は、車室内側のガラスの車室内側の表面上に、拡散反射層１２０を設けることにより構成したスクリーン１００を示す。この場合、車室内側のガラスがスクリーン１００の基材１１０となり、基材１１０上の車室内に、遮光層１２１と拡散反射層１２０とが順に設けられる。
【００４１】
また、上述の実施の形態では、フロントウインドウ１４０の一部の領域にスクリーン１００を設けるとして説明したが、スクリーン１００は、かかるフロントウインドウ１４０の一部の領域の全体に必ずしも設けられる必要はない。例えば、図４（ｂ）に示すようにフロントウインドウ１４０上にセグメント表示を行う場合、フロントウインドウ１４０のうち、セグメント表示を行う部分のみに拡散反射層１２０を設けてもよい。これにより、表示を行わない部分については、拡散反射層１２０が配列されないため、前景の視認性がさらに向上する。
【００４２】
また、上述の実施の形態では、車のフロントウインドウ１４０の一部の領域に拡散反射層１２０を配列して、スクリーン１００として構成したが、スクリーン１００が構成されるのは、車のフロントウインドウ１４０に限られない。例えば、会議室の窓ガラス等に拡散反射層１２０を配列することにより、窓ガラスをスクリーン１００として構成することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１００  スクリーン
１１０  基材
１２０  拡散反射層
１２１  遮光層
１２２  遮光拡散反射層
１３０  プロジェクタ
１３１  投影光
１３２  拡散反射光
１４０  フロントウインドウ
１５０  インストルメントパネル
１５１  穴
１５２  メータフード
１６０  ドライバ
１７０  接着層
２１０  木
２２０  太陽光
【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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