(57)【要約】【課題】モアレの発生が抑制された湾曲した透過型スクリーンを提供する。【解決手段】一方の面側から投射された映像光を他方の面側に透過して映像を表示する透過型スクリーンであって、１つの方向に延びるとともに該延びる方向とは異なる方向に並列された、光を透過する複数の光透過部と、隣り合う光透過部間に形成された、光を吸収する光吸収部と、を備える光学機能層、及び、１つの方向に延びるとともに該延びる方向とは異なる方向に並列された単位レンズを備えるフレネルレンズ層、を備え、正面視において、光透過部及び光吸収部が延びる方向と単位レンズが延びる方向とが交差している、透過型スクリーンとする。【選択図】図３
2015075535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面側から投射された映像光を他方の面側に透過して映像を表示し、一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する透過型スクリーンであって、
１つの方向に延びるとともに該延びる方向とは異なる方向に並列された、光を透過する複数の光透過部と、隣り合う前記光透過部間に形成された、光を吸収する光吸収部と、を備えた光学機能層、及び、
１つの方向に延びるとともに該延びる方向とは異なる方向に並列された単位レンズを備えるフレネルレンズ層、を備え、
正面視において、前記光透過部及び前記光吸収部が延びる方向と前記単位レンズが延びる方向とが交差している、透過型スクリーン。
【請求項２】
正面視において、前記光透過部及び前記光吸収部が延びる方向と前記単位レンズが延びる方向とが交差する角度が、３°以上１０°以下である、請求項１に記載の透過型スクリーン。
【請求項３】
映像光を出射する映像光源と、
前記映像光源からの前記映像光を透過して観察者側に出射する請求項１又は２に記載の透過型スクリーンと、を備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の面側から投射された映像光を他方の面側に透過して映像を表示する透過型スクリーンおよび該透過型スクリーンを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像や画像を表示する表示装置の１つとして、リアプロジェクション表示装置がある。このリアプロジェクション表示装置は、背面投射型表示装置とも呼ばれ、透過型スクリーンの背面側の映像光源から映像光を投射し、スクリーンの前面側（観察者側）に映像を出射する表示装置である。リアプロジェクション表示装置に具備される透過型スクリーンには映像光源からの映像光を前面側に出射するに際して観察者が適切で良質な映像として観察できるように、フレネルレンズ層や各種光学的機能を有する層が備えられている。
【０００３】
特許文献１には、このような透過型スクリーンが３次元曲面を有することにより優れた外観となる技術が開示されている。これにより例えば自動車のコンソール部位の湾曲に沿った曲面で透過型スクリーンを形成し、表示装置と自動車の内装との一体感を演出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５９６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
透過型スクリーンは、通常、様々な機能を備えた層を積層して構成されている。透過型スクリーンには、例えば特許文献１にも開示されているように、１つの方向に延びるとともに他の方向に並列した複数の単位レンズを備えたリニアフレネルレンズ層が備えられる。また、特許文献１には、１つの方向に延びるとともに他の方向に並列された複数の光透過部および光吸収部を備えた光学機能層が備えられることについても開示されている。
【０００６】
しかしながら、湾曲した透過型スクリーンにおいて、リニアフレネルレンズに加えて所定の方向に並列した複数の単位光学要素を備えた層が重ねて用いられる場合、モアレを生じる虞があるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、モアレの発生を抑制できる湾曲した透過型スクリーンを提供することを課題とする。また、該透過型スクリーンを備えた表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、一方の面側から投射された映像光を他方の面側に透過して映像を表示し、一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有する透過型スクリーン（１０）であって、１つの方向に延びるとともに該延びる方向とは異なる方向に並列された、光を透過する複数の光透過部（１８）と、隣り合う光透過部間に形成された、光を吸収する光吸収部（１９）と、を備えた光学機能層（１７）、及び、１つの方向に延びるとともに該延びる方向とは異なる方向に並列された単位レンズ（２４）を備えるフレネルレンズ層（２１）、を備え、正面視において、光透過部及び光吸収部が延びる方向と単位レンズが延びる方向とが交差している、透過型スクリーンである。
【００１０】
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の正面視において、光透過部（１８）及び光吸収部（１９）が延びる方向と単位レンズ（２４）が延びる方向とが交差する角度が、３°以上１０°以下である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、映像光を出射する映像光源と、映像光源からの映像光を透過して観察者側に出射する請求項１又は２に記載の透過型スクリーンと、を備える表示装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、湾曲した透過型スクリーンにおいて、モアレの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】リアプロジェクション表示装置１の内部構造を概念的に表した図である。
【図２】透過型スクリーン１０の斜視図である。
【図３】透過型スクリーン１０の層構成を説明する鉛直方向の断面図である。
【図４】光学機能層１７およびフレネルレンズ層２１に注目した透過型スクリーン１０の正面図である。
【図５】フレネルレンズの成型に用いる金型について説明する図である。
【図６】透過型スクリーン１０’の層構成を説明する鉛直方向の断面図である。
【図７】実施例で作製した光学機能層を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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変更または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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
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。
【００１７】
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。
【００１８】
映像光源３は、筐体２内に配置されており、照射領域が次第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。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。
【００１９】
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鉛直方向における透過型スクリーン１０の厚さ方向断面で、透過型スクリーン１０の層構成を模式的に表した図である。図１乃至図３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透過型スクリーン、及び該透過型スクリーンを備えた表示装置を提供することができる。
【００２０】
図１乃至図３には、中央部が観察者側に凸となる曲面を有する透過型スクリーン１０を例示している。ただし、凸となる位置や数は特に限定されない。また、凸となる向きも限定されることなく映像光源側（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。
【００２１】
透過型スクリーン１０は入光面側（映像光源側）から入射した映像光を出光面側（観察者側）に透過させるスクリーンである。透過型スクリーン１０は、図３からわかるように積層体１１およびフレネルレンズ層２１を備えており、積層体１１およびフレネルレンズ層２１は一方の面側に凸となるように湾曲した部分を有している。また、図３からわかるように、積層体１１は複数の層が厚さ方向に積層された構造を有しており、出光面側（観察者側）から、支持体１２、接着層１３、光拡散層１５、接着層１６、光学機能層１７および基材層２０を備えている。以下、透過型スクリーン１０を構成するこれらの要素について詳しく説明する。
【００２２】
支持体１２は透光性を有する板状の部材である。支持体１２は、積層体１１に所定のコシを付与するシート状の部材であり、透光性を有するとともに、当該コシを付与することができる材料により形成されている。このような材料としては特に限定されることはないが、ガラスや、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、ポリカーボネート等の樹脂等を用いることができる。
【００２３】
接着層１３は、支持体１２と光拡散層１５とを接着させるための接着剤を含む層である。接着層１３に用いられる接着剤は光を透過させるとともに、支持体１２と光拡散層１５とを接着させることができればその材質は特に限定されるものではない。接着層１３には、例えば、紫外線硬化樹脂などを用いることができる。
【００２４】
光拡散層１５は透過した光を拡散させる機能を有する層である。具体的には、光拡散層１５は、透明樹脂からなるベース部と該ベース部に分散された拡散成分とを有している。そして光拡散層１５は、ベース部と拡散成分との間の屈折率差に起因して、又は拡散成分自体が有する反射性に起因して光を拡散させることができる。光拡散層１５のこの機能により映像光が拡散され所定の視野角を得ることができる。
【００２５】
光拡散層１５のベース部を形成する透明樹脂としては例えば、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。
一方、拡散成分としては、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−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、塩化ビニルビーズ等を挙げることができる。この中でもアクリルビーズが好ましい。また、拡散成分を気泡で構成することもできる。
【００２６】
光拡散層１５の厚さは０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ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１５の厚さが０．１ｍｍより薄くなると光の拡散効果を十分に得られない虞がある。一方、光拡散層１５の厚さが２．０ｍｍを超えると映像がぼやけてしまう可能性がある。
【００２７】
接着層１６は、光学機能層１７と光拡散層１５とを接着させるための接着剤を含む層である。接着層１６に用いられる接着剤は光を透過させるとともに、光学機能層１７を他に接着させることができればその材質は特に限定されるものではない。接着層１６には、例えば、紫外線硬化樹脂などを用いることができる。
【００２８】
光学機能層１７は、映像光を透過するとともに不要な光の少なくとも一部を吸収する機能を有している。光学機能層１７は、基材層２０の観察者側に積層されており、基材層２０の一方の面に沿って光を透過可能に並列された複数の光透過部１８と、隣接する２つの光透過部１８の間に並列された光吸収部１９と、を備えている。そして、本形態では光透過部１８及び光吸収部１９は、図３に示した断面を有して１つの方向（本形態では水平方向）に延び、当該延びる方向とは異なる方向（本形態では鉛直方向）に複数の光透過部１８及び光吸収部１９が交互に並列されている。
【００２９】
光透過部１８は、映像光を透過する機能を有する部位で、図３に表れる断面において、略台形の断面を有する要素である。当該略台形断面における上底が観察者側、該上底より長い下底がフレネルレンズ層２１側にそれぞれ配置されている。本形態では隣り合う光透過部１８の下底側（フレネルレンズ層２１側）が連結されている。
【００３０】
光透過部１８は、光透過性を有する材料により形成されている。このような材料は特に限定されることはないが、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の１つ以上を主成分とする透明樹脂や、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。ここで光透過部１８の屈折率は特に限定されることはないが、適用する材料の入手性の観点等から１．４９〜１．５６であることが好ましい。
【００３１】
光吸収部１９は、隣り合う光透過部１８間に形成される光を吸収する機能を有する部位であり、本形態では略台形を有する。従って光吸収部１９には光を吸収する材料が含有されており、この略台形断面における上底がフレネルレンズ層２１側、該上底より長い下底がその反対側である観察者側に向けられている。
ここで、光吸収部１９の略台形断面における斜辺（脚部）は、光学機能層１７の厚さ方向に対して０度以上１０度以下の角度をなしていることが好ましい。本形態では、光吸収部１９は断面が略台形である例を示したが、これに限らず正方形、長方形、平行四辺形であってもよい。また、上記斜辺の傾きは必ずしも一定である必要はなく、光学機能層１７の厚さ方向位置によって変化した折れ線状であってもよいし、曲線状であってもよい。さらに、光吸収部１９の上底の長さを小さくして断面を略三角形とすることもできる。
【００３２】
このような光吸収部１９は例えば透明樹脂中に光吸収性を有する材料を含有することにより形成することができる。
透明樹脂としては例えば電離放射線硬化型樹脂等を用いることができ、特に限定されることはないが、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、エポキシアクリレート系等のアクリレート系樹脂を用いることができる。
一方、光吸収性を有する材料としては、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、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、染料を挙げることができる。
【００３３】
また、赤外線により透過型スクリーン１０への接触を検知する機能を有する場合には、透過型スクリーン１０内を赤外光が効率よく透過することが好ましい。従って、このときには光吸収性を有する材料として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。
赤外光を透過し得る光吸収剤として、顔料又は染料を混ぜたインキからなるものを用いることができる。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、光吸収剤が顔料又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−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る。
【００３４】
基材層２０は、光学機能層１７を形成するための基材となる層である。基材層２０を構成する材料の主成分は透光性を有していれば特に限定されることはない。「主成分」とは、層を構成する材料全体に対して５０質量％以上含有されている成分のことを意味する（以下同じ。）。基材層２０を構成する材料の主成分としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体などのポリエステル系樹脂、ナイロン６等のポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、イミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でも入手の容易性、コスト、電離放射線硬化性樹脂との密着性等の観点からは、ポリカーボネート樹脂が好ましい。基材層２０を構成する樹脂中には、主成分以外に他の樹脂や各種添加剤を適宜添加してもよい。一般的な添加剤としては、フェノール系等の酸化防止剤、ラクトン系等の安定剤等を挙げることができる。また、これらの樹脂中には、必要に応じて適宜、紫外線吸収剤、充填剤、可塑剤、帯電防止剤等の公知の添加剤を加えても良い。
【００３５】
光学機能層１７および基材層２０を備えたシートは例えば次のように製造される。まず、基材層２０となる基材の上に光透過部１８を形成する。光透過部１８を形成するには、光透過部１８の形に対応した表面形状を有する金型ロールを準備する。次に、当該金型ロールとニップロールとの間に基材を送り込む。基材の送り込みに合わせて、金型ロールと基材との間に光透過部１８を構成する組成物の液滴を供給し続ける。基材上に当該組成物を供給するとき、金型ロールと基材との間に、組成物が溜まったバンクが形成されるようにする。このバンクにおいて、組成物が基材の幅方向に広がる。
【００３６】
上記のようにして金型ロールと基材との間に供給された組成物は、金型ロールおよびニップロール間の押圧力により、基材と金型ロールとの間に充填される。その後、光照射装置によって組成物に紫外線等を照射し、組成物を硬化させることによって光透過部１８を形成することができる。このようにして光透過部１８を形成した後、基材上に光透過部１８が形成されたシートを金型ロールから引き剥がし、所定の大きさに切断することによって、基材層２０及び該基材層２０上に光透過部１８が形成された中間部材を得る。
【００３７】
上記のようにして得られた中間部材に対して硬化する前の光吸収部１９を構成する組成物を過剰に供給し、ブレードで押圧して掻き取るように移動させる。これにより余分な組成物を除去するとともに、隣り合う光透過部１８間に組成物が充填される。その後、当該組成物を適切な方法で硬化させる。これにより、光透過部１８間に光吸収部１９を形成することができる。
以上により基材層２０上に光学機能層１７が積層されたシートを得ることができる。
【００３８】
次に、フレネルレンズ層２１について説明する。フレネルレンズ層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、フレネルレンズ層２１は基部２２、および基部２２の観察者側の表面に形成されたフレネルレンズ部２３を備えている。
【００３９】
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。
【００４０】
基部２２の厚さ（フレネルレンズ層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層２１の最も薄い部分の厚さ。）は、１ｍｍ以上２ｍｍ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、フレネルレンズ層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２ｍｍ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。
【００４１】
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。
【００４２】
図４に、光学機能層１７およびフレネルレンズ層２１に注目した透過型スクリーン１０の一部の正面図（観察者側から見た図）を示した。図３および図４からわかるように、本実施形態のフレネルレンズ部２３はいわゆるリニアフレネルレンズであり、１つの方向に延びるとともに該延びる方向とは異なる方向に並列された単位レンズ２４を複数備えている。また、透過型スクリーン１０の正面視において、光透過部１８及び光吸収部１９が延びる方向と単位レンズ２４が延びる方向とが交差している。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。
【００４３】
上記のように、光透過部１８及び光吸収部１９が延びる方向と単位レンズ２４が延びる方向とを交差させることによって、モアレの発生を抑制できる。透過型スクリーンを湾曲させる場合、以下に説明するようにしてフレネルレンズを構成する単位レンズのピッチが広がり、これが原因となってモアレを生じやすくなることがあった。
【００４４】
フレネルレンズの中央部Ｃ（図３参照）がスクリーンの面内にある場合、図５に示したように２本のバイトを使用してフレネルレンズを成型するための型を作製する。なお、フレネルレンズの中央部とは、フレネルレンズにおいて単位レンズの傾斜面の傾斜方向が切り替わる部分を意味する。例えば、図３に示した例では、中央部Ｃより上側の単位レンズは背面側上方から観察者側下方に傾斜しており、中央部Ｃより下側の単位レンズは観察者側上方から背面側下方に傾斜している。
【００４５】
図５（Ａ）はフレネルレンズを成型することができるロール金型の斜視図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示した破線部の断面図である。図５（Ｂ）に示したように、スクリーンの面内にフレネルレンズの中心がくるようにフレネルレンズを成型する場合、向きが異なる２本のバイト２０１、２０２を使用して金型２００の左右両端からフレネルレンズを構成する単位レンズに対応した溝２０３を切削する。このように金型２００の左右から２本のバイト２０１、２０２で溝２０３を切削することによって、金型２００の中心の溝２０３ａの中心部において、切り残しが発生してしまうこともあった。このようにして金型２００に切り残しが発生していた場合は、その切り残しに対応した溝がフレネルレンズに形成されるため、該フレネルレンズを曲げた際に単位レンズのピッチがずれ易くなる。上記のようにして生じる単位レンズのピッチのズレがモアレを発生する原因になる場合があった。このような場合であっても、上記のように光透過部１８及び光吸収部１９が延びる方向と単位レンズ２４が延びる方向とを交差させることによって、モアレの発生を抑制できる。ただし、フレネルレンズに形成される上記溝の幅が１０μｍを超える場合は、当該フレネルレンズは透過型スクリーンに不適である。
【００４６】
上記のようにモアレの発生を抑制するという観点から、透過型スクリーン１０の正面視において、光透過部１８及び光吸収部１９が延びる方向と単位レンズ２４が延びる方向（単位レンズ２４の稜線２４ａが延びる方向）とが交差する角度θ（図４参照）は、３°以上であることが好ましい。また、フレネルレンズ層２１より観察者側に配置される光学機能層１７において所望の光学的機能を発揮させやすくする観点からは、透過型スクリーン１０の正面視において、光透過部１８及び光吸収部１９が延びる方向と単位レンズ２４が延びる方向（単位レンズ２４の稜線２４ａが延びる方向）とが交差する角度θ（図４参照）は、１０°以下であることが好ましい。角度θ（図４参照）は、１０°を超えると、透過型スクリーン１０の左右または上下方向において視野角の差が大きくなり過ぎる虞がある。以下なお、角度θは、７°以上８°以下であることがより好ましい。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
まず、光学機能層１７は上述したようにして作製できる。また、光拡散層１５は押出成形で作製することができる。このようにして作製した光学機能層１７および光拡散層１５を、接着層１６を介して接着させる。次に、光拡散層１５の光学機能層１７が備えられる側とは反対側の面に接着層１３を形成し、接着層１３、光拡散層１５、接着層１６、光学機能層１７および基材層２０を備えた積層シートを得られる。そして、予め用意しておいた湾曲した支持体１２に上記積層シートの接着層１３が接するようにして高温真空ラミネート装置で両者を貼り合わせ、適切な方法で接着層１３を硬化させることによって、支持体１２、接着層１３、光拡散層１５、接着層１６、光学機能層１７および基材層２０を備えた、湾曲した積層体１１を得られる。
【００５０】
なお、湾曲した積層体１１は以下のようにして作製することもできる。湾曲していない支持体１２に接着層１３を介して、光拡散層１５、接着層１６、光学機能層１７および基材層２０を備えた積層シートを接着させ、湾曲していない積層体１１を得る。次に、この湾曲する前の積層体１１を、積層体１１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℃乃至２５０℃が好ましく、より好ましくは７０℃乃至２００℃である。そして、この軟化した積層体１１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、または加熱して、軟化させた積層体１１を型へセットし、真空圧や圧縮空気を用いて曲面形状に成型する。この状態で冷却することにより、湾曲した積層体１１を得ることができる。
【００５１】
一方、フレネルレンズ層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層を得ることができる。次に、上記湾曲する前のフレネルレンズ層を加熱して、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層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℃乃至２５０℃が好ましく、より好ましくは７０℃乃至２００℃である。そして、この軟化したフレネルレンズ層を、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層を冷却することにより湾曲したフレネルレンズ層２１を得ることができる。
【００５２】
以上のようにして形成した湾曲した積層体１１と湾曲したフレネルレンズ層２１との外縁を互いに枠体等で固定する等して位置決めを行い、透過型スクリーン１０を得ることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
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に映像光Ｌ３１、Ｌ３２で示したように、フレネルレンズ層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。
【００５５】
フレネルレンズ層２１内で偏向された映像光は、基材層２０、光透過部１８、接着層１６、光拡散層１５、接着層１３および支持体１２を透過し、観察者側に出射される。
【００５６】
一方、観察者側から透過型スクリーン１０に斜め上方から入射する外光（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１９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。
【００５７】
これまでの説明では、フレネルレンズ部２３が基部２２より観察者側に形成されているフレネルレンズ層２１を備えた形態を例示して説明したが、フレネルレンズ部は基部より映像光源側に形成されてもよい。図６に、他の形態例にかかる透過型スクリーン１０’の層構成を説明する鉛直方向の断面図を示した。図６は、図３と同じ視点による。透過型スクリーン１０’は、フレネルレンズ層２１に代えてフレネルレンズ層２１’を備えるとともに、接着層２５を備える以外は透過型スクリーン１０と同じなので、フレネルレンズ層２１’および接着層２５以外については詳細な説明を省略する。
【００５８】
フレネルレンズ層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、フレネルレンズ層２１’は基部２２’、および基部２２’の映像光源側の表面に形成されたフレネルレンズ部２３’を備えている。
【００５９】
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’を構成する材料および厚さは、基部２２と同様である。また、フレネルレンズ部２３’を構成する樹脂は、フレネルレンズ部２３と同様である。
【００６０】
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。
【００６１】
フレネルレンズ部２３’はフレネルレンズ部２３と同様にいわゆるリニアフレネルレンズであり、１つの方向に延びるとともに該延びる方向とは異なる方向に並列された単位レンズ２４’を複数備えている。また、透過型スクリーン１０’の正面視において、光透過部１８及び光吸収部１９が延びる方向と単位レンズ２４’が延びる方向とが交差している。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。
【００６２】
上記のように、光透過部１８及び光吸収部１９が延びる方向と単位レンズ２４’が延びる方向とを交差させることによって、上述した透過型スクリーン１０と同様にモアレの発生を抑制できる。また、モアレの発生を抑制するという観点から、透過型スクリーン１０’の正面視において、光透過部１８及び光吸収部１９が延びる方向と単位レンズ２４’が延びる方向（単位レンズ２４’の稜線が延びる方向）とが交差する角度は、上述した角度θ（図４参照）と同様に、３°以上１０°以下であることが好ましく、７°以上８°以下であることがより好ましい。
【００６３】
映像光源３から出射した映像光は、透過型スクリーン１０’の入光面側に達し、図６に映像光Ｌ６１、Ｌ６２で示したように、フレネルレンズ層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。フレネルレンズ層２１’内で偏向された映像光は、基材層２０、光透過部１８、接着層１６、光拡散層１５、接着層１３および支持体１２を透過し、観察者側に出射される。
一方、観察者側から透過型スクリーン１０’に斜め上方から入射する外光（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１９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。
【００６４】
接着層２５は、フレネルレンズ層２１’と基材層２０とを接着させるための接着剤を含む層である。接着層２５に用いられる接着剤は光を透過させるとともに、フレネルレンズ層２１’と基材層２０とを接着させることができればその材質は特に限定されるものではない。接着層２５には、例えば、紫外線硬化樹脂などを用いることができる。
【００６５】
これまでの説明では、光学機能層の光透過部および光吸収部が水平に延び、フレネルレンズ層の単位レンズが水平に対して傾斜した方向に延びる形態を例示して説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。正面視において、光透過部及び光吸収部が延びる方向と単位レンズが延びる方向とが交差していればよい。すなわち、光学機能層の光透過部および光吸収部が水平に対して傾斜した方向に延びるとともに、フレネルレンズ層の単位レンズが水平に延びている形態であってもよく、光透過部および光吸収部が水平に対して傾斜した方向に延びるとともに、フレネルレンズ層の単位レンズも水平に対して傾斜した方向に延びている形態であってもよい。
【００６６】
また、これまでの説明では、光拡散層等が備えられる形態を例示して説明したが、透過型スクリーンには他の機能を有する公知の層が備えられていてもよい。他の層としては、例えば、支持体の表面（観察者側の面）に備えられるハードコート層や、光学機能層と支持体との間に備えられる減光層等を挙げることができる。
【実施例】
【００６７】
以下に説明する工程を経て、光学機能層およびフレネルレンズ層を備えた透過型スクリーンを作製し、モアレの有無を評価した。
【００６８】
まず、ポリカーボネートからなる基材層上に上述したようにして光学機能層を形成した。光透過部の屈折率は１．５５であり、光吸収部の屈折率は１．４９であった。光学機能層を構成する部位の寸法は表１に示した通りである。なお、表１に示した文字の意味は図７に示した通りである。図７は、光学機能層の鉛直方向における厚さ方向断面の一部を示した図である。すなわち、Ｐは光透過部の並列ピッチ、Ｄは光吸収部の深さ（光学機能層の厚さ方向における大きさ）、Ｗ１は光吸収部の観察者側の幅（鉛直方向長さ）、Ｗ２は光吸収部の映像光源側の幅（鉛直方向長さ）である。
【００６９】
次に、湾曲していない支持体（ポリカーボネート板）を用意し、これに上記のようにして作製した光学機能層を含むシートを、接着層を介して貼合して積層体を作製した。この積層体を加熱して軟化させ、さらに真空成型にて湾曲させることによって、湾曲した積層体を得た。なお、この湾曲した積層体の曲率は鉛直方向にＲ１０００となる曲率である。
【００７０】
次に、単位レンズのピッチが１１２μｍであるリニアフレネルレンズを備えたフレネルレンズ層を作製し、リニアフレネルレンズが形成された面側に凸となるように、湾曲した積層体と同様に湾曲させた。なお、ここで用いたフレネルレンズ層に備えられるフレネルレンズの中央部には、単位レンズが延びる方向と平行に表１に示したような幅の溝が形成されていた。当該溝幅が大きいほど、単位レンズのピッチずれが大きいと考えられる。表１に示した「フレネルレンズ中央部の溝」は、フレネルレンズ層を上記のようにして湾曲させた後の幅である。
【００７１】
さらに、正面視において、光学機能層に備えられる光透過部及び光吸収部が延びる方向（水平方向）とフレネルレンズ層に備えられる単位レンズが延びる方向との交差θ（表１のバイアス角θ）が表１に示した値となるように、上記のように作製した積層体とフレネルレンズ層とを積層し、透過型スクリーンを作製した。
【００７２】
以上のようにして表１に示した条件で透過型スクリーンを作製し、モアレの有無を評価した。表１にその結果を示した。表１において、「○」はモアレの発生しなかったこと、「×」はモアレが強く発生しており透過型スクリーンとして使用不可能なレベルであったことを意味する。
【００７３】
【表１】
2015075535.tif 000003
【００７４】
表１に示したように、バイアス角を３°以上とすることによってモアレの発生を抑制できた。ただし、バイアス角を１３°とした場合は、左右の視野角に明らかな差が生じていた。
【符号の説明】
【００７５】
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  透過型スクリーン
１１  積層体
１２  支持体
１３  接着層
１５  光拡散層
１６  接着層
１７  光学機能層
１８  光透過部
１９  光吸収部
２０  基材層
２１  フレネルレンズ層
２２  基部
２３  フレネルレンズ部
２４  単位レンズ
【図１】
2015075535.tif 000004
【図２】
2015075535.tif 000005
【図３】
2015075535.tif 000006
【図４】
2015075535.tif 000007
【図５】
2015075535.tif 000008
【図６】
2015075535.tif 000009
【図７】
2015075535.tif 000010