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CN107250911A - 透射型屏幕和使用了该透射型屏幕的平视显示器装置 - Google Patents

透射型屏幕和使用了该透射型屏幕的平视显示器装置 Download PDF

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CN107250911A
CN107250911A CN201680011750.6A CN201680011750A CN107250911A CN 107250911 A CN107250911 A CN 107250911A CN 201680011750 A CN201680011750 A CN 201680011750A CN 107250911 A CN107250911 A CN 107250911A
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head
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CN201680011750.6A
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久保田翔吾
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

为了提供不损害射出的出射光的均匀性且还能够维持图像的锐度的透射型屏幕，本发明的透射型屏幕(40)的特征在于，具有：微透镜阵列基材(50)，其具有第1面(51)，在该第1面(51)上设置有包括多个微透镜的微透镜阵列(54)；以及光扩散基材(60)，其具有设置有光扩散面的第2面(61)，所述微透镜阵列基材(50)的设置有所述微透镜阵列的第1面(51)和所述光扩散基材(60)的设置有所述光扩散面的第2面(61)对置地配置。

Description

透射型屏幕和使用了该透射型屏幕的平视显示器装置
技术领域
本发明涉及可抑制图像周边部的亮度降低的透射型屏幕和使用了这样的透射型屏幕的平视显示器装置。
背景技术
例如，车辆用平视显示器(Head Up Display：HUD)装置将驾驶信息(例如，速度显示或导航显示等)作为虚像重叠地投影在由驾驶员观察时的前挡风玻璃的对面侧、即前方视野的前景上。根据使用这样的HUD的车辆用的显示系统，在目视确认驾驶信息时，能够尽量减少驾驶员的视线移动。
此外，在上述那样的平视显示器或投影仪的领域中，提出了将微透镜阵列(MicroLens Array：MLA)用作透射型屏幕的技术。
特别地，在平视显示器的领域内，使用微透镜阵列作为透射型屏幕部件的理由在于，能够使出射光的强度在一定的出射角范围内变得均匀。另一方面，已知在使用1块微透镜阵列的情况下会发生过度的像素亮点。于是，还提出了在平视显示器中使用两片微透镜阵列的技术。
作为将两片微透镜阵列用作透射型屏幕的装置的例子，在专利文献1(日本特许第5149446号公报)中公开了如下的装置：一种光源单元，其具有光源和光学元件，该光学元件具有排列有多个微透镜的第1微透镜阵列部和第2微透镜阵列部，其中，所述第1微透镜阵列部和所述第2微透镜阵列部对置地配置在按照比配置于所述第1微透镜阵列部的所述微透镜的焦点距离更长的距离而彼此分离的位置处。
专利文献1：日本特许第5149446号公报
发明内容
发明要解决的课题
根据具备专利文献1所述的使用了两片微透镜阵列的透射型屏幕的平视显示器，可抑制过度的像素亮点的发生。然而，在使用两片微透镜阵列的透射型屏幕中，存在从该透射型屏幕射出的出射光的均匀性受损且丧失图像的锐度(分辨率下降)的课题。
用于解决课题的手段
本发明用于解决以上所述的课题，本发明的透射型屏幕的特征在于，该透射型屏幕具有：微透镜阵列基材，其具有第1面，在该第1面上设置有包括多个微透镜的微透镜阵列；以及光扩散基材，其具有第2面，在该第2面上设置有光扩散面，所述微透镜阵列基材的设置有所述微透镜阵列的第1面和所述光扩散基材的设置有所述光扩散面的第2面对置地配置。
此外，本发明的透射型屏幕的特征在于，所述微透镜阵列基材与所述光扩散基材之间的对置间隔在0μm以上且100μm以下。
此外，本发明的透射型屏幕的特征在于，所述微透镜阵列在第1方向和与所述第1方向交叉的第2方向上配置，所述微透镜阵列基材的第1方向上的扩散角与所述微透镜阵列基材的第2方向上的扩散角不同。
此外，本发明的透射型屏幕的特征在于，所述光扩散基材的扩散角在5°以上且6°以下。
此外，本发明的透射型屏幕的特征在于，所述光扩散面由细微凹凸构成。
此外，本发明的透射型屏幕的特征在于，所述凹凸的周期是随机的。
此外，本发明的平视显示器装置的特征在于，该平视显示器装置使用了前述的任意一项中记载的透射型屏幕。
此外，本发明的平视显示器装置的特征在于，该平视显示器装置具有：激光光源，其产生激光；以及扫描部，其使所述激光在所述透射型屏幕上扫描。
此外，本发明的平视显示器装置的特征在于，该平视显示器装置具有：光源，其产生光；以及LCOS元件，其将所述光反射到所述透射型屏幕上。
此外，本发明的平视显示器装置的特征在于，该平视显示器装置具有：光源，其产生光；以及DMD元件，其将所述光反射到所述透射型屏幕上。
发明效果
与使用两片微透镜阵列的结构相比，本发明的透射型屏幕不会损害出射光的亮度的均匀性，还能够维持图像的锐度。
此外，本发明的平视显示器装置不会损害图像的均匀性，还能够维持亮度的锐度。
附图说明
图1是示出搭载有本发明的实施方式的平视显示器装置100的车辆5的图。
图2是示出本发明的实施方式的平视显示器装置100的结构的图。
图3是将本发明的实施方式的透射型屏幕40抽出进行示出的图。
图4是将本发明的另一个实施方式的透射型屏幕40抽出进行示出的图。
图5是示出通过本发明的实施方式的平视显示器装置100进行信息的重叠图像显示的状况的图。
图6是将本发明的实施方式的透射型屏幕40的微透镜阵列基材50与光扩散基材60之间的对置间隔放大并示出的立体图。
图7是从z轴方向观察在第1方向和第2方向上扩展的微透镜阵列54的图。
图8是对扩散角的定义进行说明的图。
图9是示意性地说明微透镜阵列基材50的制造工序的一例的图。
图10是示意性地说明光扩散基材60的制造工序的一例的图。
图11是示意性地说明光扩散基材60的制造工序的一例的图。
图12是示意性地说明光扩散基材60的制造工序的一例的图。
图13是对微透镜阵列基材和光扩散基材的配置图案进行说明的图。
图14是示出基于(1)的配置图案的结果的图。
图15是示出基于(2)的配置图案的结果的图。
图16是示出基于(3)的配置图案的结果的图。
图17是示出基于(4)的配置图案的结果的图。
图18是示出基于(5)的配置图案的结果的图。
图19是示出基于(6)的配置图案的结果的图。
图20是示出基于(7)的配置图案的结果的图。
图21是示出基于(8)的配置图案的结果的图。
图22是示出基于光扩散基材60的有无和类别的观察方式的差异的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出搭载有本发明的实施方式的平视显示器装置100的车辆5的图。此外，图2是示出本发明的实施方式的平视显示器装置100的结构的图。另外，在以下说明的附图是示意性地示出的图，与实际的形状、尺寸、配置有可能不同。
本发明的实施方式的平视显示器装置100搭载于车辆5等，其从投影单元85将速度信息显示或导航信息显示等作为虚像而投影在挡风玻璃6或设置于驾驶员与挡风玻璃6之间的合成器(未图示)上，由此使所述虚像重叠显示于前方视野的前景中。
图5是示出通过本发明的实施方式的平视显示器装置100进行信息的重叠图像显示的状况的图。图5是以车辆5的驾驶员的视点E来观察的挡风玻璃6的像的一例。
接着，对构成平视显示器装置100的投影单元85的详细情况进行说明。图2主要示出本发明的实施方式的平视显示器装置100的投影单元85的结构的一例。另外，利用图2所示的xyz的3维正交坐标来定义投影单元85内的坐标。例如，从第1光源11射出的光是向与x方向平行的方向射出的光。此外，透射型屏幕40的光轴处于与z方向平行的方向。透射型屏幕40的光轴被定义为构成透射型屏幕40的一部分的微透镜阵列基材50的形成有微透镜阵列54的主表面上的、通过微透镜阵列54的重心的该主表面的法线。
这里，本发明的透射型屏幕40由微透镜阵列基材50和光扩散基材60构成。关于这样的透射型屏幕40的详细结构将在后文描述。
另外，有时将与x轴平行的轴的方向称作第1方向，并将与y轴平行的轴的方向称作第2方向(与所述第1方向为垂直关系)。此外，在图1所示的实施方式中，以第1方向是铅直方向且第2方向是水平方向的布局为例进行说明，然而平视显示器装置100中的透射型屏幕40的配置方式不限于这样的布局。
从投影部10射出所显示的图像的光。投影部10具有第1光源11、第2光源12、第3光源13、第1二向棱镜21、第2二向棱镜22、准直透镜26等。
第1光源11、第2光源12和第3光源13射出互不相同的波长的光，从第1光源11射出第1波长的光，从第2光源12射出第2波长的光，从第3光源13射出第3波长的光。在本实施方式中，例如，可以将从第1光源11射出的第1波长的光设为蓝色的光，将从第2光源12射出的第2波长的光设为绿色的光，将从第3光源13射出的第3波长的光设为红色的光。
作为第1光源11、第2光源12和第3光源13，可使用射出作为相干光的激光的半导体激光装置(激光光源)等各种激光装置。
在本实施方式中配置为：由第1光源11射出的第1波长的光和由第2光源12射出的第2波长的光分别射入第1二向棱镜21的不同的面，而由第3光源13射出的第3波长的光射入第2二向棱镜22。
在第1二向棱镜21中，使第1光源11射出的第1波长的光透射，并使第2光源12射出的第2波长的光反射。由此，第1波长的光和第2波长的光被合波。
像这样合波后的第1波长的光和第2波长的光射入第2二向棱镜22。
在第2二向棱镜22中，由第1光源11射出的第1波长的光和由第2光源12射出的第2波长的光透射，由第3光源13射出的第3波长的光被反射。由此，第1波长的光、第2波长的光、第3波长的光被合波。
这样，在第2二向棱镜22中被合波的第1波长的光、第2波长的光和第3波长的激光经由准直透镜26在投影反射镜30上被反射而射入透射型屏幕40。投影反射镜30具备能够2维地改变角度的功能，由此，能够对所射入的光2维地进行扫描，从而形成所期望的基于激光的投影像。
另外，投影反射镜30能够在以与y轴平行的第1轴(未图示)为中心转动的(a)方向上移动，并且能够在以与所述第1轴垂直的第2轴(未图示)为中心转动的(b)方向上移动。
此外，作为投影反射镜30，只要能够对所射入的光2维地进行扫描，就可以适当置换为其他的光学部件，作为这样的光学部件，可适当地利用检流计反射镜、检流计扫描器、多角镜、棱镜、音响光学元件、采用了MEMS(Micro Electro Mechanical System：微机电系统)技术的光学元件等。
此外，在本实施方式中，激光射入投影反射镜30中并反射的点和透射型屏幕40的光轴与投影反射镜30相交的点一致，投影反射镜30上的激光的反射点r0与透射型屏幕40的最上端部处的扫描点s1之间的光路长度、和投影反射镜30上的激光的反射点r0与透射型屏幕40的最下端部处的扫描点s2之间的光路长度相等。
本发明的透射型屏幕40具有微透镜阵列基材50和光扩散基材60，从投影反射镜30射出的激光在透射型屏幕40的微透镜阵列基材50上进行扫描。这里，透射型屏幕40是由具备规定以上的透过率的透明基材构成的光学部件。
透射型屏幕40既可以通过使用有机树脂材料进行成型来构成，也可以通过使用玻璃等无机材料而构成。
图3是将本发明的实施方式的透射型屏幕40抽出进行示出的图。此外，图6是将本发明的实施方式的透射型屏幕40的微透镜阵列基材50与光扩散基材60之间的对置间隔放大后示出的立体图。
在图3的实施方式中，将与x轴平行的轴的方向定义为第1方向，并将与y轴平行的轴的方向定义为第2方向(与第1方向是垂直关系)。
基于上述的定义，透射型屏幕40具有在第1方向和与所述第1方向垂直的第2方向上延展的主表面。
微透镜阵列基材50具有微透镜阵列基材50的第1主表面51(以下，也称作第1面)、微透镜阵列基材50的第2主表面52(以下，也称作第3面)，在第1面51上设置有由多个微透镜53周期性排列而成的微透镜阵列54，第3面52成为平滑面55。该微透镜阵列基材50由透明基材成。另外，这里所说的平滑面是指没有进行设置在第1面上的微透镜那样的结构性加工的面。
图7是从z轴方向观察在第1方向和第2方向上扩展的微透镜阵列54的图。如图所示，在对本实施方式的透射型屏幕40中，在从z轴方向观察时，微透镜53采用了1边的长度为d的正方形的微透镜。另外，配置微透镜53的间距优选在第1方向和第2方向上相等。这是为了使微透镜53的配置变得密集以减少直线行进透射光。
此外，各微透镜53是球面透镜或非球面透镜，在第1面51侧的顶点处，在第1方向上具有曲率半径R1的曲率，在第2方向上具有曲率半径R2的曲率。另外，顶点是指各微透镜53在z轴方向上最突出的点。
并且，优选使各微透镜53在与第1方向平行且包含有微透镜53的光轴的面上的截面形状和在与第2方向平行且包含有微透镜53的光轴的面上的截面形状不同。具体而言，各微透镜53在第1面51侧的顶点处的第1方向的曲率半径R1与第2方向的曲率半径R2可以相等，然而优选使它们不同。
其原因在于，一般来说，通过平视显示器装置100显示的图像信息的纵横比不同，为了使针对图像周边部的亮度降低的抑制在图像的上下端部周边和图像的左右端部周边为同等的程度，优选使各微透镜53在第1面51侧的顶点处的第1方向的曲率半径R1与第2方向的曲率半径R2不同。
进而，一般来说，如果考虑到通过平视显示器装置100显示的图像信息是横长的，则优选使各微透镜53在第1面51侧的顶点处的第1方向的曲率半径R1大于第2方向的曲率半径R2。
另外，在使用激光光源来作为平视显示器装置100的透射型屏幕的平视显示器中，通过使用微透镜阵列54，由此具备可抑制由激光造成的斑点噪声的优点。
此外，光扩散基材60具有第1主表面61(以下，也称作第2面)、第2主表面62(以下，也称作第4面)，在第2面61上设置有光扩散面64，第4面62构成为平滑面65。
该光扩散面64由周期随机的细微凹凸构成。另外，关于设置有周期随机的细微凹凸的光扩散面64的具体结构，参照后述的制造工序可以明确，但光扩散面64例如与毛玻璃同样地通过在平滑面上设置细微的伤痕而构成。而且，这里所说的第4面62的平滑面与上述的第3面同样地是指未设置第2面的细微凹凸那样的构造的面。
此外，在本发明的透射型屏幕40中，微透镜阵列基材50的设置有微透镜阵列54的第1面51和光扩散基材60的设置有光扩散面64的第2面61对置地配置。进而，微透镜阵列基材50与光扩散基材60之间的对置间隔优选在0μm以上且100μm以下。
这里，上述的对置间隔是指微透镜基材50的距光扩散基材60最近的部分与光扩散基材60的距微透镜基材50最近的部分之间的距离。例如，是指微透镜阵列基材50的微透镜阵列54最突出的顶部与光扩散基材60的光扩散面64的最突出的顶部之间的间隔。另外，关于该对置间隔，与后述的X相同。
在上述的透射型屏幕40中，从投影反射镜30射出并在微透镜阵列基材50上进行扫描的光在光扩散基材60的光扩散面64上形成像。
在本发明的透射型屏幕40中，像这样通过微透镜阵列基材50和光扩散基材60来形成像，因此，相比单纯使用屏幕来形成像的情况而言，能够在目视确认方向上有效地传递光，可实现亮度的增加。此外，通过较少的光量也能够得到充足的亮度，因此可抑制各激光光源等的输出来实现低功率化。
形成于以上那样的透射型屏幕40的微透镜阵列54上的由激光形成的像被凹面反射镜80反射，并投影在挡风玻璃6上。
由此，驾驶员对在挡风玻璃6上被反射的图像进行识别。另外，对于投影单元85，存在如下的结构：在车辆的挡风玻璃6上投影图像的构造；以及在被设置于驾驶员与挡风玻璃6之间的合成器(未图示)上投影图像的构造。
另外，在本实施方式中，采用了将微透镜阵列基材50配置于激光等光源侧的布局，也可以采用将透射型屏幕40的光扩散基材60配置于光源侧的图4所示的布局。但是，通过后述实验结果，判明了前者的布局是优选的。
此外，作为在透射型屏幕40与挡风玻璃6或合成器(未图示)之间设置的光学部件，不限于凹面反射镜80，还可以根据透射型屏幕40与挡风玻璃6或合成器(未图示)的布局，使用其他的适当的光学部件。
另外，在以上的实施方式中，作为平视显示器装置100的描绘方式，根据在采用由投影部10和投影反射镜30构成的激光投影仪方式的结构中应用透射型屏幕40的示例进行了说明，然而本发明的透射型屏幕40还可以用于如下等情况：采用使用了光源和LCOS(Liquid crystal on silicon：硅基液晶)元件的LCOS方式，或者采用使用了光源和DMD(Digital Mirror Device：数字镜像设备)元件的DLP(Digital Light Processing：数位光源处理)方式，来作为平视显示器装置100的描绘方式。
另外，LCOS方式的情况下，作为反射型的液晶元件的LCOS元件将来自光源的光选择性地向透射型屏幕40反射，此外，在DLP方式的情况下，作为配置有多个微透镜的反射型元件的DMD元件将来自光源的光选择性地向透射型屏幕40反射，由此能够实现平视显示器装置100。
接着，对成为构成透射型屏幕40的微透镜阵列基材50和光扩散基材60的基体的母材的材质进行说明。关于成为透射型屏幕40的基体的母材的材质，只要是透明材质就可以使用任意材质，例如可使用热塑性树脂、热硬化性树脂、UV硬化性树脂、电子线硬化性树脂、玻璃等。
作为成为微透镜阵列基材50和光扩散基材60的基体的母材的材质，若使用热塑性树脂，则可以举出例如聚碳酸酯树脂、丙烯系树脂、氟系丙烯树脂、硅系丙烯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、环烯烃聚合物、甲基苯乙烯树脂、芴树脂、PET、聚丙烯等。
此外，微透镜阵列基材50和光扩散基材60无需一定由一个基体母材形成。例如，在微透镜阵列基材50的情况下，也可以通过不同部件来构成微透镜阵列54等和基板状部件，并通过粘结材料等将它们接合起来。但是，这样的情况下，优选使所有部件的折射率相等。
接着，对透射型屏幕40中的微透镜阵列54的加工方法进行说明。
例如，使用纳米加工装置通过机械切削而预先对模具加工出微透镜阵列的模具，通过该模具向透明树脂进行转印，由此能够加工出微透镜阵列54。此外，作为微透镜阵列54的加工方法，还可以使用通过所述模具并利用注塑成形对树脂进行转印的方法。此外，还可以使用通过机械切削对透明树脂直接加工出微透镜阵列54的方法。
为了通过上述的加工来控制平视显示器装置100的视角的光强分布(依赖于微透镜阵列基材50和光扩散基材60等的扩散角等)进行控制，上述的纳米单位的非球面加工是有效的。
此外，作为微透镜阵列54的加工方法，可采用抗蚀剂回流法、喷射法、电子束曝光法、激光束描绘法、使用化学蚀刻或等离子体蚀刻的方法、使用冲压的方法等任意方法。
接着，对于在将透射型屏幕40用于平视显示器装置100的情况下作为透射型屏幕40而优选的光学特性进行说明。首先，以下会频繁使用扩散角，因此对其进行定义。
图8是说明扩散角的定义的图。在本说明书中，使光垂直射入构成透射型屏幕40的微透镜阵列基材50和光扩散基材60，将从微透镜阵列基材50和光扩散基材60射出的光的最大散射光强度Imax的2分之1处的2个角度之差、即半峰全宽(FWHM)定义为扩散角θ。
在上述定义之下，作为微透镜阵列基材50，优选的是，在图6所示的水平方向(第2方向)的扩散角θH与垂直方向(第1方向)的扩散角θV之间存在θH＞θV的关系。其原因在于，通过平视显示器装置100显示的图像信息是横长的。
进而，优选的是，水平扩散角θH在20°以上且60°以下，垂直方向扩散角θV在5°以上且35°以下。更优选的是，水平扩散角θH在20°以上且50°以下，垂直方向扩散角θV在10°以上且30°以下，这样，作为用于平视显示器装置100的透射型屏幕40是最优的。
此外，对于光扩散基材60而言，优选使扩散角θD在5°以上6°以下。在如本发明的透射型屏幕40那样将微透镜阵列基材50与光扩散基材60组合在一起使用的情况下，为了保持微透镜阵列基材50的各向异性扩散的性质(扩散轮廓在水平方向和垂直方向上不同的性质)，优选与扩散角较小的光扩散基材60进行组合(这是由于，若与扩散角较大的光扩散基材组合，则光扩散基材的各向同性扩散的性质处于支配地位，从而在整体上趋近于各向同性扩散)。然而，光扩散基材60的扩散角在5°以下时，由折射光引起的彩虹图案不会消失，因此在本发明中，作为扩散基材60，采用了扩散角θD在5°以上且6°以下的扩散基材。
图9是示意性地说明微透镜阵列基材50的制造工序的一例的图。在实施例中，按照图9的(A)→图9的(B)→图9的(C)的顺序进行制造。
在图9的(A)的工序中，首先，作为透明的树脂材料，准备由聚碳酸酯树脂构成的基材71。接着，通过机械切削加工(FANUC公司制的ROBONANO)在钢材上形成使非球面的微透镜阵列反转而成的凹形状的模具75。
接着，在上述的形成有反转微透镜阵列的钢材(模具75)上涂敷UV树脂，如图9的(B)所示，通过模具75和聚碳酸酯性的基准片76夹住基材71，并从基准片76侧进行UV照射。由此，在基材71上构成微透镜部73。
接着，如图9的(C)所示，使模具75脱模，并且剥离基准片76，从而可得到微透镜阵列基材50。
接着，对光扩散基材60的制造工序例进行说明。图10至图12是示意性地说明光扩散基材60的制造工序的一例的图。
图10的(A)示出了模具件。对这样的模具件的一个面实施喷砂加工，得到图10的(B)所示的中间处理件123。接着，对该中间处理件123的被实施了喷砂加工的面进一步实施喷丸加工，得到图10的(C)所示的第2模具125。
在本实施方式中，采用了使用这样的模具件并通过注塑成型而对树脂转印细微凹凸的方法。这样的细微凹凸是喷射加工面的转印，因此凹凸的周期是随机的。这样制造出的细微凹凸作为光扩散面60发挥功能，使得光进行各向同性扩散。此外，随机是指细微凹凸的排列没有规则性。
另外，在本实施方式中，在对模具件实施了喷砂加工后进而实施喷丸加工，由此形成细微凹凸的转印图案，但也可以是：仅通过任意一种喷射加工，在模具件上形成细微凹凸的转印图案。
其中，若在对模具件实施喷砂加工后进而实施喷丸加工来形成细微凹凸的转印图案，则通过喷砂对扩散性进行控制，并通过喷丸使表面变得光滑，由此能够减小由第2模具125制作出的光扩散面60的雾度。
图11示出了在第1模具115与第2模具125之间填充透明的树脂材料130的情形，图12示出了树脂材料130在硬化后(固化后)从第1模具115和第2模具125脱模而得到本发明的光扩散基材60的情形。
在上述的光扩散基材60的制造工序例中，通过对设置于模具上的喷射加工部进行转印而得到光扩散面64，但也可以是：对基材71这样的在两个面上具有平滑面的基材的一个面直接实施喷砂加工或喷丸加工，从而构成细微凹凸。
如上所说明的那样，在本发明的透射型屏幕40中，特征在于，微透镜阵列基材50的设置有微透镜阵列54的第1面51和光扩散基材60的设置有光扩散面64的第2面61对置地配置，优选采用这样的对置配置的结构是经过实验所确认的，因此在以下进行说明。
图13是说明微透镜阵列基材和光扩散基材的配置图案的图。(1)至(8)示出了微透镜阵列基材和光扩散基材的不同的对置方式，(3)和(4)是本发明的配置图案。在图13中，通过箭头示出了从投影部射出的光的朝向。
此外，X表示对置间隔，被定义为微透镜阵列基材的向光扩散基材侧最突出的部位、与光扩散基材的向微透镜阵列基材侧最突出的部位之间的距离。在上述这样的(1)至(8)的图案中，对于对置间隔X，分成X＝0、50、75、100、250、500、1000、2000[μm]这8个水准进行了实验。关于这样的对置间隔X，能够通过测隙规进行确认。
作为微透镜阵列基材，使用了微透镜的间距是31μm、高度是5μm的正方格子排列的基材。此外，作为光扩散基材，使用了作为聚碳酸酯制的扩散板的AROMA-BRIGHT FG-2035C(日本聚酯制)。
使用(1)至(8)的配置图案的透射型屏幕，在合成器(在玻璃板的背面上贴合了低反射膜而成)上投影白色图像和文本图像这2种图像，并通过数字相机(3872×2592像素)对它们进行了摄影。
关于对白色图像摄影所得到的数据，使用Image J(1.47v)，对写真中央以256×256的像素尺寸进行裁剪，求出各像素的灰度级(256级灰度)的平均亮度(Mean grayvalue)、亮度方差(标准偏差(Standard deviation)的平方)、相对标准偏差(标准偏差/平均亮度)，并制成曲线图。
这里，对于作为明亮度的指标的平均亮度而言，值越高越好，对于作为偏差的指标的亮度方差而言，值越低越好。换言之，明亮且偏差小的情况是优选的，因此根据标准偏差/平均亮度而求出的相对标准偏差的值越低越好。
此外，将对文本图像摄影所得到的数据用于观察文本的判读容易性的感官实验中。
图14至图21示出基于各配置图案的结果。在各个图中，(A)是各种配置图案的对置间隔的平均亮度、亮度方差以及相对标准偏差的曲线图，(B)是对文本图像进行摄影所得到的图片，(C)是对计算(A)时的白色图像进行摄影所得到的图片。此外，在(B)和(C)中，在图像的右下显示出对置间隔X。
特别地，根据图16所示的基于(3)的配置图案的结果可知，在X＝50[μm]时，相对标准偏差取得极小值，是最优选的实施方式。而且可知：在X＝0～100[μm]时，相对标准偏差也取得较低的值，能够作为透射型屏幕40充分发挥功能。此外，在X＝0～100[μm]的范围内，文本的判读容易性较高。
同样地，根据图17所示的基于(4)的配置图案的结果可知，在X＝50[μm]时，散斑对比度取得极小值，是最优选的实施方式，而且可知：在X＝0～100[μm]时，散斑对比度也取得较低的值，能够作为透射型屏幕40充分发挥功能。此外，在X＝0～100[μm]的范围内，文本的判读容易性较高。
本发明的透射型屏幕40的特征在于，微透镜阵列基材50的设置有微透镜阵列54的第1面51和光扩散基材60的设置有光扩散面64的第2面61对置地配置，根据这样的本发明的透射型屏幕40，与使用两片微透镜阵列的结构相比，不会有损射出的出射光的均匀性，还能够维持图像的锐度。这样的本发明的透射型屏幕40的效果可通过如上所述的实验得以确认。
此外，由于本发明的平视显示器装置100使用了上述的透射型屏幕40，因此根据本发明的平视显示器装置100，不会有损图像的均匀性，还能够维持图像的锐度。
接着，在本发明的透射型屏幕40中，优选使光扩散基材60的扩散角θD在5°以上且6°以下也通过实验得到了确认，因此在此进行记载。另外，扩散角θD是通过使用三维变角分光测色系统(GCMS-13型，株式会社村上色彩技术研究所制)来测量基于变角的透射率测定中的Y值而计算出来的。
作为作为透射型屏幕，图22的(A)示出了仅使用微透镜阵列基材50的情况下的观察结果，图22的(B)示出了将微透镜阵列基材50与扩散角θD为4.6°的光扩散基材60组合在一起的情况下的观察结果，图22的(C)示出了将微透镜阵列基材50与扩散角θD是5.7°的光扩散基材60组合在一起的情况下的观察结果。
对于图22的(A)的只有微透镜阵列基材50的透射型屏幕，由折射光引起的彩虹色的条纹图案表现得明显，不适合作为透射型屏幕。
对于图22的(B)的将微透镜阵列基材50与扩散角θD是4.6°的光扩散基材60组合在一起的透射型屏幕，与图22的(A)的情况相比，由折射光引起的彩虹色的条纹图案减少，然而仍然不适合作为透射型屏幕。
对于图22的(C)的将微透镜阵列基材50与扩散角θD是5.7°的光扩散基材60组合在一起的本发明的透射型屏幕40，由折射光引起的彩虹色的条纹图案消失，适合用作透射型屏幕。
如上所述，在本发明中，作为扩散基材60，采用了扩散角θD在5°以上6°以下的扩散基材。
以上，本发明的透射型屏幕的特征在于，微透镜阵列基材的设置有所述微透镜阵列的第1面和光扩散基材的设置有所述光扩散面的第2面对置地配置，根据这样的本发明的透射型屏幕，与使用两片微透镜阵列的结构相比，不会有损射出的出射光的均匀性，还能够维持图像的锐度。
此外，由于本发明的平视显示器装置使用上述的透射型屏幕，因此根据本发明的平视显示器装置，不会有损图像的均匀性，还能够维持图像的锐度。
产业上的可使用性
以往，在使用了两片微透镜阵列的透射型屏幕中，存在从该透射型屏幕射出的出射光的均匀性受损且丧失图像的锐度(分辨率降低)这样的问题。另一方面，本发明的透射型屏幕的特征在于，微透镜阵列基材的设置有所述微透镜阵列的主表面和光扩散基材的设置有所述光扩散面的主表面对置地配置，根据这样的本发明的透射型屏幕，与使用了两片微透镜阵列的结构相比，不会有损所射出的出射光的均匀性，还能够维持图像的锐度，产业上的可使用性非常大。
标号说明
5···车辆
6···挡风玻璃
10···投影部
11···第1光源
12···第2光源
13···第3光源
21···第1二向棱镜
22···第2二向棱镜
26···准直透镜
30···投影反射镜(扫描部)
40···透射型屏幕
50···微透镜阵列基材
51···第1主表面(第1面)
52···第2主表面(第3面)
53···微透镜
54···微透镜阵列
55···平滑面
60···光扩散基材
61···第1主表面(第2面)
62···第2主表面(第4面)
64···光扩散面
65···平滑面
71···基材
73···微透镜部
75···模具
76···基准片
80···凹面反射镜
85···投影单元
100···平视显示器装置
123···中间处理件
125···第2模具
130···树脂材料

Claims (10)

1.一种透射型屏幕，其特征在于，
该透射型屏幕具有：
微透镜阵列基材，其具有第1面，在该第1面上设置有包括多个微透镜的微透镜阵列；以及
光扩散基材，其具有第2面，在该第2面上设置有光扩散面，
所述微透镜阵列基材的设置有所述微透镜阵列的第1面和所述光扩散基材的设置有所述光扩散面的第2面对置地配置。
2.根据权利要求1所述的透射型屏幕，其特征在于，
所述微透镜阵列基材与所述光扩散基材之间的对置间隔在0μm以上且100μm以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的透射型屏幕，其特征在于，
所述微透镜阵列在第1方向和与所述第1方向交叉的第2方向上配置，
所述微透镜阵列基材的第1方向上的扩散角与所述微透镜阵列基材的第2方向上的扩散角不同。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的透射型屏幕，其特征在于，
所述光扩散基材的扩散角在5°以上且6°以下。
5.根据权利要求1至权利要求4中的任意一项所述的透射型屏幕，其特征在于，
所述光扩散面由细微凹凸构成。
6.根据权利要求5所述的透射型屏幕，其特征在于，
所述凹凸的周期是随机的。
7.一种平视显示器装置，其特征在于，
该平视显示器装置使用了权利要求1至权利要求6中的任意一项所述的透射型屏幕。
8.根据权利要求7所述的平视显示器装置，其特征在于，
该平视显示器装置具有：
激光光源，其产生激光；以及
扫描部，其使所述激光在所述透射型屏幕上扫描。
9.根据权利要求7所述的平视显示器装置，其特征在于，
该平视显示器装置具有：
光源，其产生光；以及
LCOS元件，其将所述光反射到所述透射型屏幕上。
10.根据权利要求7所述的平视显示器装置，其特征在于，
该平视显示器装置具有：
光源，其产生光；以及
DMD元件，其将所述光反射到所述透射型屏幕上。
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