JP2006133627A - Projection-type image display system, image projector and screen - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection-type image display system which can be driven by a car battery inside a car, and which can display an image on a large-sized screen with proper visibility, and to provide a projection type image display apparatus and a screen. <P>SOLUTION: The projection type image display system equipped with the projection-type image display apparatus 2 for forming a projection optical image with the light emitted from a light-emitting diode and the screen 1 for selectively reflecting the light of wavelength emitted from the light-emitting diode, is loaded inside the car 3. Thus, the clear image can be displayed, even in the case the sunlight comes into the car and it is bright inside the car. Moreover, by using the light-emitting diode as a light source for the projection-type image display apparatus 2, the battery for the car 3 is can be used as a power source. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、投射型画像表示システム、画像投射装置およびスクリーンに関し、特に車内で見やすい画像を表示するのに適した投射型画像表示システム、画像投射装置およびスクリーンに関する。   The present invention relates to a projection-type image display system, an image projection apparatus, and a screen, and particularly to a projection-type image display system, an image projection apparatus, and a screen that are suitable for displaying an image that is easy to see in a vehicle.

走行中の自動車の後部シートに座る搭乗者は、運転をする人に比べて受動的な立場にあり、得られる自由度が限られている。これは一種の拘束状態にあると言ってもよく、当該搭乗者は、目的地に着くまでは積極的に活動することが制限されてしまう。   Passengers sitting in the rear seats of a running car are more passive than those who drive and have a limited degree of freedom. It may be said that this is a kind of restraint state, and the passenger is restricted from actively working until he reaches the destination.

近年、自動車に快適性を望む声が大きくなり、乗用車の大型化と共に、車内の広さ、乗り心地等のハード面での改善がなされてきた。ところが、運転中の時間の有効利用といったソフト面での改善は非常に遅れた状態であると言える。   In recent years, the demand for comfort in automobiles has increased, and along with the increase in size of passenger cars, improvements have been made in hardware such as the size of the interior of the car and the ride comfort. However, it can be said that improvements in software such as effective use of time during driving are in a very delayed state.

ただし、自動車へのＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ナビゲーションシステム、ＨＤ（Hard Disc）ナビゲーションシステム等のＡＶ（Audio Visual）機器の搭載が浸透するにつれて、一部乗用車では、これらＡＶ機器を使用して後部シートで映像を楽しむことが行われている。   However, as the installation of AV (Audio Visual) devices such as DVD (Digital Versatile Disc) navigation systems and HD (Hard Disc) navigation systems in automobiles has permeated, some passenger cars use these AV devices to use rear seats. Enjoying the video at.

さらに、例えば、下記の特許文献１には、自動車が有している開閉自在のルーフテントの内側にプロジェクタを配置し、ルーフテントの映像投影面に透過型または反射型スクリーンを構成または配置し、ルーフテントの内側から映像を投影する映像表示装置が記載されている。   Furthermore, for example, in the following Patent Document 1, a projector is disposed inside an openable / closable roof tent of an automobile, and a transmissive or reflective screen is configured or disposed on the image projection surface of the roof tent. An image display device that projects an image from the inside of a roof tent is described.

特開平９−６２７０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-6270

しかしながら、従来の自動車内での画像の表示には、以下のような問題点があった。すなわち、自動車内という限られた空間においては、ディスプレイの大きさが制限されてしまう。よって、現状では、主に対角１０インチ以下の液晶ディスプレイが自動車内用の映像表示装置として使用されている。このように小さな画面の映像を、眼を凝らしながら視聴すると、疲労感が増大すると共に、自動車の揺れにより乗り物酔いを誘発するといった問題点がある。   However, conventional image display in a car has the following problems. In other words, the size of the display is limited in a limited space in the automobile. Therefore, at present, a liquid crystal display having a diagonal of 10 inches or less is mainly used as an in-car image display device. When watching such a small screen image with close eyes, there is a problem that the feeling of fatigue increases and motion sickness is induced by the shaking of the car.

また、放電ランプを使用するプロジェクタは、消費電力が多いため、自動車のバッテリのみで駆動することが困難であった。さらに、自動車内には強い外光、すなわち太陽光が差し込むため、映像が見えにくいという問題点があった。   Further, since a projector using a discharge lamp consumes a large amount of power, it is difficult to drive the projector using only a vehicle battery. In addition, there is a problem that it is difficult to see the image because strong external light, that is, sunlight, is inserted into the automobile.

したがって、この発明の目的は、自動車内において、自動車のバッテリで駆動可能であり、視認性が良好な大画面による画像の表示を実現できる投射型画像表示システム、画像投射装置およびスクリーンを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a projection type image display system, an image projection apparatus, and a screen that can be driven by a battery of an automobile and can display an image on a large screen with good visibility. It is in.

上述した課題を解決するために、第１の発明は、車載用の投射型画像表示システムにおいて、投射する光の像を発光ダイオードが発する光によって生成する画像投射装置と、発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射するスクリーンとを有することを特徴とする投射型画像表示システムである。   In order to solve the above-described problem, the first invention is an in-vehicle projection type image display system in which an image projection device that generates an image of light to be projected by light emitted from a light emitting diode, and a wavelength emitted from the light emitting diode. A projection-type image display system comprising a screen that selectively reflects light.

第２の発明は、所定波長の光を選択的に反射するスクリーンに光の像を投射する車載用の画像投射装置であって、投射する光の像を所定波長の光を発する発光ダイオードによって生成することを特徴とする画像投射装置である。   A second invention is an in-vehicle image projection device that projects an image of light onto a screen that selectively reflects light of a predetermined wavelength, and the image of the light to be projected is generated by a light emitting diode that emits light of a predetermined wavelength This is an image projection apparatus.

第３の発明は、投射する光の像を発光ダイオードが発する光によって生成する車載用の画像投射装置のスクリーンであって、発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射することを特徴とするスクリーンである。   A third invention is a screen of an in-vehicle image projection apparatus that generates an image of light to be projected by light emitted from a light emitting diode, and selectively reflects light having a wavelength emitted from the light emitting diode. It is a screen.

この発明の投射型画像表示システムおよび画像投射装置によれば、車内という限られた空間で、所定波長の光を選択的に反射するスクリーンに、所定波長により生成される光の像を投射するため、発する光が弱い発光ダイオードを光源として使用でき、消費電力を低くすることができる。これにより、例えば自動車のバッテリを電源として使用することができる。また、自動車内としては比較的大型な画像を、小型および軽量な機器で表示することができる。   According to the projection type image display system and the image projection apparatus of the present invention, an image of light generated with a predetermined wavelength is projected onto a screen that selectively reflects light with a predetermined wavelength in a limited space in a vehicle. , A light emitting diode that emits weak light can be used as a light source, and power consumption can be reduced. Thereby, the battery of a motor vehicle can be used as a power supply, for example. In addition, a relatively large image can be displayed on a small and lightweight device in an automobile.

また、この発明の投射型画像表示システムおよびスクリーンによれば、画像投射装置が投射する光の像を生成する発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射するため、画像投射装置により投影される光の像のコントラストを高めることができ、太陽光が差し込む明るい自動車内であっても、鮮明な画像を表示することができる。   In addition, according to the projection type image display system and screen of the present invention, light of a wavelength emitted from a light emitting diode that generates an image of light projected by the image projection apparatus is selectively reflected, and thus is projected by the image projection apparatus. The contrast of the light image can be increased, and a clear image can be displayed even in a bright automobile into which sunlight is inserted.

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

図１は、一実施形態による投射型画像表示システムを適用した自動車の一例を示す。波長選択性を有するスクリーン１と、スクリーン１の波長選択性に応じた光を出射する画像投射装置（以下、プロジェクタと適宜称する）２とが自動車３内に設置されている。スクリーン１は、例えば３２インチ程度の比較的車載用としては大きい画像を表示するスクリーンである。画像投射装置２は、３原色の発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）をバックライト光源とした液晶プロジェクタ装置である。投射型画像表示システムは、画像投射装置２が出射した光によって、スクリーン１にテレビジョン放送、ＤＶＤ、ナビゲーション、ビデオカメラ等の画像を映し出す構成とされている。   FIG. 1 shows an example of an automobile to which a projection type image display system according to an embodiment is applied. A screen 1 having wavelength selectivity and an image projection device (hereinafter referred to as a projector as appropriate) 2 that emits light according to the wavelength selectivity of the screen 1 are installed in an automobile 3. The screen 1 is a screen that displays a large image for a relatively in-vehicle use, for example, about 32 inches. The image projection apparatus 2 is a liquid crystal projector apparatus using light emitting diodes (LEDs) of three primary colors as a backlight light source. The projection type image display system is configured to project an image of a television broadcast, a DVD, a navigation, a video camera, or the like on the screen 1 by light emitted from the image projection device 2.

自動車３は、前列シート、中央列シート、後列シートからなる３列シート構成を有している。スクリーン１は、前列シートの直後に設置されており、画像投射装置２は、後列シートを構成する２つのシートのヘッドレスト間に設置されている。なお、スクリーン１および画像投射装置２の設置場所は、特にこれに限ったものではなく、例えば、スクリーン１を車内の側面の窓側に沿って設置したり、画像投射装置２を自動車３の天井に設置したりしてもよい。また、画像投射装置２は、光源等の発熱部分に設けられた冷却部を自動車３の車外となるように設置して、冷却部の冷却効率を向上してもよい。   The automobile 3 has a three-row seat configuration including a front row seat, a center row seat, and a rear row seat. The screen 1 is installed immediately after the front row seat, and the image projection apparatus 2 is installed between the headrests of the two seats constituting the rear row seat. The installation location of the screen 1 and the image projection device 2 is not particularly limited to this. For example, the screen 1 is installed along the side of the window inside the vehicle, or the image projection device 2 is installed on the ceiling of the automobile 3. It may be installed. Moreover, the image projection apparatus 2 may improve the cooling efficiency of a cooling part by installing the cooling part provided in heat-emitting parts, such as a light source, so that it may become outside the vehicle 3. FIG.

図２は、投射型画像表示システム（プロジェクションシステム）の構成の一例である。投射型画像表示システムは、スクリーン１と画像投射装置２とバッテリ４とから構成されている。バッテリ４は、例えば直流１２ボルトの電池電圧を発生させる自動車３に付属の所謂カーバッテリである。投射型画像表示システムは、バッテリ４から電源を取得する。例えば、画像投射装置２は、図示するようにバッテリ４と接続されており、バッテリ４から駆動電源を取得する。   FIG. 2 is an example of a configuration of a projection type image display system (projection system). The projection type image display system includes a screen 1, an image projection device 2, and a battery 4. The battery 4 is a so-called car battery attached to the automobile 3 that generates a battery voltage of DC 12 volts, for example. The projection type image display system acquires power from the battery 4. For example, the image projection apparatus 2 is connected to the battery 4 as shown in the figure, and acquires drive power from the battery 4.

ここで、図３Ａ〜図３Ｄを参照して、この投射型画像表示システムの概要について説明する。図３Ａに、人間の視覚特性（視認波長特性）を模式的に示す。図３Ｂに、画像投射装置２から出射される波長を模式的に示す。図３Ｃに、スクリーン１の反射波長特性を模式的に示す。図３Ｄに、スクリーン１の周辺光の最良な波長特性を模式的に示す。   Here, with reference to FIG. 3A-FIG. 3D, the outline | summary of this projection type image display system is demonstrated. FIG. 3A schematically shows human visual characteristics (visual wavelength characteristics). FIG. 3B schematically shows the wavelength emitted from the image projection apparatus 2. FIG. 3C schematically shows the reflection wavelength characteristic of the screen 1. FIG. 3D schematically shows the best wavelength characteristics of the ambient light of the screen 1.

図３Ａに示すように、人間は、波長（λ）が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光を視認可能であるとされている。画像投射装置２は、この人間が視認可能な光の範囲から、図３Ｂに示すように、３原色発光ダイオードの各々が発する青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）の三原色光のみをスクリーン１に対して照射する。   As shown in FIG. 3A, it is assumed that a human can visually recognize light having a wavelength (λ) of 380 nm to 780 nm. From the range of light that can be visually recognized by the human, the image projecting apparatus 2 is configured to emit only the three primary color lights of blue (B), green (G), and red (R) emitted from each of the three primary color light emitting diodes, as shown in FIG. 3B. Is applied to the screen 1.

スクリーン１は、図３Ｃに示すように、スクリーン１に入射する光のうち、青色、緑色および赤色の三原色光のみを反射し、それ以外の光を吸収する。これにより、この投射型画像表示システムでは、明るい環境下においても、コントラストの高い画像表示を行うことができる。   As shown in FIG. 3C, the screen 1 reflects only the three primary colors of blue, green and red out of the light incident on the screen 1 and absorbs the other light. Thereby, in this projection type image display system, an image display with high contrast can be performed even in a bright environment.

スクリーン１は、青色、緑色および赤色の三原色光のみを反射することから、図３Ｄに示すように、スクリーン１の周辺光を青色、緑色および赤色の三原色光以外となるように調光すれば、よりコントラストを高めることができる。自動車３内に設置されているスクリーン１の周辺光としては太陽光が考えられるが、この太陽光をフィルタリングなどにより調光することで、スクリーン１の周辺光を図３Ｄに示すような理想の状態に近づけ、さらにコントラストを高めることができる。   Since the screen 1 reflects only the three primary color lights of blue, green and red, as shown in FIG. 3D, if the ambient light of the screen 1 is dimmed to be other than the three primary color lights of blue, green and red, The contrast can be further increased. Sunlight can be considered as the ambient light of the screen 1 installed in the automobile 3, but by adjusting the sunlight by filtering or the like, the ambient light of the screen 1 is in an ideal state as shown in FIG. 3D. The contrast can be further increased.

ここで、スクリーン１について説明する。スクリーン１の材料および作製方法は、基本的には、高圧水銀ランプ、キセノンランプ等のプロジェクタ装置の光源として通常使用されている放電ランプの仕様と大差ないが、反射波長が異なることにより、膜の構造が異なっている。スクリーン１は、高屈折率膜と低屈折率膜を積層した積層膜で、画像投射装置２の光源である発光ダイオードのスペクトルを選択的に反射するように構成されている。なお、スクリーン１の反射波長は、基本的には画像投射装置２が使用する発光ダイオードの波長に合わせるが、投影されていないときに着色されないようにホワイトバランスを考慮する。   Here, the screen 1 will be described. The material and the manufacturing method of the screen 1 are basically not greatly different from the specifications of a discharge lamp normally used as a light source of a projector device such as a high-pressure mercury lamp or a xenon lamp. The structure is different. The screen 1 is a laminated film in which a high refractive index film and a low refractive index film are laminated, and is configured to selectively reflect the spectrum of a light emitting diode that is a light source of the image projection apparatus 2. The reflection wavelength of the screen 1 is basically matched with the wavelength of the light emitting diode used by the image projection apparatus 2, but white balance is taken into consideration so that the screen 1 is not colored when it is not projected.

図４に、スクリーン１の構成の一例を示す。図４に示すスクリーン１は、波長選択性をもった波長選択層１０を有する。この波長選択層１０は、基板１１の一方の主面上に光学多層膜１２ａを積層し、基板１１の他方の主面上に光学多層膜１２ｂを積層した構成を有する。   FIG. 4 shows an example of the configuration of the screen 1. The screen 1 shown in FIG. 4 has a wavelength selection layer 10 having wavelength selectivity. The wavelength selection layer 10 has a configuration in which an optical multilayer film 12 a is stacked on one main surface of the substrate 11 and an optical multilayer film 12 b is stacked on the other main surface of the substrate 11.

また、このスクリーン１は、波長選択層１０の光学多層膜１２ｂ側の主面上に光吸収層１３を積層し、光学多層膜１２ａ側の主面上に光拡散層１４を積層した構成を有する。光拡散層１４は、拡散板１４ａと偏光板１４ｂとからなり、拡散板１４ａが光学多層膜１２ａ側となるよう構成されている。なお、偏光板１４ｂは、任意に設置するものであり、光拡散層１４は、拡散板１４ａのみで構成してもよい。   The screen 1 has a configuration in which a light absorption layer 13 is laminated on the main surface of the wavelength selection layer 10 on the optical multilayer film 12b side, and a light diffusion layer 14 is laminated on the main surface of the optical multilayer film 12a side. . The light diffusion layer 14 includes a diffusion plate 14a and a polarizing plate 14b, and the diffusion plate 14a is configured to be on the optical multilayer film 12a side. In addition, the polarizing plate 14b is installed arbitrarily, and the light diffusion layer 14 may be composed of only the diffusion plate 14a.

画像投射装置２から出射される光は、矢印Ｌ１に示すようにスクリーン１の光拡散層１４側から入射される。また、光拡散層１４側からスクリーン１に入射され、波長選択層１０で選択的に反射された光は、矢印Ｌ２に示すように光拡散層１４側から出射される。よって、スクリーン１は、光拡散層１４側から画像を視認する構成とされている。以下、このスクリーン１の構成要素について詳細に説明する。   The light emitted from the image projection apparatus 2 is incident from the light diffusion layer 14 side of the screen 1 as indicated by an arrow L1. Further, the light that is incident on the screen 1 from the light diffusion layer 14 side and is selectively reflected by the wavelength selection layer 10 is emitted from the light diffusion layer 14 side as indicated by an arrow L2. Therefore, the screen 1 is configured to visually recognize an image from the light diffusion layer 14 side. Hereinafter, the components of the screen 1 will be described in detail.

（基板）
基板１１は、透明フィルム、ガラス板、アクリル板、メタクリルスチレン板、ポリカーボネート板、レンズ等の所望の光学特性を満足するものであればよい。光学特性として、基板１１を構成する材料の屈折率は１．３〜１．７、ヘイズは８％以下、透過率は８０％以上が好ましい。また、基板１１にアンチグレア機能をもたせてもよい。 (substrate)
The board | substrate 11 should just satisfy desired optical characteristics, such as a transparent film, a glass plate, an acrylic board, a methacryl styrene board, a polycarbonate board, a lens. As optical characteristics, it is preferable that the material constituting the substrate 11 has a refractive index of 1.3 to 1.7, a haze of 8% or less, and a transmittance of 80% or more. Further, the substrate 11 may have an antiglare function.

透明フィルムはプラスチックフィルムが好ましく、このフィルムを形成する材料としては、例えばセルロース誘導体（例、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース及びニトロセルロース）、ポリメチルメタアクリレート、メチルメタクリレートと他のアルキル（メタ）アクリレート、スチレンなどといったビニルモノマーとの共重合体などの（メタ）アクリル系樹脂；ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ＣＲ−３９）などのポリカーボネート系樹脂；（臭素化）ビスフェノールＡ 型のジ（メタ）アクリレートの単独重合体ないし共重合体、（臭素化）ビスフェノールＡ のモノ（メタ）アクリレートのウレタン変性モノマーの重合体および共重合体などといった熱硬化性（メタ）アクリル系樹脂；ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよび不飽和ポリエステル；アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが好ましい。また、耐熱性を考慮したアラミド系樹脂の使用も可能である。この場合には加熱温度の上限が２００℃以上となり、その温度範囲が幅広くなることが予想される。   The transparent film is preferably a plastic film, and examples of the material forming the film include cellulose derivatives (eg, diacetylcellulose, triacetylcellulose (TAC), propionylcellulose, butyrylcellulose, acetylpropionylcellulose and nitrocellulose), polymethyl (Meth) acrylic resins such as methacrylates and copolymers of vinyl monomers such as methyl methacrylate and other alkyl (meth) acrylates, styrene, etc .; polycarbonate resins such as polycarbonate and diethylene glycol bisallyl carbonate (CR-39); (Brominated) bisphenol A type di (meth) acrylate homopolymer or copolymer, (brominated) bisphenol A mono (meth) acrylate Thermosetting (meth) acrylic resins such as polymers and copolymers of tan-modified monomers; polyesters, especially polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate and unsaturated polyesters; acrylonitrile-styrene copolymers, polyvinyl chloride, polyurethane, epoxy Resins are preferred. In addition, an aramid resin considering heat resistance can be used. In this case, the upper limit of the heating temperature is 200 ° C. or higher, and the temperature range is expected to be widened.

プラスチックフィルムは、これらの樹脂を伸延あるいは溶剤に希釈後フィルム状に成膜して乾燥するなどの方法で得ることができる。厚さは剛性の面からは厚いほうがよいが、ヘイズの面からは薄いほうが好ましく、通常２５〜５００μｍ程度である。   The plastic film can be obtained by a method such as stretching these resins, diluting them in a solvent, forming a film and drying them. The thickness is preferably thicker from the viewpoint of rigidity, but is preferably thinner from the surface of haze, and is usually about 25 to 500 μm.

また、プラスチックフィルムの表面がハードコートなどの被膜材料で被覆されたものであってもよく、無機物と有機物からなる光学多層膜１２ａ，１２ｂの下層にこの被膜材料を存在させることによって、付着性、硬度、耐薬品性、耐久性、染色性などの諸物性を向上させることも可能である。   Further, the surface of the plastic film may be coated with a coating material such as a hard coat, and the adhesiveness is obtained by making this coating material exist in the lower layer of the optical multilayer films 12a and 12b made of an inorganic substance and an organic substance. Various physical properties such as hardness, chemical resistance, durability, and dyeability can also be improved.

また、基板１１上に光学機能性薄膜、あるいは透明支持体表面処理として、下塗り層を設けてもよい。下塗り層は、オルガノアルコキシメタル化合物やポリエステル、アクリル変性ポリエステル、ポリウレタンが挙げられる。また、コロナ放電、紫外線（ＵＶ）照射処理を行うのが好ましい。   An undercoat layer may be provided on the substrate 11 as an optical functional thin film or a transparent support surface treatment. Examples of the undercoat layer include organoalkoxy metal compounds, polyesters, acrylic-modified polyesters, and polyurethanes. Further, it is preferable to perform corona discharge and ultraviolet (UV) irradiation treatment.

（光学多層膜）
光学多層膜１２ａ，１２ｂは、高屈折率の光学膜１２Ｈと、フッ素含有膜である低屈折率の光学膜１２Ｌとが交互に積層された構成を有する。詳しくは、基板１１の両主面上に、まず光学膜１２Ｈが設けられ、ついで光学膜１２Ｌが設けられ、以降光学膜１２Ｈと光学膜１２Ｌとが交互に設けられ、積層膜となっている。 (Optical multilayer film)
The optical multilayer films 12a and 12b have a configuration in which high refractive index optical films 12H and low refractive index optical films 12L that are fluorine-containing films are alternately stacked. Specifically, an optical film 12H is first provided on both main surfaces of the substrate 11, then an optical film 12L is provided, and thereafter, the optical film 12H and the optical film 12L are alternately provided to form a laminated film.

光学膜１２Ｈの膜厚は、８０ｎｍ〜１５μｍ、より好ましくは６００〜１０００ｎｍとする。１５μｍより厚くすると、分散し切れなかった微粒子によるヘイズ成分が増大して光学膜としての機能が得られないからである。この光学膜１２Ｈの屈折率は、１．７０〜２．１０とすることが好ましい。屈折率を２．１０よりも高くすると、微粒子の分散性が不充分となって光学膜としての機能が損なわれ、屈折率を１．７０よりも低い場合には必要とされる光学特性が得られない場合がある。   The film thickness of the optical film 12H is 80 nm to 15 μm, more preferably 600 to 1000 nm. This is because if it is thicker than 15 μm, the haze component due to fine particles that cannot be dispersed increases and the function as an optical film cannot be obtained. The refractive index of the optical film 12H is preferably 1.70 to 2.10. If the refractive index is higher than 2.10, the dispersibility of the fine particles is insufficient and the function as an optical film is impaired. If the refractive index is lower than 1.70, the required optical characteristics are obtained. It may not be possible.

光学膜１２Ｌは、光学膜１２Ｈの上に所定の下地層用塗料を塗布した後に硬化反応により形成されるフッ素含有膜である。屈折率は、１．３０〜１．６９が好ましく、１．４５以下の屈折率をもつ膜がとくに好ましい。光学膜１２Ｌの屈折率は塗料に含まれる樹脂の種類、場合によっては微粒子の種類及び添加量などにより決まる。なお、屈折率が１．６９よりも高くなると光学膜１２Ｈとの屈折率の差が確保できず、光学膜１２Ｈに積層した場合の反射特性が十分ではなくなり、スクリーンとしての特性が不充分となる。また、１．３よりも低い屈折率をもった膜を形成することは困難であり、屈折率１．３が製造上の下限となる。また、この光学膜の膜厚は、８０ｎｍ〜１５μｍ、より好ましくは６００〜１０００ｎｍとする。   The optical film 12L is a fluorine-containing film formed by a curing reaction after applying a predetermined underlayer coating material on the optical film 12H. The refractive index is preferably 1.30 to 1.69, and a film having a refractive index of 1.45 or less is particularly preferable. The refractive index of the optical film 12L is determined by the type of resin contained in the paint, and in some cases, the type and amount of fine particles. If the refractive index is higher than 1.69, a difference in refractive index from the optical film 12H cannot be secured, and the reflection characteristics when laminated on the optical film 12H are not sufficient, and the characteristics as a screen are insufficient. . Moreover, it is difficult to form a film having a refractive index lower than 1.3, and the refractive index 1.3 is the lower limit in production. The film thickness of this optical film is 80 nm to 15 μm, more preferably 600 to 1000 nm.

図５は、反射波長を４５７ｎｍ（青色）、５３２ｎｍ（緑色）、６４７ｎｍ（赤色）に合わせた場合における波長選択層１０の構成の一例である。光学多層膜１２ａ，１２ｂは、共に５層構成とされている。すなわち、基板１１の一方の主面上に、第１の光学膜１２Ｈ、第１の光学膜１２Ｌ、第２の光学膜１２Ｈ、第２の光学膜１２Ｌ、第３の光学膜１２Ｈを順次積層して光学多層膜１２ａを構成している。また、基板１１の他方の主面上に、第４の光学膜１２Ｈ、第３の光学膜１２Ｌ、第５の光学膜１２Ｈ、第４の光学膜１２Ｌ、第６の光学膜１２Ｈを順次積層して光学多層膜１２ｂを構成している。   FIG. 5 shows an example of the configuration of the wavelength selection layer 10 when the reflection wavelength is adjusted to 457 nm (blue), 532 nm (green), and 647 nm (red). Each of the optical multilayer films 12a and 12b has a five-layer structure. That is, the first optical film 12H, the first optical film 12L, the second optical film 12H, the second optical film 12L, and the third optical film 12H are sequentially stacked on one main surface of the substrate 11. The optical multilayer film 12a is thus configured. Further, the fourth optical film 12H, the third optical film 12L, the fifth optical film 12H, the fourth optical film 12L, and the sixth optical film 12H are sequentially stacked on the other main surface of the substrate 11. The optical multilayer film 12b is thus configured.

また、この場合、基板１１は、材料としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用し、厚みを１８８μｍとしている。第１〜第６の光学膜１２Ｈは、酸化チタン（ＴｉＯ₂）微粒子の分散液を用いて、ディップコーティングを繰り返し行うことで、屈折率を１．９４とし、膜厚を７３６ｎｍとしている。第１および第３の光学膜１２Ｌは、旭硝子株式会社製のフッ素系樹脂（商品名：サイトップ）の溶液を用いて、ディップコーティングを繰り返し行うことで、屈折率を１．３４とし、膜厚を８７３ｎｍとしている。第２および第４の光学膜１２Ｌは、旭硝子株式会社製のフッ素系樹脂（商品名：サイトップ）の溶液を用いて、ディップコーティングを繰り返し行うことで、屈折率を１．３４とし、膜厚を１０６６ｎｍとしている。 In this case, the substrate 11 uses polyethylene terephthalate (PET) as a material and has a thickness of 188 μm. The first to sixth optical films 12H have a refractive index of 1.94 and a film thickness of 736 nm by repeatedly performing dip coating using a dispersion of titanium oxide (TiO ₂ ) fine particles. The first and third optical films 12L have a refractive index of 1.34 by repeatedly performing dip coating using a solution of a fluorine-based resin (trade name: Cytop) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. Is 873 nm. The second and fourth optical films 12L have a refractive index of 1.34 and a film thickness by repeatedly performing dip coating using a solution of fluorine resin (trade name: Cytop) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. Is 1066 nm.

これにより、波長選択層１０は、例えば図６に示すような選択波長反射特性を有する。図中、破線は波長選択層１０の選択波長反射特性を示し、実線は画像投射装置２に使用する発光ダイオードのスペクトルの一例を示す。すなわち、波長選択層１０は、画像投射装置２の光源である発光ダイオードのスペクトルに対応した選択波長反射特性を有している。   Thereby, the wavelength selection layer 10 has a selection wavelength reflection characteristic as shown in FIG. 6, for example. In the figure, the broken line indicates the selected wavelength reflection characteristic of the wavelength selection layer 10, and the solid line indicates an example of the spectrum of the light emitting diode used in the image projection device 2. That is, the wavelength selection layer 10 has a selective wavelength reflection characteristic corresponding to the spectrum of the light emitting diode that is the light source of the image projection apparatus 2.

以上の構成により、光学多層膜１２ａ，１２ｂは、発光ダイオードが発した赤色、緑色、青色の三波長帯の光に対して高反射特性を有し、少なくともこれらの波長領域以外の可視波長域の光に対しては高透過特性を有するようになる。なお、光学膜１２Ｈ、光学膜１２Ｌそれぞれの屈折率や厚みを調整することにより、光学多層膜１２ａ，１２ｂとして反射する三波長帯の波長位置をシフトさせて調整することが可能であり、これにより画像投射装置２から投射される光の波長に対応させた光学多層膜１２ａ，１２ｂとすることができる。   With the above configuration, the optical multilayer films 12a and 12b have high reflection characteristics with respect to light in the three wavelength bands of red, green, and blue emitted from the light emitting diodes, and at least in the visible wavelength region other than these wavelength regions. It has high transmission characteristics for light. In addition, by adjusting the refractive index and thickness of the optical film 12H and the optical film 12L, it is possible to shift and adjust the wavelength positions of the three wavelength bands reflected as the optical multilayer films 12a and 12b. The optical multilayer films 12a and 12b can be made to correspond to the wavelength of light projected from the image projection apparatus 2.

なお、光学多層膜１２ａ，１２ｂを構成する光学膜１２Ｈ及び光学膜１２Ｌの層数は特に限定されるものではなく、所望の層数とすることができる。また、光学多層膜１２ａ，１２ｂは、画像投射装置２から出射された光の入射側及びその反対側の最外層が光学膜１２Ｈとなる奇数層により構成されることが好ましい。光学多層膜１２ａ，１２ｂを奇数層の構成とすることにより、偶数層とした構成の場合よりも三原色波長帯域フィルタとして機能が優れたものとなる。   In addition, the number of layers of the optical film 12H and the optical film 12L constituting the optical multilayer films 12a and 12b is not particularly limited, and can be a desired number of layers. Moreover, it is preferable that the optical multilayer films 12a and 12b are configured by odd-numbered layers in which the outermost layer on the incident side of the light emitted from the image projection device 2 and the opposite side thereof are the optical film 12H. By configuring the optical multilayer films 12a and 12b as odd-numbered layers, the function as a three-primary-color wavelength band filter is superior to the case where the even-numbered layers are configured.

光学多層膜１２ａ，１２ｂの具体的な層数は３〜７層の奇数層とすることが好ましい。層数が２以下の場合には反射層としての機能が十分ではないためである。一方、層数が多いほど反射率は増加するが、層数８以上では反射率の増加率が小さくなり、光学多層膜１２ａ，１２ｂの形成所要時間をかけるほど反射率の改善効果が得られなくなるためである。   The specific number of layers of the optical multilayer films 12a and 12b is preferably an odd number of 3 to 7. This is because when the number of layers is 2 or less, the function as a reflective layer is not sufficient. On the other hand, the reflectivity increases as the number of layers increases, but the increase rate of reflectivity decreases when the number of layers is 8 or more, and the effect of improving reflectivity cannot be obtained as the time required for forming the optical multilayer films 12a and 12b is increased. Because.

（光吸収層）
光吸収層１３は、光学多層膜１２ａ，１２ｂを透過した少なくとも可視光域の光を吸収するためのもので、光学多層膜１２ｂ上に設けられている。光吸収層１３は、例えば、光学多層膜１２ｂ上に黒色の樹脂フィルムを貼り付けて形成される。あるいは、光学多層膜１２ｂ上に黒色塗料を塗布して形成されるようにしてもよい。 (Light absorption layer)
The light absorption layer 13 is for absorbing at least light in the visible light region transmitted through the optical multilayer films 12a and 12b, and is provided on the optical multilayer film 12b. The light absorption layer 13 is formed, for example, by pasting a black resin film on the optical multilayer film 12b. Alternatively, it may be formed by applying a black paint on the optical multilayer film 12b.

（光拡散層）
光拡散層１４は、拡散板１４ａによって構成されている。拡散板１４ａは、母材と屈折率の異なる粒子からなる拡散材を分散させた構造を有している。なお、図４に示すように、拡散板１４ａの外側に、特定方向からの入射光のみを透過させ、他方向からの入射光を表面で散乱させる機能を有する偏光板１４ｂを設けても良い。光拡散層１４は、拡散結像機能および視野角制御機能を実現している。なお、一実施形態では、この光拡散層１４によって、スクリーン１の垂直および水平方向の視野角が自動車３の車内空間に適した範囲に絞られている。これによって、外光、すなわち太陽光の影響を低減できる。 (Light diffusion layer)
The light diffusion layer 14 is constituted by a diffusion plate 14a. The diffusion plate 14a has a structure in which a diffusion material composed of particles having a refractive index different from that of the base material is dispersed. In addition, as shown in FIG. 4, you may provide the polarizing plate 14b which has the function to permeate | transmit only the incident light from a specific direction, and to scatter the incident light from another direction on the surface outside the diffusion plate 14a. The light diffusion layer 14 realizes a diffusion imaging function and a viewing angle control function. In one embodiment, the light diffusion layer 14 narrows the vertical and horizontal viewing angles of the screen 1 to a range suitable for the interior space of the automobile 3. Thereby, the influence of external light, that is, sunlight can be reduced.

光拡散層１４の構成材料は、画像投射装置２で使用する波長域の光を透過する性質のものであれば特に制約はなく、光拡散層１４として通常使用されるガラスやプラスチックなどでよい。また、光拡散層１４は、拡散結像機能および視野角制御機能を有するのであれば、拡散板１４ａと偏光板１４ｂとで構成することに限ったものではない。例えば片面の表面が凹凸形状となっている拡散板１４ａを貼り合わせたり、光学多層膜１２ａ上に透明エポキシ樹脂を塗布し、エンボス加工などにより表面に凹凸を設けたりしてもよいし、すでにそのような形状となった拡散フィルムを光学多層膜１２ａ上に貼り合わせたりすることで拡散結像機能を実現してもよい。また、拡散板１４ａを構成する材料の屈折率や表面の凹凸形状などを調整することによって、視野角制御機能を実現してもよい。   The constituent material of the light diffusion layer 14 is not particularly limited as long as it has a property of transmitting light in the wavelength region used in the image projection apparatus 2, and may be glass or plastic that is usually used as the light diffusion layer 14. Further, the light diffusing layer 14 is not limited to being composed of the diffusing plate 14a and the polarizing plate 14b as long as it has a diffusing imaging function and a viewing angle control function. For example, the diffusion plate 14a having a concavo-convex shape on one surface may be bonded together, or a transparent epoxy resin may be applied on the optical multilayer film 12a, and the surface may be provided with concavo-convexities. The diffusion imaging function may be realized by bonding the diffusion film having such a shape onto the optical multilayer film 12a. Further, the viewing angle control function may be realized by adjusting the refractive index of the material constituting the diffusion plate 14a, the surface irregularity, and the like.

光学多層膜１２ａで選択的に反射された光は光拡散層１４を透過して出射される際に拡散し、視聴者はこの拡散した反射光を観察することで自然な画像を視認することができるようになる。   The light selectively reflected by the optical multilayer film 12a diffuses when emitted through the light diffusion layer 14, and the viewer can visually recognize a natural image by observing the diffused reflected light. become able to.

スクリーン１によって、画像投射装置２からの特定波長の光を反射し、太陽光などのそれ以外の波長領域の入射光を透過・吸収する選択反射が可能となり、スクリーン１上の映像の黒レベルを下げて高コントラストを達成し、自動車３の車内が明るい状態でもコントラストの高い映像を表示することが可能となる。   The screen 1 enables selective reflection that reflects light of a specific wavelength from the image projection device 2 and transmits / absorbs incident light in other wavelength regions such as sunlight, so that the black level of the image on the screen 1 can be reduced. It is possible to achieve a high contrast by lowering and to display an image with a high contrast even when the interior of the automobile 3 is bright.

すなわち、スクリーン１に入射する光は、光拡散層１４を透過し、光学多層膜１２ａ，１２ｂに到達し、当該光学多層膜１２ａ，１２ｂにて入射光に含まれる外光成分は透過されて光吸収層１３で吸収され、映像に関わる特定波長領域の光のみ選択的に反射され、その反射光は光拡散層１４にて拡散および視野角の調整がなされ、画像光として視聴者に供される。したがって、反射光である画像光への外光の影響を高いレベルで排除することができ、従来にない高コントラスト化が可能となる。   That is, the light incident on the screen 1 is transmitted through the light diffusion layer 14 and reaches the optical multilayer films 12a and 12b, and the external light components included in the incident light are transmitted through the optical multilayer films 12a and 12b to be light. Absorbed by the absorption layer 13 and only light in a specific wavelength region relating to the image is selectively reflected. The reflected light is diffused and the viewing angle is adjusted by the light diffusion layer 14 and provided to the viewer as image light. . Therefore, the influence of external light on the image light that is the reflected light can be eliminated at a high level, and an unprecedented high contrast can be achieved.

これにより、従来のプロジェクションシステムでは、しっかりした画像を得るために１０００ルーメン程度の光束が必要とされていたが、スクリーン１を使用することで、５０ルーメン程度の光束でしっかりした画像を得ることができる。すなわち、画像投射装置２の光源として発光ダイオードを使用しても、はっきりした画像を得ることができる。なお、発光ダイオードは、従来のプロジェクションシステムとして広く使用されている放電ランプと比較して、小型で軽量且つ低消費電力であるという利点を有する。   As a result, in the conventional projection system, a light beam of about 1000 lumens is required to obtain a solid image, but by using the screen 1, a solid image can be obtained with a light beam of about 50 lumens. it can. That is, even if a light emitting diode is used as the light source of the image projection apparatus 2, a clear image can be obtained. In addition, the light emitting diode has an advantage that it is small, lightweight, and low in power consumption as compared with a discharge lamp widely used as a conventional projection system.

図７は、外光、すなわち太陽光を１としたときのスクリーンの反射光比を測定した結果の一例である。反射面を白くして入射光を全反射する従来のスクリーン（ホワイトスクリーン）では、外光の反射光比および画像投射装置２からの発光ダイオード光（プロジェクタ光）の反射光比は、共に１である。これに対して、波長選択性を有するスクリーン１（波長選択スクリーン）では、外光の反射光比は１であるが、プロジェクタ光の反射光比は、１．６５と大きくなっている。なお、従来のプロジェクタ装置の光源として広く使用されている超高圧水銀ランプ（ＵＨＰ；Ultra High Pressure Mercury Lamp）の光についても、反射光比は、１．３３と大きくなっている。   FIG. 7 is an example of the result of measuring the reflected light ratio of the screen when external light, that is, sunlight, is 1. In a conventional screen (white screen) that makes the reflecting surface white and totally reflects incident light, the reflected light ratio of outside light and the reflected light ratio of light emitting diode light (projector light) from the image projection apparatus 2 are both 1. is there. On the other hand, in the screen 1 having wavelength selectivity (wavelength selection screen), the reflected light ratio of outside light is 1, but the reflected light ratio of projector light is as large as 1.65. The reflected light ratio of the light from an ultra high pressure mercury lamp (UHP) widely used as a light source of a conventional projector apparatus is as large as 1.33.

従来のホワイトスクリーンでは、太陽光と画像投射装置２からの発光ダイオード光とが同様に反射される為、コントラストは単純に、（発光ダイオード光）／（外光）となるが、スクリーン１は、波長選択性を有する為、発光ダイオード光の反射率を１とすると、外光の反射率は、略０．５５倍となるため、コントラストが高くなる。   In the conventional white screen, since sunlight and the light emitting diode light from the image projection apparatus 2 are similarly reflected, the contrast is simply (light emitting diode light) / (external light). Since it has wavelength selectivity, if the reflectance of the light-emitting diode light is 1, the reflectance of outside light is approximately 0.55 times, so that the contrast becomes high.

次に、この発明の一実施形態によるスクリーン１の製造方法について説明する。まず、高屈折率を有する光学膜１２Ｈを形成するための塗布型光学膜用材料について説明する。   Next, a method for manufacturing the screen 1 according to one embodiment of the present invention will be described. First, a coating type optical film material for forming the optical film 12H having a high refractive index will be described.

塗布型光学膜用材料は、例えばフッ素含有膜上に塗布されて光学膜を形成する材料であって、結合剤が溶解した有機溶媒中に微粒子が分散剤により分散された光学膜用材料である。また、この光学膜用材料は塗布された後に硬化反応により、高屈折率の光学膜となるものである。   The coating optical film material is, for example, a material that is applied onto a fluorine-containing film to form an optical film, and is an optical film material in which fine particles are dispersed by a dispersant in an organic solvent in which a binder is dissolved. . Further, this optical film material becomes a high refractive index optical film by a curing reaction after being applied.

塗布型光学膜用材料は、微粒子と、有機溶媒と、エネルギーを吸収して硬化反応を起こす結合剤と、化学式量が１１０〜３０００である親油基および親水基からなる分散剤とを含有し、分散剤の含有量が微粒子に対して２．２〜２２μｍｏｌ／ｍ²であり、塗布した時の表面張力が１９ｄｙｎｅ／ｃｍ以下となり、例えばフッ素含有基体上に塗布して光学膜を形成する塗布型光学膜用材料である。また、基体であるフッ素含有基体は、フィルム、板、レンズ状など全ての形状の基板や光学薄膜に適用可能である。 The coating optical film material contains fine particles, an organic solvent, a binder that absorbs energy to cause a curing reaction, and a dispersant composed of a lipophilic group and a hydrophilic group having a chemical formula amount of 110 to 3000. The coating is such that the content of the dispersant is 2.2 to 22 μmol / m ² with respect to the fine particles, and the surface tension when applied is 19 dyne / cm or less, for example, coating on a fluorine-containing substrate to form an optical film. Type optical film material. In addition, the fluorine-containing substrate that is a substrate can be applied to substrates and optical thin films of all shapes such as films, plates, and lenses.

塗布型光学膜用材料の微粒子は、成膜された後の光学膜の屈折率を調整するために添加される高屈折率材料の微粒子であり、Ｔｉ，Ｚｒ，Ａｌ，Ｃｅ，Ｓｎ，Ｌａ，Ｉｎ，Ｙ，Ｓｂ等の酸化物、または、Ｉｎ−Ｓｎ等の合金酸化物が挙げられる。なお、光触媒を抑える目的でＴｉ酸化物にＡｌ，Ｚｒ等の酸化物が適当量含有されたとしても、この発明の効果を妨げるものではない。   The fine particles of the coating-type optical film material are fine particles of a high refractive index material that is added to adjust the refractive index of the optical film after film formation, and Ti, Zr, Al, Ce, Sn, La, Examples thereof include oxides such as In, Y, and Sb, and alloy oxides such as In—Sn. Even if an appropriate amount of an oxide such as Al or Zr is contained in the Ti oxide for the purpose of suppressing the photocatalyst, the effect of the present invention is not hindered.

また、微粒子の比表面積は５５〜８５ｍ²／ｇが好ましく、７５〜８５ｍ²／ｇであることがより好ましい。比表面積がこの範囲にあると、微粒子の分散処理により、光学膜用材料中における微粒子の粒度（一次粒子径）を１００ｎｍ以下に抑えることが可能となり、ヘイズの非常に小さな光学膜を得ることが可能である。微粒子の含有量としては、光学膜用材料において２〜２０ｗｔ％であることが好ましい。 Moreover, 55-85 m < ² > / g is preferable and, as for the specific surface area of microparticles | fine-particles, it is more preferable that it is 75-85 m < ² > / g. When the specific surface area is in this range, it is possible to suppress the particle size (primary particle size) of the fine particles in the optical film material to 100 nm or less by dispersing the fine particles, and an optical film having a very small haze can be obtained. Is possible. The content of the fine particles is preferably 2 to 20 wt% in the optical film material.

有機溶媒は、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール等のアルコール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル系溶媒等を用いる。これら有機溶媒は必ずしも１００％純粋である必要はなく、異性体、未反応物、分解物、酸化物、水分等の不純成分が２０％以下であれば含まれていてもかまわない。また、低い表面エネルギーをもつ支持体や光学膜上に塗布するためには、より低い表面張力をもつ溶媒を選択することが望ましく、例えばメチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール等が挙げられる。   Organic solvents include, for example, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, propanol, butanol, isobutyl alcohol, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, ethyl lactate An ester solvent such as ethylene glycol acetate is used. These organic solvents do not necessarily need to be 100% pure, and may contain impurities such as isomers, unreacted products, decomposed products, oxides, and moisture if they are 20% or less. Further, in order to apply on a support or optical film having a low surface energy, it is desirable to select a solvent having a lower surface tension, and examples thereof include methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol and the like.

結合剤は、熱硬化性樹脂、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂、電子線（ＥＢ）硬化型樹脂等があげられる。熱硬化性樹脂、ＵＶ硬化型樹脂、ＥＢ硬化型樹脂の例としてはポリスチレン樹脂、スチレン共重合体、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリアミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。その他の環状（芳香族、複素環式、脂環式等）基を有するポリマーでもよい。また、炭素鎖中にフッ素、シラノール基の入った樹脂でも構わない。   Examples of the binder include a thermosetting resin, an ultraviolet (UV) curable resin, and an electron beam (EB) curable resin. Examples of thermosetting resin, UV curable resin, EB curable resin are polystyrene resin, styrene copolymer, polycarbonate, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, urea resin, melamine resin, polyamine resin, urea Examples include formaldehyde resin. Polymers having other cyclic (aromatic, heterocyclic, alicyclic, etc.) groups may also be used. Further, a resin containing fluorine or silanol group in the carbon chain may be used.

樹脂を硬化反応させる方法は放射線または加熱のいずれでもよいが、紫外線照射により結合剤の硬化反応を行う場合には、重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。ラジカル重合開始剤としては、例えば、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ系開始剤；ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオクトエート等のパーオキシド系開始剤が挙げられる。これらの開始剤の使用量は、重合性単量体合計１００重量部あたり０．２〜１０重量部、より好ましくは０．５〜５重量部とする。結合剤の含有量としては、光学膜用材料において３〜３２ｗｔ％であることが好ましい。   The method of curing the resin may be either radiation or heating. However, when the curing reaction of the binder is performed by ultraviolet irradiation, it is preferably performed in the presence of a polymerization initiator. Examples of radical polymerization initiators include azo initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile); benzoyl peroxide, lauryl peroxide And peroxide initiators such as t-butyl peroctoate. The amount of these initiators used is 0.2 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the total polymerizable monomers. The content of the binder is preferably 3 to 32 wt% in the optical film material.

分散剤は、微粒子の分散性向上とともに、分散によって微粒子表面に配向された分散剤が光学膜用材料の表面上でも配向した形態をとり、少量添加でも塗料である光学膜用材料の表面張力を低下させるのに好適である。分散剤は親油基と親水基とからなり、親水基である極性官能基の導入部位は特に限定されない。   In addition to improving the dispersibility of the fine particles, the dispersant takes a form in which the dispersant oriented on the surface of the fine particles by the dispersion is oriented on the surface of the optical film material. Suitable for lowering. The dispersant is composed of a lipophilic group and a hydrophilic group, and the introduction site of the polar functional group which is a hydrophilic group is not particularly limited.

分散剤に含まれる親油基の重量平均分子量（化学式量）は１１０〜３０００である。分子量が１１０よりも低いと、有機溶媒に対して十分に溶解しないなどの弊害が生じ、分子量が３０００を超えると光学膜中の微粒子の十分な分散性を得ることができない。なお、分散剤には、結合剤と硬化反応を起こすための官能基を有していてもよい。   The weight average molecular weight (chemical formula weight) of the lipophilic group contained in the dispersant is 110 to 3000. If the molecular weight is lower than 110, there are problems such as insufficient dissolution in the organic solvent, and if the molecular weight exceeds 3000, sufficient dispersibility of the fine particles in the optical film cannot be obtained. Note that the dispersant may have a functional group for causing a curing reaction with the binder.

分散剤に含まれる親水基の極性官能基の量は、１０^-3〜１０^-1ｍｏｌ／ｇである。官能基がこれより少ない、あるいは多い場合には、微粒子の分散に対する効果が発現せず、分散性低下などにつながる。また、極性官能基として以下に示すような官能基は凝集状態にならないため、有用である。すなわち、−ＳＯ₃Ｍ、−ＯＳＯ₃Ｍ、−ＣＯＯＭ、Ｐ＝０(ＯＭ)₂（ここで、式中Ｍは、水素原子あるいは、リチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属である。）、３級アミン、４級アンモニウム塩（Ｒ₁(Ｒ₂)(Ｒ₃)ＮＨＸ（ここで、式中Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、水素原子あるいは炭化水素基であり、Ｘ^-は塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素イオンあるいは無機・有機イオンである。））、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＣＮ、エポキシ基等の極性官能基などである。これら分散剤は、１種単独で用いられることが可能であるが、２種以上を併用することも可能である。 The amount of the hydrophilic functional group contained in the dispersant is 10 ⁻³ to 10 ⁻¹ mol / g. When the functional group is smaller or larger than this, the effect on the dispersion of the fine particles is not exhibited, leading to a decrease in dispersibility. Moreover, since the functional group as shown below as a polar functional group does not become an aggregated state, it is useful. That is, —SO ₃ M, —OSO ₃ M, —COOM, P = 0 (OM) ₂ (wherein M is a hydrogen atom or an alkali metal such as lithium, potassium, sodium, etc.), 3 Quaternary amine, quaternary ammonium salt (R ₁ (R ₂ ) (R ₃ ) NHX (where R ₁ , R ₂ , R ₃ are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, X ⁻ is chlorine, bromine) And halogen element ions such as iodine or inorganic / organic ions.)), Polar functional groups such as —OH, —SH, —CN, and epoxy groups. These dispersants can be used singly or in combination of two or more.

分散剤の含有量は、微粒子に対し２．２〜２２μｍｏｌ／ｍ²である。２．２μｍｏｌ／ｍ²より含有量が少ないと光学膜に十分な分散性を得ることができず、さらに効果的な表面張力低下効果も得られない。逆に、２２μｍｏｌ／ｍ²より含有量が多いと、微粒子の分散状態に関わらず表面張力は低下するが、光学膜中における分散剤体積比率が上昇するために、膜屈折率が低下して屈折率の調整範囲が狭くなることから光学膜積層設計が困難となる。なお、分散剤の分子量の測定はゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）法により行えばよい。また、光学膜用材料の塗膜における分散剤の含有量は、総量で微粒子１００重量部に対して、２０〜６０重量部、より好ましくは３８〜５５重量部である。なお、この発明の分散剤以外の結合剤を含む場合には結合基を多く有する多官能ポリマー、またはモノマーが好ましい。 The content of the dispersant is 2.2 to 22 μmol / m ² with respect to the fine particles. When the content is less than 2.2 μmol / m ² , sufficient dispersibility cannot be obtained in the optical film, and further, an effective surface tension lowering effect cannot be obtained. On the other hand, when the content is higher than 22 μmol / m ^{2, the} surface tension decreases regardless of the dispersion state of the fine particles, but the volume ratio of the dispersant in the optical film increases, so that the refractive index of the film decreases and the refractive index decreases. Since the adjustment range of the rate becomes narrow, the optical film stacking design becomes difficult. The molecular weight of the dispersant may be measured by a gel permeation chromatograph (GPC) method. Further, the content of the dispersant in the coating film of the optical film material is 20 to 60 parts by weight, and more preferably 38 to 55 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fine particles. In addition, when a binder other than the dispersant of the present invention is included, a polyfunctional polymer or monomer having many linking groups is preferable.

塗布型光学膜用材料は塗布した時の表面張力が１９ｄｙｎｅ／ｃｍ以下となっており、フッ素含有膜などの表面エネルギーの低い膜上にも均一に塗布することが可能となる。また、塗布された後に、光または熱エネルギーによって硬化反応が促進され高屈折率タイプの光学膜となる。   The coated optical film material has a surface tension of 19 dyne / cm or less when coated, and can be uniformly coated on a film having a low surface energy such as a fluorine-containing film. Further, after the coating, the curing reaction is accelerated by light or thermal energy, and a high refractive index type optical film is obtained.

光学膜用材料の製造に当たっては、混練工程、分散工程及びこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程によって行われる。この発明において使用する微粒子、樹脂、溶媒など全ての原料は何れの工程の最初または途中で添加してもかまわない。また、個々の原料を２つ以上の工程で分割して添加してもかまわない。分散及び混練には、アジター、ペイントシェーカー等の従来公知の装置を用いればよい。   In producing the optical film material, it is performed by a kneading step, a dispersing step, and a mixing step provided before and after these steps. All the raw materials such as fine particles, resin, and solvent used in the present invention may be added at the beginning or during any step. In addition, individual raw materials may be added in two or more steps. For dispersion and kneading, a conventionally known apparatus such as an agitator or a paint shaker may be used.

図８は、この発明の一実施形態によるスクリーンの製造方法を説明するためのフローチャートである。以下、図８を参照しながら、この一実施形態によるスクリーン１の製造方法の一例について説明する。
（ステップＳ１）
まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどからなる基板１１を洗浄する。 FIG. 8 is a flowchart for explaining a screen manufacturing method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, an example of a method for manufacturing the screen 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG.
(Step S1)
First, the substrate 11 made of a polyethylene terephthalate (PET) film or the like is washed.

（ステップＳ２）
次に、例えばディッピング法により、上述の塗布型光学膜用材料を基板１１の両主面に所定量塗布する。そして、塗布型光学膜用材料の塗膜を乾燥後、例えば紫外線を照射して硬化させて、所定膜厚の光学膜１２Ｈを形成する。 (Step S2)
Next, a predetermined amount of the above-described coating type optical film material is applied to both main surfaces of the substrate 11 by, for example, a dipping method. Then, after drying the coating film of the coating type optical film material, for example, it is cured by irradiating with ultraviolet rays to form the optical film 12H having a predetermined film thickness.

（ステップＳ３）
次に、例えばディッピング法により、フッ素を含有した下地層用塗料を光学膜１２Ｈ上に所定量塗布する。そして、その塗膜を乾燥後、例えば熱硬化させ、所定膜厚の光学膜１２Ｌを形成する。これにより、光学膜１２Ｈと光学膜１２Ｌとの積層構成となる。 (Step S3)
Next, a predetermined amount of fluorine-containing underlayer paint is applied onto the optical film 12H by, for example, a dipping method. Then, after drying the coating film, for example, thermosetting is performed to form an optical film 12L having a predetermined film thickness. Thereby, it becomes a laminated structure of the optical film 12H and the optical film 12L.

（ステップＳ４）
次に、例えばディッピング法により、上述した塗布型光学膜用材料を基板１１の最外層にある光学膜１２Ｌ上に塗布する。そして、塗布型光学膜用材料の塗膜を乾燥後、例えば紫外線を照射して硬化させ、所定膜厚の光学膜１２Ｈを形成する。以降、光学多層膜１２ａ，１２ｂの構成に応じて、ステップＳ２，Ｓ３の工程を所定回数行い、基板１１上に光学多層膜１２ａ，１２ｂを形成する。 (Step S4)
Next, the above-described coating type optical film material is applied onto the optical film 12L on the outermost layer of the substrate 11 by, for example, a dipping method. And after drying the coating film of the coating type optical film material, for example, it is cured by irradiating with ultraviolet rays to form an optical film 12H having a predetermined film thickness. Thereafter, the steps S2 and S3 are performed a predetermined number of times according to the configuration of the optical multilayer films 12a and 12b to form the optical multilayer films 12a and 12b on the substrate 11.

（ステップＳ５）
次に、黒色の樹脂フィルムを光学多層膜１２ｂ上に貼り合わせて、光吸収層１３を形成する。なお、黒色の光吸収剤を含有した樹脂を光学多層膜１２ｂ上に塗布し、塗布された樹脂を硬化して、光吸収層１３を形成するようにしてもよい。 (Step S5)
Next, a black resin film is bonded onto the optical multilayer film 12 b to form the light absorption layer 13. Alternatively, the light absorption layer 13 may be formed by applying a resin containing a black light absorber on the optical multilayer film 12b and curing the applied resin.

（ステップＳ６）
次に、光学多層膜１２ａの最外層表面に低屈折率の透明接着剤（ＥＰＯＸＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製ＥＰＯＴＥＫ３９６）を塗布し、その上に板形状の光拡散層１４の拡散板１４ａを接触面として搭載した後に当該接着剤を硬化させて光学多層膜１２ａと光拡散層１４とを貼り合わせる接着層とする。これにより、目的とするスクリーン１が製造される。 (Step S6)
Next, a low refractive index transparent adhesive (EPOTEK396 manufactured by EPOXY TECHNOLOGY) was applied to the outermost layer surface of the optical multilayer film 12a, and the diffusion plate 14a of the plate-shaped light diffusion layer 14 was mounted thereon as a contact surface. Later, the adhesive is cured to form an adhesive layer that bonds the optical multilayer film 12a and the light diffusion layer 14 together. Thereby, the target screen 1 is manufactured.

この製造工程において、表面エネルギーの低い基板１１や光学膜１２Ｌ上に塗布型光学膜用材料を均一に塗布することができる。すなわち、この発明の塗布型光学膜用材料に用いられる分散剤が微粒子に対して所定の関係を有することにより、塗布型光学膜用材料の表面張力が基板１１や光学膜１２Ｌの表面エネルギーよりも低くなり、基板１１や光学膜１２Ｌ上への塗布型光学膜用材料の均一な塗布を実現し、所望の光学膜１２Ｈを形成することが可能となり、ひいては目的の反射特性を有する光学多層膜１２ａ，１２ｂを得ることができる。   In this manufacturing process, the coating optical film material can be uniformly applied onto the substrate 11 and the optical film 12L having a low surface energy. That is, since the dispersant used in the coating optical film material of the present invention has a predetermined relationship with the fine particles, the surface tension of the coating optical film material is higher than the surface energy of the substrate 11 and the optical film 12L. It is possible to achieve a uniform application of a coating type optical film material on the substrate 11 and the optical film 12L, and to form a desired optical film 12H, and thus an optical multilayer film 12a having desired reflection characteristics. , 12b can be obtained.

なお、塗布型光学膜用材料の塗布方法としては、ディッピング法以外にも、グラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、ダイコーティングなど従来公知の塗布方式を用いることができることは言うまでもない。   Needless to say, as a coating method of the coating type optical film material, conventionally known coating methods such as gravure coating, roll coating, blade coating, and die coating can be used in addition to the dipping method.

スクリーン１は、上述した波長選択特性を得られるのであれば、図４に示す構成に限ったものではない。例えば、図４に示すスクリーン１は、ウェットコーティング方式により作製されるものであったが、同様な波長選択特性を得られるのであれば、スクリーン１は、ドライコーティング方式により作製されるものであってもよい。   The screen 1 is not limited to the configuration shown in FIG. 4 as long as the above-described wavelength selection characteristics can be obtained. For example, the screen 1 shown in FIG. 4 is manufactured by the wet coating method, but if the same wavelength selection characteristic can be obtained, the screen 1 is manufactured by the dry coating method. Also good.

図９にドライコーティング方式により作製されるスクリーン１の構成の一例を示す。このスクリーン１は、基板１５上に、ＲＧＢ三原色波長領域のような特定波長領域の光を反射し、それ以外の波長領域の光を吸収する選択反射層１６として、金属膜１７と、誘電体膜１８Ｄi（ｉ＝１、２、…）および透過性を有する光吸収薄膜１８Ｍj（ｊ＝１、２、…）よりなる光学多層膜１８とが形成されており、さらにその上に選択反射層１６の反射光を散乱させる光拡散層１９が形成されている。   FIG. 9 shows an example of the configuration of the screen 1 manufactured by the dry coating method. This screen 1 has a metal film 17 and a dielectric film as a selective reflection layer 16 that reflects light in a specific wavelength region such as the RGB primary color wavelength region and absorbs light in other wavelength regions on the substrate 15. 18Di (i = 1, 2,...) And a light-absorbing thin film 18Mj (j = 1, 2,...) Having transparency, and an optical multilayer film 18 formed thereon. A light diffusion layer 19 that scatters the reflected light is formed.

基板１５はスクリーン１を支持するものであり、種々の材料を使用することができる。スクリーン１として可撓性を持たせたい場合には、厚さが例えば百μｍ単位のプラスチックフィルムが用いられる。このようなプラスチック材料としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリオレフィン（ＰＯ）等が挙げられる。   The substrate 15 supports the screen 1, and various materials can be used. When the screen 1 is desired to have flexibility, a plastic film having a thickness of, for example, a unit of 100 μm is used. Examples of such plastic materials include polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyolefin (PO), and the like.

選択反射層１６は、画像投射装置２からの投射光を主に反射し、それ以外の波長領域光を吸収するよう、投射光の波長領域、例えば三原色波長領域に合わせて設計されるもので、投射光の波長領域は画像投射装置２の光源によって異なる。このような選択反射層１６は、金属膜１７と、少なくとも誘電体膜１８Ｄ₁および透過性を有する光吸収薄膜１８Ｍ₁を含む光学多層膜１８とにより構成される。 The selective reflection layer 16 is designed according to the wavelength region of the projection light, for example, the three primary color wavelength regions so as to mainly reflect the projection light from the image projection device 2 and absorb the other wavelength region light. The wavelength region of the projection light varies depending on the light source of the image projection apparatus 2. Such a selective reflection layer 16 includes a metal film 17 and an optical multilayer film 18 including at least a dielectric film 18D ₁ and a light-absorbing thin film 18M ₁ having transparency.

金属膜１７は、光学多層膜１８を透過した光を反射する反射層として形成されるもので、好ましくは可視波長領域において略均一に反射率の高い金属材料、例えばＡｌ、Ａｇ、Ｎｂ等の金属あるいは合金（例えば、ＡｌＳｉＣｕ等のＡｌ系合金やＡｇＰｄＣｕ等のＡｇ系合金など）が用いられる。膜厚は、光が透過しない厚さが必要で、５０ｎｍ以上が好ましい。このような金属膜１７は、蒸着法やスパッタリング法等を用いて基板１５上に成膜される。   The metal film 17 is formed as a reflective layer that reflects the light transmitted through the optical multilayer film 18, and is preferably a metal material having a substantially uniform reflectivity in the visible wavelength region, such as a metal such as Al, Ag, or Nb. Alternatively, an alloy (for example, an Al-based alloy such as AlSiCu or an Ag-based alloy such as AgPdCu) is used. The film thickness needs to be a thickness that does not transmit light, and is preferably 50 nm or more. Such a metal film 17 is formed on the substrate 15 using an evaporation method, a sputtering method, or the like.

光学多層膜１８を構成する誘電体膜１８Ｄiは、例えばＮｂ₂Ｏ₅（五酸化ニオブ）、ＴｉＯ₂（二酸化チタン）、Ｔａ₂Ｏ₅（五酸化タンタル）、Ａｌ₂Ｏ₃（酸化アルミニウム）またはＳｉＯ₂（二酸化シリコン）からなり、金属膜１７または光吸収薄膜１８Ｍj上に、例えばスパッタリング法を用いて成膜される。また、誘電体膜１８Ｄiは可視波長領域で透明な樹脂膜でもよい。この場合、熱や紫外線で硬化する熱硬化性樹脂等を用いて塗布法により形成することができる。 The dielectric film 18Di constituting the optical multilayer film 18 is, for example, Nb ₂ O ₅ (niobium pentoxide), TiO ₂ (titanium dioxide), Ta ₂ O ₅ (tantalum pentoxide), Al ₂ O ₃ (aluminum oxide) or It is made of SiO ₂ (silicon dioxide) and is formed on the metal film 17 or the light absorption thin film 18Mj by using, for example, a sputtering method. The dielectric film 18Di may be a transparent resin film in the visible wavelength region. In this case, it can be formed by a coating method using a thermosetting resin that is cured by heat or ultraviolet rays.

透過性を有する光吸収薄膜１８Ｍjは、屈折率が１以上で吸収係数が０.５以上の材料により形成される。このような材料としては、例えば、Ｎｂ、Ｎｂ系合金、Ｃ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＮｘＷｙ、Ｍｎ、Ｒｕ、ＰｂＴｅ等が挙げられる。膜厚は５〜２０ｎｍの範囲が好ましい。５ｎｍ未満では十分な光吸収性が得られず、２０ｎｍを超えると光透過性が得られないおそれがある。光吸収薄膜１８Ｍjは誘電体膜１８Ｄi上に、例えばスパッタリング法を用いて成膜される。   The light-absorbing thin film 18Mj having transparency is formed of a material having a refractive index of 1 or more and an absorption coefficient of 0.5 or more. Examples of such materials include Nb, Nb-based alloys, C, Cr, Fe, Ge, Ni, Pd, Pt, Rh, Ti, TiN, TiNxWy, Mn, Ru, and PbTe. The film thickness is preferably in the range of 5 to 20 nm. If the thickness is less than 5 nm, sufficient light absorption cannot be obtained, and if it exceeds 20 nm, light transmittance may not be obtained. The light absorbing thin film 18Mj is formed on the dielectric film 18Di by using, for example, a sputtering method.

選択反射層１６は、例えば三原色波長領域の光に対して、例えば反射率が７０％以上という高い反射特性を有するとともに、この三原色波長領域以外の波長領域の光に対しては、例えば吸収率が７０％以上という高い吸収特性を有するように、光学多層膜の設計が行われる。   The selective reflection layer 16 has, for example, a high reflection characteristic of, for example, a reflectance of 70% or more for light in the three primary color wavelength regions, and has an absorptance for light in wavelength regions other than the three primary color wavelength regions, for example. The optical multilayer film is designed so as to have a high absorption characteristic of 70% or more.

選択反射層１６は、例えば図１０に示すような反射特性を有する。すなわち、光学多層膜１８は、画像投射装置２の光源である発光ダイオードのスペクトルに対応した反射特性を有している。   The selective reflection layer 16 has reflection characteristics as shown in FIG. 10, for example. That is, the optical multilayer film 18 has reflection characteristics corresponding to the spectrum of the light emitting diode that is the light source of the image projection apparatus 2.

ここで、誘電体膜１８Ｄiの各膜厚は、その各膜の厚さをｄ、その各膜の屈折率をｎ、この光学多層膜に入射した光のうち反射させたい光の各波長をλとすると、各膜の光学的厚さｎｄが各波長λに対して以下の式（１）を満足するように設計される。   Here, each film thickness of the dielectric film 18Di is such that the thickness of each film is d, the refractive index of each film is n, and each wavelength of light to be reflected among the light incident on the optical multilayer film is λ. Then, the optical thickness nd of each film is designed to satisfy the following formula (1) for each wavelength λ.

ｎｄ＝λ（α±１／４）（但し、αは自然数である） ・・・（１）     nd = λ (α ± 1/4) (where α is a natural number) (1)

例えば、Ａｌからなる金属膜１７上に、光学多層膜１８としてＮｂ₂Ｏ₅からなる誘電体膜１８Ｄ₁と、Ｎｂからなる光吸収薄膜１８Ｍ₁を順次積層した構成においては、Ａｌ膜（金属膜１７）の厚さが５０ｎｍ、Ｎｂ₂Ｏ₅膜（誘電体膜１８Ｄ₁）の厚さが５３９ｎｍ、Ｎｂ膜（光吸収薄膜１８Ｍ₁）の厚さが６ｎｍとなるように設計することで、三原色波長域光に対して、例えば８０％以上の高い反射率を有し、この三原色波長域光以外の波長領域の光に対しては、例えば８０％以上の高い吸収率を有し、また全波長領域の光に対して例えば略０％の透過率を有する選択反射層１６が得られる。なお、ここでは赤色光（Ｒ）の波長領域が６４２ｎｍ前後、緑色光（Ｇ）の波長領域が５３２ｎｍ前後、青色光（Ｂ）の波長領域が４５７ｎｍ前後の場合を例に挙げている。 For example, in a configuration in which a dielectric film 18D _{1 made} of Nb ₂ O ₅ and a light absorption thin film 18M ₁ made of Nb are sequentially laminated on the metal film 17 made of Al as an optical multilayer film 18, an Al film (metal film 17) The three primary colors are designed so that the thickness of 17) is 50 nm, the thickness of the Nb ₂ O ₅ film (dielectric film 18D ₁ ) is 539 nm, and the thickness of the Nb film (light absorption thin film 18M ₁ ) is 6 nm. It has a high reflectance of, for example, 80% or more with respect to wavelength band light, and has a high absorption ratio of, for example, 80% or more with respect to light in a wavelength area other than these three primary color wavelength band lights. For example, the selective reflection layer 16 having a transmittance of about 0% with respect to the light in the region is obtained. Here, the case where the wavelength region of red light (R) is around 642 nm, the wavelength region of green light (G) is around 532 nm, and the wavelength region of blue light (B) is around 457 nm is taken as an example.

このような構成を有する選択反射層１６は、三原色波長域光に対して高反射特性を有し、三原色波長域光以外の波長領域の光に対して高吸収特性を有するので、外光レベルが高い環境でもスクリーンの白レベルは高いままで黒レベルは低く抑えられる。また、選択反射層１６を構成する光学多層膜１８の積層数が少なく、膜厚が薄いことから、可撓性を有する基板１５を用いることで、可撓性を有するスクリーン１を作成することができる。   The selective reflection layer 16 having such a configuration has a high reflection characteristic with respect to light in the three primary color wavelength ranges and a high absorption characteristic with respect to light in a wavelength range other than the three primary color wavelength ranges, so that the external light level is low. Even in high environments, the white level of the screen remains high and the black level is kept low. Moreover, since the number of optical multilayer films 18 constituting the selective reflection layer 16 is small and the film thickness is small, the flexible screen 1 can be produced by using the flexible substrate 15. it can.

選択反射層１６は、膜厚依存性が小さく、したがって入射角度依存性も小さくなるため、広視野角特性が得られる。選択反射層１６における光学多層膜１８は、最小積層数が２層であるが、さらに層数を増やすことができる。例えば、５０ｎｍ厚のＡｌの金属膜１７上に、５３４ｎｍ厚のＮｂ₂Ｏ₅の誘電体膜１８Ｄ₁、１９ｎｍ厚のＮｂの光吸収薄膜１８Ｍ₁、５３４ｎｍ厚のＮｂ₂Ｏ₅の誘電体膜１８Ｄ₂が順次積層された光学多層膜１８の積層数が３層の構成とすることができる。この場合、光学多層膜１８の積層数が２層の構成と比較して、三原色波長領域における反射ピークの半値幅が小さくなり、スクリーン１の黒レベルをさらに下げることが可能になる。 The selective reflection layer 16 has a small film thickness dependency, and hence a small incident angle dependency, so that a wide viewing angle characteristic can be obtained. The optical multilayer film 18 in the selective reflection layer 16 has a minimum number of stacked layers of two, but the number of layers can be further increased. For example, on a 50 nm thick Al metal film 17, a 534 nm thick Nb ₂ O ₅ dielectric film 18 D ₁ , a 19 nm thick Nb light absorbing thin film 18 M ₁ , and a 534 nm thick Nb ₂ O ₅ dielectric film 18 D. _The number of stacked optical multilayer films 18 in which ₂ is sequentially stacked can be three. In this case, the half-value width of the reflection peak in the three primary color wavelength regions is smaller than in the configuration in which the number of stacked optical multilayer films 18 is two, and the black level of the screen 1 can be further lowered.

さらに光学多層膜１８の積層数を５層とし、５０ｎｍ厚のＡｌの金属膜１７上に、例えば、５５１ｎｍ厚のＮｂ₂Ｏ₅の誘電体膜１８Ｄ₁、１７ｎｍ厚のＮｂの光吸収薄膜１８Ｍ₁、５５１ｎｍ厚のＮｂ₂Ｏ₅の誘電体膜１８Ｄ₂、１３ｎｍ厚のＮｂの光吸収薄膜１８Ｍ₂、５５１ｎｍ厚のＮｂ₂Ｏ₅の誘電体膜１８Ｄ₃が順次積層された構成では、光学多層膜１８の積層数が３層の場合と比較して、三原色波長領域における反射ピークの半値幅をさらに小さくすることができる。このように、光学多層膜１８の積層数が多くなるにつれて、三原色波長領域における反射ピークの半値幅を小さくできる。 Further, the number of optical multilayer films 18 is five, and a 50 nm thick Al metal film 17 is formed on, for example, a 551 nm thick Nb ₂ O ₅ dielectric film 18D ₁ and a 17 nm thick Nb light absorbing thin film 18M _1. , A 551 nm thick Nb ₂ O ₅ dielectric film 18D ₂ , a 13 nm thick Nb light absorbing thin film 18M ₂ , and a 551 nm thick Nb ₂ O ₅ dielectric film 18D ₃ are sequentially laminated. Compared to the case where the number of 18 layers is three, the half-value width of the reflection peak in the three primary color wavelength regions can be further reduced. Thus, as the number of stacked optical multilayer films 18 increases, the half-value width of the reflection peak in the three primary color wavelength regions can be reduced.

また、三原色波長領域における反射ピークの半値幅は、誘電体膜１８Ｄiの屈折率によっても変化する。誘電体膜１８Ｄiの屈折率が小さいほど、三原色波長領域における反射ピークの半値幅を小さくなる。したがって、誘電体膜１８Ｄiの誘電体材料は、必要とされるスクリーン１の光学特性に応じて適宜に選択される。ちなみに、三原色波長領域における反射ピークの半値幅が小さいほど黒レベルが下がるが、視野角は反射ピークの半値幅が大きいほど広くなる。   Further, the half width of the reflection peak in the three primary color wavelength regions also varies depending on the refractive index of the dielectric film 18Di. The smaller the refractive index of the dielectric film 18Di, the smaller the half width of the reflection peak in the three primary color wavelength regions. Therefore, the dielectric material of the dielectric film 18Di is appropriately selected according to the required optical characteristics of the screen 1. Incidentally, the black level decreases as the half-value width of the reflection peak in the three primary color wavelength regions decreases, but the viewing angle increases as the half-value width of the reflection peak increases.

上述したように、選択反射層１６は金属膜１７と光学多層膜１８とで構成されるが、金属膜１７は光学多層膜１８の透過光を反射するもので、選択反射層１６の光学特性は光学多層膜１８に依存する。三原色波長領域以外の波長領域において反射率が非常に低くなる光学多層膜１８が金属膜１７上に形成されることで、この発明の光学特性を有する選択反射層１６が得られる。   As described above, the selective reflection layer 16 is composed of the metal film 17 and the optical multilayer film 18. The metal film 17 reflects the light transmitted through the optical multilayer film 18, and the optical characteristics of the selective reflection layer 16 are as follows. Depends on the optical multilayer film 18. The selective reflection layer 16 having the optical characteristics of the present invention is obtained by forming the optical multilayer film 18 having a very low reflectance in the wavelength region other than the three primary color wavelength regions on the metal film 17.

また、光学多層膜１８は、誘電体膜１８Ｄiと光吸収薄膜１８Ｍjを交互に積層したものに限定されない。例えば、Ａｌ（５０ｎｍ厚）の金属膜１７上に、光学多層膜１８として、Ｎｂ₂Ｏ₅（５３４ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₁、Ｎｂ（１９ｎｍ厚）の光吸収薄膜１８Ｍ₁の２層構造上に、Ｎｂ₂Ｏ₅（５３８ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₂、ＳｉＯ₂（９８８ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅（５１８ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₄が順次積層された構成では、三原色波長領域における反射率ピークをさらに高くすることができ、これによりスクリーン１の白レベルをさらに上昇させることができる。これは画像投射装置２の光源パワーが低い場合に有効である。 Further, the optical multilayer film 18 is not limited to the one in which the dielectric films 18Di and the light absorption thin films 18Mj are alternately stacked. For example, a two-layer structure of an Nb ₂ O ₅ (534 nm thick) dielectric film 18D ₁ and an Nb (19 nm thick) light-absorbing thin film 18M ₁ as an optical multilayer film 18 on an Al (50 nm thick) metal film 17. above, Nb ₂ O ₅ dielectric film 18D ₄ of the dielectric film 18D ₃ of the dielectric film 18D _2, SiO ₂ of (538 nm thick) (988 nm thick), Nb ₂ O ₅ (518 nm thick) are sequentially laminated In the configuration, the reflectance peak in the three primary color wavelength regions can be further increased, and thereby the white level of the screen 1 can be further increased. This is effective when the light source power of the image projection apparatus 2 is low.

光学多層膜１８のさらに他の設計例としては、画像投射装置２の光源がＲＧＢの各波長領域において強度が異なる場合に対応して、選択反射層１６のＲＧＢの各波長領域における反射強度を変えたものが挙げられる。例えば、Ａｌ（５０ｎｍ厚）の金属膜１７上に、光学多層膜１８として、ＳｉＯ₂（５５４ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₁、Ｎｂ₂Ｏ₅（３２７ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₂、Ｎｂ（６ｎｍ厚）の光吸収薄膜１８Ｍ₁が順次積層された構成では、青色光（Ｂ）と赤色光（Ｒ）に比べて、緑色光（Ｇ）の波長領域における反射率を低くできる。 As another design example of the optical multilayer film 18, the reflection intensity of the selective reflection layer 16 in each of the RGB wavelength regions is changed in accordance with the case where the light source of the image projection apparatus 2 has different intensities in the respective RGB wavelength regions. Can be mentioned. For example, on the metal film 17 of Al (50 nm thick), an optical multilayer film 18, the dielectric film 18D ₁ of SiO ₂ (554 nm thick), Nb ₂ O ₅ dielectric film 18D ₂ of (327 nm thick), Nb ( In the configuration in which the light absorption thin film 18M ₁ having a thickness of 6 nm is sequentially stacked, the reflectance in the wavelength region of the green light (G) can be reduced as compared with the blue light (B) and the red light (R).

また、例えば、Ａｌ（５０ｎｍ厚）の金属膜１７上に、光学多層膜１８として、ＳｉＯ₂（４２９ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₁、Ａｌ₂Ｏ₃（３９２ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅（２５４ｎｍ厚）の誘電体膜１８Ｄ₃、Ｎｂ（６ｎｍ厚）の光吸収薄膜１８Ｍ₁が順次積層された構成では、青色光（Ｂ）と緑色光（Ｇ）に比べて、赤色光（Ｒ）の波長領域における反射率を低くできる。 Further, for example, an SiO ₂ (429 nm thick) dielectric film 18D ₁ , an Al ₂ O ₃ (392 nm thick) dielectric film 18D ₂ as an optical multilayer film 18 on an Al (50 nm thick) metal film 17. In the configuration in which the dielectric film 18D _{3 of} Nb ₂ O ₅ (254 nm thickness) and the light absorption thin film 18M ₁ of Nb (6 nm thickness) are sequentially stacked, the red color compared to the blue light (B) and the green light (G). The reflectance in the wavelength region of light (R) can be lowered.

選択反射層１６の上に形成される光拡散層１９は、例えばマイクロレンズアレー（ＭＬＡ）が形成された拡散板であり、可撓性を有する。この光拡散層１９では、選択反射層１６で反射された三原色波長域光が散乱される。これによって、視野角が大きくなり良い視野特性が得られる。また、光拡散層１９は、例えば直径が数μｍ〜数ｍｍ程度である球状の複数のビーズが等間隔に配列されたものでもよい。これらのビーズは例えばガラスや高分子材料等の透明な材料からなる。また、光拡散層１９は、所定の媒質中に例えば銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）等の金属微粒子が分散されたものでもよい。さらに、光拡散層１９は、表面に微細な凹凸形状がランダムに形成された拡散板であってもよい。   The light diffusion layer 19 formed on the selective reflection layer 16 is a diffusion plate on which, for example, a microlens array (MLA) is formed, and has flexibility. In the light diffusion layer 19, the light of the three primary color wavelength regions reflected by the selective reflection layer 16 is scattered. As a result, the viewing angle is increased and good viewing characteristics can be obtained. The light diffusion layer 19 may be formed by arranging a plurality of spherical beads having a diameter of, for example, about several μm to several mm at equal intervals. These beads are made of a transparent material such as glass or a polymer material. Further, the light diffusion layer 19 may be one in which metal fine particles such as silver (Ag) and copper (Cu) are dispersed in a predetermined medium. Further, the light diffusing layer 19 may be a diffusing plate in which fine irregularities are randomly formed on the surface.

ドライコーティング方式により作製されるスクリーン１は、次のようにして製造することができる。ここでは、光学多層膜１８の積層数が２層の場合を例に挙げて説明する。例えば１００μｍ厚さのプラスチックからなる基板１５上に、例えばスパッタリング法を用いて、金属膜１７、誘電体膜１８Ｄ₁、透過性を有する光吸収薄膜１８Ｍ₁を順次積層し、選択反射層１６を形成する。その際、金属膜１７の膜厚は５０ｎｍ以上とし、光学多層膜１８は、金属膜１７上に形成されることで、赤色光、緑色光及び青色光の三原色波長領域光に対して高反射特性を有するとともに、この三原色波長領域以外の波長領域光に対して高吸収特性を有するよう、設計する。最後に、光学多層膜１８の上に、例えば光拡散層１９となる拡散板を貼り合わせることによって、可撓性を有するスクリーン１が得られる。 The screen 1 manufactured by the dry coating method can be manufactured as follows. Here, a case where the number of stacked optical multilayer films 18 is two will be described as an example. For example, a selective reflection layer 16 is formed by sequentially laminating a metal film 17, a dielectric film 18 </ b> D ₁ , and a light-absorbing thin film 18 </ b> M ₁ having transparency on a substrate 15 made of plastic having a thickness of 100 μm, for example, by sputtering. To do. At this time, the film thickness of the metal film 17 is 50 nm or more, and the optical multilayer film 18 is formed on the metal film 17 so that it has high reflection characteristics with respect to light in the three primary color wavelength regions of red light, green light, and blue light. And is designed to have a high absorption characteristic for light in a wavelength region other than the three primary color wavelength regions. Finally, a flexible screen 1 is obtained by bonding, for example, a diffusion plate to be the light diffusion layer 19 on the optical multilayer film 18.

このような光学特性の選択反射層を備えたスクリーン１は、フロント式の画像投射装置２のスクリーンとして用いられる。   The screen 1 provided with the selective reflection layer having such optical characteristics is used as a screen of a front type image projection apparatus 2.

以上のことから、ドライコーティング方式により作製されるスクリーン１においては、誘電体膜１８Ｄiと透過性を有する光吸収薄膜１８Ｍjよりなる光学多層膜１８を金属膜１７上に形成することにより、例えば三原色波長領域の光に対して高反射特性を有し、それ以外の波長領域の光に対しては高吸収特性を有するスクリーン１を得ることができ、白レベルが高く、黒レベルの低い、したがって高輝度、高コントラストのスクリーン１を実現することができる。   From the above, in the screen 1 manufactured by the dry coating method, by forming the optical multilayer film 18 including the dielectric film 18Di and the light-absorbing thin film 18Mj having transparency on the metal film 17, for example, the three primary color wavelengths A screen 1 having high reflection characteristics with respect to light in the region and high absorption characteristics with respect to light in other wavelength regions can be obtained, and the white level is high and the black level is low, and thus high brightness. A high-contrast screen 1 can be realized.

また、誘電体膜１８Ｄiと透過性を有する光吸収薄膜１８Ｍjよりなる光学多層膜１８は、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した光学多層膜１８と比べて、膜厚依存性が小さく、入射角依存性が小さいため、広い視野角を得ることができ、大画面化を図ることができるとともに、製造マージンを大きくすることができ、生産性を向上させることができる。   Further, the optical multilayer film 18 composed of the dielectric film 18Di and the light-absorbing thin film 18Mj having transparency has a film thickness dependency as compared with the optical multilayer film 18 in which high refractive index layers and low refractive index layers are alternately stacked. Since it is small and has a small incident angle dependency, a wide viewing angle can be obtained, a large screen can be achieved, a manufacturing margin can be increased, and productivity can be improved.

また、光学多層膜１８における誘電体膜１８Ｄiの屈折率や積層数により、例えば三原色波長領域における反射ピークの半値幅を小さくしたり、または大きくしたり、任意に調整することができ、画像投射装置２の光源に合わせて、コントラストと視野角を考慮した画質の優れたスクリーン１を得ることができる。   In addition, the half-value width of the reflection peak in the three primary color wavelength regions can be reduced, increased, or arbitrarily adjusted depending on the refractive index and the number of layers of the dielectric film 18Di in the optical multilayer film 18, and the image projection apparatus In accordance with the two light sources, it is possible to obtain a screen 1 with excellent image quality in consideration of contrast and viewing angle.

また、光学多層膜１８の設計により、三原色波長領域の光に対する反射率を上げたり、または下げたり、任意に調整することができ、画像投射装置２の光源パワーに合わせた高コントラストのスクリーン１を実現することができる。   Further, the design of the optical multilayer film 18 can increase or decrease the reflectance for light in the three primary color wavelength regions, and can be arbitrarily adjusted, and the high-contrast screen 1 that matches the light source power of the image projection apparatus 2 can be obtained. Can be realized.

また、光学多層膜１８の設計により、ＲＧＢの各波長領域における反射率をそれぞれ調整することができ、ＲＧＢの各波長領域における画像投射装置２の光源強度に合わせて映像の色調整が可能なスクリーン１を実現することができる。   Further, the optical multilayer film 18 can be designed to adjust the reflectance in each of the RGB wavelength regions, and to adjust the image color according to the light source intensity of the image projection apparatus 2 in each of the RGB wavelength regions. 1 can be realized.

さらに、使用形態に合わせて任意の材料の基板１５を用いることができ、可撓性を有する基板１５を用いた場合には、選択反射層１６の金属膜１７および光学多層膜１８の膜厚が薄いため、可撓性を有するスクリーン１を得ることができる。   Furthermore, a substrate 15 made of any material can be used in accordance with the use form. When the flexible substrate 15 is used, the thickness of the metal film 17 and the optical multilayer film 18 of the selective reflection layer 16 is as follows. Since it is thin, the flexible screen 1 can be obtained.

なお、図１に示す例では、選択反射層１８の上に光拡散層１９が形成されているが、基板１５の表面に多数の凸部（あるいは凹部）を設けて、その上に基板１５の表面形状にそった形状の選択反射層１６を形成するようにしてもよい。この構成では、凸部（あるいは凹部）の形状によって光の散乱を制御することができるので、光拡散層１９が不要となり、スクリーン１の厚さをさらに薄くすることができるとともに、コストの低減を図ることができる。   In the example shown in FIG. 1, the light diffusion layer 19 is formed on the selective reflection layer 18. However, a large number of convex portions (or concave portions) are provided on the surface of the substrate 15, and the substrate 15 is provided thereon. You may make it form the selective reflection layer 16 of the shape according to the surface shape. In this configuration, since light scattering can be controlled by the shape of the convex part (or concave part), the light diffusion layer 19 is not required, the thickness of the screen 1 can be further reduced, and the cost can be reduced. Can be planned.

次に、画像投射装置２について説明する。図１１は、この発明の一実施形態による画像投射装置２の構成の一例である。図１２は、画像投射装置２で使用する発光ダイオードの仕様および波長特性の一例を示す。この画像投射装置２は、３板の透過型液晶プロジェクタ装置であり、主として、第１の光源２１Ｇ、第２の光源２１Ｂ、第３の光源２１Ｒ、ライトパイプ２２Ｇ，２２Ｂ，２２Ｒ、三角プリズム２３Ｂ，２３Ｒ、液晶パネル２４Ｇ，２４Ｂ，２４Ｒ、ＰＢＣ（Polarized Beam Combiner）２５および投射レンズ２６から構成される。   Next, the image projection apparatus 2 will be described. FIG. 11 is an example of the configuration of the image projection apparatus 2 according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 shows an example of specifications and wavelength characteristics of a light emitting diode used in the image projection apparatus 2. The image projection apparatus 2 is a three-plate transmissive liquid crystal projector apparatus, and mainly includes a first light source 21G, a second light source 21B, a third light source 21R, light pipes 22G, 22B, 22R, a triangular prism 23B, 23R, liquid crystal panels 24G, 24B, 24R, a PBC (Polarized Beam Combiner) 25, and a projection lens 26.

第１の光源２１Ｇは、緑色の発光ダイオードであり、緑色光をライトパイプ２２Ｇに出射する。第２の光源２１Ｂは、青色の発光ダイオードであり、青色光をライトパイプ２２Ｂに出射する。第２の光源２１Ｒは、赤色の発光ダイオードであり、赤色光をライトパイプ２２Ｒに出射する。これら緑色、青色および赤色の発光ダイオードとして、自動車３のバッテリ４の電池電圧に対応したものを使用する構成とすることで、電圧変換のための回路が不要となり、画像投射装置２をより小型化できる。   The first light source 21G is a green light emitting diode, and emits green light to the light pipe 22G. The second light source 21B is a blue light emitting diode, and emits blue light to the light pipe 22B. The second light source 21R is a red light emitting diode, and emits red light to the light pipe 22R. As these green, blue, and red light emitting diodes, those that correspond to the battery voltage of the battery 4 of the automobile 3 are used, so that a circuit for voltage conversion becomes unnecessary, and the image projection device 2 is further downsized. it can.

ライトパイプ２２Ｇ，２２Ｂ，２２Ｒは、アクリル、ポリカーボネート等から形成されるチューブ状部材であり、内部で入射光を多重反射することで面内の輝度分布を均一化し、発光ダイオードの光を効率良く液晶パネルに導く導光板として機能する。ライトパイプ２２Ｇは、第１の光源２１Ｇから入射された緑色光の輝度分布を均一化し、液晶パネル２４Ｇに出射する。ライトパイプ２２Ｂは、第２の光源２１Ｂから入射された青色光の輝度分布を均一化し、三角プリズム２３Ｂに出射する。ライトパイプ２２Ｒは、第３の光源２１Ｒから入射された赤色光の輝度分布を均一化し、三角プリズム２３Ｒに出射する。   The light pipes 22G, 22B, and 22R are tube-shaped members formed of acrylic, polycarbonate, or the like, and uniform in-plane luminance distribution is achieved by multiple reflection of incident light inside, and light from the light emitting diode is efficiently liquid crystal. Functions as a light guide plate leading to the panel. The light pipe 22G equalizes the luminance distribution of the green light incident from the first light source 21G and emits it to the liquid crystal panel 24G. The light pipe 22B equalizes the luminance distribution of the blue light incident from the second light source 21B and emits it to the triangular prism 23B. The light pipe 22R equalizes the luminance distribution of the red light incident from the third light source 21R and emits it to the triangular prism 23R.

三角プリズム２３Ｂ，２３Ｒは、ミラー処理されており、入射光を反射するものである。三角プリズム２３Ｂは、ライトパイプ２２Ｂから入射された青色光を反射して、液晶パネル２４Ｂに出射する。三角プリズム２３Ｒは、ライトパイプ２２Ｒから入射された赤色光を反射して、液晶パネル２４Ｒに出射する。   The triangular prisms 23B and 23R are mirrored and reflect incident light. The triangular prism 23B reflects the blue light incident from the light pipe 22B and emits it to the liquid crystal panel 24B. The triangular prism 23R reflects the red light incident from the light pipe 22R and emits it to the liquid crystal panel 24R.

液晶パネル２４Ｇ，２４Ｂ，２４Ｒは、それぞれ図示しない制御部によって制御され、入射光を空間変調して出射するものである。液晶パネル２４Ｇは、ライトパイプ２２Ｇから出射された緑色光を空間変調してＰＢＣ２５に出射する。液晶パネル２４Ｂは、三角プリズム２３Ｂから出射された青色光を空間変調してＰＢＣ２５に出射する。液晶パネル２４Ｒは、三角プリズム２３Ｒから出射された赤色光を空間変調してＰＢＣ２５に出射する。   The liquid crystal panels 24G, 24B, and 24R are controlled by a control unit (not shown), respectively, and emit incident light with spatial modulation. The liquid crystal panel 24G spatially modulates the green light emitted from the light pipe 22G and outputs the green light to the PBC 25. The liquid crystal panel 24B spatially modulates the blue light emitted from the triangular prism 23B and emits it to the PBC 25. The liquid crystal panel 24R spatially modulates the red light emitted from the triangular prism 23R and emits it to the PBC 25.

ＰＢＣ２５は、液晶パネル２４Ｂ，２４Ｇ，２４Ｒから入射された３色の光を合成して投射レンズ２６に出射する。投射レンズ２６は、ＰＢＣ２５から入射された光を、光の像としてスクリーン１に対して投射する。これによって、スクリーン１に画像が映し出される。   The PBC 25 combines the light of the three colors incident from the liquid crystal panels 24B, 24G, and 24R and outputs the combined light to the projection lens 26. The projection lens 26 projects the light incident from the PBC 25 onto the screen 1 as a light image. As a result, an image is displayed on the screen 1.

この投射型画像表示システムでは、外光の影響を低減し、従来のホワイトスクリーンと比較した場合、より高コントラストの画像表示が可能であるが、例えば良く晴れた日に直射日光が当たるような非常に明るい状況下では、外光の影響が大きくなり、画像が見えにくい場合が発生する。この場合、上述したように、スクリーン１の周辺光、すなわち自動車３の車内に入射する外光を、図３Ｄに示すように、画像投射装置２の発光ダイオードが発する波長以外の光が透過するように調光することで、外光の影響を低減し、コントラストをさらに高め、画像を見やすくすることができる。   In this projection type image display system, the influence of external light is reduced, and a higher contrast image display is possible when compared with a conventional white screen. Under bright conditions, the influence of external light increases, and the image may be difficult to see. In this case, as described above, the ambient light of the screen 1, that is, the external light incident on the inside of the automobile 3 is transmitted through the light other than the wavelength emitted by the light emitting diode of the image projection device 2 as shown in FIG. 3D. By dimming the light, it is possible to reduce the influence of external light, further increase the contrast, and make the image easier to see.

例えば、調光眼鏡に使用されているエレクトロクロミック材料を、自動車３の後部シートのサイドウィンドウおよびリアウィンドウ等の窓ガラスにコーティングし、強い外光が当たると自動的に透過率が下がるようにして調光する。   For example, the electrochromic material used for light control glasses is coated on the window glass such as the side window and rear window of the rear seat of the automobile 3 so that the transmittance is automatically lowered when exposed to strong external light. Light control.

また、例えば、光センサを用いて自動的に調光するようにしてもよい。図１３は、自動調光機能を有する投射型画像表示システムの構成の一例を示す。この調光機能を有する投射型画像表示システムは、上述したスクリーン１、画像投射装置２、バッテリ４に加え、光センサ５、コントロールボックス６および調光機能付きウィンドウ７を有する。   For example, the light may be automatically adjusted using an optical sensor. FIG. 13 shows an example of the configuration of a projection type image display system having an automatic light control function. This projection type image display system having a dimming function includes a light sensor 5, a control box 6, and a window 7 with a dimming function, in addition to the screen 1, the image projecting device 2, and the battery 4 described above.

コントロールボックス６は、光センサ５と調光機能付きウィンドウ７とに接続されており、調光機能付きウィンドウ７による調光を光センサ５の測定結果に基づき制御する。なお、コントロールボックス６および調光機能付きウィンドウ７は、バッテリ４と接続されており、それぞれバッテリ４から供給される電源によって画像投射装置２の電源スイッチと連動して動作する。   The control box 6 is connected to the optical sensor 5 and the window 7 with dimming function, and controls dimming by the window 7 with dimming function based on the measurement result of the optical sensor 5. The control box 6 and the window 7 with dimming function are connected to the battery 4 and operate in conjunction with the power switch of the image projection apparatus 2 by the power supplied from the battery 4.

光センサ５は、スクリーン１に設置されている。なお、光センサ５の設置場所は、スクリーン１に限らず、天井、シート、床など自動車３の車内の照度を測定するのに適した他の場所に設置してもよい。   The optical sensor 5 is installed on the screen 1. The installation location of the optical sensor 5 is not limited to the screen 1 and may be installed in another location suitable for measuring the illuminance in the vehicle 3 such as a ceiling, a seat, or a floor.

コントロールボックス６は、例えばマイクロコンピュータを有しており、光センサ５が検出した光の強さに応じた調光制御信号を生成する。例えば、光センサ５によって、自動車３の車内が一般のリビングルーム並みの照度（例えば４００ルクス）以上であると判別されたときに、調光制御信号を生成する。コントロールボックス６で生成された調光制御信号は、調光機能付きウィンドウ７に供給される。   The control box 6 has a microcomputer, for example, and generates a dimming control signal corresponding to the intensity of light detected by the optical sensor 5. For example, when the light sensor 5 determines that the interior of the automobile 3 has an illuminance (e.g., 400 lux) or more equivalent to that of a general living room, a dimming control signal is generated. The dimming control signal generated by the control box 6 is supplied to the window 7 with a dimming function.

調光機能付きウィンドウ７は、例えば自動車３の後部シートのサイドウィンドウおよびリアウィンドウである。調光機能付きウィンドウ７は、透過率が変化する透過率可変材料からなるフィルムが貼り付けられたウィンドウであり、電気的にスイッチをオンにすることで透過率が低下する構成とされている。調光機能付きウィンドウ７は、コントロールボックス６から供給された調光制御信号によって、スイッチがオンとなり透過率を低くする。このとき、図３Ｄに示した周波数特性に近くすることが好ましい。   The window 7 with a light control function is, for example, a side window and a rear window of a rear seat of the automobile 3. The window 7 with a light control function is a window on which a film made of a transmittance variable material whose transmittance is changed is attached, and the transmittance is lowered when the switch is electrically turned on. The dimming function window 7 is turned on by the dimming control signal supplied from the control box 6 to lower the transmittance. At this time, it is preferable to approximate the frequency characteristics shown in FIG. 3D.

これら方法によって外光を調光することで、スクリーン１に映し出される画像を常に見やすい状況とすることができる。   By dimming outside light by these methods, it is possible to make the image displayed on the screen 1 always easy to see.

以上説明したように、この発明の一実施形態による投射型画像表示システムおよびスクリーン１によれば、画像投射装置２が投射する光の像を生成する発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射するため、画像投射装置２により投影される光の像のコントラストを高めることができ、太陽光が差し込む明るい自動車３の車内であっても、鮮明な画像を表示することができる。   As described above, according to the projection type image display system and the screen 1 according to the embodiment of the present invention, the light of the wavelength emitted by the light emitting diode that generates the image of the light projected by the image projection device 2 is selectively reflected. Therefore, the contrast of the image of the light projected by the image projection device 2 can be increased, and a clear image can be displayed even in the interior of a bright automobile 3 into which sunlight is inserted.

また、この発明の一実施形態による投射型画像表示システムおよび画像投射装置２によれば、自動車３の車内という限られた空間で、所定波長の光を選択的に反射するスクリーン１に、所定波長により生成される光の像を投射するため、発する光が弱い発光ダイオードを光源として使用でき、消費電力を低くすることができる。これにより、自動車３のバッテリ４を電源として使用することができる。また、自動車３の車内としては比較的大型な画像を、小型および軽量な機器で表示することができる。   Further, according to the projection type image display system and the image projection apparatus 2 according to the embodiment of the present invention, the predetermined wavelength is applied to the screen 1 that selectively reflects the light having the predetermined wavelength in the limited space in the vehicle 3. In order to project the image of the light produced | generated by this, the light emitting diode with weak emitted light can be used as a light source, and power consumption can be made low. Thereby, the battery 4 of the automobile 3 can be used as a power source. In addition, a relatively large image can be displayed on the interior of the automobile 3 with a small and lightweight device.

これによって、販売台数が多い乗用車、特に近年需要の多い大型の乗用車において、後部シートにおける新しい大画面エンターティメントを提案することができ、新たな市場形成が期待できる。   As a result, it is possible to propose a new large screen entertainment for the rear seats in passenger cars with a large number of vehicles sold, especially large passenger cars that have been in great demand in recent years, and a new market formation can be expected.

また、従来、走行中には受動的な立場にあった後部シートの搭乗者に、新たなエンターテイメントシステムを提供できる。例えば、主に国内での運転状況として多い渋滞時における時間の活用法や、主に米国での運転状況として多い長時間ドライブ時の時間の活用法として適用することができ、大きな市場が見込める。   In addition, a new entertainment system can be provided to passengers in the rear seats that have traditionally been in a passive position while traveling. For example, it can be applied mainly as a method of utilizing time during heavy traffic as a driving situation mainly in Japan, or as a method of utilizing time during long driving, which is mainly a driving situation in the United States, and a large market can be expected.

さらには、環境に対する規制の厳しい乗用車において、将来の光源の本命である発光ダイオードを有効的に使うことによって、発光ダイオードの新たなアプリケーション展開が可能となる。画像投射装置２の光源に発光ダイオードを使用して、自動車３の車内で使用することで、高コントラストを特徴とする波長選択型のスクリーン１を使用する投射型画像表示システムのキラーアプリケーションとして大きな需要が期待できる。   Furthermore, new applications of light-emitting diodes can be developed by effectively using light-emitting diodes, which are the favorite of future light sources, in passenger cars with strict environmental regulations. By using a light-emitting diode as a light source of the image projection apparatus 2 and using it in a car 3, there is a great demand as a killer application of a projection type image display system using a wavelength selection type screen 1 characterized by high contrast. Can be expected.

この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した一実施形態では、画像投射装置２として、３板の透過型液晶プロジェクタ装置を適用した場合について説明したが、画像投射装置２は、発光ダイオードを光源として、青、緑、赤の三原色の光を出射するものであれば、特にライトバルブ素子の種類、３板／単板の違い等による制限はない。例えば、反射型のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を使用する反射型液晶プロジェクタ装置、フィールドシーケンシャルによる単板ＬＣＤを使用する液晶プロジェクタ装置、カラーフィルタを使用する液晶プロジェクタ装置、さらには、ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical Systems）技術によるライトバルブ素子を用いたプロジェクタ装置、表示デバイスにＤＭＤ（Digital Micromirror Device）（登録商標）を採用したＤＬＰ（Digital Light Processing）（登録商標）プロジェクタ装置などに適用してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the case where a three-plate transmissive liquid crystal projector device is applied as the image projection device 2 has been described. However, the image projection device 2 uses blue, green, and red light emitting diodes as light sources. As long as it emits light of three primary colors, there is no particular limitation due to the type of light valve element, the difference between three plates / single plate, and the like. For example, a reflective liquid crystal projector device using a reflective LCD (Liquid Crystal Display), a liquid crystal projector device using a single plate LCD by field sequential, a liquid crystal projector device using a color filter, and a MEMS (Micro Electro- The present invention may also be applied to a projector apparatus using a light valve element by Mechanical Systems) technology, a DLP (Digital Light Processing) (registered trademark) projector apparatus adopting DMD (Digital Micromirror Device) (registered trademark) as a display device, or the like.

また、上述した一実施形態では、自動車３として乗用車を例に挙げて説明したが、自動車３は、例えば直流２４ボルトの電池電圧を発生させるマイクロバス、大型バス等であってもよい。画像投射装置２の電源電圧、ひいては画像投射装置２で使用する発光ダイオードの駆動電圧を、これら各種の自動車３のバッテリ４の電池電圧に対応するよう適宜設定することで、効率良く容易に自動車３に投射型画像表示システムを構築することができる。   In the above-described embodiment, the passenger car is described as an example of the automobile 3. However, the automobile 3 may be, for example, a microbus or a large bus that generates a battery voltage of DC 24 volts. By appropriately setting the power supply voltage of the image projection apparatus 2 and the drive voltage of the light emitting diode used in the image projection apparatus 2 so as to correspond to the battery voltage of the battery 4 of these various automobiles 3, the automobile 3 can be efficiently and easily used. In addition, a projection type image display system can be constructed.

この発明の一実施形態による投射型画像表示システムを適用した自動車を示す図である。It is a figure which shows the motor vehicle which applied the projection type image display system by one Embodiment of this invention. この発明の一実施形態による投射型画像表示システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the projection type image display system by one Embodiment of this invention. 図３Ａは、人間の視覚特性を模式的に示すグラフであり、図３Ｂは、画像投射装置から出射される波長を模式的に示すグラフであり、図３Ｃは、スクリーンの反射波長特性を模式的に示すグラフであり、図３Ｄは、スクリーンの周辺光の最良な波長特性を模式的に示すグラフである。FIG. 3A is a graph schematically showing human visual characteristics, FIG. 3B is a graph schematically showing wavelengths emitted from the image projection apparatus, and FIG. 3C is a schematic illustration of reflection wavelength characteristics of the screen. FIG. 3D is a graph schematically showing the best wavelength characteristics of the ambient light of the screen. この発明の一実施形態によるスクリーンの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the screen by one Embodiment of this invention. スクリーンの波長選択層の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the wavelength selection layer of a screen. 発光ダイオードのスペクトルに対するスクリーンの選択反射波長特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the selective reflection wavelength characteristic of the screen with respect to the spectrum of a light emitting diode. スクリーンの反射光比を測定した結果の一例である。It is an example of the result of having measured the reflected light ratio of a screen. この発明の一実施形態によるスクリーンの製造方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing method of the screen by one Embodiment of this invention. この発明の一実施形態によるスクリーンの構成の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a structure of the screen by one Embodiment of this invention. スクリーンの波長選択膜の反射波長特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the reflective wavelength characteristic of the wavelength selection film | membrane of a screen. この発明の一実施形態による画像投射装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the image projection apparatus by one Embodiment of this invention. 画像投射装置で使用する発光ダイオードの仕様および波長特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the specification and wavelength characteristic of the light emitting diode used with an image projector. この発明の一実施形態による自動調光機能を有する投射型画像表示システムの構成の一例を示す。1 shows an example of a configuration of a projection type image display system having an automatic light control function according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・スクリーン
２・・・画像投射装置
３・・・自動車
４・・・バッテリ
５・・・光センサ
６・・・コントロールボックス
７・・・調光機能付きウィンドウ
１０・・・波長選択層
１１，１５・・・基板
１２ａ，１２ｂ，１８・・・光学多層膜
１２Ｈ・・・光学膜（高屈折率）
１２Ｌ・・・光学膜（低屈折率）
１３・・・光吸収層
１４，１９・・・光拡散層
１４ａ，１７・・・拡散板
１４ｂ・・・偏光板
１６・・・選択反射層
１７・・・金属膜
１８Ｄ・・・誘電体膜
１８Ｍ・・・透過性を有する光吸収薄膜
２１Ｇ・・・第１の光源
２１Ｂ・・・第２の光源
２１Ｒ・・・第３の光源
２２Ｇ，２２Ｂ，２２Ｒ・・・ライトパイプ
２３Ｂ，２３Ｒ・・・三角プリズム
２４Ｇ，２４Ｂ，２４Ｒ・・・液晶パネル
２５・・・ＰＢＣ
２６・・・投射レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Screen 2 ... Image projection apparatus 3 ... Automobile 4 ... Battery 5 ... Optical sensor 6 ... Control box 7 ... Window with a light control function 10 ... Wavelength selection layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 11,15 ... Substrate 12a, 12b, 18 ... Optical multilayer film 12H ... Optical film (high refractive index)
12L ... Optical film (low refractive index)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Light absorption layer 14, 19 ... Light diffusion layer 14a, 17 ... Diffusing plate 14b ... Polarizing plate 16 ... Selective reflection layer 17 ... Metal film 18D ... Dielectric film 18M ... Light-absorbing thin film having transparency 21G ... First light source 21B ... Second light source 21R ... Third light source 22G, 22B, 22R ... Light pipes 23B, 23R ...・ Triangular prism 24G, 24B, 24R ... Liquid crystal panel 25 ... PBC
26 ... Projection lens

Claims (18)

車載用の投射型画像表示システムにおいて、
投射する光の像を発光ダイオードが発する光によって生成する画像投射装置と、
上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射するスクリーンとを有することを特徴とする投射型画像表示システム。 In an in-vehicle projection type image display system,
An image projection device for generating an image of light to be projected by light emitted from a light emitting diode;
A projection type image display system comprising: a screen that selectively reflects light having a wavelength emitted by the light emitting diode. 請求項１において、
さらに、自動車のバッテリから上記画像投射装置の電源を取得する電源取得手段を有することを特徴とする投射型画像表示システム。 In claim 1,
Furthermore, it has a power supply acquisition means which acquires the power supply of the said image projection apparatus from the battery of a motor vehicle, The projection type image display system characterized by the above-mentioned. 請求項２において、
上記発光ダイオードが上記自動車のバッテリの電圧に対応していることを特徴とする投射型画像表示システム。 In claim 2,
The projection type image display system, wherein the light emitting diode corresponds to a voltage of a battery of the automobile. 請求項１において、
上記発光ダイオードが緑、青および赤の三原色の発光ダイオードからなり、上記三原色の発光ダイオードのそれぞれから発せられる緑色、青色および赤色の成分を有する波長の光を合成することで、上記投射する光の像を生成することを特徴とする投射型画像表示システム。 In claim 1,
The light emitting diode is composed of light emitting diodes of three primary colors of green, blue and red, and the light of the projected light is synthesized by synthesizing light having wavelengths of green, blue and red emitted from each of the light emitting diodes of the three primary colors. A projection-type image display system characterized by generating an image. 請求項１において、
上記スクリーンの垂直および水平方向の視野角が自動車内の空間に適した範囲に絞られていることを特徴とする投射型画像表示システム。 In claim 1,
A projection-type image display system characterized in that the viewing angle in the vertical and horizontal directions of the screen is narrowed to a range suitable for a space in an automobile. 請求項１において、
さらに、自動車内に入射する外光を、上記発光ダイオードが発する波長の光以外の光が透過するように自動的に調光する調光手段を有することを特徴とする投射型画像表示システム。 In claim 1,
Further, the projection type image display system further comprising a light control means for automatically adjusting the external light incident on the automobile so that light other than the light having the wavelength emitted by the light emitting diode is transmitted. 請求項１において、
上記スクリーンは、上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射する波長選択層と、少なくとも可視光域の光を吸収する光吸収層とが積層された構成を有し、上記画像投射装置により上記波長選択層側から光の像を投射することによって、上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射することを特徴とする投射型画像表示システム。 In claim 1,
The screen has a configuration in which a wavelength selection layer that selectively reflects light having a wavelength emitted from the light emitting diode and a light absorption layer that absorbs light in at least a visible light region are stacked, and the image projection apparatus A projection-type image display system that selectively reflects light having a wavelength emitted from the light emitting diode by projecting an image of light from the wavelength selection layer side. 請求項１において、
上記スクリーンは、上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に透過し、それ以外の光を選択的に吸収する光学多層膜と、少なくとも可視光域の光を反射する金属膜とが積層された構成を有し、上記画像投射装置により上記光学多層膜側から光の像を投射することによって、上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射することを特徴とする投射型画像表示システム。 In claim 1,
The screen is formed by laminating an optical multilayer film that selectively transmits light of a wavelength emitted by the light emitting diode and selectively absorbs other light, and a metal film that reflects at least light in the visible light range. A projection type image display system having a configuration, wherein light of a wavelength emitted from the light emitting diode is selectively reflected by projecting an image of light from the optical multilayer film side by the image projection device. 所定波長の光を選択的に反射するスクリーンに光の像を投射する車載用の画像投射装置であって、
投射する光の像を上記所定波長の光を発する発光ダイオードによって生成することを特徴とする画像投射装置。 An in-vehicle image projection apparatus that projects an image of light onto a screen that selectively reflects light of a predetermined wavelength,
An image projection apparatus, wherein an image of light to be projected is generated by a light emitting diode that emits light of the predetermined wavelength. 請求項９において、
さらに、自動車のバッテリから電源を取得することを特徴とする画像投射装置。 In claim 9,
Furthermore, an image projection apparatus characterized by acquiring power from a battery of an automobile. 請求項１０において、
上記発光ダイオードが上記自動車のバッテリの電圧に対応していることを特徴とする画像投射装置。 In claim 10,
An image projection apparatus, wherein the light emitting diode corresponds to a voltage of a battery of the automobile. 請求項９において、
上記所定波長の光を発する発光ダイオードは、緑、青および赤の三原色の発光ダイオードからなり、上記三原色の発光ダイオードのそれぞれから発せられる緑色、青色および赤色の成分を有する波長の光を合成することで、上記投射する光の像を生成することを特徴とする画像投射装置。 In claim 9,
The light emitting diode that emits light of the predetermined wavelength is composed of light emitting diodes of three primary colors of green, blue, and red, and synthesizes light of wavelengths having components of green, blue, and red emitted from the light emitting diodes of the three primary colors. An image projection apparatus for generating an image of the light to be projected. 投射する光の像を発光ダイオードが発する光によって生成する車載用の画像投射装置のスクリーンであって、
上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射することを特徴とするスクリーン。 A screen of an in-vehicle image projection device that generates an image of light to be projected by light emitted from a light emitting diode,
A screen that selectively reflects light having a wavelength emitted by the light emitting diode. 請求項１３において、
上記発光ダイオードが緑、青および赤の三原色の発光ダイオードからなることを特徴とするスクリーン。 In claim 13,
The screen according to claim 1, wherein the light emitting diode comprises light emitting diodes of three primary colors of green, blue and red. 請求項１３において、
垂直および水平方向の視野角が自動車内の空間に適した範囲に絞られていることを特徴とするスクリーン。 In claim 13,
A screen characterized in that a viewing angle in a vertical direction and a horizontal direction is narrowed to a range suitable for a space in an automobile. 請求項１３において、
さらに、自動車内に入射する外光を、上記発光ダイオードが発する波長の光以外の光が透過するように自動的に調光するための光センサが設けられていることを特徴とするスクリーン。 In claim 13,
The screen further comprises an optical sensor for automatically dimming external light entering the automobile so that light other than light having a wavelength emitted by the light emitting diode is transmitted. 請求項１３において、
上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射する波長選択層と、少なくとも可視光域の光を吸収する光吸収層とが積層された構成を有し、上記画像投射装置により上記波長選択層側から光の像を投射することによって、上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射することを特徴とするスクリーン。 In claim 13,
The wavelength selection layer that selectively reflects light having a wavelength emitted from the light emitting diode and a light absorption layer that absorbs at least light in the visible light range are stacked, and the wavelength selection layer is formed by the image projection device. A screen which selectively reflects light having a wavelength emitted from the light emitting diode by projecting an image of light from the side. 請求項１３において、
上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に透過し、それ以外の光を選択的に吸収する光学多層膜と、少なくとも可視光域の光を反射する金属膜とが積層された構成を有し、上記画像投射装置により上記光学多層膜側から光の像を投射することによって、上記発光ダイオードが発する波長の光を選択的に反射することを特徴とするスクリーン。

In claim 13,
It has a configuration in which an optical multilayer film that selectively transmits light of a wavelength emitted from the light emitting diode and selectively absorbs other light and a metal film that reflects at least light in the visible light range are laminated. A screen which selectively reflects light having a wavelength emitted by the light emitting diode by projecting an image of light from the optical multilayer film side by the image projection device.