JP2022038300A - Image display device - Google Patents

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JP2022038300A
JP2022038300A JP2020142724A JP2020142724A JP2022038300A JP 2022038300 A JP2022038300 A JP 2022038300A JP 2020142724 A JP2020142724 A JP 2020142724A JP 2020142724 A JP2020142724 A JP 2020142724A JP 2022038300 A JP2022038300 A JP 2022038300A
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light emitting
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fine concavo
emitting means
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大介 瀧澤
Daisuke Takizawa
啓輔 池田
Keisuke Ikeda
賢 唐井
Masaru Karai
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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Abstract

To provide an image display device which includes a screen made of a film with a fine uneven pattern including a lens having a substantially-vertical plane and in which the utilization efficiency of light is improved.SOLUTION: An image display device comprises: display light emission means (1); and a screen made of a film (2) with a fine uneven pattern. The film with a fine uneven pattern includes a plurality of lenses (10L) made of protrusions and recesses having a substantially-vertical plane (S1) and a curved plane (S2) on one surface. The film (2) with a fine uneven pattern is arranged in a flat state or in such a state that at least a portion is curved in the image display device. For any one lens, when a ratio of light incident on the substantially-vertical plane of the light emitted from the display light emission means and incident on one lens is defined as a loss ratio (%), the loss ratio is equal to or less than 5% in the lenses in the number equal to or greater than 50% with respect to the total number of the lenses.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンを含む画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device including a screen made of a film having a fine concavo-convex pattern.

車両用のヘッドアップディスプレイ装置(HUD)は、フロントガラスの前方に仮想映像を提供する装置である。運転者は、運転方向から目をそらさずに必要な情報を得られるので、安全に運転を行うことができる。上記ディスプレイ装置の高精細化に伴い、結像スクリーンとして、複数のマイクロレンズが二次元マトリクス配列されたマイクロレンズアレイが広く使用されている。 A head-up display device (HUD) for a vehicle is a device that provides a virtual image in front of a windshield. Since the driver can obtain necessary information without looking away from the driving direction, he / she can drive safely. With the increase in definition of the display device, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged in a two-dimensional matrix is widely used as an imaging screen.

特許文献1は、マイクロレンズアレイを含むスクリーンに関し、レンズ形状の例として、レンズ面が全体的に曲面である例(第3a図)の他、光軸を曲げるためにレンズ面を略垂直面と曲面との組合せとした例(第3b図)が示されている。
特許文献2には、光の2次元走査を行う2次元走査素子と、マイクロレンズアレイを含むスクリーンとを備えた走査式プロジェクタシステムが開示されている(請求項1、段落0028)。特許文献2では、スクリーンを、2次元走査素子を中心とした球の一部を切り出した形状に湾曲させている(請求項1)。
Patent Document 1 relates to a screen including a microlens array, and as an example of a lens shape, in addition to an example in which the lens surface is a curved surface as a whole (FIG. 3a), the lens surface is regarded as a substantially vertical surface in order to bend the optical axis. An example (Fig. 3b) in combination with a curved surface is shown.
Patent Document 2 discloses a scanning projector system including a two-dimensional scanning element that performs two-dimensional scanning of light and a screen including a microlens array (claim 1, paragraph 0028). In Patent Document 2, the screen is curved into a shape obtained by cutting out a part of a sphere centered on a two-dimensional scanning element (claim 1).

特開昭62-157023号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-157023 特許第6441197号公報Japanese Patent No. 6441197

レンズ面を略垂直面と曲面との組合せとした特許文献1に記載のレンズ形状では、光が略垂直面に入射すると所望の方向に出射せず、光の利用効率が低下してしまう。
特許文献2には、スクリーンの湾曲について記載されているが、レンズ形状について具体的な記載がなく、レンズ形状に応じたスクリーンの好適な湾曲の設計について、開示がない。
In the lens shape described in Patent Document 1 in which the lens surface is a combination of a substantially vertical surface and a curved surface, when light is incident on the substantially vertical surface, it is not emitted in a desired direction, and the efficiency of light utilization is lowered.
Patent Document 2 describes the curvature of the screen, but does not specifically describe the lens shape, and does not disclose the design of the suitable curvature of the screen according to the lens shape.

これらの課題を鑑み、本発明は、略垂直面を有するレンズを含む微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンを備え、レンズの略垂直面に入射する光の量が低減され、光の利用効率が向上された画像表示装置を提供することを目的とする。 In view of these problems, the present invention comprises a screen made of a film having a fine concavo-convex pattern including a lens having a substantially vertical plane, the amount of light incident on the substantially vertical plane of the lens is reduced, and the efficiency of light utilization is improved. It is an object of the present invention to provide the image display device.

本発明は、以下の[1]~[7]の画像表示装置を提供する。
[1] 画像表示用の光を出射する表示光出射手段と、当該表示光出射手段から出射された表示光により形成される画像が投影される微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンとを備える画像表示装置であって、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、一方の表面に、当該微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面に対して90°±10°の範囲の角度の略垂直面と、曲面とを有する凸部または凹部からなる複数のレンズを有するものであり、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、前記画像表示装置内に、平坦な状態で配置されており、
任意の1つの前記レンズについて、前記表示光出射手段から出射され、当該1つのレンズに入射する光のうち、前記略垂直面に入射する光の割合をロス率(%)と定義したとき、
前記レンズの総数に対して50%以上の数の前記レンズにおいて、前記ロス率が5%以下である、画像表示装置。
The present invention provides the following image display devices [1] to [7].
[1] An image display including a display light emitting means that emits light for displaying an image and a screen made of a film having a fine uneven pattern on which an image formed by the display light emitted from the display light emitting means is projected. It ’s a device,
The film with a fine concavo-convex pattern comprises a convex portion or a concave portion having a substantially vertical surface having an angle in the range of 90 ° ± 10 ° with respect to the flat surface of the film having the fine concavo-convex pattern and a curved surface on one surface. It has multiple lenses and
The film with a fine concavo-convex pattern is arranged in a flat state in the image display device.
When the ratio of the light emitted from the display light emitting means to the arbitrary one lens and incident on the one lens and incident on the substantially vertical plane is defined as the loss rate (%).
An image display device having a loss rate of 5% or less in the lenses having a number of 50% or more with respect to the total number of the lenses.

[2] 画像表示用の光を出射する表示光出射手段と、当該表示光出射手段から出射された表示光により形成される画像が投影される微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンとを備える画像表示装置であって、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、一方の表面に、前記微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面に対して90°±10°の範囲の角度の略垂直面と、曲面とを有する凸部または凹部からなる複数のレンズを有するものであり、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、前記画像表示装置内に、少なくとも一部が湾曲された状態で配置されており、
任意の1つの前記レンズについて、前記表示光出射手段から出射され、当該1つのレンズに入射する光のうち、前記略垂直面に入射する光の割合をロス率(%)と定義したとき、
前記レンズの総数に対して50%以上の数の前記レンズにおいて、前記ロス率が5%以下である、画像表示装置。
[2] An image display including a display light emitting means that emits light for displaying an image and a screen made of a film having a fine uneven pattern on which an image formed by the display light emitted from the display light emitting means is projected. It ’s a device,
The film with a fine concavo-convex pattern comprises a convex portion or a concave portion having a substantially vertical surface having an angle in the range of 90 ° ± 10 ° with respect to the flat surface of the film having the fine concavo-convex pattern and a curved surface on one surface. It has multiple lenses and
The film with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device in a state where at least a part thereof is curved.
When the ratio of the light emitted from the display light emitting means to the arbitrary one lens and incident on the one lens and incident on the substantially vertical plane is defined as the loss rate (%).
An image display device having a loss rate of 5% or less in the lenses having a number of 50% or more with respect to the total number of the lenses.

[3] 画像表示用の光を出射する表示光出射手段と、当該表示光出射手段から出射された表示光により形成される画像が投影される微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンとを備える画像表示装置であって、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、一方の表面に、前記微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面に対して90°±10°の範囲の角度の略垂直面と、曲面とを有する凸部または凹部からなる複数のレンズを有するものであり、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、前記画像表示装置内に、少なくとも一部が湾曲された状態で配置されており、
前記表示光出射手段の光出射面の中心と前記微細凹凸パターン付きフィルムの中心とを通り、前記略垂直面を縦断する断面視において、
前記表示光出射手段の光出射面の中心と前記微細凹凸パターン付きフィルムの中心とを結ぶ直線を基準線とし、前記表示光出射手段の前記光出射面から前記微細凹凸パターン付きフィルムの任意の1つの前記レンズに向かって出射される光の出射方向の前記基準線からの角度を出射角(Z)[°]と定義し、
任意の1つの前記レンズについて、前記表示光出射手段から出射され、当該1つのレンズに入射する光のうち、前記略垂直面に入射する光の割合をロス率(%)と定義したとき、
前記表示光出射手段から絶対値が0~10°の出射角(Z)で出射された光が入射する前記レンズの前記ロス率が4%以下であり、
前記表示光出射手段から絶対値が10~20°の出射角(Z)で出射された光が入射する前記レンズの前記ロス率が15%以下であり、
前記表示光出射手段から絶対値が20~30°の出射角(Z)で出射された光が入射する前記レンズの前記ロス率が25%以下である、画像表示装置。
[3] An image display including a display light emitting means that emits light for displaying an image and a screen made of a film having a fine uneven pattern on which an image formed by the display light emitted from the display light emitting means is projected. It ’s a device,
The film with a fine concavo-convex pattern comprises a convex portion or a concave portion having a substantially vertical surface having an angle in the range of 90 ° ± 10 ° with respect to the flat surface of the film having the fine concavo-convex pattern and a curved surface on one surface. It has multiple lenses and
The film with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device in a state where at least a part thereof is curved.
In a cross-sectional view that passes through the center of the light emitting surface of the display light emitting means and the center of the film having a fine concavo-convex pattern and vertically traverses the substantially vertical surface.
A straight line connecting the center of the light emitting surface of the display light emitting means and the center of the film having the fine concavo-convex pattern is used as a reference line, and any one of the film having the fine concavo-convex pattern is formed from the light emitting surface of the display light emitting means. The angle from the reference line in the emission direction of the light emitted toward the lens is defined as the emission angle (Z) [°].
When the ratio of the light emitted from the display light emitting means to the arbitrary one lens and incident on the one lens and incident on the substantially vertical plane is defined as the loss rate (%).
The loss rate of the lens to which the light emitted from the display light emitting means at an emission angle (Z) having an absolute value of 0 to 10 ° is incident is 4% or less.
The loss rate of the lens to which the light emitted from the display light emitting means at an emission angle (Z) having an absolute value of 10 to 20 ° is incident is 15% or less.
An image display device having a loss rate of 25% or less of the lens to which light emitted from the display light emitting means at an emission angle (Z) having an absolute value of 20 to 30 ° is incident.

[4] 前記微細凹凸パターン付きフィルムは、樹脂製である、[1]~[3]のいずれかの画像表示装置。
[5] 前記微細凹凸パターン付きフィルムは、基材樹脂フィルムと、当該基材樹脂フィルム上に形成され、前記複数のレンズを含む凹凸樹脂層とを含む、[1]~[4]のいずれかの画像表示装置。
[6] 前記微細凹凸パターン付きフィルムは、マイクロレンズアレイを含む、[1]~[5]のいずれかの画像表示装置。
[7] ヘッドアップディスプレイ装置である、[1]~[6]のいずれかの画像表示装置。
[4] The image display device according to any one of [1] to [3], wherein the film with a fine concavo-convex pattern is made of resin.
[5] Any of [1] to [4], wherein the film with a fine concavo-convex pattern includes a base resin film and a concavo-convex resin layer formed on the base resin film and including the plurality of lenses. Image display device.
[6] The image display device according to any one of [1] to [5], wherein the film with a fine concavo-convex pattern includes a microlens array.
[7] The image display device according to any one of [1] to [6], which is a head-up display device.

本発明によれば、略垂直面を有するレンズを含む微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンを備え、レンズの略垂直面に入射する光の量が低減され、光の利用効率が向上された画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, a screen made of a film having a fine concavo-convex pattern including a lens having a substantially vertical plane is provided, the amount of light incident on the substantially vertical plane of the lens is reduced, and the light utilization efficiency is improved. Equipment can be provided.

本発明に係る一実施形態の画像表示装置として、ヘッドアップディスプレイ装置の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the head-up display device as the image display device of one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施形態の微細凹凸パターン付きフィルムの模式平面図である。It is a schematic plan view of the film with the fine concavo-convex pattern of one Embodiment which concerns on this invention. 図2Aの微細凹凸パターン付きフィルムのy軸方向断面図である。2A is a cross-sectional view taken along the y-axis of the film with a fine concavo-convex pattern of FIG. 2A. 図2Aの微細凹凸パターン付きフィルムのx軸方向断面図である。2A is a cross-sectional view taken along the x-axis of the film with a fine concavo-convex pattern of FIG. 2A. 微細凹凸パターン付きフィルムの一設計変更例を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows one design change example of the film with a fine concavo-convex pattern. 微細凹凸パターン付きフィルムの他の設計変更例を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the other design modification example of the film with a fine concavo-convex pattern. 微細凹凸パターン付きフィルムの他の設計変更例を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the other design modification example of the film with a fine concavo-convex pattern. 画像表示装置4内に、微細凹凸パターン付きフィルム2が平坦な状態(湾曲されていない状態)で配置されているときに、表示光出射手段1から微細凹凸パターン付きフィルム2に光が入射する様子を示す模式断面図である。When the film 2 with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device 4 in a flat state (not curved), light is incident on the film 2 with a fine concavo-convex pattern from the display light emitting means 1. It is a schematic cross-sectional view which shows. 画像表示装置4内に微細凹凸パターン付きフィルム2が部分的に湾曲された状態で配置されているときに、表示光出射手段1から微細凹凸パターン付きフィルム2に光が入射する様子を示す模式断面図である。A schematic cross section showing how light is incident on the film 2 with a fine concavo-convex pattern from the display light emitting means 1 when the film 2 with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device 4 in a partially curved state. It is a figure. 画像表示装置4内に微細凹凸パターン付きフィルム2が全体的に湾曲された状態で配置されているときに、表示光出射手段1から微細凹凸パターン付きフィルム2に光が入射する様子を示す模式断面図である。A schematic cross section showing how light is incident on the film 2 with a fine concavo-convex pattern from the display light emitting means 1 when the film 2 with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device 4 in a curved state as a whole. It is a figure. 略垂直面S1の角度Vが90°のときに、1つのマイクロレンズ10Lに光が入射する様子を拡大して示すy軸方向断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the y-axis direction showing an enlarged state in which light is incident on one microlens 10L when the angle V of the substantially vertical plane S1 is 90 °. 略垂直面S1の角度Vが90°より大きいときに、1つのマイクロレンズ10Lに光が入射する様子を拡大して示すy軸方向断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the y-axis direction showing an enlarged state in which light is incident on one microlens 10L when the angle V of the substantially vertical plane S1 is larger than 90 °. 略垂直面S1の角度Vが90°より小さいときに、1つのマイクロレンズ10Lに光が入射する様子を拡大して示すy軸方向断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the y-axis direction showing an enlarged state in which light is incident on one microlens 10L when the angle V of the substantially vertical plane S1 is smaller than 90 °. 光が1つのマイクロレンズ10Lを通過した後の光線図の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the example of the ray diagram after the light has passed through one microlens 10L. [実施例]の項におけるマイクロレンズ設計の説明図である。It is explanatory drawing of the microlens design in the section of [Example]. [実施例]の項におけるマイクロレンズ設計の説明図である。It is explanatory drawing of the microlens design in the section of [Example].

以下、本発明に係る実施形態について説明する。
本発明の画像表示装置は、画像表示用の光(表示光または映像光とも言う。)を出射する表示光出射手段と、この表示光出射手段から出射された表示光により形成される画像が投影される微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンとを備える。
本発明の画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイ装置(HUD)等に好ましく適用できる。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described.
In the image display device of the present invention, a display light emitting means that emits light for displaying an image (also referred to as display light or video light) and an image formed by the display light emitted from the display light emitting means are projected. It is provided with a screen made of a film having a fine concavo-convex pattern.
The image display device of the present invention can be preferably applied to a head-up display device (HUD) or the like.

本発明に係る一実施形態の画像表示装置として、ヘッドアップディスプレイ装置の全体構成について、説明する。図1は、車両用のヘッドアップディスプレイ装置の全体構成を示す模式図である。
ヘッドアップディスプレイ装置4は、画像表示用の光(表示光または映像光)を出射する表示光出射手段1と、微細凹凸パターン付きフィルム2からなるスクリーン(中間スクリーンとも言う。)とを備える。
表示光出射手段1としては特に制限されず、DLP(Digital Light Processing)、並びに、発光ダイオード(LED)およびレーザー光源等の光源からの光をマイクロミラーデバイスおよび反射型液晶装置等を用いて反射させる装置等が挙げられる。
ヘッドアップディスプレイ装置4においては、表示光出射手段1から出射された光(表示光または映像光)が、微細凹凸パターン付きフィルム2からなるスクリーン上で結像され、凹面鏡3によって拡大反射される。拡大反射された光(表示光または映像光)5は、車両のフロントガラス6の内表面で反射され、フロントガラス6の外部前方に見える虚像7としてドライバー8に視認される。
The overall configuration of the head-up display device as the image display device of the embodiment according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of a head-up display device for a vehicle.
The head-up display device 4 includes a display light emitting means 1 that emits light for displaying an image (display light or video light), and a screen (also referred to as an intermediate screen) made of a film 2 with a fine concavo-convex pattern.
The display light emitting means 1 is not particularly limited, and light from a light source such as a DLP (Digital Light Processing), a light emitting diode (LED), and a laser light source is reflected by a micromirror device, a reflective liquid crystal device, or the like. Devices and the like can be mentioned.
In the head-up display device 4, the light (display light or image light) emitted from the display light emitting means 1 is imaged on a screen made of a film 2 having a fine concavo-convex pattern, and is magnified and reflected by the concave mirror 3. The magnified reflected light (display light or image light) 5 is reflected on the inner surface of the windshield 6 of the vehicle and is visually recognized by the driver 8 as a virtual image 7 visible in front of the outside of the windshield 6.

微細凹凸パターン付きフィルム2は、一方の表面に、略垂直面と曲面とを有する凸部または凹部からなる複数のレンズを有する。レンズは好ましくは、マイクロレンズである。微細凹凸パターン付きフィルム2は、好ましくは、複数のマイクロレンズが二次元マトリクス配列されたマイクロレンズアレイを含む。
微細凹凸パターン付きフィルム2は、一方の表面に、凸部または凹部からなる複数のレンズによって形成される微細凹凸パターンを有する。微細凹凸パターン付きフィルム2の他方の表面(裏面とも言う。)は、平坦面である。
微細凹凸パターン付きフィルム2は、好ましくは樹脂製であり、単層フィルムでも積層フィルムでもよい。
微細凹凸パターン付きフィルム2からなるスクリーンは、画像表示装置4内に、平坦な状態または少なくとも一部が湾曲された状態で配置される。地平線に対するレンズの略垂直面の角度は、任意に設計することができる。
The film 2 with a fine concavo-convex pattern has a plurality of lenses having convex or concave portions having a substantially vertical surface and a curved surface on one surface. The lens is preferably a microlens. The film 2 with a fine concavo-convex pattern preferably includes a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged in a two-dimensional matrix.
The film 2 with a fine concavo-convex pattern has a fine concavo-convex pattern formed on one surface by a plurality of lenses composed of convex portions or concave portions. The other front surface (also referred to as the back surface) of the film 2 with a fine concavo-convex pattern is a flat surface.
The film 2 with a fine concavo-convex pattern is preferably made of resin, and may be a single-layer film or a laminated film.
The screen made of the film 2 with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device 4 in a flat state or at least a partially curved state. The angle of the substantially vertical plane of the lens with respect to the horizon can be arbitrarily designed.

本明細書において、「略垂直面」とは、微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面に対して垂直方向から-10~10°の範囲内(±10°の範囲内)の面を言う。
本明細書において、「フィルムの平坦面」は、フィルムが湾曲されていない状態で、平坦である面を言う。
本明細書において、「フィルムの曲面」は、フィルムが湾曲されていない状態で、湾曲した面を言う。
本明細書において、「フィルムが平坦な状態」は、フィルムが湾曲されていない状態を言う。
As used herein, the term "substantially vertical surface" refers to a surface within a range of −10 to 10 ° (within a range of ± 10 °) from the direction perpendicular to the flat surface of the film having a fine concavo-convex pattern.
As used herein, the term "flat surface of a film" refers to a surface that is flat when the film is not curved.
As used herein, the term "curved surface of film" refers to a curved surface of a film in a non-curved state.
As used herein, the "flat state of the film" refers to the state in which the film is not curved.

図2A~図2Cは、本発明に係る一実施形態の微細凹凸パターン付きフィルム(以下、単に「フィルム」と略記する場合がある。)の構成を示す模式図である。
図2Aは、フィルムの模式平面図であり、フィルムの短手方向(図示縦方向)をx軸方向、フィルムの長手方向(図示横方向)をy軸方向、フィルムの厚み方向(フィルムの平坦面に対して垂直方向)をz軸方向としてある。図2Bは、図2Aのフィルムのy軸方向断面図、図2Cは図2Aのフィルムのx軸方向断面図である。
2A to 2C are schematic views showing the configuration of a film with a fine concavo-convex pattern (hereinafter, may be simply abbreviated as “film”) according to the embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a schematic plan view of the film, in which the lateral direction of the film (vertical direction in the drawing) is the x-axis direction, the longitudinal direction of the film (horizontal direction in the drawing) is the y-axis direction, and the thickness direction of the film (flat surface of the film). (Vertical direction with respect to) is the z-axis direction. 2B is a cross-sectional view of the film of FIG. 2A in the y-axis direction, and FIG. 2C is a cross-sectional view of the film of FIG. 2A in the x-axis direction.

図2A~図2Cに示す本実施形態において、微細凹凸パターン付きフィルム2は、平坦な基材樹脂フィルム9と、この上に形成された凹凸樹脂層とを備えた積層フィルムである。
本明細書において、「平坦な基材樹脂フィルム」は、フィルムが湾曲されていない状態で、両面が平坦な基材樹脂フィルムを言う。
本実施形態において、凹凸樹脂層は、複数のマイクロレンズ10Lが二次元マトリクス配列されたマイクロレンズアレイ10である。なお、図面上は、視認しやすくするため、個々のマイクロレンズ10Lを実際よりも大きく図示してある。以下、マイクロレンズは、単にレンズとも言う。
In the present embodiment shown in FIGS. 2A to 2C, the film 2 with a fine concavo-convex pattern is a laminated film including a flat base material resin film 9 and an concavo-convex resin layer formed on the flat base material resin film 9.
As used herein, the term "flat substrate resin film" refers to a substrate resin film whose both sides are flat in a state where the film is not curved.
In the present embodiment, the uneven resin layer is a microlens array 10 in which a plurality of microlenses 10L are arranged in a two-dimensional matrix. In addition, in order to make it easy to see, each microlens 10L is shown larger than the actual one on the drawing. Hereinafter, the microlens is also simply referred to as a lens.

図2Bに示すように、個々のマイクロレンズ10Lは、微細凹凸パターン付きフィルム2の平坦面(具体的には、微細凹凸パターン付きフィルム2の基材樹脂フィルム9側の面(裏面))に対して略垂直な略垂直面S1と、曲面S2とを有する。曲面S2は、球面でも非球面でもよい。
本明細書において、微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面(xy平面)に対する略垂直面S1の角度は、「角度V」と定義する。角度Vは、90°±10°の範囲内である。
上記したように、微細凹凸パターン付きフィルム2からなるスクリーンは、画像表示装置4内に、平坦な状態または少なくとも一部が湾曲された状態で配置されることができるが、略垂直面S1の角度Vは、フィルムが平坦な状態にあるときの微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面(xy平面)に対する角度である。
As shown in FIG. 2B, each microlens 10L has a flat surface of the film 2 with a fine concavo-convex pattern (specifically, a surface (back surface) of the film 2 with a fine concavo-convex pattern on the base resin film 9 side). It has a substantially vertical surface S1 and a curved surface S2. The curved surface S2 may be spherical or aspherical.
In the present specification, the angle of the substantially vertical plane S1 with respect to the flat plane (xy plane) of the film with the fine concavo-convex pattern is defined as “angle V”. The angle V is within the range of 90 ° ± 10 °.
As described above, the screen made of the film 2 with the fine concavo-convex pattern can be arranged in the image display device 4 in a flat state or at least a partially curved state, but the angle of the substantially vertical surface S1. V is an angle with respect to a flat surface (xy plane) of the film with a fine concavo-convex pattern when the film is in a flat state.

図2Bに示す例では、y軸方向の断面視において、すべてのマイクロレンズ10Lの図示左端に略垂直面S1が形成されている。この設計例の微細凹凸パターン付きフィルムを符号2aで示す。
略垂直面S1の位置は、光の入射方向に応じて適宜設計することができる。マイクロレンズ10Lによって、略垂直面S1の位置を変更してもよい。
In the example shown in FIG. 2B, a substantially vertical plane S1 is formed at the left end of the illustration of all the microlenses 10L in the cross-sectional view in the y-axis direction. The film with a fine concavo-convex pattern of this design example is indicated by reference numeral 2a.
The position of the substantially vertical plane S1 can be appropriately designed according to the incident direction of the light. The position of the substantially vertical plane S1 may be changed by the microlens 10L.

図3A~図3Cを参照して、個々のマイクロレンズ10Lにおける略垂直面の形成位置の設計変更例について説明する。これらの図は、図2Bに対応した模式断面図である。
図3Aに示す設計変更例の微細凹凸パターン付きフィルム2bのように、y軸方向の断面視において、すべてのマイクロレンズ10Lの図示右端に略垂直面S1を形成してもよい。
図3Bに示す設計変更例の微細凹凸パターン付きフィルム2cのように、y軸方向の断面視において、図示左半分のマイクロレンズ10Lの図示右端に略垂直面S1を形成し、図示右半分のマイクロレンズ10Lの図示左端に略垂直面S1を形成してもよい。この設計変更例では、個々のマイクロレンズ10Lの略垂直面S1は、フィルムのy軸方向の中心を向いている。
図3Cに示す設計変更例の微細凹凸パターン付きフィルム2dのように、y軸方向の断面視において、図示左半分のマイクロレンズ10Lの図示左端に略垂直面S1を形成し、図示右半分のマイクロレンズ10Lの図示右端に略垂直面S1を形成してもよい。この設計変更例では、個々のマイクロレンズ10Lの略垂直面S1は、個々のマイクロレンズに近い方のフィルム端を向いている。
なお、微細凹凸パターン付きフィルム2は、微細凹凸パターン付きフィルム2a~2dを包含する。
An example of design change of the formation position of the substantially vertical plane in each microlens 10L will be described with reference to FIGS. 3A to 3C. These figures are schematic cross-sectional views corresponding to FIG. 2B.
Like the film 2b with a fine uneven pattern of the design modification example shown in FIG. 3A, a substantially vertical surface S1 may be formed at the right end of all the microlenses 10L in a cross-sectional view in the y-axis direction.
Like the film 2c with a fine concavo-convex pattern of the design modification example shown in FIG. 3B, a substantially vertical surface S1 is formed at the right end of the micro lens 10L on the left half of the drawing in a cross-sectional view in the y-axis direction, and the micro on the right half of the drawing is shown. A substantially vertical surface S1 may be formed at the left end of the lens 10L in the drawing. In this design modification example, the substantially vertical plane S1 of each microlens 10L faces the center in the y-axis direction of the film.
Like the film 2d with a fine concavo-convex pattern in the design modification example shown in FIG. 3C, a substantially vertical surface S1 is formed at the left end of the microlens 10L in the left half of the drawing in a cross-sectional view in the y-axis direction, and the micro in the right half of the figure is shown. A substantially vertical surface S1 may be formed at the right end of the lens 10L in the drawing. In this design modification example, the substantially vertical plane S1 of each microlens 10L faces the film edge closer to each microlens.
The film 2 with a fine concavo-convex pattern includes the films 2a to 2d with a fine concavo-convex pattern.

図2B、図3A~図3Cに示す例では、すべてのマイクロレンズ10Lの形状設計が同一である場合について、図示しているが、マイクロレンズ10Lによって、ピッチ、曲面S2の曲率半径、および略垂直面S1の角度等の設計を変更してもよい。 In the examples shown in FIGS. 2B and 3A to 3C, the case where the shape design of all the microlenses 10L is the same is shown, but the pitch, the radius of curvature of the curved surface S2, and the substantially vertical direction are shown by the microlens 10L. The design such as the angle of the surface S1 may be changed.

微細凹凸パターン付きフィルム2は、樹脂製であることが好ましい。
基材樹脂フィルム9の材料としては特に制限されず、加工性および成形安定性に優れることから、熱可塑性樹脂が好ましく、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)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、およびこれらの組合せ等が好ましい。基材樹脂フィルム9の屈折率は、特に制限されない。
The film 2 with a fine concavo-convex pattern is preferably made of resin.
The material of the base resin film 9 is not particularly limited, and a thermoplastic resin is preferable because it is excellent in processability and molding stability. For example, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), cycloolefin polymer (COP). , Polyethylene (PE), polypropylene (PP), and combinations thereof are preferable. The refractive index of the base resin film 9 is not particularly limited.

マイクロレンズアレイ10(凹凸樹脂層)の材料としては特に制限されず、紫外線(UV)および電子線等の活性エネルギー線の照射によって硬化する活性エネルギー線硬化性材料が好ましい。中でも、硬化が容易で、信頼性等の長期安定性に優れることから、紫外線硬化樹脂が好ましく、ウレタンアクリレート系、アクリルアクリレート系、およびエポキシアクリレート系等の紫外線硬化樹脂がより好ましい。
マイクロレンズアレイ10の型に活性エネルギー線硬化性材料を流し込み、この上に基材樹脂フィルム9を載置した後、活性エネルギー線照射により活性エネルギー線硬化性材料を硬化し、型から硬化物と基材樹脂フィルム9とからなる微細凹凸パターン付きフィルム2を取り外すことで、微細凹凸パターン付きフィルム2を製造することができる。
マイクロレンズアレイ10(凹凸樹脂層)の屈折率は特に制限されず、好ましくは1.2~1.8、より好ましくは1.4~1.6である。屈折率が小さすぎると光軸が曲がりにくく、大きすぎると全反射を起こすため、好ましくない。
The material of the microlens array 10 (concave and convex resin layer) is not particularly limited, and an active energy ray-curable material that is cured by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays (UV) and electron beams is preferable. Among them, UV curable resins are preferable, and UV curable resins such as urethane acrylates, acrylic acrylates, and epoxy acrylates are more preferable because they are easy to cure and have excellent long-term stability such as reliability.
An active energy ray-curable material is poured into a mold of a microlens array 10, a base resin film 9 is placed on the base resin film 9, and then the active energy ray-curable material is cured by irradiation with active energy rays to obtain a cured product from the mold. By removing the film 2 having a fine concavo-convex pattern and the base resin film 9, the film 2 having a fine concavo-convex pattern can be manufactured.
The refractive index of the microlens array 10 (concave and convex resin layer) is not particularly limited, and is preferably 1.2 to 1.8, more preferably 1.4 to 1.6. If the refractive index is too small, the optical axis is difficult to bend, and if it is too large, total reflection occurs, which is not preferable.

上記したように、微細凹凸パターン付きフィルム2からなるスクリーンは、画像表示装置4内に、平坦な状態または少なくとも一部が湾曲された状態で配置されることができる。
図4は、画像表示装置4内に、微細凹凸パターン付きフィルム2が平坦な状態(湾曲されていない状態)で配置されているときに、表示光出射手段1から微細凹凸パターン付きフィルム2に光が入射する様子を示す模式断面図である。この図は、図2Bに対応した模式断面図である。この図は、表示光出射手段1の光出射面の中心と微細凹凸パターン付きフィルム2の中心Mとを通り、略垂直面S1を縦断する断面図である。微細凹凸パターン付きフィルム2の中心Mは、フィルムの平坦面(裏面)の中心である。
As described above, the screen made of the film 2 with the fine concavo-convex pattern can be arranged in the image display device 4 in a flat state or at least a partially curved state.
FIG. 4 shows that when the film 2 with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device 4 in a flat state (not curved), light is emitted from the display light emitting means 1 to the film 2 with the fine concavo-convex pattern. It is a schematic cross-sectional view which shows the state which is incident. This figure is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 2B. This figure is a cross-sectional view which passes through the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 and the center M of the film 2 having a fine concavo-convex pattern, and traverses a substantially vertical surface S1. The center M of the film 2 with a fine concavo-convex pattern is the center of the flat surface (back surface) of the film.

表示光出射手段1の光出射面の中心と微細凹凸パターン付きフィルム2の中心とを結ぶ直線を基準線BLとし、表示光出射手段1の光出射面の中心から微細凹凸パターン付きフィルム2の任意の1つのマイクロレンズ10Lに向かって出射される光(表示光12)の出射方向の基準線BLからの角度を出射角Z[°]と定義する。
ここでは、微細凹凸パターン付きフィルム2として微細凹凸パターン付きフィルム2cを用いて図示してあるが、いずれの設計例の微細凹凸パターン付きフィルム2を用いても同様に定義できる。
The straight line connecting the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 and the center of the film 2 with the fine unevenness pattern is set as the reference line BL, and the film 2 having the fine unevenness pattern is arbitrary from the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1. The angle of the light (display light 12) emitted toward the one microlens 10L from the reference line BL in the emission direction is defined as the emission angle Z [°].
Here, the film 2c with a fine concavo-convex pattern is used as the film 2 with a fine concavo-convex pattern, but it can be similarly defined by using the film 2 with a fine concavo-convex pattern in any of the design examples.

好ましくは、表示光出射手段1の光出射面の中心と微細凹凸パターン付きフィルム2の中心とを結ぶ直線(基準線BL)が、微細凹凸パターン付きフィルム2の平坦面に対する法線にほぼ一致するように、表示光出射手段1と微細凹凸パターン付きフィルム2との位置関係が設計される。具体的には、表示光出射手段1の光出射面の中心と微細凹凸パターン付きフィルム2の中心とを結ぶ直線(基準線BL)の線方向が、微細凹凸パターン付きフィルム2の平坦面に対して90°±10°の範囲の方向となるように、設計される。 Preferably, the straight line (reference line BL) connecting the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 and the center of the film 2 with the fine concavo-convex pattern substantially coincides with the normal line with respect to the flat surface of the film 2 having the fine concavo-convex pattern. As described above, the positional relationship between the display light emitting means 1 and the film 2 with a fine concavo-convex pattern is designed. Specifically, the line direction of the straight line (reference line BL) connecting the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 and the center of the film 2 with the fine unevenness pattern is the flat surface of the film 2 with the fine unevenness pattern. It is designed to be oriented in the range of 90 ° ± 10 °.

図5Aは、微細凹凸パターン付きフィルム2が部分的に湾曲された状態で配置されているときに、表示光出射手段1から微細凹凸パターン付きフィルム2に光(表示光12)が入射する様子を示す模式断面図である。図5Bは、微細凹凸パターン付きフィルム2が全体的に湾曲された状態で配置されているときに、表示光出射手段1から微細凹凸パターン付きフィルム2に光(表示光12)が入射する様子を示す模式断面図である。これらの図は、図2Bに対応した模式断面図である。 FIG. 5A shows how light (display light 12) is incident on the film 2 with a fine concavo-convex pattern from the display light emitting means 1 when the film 2 with a fine concavo-convex pattern is arranged in a partially curved state. It is a schematic cross-sectional view which shows. FIG. 5B shows how light (display light 12) is incident on the film 2 with a fine concavo-convex pattern from the display light emitting means 1 when the film 2 with a fine concavo-convex pattern is arranged in a curved state as a whole. It is a schematic cross-sectional view which shows. These figures are schematic cross-sectional views corresponding to FIG. 2B.

図5Aに示すように、すべてのマイクロレンズ10Lの略垂直面S1が同じ方向を向けている場合、微細凹凸パターン付きフィルム2の半分を表示光出射手段1側に湾曲させることができる。図示例では、微細凹凸パターン付きフィルム2の図示左半分は平坦な状態を維持したまま、図示右半分のみを湾曲させている。例えば、表示光出射手段1の光出射面の中心を中心として、微細凹凸パターン付きフィルム2の半分を断面視円弧状に湾曲させることができる。 As shown in FIG. 5A, when the substantially vertical planes S1 of all the microlenses 10L are oriented in the same direction, half of the film 2 with a fine concavo-convex pattern can be curved toward the display light emitting means 1. In the illustrated example, only the right half of the illustrated film 2 with a fine concavo-convex pattern is curved while maintaining a flat state. For example, half of the film 2 with a fine concavo-convex pattern can be curved in a circular arc shape with a cross-sectional view centered on the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1.

図5Bに示すように、すべてのマイクロレンズ10Lの略垂直面S1が微細凹凸パターン付きフィルム2の中心Mを向いている場合、フィルム全体を表示光出射手段1側に湾曲させることができる。例えば、表示光出射手段1の光出射面の中心を中心として、微細凹凸パターン付きフィルム2の全体を断面視円弧状に湾曲させることができる。
この例においては、例えば、断面視にて、表示光出射手段1の光出射面の中心と微細凹凸パターン付きフィルム2の中心とを結ぶ直線(基準線BL)を軸に、微細凹凸パターン付きフィルム2を線対称に湾曲させることができる。
微細凹凸パターン付きフィルム2は、3次元的に湾曲させることができる。例えば、基準線BL上のある点を中心に、微細凹凸パターン付きフィルム2を点対称に3次元的に湾曲させてもよい。
As shown in FIG. 5B, when the substantially vertical surface S1 of all the microlenses 10L faces the center M of the film 2 with the fine concavo-convex pattern, the entire film can be curved toward the display light emitting means 1. For example, the entire film 2 with a fine concavo-convex pattern can be curved in a circular arc shape in a cross-sectional view with the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 as the center.
In this example, for example, in a cross-sectional view, a film with a fine concavo-convex pattern is centered on a straight line (reference line BL) connecting the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 and the center of the film 2 with the fine concavo-convex pattern. 2 can be curved line-symmetrically.
The film 2 with a fine concavo-convex pattern can be curved three-dimensionally. For example, the film 2 with a fine concavo-convex pattern may be three-dimensionally curved point-symmetrically around a certain point on the reference line BL.

図5A、図5Bに示すような設計例では、表示光出射手段1から任意の1つのマイクロレンズ10Lに向かう光の出射方向と、その光が入射するマイクロレンズ10Lの略垂直面S1とが平行またはそれに近くなるように設計することができる。このような設計では、略垂直面S1に入射する光の量が低減されるため、光の利用効率を上げることができ、好ましい。 In the design example as shown in FIGS. 5A and 5B, the emission direction of the light from the display light emitting means 1 toward the arbitrary one microlens 10L and the substantially vertical plane S1 of the microlens 10L to which the light is incident are parallel to each other. Or it can be designed to be close to it. In such a design, since the amount of light incident on the substantially vertical plane S1 is reduced, the efficiency of light utilization can be improved, which is preferable.

図6A~図6Cは、1つのマイクロレンズ10Lに光(表示光12)が入射する様子を拡大して示すy軸方向断面図である。これらの図は、図3Aに対応した模式断面図である。
図6Aは、略垂直面S1のxy平面に対する角度Vが90°のときの模式断面図である。
図6Bは、略垂直面S1のxy平面に対する角度Vが90°より大きいときの模式断面図である。図示例では、角度Vは90°+10°である。
図6Cは、略垂直面S1のxy平面に対する角度Vが90°より小さいときの模式断面図である。図示例では、角度Vは90°-10°である。
6A to 6C are enlarged cross-sectional views in the y-axis direction showing how light (display light 12) is incident on one microlens 10L. These figures are schematic cross-sectional views corresponding to FIG. 3A.
FIG. 6A is a schematic cross-sectional view when the angle V of the substantially vertical plane S1 with respect to the xy plane is 90 °.
FIG. 6B is a schematic cross-sectional view when the angle V of the substantially vertical plane S1 with respect to the xy plane is larger than 90 °. In the illustrated example, the angle V is 90 ° + 10 °.
FIG. 6C is a schematic cross-sectional view when the angle V of the substantially vertical plane S1 with respect to the xy plane is smaller than 90 °. In the illustrated example, the angle V is 90 ° −10 °.

一般的に、略垂直面と曲面とを有するレンズでは、光が略垂直面に入射すると所望の方向に出射せず、光の利用効率が低下してしまう。
表示光出射手段1から出射され、1つのレンズ(マイクロレンズ10L)に入射する光(表示光12)のうち、略垂直面S1に入射する光の割合を、「ロス率」と定義する。ロス率は、下記式で表される。
一般式:[ロス率](%)=b/(a+b)×100 ここで、bは、略垂直面S1を通ってレンズ(マイクロレンズ10L)の底面に到達する光(表示光12)の到達範囲を示し、略垂直面S1の上端を通ってマイクロレンズ10Lに入射する表示光12がマイクロレンズ10Lの底面に到達する位置と、略垂直面S1の下端との距離を示す。
aは、マイクロレンズ10Lのピッチから、bを差し引いた長さである。
Generally, in a lens having a substantially vertical plane and a curved surface, when light is incident on the substantially vertical plane, it does not emit light in a desired direction, and the efficiency of light utilization is lowered.
The ratio of the light emitted from the display light emitting means 1 and incident on one lens (microlens 10L) (display light 12) and incident on the substantially vertical plane S1 is defined as the “loss rate”. The loss rate is expressed by the following formula.
General formula: [Loss rate] (%) = b / (a + b) × 100 Here, b is the arrival of light (display light 12) that reaches the bottom surface of the lens (microlens 10L) through the substantially vertical surface S1. The range is shown, and the distance between the position where the display light 12 incident on the microlens 10L through the upper end of the substantially vertical surface S1 reaches the bottom surface of the microlens 10L and the lower end of the substantially vertical surface S1 is shown.
a is the length obtained by subtracting b from the pitch of the microlens 10L.

なお、図6A~図6Cでは、マイクロレンズ10Lの底面が平坦である場合について図示してあるが、マイクロレンズアレイ10が湾曲された状態でも、個々のマイクロレンズ10Lのサイズは小さいため、マイクロレンズ10Lの底面を平坦とみなし、上記と同様に、ロス率を求めることができる。 Although FIGS. 6A to 6C show the case where the bottom surface of the microlens 10L is flat, the size of each microlens 10L is small even when the microlens array 10 is curved, so that the microlens is a microlens. The bottom surface of 10 L can be regarded as flat, and the loss rate can be obtained in the same manner as described above.

一態様において、光の利用効率向上の観点から、レンズの総数に対して50%以上の数のレンズにおいて、上記ロス率が5%以下となるように設計を行うことが好ましい。
例えば、略垂直面S1に入射する光の割合を低減させて、光の利用効率を向上させ、上記規定を充足するように、後記[実施例]の項において表1~表3に示すようなレンズの各種パラメータ(例えば、ピッチ、曲面の曲率半径、および頂点のずらし量Δ等)、フィルムの曲げ角度、またはこれらの組合せを設計することができる。
In one aspect, from the viewpoint of improving the efficiency of light utilization, it is preferable to design the lens so that the loss rate is 5% or less in the number of lenses of 50% or more with respect to the total number of lenses.
For example, as shown in Tables 1 to 3 in the section of [Example] described later, the ratio of light incident on the substantially vertical surface S1 is reduced to improve the efficiency of light utilization and satisfy the above-mentioned regulations. Various parameters of the lens (eg, pitch, radius of curvature of the curved surface, and amount of deviation of the apex Δ, etc.), bending angle of the film, or a combination thereof can be designed.

マイクロレンズ10Lの各種パラメータの大きさは特に制限されず、ピッチは例えば20~200μm程度、曲面S2の曲率半径は例えば10~700μm程度、略垂直面S1の高さは例えば2~100μm程度である。 The size of various parameters of the microlens 10L is not particularly limited, the pitch is, for example, about 20 to 200 μm, the radius of curvature of the curved surface S2 is, for example, about 10 to 700 μm, and the height of the substantially vertical surface S1 is, for example, about 2 to 100 μm. ..

本発明では、レンズの総数に対して50%以上の数のレンズにおいて、上記ロス率が5%以下であることが好ましく、4%以下であることがより好ましく、3%以下であることが特に好ましい。
光の利用効率向上の観点から、上記ロス率が5%以下であるレンズの数の割合は、多い方が好ましく、上記ロス率が5%以下であるレンズの数の割合は、より好ましくは65%以上、特に好ましくは80%以上である。
In the present invention, the loss rate is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, and particularly preferably 3% or less in a lens having a number of 50% or more with respect to the total number of lenses. preferable.
From the viewpoint of improving the efficiency of light utilization, the ratio of the number of lenses having a loss rate of 5% or less is preferably large, and the ratio of the number of lenses having a loss rate of 5% or less is more preferably 65. % Or more, particularly preferably 80% or more.

図5Bに示すように、微細凹凸パターン付きフィルム2を湾曲させて配置する場合、
レンズの総数に対して50%以上の数のレンズにおいて、上記ロス率が5%以下となる上記設計の代替または追加として、
表示光出射手段1から絶対値が0~10°の出射角(Z)で出射された光が入射するマイクロレンズ10Lのロス率が4%以下となり、
表示光出射手段1から絶対値が10~20°の出射角(Z)で出射された光が入射するマイクロレンズ10Lのロス率が15%以下となり、
表示光出射手段1から絶対値が20~30°の出射角(Z)で出射された光が入射するマイクロレンズ10Lのロス率が25%以下となるように、設計してもよい。
As shown in FIG. 5B, when the film 2 with a fine concavo-convex pattern is curved and arranged,
As an alternative or addition to the above design in which the loss rate is 5% or less in the number of lenses of 50% or more with respect to the total number of lenses.
The loss rate of the microlens 10L to which the light emitted from the display light emitting means 1 at an emission angle (Z) having an absolute value of 0 to 10 ° is incident is 4% or less.
The loss rate of the microlens 10L to which the light emitted from the display light emitting means 1 at an emission angle (Z) having an absolute value of 10 to 20 ° is incident is 15% or less.
It may be designed so that the loss rate of the microlens 10L to which the light emitted from the display light emitting means 1 at an emission angle (Z) having an absolute value of 20 to 30 ° is incident is 25% or less.

図7は、表示光12が1つのマイクロレンズ10Lを通過した後の光線図の例を示す模式断面図である。この図は、図6Aに対応した模式断面図であり、略垂直面S1のxy平面に対する角度Vが90°のときの模式断面図である。この図では、x軸方向、y軸方向、およびz軸方向は、図6Aと同様であるが、マイクロレンズ10Lのy軸方向の中心を原点Oとしてある。
マイクロレンズ10Lにおいて、略垂直面S1と反対側の端部から出射される光線13とz軸に平行な線とのなす角を屈折角A、略垂直面S1側の端部(略垂直面S1の上端)から入射してマイクロレンズ10Lから出射される光線14とz軸に平行な線とのなす角を屈折角Bとする。光線13と光線14との交点と原点Oとを結ぶ直線とy軸とのなす角をθとする。これらの角度においては、図示矢印の方向を正の方向とする。
図7には、略垂直面S1を有するマイクロレンズ10Lのレンズ面の各位置に入射した光は、光軸が曲げられてマイクロレンズ10Lから出射される様子が示されている。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of a ray diagram after the display light 12 has passed through one microlens 10L. This figure is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 6A, and is a schematic cross-sectional view when the angle V of the substantially vertical plane S1 with respect to the xy plane is 90 °. In this figure, the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction are the same as in FIG. 6A, but the center of the microlens 10L in the y-axis direction is the origin O.
In the microlens 10L, the angle formed by the ray 13 emitted from the end on the opposite side of the substantially vertical plane S1 and the line parallel to the z-axis is the refraction angle A, and the end on the substantially vertical plane S1 side (substantial vertical plane S1). The angle formed by the light ray 14 incident from the upper end of the microlens 10L and the line parallel to the z-axis is defined as the refraction angle B. Let θ be the angle formed by the y-axis and the straight line connecting the intersection of the light rays 13 and the light rays 14 and the origin O. At these angles, the direction of the arrow in the figure is the positive direction.
FIG. 7 shows how the light incident on each position of the lens surface of the microlens 10L having the substantially vertical surface S1 is emitted from the microlens 10L with its optical axis bent.

以上説明したように、本発明によれば、略垂直面を有するレンズを含む微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンを備え、レンズの略垂直面に入射する光が低減され、光の利用効率が向上された画像表示装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a screen made of a film having a fine concavo-convex pattern including a lens having a substantially vertical plane is provided, light incident on the substantially vertical plane of the lens is reduced, and light utilization efficiency is improved. An image display device can be provided.

以下、本発明に係る実施例および比較例について、説明する。
[実施例1~9、比較例1,2]
図8A、図8Bは、[実施例]の項におけるマイクロレンズの形状設計の説明図である。
はじめに、図8Aに示すyz平面において、z軸上の負の領域に中心を有し、原点と中心との距離よりも大きい半径を有する円を描いた。この円とy軸との2つの交点のy座標をそれぞれp、-pとした(ここで、p>0)。この円のz≧0の範囲(ドットで示す領域)を球面マイクロレンズLSのy軸方向断面形状とした。
Hereinafter, Examples and Comparative Examples according to the present invention will be described.
[Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 and 2]
8A and 8B are explanatory views of the shape design of the microlens in the section of [Example].
First, in the yz plane shown in FIG. 8A, a circle having a center in a negative region on the z-axis and a radius larger than the distance between the origin and the center was drawn. The y-coordinates of the two intersections of this circle and the y-axis were set to p and −p (here, p> 0). The range of z ≧ 0 (region indicated by dots) of this circle was defined as the cross-sectional shape of the spherical microlens LS in the y-axis direction.

上記の球面マイクロレンズLSを基に、図8Bに示すような略垂直面S1を有するマイクロレンズレンズLVを設計した。
図8Bでは、図8Aに示した円の中心を図示右斜め上方向にずらし、y>0かつz>0に位置する円周上の一点からy軸上に略垂線を引き、ドットで示す領域を、略垂直面S1を有するマイクロレンズLVのy軸方向断面形状とした。このマイクロレンズレンズLVは、球面マイクロレンズレンズLSと同じ曲率半径およびピッチを有する。図8Bにおいて、Δは、図8Aに示すレンズの頂点と図8Bに示すレンズの頂点とのy軸方向のずれ量(頂点のずらし量とも言う。)を示す。
各例において、マイクロレンズLVのピッチ、曲面S2の曲率半径、頂点のずらし量Δ、略垂直面S1の角度Vを設計した。
Based on the above spherical microlens LS, a microlens lens LV having a substantially vertical plane S1 as shown in FIG. 8B was designed.
In FIG. 8B, the center of the circle shown in FIG. 8A is shifted diagonally upward to the right in the drawing, and a substantially vertical line is drawn on the y-axis from a point on the circumference located at y> 0 and z> 0, and a region indicated by dots. Was defined as the y-axis direction cross-sectional shape of the microlens LV having a substantially vertical plane S1. This microlens lens LV has the same radius of curvature and pitch as the spherical microlens lens LS. In FIG. 8B, Δ indicates the amount of deviation (also referred to as the amount of deviation of the apex) between the apex of the lens shown in FIG. 8A and the apex of the lens shown in FIG. 8B in the y-axis direction.
In each example, the pitch of the microlens LV, the radius of curvature of the curved surface S2, the amount of deviation of the vertices Δ, and the angle V of the substantially vertical surface S1 were designed.

略垂直面S1のxy平面に対する角度Vは、レンズ底面に対する略垂直面S1の角度であり、レンズ底面の角度を0°とし、図示右回り方向(図示矢印方向)を正の方向として、求められる角度である。実施例1~9および比較例1、2の各例において、略垂直面S1の角度Vは、90°(図6Aを参照)、90°+10°(図6Bを参照)、90°-10°(図6Bを参照)のいずれかの条件とした。 The angle V of the substantially vertical plane S1 with respect to the xy plane is the angle of the substantially vertical plane S1 with respect to the bottom surface of the lens, and is obtained with the angle of the bottom surface of the lens being 0 ° and the clockwise direction (direction of the arrow in the figure) as the positive direction. The angle. In each of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, the angle V of the substantially vertical plane S1 is 90 ° (see FIG. 6A), 90 ° + 10 ° (see FIG. 6B), 90 ° -10 °. One of the conditions (see FIG. 6B) was used.

実施例1~4および比較例1の各例では、図8Bに示すような略垂直面S1を有する複数のマイクロレンズLVが、図3Bに示すように、略垂直面S1が中心を向いてy軸方向に配列し、この列がさらに、x軸方向に複数配列したマイクロレンズアレイを有する微細凹凸パターン付きフィルムを設計した。これらの例では、図4に示すように、微細凹凸パターン付きフィルムが、画像表示装置内に、平坦な状態で配置される設計とした(湾曲なし)。 In each of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, a plurality of microlens LVs having a substantially vertical plane S1 as shown in FIG. 8B have a substantially vertical plane S1 facing the center as shown in FIG. 3B. A film with a fine concavo-convex pattern was designed, which is arranged in the axial direction and has a plurality of microlens arrays in which the rows are further arranged in the x-axis direction. In these examples, as shown in FIG. 4, the film with a fine concavo-convex pattern is designed to be arranged in a flat state in the image display device (no bending).

実施例5~8および比較例2の各例では、図8Bに示すような略垂直面S1を有する複数のマイクロレンズLVが、図3Bに示すように、略垂直面S1が中心を向いてy軸方向に配列し、この列がさらに、x軸方向に複数配列したマイクロレンズアレイを有する微細凹凸パターン付きフィルムを設計した。これらの例では、図5Bに示すように、微細凹凸パターン付きフィルムが、画像表示装置内に、全体的に断面視円弧状に湾曲した状態で配置される設計とした(全体的に湾曲)。 In each of Examples 5 to 8 and Comparative Example 2, a plurality of microlens LVs having a substantially vertical plane S1 as shown in FIG. 8B have a substantially vertical plane S1 facing the center as shown in FIG. 3B. A film with a fine concavo-convex pattern was designed, which is arranged in the axial direction and has a plurality of microlens arrays in which the rows are further arranged in the x-axis direction. In these examples, as shown in FIG. 5B, the film with a fine concavo-convex pattern is designed to be arranged in the image display device in a state of being curved in a circular arc shape as a whole (overall curved).

実施例9では、図8Bに示すような略垂直面S1を有する複数のマイクロレンズLVが、図3Bに示すように、略垂直面S1が中心を向いてy軸方向に配列し、この列がさらに、x軸方向に複数配列したマイクロレンズアレイを有する微細凹凸パターン付きフィルムを設計した。これらの例では、図5Aに示すように、微細凹凸パターン付きフィルムが、画像表示装置内に、半分のみが断面視円弧状に湾曲した状態で配置される設計とした(半分湾曲)。 In Example 9, a plurality of microlens LVs having a substantially vertical plane S1 as shown in FIG. 8B are arranged in the y-axis direction with the substantially vertical plane S1 facing the center as shown in FIG. 3B, and this row is arranged. Furthermore, a film with a fine concavo-convex pattern having a plurality of microlens arrays arranged in the x-axis direction was designed. In these examples, as shown in FIG. 5A, the film with a fine concavo-convex pattern is designed to be arranged in the image display device in a state where only half of the film is curved in a cross-sectional view arc shape (half-curved).

代表として、実施例1における設計条件を以下に示す。
屈折率:1.52、
マイクロレンズ10Lの略垂直面S1のxy平面に対する角度V:90°、
マイクロレンズ10Lのピッチ:20μm、
マイクロレンズ10Lの曲面S2の曲率半径:60μm、
マイクロレンズ10Lの頂点のずらし量Δ:10μm、
マイクロレンズ10Lの頂点の高さ:3.4μm、
マイクロレンズ10Lの略垂直面S1の高さ:3.4μm。
表示光出射手段から出射され、微細凹凸パターン付きフィルムのフィルム端に入射する光の表示光出射手段からの出射角Z:30°、
フィルムの曲げ角度:0°(曲げなし)。
なお、フィルムの曲げ角は、フィルムの中心Mとフィルム端とを結んだ線とy軸とのなす角であり、曲げなしの条件ではフィルムの曲げ角は0°である。
As a representative, the design conditions in Example 1 are shown below.
Refractive index: 1.52,
Angle V: 90 ° of the substantially vertical plane S1 of the microlens 10L with respect to the xy plane,
Microlens 10L pitch: 20μm,
Radius of curvature of curved surface S2 of microlens 10L: 60 μm,
Amount of shift of the apex of the microlens 10L Δ: 10 μm,
Height of the apex of the microlens 10L: 3.4 μm,
Height of substantially vertical surface S1 of microlens 10L: 3.4 μm.
Emission angle Z: 30 ° from the display light emitting means of the light emitted from the display light emitting means and incident on the film edge of the film having a fine concavo-convex pattern.
Film bending angle: 0 ° (no bending).
The bending angle of the film is the angle formed by the line connecting the center M of the film and the edge of the film and the y-axis, and the bending angle of the film is 0 ° under the condition of no bending.

実施例2では、マイクロレンズのピッチを200μm、曲率半径を620μm、頂点のずらし量Δを60μmとし、表1に示すようにマイクロレンズ10Lを設計した。
実施例3では、図6Bに示すように略垂直面S1の角度Vを90°+10°とし、表1に示すようにマイクロレンズ10Lを設計した。
実施例4では、図6Cに示すように略垂直面S1の角度Vを90°-10°とし、表1に示すようにマイクロレンズ10Lを設計した。
In Example 2, the pitch of the microlens was 200 μm, the radius of curvature was 620 μm, the apex shift amount Δ was 60 μm, and the microlens 10L was designed as shown in Table 1.
In Example 3, the angle V of the substantially vertical plane S1 was set to 90 ° + 10 ° as shown in FIG. 6B, and the microlens 10L was designed as shown in Table 1.
In Example 4, the angle V of the substantially vertical plane S1 was set to 90 ° −10 ° as shown in FIG. 6C, and the microlens 10L was designed as shown in Table 1.

実施例5では、マイクロレンズのピッチを50μm、曲率半径を46μm、頂点のずらし量Δを10μmとし、図5Bに示すように、微細凹凸パターン付きフィルムを全体的に湾曲させ、フィルムの曲げ角度を5°とした。
実施例6では、マイクロレンズのピッチを200μm、曲率半径を184μm、頂点のずらし量Δを60μm、フィルムの曲げ角を9°とし、表1に示すようにマイクロレンズ10Lを設計した。
実施例7では、マイクロレンズのピッチを50μm、曲率半径を46μm、頂点のずらし量Δを5μmとし、図6Cに示すように略垂直面S1の角度Vを90°-10°とし、表1に示すようにマイクロレンズ10Lを設計した。
In Example 5, the pitch of the microlens is 50 μm, the radius of curvature is 46 μm, the apex shift amount Δ is 10 μm, and as shown in FIG. 5B, the film with a fine concavo-convex pattern is entirely curved to change the bending angle of the film. It was set to 5 °.
In Example 6, the pitch of the microlens was 200 μm, the radius of curvature was 184 μm, the apex shift amount Δ was 60 μm, the bending angle of the film was 9 °, and the microlens 10L was designed as shown in Table 1.
In Example 7, the pitch of the microlens is 50 μm, the radius of curvature is 46 μm, the apex shift amount Δ is 5 μm, and the angle V of the substantially vertical plane S1 is 90 ° −10 ° as shown in FIG. 6C, as shown in Table 1. The microlens 10L was designed as shown.

実施例8では、微細凹凸パターン付きフィルムを実施例5と同様に設計した。この例では、表示光出射手段1の光出射面の中心を中心とし、表示光出射手段1の光出射面の中心からフィルムの中心Mまでを半径として、微細凹凸パターン付きフィルム2の全体を断面視円弧状に湾曲させた(フィルムの曲げ角度は任意)。
実施例9では、図5Aに示すように、微細凹凸パターン付きフィルムの半分を湾曲させた以外は実施例5と同様に、設計した。この例では、表示光出射手段1の光出射面の中心を中心とし、表示光出射手段1の光出射面の中心からフィルムの中心Mまでを半径として、微細凹凸パターン付きフィルム2の半分を断面視円弧状に湾曲させた(フィルムの曲げ角度は任意)。
In Example 8, a film with a fine concavo-convex pattern was designed in the same manner as in Example 5. In this example, the entire cross section of the film 2 with a fine concavo-convex pattern is centered on the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 and the radius is from the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 to the center M of the film. It was curved in a visual arc shape (the bending angle of the film is arbitrary).
In Example 9, as shown in FIG. 5A, the film was designed in the same manner as in Example 5 except that half of the film with a fine concavo-convex pattern was curved. In this example, half of the film 2 with a fine concavo-convex pattern is cross-sectionald with the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 as the center and the radius from the center of the light emitting surface of the display light emitting means 1 to the center M of the film. It was curved in a visual arc shape (the bending angle of the film is arbitrary).

比較例1では、マイクロレンズのピッチを100μm、曲率半径を124μm、頂点のずらし量Δを50μmとし、表3に示すようにマイクロレンズ10Lを設計した。
比較例2では、フィルムの曲げ角を4°とした以外は実施例6と同様に、設計した。
In Comparative Example 1, the pitch of the microlens was 100 μm, the radius of curvature was 124 μm, the apex shift amount Δ was 50 μm, and the microlens 10L was designed as shown in Table 3.
Comparative Example 2 was designed in the same manner as in Example 6 except that the bending angle of the film was 4 °.

なお、レンズは、マイクロレンズのピッチと曲率半径を決定して、これらからレンズの拡散角を決定した後、頂点のずらし量Δによって光軸の曲げ角を決定して、形状設計を行うことができる。レンズの頂点高さと略垂直面の高さは、これらのパラメータから一義的に決定される。実施例1~4では拡散角±5°、光軸の曲げ角5°、比較例1では拡散角±15°、光軸の曲げ角15°、実施例5~9および比較例2では拡散角±25°、光軸の曲げ角25°に設計した。 For the lens, the pitch and radius of curvature of the microlens are determined, the diffusion angle of the lens is determined from these, and then the bending angle of the optical axis is determined by the amount of shift of the apex Δ, and the shape is designed. can. The height of the apex of the lens and the height of the substantially vertical plane are uniquely determined from these parameters. Diffusion angle ± 5 ° in Examples 1 to 4, bending angle of optical axis 5 °, diffusion angle ± 15 ° in Comparative Example 1, bending angle of optical axis 15 °, diffusion angle in Examples 5 to 9 and Comparative Example 2. It was designed with a bending angle of ± 25 ° and an optical axis of 25 °.

各例について、図6A~図6Cを参照して説明したように、下記式に基づいて、ロス率(表示光出射手段1からある出射角Zで出射され、1つのマイクロレンズ10Lに入射する表示光のうち、略垂直面S1に入射する光の割合)を計算した。
一般式:[ロス率](%)=b/(a+b)×100
出射角Zは、10°、15°、20°、30°の4条件とした。
As described with reference to FIGS. 6A to 6C for each example, the loss rate (display emitted from the display light emitting means 1 at an emission angle Z and incident on one microlens 10L) is based on the following equation. Of the light, the ratio of the light incident on the substantially vertical plane S1) was calculated.
General formula: [Loss rate] (%) = b / (a + b) × 100
The emission angle Z was set to four conditions of 10 °, 15 °, 20 °, and 30 °.

実施例1~9および比較例1、2における設計条件とロス率の計算結果を、表1~表3に示す。各例において、表に不記載の条件は共通条件とした。 The calculation results of the design conditions and the loss rate in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Tables 1 to 3. In each example, the conditions not shown in the table are common conditions.

Figure 2022038300000002
Figure 2022038300000002

Figure 2022038300000003
Figure 2022038300000003

Figure 2022038300000004
Figure 2022038300000004

[結果のまとめ]
実施例1~8、比較例1、2では、断面視で微細凹凸パターン付きフィルムを線対称に配置し、表示光出射手段から出射され、微細凹凸パターン付きフィルムのフィルム端に入射する光の表示光出射手段からの出射角Zを30°としたので、出射角Zが15°以下の条件におけるロス率が5%以下であれば、レンズの総数に対して50%以上の数のレンズにおいてロス率が5%以下であると判断できる。
[Summary of results]
In Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2, the films having a fine concavo-convex pattern are arranged line-symmetrically in a cross-sectional view, and the light emitted from the display light emitting means and incident on the film edge of the film having the fine concavo-convex pattern is displayed. Since the emission angle Z from the light emitting means is set to 30 °, if the loss rate is 5% or less under the condition that the emission angle Z is 15 ° or less, the loss is 50% or more of the total number of lenses. It can be determined that the rate is 5% or less.

実施例9では、微細凹凸パターン付きフィルムを半分のみ湾曲させたので、いずれか半分について、出射角Zが10°、15°、20°、30°の条件におけるロス率がすべて5%以下であれば、レンズの総数に対して50%以上の数のレンズにおいてロス率が5%以下であると判断できる。 In Example 9, since the film with the fine concavo-convex pattern was curved only half, the loss rate under the conditions of the emission angles Z of 10 °, 15 °, 20 °, and 30 ° for any half was 5% or less. For example, it can be determined that the loss rate is 5% or less in the number of lenses having a number of 50% or more with respect to the total number of lenses.

実施例1~8では、レンズの各種パラメータ、フィルムの曲げ角度、またはこれらの組合せを好適に設計することで、略垂直面S1に入射する光を低減させ、光の利用効率を向上させ、レンズの総数に対して50%以上の数のレンズにおいてロス率を5%以下とすることができた。 In Examples 1 to 8, by appropriately designing various parameters of the lens, the bending angle of the film, or a combination thereof, the light incident on the substantially vertical surface S1 is reduced, the utilization efficiency of the light is improved, and the lens is used. The loss rate could be 5% or less in the number of lenses of 50% or more with respect to the total number of lenses.

実施例1~8では、表示光出射手段1から絶対値が0~10°の出射角(Z)で出射された光が入射するマイクロレンズ10Lのロス率を4%以下とし、表示光出射手段1から絶対値が10~20°の出射角(Z)で出射された光が入射するマイクロレンズ10Lのロス率を15%以下とし、表示光出射手段1から絶対値が20~30°の出射角(Z)で出射された光が入射するマイクロレンズ10Lのロス率を25%以下とすることができた。 In Examples 1 to 8, the loss rate of the microlens 10L to which the light emitted from the display light emitting means 1 at an emission angle (Z) having an absolute value of 0 to 10 ° is incident is set to 4% or less, and the display light emitting means. The loss rate of the microlens 10L to which the light emitted from 1 at an emission angle (Z) having an absolute value of 10 to 20 ° is set to 15% or less, and the emission from the display light emitting means 1 has an absolute value of 20 to 30 °. The loss rate of the microlens 10L to which the light emitted at the angle (Z) is incident can be set to 25% or less.

中でも、表示光出射手段の光出射面の中心を中心として、微細凹凸パターン付きフィルムの全体を断面視円弧状に湾曲させた実施例8では、フィルムの全レンズにおいて、ロス率を0%とすることができ、光の利用効率を最大限に向上させることができた。 Above all, in Example 8 in which the entire film with a fine concavo-convex pattern is curved in a circular arc shape in a cross-sectional view around the center of the light emitting surface of the display light emitting means, the loss rate is set to 0% in all the lenses of the film. It was possible to improve the efficiency of light utilization to the maximum.

微細凹凸パターン付きフィルムを半分のみ湾曲させた実施例9では、湾曲させた側の半分において、全体的にロス率を0%とすることができた。 In Example 9 in which the film with the fine concavo-convex pattern was curved only half, the loss rate could be set to 0% as a whole in the curved side half.

比較例1、2の設計では、全体的にロス率が大きくなった。 In the designs of Comparative Examples 1 and 2, the loss rate was large as a whole.

実施例1~4では、レンズピッチに対してレンズ曲面の曲率半径を比較的大きくし、略垂直面の高さを比較的低く設計したため、全体的にロス率を小さくすることができた。これら実施例に対して、比較例1では、レンズピッチに対してレンズ曲面の曲率半径を比較的小さくし、略垂直面の高さを比較的高くしたため、ロス率が全体的に増加した。
実施例5~8では、レンズピッチに対してレンズ曲面の曲率半径を比較的小さくし、略垂直面の高さを比較的高くしたが、フィルムを湾曲させて、個々のレンズについて、表示光出射手段からの出射光の出射方向とレンズの略垂直面とが平行またはそれに近くなるように設計したことで、全体的にロス率を低下させることができた。
比較例2では、曲げ角度が不充分であったため、ロス率を充分に低下させることができなかった。
In Examples 1 to 4, since the radius of curvature of the lens curved surface was designed to be relatively large with respect to the lens pitch and the height of the substantially vertical plane was designed to be relatively low, the loss rate could be reduced as a whole. In contrast to these examples, in Comparative Example 1, the radius of curvature of the lens curved surface was made relatively small with respect to the lens pitch, and the height of the substantially vertical plane was made relatively high, so that the loss rate was increased as a whole.
In Examples 5 to 8, the radius of curvature of the lens curved surface was made relatively small with respect to the lens pitch, and the height of the substantially vertical plane was made relatively high. However, the film was curved to emit display light for each lens. By designing so that the emission direction of the emitted light from the means and the substantially vertical plane of the lens are parallel to or close to each other, the loss rate can be reduced as a whole.
In Comparative Example 2, the loss rate could not be sufficiently reduced because the bending angle was insufficient.

本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜設計変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments and examples, and the design can be appropriately changed as long as the gist of the present invention is not deviated.

1 表示光出射手段
2、2a~2d 微細凹凸パターン付きフィルム
4 ヘッドアップディスプレイ装置(画像表示装置)
9 基材樹脂フィルム
10 マイクロレンズアレイ(凹凸樹脂層)
10L マイクロレンズ
12 表示光
S1 略垂直面
S2 曲面
V 略垂直面の角度
Z 出射角
BL 基準線
M 微細凹凸パターン付きフィルムの中心
1 Display light emitting means 2, 2a to 2d Film with fine uneven pattern 4 Head-up display device (image display device)
9 Base resin film 10 Microlens array (concave and convex resin layer)
10L Microlens 12 Display light S1 Approximately vertical surface S2 Curved surface V Approximately vertical surface angle Z Emission angle BL Reference line M Center of film with fine concavo-convex pattern

Claims (7)

画像表示用の光を出射する表示光出射手段と、当該表示光出射手段から出射された表示光により形成される画像が投影される微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンとを備える画像表示装置であって、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、一方の表面に、当該微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面に対して90°±10°の範囲の角度の略垂直面と、曲面とを有する凸部または凹部からなる複数のレンズを有するものであり、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、前記画像表示装置内に、平坦な状態で配置されており、
任意の1つの前記レンズについて、前記表示光出射手段から出射され、当該1つのレンズに入射する光のうち、前記略垂直面に入射する光の割合をロス率(%)と定義したとき、
前記レンズの総数に対して50%以上の数の前記レンズにおいて、前記ロス率が5%以下である、画像表示装置。
An image display device including a display light emitting means that emits light for displaying an image and a screen made of a film having a fine uneven pattern on which an image formed by the display light emitted from the display light emitting means is projected. hand,
The film with a fine concavo-convex pattern comprises a convex portion or a concave portion having a substantially vertical surface having an angle in the range of 90 ° ± 10 ° with respect to the flat surface of the film having the fine concavo-convex pattern and a curved surface on one surface. It has multiple lenses and
The film with a fine concavo-convex pattern is arranged in a flat state in the image display device.
When the ratio of the light emitted from the display light emitting means to the arbitrary one lens and incident on the one lens and incident on the substantially vertical plane is defined as the loss rate (%).
An image display device having a loss rate of 5% or less in the lenses having a number of 50% or more with respect to the total number of the lenses.
画像表示用の光を出射する表示光出射手段と、当該表示光出射手段から出射された表示光により形成される画像が投影される微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンとを備える画像表示装置であって、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、一方の表面に、前記微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面に対して90°±10°の範囲の角度の略垂直面と、曲面とを有する凸部または凹部からなる複数のレンズを有するものであり、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、前記画像表示装置内に、少なくとも一部が湾曲された状態で配置されており、
任意の1つの前記レンズについて、前記表示光出射手段から出射され、当該1つのレンズに入射する光のうち、前記略垂直面に入射する光の割合をロス率(%)と定義したとき、
前記レンズの総数に対して50%以上の数の前記レンズにおいて、前記ロス率が5%以下である、画像表示装置。
An image display device including a display light emitting means that emits light for displaying an image and a screen made of a film having a fine uneven pattern on which an image formed by the display light emitted from the display light emitting means is projected. hand,
The film with a fine concavo-convex pattern comprises a convex portion or a concave portion having a substantially vertical surface having an angle in the range of 90 ° ± 10 ° with respect to the flat surface of the film having the fine concavo-convex pattern and a curved surface on one surface. It has multiple lenses and
The film with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device in a state where at least a part thereof is curved.
When the ratio of the light emitted from the display light emitting means to the arbitrary one lens and incident on the one lens and incident on the substantially vertical plane is defined as the loss rate (%).
An image display device having a loss rate of 5% or less in the lenses having a number of 50% or more with respect to the total number of the lenses.
画像表示用の光を出射する表示光出射手段と、当該表示光出射手段から出射された表示光により形成される画像が投影される微細凹凸パターン付きフィルムからなるスクリーンとを備える画像表示装置であって、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、一方の表面に、前記微細凹凸パターン付きフィルムの平坦面に対して90°±10°の範囲の角度の略垂直面と、曲面とを有する凸部または凹部からなる複数のレンズを有するものであり、
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、前記画像表示装置内に、少なくとも一部が湾曲された状態で配置されており、
前記表示光出射手段の光出射面の中心と前記微細凹凸パターン付きフィルムの中心とを通り、前記略垂直面を縦断する断面視において、
前記表示光出射手段の光出射面の中心と前記微細凹凸パターン付きフィルムの中心とを結ぶ直線を基準線とし、前記表示光出射手段の前記光出射面から前記微細凹凸パターン付きフィルムの任意の1つの前記レンズに向かって出射される光の出射方向の前記基準線からの角度を出射角(Z)[°]と定義し、
任意の1つの前記レンズについて、前記表示光出射手段から出射され、当該1つのレンズに入射する光のうち、前記略垂直面に入射する光の割合をロス率(%)と定義したとき、
前記表示光出射手段から絶対値が0~10°の出射角(Z)で出射された光が入射する前記レンズの前記ロス率が4%以下であり、
前記表示光出射手段から絶対値が10~20°の出射角(Z)で出射された光が入射する前記レンズの前記ロス率が15%以下であり、
前記表示光出射手段から絶対値が20~30°の出射角(Z)で出射された光が入射する前記レンズの前記ロス率が25%以下である画像表示装置。
An image display device including a display light emitting means that emits light for displaying an image and a screen made of a film having a fine uneven pattern on which an image formed by the display light emitted from the display light emitting means is projected. hand,
The film with a fine concavo-convex pattern comprises a convex portion or a concave portion having a substantially vertical surface having an angle in the range of 90 ° ± 10 ° with respect to the flat surface of the film having the fine concavo-convex pattern and a curved surface on one surface. It has multiple lenses and
The film with a fine concavo-convex pattern is arranged in the image display device in a state where at least a part thereof is curved.
In a cross-sectional view that passes through the center of the light emitting surface of the display light emitting means and the center of the film having a fine concavo-convex pattern and vertically traverses the substantially vertical surface.
A straight line connecting the center of the light emitting surface of the display light emitting means and the center of the film having the fine concavo-convex pattern is used as a reference line, and any one of the film having the fine concavo-convex pattern is formed from the light emitting surface of the display light emitting means. The angle from the reference line in the emission direction of the light emitted toward the lens is defined as the emission angle (Z) [°].
When the ratio of the light emitted from the display light emitting means to the arbitrary one lens and incident on the one lens and incident on the substantially vertical plane is defined as the loss rate (%).
The loss rate of the lens to which the light emitted from the display light emitting means at an emission angle (Z) having an absolute value of 0 to 10 ° is incident is 4% or less.
The loss rate of the lens to which the light emitted from the display light emitting means at an emission angle (Z) having an absolute value of 10 to 20 ° is incident is 15% or less.
An image display device having a loss rate of 25% or less of the lens to which light emitted from the display light emitting means at an emission angle (Z) having an absolute value of 20 to 30 ° is incident.
前記微細凹凸パターン付きフィルムは、樹脂製である、請求項1~3のいずれか1項に記載の画像表示装置。 The image display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the film with a fine uneven pattern is made of resin. 前記微細凹凸パターン付きフィルムは、基材樹脂フィルムと、当該基材樹脂フィルム上に形成され、前記複数のレンズを含む凹凸樹脂層とを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の画像表示装置。 The film according to any one of claims 1 to 4, wherein the film with a fine concavo-convex pattern includes a base resin film and a concavo-convex resin layer formed on the base resin film and including the plurality of lenses. Image display device. 前記微細凹凸パターン付きフィルムは、マイクロレンズアレイを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の画像表示装置。 The image display device according to any one of claims 1 to 5, wherein the film with a fine concavo-convex pattern includes a microlens array. ヘッドアップディスプレイ装置である、請求項1~6のいずれか1項に記載の画像表示装置。 The image display device according to any one of claims 1 to 6, which is a head-up display device.
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