CN101042522A - 背投影显示装置和透射屏 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背投影显示装置，包括：壳体；设置在壳体前表面上的透射屏；和安装在壳体内用于从背侧将视频图像投影到透射屏上的视频投影器，所述透射屏包括：框架；安装到框架上的四边形透镜片；沿着透镜片的相对两侧中的至少一侧布置的杆状压力件；和用于向压力件施加压力以便将压力件压在透镜片的片表面上从而向透镜片提供张力的弹性部分，所述透镜片包括：主片，视频图像投影到主片上；连续接合到主片的端部的子片，所述子片具有比主片更小的弯曲刚度，所述压力件压靠在片表面上。

Description

背投影显示装置和透射屏
技术领域
本发明涉及一种通过将视频图像从背侧投影到透射屏来显示视频图像的背投影显示装置，并涉及一种这样的用在背投影显示装置中的透射屏。
背景技术
通常，背投影显示装置具有壳体、设置在壳体前表面上的透射屏和安装在壳体中用于将视频图像从背侧投影到透射屏上的视频投影器。背投影显示装置中使用的透射屏采用例如菲涅尔透镜片和微透镜片等透镜片以获得期望的图象显示性能。
这样的透镜片本身刚度较低，因此需要使用许多方法来保持预定的平的形状。通常，平的透镜片形状是通过将透镜片联接到刚性的模制树脂板或玻璃板上实现的。
然而，在使用模制树脂板的情况下，由于模制树脂板和透镜片之间的线性膨胀系数差，会发生弯曲。在使用玻璃板的情况下，屏幕的总重量增加，因此用于支撑屏幕的框架需要具有较大的刚性。因而，材料费用较高。另外，框架的厚度增加，限制了透射屏的设计。
日本专利No.3341229公开了一种透射屏，其中可保持平的透镜片的形状而不需要使用模制树脂板或玻璃板。这样的透射屏具有四边形的透镜片以及设置在透镜片的相对两侧的至少一侧附近的压力件(凸块)，其中压力件被强力按压在透镜片的透镜表面上，以便对透镜片施加张力，以保证平的透镜片形状。
然而，在这样的透镜片中，透镜片具有大约300μm的厚度，所以压力件以相当大的压力压在透镜片上，以获得所需的张力，并且需要更复杂的结构以产生这样大的压力。
发明内容
因此本发明需要一种透射屏，其构造简单并提供足够透镜片张力。本发明还需要提供具有这样的透射屏的背投影显示装置。
根据本发明的一实施例，提供一种背投影显示装置，包括：壳体；设置在壳体前表面上的透射屏；和安装在壳体内用于从背侧将视频图像投影到透射屏上的视频投影器。所述透射屏包括：框架；安装到框架上的四边形透镜片；沿着透镜片的相对两侧中的至少一侧布置的杆状压力件；和用于向压力件施加压力以便将压力件压在透镜片的片表面上从而向透镜片提供张力的弹性部分。所述透镜片包括：主片，视频图像投影到主片上；连续接合到主片的端部的子片，所述子片具有比主片更小的弯曲刚度，所述压力件压靠在子片的片表面上。
优选地，框架形成有沿着压力件与之相对地延伸的槽，当子片插入到槽和压力件之间时，压力件被压在子片的片表面上，子片与框架的槽的开口边缘接触从而在开口边缘形成接触表面，并且低摩擦带联接到接触表面以便减小子片和框架之间的摩擦。
优选地，压力件具有压靠在透镜片的片表面上的压力施加部分，该压力施加部分具有大致半圆形的截面，并且形成在槽的开口边缘处的接触表面经过圆倒角。
优选地，弹性部分包括多个沿着压力件均匀间隔分布的弹性部分。
优选地，子片由与主片相同的材料制成并且具有比主片更小的厚度。
优选地，压力件沿着透镜片的上下两侧的至少一侧布置，从而向透镜片提供垂直张力。
根据本发明的一实施例，杆状压力件沿着透镜片的相对两侧中的至少一侧布置，并通过弹性部分被压在透镜片的片表面上以便向透镜片施加张力。因而，即使当环境变化造成透镜片中的膨胀和收缩时，也可有效地吸收膨胀和收缩，从而可靠地抑制透镜片的松弛和褶皱。
特别地，被压力件按压的透镜片的受压部分由具有较小的弯曲刚度的子片提供。因此，压力件施加的用于向透镜片提供所需张力的压力被最小化，从而不需要复杂的机构，并可通过简单的构造降低成本。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的背投影显示装置的外观透视图。
图2是图1所示的背投影显示装置的内部结构的侧视图。
图3是将微透镜片安装在透射屏中的安装结构的一实施例的前视图。
图4是图3所示的安装结构的主要部分的垂直截面侧视图。
图5是显示微透镜片的结构的截面图。
图6是显示在透镜片的厚度变化的情况下压力件施加的压力和透镜片中产生的片张力之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的优选实施例进行描述。
图1是根据本发明的一实施例的背投影显示装置的外观透视图，图2是图1所示的背投影显示装置的内部结构的侧视图。
如图1所示，背投影显示装置1具有壳体2和设置在壳体2前表面上的透射屏5。透射屏5显示从透射屏5背侧投射的视频图像。如图2所示，视频投影器3安装在壳体2中，并且从视频投影器3发出的视频图像光L被反射镜4反射从而从透射屏5背侧进入透射屏5。
透射屏5由用于会聚光的菲涅尔透镜板6和与菲涅尔透镜板6并置的用于在屏幕上均匀地分布光以提供对比的微透镜片7组成。菲涅尔透镜板6由例如模制树脂板或玻璃板等基板和联接到基板的菲涅尔透镜片组成。微透镜片7不包括如用在菲涅尔透镜板6中的基板，但是布置成片形式，以便减小透射屏5的厚度和重量。
微透镜片7需要稳定保持平的形状，以便保证透射屏5具有很好的视频显示性能。为了满足这一要求，根据本实施例的透射屏5具有下述构造。
图3是微透镜片7的安装结构的一实施例的前视图，图4是图3所示的安装结构的主要部分的垂直截面侧视图。如图3所示，微透镜片7具有水平延长的四边形形状，并且被延展地安装到由铝等制成的刚性框架11上。微透镜片7由主片8和分别连续连接到主片8的上下端部的一对上下子片9构成，视频图像投影到主片8上。
如图5所示，微透镜片7的主片8由彼此连接的透镜膜8a和基膜8b构成，主片8的总厚度大约为300μm。主片8由可耐受因环境变化引起的变形和扭曲的材料制成。例如，主片8优选由PET膜制成。
另一方面，每个子片9具有比主片8更小的弯曲刚度。通过重叠一对粘接带10，上下子片9分别连接到子片8的上下端部。在该优选实施例中，每个片9由与主片8相同的材料制成，并且具有比主片8更小的厚度。更具体地，每个片9由厚度大约为38-75μm的PET膜制成。如图4所示，每个子片9的端部通过粘接带12固定到框架11，并且每个子片9的被固定的端部通过间隔件14由螺旋拧到框架11上的支架13牢固地保持。
如图3所示，一对上下杆状压力件15沿着微透镜片7的上下相对侧延伸。这些压力件15被压在微透镜片7的片表面(前表面)上，从而为微透镜片7提供垂直张力。
每个压力件15是具有圆形截面的圆杆，由例如铝等刚性材料制成。上下压力件15在作为弹性部分的多个压缩盘簧16的弹性力作用下分别垂直压在上下子片9的片表面上。这些压缩盘簧16分别被拧到框架11上的多个支架17保持。在本优选实施例中，这些支架17沿着支架11的上下侧布置，每侧布置在五个等间隔的位置处，使得这五个位置相对于水平中心位置成对称关系。在这样的构造中，通过沿着每个压力件15以均匀间隔布置的多个压缩盘簧16，每个压力件15被沿着每个压力件15全长均匀压在每个子片9的片表面上。
框架11形成有分别与上下压力件15相对的一对上下槽18。如图4最优地示出，每个子片9插在对应的槽18和对应的压力件15之间，其中每个压力件15被压在对应的子片9上，从而将子片9压到对应的槽18中，由此向微透镜片7提供垂直张力。框架11的每个槽18的开口边经过圆倒角形成R形，从而形成与对应的子片9的接触表面。另外，用于减小对应子片9的摩擦力的低摩擦带19联接到在每个槽18的开口边处形成的圆角接触面，从而确保微透镜片7膨胀和收缩时的可滑动性。例如，由Teraoka Seisakusho有限公司制造的荧光树脂膜带可适宜用作该低摩擦带19。
根据如上所述的透射屏，上下杆状压力件15沿着微透镜片7的上下侧布置，并且通过作为弹性部分的压缩盘簧16被压在微透镜片7的片表面上，从而对微透镜片7提供垂直张力。因此，即使由于环境(例如温度和湿度)变化引起微透镜片7中的膨胀和收缩，这样的膨胀和收缩也可以很有效地被压缩盘簧16吸收，从而可以可靠地防止微透镜片7的松弛和褶皱。
另外，通过压力件15向微透镜片7施加张力的方向与重力方向相同，因而张力可有效地被施加到微透镜片7上，由此更可靠地防止微透镜片7松弛和褶皱。
因此，可可靠地保持平的微透镜片7的形状，从而可可靠地防止图像质量的下降(例如图像扭曲和聚焦劣化)。
特别地，微透镜片7的被压力件15施压的受压部分设置有上下薄子片9，每个子片均具有小的弯曲刚度。因此，可通过压力件15施加的小压力(负载)对微透镜片7施加足够的张力。
图6是显示在透镜片的厚度变化的情况下压力件施加的压力和PET片中产生的片张力之间的关系的测量结果的曲线图。如图6所示，在片厚度为300μm的情况下，除非压力件施加的压力增加到一定程度，片不会开始伸展。因此，多施加的压力必须获得所需的张力。另外，片厚度越大，片中的弯曲应力越大，从而易于发生造成片变形的蠕变。
相反，在片厚度为38μm和75μm的情况下，与片厚度为300μm的情况相比，可通过施加较小的压力获得较大的张力。因此，不需要多施加压力以获得所需的张力。另外，片厚度越小，片中的弯曲应力越小，因而片中不易于发生蠕变。
根据本优选实施例，压力件15施加的向微透镜片7提供足够张力的压力可被最小化，从而不需要任何复杂的机构，而是需要使用具有简单的结构且不必具有高刚度的轻框架来降低成本。
另外，构成微透镜片7的子片9和主片8由同种材料(即PET膜)制成。因而，每个子片9和主片8由于环境(例如温度和湿度变化)变化造成的两者之间的膨胀和收缩速率差异可被抑制，从而更可靠地防止微透镜片7松弛和褶皱。
根据上述的透射屏，可通过简单的构造对微透镜片7施加足够的张力，从而可靠地保持平的微透镜片7的形状。因此，可可靠地防止图像质量下降(例如图像扭曲和聚焦不良)。
在本实施例中，当沿着微透镜片7的上下两侧布置压力件15以便在上下端部对微透镜片7施加垂直张力时，可沿着微透镜片7的上下两侧的任一侧布置与每个压力件15相似的单个压力件，以便对微透镜片7的仅一个垂直端部施加垂直张力。
作为另一个方案，压力件或多个压力件15可沿着微透镜片7的左右两侧的至少一侧布置，从而向微透镜片7施加水平张力。
本领域技术人员应理解在由所附权利要求及其等价物的限定范围内，可根据设计要求以及其他因素进行各种变型、修改、组合、子组合。
本发明要求于2006年3月24日在日本专利局申请的日本专利申请JP2006-083546的优先权，其全部内容在此引作结合。

Claims (12)

1.一种背投影显示装置，包括：
壳体；
设置在壳体前表面上的透射屏；和
安装在壳体内用于从背侧将视频图像投影到透射屏上的视频投影器；
所述透射屏包括：
框架；
安装到框架上的四边形透镜片；
沿着透镜片的相对两侧中的至少一侧布置的杆状压力件；和
用于向压力件施加压力以便将压力件压在透镜片的片表面上从而向透镜片提供张力的弹性部分，
所述透镜片包括：
主片，视频图像投影到该主片上；
连续接合到主片的端部的子片，所述子片具有比主片更小的弯曲刚度，所述压力件压靠在子片的片表面上。
2.如权利要求1所述的背投影显示装置，其中，
框架形成有沿着压力件与之相对地延伸的槽，
当子片插入到槽和压力件之间时，压力件被压在子片的片表面上，
子片与框架的槽的开口边缘接触从而在该开口边缘处形成接触表面，并且
低摩擦带联接到接触表面以便减小子片与框架之间的摩擦。
3.如权利要求2所述的背投影显示装置，其中，
压力件具有压靠在透镜片的片表面上的压力施加部分，该压力施加部分具有大致半圆形的截面，并且
形成在槽的开口边缘处的接触表面经过圆倒角。
4.如权利要求1所述的背投影显示装置，其中弹性部分包括沿着压力件均匀间隔分布的多个弹性部分。
5.如权利要求1所述的背投影显示装置，其中，子片由与主片相同的材料制成并且具有比主片更小的厚度。
6.如权利要求1所述的背投影显示装置，其中，压力件沿着透镜片的上下两侧的至少一侧布置，从而向透镜片提供垂直张力。
7.一种透射屏，适于布置在背投影显示装置的前表面上，包括：
框架；
安装到框架上的四边形透镜片；
沿着透镜片的相对两侧中的至少一侧布置的杆状压力件；和
用于向压力件施加压力以便将压力件压在透镜片的片表面上从而向透镜片提供张力的弹性部分，
所述透镜片包括：
主片，视频图像投影到主片上；
连续接合到主片的端部的子片，所述子片具有比主片更小的弯曲刚度，所述压力件压靠在子片的片表面上。
8.如权利要求7所述的透射屏，其中，框架形成有沿着压力件与之相对地延伸的槽，
当子片插入到槽和压力件之间时，压力件被压在子片的片表面上，
子片与框架的槽的开口边缘接触从而在该开口边缘处形成接触表面，并且
低摩擦带联接到该接触表面以便减小子片和框架之间的摩擦。
9.如权利要求8所述的透射屏，其中，
压力件具有压靠在透镜片的片表面上的压力施加部分，该压力施加部分具有大致半圆形的截面，并且
形成在槽的开口边缘处的接触表面经过倒圆角。
10.如权利要求7所述的透射屏，其中弹性部分包括沿着压力件均匀间隔分布的多个弹性部分。
11.如权利要求7所述的透射屏，其中，子片由与主片相同的材料制成并且具有比主片更小的厚度。
12.如权利要求7所述的透射屏，其中，压力件沿着透镜片的上下两侧的至少一侧布置，从而向透镜片提供垂直张力。
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