CN101297241A - 反射型屏幕及前方投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以简单的结构就可以在抑制外光影响，并且得到大视角的反射型屏幕、和具有反射型屏幕的前方投影系统。反射型屏幕100，在作为光吸收部件的基底1与作为透明保护层的前面片2之间，具有平行于基底1长边方向配置的透明棱柱部5。透明棱柱部5具有透明面3；和以规定角度形成的扩散反射面4。扩散反射面4是通过在透明棱柱部5的一个面上设置反射膜而形成。投影光被扩散反射面4扩散反射，外光通过透过面3被基底1吸收。

Description

反射型屏幕及前方投影系统

技术领域

本发明涉及一种扩散反射投影仪等的投影光并显示给观察者的反射型屏幕以及使用反射型屏幕的前方投影系统。

背景技术

对于反射投影仪投影光的反射型屏幕中，要求能够抑制由于外光而导致的对比度低下。专利文献1公开了一种反射型屏幕，对除投影仪的投影光以外的外光产生的反射有所抑制。如图10所示，专利文献1的反射型屏幕包括：具有光透过性的基部101、设于基部101的背面侧的反射部102。基部101的表面105形成为扩散投影光的磨砂状。反射部102具有菲涅耳透镜形的反射面104。来自投影仪106的投影光通过基部101，由反射面104向观察者侧扩散反射。由反射型屏幕上方射入的外光在透过基部101、由反射面104反射之后，在基部101的表面105上全反射。基部101为了收外光而被着色，外光由于在反射面104与基部101的表面105之间反复反射，所以会被着色的基部101吸收。

专利文献1：专利第3655972号公报

对于现有的反射型屏幕，由于基部101可吸收外光的入射角范围，因为了在反射部102和基部101的表面105将外光多重反射的条件，而受到限制，因此，现有的反射型屏幕，只能对以规定范围角度射入的外光充分吸收。

此外，为了在更大范围而不只是某个特定位置上反射投影光，优选使基部101的表面105粗糙化，提高磨砂状的扩散性，使投影光更加扩散。但是，提高表面105上的磨砂状的扩散性，就会降低表面105上的反射能力。由于现有的反射型屏幕必需要使外光在基部101的表面105全反射，所以设于基部101的表面105上的磨砂状的扩散性无法提高。因此，为了扩散投影光，就必需将用来提高水平方向的扩散性的柱面镜(lenticularlens)103设置在基部101的表面侧。这样一来，现有的反射型屏幕就会出现结构变复杂的问题。

发明内容

本发明就是解决上述现有问题的，目的在于提供一种反射型屏幕及前方投影系统，以简单的构成，抑制更大范围的外光影响，同时，还能得到最佳视角。

本发明的反射型屏幕的特征是具有：吸收光的光吸收部件；和在光吸收部件的光射入侧，具有以规定角度形成的扩散反射面的多个扩散反射部件，将投影光用扩散反射面反射，将外光用光吸收部件吸收。根据本发明，可以防止投影光以外的不需要的外光所导致的对比度低下。

扩散反射部件，是平行于光吸收部件的长边方向配置的透明棱柱部，扩散反射面，通过在透明棱柱部的一个面上设置反射膜而形成。上述反射型屏幕还具有覆盖多个扩散反射部件的透明保护层。也可以在扩散反射面上设置反射型衍射光栅。反射型衍射光栅可以在水平方向衍射投影光。所谓反射型衍射光栅，是指在本实施方式的衍射光栅7上涂敷或蒸镀反射膜6的衍射光栅。

上述反射型屏幕还具有平行于光吸收部件配置的透明保护层，扩散反射部件，以使扩散反射面的角度可变的方式设置在光吸收部件与透明保护层之间，是至少被在光吸收部件和透明保护层的任意一方固定的扩散反射膜。透明保护层与光吸收部件之间的空间被气密密封，上述反射型屏幕也可以还具有改变空间内体积的气压调整器。

上述反射型屏幕也可以振动扩散反射面。光吸收部件的表面也可以是波形状。

本发明的前方投影系统具有：上述反射型屏幕和对反射型屏幕照射投影光的光源。光源相对于反射型屏幕的扩散反射面配置在下方。投影光可以是激光。在前方投影系统中，可以水平配置多台以激光为光源的投影仪。

本发明的反射型屏幕和前方投影系统以简单的构成，就可以在抑制更大范围的外光影响的同时得到最佳视角。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的反射型屏幕的构成图。

图2是本发明的实施方式1的反射型屏幕的截面图。

图3是本发明的实施方式1中表示基底1另一构成的图。

图4(a)是本发明的实施方式2的反射型屏幕的透过面和扩散反射面的平面图，(b)是(a)的截面图。

图5是本发明的实施方式3的反射型屏幕的构成图。

图6是本发明的实施方式3的反射型屏幕的截面图。

图7是本发明的实施方式4的前方投影系统的配置图。

图8是表示本发明的实施方式4在使用来自一个投影仪激光时的反射型屏幕的衍射光强度的分布的图。

图9是表示本发明的实施方式4在使用来自多个投影仪激光时的反射型屏幕的衍射光的分布的图。

图10是现有前方投影系统的构成图。

图中：1-基片，2-前面片，3-透过面，4-扩散反射面，5-透明棱柱部，6-反射膜，7-衍射光栅，8-扩散反射膜，9a、9b-固定部，10-气泵，71、71a、71b-投影仪，100-反射型屏幕，101-基底，102-反射部，103-柱面镜，104-反射面，105-表面，106-投影仪。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1表示本发明的实施方式1的反射型屏幕100的构成。本实施方式的反射型屏幕100具有：基底1，由PET树脂等中混入了染料或颜料等的光吸收部件组成；多个透明棱柱部5，设于基底1的表面侧，由丙烯酸树脂等形成；和前面片2，设于多个透明棱柱部5的表面侧，由透明保护层构成。多个透明棱柱部5平行于基底1的长边方向配置。基底1和透明棱柱部5之间、以及透明棱柱部5与前面片2之间，填充有未图示的透明粘结剂。来自投影仪的投影光从前面片2侧射入反射型屏幕100。

图2表示图1所示的反射型屏幕100的A-A线的截面图。透明棱柱部5的表面具有透过面3和扩散反射面4。扩散反射面4，通过在透明棱柱部5上成形用于提高投影光扩散性的磨砂状之后，涂敷或蒸镀反射膜6来形成。

从下方对扩散反射面4照射的投影光，被扩散反射面4往前方扩散反射而被观察到。另一方面，安装在天花板等上的照明所带来的外光从上方射入，通过透过面3，被基底1吸收。通过抑制外光反射，即使是在明亮的室内也可以实现对比度较高的反射型屏幕100。

本实施方式的反射型屏幕100，具有外光通过透过面3被基底1吸收的结构，由于不对外光进行多重反射，所以不限制外光的入射角，可以吸收以比以往更大范围的入射角射入的外光。

如图10所示，现有的反射型屏幕的结构是，下方照射的投影光和上方射入的外光，双方都是通过基部101，射入反射面104并被反射。与此相对，本实施方式的反射型屏幕100，在基底1的射入侧由于具有透过面3和扩散反射面4，所以投影光会在扩散反射面4上反射，外光会射入透过面3，被基底1吸收。对于本实施方式，由于在投影光和外光上光的通路不同，所以可以仅将透明棱柱部5的一个面做成磨砂状的扩散反射面4。由此，由于可以提高用来确保大视角的磨砂状的扩散性，所以，不设置以往那样的柱面镜103，也可以充分扩散投影光。

另外，本实施方式对透过面3和扩散反射面4的形状不做限定。可以按希望的形状对透明棱柱部5进行成形，制作透过面3和扩散反射面4，使外光通过透过面3射入基底1，使投影光在扩散反射面4上被反射。

另外，如图3所示，也可以将基底1表面制成波浪状31。由于增加了基底1的表面积，外光就能得到进一步吸收。另外，也可以将基底1表面制成粗面。通过制成粗面，能增加表面积，将外光进一步吸收。

(实施方式2)

本实施方式中，表示透明棱柱部5的另一种构成。图4(a)表示本发明的实施方式2的透明棱柱部5的平面图，图4(b)是表示透明棱柱部5的B-B线的截面图，表示图4(a)的衍射光栅7上涂敷或蒸镀了反射膜的状态。本实施方式中，衍射光栅7形成在扩散反射面4上。衍射光栅7周期性地形成在扩散反射面4的长边方向上，该周期为0.5μm至10μm之间。衍射光栅7例如可以通过使用激光器的干涉曝光来形成。利用本实施方式的扩散反射面4，可以使投影光在扩散反射面4上扩散反射，同时，因衍射光栅7可以使投影光在水平方向上延展，因而，水平方向上的视角能够加大。另外，除将衍射光栅7形成在扩散反射面4上以外，本实施方式的反射型屏幕的结构与实施方式1的反射型屏幕100相同。

(实施方式3)

图5表示本发明的实施方式3的反射型屏幕100的构成图。本实施方式的反射型屏幕100，在基底1与前面片2之间具有用来扩散反射来自投影仪投影光的多个扩散反射膜8。多个扩散反射膜8，平行于基底1的长边方向配置。

图6表示图5所示的反射型屏幕100的C-C线的截面图。扩散反射膜8与实施方式1或实施方式2同样，具有用来扩散反射投影光的扩散反射面4。扩散反射膜8在两端具有固定部9a和9b，它通过固定部9a和9b被固定在基底1和前面片2上。基底1与前面片2之间隔有空气，被气密密封。本实施方式的反射型屏幕100还具有气泵10。气泵10在基底1与前面片2之间调整气压，通过改变该空间的容积，使基底1与前面片2的间隔W变化。由此，可以调整扩散反射膜8的扩散反射面4的倾斜角。

根据本实施方式，可以按照对反射型屏幕100的外光的入射角度和投影仪的透射光的照射角度，调整扩散反射膜8的扩散反射面4的倾斜角。通过调整扩散反射面4的倾斜角，就可以调整外光的反射量。这样，按照室内的照明配置，调整扩散反射面4的倾斜角，就可以减少外光反射，得到对比度较高的最佳图像显示。

另外，对于本实施方式，既可以使基底1为可动，也可以使前面片2为可动。此外，也可以使基底1和前面片2双方都可动。

此外，对于扩散反射膜8的扩散反射面4的倾斜角调整，不限于本实施方式的由气泵10进行的气压调整。例如也可以使用电动机来移动基底1或前面片2，还可以通过静电力改变基底1与前面片2的间隔W。

此外，本实施方式虽然固定了扩散反射膜8的两端，但也可以固定扩散反射膜8一端。这种情况下，可以向扩散反射膜8被固定的面的相对面施加静电，调整扩散反射膜8的扩散反射面4的倾斜角。

(实施方式4)

图7表示本实施方式的前方投影系统的结构。前方投影系统具有实施方式2所示的反射型屏幕100和投影仪71。投影仪71被配置成，投影光相对于反射型屏幕100的扩散反射面4被从下方投影。

根据本实施方式，上方射入的外光会被反射型屏幕100吸收，下方照射的投影光在反射型屏幕100的扩散反射面被扩散反射。这样，就可以抑制外光反射，在明亮的室内实现对比度较高的前方投影系统。

本实施方式的投影仪71使用激光光源，将激光作为投影光射出。图8表示使用激光时的来自反射型屏幕100的衍射光强度分布。在图8的A、B、C、D、B’、C’和D’的观察点上可以观察到投影图像，而其他点观察不到。通过控制图4的衍射光栅7的间距，可以改变图7的A、B、C、D、B’、C’和D’的间隔。此外，衍射光强度根据衍射光栅7的衍射次数，以衍射角为单位逐渐增大。对于形成在反射型屏幕100的扩散反射面4上的衍射光栅7，由于它所带来的衍射角度是离散的，因此，通过将改变周期的衍射光栅7重叠，可以控制水平方向的衍射光的强度分布，使水平视角离散。

另外，如图9所示，为了使各衍射光不重合，也可以将几台投影仪在水平方向上并置。在图9中，投影仪71a的衍射光可以在实线所示的观测点观察，投影仪71b的衍射光可以在虚线所示的观测点观察。这样，将几台投影仪水平摆放，配置成使各个衍射光都不重合，就可以看到因观测点的不同而不同的图像。

另外，本实施方式的前方投影系统虽然在构成上具有实施方式2的反射型屏幕100，但也可以具有实施方式1或实施方式3的反射型屏幕100。对实施方式1或实施方式3的反射型屏幕100，也可以在扩散反射面4上设置衍射光栅，从而如图8和图9所示，使水平视角离散。

另外，在实施方式1至实施方式4中，也可以振动扩散反射面4。通过振动扩散反射面4，可以降低因激光而引起的散斑噪声。例如，可以通过在上下、左右或前后方向上振动反射型屏幕100，来振动扩散反射面4。此外，如果是图6的构成，也可以用气泵10改变基底1与前面片2的间隔W，从而使扩散反射面4振动。

产业上的利用可能性

本发明的反射型屏幕，可以通过简单的结构，产生抑制外光反射并且扩展视角的效果，对于在明亮室内所使用的前方投影系统十分有用。

Claims (12)

1.一种反射型屏幕，具有：

吸收光的光吸收部件；和

在所述光吸收部件的光射入侧，具有以规定角度形成的扩散反射面的多个扩散反射部件，

将投影光用所述扩散反射面反射，将外光用所述光吸收部件吸收。

2.根据权利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于，

所述扩散反射部件，是平行于所述光吸收部件的长边方向配置的透明棱柱部，

所述扩散反射面，通过在所述透明棱柱部的一个面上设置反射膜而形成。

3.根据权利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于，

还具有覆盖所述多个扩散反射部件的透明保护层。

4.根据权利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于，

在所述扩散反射面上设置反射型衍射光栅。

5.根据权利要求4所述的反射型屏幕，其特征在于，

所述反射型衍射光栅在水平方向衍射投影光。

6.根据权利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于，

还具有平行于所述光吸收部件配置的透明保护层，

所述扩散反射部件，以使所述扩散反射面的角度可变的方式设置在所述光吸收部件与所述透明保护层之间，是至少固定在所述光吸收部件和所述透明保护层的任意一方的扩散反射膜。

7.根据权利要求6所述的反射型屏幕，其特征在于，

所述透明保护层与所述光吸收部件之间的空间被气密密封，

还具有改变所述空间内体积的气压调整器。

8.根据权利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于，

振动所述扩散反射面。

9.根据权利要求1所述的反射型屏幕，其特征在于，

所述光吸收部件的表面是波形状。

10.一种前方投影系统，具有：

权利要求1所述的反射型屏幕；和

对所述反射型屏幕照射投影光的光源，

所述光源，相对于所述反射型屏幕的扩散反射面配置在下方。

11.根据权利要求10所述的前方投影系统，其特征在于，

所述投影光是激光。

12.根据权利要求10所述的前方投影系统，其特征在于，

水平配置多台以激光为所述光源的投影仪。

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