CN1519643A - 透射型屏幕及背投型图像显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透射型屏幕及背投型图像显示器。提供一种对比度优良，并且图像质量高的透射型屏幕。上述课题通过下述的透射型屏幕和具有该屏幕的背投型图像显示器实现，该透射型屏幕用于背投型图像显示器，其特征在于从投射光的入射侧，依次设置有菲涅尔透镜层、具有沿水平方向使投射光折射的作用的水平双凸透镜层、具有使投射光沿垂直方向折射的作用的垂直双凸透镜层，菲涅尔透镜层的透镜中心设置于屏幕的机械的中心的上方，对应于该情况，垂直双凸透镜层的黑色条纹相对于垂直双凸透镜移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种透射型屏幕，其用于背投装置，在背投装置中，通过图像信号对CRT、液晶面板或微小镜的角度进行控制，将采用其反射光的数字镜器件等的图像放大投射到屏幕上，从前面，将其作为图像观察，本发明特别是涉及抑制在这种背投装置中构成问题的外部光造成的对比度降低的透射型屏幕。
背景技术
在过去，用于背投装置的透射型屏幕采用下述类型，其由菲涅尔透镜层和内部具有光扩散件的水平双凸透镜层这2个层构成，但是，由于观察图像的房间的天花板的照明装置，墙面等的外部光通过屏幕表面散射地反射，故具有画面的对比度变差的问题。
为了抑制外部光射入的反射，改善图像对比度，在比如，专利文献1，专利文献2等中提出有使按照相垂直的方式采用3个双凸透镜层的屏幕。由于按照相垂直的方式使用双凸透镜层，实际上可增加黑色条纹的比例，提高对比度。
专利文献1
日本第5573/1995号发明专利申请公开公报
专利文献2
日本第101459/1996号发明专利申请公开公报
发明内容
但是，在按照从投射装置起的顺序，由菲涅尔透镜层、垂直双凸透镜层、水平双凸透镜层构成的，图6所示的屏幕中，具有下述问题，即，通过垂直双凸透镜层的表面反射投射光，然后，形成散射光，其朝向观察者侧射出，图像变差。另一方面，在按照从投射装置侧起的顺序，由菲涅尔透镜层，水平双凸透镜层，垂直双凸透镜层构成的图7所示的屏幕中，具有下述的问题，即，位于观察者侧的上方的照明等的光源的光通过垂直双凸透镜层的光源侧表面的双凸透镜和另一透镜层的射入射出面返回而反射，由此，呈现散射光，图像的对比度变差，图像的质量变差。
本发明是为了确保对比度性能，并且解决上述问题而提出的。
解决上述课题的本发明涉及一种透射型屏幕，该透射型屏幕用于背投型图像显示器，其至少由3个以上的透镜层形成，其特征在于从投射光的入射侧，依次设置有菲涅尔透镜层、具有沿水平方向使投射光折射的作用的水平双凸透镜层、具有使投射光沿垂直方向折射的作用的垂直双凸透镜层，在该垂直透镜层的入射侧面上，设置双凸透镜，在该双凸透镜的焦点附近的投射光不通过的部位，设置黑色条纹，该菲涅尔透镜层的透镜中心设置于屏幕的机械的中心的上方，对应于该情况，垂直双凸透镜层的黑色条纹相对于垂直双凸透镜移动。
另外，本发明涉及一种包括上述透射型屏幕的背投型图像显示器。
本发明的透射型屏幕，可提高对比度，而且，能够防止因照明等外部光的散射光，可提供图像质量高的图像显示器。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式的光路的图；
图2为表示本发明的作用的图；
图3a和图3b为表示本发明的作用的图；
图4为表示现有技术的光路的图；
图5为表示现有技术的光路的图；
图6为表示现有技术的图；
图7为表示现有技术的图。
具体实施方式
图1为表示本发明的实施方式的一个实例。在本实例中，从投射光的入射侧，按照菲涅尔透镜层1，水平双凸透镜层2，垂直双凸透镜层3的顺序，设置各透镜层。在该菲涅尔透镜层1中，菲涅尔透镜中心设置于屏幕的机械中心的上方，在垂直双凸透镜层3中，在入射侧面设置用于沿垂直方向将投射光折射的双凸透镜，在该双凸透镜的聚光位置的投射光不通过的部位，形成有黑色条纹，该黑色条纹5相对双凸透镜，发生位移。
图2为表示本发明的实施方式的透射型屏幕的外部光光线的通路的垂直剖视图。图4为用于比较的现有技术，图5为表示相对图4的屏幕的外部光光线的通路的垂直剖视图。
射入该透射型屏幕的外部光光线射入于垂直双凸透镜层的双凸透镜的焦点附近的光扩散件，朝向垂直双凸透镜层3的内面扩散。由内面反射的外部光光线返回到入射侧，从没有黑色条纹5的位置，朝向观察者侧射出。另外，从剩余的垂直双凸透镜层实现透射的外部光光线基本水平地射入水平双凸透镜层，再次返回，射入垂直双凸透镜层，从没有黑色条纹5的位置，朝向观察侧射出。如果象图2所示的那样，将黑色条纹5朝向屏幕上方移动，则为再次返回的外部光光线的黑色条纹5吸收的比例高于图5的现有技术，图像对比度改善。在这里，在垂直双凸透镜层不包括光扩散件的场合，由于外部光光线的方向朝向下方的光线增加，故在黑色条纹朝向上方移动的本发明的屏幕上，散射光减少，在此方面，获得相同的效果。
在采用在观察者侧设置垂直双凸透镜层的透射型屏幕的场合，由于设置于垂直双凸透镜层的观察者侧的黑色条纹的原因，从天花板荧光灯等的照明器具7，沿垂直方向散乱地反射射入透射型屏幕的外部光的一部分(参照图3a)。其结果是，由于观察者按照沿垂直方向拉伸的形式，看到照明器具7等的像，故具有损害图像的质量的情况。在本发明的透射型屏幕中，通过使垂直双凸透镜层3的观察者侧面为平坦面6，避免上述这样的问题(参照图3b)。作为使垂直双凸透镜层的观察者侧面为平坦面的方法，例举有通过透明的涂敷剂，进行涂敷的方法，采用透明粘接剂，而不夹设空气层，将具有平坦面的树脂层，或薄膜粘接的方法。在这里，从对比度的方面来说，最好，本发明的平坦面为镜面，但是，由于即使在扩散件，压花等的各向同性的散射面的情况下，仍不产生仅仅沿垂直方向拉伸这样的不自然的映入，故实现上述目的。
在本发明的垂直双凸透镜层中，不特别限于间距，透镜的焦距和双凸透镜间距的黑色条纹形成部的宽度的比例(所谓的黑色条纹率)等，双凸透镜的焦距和双凸透镜间距的比(焦距/双凸透镜间距)在1.3～3.0的范围内，从扩散特征、对比度点的方面来说，最好，黑色条纹率在60～80％的范围内，特别是最好黑色条纹率在70～80％的范围内。另外，在投射装置采用通过液晶面板等的细微像素显示的方式的投射装置的场合，从减少像素和透镜间距之间的关系产生的莫尔条纹的方面来说，最好，双凸透镜的间距在0.5mm以下，最好在0.3mm以下。
此外，可在垂直双凸透镜层的一部分上，设置包括扩散件的层。通过设置包括扩散件的层，可减小各透镜层的间距造成的莫尔条纹，但是由于屏幕的亮度降低，故为应根据需要，进行决定的情况。另外，也可根据需要，在垂直双凸透镜层的观察者侧，设置反射防止层，以便减小映入，还可设置硬涂敷层，以便防止表面的损伤。
本发明的各透镜层可通过2P成形法，挤压成形法，冲压法等的已知的制造方法制造。
(实施例1)
图1为表示本发明的透射型屏幕的光路的垂直剖视图。
从投射装置投射的投射光首先射入菲涅尔透镜层，汇聚于观察者侧。接着，投射光射入在两个表面具有双凸透镜的双凸透镜层2，在这里，沿水平方向定向。象图1所示的那样，投射光不沿垂直方向折射，由于在双凸透镜层2中，不具有光扩散件，故其直线前进。接着，为了在投射装置侧，将投射光沿垂直方向折射，设置双凸透镜，进而，通过在观察者侧形成有黑色条纹5的垂直双凸透镜层3，沿垂直方向使其折射。光扩散件混入到该垂直双凸透镜层的射出面附近。
另外，按照夹于连接投射装置的光射出点和屏幕的机械中心的线，与在使菲涅尔透镜层的透镜中心朝向上方移动时，连接投射装置的光射出点与菲涅尔透镜层中心的线的角度为6°的方式设定投射装置和菲涅尔透镜层的机械的位置。垂直双凸透镜层3的黑色条纹5设置于从透射型屏幕的底边，到顶边的方向的邻接的垂直双凸透镜层的聚光位置的中间的位置。菲涅尔透镜层2的透镜中心的黑色条纹中的朝向上方的必要移动量基本通过tan(6°)×垂直双凸透镜层的聚光距离求出。在菲涅尔透镜层的透镜中心位置，在垂直双凸透镜3朝向6°上方射入的投射光沿垂直方向折射而扩散，其强度的中心在6°上方。
菲涅尔透镜层通过2P法制作，对于水平双凸透镜层和垂直双凸透镜层，通过挤压法，制作基板，然后通过屏幕印刷，形成黑色条纹。作为垂直双凸透镜层，采用下述类型，其中，在透镜间距为0.45mm，焦距为1.09mm的一侧双凸透镜层的射出面上，设置黑色条纹率为60％，高度为55μm的黑色条纹。
在将已获得的透射型屏幕安装于市场上销售的背投型电视机上，通过天花板荧光灯照明下观察时，看不到散射光的图像质量变差，形成良好的外观。
(实施例2)
除了在垂直双凸透镜层中未设置具有扩散件的层以外，按照与实施例1相同的方式，制造透射型屏幕。已获得的透射型屏幕具有与实施例1相同的作用效果。
(比较例1)
除了使菲涅尔透镜层中心与屏幕的机械的中心一致，不使垂直双凸透镜层的黑色条纹移动以外，按照与实施例1相同的方式，制作透射型屏幕(参照图4)。
在将已获得的透射型屏幕安装于市场上销售的背投型电视机上，在天花板荧光灯照明下进行观察时，产生看到散射光的画面中富于白色的区域。
Claims (4)
1.一种透射型屏幕，该透射型屏幕用于背投型图像显示器，其至少由3个以上的透镜层形成，其特征在于从投射光的入射侧，依次设置有菲涅尔透镜层、具有沿水平方向使投射光折射的作用的水平双凸透镜层、具有使投射光沿垂直方向折射的作用的垂直双凸透镜层，在该垂直双凸透镜层的入射侧面上，设置双凸透镜，在该双凸透镜的焦点附近的投射光不通过的部位，设置黑色条纹，该菲涅尔透镜层的透镜中心设置于屏幕的机械的中心的上方，对应于该情况，垂直双凸透镜层的黑色条纹相对于垂直双凸透镜移动。
2.根据权利要求1所述的透射型屏幕，其特征在于菲涅尔透镜层、水平双凸透镜层和垂直双凸透镜层中的至少一个的透镜层具有包括光扩散件的层。
3.根据权利要求1或2所述的透射型屏幕，其特征在于在垂直双凸透镜层上，双凸透镜的焦距与双凸透镜间距的比在1.3～3.0的范围内，黑色条纹形成部的宽度相对双凸透镜间距的比例(所谓的黑色条纹率)在60～80％的范围内。
4.一种背投型图像显示器，其包括权利要求1～3中的任何一项所述的透射型屏幕。
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