CN1716086A - 屏幕和它使用的菲涅尔透镜片以及使用它们的图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

在入射在透过型屏幕的左右上端的图像光在屏幕上的入射角度大的情况下,可减少屏幕的反射损失,得到在周边部明亮的图像。在菲涅尔透镜片(6)的图像发生源侧的、入射光的入射角在大致40°以上的范围中,设置入射面棱镜(10)。该棱镜(10)至少具有:上述光入射的入射面(c);使从该入射面入射的光折射后射出的射出面(d);和使从该射出面射出的光折射并引导至上述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面(e)。

Description

屏幕和它使用的菲涅尔透镜片以及使用它们的图像显示装置
技术领域
本发明涉及放大投影图像发生源的图像并在透过型屏幕上进行显示的图像显示装置,和该图像显示装置中使用的屏幕、菲涅尔透镜片。
背景技术
投影型图像显示装置(以下有时称为装置)利用投影透镜等放大在作为小型图像发生源的投影型阴极射线管或液晶显示装置等上显示的图像,再投影在透过型屏幕上,由此在透过型屏幕上形成图像。
在这种图像显示装置中,为了减轻重量和使成本和设置空间降低,要求做得较薄(减小装置的深度尺寸)。与减薄后的装置对应的透过型屏幕的结构已知在例如专利文献WO/02/27399中有记载。
通过使投影透镜广角化并缩短投影距离和使投影透镜的光轴中心从透过型屏幕的中心向下方错位(例如,使投影透镜的光轴中心与透过型屏幕的下端中心一致),可以使装置减薄(减小深度尺寸)。
然而,在这种结构中,例如在屏幕(纵横尺寸比为16∶9)的尺寸为对角为65英寸、投影透镜的投影距离为500mm、装置深度为350mm情况下,从投影透镜入射在透过型屏幕的左右上端部的图像光的入射角度为大至65.2度。图10为表示在一般的射出面菲涅尔透镜中对屏幕的光线入射角和反射损失的关系的图。从图10中可以看出,在光线入射角为65.2度的情况下,屏幕的反射损失为36%,较大。若进一步减薄图像显示装置时,该损失急剧增大,产生屏幕左右上端部发暗的问题。
上述专利文献WO/02/27399说明了作为与这种装置减薄对应的透过型屏幕,在菲涅尔透镜片的光入射面上交互地设置折射型棱镜和全反射型棱镜,同时将光射出面作成平面。然而,专利文献WO/02/27399所述的结构由于在菲涅尔透镜片的光入射面设置折射型棱镜,效率降低,产生特别是作为图像重要的中域图像(在屏幕上的环状范围)发暗的问题。
另外,在菲涅尔透镜片上设置折射型棱镜和全反射型棱镜的结构的情况下,在折射型棱镜和全反射型棱镜的边界部分上,有时产生光的不连续的情况。当产生光的不连续时,从正面看的图像上产生不连续的部分,成为图像质量变差的主要原因。另外,在这种结构中,有时在折射型棱镜上产生的闪光(由光的反射、折射和衍射等产生,光模糊现象)方向和全反射型棱镜中产生的闪光方向不同。当这些闪光的方向互不相同时,即使当从正面看图像时亮度相同,但即使略微改变看的方向(角度)时,可看到亮度不同。这种产生方向不同的闪光也是图像品质变差的主要原因之一。
这样,在与图像显示装置的薄型化对应的透过型屏幕中,减少屏幕的入射面的光的反射损失,同时提高光的利用效率,使图像明亮(即特别在外周部分,抑制图像亮度的降低)是一个问题。另外,对观看图面而容易知道的光的不连续或发生方向不同的闪光造成的图像质量变差进行抑制也是一个问题。
发明内容
本发明是考虑上述问题而提出的,其目的是要提供一种可以得到高质量的图像,同时可缩短图像显示装置的深度的优选的技术。
为了达到上述目的,本发明的特征为,在该菲涅尔透镜片的图像发生源侧上设有多个光学元件,该光学元件至少具有:上述光入射的入射面;使从该入射面入射的光折射后射出的射出面;和使从该射出面射出的光折射后,引导至上述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面。该光学元件(以下称为第一入射侧棱镜)设在菲涅尔透镜片的图像发生源侧的、光的入射角在预定以上(例如40°以上)的区域中。
采用上述本发明的结构,使入射在屏幕端部的入射角度大的(例如40°以上)的光,经过上述第一入射侧棱镜的入射面、射出面和折射面三个阶段折射后射出。这样,可以使入射角大的光射出方向接近与菲涅尔透镜片的光轴平行的方向,可以有效地利用入射在屏幕端部的光作为在屏幕上形成图像的光。因此,采用本发明,可以减少在屏幕端部的光的损失,即使在画面的周边部,也可得到明亮的图像。另外,在本发明中,由于入射侧棱镜没有反射面,只由折射面构成,因此可以使由棱镜产生的闪光方向一致,可以抑制闪光造成的图像质量变差。
另外,可以将菲涅尔透镜片的图像发生源侧的、光的入射角在预定以下的区域作成平面部,另外设置具有使入射光折射后引导至图像观看侧的折射面的第二入射侧棱镜也可以。这时,优选使从上述平面部或第二入射侧棱镜的折射面射出的光的射出角,与从上述第一入射侧棱镜的折射面射出的光的射出角大致相等。
另外,也可以在上述菲涅尔透镜片的图像观看侧上设有射出侧棱镜,该射出侧棱镜包含使通过该菲涅尔透镜片的光折射,作为与该菲涅尔透镜片的光轴大致平行的光射出的折射面。该射出侧棱镜可以设置在包含与上述平面部相对的区域的范围上。另外,第一入射侧棱镜的材质的折射率比射出侧镜的材质的折射率小。
采用本发明可以提高图像质量和使图像显示装置减薄。
附图说明
图1为表示本发明的适用的图像显示装置的一个例子的图;
图2为表示本发明的投影型屏幕3的结构的示意图;
图3为本发明的一个实施例的菲涅尔透镜片6的纵截面图;
图4为本发明的一个实施例的菲涅尔透镜片6的纵截面图;
图5为表示本发明的一个实施例的菲涅尔透镜片6的光学特性的图;
图6为表示本发明的一个实施例的菲涅尔透镜片6的光学特性的图;
图7为本发明另一个实施例的菲涅尔透镜片6的纵截面图;
图8为本发明又一个实施例的菲涅尔透镜片6的纵截面图;
图9为说明本发明的菲涅尔透镜片制造方法的一个例子的图;
图10为表示在一般的射出面菲涅尔透镜的屏幕上的光线入射角度和反射损失的关系的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施例。
图1为本发明的图像显示装置的一部分截面的立体图。图像发生源1由投影型阴极射线管或反射型或透过型液晶板、具有多个微小反射镜的显示元件等图像调制元件等构成,显示小型图像。作为光学部件的投影透镜2将上述图像投影在背投式屏幕3上。因为一般投影距离长,因此,为了减小图像显示装置的深度,将反射镜4设在其光路的中途。这些元件固定在放置在框体5内部的预定位置上。
图2为表示本发明的背投式屏幕3的结构的示意图。从箭头b方向投影的放大投影图像(图中没有示出)由菲涅尔透镜片6变换为大致平行的光或略微向着内侧的光,入射在双凸透镜状的透镜片7上。如图所示,双凸透镜状透镜片7如图所示为在屏幕的画面水平方向上配置多个以屏幕的画面垂直方向作为长度方向的双凸透镜状透镜的形状,将上述图像光在屏幕画面的水平方向扩散来进行工作。另外,在双凸透镜状透镜片7的射出面上,形成在画面垂直方向延伸的黑色带,吸收从屏幕射出侧入射的外光。另外,在双凸透镜状透镜片7中进入扩散材料9,将上述图像光在屏幕的画面水平和垂直方向扩散。图2所示的本发明的背投式屏幕的实施例,作为折射型光学元件,将多个入射侧棱镜10设置在上述菲涅尔透镜片的图像发生源侧上。该入射侧棱镜10使从箭头b方向投影的光,在菲涅尔透镜片上的入射角至少在大约40°以上的范围内。本实施例的特征为,入射侧棱镜10具有入射光线入射的入射面、使从该入射面入射的光折射后射出的射出面、和使从该射出面射出的光折射后,引导至上述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面。
利用图3说明该棱镜部10的作用。图3为图2所示的菲涅尔透镜片6的纵截面图,它是背投式屏幕3的左(右)上端附近部分的放大图。图中的箭头表示光线的方向。如图3所示,在菲涅尔透镜片6的图像发生源侧上设置入射侧棱镜10,在图像观看侧上设置折射型的射出侧棱镜11。从图像发生源侧入射来的光线,入射在入射侧棱镜部10的c面(入射面)上,再折射,从其后的d面(射出面)射出,暂时在空气中通过后,入射在e面(折射面)上,再进行折射。然后,由射出侧棱镜部11折射后,大致水平地(与菲涅尔镜镜片6的光轴平行的方向)射出至观看侧。这里,通过增大e面和菲涅尔透镜片6的主平面形成的角度(即增大向e面的图像发生源侧的突出),可使折射后的光线角度大致为水平。在本实施例中,减小e面的上述角度(即,使e面接近菲涅尔透镜片6的主平面),将折射后的光线角度保持在大的状态,使利用上述反射出测镜11折射后,大致水平地射出在图像观看侧。其理由可用图4说明。
图4为本发明的菲涅尔透镜片6的纵截面图,它是设在图像发生源侧上的第一入射侧镜10和平面部12的边界部分的放大图。如图4所示,在菲涅尔透镜片6的图像发生源侧的、以预定的入射角度(例如40°)以下入射图像光的区域形成不设置第一入射侧棱镜部10的平面部12。如图10所示,由于入射在该区域的入射光的入射角小,因此反射损失少。由于这样,入射光的入射角小的区域可通过预置与第一入射侧棱镜10同样的棱镜,成为平面形状,这样反射损失少,效率好。因此,在本实施例中,将菲涅尔透镜片6的图像发生源侧的、入射光的入射角小的区域作成平面部12,提高该区域的光的利用效率。另外,在菲涅尔透镜片6的图像观看侧,设置射出侧棱镜11作为通常的射出面菲涅尔透镜。这样,在本实施例中,菲涅尔透镜片6的图像发生源侧的表面形状,从平面部12突然变化至设置了第一入射侧棱镜10的部分。因此,必需随着该表面形状的突然变化,使图像光的混乱不在图像中表现出来。
另外,菲涅尔透镜片6的包含入射侧棱镜部10的图像发生源侧的部分和包含射出侧棱镜部11的图像观看侧的部分是分别成型的。由于这样,当成型精度低时,菲涅尔透镜片6的入射侧棱镜部10和射出侧棱镜部11之间的位置有时产生偏移(向屏幕垂直或水平方向的偏移)。当产生这种位置偏移时,上述图像光的混乱容易产生或显著。在本实施例中,为了抑制伴随这种位置偏移的上述图像光的混乱,如图4所示,将入射在入射侧棱镜部10的c面上,再通过d面,由e面折射,入射在射出侧棱镜部11的f面上的入射光线的角度,设定成与入射在平面部12上、再折射后入射在折射型棱镜部11的f面上的入射光线的角度大致相等。这样,如果使夹住上述边界部分范围的4~5个射出侧棱镜部11的角度(菲涅尔透镜片6的主平面和射出侧棱镜部11的折射面f形成的角度)相等,则即使在产生上述位置偏移的情况下,也可保持从菲涅尔透镜片6射出的光线的角度一定。因此,采用这种结构,即使当产生上述位置偏移时,也可抑制伴随上述图像发生源侧的表面形状变化的图像光的混乱。
其次,利用图5(a)、5(b)说明本实施例的射出侧棱镜部11的棱镜角(菲涅尔透镜片6的主平面和射出侧棱镜部11的f面形成的角度)。图5(a)表示菲涅尔透镜片6内部的光线角度(与入射在折射型棱镜部11的f面上的入射光线的角度等价)和本实施例的菲涅尔透镜片6的射出侧棱镜部11的棱镜角的关系;图5(b)表示相同的菲涅尔透镜片6的在屏幕上的光线入射角和反射损失的关系。在图5(a)中,实线表示射出侧棱镜部11的棱镜角,虚线表示菲涅尔透镜片6内部的光线角度。如图5(a)所示,在屏幕的光线入射角从55°点以后的区域中,射出侧棱镜部11的棱镜角为75°一定。另一方面,在菲涅尔透镜片6的图像发生源侧的、在屏幕上的光线入射面从55°点以后区域中,设置入射侧棱镜部10。因此,由于从菲涅尔透镜片6的入射侧棱镜部10的折射面(c面)射出,入射在射出侧棱镜部11上的光的角度和从平面部12射出后入射在射出侧棱镜部11上的光的角度大致相同,而且射出侧棱镜部11的棱镜角为恒定的75°,因此可保持从菲涅尔透镜片6射出的光线角度一定。
又如图5(b)所示,本实施例的菲涅尔透镜片6的光损失,即使在屏幕上的光线入射角在55°以上,也可大致一定。即:采用本实施例,如图10所示,在屏幕上的光线入射角超过预定值的区域中,可以抑制反射损失的急剧增大。
在上述图5(a)(b)中,构成入射侧棱镜部10和射出侧棱镜部11的材料的折射率为1.45,因此光的损失为35%,比较大。为了减少这个损失,可增大构成射出测棱镜部11的材料的折射率,增大其折射力。下面以构成射出侧棱镜部11的材料的折射率为1.50,构成入射侧棱镜部10的材料的折射率为1.45的情况为例,说明该屏幕的损失。
图6(a)表示构成射出侧棱镜部11的材料的折射率和构成入射侧棱镜部10的材料的折射率不同的实施例的菲涅尔透镜片内部的光线角度(与入射在折射型棱镜部11的f面上的入射光线的角度等价)和射出侧棱镜部11的棱镜角的关系。图6(b)表示在相同的实施例中,菲涅尔透镜片6在屏幕上的光线入射角和反射损失的关系。在图6(a)中,实线表示射出侧棱镜部11的棱镜角,虚线表示菲涅尔透镜片6的内部光线角度。如图6(a)所示,在屏幕上的光线入射角从55°的点以后的区域中,射出侧棱镜部11的棱镜角,随着光线入射角度的增大,慢慢地减小。另一方面,在菲涅尔透镜片6的图像发生源侧在屏幕上的光线入射角从55°点以后的区域中,设置入射侧棱镜部10。折射面e面的角度(e面和菲涅尔透镜片6的主平面形成的角度),随着在屏幕上的光线入射角增大慢慢地增大。这时,如图6(b)所示,菲涅尔透镜片6的光损失在入射侧棱镜部10的开始点达到峰值,随着在屏幕上的光线入射角增大,慢慢地减小。在通常的图像显示装置中,可以采用图5所示的特性,而在周边部特别暗的图像显示装置中,通过采用图6所示的特性,可以使周边部明亮。
这样,在本实施例中,通过设定菲涅尔透镜片6的各个棱镜的角度和构成棱镜的材料的折射率,可以设计与图像显示装置的特性一致的亮度分布。
另外,在入射侧棱镜部10和射出侧棱镜部11间距完全相同时,如果两者没有偏移地配置,则不会产生干涉条纹。当两者位置偏移时,产生干涉条纹。以下说明用于抑制这种干涉条纹产生的实施例。
图7为表示本发明的菲涅尔透镜片6的另一个实施例的纵截面图,它是入射侧棱镜部10和平面部12的边界部分的放大图。如图7所示,在菲涅尔透镜片6的图像发生源侧的、以预定的入射角度(例如40°)以下入射图像光的区域为第一平面部12,菲涅尔透镜片6的图像观看侧的、与第一平面部12相对的区域中,设置射出侧棱镜部11。另外,在菲涅尔透镜片6的图像发生源侧的、以预定的入射角度(例如40°)以上入射图像光的区域上,设置入射侧棱镜部10;菲涅尔透镜片6的与图像观看侧的、与入射侧棱镜部10的形成区域相对的区域成为第二平面部13。
在图7中,从图像发生源侧发出的光线入射在入射侧棱镜部10的c面(入射面)后,从d面(射出面)射出后,暂时在空气中通过后,入射在e面(折射面)上,再折射。这样,如果加大入射侧棱镜部10的e面的角度(e面和菲涅尔透镜片6的主平面形成角度),则可使被e面折射射出的光线的角度大致为水平。在这种情况下,即使不在与图像观看侧的入射侧棱镜部10相对的区域上设置射出侧棱镜部11,也可以使菲涅尔透镜片6的射出光变成大致并行的光。由于这样,可以将与图像观看侧的入射侧棱镜部10相对的区域作成平面形状(即第二个平面部13)。结果,由于入射侧棱镜部10和射出侧棱镜部11互相干涉的区域减少,即使入射侧棱镜部10和射出侧棱镜部11相互位置偏移,也可以抑制干涉条纹产生。
当在菲涅尔透镜片6内进行的光线的角度互不相同时,在菲涅尔透镜片6内,光线互相交叉,射出后光线角度不能大致并行。在这种情况下,伴随上述图像发生源侧的表面形状变化的图像光的混乱有可能在图像中表现。然而,将菲涅尔透镜片6的厚度减薄时,即使上述菲涅尔透镜片6内的光线角度不同,在从光菲涅尔透镜片6射出时刻,光线交叉少。另外,在本实施例中,由于射出后的光线角度大致为水平,因此可以抑制伴随上述图像发生源侧的表面形状变化的图像光的混乱在图像中表现出来。
其次,说明用于抑制干涉条纹产生的又一个实施例。图8表示本发明的菲涅尔透镜片6的又一个实施例。如图8所示,在图7中的作为平面部12的区域中,设置另外的入射侧棱镜14。为了区别二个入射侧棱镜,将入射侧棱镜部10称为第一入射侧棱镜,将入射侧棱镜14称为第二入射侧棱镜。第一入射侧棱镜部10与图4所示相同,可用与图4相同的号码,相同的符号表示同一部件,同一部分。
在图8中,在菲涅尔透镜片6的图像发生源侧的、在屏幕上的光线入射角在预定以上的区域中,设置第一入射侧棱镜部10,在光线入射角在预定以下的区域中,设置第二入射侧棱镜14。第二入射侧棱镜14具有折射从图像发生源侧发生的入射光,射出至图像观看侧的折射面g。另外,菲涅尔透镜片6的图像观看侧作成平坦的平面部13。在本实施例中,第二入射侧棱镜14的高度(棱镜向图像发生源侧突出量)比第一入射侧棱镜部10小,而第二入射侧棱镜14的顶角比第一入射侧棱镜部10的顶角(c面和d面形成的角度)大。另外,第二入射侧棱镜14的g面和菲涅尔透镜片6的主平面形成的角度,比第一入射侧棱镜部10的c面或d面与菲涅尔透镜片6的主平面形成的角度小。在从第二入射侧棱镜14的g面射出的光和从第一入射侧棱镜部10的e面射出的光互相大致平行的条件下,设定g面和e面的角度,使与菲涅尔透镜片6的光轴平行。采用这种结构,即使不在菲涅尔透镜片6的图像观看侧面上设置射出侧棱镜部11,也可使从菲涅尔透镜片6射出的光平行。因此,采用本实施例,由于可以只在菲涅尔透镜片6的图像发生源侧形成棱镜,不会产生入射侧棱镜和射出侧棱镜的干涉引起的干涉条纹,另外,制造也容易。
另外,透过第一入射侧棱镜部10和第二入射侧棱镜14的菲涅尔透镜片6内的光线都大致平行。因此,伴随菲涅尔透镜片6的图像发生源侧的棱镜形状突然变化的图像光的混乱不会在图像中表现出来。
为了防止或减轻干涉条纹,可以使光扩散。在菲涅尔透镜片6具有第一或第二入射侧棱镜部10、14的情况下,可在从这些棱镜的折射面至扩散片的光路中,设置在画面水平和垂直方向上扩散图像光的扩散构件。该扩散构件可以为颗粒状的光扩散材料。在菲涅尔透镜片6具有第一或第二入射侧棱镜部10、14和射出侧镜11的情况下,可在从第一或第二入射侧棱镜部10、14的折射面至射出侧棱镜部11的折射面光路中,设置上述扩散构件。这样,可以减少干涉条纹。
一般,菲涅尔透镜片的棱镜部的成型是使用紫外线硬化树脂进行的。当在菲涅尔透镜片的两面上设置棱镜时,为了光的效率和防止发生干涉条纹,必须使两面的棱镜位置一致。
以下利用图9说明本发明菲涅尔透镜片的制造方法一个例子。在构成菲涅尔透镜片6的透明基材16上成型射出侧棱镜部11。在透明的紫外线硬化树脂层15上,利用紫外线硬化法,形成入射侧棱镜部10。利用粘接层17粘接固定该透明紫外线梗化树脂层15的没有形成棱镜部10的面和上述透明基材16没有形成折射型棱镜部11的面。
利用紫外线硬化树脂不只是形成入射侧棱镜部10,还形成平面部12,将它们作成一体,成为透明的紫外线硬化树脂层15也可以。
另外,在透明基材16中,可使用聚甲基丙烯酸甲脂或甲基丙烯酸甲脂-苯乙烯共聚体等基材,通过热压缩成形可得到射出侧棱镜部11。另外,在形成有入射侧棱镜部10的透明紫外线硬化树脂层15的透明基材(图中没有示出)中,为了容易粘接紫外线硬化树脂,可以使用透明度高的丙烯酸系粘接剂,将进行了表面处理的聚对苯二甲酸乙酯粘接在粘接层17上。
作为本发明的菲涅尔透镜片的制造方法,说明了将形成有入射侧棱镜部10的透明基材,和成型有射出侧棱镜部11的透明基材16用粘接层17粘接固定的例子,但也可将透明的紫外线硬化树脂层15直接层叠在透明基材16上,利用紫外线硬化法,形成入射侧棱镜部10也可以。
另外,作为透明基材16,说明了利用聚甲基丙烯酸甲脂树脂或甲基丙烯酸甲脂-苯乙烯共聚体,通过使其热压缩成型,形成射出侧棱镜部11的例子,但是不是仅限于此。例如,利用紫外线硬化法,形成射出侧棱镜部11也可以。
采用本发明,在使装置减薄的情况下,即使入射在透过型屏幕的左右上端上的图像光的入射角过大,也可抑制屏幕的反射损失。另外,采用本发明,可以减少由菲涅尔透镜片产生的干涉条纹现象。因此,采用本发明可以得到与减薄的装置对应的、直至屏幕左右上端的明亮的图像。

Claims (18)

1.一种透过型屏幕,投影有来自图像发生源的光,其特征为,
具有菲涅尔透镜片,
在该菲涅尔透镜片的图像发生源侧设有多个光学元件,该光学元件至少具有:所述光入射的入射面;使从该入射面入射的光折射后射出的射出面;和使从该射出面射出的光折射并引导至所述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面。
2.一种透过型屏幕,投影有来自图像发生源的光,其特征为,
具有菲涅尔透镜片,
该菲涅尔透镜片具有多个第一入射侧棱镜,该第一入射侧棱镜至少具有:所述光入射的入射面;使从该入射面入射的光折射后射出的射出面;和使从该射出面射出的光折射并引导至所述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面,
该第一入射侧棱镜设置在所述菲涅尔透镜片的图像发生源侧的、所述光的入射角为预定以上的区域中。
3.如权利要求2所述的透过型屏幕,其特征为,
所述第一入射侧棱镜设在所述光的入射角在40°以上的区域中。
4.如权利要求2所述的透过型屏幕,其特征为,
所述菲涅尔透镜片的图像发生源侧的、所述光的入射角在预定以下的区域作成平面部。
5.如权利要求2所述的透过型屏幕,其特征为,
在所述菲涅尔透镜片的图像发生源侧的、所述光的入射角在预定以下的区域中,设置第二入射侧棱镜,该棱镜具有入射所述光、而且使该入射光折射并引导至图像观看的折射面,该第二入射侧棱镜的顶角比所述第一入射侧棱镜的顶角大。
6.如权利要求2所述的透过型屏幕,其特征为,
在所述菲涅尔透镜片的图像观看侧设有射出侧棱镜,该射出侧棱镜包含用于使通过该菲涅尔透镜片的光折射并作为与该菲涅尔透镜片的光轴大致平行的光射出的折射面。
7.如权利要求4所述的透过型屏幕,其特征为,
在包含所述菲涅尔透镜片的图像观看侧的、与所述平面部相对的区域的范围设置射出侧棱镜,该射出侧棱镜包含用于使通过该菲涅尔透镜片的光折射并作为与该菲涅尔透镜片的光轴大致平行的光射出的折射面。
8.如权利要求6所述的透过型屏幕,其特征为,
所述第一入射侧棱镜部的材质的折射率比所述射出侧棱镜部的材质的折射率小。
9.如权利要求4所述的透过型屏幕,其特征为,
从所述第一入射侧棱镜的折射面射出的光的射出角与从所述平面部射出的光的射出角大致相等。
10.如权利要求5所述的透过型屏幕,其特征为,
从所述第一入射侧棱镜的折射面射出的光的射出角,与从所述第二入射侧棱镜的折射面射出的光的射出角大致相等。
11.如权利要求5所述的透过型屏幕,其特征为,
在所述菲涅尔透镜片的图像观看侧至少配置使光在水平方向扩散的扩散片;
在从所述第一入射侧棱镜的折射面和所述第二入射侧棱镜的折射面至所述扩散片的光路中,设置使图像光在画面水平和垂直方向上扩散的扩散构件。
12.如权利要求5所述的透过型屏幕,其特征为,
在从所述第一入射侧棱镜的折射面至所述射出侧棱镜的折射面的光路中,设置使图像光在画面水平和垂直方向上扩散的扩散构件。
13.一种图像显示装置,其特征为,具有
图像发生源、放大投影该图像发生源的图像的光学部件、和映出从所述光学部件投影的投影图像的透过型屏幕,
所述透过型屏幕包含菲涅尔透镜片,
在该菲涅尔透镜片的图像发生源侧设有多个光学元件,该光学元件至少具有:所述光入射的入射面、使从该入射面入射的光折射并射出的射出面、和使从该射出面射出的光折射后引导至所述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面。
14.一种图像显示装置,其特征为,具有
图像发生源、放大投影该图像发生源的图像的光学部件、和映出从所述光学部件投影的投影图像的透过型屏幕,
所述透过型屏幕包含菲涅尔透镜片、和配置在该菲涅尔透镜片的图像观看侧的扩散片,
该菲涅尔透镜片设有多个入射侧棱镜,该入射侧棱镜至少具有:所述光入射的入射面、使从该入射面入射的光折射并射出的射出面、和使从该射出面射出的光折射后引导至所述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面,
该入射侧棱镜设置在所述菲涅尔透镜片的图像发生源侧的、所述光的入射角为预定以上的区域中。
15.一种菲涅尔透镜片,用于投影有来自图像发生源的光的透过型屏幕中,其特征为,
在该菲涅尔透镜片的图像发生源侧设有多个光学元件,该光学元件至少具有:所述光入射的入射面、使从该入射面入射的光折射并射出的射出面、和使从该射出面射出的光折射后引导至所述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面。
16.一种菲涅尔透镜片,用于投影有来自图像发生源的光的透过型屏幕中,其特征为,
设有多个入射侧棱镜,该入射侧棱镜至少具有:所述光入射的入射面、使从该入射面入射的光折射并射出的射出面、和使从该射出面射出的光折射后引导至所述菲涅尔透镜片的图像观看侧的折射面,
该入射侧棱镜设置在所述菲涅尔透镜片的图像发生源侧的、所述光的入射角为预定以上的区域中。
17.如权利要求16所述的菲涅尔透镜片,其特征为,
在所述菲涅尔透镜片的图像观看侧设有射出侧棱镜,该射出侧棱镜包含使通过该菲涅尔透镜片的光折射并作为与该菲涅尔透镜片的光轴大致平行的光射出的折射面,
所述射出侧棱镜通过将聚甲基丙烯酸甲脂或甲基丙烯酸甲脂-苯乙烯共聚物等基材热压缩成形来形成,所述入射侧棱镜由紫外线固化硬化树脂形成。
18.如权利要求16所述的菲涅尔透镜片,其特征为,
在所述菲涅尔透镜片的图像观看侧设有射出侧棱镜,该射出侧棱镜包含使通过该菲涅尔透镜片的光折射并作为与该菲涅尔透镜片的光轴大致平行的光射出的折射面,
在基材上形成具有所述射出侧棱镜的透明的紫外线硬外树脂层,形成有具有所述入射侧棱镜的透明的紫外线硬化树脂层的基材被粘接在与该基材的形成射出侧棱镜的表面相反的表面上。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105988225A (zh) * 2015-02-25 2016-10-05 台达电子工业股份有限公司 立体光场建立装置
CN109388014A (zh) * 2017-08-04 2019-02-26 深圳光峰科技股份有限公司 投影屏幕和投影系统
CN110389497A (zh) * 2018-04-16 2019-10-29 青岛海信激光显示股份有限公司 一种菲涅尔屏幕
CN110398878A (zh) * 2018-04-16 2019-11-01 青岛海信激光显示股份有限公司 一种菲涅尔投影屏幕用微结构层及菲涅尔投影屏幕
US11231644B2 (en) 2018-04-16 2022-01-25 Hisense Laser Display Co., Ltd. Fresnel projection screen and projection system

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008520726A (ja) * 2004-11-19 2008-06-19 スミスクライン・ビーチャム・コーポレイション 医薬製品
ES2401434T3 (es) * 2004-11-19 2013-04-19 Glaxosmithkline Llc Método para dispensar de manera individualizada productos de combinación de fármacos de dosis variable para la individualización de terapias
TW200739138A (en) * 2006-03-17 2007-10-16 Mitsubishi Rayon Co Prism sheet, planar light source device and method for manufacturing the prism sheet
JPWO2008126520A1 (ja) * 2007-04-03 2010-07-22 日立化成工業株式会社 光学シート及びその光学シートを用いた光源
JP6149904B2 (ja) * 2014-10-07 2017-06-21 カシオ計算機株式会社 表示装置
US9690183B2 (en) 2014-10-07 2017-06-27 Casio Computer Co., Ltd. Display apparatus including image projecting unit and screen unit
US20160338086A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-17 Qualcomm Incorporated Anchor assisted communication channel hopping
TWI676067B (zh) * 2018-05-15 2019-11-01 友達光電股份有限公司 具環境光補償設計的顯示裝置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63110434A (ja) * 1986-10-29 1988-05-14 Mitsubishi Rayon Co Ltd 背面投影スクリ−ン
JPH04322202A (ja) * 1991-04-22 1992-11-12 Dainippon Printing Co Ltd フレネルレンズ
JPH07333410A (ja) * 1994-06-09 1995-12-22 Nissan Motor Co Ltd 観察対象物の視認装置における光学素子
DE69603115T2 (de) * 1995-04-06 2000-03-09 Kuraray Co Rückprojektionsschirm
JP2000180967A (ja) * 1998-12-17 2000-06-30 Dainippon Printing Co Ltd プロジェクションスクリーンおよびプロジェクションディスプレイ装置
WO2000038005A1 (fr) * 1998-12-18 2000-06-29 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Ecran de transmission
WO2002027399A1 (fr) * 2000-09-29 2002-04-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Lentille de fresnel, ecran, dispositif d'affichage d'image, procede de fabrication de moules pour lentilles et procede de fabrication de lentilles
JP2004077535A (ja) * 2002-08-09 2004-03-11 Dainippon Printing Co Ltd フレネルレンズシート
US6896375B2 (en) * 2002-08-16 2005-05-24 Infocus Corporation Rear projection display device having multiple mirrors that are substantially parallel to a screen
JP4177085B2 (ja) * 2002-11-22 2008-11-05 大日本印刷株式会社 フレネルレンズ

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105988225A (zh) * 2015-02-25 2016-10-05 台达电子工业股份有限公司 立体光场建立装置
CN105988225B (zh) * 2015-02-25 2019-04-19 台达电子工业股份有限公司 立体光场建立装置
CN109388014A (zh) * 2017-08-04 2019-02-26 深圳光峰科技股份有限公司 投影屏幕和投影系统
CN109388014B (zh) * 2017-08-04 2021-07-06 深圳光峰科技股份有限公司 投影屏幕和投影系统
CN110389497A (zh) * 2018-04-16 2019-10-29 青岛海信激光显示股份有限公司 一种菲涅尔屏幕
CN110398878A (zh) * 2018-04-16 2019-11-01 青岛海信激光显示股份有限公司 一种菲涅尔投影屏幕用微结构层及菲涅尔投影屏幕
US11231644B2 (en) 2018-04-16 2022-01-25 Hisense Laser Display Co., Ltd. Fresnel projection screen and projection system
US11635678B2 (en) 2018-04-16 2023-04-25 Hisense Laser Display Co., Ltd. Fresnel projection screen and projection system

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