TW556042B - Transmission type screen and projection type display device - Google Patents

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556042 -—索號91134447 __年月 p 倏正__ 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於穿透型螢幕及使用穿透塑螢幕之投射 型顯示裝置。 【先前技術】 開發一種穿透型螢幕，將形成同心圓形之複數環體之 夫瑞乃透鏡用作一片凸透鏡，使自夫瑞乃透鏡射出之光束 成像於成像顯不板’得到影像。例如，在國際專利公開公 報W002/27399號記載'種穿透型勞幕，包括了折射全反射 板（夫瑞乃透鏡），具有將投射光折射之部分和全反射之部 分’·及成像顯示板，使自折射全反射板射出之光成像，得 到投射影像。 在國際專利公開公報WOO2/273 99號公開之折射全反射 板之一在投射光側之面形成複數斜面。在將投射光折射之 部分，折射斜面令投射光折射後，令向成像顯示板前進。 而，在將投射光全反射之部分，投射光透射透射斜面後一 度進入夫瑞乃透鏡之内部，在和透射斜面之正上相鄰之全 反射斜面反射後，令向成像顯示板前進。全反射斜面使在 夫瑞乃透鏡之内部前進之光反夫瑞乃透鏡之内部反射。顯 示弱的散射特性之散射粒子分散於夫瑞乃透鏡中，顯示影 像光之視角主要由該散射特性和成像顯示板具有之散射特 性之組合決定。 又’在 S h i k a in a，S · e t a 1 ·，〇 p t i c a 1 S y s t e ηι 〇 f Uitra-Thin Rear Projector Equipped with Refractive

2103-5342-PFl(Nl).ptc 第 7 頁 556042 __象號 91134447_年月日_修正 _ 五、發明說明（2) -Reflective Projection Optics,SID2002 Digest,46.2, (2002)” ’公開使用這種穿透型螢幕之投射型顯示裝置。 藉著在此談到之這些文獻之記載内容，構成本專利申請之 公開内容之一部分。 可是’在使用上述之折射全反射板之穿透型螢幕，依 據本發明者之實驗及光線追蹤模擬雙方發現除了有助於正 式之4又射衫像顯示之有效光束以外，還看到妨礙光，為了 實現高品質之影像顯示，要求改善這些現象。例如，在將 投射光全反射之部分，投射光之大部分透射透射斜面後應 進入夫瑞乃透鏡之内部，但是投射光之一部分在透射斜面 反射後，通過未預期之路徑變成下方向鬼光，被觀測者看 到。又，在將投射光折射之部分，折射斜面令投射光折射 後’令向成像顯示板前進，但是光也進入和折射斜面之正 下相鄰之無效小面後，通過未預期之路徑變成上方向鬼光 或重像光，被觀測者看到。 【發明内容】 本發明為解決上述之課題，其目的在於提供一種折射 全反射板穿透型螢幕及使用該穿透型螢幕之投射型顯示裝 置，降低妨礙光，可提供高品質之影像。 ^ " 本發明之折射全反射板穿透型螢幕，包括：夫瑞乃透 鏡狀之折射全反射板，具有投射光射入之鋸齒形之入射面 和投射光射出之射出面；及成像顯示板，使自該折射全反 射板射出之光成像而得到投射影像；在該折射全反射板之

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入射面將投射光折射後令向該射出面前進之複數折射斜 面、投射光透射之複數透射斜面以及將透射該透射斜面之 光反射後令向該射出面前進之全反射斜面形成於同心圓 上；該折射全反射板由散射粒子未分散之透明材料形成。 因而’因由散射粒子未分散之透明材料形成折射全反射 板’對於在折射全反射板之射出面反射之光束可防止擴散 反射光發生’可降低妨礙光之強度。

# 乂本發明之投射型顯示裝置包括：投射光學系，發出隨 著刖進擴大之投射光束；上述之本發明之穿透型螢幕；以 及平面鏡，向該穿透型螢幕反射來自該投射光學系之投射 光束；該投射光學系配置於該穿透型螢幕及該平面鏡之間 而且下方。因而，利用和本發明之穿透型螢幕之相乘效果 可降低妨礙光之影響。又可使投射型顯示裝置變成薄型。 【實施方式】 ，按照附加圖面說明本 以下’為了更詳細說明本發明 發明之最佳實施形態。 實施形態1

圖1係表示本發明之實施形態1之包括了穿透型螢暮 1 一〇〇之投射型顯示裝置之概略圖。如圖丨所示，本投射型 不裝置包括穿透型螢幕100、平面鏡2以及投射光學。 又’圖2係自背面看本發明之穿透型螢幕之立，在 省略平面鏡2及投射光學系4之圖示。在圖^示包含= 圖2所不之穿透型螢幕100之縱向之中心線α_α之縱向剖

556042 年 月 修正 _1號 91134447 五、發明說明（4) 面0 、跋平板形之平面鏡2和大致平板形之穿透型螢幕1〇〇垂直 的丑立’配置成相平行。投射光學系4在平面圖上位於平 面，2和穿透型螢幕iqq之間之位置，而且配置於下方。投 射光學系4具有具有光源之折射光學系4R和將自折射光學 系4R射出之光束反射之凸面鏡4M。凸面鏡栲之表面所反射 之光束因凸面鏡4M之彎曲而隨著前進擴散，令朝平面鏡2 1斜上方前進。平面鏡2之反射面面向穿透型螢幕1〇〇，自 ，射光學系4射出之光朝穿透型螢幕1〇〇向斜上方反射。權 宜上將朝穿透型螢幕1〇〇前進之投射光束分類成射入穿透 型榮幕100之上部之投射光礼、射入中央部之投射光㈣以 及射入下部之投射光5U。如圖1所示，藉著將投射光學系4 配置於平面鏡2和穿透型螢幕丨〇〇之間而且下方，可減少投 射型顯示裝置（後投射器）之厚度。 如圖2所示，穿透型螢幕1〇〇包括矩形之折射全反射板 1和折射全反射板1之形狀大小大致相同之矩形之成像顯示 板3 °折射全反射板1係夫瑞乃透鏡狀，在射入自平面鏡2 前進之光之侧形成同心圓形之複數環體（在圖1之剖面圖成 鑛齒形）’其反面係平面形。將在折射全反射板1所形成之 鑛齒形之環體之共同中心軸線B(圖丨）配置於折射全反射板 1之下邊附近。 具有這種鋸齒形之入射面之折射全反射板1整體利用 玻璃或壓克力等透明材料形成也可。但，鑑於鋸齒構造之 成形之困難性，適合在平板形之第一透明基板18之單面以

2103-5342-PFl(Nl).ptc 第10頁 556042 案號 91134447 五、發明說明（5) 和第一透明基板1 8不同之材料形成鋸齒構造體（折射全反 射構造體）1 9。 若照這樣做容易大量生產。例如，在以壓克力形成第 一透明基板1 8之情況，可在第一透明基板1 8之單面以紫外 線（UV )硬化樹脂或其他之樹脂形成鋸齒構造體1 9。第一透 明基板1 8和鋸齒構造體1 9之折射率儘可能接近較好。若係 以壓克力形成透明基板18的，透明基板18之取得或製造可 容易且便宜，可使第一透明基板1 8變輕。若係以玻璃形成 第一透明基板18的，透明基板18之取得或製造可容易且便 宜，可形成平面性優異之第一透明基板18。 如圖1所示，在折射全反射板丨，以用以降低射入之可 見光之反射率之降低反射塗抹層16被覆射入來自平面鏡2 之光之鋸齒形之面。降低反射塗抹層16係由單層構成之單 層塗抹也可，係由二層構成之雙層塗抹也可。在單層塗 之情況，利用折射率比折射全反射板丨之材料之折射率低 的材料形成降低反射塗抹層16較好。例如，在折射全反射 材料係玻璃之情況’降低反射塗抹層16之材料可選 胸H是降低反射塗抹㈣之材料未限u = y選 比折di:'之情況’降低反射塗抹層16具有由折射率 ^匕折射王反射板丨之材料之折射率高 半 層和被覆於第一層上日ώ kL刊竹尸汀办成之第一 之折射率低的材料所形成第：二：：全反射板1之材料 反射板！之材料係玻璃之^第一在層/JV例如’在折射全 MgF或A1 0，力笛-抵 第 層之材料上可選擇 g 2 3在第-層之材料上可選擇㈣，但是第一層擇及 I麵 第11頁 2103-5342-PFl(Nl).ptc 556042 -------91134447__年月日 铬 ff_ 五、發明說明（6) ' ' ' - 第二層之材料未限定為這些。 / 又’在折射全反射板1之射出光之面配置由複數圓柱 形透鏡之陣列構成之第一雙凸透鏡部1 5。構成第一雙凸透 鏡W 1 5之各個圓柱形透鏡具有將圓柱或橢圓柱以和其軸線 平行之平面切斷之形狀，彼此形狀大小相同較好。各圓柱 形透鏡在其平面和折射全反射板1接觸固接之狀態，向水 平方向（圖1之紙面之垂直方向）延伸。因這些圓柱形透鏡 著上下方向成週期性排列，第一雙凸透鏡部1 5之右方之 光之射出面在上下方向以週期性起伏。因此，自折射全反 射板1射出之光利用各個圓柱形透鏡在上下方向擴散。 第雙凸透鏡部15利用透明材料形成。鑑於成形之困 難性’適合在平板形之第一透明基板丨8之單面以和第一透 ，基板18不同之材料形成第一雙凸透鏡部15。若照這樣做 容易大量生產。例如，在以壓克力形成第一透明基板18之 情況，可在第一透明基板18之單面以肝硬化樹脂或其他之 樹脂形成第一雙凸透鏡部15。第一透明基板18和第二雙凸 透鏡部1 5之折射率儘可能接近較好。 第一雙凸透鏡部15之射出光之面以降低反射塗抹層17 被覆。該降低反射塗抹層17降低自圖！之右方即折射全反 射板1之外側射入第一雙凸透鏡部15之可見光之反射率。 降低反射塗抹層17係由單層構成之單層塗抹也可，係由二 層構成之雙層塗抹也可。在單層塗抹之情況，利用折射率 比第一雙凸透鏡部15之材料之折射率低的材料形成降低反 射塗抹層17較好。在雙層塗抹之情況，降低反射塗抹層17

556042 修正 案號91134447 年_^ 日 五、發明說明（7) 具有被覆於第一雙凸透鏡部15上並由折射率比第一雙凸透 鏡部1 5之材料之折射率高的材料所形成之第一層和被覆於 第一層上且由折射率比第一雙凸透鏡部15之材料之折射率 低的材料所形成之第二層較好。 此外’在本發明之別的實施形態上，使得不設置第一 雙凸透鏡部15，而在折射全反射板丨之射出光之平面直接 設置降低反射塗抹層丨7也可。但，如後述所示，為了減少 重像光，如實施形態1般設置第一雙凸透鏡部15較好。 成像顯示板3具有和折射全反射板1之射出面平行的配 置之平板形之第二透明基板32和第二雙凸透鏡部31。在第 二透明基板32之射入光之面配置由複數圓柱形透鏡之陣列 構成之第二雙凸透鏡部31。構成第二雙凸透鏡部31之各個 圓柱形透鏡具有將圓柱或橢圓柱以和其軸線平行之平面切 斷之形狀，彼此形狀大小相同較好。各圓柱形透鏡在其平 面和第二透明基板32接觸固接之狀態，向上下方向延伸。 因這些圓柱形透鏡沿著水平方向成週期性排列，第二雙凸 透鏡部31之右方之光之射出面在水平方向以週期性起伏。 因此，自第二雙凸透鏡部3丨射出之光利用各個圓柱形透鏡 在水平方向擴散。即，第二雙凸透鏡部31控制顯示影像光 之配光特性。 第一透明基板32及第二雙凸透鏡部31利用玻璃或壓克 力等透明材料一體形成也可。但，鑑於鋸齒構造之成形之 困難性，適合在平板形之第二透明基板μ之單面以和第二 透明基板32不同之材料形成鋸齒構造。若照這樣做容易大 麵 2103-5342-PFl(Nl).ptc 第13頁 556042 __案號91134447_年月__ 曰 修正__ 五、發明說明（8) 量生產。例如，在以壓克力形成平板形之第二透明基板3 2 之情況，可在第二透明基板32之單面以UV硬化樹脂或其他 之樹脂形成第二雙凸透鏡部31。第二透明基板32和第二雙 凸透鏡部3 1之折射率儘可能接近較好。 在透明基板3 2之内部或表面附近，由周知之材料構成 之散射粒子分散，由於散射粒子，第二透明基板32用作散 射板令投射影像成像。 其次更具體說明在本實施形態之折射全反射板1之形 狀。折射全反射板1之下部（接近鋸齒形之環體之共同中心 轴線B之内側部分）由折射區域1L構成，中央部由折射·全 反射區域1 Μ，上部（遠離共同中心軸線B之外側部分）由全 反射區域1U構成。在這些各區域1L、1M、1U之間連續的形 成鑛齒構造，但是在圖1為了使得易於理解而晝成部分省 略各區域1L、1M、1U。在投射光學系4之折射光學系4R射 出之投射光束被凸面鏡4M反射後，被平面鏡2反射，以射 入折射全反射板1之下部之折射區域1L之投射光51、射入 折射•全反射區域1M之投射光5M以及射入全反射區域^之 投射光5U射入穿透型螢幕10〇。 折射全反射板1之内侧部分之折射區域丨L具有複數折 射斜面11和與折射斜面丨丨相鄰之複數無效小面丨2。折射斜 面11和無效小面12以週期p交互排列。折射斜面n和無效 小面12構成在折射全反射板丨形成之鋸齒形之環體。折射 斜面11具有相對於環體之共同中心軸線3傾斜而收歛於射 入側之圓截錐之斜面形之輪廓，而無效小面12具有平行且

556042 --案號 91134447 _年月日_修正___ 五、發明說明（9) 圓柱形之輪廓。自投射光學系4射出之投射光5L在折射斜 面11折射後令沿著法線n(構成穿透型螢幕1〇〇之折射全反 射板1、成像顯示板3之共同之法線）方向在折射全反射板1 之内部前進。因此，折射斜面11將來自外部之光折射後可 引入折射全反射板1之内部。 折射全反射板1之外側部分之全反射區域1 u具有複數 全反射斜面13和與全反射斜面13相鄰之複數透射斜面η。 全反射斜面13和透射斜面14以和上述相同之週期p交互排 列。全反射斜面13及透射斜面14構成在折射全反射板1形 成之鋸齒形之環體。相對於環體之共同中心軸線8，全反 射斜面1 3具有傾斜而收歛於射入侧之圓截錐之斜面形之輪 靡’而透射斜面14具有傾斜而收歛於射出侧之圓截錐之斜 面形之輪廓。自投射光學系4射出後射入透射斜面14之投 射光5U在透射斜面14折射後被全反射斜面13反射，令沿著 法線η方向在折射全反射板1之内部前進。因此，透射斜面 1 4將來自外部之光折射後可引入折射全反射板1之内部， 而全反射斜面13係可將來自折射全反射板1之内部之光向 折射全反射板1之内部反射。 折射·全反射區域1Μ具有複數折射斜面11、複數無效 小面1 2、複數透射斜面1 4以及複數全反射斜面1 3。一個折 射斜面11、無效小面12、透射斜面14以及全反射斜面丨3構 成一組複合構造。在各複合構造，和全反射斜面13之緊鄰 内側相鄰的形成透射斜面1 4，和透射斜面1 4之緊鄰内側相 鄰的形成折射斜面11，和折射斜面丨丨之緊鄰内側相鄰的形

2103-5342-PFKND.pt^ 第15頁 556042 __案號91134447_年月曰 修正_ 五、發明說明（10) 成無效小面1 2。在無效小面1 2之緊鄰内側形成別組之複合 構造之全反射斜面1 3。照這樣做，在折射·全反射區域1Μ 以和上述相同之週期Ρ連接的排列複合構造。 自投射光學系4射出後射入折射·全反射區域1 Μ之折 射斜面11之投射光5 Μ在折射斜面11折射後令沿著法線η方 向在折射全反射板1之内部前進。又，自投射光學系4射出 後射入透射斜面14之投射光5Μ在透射斜面14折射後令沿著 法線η方向在折射全反射板1之内部前進。在折射·全反射 區域1Μ之折射斜面11及無效小面12具有和在折射區域1L之 折射斜面11及無效小面1 2相同之形狀及功能。而，在折 射·全反射區域1Μ之全反射斜面13及透射斜面14具有和在 全反射區域1U之全反射斜面13及透射斜面14相同之形狀及 功能。在折射·全反射區域1Μ，在下部或内側部分，折射 斜面11及無效小面12之比例比全反射斜面13及透射斜面14 之比例大，在上部或外側部分，全反射斜面1 3及透射斜面 1 4之比例比折射斜面11及無效小面1 2之比例大。即，折 射·全反射區域1Μ之下部或内側部分具有和折射區域il近 似之形狀，而折射·全反射區域1Μ之上部或外側部分具有 和全反射區域1 U近似之形狀。 在折射全反射板1之體積中，引起散射之粒子未分散 或儘量排除。因此，被引入折射全反射板1 (包含第一透明 基板18)之内部之投射光5L、5Μ、5U沿著法線η方向在折射 全反射板1之内部前進。 在折射全反射板1射出之光在有第一雙凸透鏡部15之

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案號 91134447 五、發明說明（11) 況’在第一雙凸透鏡部15向上下方向擴散。此外，射出 光在第二雙凸透鏡部31向水平方向擴散，因第二透明基板 32之散射粒子而擴散，觀測者9看成顯示影像光8。 其次說明照這樣所構成之本發明之實施形態1之穿透 型螢幕之效果。 在比較例上，說明自圖3至圖5所示之穿透型螢幕 100。如這些圖所示，在本比較例之穿透型螢幕1〇〇，在折 射全反射板1未設置圖1所示之降低反射塗抹層16、第一雙 凸透鏡部1 5以及降低反射塗抹層丨7。又，在折射全反射板 1之體積中顯示弱的散射特性之散射粒子分散，顯示影像 光8之上下方向之視野角主要由該散射特性和透明基板32 之散射特性之組合決定。 參照圖4，說明比較例之下方向鬼光之發生機構。自 投射光學系4射出後被平面鏡2反射之光束之中射入穿透型 螢幕100之中央之折射·全反射區域1M之投射光5M之大部 分如上述所示’因在折射斜面11折射或在透射斜面Η折射 和在全反射斜面1 3反射，以和法線η平行之正式之投射光 5ΜΡ射入成像顯示板3後，變成具有適當之配光特性之投射 影像光8。但，因在折射全反射板1之體積中散射粒子分 散，部分光束被折射全反射板1之射出側平面1 R反射。這 些反射光束作為擴散反射光5 MD和稍斜上方前進，再透射 折射全反射板1之射入側之面後，被平面鏡2反射，射入折 射全反射板1之下部或内側部分之折射區域1 L，透射折射 斜面11後，被無效小面1 2反射，變成比正式之正式之影像

2103-5342-PFl(Nl).ptc 第17頁 556042 修正 直號911讀7 五、發明說明（12) 光8下部之位置之下方向鬼光5MDS。 又’如圖4所示，射入折射·全反射區域投射光 5M之中被透射斜面14反射之光線5MR再射入折射全反射板 1 ’在射出側平面1R反射後自折射全反射板1射出，被平面 鏡2反射’射入折射全反射板1之下部或内側部分之折射區 域1 L ’透射折射斜面丨丨，被無效小面丨2反射，變成比正式 之影像光8下部之位置之下方向鬼光5MRS。 下方向鬼光5MDS、5MRS在穿透型螢幕1〇〇出現於比正 式之影像光8下方向，成為鑑賞顯示影像時之妨礙光。 又j如圖2所示，因折射全反射板1之入射面之鋸齒構造之 共同中心轴線B位於折射全反射板i之下邊附近，由實驗得 知有隨著比正式之影像光之位置接近螢幕之下邊下方向鬼 光之強度增加之傾向。 其次，參照圖5說明比較例之上方向鬼光之發生機 構。自投射光學系4射出後被平面鏡2反射之光束之中射入 穿透型螢幕100之下部或内側部分之折射區域1L之投射光 5L之大部分在折射斜面丨丨折射後，以和法線^平行之正式 之投射光5LP射入成像顯示板3後，變成具有適當之配光特 性之投射影像光8。 但’因投射光束5L之中射入無效小面12之光束被折射 全反射板1之射出側平面反射後，再射入上方之鋸齒 面’分離成往成像顯示板3之重像光5LMD和向後方射出後 被平面鏡2反射而射入成像顯示板之更上部之上方向鬼光 5LMS。在顯不影像光8之上部出現之重像光5LMD和出現於

2103-5342-PFl(Nl).ptc 第18頁 556042 案號 91134447 五、發明說明（13) 比重像光更上部之上方向鬼光5LMS成為鑑賞正式之顯示影 像時之妨礙光。 & 其次說明利用本發明之實施形態1之穿透型螢幕降低 鬼光及重像光之強度之機構。 — (1)下方向鬼光之降低機構 在比較例，如圖4所示，i )包含散射粒子之折射全反 射板1之來自折射全反射板i之射出平面1Rt反射光朝比法 線η稍向上擴散反射之光線5MD、ii)在透射斜面14所反射 之光線5MR之雙方成為起源，發生下方向鬼光。而，在圖1 之實施形態1 ’因在折射全反射板1上使用未含散射粒子之 材料’又在折射全反射板1之射出面設置降低可見光之反 射率之降低反射塗抹層17，可降低來自折射全反射板1之 射出面之反射，同時可抑制反射光之擴散性，可顯著降低 該i)之光線5MD。 同時’因在折射全反射板1之射出面側設置在上下方 向排列之第一雙凸透鏡部丨5，和單純之同心圓構造之比較 例之折射全反射板1相比，可將折射全反射板1之光學元件 之構造設為對於同心圓之共同中心轴線B非旋轉對稱。結 果’因可降低在折射全反射板1之面反射之光束之中射入 穿透型螢幕1〇〇之下端或内側部分之折射區域1L後變成下 方向鬼光之光線之密度（即將光束擴散），也可減少愈接近 勞幕下端下方向鬼光之強度愈強之問題。 又，在實施形態1，因在折射全反射板1之入射面上設 置用以降低可見光之反射率之降低反射塗抹層16，可顯著

556042 案號 91134447 曰 修正 五、發明說明（14) 降低係該i i )之問題之反射光線5MR之強度。結果，利用圖 1之穿透型螢幕之構造可將下方向鬼光（圖4之光線5MDS、 5MRS)之強度抑制成小。 (2 )上方向鬼光之降低機構 在比較例，如圖5所示，因射入無效小面1 2之光束在 折射全反射板1之射出平面1R反射後，自該射入點自上方 之鋸齒面向後方射出’被平面鏡2反射後，變成射入成像 顯示板3之更上部，而發生上方向鬼光。而，在圖1之實施 形態1，在折射全反射板1之射出面侧設置在上下方向排列 之第一雙凸透鏡部15 ’令射入無效小面12後被折射全反射 板1之射出面側反射之光束散射。又，再利用第一雙凸透 鏡部15令被平面鏡2反射後再透射折射全反射板1之光束 5LMS散射。利用這二階段之散射作用可令降低上方向鬼光 在螢幕之光束密度而使得不明顯。 (3)重像光之降低機構 在比較例，如圖5所示，因射入無效小面1 2之光束在 折射全反射板1之射出平面1R反射後，再射入上方之鋸齒 面，變成往成像顯示板3之光束5LMD，而發生重像光。 而，在圖1之實施形態1，在折射全反射板1之射出面側設 置在上下方向排列之第一雙凸透鏡部15，令射入無效小面 1 2後被折射全反射板1之射出面側反射之不要之光束散 射。又，再利用第一雙凸透鏡部丨5令在折射全反射板1之 射出面側反射後再射入上方之鋸齒面’透射折射全反射板 1之不要之光束5LMD散射。利用這二階段之散射作用可令

2103-5342-PFl(Nl).ptc 第20頁 556042 _塞號91134447 年月 日 铬π 五、發明說明（15) 降低重像光在螢幕之光束密度而使得不明顯。 實施例1 為了確認上述之效果，說明本發明者所進行之實驗之 結果。圖6Α表示對於折射全反射板1之各種試件#1〜#4量測 之結果。對於試件#1〜#4以壓克力製造了第一透明基板“ 1 8。試件# 1係降低反射塗抹層1 6、1 7以及第一雙凸透鏡部 1 5都未設置之圖4之比較例之折射全反射板1。試件# 4係設 置降低反射塗抹層16、17以及第一雙凸透鏡部15之圖i之又 實施形態1之折射全反射板1。在試件#2、#3，降低反射塗 抹層1 6、1 7各自由單層構成，而在試件# 4，降低反射塗抹 層1 6、1 7各自由雙層構成。即，降低反射塗抹層丨6、2 7各 自具有被覆於折射全反射板1上之第一層和被覆於第一芦 上之第二層。 、曰 圖6B表示折射全反射板丨之各試件之製作條件。降低 反射塗抹層16、17各自在單層之情況，具有比第一透明基 板18(壓克力）之折射率ι·53低之折射率NL(143)。在雙層 之情况’構成降低反射塗抹層16、17之各層之第一層具有 比第一透明基板18之折射率ι·53高之折射率νη(1·67)，第 二層具有比第一透明基板18之折射率h 53低之折射率 NL(1.43)。藉著在平板狀之壓克力製之第一透明基板18之 入射側之表面上形成以紫外線（υν)硬化樹脂形成鋸齒構造 體（具有折射斜面11、無效小面12、全反射斜面13以及透 射斜面14)19而得到供本實驗之各試件。本υν硬化樹脂之 折射率係接近壓克力板之折射率之155。構成第一雙凸透

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鐘:部1 5之各個圓柱形透鏡具有將橢圓柱以和其軸線平行之 平面切斷之形狀。 對於照這樣所準備之試件#1〜#4，量測白窗之亮度、 下方向鬼光之亮度、上方向鬼光之亮度以及重像光之妨礙 程度。圖6C表示具體之量測條件。穿透型螢幕丨〇〇係對角 線距離約60英吋（約1 524mm)、寬高比4 : 3之矩形。即，穿 透型營幕1〇〇之高度方向之距離約914min，寬度方向之距離 約 1219mm。 控制投射光學系4，在本穿透型螢幕1 〇 〇之中心顯示正 方形（邊長24cm)之白窗。然後，量測依據正式之投射光之 白窗之亮度和下方向鬼光之亮度。在本量測，如圖6C所 示，進行了在螢幕之法線方向配置亮度計之量測（正面觀 測）和在自螢幕之法線方向之上方向2 〇度配置亮度計之量 測（窺探觀測）。在圖6 A記入白窗之亮度和下方向鬼光之亮 度之比，該比值愈大鬼光之相對亮度愈小，表示係希望之 特性。 在上方向鬼光之量測，控制投射光學系4，在穿透型 螢幕100之下端中央顯示正方形（邊長12 cm)之白窗。然 後，按照圖6 C所示之條件量測了依據正式之投射光之白窗 之亮度和上方向鬼光之亮度。在圖6A記入白窗之亮度和上 方向鬼光之亮度之比，該比值愈大鬼光之相對亮度愈小， 表示係希望之特性。 在重像光之量測，控制投射光學系4，如圖6C所示， 在穿透型螢幕1〇〇顯示交叉陰影像（如圖8A等所示之交叉之

2103-5342-PFl(Nl).ptc 第22頁 556042 _案號91134447__年月日__ 五、發明說明（17) 多條線之像），利用觀測者之視覺評價重像光。在圖6 A， 記號X表示正式之像被重像光妨礙至無法容許之程度，顯 示像惡劣；記號〇表示可容許，即顯示像良好。 自圖6 A得知以下之事項。 (1) 自試件#1和試件#2之比較，得知藉著在折射全反 射板1之入射面及射出面之兩面加工單層之降低反射塗抹 層16、17，下方向鬼光之亮度大幅度（約1/3)降低。這係 由於在折射全反射板1之入射側之鋸齒面之反射光強度降 低、在射出面之反射光強度降低，成為下方向鬼光之原因 之反射光強度降低的緣故。 (2) 自試件#2和試件#3之比較，得知藉著將折射全反 射板1之兩面之降低反射塗抹層16、17各自自單層設為雙 層，下方向鬼光之亮度大幅度（約1/2)降低。這係由於雙 層塗抹和單層塗抹相比，反射率降低效果比較高，在入射 側之鋸齒面及射出面之反射光強度更降低的緣故。 (3 )自試件# 3和試件# 4之比較，得知藉著將折射全反 射板1之射出側平面設為雙凸透鏡構造，可將上方向鬼光 之亮度相對的降低約25%，而且可將重像光之妨礙改善至 在視覺上無問題之位準。又，除了圖6A所示之結果以外， 利用目視觀測，也確認了尤其可改善螢幕下端附近之下方 向鬼光之強度集中問題。 圖7A及圖7B係依照對於上述之試件#1、#3之下方向鬼 光之比較相片之圖。圖7 A係依照自法線方向拍攝了在^‘ 型螢幕100之中央顯示之正方形（邊長24cm)之白窗之相片

556042 案號91〗：U4A7 五、發明說明（18) 之圖’圖7B係依照自斜上方向拍攝之相片之圖。圖7A及圖 7B都表不左半部無塗抹之情況（#丨），右半部設置了雙層之 兩面降低反射塗抹層16、17之情況(⑴。得知藉著加工重 抹層，下方向鬼光之亮度顯著的降低。 又’圖8A、圖8B以及圖8C各自表示依照上述之試件 #1、#3、#4在螢幕下端附近之重像光之比較相片之圖。自 圖8A、圖8B以及圖8C，得知藉著在折射全反射板J之射出 面設置第一雙凸透鏡部15，將在無塗抹之情況（#1)及設置 了雙層之兩面降低反射塗抹層16、17之情況（#3)看到之重 像光降低至難視認之位準，改善畫質。 此外’在圖6A ’記載了只對於在折射全反射板1之兩 面加工了單層或雙層之降低反射塗抹層16、17之情況之實 驗資料，但是在只在光之入射面或只在射出面加工降低反 射塗抹層之情況’雖然效果比雙面塗抹的差，但是也確認 了具有降低下方向鬼光之效果。因此，在下方向鬼光之降 低目標或限制鬆之情況，只在折射全反射板1之入射面或 射出面形成塗抹層（單層或雙層）也可。 又’在本實施形態之投射光學系4 ’在其光學系之最 後段配置凸面鏡4M，但是未必限定如此，向斜上方或斜下 方射出投射光束（以符號5L、5M、5U表示）也可和本實施形 態之穿透型螢幕100組合後使用。因此，係只包括折射透 鏡之投射光學系、由凹凸之反射鏡組合之投射光學系、咬 者由折射透鏡及反射鏡組合之複合投射光學系也在本發曰月 之範圍内。

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如以上所不，若依據本實施形態，因由散射粒子未分 散之透明材料形成折射全反射板丨，對於在折射全反射板工 之射出面反射之光束可防止擴散反射光發生，可降低下方 向鬼光之強度。 一 若使用折射全反射板1包括大致平板狀之第一透明基 板18和在第一透明基板18上所設置之鋸齒構造體（折射全 反射構造體）19，並在鋸齒構造體19形成折射斜面n、透 射斜面14以及全反射斜面13，可用適當之材料各自形成第 一透明基板1 8及鋸齒構造體丨9。若利用此事項，也丁折射 全反射板1之生產力提高，或提高透明基板18對於來自外 部之衝擊之強度。 又’折射全反射板1之折射斜面U將投射光向穿透型 螢幕100之大致法線方向折射，全反射斜面13將透射透射 斜面14之投射光向穿透型螢幕1〇〇之大致法線方向反射。 因此，可實現具有以向穿透型螢幕丨〇〇之法線方向為中心 之視角特性之穿透型螢幕。 此外’在折射全反射板1之射出面設置第一雙凸透鏡 部15，在第一雙凸透鏡部15沿著上下方向排列在水平方向 延伸之複數圓柱形透鏡。因此，使對於在折射全反射板1 之面反射之光束失去旋轉對稱性，可抑制下方向鬼光集中 於穿透型螢幕1 0 0之下端或内側部分之附近。又，藉著利 用第一雙凸透鏡部15令在折射全反射板1之射出面之不要 之光束擴散，可使重像光及上方向鬼光不明顯。 此外，成像顯示板3包括將自折射全反射板1射出之光

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向水平方向擴散之第二雙凸透鏡部31和接受自第二雙凸透 鏡部31射出之光之第二透明基板32，在第二雙凸透鏡部31 沿著水平方向排列在上下方向延伸之複數圓柱形透鏡，在 第二透明基板3 2將令投射光成像之散射粒子分散。因此， 可實現包括投射影像之成像功能和適當之水平方向視角特 性之穿透型螢幕1〇〇。

若在折射全反射板1之入射面形成降低可見光之反射 之降低反射塗抹層1 6，在折射全反射板丨之入射面侧所設 置之折射全反射構造，尤其在透射斜面14之反射變小，可 降低下方向鬼光之強度。而，若在射全反射板丨之射出面 形成降低可見光之反射之降低反射塗抹層17，在折射全反 ^板1之射出面之反射變小，可降低下方向鬼光之強度。 若在折射全反射板1之入射面及射出面設置降低反射塗抹 層16、17 ’利用雙方之效果可更降低下方向鬼光之強度。

若降低反射塗抹層1 6或1 7係利用折射率比折射全反射 板1之材料之折射率低之材料形成之單層塗抹，可便宜的 製造可令下方向鬼光之強度降低之穿透型螢幕。而，若降 低反射塗抹層1 6或丨7係具有被覆於折射全反射板1上並由 折射率比折射全反射板丨之材料之折射率高之材料形成之 第=層和被覆於第一層上並由折射率比折射全反射板1之 材料之折射率低之材料形成之第二層之雙層塗抹，可令下 方向鬼光之強度更降低。 “ 此外’若依據本實施形態之投射型顯示裝置，因投射 光學系4配置於穿透型螢幕1〇〇及平面鏡2之間而且下方，

556042 曰 案號 91134447 修正 五、發明說明（21) 利用和穿透型螢幕100之相乘效果 方向鬼光以及重像光之影響。又，H下方向鬼光、上 置及平面鏡2之間…方，可 實施形態2 圖9係表示本發明之實施形態2之穿透型螢幕ι〇〇之剖 面圖，具體而言，和圖丨一樣的表示包含通過圖2所示之 透型螢幕100之縱向之中心線Α-Α之縱向剖面。圖9中為了 表示和圖1共同之構成元件而使用相同之符號，省略其詳 細說明。 ^ 在本實施形態，在折射全反射板丨之環體之共同中心 軸線Β之附近之折射區域1L及折射•全反射區域a，形成 折射斜面11、全反射斜面13以及透射斜面η，令投射光朝 比穿透型螢幕1 〇 〇之法線η之方向外側前進。因此，在穿透 型螢幕100之下邊附近，投射光朝比法線η稍向上的前進， 通過折射全反射板1及成像顯示板3。在遠離共同中心軸線 Β之全反射區域1U，形成全反射斜面13及透射斜面14，令 投射光朝穿透型螢幕1 0 0之大致法線η之方向前進。 在折射區域1L及折射·全反射區域1Μ，形成折射斜面 11、全反射斜面13以及透射斜面14，使得愈遠離共同中心 軸線Β(遠離下邊），投射光之前進方向相對於穿透型螢幕 1 0 0之法線方向之夾角「向上射出角」愈小。例如，如圖9 所示，向接近共同中心軸線Β之折射區域1L射入之投射光 5L在折射斜面11折射後，相對於穿透型螢幕1 00之法線η以

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向上射出角01前進（光線5LU)。射入遠離共同中心轴線8 之折射·全反射區域1 Μ之投射光5 Μ利用折射斜面11咬 '入 射斜面13相對於穿透型螢幕100之法線η以向上射出角 前進（光線5MU)。射出角02比射出角01小。其他之構造 和實施形態1 一樣。 〃 ^ 圖10表示實施形態2之在適合之折射全反射板1之環體 之與共同中心軸線B之距離和向上射出角0之關係。本折 射全反射板1係對角線之距離約60英吋（約1 524mm)、寬高 比4 : 3之矩形。即，折射全反射板1之高度方向之距離$ 914 mm，寬度方向之距離約1219 mm。如圖1〇所示，在適人 之折射全反射板1，令向上射出角緩慢的成線性變化，使 得愈接近晝面下端（在本例相當於半徑距離1 5〇mm)向上射 出角Θ愈大’在折射·全反射區域1 μ之一地點（在本例半 徑距離450mm附近）向上射出角0變成〇度。 若依據本實施形態，因自折射全反射板1之下部發射 之光具有大的向上射出角0 ，可使觀測者9感覺之來自穿 透型螢幕100之下部之影像光強度增加，結果，感覺重像 光之強度相對的變弱。而且，如參照圖1 〇所說明之適合之 折射全反射板1所示，藉著緩慢的改變向上射出角0，可 避免在晝面上之亮度激烈的變化。激烈的改變向上射出角 時，因亮度激烈的變化而在晝面下部可能出現半月形之島 區域，但是藉著使向上射出角之變化程度適當可防止這種 不良。 如以上所示，若依據本實施形態2，因在折射全反射

2l03-5342-PFl(Nl).ptc 第28頁 556042 _誠91134447_年月 曰— 修正 五、發明說明（23) 板1之共同中心轴線B之附近之區域，形成斜面，令投射光 朝比穿透型螢幕1 〇〇之法線方向外侧前進，在遠離共同中 心軸線B之區域，形成斜面，令投射光朝穿透型螢幕之 大致法線方向前進，可令在畫面下端附近發生之重像光之 強度相對於正式之影像光之強度相對的降低。 又，因在共同中心軸線B之附近之區域改變向上射出 角Θ，使得愈遠離共同中心軸線B，投射光之前進方向相 對於穿透型螢幕1 〇〇之法線方向之夾角愈小，顯示影像之 亮度變化不明顯，可實現能以良好之亮度均勻性顯示之穿 透型螢幕。 實施例3 圖11係表示自射出面側看本發明之實施形態3之穿透 型螢幕之折射全反射板1之立體圖。省略成像顯示板3之圖 示。圖11中，為了表不和圖1共同之構成元件而使用同一 符號’省略其詳細說明。在本實施形態3，在折射全反射 板1之射出面設置複數微透鏡150之陣列，替代實施形態j 之第一雙凸透鏡部15。 〜 各個微透鏡150係具有將來自折射全反射板！之射出光 向至少上下方向及左右方向擴散之功能之微小之凸透鏡。 在微透鏡150之形狀上’有球面之一部分、橢圓面之一部 分、雙曲面之一部分、長方體等。這些微透鏡15〇最好係 彼此之形狀大小相同。相鄰之微透鏡丨5 〇如圖丨丨所示明確 的分離也可，成為邊界相連之連續構造也可。 這些微透鏡1 5 0沿著上下方向及左右方向週期性的排

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列。設微透鏡150之陣列之上下方向之週期為Ρχ，水平方 向之週期為Py。利用各個微透鏡1 5 0將自折射全反射板j射 出之光向上下方向及左右方向擴散。

、 和上述之第一雙凸透鏡部15 —樣，微透鏡15〇也利用 透明材料形成。鑑於成形之困難性，適合在平板形之第一 透明基板18之單面以和第一透明基板18不同之材料形成微 透鏡150。若照這樣做容易大量生產。例如，在以壓克力 形成第一透明基板18之情況，可在第一透明基板18之單面 以uv硬化樹脂或其他之樹脂形成微透鏡15〇。第一透明基 板1 8和微透鏡1 5 0之折射率儘可能接近較好。 又，雖未圖示，以降低來自外侧之可見光之反射率之 降低反射塗抹層（相當於上述之圖i之降低反射塗抹層17) 被覆包含微透鏡150之陣列之折射全反射板丨之射出面。降 低反射塗抹層係由單層構成之單層塗抹也可，#由二層構 ^之雙層塗抹也可。在單層塗抹之情況，㈣折射率比微 气全反射板1之材料之折射率低的材料形成降 低反射塗抹層較好。在雙層塗抹之情 具有被覆於微透鏡150及折射全反m μ :山：二冧層 ⑴王久射扳1上並由折射率比徼

透鏡150及折射全反射板1之材料 比： 之第-層和被覆於第一層上且料所形成 射全反射板!…斗之由折射率比微透鏡15。及折 ^ 斤町手低的材料所形成之第二層較 好0 藉著在折射全反射板1之鉍Φ二& w d 4«虫A w邱 对出面設置微透鏡150之陣 列，本實施形態之穿透型螢慕w 蛩养可降低下方向鬼光、上方

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案號 91134447 五、發明說明（25) 鬼光以及重像光。其次邊參照表示比較例之圖4及圖5邊說 明利用本發明之實施形態3之穿透型螢幕降低鬼光及重^ 光之強度之機構。 (1) 下方向鬼光之降低機構 在本實施形態’因在折射全反射板1之射出面側設置 微透鏡1 5 0，和單純之同心圓構造之比較例之折射全反射 板1相比，可將折射全反射板1之光學元件之構造設為對於 同心圓之共同中心軸線B非旋轉對稱。結果，因可降低在、 折射全反射板1之面反射之光束之中射入穿透型螢幕之 下端或内側部分之折射區域1 L後變成下方向鬼光之光線之 密度（即將光束擴散），可減少愈接近螢幕下端下方向鬼光 之強度愈強之比較例之問題。 又’因在折射全反射板1上使用未含散射粒子之材 料’在折射全反射板1之射出面設置降低可見光之反射率 之降低反射塗抹層，可降低來自折射全反射板丨之射出面 之反射，同時可抑制反射光之擴散性，降低成為下方向鬼 光之原因之擴散性之反射光（圖4之5MD)之強度。又，因在 折射全反射板1之入射面上設置用以降低可見光之反射率 之降低反射塗抹層16，可顯著降低在入射面之反射光線 5MR之強度。結果，可將下方向鬼光（圖4之光線5廳、 5MRS)之強度抑制成小。 (2) 上方向鬼光之降低機構 又，在本實施形態，因在折射全反射板丨之射出面侧 設置微透鏡150 ’令射入無效小面12後在折射全反射板】之 2103-5342-PFl(Nl).ptc 第31頁 556042 案號 91134447 年 月 曰 修正 五、發明說明（26) 射出面側反射之光束散射。又，利用微透鏡1 50之陣列令 在平面鏡2反射後再透射折射全反射板1之光束5 LMS再散 射。利用這二階段之散射作用可令降低上方向鬼光在螢幕 之光束密度而使得不明顯。 (3 )重像光之降低機構 此外，在本實施形態，因在折射全反射板1之射出面 側設置微透鏡150，令射入無效小面12後在折射全反射板1 之射出面側反射之不要之光束散射。又，利用第一雙凸透 鏡部15令在折射全反射板1之射出面側反射再射入上方之 鋸齒面後透射折射全反射板1之不要之光束5LMD(參照圖5) 散射。利用這二階段之散射作用可令降低重像光在螢幕之 光束密度而使得不明顯。 如以上所示，若依據本實施形態3，可具有和實施形 態1相同及類似之效果。在本實施形態，替代第一雙凸透 鏡部15所設置之微透鏡150之陣列，使對於在折射全反射 板1之面反射之光束失去旋轉對稱性，可抑制下方向鬼光 集中於穿透型螢幕1〇〇之下端或内側部分之附近。又，藉 著利用微透鏡150令在折射全反射板1之射出面之不要之光 束擴散，可使重像光及上方向鬼光不明顯。 此外，在本實施形態3，如實施形態2般形成折射全反 射板1之斜面，使得令光束之前進方向不同也可。 實施形態4 圖1 2係表示本發明之實施形態4之包括了穿透型螢幕 之投射型顯示裝置之概略圖。在圖12，表示包含通過圖2

第32頁 2103-5342-PFl(Nl).ptc 556042 案號 91134447 年月日 修正 五、發明說明（27) 所示之穿透型螢幕1 0 0之縱向之中心線A - A之縱向剖面。圖 1 2中為了表示和圖1共同之構成元件而使用相同之符號， 省略其詳細說明。 在實施形態4，為了降低折射全反射板1之彎曲所引起 之影像之偏移，將玻璃製之平板形之第一透明基板1 8用作 折射全反射板1之核心構件。而，藉著用黏接劑在玻璃製 之第一透明基板1 8之兩面黏貼自別的材料所製造之零件， 製造形狀和上述之別的實施形態一樣之折射全反射板1。 由圖1 2中之放大圖得知，本實施形態4之折射全反射 板1具有第一透明基板18、折射全反射片（透明全反射構造 體）1FLS以及雙凸透鏡片1LCS。折射全反射片1FLS具有聚 對苯二甲酸乙二醇醋片1PET1、在聚對苯二曱酸乙二醇酯 片1PET1之單面所形成之折射全反射膜ifl以及在折射全反 射膜1FL之表面所e又置之降低反射之降低反射塗抹層16。 聚對苯二曱酸乙二醇酯片1 PET 1係利用聚對苯二甲酸 乙二醇酯所製造之平板形之透明薄膜，用作用以形成折射 全反射膜1FL之底層（支撐層）。折射全反射膜1FL由透明之 UV硬化樹脂形成’在此形成和上述之別的實施形態一樣之 鋸齒形之環體，即折射斜面11 '無效小面12、全^射斜面 13以及透射斜面14。在聚對苯二甲酸乙二醇酯片lpEn上 放上UV硬化樹脂後成形，藉著照射紫外線令樹脂硬化，形 成折射全反射膜1FL。 第一透明基板18、聚對苯二甲酸乙二醇酯片ipET1以 及折射全反射膜1FL之折射率儘量接近較好。又，降低反

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射塗抹層16係由單層構成之單層塗抹也可，係由二層構成 之雙層塗抹也可。在單層塗抹之情況，利用折射率比折射 全反射板1之材料之折射率低的材料形成降低反射塗抹層 1 6較好。在雙層塗抹之情況，降低反射塗抹層丨6具有被覆 於折f全反射膜1FL上並由折射率比折射全反射膜1FL之折 射率高的材料所形成之第一層和被覆於第一層上且由折射 率比折射全反射膜1FL之折射率低的材料所形成之第二層 較好。

一樣的，雙凸透鏡片1LCS具有聚對苯二甲酸乙二醇酯 片1PET2、在聚對苯二曱酸乙二醇酯片lpET2之單面所形成 之雙凸透鏡膜1LC以及在雙凸透鏡膜ilc之表面所設置之降 低反射之降低反射塗抹層17。

聚對苯二甲酸乙二醇酯片1 pET2係利用聚對苯二曱酸 乙二醇酯所製造之平板形之透明薄膜，用作用以形成雙凸 透鏡膜1LC之底層（支撐層）。雙凸透鏡膜ilc由透明之uv硬 化樹脂形成，在此形成和上述之別的實施形態之第一雙凸 透鏡部15(圖1及圖9)或微透鏡150之陣列一樣之輪廓。在 聚對苯二甲酸乙二醇酯片1PET2上放上uv硬化樹脂後成 形’藉著照射紫外線令樹脂硬化，形成雙凸透鏡膜1 L c。 第一透明基板18、聚對苯二曱酸乙二醇酯片1 pet 1以 及雙凸透鏡膜1LC之折射率儘量接近較好。又，降低反射 塗抹層1 7係由單層構成之單層塗抹也可，係由二層構成之 雙層塗抹也可。 折射全反射片1FLS利用由透明黏接劑構成之黏接層

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1GLU1固接於第一透明基板18之一面，雙凸透鏡片^以利 用由透明黏接劑構成之黏接層1GLU2固接於第一透明基板 1 8之*一面。 其次邊參照圖1 3邊說明實施形態4之一個效果。在這 種穿透型螢幕，因折射全反射板丨之稍微之彎曲在穿透型 螢幕1 0 0所顯示之影像也可能大為偏移。例如，因穿透型 榮幕100在利用圖上未示之裝置筐體包圍其周邊部分之狀 態保持’因溫度變化等理由而在折射全反射板1發生伸長 之，況，如圖13之假想線所示，變成彎曲至位置ld為止之 狀態。尤其，未受到限制之中心部之位移大。在發生這種 彎曲之情況，變成穿透型螢幕丨00上之顯示位置偏移至例 如圖13所示之顯示影像光8偏移至位置μ為止。因穿透型 螢幕1 0 0上之顯示位置偏移量和彎曲之大小相依，在彎曲 大之部分，顯示位置偏移量大，在彎曲小之部分，顯示位 置偏移量小。 在本實施形態4，可和適合成形比較難之折射全反射 片1FLS或雙凸透鏡片1LCS之材料獨立的選擇成形比較容易 之平板形之第一透明基板1 8之材料。而，藉著將用係溫度 所引起之伸縮小之材料之玻璃所製造之第一透明基板丨8用 作折射全反射板1之核心構件，可降低折射全反射板1之彎 曲，進而減少影像之顯示位置偏移量。例如壓克力之線性 膨脹率係約1 〇 〇 (1 / K : κ係絕對溫度），而玻璃之線性膨脹 率係約9 (1 / K )，係壓克力之線性膨脹率之約1 / 1 0。又，因 玻璃對於來自外部之壓力比壓克力強很多，而且可容易的

2103-5342-PFl(Nl).ptc 第35頁 556042 ---案號91134447_车月曰 修正_ 五、發明說明（30) 製造高平面度之板材，可說是適合用以抑制彎曲所引起之 影像之位置偏移量。 又，本發明之實施形態卜4也可應用於圖1 4所示之配 置之投射型顯示裝置。在圖14所示之投射型顯示裝置，平 面鏡2和穿透型螢幕100相向，但是以愈往上方愈接近穿透 型螢幕100之形式傾斜。投射光學系4在平面圖上位於平面 鏡2和穿透型螢幕1〇〇之間，而且配置於下方，但是向大致 正上發出投射光束。 在圖14所示之配置之投射型顯示裝置，在折射全反射 板1發生伸長之情況，如圖1 4之假想線所示，也變成彎曲 至位置Id為止之狀態，變成穿透型螢幕1〇〇上之顯示位置 偏移至例如圖14所示之顯示影像光8偏移至位置8d為止。 在圖1 4之配置’和圖1 3之配置相比，雖然對於相同之彎曲 =顯不位置之偏移小，也有因彎曲量而顯示位置之偏移顯 著之情況。而，若如實施形態4般形成折射全反射板1，由 於和上述相同之理由，藉著將用係溫度所引起之伸縮小之 材料之玻璃所製造之第一透明基板18用作核心構件，可降 低折射全反射板1之彎曲，進而減少影像之顯示位置偏移 如以上所示，若依據本實 實施形態之效果以外，還可和 射片1FLS或雙凸透鏡片1LCS之 易之平板形之第一透明基板i 8 所引起之伸縮小之材料之玻璃 施形態4，除了上述之別的、 適合成形比較難之折射全反 材料獨立的選擇成形比較容 之材料。而，若將用係溫度 所製造之第一透明基板18用

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作折射全反射板1之核心構件，可降低折射 曲，進而減少影像之顯示位置偏移量。 夂射扳1之考 又’藉著用玻璃形成第一透明基板18，透明基板18之 取得或製造容易且便宜，可形成在平面性優異之第一透明 基板1 8。 s —又，玻璃之第一透明基板18係單獨時易裂之性質，但 是藉著採用用折射全反射片1FLS及雙凸透鏡片1LCS夾住第 厂透明基板1 8之表面和背面之構造，變成對於來自外部之 衝搫難裂開。因此，在製造時及組立時之良率可大幅度改 善0 但，在本實施形態4，也可用玻璃以外之材料製造第 :透明基板1 8。例如，在溫度變化小之條件使用投射型顯 不裝置時’可用線性膨脹率比玻璃大之壓克力等合成樹脂 形成第一透明基板18。若係用壓克力形成透明基板18的， 透明基板18之取得或製造容易且便宜，可使得第一透明基 板1 8變輕。 在以上之實施形態1〜4，折射全反射板1具有折射區域 1L、折射•全反射區域1M以及全反射區域^，但是本發明 之折射全反射板只具有折射·全反射區域1M和全反射區域 ιυ也可，只具有折射區域1L和折射·全反射區域1M也可。 依照來自投射光學系4之投射光束之角度、來自折射全反 射板之所要之射出角度、所要之效率等各種參數，利用例 如電腦模擬決定折射全反射板之具體構造。 以上邊參照較佳之實施形態邊詳細圖示的說明了本發

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明，但是申請專利範圍所記載之本發明之主匕 ^ 可進行關於形式及細節之各種變更，這气 曰及範圍内， 理解。這種變更、替代、修正也包合二=f是本業者就可 3於本發明之範圍内。 產業上之可應用性 如以上所示，若依據本發明，可提供降低妨害光、高 品質之投射影像。

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第38頁 556042 _案號91134447_年月日 修正__ 圖式簡單說明 ' """ '^~^^ 圖1係表示本發明之實施形態1之包括了穿透型螢幕之 投射型顯示裝置之概略圖。 圖2係自背面看本發明之穿透型螢幕之立體圖。 圖3係比較例之穿透型螢幕之縱向剖面圖。 圖4係表示在圖3之穿透型螢幕發生下方向鬼光之 圖。 # 圖5係表示在圖3之穿透型螢幕發生上方向鬼光及 光之機構圖。 m 圖6 A係表示用以確認本發明之實施形態1之穿透型 幕之效果之實驗結果之圖表。 圖6B係表示在本實驗使用之折射全反射板之製作 之圖表。 t 圖6 C係表示本實驗之量測條件之圖表。 圖7A及圖7B係表示依照實證本發明之實施形態j之 透型螢幕之效果之相片之圖。 圖8A係依照拍攝了在比較例之穿透型螢幕所顯示之与 像之相片之圖。 〜 圖8B係依照拍攝了在穿透型螢幕所顯示之改善後之 像之相片之圖。 〜 圖8 一C係依照拍攝了在本發明之實施形態工之穿透型螢 幕所顯示之影像之相片之圖。 圖9係表示本發明之實施形態2之穿透型螢幕1〇〇之縱 圖1〇係表示實施形態2之適合之折射全反射板之設計

2103-5342-PFl(Nl).ptc 第39頁 556042 —--MM 91134447__年月日___ 圖式簡單說明 值之圖。 圖11係表示自光之射出面側看本發明之實施形態3之 穿透型螢幕之折射全反射板之立體圖。 圖1 2係表示本發明之實施形態4之包括了穿透型螢幕 之投射型顯示裝置之概略圖。 圖1 3係用以說明實施形態4之效果之圖。 圖1 4係表示應用本發明之別的配置之投射型顯示裝置 之概略圖，係用以說明實施形態4之效果之圖。 符號說明 1折射全反射板、 3成像顯示板、 5L、5M、5U投射光、 9觀測者、 12 無效小面、 14透射斜面、 16 降低反射塗抹層、 1 8第一透明基板、 1 L折射區域、 1U 全反射區域、 4M 凸面鏡、 2平面鏡、 4投射光學系、 8顯示影像光、 11 折射斜面、 1 3 全反射斜面、 15第一雙凸透鏡部、 1 7降低反射塗抹層、 1 9鋸齒構造體、 1M折射·全反射區域、 4R折射光學系、 100穿透型螢幕

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Claims (1)

1. 556042

   ι· 一種穿透型螢幕，包括： ^夫^乃透鏡狀之折射全反射板，具有投射光射入之鑛 齒形之入射面和投射光射出之射出面；及 成像顯不板’使自該折射全反射板射出之光成像而得 到投射影像； 其特徵在於： f該折射全反射板之入射面將投射光折射後令向該射 出面刖進之複數折射斜面、投射光透射之複數透射斜面以 及將透射該透射斜面之光反射後令向該射出面前進之全反 射斜面形成於同心圓上； 該折射全反射板由散射粒子未分散之透明材料形成。 2·如申請專利範圍第1項之穿透型螢幕，其中，折射 全反射板包括大致平板形之第一透明基板和在該第一透明 基板上所設置之折射全反射構造體，在該折射全反射構造 體形成折射斜面、透射斜面以及全反射斜面。 3·如申請專利範圍第1項之穿透型螢幕，其中，折射 斜面將投射光向穿透型螢幕之大致法線方向折射，全反射 斜面將透射透射斜面之投射光向穿透型螢幕之大致法線方 向反射。 4·如申請專利範圍第1項之穿透型螢幕，其中，在折 射全反射板之射出面上設置第一雙凸透鏡部，在第一雙凸 透鏡部沿著上下方向排列在水平方向延伸之複數圓柱形透 鏡0 5 ·如申請專利範圍第4項之穿透型螢幕，其中，第一

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   =凸透鏡部由和折射全反射板不同之材料形成，設置於折 射全反射板之平坦之射出面上。 八6·如申請專利範圍第1項之穿透型螢幕，其中，折射 全反射板之射出面設置將光向多方向擴散之微透鏡之陣 7·如申請專利範圍第丨項之穿透型螢幕，其中，成像 板包括將自折射全反射板射出之光向水平方向擴散之 f二雙凸透鏡部和接受自第二雙凸透鏡部射出之光之第二 △明基板、’在第二雙凸透鏡部沿著水平方向排列在上下方

   二延伸之複數圓柱形透鏡，投射光成像之散射粒子分散於 第二透明基板。 8.如申請專利範圍第1項之穿透型螢幕，其中，在折 王反射板之入射面形成降低可見光之反射之降低反射塗 9.如申請專利範圍第1項之穿透型螢幕’其中，在4 王反射板之射出面形成降低可見光之反射之降低反射 抹層。 10·如申請專利範圍第丨項之穿透型螢幕，其中，在

   射王反射板之入射面及射出面形成降低可見光之反射之 低反射塗抹層。 π ·如申請專利範圍第8項之穿透型螢幕，其中， ，射塗抹層係利用㈣率比折射全反射板之材料之折射 低之材料形成單層塗抹。 12·如申請專利範圍第8項之穿透型螢幕，其中，降

   556042 案號 91134447 六、申請專利範圍 Λ：_ 曰 修正 — 料之折射 且由折射

   反射塗抹層係、具有由折#帛比折&纟反射板之 率高的材料所形成之帛—層和被覆於胃第一層: 率比折射全反射板之材料之折射率低的材料所形 層之雙層塗抹。 V 13·如申請專利範圍第丨項之穿透型螢幕，其中， 射全反射板之折射斜面、透射斜面以及全反射斜面之共同 中心軸線之附近之第一區域形成斜面，令投射光向比^透 型螢幕之法線方向外側前進，在比該第一區域遠離該共同 中心軸線之第二區域形成斜面，令投射光向穿透 大致法線方向前進。 U K 14·如申請專利範圍第13項之穿透型螢幕，其中，在 該第一區域如愈遠離共同中心軸線投射光之前進方向相對 於穿透型螢幕之法線方向之夾角愈小般改變該角度。 15· —種投射型顯示裝置，包括·· 投射光學系，發出隨著前進擴大之投射光束； 如申請專利範圍第1項之穿透型螢幕；以及 平面鏡，向該穿透型螢幕反射來自該投射光學系之投 射光束； 其特徵在於： 該投射光學系配置於該穿透型螢幕及該平面鏡之間而 且下方。

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