TWI356969B - Fresnel lens sheet, translucent type screen, and r - Google Patents

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1356969 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關透過型螢幕所使用之菲涅耳透鏡片 (Fresnel lens sheet)、透過型螢幕、及使用其等之背面投射 型顯示裝置。 本申請案對2003年1〇月14曰所提出之申請案2003 —353272號主張優先權，在此援引其内容。 【先前技術】 背投射式之螢幕，係素來常見之投射螢幕的一種。使 用該背投射式螢幕之電視，一般而論’其中之構成，係由 具備光源、影像顯示體、投影透鏡之投影機所投射出的影 像光，透過具有菲涅耳透鏡之菲涅耳透鏡片、與具有雙凸 透鏡（lenticular lens)之雙凸透鏡片（lenticular lens sheet)， 到達觀看者眼中。 用於投影電視之螢幕’一般所要求之光學性能，需在 水平方向廣為擴散、在垂直方向之擴散則較水平方向為 窄，故多以雙凸透鏡用於水平方向的擴散，而垂直方向的 擴散，多使用分散有光擴散劑之光擴散板或光擴散片。 在背面投射型顯示裝置中（以背投影電視為代表），其投 影機多使用CRT(陰極射線管）或液晶投影機，最近，更是開 發了數位反射裝置（DMD)等新式裝置來用在投影機上。 特別是，使用前述液晶或DMD之投影機，與利用crt 之3管投射系相較，僅需丨個投射系，故能縮小裝置内之 配置空間，且重量亦更輕，光學系更顯輕巧，有利於高精 1356969 細影像化之發展’因而已廣被使用。 近年來的背面投射型顯示裝置，除了要有大畫面及高 精細之影像外，亦多要求須有光擴散性營幕，希能在大範 圍内都能觀察到同色度之鮮明影像，並且對具備前述特點 之裝置亦要求其薄型化。 特別是，以往，螢幕與投影機間的距離，多受限於背 面投射型顯示裝置所使用之菲涅耳透鏡片的特性，使得背 面投射型顯示裝置之厚度較現行其他方式，例如液晶電視 或電漿電視等要大上一些，更加深對其薄型化的期待。 以往所採用之背面投射型顯示裝置的薄型化作法，例 示數種如下。 在形成菲涅耳透鏡之菲涅耳透鏡片的背面，設置稜鏡 構造，將該反射光以設置間隔較一般為窄之主反射鏡加以 反射，光線經其反射再射入菲涅耳透鏡，以將光線導向觀 賞者端，藉此，可薄化背面投射型顯示裝置之整體（例如， 參照曰本專利特開平8—336091號公報、特開平8— 339〇33 號公報）。 此方式，係藉由巧妙利用光的偏光或全反射來維持光 利用效率，然而因為增加了構成之螢幕，導致易發生雜散 光’且就成本面而言亦是不利的。 此外，亦有一種在投射光學系與反射鏡間配置平面/ 球面/非球面之反射鏡，以縮短投射距離之周知的方式， 然而，此方式將增加背面投射型顯示裝置之構成零件，且 所要求的組裝精度呈指數急增，亦是其難處所在（例如，參 1356969 照日本專利特開臟-57963號公報、特開平9_28i9〇4 號公報）。 又，亦有組合複數組菲淫耳透鏡（含線型）、或將菲淫耳 2鏡的周邊部切成矩形來作為螢幕，藉以使光軸偏離畫面 :的方式’然而’此將增加螢幕的構成片數(例如參照特 開平1卜160790號公報），須採用具有大口徑比（小？數）的 菲淫耳透鏡（例如，可參考特開2〇〇1— 1〇8937號公報），故 實用上並不方便。 再者’亦有採用具全反射構造之菲埋耳透鏡的提案⑽ 如’參照特開2001 - 337206號公報、特開2〇〇2—9〇888號 公報、特開20〇3- 1 14481號公報、特開2〇〇3_ 14974 公報）。 明確的是，上揭諸項方法，不僅表面的物理形狀變得 複雜，且由於係使用反射故角度公差亦需嚴格要求，其加 工性及生產性不佳，難以與習知的菲淫耳透鏡具備相同之 生產性。 現在的背面投射型顯示裝置，在追求裝置（含光學性能） 了能，昇的同時，並不要求具複雜構造或内裝，而是以儘 可能單純的構造’來達到薄型化與高性能之目標，甚至是 低成本化的實現’承如上述’現況在薄型化方面尤為落後。 阻礙該背面投射型顯示裝置·的薄型化的一主要原因在 於’無法縮小對構成螢幕之菲涅耳透鏡的投射距離。 在製造該菲涅耳透鏡時，係製作模具，依該模體造型 來製造透鏡’然巾，製造時往往受制於製造該模具所用之 1356969 切削工具的形狀、或切削條件等。其、结果，用於光線折射 之菲淫耳面，其對螢幕面的傾角（即菲淫耳角）僅能達到6〇。 左右之上限。 本案發明人著眼於此，發現加大該角度對縮短投射距 離有顯著助益。 另個主要原因在於，在背面投射型顯示裝置之構造 上幻頁配置主反射鏡，用以反射發自投影機的投射光使 其呈現於勞幕上。特別是，前述主反射鏡需具有傾角，皇 ^投影機位置亦有相關，最大將達45度左右，因之，給予 月j述傾斜用的空間’增加了背面投射型顯示裝置的厚度。 本發明為解決上揭問題點，其目的在於提供一菲淫耳 透鏡、透過型螢幕，以及❹其等之背面投射型顯示裝置， 所提供之菲理耳透鏡，其形狀對於妨礙背面投射型顯示裝 置之薄型化的要因，亦即菲涅耳透鏡片與投影機間的距 :::縮短之效’並且，能以單體來實現菲淫耳透鏡片的 、&置以期進一步解決，投影機所投影之影像光因菲 運耳透鏡或光擴散板的反射而回到投影機附近所發生之 過型螢幕上的雜散光現象。 【發明内容】 :發明係由模具製作方法與透鏡成型方法兩方面來進 盯？（，而獲得具有大菲料角的菲埋耳透鏡片。 本發明係—種莊a* ., 耳透鏡片，其具有作為光線穿透面 之非埋耳面與作為光 心田 線非穿透面之隆起面的透鏡圖案，係 心成為同心圓狀，並縣外— /、特徵在於：該透鏡圖案中心之菲涅耳 1356969 透鏡的光軸，係配置在該菲 /耳透鏡片的外側，該菲淫耳 面對與該光軸垂直相交之平面沾μ么 ^非玉斗 的傾角，係由該光軸朝周邊 漸增，该菲涅耳透鏡片具有 戈菲，里耳面之傾角為77度以上 之區域。 鏡片中’最好是在該菲涅耳透鏡的 側設有低折射率層。 本發明之菲涅耳透 入射面側及/或射出面 最好是在該菲涅耳透鏡的 本發明之菲涅耳透鏡片中， 至少入射面側設有帶電防止層。 本發明之菲涅耳透鏡片 層以上材料積層而構成。 ，最好是由硬度與脆性相異的2 本發明之透過型螢幕，具有菲埋耳透鏡片與光擴散 板’其特徵在於里耳透鏡片，其具有作為光線穿透 面之菲！耳面、與作為光線非穿透面之隆起面的透鏡圖案 係形成為同心圓狀，該透鏡圖案中心之菲涅耳透鏡的光 軸，係位於本身所佔區域之外側，對與該光軸垂直相交平 面之該菲涅耳面的傾角，係由該光軸朝周邊漸增，該菲涅 耳透鏡片具有該菲涅耳面之傾角為77度以上之區域。丨 本發明之透過型螢幕中，該光擴散板，最好是擇自以 下任一種：含有毛玻璃、填料或光擴散粒子等之擴散板， 由複數個凸柱面透鏡排列於一既定方向而形成之雙凸透鏡 片，由複數個凸圓柱透鏡在同一面上交叉排列於既定二方 向的交叉雙凸透鏡片，具有稜鏡陣列之透鏡片，與具有以 單位透鏡二維排列成之微透鏡構造的透鏡片。 本發明之透過型螢幕中，最好是在該菲涅耳透鏡的入 1356969 射面側及/或射出面側設有低折射率層。 本發明之透過型螢幕中，最好是在該菲涅耳透鏡片的 至少入射面側設有帶電防止層。 本發明之透過型螢幕中，該菲淫耳透鏡片最好是由硬 度與脆性相異的2層以上材料積層構成。 本發明之背面投射型顯示裝置，具備含菲涅耳透鏡片 與光擴散板之透過型螢幕、能將影像投射至該透過型螢幕 之投影機、與設置在該投影機與透過型螢幕間之反射鏡， 其特徵在於：該菲涅耳透鏡片中，具有作為光線穿透面之 菲涅耳面與作為光線非穿透面之隆起面的透鏡圖案係形成 為同心圓狀，該透鏡圖案中心之菲涅耳透鏡的光軸，係配 置在该菲 >里耳透鏡片的外側；該反射鏡，係設在該投影機 與透過型螢幕之大致中間位置。 本發明之背面投射型顯示裝置中，該反射鏡對透過型 螢幕之設置角度最好是在5度以上。 本發明之背面投射型顯示裝置中，該投影機最好是設 置成能將影像斜向投射於該透過型螢幕。 本發明之背面投射型顯示裝置中，該光擴散板最好是 擇自以下任一種：含有毛玻璃、填料或光擴散粒子等之擴 散板，由複數個凸柱面透鏡排列於一既定方向而形成之雙 凸透鏡片，由複數個凸圓柱透鏡在同一面上交又排列於既 定二方向的交叉雙凸透鏡片，具有稜鏡陣列之透鏡片，與 具有以單位透鏡二維排列成之微透鏡構造的透鏡片。 本發明之背面投射型顯示裝置中，該反射鏡之反射面 1356969 最好是非球面及/或非對稱之曲面。 本發明之背面投射型顯示裝置中，最好是在該菲埋耳 透鏡的入射面側及/或射出面側設有低折射率層。 本發明之背面投射型顯示裝置中，最好是在該菲淫耳 透鏡片的至少入射面側設有帶電防止層。 本發明之背面投射型顯示裝置中，該菲涅耳透鏡片最 好是由硬度與脆性相異的2層以上材料積片盖 根據本發明之構成，形成為同心圓狀::：耳透鏡圖

案中〜之菲涅耳透鏡的光軸，係位在菲涅耳透鏡片的外 側，且菲淫耳面與垂直交於菲淫耳透鏡光轴之平面的相對 傾角，係由菲涅耳透鏡的光軸朝周邊漸增，菲涅耳透鏡片 具有菲涅耳面之傾角達77度以上之區域，藉此，可縮短菲 >圼耳透鏡片與投影機間的投射距離，亦即縮短與平面反射 鏡（主反射鏡）間的距離，且配置投影機時，可利用背面投射 型顯示裝置之螢幕下部空間，再者，經由透鏡成型，：從

形成同心圓狀的圓形菲涅耳透鏡片之原板，切出二片矩形 菲 >里耳透鏡片’是另一優點所在。 又，設置在投影機與透過型螢幕的略中間位置之平面 反射鏡，其設置之角度，相對於透過型螢幕係具有5度以 上之傾角，藉此可防止朝螢幕之投射影像回到投影機附近 而導致在螢幕上產生雜散光，且無須追加零件或製程，可 製得無損薄型化優點、並能顯示高品質投射影像之背面投 射型顯示裝置。 【實施方式】 11 1356969 以下，參照圖式說明本發明之較佳實施形態。 (第1實施形態） 圖1係顯示使用本發明之透過型勞幕！之背面投射型 顯不裝置10的一構成例。背面投射型顯示裝置中，主 要係由：光學系為由菲埋耳透鏡片2與光擴散板3所構成 的透過型螢幕卜用以將影像投射至透過型勞幕i的投影機 5、以及配置在透過型螢幕！與投影機5之大致中間位置的 平面反射鏡4所構成，藉由將投影機5投射出來的影像光， 經平面反射鏡4(主反射鏡）朝透過型螢幕1反射，投射在透鲁 過型螢幕1上，使得位在對面之觀賞者能看到影像。 技如機5，係配置成能將影像斜向投射於透過型螢幕 1。投影機5經由如此配置，雖然會使投影在透過型螢幕i 的影像變形為梯形，但投影機5具有補償功能，能使影像 . 免於變形為梯形。 又，圖中虛線所示之投影機5,與光線，係顯示未配置 平面反射鏡4而直接將影像投射於透過型螢幕1之例。 接著，說明構成前述透過型螢幕菲涅耳透鏡片2。 籲 圖2 ’係以不意方式顯示菲涅耳透鏡片2之部份截面的 圖。菲涅耳透鏡片2具有2層構造，包含：鈉鈣玻璃或浮 式玻螭等玻璃基板2a,與形成在該玻璃基板2&上、曱基丙 烯酸笨乙烯（MS)樹脂或聚碳酸酯（pc)樹脂製的菲涅耳透鏡 21)°玻璃基板2a與菲涅耳透鏡2b的材質互異，故硬度或脆 度不同’由玻璃基板2a掌菲涅耳透鏡片2之剛性，菲涅耳 透鏡2b所扮演之功能，是在螢幕破損時防止玻璃基板2a 12 飛散β · 心圼耳透鏡2b，具有作為光線穿透面之菲涅耳面與 2光線非穿透面之隆起面2d交互形成之同心圓狀的透鏡 本發明中’此處所示同心圓狀棱鏡中的角度（即前述 :::里耳面相對與前述光軸垂直相交之平面的傾角，也就是 耳角）6乃疋至透過型營幕i之投射距離的重要決定因 素。 受限於習知菲埋耳透鏡在加工機械之機構限制、或受 限於良率等菲遂耳透鏡片在量產成型上的限制，菲淫耳肖鲁 曰加有其限度，最大約為6〇度左右，故有礙使用背面投 射型螢幕（顯示裝置）之薄型化，此點尚未被知悉。 因此纟發明，發現藉改善菲涅耳透鏡的加工條件， :製得具有大菲科角之菲料透鏡2b，進—步的在前述 菲/耳角達到77度以上時’即能夠以極淺角度，將投射影 像光射入透過型螢幕i。亦即，藉著菲埋耳透鏡片2的光： 之離㈣置’能使淺角度之投射影像光不射在隆起面^而 射在菲涅耳面2e，使透過型螢幕1具有高品質影像。 · 下表，係顯示本發明之菲涅耳透鏡片2中之菲涅耳 鏡的菲涅耳角6。 環帶位置，係、以百纽來顯示離菲淫耳透鏡）ί 2之光 學中心之半徑，並圖示在該位置之菲涅耳角。下表中 最外緣達80度之形狀。 ^ 13

*單位：度 J 系本發明之菲涅耳透鏡片之透鏡面的截面圖。右 菲'圼耳透鏡片之中心側，左側係外緣側。投射影像光 的右下側射入，入射光經由在菲涅耳面（圖中稜鏡的 左邊之面):、折射’由圖3的上方射出光線。 使用月』述菲涅耳透鏡片再加上光擴散板，構成透過型 幕、&各種透過性實驗，已確認前述效果，能夠以極淺 角度將投射影像光入射至透過型螢幕工。 *再者$擴政板3，係將毛玻璃、填料、光擴散微粒子 等此練於透明合成樹脂之擴散板，或以既^間距將半圓柱 狀之凸圓柱透鏡排列於1定方向而形成之雙凸透鏡片， 或在兩方向倶依既定間⑬、將同是半圓柱形之凸圓柱透鏡 交於同一面之上以形成交又雙凸透鏡片，或是可使用於具 有稜鏡陣列、微透鏡構造之螢幕的單位透鏡形狀的透鏡片 4等，可視透過型螢幕的用途而適當的加以選擇。特別是， 若是在光擴散板3採用交又雙凸透鏡片，除了能夠縮短背 面投射型顯示裝置10之厚度’亦能擴大圖面之縱向視野。 14 1356969 又，若採用具有微透鏡構造之透鏡片，除了可縮短背面投 射型顯示裝置1〇之厚度外，尚能擴大全方位之視野。 透鏡片係以光學用透明樹脂來構成，具備透鏡或棱鏡 的功能。前述光學用透明樹脂之選用，以易應用在光學生 產上、或各種成形技術之透明合成樹脂片為較佳。 作為透明合成樹脂，例如有聚曱基丙烯酸甲酯等之丙 烯酸系樹脂、聚碳酸㈣脂、丙烯酸—苯乙烯共聚物樹脂、 笨乙烯樹脂、聚氣乙烯樹脂等。

又，光擴散微粒子可為球狀，特別是圓球狀為佳，可 二用丙稀酸系樹脂、聚氨酿系樹脂，胺系樹脂等有機 回分子、或是二氧化矽（siHca)等無機化合物。 以下，說明本發明中解決問題之另一關鍵要因，亦即， 菲涅耳透鏡片2中，形成為同心圓狀之菲涅耳透鏡中心之 菲、/圼耳透鏡片之光軸的離轴配置。 如圖4所示，菲涅耳透鏡之光軸（亦即同心圓構造的中 〜7)的配置處，係在背面投射型顯示裝置ι〇所使用之透過

t·螢幕1上的景^像投影區域外，藉此作法，將菲涅耳角近 於〇度而難以加工之菲涅耳透鏡的同心圓構造之中心，置 於影像投射區域的外側，由於透過型螢幕並未使用該部 伤，因此對菲涅耳透鏡加工時，對於未使用之區域其精度 無庸要求’不須擔心對菲涅耳透鏡加工時之不均勻狀況， 故加工容易許多。 又’習知菲淫耳透鏡片中，光軸係存在於透過型螢幕 使用區域’因此過去是不可能從一片菲涅耳透鏡片之原板 15 1356969 取：—片板，然而，藉由切出不含菲涅耳透鏡片之中心η 的非/圼耳透鏡片，即能從-片菲涅耳透鏡片的原板取得二 片矩形：菲’里耳透鏡片，可提昇菲涅耳透鏡片的製造效率。 承則所述，藉由對菲淫耳透鏡同心圓構造的中心7離 轴、且具有77度以上之菲料角的菲淫耳透鏡所構成之透 過尘：幕，適當配置平面反射板4,即能將投影機配置在螢 Ρ而成為對背面投射型鼻頁示裝置之薄型化非 的配置。 此外，菲〉里耳透鏡片2中，可在菲料透鏡2b的入射 ^則設置低折射率層。本實施形態之菲淫耳透鏡片2,係在 :涅耳透豸2b的入射面側設置基2a，因此低折射率層係 設置在基板2a的人射面。藉由低折射率層的設置，可防止 在不期望方向之亂反射，謀求透過效率之提昇。又，低折 射率層亦可設置在菲涅耳透鏡几之射出面側，亦可設置在 入射面側、射出面側之雙方。 又，菲涅耳透鏡片2令，可在菲涅耳透鏡扑之入射面 側設置帶電防止層。此外，由於本實施形態之菲淫耳透鏡 片2係在菲涅耳透鏡2b的入射面側設置基板^，故帶電防 止層係設在基板2a之入射面。藉由帶電防止層之設置，可 使顯示裝置内部防塵以提昇影像品質。再者，帶電防止層 亦可没置在菲涅耳透鏡2b的入射面側與射出面側雙方。 又，本實施形態中，菲淫耳透鏡片2係雙層構造，是 由鋼弼玻璃或浮式玻璃等玻璃基板2a、及聚碳酸醋（pc)樹 脂製之菲涅耳透鏡2b所組成，然而，亦可積層3層或以上 16 丄 之硬度與脆度相異之材料，來構成菲涅耳透鏡片。 再者，亦可取代平面反射鏡4，而使用反射鏡之反射面 2非球狀曲面而非平面者。藉由使用此種反射鏡，配置投 P機5以使f;像斜向投射至透過型螢幕1之際即使不利 用投影機5的補償功能，仍可補償影像使其不變成梯形狀。 再者併用投影機5 #補償功能與非球面反射鏡，能使 投影機5對透過型螢幕丨的投射角度較以往要淺（角度更 )藉此實現顯示裝置的薄型化。再者，反射鏡可為對 稱之非球面，亦可為非對稱之非球面。 鲁 (第2實施形態） 圖5，係顯示本發明之使用透過型螢幕1之背面投射型 .属示裝置20的另一構成例。背面投射型顯示裝置^ 〇，主要 係由.光學系統由菲涅耳透鏡片12與光擴散板Η所構成 ，透過型螢幕1卜用以將影像投射至透過型勞幕η之投影 機^ 5及配置在透過型螢幕丨丨與投影機1 5的略中間位置 之平面反射鏡14所構成，顯示平面反射鏡14之設置具有 傾角時的概念圖。 鲁 ”此處，圖中虛線所示之投影機15，及光線，係代表不設 置平面反射鏡14’而直接將影像投射至透過型螢幕丨丨時之 配置。 圖1中使投景> 機5的位置偏離透過型螢幕丨的中心 位置’而形成將發自投影機5之朝向透過型螢幕^的垂直 &落在透過型勞幕i的面外時’由於投影機$與透過型 營幕1的位置不干涉’多相對透過型螢幕1平行設置平面 17 1356969 反射鏡4。此作法雖有利於背面投射型顯示裝置ι〇之薄型 化，然而’由投影冑5投射影像光時，有時會因菲涅耳透 鏡2或擴散板3的反射等而造成光線回到投影機5附近， 以致在透過型螢幕丨上產生雜散光。 擴散板之反射光係前述問題之主因，在以往之光學系 聋成中不易加以去除。因此，為免於前述雜散光的影響、， 使平面反射鏡丨4相對透過型螢幕u的相對角度16達到5 度以上即此視投影機5的投影距離來拉開投影機5之光 軸與菲涅耳透鏡2之光軸的間隔，，螢幕對角長為％ 时之透過型螢幕卜經比較^置角度16為G度與設置角度 16為5度之情形，可知其間隔拉開至18 7麵；同樣的， 在70忖之透過型螢幕1中，經比較設置角度16為〇度盘 設置角度16為5度之情形，得知其間隔拉開至33·3随。 如前所述，經拉開投影機5與平面反射鏡14之間隔後，對 前述問題點具有顯著的抑制效果。 特別疋，使别述菲涅耳透鏡的同心圓構造自螢幕上偏 離對位在中心之光軸不在榮幕上區域、且具有77度以上 菲涅耳角之菲〉圼耳透鏡片所構成之透過型螢幕H，使平面 反射鏡14之相對設置角度16達到5度以上，藉此做法， 可避免^機15投射之影像光受菲淫耳透鏡12或擴散板 13的反射等因素所致而回到投影機15附近、導致在透過型 螢幕1發生雜散光，故能從透過型螢幕Η觀看到具更高品 質的影像。 本發月係藉由使形成為同心圓狀之菲涅耳透鏡圖案 18 中Γΐ菲淫耳透鏡的光轴，位在菲埋耳透鏡片的外側，並 使從菲沒耳透鏡圖案之光軸朝周邊漸增之透鏡圖案之菲理 的菲涅耳角具有77度以上的區域，能縮短菲涅耳透鏡 片與投影機間之投射距離，亦即縮短與平面反射鏡(主反射 .兄）之距離，藉此，旎使背面投射型顯示裝置的厚度更薄。 再者，使菲！耳透鏡的光軸位在菲涅耳透鏡片的外 側’藉此’能從圓形的菲淫耳透鏡片之原板，切出二片矩 形的菲涅耳透鏡片，故可提昇生產效率。 又，藉由將設在投影機與透過型螢幕之大致中間位置 # 之平面反射鏡的設置角度，對透過型營幕具5度以上之傾 角’藉此’可防止射向螢幕之投射影像回到投影機附近， 造成螢幕之雜散光現象’因此能獲得可顯示高品質之投射 影像的背面投射型顯示裝置。 以下，說明試算本發明所實施之背面投射型顯示裝置 1 〇的厚度（厚度）之例。該試算之進行，如圖6所示，係將 菲淫耳角設為4、菲淫耳透鏡片2的平坦面之法線（平行於 光軸）與射入平坦面之光線所構成角度為0 1(已知）、菲淫耳籲 透鏡片2 # +坦面之法線與㈣平坦面之光線所構成角度 為0 2(已知）、菲s耳透鏡片2的平坦面之法線與射自菲淫 耳面之光線所構成角度為Θ 3(已知）。又，將菲;圼耳透鏡片 2的折射率設為η、將透過型螢幕丄的縱長設為卜將背面 投射型顯示裝置10之厚度設為w。 又’將厚度W設定為投影機丨5的投影距離的丨/ 2， 從菲 >圼耳透鏡2b係射出與光軸平行的光線（亦即0 3 = 〇)， 19 1356969 菲淫耳透鏡片2的光學中心之位置’係在從菲涅耳透鏡片2 下緣突出透過型螢幕1的縱長1 〇%的位置。 在上述前提下實施以下計算’以算出背面投射型顯示 裝置10之厚度w。 首先，適當決定η值、h值、0值’接著，分別將該些 數值代入下列算式以算出0 1。 θ2 = sin _1 (η . sin(φ-θ2))-φ 接著’將01之值代入下列算式以算出w值。 籲 W = —lxh 2 · tan(^) w〜〜工其π i〜珂月長馮5〇吋、薄 耳透鏡片2之折射率η為1 · 5 3，在此條件下逐次改變葬 耳角0，來試算背面投射型顯示裝置1〇的厚度w如何變 的結果。X ’透過型螢| i之縱長h，係根據透過型榮^ 之縱橫比（已知）而決定。又，圖8所示，係以155為菲 耳透鏡片2之折射率n，進行相同的

圖9,係顯示係當透過嶋r對角長Y:二、 >里耳透鏡片2之折射率u 153,在此條件下逐次改變 涅耳角《，試算背面投射型顯示裝置ι〇的厚度w如何變 的結果。又’圖1()所示，係以155為菲料透鏡片2之 射率η，進行相同的試算所得之結果。 圖η，係顯示當透過型螢幕1之對角長為70叶、菲 耳透鏡片2之折射率η Α 153，在此條件下逐次改變菲 耳角0’試异背面投射型顯示裝置1Q的厚度w如何變化 20 1356969 結果。又’圖12所示，係以丨.55為菲涅耳透鏡片2 <拼射 率η，進行相同的試算所得之結果。 由圖7、圖8之圖表可以了解，當菲涅耳角#為 時’ 50吋之背面投射型顯示裝置1〇的厚度w，在度 時係 135 mm ’ 在 n = 1.55 時係 i〇6 mm。 . 由圖9、® 10之圖表可以了解，當菲淫耳角必為^度 時，00吋之背面投射型顯示裝置10的厚度w，在X 時係1 62 mm ’在n = 1.55時係丨％ mm。 由圖11、圖12之圖表可以了解，當菲涅耳角0為77 度時’70吋之背面投射型顯示裝置1〇的厚度w，在η =【η 時係 189mm，在 η = 1.55 時係 i48mme ’ 此外，亦可了解在前述任一種狀況中，菲涅耳角必不 滿77度日夺，厚度W只呈現一次函數變化，但在菲淫耳角分 達77度以上後’其厚度w則呈現二次函數變化而大幅縮短。 义以上說明了本發明之較佳實施形態，但本發明並不限 ;月〗述實知形態。在未脫離本發明意旨之範圍Θ，尚可對 :、冓成施以附加、省略、置換及他種方式之變更。本發明 不侷限於刖述說明，而係由申請專利範圍來加以限定。 【圓式簡單說明】 螢幕之“投射 第2圖， 部份截面的截 之菲涅耳透鏡片之 係以示意方式顯示本發明 面圖。

係本發明之菲涅耳透鏡片之透鏡面的部份放 21 八俄囬圖。 第4圖，你肋— 第5円 ^本發明之㈣耳透鏡之概要的俯視圖。 ，係本發明之背面投射型顯 第6圖，係肋衣罝的構成圖。 '、顯不在試算背面投射型顯 所規定的菲沒耳透^ λ μ 6帛不褒置之厚度時’ 圖。 透鏡之入射光線與射出光線角度的截面 圖，係顯示在菲涅耳透鏡片的折射率A i Μ _ 菲涅耳角盥J耵半為1.53時 寸者面投射型顯示裝置之厚产 第8圖，俜I自- * it 又之關係的圖

係顯不在菲涅耳透鏡片的折 非涅耳角盥5n 4北 町平马1.55時 第9圖 射型顯示裝置之厚度之關係的圖 菲、'圼…：係顯示在菲淫耳透鏡片的折射率& U3時 第10圖，係@ 又之關係的圖

“ 闽係顯不在菲涅耳透鏡片的折射率A i 5S 非涅耳角盥6n “北 町午兩i .55時 第11圖，传g苜- / n未 厚度之關係的圖 口係顯不在菲退耳透鏡片的折射率A 非涅耳角盥7n 4北 町手马1.53時 吁月〇 70吋背面投射型 ^ m 〈厚度之關係的圖

圖’係顯示在菲涅耳透鏡片的折射率 菲涅耳角耝7λ 犯午馬1.55時 冉與70吋背投射型顯示裝置 【主 子度之關係的圖。 L主要TL件符號說明】 1,11 透過型螢幕 2,12 菲淫耳透鏡片 2a 玻璃基板 2b 菲淫耳透鏡 3,13 光擴散板 22 1356969 4,14 5,5',15,15' 6,16 7 平面反射鏡 投影機 菲淫耳角 菲涅耳透鏡之同心圓構造的中心

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Claims (1)

1. 丄说969 loo年5月η日修正替換頁 十、申請專利範圍： -：- “ 種菲'圼耳透鏡片（2，12)，其具有作為光線穿透面之 菲/圼耳面（2c)與作為光線非穿透面之隆起面的透鏡圖 案，係形成為同心圓狀，其特徵在於： 〆透鏡圖案中〜之菲〉圼耳透鏡（2b)的光軸，係配置在該 菲^透鏡片（2, 12)的外側，該菲料面⑽對與該光轴垂 相又之平面的傾角’係由該光軸朝周邊漸增’該菲涅耳 透％片（2’ 12)具有》圼耳面（2e)之傾角為77度以上之區 域。 2·如申請專利範圍帛丨項之菲料透鏡片（2，⑺，里 中’在該菲淫耳透鏡（2b)的入射面側及/或射出面側設有低 中 由 與 女申-月專利範圍第丨項之菲涅耳透鏡片(2，⑺其 在D亥在！耳透鏡（2b)的至少人射面側設有帶電防止層。 4·如申睛專利範圍第！項之菲涅耳透鏡片（2, η)，其係 硬度與脆性相異的2層以上材料積層而構成。 5.種透過㉟榮幕〇，⑴其具有菲埋耳透鏡片（2, a) 光擴散板（3, 13)，其特徵在於：

   以淫耳透鏡片（2, 12)，其具有作為光線穿透面之 :(2c)貞作為光線非穿透面之隆起面㈣的透鏡圖 、為同’u圓狀，該透鏡圖案中心之菲道耳透鏡（2吵 係位於本身所佔區域之外側，對與該光轴垂直相： 菲埋耳面(2c)的傾角，#由該光轴朝周邊漸增… /鏡#(2’ 12)具有該菲料面⑻之傾角為77度上 24 I356969 刚年5月I]曰修正替換頁 之區域。 6·如申請專利範圍第5項之透過型螢幕（1，U)，其中， 該光擴散板（3, 13)係擇自以下任一種： 含有毛玻璃、填料或光擴散粒子等之擴散板，由複數 個凸枉面透鏡排列於一既定方向而形成之雙凸透鏡片，由 複數個凸圓柱透鏡在同一面上交又排列於既定二方向的交 又雙凸透鏡片，具有稜鏡陣列之透鏡片，與具有以單位透 鏡二維排列成之微透鏡構造的透鏡片。 7. 如申請專利範圍第5項之透過型螢幕（1，u)，其中， 在該菲埋耳透鏡（2b)的入射面側及/或射出面側設有低折 射率層。 8. 如申請專利範圍第5項之透過型螢幕（1，u)，其中， 在忒菲涅耳透鏡片（2, 12)的至少入射面側設有帶電防止層。 9_如申請專利範圍第5項之透過型螢幕（1，u)，其中， 5亥菲涅耳透鏡片（2，丨2)係由硬度與脆性相異的2層以上材 料積層而構成。 1〇· 一種背面投射型顯示裝置（10)，具備含菲涅耳透鏡 片^(2, 12)與光擴散板（3, 13)之透過型螢幕〇, u)、能將影像 投射至該透過型螢幕（1，⑴之投影機（5, 15)、與設置在該投 影機（5, 15)與透過型螢幕〇, u)間之反射鏡（4, 14)，直特徵 在於： ~ 該菲适耳透鏡片（2, 12)中，具有作為光線穿透面之菲淫 ^⑽與作為光線非穿透面之隆起面㈤）的透鏡圖案係形 為冋心圓狀，該透鏡圖案中心之菲渔耳透鏡⑽的光轴， 25 1356969 100年5月η日修正替換頁 ''----—__ 係配置在該菲涅耳透鏡片的外側（2, i 2) ; ·- 該反射鏡（4, 14)，係設在該投影機（5, 15)與透過型營幕 ： (1，1 1)之大致中間位置； 該反射鏡（4, 14)對透過型螢幕（1，11)之設置角度為5度 以上。 11.如申請專利範圍第10項之背面投射型顯示裝置 (10)，其中該投影機（5,丨5)係設置成能將影像斜向投射於該 透過型螢幕（1，11)。 1 2 如申請專利範圍第1 〇項之背面投射型顯示裝置 鲁 (10)’其中，該光擴散板（3，13)係擇自以下任一種： 含有毛玻璃、填料或光擴散粒子等之擴散板，由複數 個凸柱面透鏡排列於一既定方向而形成之雙凸透鏡片，由 複數個凸圓柱透鏡在同一面上交叉排列於既定二方向的交 又雙凸透鏡片，具有稜鏡陣列之透鏡片，與具有以單位透 鏡二維排列成之微透鏡構造的透鏡片。 13·如申請專利範圍第1〇項之背面投射型顯示裝置 (1 〇)，其中，該反射鏡之反射面係非球面及/或非對稱之曲 書 面。 14. 如申請專利範圍第1〇項之背面投射型顯示裝置 (10)，其中，在該菲涅耳透鏡（2b)的入射面側及/或射出面 側設有低折射率層。 15. 如申請專利範圍第1〇項之背面投射型顯示裝置 (10)，其中，在該菲涅耳透鏡片（2，12)的至少入射面側設有 帶電防止層。 26 1356969 100年5月（Ί日修正替換頁 1 6.如申請專利範圍第1 0項之背面投射型顯示裝置 (10)，其中，該菲涅耳透鏡片（2, 12)係由硬度與脆性相異的 2層以上材料積層而構成。 十一、圖式： 如次頁

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