CN100451827C - 背面投影屏幕用的扩散构造板及背面投影屏幕 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能有助于图像的鲜明化的背面投影屏幕用的扩散构造板。在光线入射的入射面和光线出射的出射面之间，形成沿着画面的垂直方向延伸的反射镜(322)而构成多个适当排列。反射镜(322)具有抛物柱面形状，并使光大致聚光成一线。光线(L2)在反射镜(322)的内面的凹面镜部分被反射，在邻近的反射镜(322)的背面的凸面镜部分再次被反射，并出射到外部。光线(L2)通过在反射镜(322)的内面被反射，聚光在规定的焦点(FP1)后，一边扩散一边出射。
Description
技术领域
本发明涉及被内置在投影电视等中，并通过修正从背面投影的光线的行进方向从而扩大图像的视野角度的技术。
背景技术
在投影电视等中，构成为背面投影屏幕通过修正由投影装置投影的光的行进方向，使全部画面的投影光到达投影电视的观察者所在场所。
现有的背面投影屏幕，作为一例被设定为具备沿着光的行进方向的作为聚光装置的菲涅尔透镜片和作为扩散装置的双凸透镜片的构成。
投影装置向背面投影屏幕投射的投影光线通过菲涅尔透镜片大致变成平行的光线，接着通过双凸透镜片。
在双凸透镜片中形成圆柱形透镜，上述光线在通过双凸透镜片时被折射扩散，例如，在上下方向光分布的半振幅总宽大致具有从10度到40度左右的扩散的指向性，另外，在左右方向使光分布的半振幅总宽具有从30度到90度左右的更宽的扩散的指向性。这样的双凸透镜片具有以下功能：通过使光线在观察者所在的水平方向上扩散，使得更多的人能观察背面投影屏幕。
在这样的背面投影屏幕中，为防止在菲涅尔透镜齿的不需要面上的光损失，往往在菲涅尔透镜片的光的出射面一侧设置菲涅尔透镜面。
这样的屏幕在专利文献1中已被公布。另外，与此相关的技术在专利文献2～6中被公布。
【专利文献1】
特开2002-196422号公报(第2-3页，第1图)
【专利文献2】
特开平10-1111537号公报(第4-5页，第1图、第3图)
【专利文献3】
特开2002-311211号公报(第5页，第1-3图)
【专利文献4】
特开58-163930号公报(第3-4页，第2图)
【专利文献5】
特开2002-174703号公报(第3-5页，第2图)
【专利文献6 】
特开9-120102号公报(第3-4页，第1图、第2图)
但是，在上述那样的背面投影屏幕中，圆柱形透镜通过折射使光的行进方向弯曲并扩散，因此有可能产生以下问题：因构成双凸透镜片的材料的折射率波长分散造成的色象差，并随着观看角度不同而图像的颜色不同。
而且，在透镜的折射面中，必然与折射光一起产生反射光，因此存在着由于该反射光产生重像和图像的模糊的问题。
发明内容
因此，本发明的课题在于提供能有助于图像的鲜明化的技术。
为解决上述课题，本发明是用于使光线扩散的背面投影屏幕用的扩散构造板，就是在光线入射的入射面和光线出射的出射面之间，沿着至少一个方向重复形成使入射光线大致聚光成一点或一线的第1反射装置。
附图说明
图1是涉及实施例1的背面投影屏幕的侧视图。
图2是同上的背面投影屏幕的部分放大图。
图3是从上方看扩散片的部分放大图。
图4是用于说明扩散反射基体材料的制造方法的图。
图5是用于说明扩散反射基体材料的制造方法的图。
图6是涉及实施例2的背面投影屏幕的侧视图。
图7是同上的背面投影屏幕的部分放大图。
图8是从侧面看第2扩散板的部分放大图。
图9是涉及实施例3的背面投影屏幕的侧视图。
图10是同上的背面投影屏幕的部分放大图。
图11是扩散片的部分放大侧视图。
图12是从入射面一侧看扩散片的图。
图13是从出射面一侧看扩散片的图。
具体实施方式
[实施例1]
图1是表示涉及本发明的实施例1的背面投影屏幕2的侧视图及其使用形式的图。
该背面投影屏幕2具备作为扩散构造板的扩散片3和菲涅尔透镜片4。另外，在作为背面投影屏幕2的一个主面侧的背面一侧配设了投影装置1。
投影装置1接收图像信号等，通过用光阀(未图示)等二维地将每个象素转换为强度调制了的光从而形成图像，并使与该图像对应的投影光线L1向背面投影屏幕2出射。
在背面投影屏幕2中，概略地说，被菲涅尔透镜片4放大投影的投影光线L1入射到菲涅尔透镜片4内，被变换为大致平行光线，并出射到扩散片3。扩散片3使出射的大致平行的光线在上下和左右方向的指向性扩大并出射。
图2是图1的屏幕2的部分放大图。如该图所示那样，背面投影屏幕2的菲涅尔透镜片4和扩散片3重叠。
菲涅尔透镜片4具有作为一方向主面的入射面(图2的左面)和作为另一方向主面的出射面(图2的右面)，其出射面通过形成构成透镜的规定形状的凹凸而形成在菲涅尔透镜面4a中。而且，上述投影光线L1通过菲涅尔透镜片4内以便从所述入射面入射，从菲涅尔透镜面4a出射，在其通过时，投影光线L1就会在屏幕2的面方向的法线方向被变换成大致平行的光线L2。
扩散片3是配设在菲涅尔透镜片4的菲涅尔透镜面4a一侧的构件，并具有作为一方向主面的入射面(图2的左面)和作为另一方向主面的出射面(图2的右面)。另外，该扩散片3向光线L1～L3的行进方向按顺序具备透明片31，扩散反射基体材料32、ND(中密度)着色板33以及反射降低构件34。
如果概述在扩散片3中的光的动作，则首先透明片31从其入射面接受光线L2并使其通过。接着，扩散反射基体材料32扩展光的行进方向。例如，扩散基体材料32使光线L3个有光分布的水平方向半振幅半宽是大致30度、光分布垂直方向半振幅半宽是大致10度的指向性。然后，向着ND着色板33射出该光线L3。光线L3通过ND着色板33和反射降低构件34，从扩散片3的出射面出射。此外，在此处，水平方向和垂直方向被定义为使用了背面投影屏幕2的投影装置的通常使用形式的水平方向和垂直方向。
例如，对ND着色板33着色，使得具有大致80％的光线透射率而且变成平坦的波长依存性。另外，反射降低构件34是降低起因于外部光的反射光的构件，由设置在ND着色板33的出射面(图2的右面)的单层或多层的光学薄膜(未图示)构成。作为这样的反射降低构件34，例如，可以采用通过微细的凸凹表面使光扩散的各种众所周知的构成。这些ND着色板33和反射降低构件34具有以下功能：在使上述光线L3通过的同时，减轻外部光变成在菲涅尔透镜片4的表面、透明片31的表面、扩散反射基体材料32和ND着色板33的表面等上反射并被目视的妨害光线。
图3是从变成画面的上方看扩散板3的部分截面图。扩散反射基体材料32具备第1透明介质321、反射镜322以及第2透明介质323。
第1透明介质321是通过UV成型等而形成的透明构件。
反射镜322是通过铝的蒸镀或溅射形成的反射装置。反射镜322中内侧的凹面镜部分作为将入射光线L2聚光在焦点FP1的第1反射装置而发挥功能。另外，反射镜322中外侧的凸面镜部分作为使由上述凹面镜部分反射的光线的主轴方向向出射面的法线方向弯曲的第2反射装置而发挥功能。
这样，第1反射装置和第2反射装置的各功能通过单一的反射镜322被实现，因此与用别的构件实现它们的情况比较，能谋求构成的简化。
第2透明介质323是通过覆盖反射镜322的外侧(背面一侧)的凸面镜部分进行保护的构件，同时，是具有光的扩散性的透明构件。
在各反射镜322之间，形成了第1透明介质321和第2透明介质323的界面324。
此外，对于重复设置的反射镜322和界面324等构成要素，不相互区别而用同一符号表示(下列的各实施例也相同)。
在该扩散反射基体材料32中，光线L2从第1透明介质321一侧入射到扩散反射基体材料32内，从第2透明介质323一侧射出。
下面，更具体地进行说明。在作为侧视图的图2中图示的光线L2在作为部分放大图的图3中，被图示为包含其通过位置不同的多条光线。该光线L2入射到透明片31内，直线地通过该透明片31内，入射到第1透明介质321内。然后，第1透明介质321将光线引导到反射镜322。
反射镜322具有沿着画面的垂直方向延伸的长条形状，与它的长度方向垂直的方向的截面形状呈抛物线形状。即，反射镜322具有作为持有线状焦点的二次曲面的一种的抛物柱面形状。由此，反射镜322的内侧的凹面镜部分使光被聚光成大致一点或一线后再扩散。此外，反射镜322的整体不必是二次曲面形状，至少一部分可以被形成为具有焦点(包含聚光成大致一点的情况和聚光成大致一线的情况)的二次曲面形状。在图3中，表示反射镜322的凹面镜部分的焦点FP1被设定在相互邻接的反射镜322之间的形态。
该反射镜322沿着画面的水平方向以规定周期内反复被形成。
为了实现均匀而宽阔的扩散特性，得到鲜明的图像，理想的是重复周期比其重复方向，即比画面的水平方向象素尺寸小。屏幕2的水平方向象素尺寸随着屏幕大小和显示画面的象素数不同而不同，但一般来说，屏幕2的水平方向象素尺寸是0.5mm～1.0mm左右，因此，例如，可以将重复周期规定为大约0.1mm。
而且，该反射镜322的凹面镜部分进行反射以便使入射光线L2聚光在焦点FP1。在这种情况下，光线L2将反射镜322的凹面镜部分的光轴作为中心，例如以大约半振幅半宽15度到20度的角被聚光在水平方向后再扩散，并在该水平方向具有规定的角度范围的指向性。
在反射镜322的凹面镜部分被反射的光线L2通过界面324从第1透明介质321向第2透明介质行进，再通过焦点FP1在邻接的反射镜322的外侧(背面一侧)的凸面镜部分被反射。因此，光线L2在出射面一侧行进方向弯曲并行进。
另外，在光线L2通过第2透明介质323时，第2透明介质323如用扩散剂使通过的该光线L2的强度的半振幅半宽成为各向同性的大约10度那样地使L2扩散并通过。
这样地具有指向性的光线通过ND着色板33和反射降低构件34，结果，作为通过了扩散片3的光线L3而从其出射面出射。
此外，上述反射镜322的形状并不限于上述的形状，可以决定为将通过本反射镜322得到的水平方向的指向性和通过第2透明介质323内的扩散剂得到的指向性合并的、结果所得到的水平方向指向性成为需要的水平方向的指向性。
例如，焦点FP1并不必须位于上述的位置，可以位于邻接的反射镜322的附近。例如，如图3所示那样，在将焦点FP1设定在邻近的反射镜322的近前的情况下，该邻近的反射镜322的凸面镜部分使光的指向性变得更宽。另外，在将焦点FP1设定在邻近的反射镜322的背面(凸面镜部分)上的情况下，该邻近的反射镜322的凸面镜部分只作为使光路弯曲的反射镜而起作用。而且，在将焦点FP1设定在比邻近的反射镜322更远的位置上的情况下，该邻近的反射镜322的凸面镜部分使光的指向性或多或少变窄那样起作用。
即使在这些情况中的任何情况下，也能够使入射到扩散反射基体材料32的平行光线L2扩散，为了能够得到必要的指向性而设定焦点FP1的位置。
另外，在上述的说明中使用的反射镜322本身的大小和多个反射镜322的重复周期尺寸、作为目标的光分布的半振幅角度等不受上述的数值限制，即使是上述各数值附近的数值等也没有关系。另外，各反射镜322密接地被配置，但空出规定的间隔被配置也没有关系。
图4和图5是在本发明中作为特有的构成的扩散反射基体材料32的制造方法的部分放大图。
在图4中，展示了蒸镀或溅射装置的金属加热部分H、缝隙构件S和铝的行进方向A。
当制造扩散反射基体材料32的时候，首先，在透明片31的一个面上准备形成了第1透明介质321的材料。该第1透明介质321例如由UV成型树脂被形成，在其外面，通过使用了滚轮型(未图示)的滚轮加工成形等形成与上述各反射镜322的形状对应的周期性的凹凸形状。
然后，在真空中，将经由从加热部分H到缝隙构件S的缝隙沿着方向A行进的铝有选择地蒸镀或溅射在第1透明介质321的凹凸表面中形成反射镜322的弯曲表面上。这时，例如对铝进行蒸镀或溅射以使厚度变成大约50nm以上。由此，就形成了反射镜322。此外，不使铝附着在界面324上。
这样，通过在第1透明介质321的凹凸表面上形成金属膜，能够容易地形成反射镜322。
接着，如图5所示那样，在反射镜322的背面一侧，在使含有扩散剂的UV树脂流入直到能够使整个反射镜322埋没并得到平坦表面的程度后，通过UV照射，使该UV树脂固化。由此，形成第2透明介质323。
在该状态中，反射镜322成为包含在第1透明介质321和第2透明介质323中的形态。由此，将扩散反射基体材料32的两面整修平坦，能有效地防止反射镜322的损伤。
在这样的制造工序中，作为透明片31，通过使用能卷绕成滚轮形状的长条形状的构件，能够连续地制造出使扩散反射基体材料32连起来的形态的构件，作为全体有益于廉价地制造背面投影屏幕2。
此外，例如，在反射镜322的重复周期是0.1mm时，扩散反射基体材料32的厚度也变成同样程度。在透明片31是能卷绕成滚轮形状的柔软的坯料时，因为扩散反射基体材料32薄，即使将两者合并，刚性也小，所以作为屏幕2难以保持平面性。
因此，理想的是将平面构件与扩散反射基体材料32的入射面或出射面的至少一方接合为一体化，保持平面形态。
在本实施例中，通过用透明粘接剂(未图示)等光学地·机械地将在一个面(两面也可以)设置了反射降低构件34的ND着色板33接合为一体化，从而作为扩散片3整体保持平面性。即，ND着色板33作为用来保持平面性的平面构件起作用。
如果依据这样构成的背面投影屏幕2和扩散片3，则入射光线L2在通过反射镜322的凹面镜部分聚光后被扩散。这样，主要能够利用光的反射使光线扩散，因此如现有那样，能够防止在起因于坯料的折射率波长分散的色象差中发生颜色的偏移以及与折射合并产生的反射光的重像和图像的模糊，并有助于图像的鲜明化。
而且，扩散片3的入射面和出射面被整修平坦，因此难以破损。
尤其，与菲涅尔透镜片4的菲涅尔透镜面4a相对的扩散片3的入射面被整修平坦，因此能够防止因平坦的入射面和菲涅尔透镜面4a的摩擦而产生粉末和光线通过面的变形，这一点也有助于图像的鲜明化。
另外，在第2透明介质323中混合了扩散剂，因此能够使光线不仅扩散到水平方向，而且扩散到包含垂直方向等的方向。
而且，通过反射降低构件34能够减小外部光的反射，并能够改善对比度。
另外，通过ND着色板33能够调整光通量。
[实施例2]
图6是表示涉及本发明的实施例2的背面投影屏幕2B的侧视图及其使用形式的图。
该背面投影屏幕2B具备扩散构造体3B，代替实施例1中的扩散片3。此外，对于与在实施例1中已说明的相同的构成要素附加同一符号并省略其说明。
图7是图6中的屏幕2B的部分放大图。如图6、图7所示那样，背面投影屏幕2B向着光线行进方向顺序地配设菲涅尔透镜片4、第1扩散板5和第2扩散板6。这些菲涅尔透镜片4、第1扩散板5和第2扩散板6通过屏幕框架(未图示)等相互接近并被保持。通过第1扩散板5和第2扩散板6的组合能得到进行光的扩散的扩散构造体3B。
而且，投影光线L1由于通过菲涅尔透镜片4而变成大致平行的光线L2。该光线L2入射到第1扩散板5，具有光分布的半振幅半宽在水平方向变成大约30度那样的指向性，并作为光线L5出射。该光线L5入射到第2扩散板6，具有光分布的半振幅半宽在垂直方向变成大约10度那样的指向性，并作为光线L6出射。
第1扩散板5构成为具备透明片51和扩散反射基体材料52。透明片51和扩散反射基体材料52分别具有与实施例1中的透明片31和扩散反射基体材料32相同的构成。
但是，扩散反射基体材料52中的第2透明介质(相当于第2透明介质323)不包含扩散剂，或者包含比较少的扩散剂。即，扩散剂具有各向同性的扩散性，因此外部光也会扩散反射，其结果往往能看见图像的黑色部分显出白色，会成为对比度降低的原因。因此，通过减少或没有扩散剂，谋求改善在有外部光的状态下的对比度。然后，在减少或没有扩散剂的基础上，通过第2扩散板6进行垂直方向的光线的扩散。即，通过该第1扩散板5的光线L5近似于在水平方向被扩散，但在垂直方向扩展少的平行光的光。
图8是第2扩散板6的侧面的部分放大图，并示出了投影光线的路线。该第2扩散板6具备与上述的透明片31相同构成的透明片材料61和扩散反射基体材料62。
扩散反射基体材料62具备第1透明介质621、反射镜622、第2透明介质623。
第1透明介质621、反射镜622以及第2透明介质623是分别与上述实施例1中的第1透明介质321、反射镜322以及第2透明介质323相同构成的要素。在第1透明介质621和第2透明介质623之间存在界面624。此外，按照需要的光的指向性和对比度等，可以向第2透明介质623中添加扩散剂，或进行ND着色。
这些第1扩散板5和第2扩散板6使各自的反射镜322、622的延伸方向不同，换言之，通过使反射镜322、622的凹面镜部分的反射光的光轴不同，使扩散的指向性不同并重叠。更具体地说，使第1扩散板5和第2扩散板6相互重叠，使得能够在通过沿着垂直方向配设第1扩散板5的反射镜322的延伸方向，进行水平方向的扩散的同时，通过沿着水平方向配设第2扩散板6的反射镜622的延伸方向，进行垂直方向的扩散。
另外，在第2透明介质623的出射面一侧沿着反射镜622的重复形成方向，以规定的间隔重复形成沿着反射镜622的延伸方向延伸的黑色条纹部分63。黑色条纹部分63是光吸收装置，被形成为黑色。通过该黑色条纹部分63，吸收外部干扰光，谋求提高对比度。
然后，如果将通过规定的反射镜622的凹面镜部分反射的光的焦点设定为FP21，将通过与它邻接的反射镜622的外面(背面)的凸面镜部分反射的光的实质的抛物面焦点设定为FP2，则设置该FP2使得它被配设在黑色条纹部分63的间隙中。由此，对通过反射镜622的凹面镜部分被反射后，再通过其凸面被反射而到达焦点FP2的光线，在黑色条纹部分3中不会被吸收。
下面，说明在该第2扩散板6中的光线的路线。如上述那样，通过第1扩散板5的光线L5在垂直方向接近平行光，因此即使在作为侧视图的图8中，也认为平行光L5入射。在这种情况下，光线L5通过透明片材料61和第1透明介质621后在反射镜622中被反射，使行进方向改变到与该反射镜622邻接的反射镜622一侧(图8的上方)。在反射镜622的凹面镜部分被反射的光线L5成为收敛光并行进，通过界面624，接着通过第2透明介质623中，在邻接的反射镜622的凸面镜部分被反射，路线改变到出射面一侧(图8的右方)。然后，在光线从第2透明介质623出来的位置通过焦点FP2后，由于经过黑色条纹部分63间隙前进，所以作为经过了第2扩散板6的光线L6出射。
这时，使其配设在黑色条纹部分63之间地设定由反射镜622反射的光的焦点FP2，更理想的是通过将反射镜622的形状尽可能地设定为正确的抛物面，从而将光线在焦点FP2聚光为没有色象差的小的点。因此，能够尽可能使黑色条纹部分63的间隙变少，换言之，能够使屏幕2B的画面中的黑色条纹部分63的占有面积比变大，并能够谋求提高对比度。
上述黑色条纹部分63有必要避开焦点FP2，设置在相对于反射镜622的正确的相对位置。作为在第2透明介质623的表面形成黑色条纹部分63的方法，可以适用在特开2002-311211号公报和特开9-120102号公报中公布的众所周知技术等。
如果依据这样构成的背面投影屏幕2B，则除上述实施例1中的效果外，还有以下优点：不论水平方向或者垂直方向，都能够分别进行独立利用反射的扩散，更能够谋求图像的鲜明化。
而且，能够如以下那样起到改善对比度的效果。
即，上述那样的黑色条纹部分63如在特开2002-311211号公报和特开平9-120102号公报中公布的那样，基本上被配设在出射面一侧，通过吸收外部光改善对比度。关于这一点，在各公报中公布的情况也是同样的。
但是，在上述各公报中，外部光就会从黑色条纹部分63的间隙进入，并被内部的扩散剂反射，因此不能有效地防止外部光的对比度下降。
然而，在本扩散构造体3B中，利用第1扩散板5和第2扩散板6的反射进行水平方向和垂直方向的扩散，因此能够使第1扩散板5和第2扩散板6中的扩散剂变少或没有。通常，扩散剂产生外部光的反射，引起对比度的下降。在本实施例中，能够使这样的扩散剂变少或没有，因此能够改善对比度。此外，在上述实施例1中的背面投影屏幕2中也可以适用该黑色条纹部分63。
尤其，当光线L2大致均匀地入射到扩散构造体3的全部入射面一侧时，由于黑色条纹部分63被设置在扩散构造体3的出射面一侧，因此能有效地防止光线L2的损失。
而且，如以下那样，有能够谋求正面亮度的提高和调整的优点。
即，为了在反射镜622的凹面镜部分使全部的投影光反射，并有效地利用该投影光，理想的是界面624形成在透明片材料61的法线方向。但是，由于制造技术等因素，实际上会附加少许的倾斜。该倾斜部分在正面看屏幕2B时，被观察成反射镜622的间隙。因此，光线L5在该反射镜622的间隙中直线形状地行进，到达黑色条纹部分63被吸收。
此处，如果假定没有黑色条纹部分63的构成，则光线L5就会照原样一直前进，并作为光线L6出射。
为此，在想少许提高屏幕2B的正面亮度的情况下，也可以全部或部分去掉该一直前进的光到达的部分(即，出射面的界面624的投影部分)的黑色条纹部分63的部分。
而且，在想提高正面亮度的情况下，可以在采用了上述构成的基础上，将界面624的倾斜角度扩大，使一直前进的光增加。
[实施例3]
图9是表示涉及本发明的实施例3的背面投影屏幕2C的侧视图及其使用形式的图。
该背面投影屏幕2C替代实施例1中的扩散片3，具备扩散片7。此外，对于与在实施例1中已说明的部分相同的构成要素附加同一符号并省略其说明。
图10是图9中的屏幕2C的部分放大图。在该扩散片7中，向着光线的投影方向配设了透明片71、扩散反射基体材料72和黑色条纹部分73。而且，被投影的光线L1通过菲涅尔透镜片4变成大致平行的光线L2，并向扩散片7行进。光线L2从扩散片的入射面入射到内部，在通过了透明片71和扩散反射基体材料72后，经过各黑色条纹部分73的间隙，作为光线L7出射到外部。然后，光线L2在通过扩散反射基体材料72时被扩散从而在水平方向和垂直方向扩宽路线。
图11是扩散片7的部分放大侧视图，图12是从入射面看到扩散片7的图。此外，在图12中，为了简化而没有图示黑色条纹部分73。
扩散反射基体材料72具备第1透明介质721、反射镜722、以及第2透明介质723。另外，作为各反射镜722之间，在第1透明介质721和第2透明介质723之间设置了界面724。
反射镜722，概略地说，在画面的左右方向大致呈现长的柱状，并沿着画面上下方向以比象素尺寸更小的周期被重复形成。在屏幕2C上的上下方向的象素尺寸由于屏幕大小和显示图像的象素数不同而不同，但一般的屏幕2C中的上下方向象素尺寸是0.5～1.0mm左右，例如，反射镜722沿着画面上下方向以大约0.1mm的周期被重复形成。
构成反射镜722的内面一侧的凹面镜部分使得L2聚光在水平方向焦点FP3H和垂直方向焦点FP3V。
更具体地说，反射镜722具有横轴方向例如被设定在入射面的左右方向的呈现抛物柱面形状的抛物柱面镜面部分722A、旋转轴方向例如被设定在入射面的法线方向的呈现旋转抛物面形状的旋转抛物镜面部分722B(参照图12)。这些抛物柱面镜面部分722A和旋转抛物镜面部分722B沿着反射镜722的长度方向交互地被重复形成，理想的是其重复周期比作为其重复方向的水平方向象素尺寸小。另外，在相互邻接的反射镜722彼此之间的关系中，配设抛物柱面镜面部分722A和旋转抛物镜面部分722B使得错开半周期，在相互邻接的反射镜722中，抛物柱面镜面部分722A和旋转抛物镜面部分722B相互相对。
抛物柱面镜面部分722A是在垂直方向使光聚光并扩散的要素。此处，如果将某反射镜722的该抛物柱面镜面部分722A的抛物面焦点设定为FP3VI，则根据在邻接的反射镜722(更具体地说是旋转抛物镜面部分722B)的外面(背面)的凸面镜部分中的反射，设定该焦点FP3VI使得黑色条纹部分73的间隙部分被配设为实质的焦点FP3V。
即，该抛物柱面镜面部分722A具有用与上述实施例1和2中的反射镜322、622相同原理、作用使光在垂直方向扩散的功能。
旋转抛物镜面部分722B是在水平方向和垂直方向使光聚光并扩散的要素，对于反射镜722，通过在单纯的柱状的抛物面基础上增加部分地变成规定的旋转抛物面那样的凹凸形状而被形成。形成旋转抛物镜面部分722B使得成为将通过上述水平方向焦点FP3H和垂直方向焦点FP3V的直线作为旋转轴的旋转抛物面。
该旋转抛物镜面部分722B具有使光L2在水平方向和垂直方向扩散的功能。
下面，说明入射到该镜面部分722B的光的路线。
首先，光线L2，例如，当在旋转抛物镜面部分722B的大致中心的点P1处被反射成直角的情况下，向焦点FP3H行进，在邻接的反射镜722(更具体地说是抛物柱面镜面部分722A)的外面一侧的凸面镜部分中被反射，使路线大致弯曲成直角后向焦点FP3V行进，通过黑色条纹部分73的间隙，作为光线L7出射。
接着，在相对于画面的规定的垂直面上，以到达上述点P1的光线L2为基准从画面上下方向(图11中的上下方向)的不同位置到达扩散反射基体材料72的光，例如在抛物柱面镜面部分722A的点P5或旋转抛物镜面722B的点P3处被反射后，在分别邻接的反射镜722的凸面镜部分中的点P6或P4再次被反射并前进，使得都大致通过焦点FP3V，在通过该焦点FP3V后被扩散。因此，光线L2就会在垂直方向被扩散。
另一方面，在相对于画面的规定的水平面上，以到达上述点P1的光线L2为基准从画面左右方向(在图11中为眼前方向和纵深方向)不同位置行进的光在旋转抛物镜面部分722B中被反射后，在焦点FP3H附近一边使左右方向成分聚光成一点，一边在邻近的反射镜722(更具体地说是抛物柱面镜面部分722A)中大致被反射成直角，并在水平方向扩散后向焦点FP3V行进。这样一来，光线L2就会在水平方向被扩散。
如果从其它观点说明，则认为，如果投影光线L2对于各种图像图案平均，则以大致一样的分布向扩散反射基体材料72的入射面投影。
然后，光线L2中的到达了抛物柱面镜面部分722A的光线在其内面(例如，P5)被反射，在邻接的旋转抛物镜面部分722B的背面(例如，点P6)再次被反射后，从扩散反射基体材料72的出射面射出。这时，光就会在画面的上下方向被扩散。
然后，光线L2中的到达了旋转抛物镜面部分722B的光线在其内面(例如，P1、P3)被反射，在邻接的抛物柱面镜面部分722A的背面(例如，点FP3H、P4)再次被反射后，从扩散反射基体材料72的出射面射出。这时，光就会在画面的垂直方向和水平方向被扩散。
图13是从出射面一侧看扩散片7的图。如该图所示那样，在扩散反射基体材料72的出射面形成与在实施例2中已说明的构成相同的黑色条纹部分73。另外，作为上述的抛物柱面镜面部分722A的焦点的FP3V被设定得在黑色条纹部分73的间隙中排列成线状。
从扩散反射基体材料72的入射面行进的投影光线全部通过焦点FP3V或其附近出射。在大致能通过全部光线的范围内，通过尽可能使黑色条纹部分73的间隙变窄，能够使对比度变得良好。通过黑色条纹部分73的间隙的光在画面的上下和左右方向保持扩散并行进。
接着，更详细地说明该扩散片7整体的光扩散特性。
在扩散片7的出射面上，在光从第2透明介质723向外部的空气行进时，根据折射定律改变光的行进方向。因此，考虑该变化量并设定扩散片7的指向性。
将扩散片7的出射面的法线方向和光的行进方向所成的角度在扩散片7的透明介质中设定为θ1，在从扩散片7出射的空气一侧设定为θout，将第1透明介质72 1和第2透明介质723的折射率设定为N1。在该情况下，根据折射定律则N1×SIN(θ1)＝SIN(θout)的关系成立。将空气的折射率设定为1。
此处，在将透明介质的折射率N1假定认为是1.5的基础上，例如，考虑使画面左右方向的光分布的半振幅总宽为90度，画面上下方向的光分布的半振幅总宽为40度的条件。在该情况下，如果考虑光分布变成半振幅的方向的光线，则θout在各个方向可以是作为半振幅半宽的45度和20度。于是，在介质内，从所述关系式导出θ1在左右方向可以是半振幅半宽28度，在上下方向可以是13度。
对于左右方向，可以考虑旋转抛物镜面部分722B的扩散，因此该旋转抛物镜面部分722B的旋转轴方向范围，在上述例子中，因为是28×2＝56，所以被设定以便变成半振幅总宽56度。
另外，对于上下方向，主要可以考虑抛物柱面镜面部分722A的扩散，该抛物柱面镜面部分722A的聚光角度被设定得成为13×2＝26，并成为半振幅总宽为26度。
这时，通过在抛物柱面镜面部分722A中，在考虑了旋转抛物镜面部分722B的再反射的基础上，将反射出射到斜上方方向的光线的区域部分扩大，也能够做到使从画面的上方看到的情况和从下方看到的情况的光的强度不同。例如，在图11和图12中，通过在从P1看点P3的方向上将抛物柱面镜面部分722A设置得宽(换言之，主要是通过将具有向上下方向的扩散功能的抛物柱面镜面部分722A中的下半部分设置得比其上半部分宽)例如，在图11中，在画面的稍微向上的方向也能够使光的扩散增多。
这样，通过适当地调整抛物柱面镜面部分722A和旋转抛物镜面部分722B的形状和占有比等，能够得到需要的指向性(扩散性)。
此外，在该扩散片7中，为了减轻闪烁或进一步改善对比度，与在上述实施例1中已说明的相同，对于第2透明介质723，可以附加混合扩散剂的、进行ND着色的反射降低装置等，另外，作为其它方法，也可以将ND着色板(未图示)与黑色条纹部分73的前面一侧接合。
另外，在上述说明中使用的反射镜722的形成大小周期的尺寸和半振幅角度、第1透明介质721和第2透明介质723的折射率N1不应受上述的数值限制，例如，不言而喻，即使是上述各数值附近的数值也没关系。
如果依据这样构成的背面投影屏幕和扩散片7，则除在上述实施例1中所叙述的效果外，还能够得到以下的效果。
即，通过扩散片7的反射镜722，使光在多个方向扩散，因此能利用一块扩散片7的反射进行扩散。从而，用比较简易的构成，对于多个方向，能够防止因折射产生的反射光的重像和图像模糊，并有助于图像的鲜明化。
另外，这样的扩散片7与在上述实施例1中已说明的相同，通过在连续的工序中进行，能减少无用的作业，因此在短时间内能廉价地制造。
即，使用由柔软的滚轮形状的材料形成的透明片71，在该透明片71的主面上，用滚轮形状的旋转型(未图示)和UV成型树脂等，能够形成第1透明介质721。这时，通过在屏幕的左右方向准备长的薄片材料，使用画面高度以上的幅度的旋转型，能够连续地制造在画面的左右连续地连接的透明片71和第1透明介质721。
尤其，如果依据本实施例3的构成，则反射镜722就会被设置得在画面左右方向延伸，在上述薄片材料中在宽度方向延伸，因此如果与作为现有技术和实施例1的构成情况下的画面的上下方向具有柱状的透镜和镜子的构成比较，则容易进行旋转型的制造。
另外，通常画面的高度是宽度的3/4或9/16，因此能使用具有与画面的宽度尺寸配合的轴方向尺寸的小型的旋转型，从而，具有能用廉价的设备制造的优点。
(变形例)
此外，在上述实施例1～3中，可以通过用小面积的平面近似的曲面构成上述反射镜322、622、722。另外，通过使旋转抛物镜面部分722B的旋转中心接近该旋转抛物镜面部分722B，并使其曲率变小，同时使1个旋转抛物镜面部分722B的面积变小，可以使来自抛物柱面镜面部分722A的旋转抛物镜面部分722B的凹凸量变小。
在这些情况下，能容易地制造用于制造反射镜322、622、722的旋转型。
另外，除上述的反射镜322、622、722的形状以外，如果是具有焦点的形状，则也能够作为该反射镜322、622、722的构成要素采用。
而且，菲涅尔透镜片4被设定为与扩散片3、6、7不同的实体，但它们可以作为一体被构成。在该情况下，在透明片31、61、71的入射面一侧，通过用菲涅尔透镜型(未图示)和UV树脂使菲涅尔透镜成型，能够将背面投影屏幕2、2B、2C整体作为一块构成。
如以上那样，如果依据本发明的背面投影屏幕用的扩散构造板，则入射光在通过第1反射装置大致聚光成一点或一线后被扩散。这样，主要利用光的反射使光线扩散，因此能够防止起因于坯料的折射率波长分散的色象差引起的颜色的偏移、与折射合并产生的反射光的重像和图像的模糊，并有助于图像的鲜明化。
Claims (18)
1.一种用于使光线扩散的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
在光线入射的入射面和光线出射的出射面之间，沿着至少一个方向重复形成使入射光线大致聚光成一点或一线的第1反射装置。
2.一种用于使光线扩散的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
它具备在光线入射的入射面和光线出射的出射面之间，沿着至少一个方向重复形成了使入射光线大致聚光成一点或一线的第1反射装置的多块扩散板，其中
使各自的扩散的指向性不同，并使多块所述扩散板重叠。
3.一种用于使光线扩散的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
它具备在光线入射的入射面和光线出射的出射面之间，沿着至少一个方向重复形成了使入射光线大致聚光成一点或一线的第1反射装置的扩散板，其中
第1反射装置重复形成使扩散的指向性不同的多种反射区域。
4.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
所述第1反射装置以比它的重复方向的象素尺寸小的周期被重复形成。
5.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
它还具备使从所述第1反射装置反射的光线的主轴方向向所述出射面的法线方向弯曲的第2反射装置。
6.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
所述第1反射装置具有被形成为具有焦点的2次曲面形状的部分。
7.如权利要求5记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
弯曲的反射镜的内侧的凹面镜部分是所述第1反射装置，所述反射镜的外侧的凸面镜部分是所述第2反射装置，
被规定的所述第1反射装置反射的光线被其邻近的所述反射镜的第2反射装置反射。
8.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
在被投影的光线的非通过区域设置了光吸收装置。
9.如权利要求8记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
所述光吸收装置被设置在所述出射面一侧。
10.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
它具有混合了光的扩散剂的透明部分。
11.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
所述第一反射装置由金属膜构成。
12.如权利要求5记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
所述第二反射装置由金属膜构成。
13.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
在所述入射面和所述出射面的至少一侧设置了反射降低装置。
14.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
它还具备ND着色层。
15.如权利要求5记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
所述第1反射装置和所述第2反射装置的至少一方形成为被包含在透明介质中。
16.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
所述入射面和所述出射面的至少一方具有平坦的区域。
17.一种背面投影屏幕，其特征在于：
平坦地形成如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板的所述入射面，并在该入射面一侧设置了菲涅尔透镜。
18.如权利要求1～3的任何一项记载的背面投影屏幕用的扩散构造板，其特征在于：
使平面构件与所述入射面或所述出射面的至少一侧接合为一体。
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