專利名稱：屏幕和投影系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及屏幕和投影系統(tǒng)，特別是涉及與從靠近屏幕的位置投射光 的投影機組合起來使用的屏幕的技術。
背景技術：
與所謂的前投式的投影機組合起來使用的反射式的屏幕，為了得到明 亮的圖像，要求高的反射性。此外，為了得到良好的視場角特性，要求使 光向所希望的范圍擴散的高的擴散性。以往，在屏幕中，目的為得到高的 反射性和高的擴散性的技術，例如，已在專利文獻l中提了出來。[專利文獻1]特開昭58-52628號/>才艮近些年來，人們提出了使接近投影變成可能的投影機的方案，由于使 接近投影變成為可能，故就可以用短的投影距離顯示大畫面。在進行接近 投影的情況下，投影機入射對于屏幕形成大的入射角的光?，F(xiàn)有的屏幕， 例如，其構成為向平坦面或設置有微小的凹凸的面上涂敷白色、銀色等的 涂料。在對于這樣的屏幕入射形成大的入射角的光的情況下，結果就變成 為在屏幕處反射的光的大部分，要向與入射面的法線形成大的入射角的方向行進。為此，在屏幕的正面上所觀察的圖像就會變暗。此外，在現(xiàn)有的 屏幕的情況下，由于不僅來自投影機的光，就連本身為不要光的外光也將 以高的反射率進行反射，故難于得到高的對比度。特別是在外光多的環(huán)境 下，就產(chǎn)生了增加投影光的光量的必要性。這樣一來，如果采用現(xiàn)有的技 術，就會產(chǎn)生這樣的問題在用短的投影距離顯示大畫面的情況下，難于 用高對比度顯示明亮的圖像。本發(fā)明的就是鑒于上述的問題而完成的，目 的在于提供目的為在用短的投影距離顯示大畫面的情況下，用高對比度顯示明亮的圖像的屏幕以及使用該屏幕的投影系統(tǒng)
發(fā)明內容
為了解決上述課題并實現(xiàn)目的，倘采用本發(fā)明，則可以提供這樣的屏 幕，其特征在于，在平面上具有彼此間隔地排列的多個凸部，凸部反射從 平面的法線方向以外的規(guī)定方向入射的斜向入射光，而且，通過反射斜向 入射光而對平面內的凸部彼此間的區(qū)域遮擋斜向入射光。采用使斜向入射光從規(guī)定方向入射的辦法，就可以在凸部彼此間形成 遮擋斜向入射光的區(qū)域。由于使斜向入射光以大的入射角入射，故就可以 使在一個凸部的附近通過的光線，向與一個凸部相鄰接的別的凸部入射。 相對于現(xiàn)有的屏幕用整個屏幕反射光，在本發(fā)明的情況下，可以具有高效 率地反射斜向入射光的角度選擇性。凸部也可以做成為使斜向入射光向所 希望的方向行進的構成。因此，在進行接近投影的情況下，就可以使與圖 像信號對應的光效率良好地向觀察者的方向行進，得到明亮的圖像。此外， 由于可以高效率地反射斜向入射光，故還可以減少來自與圖l象信號對應的 光不同的方向外光的反射。借助于此，就可以得到目的為在用短的投影距 離顯示大畫面的情況下，用高對比度顯示明亮的圖像的屏幕。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部具有反射斜向入射光 的反射部。借助于此，就可以效率良好地反射向凸部入射的斜向入射光。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是具有具有平面并透過光 的基板，和在a內與設置凸部的一側相反的一側形成的、減少光的反射 的反射防止部。反射防止部可以減少通過了基板后的外光的反射。借助于 此，就可以減少外光的反射。此夕卜，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是具有在凸部彼此間形成的、 減少光的反射的反射防止部。反射防止部，可以減少入射到平面內凸部彼 此間的區(qū)域上的外光的反射。借助于此，就可以減少外光的反射。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部使斜向入射光擴散。 借助于此，就可以得到良好的視場角特性。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部具有把第l方向當作 長度方向的形狀，而且在與第1方向垂直的第2方向上進行排列。借助于 此，就可以向所希望的方向反射斜向入射光。此外，還可以容易地得到亮
度均一的圖像，而且還可以容易地進行制造。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部具有這樣的曲面對 于第l方向大體上平坦，而且對于第2方向具有曲率。借助于此，就可以 使斜向入射光擴散。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部在第1方向和與第1 方向垂直的第2方向上進行排列。借助于此，就可以向所希望的方向反射 斜向入射光。此外，還可以對使凸部進行排列的圖形賦予隨機性成為可能。 由于把使凸部進行排列的圖形變成為隨機圖形，故可以減少莫爾條紋。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部具有對于第1方向和 第2方向具有曲率的曲面。借助于此，就可以使斜向入射光擴散。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部大體上同心圓狀地進 行排列。借助于此，就可以使屏幕的反射特性變成為均一，就可以得到均 一的亮度的圖像。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部沿著半徑大體上恒定 的圓弧進行排列。借助于此，就可以得到與使凸部大體上同心圓狀地進行 排列的情況下同樣的反射特性。此外，由于可以把施行了壓花加工等的薄 片狀構件自由地切斷開來使用，故可以降低造價。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部使用噴墨法形成。借 助于此，就可以容易地形成以復雜的圖形進行排列的凸部。此外，由于不 再需要模具，故可以容易地應對產(chǎn)品為多種多樣的情況。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部用壓花加工形成。借 助于此，由于可以容易地形成凸部，故可以降低造價。再有，倘采用本發(fā)明，則可以提供這樣的投影系統(tǒng)，其包括投影與圖 像信號對應的光的投影引擎部和入射來自投影引擎部的光的屏幕，其特征 在于，屏幕具有在平面上彼此間隔地排列的多個凸部，投影引擎部從平面 的法線方向以外的規(guī)定方向向屏幕入射光，凸部反射來自投影引擎部的光， 而且，通過反射來自投影引擎部的光而對平面內的凸部彼此間的區(qū)域遮擋 來自投影引擎部的光。借助于此，就可以得到可以用短的投影距離顯示大 畫面而且可以以高對比度顯示明亮的圖像的投影系統(tǒng)。
此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部具有反射來自投影引 擎部的光的反射部，與不同于來自投影引擎部的光所具有的波長域的其他 波長域的光進行比較，反射部以高的反射率反射來自投影引擎部的光。通 過具有高效率地反射來自投影引擎部的光的波長選擇性，可以效率良好地 反射與圖〗象信號對應的光，而且，可以減少外光的反射。借助于此，就可 以以更高的對比度顯示明亮的圖像。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是把投影引擎部和屏幕的光 軸配置為大體一致，凸部排列成以平面的延長面和光軸相交的位置或其附 近的位置為中心的近似同心圓狀。借助于此，就可以使屏幕的反射特性變 成為均一，就可以得到均一的亮度的圖像。此外，作為本發(fā)明的優(yōu)選的形態(tài)，理想的是凸部以小于由圖像信號對 應的光所形成的像素的節(jié)距更小的節(jié)距進行排列。借助于此，就可以減小 分辨率的降低。


圖1示出了本發(fā)明的實施例1的投影系統(tǒng)的概略構成。圖2示出了光學引擎的概略構成。圖3是對投影系統(tǒng)的光學系統(tǒng)進行說明的圖。圖4示出了屏幕的主要部分剖面構成。圖5示出了屏幕的平面構成。圖6示出了凸部的剖面構成。圖7是對凸部的構成和像素的大小之間的關系進行說明的圖。圖8是對反射部的反射特性進行說明的圖。圖9示出了凸部的變形例。圖IO示出了凸部的另一變形例。圖11示出了具有點狀的凸部的屏幕的平面構成。圖12示出了凸部的剖面構成。圖13是對凸部的構成和像素的大小之間的關系進行說明的圖。 圖14示出了沿著半徑大體上恒定的圓弧進行凸部排列的構成。
圖15示出了具有使薄片狀構件變形所形成的凸部的構成。圖16示出了具有使薄片狀構件變形所形成的凸部的另一構成。圖17是對使用軋輥模具的壓花加工進行說明的圖。圖18示出了本發(fā)明實施例2的投影系統(tǒng)的概略構成。標號的說明10:投影系統(tǒng)；11:投影引擎部；12:屏幕；13:光學引擎；14:投 影透鏡；15:非球面反射鏡；16:出射部；17:框體；W:壁面；21R: R 光用LED; 21G: G光用LED; 21B: B光用LED; 22:準直透鏡；23R: R光 用空間光調制裝置；23G: G光用空間光調制裝置；23B: B光用空間光調制 裝置；24:十字分色棱鏡；25:第1分色膜；26:第2分色膜；AX:光軸； N:法線；31: M; 32、 32a、 32b:凸部；33:反射防止部；S:平面； 35:基材；36:反射部；40:像素；41:凸部；42:反射部；50:屏幕； 51:凸部；52:基材；53:反射部；54:屏幕；55:凸部；60:屏幕；61: 凸部；62:薄片狀構件；64:薄片狀構件；65:屏幕；66:凸部；67:反 射防止部；68:軋輥模具；69:薄片狀構件；70:投影系統(tǒng)；72:屏幕具體實施方式
以下，參看圖面詳細地對本發(fā)明的實施例進行說明。實施例1圖1示出了本發(fā)明實施例1的投影系統(tǒng)10的概略構成。投影系統(tǒng)10 具有投影引擎部11和屏幕12。投影引擎部11是投影與圖像信號對應的光 的前投式的投影機。投影引擎部ll，從距配置屏幕12的壁面lm以內，例 如從大約30cm的位置進行接近投影。屏幕12是反射來自投影引擎部11 的光的反射式的屏幕。投影引擎部11具有光學引擎13、投影透鏡14和非 球面反射鏡15。圖2示出了光學引擎13的概略構成。本身為固體光源的紅色R光用 LED21R,是供給R光的光源部。來自R光用LED21R的R光，在用準直透鏡 22進行了平行化后，向R光用空間光調制裝置23R入射。R光用空間光調
制裝置23R,是根據(jù)圖像信號調制R光的透過式的液晶顯示裝置。用R光 用空間光調制裝置23R進行了調制后的R光，向本身為色合成光學系統(tǒng)的 十字分色棱鏡24入射。本身為固體光源的綠色(G)光用LED21G，是供給G光的光源部。來自 G光用空間光調制裝置21G的G光，在用準直透鏡22進行了平行化后，向 G光用空間光調制裝置23G入射。G光用空間光調制裝置23G,是根據(jù)圖像 信號調制G光的透過式的液晶顯示裝置。用G光用空間光調制裝置23G進 行了調制后的G光，從與R光不同的一側，向本身為色合成光學系統(tǒng)的十 字分色棱鏡24入射。本身為固體光源的藍色(B)光用LED21B，是供給B光的光源部。來自 B光用空間光調制裝置21B的B光，在用準直透鏡22進行了平行化后，向 B光用空間光調制裝置23B入射。B光用空間光調制裝置23B,是根據(jù)圖像 信號調制B光的透過式的液晶顯示裝置。用B光用空間光調制裝置23B進 行了調制后的B光，從與R光不同的一側，向本身為色合成光學系統(tǒng)的十 字分色棱鏡24入射。另外，光學引擎13，也可以使用使光束的強度分布 均一化的均一化光學系統(tǒng)，例如，使用棒狀積分儀或蠅眼透鏡。十字分色棱鏡24,作為被配置為彼此垂直相交的2個分色膜具有第1 分色膜25、第2分色膜26。第1分色膜25反射R光，透過G光和B光。 第2分色膜26反射B光，透過R光和G光。十字分色棱鏡24,合成分別 從不同的一側入射進來的R光、G光和B光，向投影透鏡14的方向出射。 投影透鏡14，投影用十字分色棱鏡24所合成的光。作為透過式液晶顯示裝置，例如，可以使用高溫多晶硅TFT液晶面板 (HTPS)。光學引擎13，作為空間光調制裝置并不限于使用透過式液晶顯示 裝置。作為空間光調制裝置，也可以使用反射式液晶顯示裝置(LCOS:硅基 液晶)、DMD(數(shù)字孩i鏡器件)、GLV(柵狀式光閥)等。此外，也不限于使用對 每一個色光都設置的空間光調制裝置的情況，也可以做成為進行用依次向 共用的空間光調制裝置供給各個色光的色順序方式進行的調制的構成。光 學引擎13并不限于作為光源使用LED的情況。作為光源部，例如，也可以 使用LED以外的固體光源或超高壓7JC銀燈泡等的燈泡。
返回圖1，非球面反射鏡15被設置在與投影透鏡14相向的位置上。 非球面反射鏡15具有非球面形狀的曲面。非球面反射鏡15，借助于反射 使來自投影透鏡14的光主要對于水平方向廣角化。此外，非球面反射鏡 15使來自投影透鏡14的光彎曲向出射部16的方向行進。此外，非球面反 射鏡15，例如，可以釆用在具有樹脂構件等的基材上形成反射膜的辦法構 成。作為反射膜，可以使用高反射性的構件的層，例如，使用鋁等的金屬 構件的層或電解質多層膜等。此外，也可以做成為在反射膜的上邊形成具 有透明構件的保護膜。非球面反射鏡15通過做成為曲面形狀，可以同時進 行光的彎曲和廣角化。通過不僅用投影透鏡14，也用非球面反射鏡15使 光廣角化，故與僅僅使用投影透鏡14使光廣角化的情況下比可進一步使投 影透鏡14變成為小型。非球面反射鏡15，也可以把形狀適宜變更為可以 對圖像的失真進行修正。非球面反射鏡15，被配置為使得一部分露出于框體17外部。使來自 非球面反射鏡15的光向框體17外部出射的出射部16，是被形成于框體17 上的開口部和非球面反射鏡15圍起來的部分。另外，投影引擎部11，也 可以做成為把從光學引擎13到非球面反射鏡15的各個部分完全收納于框 體17內。此外，還可以做成為在投影透鏡14和非球面反射鏡15之間設置 用來使光路彎曲的反射鏡。投影引擎ll，可設置在例如地面、桌子、側板 等上。投影引擎部ll，由于是小型緊湊的構成，故可容易地確保設置場所。圖3是對投影系統(tǒng)10的光學系統(tǒng)進行說明的圖。光學引擎13、投影 透鏡14、非球面反射鏡15和屏幕12,都具有共同的光軸，構成了所謂的 共軸光學系統(tǒng)。此外，光學引擎13、投影透鏡14、非球面反射鏡15和屏 幕12，構成使來自光學引擎13的光，從光軸AX向特定的一側移動行進的 所謂的移動光學系統(tǒng)。借助于這樣的構成，投影引擎部11將對于屏幕12 構成大的入射角的光入射。入射角是屏幕12的法線N和入射光線所構成的 角度。來自投影引擎部ll的光，是從屏幕12的法線N的方向以外的規(guī)定 方向入射的斜向入射光。另外，所說的屏幕12的法線N，指的是后邊講述 的平面的法線。通過釆用共軸光學系統(tǒng)，可以采用通常的共軸系統(tǒng)的設計手法。因此，
就可以減少光學系統(tǒng)的設計工時，而且可以實現(xiàn)像差小的光學系統(tǒng)。非球面反射鏡15,可以做成為對于光軸AX大體上旋轉對稱的形狀，例如，從 圓錐狀內切掉了頂點部分以外的一部分的形狀。通過把非球面反射鏡15 做成為對于光軸AX大體上旋轉對稱的形狀，就可以容易地使非球面反射鏡 15的光軸與別的構成光軸一致。由于非球面反射鏡15變成為軸對稱的非 球面形狀，故可以用車床等的簡易的手法進行加工。因此，就可以容易而 且高精度地制造非球面反射鏡15。投影系統(tǒng)10，通過使用投影透鏡14和非球面反射鏡15,采用視場角 6至少為150度以上，例如，160度的超廣角光學系統(tǒng)。此外，通過采用 僅僅使用已使之超廣角化后的一部分的角度范圍的移動光學系統(tǒng)，可使光 的行進方向一致。從投影引擎部11向屏幕12入射的光包括在不包括屏幕 12的法線方向N的方向的規(guī)定的角度范圍內。在本實施例的情況下，屏幕 12的最小入射角度為70度，最大入射角度為80度。通過采用移動光學系 統(tǒng)，可使向屏幕12入射的光的角度差變成為IO度左右以內。圖4示出了屏幕12的主要部分構成?；?1，是由樹脂等的透明材 料構成的平行平板，例如，是塑料薄板。基板31可透過光。在基板31的 入射一側的平面S上i殳置有多個凸部32。凸部32彼此隔以間隔地進^f亍排 列。所圖示的剖面，包括平面S的法線和光軸AX(未畫)。凸部32具有直 線地切斷圓的一部分的剖面形狀。圖5示出了從入射一側看的屏幕12的平面構成。凸部32^f皮排列為大 體上的同心圓。使凸部進行排列的同心圓的中心，是使平面延長的面與光 軸AX相交的位置。凸部32具有把沿著以光軸AX為中心的圓的圓弧的方向 當作長邊方向的形狀。沿著以光軸AX為中心的圓的圓弧的方向，是第1 方向。此外，凸部32，還沿著以光軸AX為中心的圓的半徑的方向進^f亍排 列。沿著以光軸AX為中心的圓的半徑的方向，是與第l方向垂直相交的第 2方向。另外，使凸部32進行排列的同心圓，也可以是平面S的延長面與 光軸AX相交的位置的附近的位置為中心的同心圓。凸部32的表面，是對 于第l方向大體上平坦，而且對于第2方向具有曲率的曲面。圖6示出了凸部32的剖面構成。凸部32具有被形成為把基材25覆
蓋起來的反射部36。凸部32在反射部36中反射來自投影引擎ll(參看圖 1)的光?；?5可用樹脂構件例如紫外線硬化樹脂或發(fā)泡油墨等形成。反 射部36具備高反射性構件。反射部36例如可涂布白色涂料或銀色涂料等 形成。通過把凸部32的表面做成為曲面，凸部32可以反射來自投影引擎 部11的光。所圖示的剖面，與第1方向垂直相交。在第1方向的不論哪一 個位置上，凸部32都具有與所圖示的剖面構成大體上相同的剖面構成。另 外，凸部32的剖面構成，除了與圓的一部分形狀相同外，也可以與橢圓等 的一部分形狀相同。凸部32除了在基材35的上邊形成反射部36之外，也 可以變成為用高方文射性的構件，例如，用乳白色(半透明)的材料等形成。采用設置上述那樣的形狀的凸部32的辦法，可以使來自投影引擎部 11的光向屏幕12的正面的方向反射。屏幕12得益于使凸部32進行排列 為大體上同心圓狀，而變成為可以均一地反射來自投影引擎部11的光。使 屏幕12的反射特性變成為均一，可以得到均一的亮度的圖像。通過設置具 有長邊方向的凸部，可以容易地得到亮度均一的圖像。具有長邊方向的凸 部32,制造也可以容易地進行。圖7是對凸部32的構成和像素40的大小之間的關系進行說明的圖。 凸部32，比用來自投影引擎部11的光在屏幕12上形成的像素40的節(jié)距 更小的節(jié)距進行排列。此外，理想的是在一個像素40中存在著多個的凸部 32。例如，若設像素的一邊d為0. 7mm,則凸部32的節(jié)距p就是0. 14腿。 這時，在一個像素40中就會放入5條的凸部32。這樣一來，采用以比像 素40的節(jié)距更小的節(jié)距p排列凸部32的辦法，可以減小分辨率的降低。 凸部32的節(jié)距p，理想的是為像素40的節(jié)距的l/5以下。返回圖4，在^4131內，與要設置凸部32的一側是相反側即壁面W(參 看圖l)側的面上i殳置有反射防止部33。反射防止部33形成于皿31的壁 面W —側的整個面上。反射防止部33,通過吸收透過了基板31后的光， 可以減少透過了M 31的光的反射。反射防止部33具備光吸收性構件。 反射防止部33例如可釆用涂敷消光黑色涂料的辦法形成。來自投影引擎部11的光L1，借助于用凸部32進行的反射，在以法線 N為中心的規(guī)定的范圍內進行擴散。借助于此，就可以得到良好的視場角
特性。此外，由于來自投影引擎部1的光以大的入射角入射，因此，例如在一個凸部32a的附近通過的光線r向鄰近于一個凸部32a的別的凸部32b 入射。屏幕12僅僅在凸部32中才反射來自投影引擎部11的光L1。采用 適宜決定凸部32的高度和間隔的辦法，就可以僅僅在凸部32中反射來自 投影引擎部11的光L1。由于從規(guī)定方向斜向地入射來自投影引擎部11的光L1，故在平面S 內凸部32彼此間，就會形成凸部32的陰影。凸部32采用反射來自投影引 擎部11的光L1的辦法，對平面S內凸部32彼此間的區(qū)域遮擋來自投影引 擎部11的光L1。平面S內在凸部32彼此間通過的外光L2，在透過了M 31后向反射防止部33入射。反射防止部33通過吸收外光L2而減少外光 L2的反射。于是，就可以減少以向凸部32彼此間入射的所有的角度入射 的外光L2的反射。本發(fā)明中，可以具有高效率地反射來自投影引擎部11的光L1的角度 選擇性。還可以使來自投影引擎部11的光L1，效率良好地向觀察者的方 向行進。因此，在進行接近投影的情況下，就可以使與圖像信號對應的光 效率良好地向觀察者的方向行進，得到明亮的圖像。此外，通過減少外光 L2的反射，可以得到高對比度。借助于此，就會收到在以短的投影距離顯 示大畫面的情況下，可以用高對比度顯示明亮的圖像的效果。即便是在外 光L2多的環(huán)境下，由于不需要增加投影光的光量，故仍可以降低功耗。例如，假定凸部32的反射率為80%，反射防止部33的反射率為9%， 平面S內形成了凸部32的區(qū)域的面積與形成了凸部32的區(qū)域以外的區(qū)域 的面積之比為l: 3。由于來自投影引擎部11的光L1僅僅向凸部32入射， 故來自投影引擎部11的光L1的平均反射率為80%。外光L2對于平面S全 體均等地入射。外光L2的平均反射率，可如下那樣地計算80% x 0.25+9% x 0. 75=26. 75%。如上所述，屏幕12可使外光L2的影響減小到來自投影引擎部Ll的 光L1的1/3左右。例如，對于在某一條件下的明亮房間對比度為100: 1 的投影機，可以得到大約300: l的對比度。凸部32也可以做成為這樣的構成和與來自投影引擎部11的光L1
所具有的波長域不同的區(qū)域的波長域的光進行比較，用高的反射率反射來自投影引擎部11的光L1。反射部36可以用具有選擇性地反射來自投影引 擎部11的光L1的波長選擇特性的色材形成。假定來自光學引擎13的各個 紅色(R)光用LED21R、綠色(G)光用LED21G、藍色(B)光用LED21B(參看圖 2)的各個色光分別具有在圖8中賦予R、 G、 B進行顯示的波長域。圖中， 橫軸表示波長，左縱軸表示光的相對強度，右縱軸表示反射部36的反射率。 反射部36，就如圖中用粗線所表示的那樣，可以做成為這樣的特性在R、 G、 B的各個峰值波長附近具有高的反射率，例如，具有約100°/ 的反射率。這樣，采用使屏幕12具有波長選擇性的辦法，就可以使之效率良好 地反射來自投影引擎部11的光Ll,而且可以減少外光L2的反射。借助于 此，就可以以更高的對比度顯示明亮的圖像。另外，要想使屏幕12具有波 長選擇性，光源部就必須是供給某種程度受限定的波長域的色光的光源。 使屏幕12具有波長選擇性的構成，適合于使用可供給狹窄的波長域的色光 的固體光源或激光光源的情況。至于反射防止部33，理想的是使之減少盡可能寬的波長域的光的反 射。作為外光L2的太陽光、來自于熒光燈泡的光、來自于白熱燈泡的光等， 就是波長域比較寬的光。為此，采用使用可減少寬的波長域的光的反射的 反射防止部的辦法，就可以效果良好地減少外光L2的反射。另外，在入射 某種程度受限定的波長域的外光L2的情況下，反射防止部33也可以做成 為4吏之具有與外光L2的波長特性對應的波長選擇性。圖9和圖10示出了凸部的變形例。上述的凸部32(參看圖6)具有設 置在整個曲面上的反射部36，相對于此，圖9所示的凸部41，具有i殳置在 曲面的一部分上的反射部42。反射部42,設置在來自投影引擎部11的光 Ll所要入射的部分上。借助于此，就可以向反射防止部33導入要向凸部 41內設置有反射部42的部分以外的部分入射的外光L2，進一步減少外光 L2的反射。此外，由于要形成反射防止部42，故也可以減少必要的白色涂 料。圖10所示的凸部44具有等腰三角形形狀的剖面。反射部46設置在 基材45內來自投影引擎部11的光L1所要入射的一側的面上。反射部46 采用形成微小的凹凸的辦法，使之反射來自投影引擎部11的光L1，同時， 使之向觀察者一側擴散。借助于此，就可以得到良好的視場角特性。另夕卜， 上述的凸部32、 41的反射部36、 42,也可以形成^t小的凹凸。凸部的剖 面形狀，并不限于在本實施例中所說明的形狀，可以適宜變更。例如，凸 部的剖面形狀，也可以^:成為矩形形狀或多邊形形狀。圖11示出了具有點狀的凸部51的屏幕50的平面構成。凸部51，在 沿著以光軸AX為中心的圓的圓弧的方向以及沿著以光軸AX為中心的圓的 半徑的方向進行排列。沿著以光軸AX為中心的圓的圓弧的方向是第1方 向。沿著以光軸AX為中心的圓的半徑的方向是與第1方向垂直相交的第2 方向。凸部51排列在整個屏幕50上。在這里，省略了一部分凸部51的圖 示。凸部51具有用平面切斷了球面的一部分的形狀。凸部51是對于第1 方向和第2方向具有曲率的曲面。屏幕50通過使凸部51同心圓狀地進行排列，故可以均一地反射來自 投影引擎部11的光。凸部51對于同心圓的方向以大體上恒定的間隔進行 排列。在相鄰的圓弧中，凸部51交互地進行配置。凸部51對于同心圓的 半徑的方向，也以大體上恒定的間隔進行排列。對于同心圓的半徑的方向 來說，凸部51隔一條圓弧線地進行排列。通過像這樣地使用點狀的凸部 51，就可以把隨機性賦予使凸部進行排列的圖形。通過使進行排列凸部51 的圖形變成為隨機性圖形，可以減少莫爾條紋。圖12示出了凸部51的剖面構成。在所圖示的剖面構成中，凸部51 具有用直線切斷圓的一部分的剖面形狀。凸部51具有基材52和反射部53。 凸部51的構成，除了形狀不同之夕卜，與上述的凸部32(參看圖6)是同樣的。 凸部51在包括中心線的任何一個剖面中也都具有同一構成。通過設置凸部 51，可以向屏幕12的正面的方向反射來自投影引擎部11的光。通過對2 個方向設置具有曲率的全面形狀的凸部51，可以使來自投影引擎部11的 光對2個方向進行擴散。凸部51的剖面構成，除了與圓的一部分同樣的形 狀外，也可以是與橢圓等的一部分同樣的形狀。圖13是對于凸部51的構成和像素30的大小之間的關系進行說明的 圖。凸部51以比像素40的節(jié)距更小的節(jié)距進行排列。此外，理想的是在 一個像素40中存在著多個的凸部51。例如，如設像素40的一邊是d為 0.7mm,則凸部32的節(jié)距p就是0.14鵬。這時，在一個像素中就會放入30 個的凸部51。這樣一來，采用用比像素40的節(jié)距更小的節(jié)距p進行排列 凸部51的辦法，就可以減小分辨率的降低。凸部51的節(jié)距p,理想的是 為像素40的節(jié)距的1/5以下。在本實施例中所說明的凸部，可以用噴墨法或絲網(wǎng)印刷法形成。在使 用噴墨法的情況下，可以容易地形成以復雜的圖形排列起來的凸部。在使 用噴墨法的情況下，由于不需要模具，故在產(chǎn)品多種多樣的情況下，就可 以容易地進行應對。絲網(wǎng)印刷法在量產(chǎn)屏幕的情況下是有用的。作為J41 31(參看圖4)使用的塑料薄板，由于具有平滑的面，故可容易地形成凸部。 此外，由于把塑料薄板用作基敗31，故可以使光透過。屏幕并不限于把凸部同心圓狀地排列起來的構成。例如，如圖14所 示的屏幕54那樣，也可以做成為沿著使半徑大體上恒定的圓弧排列凸部的 構成。凸部55對于第1方向具有長邊方向。通過沿著半徑大體上恒定的圓 弧排列凸部，可以做成為近乎排列成同心圓狀的構成。因此，可以得到與 把凸部排列成大體上同心圓狀的上述的情況同樣的反射特性。凸部55也可 以沿著大體上恒定的橢圓的一部分進行排列。凸部55除了做成為對于第1 方向具有長邊方向的形狀外，也可以與上述的凸部51(參看圖ll)同樣做成 為點狀的形狀。屏幕除了要在基板上形成凸部外，也可以做成為采用使薄板狀構件變 形的辦法形成凸部。例如，圖15所示的屏幕60，具有釆用使薄板狀構件 變形的辦法形成的凸部61。薄板狀構件62的變形，例如，可以使用壓花 加工。薄板狀構件62可以使用光吸收構件，例如，可以使用被著色成黑色 的薄板。凸部61可采用向薄板狀構件62內借助于變形而隆起的部分涂敷白色 涂料或具有波長選擇性的色材等的辦法形成。凸部61，與上述的凸部32 (參 看圖5)同樣，對于第1方向具有長邊方向。凸部61的表面形成與上述凸 部(參看圖6)的表面同樣的曲面。借助于凸部61，就可以高效率地反射來 自投影引擎部ll的光。凸部61除了做成為對于第l方向具有長邊方向的
形狀外，與上述的凸部51(參看圖ll)同樣，也可以做成為點狀的形狀。薄板狀構件62內凸部61彼此間的區(qū)域吸收外光。薄板狀構件62內 凸部61彼此間的部分，起著反射防止部的作用。借助于薄板狀構件62， 可以減少外光的反射。借助于此，就可以用高對比度顯示明亮的圖像。另 外，屏幕60，也可以設置薄板狀構件62以外的構件，例如，用來支持薄 板狀構件62的基板等。在圖4所示的屏幕12的情況下，也可以做成為借助于光吸收構件構 成基板31自身。在該情況下，基板31內凸部32彼此間的部分，起著反射 防止部的作用。由于使J4^31起著反射防止部的作用，故可以以高對比度 顯示明亮的圖像。由于使M31自身起著反射防止部的作用，故可以不再 需要基板31內向壁面W —側的面進行的光吸收材料的涂敷。圖16所示的屏幕65，與圖15所示的屏幕60同樣，具有采用使薄板 狀構件64變形的辦法形成的凸部66。薄板狀構件64，可以使用高反射性 構件，例如，可以使用著色成白色的薄板。凸部61可以直接使用使薄板狀 構件62隆起的部分。此外，薄板狀構件64內凸部61彼此間可形成反射防 止部67。反射防止部67，例如，可以采用涂敷消光黑色涂料的辦法形成。 即便是在該情況下，也可以以高對比度顯示明亮的圖像。在圖4所示的屏幕12的情況下，也可以做成為在平面S內凸部32彼 此間的區(qū)域上形成反射防止部。在該情況下，也可以減少入射到凸部32 彼此間的外光的反射。此外，還可以使向基板31內壁面W—側的面進行的 光吸收構件的涂敷變成為不再需要。在要在平面S上形成反射防止部的情 況下，基板31除了用透明構件構成之外，也可以用不透明構件，例如，用 紙、布等構成。壓花加工，由于可容易地成形凸部，故在量產(chǎn)屏幕的情況下是有用的。 在使用壓花加工形成凸部的情況下，例如，如圖17所示，可以使用已形成 了凹凸的軋輥才莫具68。釆用邊把軋輥模具68推壓到薄板狀構件69上邊進 行旋轉的辦法，就可以容易地形成凸部。如果是使凸部半徑變成為大體上 恒定的圓弧排列的構成，則可以把已進行了模具推壓后的薄板狀構件69 自由地切斷開來使用。該場合，采用壓花加工可降低制造成本。另外，軋
輥模具68，對于在第l方向上具有長邊方向的凸部以及點狀的凸部中的任 何一者都可以使用。實施例2圖18示出了本發(fā)明實施例2的投影系統(tǒng)70的概略構成。本實施例的 投影系統(tǒng)70具有使實施例1的投影系統(tǒng)10的上下反轉過來的構成。本實 施例的投影系統(tǒng)70從屏幕72的鉛直上側投影光。投影引擎部11,例如， 可設置為懸掛在天花板面上。投影引擎部11被設置為與實施例1的情況呈 上下反轉的結構。屏幕72具有使實施例1的屏幕12的上下反轉過來的構成。在本實施 例的情況下，在進行接近投影的情況下，也可以以高對比度顯示明亮的圖 像。另外，投影系統(tǒng)，除了做成為使實施例1的投影系統(tǒng)10的上下反轉過 來的構成外，也可以做成為使之旋轉90度的構成。上述各個實施例的屏幕 借助于與特定的投影引擎部之間的組合，并不限定于構成投影系統(tǒng)。上述 各個實施例的屏幕，也可以是與任意的投影機組合起來使用的屏幕。工業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的屏幕，特別是在與從靠近屏幕的位置投影光的投 影機組合起來使用的情況下是有用的。
權利要求
1、一種屏幕，其特征在于在平面上具有彼此間隔地排列的多個凸部，上述凸部反射從上述平面的法線方向以外的規(guī)定方向入射的斜向入射光，且通過反射上述斜向入射光而對上述平面內的上述凸部彼此間的區(qū)域遮擋上述斜向入射光。
2、 根據(jù)權利要求1所述的屏幕，其特征在于上述凸部具有反射上 述斜向入射光的反射部。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的屏幕，其特征在于，具有 具有平面并使光透過的基板；在上述J4l中與設置上述凸部的一側相反的一側形成的、減少光的反 射的反射防止部。
4、 根據(jù)權利要求1或2所述的屏幕，其特征在于具有在上述凸部 彼此間形成的、減少光的反射的反射防止部。
5、 根據(jù)權利要求l-4中的任何一項權利要求所述的屏幕，其特征在 于上述凸部使上述斜向入射光擴散。
6、 根據(jù)權利要求1~5中的任何一項權利要求所述的屏幕，其特征在 于上述凸部具有以第1方向作為長度方向的形狀，而且在與上述第1方 向垂直的第2方向上進行排列。
7、 根據(jù)權利要求6所述的屏幕，其特征在于上述凸部具有在上述 第1方向上大體平坦，而且在上述第2方向上具有曲率的曲面。
8、 根據(jù)權利要求1~5中的任何一項權利要求所述的屏幕，其特征在 于上述凸部在第1方向和與上述第1方向垂直的第2方向上進行排列。
9、 根據(jù)權利要求8所述的屏幕，其特征在于上迷凸部具有在上述 第1方向和上迷第2方向上具有曲率的曲面。
10、 根據(jù)權利要求1~9中的任何一項權利要求所迷的屏幕，其特征 在于上述凸部排列成大致同心圓狀。
11、 根據(jù)權利要求1~9中的任何一項權利要求所述的屏幕，其特征 在于上述凸部沿著半徑大體上恒定的圓弧進行排列。
12、 根據(jù)權利要求1~11中的任何一項權利要求所述的屏幕，其特征 在于上述凸部使用噴墨法形成。
13、 根據(jù)權利要求1~11中的任何一項權利要求所述的屏幕，其特征 在于上述凸部用壓花加工形成。
14、 一種投影系統(tǒng)，具有 投影與圖像信號對應的光的投影引擎部；和 入射來自上述投影引擎部的光的屏幕，其中，上述屏幕具有在平面上彼此間隔地排列的多個凸部， 上述投影引擎部從上述平面的法線方向以外的規(guī)定方向向上述屏幕 入射光，上述凸部反射來自上述投影引擎部的光，且通過反射來自上述投影引 擎部的光而對上述平面內的上述凸部彼此間的區(qū)域遮擋來自上述投影引擎 部的光。
15、 根據(jù)權利要求14所述的投影系統(tǒng)，其特征在于 上述凸部具有反射來自上述投影引擎部的光的反射部，與不同于來自上述投影引擎部的光所具有的波長域的其他波長域的 光比較，上迷反射部以高的反射率反射來自上述投影引擎部的光。
16、 根據(jù)權利要求14或15所述的投影系統(tǒng)，其特征在于 把上述投影引擎部和上迷屏幕的光軸配置為大體上一致， 上述凸部排列成以上述平面的延長面與上述光軸相交的位置或其附近的位置為中心的大致同心圓狀。
17、 根據(jù)權利要求14~16中的任何一項所述的投影系統(tǒng)，其特征在 于上述凸部以比由上述圖像信號對應的光所形成的像素的節(jié)距小的節(jié)距 進行排列。
全文摘要
本發(fā)明提供用來在用短的投影距離顯示大畫面的情況下以高對比度顯示明亮的圖像的屏幕和應用該屏幕的投影系統(tǒng)。具體解決方式是在平面S上具有彼此設置有間隔地排列著的凸部32，凸部32反射本身為從平面S的法線N的方向以外的規(guī)定方向入射的斜向入射光的投影引擎部的光L1，而且由于反射斜向入射的光L1，故對于平面S內凸部32彼此間的區(qū)域遮擋來自投影引擎部的光L1。
文檔編號G03B21/60GK101162361SQ20071015240
公開日2008年4月16日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權日2006年10月13日
發(fā)明者真保晃, 米窪政敏 申請人:精工愛普生株式會社